内容正文:
第2节 孟德尔的豌豆
杂交实验(二)
1
课堂导入
讨论
观察花园里的豌豆植株,孟德尔发现就子叶颜色和种子形状来看,包括两种类型:一种是黄色圆粒的,一种是绿色皱粒的。
性状不同的豌豆
1. 决定子叶颜色的遗传因子对决定种子形状的遗传因子会不会有影响呢?
2. 黄色的豌豆一定是饱满的、绿色的豌豆一定是皱缩的吗?
2
01
两对相对性状的杂交实验
3
【探究活动1】
观看以下视频,阅读课本p9-10, 小组合作完成以下任务。
P
F1
子一代
亲本
正交
反交
黄色圆粒
绿色皱粒
×
黄色圆粒
×
F2
子二代
315
108
101
32
黄色
圆粒
绿色
圆粒
黄色
皱粒
绿色
皱粒
数量
比例
9 : 3 : 3 : 1
P
F1
子一代
亲本
黄色圆粒
×
×
F2
子二代
315
108
101
32
黄色
圆粒
绿色
圆粒
黄色
皱粒
绿色
皱粒
数量
比例
9 : 3 : 3 : 1
绿色皱粒
黄色圆粒
结
果
相
同
1.观察现象,提出问题
一、两对相对性状的杂交实验
P
F1
子一代
亲本
正反交
黄色圆粒
绿色皱粒
×
黄色圆粒
×
F2
子二代
315
108
101
32
黄色
圆粒
绿色
圆粒
黄色
皱粒
绿色
皱粒
数量
比例
9 : 3 : 3 : 1
(2)这两对相对性状的显隐性关系?判断依据?
黄色对绿色为显性,圆粒对皱粒为显性。
依据: 无论亲本进行正交还是反交实验,结出的种子(F1)都是黄色圆粒。
(3)F2代中哪些是亲本所没有的性状组合?
F2中新的性状组合: 绿色圆粒和黄色皱粒
不同于亲本的类型(重组型)
1.观察现象,提出问题
一、两对相对性状的杂交实验
P
F1
子一代
亲本
正反交
黄色圆粒
绿色皱粒
×
黄色圆粒
×
F2
子二代
315
108
101
32
黄色
圆粒
绿色
圆粒
黄色
皱粒
绿色
皱粒
数量
比例
9 : 3 : 3 : 1
(4)9︰3︰3︰1与一对相对性状杂交实验中F2的3:1的数量比有联系吗?
方法:拆解法
(对每一对相对性状单独进行分析)
种子
形状
圆粒种子数: 315+108=423
皱粒种子数: 101+32=133
子叶
颜色
黄色种子数: 315+101=416
绿色种子数: 108+32=140
比例≈3:1
比例≈3:1
1.观察现象,提出问题
一、两对相对性状的杂交实验
P
F1
子一代
亲本
正反交
黄色圆粒
绿色皱粒
×
黄色圆粒
×
F2
子二代
315
108
101
32
黄色
圆粒
绿色
圆粒
黄色
皱粒
绿色
皱粒
数量
比例
9 : 3 : 3 : 1
(5)该实验能说明什么?
无论是豌豆种子的形状还是子叶的颜色,依然遵循 ,也就是说控制种子形状的遗传因子的遗传,与控制子叶颜色的遗传因子的遗传是 的。
分离定律
互不干扰
1.观察现象,提出问题
一、两对相对性状的杂交实验
数学角度分析,F2四种性状表现比例9:3:3:1与3:1有何关系?
皱粒
黄色
圆粒
绿色
3
1
3
1
(3黄色:1绿色)×(3圆粒:1皱粒)=9黄圆:3黄皱:3绿圆:1绿皱
9:3:3:1是(3:1)×(3:1)的展开式
不同性状之间发生了新的组合,
是否控制两对相对性状的遗传因子也发生了组合呢?
