《1.1 孟德爾從一對相對性狀的雜交實驗中總結(jié)出分離定律》教學(xué)課件1

孟德爾從一對相對性狀的雜交實驗中總結(jié)出分離定律遺傳

生物親代與子代的相似現(xiàn)象稱為遺傳，它是存在于我們生活中再平常不過的生物現(xiàn)象。

我們的模樣好似父母，我們是否繼承了來源于父母的遺傳因子？這些遺傳因子在親、子代的傳遞中遵循什么規(guī)律呢？+

“融合假說”：認(rèn)為子代的遺傳物質(zhì)來源于雙親遺傳物質(zhì)的融合，就像藍色顏料與黃色顏料混合成為綠色顏料一樣。

“顆粒假說”，認(rèn)為雙親遺傳物質(zhì)像某種完整顆粒一樣遺傳給后代，互不融合，保持完整性。

按照上述觀點，當(dāng)紅花豌豆與白花豌豆雜交后，子代的豌豆花會是什么顏色？

按照融合遺傳的觀點，雙親的遺傳物質(zhì)會在子代體內(nèi)發(fā)生混合，子代表現(xiàn)出介于雙親之間的性狀，即紅色和白色的混合色——粉色。紅花豌豆與白花豌豆紅花豌豆與白花豌豆

你同意上述觀點嗎？你的證據(jù)有哪些？

不同意。

因為自然界的遺傳現(xiàn)象并不是融合遺傳的結(jié)果。例如，紅花豌豆與白花豌豆雜交后，其后代仍出現(xiàn)紅花或白花；又如，人的性別遺傳說明控制男女性別的遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生混合。1822年7月20日，孟德爾出生在奧地利帝國（現(xiàn)屬捷克），1851年被送往維也納大學(xué)，學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和自然科學(xué)。回到修道院，孟德爾在工作之余利用修道院內(nèi)的園地做了許多植物和動物的雜交實驗。實驗材料有豌豆、菜豆、玉米、紫茉莉、金魚草、家鼠、蜜蜂等，其中以豌豆雜交實驗（1856—1863）的成果最為突出?！艾F(xiàn)代遺傳學(xué)之父”——孟德爾8年的豌豆實驗，1865年發(fā)表了《植物雜交實驗》的論文，提出遺傳因子的論點，首次揭示了生物遺傳的基本規(guī)律。當(dāng)時孟德爾的論文并未引起科學(xué)界的重視，直到1900年，有3位植物學(xué)家分別通過各自的研究得出與孟德爾相似的結(jié)論后，人們才在文獻中找到這篇被遺忘的論文，孟德爾的貢獻終于被重新發(fā)現(xiàn)。從此，這個埋沒了35年之久的偉大成果才得到人們的肯定?！艾F(xiàn)代遺傳學(xué)之父”——孟德爾

花是豌豆的生殖器官，每朵豌豆花中都具有含花粉（雄配子）的雄蕊和含卵細胞（雌配子）的雌蕊。

當(dāng)花粉落于柱頭上萌發(fā)出花粉管后，雄配子經(jīng)花粉管與雌配子相遇，雌、雄配子融合形成受精卵，胚珠發(fā)育成種子。種子與花的其他結(jié)構(gòu)發(fā)育成的果皮構(gòu)成果實。孟德爾選用豌豆作為雜交實驗材料兩性花：一朵花既有雄蕊，又有雌蕊

