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【梳理与归纳】§7.1 孟德尔的豌豆杂交实验(一)

 囡波湾生物 2020-09-27

G.J. Mendel,1822-1884奥国人,天主神父。

主要工作:1856-1864经过8年的杂交试验,1865年发表了《植物杂交试验》的论文。

1.分析豌豆作为实验材料的优点

(1)传粉:自花传粉,闭花受粉,自然状态下为纯种。

(2)性状:具有易于区分的相对性状。

2.异花传粉的步骤:去雄套袋处理人工授粉套袋处理。

3.常用符号及含义

P:亲本;F1:子一代;F2:子二代;×:杂交;⊗:自交;♀:母本;♂:父本。

.    一对相对性状的杂交实验过程:(正交和反交实验)

    P  髙茎×矮茎 → F1:髙茎 → F2:髙茎:矮茎=3  1  

正交和反交:二者是相对而言的

    如甲(×乙()为正交,则甲(×乙()为反交;

    如甲(×乙()为正交,则甲(×乙()为反交。

孟德尔做了正反交实验,结果相同。

. 对分离现象的解释

(1)生物的性状是由遗传因子决定的。

(2)体细胞中遗传因子是成对存在的。

(3)在形成生殖细胞时,成对的遗传因子彼此分离,分别进入不同的配子中,配子中只含有每对遗传因子中的一个。

(4)受精时,雌雄配子的结合是随机的。

三.以上解释用图解分析如下

由此可见,F2性状表现及比例为31

F2的基因型及比例为DDDddd121

. 对分离现象解释的验证——演绎推理过程

1.验证方法:测交选用F1和隐性纯合子杂交,目的是为了验证F1的基因型

2.测交遗传图解

说明:隐性纯合子产生的配子只含有一种隐性配子,能使F1中含有的基因,在后代中全表现出来,分析测交后代的性状表现即可推知被测个体产生的配子种类。

例:现有一株紫色豌豆,如何判断它是显性纯合子还是杂合子?自交(简便)或测交

假说演绎法

根据假说进行演绎推理,再通过实验检验演绎推理的结果。如果实验结果与预期结论相符,这就增大了假说的合理性和可信度,反之,则说明假说是错误的。这种方法叫做假说--演绎法。

相关概念

1、性状:

相对性状:同一种生物的同一种性状的不同表现类型。

显性性状:具有相对性状的两个亲本杂交,F1表现出来的性状。

隐性性状:具有相对性状的两个亲本杂交,F1没有表现出来的性状。

性状分离:在杂种后代中出现不同于亲本性状的现象

2、基因与等位基因

基因:控制性状的遗传因子( DNA分子上有遗传效应的片段)

等位基因:决定1对相对性状的两个基因(位于一对同源染色体上的相同位置上)。

3、纯合子与杂合子

纯合子:相同基因的配子结合成的合子发育成的个体稳定的遗传,不发生性状分离):

显性纯合子如:AA的个体,隐性纯合子如:aa的个体

杂合子:不同基因的配子结合成的合子发育成的个体不能稳定的遗传,后代会发生性状分离)

4、表现型与基因型

表现型:指生物个体实际表现出来的性状

基因型:与表现型有关的基因组成  (关系:基因型+环境表现型

5.交配

杂交:基因型不同的生物体间相互交配的过程。

自交:基因型相同的生物体间相互交配的过程。(植物体中自花传粉和雌雄异花植物的同株受粉)

测交:F1与隐性纯合子杂交。(可用来测定F1的基因型,属于杂交)

四、分离定律的内容和实质及发生时间

1.  分离定律内容

『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』

2. 基因分离定律的实质:

在减I分裂后期,等位基因随着同源染色体的分开而分离

3.时间:减数第一次分裂后期。

一图分开三个概念

相同基因、等位基因、非等位基因

(1)相同基因:同源染色体相同位置上控制同一性状的基因。如图中A和A就叫相同基因。

(2)等位基因:同源染色体的同一位置控制相对性状的基因。如图中B和b、C和c、D和d就是等位基因。

(3)非等位基因:非等位基因有两种情况。一种是位于非同源染色体上的非等位基因,符合自由组合定律,如图中A和D;还有一种是位于同源染色体上的非等位基因,如图中A和b。

