1.1孟德尔的豌豆杂交实验（一）课件 2023—2024学年高一下学期生物人教版必修2

第1节 孟德尔的豌豆杂交实验（一） 第1章　遗传因子的发现 孟德尔（遗传学之父） （1）提出了遗传单位是遗传因子（现代遗传学上确定为基因）； （2）发现了两大遗传规律：基因的分离定律和基因的自由组合定律。 雌蕊 雄蕊 两性花 自花传粉 ——豌豆的优点一 一、豌豆的优点 自花传粉，闭花受粉，自然状态下一般都是纯种的 闭 花 受 粉 是指花在花未开时已经完成了受粉。 相对性状 一种生物的同一种性状的不同表现类型。 一、豌豆的优点 ——豌豆的优点二 具有易于区分的性状能稳定地遗传给后代,便于观察和统计 性状 生物体的形态、结构和生理特性等特征。 比如:颜色，血型，高度，形状等。 ——孟德尔杂交实验选择的7对相对性状 具有易于区分的性状能稳定地遗传给后代,便于观察和统计 ——练一练：下面哪些是相对性状 兔的长毛与短毛 人的双眼皮和单眼皮 狗的长毛与黑毛 桃树的红花和绿叶 兔的短尾与鼠的长尾 豌豆的黄粒与圆粒 √ √ × × × × 注意：同一种生物 同一种性状 不同类型（反义词） ——豌豆的优点三 一、豌豆的优点 花大，容易人工杂交 ①去雄 ②套袋 父本：提供花粉的植株 母本：接受花粉的植株 高茎豌豆的花 矮茎豌豆的花 一、豌豆的优点 在雄蕊成熟前，避免自花传粉 防止外来花粉的干扰 ——人工杂交的步骤 ③传粉 ④套袋 总结：豌豆用作遗传实验材料的优点 自花传粉、闭花受粉 自然状态下一般都是纯种 (2)具有易于区分的性状 能稳定地遗传给后代 便于观察和统计 (3)花比较大 易于做人工杂交实验 (4)单株产生的后代数量多 容易统计分析 8 1、下列属于相对性状的是（　　） A．人的单眼皮和厚眼皮 B．羊毛的卷毛和细毛 C．兔的灰色毛和白色毛 D．豌豆的绿色子叶和黄色豆荚 随堂练习 2、如图表示孟德尔杂交实验操作过程， 下列叙述正确的是（　　） A．②操作后要对b套上纸袋 B．①和②的操作不能同时进行 C．a为父本，b为母本 D．①和②是在花开后进行的 C B 亲本 （P）： 父本（♂） 母本（♀） F1 子一代/杂种一代 子二代/杂种二代 × 杂交 自交 遗传学符号 F2 遗传图谱中的符号： 你发现什么问题了吗？ 高茎 矮茎 P： × (杂交) 高茎 F1 (子一代) (亲本) (父本) (母本) 矮茎 高茎 × 高茎 正交 反交 ——孟德尔实验一第一步 二、一对相对性状的杂交实验 孟德尔把F1中显现出来的性状，叫做显性性状，如高茎；未显现出来的性状，叫做隐性性状，如矮茎。 在杂种后代中，同时显现出显性性状和隐性性状的现象 性状分离 二、一对相对性状的杂交实验 高茎 787高茎 277矮茎 × P F1 F2 高茎 矮茎 （杂交） （自交） 3 ∶ 1 × ——孟德尔实验一第二步 为什么子一代都是高茎的？ 难道矮茎性状消失了吗？ 孟德尔还对豌豆的其他6对相对性状进行了杂交实验，实验结果如下： 可见F2中出现3∶1的性状分离比不是偶然的。 性状 F2的表现 显性 隐性 显性：隐性 种子的形状 圆粒 5474 皱粒 1850 2.96：1 茎的高度 高茎 787 矮茎 277 2.84：1 子叶的颜色 黄色 6022 绿色 2001 3.01：1 种皮的颜色 灰色 705 白色 224 3.15：1 豆荚的形状 饱满 882 不饱满 299 2.95：1 豆荚的颜色（未成熟） 绿色 428 黄色 152 2.82：1 花的位置 腋生 651 顶生 207 3.14：1 为什么子二代中的矮茎性状又出现了？ 子二代（F2）中出现3∶1的性状分离比是偶然的吗？ (1)生物的性状是由遗传因子决定的 遗传因子不融合、不消失 显性性状：由显性遗传因子控制（用大写D表示） 隐性性状：由隐性遗传因子控制（用小写d表示） (2)体细胞中遗传因子是成对存在的 纯种高茎豌豆： 纯种矮茎豌豆： DD dd 纯合子： 杂合子： F1高茎豌豆： Dd 遗传因子组成相同的个体 遗传因子组成不同的个体 三、分离现象的解释 (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。 配子中只含每对遗传因子的一个。 (4)受精时，雌雄配子的结合是随机的。 含遗传因子D的配子，既可以与含遗传因子D的配子结合，又可以与含遗传因子d的配子结合。 P 高茎 矮茎 DD dd × 配子 D d Dd 高茎 Dd 高茎 F1配子 F1 D d D d F2 DD Dd dd 高茎 高茎 矮茎 孟德尔观点１：性状是由遗传因子决定． 孟德尔观点４：受精时，雌雄配子的随机结合 孟德尔观点２：体细胞中遗传因子是成对 高：矮＝3 ∶1 F2有几种遗传因子组合类型？比例是多少？ 遗传因子组成比 ＝ １　∶ ２　 ∶ １ 孟德尔观点３：形成配子时,遗传因子彼此分离, 配子中遗传因子成单 遗传图解 表现型比例： × 探究·实践 性状分离比的模拟实验 1.实验目的 通过模拟实验，理解遗传因子的分离和配子的随机结合与性状之间的数量关系，体验孟德尔的假说。 2.模拟内容 甲、乙两个小桶：_______________； 甲、乙小桶内的彩球 ：___________； 不同彩球的随机组合：_______________________________________。 3.操作步骤 4.分析结果，得出结论 (1)彩球组合类型数量比：DD∶Dd∶dd≈____________。 (2)彩球组合类型的数量比代表显、隐性性状数量比：显性∶隐性≈______。 雌、雄生殖器官 雌、雄配子 生物在生殖过程中，雌、雄配子的随机结合 取小桶并编号 → 分装彩球 → 混合彩球 → 随机取球 → 放回原小桶 → 重复实验 1:2:1 3:1 性状分离比的模拟 1．为什么每个小桶内的两种彩球必须相等？ 2．实验中，甲、乙两个小桶内的彩球数量都是20个，这符合自然界的实际情况吗？ 3．为什么每次把抓出的小球放回原桶并且摇匀后才可再次抓取？ 4．理论上，实验结果应是：彩球组合DD∶Dd∶dd＝1∶2∶1，但有位同学抓取4次，结果是DD∶Dd＝2∶2，这是不是说明实验设计有问题？ 1.杂种F1(Dd)产生比例相等的两种配子。 2.不符合。自然界中，一般雄配子的数量远远多于雌配子的数量。 3.为了使代表雌雄配子的两种彩球被抓出的机会相等。 4.不是。DD∶Dd∶dd＝1∶2∶1是一个理论值，如果统计数量太少，不一定会符合DD∶Dd∶dd＝1∶2∶1的理论值，统计的数量越多，越接近该理论值。 （一）设计测交实验预期实验结果 （二）实施测交实验得出实验结果 演绎推理 实验验证 通过测交实验的结果可证实: ①F1是杂合子； ②F1产生了两种比例相等的配子； ③F1在形成配子时，成对的遗传因子发生了分离。 四、对分离现象解释的验证 ——测交（test cross）实验 四、对分离现象解释的验证---测交 孟德尔所做的测交实验的结果验证了他的假说。测交结果符合预期设想： 1、F1是杂合子(Dd)； 2、F1产生两种类型(D和d)且比例相等的配子； 3、F1在形成配子时，成对的遗传因子发生了分离，分离后的 遗传因子分别进入到不同的配子中。 五、分离定律(孟德尔第一定律) 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。 （1）真核生物、细胞核中的遗传因子（基因）；（不适用于 原核生物、细胞质的遗传因子） （2）一对遗传因子 （基因）； （3）进行有性生殖的生物。 