1.观察现象,提出问题
一、两对相对性状的杂交实验
假说1:
豌豆的圆粒、皱粒分别由遗传因子R、r控制,
黄色、绿色分别由遗传因子Y、y控制。
黄色圆粒
绿色皱粒
×
P
Y
Y
RR
yyrr
YR
yr
配子
F1
YyRr
黄色圆粒
受精
推断出F1的遗传因子组成为YyRr,表现为黄色圆粒。
2.解释问题,提出假说
一、两对相对性状的杂交实验
假说2:
F1在产生配子时,每对遗传因子彼此分离,不同对的遗传因子自由组合
黄色圆粒
YyRr
Y
R
r
y
分离
分离
自由组合
F1
雄配子4种: YR :Yr :yR :yr =1:1:1:1
雌配子4种: YR :Yr :yR :yr =1:1:1:1
2.解释问题,提出假说
一、两对相对性状的杂交实验
F2
YR
yR
Yr
yr
yR
Yr
YR
yr
F1配子
YYRR
YyRr
YYRr
YyRR
YyRr
yyRR
YyRR
yyRr
YyRr
YYRr
YYrr
Yyrr
YyRr
yyrr
yyRr
Yyrr
假说3:
受精时,雌雄配子结合是随机的。
F1
YyRr
黄色圆粒
雌雄配子随机结合,结合方式有____种。
16
雌雄配子结合方式=雌配子种类
×雄配子的种类
2.解释问题,提出假说
一、两对相对性状的杂交实验
F2
YR
yR
Yr
yr
yR
Yr
YR
yr
F1配子
YYRR
YyRr
YYRr
YyRR
YyRr
yyRR
YyRR
yyRr
YyRr
YYRr
YYrr
Yyrr
YyRr
yyrr
yyRr
Yyrr
F1
YyRr
黄色圆粒
黄圆
黄皱
1 YYrr
绿圆
1 yyRR
绿皱
1 yyrr
2 YyRR
2 YYRr
4 YyRr
1 YYRR
2 Yyrr
2 yyRr
9/16 Y_R_
3/16 Y_rr
3/16 yyR_
1/16 yyrr
(双显型)
(单显型)
(单显型)
(双隐型)
2.解释问题,提出假说
一、两对相对性状的杂交实验
F2
YR
yR
Yr
yr
yR
Yr
YR
yr
F1配子
YYRR
YyRr
YYRr
YyRR
YyRr
yyRR
YyRR
yyRr
YyRr
YYRr
YYrr
Yyrr
YyRr
yyrr
yyRr
Yyrr
F1
YyRr
黄色圆粒
黄色圆粒: 绿色圆粒: 黄色皱粒: 绿色皱粒
9 : 3 : 3 : 1
9种基因型
4+2+2+1=9
F2有几种表型及
比例_____________________________。
2.解释问题,提出假说
F2共有_____________种基因型。
一、两对相对性状的杂交实验
F2
YR
yR
Yr
yr
yR
Yr
YR
yr
F1配子
YYRR
YyRr
YYRr
YyRR
YyRr
yyRR
YyRR
yyRr
YyRr
YYRr
YYrr
Yyrr
YyRr
yyrr
yyRr
Yyrr
F1
YyRr
黄色圆粒
F2中能稳定遗传的后代占比为?