如：豌豆單性花：一朵花，只有雄蕊或只有雌蕊雌花雄花雄蕊雌蕊雌雄異花同株如：黃瓜、玉米異

花

傳

粉閉

花

受

粉自

花

傳

粉自花傳粉：一朵花的花粉落在同一朵花的雌蕊柱頭上的過程。異花傳粉：兩朵花之間的傳粉過程。兩性花可以自花傳粉也可以異花傳粉。單性花只能異花傳粉。指花未開時已經(jīng)完成了受粉兩性花：一朵花既有雄蕊，又有雌蕊。如：豌豆自花傳粉：兩性花的花粉，落到同一朵花的雌蕊柱頭上的過程叫做自花傳粉（也叫自交）。自花傳粉授時沒有外來花粉的干擾，便于形成純種，能確保雜交實驗結(jié)果的可靠性。傳粉：雄蕊的花粉落到雌蕊柱頭上的過程?；ü诘男螤钣址浅１阌诶萌サ粜廴锏姆椒ㄟM行人工去雄以及人工授粉等操作。花藥花絲雄蕊柱頭花株子房雄蕊單性花：一朵花只有雄蕊或只有雌蕊。如：黃瓜、玉米（單性花只能異花傳粉）異花傳粉：兩朵花之間的傳粉過程。同一植株的雄花的花粉落在雌花的柱頭上，完成的傳粉過程也屬于自交。不同植株的花進行異花傳粉時，提供花粉的植株叫做父本（♂），接受花粉的植株叫做母本（♀）。豌豆成熟后籽粒都留在豆莢中，便于觀察和計數(shù)。豌豆的生長期較短，產(chǎn)生的種子數(shù)量多，也是其方便實驗的特性。豌豆具有多個穩(wěn)定、可區(qū)分的性狀?？梢詮哪男┓矫婷枋鎏O果的特點？什么是生物的性狀？你有沒有一接電話就能聽出是誰的聲音呢？你有沒有遠遠的看見一個人走路的姿勢就知道是誰呢？你慣用左手還是慣用右手？

性狀是指生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理生化等特征的總稱，如豌豆的花色、種子的形狀等都是性狀。在孟德爾以后的遺傳學(xué)中把作為表型的顯示的各種遺傳性質(zhì)稱為性狀。在諸多性狀中只著眼于一個性狀即單位性狀以進行遺傳學(xué)分析，已成為一種遺傳學(xué)研究中的常規(guī)手段。性狀豌豆的圓粒與皺粒番茄的紅果與黃果單眼皮與雙眼皮有耳垂與無耳垂1.形態(tài)結(jié)構(gòu)能分辨各種顏色，稱為正常色覺。各種顏色都不能分辨，稱為色盲。只是對紅色、綠色分辨不清，稱為紅綠色盲。有沒有看不見的性狀呢？同型輸血：個人因大量出血而危及生命的時候，必須通過輸血進行搶救。輸血的時候，應(yīng)以輸入同型血為原則。但在沒有同型血而又情況緊急時，任何血型的人都可以輸入少量的0型血；AB血型的人，除可輸入0型血外，也可輸入少量的A型或B型血。但是，大量輸血時，仍需實行同型輸血。某人血型可接受的血型可輸給的血型AA、OA、ABBB、OB、ABABA、B、AB、OABOOA、B、AB、O輸血關(guān)系表2.生理特征能卷舌與不能卷舌大拇指能背側(cè)彎曲3.行為方式蘋果的顏色、形狀、大小人鼻子大小、臉型、高矮蘋果的味道人的血型形態(tài)結(jié)構(gòu)生理生化性狀同種生物同一性狀不同表現(xiàn)形式相對性狀相對性狀兔子雜色毛和老鼠棕色毛第一組性狀NO請判斷下列性狀是不是相對性狀？狗的卷毛和白色毛第二組性狀NO人的直發(fā)和卷發(fā)第三組性狀YES1.下列各組中，屬于相對性狀的是（）A.豬的黑毛和羊的白毛B.金魚的泡眼和鯽魚的突眼C.南瓜的黃色和南瓜的綠色D.水稻的直葉和小麥的卷葉C2.下列各組不屬于相對性狀的是（）A.豌豆種子的皺皮和青色B.人的左撇子和右撇子C.人的雙眼皮和單眼皮D.豌豆植株的高莖和矮莖A1.豌豆是

