高中生物奥赛讲座-孟德尔的遗传定律.ppt
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1、宁夏石嘴山市第三中学宁夏石嘴山市第三中学宁夏石嘴山市第三中学宁夏石嘴山市第三中学 陈维强陈维强陈维强陈维强性状性状 生物体的形态特征和生理特性的总称生物体的形态特征和生理特性的总称相对性状相对性状 同种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显性性状显性性状 具有相对性状的纯种亲本杂交,具有相对性状的纯种亲本杂交,F Fl l表现出来表现出来的那个亲本性状的那个亲本性状隐性性状隐性性状 具有相对性状的纯种亲本杂交,具有相对性状的纯种亲本杂交,F Fl l未表现出未表现出来的那个亲本性状来的那个亲本性状性状分离性状分离 杂种的自交后代中,呈现不同性状的现象杂种的自交后代中,呈现不
2、同性状的现象显性的相对性显性的相对性 具有相对性状的亲本杂交,具有相对性状的亲本杂交,F Fl l中不分显中不分显隐性,表现两者的中间性隐性,表现两者的中间性共显性共显性 具有相对性状的亲本杂交,两个亲本的性状同具有相对性状的亲本杂交,两个亲本的性状同时在时在F Fl l中显示出来,而不是单一的表现出两者的中间中显示出来,而不是单一的表现出两者的中间性状性状 一、遗传学基础概念一、遗传学基础概念-性状类性状类 等位基因等位基因 同源染色体的相同位置上控制相对性状的基同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因因显性基因:显性基因:控制显性性状的基因控制显性性状的基因隐性基因:隐性基因:控制隐性性状
3、的基因控制隐性性状的基因野生型基因野生型基因 又称正常型,是指自然群体中出现最多的又称正常型,是指自然群体中出现最多的基因类型基因类型突变型基因突变型基因 由野生型基因突变而表现变异的基因就是由野生型基因突变而表现变异的基因就是突变型基因突变型基因 通常对野生型用通常对野生型用“”表示;对突变型用能说明其特表示;对突变型用能说明其特征的英文字母表示。征的英文字母表示。一、遗传学基础概念一、遗传学基础概念-基因类基因类 基因型基因型 指与表现型有关的基因组成指与表现型有关的基因组成表现型表现型 指生物个体所表现出来的性状指生物个体所表现出来的性状 表现型表现型=基因型基因型+环境条件环境条件纯合
4、子纯合子 由含相同基因的配子结合成合子发育而成的个由含相同基因的配子结合成合子发育而成的个体体杂合子杂合子 由含不同基因的配子结合的合子发育而成的个由含不同基因的配子结合的合子发育而成的个体体 一、遗传学基础概念一、遗传学基础概念-个体类个体类 一、遗传学基础概念一、遗传学基础概念-交配类交配类 杂交杂交 基因型不同的生物体间相互交配的类型基因型不同的生物体间相互交配的类型自交自交 植物体中自花和雌、雄异花的同株受粉,自交系植物体中自花和雌、雄异花的同株受粉,自交系是获得纯系的有效方法是获得纯系的有效方法测交测交 杂交杂交F1F1与隐性个体相交,用来测定与隐性个体相交,用来测定F1F1基因型基
5、因型回交回交 杂交杂交F1F1与双亲之一相交与双亲之一相交植物杂交试验的符号表示植物杂交试验的符号表示P P 亲本(parent),杂交亲本;作为母本,提供胚囊的亲本;作为父本,提供花粉粒的杂交亲本。表示人工杂交过程;F F1 1 表示杂种第一代(first filial generation);表示自交,采用自花授粉方式传粉受精产生后代。F F2 2 F1代自交得到的种子及其所发育形成的的生物个体称为杂种二代,即F2 2。由于F2 2总是由F1自交得到的,所以在类似的过程中符号往往可以不标明。二、孟德尔获得成功的原因二、孟德尔获得成功的原因1.1.正确地选用豌豆作试验材料正确地选用豌豆作试验
6、材料豌豆是自花授粉植物,而且为闭花授粉,在天然状态下永远是纯种。豌豆有多种不同稳定性状的品种,并且便于区分。豌豆花各部分结构较大,便于操作,易于控制。种子保留在种荚,不会丢失。生长周期短。2.2.在对生物性状分析时,先只针对一对相在对生物性状分析时,先只针对一对相 对性状,对性状,再对多对性状在一起的传递情况进行研究再对多对性状在一起的传递情况进行研究 3.3.对不同世代的不同性状的个体数目都进行了记载对不同世代的不同性状的个体数目都进行了记载和分析,并应用统计学方法对实验结果进行分析和分析,并应用统计学方法对实验结果进行分析4.4.科学地设计了试验程序:观察实验、发现问题科学地设计了试验程序
