1.2孟德尔的豌豆杂交实验（二）课件2023-2024学年高一下学期生物人教版必修二

第2节 孟德尔的豌豆杂交实验（二） 第1章 遗传因子的发现 2024/10/20 第一课时 整体知识框架 2024/10/20 1.通过解读教材P9图1--6，能明确两对相对性状杂交实验的具体过程。 2.利用孟德尔对自由组合现象的假说，能够尝试写出两对相对性状杂交试验的遗传图解。 3.阐明对自由组合现象的解释和相关假说，明确发生自由组合时间。 4.通过两对相对性状杂交实验过程分析，学会用分离再组合的方法分析自由组合的遗传学问题。 学习目标： 温故知新： 1.分离定律的内容： 在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成___存在，不相_____；在形成_____时，成对的遗传因子发生______，分离后的遗传因子分别进入不同的_______中，随______遗传给后代。 2.科学方法——假说—演绎法 观察分析→提出_____； 推理想象→提出_____： ________→预测结果; 实验检验→_____假说。 对 融合 配子 配子 分离 配子 问题 假说 演绎推理 验证 孟德尔的疑问 孟德尔通过豌豆的一对相对性状的遗传实验,总结出基因的分离规律,后来，他又产生新的疑问：一对相对性状的分离对其他相对性状有没有影响？ 黄色圆粒 绿色圆粒 一、两对相对性状的杂交实验 黄色圆粒豌豆 绿色皱粒豌豆 思考： 1、决定种子颜色的遗传因子对决定种子形状的遗传因子有影响吗？ 2、黄色的豌豆一定是饱满的？ 3、绿色的豌豆一定是皱缩的吗？ 1.根据两对相对相对性状的杂交实验结果，如何判断黄色和绿色、圆粒和皱粒的显隐关系。 2.这两对相对性状的遗传是否还遵循分离定律？请说出你的理由。 3.F2中为什么出现黄色皱粒与绿色圆粒性状？ 4.从数学角度分析，9:3:3:1能否与3:1建立数学联系？ 5.从F2的性状组合分析，不同性状之间发生了新的组合，是否控制性状的遗传因子也发生了组合？ 任务一：阅读课本P9-10，思考以下问题 一、两对相对性状的杂交实验 个体数 315 108 101 32 9 3 3 1 ： ： ： 正交 反交 P 绿色皱粒 黄色圆粒 × F1 黄色圆粒 F2 黄色 圆粒 绿色 圆粒 黄色 皱粒 绿色 皱粒 1、观察实验，发现问题 对每一对相对性状的F2单独统计： 以上数据表明：豌豆的粒形和粒色的遗传由两对遗传因子控制，每一对遗传因子的遗传仍然遵循分离定律。 粒形 圆：315+108=423 皱：101+32=133 粒色 黄：315+105=416 绿：108+32=140 黄 : 绿≈3:1 ( 显) (隐) 圆 : 皱≈3:1 （显）（隐） 孟德尔是用哪两对相对性状进行实验的？ 豌豆种子的粒色：黄色和绿色 豌豆种子的粒形：圆粒和皱粒 F1全为黄色圆粒，说明什么问题？ 黄色对绿色为显性，圆粒对皱粒为显性。 （黄色：绿色）x（圆粒：皱粒）＝ 即：黄圆：黄皱：绿圆：绿皱＝ 9∶3∶3∶1 若是n对遗传因子，即其后代的性状数量比应该是 （3：1）n （3：1）x（3：1） 1、F2中为什么出现黄色皱粒与绿色圆粒性状？ 2、从数学角度分析，9:3:3:1能否与3:1建立数学联系？ 说明了不同性状之间进行了重新组合 思考： 任务二：阅读课本P10孟德尔对自由组合现象的解释，找出其解释中的核心内容。 YYRR yyrr X F1(YyRr)产生配子的种类及比例是多少时， F2产生的种子为黄圆：黄皱：绿圆：绿皱=9:3:3:1？ 黄色子叶用Y表示，绿色子叶用y表示；圆粒用R表示，皱粒用r表示。 YR yr 配子 表型 YyRr F1 P 实验现象 作出假设 提出问题 二、对自由组合现象的解释 F1 YyRr Y R yr YR Yr yR 配子 r y F1产生配子时，决定同一性状的成对遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。 1: 1 :1: 1 二、对自由组合现象的解释 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 F1 YR Yr yR yr YR Yr yR yr 1/16YYRR 1/16 YYRr 1/16 yyrr 1/16 yyRr 1/16 Yyrr 1/16yyRr 1/16 yyRR 1/16 YyRr 1/16 Yyrr 1/16 YyRr 1/16YyRR 1/16 YYRr 1/16YyRR 1/16 YyRr 1/16 YyRr 1/16 YYrr 2.雌雄配子结合，有____种方式。 F1的雌雄配子各有____种。 16 4 遗传因子组合____种 性状表现____种 4 YY RR yy rr Yy RR YY Rr Yy Rr Yy Rr Yy Rr Yy Rr Yy RR YY Rr yy RR yy Rr yy Rr YY rr Yy rr Yy rr F1配子 YR yr yR Yr YR yr yR Yr 棋盘法 F2 黄圆 黄皱 1/16 YYrr 绿圆 1/16 yyRR 绿皱 1/16 yyrr 2/16 YYRr 2/16 YyRR 4/16 YyRr 1/16 YYRR 2/16 Yyrr 2/16 yyRr 9 4 9 3 3 1 F2 9 ： 3 ： 3 ：1 Y_R_ Y_rr yyR_ yyrr 双显性类型 单显性类型 双隐性类型 新性状组合 小结 1 .