遗传因子的发现1

第七章遗传因子的发现64遗传因子的发现孟德尔的豌豆杂交实验（一）一对相对性状的杂交实验对分离现象的解释对分离现象解释的验证分离定律孟德尔的豌豆杂交实验（二）两对相对性状的杂交实验对自由组合现象的解释对自由组合现象解释的验证自由组合定律孟德尔实验方法的启示孟德尔遗传规律的再发现65第七章遗传因子的发现1有关遗传定律的基本概念分类概念交配类杂交：基因型不同的生物体间相互交配的过程自交：专指植物体中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测交：就是让杂交第一代（F1）与隐性个体交配，用来测F1基因型。测交是检验某生物个体是纯合子还是杂合子的有效方法性状类性状：生物体的形态特征和生理特征的总称相对性状：同种生物同一性状的不同表现类型显性性状：具有相对性状的亲本杂交，F1表现出来的那个亲本性状隐性性状：具有相对性状的亲本杂交，F1未表现出来的那个亲本性状性状分离：杂种的自交后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象显性的相对性：具有相对性状的亲本杂交，F1表现出两者的中间性状（不完全显性）或显隐性同时表现出来（共显性）基因类等位基因：同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因显性基因：控制显性性状的基因隐性基因：控制隐性性状的基因个体类表现型：是指生物个体所表现出来的性状基因型：是指与表现型有关系的基因组成表现型＝基因型（内因）+环境条件（外因）纯合子：是由含有相同基因的配子结合成合子发育而成的个体杂合子：是由含有不同基因的配子结合成合子发育而成的个体符号类P：亲本；♀：母本；♂：父本；x：杂交；⊗：自交；F1：子一代；F2：子二代66高中生物知识图表2孟德尔遗传定律的适用范围有性生殖生物的性状遗传真核生物的性状遗传细胞核遗传基因的分离定律适用于—对相对性状的遗传基因的自由组合定律适用于两对及两对以上相对性状的遗传，且控制两对及两对以上相对性状的等位基因位于不同对同源染色体上3孟德尔获得成功的原因科学地选择了实验材料豌豆是自花传粉植物，自然状态下为纯种豌豆是具有许多不同稳定性状的品种，这些性状易于区分豌豆的花冠各部分结构较大，便于操作，易于控制豌豆种子保留在荚内可防止脱粒试验周期短，豌豆为一年生植物，几个月便可得出试验结果选用豌豆的7对相对性状恰好不连锁从简单事物中认识真理在弄清一对相对性状的传递后，再研究两对、三对或更多对性状的传递情况应用了统计学方法对实验结果进行统计分析对不同世代出现的不同性状的个体数目分别作了记载和分析科学地设计了实验程序分析问题→提出假说→设计实验→验证假说→得出科学结论67第七章遗传因子的发现4一对相对性状的杂交选材豌豆自花传粉、闭花受粉纯种性状易区分且稳定真实遗传过程人工异花传粉—一对相对相性状的P（亲本）高茎DD╳矮茎ddF1（子一代）高茎Dd⊗F2（子二代）高茎DD：高茎Dd：矮茎dd1:2:1分离比为3：1解释P：DDdd↓↓F1配子：Dd↘↙F1Dd╳Dd↙↘↙↘F2配子：DdDdF2DDDdDdddDD：Dd：dd1：2：1验证杂交子一代隐性纯合子高茎矮茎测交Dd╳dd↙↘↓配子Ddd↓↓测交后代DDdd高茎矮茎1：1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①遗传因子是独立存在的，互不融合②遗传因子在体细胞中是成对存在的③F1在形成配子的时候，成对的遗传因子要发生分离，分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代④受精时，雌雄配子的结合是随机的68高中生物知识图表5分离定律的应用适用范围一对相对性状的遗传有性生殖的真核生物的遗传细胞核内遗传因子的遗传解题思路解决分离定律的问题主要有两种思路：正推和逆推亲代遗传因子组成、亲代性状表现及比例逆推正推后代遗传因子组成、后代性状表现及比例注意事项首选考虑纯合子，特别是隐性纯合子①如果亲代中有显性