看来,F2中出现3:1的性状分离比不是偶然的。是什么 原因导致遗传性状在杂种后代中按一定的比例分离呢? 对分离现象的解释 孟德尔在观察和统计分析的基础上,果断地摒弃了前 人融合遗传的观点,通过严谨的推理和大胆的想像,对分 离现象的原因提出了如下假说(图1-5)。 (1)生物的性状是由遗传因子( hereditary factor)决 定的。这些因子就像一个个独立的颗粒,既不会相互融合, 也不会在传递中消失。每个因子决定着一种特定的性状,其 中决定显性性状的为显性遗传因子,用大写字母(如D)来 相关信息 表示;决定隐性性状的为隐性遗传因子,用小写字母(如 在孟德尔提出这一假说时,生 物学界还没有认识到配子形成 d)来表示。 和受精过程中染色体的变化。 (2)体细胞中遗传因子是成对存在的。例如,纯种高 孟德尔根据实验现象提出的遣 茎豌豆的体细胞中有成对的遗传因子DD,纯种矮茎豌豆的 传因子在体细胞中成对存在, 体细胞中有成对的遗传因子d。像这样,遗传因子组成相 在配子中单个出现,是超越自 同的个体叫做纯合子。因为F自交的后代中出现了隐性性 己时代的一种非凡的设想。 状,所以在F细胞中必然含有隐性遗传因子;而F1表现的 是显性性状,因此F体细胞中的遗传因子应该是Dd。像这 样,遗传因子组成不同的个体叫做杂合子。 (3)生物体在形成生殖细胞——配子时,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。例如,含遗 假如雌雄配子的结合不是随机 传因子D的配子,既可以与含遗传因子D的配子结合,又 的,F:中还会出现3:1的性状分 可以与含遗传因子d的配子结合。 高比? 高茎 矮茎 高蒸 高茎 DD)×(d Dd Dd 配子(D (d 配⑥⑥(D(d F Dd ,(DD)(Dd(Dd)(dd 高茎 高茎高茎高茎堎茎 图1-5高茎豌豆与矮茎豌豆杂交实验的分析图解 第1节孟德尔的豆杂交实验(-
请你根据孟德尔的假设,和同桌同学讨论高茎豌豆与 矮茎豌豆杂交实验的分析图解 我们还可以通过模拟实验,来体验孟德尔的假说 实验) 性状分离比的模拟 本实验用甲、乙两个小桶分别代表雌,雄生 方法步骤 殖器官,甲、乙小桶内的彩球分别代表瞧,雄 (1)在甲,乙两个小桶中放入两种彩球各10 配子,用不冋彩球的随机组合,模拟生物在生 殖过程中,耀雄配子的随机结合。雞议两人一个 (2)摇动两个小桶,使小桶内的彩球充分混 组合作完成。 合 6目的要求 (3)分别从两个桶内随机抓取一个小球组 通过模拟实捡,认识和理解遗传因子的分,合在一起,记下两个彩球的字母组合。 离和配子的随机结合与性状之间的数量关系, (4)将抓取的彩球放回原来的小桶内,摇 体验孟德尔的假说 匀,按步骤(3)重复做50~100次。 b材料用具 d结果和结论 小悀2个,分别标记甲、乙;两种不同颜色 1.统计实验结果:彩球组合有几种?每种 的彩球各20个,一种彩球标记D,另一种彩球组合的数量是多少?计算彩球组合类型之间的 标记山1记录川的纸和笔。 数量比。设计表格,记录实验结果 2.统计全班的实验结果,求平均值。计算 甲 小球组合类型之间的数量比。 3.两个彩球的组合代表什么? 4.结论: ① @ 6讨论 4(DD)d D/ o d?????? 1.将毎个小組的实验結裝与全班总的实 验结黑作比较,你有什么发现?如果孟德尔 当时只统计10林宛豆杂交的结界,他还能正 确地解释性状分离現象吗? (抓取一次情况之一) 2.将模拟实验的结果与盂德尔的杂交实验 结果扣比较,你认为孟徳尔的假说是否合理? 对分离现象解释的验证 孟德尔的假说合理地解释了览豆一对相对性状杂交实验 中出现的性状分离现象。但是一种正确的假说,仅能解释已有 的实验结果是不够的,还应该能够预测另一些实验结果。 61章传因子的发现
假说一演绎法在观察和分析基础上提出问題 以后,通过推理和想傢提出解释问题的假说,根据 假说进行演绎推理,再通过实验检验演绎推理的结 杂种子一代 隐性纯合子 论。如釆实验结眾与预期结论相符,就证明假说是 高茎 茎 正确的,反之,则说明假说是错误的。这是现代科 测交Dd)× (da) 学硏究中常用的一种科学方法,叫做假说一演绎法。 想一想,这种方法与传统的归纳法有什么不同? 配子 (d 孟德尔巧妙地设计了测交( test cross实验,让F1与隐 性纯合子杂交。假设孟德尔的假说是正确的,请你预测测交 测交代(Dd 实验的结果。 