第一部分遗传因子的发现.ppt

第一章 遗传因子的发现,遗传学之父-孟德尔,第1节 孟德尔的豌豆杂交实验（一）,孟德尔通过8年的研究,进行了大量遗传杂交实验,其中最成功的是豌豆杂交实验;通过分析了豌豆杂交实验结果,发现了生物遗传规律.,-分离定律和自由组合定律,选择豌豆为实验材料是孟德尔成功原因之一,1.以豌豆为实验材料的优点: 阅读书P2/3, 传粉、 受粉-自然状态下，豌豆一般是 ；,自花,闭花,纯种,自花传粉,两性花的雄蕊的花粉，落到同一朵花的雌蕊柱头上的过程叫自花传粉，也叫自交。,闭花受粉,花在未开放时，就已经完成了受粉，可以避免外来花粉的干扰。,两朵花之间的传粉过程叫做异花传粉， 也叫杂交。,异花传粉,1.以豌豆为实验材料的优点: 阅读书P2/3, 传粉、 受粉-自然状态下，豌豆一般是 ；,自花,闭花,纯种,有易区分的 ；,相对性状,同种生物的同一种性状的不同表现类型叫相对性状。,豌豆的一些相对性状,人的一些相对性状,1、下列各对性状中，属于相对性状的是 A.狗的长毛和卷毛 B.棉花的掌状叶和鸡脚叶 C.玉米叶梢的紫色和叶片的绿色 D.豌豆的高茎和蚕豆的矮茎 2.孟德尔利用豌豆作为实验材料进行植物杂交实验，成功地发现了生物的遗传规律。下列各项中不能作为豌豆作为遗传实验材料的优点是（ ） A. 豌豆是严格的闭花自花授粉植物 B. 豌豆在自然状态下一般是纯种 C. 豌豆具有许多明显的相对性状 D. 杂种豌豆自交后代容易发生性状分离,B,D,在未成熟前去母本雄蕊套袋待母本雌蕊成熟时再授粉套袋。,传粉,不同植株的花进行异花传粉时，供应花粉的植株叫父本（），接受花粉的植株叫母本（）。,2.孟德尔做豌豆杂交实验的步骤,例.用豌豆进行遗传试验时，下列操作错误的是 A. 杂交时，须在开花前除去母本的雄蕊 B. 自交时，雌蕊和雄蕊都无需除去 C. 杂交时，须在开花前除去母本的雌蕊 D. 人工授粉后，应套袋,C,一. 一对相对性状的遗传试验,P,矮茎,高茎,高茎,(亲本),现象：,一对相对性状的两个亲本进行杂交， 在F1代显现出来的性状-显性性状 （高茎） 在F1代中未显现出来的性状-隐性性状（矮茎）,正交、反交的F1代都是高茎,(显性性状),16,高茎,高茎 矮茎,F2,(子二代),787 277,3 : 1,现象:F2代出现了性状分离, 且F2显性性状和隐性性状比是3:1,一. 一对相对性状的遗传试验,（显性性状）,(亲本),F1,(子一代),七对相对性状的遗传试验数据(数学统计方法),F2代中，显性：隐性3:1,高茎,高茎 矮茎,F1,F2,(子二代),3 : 1,一. 一对相对性状的遗传试验,？,？,F1代均为显性（高茎）,F2出现了性状分离,且F2显性性状和隐性性状比是3:1（高茎：矮茎=3:1）,孟德尔认为生物的性状是由遗传因子（后改称为基因）决定的,高茎,矮茎,P,2、对分离现象的解释-提出“遗传因子”的假设,在体细胞中，遗传因子成对存在的。,×,同一种性状的一对相对性状,显性性状：由显性遗传因子控制（用大写D表示）,（同一个字母的大小写）,隐性性状：由隐性遗传因子控制（用小写d表示）,像DD和dd这样的遗传因子组成相同的个体叫纯合子。,遗传因子组成不同的个体叫杂合子。如Dd,特别提醒：杂合子内的不同遗传因子互不融合或混杂，保持其独立性，但显性遗传因子对遗传因子有“显性作用”。如Dd表现为高茎。,孟德尔认为生物的性状是由遗传因子（后改称为基因）决定的,高茎,矮茎,P,(减数分裂),配子,配子形成时，成对的遗传因子分开，分别进入不同的配子。,2、对分离现象的解释-提出“遗传因子”的假设,在体细胞中，遗传因子成对存在的.,×,同一种性状的一对相对性状,显性性状：由显性遗传因子控制（用大写D表示）,（同一个字母的大小写）,隐性性状：由隐性遗传因子控制（用小写d表示）,同源染色体分离,染色单体分离,同源染色体分离,染色单体分离,孟德尔认为生物的性状是由遗传因子（后改称为基因）决定的,高茎,矮茎,P,F1,(减数分裂),配子,配子形成时，成对的遗传因子分开，分别进入不同的配子。