 

显性的相对性

  1、完全显性:

     具有相对性状的2亲本杂交,所得F1与显性亲本的表现完全一致的现象。

亲本是高茎(DD)和矮茎(dd,F1代全是高茎(Dd,F2代高茎:矮茎=3:1

  2、不完全显性:

     具有相对性状的2亲本杂交,所得F1表现为双亲的中间类型的现象。

亲本是红花(RR)和白花(rr,F1代开粉红花(Rr,F2代红花:粉红花:白花=1:2:1

  3、共显性:如果双亲的性状同时在F1个体上表现出来,即一对等位基因的两个成员在杂合体中都表达的遗传现象称为共显性。

在人的ABO血型系统四种血型的基因型:

    Oii

    AIAIA; IAi

    BIBIB; IBi

    ABIAIBA基因与B基因是共显性)

解题思路及方法

类型一   一对相对性状的显隐性判断

方法一  根据子代性状判断

(1)不同性状的亲本杂交⇒子代只出现一种性状⇒子代所出现的性状为显性性状。

(2)相同性状的亲本杂交⇒子代出现性状分离⇒子代所出现的新性状为隐性性状。

方法二  根据子代性状分离比判断

具一对相对性状的亲本杂交⇒F2代性状分离比为3∶1⇒分离比为3的性状为显性性状。

方法三 根据系谱图判断  

 

两个有病的双亲生出无病的孩子,即“有中生无”,肯定是显性遗传病;两个无病的双亲生出有病的孩子,即“无中生有”,肯定是隐性遗传病。

  类型二    纯合子和杂合子的鉴定

(1)测交法

(该方法前提条件是已知生物性状的显隐性。此方法常用于动物遗传因子组成的检测。但待测对象若为生育后代少的雄性动物,注意应与多个隐性雌性个体交配,以使后代产生更多的个体,使结果更有说服力。)

 

(2)自交法

植物常用自交法,也可用测交法,但自交法更简便。

(3)花粉鉴定法

花粉鉴定法的原理:花粉中所含的直链淀粉和支链淀粉,可通过遇碘后分别变为蓝黑色和红褐色的测试法进行鉴定,并可借助于显微镜进行观察。若亲本产生两种颜色的花粉并且数量基本相等,则亲本为杂合子;若亲本只产生一种类型的花粉,则亲本为纯合子。

待测个体—{减数分裂}→花粉

分离定律的应用

一、分离定律的应用

1.指导杂交育种

植物育种:

   1)隐性性状:直接可以保留

   2)显性纯合体:连续自交

   3)显性杂合体:进行测交

动物育种:可以进行测交

(1)优良性状为显性性状:连续自交,直到不发生性状分离为止,收获性状不发生分离的植株上的种子,留种推广。

原理:杂合子(Aa)连续自交n次后各基因型比例

        杂合子(Aa )1/2n     

         纯合子(AA+aa)1-1/2n  (注:AA=aa

例:小麦抗锈病是由显性基因T控制的,如果亲代(P)的基因型是TT×tt,则:

(1)子一代(F1)的基因型是____,表现型是_______。

(2)子二代(F2)的表现型是__________________,这种现象称为__________。

(3)F2代中抗锈病的小麦的基因型是_________。其中基因型为______的个体自交后代会出现性状分离,因此,为了获得稳定的抗锈病类型,应该怎么做?

