孟德尔第二定律蔡书学课件

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1、第第2节孟德尔的豌豆杂交实验节孟德尔的豌豆杂交实验(二二)孟德尔第二定律蔡书学一个品种的奶牛产奶一个品种的奶牛产奶多，另一个品种奶牛多，另一个品种奶牛生长快，要想培育出生长快，要想培育出既产奶多，又生长快既产奶多，又生长快的奶牛，可以采用什的奶牛，可以采用什么方法么方法“培育出这样培育出这样的优质奶牛的优质奶牛”呢？呢？再就是一对夫妇生育的后代存在着性状再就是一对夫妇生育的后代存在着性状差异吗差异吗?为什么有的孩子部分性状与父亲相似，为什么有的孩子部分性状与父亲相似，又有部分性状与母亲相似又有部分性状与母亲相似?那么在传宗接那么在传宗接孟德尔第二定律蔡书学代的过程中，亲代的多种多样的性状又是遵

2、代的过程中，亲代的多种多样的性状又是遵循什么规律传给后代的循什么规律传给后代的?前面我们学习了孟德尔一对相对性状的前面我们学习了孟德尔一对相对性状的杂交实验，告诉我们杂交实验，告诉我们F F1 1在产生配子时遗传因在产生配子时遗传因子是如何分配的，那么在两对相对性状的杂子是如何分配的，那么在两对相对性状的杂交实验中，遗传因子又是如何进行的分配的交实验中，遗传因子又是如何进行的分配的呢呢?一对相对性状的分离对其他相对性状的一对相对性状的分离对其他相对性状的遗传有没有影响呢遗传有没有影响呢?F?F1 1在产生配子时遗传因子在产生配子时遗传因子又是如何分配的呢又是如何分配的呢?下面我们就学习这方面的

3、问题。下面我们就学习这方面的问题。孟德尔第二定律蔡书学(一一)两两对对相相对对性状的性状的杂杂交交实验实验1.1.孟德孟德尔尔两两对对相相对对性状的性状的杂杂交交实验实验的的设计设计孟德孟德尔尔选选取取纯纯种的黄色种的黄色圆圆粒豌豆和粒豌豆和纯纯种的种的绿绿色色皱皱粒豌豆粒豌豆为为材料材料进进行行实验实验，实验过实验过程与一程与一对对相相对对性状的性状的杂杂交交实验实验相似。相似。2.2.孟德孟德尔尔两两对对相相对对性状的性状的杂杂交交实验现实验现象象亲本杂交孟德尔第二定律蔡书学F1自交孟德尔第二定律蔡书学3.3.数据分析数据分析分析分析F F2 2的每的每对对性状：性状：粒色：黄粒色：黄:绿

4、绿=(315+101):(108+32)3:1=(315+101):(108+32)3:1粒形：粒形：圆圆:皱皱=(315+108):(101+32)3:1=(315+108):(101+32)3:1结论结论：每每对对相相对对性状的性状的遗传遗传仍遵循分离定律；仍遵循分离定律；两两对对相相对对性状性状遗传时遗传时，遗传遗传因子互不干因子互不干扰扰 FF自交形成自交形成F F2 2时时，相，相对对性状相互分离，非性状相互分离，非相相对对性状之性状之间发间发生了自由生了自由组组合。合。4.4.相关概念：相关概念：亲组亲组合与重合与重组组合合亲组亲组合：黄色合：黄色圆圆粒、粒、绿绿色色皱皱粒；粒；重

5、重组组合：黄色合：黄色皱皱粒、粒、绿绿色色圆圆粒粒孟德尔第二定律蔡书学(二二)对对自由自由组组合合现现象的解象的解释释1 1对杂对杂交交现现象的解象的解释释 孟德孟德尔尔选选取豌豆子叶的粒色和粒形二取豌豆子叶的粒色和粒形二对对相相对对性状，假性状，假设设豌豆的豌豆的圆圆粒和粒和皱皱粒由粒由遗传遗传因因子子R R、r r控制，控制，黄色和黄色和绿绿色由色由遗传遗传因子因子Y Y、y y控制，控制，这样这样，纯纯种黄色种黄色圆圆粒粒和和纯纯种种绿绿色色皱皱粒豌豆粒豌豆杂杂交的交的遗传图遗传图解如下解如下：孟德尔第二定律蔡书学2.2.对对F F1 1自交自交现现象的解象的解释释 孟德孟德尔尔认为认为

