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1、第1 1节 孟德尔的豌豆杂交实验(一) 1.阐明孟德尔的一对相对性状的杂交实验及分离定律。 2.体验孟德尔遗传实验的科学方法和创新思维。 3.运用分离定律解释一些遗传现象。 4.说出用豌豆做人工杂交实验的大致过程。 一二三四五 一、一对相对性状的杂交实验 1.性状与相对性状 (1)性状:生物体的形态、结构和生理特性等特征。 (2)相对性状:一种生物的同一种性状的不同表现类型。 2.豌豆作为遗传实验材料的优点 (1)豌豆是自花传粉植物,而且是闭花受粉,避免了外来花粉的干 扰。 (2)豌豆花大,易去雄和人工授粉。 (3)豌豆具有稳定的、易于区分的相对性状,如植株的高茎与矮茎, 种子的圆粒与皱粒等。
2、 一二三四五 3.实验过程 P表示亲本,F1表示子一代,F2表示子二代,表示杂交, 表示 自交。孟德尔的一对相对性状的遗传实验正、反交结果一致,F1只 有高茎豌豆,F2出现了高茎和矮茎两种豌豆,比例接近 3 1。孟德 尔把F1中显现出来的性状叫做显性性状,未显现出来的性状叫做 隐性性状。在杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象叫 做性状分离。 一二三四五 二、对分离现象的解释 一二三四五 1.生物的性状是由遗传因子决定的。决定显性性状的遗传因子 是显性遗传因子,用大写字母表示;决定隐性性状的遗传因子是隐 性遗传因子,用小写字母表示。 2.在生物体的体细胞中,决定性状的遗传因子是成对存在的
3、,如纯 种高茎豌豆的体细胞中有成对的遗传因子DD,纯种矮茎豌豆的体 细胞中有成对的遗传因子dd。 3.生物体在形成生殖细胞配子时,成对的遗传因子彼此分离, 分别进入不同的配子中。因此,纯种高茎豌豆的配子中只含有每对 遗传因子中的一个显性遗传因子D,纯种矮茎豌豆的配子中只含有 每对遗传因子中的一个隐性遗传因子d。 4.受精时,雌雄配子的结合是随机的。如含遗传因子D的配子,既 可以与含遗传因子d的配子结合,又可以与含遗传因子D的配子结 合。 一二三四五 孟德尔用豌豆进行的一对相对性状的杂交实验中,F1产生几种配 子?比值是多少? 提示:F1产生两种配子;比值是1 1。 一二三四五 三、对分离现象解
4、释的验证测交 1.测交:让F1与隐性纯合子杂交,用来测定F1遗传因子组成的方法 叫做测交。测交往往用于鉴定某个体的遗传因子组成。 2.目的:验证对分离现象解释的正确性。 3.预测 一二三四五 4.实验结果:在得到的64株后代中,30株是高茎,34株是矮茎,这一 对相对性状的分离比接近1 1。 5.结论:实验结果与理论预测相符,证明对分离现象的解释是正确 的。 一二三四五 四、分离定律 在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,不相融 合;在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分 别进入不同的配子中,随配子遗传给后代。 一二三四五 五、实验:性状分离比的模拟 1.模拟内容
5、 2.操作步骤 取小桶并编号分装彩球混合彩球随机取球重复实验 3.分析结果得出结论 彩球组合类型数量比为DD Dd dd1 2 1,彩球组合代表的 显隐性性状的数量比为显性 隐性3 1。 一二三四五六 一、豌豆的人工授粉 1.去雄:在花粉未成熟前(花蕾期),除去花的全部雄蕊,叫做去雄。 豌豆是闭花受粉植物,母本要去雄,保留雌蕊,以接受来自父本植株 的花粉。 2.套袋处理:以避免外来花粉的干扰,这是植物杂交实验中必需的 一步。 3.传粉:雌蕊成熟时,采集另一植株的花粉,撒在去雄花的雌蕊的 柱头上。 4.再套袋。 5.豌豆杂交实验中相关遗传符号的含义(见下表)。 一二三四五六 二、F1自交后代出现