分离定律适用条件： 20 F2出现3：1的性状分离比是偶然的吗？ 观察实验 发现问题 F2出现3：1的性状分离比 F2为什么会出现3：1的性状分离比呢？ 分析问题提出假说 1.遗传因子决定生物的性状 2.体细胞中遗传因子成对存在 3.成对的遗传因子在形成配子时分离 4.雌雄配子在受精时随机结合 科学方法 假说—演绎法 演绎推理 验证假说 测交后代 Dd dd D d Dd 配子 高茎 矮茎 1 : 1 杂种子一代 高茎 隐性纯合子矮茎 d dd 测交 X 高茎豌豆 矮茎豌豆 测交后代 87株 79株 比例 高茎:矮茎≈１:１ 分析问题提出假说 理论推演结果与真实实验结果相符 总结规律 分离定律 例“假说—演绎法”是现代科学研究中常用的一种方法，下列属于孟德尔在发现基因分离定律时的“演绎”过程的是： A．生物的性状是由遗传因子决定的 B．由F2出现了“3∶1”可推测，生物体产生配子时成对遗传因子彼此分离 C．若F1产生配子时成对遗传因子分离，则测交后代会出现两种性状，比例接近1∶1 D．若F1产生配子时成对遗传因子分离，则F2中三种基因型比例接近1∶2∶1 C 设计实验方案 假设你正在一个花卉生产基地工作。有一天，你突然发现一种本来开白花的花卉，出现了开紫花的植株。你立刻意识到它的观赏价值，决定培育这样的花卉新品种。当你知道这种花是自花传粉以后，将这株开紫花的植株的种子种下去，可惜的是，在长出的126株新植株中，却有36株是开白花的，这当然不利于商品化生产。怎样才能获得开紫花的纯种植株呢？请你写出解决这一问题的实验方案，与同学交流，看谁设计的方案更简捷。 将获得的紫花植株连续自交几代，即将每次自交后代的紫花植株选育后再进行自交，直至自交后代中不再出现白花植株为止。具体过程可用下图表示。 思维训练 设计实验方案 思维训练 P 1/4AA 1/2Aa 1/4aa Aa F1 F2 F3 Fn 1/4AA 1/8AA (½)2Aa 1/8aa 1/4aa (½)3Aa …. 拓展：1.杂合子（Aa）连续自交第N代的比例 27 Fn 杂合子 纯合子 显性纯合子 隐性纯合子 显性性状个体 隐性性状个体 所占 比例 杂合子（Dd）连续自交第N代的比例 2．杂合子连续自交且逐代淘汰隐性个体 如图所示： [例7]　纯合高茎豌豆和矮茎豌豆杂交，F1连续自交产生F3植株，下列说法错误的是(　　) A．F2中有一半的植株能够稳定遗传 B．F2高茎植株中2/3的个体不能稳定遗传 C．F2杂合子自交的性状分离比为3∶1 D．F3高茎植株中纯合子为3/8 4/9 1/9 1/9 1/9 1/9 1/36 1/18 1/36 3.自由交配 自由交配强调的是群体中所有个体进行随机交配，以遗传因子组成为23AA、13Aa的动物群体为例。 (1)．列举法 自由交配又叫随机交配，是指在一个进行有性生殖的种群中，一个雌性或雄性个体与任何一个异性个体交配的机会均等，故可采用列举法分析(如表所示)。 5/6 1/6 5/6 25/36 5/36 1/6 5/36 1/36 5/6 1/6 [例9]　已知果蝇的黑身(b)和灰身(B)是一对相对性状，将纯种的灰身果蝇和黑身果蝇杂交，F1全部为灰身，让F1自由交配得到F2，将F2的灰身果蝇全部取出，让其自由交配，后代中灰身果蝇所占的比例是(　　) 1、根据子代的性状判断 （1）具有不同(相对)性状的亲本杂交，若后代只表现出一种性状，则表现出来的性状为显性性状，未表现出来的为隐性性状。“有中生无”法 （2）具有相同性状的亲本杂交，若后代表现出新性状，则新出现的性状为隐性性状。“无中生有”法 2、根据子代性状分离比判断 具有相同性状的亲本杂交，若子代出现3：1的性状分离比，则3的为显性，1的为隐性。 