,(受精),高茎,受精时，雌雄配子的结合是随机的。遗传因子恢复成对,2、对分离现象的解释-提出“遗传因子”的假设,在体细胞中，遗传因子成对存在的.,×,同一种性状的一对相对性状,显性性状：由显性遗传因子控制（用大写D表示）,（同一个字母的大小写）,隐性性状：由隐性遗传因子控制（用小写d表示）,孟德尔认为生物的性状是由遗传因子（后改称为基因）决定的,显性性状由显性遗传因子决定，如高茎用大写字母表示,隐性性状由隐性遗传因子决定，如矮茎用小写字母表示,配子形成时，成对的遗传因子分开，分别进入不同的配子,受精时，雌雄配子的结合是随机的。基因恢复成对,2、对分离现象的解释-提出“遗传因子”的假设,在体细胞中，遗传因子成对存在的,配子,F1,×,(减数分裂),同源染色体分离,染色单体分离,孟德尔认为生物的性状是由遗传因子（后改称为基因）决定的,显性性状由显性遗传因子决定，如高茎用大写字母表示,隐性性状由隐性遗传因子决定，如矮茎用小写字母表示,配子形成时，成对的遗传因子分开，分别进入不同的配子,受精时，雌雄配子的结合是随机的。遗传因子恢复成对,2、对分离现象的解释-提出“遗传因子”的假设,在体细胞中，遗传因子成对存在的,配子,F2,F1,×,高茎 ： 矮茎=3：1,高茎,高茎,高茎,矮茎,F2,高茎 ： 矮茎 = 3：1,一对相对性状的杂交遗传图解,（1）亲本杂交对母本植株必须做的工作是？,去雄、套袋、授粉、套袋,（3）F2中出现高茎和矮茎，这一现象称作？,总结:一对相对性状的遗传实验（以豌豆为例）,（2）无论正交、反交F1始终表现为高茎，说明了什么？,高茎为显性性状；,性状分离,F1产生配子时遗传因子随同源染色体的分开而分离,（4）F2中分离比实现的条件是什么？,a、子一代个体形成的两种配子的数目是相等的；它们的生活力是一样的；,b、子一代两种配子的结合机会是相等的；,c、三种遗传因子组成个体的存活率到观察时为止是相等的；,d、显性是完全的；,原因是什么？,孟德尔的假说合理地解释了豌豆一对相对性状杂交实验中出现的性状分离现象。但是一种正确的假说，仅能解释已有实验结果是不够的，还应该能预测另一些实验结果。如何证明其解释是否正确呢？,假说演绎法（看书）,3、对分离现象解释的验证,测交,杂种F1与隐性亲本杂交以测定杂种F1遗传因子组成，来验证孟德尔解释的正确性,隐性个体只产生一种含隐性遗传因子的配子，若F1是孟德尔所预计的那样的杂合体，其能产生分别含显性遗传因子和隐性遗传因子的两种配子，且出现机率相等。,高茎,矮茎,1 ： 1,杂种子一代（F1 ）,高茎,矮茎,隐性纯合子,配子,测交：,测交实验结果预测,测交后代,×,隐性亲本的配子与F1的配子随机结合产生合子,合子发育成的新个体的性状只决定于F1的配子所含的遗传因子。若F1为杂合体，则测交后代会同时出现显、隐两种性状，且比例为1:1。,杂种子一代（F1 ）,隐性纯合子,证明F1是杂合子，在形成配子时，成对的遗传因子发生分离。,测交实验结果,结论：,测交：,测交后代,测交后代性状的种类和比例反映出F1产生配子的种类和比例;,测交实验：,-验证假设正确,同时也确定了F1的遗传因子组成,孟德尔第一定律-分离定律,在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子_，不相_； 在形成配子时，成对的遗传因子发生_，_后的遗传因子分别进入不同的配子中，随_遗传给后代。,成对存在,融合,分离,分离,配子,分离定律的实质：,减数分裂时，成对遗传因子(基因）的分离,-发生于减数第一次分裂，同源染色体分离时,分离定律的适用条件,（1）有性生殖的生物:分离定律的实质是遗传因子随同源染色体的分开而分离，而同源染色体的分开是有性生殖生物产生生殖细胞时进行减数分裂特有的行为。