黄圆
黄皱
YYrr
绿圆
yyRR
绿皱
yyrr
YYRR
纯合子4/16
双杂合子: 两对基因型均为杂合子
黄圆
4YyRr
➡4/16
单杂合子: 任意1对基因型为杂合子
黄圆
2YyRR、2YYRr
黄皱
2Yyrr
绿圆
2yyRr
8/16
2.解释问题,提出假说
一、两对相对性状的杂交实验
YyRr
黄色圆粒
yyrr
绿色皱粒
P
×
配子
YR
yR
Yr
yr
yr
YyRr
黄色圆粒
F1
yyRr
绿色圆粒
YyRr
黄色皱粒
yyrr
绿色皱粒
测交试验:让杂种F1(YyRr)与隐性纯合子(yyrr)杂交
目的:检测F1产生配子的种类和比例。
预测(演绎推理):
若假说正确,F1产生4种数量相等的配子:
YR:Yr:yR:yr=1:1:1:1
3.演绎推理,验证假说
一、两对相对性状的杂交实验
(2)实验结果:
孟德尔用F1与双隐性类型测交,F1不论作母本,还是作父本,结果都与预测相符
性状组合 黄圆 黄皱 绿圆 绿皱
实际
籽粒数 F1作母本 31 27 26 26
F1作父本 24 22 25 26
不同性状的数量比
1 : 1 : 1 : 1
测交实验的结果符合预期的设想,因此证明解释是正确的。
3.演绎推理,验证假说
一、两对相对性状的杂交实验
①F1的基因型为YyRr。
②F1产生四种配子YR∶Yr∶yR∶yr=1∶1∶1∶1。
③证实在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合
从而证实了:
3.演绎推理,验证假说
一、两对相对性状的杂交实验
1.内容:
控制不同性状的遗传因子的分离和组合是____________的;在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此_________,决定不同性状的遗传因子_______________。
互不干扰
分离
自由组合
2.发生时间:
①两对及两对以上相对性状的遗传(独立遗传);
②有性生殖的真核生物的遗传;
③细胞核遗传
4.实质:
在形成配子时,决定不同性状的遗传因子自由组合
3.适用范围:
在形成配子时
4.分析结果,得出结论
一、两对相对性状的杂交实验
20
基因分离定律 基因自由组合定律
等位基因
等位基因与染色体关系
细胞学基础
遗传实质
联系
一对
位于一对同源染色体上
减I后期同源染色体的分离
等位基因分离
两对或多对
分别位于两对或多对同源染色体上(独立遗传)
减I后期非同源染色体自由组合
非同源染色体上非等位基因之间自由组合
①两定律均为有性生殖的真核生物核基因的传递规律
②两定律均发生在减数分裂形成配子时,同时进行,同时作用
③ 分离定律是自由组合定律的基础
(1)自交法
若F1自交后代的性状分离比为9:3:3:1,则符合自由组合定律,由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制。
若F1测交后代的性状比例为1:1:1:1,则符合自由组合定律,由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制。
(2)测交法
知识拓展:验证自由组合定律的方法
取花药离体培养,用秋水仙素处理单倍体幼苗,若植株有四种表型,比例为1:1:1:1,则符合自由组合定律。
若F1有四种花粉,且比例为1:1:1:1,则符合自由组合定律,由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制。
(3)花粉鉴定法。
(4)单倍体育种法。
知识拓展:验证自由组合定律的方法
02
孟德尔实验方法的启示
24
选择豌豆作为实验材料,其性状差异明显、易于杂交,且自花授粉特性便于控制实验条件。
③科学的实验方法
假说演绎法
①正确选取实验材料
②聚焦关键性状
选取7对易于区分的相对性状进行系统性研究,避免复杂因素的干扰。
④科学合理地运用统计学方法对实验结果进行统计分析
⑤坚持不懈的研究精神
历时8年完成大量杂交实验,并详细记录数据,确保结论的可靠性。
二、孟德尔实验方法的启示
03
孟德尔遗传规律的再发现及其应用
26
01
1866
孟德尔将研究结果
整理成论文发表
02
1900年
三位科学家:德弗里斯(荷兰)、科伦斯(德国)和切尔马克(奥地利)分别重新发现了孟德尔的论文。
03
做了许多与孟德尔实验相似的观察,并且认识到孟德尔提出的理论的重要意义。
1909年
丹麦生物学家约翰 逊给孟德尔的”遗传因子”一词叫作“基因”。
并提出了表型(表现型)和基因型的概念。
三、孟德尔遗传规律的再发现
丹麦生物学家约翰逊(W. L. Johannsen,
1857—1927)
(1)表型(表现型)
指生物个体表现出来的性状
➡豌豆的高茎和矮茎
(2)基因型
与表型有关的基因组成
➡如高茎豌豆的基因型是DD或Dd
➡矮茎豌豆的基因型是dd
(3)等位基因
控制相对性状的基因
➡如D和d
表型是基因型与环境共同作用的结果。
三、孟德尔遗传规律的再发现
要点辨析-基因型与表现型
基因型是性状表现的内在因素;
表现型是基因型的表现形式。
表现型相同的基因型不一定相同;
基因型相同的表现型不一定相同。
表现型=基因型+环境
29
(1)杂交育种
人们有目的地将具有不同优良性状的两个亲本杂交,使两个亲本的优良性状组合在一起,再筛选出所需要的优良品种。
P
高杆抗病
矮杆不抗病
DDTT
ddtt
×
高杆抗病
DdTt
F1
F2
高杆抗病
9D_T_
高杆不抗病
3D_tt
矮杆抗病
3ddT_
矮杆不抗病
1ddtt
连续自交,选种培育
矮杆抗病
ddTT
×
×
×
杂交
自交
选种
自交
优良性状的纯合体
三、孟德尔遗传规律的应用
(2)医学实践
人人们可以依据分离定律和自由组合定律,对某些遗传病在后代中的患病概率作出科学的推断,从而为遗传咨询提供理论依据。
父亲(正常)
母亲(正常)
Aa
Aa
人类的白化病是一种由隐性基因(a)控制的遗传病。
讨论
(1)基于遗传图谱分析,后代患白化病的概率为?