题型归纳 （一）判断显性、隐性的方法【科学思维】 题型归纳 （二）纯合子与杂合子的鉴定【科学思维】 项 目 纯合子 杂合子 实验 鉴定 测交 后代有1种类型， 后代有2种类型， 自交 后代不发生性状分离 后代发 生性状分离 花粉鉴定（植物） 花粉的基因型有1种 花粉的基因型有2种 测交法 水稻的非糯性（由遗传因子A控制）和糯性（由遗传因子a控制）是一对相对性状，现有纯种的非糯性和糯性水稻若干，请分别用测交法、杂合子自交法和花粉鉴定法（已知碘液可将非糯性花粉和糯性花粉分别染成蓝黑色和橙红色）验证分离定律。 题型归纳 （三）分离定律的验证方法【科学思维】 水稻的非糯性（由遗传因子A控制）和糯性（由遗传因子a控制）是一对相对性状，现有纯种的非糯性和糯性水稻若干，请分别用测交法、杂合子自交法和花粉鉴定法（已知碘液可将非糯性花粉和糯性花粉分别染成蓝黑色和橙红色）验证分离定律。 杂合子自交法 题型归纳 （三）分离定律的验证方法【科学思维】 花粉鉴定法 水稻的非糯性（由遗传因子A控制）和糯性（由遗传因子a控制）是一对相对性状，现有纯种的非糯性和糯性水稻若干，请分别用测交法、杂合子自交法和花粉鉴定法（已知碘液可将非糯性花粉和糯性花粉分别染成蓝黑色和橙红色）验证分离定律。 题型归纳 （三）分离定律的验证方法【科学思维】 题型归纳 （四）推导型【科学思维】 1.已知亲代基因型推后代分离比（正推法） 亲本组合 子代基因型及比例 子代表现型及比例 AA×AA AA 全是显性 AA×Aa AA:Aa=1:1 全是显性 AA×aa Aa 全是显性 Aa×Aa AA:Aa:aa=1:2:1 显性:隐性=3:1 Aa×aa Aa:aa=1:1 显性:隐性=1:1 aa×aa aa 全是隐性 题型归纳 （四）推导型【科学思维】 2.已知后代分离比推亲代基因型（以A/a为例，逆推法） 后代表现型 亲本基因型 全 显 AA×__ 全 隐 aa×aa 显﹕隐 = 1 ﹕ 1 Aa×aa （杂合子的测交） 显﹕隐 = 3 ﹕ 1 Aa×Aa （杂合子的自交） 拓展应用：某农场养了一群马，马的毛色有栗色和白色两种。已知栗色和白色分别由遗传因子B和b控制。育种工作者从中选出一匹健壮的栗色公马，拟设计配种方案鉴定它是纯合子还是杂合子。（就毛色而言）请回答下列问题。 （1）在正常情况下，一匹母马一次只能生一匹小马。为了在一个配种季节里完成这项鉴定，应该怎样配种？ （2）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？ （1）将被鉴定的栗色公马与多匹白色母马配种，这样可在一个季节里产生多匹杂交后代。 （2）杂交后代可能有两种结果：一是杂交后代全部为栗色马，此结果说明被鉴定的栗色公马很可能是纯合子；二是杂交后代中既有白色马，又有栗色马，此结果说明被鉴定的栗色公马为杂合子。 信息一、马毛色的栗色、白色为一对相对性状。 信息二、栗色为显性性状（B）； 白色为隐性性状（b）。 信息三、白色马是隐性纯合子（bb），栗色公马的基因组成 可能是BB或Bb，因此选育的栗色公马需要设计方案来鉴定。 分析 2、用产生配子的概率计算（白化病为例） Aa × Aa aa Aa A a 1/2 1/2 1/2a × 1/2a＝1/4aa 1、用分离比直接计算 如：用两个正常的双亲的基因型均为Aa，生一个孩子正常的概率为______，患白化病的概率为______。 3/4 1/4 （五）遗传概率的常用计算方法 已知表现型的概率计算 要分清是在哪个范围内所占的比例 如：在豌豆的杂交实验中，F2中，DD占1/4，但在F2的显性性状中DD占1/3。Dd占2/3. 