,（2）真核生物的性状遗传。原核生物或非细胞结构生物不进行减数分裂，即不进行有性生殖。,（3）细胞核遗传。只有真核生物细胞核内的遗传因子随染色体的规律性变化才呈现规律性变化。细胞质内遗传物质数目不稳定，遵循细胞质母系遗传规律。,（4）一对相对性状的遗传。两对或两对以上相对性状的遗传问题，分离定律不能直接解决，说明分离定律适用范围的局限性。,孟德尔遗传实验中的概念和符号：,P F1 F2 ×,相对性状、（显性性状、隐性性状）、性状分离:,注意：,P DD × dd,F1 Dd,高茎 ：矮茎 = 3：1,F2 DD Dd dd,1 2 1,一对相对性状的遗传实验,一对相对性状的杂交遗传图解,测交遗传图解,孟德尔遗传实验中的概念和符号：,P F1 F2 ×,相对性状、（显性性状、隐性性状）、性状分离:,注意：,显性遗传因子、隐性遗传因子: 纯合子: 杂合子:,纯合子自交后代是纯合子,纯合子能稳定遗传;,杂合子自交后代会发生性状分离,杂合子不能稳定遗传;,纯合子只产生一种配子,杂合子至少产生两种配子,杂交、正交与反交、自交 测交:,让杂种F1与隐性个体进行杂交，验证分离定律;还可以测定F1的遗传因子组成,例题：1.下列叙述不正确的是 （ ） A. 兔的白毛与黑毛，狗的直毛和卷毛都是相对性状 B. 隐性性状是指具有相对性状的亲本杂交，F1未表现出来的性状 C. 纯合子自交后代不发生性状分离，杂合子自交后代不会出现纯合子 D. 显性性状是指具有相对性状的亲本杂交，F1表现出来的性状 2.下列叙述中，正确的是 （ ） A. 两个纯合子的后代必是纯合子 B. 两个杂合子的后代必是杂合子 C. 纯合子自交后代都是纯合子 D. 杂合子自交后代都是杂合子,C,C,1.下列关于分离现象的假说正确的是 （ ） 生物的性状是由遗传因子决定的 B. 生殖细胞中遗传因子是成对存在的 C. 生物体在形成生殖细胞时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中 D. 受精时，雌雄配子的结合是随机的 2.孟德尔验证“分离定律”假说的最重要的实验证据是 A亲本产生配子时，成对的遗传因子发生分离 B杂合子自交发生 3 : 1 的性状分离比 C杂合子与隐性亲本杂交后代性状比例 1 : 1 DF1自交发生了1:1的性状分离比,ACD,C,3. 孟德尔在发现分离定律时属于假说演绎法中的“演绎”过程的是 A生物的性状是由遗传因子决定的 B由F2出现3：1推测生物体产生配子时，成对的遗传因子彼此分离 C若F1产生配子时成对遗传因子分离，则测交后代会出现两种表现型，比例接近1：1 D若F1产生配子时成对遗传因子分离，则F2中出现三种基因型，比例接近1：2：1,C,五、分离定律应用:,1.已知“遗传因子组成”，推“性状”,AA,AA:Aa=1:1,Aa,AA:Aa:aa=1:2:1,Aa:aa=1:1,aa,五、分离定律应用:,2.已知“性状”推“遗传因子组成”,例：有一种腿很短的鸡叫爬行鸡，由显性基因A控制，正常鸡由隐性基因a控制，在爬行鸡的遗传实验中得到下列结果： 第一组两亲本的遗传因子组成是 ，子代爬行鸡的遗传因子组成是 ，其中纯合子的概率是 。 第2组两亲本的遗传因子组成是 。后代中爬行鸡为纯合子的概率是 。,Aa×Aa,AA,Aa,1/3,Aa×aa,0,3.显、隐性的判断,（1）杂交法：具有相对性状的两亲本杂交，子一代只表现出一种性状，表现出来的性状即为显性性状,（2）自交法：某性状的个体自交，后代出现性状分离。则该个体的性状即为显性性状,显性,显性 ： 隐性,(2)自交法,例：番茄的圆果与长果是一对相对性状（设基因为或b），下表是番茄的果形四个组合的遗传实验结果，分析回答有关问题： （）这对相对性状中属于显性性状的是 ，判断显性性状的主要组合是 。 （）写出四个组合中各亲本的基因型：一 ；二 ； 三 ；四 。 ）写出一组的遗传图解。,圆果,二、三,Bb × bb,BB × bb,Bb × Bb,BB(Bb) × (Bb) BB,4.纯合子和杂合子判断,（1）自交法(已知或未知显、隐性性状)：,（2）测交法(已知显、隐性性状)：,-植物,-动物，植物,1.有一批抗锈病（显性性状）小麦植株，要确定这些植株是否纯种正确且简便的方法是 A.与一株抗锈病小麦杂交 B.与一株易染锈病小麦进行测交 C.用花药离体培养，观察后代的表现型 D.自交 2.牛的黑色对红色为显性，若要确定一头黑色公牛的基因型是否纯合，最好选择什么样的牛与之交配 A纯合黑母牛 B杂合黑母牛 C任何黑母牛 D任何红母牛,D,D,测交法：不仅可以验证分离定律， 还可用于确定某个体的遗传因子组成,自交法：用于显隐性的判断 用于纯合子和杂合子判断 用于提高杂种的纯合度,例：Aa连续自交n代，则子代中杂合子所占概率是 ，纯合体比例为 ，显性纯合子的概率是 。,可用下图表示：,1/2n,11/2n,5.概率计算:,五、分离定律应用:,1. 某同学用纯种黄色豌豆和纯种绿色豌豆做亲本进行杂交，F1全是黄色，让F1自交，获得F2共556粒种子。 （1）在这一对相对性状中，显性性状是 ； （2）F2中黄色大约有 粒，黄色纯合子大约 粒； （3）F2中的绿色种子全部是纯合子吗？ 2.基因型为的个体与基因型为aa的个体杂交产生 的进行自交，那么 中的纯合子占中个体数的 中的显性纯合子占中个体数的 中的显性纯合子占显性个体中个体数的 3.在一对相对性状的遗传中，隐性亲本与杂合子亲本相交，其子代个体中与双亲遗传因子组成都不相同的是 .0 .25 .50 .75,黄色,417,139,是,A,1/2,1/4,1/3,6.人类遗传病及有关概率计算,有的遗传病是由显性遗传因子控制的显性遗传病（比如：人类的多指。多指 ,正常指 ) 有的遗传病是由隐性遗传因子控制的隐性遗传病（比如：人类的白化病。白化病 ,正常 ),五、分离定律应用:,AA或Aa,aa,aa,AA或Aa,14开始,例1.人类先天性聋哑是一种隐性遗传病,一对正常夫妇,他 们生一个患病孩子. 则再生一个患病孩子的几率是 ； 生一个患病男孩的概率是 。,1/4,1/8,遗传系谱图,2下图为与白化病有关的某家族遗传系谱图，致病基因用(Aa)表示，据图分析回答问题： (1)该遗传病是受 性基因控制的 (2)图中2的遗传因子组成是 ，4的遗传因子组成为 . (3)图中3的遗传因子组成为 ，3为纯合子的几率是 (4)若1和2再生一个孩子,是患病孩子几率是 是患病女孩的几率是 ;,隐,Aa,aa,AA或Aa,1/3,患病男性,1/4,1/8,4. 左图为某家族的遗传系谱图. 根据图回答: (1)该病受 性遗传因子控制的. (2)3号和一正常女性结婚,生正常子 女的几率是 .,显性,1/3,“无中生有”为隐性遗传病。即双亲都正常，其子代有患者，则一定是隐性遗传病。一般是隔代遗传; “有中生无”为显性遗传病。即双亲都表现患病，其子代有表现正常者，则一定是显性遗传病。一般为世代相传;,判断遗传病类型方法:,分离定律在医学实践中的应用,三维P9 例3 下图所示是白化病遗传系谱图。请据图分析回答下列问题:(与此相关遗传因子设为A、a),(1)该病致病遗传因子是_性遗传因子，1的遗传因子组成是_。 (2)6和7若再生第二胎，患病的概率是_。 (3)10与11是近亲结婚，他们的后代出现白化病的概率是_。