6、,既然性状在遗传中发生了自由组既然性状在遗传中发生了自由组合，那么遗传因子在遗传中是不是也发生了自由组合，那么遗传因子在遗传中是不是也发生了自由组合呢？假设合呢？假设 F F1 1的的杂杂合子合子(YyRr)产产生的配子生的配子时时,每每对对遗传遗传因子彼此分离，但不同因子彼此分离，但不同对对的的遗传遗传因子之因子之间发间发生生了自由了自由组组合合,形成四种比数相同的雌、雄配子，受形成四种比数相同的雌、雄配子，受精作用精作用时时，雌、雄四种配子之，雌、雄四种配子之间结间结合的机会均等，合的机会均等，则则有有1616种种结结合方式，合方式，9 9种种遗传遗传因子因子组组成，四种表成，四种表现现型

7、，且分离比是：型，且分离比是：双双显显(黄色黄色圆圆粒粒):):单显单显(黄色黄色皱皱粒粒):):单显单显(绿绿色色圆圆粒粒):):双双隐隐(绿绿色色皱皱粒粒)=9:3:3:1)=9:3:3:1 Yy RrYy RrYRyRYryr孟德尔第二定律蔡书学YRYRyRyRYrYryryrYRYRyRyRYrYryryr1/41/4 1/41/4 1/41/4 1/41/41/41/4 1/41/4 1/41/4 1/41/4YR(1/4)yR(1/4)Yr(1/4)yr(1/4)YR(1/4)YYRR YyRRYYRrYyRryR(1/4)YyRRyyRRYyRryyRrYr(1/4)YYRrYy

8、RrYYrrYyrryr(1/4)YyRryyRrYyrryyrrF2遗传遗传因子因子组成组成F1配子配子孟德尔第二定律蔡书学孟德尔第二定律蔡书学F F2 2中遗传因子组成及表现型的比例：中遗传因子组成及表现型的比例：纯合子纯合子YY(1/4)RR(1/4)YY(1/4)RR(1/4)、yyRRyyRR、YYrrYYrr、yyrryyrr各各1/16;1/16;Y_(3/4)R_(3/4)Y_(3/4)R_(3/4)黄圆黄圆(双显双显9/16);9/16);Yy(1/2)R_(3/4)Yy(1/2)R_(3/4)黄圆黄圆(双显双显3/8)3/8)yy(1/4)R_(3/4)yy(1/4)R_(

9、3/4)绿皱绿皱(单显单显3/16),3/16),其中纯其中纯合子有合子有1/16;1/16;Y_(3/4)rr(1/4)Y_(3/4)rr(1/4)黄皱黄皱(单显单显3/16),3/16),其中纯合其中纯合子有子有1/16;1/16;yy(1/4)rr(1/4)yy(1/4)rr(1/4)绿皱绿皱(双隐双隐1/16)1/16)孟德尔第二定律蔡书学(三三)一一对对相相对对性状的性状的杂杂交交实验实验与两与两对对相相对对性状的性状的杂杂交交实验实验的关系比的关系比较较F F2 2基因型基因型F F2 2表表现现型型 结结合方式合方式分离比分离比一一对对相相对对性状性状3 3种种2 2种种4 4种

10、种3:13:1二二对对相相对对性状性状9 9种种(3(32 2)4 4种种(2(22 2)1616种种(4(42 2)9:3:3:19:3:3:1(3:1)(3:1)2 2三三对对相相对对性状性状?n n对对相相对对性状性状?孟德尔第二定律蔡书学(四四)对自由组合现象解释的验证对自由组合现象解释的验证1.1.设计实验设计实验测交测交 根据对分离现象解释的验证，设计实验根据对分离现象解释的验证，设计实验证明对自由组合现象解释的正确性。即用证明对自由组合现象解释的正确性。即用 F F1 1的杂合子与双隐性个体相交。的杂合子与双隐性个体相交。测交结果预期：测交后代有测交结果预期：测交后代有4 4种表

