第一节 分离定律
选用豌豆作为杂交实验材料的原因 1. 豌豆是自花授粉、闭花授粉的植物, 自然 状态下是纯种 2. 豌豆花较大, 便于人工去雄和授粉 3. 豌豆成熟后子粒留在豆荚中, 便于观察计 数 4. 豌豆具有多个稳定而易于区分的性状 自花授粉 : 同一朵花内完成传粉的过程. 闭花授粉 : 在花未开放前就已经完成了 授粉的过程。
性状 指生物体的形态特征或生理特征。形态特 征如豌豆种子的形状、颜色;生理特征如 植物的抗病性、耐寒耐旱性等 相对性状 指同一种生物同一性状的不同表现形式。 如:人的肤色 ( 黑与白 ) 、人的高度 ( 高和矮 )
1 、下列各对性状中,属于相对性状的是 A. 狗的长毛和卷毛 B. 棉花的掌状叶和鸡脚叶 C. 玉米叶梢的紫色和叶片的绿色 D. 豌豆的高茎和蚕豆的矮茎
亲本: 父本: 母本: 子代: 子一代: 子二代: 杂交: 自交: P F1F1 F F2F2 × 母本: 父本:提供精子(雄配子)的个体。 提供卵细胞(雌配子)的个体。 亲本 二、一对相对性状杂交实验
人工异花授粉示意图 1 、去雄 2 、套袋 3 、授粉 4 、套袋 请看动画 5 、挂标签
P × F1F1 F2F2 3 : 1 × 白花白花 紫花紫花 紫花紫花 白花白花 紫花紫花
反交结果会如何?
紫花豌豆作母本与白花豌豆作父本杂交; 显性性状: 隐性性状: 性状分离: F 1 能表现出来的亲本性状。如紫花。 F 1 未能表现出来的亲本性状。如白花。 在杂交后代中,显性性状和隐性 性状同时出现的现象。 正交: 反交:紫花豌豆作父本与白花豌豆作母本杂交。 重要概念(一) 自交: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。 杂交:基因型不同的生物体间相互交配的过程。
P × F1F1 F2F2 3 : 1 × 白花白花 紫花紫花 紫花紫花 白花白花 紫花紫花
用其他相对性状做杂交实验,也得到同 样的结果,即正、反交的结果总是相同; F1 只表现显性性状; F2 出现性状分离现象,并 且显性性状与隐性性状的数目比例大致为 3 : 1 ,可见这绝非偶然, ,而是有规律的。
七对相对性状的遗传试验数据 2.84:1 277 (矮) 787 (高)茎的高度 F2 的比另一种性状一种性状性状 2.82 : 1152 (黄色) 428 (绿色)豆荚颜色 2.95 : 1299 (不饱满) 882 (饱满)豆荚的形状 3.01 : (绿色) 6022 (黄色)子叶的颜色 3.15 : 1224 (白色) 705 (灰色)种皮的颜色 3.14 : 1207 (茎顶) 651 (叶腋)花的位置 2.96 : (皱缩) 5474 (圆滑)种子的形状
正反交结果相同, 而且分离比都是 3 : 1 ;如何解释?
4 、 F 1 的体细胞内有两个不同的基因,各自独立、互不混杂。 2 、体细胞中基因成对存在,其中一个来自父本,一个来自母本。 3 、形成生殖细胞 —— 配子时,成对的基因彼此分离。受精时雌雄 配子结合产生 F 1 ,基因 C 对基因 c 是显性的。所以 F 1 表现为紫花 (显性)。 5 、 F 1 产生两种不同类型的雄配子( C 、 c )和雌配子( C 、 c ); 两种雌配子的数目相等;两种雄配子的数目相等; 受精时,雌雄配子随机结合;因 C 对 c 是显性的, CC 、 Cc 均表 现为紫花, cc 表现为白花。所以紫花:白花 =3 : 1 。 1 、性状由基因控制,显性性状和隐性性状分别由显性基因和 隐性基因控制。 孟德尔对分离现象的解释(分析问题,提出假设)
白花白花 紫花紫花 P × CC cc 配子 C c F1F1 紫花紫花 Cc
紫 花 Cc 紫 花 Cc × F1F1 紫 花 CC 紫 花 Cc 紫 花 Cc 配子配子 白 花 cc 紫花:白花 =3 : 1 C c Cc
三、对分离现象的解释(分析问题,提出假设) CC cc × Cc 1/2C1/2c 1/2C 1/2c 1/4CC 1/4Cc 1/4cc ♀ 紫花 白花 Cc P 配子 F1F1 F 1 配子 F2F2 紫花紫花 紫花紫花 白花白花
紫花:白花 =3 : 1 F2F2 Cc 配子 F1F1 Cc × Cc cC CC Cc cc F 1 配子 基因型比 1 ( CC ) : 2 ( Cc ) : 1 ( cc ) 表现型比 3 紫花 : 1 白花 P (杂交) CCcc × 紫花白花 (自交) × F1F1 P × (杂交) F2F2 三、对分离现象的解释(分析问题,提出假设)
等位基因: 控制一对相对性状的两个基因。 如 Cc 、 Rr 、 Aa 。 重要概念(二) 显性基因: 隐性基因: 控制显性性状的基因(大写英文字母表示,如 D ) 控制隐性性状的基因(小写英文字母表示,如 d ) 基因型: 表现型: 控制性状的基因组合类型。如 CC 、 Cc 。 具有特定基因型的个体表现出来的性状。 如人的单、双眼皮;狗的长毛与短毛等。
表现型与基因型的关系: 表现型:生物个体表现出来的性状叫做表现 型。(如豌豆的高茎、矮茎) 基因型:与表现型有关的基因组成叫做基因型。 (如 DD 、 Dd 、 dd ) 生物表现型 = 基因型 + 环境条件 (内因)(外因)
