1.1孟德尔的豌豆杂交实验（一） （教学课件）-2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

1.1孟德尔的豌豆杂交实验(一) 问题探讨 融合遗传： 人们曾经认为，两个亲本杂交后，双亲的遗传物质会在子代 体内发生混合，使子代表现出介于双亲之间的性状。就像把 一瓶蓝墨水和一瓶红墨水倒在一起，混合液是另外一种颜色， 再也无法分出蓝色和红色。这种观点也称作融合遗传。 性状：生物体的形态特征和生理特性的总称。 形态特征：如豌豆种子的颜色、形状 生理特性：如人的ABO 血型、植物的抗病性、耐旱性 孟德尔(Gregor Johann Mendel) · 出生于奥地利的一个农民家庭 · 1843年进入布尔诺的奥古斯汀修道院当神甫，1851年到维 也纳大学学习数学、物理学、化学和博物学等课程，其间 接受了物理学、细胞学的许多先进思想。 · 1856年，孟德尔在修道院的花园里，开始了长达8年的豌 豆杂交实验。 · 1865年发表《植物杂交实验》 一文 ·去世16年、论文发表35年后重新发现获得认可。 尔——遗传学之父 为什么豌豆的杂交实验最成功?以豌豆为遗传实验材料有什么优点吗? 用作遗传实验材料的优点 花瓣 花粉 花药 花丝 花萼 花托 柱头 雌蕊 —花柱 —子房 胚珠 花梗孙英宝 雄蕊 豌豆用作遗传实验材料的优点 玉米(单性花) 豌豆用作遗传实验材料的优点 西瓜(单性花) 豌豆用作遗传实验材料的优点 1、豌豆是自花传粉的植物而且是闭花授粉，所以豌豆在自然 状态下都是纯种，用豌豆做人工杂交实验结果可靠，易分析。 用作遗传实验材料的优点 孟德尔如何将豌豆进行杂交的? 课堂探究一： 孟德尔进行了豌豆杂交实验，那么怎样对豌豆实施杂交呢，请带着 以下问题阅读教材P2-3 图1-1。 1、豌豆杂交操作过程? 2、去雄的时间? 3、去雄后的植株作为父本还是母本? 4、为什么要套纸袋? 用作遗传实验材料的优点 供应花粉的植株叫作父本(6 ) 接受花粉的植株叫作母本(早) 去雄 雄蕊未发育成熟前 套袋 防止其他花粉的干扰 人工授粉 去雄 高茎(或矮茎)碗豆的花 先除去未成熟花的全部 雄范，叫做去维。然后，套 上纸袋。 采集花粉 矮茎(或高茎)豌豆的花 待雄花的维落成熟时， 采集另一植株的花粉。 传粉 早 高茎(或矮茎)豌豆的花 先除去未成熟花的全部 E, 叫做去雄。然后，套 上纸 袋。 人工异花传粉示意图 用作遗传实验材料的优点 2、要雄的的模作轼程父本还是母本? 待种子种下长成植 株后，比较子代的 性状特点 套袋 种子形状 子叶颜色 花的颜色 豆荚颜色 (未成熟) 豆荚形状 花的位置 茎的高度 圆滑 皱缩 黄色 绿色 红色 白色 绿色 黄色 饱满 不饱满 腋生 顶生 高茎 矮茎 用作遗传实验材料的优点 相对性状：一 种生物同一性状的不同表现类型。 你能说出人身上的 哪些相对性状? 用作遗传实验材料的优点 相对性状：一 种生物同 一性状的不同表现类型。 圆 8-1 0 前额中 央髪緣有一三角形突出稱美人尖 2.没有美人尖 圆8-9捲 舌 1.舌的兩側可上卷成圆筒狀 2.不會捲舌 圖8-11拇指豎起時梦曲情形 1.挺直 2.拇指向指背面烤曲 圓8-8耳垂的位置 1.與臉颊分離 2. 緊貼臉頰 用作遗传实验材料的优点 相对性状：一 种生物同 一性状的不同表现类型。 圆8-14上眼臉有無皺褶 圖8-12 食指長短 1.雙眼皮 2.單眼皮 1.食指比無名指長 2.食指比無名指短 圆8-13 雙手手指嵌合 1.右手拇指在上 2.左手拇指在上 圆8-15 臉頰有無酒窩 2.没有酒寓 下列各对性状中，属于相对性状的是( B ) A.狗的长毛和卷毛 B.棉花的掌状叶和鸡脚叶 C.玉米叶梢的紫色和叶片的绿色 D.豌豆的高茎和蚕豆的矮茎 豌豆用作遗传实验材料的优点 练一练 种子形状 子叶颜色 花的颜色 豆荚颜色 (未成熟) 豆荚形状 花的位置 茎的高度 圆滑 皱缩 黄色 绿色 红色 白色 绿色 饱满 黄色 不饱满 腋生 顶生 高茎 矮茎 用作遗传实验材料的优点 2、豌豆有多对易于区分的相对性状。 