7、:观察实验、发现问题-数据分析、提出假说数据分析、提出假说设计实验、验证假说设计实验、验证假说归纳归纳综合、总结规律综合、总结规律二、孟德尔获得成功的原因二、孟德尔获得成功的原因现象的观察与思考P:高高 矮矮 F1 高高 F2 高高787 矮矮277比例约比例约 3:1三、基因的分离定律三、基因的分离定律 (一对相对性状的遗传实验一对相对性状的遗传实验)为什么子一代中只表现一为什么子一代中只表现一个亲本的性状(高茎),而个亲本的性状(高茎),而不表现另一个亲本的性状或不表现另一个亲本的性状或不高不矮不高不矮?F F2 2中的中的3 3:1 1是不是巧合呢?是不是巧合呢?而另一个亲本的性状是永远
8、而另一个亲本的性状是永远消失了还是暂时隐藏起来了呢消失了还是暂时隐藏起来了呢?现象的观察与思考三、基因的分离定律三、基因的分离定律 (一对相对性状的遗传实验一对相对性状的遗传实验)七对相对性状的遗传试验数据七对相对性状的遗传试验数据2.84:12.84:1277277(矮)(矮)787787(高)(高)茎的高度茎的高度F F2 2的比的比另一种性状另一种性状一种性状一种性状2.82:12.82:1152152(黄色)(黄色)428428(绿色)(绿色)豆荚颜色豆荚颜色2.95:12.95:1299299(不饱满)(不饱满)882882(饱满)(饱满)豆荚的形状豆荚的形状3.01:13.01:1
9、20012001(绿色)(绿色)60226022(黄色)(黄色)子叶的颜色子叶的颜色3.15:13.15:1224224(白色)(白色)705705(灰色)(灰色)种皮的颜色种皮的颜色3.14:13.14:1207207(茎顶)(茎顶)651651(叶腋)(叶腋)花的位置花的位置2.96:12.96:118501850(皱缩)(皱缩)54745474(圆滑)(圆滑)种子的形状种子的形状面对这些实验数据,你信服了吗?那又如何解释实验现象呢?面对这些实验数据,你信服了吗?那又如何解释实验现象呢?现象的观察与思考三、基因的分离定律三、基因的分离定律 (一对相对性状的遗传实验一对相对性状的遗传实验)对
10、遗传实验的解释对遗传实验的解释(提出假说提出假说)生物性状是由遗传因子(现称生物性状是由遗传因子(现称基因)决定的。显性性状由显性基基因)决定的。显性性状由显性基因控制,用大写字母表示,隐性性因控制,用大写字母表示,隐性性状由隐性基因控制的,用小写字母状由隐性基因控制的,用小写字母表示,在体细胞中是成双存在。表示,在体细胞中是成双存在。配子形成时,成双的基因分开,配子形成时,成双的基因分开,分别进入不同的配子。分别进入不同的配子。当雌雄配子结合完成受精后,当雌雄配子结合完成受精后,又恢复成对。显性基因又恢复成对。显性基因(D)对隐性对隐性基因基因(d)有显性作用。所以有显性作用。所以F1表现表
11、现显性性状。显性性状。三、基因的分离定律三、基因的分离定律 (一对相对性状的遗传实验一对相对性状的遗传实验)F1形成配子时,成对的基形成配子时,成对的基因分离,每个配子中基因成单。因分离,每个配子中基因成单。F1形成的配子种类、比值形成的配子种类、比值都相等,受精机会均等,所以都相等,受精机会均等,所以F2性状分离,表现比为性状分离,表现比为3:1,基,基因类型比为因类型比为1:2:1。对遗传实验的解释对遗传实验的解释(提出假说提出假说)三、基因的分离定律三、基因的分离定律 (一对相对性状的遗传实验一对相对性状的遗传实验)对分离现象解释的验证对分离现象解释的验证孟德尔为了验证他对分离孟德尔为了
12、验证他对分离现象的解释是否正确,又现象的解释是否正确,又设计了另外一个实验设计了另外一个实验测交实验测交实验。侧交:杂种和隐性纯合子侧交:杂种和隐性纯合子杂交。杂交。三、基因的分离定律三、基因的分离定律 (一对相对性状的遗传实验一对相对性状的遗传实验)基因分离定律的实质基因分离定律的实质1)杂合子细胞中)杂合子细胞中2)在减数分裂形成配子时,)在减数分裂形成配子时,等位基因随同源染色体的分等位基因随同源染色体的分开而分开,进入两个配子中。开而分开,进入两个配子中。3)独立地随配子遗传给后代。)独立地随配子遗传给后代。对一对相对性状的遗传实对一对相对性状的遗传实验归纳综合形成规律验归纳综合形成规
