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4.3 遗传和变异
第1课时 遗传和变异现象
两只大狗生了四只小狗，这四只小狗长得与双亲很相似又有所不同，小狗与小狗之间也是如此。这种现象在自然界普遍存在吗？科学家是如何解释这种现象的？
1、性状：
菊花的花形、花色
一、生物的性状
生物体的形态结构、生理和行为等特征等统称为性状。
桔子的甜度
形态结构特征
生理特征
性状
个子的高矮、肤色深浅
脾气暴躁、脾气温和
形态结构特征
行为特征
2、相对性状：
簸箕状和斗状
甜味和酸味
同种生物同一个性状的不同表现形式。
红色、粉色和黄色
能卷舌和不能卷舌
无耳垂和有耳垂
1.指定一名同学，按表4.3-1所列的各种性状，确定每个性状的具体表现。看看全班有几名同学的这些性状与该同学完全相符。
表4.3-1 人体的性状
2.为什么不同的人所有性状都相同的可能性很小
3.人的ABO血型是一种性状，它的表现形式有哪些
4.将自己与父母、父母的父母作比较，这些性状是否相同？这种现象说明了什么？
因为变异的存在。
A型、B型、AB型、O型
自己和父母、爷爷奶奶、外公外婆有相似性状，也有不同性状，说明遗传和变异的存在。
1、遗传：
父子
大猫和小猫
指生物体亲子代之间性状的相似性。
种瓜得瓜，种豆得豆；　　　　　　　　　
例：
龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会打洞；
二、遗传和变异
看下面照片，父母与孩子很像，但他们完全一样吗？
2、变异：
例如：一母生九子，连母十个样。
指亲子间及子代个体间性状的差异性。
父母个子矮，儿子个子高；哥哥个子矮，弟弟个子高。
每个人的形状都与父母比较相似，但又不完全一样，说明遗传与变异是普遍存在的。子女像父母、像祖辈……不断往前追溯，与很久以前的祖先就不像了，这说明遗传只是相对于某个特定时期而言的。而变异则是绝对的，自然界中找不到两个完全相同的个体。
图4.3-1 “精源论”
者画的人类精子
拉马克理论 达尔文理论
关于遗传现象的早期研究
18世纪前，人们并不知道生物性状是由什么决定的，也不清楚性状的遗传是否有规律可循。“精源论”者认为，子代的性状是由父方的精子所决定的。“卵源论”者认为子代的性状是由母方的卵子所决定的。当时还盛行“融合遗传”，即子代会表现出介于双亲之间的中间性状，如红花与白花杂交的子代为粉红花。
认为生物体细胞中有能自身繁殖的微粒，称为“微芽”，可随体内循环进入双亲生殖细胞并传递给子代，使子代表现出双亲的性状。当时也有学者提出了“颗粒遗传”的观点，认为生物性状是由细胞内的某种“颗粒”状物质所决定的。
根据“融合遗传”，后代变异类型会越来越少，这个观点不支持达尔文的自然选择理论。于是，达尔文提出了“泛生论”，
为什么生物体会表现出亲子代间性状相似的遗传现象呢？人们对此进行了广泛的研究。
生活在奥地利一所修道院的孟德尔（J. G. Mendel）分析了前人的研究，从豌豆杂交现象出发，试图发现隐藏的遗传规律。
图4.3-2 孟德尔
孟德尔研究的方法：根据杂交实验的结果提出假说，根据假说演绎推理新的实验方案，实施方案并论证假说。
三、孟德尔的豌豆杂交实验
孟德尔花了两年时间，从34个不同品系的豌豆中确定了7对差异显著、容易识别的相对性状进行实验。
1、研究对象的选择
表4.3-2 豌豆的相对性状
（1）豌豆的特点：
豌豆花是两性花，自然状态下，不能进行异花传粉，因为它在花瓣打开前就已完成自花传粉，所以通常豌豆的性状在后代中可以稳定遗传。
（2）若要将两株不同的豌豆进行杂交，需要先将作为母本的那株豌豆的雄蕊在成熟前剪去，再进行人工授粉。
豌豆花结构
豌豆的紫花和白花
每次实验只研究一对相对性状。例如，他挑选能稳定遗传的纯系紫花和白花豌豆杂交。
他发现用颗粒遗传的观点能解释这一现象，但也不能完全否认融合遗传的观点。
2、严格控制变量
⑴纯系紫花和白花豌豆杂交，子一代 全
为紫花；
⑵F1进行自花传粉，子二代 中，紫花与
白花的比例约为3；
⑶用另外6对相对性状重复这个实验， 都
只呈现出一种性状，出现了两种性状，
且比例接近3。