___________________________________

答案:(1)Tt 抗锈病(2)抗锈病和不抗锈病  性状分离(3)TT或Tt Tt

从F2代开始选择抗锈病小麦连续自交,淘汰由于性状分离而出现的非抗锈病类型,直到抗锈病性状不再发生分离。

(2)优良性状为隐性性状:一旦出现就能稳定遗传,便可留种推广。

    Aa→1AA∶2Aa∶1aa(选择)

隐性性状一旦出现,便可留种推广。

(3)优良性状为杂合子:两个纯合的不同性状个体杂交后代就是杂合子,但每年都要育种。

2.指导医学实践:

1:人类的一种先天性聋哑是由隐性基因(a)控制的遗传病。如果一个患者的双亲表现型都正常,则这对夫妇的基因型是___________,他们再生小孩发病的概率是______

答案:AaAa 1/4

2:人类的多指是由显性基因D控制的一种畸形。如果双亲的一方是多指,其基因型可能为___________,这对夫妇后代患病概率是______________

答案:DDDd  100%1/2

3.杂合子Aa连续多代自交问题分析

(1)杂合子Aa连续自交,第n代的比例情况如下表:

Fn

杂合子

纯合子

显性纯合子

隐性纯合子

显性性状个体

隐性性状个体

所占比例

1/2n

1-1/2n

1/2-1/2n+1

1/2-1/2n+1

1/2+1/2n+1

1/2-1/2n+1

(2)根据上表比例,纯合子、杂合子所占比例坐标曲线图为:(常考)

由该曲线得到的启示:在育种过程中,选育符合人们要求的个体(显性),可进行连续自交,直到性状不再发生分离为止,即可留种推广使用。

说明: 1.亲本必须是杂合子,n是自交次数,而不是代数。

2.实际育种工作中往往采用逐代淘汰隐性个体的办法加快育种进程。在逐代淘汰隐性个体的情况下,Fn中显性纯合子所占比例为。

三、分离定律的适用范围

1.适用范围及条件

(1)适用范围:

  真核生物有性生殖的细胞核遗传。

一对等位基因控制的一对相对性状的遗传。

【培优拔高】

复等位基因

若同源染色体上同一位置上的等位基因的数目在两个以上,称为复等位基因。如控制人类ABO血型的IA、i、IB三个基因,ABO血型由这三个复等位基因决定。因为IA对i是显性,IB对i是显性,IA和IB是共显性,所以基因型与表现型的关系只能是:

IAIA、IAi—A型血;IBIB、IBi—B型血;

IAIB—AB型血,ii—O型血。

二、不完全显性:F1的性状表现介于显性和隐性的亲本之间的显性表现形式,如紫茉莉的花色遗传中,红色花(RR)与白色花(rr)杂交产生的F1为粉红花(Rr),F1自交后代有3种表现型:红花、粉红花、白花,性状分离比为1∶2∶1。

.致死性问题(配子致死、显性或隐性纯合致死)

某些致死基因导致性状分离比的变化

1. 若某一性状的个体自交总出现特定的比例2∶1,而非正常的3∶1,则推断是显性纯合致死,并且显性性状的个体(存活的)有且只有一种基因型(Aa)杂合子。

2. 某些致死基因导致遗传分离比变化:

①隐性致死:隐性基因存在于同一对同源染色体上时,对个体有致死作用。如镰刀型细胞贫血症(红细胞异常,使人死亡);植物中的白化基因,使植物不能形成叶绿素,从而不能进行光合作用而死亡。

②显性致死:显性基因具有致死作用,如人的神经胶症基因(皮肤畸形生长,智力严重缺陷,出现多发性肿瘤等症状)。显性致死又分为显性纯合致死和显性杂合致死,若为显性纯合致死,杂合子自交后代显∶隐=2∶1。

③配子致死:指致死基因在配子时期发生作用,从而不能形成有生活力的配子的现象。

四、从性遗传

同样的基因型,在雄性、雌性个体中的表达有差异的现象。

由常染色体上基因控制的性状,在表现型上受个体性别影响的现象,如绵羊的有角和无角受常染色体上一对等位基因控制,有角基因H为显性,无角基因h为隐性,在杂合子(Hh)中,公羊表现为有角,母羊则无角。

囡波湾生物

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