和

的植物，在自然狀態(tài)下一般都是

，結(jié)果可靠且易于分析。2.具有易于區(qū)分的

，實驗結(jié)果易于觀察和分析。3.豌豆

，易于進行人工雜交。4.豌豆子代數(shù)量多，

。5.豌豆

，便于統(tǒng)計數(shù)量，結(jié)果更為可靠。6.豌豆是一年生植物，

。自花傳粉閉花受粉純種相對性狀數(shù)學(xué)統(tǒng)計分析結(jié)果更可靠，且偶然性小生長周期短，易于栽培子粒包裹在豆莢中，不易丟失花大豌豆用作遺傳實驗材料的優(yōu)點

孟德爾在做豌豆雜交實驗時，在豌豆的多個性狀中，首先著眼于一對相對性狀，分析它們在雜交后代中的表現(xiàn)?，F(xiàn)以花色為例，說明紫花豌豆與白花豌豆這一對相對性狀的雜交實驗過程。

孟德爾選用純種紫花豌豆和純種白花豌豆分別作為雜交的母本（♀）和父本（♂），母本和父本統(tǒng)稱為親本，用P表示。一對相對性狀雜交實驗中，F(xiàn)2出現(xiàn)性狀分離基本步驟：1、人工去雄（對母本♀）時間：花粉尚未成熟時目的：防止自花傳粉2、套袋（對母本♀）目的：以防外來花粉授粉3、采集花粉（對父本♂）4、傳粉（對母本♀）5、再套袋（對母本♀）目的：防止外來花粉的干擾雌蕊兩性花的人工異花授粉實驗植株的豆莢長大后所結(jié)的種子是子一代，用F1表示，該種子長成的植株是F1植株。孟德爾發(fā)現(xiàn)，無論用紫花豌豆作母本，還是用白花豌豆作母本，子一代全部開紫花。一對相對性狀雜交實驗中，F(xiàn)2出現(xiàn)性狀分離高莖的花♀正交矮莖的花♂矮莖的花♀反交高莖的花♂將正、反交得到的F1能表現(xiàn)出來的親本性狀——紫花，稱為顯性性狀。而將在F1未能表現(xiàn)出來的另一親本性狀——白花，稱為隱性性狀。一對相對性狀的雜交實驗

讓F1植株自交，所結(jié)的種子萌發(fā)后長成子二代（F2）植株。經(jīng)過統(tǒng)計，他發(fā)現(xiàn)在F2中，705株開紫花，224株開白花，兩者的比例大致為3:1。這種在雜交后代中顯性性狀和隱性性狀同時出現(xiàn)的現(xiàn)象稱為性狀分離。

孟德爾還發(fā)現(xiàn)，在反交時，即白花豌豆（♀）和紫花豌豆（♂）

的雜交，F(xiàn)1自交所得的結(jié)果與上述正交結(jié)果相似。那么，豌豆其他性狀的雜交結(jié)果是否也有類似的現(xiàn)象？一對相對性狀雜交實驗中，F(xiàn)2出現(xiàn)性狀分離性狀F2的表現(xiàn)顯性隱性顯性：隱性莖的高度高莖787矮莖2772.84：1種子形狀圓粒5474皺粒18502.96：1子葉顏色黃色6022綠色20013.01：1花的顏色紅色705白色2243.15：1豆莢形狀飽滿882不飽滿2992.95：1豆莢顏色（未成熟）綠色428黃色1522.82：1花的位置腋生651頂生2073.14：1F2中出現(xiàn)3：1的性狀分離比不是偶然！

如果F1均為一種性狀的原因是遺傳中來自親本白花的基因丟失了，那么F2豌豆也不應(yīng)該出現(xiàn)白花性狀，這與實驗結(jié)果也是相矛盾的。為了解釋F1豌豆都開紫花，并在F1豌豆自交后重新出現(xiàn)白花植株的原因，孟德爾提出遺傳因子相互分離的假設(shè)。性狀分離的原因是等位基因的相互分離

第一，性狀是由遺傳因子控制的，遺傳因子后來被科學(xué)家稱為基因。豌豆的花色是由一對基因控制的，大寫字母P代表控制紫花這一顯性性狀的顯性基因，小寫字母p代表控制白花這一隱性性狀的隱性基因?？刂埔粚ο鄬π誀畹囊粚蚧榈任换?，這里P和p即互為等位基因。性狀分離的原因是等位基因的相互分離