6、3 1的理论分离比必须满足的理想条件 1.F1的雌蕊和雄蕊都产生两种类型的配子,雌、雄配子中这两种 类型的配子数量相等。 2.雌雄配子之间的结合机会均等。 3.每一个受精卵都能正常发育为成熟的个体。 4.个体发育所处的环境完全相同且比较优越。 5.显性遗传因子对隐性遗传因子的显性作用是完全的。 特别提醒实际上,杂合子(F1)在产生配子的过程中不一定产生数 目相等的各类配子,不同类型的配子受精的概率也不一定相等,受 精后个体发育的过程还受环境的影响,因此实际比例和理论比例可 能不完全一致。 一二三四五六 三、有关分离定律问题的解题思路 1.纯合子突破法 由于纯合子含有一对相同的遗传因子,因而在推
7、断亲代和子代的 遗传因子组成及性状方面具有重要作用,主要体现在以下几个方面。 (1)如果亲代中有显性纯合子(BB),则子代体细胞中一定含有遗传 因子B(见图甲)。 (2)如果亲代中有隐性纯合子(bb),则子代体细胞中一定含有遗传 因子b(见图乙)。 (3)如果子代中有隐性纯合子(bb),则两个亲本都至少含有一个遗 传因子b(见图丙)。 一二三四五六 图丙中,由子代遗传因子组成为bb可推知亲本的遗传因子组成为 _b_b,但_b_b的后代未必是bb。 一二三四五六 2.性状分离比突破法 根据分离定律中规律性比值来直接推断遗传因子组成。 (1)具有一对相对性状的亲本杂交,若子代的性状表现只有1种,则
8、 双亲都是纯合子,一个是显性纯合子,另一个是隐性纯合子,即 AAaaAa。 (2)具有一对相对性状的亲本杂交,若子代的性状表现比例为1 1, 则双亲中一个是杂合子,另一个是隐性纯合子,即 AaaaAa aa=1 1。 (3)性状表现相同的双亲杂交,若子代性状分离比为 3 1,则双亲 都是杂合子,即AaAaA_ aa=3 1。 一二三四五六 四、杂合子连续自交,后代纯合子和杂合子所占比例的计算 图解分析: 一二三四五六 特别提醒杂合子连续自交,可使后代中纯合子越来越多,杂合子越 来越少。所以当通过杂交育种选择显性性状时,常采用连续自交的 方法。在连续自交时,纯合子出现的概率为1-(1/2)n,杂
9、合子出现的 概率为(1/2)n(n表示自交次数)。 一二三四五六 五、分离定律的适用范围 1.真核生物有性生殖的细胞核遗传。 2.由一对遗传因子决定的一对相对性状的遗传。 一二三四五六 六、对分离定律的异常情况分析 1.不完全显性 F1的性状表现介于显性亲本和隐性亲本之间,如紫茉莉的花色遗 传中,红花(RR)植株与白花(rr)植株杂交,产生的F1为粉红花(Rr),F1 自交后代有3种性状表现,即红花、粉红花、白花,性状分离比为 1 2 1。图解如下: 一二三四五六 2.致死现象 (1)胚胎致死:具有某些遗传因子组成的个体死亡。图解如下: (2)配子致死:指致死遗传因子在配子时期发生作用,从而不
10、能形 成有生活力的配子的现象。例如,A遗传因子使雄配子致死,则Aa自 交,产生的成活的雄配子只有一种(含a),产生的两种雌配子(分别含 A和a)都能成活,后代的遗传因子组成为Aa aa=1 1。 题型一题型二题型三 题型一 豌豆的遗传实验操作 【例1】 用豌豆进行遗传实验时,下列操作错误的是 ( ) A.杂交时,必须在开花前除去母本的雄蕊 B.自交时,雌蕊和雄蕊都无须除去 C.杂交时,必须在开花前除去母本的雌蕊 D.人工授粉后,应套袋 解析:豌豆是自花传粉、闭花受粉植物,其花属于两性花,所以在 自交时,无须除去雌蕊或雄蕊;在进行豌豆杂交实验时,必须在豌豆 开花前,除去母本的全部雄蕊并套袋,待雌