11、现型，即种表现型，即双显双显:单显单显:单显单显:双隐双隐=1:1:1:1=1:1:1:1，同时也能说，同时也能说明明F F1 1产生产生4 4种比数相同种比数相同(1:1:1:1)(1:1:1:1)的配子。的配子。孟德尔第二定律蔡书学黄色黄色圆粒圆粒黄色黄色皱粒皱粒绿色绿色圆粒圆粒绿色绿色皱粒皱粒F1作母本作母本31272626F1作父本作父本24222526分离比分离比11112.2.进行实验：进行实验：按设计实验进行种植杂交，结果如下，接按设计实验进行种植杂交，结果如下，接近近1:1:1:1,1:1:1:1,说明孟德尔假说正确。说明孟德尔假说正确。孟德尔第二定律蔡书学孟德尔第二定律蔡书学

12、孟德尔第二定律蔡书学(五五)自由组合定律自由组合定律 控制不同性状的遗传因子的分离和组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，决定同一合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的遗传因子彼此分离，决定不同性状的性状的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。叫做自由组合定律。遗传因子自由组合。叫做自由组合定律。(六六)孟德尔实验方法的启示孟德尔实验方法的启示1 1正确选材正确选材豌豆适于作杂交实验材料的优点有：豌豆适于作杂交实验材料的优点有：(1)(1)具有具有稳定的易于区分的相对性状，如高茎和矮茎，稳定的易于区分的相对性状，如高茎和矮茎，高茎高度在高茎高度在1

13、15 52 20 m0 m，矮茎高度仅为，矮茎高度仅为0 03 m3 m左右，易于观察和区分；左右，易于观察和区分；(2)(2)豌豆严格自豌豆严格自花受粉，在自然状态下可以获得纯花受粉，在自然状态下可以获得纯孟德尔第二定律蔡书学种，纯种杂交获得杂合子；种，纯种杂交获得杂合子；(3)(3)花比较大，易花比较大，易于做人工杂交实验。孟德尔正是因为选用了于做人工杂交实验。孟德尔正是因为选用了豌豆做杂交实验，才能有效地从单一性状到豌豆做杂交实验，才能有效地从单一性状到多对性状研究生物遗传的基本规律，才能对多对性状研究生物遗传的基本规律，才能对遗传实验结果进行量化统计，所以科学地选遗传实验结果进行量化统

14、计，所以科学地选择实验材料是科学研究取得成功的重要保障择实验材料是科学研究取得成功的重要保障之一。之一。2 2遵循认知规律遵循认知规律如果孟德尔只是研究多对相对性状的遗传，如果孟德尔只是研究多对相对性状的遗传，很难从数学统计中发现遗传规律，因为如果很难从数学统计中发现遗传规律，因为如果研究研究n对相对性状，将会有对相对性状，将会有2 2n n个性状组合，这个性状组合，这是很难统计的，也很难从数学统计中发现是很难统计的，也很难从数学统计中发现孟德尔第二定律蔡书学问题，揭示生物的遗传规律。这也是前人在问题，揭示生物的遗传规律。这也是前人在遗传杂交实验中留下的经验与教训，孟德尔遗传杂交实验中留下的经

15、验与教训，孟德尔恰恰借鉴了前人的遗传研究经验，改变实验恰恰借鉴了前人的遗传研究经验，改变实验方法，从简单到复杂地进行观察、统计、分方法，从简单到复杂地进行观察、统计、分析实验结果，从而发现问题、提出假说、实析实验结果，从而发现问题、提出假说、实验验证、得出结论。验验证、得出结论。3 3用统计学的方法分析实验数据用统计学的方法分析实验数据如果孟德尔没有对实验结果进行统计学分析，如果孟德尔没有对实验结果进行统计学分析，他很难作出对分离现象的解释，因为通过统他很难作出对分离现象的解释，因为通过统计，孟德尔发现了生物性状的遗传在数量上计，孟德尔发现了生物性状的遗传在数量上呈现一定数学比例，这引发他揭示