高茎 矮茎 孟德尔用子一代高茎豌豆(Dd)与矮茎豌豆(d)杂 交,在得到的64株后代中,30株是高茎,34株是矮茎,这 图1-6一对相对性状测交实验 的分析图解 两种性状的分离比接近1:1(图1-6)。孟德尔所做的测交 实验的结果验证了他的假说。 分离定律 孟德尔一对相对性状的实验结果及其解释,后人把它归 纳为孟德尔第一定律,又称分离定律( law of segregation) 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。 〈(技能训练 设计实验程序 假设3年后你正在一个花卉生产基地工作。去,可惜的是,在长出的I26株新植株中,却有 有一天,你突然发现一种本来开白花的花卉,出46株是开白花的,这当然不利于商品化生产。怎 现了开紫花的植枺。你立刻意识到它的观赏价·样才能获得开紫花的纯种呢?请你写出解决这 值,决定培育这种花卉新品种。知道这种花是自 问题的实验程序,与同学交流,看谁设计的程 花受粉的以后,你将这株紫花植株的种子种下·序更简捷。 第1节孟德尔的豆杂交实验
6品,练习 、甚础题 1,下列性状中届于相对性状的是: A.人的身高与体重; B.兔的长毛与短毛: C.猫的白毛与蓝眼; D.棉花的细绒与长绒。 答[ 2.人眼的虹膜有褐色的和蓝色的,褐色是由 显性遗传因子控制的,蓝色是由隐性遗传因子控制 的。已知一个蓝眼男人与一个揭眼女人(这个女人 的母亲是蓝眼)结婚,这对夫妇生下蓝眼女孩的可 能性是: 羊的毛色遗传图解 A.1/2 (2)白毛羊与白毛羊通过有性生殖产生的后代 B.I/4 中出现了黑毛羊,这种现象在遗传学上称为 C.I/8 产生这种现象的原因 是 答 二、拓展题 3.水稻的非糯性和糯性是一对相对性状,非 糯性花粉中所含的淀粉为直链淀粉,遇碘变蓝黑 1.某农场养了一群马,马的毛色有栗色和白色 色,面糯性花粉中所含的是支链淀粉,遇碘变橙红 两种。已知栗色和白色分别由遗传因子B和b控制。 色。现在用纯种的非糯性水稻和糯性水稻杂交,取 育种工作者从中选出一匹健壮的栗色公马,拟设计配 F花粉加碘液染色,在显微镜下观察,花粉有一半 种方案鉴定它是纯合子还是杂合子(就毛色而言)。 呈蓝黑色,一半呈橙红色。请回答: (1)在正常情况下,一匹母马一次只能生一匹 (1)花粉出现这种比例的原因是 小马。为了在一个配种季节里完成这项鉴定,应该 怎样配种? (2)实验结果验证了 (2)杂交后代可能出现哪些结果?如何根据结 果判断栗色公马是纯合子还是杂合子? (3)如果让F自交,产生的植株中花粉有 2.孟德尔说:“任何实验的价值和效用,决定 种类型。 于所使用材料对于实验目的的适合性。”结合孟德 4.观察羊的毛色遗传图解,据图回答问题。东的杂交实验,谈谈你对这句话的理解 (1)毛色的显性性状是,隐性咎状是 3.除孟德尔的杂交实验外,你还能举出科学 研究中运用假说一演绎法的实例吗? 第1章遗传因子的发现
第2节孟德尔的豌豆杂交实验(二) 问题探讨 一个品种的奶牛产奶多,另一个品种的奶牛 生长快,要想培育出既产奶多、又生长快的妈牛, 可以采用什么方法? 圈养的奶牛 孟德尔完成了一对相对性状的研究之后,又产生了新 本节聚焦 的疑问:一对相对性状的分离对其他相对性状有没有影响 呢?观察花园里的豌豆,他发现就粒色和粒形来说,只有 孟德尔两对相对性状 两种类型:一种是黄色圆粒的,一种是绿色皱粒的。是不 的杂交实验是怎样设 计的? 是决定粒色的遗传因子对决定粒形的遗传因子有影响呢? 自由组合定律的内容 黄色的豌豆一定是饱满的、绿色的豌豆一定是皱缩的吗? 是什么? 两对相对性状的杂交实验 孟德尔的实验方法给 我们哪些启示? 孟德尔用纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆作亲 本进行杂交,无论正交还是反交,结出的种子(F1)都是黄 色圆粒的。这表明黄色和圆粒都是显性性状,绿色和皱粒 都是隐性性状。 黄色四粒 绿色皱粒 孟德尔又让F自交,在产生的F2中,出现了黄色圆粒 和绿色皱粒,这当然是在意料之中的。奇怪的是,F2中还 黃色国校 出现了亲本所没有的性状组合—绿色圆粒和黄色皱粒 (图1-7)。 为什么会出现新的性状组合呢? 黄色绿色黄色绿色 粒四粒皱粒皱拉 孟德尔同样对F:中不同的性状类型进行了数量统计: 数量31518l 32 在总共得到的556粒种子中,黄色圆粒、绿色圖粒、黃色皱 3 粒和绿色皱粒的数量依次是315、108、101和32,它们的 图1-7黄色圆粒豌豆和绿色皱粒 数量比接近于9:3:3:1。 豌豆的杂交实验 第2节孟德尔的豆杂交实验=19