高中生物 遗传与进化 第1章第1节课件 新人教版必修2.ppt
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1、2分子与细胞分子与细胞遗传与进化遗传与进化稳态与环境稳态与环境像科学家一样实验像科学家一样实验像科学家一样思考像科学家一样思考像科学家一样研究像科学家一样研究对对遗传与进化遗传与进化模块的理解模块的理解 遗传与进化遗传与进化第第1章章 遗传因子的发现遗传因子的发现第第2章章 基因和染色体的关系基因和染色体的关系第第3章章 基因的本质基因的本质第第4章章 基因的表达基因的表达第第5章章 基因突变及其他变异基因突变及其他变异第第6章章 从杂交育种到基因工程从杂交育种到基因工程第第7章章 现代生物进化理论现代生物进化理论v基因的分离定律基因的分离定律基因的自由组合定律基因的自由组合定律基因的连锁与交
2、换定律基因的连锁与交换定律孟德尔孟德尔 奥奥(1822-1884)遗传学三大定律遗传学三大定律摩尔根摩尔根 必修二必修二 遗传与进化遗传与进化 第一章第一章 孟德尔定律孟德尔定律 第第1 1节节 分离定律分离定律Mendels Law of Segregation2、认为雄性提供、认为雄性提供“蓝图蓝图”,母体提供物质。母体提供物质。1、认为子女更象父方还是更象、认为子女更象父方还是更象母方,取决于受孕时哪方的感情母方,取决于受孕时哪方的感情更投入、更多些。更投入、更多些。4、颗粒遗传、颗粒遗传19世纪前人类对遗传现象的一些看法:世纪前人类对遗传现象的一些看法:3、子代是由亲代雌雄生殖液、子代
3、是由亲代雌雄生殖液混合或融合的产物混合或融合的产物 融合遗传融合遗传 红墨水和蓝墨水倒在一起,混合液是另一红墨水和蓝墨水倒在一起,混合液是另一种颜色,分不清是红是蓝。种颜色,分不清是红是蓝。“融合遗传融合遗传”那么红菊花与白菊花杂交后,子代的菊花那么红菊花与白菊花杂交后,子代的菊花会是什么颜色?会是什么颜色?孟德尔孟德尔G.J.Mendel1822-1884孟德尔,奥地利人孟德尔,奥地利人21岁当修道士岁当修道士 29岁大学进修自然科学和数学岁大学进修自然科学和数学 8年的豌豆杂交实验年的豌豆杂交实验 43岁宣读了岁宣读了植物杂交实验植物杂交实验62岁怀着对遗传学的无限眷恋岁怀着对遗传学的无限
4、眷恋离开人世。离开人世。去世去世16年、论文发表年、论文发表35年后重年后重新获得认可。新获得认可。“我一生充满辛我一生充满辛酸,但也有过美好的酸,但也有过美好的时光,因而我得感恩。时光,因而我得感恩。毕竟我可以尽情地完毕竟我可以尽情地完成自然科学的研究。成自然科学的研究。也许没多久,世人就也许没多久,世人就会承认这项研究成果会承认这项研究成果吧。吧。”物理老师是多普物理老师是多普勒,数学老师是勒,数学老师是埃汀豪生,植物埃汀豪生,植物老师是翁格尔。老师是翁格尔。32个品种,个品种,28000株豌豆株豌豆 1900年年35月,三位生物学家月,三位生物学家几乎同时独立发现孟德尔遗传定律几乎同时独
5、立发现孟德尔遗传定律德弗里斯德弗里斯(荷兰)(荷兰)Hugo de Vries 18481935 柯林斯柯林斯(德国)(德国)Carl Correns 18641933 切马克切马克(奥地利)(奥地利)Erich von Tschermak18711962一、提出问题生物的遗传规律从何入手?生物的遗传规律从何入手?无形的无形的 看不见的看不见的 抽象的抽象的 有形的有形的 看得见的看得见的 具体的具体的 性状:性状:生物体所表现的生物体所表现的 形态、结构和生理生化特性形态、结构和生理生化特性等等形态、结构:形态、结构:如豌豆种子的颜色、形状;如豌豆种子的颜色、形状;生理生化特征生理生化特征:
6、如人的如人的ABOABO血型、植物的抗病性、耐寒性。血型、植物的抗病性、耐寒性。茎的高度:茎的高度:高高 茎茎(1.51.52.0m2.0m)矮矮 茎茎(0.3m0.3m)相对性状相对性状种子形状:种子形状:圆圆 粒粒皱皱 粒粒豌豆的性状豌豆豌豆7 7对对相对性状相对性状紫色紫色花色花色相对性状相对性状指指同种同种生物的生物的同一性状同一性状的的不同表现形式不同表现形式。人的一些人的一些相对性状相对性状杂交实验的材料杂交实验的材料豌豆豌豆为什么选择豌豆容易成功?为什么选择豌豆容易成功?豌豆花剖面图豌豆花剖面图自花传粉自花传粉(自交)(自交)闭花授粉闭花授粉雄蕊雄蕊(产生雄配子)(产生雄配子)雌