11、蕊成熟后再授以其他植 株的花粉(即人工授粉);人工授粉后还要套袋,前后两次套袋的目的 都是防止其他植株花粉的影响。 答案:C 题型一题型二题型三 反思领悟豌豆为雌雄同株植物,自花传粉且是闭花受粉,自然状态 下都进行自交。孟德尔的豌豆杂交实验是人工杂交,应在花蕾期人 工去雄并套袋。 题型一题型二题型三 题型二 分离定律中的异常分离比 【例2】 某种植物花朵的单瓣和重瓣是一对相对性状,由遗传因 子D和d控制。研究人员做了多次单瓣植株的自交实验,子代均表 现为单瓣 重瓣=1 1。下列分析错误的是 ( ) A.该对性状的遗传遵循分离定律 B.单瓣植物的遗传因子组成一定为Dd C.具有不同遗传因子组成的
12、个体成活率相同 D.含d遗传因子的雌配子或雄配子不育 题型一题型二题型三 解析:根据题干信息已知,某种植物花朵的单瓣和重瓣是一对相 对性状,由遗传因子D和d控制,所以该对性状的遗传遵循分离定 律,A项正确。研究人员做了多次单瓣植株的自交实验,子代均表现 为单瓣 重瓣=1 1。由此可知,单瓣为显性性状,重瓣为隐性性状, 单瓣的遗传因子组成为Dd,F1中重瓣的遗传因子组成为dd,B项正确。 具有不同遗传因子组成的个体成活率相同,否则,子代不可能表现 为单瓣 重瓣=1 1,C项正确。如果含d遗传因子的雌配子或雄配 子不育,则子代均含D,均表现为单瓣,与题干所述不符;如果含D遗 传因子的雌配子或雄配子
13、不育,则子代的遗传因子组成为 Dd dd=1 1,D项错误。 答案:D 题型一题型二题型三 题型三 常染色体遗传患病概率的计算 【例3】 食指长于无名指为长食指,反之为短食指,该相对性状由 常染色体上的一对遗传因子控制(TS表示短食指遗传因子,TL表示 长食指遗传因子)。该对遗传因子的表达受性激素影响,TS在男性 中为显性,TL在女性中为显性。若一对夫妇均为短食指,所生孩子 既有长食指又有短食指,则该夫妇再生一个孩子是长食指的概率为 ( ) A.1/4 B.1/3C.1/2D.3/4 解析:一对夫妇均是短食指,所生孩子既有短食指,又有长食指,所 以双亲遗传因子组成为TSTL(父方),TSTS(
14、母方)。由此可推出子代 遗传因子组成有两种:TSTS、TSTL。若是男孩,则都是短食指;若是 女孩,则遗传因子组成为TSTL的是长食指。所以子代中长食指出现 的概率是1/21/2=1/4。 答案:A 探究方法能力展示 通过人工异花传粉实验探究植物性状的显隐性 人工异花传粉的过程: 去雄除去未成熟花的全部雄蕊 套袋套上纸袋 传粉雌蕊成熟时,将另一植株的花粉撒在除去雄蕊的花的柱头 上 再套袋传粉后继续套袋 探究方法能力展示 玉米的籽粒有甜粒与非甜粒之分,这是一对相对性状。现有一些 甜玉米种子和非甜玉米种子(但不知它们是否为纯合子),请你设计 实验来区分它们之间的显、隐性。 (1)实验步骤 第一步,
15、将两种玉米种子间行种植,开花前将母本(甜或非甜) 并套袋。 第二步,待母本上的雌蕊成熟时,进行 ,套袋。 第三步,果实成熟后 。 (2)预期结果 若所结玉米粒全为甜粒,则 。 。 若所结玉米粒甜粒与非甜粒各占一半,则 。这时 可进一步做实验,方法是 。 探究方法能力展示 解析:鉴定植物相对性状的显隐性,需要设计杂交实验或者自交 实验,不能设计测交实验。杂交实验中子代若只有一种表现型,则 该性状为显性性状。自交实验中若子代出现性状分离,则该亲本的 性状为显性性状。 答案:(1)去雄 异花传粉 分析玉米籽粒是甜粒还是非甜粒 (2)甜粒为显性性状 若所结玉米籽粒全为非甜粒,则非甜粒 为显性性状 无法判断 取杂交后所得甜玉米和非甜玉米各自 种植,自交,后代出现性状分离的亲本的性状为显性性状,不出现性 状分离的亲本的性状为隐性性状