,隐,Aa,1/3,1/6,幼儿黑蒙性白痴是一种严重的精神病 （1）如果双亲正常,生下一个有病的女儿和一个正常的儿子,那么该病是由 性遗传因子控制的； （2）这个儿子携带此隐性遗传因子的几率是_； （3）如果这个儿子与一个正常女人结婚,这个女人的父母均正常,但其兄弟有此病,那么他生的第一个孩子有此病的几率是_； （4）若(3)的婚配,第一个孩子是有此病的,那么第二个孩子患此病的几率是_;若前两个孩子都患此病,那么第三个孩子正常几率是_;第四个孩子正常女孩几率是_ 。,隐性,2/3,1/9,1/4,3/4,3/8,例题：1.孟德尔遗传规律不适合原核生物 原因是 A.原核生物没有遗传因子 B.原核生物没有核物质 C.原核生物没有完善的细胞器 D.原核生物进行无性生殖 2.豚鼠的黑毛对白毛是显性，一饲养员让两只杂合豚鼠杂交，其一胎所产生的小豚鼠可能是（ ） A. 只有黑色或只有白色 B. 75%黑色，25%白色 C. 有黑色也有白色 D. 以上可能都有 3.两只杂合体白羊为亲体，接连生下3只小羊是白色。若它们再生第4只小羊，其毛色 A一定是白色的 B一定是黑色的 C是白色的可能性大 D是黑色的可能性大,D,D,D,16开始,1、如果要选育作物的显性性状（如小麦的秆锈病的抗性），F1代就能表现出显性性状来，这样的作物能立即推广吗？为什么？要获得纯合子,应怎么做?,不能。因F1是杂合子,其自交后代会发生性状分离。,应让F1连续自交,直至不发生性状分离为止;,分离定律在育种工作中的应用,2、如果要选育的作物性状是由隐性基因控制，F1不会表现出来，能把这样作物的种子丢掉吗？为什么？,不能。因F2性状分离，就会分离出所需要的隐性性状。,1.分离定律的适用范围,2. F2中出现一定分离比3：1的条件： 3.分离比例性状分离比的偏离,只适用： 不适用：,是统计比例，子代数量足够多。 完全显性 两种类型配子（D,d)比例为1：1 雌雄配子发育良好，两者结合机会均等。 后代存活率相同,注意：,有性生殖的真核生物中细胞核中的遗传因子的传递规律(减数第一次分裂后期同源染色体分离），,原核生物、细胞质的遗传因子的遗传.,1.两个小桶代表什么？ 两个小桶中的D小球和d小球代表什么？ 2.为什么每个小桶内的d小球和D小球数目都是10个？,性状分离比的模拟实验,两个小桶分别代表生物体的精巢和卵巢；D小球和d小球分别代表含有显性遗传因子和隐性遗传因子的配子。,确保D、D配子数目相等。,彩球大小、形状、质量相同保证抓取的随机性,3.分别从两个小桶内抓取一个小球组合在一起的含义是什么？ 4.将抓取的小球放回原来的小桶内，摇匀，按步骤（3）重复做50100次的含义是什么？,模拟雌、雄配子的随机结合。,保证抓取的随机性,确保雌、雄配子结合的机会相等。,确保实验样本数目足够大。,生物的性状是由 （后改称为基因）决定的,总结：对分离现象的解释-提出“遗传因子”的假设,在体细胞中，遗传因子 存在的。,纯合子： 杂合子：,遗传因子组成相同的个体,遗传因子组成不同的个体,在形成生殖细胞-配子时，成对的遗传因子 ,分别进入不同的配子中,(即配子中遗传因子 出现),受精时，雌雄配子的 。,显性遗传因子显性性状： 隐性遗传因子隐性性状：,用大写字母表示:D 用小写字母表示:d,遗传因子,成对,彼此分离,成单,随机结合,高茎：DD 矮茎：dd,高茎：Dd,一对相对性状的遗传实验,一对相对性状的杂交遗传图解,P DD × dd,F1 Dd,高茎 ：矮茎 = 3：1,雌配子,F2 DD Dd dd,1 2 1,配子,F2,F1,×,高茎 ： 矮茎 = 3：1,1 ： 2 ： 1,DD × dd,Dd,F1,P,孟德尔的假说合理地解释了豌豆一对相对性状杂交实验中出现的性状分离现象。但是一种正确的假说，仅能解释已有实验结构是不够的，还应该能预测另一些实验结果。如何证明其解释是否正确呢？,三、对分离现象解释的验证,测交：,杂种F1与 杂交,隐性亲本,实验预测:,实验结果：,F1产生配子时成对遗传因子分离，预期测交后代中高茎和矮茎的比例为11,-验证假设正确,同时也确定了F1的遗传因子组成,