“颗粒遗传”：生物性状是由细胞内的某种“颗粒”状物质所决定的。
孟德尔根据实验结果，提出了“遗传因子分离假说”，并成功解释了豌豆杂交实验的结果。
分 离
随机结合
成对
成对
A对a显性使F1表现为紫花
a
A
分 离
a
A
子一代F1
子二代F2
亲本
子一代F1
3、遗传因子分离假说
对F1均表现为紫花的解释：
⑴遗传因子：
⑵遗传因子不会融合，相互独立。
⑶体细胞中遗传因子来自父本和母本，成对存在。
控制性状的物质。
细胞内控制紫花性状的遗传因子（A）和控制白花性状的遗传因子（a）没有融合，相互独立，但A对a显性使F1表现为紫花。
亲本
子一代F1
子二代F2
生殖细胞
生殖细胞
A对a显性，AA、Aa紫色，aa白色。
图4.3-3 紫花豌豆与白花豌豆的杂交实验
⑷F1在形成生殖细胞时，成对的遗传因子（A和a）彼此分离，产生数量均等的A和a两种类型的生殖细胞。
⑸生殖细胞随机结合。
F2出现了紫花和白花两种性状，且比例接近3∶1（AA+Aa+Aa+aa）。
亲本
子一代F1
子二代F2
生殖细胞
生殖细胞
4、演绎推理
孟德尔认为，如果假说正确，那么紫花豌豆F1（Aa）将产生数量均等的A和a两种类型的生殖细胞，而白花豌豆（a a）只能产生a一种类型的生殖细胞。
如果让F1（Aa）与白花豌豆（aa）杂交，理论上子代会出现紫花∶白花＝1∶1的结果，如图4.3-4所示。
图4.3-4 F1紫花豌豆与白花豌豆的杂交实验
5、实验验证，得出结论
孟德尔根据演绎推理的实验方案进行了多次实验，得到的实验结果与他的预期结果完全一致，表明他提出的假说是正确的。
孟德尔的研究方法不是简单的观察和总结，而是首先分析问题和提出假说，再通过实验加以验证，由此揭示了遗传规律。
1866年，他发表了题为《植物杂交实验》的论文，正式提出了著名的遗传因子分离定律。
假说—演绎法
在观察和分析基础上提出问题，通过推理和想象提出解释问题的假说，再根据假说进行演绎推理，设计实验方案并预测结果，通过实验来检验。如果实验结果与预测相符，就可以认为假说是正确的，反之，则可以认为假说是错误的。这是现代科学研究中常用到的假说—演绎法。
方法与技能
由于孟德尔的理论过于超前，当时并没有被学术界所重视，直至他去世数十年以后，其理论的价值才被重新发现，他的遗传理论也受到了学术界的广泛认可。孟德尔因此被公认为遗传学的奠基人。
孟德尔提出了什么假设来解释一对相对性状豌豆杂交实验的结果？孟德尔采用了怎样的研究方法？
①孟德尔提出了“遗传因子分离假说”来解释一对相对性状豌豆杂交实验的结果。
②孟德尔采用了假说—演绎法。
1.相对性状是研究遗传规律的基础，下列选项中，属于相对性状的
（ ）
A.狗的黑毛和狗的卷毛 B.狐的长尾和狐的短尾
C.狗的黄毛和鹅的白毛 D.龟的爬行和鹅的游泳
B
2.已知有酒窝是显性性状，用AA或Aa表示；无酒窝是隐性性状，用aa表示。一对夫妇均为无酒窝，他们生出基因组成为AA的子女的概率是
（ ）
A.0 B.50% C.25% D.100%
A
3. 遗传学之父”孟德尔在研究生物的遗传规律时，经常以豌豆作为实验材料。如图是豌豆花色的遗传情况(F表示显性基因，f表示隐性基因)。已知遗传因子与基因的核心内涵一致，下列推断正确的是（ ）
A.子代紫花的基因组成为Ff
B.亲代紫花的基因组成分别是FF和Ff
C.子代中紫花和白花的比例为1∶1
D.子代白花具有亲代的遗传物质
D
亲代


子代
紫花 紫花
紫花 白花
4.下列关于孟德尔遗传实验的叙述，正确的是（ ）
A．孟德尔在豌豆杂交实验中提出了基因的概念
B．孟德尔设计测交（让F1与隐性纯合子杂交）实验是为了验证其假说
C．孟德尔发现的遗传规律适用于所有生物
D．孟德尔选择豌豆作为实验材料是因为其繁殖周期短
D
5.下列关于孟德尔遗传实验的叙述，正确的是（ ）
A. 最能说明分离定律实质的是F2的表型比例为3：1
B. 通过测交（让F1与隐性纯合子杂交）实验可推测F1产生的生殖细胞种类及比例
C. F2表型比出现3：1为孟德尔提出的假说
D. 孟德尔通过实验得出遗传因子在细胞质上的结论
B
再见

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