16、其实质的呈现一定数学比例，这引发他揭示其实质的兴趣。同时这也使孟德尔意识到数学概兴趣。同时这也使孟德尔意识到数学概孟德尔第二定律蔡书学率也适用于生物遗传的研究，从而将数学的率也适用于生物遗传的研究，从而将数学的方法引入对遗传实验结果的处理和分析。方法引入对遗传实验结果的处理和分析。4 4科学设计实验程序科学设计实验程序作为一种正确的假说，不仅能解释已有的实作为一种正确的假说，不仅能解释已有的实验结果，还应该能够预测另一些实验结果。验结果，还应该能够预测另一些实验结果。可参考教材对可参考教材对“假说一演绎法假说一演绎法”的解释。的解释。5 5(1)(1)扎实的知识基础和对科学的热爱。孟扎实的知识

17、基础和对科学的热爱。孟德尔在维也纳大学进修学习时，通过对自然德尔在维也纳大学进修学习时，通过对自然科学的学习，使他具有生物类型是可变的，科学的学习，使他具有生物类型是可变的，可以通过杂交产生新的生物类型等进化思想。可以通过杂交产生新的生物类型等进化思想。同时孟德尔还学习数学，使他受到同时孟德尔还学习数学，使他受到“数学方数学方法可以应用于各门自然科学之中法可以应用于各门自然科学之中”的思想影的思想影孟德尔第二定律蔡书学响，产生应用数学方法解决遗传学问题的想响，产生应用数学方法解决遗传学问题的想法，使孟德尔成为第一个认识到概率原理能法，使孟德尔成为第一个认识到概率原理能用于预测遗传杂交实验结果的

18、科学家。用于预测遗传杂交实验结果的科学家。(2)(2)严谨的科学态度。孟德尔对杂交实验的研严谨的科学态度。孟德尔对杂交实验的研究运用的是从观察遗传现象出发，提出问题，究运用的是从观察遗传现象出发，提出问题，作出假设，然后设计实验验证假设的研究方作出假设，然后设计实验验证假设的研究方法，这在当时是一种新的研究思路。例如豌法，这在当时是一种新的研究思路。例如豌豆的杂交实验，他就没有局限于对实验结果豆的杂交实验，他就没有局限于对实验结果的简单描述和归纳。的简单描述和归纳。(3)(3)勤于实践。孟德尔在豌豆的遗传杂交实验勤于实践。孟德尔在豌豆的遗传杂交实验研究中，连续进行了研究中，连续进行了8 8年的

19、研究，并且对每次年的研究，并且对每次实验的结果进行统计分析，从中发现了前人实验的结果进行统计分析，从中发现了前人孟德尔第二定律蔡书学没有发现的问题和规律。没有发现的问题和规律。(4)(4)敢于向传统挑战。孟德尔通过实验研究，敢于向传统挑战。孟德尔通过实验研究，提出了提出了“颗粒性遗传颗粒性遗传”的思想，这是对传统的思想，这是对传统的遗传观念的挑战。的遗传观念的挑战。（七）孟德尔遗传规律的再发现（七）孟德尔遗传规律的再发现 在孟德尔的实验基础之上，科学家又进在孟德尔的实验基础之上，科学家又进行了不断的探索，对孟德尔的发现作出了自行了不断的探索，对孟德尔的发现作出了自己的补充。己的补充。19091

20、909丹麦约翰逊提出新概念丹麦约翰逊提出新概念:(1)(1)基因基因控制生物体性状的基本单位，即控制生物体性状的基本单位，即遗传因子。遗传因子。(2)(2)表现型表现型生物个体表现出来的性状。生物个体表现出来的性状。(3)(3)基因型基因型与表现型有关的基因组成。与表现型有关的基因组成。孟德尔第二定律蔡书学(4)(4)等位基因等位基因控制相对性状的基因控制相对性状的基因(D(D、d)d)(八八)自由组合定律的应用自由组合定律的应用1 1自由组合定律的解题技巧自由组合定律的解题技巧 (1)(1)用分离定律解决基因型类型的问题用分离定律解决基因型类型的问题如如AaBbCcAaBbCc与与AaBBC