第二，基因在體細胞內(nèi)是成對的，其中一個來自母本，另一個來自父本。兩個親本的基因組合類型不同，控制性狀的基因組合類型稱為基因型，紫花親本的基因型是PP，白花親本的基因型是pp。

第三，在形成配子即生殖細胞時，成對的基因彼此分離，分別進入不同的配子中，所以每個配子只含有成對基因中的一個。例如，紫花親本產(chǎn)生的配子只含有一個顯性基因P，白花親本的配子只含有一個隱性基因p。受精時，雌、雄配子結(jié)合后產(chǎn)生的F1（Pp）中，基因又恢復(fù)為一對，但P基因相對p基因是顯性的，所以F1表現(xiàn)為紫花。性狀分離的原因是等位基因的相互分離

第四，在F1的體細胞內(nèi)有兩個不同的基因，但各自獨立、互不融合。

第五，受精時，雌、雄配子的結(jié)合是隨機的。F1可產(chǎn)生兩種不同類型的配子，一種帶有基因P，另一種帶有基因p，并且數(shù)目相等，其比例為1:1，所以F2出現(xiàn)3種基因型，即PP、Pp、pp，其比例為1:2:1。其中，基因型為PP或pp的植株，是由兩個基因相同的配子結(jié)合而成的個體，稱為純合子；性狀分離的原因是等位基因的相互分離P配子PP紫花pp白花pp×紫花pp紫花pp紫花pp紫花pp白花ppPPPPF1F2Pp植株是由兩個基因不同的配子結(jié)合而成的個體，稱為雜合子。因P對p是顯性的，PP、Pp均表現(xiàn)為紫花，而pp表現(xiàn)為白花，所以紫花與白花的數(shù)量比是3:1。這里將具有特定基因型的個體所能表現(xiàn)出來的性狀稱為表型。PP和Pp的表型是紫花，而pp的表型是白花。性狀分離的原因是等位基因的相互分離P配子PP紫花pp白花pp×紫花pp紫花pp紫花pp紫花pp白花ppPPPPF1F2

孟德爾雖然合理地給出了一對相對性狀雜交實驗結(jié)果的解釋，但是沒有直接證據(jù)證實其解釋是否科學(xué)。在此前提下，他意識到可以嘗試?yán)米约旱募僬f預(yù)測新的雜交實驗的結(jié)果，再進行實驗來檢驗假說。性狀分離的原因是等位基因的相互分離P配子PP紫花pp白花pp×紫花Pp紫花pp紫花Pp紫花Pp白花ppPPPPF1F2

×F1雜種一代隱性類型測交Pppp配子Ppp基因型Pppp表現(xiàn)型紫花白花1：1

為了解決無法直接觀察配子的不同類型這一問題，孟德爾巧妙地設(shè)計了測交法，即將F1（Pp）與隱性純合子進行雜交。該隱性純合子就是白花親本pp。性狀分離的原因是等位基因的相互分離性狀分離的原因是等位基因的相互分離

×F1雜種一代隱性類型測交Pppp配子Ppp基因型Pppp表現(xiàn)型紫花白花1：1

這種配子不會遮蓋F1產(chǎn)生的配子的基因，反而能使F1的配子中含有的隱性基因在測交后代中表現(xiàn)出來。所以，測交后代的表型及其比例，可反映F1所產(chǎn)生的配子類型及其比例。

孟德爾通過測交實驗，一共獲得166株測交后代，其中85株開紫花，81株開白花，兩者接近1:1的預(yù)期比例。這一結(jié)果與孟德爾的理論假設(shè)完全相符。

孟德爾對7對相對性狀分別做了7個測交實驗，結(jié)果無一例外地得到接近1:1的分離比。這一事實有力地證明了孟德爾遺傳因子分離的假設(shè)是正確的，從而肯定了分離定律。性狀分離的原因是等位基因的相互分離Pp（紫花）PP（白花）PPPPp（紫花）PP（白花）親代配子子代×