四、对分离现象解释的验证 测交法 分析:按孟德尔的假设,杂合子在产生配子时, 可形成两种不同的配子,即一种配子含有 D ,另 一种配子含有 d ,只要验证这一点,就可以证实 基因分离假设的正确性。
Cccc Cc 配子 紫花白花 × 测交后代 c Cccc 1 : 1 过程: 作用: 可以测定亲本是 纯合子还是杂合子 紫花白花 F1 × 隐性纯合子 85 : 81
孟德尔测交实验共得到 166 株后 代,其中有 85 株为高茎, 81 株为 矮茎,即 1 : 1 结果与理论完全相符, 证明孟德尔遗传因子分离的假设是 正确的,从而肯定了分离定律
对分离现象解释验证的其它方法 1 、自交法: 若 F1 为杂合子,则自交后代应该出现 3 : 1 2 、花粉鉴定法: 见教材 P9 一般采用测交法 请看动画
五、基因分离定律(得出规律) 1 、实质: P8 2 、核心内容: 3 、等位基因的行为: 杂合子( F 1 )产生配子时,等位基因分离。 独立性、分离性 控制一对相对性状的等位基因互相独立、互不沾染, 在形成配子时随彼此分离,分别进入不同的配子中, 随配子遗传给后代。结果一半的配子带有等位基因中 的一种,另一半的配子带有等位基因中的另一种。
六、基因分离定律适用范围 1 、有性生殖生物的性状遗传 2 、真核生物的性状遗传 3 、细胞核遗传 4 、一对相对性状的遗传 即进行有性生殖的杂合子的真核生物的一对 相对性状的细胞核遗传。 而 不 适用于原核生物、无性生殖、细胞质基因的遗传
高茎 787 高茎 277 矮茎 × P F1 F2 高茎 矮茎 × 3 ∶ 1 (杂交) (自交) 完全显性 具有相对性状的两个 亲本杂交,F1 与显性亲 本的表现完全一致的 现象. 如 : 豌豆茎高矮 七、显性的相对性
不完全显性 具有相对性状的两个亲本杂交,F1 表 现为双亲的中间类型的现象. 如 : 金鱼 草花色
共显性 具有相对性状的两个亲本杂交,F1 同时表 现出双亲性状的现象. 如 :AB 血型 人类 ABO 系统血型表 血型表型基因型抗原 ( 在细胞 膜上 ) 抗体 AI A I A,I A iA β (抗 B ) BI B I B,I B iB α (抗 A) ABIAIBIAIB - Oii- αβ (抗 A 抗 B )
八、显隐性性状的判断方法 2 、根据性状分离现象判断 如亲本都是紫花,后代中既有紫花也有白花,则 白花为隐性,即 “ 无中生有 ” 的 “ 有 ” 为隐性。 1 、根据定义判断 如一对相对性状的亲本杂交,后代只有一种性 状,则该性状为显性。 3 、根据性状分离比判断 如两亲本杂交,后代出现 3 : 1 ,则 3 为显性, 1 为隐性。 补充: 有一头黑羊与一头白羊交配,生了一头黑羊 和一头白羊,则不能确定显隐性(必须是无中生有 或有中生无才能确定)
九、遗传概率的计算 例 1 、一株杂合子高茎自交后代中高茎与矮茎 的比例?高茎中纯合子比例多少? 例 3 、杂合子连续自交 N 代,子代中杂合子与纯 合子的比例各占多少?(提示:先计算自交一次 杂合子的比例,再算出自交二次中杂合子的比例, 再找出规律) 例 2 、一对表现型正常的夫妇生了一个白化病男 孩子,问再生一个白化病男孩子的概率和生一个 男孩子白化病的概率?
十、基因分离定律在实践上的应用 1 、杂交育种 ①隐性基因控制的优良性状 例 小麦、水稻矮杆性状的选育 (aa) F 1 Aa × AA Aa aa 即后代只要出现隐性类型即可
2 、医学上的应用 系谱图 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 男性患者 女性患者 男性正常 女性正常 对遗传病的基因型和发病 概率做出推断 无中生有为隐性
练习 :1 、右图为某个单基因遗传病的系谱图, 致病基因为 A 或 a, 请回答下列问题 : (1) 该病的致病基因在 染色 体 上, 是 性遗传病。 (2)I 一 2 和 II 一 3 的基因型相同的概 率是 。 (3) Ⅱ一 2 的基因型可能是 。 (4) Ⅲ一 2 的基因型可能是 。 (5) Ⅲ一 2 若与一携带致病基因的女子结婚, 生育出患病女孩 的概率是 ; 生出女孩患病的概率 。 常 隐 100% Aa AA 或 Aa 1/12 1/6
16 、 小李患白化病,但小李的父母及妹妹的表现型 正常,问: (1) 小李的妹妹携带白化病基因的可能性是多少? (2) 如果小李的妹妹与一位正常者婚配,他们生的 第一个孩子患此病,问:第二个孩子也患此病的概 率是多少? (3) 如果小李的妹妹与一位白化病患者婚配,出生 病孩的概率是多少? 2/3 1/3 1/4
两种情况:①可能是杂种。让此栗色马与多匹白马 交配,若后代中有白马,说明栗色马含有隐性基因, 故推知该栗色公马是杂种。②可能是纯种。让此栗 色马与多匹白马交配,若后代中没有白马,说明栗 色马不含隐性基因,故推知可能该栗色公马是纯种。 17 、某农场养了一群马,有栗色马和白色马。已 知栗色对白色呈完全显性,育种工作者从中选出 一匹健壮的栗色公马,请你根据毛色这一性状, 用一个配种季节的时间鉴定它是杂种还是纯种。 简要说明鉴定方法和理由。