用作遗传实验材料的优点 3、豌豆花大，易于进行杂交操作。 用作遗传实验材料的优点 豌豆用作遗传实验材料的优点 1、自花传粉，闭花受粉(自交),自然状态下一般是纯种。 2、有易于区分的相对性状。 3、花大，便于人工授粉。 2、母本：早异花传粉时，接受花粉的植株。 3、亲本：P 4、杂交：× 5、自交(自花传粉): × 6、杂种后代：F 7、杂种子一代：F₁ 8、杂种子二代：F₂ 相对性状的杂交实验 · 常用符号：1、父本：否异花传粉时，供应花粉的植株。 1、亲代是纯种还是杂种? 双亲都为纯种。 2、F1 的性状与母本相同，是否意味着F1的性状由母本决定? 如果你是孟德尔，你会怎么验证? 正反交：是一组相对概念，若高茎为母本、矮茎为父本间 的交配方式为正交，则高茎为父本、矮茎为母本的交配方 式就称为反交。 3、为什么F1的性状全为高茎，难道矮茎性状消失了吗?如果 你是孟德尔，你会怎么做? 让F1 进行自交，得到子二代，观察F2的性状表现。 显性性状：F₁ 表现出来的亲本性状 隐性性状：F₁ 未表现出来的亲本性状 相对性状的杂交实验 相对性状 3:1 的性状分离比是偶然吗? 自 交：指同一个体或不同个体但为同一基因型的个体间雌雄 配子的结合。豌豆的自花受粉即为自交。 性状分离：杂种后代同时出现显性性状和隐性性状的现象。 相对性状的杂交实验 高茎787:矮茎277=2.96:1≈3:1 性状 F₂ 的表现 显性 隐性 显性：隐性 茎的高度 高茎 787 矮茎 277 2.84:1 种子形状 圆粒 5474 皱粒 1850 2.96:1 子叶颜色 黄色 6022 绿色 2001 3.01:1 花的颜色 红色 705 白色 224 3.15:1 豆荚形状 饱满 882 不饱满 299 2.95:1 豆荚颜色(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 相对性状的杂交实验 孟德尔的豌豆杂交实验的结果 离现象的解释 思考1: 在遗传过程中，遗传的是性状本身吗?遗传的到底是什么呢? 生物的性状是由遗传因子决定的。 决定显性性状的为显性遗传因子(D); 决定隐性性状的为隐性遗传因子(d) 思考2: 在体细胞中遗传因子会有几个呢? 在体细胞中，遗传因子成对存在。 遗传因子组成相同的个体叫做纯合子(如DD、dd); 遗传因子组成不同的个体叫做杂合子(如Dd)。 离现象的解释 思考3: 亲代的遗传因子是如何传递给子代从而控制子代的性状的呢? 亲子代之间遗传的桥梁是什么细胞呢?配子中遗传因子会有几个呢? 形成配子时，成对的遗传因子分离，分别进入不同的配子中。 思考4:受精时，雌雄配子的结合是随机的吗? 受精时，雌雄配子随机结合。 离现象的解释 (1)生物的性状是由遗传因子决定的。 决定显性性状的是显性遗传因子，用大写字母表示(如D); 决 定隐性性状的是小写字母(如d)。 (2)在体细胞中，遗传因子是成对存在的。 例如纯种高茎豌豆的体细胞中有成对的遗传因子DD; 纯种矮茎 豌豆的体细胞中有成对的遗传因子dd。子一代体细胞中遗传因子子 组成为Dd, 为杂合子。 ( 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，分别进入到不同的配子中。 (4)受精时雌雄配子的结合是随机的。 离现象的解释 课堂探究二： 请根据孟德尔的解释，画出高茎豌豆与矮茎豌豆杂交实验的 分析图解。 配子 d F₂ Dd 高茎 d dd 矮茎 1 d Dd 高茎 3 D DD 高茎 D Dd 高茎 矮茎 dd 高茎 DD 配子 D Dd Dd P F₁ × × 究 ·实践】性状分离比的模拟实验 模拟雌雄配子随机结合 d D D d D d d d D D D D d d D D D (Ddd d d D D d D D d 1、每个小桶内，不同颜色的小球数量一定要相同吗?为什么? 一定相同，因为杂合子产生两种类型配子，比例为1:1 究 ·实践】性状分离比的模拟实验 D)D d d d d D D D D d d d d D D d D d D) D d DId d d D D D D d d D Dd 2、甲乙两个小桶一定要相同吗?