高一生物必修211孟德尔的豌豆杂交实验一.ppt

孟德尔孟德尔 Mendels peaMendels pea豌豆杂交实验豌豆杂交实验by Joyce LeeMendels pea孟德尔生平简介孟德尔生平简介v1822年年7月月22日，出生在日，出生在奥地利的一个贫寒的农民家奥地利的一个贫寒的农民家庭里，父亲和母亲都是园艺庭里，父亲和母亲都是园艺家。孟德尔受到父母的熏陶，家。孟德尔受到父母的熏陶，从小很喜爱植物。从小很喜爱植物。v1843年，年，21岁的孟德尔进岁的孟德尔进了修道院以后，曾在附近的了修道院以后，曾在附近的高级中学任自然课教师，后高级中学任自然课教师，后来又到维也纳大学深造。来又到维也纳大学深造。Johann Gregor Mendel（18221884）by Joyce LeeMendels pea孟德尔生平简介孟德尔生平简介v大学毕业后，他回到修道院大学毕业后，他回到修道院任教。任教。1857年开始，孟德年开始，孟德尔尔在他所在的修道院后院在他所在的修道院后院从从事科研约事科研约8年。年。v1865年，根据年，根据豌豆豌豆杂交交实验的的结果，果，发表了著名的表了著名的论文文植物植物杂交交试验，阐述述他所他所发现的的显性、性、隐性性遗传现象和象和两个两个重要重要遗传学学规律律分离分离规律律和和自由自由组合合规律。律。by Joyce LeeMendels pea 柱头柱头花药花药（含（含精子）精子）子房子房胚珠胚珠花瓣花瓣两两性花性花同一同一朵花花中中既既有雄蕊也有雌蕊。有雄蕊也有雌蕊。自花自花传粉粉两两性花性花的花粉落到同花的雌的花粉落到同花的雌蕊上。也蕊上。也称称自交自交。闭花授粉花授粉花花开开放放前就完成受粉。前就完成受粉。豌豆花的特点豌豆花的特点by Joyce LeeMendels pea为什么是豌豆？！为什么是豌豆？！自花自花传粉、粉、闭花授粉植物花授粉植物-在自然在自然状状态下一般都是下一般都是纯种种有易于有易于区区分的性分的性状状-实验结果容易果容易观察和分析察和分析by Joyce LeeMendels pea性状性状(character)v生物体具有的所有特征统生物体具有的所有特征统称为称为性状性状。v性状不但指性状不但指形态结构形态结构上的上的特征、还包括特征、还包括生理生理上（如上（如血型）和血型）和行为方式行为方式上（如上（如鸟类印随行为）的特征。鸟类印随行为）的特征。v同一性状的表现形式，称同一性状的表现形式，称为为相对性状相对性状by Joyce LeeMendels pea相对性状相对性状by Joyce LeeMendels pea豌豆的相对性状豌豆的相对性状豌豆的相对性状豌豆的相对性状by Joyce LeeMendels pea一对相对性状的杂交实验一对相对性状的杂交实验v孟德尔的做法：孟德尔的做法：先观察一对相对性状遗传的规律。先观察一对相对性状遗传的规律。v方法：方法：人工杂交人工杂交by Joyce LeeMendels pea人工杂交人工杂交v给豌豆进行人工异花传粉时要先给豌豆进行人工异花传粉时要先去去雄雄，然后再，然后再人工授粉人工授粉。v异花传粉异花传粉中，提供花粉的植株称为中，提供花粉的植株称为父本父本，接受花粉的植株称为，接受花粉的植株称为母本母本。by Joyce LeeMendels pea实验方案实验方案1正交正交亲本（亲本（P）(人工杂交）人工杂交）子一代（子一代（F1）F1全部是全部是高茎！高茎！父本（父本（）母本（母本（）by Joyce LeeMendels pea实验方案实验方案2反交反交亲本（亲本（P）(人工杂交）人工杂交）子一代（子一代（F1）F1仍然仍然全部全部是高茎！是高茎！母本（母本（）父本（父本（）by Joyce LeeMendels pea实验方案实验方案3F1自交自交子一代（子一代（F1）（自交）子二代（子二代（F2）by Joyce LeeMendels pea杂交杂交自交自交F1F1F2by Joyce LeeMendels pea几个相对性状的几个相对性状的F2自交结果自交结果经过孟德尔的耐心统计，经过孟德尔的耐心统计，他发现他发现F1自交后代自交后代F2中，中，两种性状的个体数目比例两种性状的个体数目比例都是都是3：1左右。