分離定律的內(nèi)容：控制一對相對性狀的等位基因互相獨立、互不融合，在形成配子時彼此分離，分別進入不同的配子中，結(jié)果一半的配子帶有等位基因中的一個，另一半的配子帶有等位基因中的另一個。這就是基因的。性狀分離的原因是等位基因的相互分離Pp（紫花）PP（白花）PPPPp（紫花）PP（白花）親代配子子代

水稻分糯性品系和非糯性品系。糯性品系的籽粒中含有支鏈淀粉，用稀碘液處理后，籽粒呈紅褐色。非糯性品系的籽粒中含有直鏈淀粉，用稀碘液處理后，籽粒呈藍黑色。小資料·配子形成時發(fā)生基因分離的直觀證據(jù)水稻花粉碘液染色結(jié)果（200×）

雜交實驗表明，非糯性和糯性是由一對等位基因控制的，非糯性為顯性，糯性為隱性。把非糯性品系的花粉放在載玻片上，加一滴碘液后在顯微鏡下觀察，可以發(fā)現(xiàn)所有的花粉都被染成藍黑色；

在糯性品系的花粉中加入碘液，所有的花粉都被染成紅褐色；將非糯性品系與糯性品系進行雜交后得到的子一代的花粉，加碘液后在顯微鏡下觀察，可以發(fā)現(xiàn)大約一半為藍黑色，一半為紅褐色。這個實驗直觀地證明了子一代在產(chǎn)生配子時，等位基因發(fā)生了分離，分離比接近于1:1。小資料·配子形成時發(fā)生基因分離的直觀證據(jù)水稻花粉碘液染色結(jié)果（200×）假說丨演繹法觀察分析，提出問題推理想象，提出假說演繹推理得出結(jié)論1.F1都表現(xiàn)出顯性性狀2.F2中出現(xiàn)了3:1的性狀分離比設(shè)計測交實驗，預(yù)測實驗結(jié)果實際結(jié)果與推理符合，假說正確，提出分離定律進行測交實驗，檢驗演繹推理的結(jié)論實驗檢驗遺傳因子決定生物的性狀遺傳因子在體細胞中成對存在遺傳因子在形成配子時分離雌雄配子在受精時隨機結(jié)合1、孟德爾利用豌豆作為實驗材料進行植物雜交實驗，成功地發(fā)現(xiàn)了生物的遺傳規(guī)律。下列各項中不屬于豌豆作為遺傳實驗材料優(yōu)點的是（）A.豌豆是嚴(yán)格的自花傳粉、閉花受粉植物B.豌豆在自然狀態(tài)下一般是純合的C.豌豆具有許多明顯的相對性狀D.雜種豌豆自交后代容易發(fā)生性狀分離D2、如圖為豌豆的一對相對性狀遺傳實驗過程圖解，請仔細讀圖后回答下列問題：（1）在該實驗的親本中，父本是，母本是。

矮莖高莖高莖的花矮莖的花①②（2）操作①叫，為了確保雜交實驗成功，①的操作應(yīng)注意，時間上；操作②叫，此處理后必需用紙袋對母本進行。其目的是。去雄花蕾期傳粉套袋防止外來花粉的干擾

在孟德爾的實驗中，F(xiàn)1植株均表現(xiàn)出統(tǒng)一的顯性性狀，但科學(xué)家利用其他生物材料做類似的雜交實驗，子代的表型卻不一定呈現(xiàn)絕對的顯性性狀。因此，根據(jù)顯性現(xiàn)象的表現(xiàn)形式，可將顯性分為以下幾種類型：

完全顯性：具有相對性狀的兩個親本雜交，所得的F1與顯性親本的表現(xiàn)完全一致的現(xiàn)象，稱為完全顯性。基因的顯隱性關(guān)系不是絕對的P配子PP紫花pp白花pp×紫花Pp紫花pp紫花Pp紫花Pp白花ppPPPPF1F2