纯合子（BB），则子代一定为显性性状（B）②如果亲代中有隐性纯合子（bb），则子代中一定含有b遗传因子③如果子代中有纯合子（BB或bb），则两个亲本都至少含有一个遗传因子B或b根据分离比来直接推断①若后代性状分离比为显性：隐性＝3：1，则双亲一定是杂合子（Aa）即Aa×Aa→3A:1aa②若后代性状分离比为显性：隐性＝1：1，则双亲一定是测交型即Aa×Aa→1Aa:1aa③若后代性状只有显性性状，则双亲至少有一方为显性纯合子即AA×AA或AA×Aa或AA×aa概率计算概率的基本运算法则加法定理两个互不相容的事件A与B的和的概率，等于事件A与B的概率之和，即P(A+B)=P(A)+P(B)乘法定理两上（或两个以上）独立事件同时出现的概率，等于它们各自概率的乘积，即P(AB)=P(A)﹒P(B)计算概率的方法用经典公式计算概率=（某性状组合数/总组合数）×100%用配子的概率计算先计算出亲本产生每种配子的概率，再根据题意要求用相关的两种配子概率相乘，相关个体的概率相加即可69第七章遗传因子的发现6两对相对性状的杂交两对相对性状的杂交实验实验现象杂交P：黄色、圆粒×绿色、皱粒（种子）∣（种子）（植株）∣（种子）受精卵F1：黄色、圆粒（种子、100%）F1自交：黄色、圆粒（种子时的F1）⊗（即：黄、圆×黄、圆）∣同植株卵子精子F2：种子黄色圆粒、绿色圆粒、黄色皱粒、绿色皱粒31510810132(≈9：3：3：1)数据分析分析每对性状的F2粒色：黄/绿=（315+101）/（108+32）≈3：1粒形：圆/皱=（315+108）/（101+32）≈3：1结论每对相对性状的遗传仍遵循分离定律两对相对性状遗传时，遗传因子互不干扰对自由组合现象的解释杂交纯黄、圆×纯绿、皱P基因型(YYRR)(yyrr)配子：YRyrF1:YyRr（黄色圆粒——种子）F1自交产生的配子F1自交⊗植株∣（每对遗传因子F1配子：♀YRyRYryr彼此分离，不同♂1/41/41/41/4对的遗传因子可YR以自由组合）yRYryr70高中生物知识图表续表对自由组合现象的解释F2配子的随机组合F2:YR(1/4)yR(1/4)Yr(1/4)yr(1/4)YR(1/4)YYRRYyRRYYRrYyRryR(1/4)YyRRyyRRYyRryyRrYr(1/4)YYRrYyRrYYrrYyrryr(1/4)YyRryyRrYyrryyrrF2基因型完全纯合子YYRRyyrrYYrryyRR共4种×1/16半纯合半杂合YYRryyRrYyRRYyrr共4种×2/16完全杂合子YyRr共1种×4/16F2种表现型双显子YR黄圆9/16YYRR（1/16）YyRR（2/16）YYRr（2/16）YyRr（4/16）单显子yyR绿圆（3/16）yyRR（1/16）yyRr（2/16）Yrr黄皱YYrr（1/16）Yyrr（2/16）双隐子yyrr绿皱（1/16）对自由组合现象解释的验证测交测交实验亲本：（F1种子）黄圆×绿皱设计：(YyRr)(yyrr)植株配子：YRyRYryryr(¼)(¼)(¼)(¼)100%↓↓↓↓YyRryyRrYyrryyrr¼¼¼¼黄圆绿圆黄皱绿皱1111测交后代实际31272626（F1作母本）子粒数：24222526（F1作父本）结论测交有4种（1:1:1:1）表现型的后代，说明F1产生4种（1:1:1:1）配子，细胞两对遗传因子进行自由组合71第七章遗传因子的发现续表自由组合定律控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的，在形成配子时，决定同一性关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孟德尔遗传规律的再发现①基因——控制生物体性状的基本单位②表现型——生物个体表现出来的性状，如高度（高茎、矮茎）③基因型——与表现型有关的基因组成，如DD、Dd——高茎、，dd——矮茎④等位基因——控制相对性状的基因（D-d）性状表现＝遗传因子组成+环境条件7基因的分离定律和自由组合定律的比较规律项目分离定律自由组合