左右。by Joyce LeeMendels pea一对相对性状的杂交实验的小结一对相对性状的杂交实验的小结v杂种子一代杂种子一代F1只显现了一个亲本的性状，另一个只显现了一个亲本的性状，另一个亲本的性状则隐而未现。孟德尔把亲本的性状则隐而未现。孟德尔把F1所表现的那所表现的那个性状称为这一对相对性状中的个性状称为这一对相对性状中的显性性状显性性状，没显，没显现的称为现的称为隐性性状隐性性状。v在在F2中，既有显性性状又有隐性性状，这样的现中，既有显性性状又有隐性性状，这样的现象称为象称为性状分离性状分离。v孟德尔运用数学统计的方法，对性状分离的现象孟德尔运用数学统计的方法，对性状分离的现象进行量化描述，发现进行量化描述，发现F2中的性状分离比为中的性状分离比为3：1by Joyce LeeMendels pea孟德尔对分离现象的解释孟德尔对分离现象的解释v性状是由性状是由遗传因子遗传因子(hereditary factor)(hereditary factor)决定的；决定的；v遗传因子是独立的颗粒，对应决定某一个特定的遗传因子是独立的颗粒，对应决定某一个特定的性状。决定显性性状的是性状。决定显性性状的是显性遗传因子（显性遗传因子（D），决定隐性性状的是决定隐性性状的是隐性遗传因子（隐性遗传因子（d）；v体细胞中体细胞中的遗传因子是的遗传因子是成对存在成对存在的。像遗传因子的。像遗传因子组成为组成为DD、dd这样的个体称为这样的个体称为纯合子纯合子，而，而Dd则则称为称为杂合子杂合子；v形成生殖细胞时，成对的遗传因子彼此分离进入形成生殖细胞时，成对的遗传因子彼此分离进入到到2个配子中，即配子中个配子中，即配子中只含每对遗传因子中的一只含每对遗传因子中的一个个。v受精时，雌雄配子随机结合。受精时，雌雄配子随机结合。by Joyce LeeMendels peaaaa aAAAA 生殖细胞生殖细胞亲本亲本高茎高茎Aa高茎高茎Aa高茎高茎Aa高茎高茎Aa高茎高茎矮茎矮茎F1by Joyce LeeMendels peaAaa A AaAa 生殖细胞生殖细胞高茎高茎Aa高茎高茎Aa高茎高茎AA矮茎矮茎aa高茎高茎高茎高茎F1F2by Joyce LeeMendels peaby Joyce LeeMendels pea雌配子雌配子雄配子雄配子F2配子随机结合结果分析配子随机结合结果分析by Joyce LeeMendels pea利用孟德尔的观点推测利用孟德尔的观点推测Pppp显性亲本显性亲本隐性亲本隐性亲本配子配子 PpppPppp后代中显性个后代中显性个体与隐性个体体与隐性个体之比为之比为1：1by Joyce LeeMendels pea孟德尔的测交实验孟德尔的测交实验v利用杂种利用杂种F1高茎豌豆，与隐性纯合子矮茎豌豆杂交，高茎豌豆，与隐性纯合子矮茎豌豆杂交，得到后代高茎与矮茎之比为得到后代高茎与矮茎之比为1：1。v巧妙巧妙的测交实验证实了孟德尔对遗传因子的假说。的测交实验证实了孟德尔对遗传因子的假说。F1（Dd）测交后代测交后代矮茎矮茎（dd）by Joyce LeeMendels pea假说演绎法假说演绎法v书本书本P7，by Joyce LeeMendels pea孟德尔第一定律（分离定律）孟德尔第一定律（分离定律）v生物的生物的体细胞体细胞中，控制同一对相对性状的中，控制同一对相对性状的遗传因子遗传因子成对存在成对存在；v形成形成配子配子时，成对的遗传因子分离，并进时，成对的遗传因子分离，并进入不同的配子。即配子中入不同的配子。即配子中没有成对没有成对的遗传的遗传因子。因子。v遗传因子的行为与减数分裂过程中的什么相似？遗传因子的行为与减数分裂过程中的什么相似？v同源染色体也是在同源染色体也是在体细胞内成对体细胞内成对存在，在存在，在配子中配子中单独单独存在。存在。