孟德爾的豌豆雜交實驗(一)

　　很久沒有發課件了，準備了兩天，可能對關注的同學們有幫助

　　【1】孤獨的天才——孟德爾

　　為堅持智力追求，不惜放棄其天倫之樂；

　　在學術群體外為，做出科學的核心發現；

　　用數學分析生物，成功地進行學科交叉；

　　十年一系列實驗，一篇論文開創新科學。

　　一、為何是孤獨的天才？

　　1、他孤立於當時的科學界，做出奠基性突破卻終生未被學術界承認

　　2、他的工作幾十年後尚不為同一學科第二重要的科學家、諾貝爾獎得主所理解，但最終卻沿著孟德爾的路走下去。

　　3、他發現的貌似簡單的理論，即使在今天多數學過的人，都沒有意識到其智力高度。

　　4、他不是為利益做研究的純粹科學家，身後卻被疑造假，再遭不公。

　　二、孟德爾為何難覓知音？

　　1、孟德爾發表論文之時，正值達爾文名著《物種起源》發表不就，幾乎全部的生物學家都轉向對生物進化的討論。然而，達爾文的進化論中卻恰恰不清楚遺傳的本質。

　　2、當時的科學界缺乏理解孟德爾理論放入思想基礎，不明白孟德爾將生物學和統計學結合的真正含義。

　　3、權威機構或專家出於偏見或不理解，認為孟德爾的研究是一般的雜交實驗，和別人的沒有多大差別。

　　三、孟德爾的精神遺產

　　孟德爾的成就一百多年來催生了多個學科的誕生

　　1、直接導致遺傳學的誕生

　　2、對現代生物進化理論的誕生奠定的基礎

　　3、催生了分子生物學的誕生，從而深入到醫學、農業、人類遺傳病、基因組學和生物信息學，促進了重組DNA技術(轉基因技術)的誕生。

　　4、促使遺傳學與生物化學、微生物學和生物物理學的交叉

　　四、生物學的兩次智力高峰

　　第一次：

　　1854年至1866年孟德爾獨自一人

　　第二次：

　　1951年至1965年克裡克及其合作者們

　　兩次高峰碰巧相隔100年

　　五、孟德爾之前的遺傳

　　孟德爾之前，

　　人們對遺傳的認識還很粗淺，基本認同：「混合遺傳」，黑＋白=灰。

　　父母的黑和白簡單融合得到了子代的灰，

　　此學說未被正式提出和論證，

　　是一個普遍接受的、樸素的，

　　以為不證自明的規律。

　　孟德爾的遺傳思想是：「顆粒遺傳」。

　　【2】一對相對性狀的雜交實驗

　　一、選擇豌豆的優點：

　　1、豌豆是自花傳粉，閉花受粉植物，所以在自然狀態下一般為純種。（實驗結果可靠，容易分析。）

　　兩性花：某些被子植物的一朵花中，同時具有雌蕊和雄蕊，這種花稱為兩性花。為單性花的對應詞，有時也稱為完全花，如：豌豆、桃花、櫻花、薔薇、百合等 。

　　2、豌豆具有易於區分的相對性狀。（實驗結果易觀察易分析。）

　　①性狀：生物的形態、結構和生理特徵的總稱。

　　如豌豆的株高、花色、種子的形狀等。

　　②相對性狀：一種生物的同一性狀的不同表現類型。

　　豌豆的7對易於區分的相對性狀

　　人類一些易於區分的相對性狀

　　二、實驗過程

　　F2中出現的3:1的性狀分離比不是偶然的，是什麼原因導致遺傳性狀在雜種後代中按一定比例分離？

　　【3】對分離現象的解釋

　　孟德爾果斷摒棄了融合遺傳，提出了四點假說。

　　【4】對分離現象解釋的驗證

　　孟德爾的假設僅能解釋已有的實驗結果是不夠的，還應該預測另一些實驗結果。於是孟德爾設計了測交實驗。

　　測交實驗結果： 30高莖：34矮莖=1:1

　　結論：實驗數據與理論分析相符，證明假說是正確的。

　　【5】分離定律

　　1、內容：

　　（1）在生物的體細胞中，控制同一性狀的遺傳因子成對存在，不相融合