定律研究的相对性状一对两对或两对以上等位基因数量及在染色体上的位置一对等位基因位于一对同源染色体上两对（或两对以上）等位基因分别位于不同的同源染色体上细胞学基础减数第一次分裂中同源染色体分离减数第一次分裂中非同源染色体自由组合遗传实质等位基因随同源染色体的分开而分离非同源染色体上的非等位基因自由组合联系分离定律是自由组合定律的基础（减数分裂中，同源染色体上的每对等位基因都要按分离定律发生分离，而非同源染色体上的非等位基因，则发生自由组合）72高中生物知识图表续表规律项目分离定律自由组合定律意义①作物育种显性需连续自交选择隐性在F2代出现，能稳定遗传对于无性繁殖作物，通过有性生殖育种得到所需性状即可，通过无性繁殖保留其性状②预防遗传病①由于基因重组产生变异，有利于生物进化②基因重组产生新类型，有利于新品种的培育8基因分离定律和自由组合定律的关系相对性状对数（等位基因对数）123┇nF1的配子种类212223┇2nF1配子可能的组合数414243┇4nF2表现型数目212223┇2nF2表现型分离比(3:1)1(3:1)2(3:1)3┇(3:1)nF3基因型数目313233┇3nF3基因型分离比(1:2:1)1(1:2:1)2(1:2:1)3┇(1:2:1)n遗传定律分离定律自由组合定律73第八章基因和染色体的关系7475第八章基因和染色体的关系1有性生殖细胞的形成精子的形成卵细胞的形成部位动物的精巢、植物的花药卵巢、胚珠过程1个精原细胞（2n）↓间期：染色体复制1个初级精母细胞（2n）前期：联会、四分体、交叉互换（2n）中期：同源染色体排列在赤道板上（2n）后期：配对的同源染色体分离（2n）末期：细胞质均等分裂（n）2个次级精母细胞（n）前期：（n）中期：（n）后期：染色单体分开成为两组染色体(2n)末期：细胞质均等分离（n）4个精细胞：（n）↓变形4个精子（n）1个卵原细胞（2n）↓间期：染色体复制1个初级卵母细胞（2n）前期：联会、四分体…(2n)中期：(2n)后期：(2n)末期：细胞质不均等分裂(2n)1个次级卵细胞(n)+1个极体(n)前期：(n)中期：(n)后期：(2n)末期：(n)1个卵细胞：(n)+3个极体(n)2人体生殖细胞染色体数、同源染色体数、DNA分子数和染色单体数性原细胞初级性母细胞次级性母细胞性细胞染色体数464623→46→2323同源染色体数23对23对不成对不成对DNA分子数46→929246→2323染色单体数0→929246→0076高中生物知识图表3减数分裂过程中染色体、DNA数的变化过程精原细胞复制初级精母细胞四分体（交叉互换）分离（自由组合）次级精母细胞单体分开精细胞变形精子2N2NN2NNN2C4C2C2CNC染色体的变化染色体数2N-----2N-------N------2N------N-------NDNA数2C------4C------2C-----2C-------C--------C变化图染色体数DNA数2N┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊2C┊┊┊┊┊4精子和卵细胞形成过程的比较比较项目不同点相同点精子形成卵细胞形成染色体复制复制一次复制一次复制一次第一次分裂一个初级精母细胞产生两个大小相同的次级精母细胞一个初级卵母细胞产生一个大的次级卵母细胞、一个小的极体出现联会、四分体、同源染色体分离现象，子细胞染色体数目减半77第八章基因和染色体的关系续表比较项目不同点相同点精子形成卵细胞形成第二次分裂两个次级精母细胞各形成两个同样大小的精子细胞一个次级卵母细胞形成一个大的卵细胞和一个小的极体，原来的极体分裂成两个极体着丝点分裂，染色单体分开，子细胞染色体数目不变是否变形变形不需要成熟的生殖细胞染色体数目是原始生殖细胞染色体数目的一半5有丝分裂与减数分裂的区别有丝分裂减数分裂细胞类型体细胞原始生殖细胞分裂次数复制一次、分裂一次复制一次、分裂两次子细胞数目21或4染色体数目变化2n→4n→2n2n→n→2n→nDNA分子数变化2n→4n→2n2n→4n→2n→n染色单体数目变化0→4n→0