1.1 1.1 孟德尔的豌豆杂交实验（一）孟德尔的豌豆杂交实验（一）问题探讨 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，那么红牡丹与白牡丹杂交后，子代的牡丹会是什么颜色？你会想到吗？（Mendel,1822-1884）奥奥国人，天主神父。国人，天主神父。主要工作：主要工作：1856-1856-18641864经过经过8 8年的杂交年的杂交试验，试验，18651865年发表了年发表了植物杂交试验植物杂交试验的的论文。论文。遗传学奠基人孟德尔遗传学奠基人孟德尔（G.J.Mende1G.J.Mende1，1822182218841884）致力于植物杂交致力于植物杂交试验研究，从生物的试验研究，从生物的性性状状出发，最先揭示出了出发，最先揭示出了遗传的两个基本规律遗传的两个基本规律基因的分离定律基因的分离定律和和基基因的自由组合定律因的自由组合定律。即。即“孟德尔孟德尔定律定律”。孟 德 尔工作成就：工作成就：（1）提出遗传单位是遗传因子）提出遗传单位是遗传因子 （现代遗传传学确定为基因）（现代遗传传学确定为基因） 基因的分离规律基因的分离规律（2）发现两大遗传规律）发现两大遗传规律 基因的自由组合规律基因的自由组合规律果实和种子的形成果实和种子的形成胚珠胚珠种子种子子房子房果实果实子房壁子房壁果皮果皮为何选豌豆为实验材料容易成功为何选豌豆为实验材料容易成功自花传粉自花传粉 闭花受粉闭花受粉自然状态下永远是纯种自然状态下永远是纯种实验结果容易分析而且可靠实验结果容易分析而且可靠并且对豌豆进行杂交操作很简便，而且并且对豌豆进行杂交操作很简便，而且豌豆的相对性状比较显著容易观察。豌豆的相对性状比较显著容易观察。 豌豆具有多个易于区分的性状豌豆具有多个易于区分的性状相对性状相对性状-性状性状-生物体的生物体的形态特征或形态特征或生理特征生理特征一种生物的同一个性状一种生物的同一个性状的不同表现类型的不同表现类型如：高茎与矮茎、如：高茎与矮茎、圆粒与皱粒圆粒与皱粒首先针对一对相对性状进行研究，即首先针对一对相对性状进行研究，即 化繁为简的方法。化繁为简的方法。 v孟德尔杂交实验法的成功：孟德尔杂交实验法的成功：杂交实验法：利用遗传性状不同的生物个体杂交实验法：利用遗传性状不同的生物个体 进行交配使其产生杂种后代的进行交配使其产生杂种后代的 实验方法实验方法 相对性状：同种（或同品种）生物同一个性相对性状：同种（或同品种）生物同一个性 状中的不同表现类型。（举例）状中的不同表现类型。（举例）注意：不同种的生物性状是不可以比较相对性状的（举例）注意：不同种的生物性状是不可以比较相对性状的（举例） 同种生物的不同性状也不能做比较（举例）。同种生物的不同性状也不能做比较（举例）。用统计学方法对结果进行分析用统计学方法对结果进行分析 基因的分离规律是孟德尔通过碗豆的一对基因的分离规律是孟德尔通过碗豆的一对相对性状相对性状 的遗传实验总结出来的，他共做了的遗传实验总结出来的，他共做了7对对相对性状的杂交实验，得到相同的结果，下面讲相对性状的杂交实验，得到相同的结果，下面讲其中的一个实验。其中的一个实验。 同株或异株的两朵花之间的同株或异株的两朵花之间的传粉过程叫异花传粉。不同植传粉过程叫异花传粉。不同植株的花进行异花传粉时，供应株的花进行异花传粉时，供应花粉的植株叫父本（花粉的植株叫父本（）接收）接收花粉的植株叫母本（花粉的植株叫母本（）。）。P PF F1 1高高F F2 2高高 3 3 ： 1 1矮矮高高矮矮787 277 787 277 一一对对相相对对性性状状的的遗遗传传试试验验 用其他相对性状做杂交实验，也用其他相对性状做杂交实验，也得到同样的结果，得到同样的结果，4 4页表页表1-11-1，这可见，这可见绝非偶然，而是有规律的。绝非偶然，而是有规律的。显性性状显性性状隐性性状隐性性状性状分离性状分离P: 高高 矮矮 F1 高高 F2 高高787 矮矮277比例比例 3 ：1结果结果:1.F1全为显性性状全为显性性状(高茎高茎) （看一下几个概念）（看一下几个概念） 2.F2出现性状分离，且分离比为出现性状分离，且分离比为3:1。人工异花授粉示意图人工异花授粉示意图1 1、去雄、去雄2 2、套袋、套袋3 3、扫粉、扫粉4 4、授粉、授粉5 5、套袋、套袋“人工去雄人工去雄”？“去雄去雄”的要求的要求: 1、时间：、时间：雄蕊雄蕊未成熟时未成熟时 2、 “去雄去雄”后处理方法：后处理方法： 套袋套袋去除两性花的雄蕊去除两性花的雄蕊解释：去雄、授粉、纯种、显性性状，解释：去雄、授粉、纯种、显性性状， 隐性性状、性状分离等概念。隐性性状、性状分离等概念。 母本都去雄母本都去雄,父母本调换父母本调换,结果一样结果一样.