Aa×Aa➡1/4aa
三、孟德尔遗传规律的应用
04
知识拓展 基因自由组合定律的常见题型突破
32
探究新知
解题思路: 将自由组合定律问题转化成基因分离定律问题,严格遵循“拆分-计算-组合”三步法。
拆分: 将多对相对性状一一拆分,按照基因的分离定律对每一对相对性状进行相应的推算(基因型/表型的概率、种类数,产生配子类型及比例)
组合: 根据解题需要,将第一步中的结果进行组合,即得到所需要的基因型(表型、配子种类等),对应的概率相乘即得到相应的概率。
先分后合是根本,乘法定理来组合。
知识拓展:基因自由组合定律的常见题型突破
33
(1)配子类型的问题
例1:某亲代个体基因型为AaBbCc
Cc
Aa
Bb
2
2
2
=8种
×
×
解题规律:某一基因型的个体所产生配子种类等于2n种(n为等位基因对数),基因连锁除外。
拆分
亲代➡子代: 已知亲代某个体的基因型,求其产生配子的种类及概率。
讨论
(1)其产生的配子种类
组合
(2)其产生的ABC配子的概率
Cc
Aa
Bb
1/2A
×
×
1/2B
1/2C
=1/8ABC
解题规律:某一基因型的个体所产生某种配子的概率等于各配子概率的乘积,基因连锁除外。
知识拓展:基因自由组合定律的常见题型突破
34
探究新知
(2)配子间的结合方式问题
例2:某亲代基因型分别为AaBbCc和AabbCc
Cc
Aa
Bb
2
2
2
=8种
×
×
解题规律:两基因型不同的个体杂交,配子间结合方式种类数等于各亲本产生配子种类数的乘积。
拆分
亲代➡子代: 知亲代双亲的基因型,求配子间的结合方式的问题。
讨论
(1)亲本杂交过程中,雌雄配子间结合方式有多少种?