by Joyce LeeMendels pea一对同源染色体一对同源染色体一对等位基因一对等位基因同源染色体与等位基因同源染色体与等位基因v遗传因子即现代所说的遗传因子即现代所说的基因基因。v基因是基因是DNA上的片段，所以上的片段，所以基因是基因是在染色体上在染色体上。v在在同一对同一对同源染色体的同源染色体的相同位相同位置置上，含有上，含有控制同一对相对性控制同一对相对性状状的基因，互称为的基因，互称为等位基因等位基因。故，等位基因也是成对存在。故，等位基因也是成对存在。v体细胞中的同源染色体一个来体细胞中的同源染色体一个来自母方一个来自父方，故等位自母方一个来自父方，故等位基因也是一个来自母方一个来基因也是一个来自母方一个来自父方。自父方。by Joyce LeeMendels pea初级精（卵）母细胞初级精（卵）母细胞精（卵）原细胞精（卵）原细胞次级精（卵）母细胞次级精（卵）母细胞精（卵）细胞精（卵）细胞复制复制减减减减受精作用受精作用1对等位基因的对等位基因的分离是由于在分离是由于在减数分裂时同减数分裂时同源染色体分开。源染色体分开。by Joyce LeeMendels pea基因型与表现型基因型与表现型v表现型：指生物个体表现型：指生物个体表现表现出的性状。出的性状。v基因型：与表现型有关的基因型：与表现型有关的基因组成基因组成。v例如：例如：高茎高茎/矮茎是同一对相对性状的两种表现型；矮茎是同一对相对性状的两种表现型；表现型为高茎的豌豆，其基因型是表现型为高茎的豌豆，其基因型是AA或或Aa，而，而表现型为矮茎的个体，基因型是表现型为矮茎的个体，基因型是aa。by Joyce LeeMendels pea有关计算有关计算v给你任意给你任意基因型基因型的亲本，你能计算出后代各的亲本，你能计算出后代各种表现型或基因型数目的比例吗？例如：种表现型或基因型数目的比例吗？例如：1.某对相对性状，亲本某对相对性状，亲本Aa与与Aa的后代中，表的后代中，表现型为显性的个体占后代总数的多少？基因现型为显性的个体占后代总数的多少？基因型的型的AA的占后代总数的多少？的占后代总数的多少？2.AAaa？3.Aaaa？by Joyce LeeMendels pea有关计算有关计算基因型计算基因型计算AA=Aa=+aa=表现型计算表现型计算显性：显性：AA+Aa=+隐性：隐性：aa=2对相对性状的遗传规律对相对性状的遗传规律by Joyce LeeMendels peaF12对相对性状的杂交实验对相对性状的杂交实验 PF2 3 ：9 ：3 ：1这个实验符合这个实验符合孟德尔的分离孟德尔的分离规律吗？规律吗？by Joyce LeeMendels peaF12对相对性状的杂交实验对相对性状的杂交实验 PF2 3 ：9 ：3 ：1种子颜色种子颜色黄色黄色 绿色绿色 黄色黄色 黄色黄色 绿色绿色 3 ：1种子形状种子形状圆粒圆粒 皱粒皱粒 圆粒圆粒 圆粒圆粒 皱粒皱粒 3 ：1每一对相对性每一对相对性状仍然是符合状仍然是符合分离规律。分离规律。by Joyce LeeMendels pea复习复习v如何运用孟德尔的遗传因子理论去解释如何运用孟德尔的遗传因子理论去解释2对相对对相对性状的遗传现象呢？性状的遗传现象呢？v由于遗传因子（基因）位于染色体上，所以应由于遗传因子（基因）位于染色体上，所以应该从减数分裂是同源染色体的行为去解释。该从减数分裂是同源染色体的行为去解释。v含含2对同源染色体的精原细胞在减数分裂后，可对同源染色体的精原细胞在减数分裂后，可以形成多少种类型配子？以形成多少种类型配子？by Joyce LeeMendels pea第二次分裂第二次分裂第一次分裂第一次分裂复制复制AbaBa Ab BabABababABABAbaBby Joyce LeeMendels peaAbaBa Ab BabABababABABAbaBa AB baBAbaBaBAbAb非同源染非同源染色体间是色体间是自由组合自由组合的的!由于由于非同源染色体非同源染色体间间自由组合自由组合，形成的次级，形成的次级精母细胞染色体组成就有精母细胞染色体组成就有2种可能，于是精细种可能，于是精细胞也共有胞也共有4种不同类型。