　　（2）在形成配子時，成對的遺傳因子發生分離，分離後的遺傳因子分別進入不同的配子中，隨配子遺傳給後代。

　　2、適用條件：

　　（1）真核生物 （2）有性生殖

　　（3）細胞核遺傳 （4）一對相對性狀的遺傳

　　【6】假說演繹法

　　練習1、孟德爾探索遺傳規律時，運用了「假說-演繹」法，該方法的基本內涵是：在觀察與分析的基礎上提出問題後，通過推理和想像提出解決問題的假說，根據假說進行演繹推理，再通過實驗證明假說．下列相關敘述中不正確的是

　　（C）

　　A、「為什麼F1隻有顯性性狀、F2又出現隱性性狀？」屬於孟德爾提出的問題之一

　　B、「豌豆在自然狀態下一般是純種」不屬於孟德爾假說的內容

　　C、「生物性狀是由遺傳因子決定的、體細胞中遺傳因子成對存在」不屬於假說內容

　　D、「測交實驗」是對推理過程及結果進行的檢驗

　　練習2、假說—演繹法是現代科學研究中常用的一種科學方法，下列屬於孟德爾在發現分離定律時的「演繹」過程是（C ）

　　A．生物的性狀是由遺傳因子決定的

　　B．由F2中出現的分離比推測，生物體產生配子時，成對的遺傳因子彼此分離

　　C．若F1產生配子時遺傳因子分離，則測交後代的兩種性狀比接近1∶1

　　D．若F1產生配子時遺傳因子分離，則F2中三種遺傳因子組成的個體比接近1∶2∶1

　　【7】孟德爾穿越時空，似乎看到了基因

　　一對等位基因(A與a)有幾種交配類型，後代的基因型比和表現型比分別是多少？

　　【8】交配類型

　　【9】分離定律解題三部曲

　　第一步曲：判斷顯隱性

　　練習1、下列雜交組合中不能判斷顯隱性的是（C ）

　　A.一對膚色正常的夫婦生下一個患白化病的孩子

　　B.一株紫花豌豆與一株白花豌豆雜交後，子一代都開紫花

　　C.一株紫花豌豆與一株白化豌豆雜交，子一代既有紫花又有白花

　　D.一株紫花豌豆自交後，子一代既有紫花又有白花

　　練習2、大豆的白花和紫花是一對相對性狀，下列雜交實驗中，能判斷顯性和隱性關係的是（C）

　　③紫花×白花→紫花 ④紫花×白花→98紫花＋102白花

　　A.①② 　　　　B.③④ C.②③ 　　　　D.①③

　　第二步曲：確定基因型

　　根據子代的表現型推知親本的基因型

　　第三步曲：計算概率

　　1)根據分離比計算：

　　如：Aa×Aa，後代顯性出現的概率為多少？（3/4） 隱性個體出現的概率為多少？(1/4) 雜合子出現的概率為多少？ (1/2) 顯性個體中雜合子的的概率為多少？(2/3)

　　2)用配子的概率計算：

　　如：一對膚色正常的夫婦，生一個膚色正常的兒子和一個白化病的兒子，若膚色正常的兒子和一個白化病的女孩結婚，

　　則①後代患白化病的概率是多少？1/3

　　②後代患白化病男孩的概率是多少？1/6

　　3)原則：分步相乘，分類相加。

　　水稻的非糯性和糯性由一對遺傳因子（A和a）控制，用一株糯性水稻和一株非糯性水稻雜交，F1既有糯性也有非糯性，讓F1自稻交產生的F2性狀表現類型如下圖所示。求：F2中糯性的概率。(5/8)

　　一對黑色豚鼠生了一白一黑兩隻小豚鼠，若這對豚鼠再生兩隻小豚鼠，一隻為黑色、一隻為白色的概率是（ B ）

　　A.1/4　　　　 B.3/8　　　　　　 C.3/16　　　　 D.7/16

　　思路：連續拋兩次硬幣，正反面情況為： 正正（1/2×1/2）、正反（1/2×1/2）、反正（1/2×1/2）、反反（1/2×1/2），把正面等同黑色，反面等同於白色。