例如，紫花豌豆與白花豌豆雜交后的F1只表現(xiàn)為顯性親本的性狀——紫花，則稱紫花基因P對白花基因p為完全顯性?？梢娫谝粚Φ任换蛑?，只要有一個顯性基因，就足以使它所控制的性狀得以完全地表現(xiàn)。孟德爾所研究的7對相對性狀都屬于這一類型。在生物界，完全顯性現(xiàn)象比較普遍?；虻娘@隱性關(guān)系不是絕對的P配子PP紫花pp白花pp×紫花Pp紫花pp紫花Pp紫花Pp白花ppPPPPF1F2

不完全顯性：具有相對性狀的兩個親本雜交，所得的F1表現(xiàn)為雙親的中間類型的現(xiàn)象，稱為不完全顯性。例如，金魚草的花色遺傳，純合的紅花品種（CC）與白花品種（cc）雜交所得的F1（Cc）的花色，既不是紅色也不是白色，而是粉紅色。如果讓F1自交，則所得的F2出現(xiàn)3種表型，即紅花、粉紅花和白花，其比例為1:2:1。基因的顯隱性關(guān)系不是絕對的×紅花CC白花cc粉紅花Cc紅花CC粉紅花Cc粉紅花Cc白花ccPF1F2金魚草花色的不完全顯性遺傳

可見控制金魚草花色的一對等位基因中，紅花基因?qū)Π谆ɑ虻娘@性作用是不完全的，所以F1的性狀表現(xiàn)就介于雙親之間。這樣F2的表型比例與其基因型比例就完全-致，都是1:2:1，即F2的表型可直接反映它的基因型。基因的顯隱性關(guān)系不是絕對的×紅花CC白花cc粉紅花Cc紅花CC粉紅花Cc粉紅花Cc白花ccPF1F2金魚草花色的不完全顯性遺傳

在牽?；ǖ倪z傳實驗中，用純合紅色牽?；ǎˋA）和純合白色牽牛花（aa）雜交，F(xiàn)1全是粉紅色牽?；?。將F1自交后，F(xiàn)2中出現(xiàn)紅色、粉紅色和白色三種類型的牽牛花，比例為1∶2∶1，如果取F2中的全部粉紅色牽?；ê图t色牽牛花分別進行自交，則后代性狀表現(xiàn)及比例應(yīng)該為（）。A.紅色∶粉紅色∶白色=1∶2∶1B.紅色∶粉紅色∶白色=3∶2∶1C.紅色∶粉紅色∶白色=1∶4∶1D.紅色∶粉紅色∶白色=4∶4∶1B

金魚軀體的透明程度受一對遺傳因子控制。完全透明的金魚與不透明的金魚雜交，F(xiàn)1都表現(xiàn)為半透明，讓F1金魚與完全透明的金魚雜交，后代表現(xiàn)為（）。A.半透明 B.完全透明和半透明C.完全透明 D.完全透明和不透明B共顯性：具有相對性狀的兩個親本雜交，所得的F1個體同時表現(xiàn)出雙親的性狀，即為共顯性。例如，人類的ABO血型，是由三個基因即IA、IB和i控制的，IA、IB基因分別決定紅細胞膜上A抗原、B抗原的存在?；虻娘@隱性關(guān)系不是絕對的AB血型的基因型為IAIB，其紅細胞膜上既有A抗原又有B抗原。這說明IA與IB兩個基因間不存在顯隱性關(guān)系，兩者互不遮蓋，各自發(fā)揮作用，表現(xiàn)為共顯性。ABO血型與基因型和抗原的關(guān)系，見表?；虻娘@隱性關(guān)系不是絕對的ABO血型與基因型和抗原的關(guān)系總之，顯性現(xiàn)象在生物界廣泛存在，但基因的顯隱性關(guān)系不是絕對的，顯性性狀的表現(xiàn)既是等位基因相互作用的結(jié)果，又是基因與內(nèi)外環(huán)境條件共同作用的結(jié)果。顯性現(xiàn)象的多種表現(xiàn)并不違背孟德爾定律，恰恰是對孟德爾定律的補充