7、蕊雌蕊(产生雌配子)(产生雌配子)自然界中的豌豆自然界中的豌豆几乎都是纯种几乎都是纯种豌豆花豌豆花两性花两性花百百合合花花玉米玉米单性花单性花二、设计实验二、设计实验杂交实验法杂交实验法孟德尔的研究方法孟德尔的研究方法鸟首人身的祭司在给椰枣树的雌花进行人工授粉鸟首人身的祭司在给椰枣树的雌花进行人工授粉 公元前公元前883859883859年年 母本的花母本的花父本的花父本的花1、豌豆人工杂交过程自花受粉前去雄去雄套袋套袋传粉传粉 套袋套袋P Generation(true-breeding parents)PurpleflowersWhiteflowers F1 Generation (hyb
8、rids)All plants hadpurple flowersF2 Generation 显性显性性状性状隐性隐性性状性状性性状状分分离离2、单因子杂交实验、单因子杂交实验P:紫花紫花白花白花紫花紫花紫花紫花白花白花F1:F2:3 :1亲本:亲本:亲本:亲本:P父本:父本:父本:父本:母本:母本:母本:母本:子一代:子一代:子一代:子一代:F1 1子二代:子二代:子二代:子二代:F2 2杂交杂交杂交杂交自交自交自交自交亲子代亲子代 杂交符号杂交符号配子配子分离比例分离比例基因型基因型表现型表现型遗传图解六要素P-亲代亲代parental generation F-子代子代filial ge
9、neration 3.15:1224(白色)(白色)705(紫色)(紫色)花的颜色花的颜色F2的比例的比例隐性性状隐性性状显性性状显性性状性状性状2.84:1277(矮)(矮)787(高)(高)植株的高度植株的高度3.14:1207(茎顶)(茎顶)651(叶腋)(叶腋)花的位置花的位置2.96:11850(皱缩)(皱缩)5474(圆滑)(圆滑)种子的形状种子的形状2.95:1299(不饱满)(不饱满)882(饱满)(饱满)豆荚的形状豆荚的形状2.82:1152(黄色)(黄色)428(绿色)(绿色)豆荚的颜色豆荚的颜色3.01:12001(绿色)(绿色)6022(黄色)(黄色)子叶的颜色子叶的颜
10、色面对这些数据,你信服了吗?那又如何解释试验现象呢?面对这些数据,你信服了吗?那又如何解释试验现象呢?豌豆豌豆7对相对性状的杂交实验子二代结果对相对性状的杂交实验子二代结果孟孟德德尔尔对对分分离离现现象象的的解解释释PCCcc形成配子形成配子CcCcF1CcCcF2ccCcCCCc三、提出假说三、提出假说配子中遗传因子?配子中遗传因子?显性基因显性基因(C)隐性基因隐性基因(c)CC:Cc:cc(基因型基因型)1 :2 :1紫花紫花:白花白花(表现型表现型)3 :1杂合子杂合子纯合子纯合子出现出现3:13:1的性状的性状分离比需要什分离比需要什么前提?么前提?Cc等位基因等位基因(C与与c)对
11、分离现象的解释(假说)对分离现象的解释(假说)1、性状是由遗传因子控制。控制显性性状的性状是由遗传因子控制。控制显性性状的为显性基因,控制隐性性状的为隐性基因。为显性基因,控制隐性性状的为隐性基因。2、基因在体细胞内是成对的。其中一个来自、基因在体细胞内是成对的。其中一个来自母本,另一个来自父本。紫花亲本的基因型是母本,另一个来自父本。紫花亲本的基因型是CC,白花亲本的基因型是,白花亲本的基因型是cc,F1为为Cc。4、F1 体细胞内有两个不同的基因,但各自体细胞内有两个不同的基因,但各自独立,互不混杂。独立,互不混杂。3、在形成配子即生殖细胞时,成对的基因彼在形成配子即生殖细胞时,成对的基因
12、彼此分离,分别进入不同的配子中。此分离,分别进入不同的配子中。5、F1产生两种不同的配子,受精时,雌雄配产生两种不同的配子,受精时,雌雄配子子随机结合,基因又恢复成对。随机结合,基因又恢复成对。等位基因等位基因-位于一对位于一对同源染色体同源染色体相同位置上,相同位置上,控制控制相对性状相对性状的基因。的基因。CC or Cc?ccIf CCIf Cc测交测交(test cross)是是未知基因型未知基因型的的个体(常存在显个体(常存在显性表型)和一个性表型)和一个纯合隐性基因型纯合隐性基因型的个体杂交来确的个体杂交来确定基因型。定基因型。ccccCcCcCccc紫花紫花白花白花ccCCCcC
13、cCcCc全部紫花全部紫花四、演绎推理及验证四、演绎推理及验证单因子测交实验单因子测交实验基因分离定律 控制控制一对相对性状一对相对性状的两个不同的的两个不同的等位基因等位基因互相独立、互不沾染,在互相独立、互不沾染,在形形成配子时彼此分离成配子时彼此分离,分别进入不同的,分别进入不同的配子中,结果一半的配子带有一种等配子中,结果一半的配子带有一种等位基因,另一半配子带有另一种等位位基因,另一半配子带有另一种等位基因,基因,随配子遗传给后代随配子遗传给后代。五、得出结论五、得出结论孟德尔遗传实验过程提出问题提出问题设计实验设计实验提出假说提出假说演绎推理及验证演绎推理及验证得出结论得出结论一对