例：人类白化病是隐性遗传病，一对正常的夫妇，且他们的双亲也都正常，但双方都有一兄弟是白化病患者，问这对夫妇生白化病孩子的概率是( )，这对夫妇生的孩子肤色正常的概率是( ). A. 1/9 B. 1/4 C. 8/9 D. 3/4 A C 44 Aa x Aa 正常情况：1AA：2Aa:1aa 显性纯合致死：2Aa:1aa 隐性纯合致死：1AA：2Aa 可除去致死（淘汰）后的雌雄配子后，重新计算该类配子的概率，再使用棋盘法推出子代概率。 配子致死： 题型归纳 （六）特殊分离比问题【科学思维】 1.致死或淘汰现象 【例】基因型为Aa的某植株产生的“a”花粉中有一半是致死的，则该植株自花传粉产生的子代中，AA:Aa:aa= 。  ♂ ♀ 1/2A 1/2a 2/3A 2/6AA 2/6Aa 1/3a 1/6Aa 1/6aa 配子 P Aa 2:3:1 ⊕ F2 红花　　粉花　　　白花 　　　　（ＲＲ）　　　 （Ｒr） 　　　（rr) 　　 １ 　 ∶　　２　 ∶　 １ P 红花紫茉莉 ×白花紫茉莉、 （ＲＲ）　　　　（rr) F1 　　　　粉花（Ｒr） 2、紫茉莉花色的不完全显性遗传 46 3、从性遗传 从性遗传是指常染色体上的基因控制的性状，在表现型上受个体性别影响的现象。如男性秃顶的遗传因子组成为Bb、bb，女性秃顶的遗传因子组成只有bb。 [例13]　人类的秃顶和非秃顶由一对遗传因子B和b控制，结合下表信息，相关判断不正确的是(　　) A.非秃顶的两人婚配，后代男孩可能为秃顶 B．秃顶的两人婚配，后代女孩可能为秃顶 C．非秃顶男与秃顶女婚配，生一个秃顶男孩的概率为1/2 D．秃顶男与非秃顶女婚配，生一个秃顶女孩的概率为0 BB Bb bb 男 非秃顶 秃顶 秃顶 女 非秃顶 非秃顶 秃顶 － － ＋ － 1－ 杂合子Aa连续自交，且逐代淘汰隐性个体，自交n代后，显性个体中，纯合子比例为eq \x(\s\up1(18))_________，杂合子比例为eq \x(\s\up1(19))_________。 eq \f(2n－1,2n＋1) eq \f(2,2n＋1) ♀ ♂ 2/3AA 1/3Aa 2/3AA eq \x(\s\up1(01))_________AA eq \x(\s\up1(02))_________AA、eq \x(\s\up1(03))_________Aa 1/3Aa eq \x(\s\up1(04))_________AA、eq \x(\s\up1(05))_________Aa eq \x(\s\up1(06))___________AA、eq \x(\s\up1(07))___________Aa、eq \x(\s\up1(08))____________aa 合并后，遗传因子组成及概率为25/36AA、10/36Aa、1/36aa。 (2)．配子法 已知群体遗传因子组成为2/3AA、1/3Aa，则A概率为eq \x(\s\up1(09))_________，a概率为eq \x(\s\up1(10))_________，画出棋盘如下： 雌配子 雄配子 eq \x(\s\up1(11))_________A eq \x(\s\up1(12))_________a eq \x(\s\up1(13))_________A eq \x(\s\up1(14))_____________AA eq \x(\s\up1(15))____________Aa eq \x(\s\up1(16))_________a eq \x(\s\up1(17))____________Aa eq \x(\s\up1(18))____________aa 即遗传因子组成及概率为25/36AA、10/36Aa、1/36aa。 A.eq \f(8,9) B．eq \f(1,3) C.eq \f(4,9) D．eq \f(3,6) $$