21、cAaBBCc杂交，求其后代基因型数。杂交，求其后代基因型数。先分解为三个分离定律：先分解为三个分离定律：AaAaAaAa后代有后代有3 3种基因型种基因型(1AA:2Aa:1aa)(1AA:2Aa:1aa)BbBBBbBB后代有后代有2 2种基因型种基因型(1BB:1Bb)(1BB:1Bb)；CcCcCcCc后代有后代有3 3种基因型种基因型(1CC:2Cc:1cc)(1CC:2Cc:1cc)。因而后代有因而后代有323=18323=18种基因型。种基因型。(2)(2)表现型类型的问题表现型类型的问题孟德尔第二定律蔡书学如如AaBbCcAabbCcAaBbCcAabbCc，求其杂交后代可能的

22、表，求其杂交后代可能的表现型数。现型数。可分为三个分离定律：可分为三个分离定律：AaAaAaAa后代有后代有2 2种表现型；种表现型；BbbbBbbb后代有后代有2 2种表现型；种表现型；CcCcCcCc后代有后代有2 2种表现型。种表现型。所以后代有所以后代有222=8222=8种表现型。种表现型。3.3.显隐性关系的判断显隐性关系的判断设有一对相对性状设有一对相对性状A A和和B B，若，若ABAB，后代只，后代只有有A A，则，则A A为显，为显，B B为隐；为隐；若若AA,AA,后代只要出现后代只要出现B B，则，则B B为隐，为隐，A A为显为显孟德尔第二定律蔡书学联想人类遗传，联想

23、人类遗传，“有中生无有中生无”与与“无中生有无中生有”的内涵就属于第的内涵就属于第类了。类了。孟德尔第二定律蔡书学4.4.基因型的判断：基因型的判断：隐性引入判断凡隐性个体，其基因型是隐性引入判断凡隐性个体，其基因型是dd,dd,其双亲或其后代中必有一个其双亲或其后代中必有一个d;d;分离比推断：后代出现分离比推断：后代出现3:1,3:1,其亲本必为其亲本必为DdDdDd;1:1,Dd;1:1,其亲本为其亲本为Dddd;1:0Dddd;1:0必有必有DDDD亲本。亲本。9:3:3:19:3:3:1其双亲必为其双亲必为YyDdYyDd,YyDdYyDd,1:1:1:11:1:1:1亲本为亲本为Y

24、yDdyyddYyDdyydd或者或者YyddyyDdYyddyyDd3:3:1:13:3:1:1其亲本为其亲本为(Yy(YyYy)(DdYy)(Dddd)dd)或者或者(Yy(Yyyy)(Ddyy)(DdDd)Dd)。5.5.在杂交育种中的应用：植物基因型检测用在杂交育种中的应用：植物基因型检测用自交，动物基因型检测用测交。自交，动物基因型检测用测交。孟德尔第二定律蔡书学(九九)F)F2 2产生配子的类型以及比例的模拟实验产生配子的类型以及比例的模拟实验 可以参照孟德尔杂交实验可以参照孟德尔杂交实验(一一)的性状分的性状分离比的模拟实验来设计。甲小桶中的不同颜离比的模拟实验来设计。甲小桶中的不同颜色的小球代表分离后的一对遗传因子，乙小色的小球代表分离后的一对遗传因子，乙小桶中不同颜色的小球代表分离后的另一对遗桶中不同颜色的小球代表分离后的另一对遗传因子。甲、乙小桶中小球的组合代表传因子。甲、乙小桶中小球的组合代表F1F1产产生的配子类型。实验表格如下：生的配子类型。实验表格如下：1 2 3 4 48 49 50 比例比例甲桶甲桶 Y：y=乙桶乙桶 R：r=组合组合类型类型YR：Yr：yR：yr=孟德尔第二定律蔡书学孟德尔第二定律蔡书学孟德尔第二定律蔡书学孟德尔第二定律蔡书学孟德尔第二定律蔡书学孟德尔第二定律蔡书学