种不同类型。by Joyce LeeMendels pea非同源染色体自由组合非同源染色体自由组合a Ab BABabaBAb2对对同源染色体的同源染色体的细胞减数分裂可细胞减数分裂可能形成能形成4种种类型的类型的生殖细胞。生殖细胞。by Joyce LeeMendels pea思考思考v若豌豆细胞中，种子的黄（若豌豆细胞中，种子的黄（A）/绿（绿（a）、圆）、圆（B）/皱（皱（b），这），这2对等位基因就是位于对等位基因就是位于2对同源染色体上，则减数分裂后形成的配子有对同源染色体上，则减数分裂后形成的配子有哪些基因类型？哪些基因类型？by Joyce LeeMendels pea小结小结v同同1对等位基因，由于减数分裂时同源染色体分开，对等位基因，由于减数分裂时同源染色体分开，等位基因就分配到等位基因就分配到2个配子中。个配子中。v2对等位基因，位于对等位基因，位于2对非同源染色体上，由于减对非同源染色体上，由于减数分裂时非同源染色体自由组合，所以数分裂时非同源染色体自由组合，所以2对等位对等位基因两两组合，形成基因两两组合，形成4种类型的配子。种类型的配子。by Joyce LeeMendels pea1.精子、卵子有多少种精子、卵子有多少种类型？各类型的比例为？类型？各类型的比例为？2.表现型有多少种？各表现型有多少种？各种比例为？种比例为？3.受精卵能有多少种基受精卵能有多少种基因组合类型呢？各占多少因组合类型呢？各占多少比例？比例？by Joyce LeeMendels pea2对等位基因的杂合子相关计算对等位基因的杂合子相关计算v2对等位基因杂合子对等位基因杂合子AaBb自交自交1.产生配子类型为产生配子类型为4种，各种，各占占 2.后代的基因型共后代的基因型共9种。比种。比例为例为1：2：1：2：4：2：1：2：13.后代表现型共后代表现型共4种。比例种。比例为为9：3：3：1 by Joyce LeeMendels pea自由组合定律自由组合定律v书本书本P11。v自由组合定律的验证测交法自由组合定律的验证测交法by Joyce LeeMendels pea思考思考v分离定律是因为在减数分裂时，同源染色体分离分离定律是因为在减数分裂时，同源染色体分离而使得等位基因分离。那么，你能用减数分裂时，而使得等位基因分离。那么，你能用减数分裂时，染色体的行为来解释自由组合定律吗？染色体的行为来解释自由组合定律吗？位于非同源染色体上的等位基因，由于减数分裂位于非同源染色体上的等位基因，由于减数分裂时，非同源染色体自由组合，所以它们也是自由时，非同源染色体自由组合，所以它们也是自由组合。组合。by Joyce LeeMendels pea2.对等位基因的杂合子相关计算对等位基因的杂合子相关计算v2对等位基因杂合子对等位基因杂合子AaBb自交自交1.产生配子类型为产生配子类型为4种，各种，各占占 2.后代受精卵的基因型共后代受精卵的基因型共9种。比例为种。比例为1：2：1：2：4：2：1：2：13.后代表现型共后代表现型共4种。比例种。比例为为9：3：3：1 n对等位基因的杂合子，对等位基因的杂合子，以上结果又如何表示呢？以上结果又如何表示呢？by Joyce LeeMendels pea关于关于n对等位基因对等位基因v分别位于不同的同源染色体上对分别位于不同的同源染色体上对n对等位基因，对等位基因，1.产生配子类型为产生配子类型为2n 种，各占种，各占 1/2n 2.后代受精卵的基因型共后代受精卵的基因型共3n种。种。比例为比例为(1：2：1)n3.后代表现型共后代表现型共2n 种，比例为种，比例为(3：1)n by Joyce LeeMendels pea孟德尔实验成功的原因孟德尔实验成功的原因1.选材适当选材适当2.先从一对相对性状入手先从一对相对性状入手3.运用数学统计的方法对实验显性进行解释运用数学统计的方法对实验显性进行解释4.能够运用合适的方法去检验理论能够运用合适的方法去检验理论5.