13、律三、基因的分离定律三、基因的分离定律 (一对相对性状的遗传实验一对相对性状的遗传实验)分离规律的理论意义分离规律的理论意义基因分离规律及后面将要介绍自由组合规律都是建基因分离规律及后面将要介绍自由组合规律都是建立在立在遗传因子假说遗传因子假说的基础之上。的基础之上。遗传因子假说及基因分离规律对以后遗传和生物进遗传因子假说及基因分离规律对以后遗传和生物进化研究具有非常重要的理论意义。化研究具有非常重要的理论意义。1.形成了颗粒遗传的正确遗传观念;形成了颗粒遗传的正确遗传观念;2.指出了区分基因型与表现型的重要性;指出了区分基因型与表现型的重要性;3.解释了生物变异产生的部分原因;解释了生物变异
14、产生的部分原因;4.建立了遗传研究的基本方法。建立了遗传研究的基本方法。F2个体数:个体数:315 108 101 32比比 例例 9 3 3 1P 黄色圆粒黄色圆粒绿色皱粒绿色皱粒F1黄色圆粒黄色圆粒黄色黄色圆粒圆粒黄色黄色皱粒皱粒绿色绿色圆粒圆粒绿色绿色皱粒皱粒(正交、反交)(正交、反交)F1为黄色圆粒,说明黄色对绿为黄色圆粒,说明黄色对绿色是显性;圆粒对皱粒是显性。色是显性;圆粒对皱粒是显性。F2除两个亲本的性状外,除两个亲本的性状外,还出现了两个非亲本性状,还出现了两个非亲本性状,即即黄色皱粒和绿色圆粒黄色皱粒和绿色圆粒。结。结果显示出不同对性状之间发果显示出不同对性状之间发生的自由组
15、合。生的自由组合。四、基因的自由组合定律四、基因的自由组合定律1.1.两对相对性状的遗传实验现象及结果两对相对性状的遗传实验现象及结果 以上数据表明以上数据表明:豌豆的粒形和粒色的遗传分别:豌豆的粒形和粒色的遗传分别由两对等位基因控制,每一对等位基因的传递仍然由两对等位基因控制,每一对等位基因的传递仍然遵循着基因的分离定律。遵循着基因的分离定律。对每一对相对性状单独进行分析对每一对相对性状单独进行分析粒形粒形 圆粒:圆粒:315+108=423 皱粒:皱粒:101+32=133 粒色粒色 黄色:黄色:315+101=416 绿色:绿色:108+32=140 圆粒圆粒皱粒皱粒31黄色黄色绿色绿色
16、 31四、基因的自由组合定律四、基因的自由组合定律1.1.两对相对性状的遗传实验现象及结果两对相对性状的遗传实验现象及结果F1YyRr YR yr配子配子受精受精减数减数 分裂分裂减数减数 分裂分裂黄色圆粒黄色圆粒绿色皱粒绿色皱粒PYYRRyyrr(正交、反交)(正交、反交)基因在体细胞中基因在体细胞中是成对存在的,而是成对存在的,而在配子中成单存在。在配子中成单存在。Y与与y为同源染色体为同源染色体上的一对等位基因;上的一对等位基因;R与与r为另一对同源为另一对同源染色体上的等位基染色体上的等位基因。因。减数减数分裂分裂四、基因的自由组合定律四、基因的自由组合定律2.2.对遗传实验现象的解释
17、对遗传实验现象的解释F1配子的形成基因型基因型9种种表现型表现型4种种9黄圆:黄圆:1YYRR 2YyRR 2YYRr 4YyRr 1绿皱:绿皱:1yyrr3绿圆:绿圆:1yyRR 2yyRr3黄皱:黄皱:1YYrr 2YyrrYRyRYryrF1配子配子F2YRyRYryrYYRRYyRRYYRrYyRrYyRrYyRrYyRrYyRRYYRryyRRyyRryyRrYYrrYyrrYyrryyrr(1:1:1:1)基因型、表现型种类及比例 9 3 3 1黄圆黄圆 黄皱黄皱 绿圆绿圆 绿皱绿皱(1:1:1:1)YRyRYryr(A)YYRR 1(B)YyRR5(C)YYRr6(D)YyRr7
18、YyRR5yyRR2YyRr7yyRr8YYRr 6YyRr7YYrr3Yyrr9YyRr 7yyRr 8Yyrr9yyrr4F1配子配子F2YRyRYryr 纯合子纯合子 1 2 3 4,即即YYRR yyRR YYrr yyrr,各占,各占1/16,共,共4/16;其中,能稳定遗传的;其中,能稳定遗传的个体占个体占1/4。基因型种类分布基因型种类分布规律和特点及比例规律和特点及比例 此棋盘中,此棋盘中,F2基因型种类九种,而每基因型种类九种,而每种字数占格数为该基因型占种字数占格数为该基因型占F2的比例。的比例。单杂合体单杂合体(一对基(一对基因杂合,一对基因纯合)因杂合,一对基因纯合),
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