组合
AaBbCc
Cc
Aa
bb
2
1
2
=4种
×
×
AabbCc
➡4x8=32种
知识拓展:基因自由组合定律的常见题型突破
35
探究新知
(3)基因型种类问题
例3:某亲代双亲基因型分别为AaBbCc和AabbCc
亲代➡子代已: 知亲代双亲的基因型,求其产生后代的基因型种类及概率问题。
讨论
(1)其产生的基因型种类
拆分
组合
AaxAa➡
1AA:2Aa:1aa
Bb×bb➡
1BB:1bb
Cc×CC➡
1CC:2Cc:1cc
3
2
3
×
=18
×
(2)其产生的AaBbCc基因型的概率
AaxAa➡
Bb×bb➡
Cc×CC➡
拆分
组合
1/2Aa
1/2Bb
1/2Cc
×
×
=1/8AaBbCc
解题规律:两基因型不同的个体杂交,后代基因型的种类等于各亲本产生基因型的种类的乘积。
解题规律:两基因型不同的个体杂交,后代某种基因型的概率等于各亲本产生基因型概率的乘积。
知识拓展:基因自由组合定律的常见题型突破
36
探究新知
(4)表现型种类问题
亲代➡子代已: 知亲代双亲的基因型,求其产生后代的表现型种类及概率。
讨论
(1)其产生的表现型种类
拆分
组合
AaxAa➡
1AA:2Aa:1aa
Bb×bb➡
1BB:1bb
Cc×CC➡
1CC:2Cc:1cc
2
2
2
×
=8种
×
(2)其产生的aabbC-表现型的概率
AaxAa➡
Bb×bb➡
Cc×CC➡
拆分
组合
1/4aa
1/2bb
3/4C-
×
×
=3/32aabbC-
解题规律:两基因型不同的个体杂交,后代表现型的种类等于各亲本产生的表现型种类的乘积。
解题规律:两基因型不同的个体杂交,后代某种表现型的概率等于各亲本产生表现型概率的乘积。
例4:某亲代双亲基因型分别为AaBbCc和AabbCc
知识拓展:基因自由组合定律的常见题型突破
37
探究新知
(5)根据子代性状分离比逆推亲本基因型的问题
① 一对相对性状的遗传中,若后代性状分离比为显性:隐性=3:1。
②一对相对性状的遗传中,若后代性状数量比为显性:隐性=1:1。
③一对相对性状的遗传中, 若后代性状只有显性性状。
➡双亲一定为杂合体,如:Aa×Aa
➡双亲一定为测交类型,如: Aa×aa。
➡至少有一方为显性纯合体,如: AA×AA或AA×Aa或 AA×aa。
知识拓展:基因自由组合定律的常见题型突破
38
探究新知
后代性状比例关系 拆分后
比例关系 亲代基因型组成
9:3:3:1
1:1:1:1
3:3:1:1
3:1
AaBb×AaBb
(3:1)(3:1)
(1:1)(1:1)
(3:1)(1:1)
(3:1)(1)
AaBb×aabb
或Aabb×aaBb
AaBb×Aabb
或aaBb×aaBb
或AaBb×aaBb
AaBB×Aa_ _
或Aabb×Aabb
或AABb×_ _Bb
知识拓展:基因自由组合定律的常见题型突破
39
探究新知
例:将高杆(T)无芒(B)小麦与另一株小麦杂交,后代中出现高杆无芒、高杆有芒、矮杆无芒、矮杆有芒四种表现型,且比例为3:1:3:1,则亲本的基因型为 。
TtBb、ttBb
3:1:3:1=(3:1)(1:1)
后代
➡亲本:Tt X tt
无:有=3:1
➡亲本:Bb X Bb
拆分
高:矮=1:1
合并
ttBb
TtBb
知识拓展:基因自由组合定律的常见题型突破
40
(6)多对基因控制生物性状的分析问题
亲本相对性状对数 1 2 … n
等位基因对数 1 2 … n
F1配子 种类 …
比例 …
F1配子可能组合数 …
F2基因型 种类 …
比例 …
F2表现型 种类 …
比例
2
22
2n
1∶1
(1∶1)2
(1∶1)n
4
42
4n
3
32
3n
1∶2∶1
(1∶2∶1)2
(1∶2∶1)n
2
22
2n
3∶1
(3∶1)2
(3∶1)n
知识拓展:基因自由组合定律的常见题型突破
41
探究新知
(6)多对基因控制生物性状的分析问题
亲本相对性状对数 1 2 … n
等位基因对数 1 2 … n
F2全显性个体比例 …
F2中隐性个体比例 …
F1测交后代表型 种类 …
比例 …
F1测交后代全显性个体比例
3/4
(3/4)2
(3/4)n
1/4
(1/4)2
(1/4)n
2
22
2n
1∶1
(1∶1)2
(1∶1)n
1/2
(1/2)2
(1/2)n
知识拓展:基因自由组合定律的常见题型突破