扎实的科学知识、严谨的态度、勤于实践、敢于扎实的科学知识、严谨的态度、勤于实践、敢于挑战传统。挑战传统。by Joyce LeeMendels pea孟德尔的理论为什么被忽视孟德尔的理论为什么被忽视 孟德尔在临死前几个月曾说过一句令人心酸的话：孟德尔在临死前几个月曾说过一句令人心酸的话：“我深信，全世界承认这项工作成果之时已为期不我深信，全世界承认这项工作成果之时已为期不远了。远了。”虽说不远，其实也不近。从孟德尔逝世，到他虽说不远，其实也不近。从孟德尔逝世，到他的工作完全被学术界承认，又过了的工作完全被学术界承认，又过了16年，而距他的论文年，而距他的论文发表之时已经长达发表之时已经长达35年！年！by Joyce LeeMendels pea孟德尔的理论为什么被忽视孟德尔的理论为什么被忽视1.孟德尔孟德尔“生不逢时生不逢时”。他所处的正是达尔文进化。他所处的正是达尔文进化理论问世的时代。理论问世的时代。2.马太效应。人们不仅把达尔文看成是进化论领域马太效应。人们不仅把达尔文看成是进化论领域的权威，也把他看成是生物学界的泰斗。达尔文的权威，也把他看成是生物学界的泰斗。达尔文也有自己的遗传理论。也有自己的遗传理论。3.对自己研究成果的意义认识不足。一项成果要想对自己研究成果的意义认识不足。一项成果要想得到别人的承认，作者往往需要反复强调、广征得到别人的承认，作者往往需要反复强调、广征博引、大力宣传，才能如愿，孟德尔却从未这样博引、大力宣传，才能如愿，孟德尔却从未这样理直气壮过。理直气壮过。4.由于数学统计方法首次引入生物学中。孟德尔以由于数学统计方法首次引入生物学中。孟德尔以前的生物学完全是一门描述性的科学，生物学家前的生物学完全是一门描述性的科学，生物学家们根本想不到数学会与生物学有联系，也搞不懂们根本想不到数学会与生物学有联系，也搞不懂统计数学对揭示生物学规律有什么帮助。统计数学对揭示生物学规律有什么帮助。by Joyce LeeMendels pea 1900年，是遗传学史乃至生物科学史上年，是遗传学史乃至生物科学史上划时代的一年，来自三个国家的三位学者划时代的一年，来自三个国家的三位学者独立地独立地“重新发现重新发现”了孟德尔的遗传规律，了孟德尔的遗传规律，他们是荷兰的德弗里斯他们是荷兰的德弗里斯(Hugo De Vries，18481935)、德国的柯灵斯、德国的柯灵斯(Carl Erich Correns，18641933)和澳大利亚的契马克和澳大利亚的契马克(Erich von Tschermak-Seysenegg，18711962)。从此，遗。从此，遗传学进人了孟德尔时代。孟德尔也被称为传学进人了孟德尔时代。孟德尔也被称为“遗传学之父遗传学之父”。“重新发现重新发现”孟德尔孟德尔by Joyce LeeMendels peaHugo De Vries(18481935)Carl Erich Correns(18641933)Erich von Tschermak（18711962）重新发现孟德尔的生物学家重新发现孟德尔的生物学家by Joyce LeeMendels pea概率计算、分析方法概率计算、分析方法v尽管尽管2对相对性状遗传时，它们是同时发生，但由对相对性状遗传时，它们是同时发生，但由于它们在遗传时是互不干扰，所以可以把它们看于它们在遗传时是互不干扰，所以可以把它们看成是成是2件独立事件。件独立事件。v在计算在计算2对相对性状遗传时，可以将它们分开计算对相对性状遗传时，可以将它们分开计算概率，然后在将它们的概率相乘。概率，然后在将它们的概率相乘。by Joyce LeeMendels pea练习练习v某动物的某动物的2对相对性状为长毛（对相对性状为长毛（H）与短毛（）与短毛（h）、）、黑眼（黑眼（B）与红眼（）与红眼（b），这两对基因分别位于），这两对基因分别位于2对对同源染色体。若亲本为同源染色体。若亲本为HhBb和和hhBb则后代出现则后代出现短毛红眼的几率？短毛红眼的几率？by Joyce LeeMendels pea