解释解释: : P P F F1 1 F F2 2 子子一代一代子二代子二代 亲本亲本母本母本父本父本杂交杂交自交自交v对分离现象的解释对分离现象的解释为什么子一代只出现显性性状为什么子一代只出现显性性状,子二代却出现了性状分离？分子二代却出现了性状分离？分离比为什么又都接近于离比为什么又都接近于3:1孟德尔孟德尔对分离现象的解释对分离现象的解释1 1、生物的性状是由遗传因子决定的、生物的性状是由遗传因子决定的遗传因子不融合、不消失遗传因子不融合、不消失同一种性状的一对相对性状同一种性状的一对相对性状显性性状：由显性性状：由显性遗传因子显性遗传因子控制（用大写控制（用大写D D表示）表示）（同一个字母的大小写）（同一个字母的大小写）隐性性状：由隐性性状：由隐性遗传因子隐性遗传因子控制（用小写控制（用小写d d表示）表示）2 2、体细胞中遗传因子是成对存在的、体细胞中遗传因子是成对存在的纯种高茎豌豆：纯种高茎豌豆：纯种矮茎豌豆：纯种矮茎豌豆：DDDDdddd纯合子：纯合子：杂合子：杂合子：F F1 1高茎豌豆：高茎豌豆： DdDd遗传因子组成相同的个体遗传因子组成相同的个体遗传因子组成不同的个体遗传因子组成不同的个体3 3、生物体在形成生殖细胞、生物体在形成生殖细胞-配子时，成对的遗配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中。传因子彼此分离，分别进入不同的配子中。配子中只含每对遗传因子的一个配子中只含每对遗传因子的一个4 4、受精时，雌雄配子的结合是随机的。、受精时，雌雄配子的结合是随机的。 孟德尔孟德尔对分离现象的解释对分离现象的解释1 1、生物的性状是由遗传因子决定的。、生物的性状是由遗传因子决定的。2 2、体细胞中遗传因子是成对存在的。、体细胞中遗传因子是成对存在的。显性遗传因子显性遗传因子隐性遗传因子隐性遗传因子纯种高茎豌豆：纯种高茎豌豆：纯种矮茎豌豆：纯种矮茎豌豆：DDDDddddF F1 1高茎豌豆：高茎豌豆： DdDd相对性状：同种生物同一种性状的不相对性状：同种生物同一种性状的不 同表现类型。同表现类型。等位基因：同种生物同一种基因的不等位基因：同种生物同一种基因的不 同类型（形式）。同类型（形式）。 同一个字母同一个字母 区分大小写表示区分大小写表示一对相对性状（同一个字母）一对相对性状（同一个字母）显性性状：由显性基因控制（用大写英文字母表示）显性性状：由显性基因控制（用大写英文字母表示） 高茎亲本是显性性状，用高茎亲本是显性性状，用DD表示。表示。隐性性状：由隐性基因控制（用小写英文字母表示）隐性性状：由隐性基因控制（用小写英文字母表示） 矮茎亲本是隐性性状，用矮茎亲本是隐性性状，用dd表示。表示。一对等位基因一对等位基因 用其他相对性状做杂交实验，也得到同样用其他相对性状做杂交实验，也得到同样的结果，这可见绝非偶然的结果，这可见绝非偶然,，而是有规律的。，而是有规律的。P PDDDDddddF F1 1Dd配子配子Dd高高高茎豌豆与矮茎豌豆杂交实验分析图解高茎豌豆与矮茎豌豆杂交实验分析图解F F1 1DdDdDdDdF F2 2DdDd配子配子d dD DD Dd dDDDDDdDddddd高高 高高 高高 矮矮 3 : 1 3 : 1 F F1 1形成的配子种类、比值都相等，配子结合是随机形成的配子种类、比值都相等，配子结合是随机的。的。 F F2 2性状表现类型及其比例为性状表现类型及其比例为_，遗传因子组成及其比例为，遗传因子组成及其比例为_ _ _。3131121121高茎高茎矮茎矮茎 = =DDDdddDDDddd = =孟德尔孟德尔对分离现象解释的验证对分离现象解释的验证让让F F1 1与与_杂交杂交-测交测交隐性纯合子隐性纯合子假说假说演绎法演绎法科学实验发现事实科学实验发现事实大胆猜测推出假设大胆猜测推出假设演绎推理实验检测演绎推理实验检测反复实验揭示规律反复实验揭示规律相对性状是由显、隐性基因控制。相对性状是由显、隐性基因控制。体细胞中基因成双存在。体细胞中基因成双存在。配子中基因由于减数分裂同源配子中基因由于减数分裂同源染色体分离而成单存在。染色体分离而成单存在。杂合杂合体内，等位基因在一对同源染体内，等位基因在一对同源染色体上有一定独立性；显性基因色体上有一定独立性；显性基因(D)对隐性基因对隐性基因(d)有显性作用。所以有显性作用。所以F1表表现显性性状。现显性性状。F1形成配子时，等位基因分离，形成配子时，等位基因分离，每个配子中基因成单。每个配子中基因成单。F1形成的配子种类、比值都相等，形成的配子种类、比值都相等，受精机会均等，所以受精机会均等，所以F2性状分离，性状分离，表现比为表现比为3:1，基因型比为，基因型比为1:2:1。