　　【10】分離定律的應用

　　練習水稻抗病對不抗病為顯性。現以雜合抗病水稻(Cc)為親本，連續自交三代，子三代中雜合抗病水稻的概率及每次自交後均除去不抗病水稻再自交後純合抗病水稻的概率分別是（B）

　　A .1/8 3/16　　 B.7/16 7/9　　 C.1/4 1/16　　 D.3/8 3/16

　　練習1：

　　練習2：

　　【11】分離定律的特殊情況

　　練習1：無尾貓是一種觀賞貓。貓的無尾、有尾是一對相對性狀，按基因的分離定律遺傳。為了選育純種的無尾貓，讓無尾貓自由交配多代，但發現每一代中總會出現約1/3的有尾貓，其餘均為無尾貓。由此推斷正確的是 （ C ）

　　A.貓的有尾性狀是由顯性基因控制的

　　B.自由交配後代出現有尾貓是環境改變所致

　　C.自由交配後代無尾貓中既有雜合子又有純合子

　　D.無尾貓與有尾貓雜交後代中無尾貓約佔1/2

　　練習2：雜合子(Dd)植株自交時，含有隱性配子的花粉有50%的死亡率，則自交後代的基因型比例是（ C）

　　A.1:1:1　　　　 B.4:4:1　　 C.2:3:1　　 D.1:2:1

　　練習3：基因型為Aa的親本連續自交，若aa不能適應環境而被淘汰，則第三代AA、Aa所佔的比例分別是（ D）

　　A．7/8 1/8　　　　B．15/16 1/16　　 C．19/27 8/27　　 D．7/9 2/9

　　在種群中，同源染色體的相同位點上，可以存在兩種以上的等位基因，遺傳學上把這種等位基因稱為復等位基因。 影響家蠶幼蟲皮囊的復等位基因 P1、P2、P3、等16種，影響小鼠毛色的復等位基因 a、A1、A2，人的ABO血型系統 IA、IB、i 。影響果蠅眼色的多個復等位基因：白、紅、伊紅…等等。

　　練習1：某種植物的花色受一組復等位基因的控制，純合子和雜合子的表現型如下，若WpWs與Ww雜交，子代表現型的種類及比例分別是（A）

　　A.3 種，2:1:1　　 B.4種,1:1:1:1　　 C.2 種,1:1　　 D.2 種，3:1

　　練習1：人類的血型是可以遺傳的，在ABO血型系統中，IA與IB為共顯性基因，對i均為顯性。不同血型的基因組成如下表，正常情況下，子女血型不可能為O型的婚配方式是（D ）

　　A. A型×O型　　　　 B. B型×O型　　　　C .A型×B型　　　　 D. AB型×O型

　　練習2：人類的禿頂和非禿頂由位於常染色體上的一對基因B和b控制，結合下表信息，相關判斷正確的是（ B）

　　A.非禿頂的兩人婚配，後代男孩不可能為禿頂

　　B.禿頂的兩人婚配，後代女孩可能為禿頂

　　C.非禿頂男與禿頂女婚配，生一個禿頂男孩的概率為1/2

　　D.禿頂男與非禿頂女婚配，生一個禿頂女孩的概率為0

　　練習3：食指長於無名指為長食指，反之為短食指，該相對性狀由常染色體上一對等位基因控制（TS表示短食指基因，TL表示長食指基因）。此等位基因表達受性激素影響，TS在男性為顯性，TL在女性為顯性。若一對夫婦均為短食指，所生孩子既有長食指又有短食指，則該夫婦再生一個孩子是長食指的概率為

　　（ C）

　　A.1/2　　　　　　B.1/3　　　　　　C.1/4　　　　　　 D.3/4

　　【END】

　　終於完了，就是羅列知識。

　　強調一下孟德爾的思路，①根據實驗發現F2中出現了性狀分離，②用成對的遺傳因子分離解釋了性狀分離，③用測交實驗的結果，驗證了成對的遺傳因子在形成配子時發生了分離。

　　關於分離定律的證明，抽時間專門做一個專題討論。