两桶内小球数量一定要相等吗? 两桶内小球数量不一定相等，且最好不等，因为同种生物， 雌配子数量一般远少于雄配子数量。 究 ·实践】性状分离比的模拟实验 D D D dd d)d D DD D d d d d D D d D d d D D d D d d d DXD D D d d D D d 3、为什么要随机抓取小球?怎样保证随机抓取? 随机抓取模拟雌、雄配子的随机结合，几率是均等的 摇匀再抓、不能看，球的大小、材质等要相同； 究 ·实践】性状分离比的模拟实验 DD)d d d d D D D D d d d d D D d D dd D D d D d d d DXD D D d d D D d 4、为什么要将抓取的小球放回，才能重新抓取?重复做30次以上的 含义是什么? 保证每个桶内两种配子的数量始终相等，被抓取出的概率相等。 重复30次以上，是为了确保观察样本数目足够多。 究 ·实践】性状分离比的模拟实验 DD)d d d d D D D D d d d d D D d D dd D D d D d d d DXD D D d d D D d 5.小球有哪几种组合?理论上比例为多少? DD、Dd、dd 三种，理论上比例为1:2:1 究 ·实践】性状分离比的模拟实验 d D D d DId d d DXD D D d d D D d d d D D D Dd d d d D D d D 分离假设可以很好的解释3:1的性状分 离比，这说明分离假设具有合理性。具 有合理性的假设才有进一步验证的必要。 合理的假设不光要能解释已有的实验结 果，还要能够预测另一些实验的结果。 思考：应设计怎样的杂交实验来验证分 离假设? 验证分离假设相当于验证F1产生了数量 相等的含D的和含a的配子(1D:1d) (1)生物的性状是由遗传因子决 定的。显性遗传因子用大写字母表 示；隐性遗传因子用小写字母表示。 (2)体细胞中遗传因子成对存在。 (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 分别进入到不同的配子中。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 离现象解释的验证 测 交 ：F1与隐性纯合子杂交 用隐性个体产生的一种含d的配子 检测F1是 否 产 生 了 1D:1d_的配子， 从而检测F1形成配子时，成对的遗传 因子是否分离。 隐性纯合子 矮茎 dd d dd 矮茎 1 79矮茎 孟德尔设计的测交预期结果与实验结果一 致，验证了他的假说。 D d Dd 高茎 1 87高茎 F1 配子 F₂ 预测 实际 杂种子一代 高茎 Dd X 离现象解释的验证 概念： 1.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； 2.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。 核心内容： 产生配子时，成对的遗传因子彼此分离。 适用范围： (1)进行有性生殖的真核生物的核遗传因子才会遵循分离定 律，细胞质中的遗传因子及原核生物和非细胞生物都不遵循。 (2)一对相对性状的遗传。 定律 问题1:为什么子一代都是高茎而没有矮茎的呢? 问题2:为什么F₁没有矮茎的，而F₂又出现了矮茎的呢? 问题3:为什么F₂高茎：矮茎≈3:1? 生物的性状是由遗传因子决定的 遗传因子成对存在，在形成配子时分离 雌雄配子的结合是随机的 设计测交实验，预测实验结果 进行测交实验，检验演绎推理的结论 实际结果与推理符合，假说正确，提出分离定律 演绎法 观察分析 提出问题 推理想象 提出假说 演绎推理 实验验证 得出结论 基因 等位基因 控制 性状 相对性状 — ) 显性基因 隐性基因 控制 显性性状 隐性性状 基因型 决定 +环境 表现型 纯合子 杂合子 发生 基因与性状的关系概念图 性状分离 $$