解释下面几个问题解释下面几个问题:1、等位基因等位基因2、表现型和基因型以及它们的关系、表现型和基因型以及它们的关系表现型表现型=基因型基因型+环境环境v基因型是决定表现型的主要因素基因型是决定表现型的主要因素 。v基因型相同，表现型一般相同。基因型相同，表现型一般相同。v表现型相同，基因型不一定相同。（举例）表现型相同，基因型不一定相同。（举例） v在相同的环境中，基因型相同，表现型一定在相同的环境中，基因型相同，表现型一定 相同。（举例）相同。（举例）3、基因分离比和性状分离比、基因分离比和性状分离比4、纯合体和杂合体（、纯合体和杂合体（纯种纯种和和杂种杂种） 由上可知，由上可知，F2发生性状分离的关键并不发生性状分离的关键并不是是F2本身，而在于本身，而在于F1代产生配子时产生了几代产生配子时产生了几种类型的配子。种类型的配子。基本概念基本概念交交配配类类型型杂交：杂交：基因型基因型 不同的生物间相互交配的过程。不同的生物间相互交配的过程。自交：自交：基因型相同的生物体间相互交配；植物基因型相同的生物体间相互交配；植物 体中指自花授粉和雌雄异花的同株授粉体中指自花授粉和雌雄异花的同株授粉 ，自交是获得纯系的有效方法。，自交是获得纯系的有效方法。测交：测交：就是让杂种第一代与隐性个体相交，用就是让杂种第一代与隐性个体相交，用 来测定来测定F1基因型基因型 。测交是检验某生物个。测交是检验某生物个 是纯合体还是杂合体的有效方法。是纯合体还是杂合体的有效方法。性性状状类类型型性状：性状：生物体的形态特征和生理特征的总称。生物体的形态特征和生理特征的总称。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：具有相对性状的亲本杂交，具有相对性状的亲本杂交，F1表现表现 出来的哪个亲本性状。出来的哪个亲本性状。隐性性状：隐性性状：具有相对性状的亲本杂交，具有相对性状的亲本杂交，F1未表未表 现出来的哪个亲本性状。现出来的哪个亲本性状。性状分离：性状分离：杂种的自交后代中，呈现不同性状杂种的自交后代中，呈现不同性状 的现象。的现象。返回基基因因类类等位等位基因：基因：同源染色体的相同位置上控制同源染色体的相同位置上控制 相对性状的基因。相对性状的基因。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：控制隐性性状的基因。控制隐性性状的基因。返回个个体体类类表现型：表现型：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。基因型：基因型：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=基因型基因型+环境条件。环境条件。纯合体：纯合体：是由含有相同配子结合成合子发育是由含有相同配子结合成合子发育 而成的个体。而成的个体。杂合体：杂合体：是由含有不同基因的配子结合成合是由含有不同基因的配子结合成合 子发育而成的个体。子发育而成的个体。v对分离现象解释的验证对分离现象解释的验证测交测交 方法：让方法：让F1与隐性纯合与隐性纯合 亲本相交亲本相交v什么叫测交？什么叫测交？ 测定测定F1配子的种类及比例配子的种类及比例 作用作用 测定测定F1的基因型的基因型 判断判断F1在形成配子时基因的行为在形成配子时基因的行为v测交的结果测交的结果: 与与预期的设想相符，证实了：预期的设想相符，证实了：F1是杂合体，基因型是是杂合体，基因型是Dd；F1产生产生D和和d两种类型比值两种类型比值 相等的配子；相等的配子；F1在配子形成时，等位基在配子形成时，等位基 因彼此分离。因彼此分离。分离定律的内容分离定律的内容在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子_，不相_；在形成配子时，成对的遗传因子发生_，_后的遗传因子分别进入不同的配子中，随_遗传给后代成对存在成对存在融合融合分离分离分离分离配子配子分离分离 定律定律选择豌豆选择豌豆 作为实验材料作为实验材料杂交实验杂交实验理论解释（假说）理论解释（假说）测交验证测交验证分离定律内容分离定律内容自花传粉、自花传粉、闭花受粉闭花受粉具有多个具有多个易于区分的性状易于区分的性状F F2 2性状表现类型及其比例为性状表现类型及其比例为F F2 2遗传因子组成及其比例遗传因子组成及其比例高茎高茎矮茎矮茎 = = 3131DDDdddDDDddd = =121121子代性状表现类型及其比例为子代性状表现类型及其比例为子代子代遗传因子组成及其比例遗传因子组成及其比例高茎高茎矮茎矮茎 = = 1111DdddDddd = =1111