14、相对性状如何遗传?一对相对性状如何遗传?单因子杂交实验单因子杂交实验对分离现象的解释对分离现象的解释单因子测交实验设计及验证单因子测交实验设计及验证 基因分离定律基因分离定律1德国的植物学家德国的植物学家科尔罗伊德科尔罗伊德,做了做了500次以上次以上的实验的实验,发现发现F1均一,均一,F2、F3发生性状分离发生性状分离;2他的朋友他的朋友盖尔特纳盖尔特纳用用700多种植物多种植物10000多次多次实验实验,得到了得到了250多个杂交种多个杂交种,F2 代比例为代比例为3:1。“产生杂种的方法是没有法则的,如果有,那也产生杂种的方法是没有法则的,如果有,那也是非常复杂的。是非常复杂的。植物杂
15、交的实验与观察植物杂交的实验与观察”3.法国植物学家法国植物学家诺丁诺丁也注意到也注意到3:1.4.达尔文达尔文提出,亲代的遗传提出,亲代的遗传“胚芽胚芽”或单位,在或单位,在生殖器官中被武装起来,进入到精子和卵细胞中生殖器官中被武装起来,进入到精子和卵细胞中.遗传研究背景遗传研究背景孟德尔成功之处选材巧妙选材巧妙从一对相对性状入手从一对相对性状入手遗传因子的提出遗传因子的提出首创测交方法首创测交方法统计学方法应用统计学方法应用19651965年年,英国一位进化论专家在庆祝孟德,英国一位进化论专家在庆祝孟德尔上述论文发表尔上述论文发表100100周年的讲话中,说周年的讲话中,说“一一门科学完全
16、诞生于一个人的头脑之中,这门科学完全诞生于一个人的头脑之中,这是惟一的一个例子是惟一的一个例子”。在同年的另一次演讲中,他更明确地指出:在同年的另一次演讲中,他更明确地指出:“准确地说出一门科学分支诞生的时间和准确地说出一门科学分支诞生的时间和地点的事是稀奇的,遗传学是个例外,它地点的事是稀奇的,遗传学是个例外,它的诞生归功于一个人:孟德尔的诞生归功于一个人:孟德尔。是他于。是他于18651865年的年的2 2月月8 8日和日和3 3月月8 8日日在布尔诺阐述了在布尔诺阐述了遗传学的基本规律遗传学的基本规律。”相交类相交类基因型不同基因型不同的生物体间相互交配的过程的生物体间相互交配的过程 杂
17、杂交交基基本本概概念念 自自交交测测交交基基因因型型相相同同的的生生物物体体间间相相互互交交配配,植植物物体体中中是是指指自自花花受受粉粉和和雌雌雄雄异异花花的的同同株株受受粉粉。自自交交是是获获得纯系的有效方法得纯系的有效方法 就是让就是让杂种第一代杂种第一代与与隐性个体隐性个体相交,用来测定相交,用来测定F1的基因型的基因型 正交和反交正交和反交:父母本互换的杂交方式:父母本互换的杂交方式相相对对性性状状性性状状类类显显性性性性状状隐隐性性性性状状性性状状分分离离显显 性性 的的相相 对对 性性性性状状 生物体表现出来的生物体表现出来的形态特征和生理特性形态特征和生理特性的总称的总称 同种
18、生物同一性状的不同表现类型同种生物同一性状的不同表现类型 具有相对性状的亲本杂交,具有相对性状的亲本杂交,F1表现出来的那个亲本表现出来的那个亲本性状性状 具有相对性状的亲本杂交,具有相对性状的亲本杂交,F1未表现出来的那个亲未表现出来的那个亲本性状本性状 杂种自交后代中杂种自交后代中呈现呈现不同性状不同性状的现象的现象 具具有有相相对对性性状状的的亲亲本本杂杂交交,F1中中不不分分显显性性和和隐隐性性,同同时时表表现现出出来来。即即中中间间性状性状同源同源染色体染色体相同相同位置上控制某一位置上控制某一相对性状相对性状的的基因基因。用同一个英语字母的大小写表示。用同一个英语字母的大小写表示表
19、表 现现 型型等等位位基基因因个体类个体类基因类基因类基基 因因 型型纯纯 合合 子子显显性性基基因因隐隐性性基基因因杂杂 合合 子子控制显性性状的基因。控制显性性状的基因。控制隐性性状的基因。控制隐性性状的基因。是指生物个体所表现出来的性状是指生物个体所表现出来的性状。是一定的。是一定的基因在特定环境条件下的表现。基因在特定环境条件下的表现。是指与表现型有关的基因组成。是指与表现型有关的基因组成。表现型表现型=基因基因型型+环境环境。基因型相同,表现型一般相同。基因型相同,表现型一般相同。指由指由相同基因型相同基因型的配子结合成合子而发的配子结合成合子而发育而成的个体。育而成的个体。指由指由
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