42
(3)若F2中子代性状分离比之和为4n,则该性状由n对等位基因控制。
解题技巧:
(1)某显性亲本的自交后代中,若全显个体的比例为(3/4)n或隐性个体的比例为(1/4)n,可知该显性亲本含有n对杂合基因,该性状至少受n对等位基因控制。
(2)某显性亲本的测交后代中,若全显性个体或隐性个体的比例为(1/2)n,可知该显性亲本含有n对杂合基因,该性状至少受n对等位基因控制。
知识拓展:基因自由组合定律的常见题型突破
43
AaBb
自交后代比 (7)特定条件下的特殊分离比原因分析(基因互作) AaBb测交后代比
9∶7
9∶6∶1
9∶3∶4
15∶1
12∶3∶1
13∶3
当双显性基因同时出现时为1种表现型,其余的基因型为另1种表现型。➡9(A_B_)∶7(3A_bb+3aaB_+1aabb)
1∶3
双显、单显、双隐3种表现型➡:9(A_B_)∶6(3A_bb3aaB_)∶1aabb
1∶2∶1
存在aa(或bb)时表现为隐性,其余性状正常表现
➡9A_B_∶3A_bb或3aaB∶4(3aaB_或3A_bb+1aabb)
1∶1∶2
只要具有显性基因其表现型就1致,其余基因型为另1种表现型➡15(9A_B_+3A_bb+3aaB_)∶1aabb
3∶1
双显与1种单显表现为1种性状,另1种单显为1性状,双隐为1种性状,➡12(9A_B_+3A_bb或3aaB_)∶3aaB_或3A_bb∶1aabb
2∶1∶1
双显性、双隐性和1种单显性表现为1种性状,另1种单显性表现另1种性状➡13(9A_B_+3aaB_或3A_bb+1aabb)∶3A_bb或3aaB_
3∶1
知识拓展:基因自由组合定律的常见题型突破
44
第一步,判断是否遵循基因自由组合定律:若没有致死的情况,双杂合子自交后代的表型比例之和为16(雌雄配子结合方式16种,4X4=16),则符合基因的自由组合定律,否则不符合基因的自由组合定律。
第二步,写出遗传分析图解:根据基因的自由组合定律,写出F2四种表型对应的基因型,并注明自交后代性状分离比(9∶3∶3∶1),然后结合作用机理示意图推敲双显性、单显性、双隐性分别对应什么表型。
第三步,合并同类项:根据题意,将具有相同表型的个体进行“合并同类项”。
AaBb×AaBb→9A_B_: 3A_bb: 3aaB_: 1aabb
(双显)(单显)(单显) (双隐)
归纳:自由组合定律9:3:3:1的变式解题步骤
知识拓展:基因自由组合定律的常见题型突破
45
(2)隐性
纯合致死
(1)显性
纯合致死
若AA、BB致死,F1 Aa:aa=2:1,Bb:bb=2:1,则9:3:3:1的变式为(2:1)x(2:1)=4:2:2:1
两对显性基因
纯合都致死
一对显性基因
纯合致死
若AA致死,F1 Aa:aa=2:1,Bb:bb=3:1,则9:3:3:1的变式为(3:1)x(2:1)=6:2:3:1
AaBb自交
双隐性致死
单隐性致死
若aa致死,F1 A =1,B :bb=3:1,则9:3:3:1的变式为1x(3:1)=3:1
若F1 aabb致死,则9:3:3:1的变式为9:3:3
(8)致死遗传现象
合子致死解题技巧:
分别分析每对相对性状的分离比
其中一对显性基因纯合致死
如 6∶3∶2∶1 ➡(2∶1)(3∶1)
知识拓展:基因自由组合定律的常见题型突破
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(8)致死遗传现象
YYRR
yyrr
YyRR
YYRr
YyRr
YyRr
YyRr
YyRr
YyRR
YYRr
yyRR
yyRr
yyRr
YYrr
Yyrr
Yyrr
F1产生的雌雄配子
YR
yr
yR
Yr
♀
YR
yr
yR
Yr
♂
F2
③F2 ➡2:3:3:1
(3)配子致死:
①F2 ➡7:3:1:1
②F2 ➡5:3:3:1
雌配子或雄配子Yr或yR致死
雌、雄配子YR致死
雌或雄配子YR致死
棋盘法解决
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(9)累加效应问题:
显性基因或隐性基因的数量会导致表现型的累加效应。
➡显性基因累加效应
A与B的作用效果相同,但显性基因越多,效果越强。
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