孟德尔的实验( 三 )


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、对分离现象解释的验证
孟德尔为了验证他对分离现象的解释是否正确,设计了测交试验 。就是让F
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与隐性纯合子杂交,这个方法可以用来测定F
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的遗传因子组合类型 。孟德尔所做的测交实验结果验证了他的假说 。
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、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,即在生物的体细胞中,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 。
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、基本概念
自花传粉(自交)、异花传粉、父本(♂)、母本(♀)、去雄、相对性状、显性性状、隐性性状、性状分离、显性遗传因子、隐性遗传因子、纯合子、杂合子、测交 。
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、两对相对性状的杂交实验
孟德尔用纯种圆粒和纯种绿色皱粒的豌豆作亲本进行杂交,结出的种子(F
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)全部为圆粒的 。让F
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自交,产生的F
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中出现了圆粒、皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒的种子,其数量比接近于9∶3∶3∶1 。
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、对自由组合现象的解释
孟德尔的实验:①选用两对相对性状:粒色―(Y)和绿色(y),粒形―圆粒(R)和皱粒(r);②两个亲本的遗传因子组成是YYRR和yyrr,分别产生YR和yr的配子;③F
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的遗传因子组成是YyRr,性状表现为圆粒;④F
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产生配子时,每对遗传因子彼此分离,不同对的遗传因子可以自由组合,这样F
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产生的雌雄配子各有四种:YR、Yr、yR、yr,数量比各为1∶1∶1∶1;⑤雌雄配子的结合方式有16种,遗传因子的组合形式有9种,性状表现为4种,它们之间的数量比是9∶3∶3∶1 。
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、对自由组合现象解释的验证
孟德尔为了验证他对自由组合现象的解释是否正确,又设计了测交试验,即让F
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(YyRr)与隐性纯合子(yyrr)杂交,无论正交还是反交,结果都符合预期的设想 。
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、自由组合定律
人们把孟德尔的上述两对相对性状的实验结果及其解释,称为孟德尔第二定律,也叫自由组合定律,即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,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合 。
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、孟德尔实验方法的启示
孟德尔经过8年的潜心研究,终于揭示了生物遗传的两个规律,分离定律和自由组合定律 。他取得成功的原因是:①正确地选用实验材料;②由单因子到多因子的研究方法;③应用统计学的原理对实验结果进行分析;④科学地设计了实验的程序 。
孟德尔豌豆杂交实验【孟德尔的实验】如图所示高茎豌豆与矮茎豌豆异花传粉的示意图 。结果发现,无论是以高茎作母本,矮茎作父本,还是以高茎作父本,矮茎作母本(即无论是正交还是反交),它们杂交得到的第一代植株(简称“子一代”,以F1表示)都表现为高茎 。也就是说,就这一对相对性状而言,F1植株的性状只能表现出双亲中的一个亲本的性状——高茎,而另一亲本的性状——矮茎,则在F1中完全没有得到表现 。
孟德尔让上述F1的高茎豌豆自花授粉,然后把所结出的F2豌豆种子于次年再播种下去,得到杂种F2的豌豆植株,结果出现了两种类型:一种是高茎的豌豆(显性性状),一种是矮茎的豌豆(隐性性状),即:一对相对性状的两种不同表现形式——高茎和矮茎性状都表现出来了 。孟德尔的疑问解除了,并把这种现象称为分离现象 。不仅如此,孟德尔还从F2的高、矮茎豌豆的数字统计中发现:在1064株豌豆中,高茎的有787株,矮茎的有277株,两者数目之比,近似于3∶1 。
奥地利植物学家孟德尔的豌豆杂交实验是怎样的孟德尔于1856年开始了豌豆杂交实验 。他卧薪尝胆,默默地进行了8年实验,终于以有力的证据证实了他自己的论点 。孟德尔对实验进行了精心设计,选材时充分考虑到尽量避免干扰因素 。由于豌豆是严格自花授粉的,因此很适合作杂交试验材料 。在性状选择上,孟德尔注重质量性状,使其有严格的可区分性 。他挑选的性状共有7对:(1)成熟种子形状—圆润或皱缩;(2)子叶颜色—**或绿色;(3)种皮颜色—褐色或白色;(4)成熟豆荚形状—饱满或缢缩;(5)未成熟豆荚颜色—绿色或**;(6)花的位置—腋生或顶生;(7)茎的长短—长茎或短茎 。根据统计学原理,孟德尔注意到,当实验植株较少时,结果可能发生较大波动,因此必须采用大样本 。这就避免了由于对实验数据波动的困惑而导致对实验本身的怀疑 。孟德尔的研究态度十分严谨,在得出初步结论后,他又用测交方法对结论进行验证,这种方法可以确定后代的基因型 。经过了多年实验,孟德尔对单个性状杂交结果进行了深入分析,提出了一系列假设,综合起来可以阐述为:控制性状的一对等位基因在产生配子时彼此分离,并独立分配到不同性细胞中 。这就是遗传学第一定律,或称分离律 。同时,在对两对性状杂交的分析中,孟德尔又提出了第二定律,即自由组合律:各等位基因彼此分离后,非等位基因自由组合到配子里 。以上两个定律,就是我们通常所说的孟德尔定律 。