孟德尔第二定律也叫做自由组合定律，控制不同性状的遗传因子的______ 和_______是互不干扰的，在形成配子时，决定__________的遗传因子彼此分离，决定__________的遗传因子自由组合。 2.(1)孟德尔两对相对性状的杂交试验中，F1（YyRr）在产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子可以自由组合，F1产生的雌配子和雄配子各有4种,分别是_______________，数量比例是 :________________________ ②受精时,雌雄配子的结合是_________的，雌、雄配子结合的方式有_________种,遗传因子的组合形式有_________种,性状表现是____________ 种,这些性状分别是_____________________________，它们之间的数量比是________________ 即学即用 1.F2中出现了两种亲本类型，也出现了两种重组类型，比例为 9:3:3:1，从两对相对性状的表型单独去分析，它们之间存在什么关系？ 2.F29种遗传因子的组成及比例，若单独分析两对遗传因子的遗传，它们之间是否存在什么数学关系呢？ 思考： 1/16 YYrr 1/16 yyRR 1/16 yyrr 2/16 YYRr 2/16 YyRR 4/16 YyRr 1/16 YYRR 2/16 Yyrr 2/16 yyRr F1( YyRr )自交， F2的表型： 先从一对性状的表型分析： 再对不同性状的表型自由组合： Rr X Rr 3/4圆(R ) ：1/4皱(rr) Yy X Yy 3/4黄(Y ) ：1/4绿(yy) F2中性状表现组成为绿圆的类型占的比例为 。计算上有什么规律？ 9/16 黄色圆粒（Y R ）= 3/4黄色（Y ）×3/4圆粒（R ） 3/16 黄色皱粒（Y rr ）= 9/16 绿色圆粒（yyR ）= 9/16 黄色圆粒（Y R ）= 3/4黄色（Y ）×1/4皱粒（rr） 3/4绿色（yy）×3/4圆粒（R ） 1/4绿色（yy）×1/4皱粒（rr） F1( YyRr )自交， F2的遗传因子的组成类型： 先从一对性状的基因型分析： Yy X Yy 1/4YY ：2/4Yy ：1/4yy 再对不同性状的基因型自由组合： F2基因型 1/4 YY 2/4 Yy 1/4 yy 1/4 RR 1/16 YYRR 2/16 YyRR 1/16 yyRR 2/4 Rr 2/16 YYRr 4/16 YyRr 2/16 yyRr 1/4 rr 1/16 YYrr 2/16 Yyrr 1/16 yyrr Rr X Rr 1/4RR ：2/4Rr ：1/4rr 1/16 YYRR 2/16 YyRR 2/16 YYRr 4/16 YyRr 1/16 yyRR 2/16 yyRr 2/16 Yyrr 1/16 YYrr F2中遗传因子组成为YYRr的类型占的比例为 。计算上有什么规律？ PPT15：按照分离定律，先从一对性状的基因型分析： Yy自交产生 1/4YY ：2/4Yy ：1/4yy3种基因型，Rr自交产生1/4RR：2/4Rr：1/4rr3种基因型，再对不同性状的基因型自由组合，基因型组合一共有：3×3=9种。 黄色圆粒就是这四种类型：1/16 YYRR、2/16 YyRR、2/16 YYRr、4/16 YyRr，黄色皱粒的两种类型及比例为： 1/16 Yyrr、2/16 Yyrr，绿色圆粒的两种类型及比例为： 1/16 yyRR、2/16 yyRr，绿色皱粒就是：1/16 yyrr。 其实，求某一种基因型及比例不用画表格，直接计算更为简单。 过渡：F2表型也可以用此方法获得。 F2中的遗传因子组成类型汇总分析： 9/16Y R +3/16Y rr+3/16yyR +1/16yyrr =1/4YY(1/4RR+2/4Rr+1/4rr)+ 2/4Yy(1/4RR+2/4Rr+1/4rr) +1/4yy(1/4RR+2/4Rr+1/4rr) =(1/4YY+2/4Yy+1/4yy) · (1/4RR+2/4Rr+1/4rr) 每对性状的F2遗传因子类型发生自由组合。 × F2中的遗传因子组成类型汇总分析： =[(1/2Y+1/2y)·(1/2R+1/2r)] 2 (1/4YY+2/4Yy+1/4yy) · (1/4RR+2/4Rr+1/4rr) F1产生的配子种类和比例：YR:Yr:yR:yr=1:1:1:1。 成对遗传因子分离：分离定律 Yy分离：Y:y=1:1 Rr分离：R:r=1:1 F1产生配子时，成对遗传因子分离，不同对遗传因子自由组合。 雌雄配子随机组合 =(1/2Y+1/2y)2·(1/2R+1/2r)2 =(1/4YR+1/4Yr+1/4yR+1/4yr)2 =(1/4YR+1/4Yr+1/4yR+1/4yr) · (1/4YR+1/4Yr+1/4yR+1/4yr) 不成对遗传因子自由组合：自由组合定律 Y/y与R/r自由组合：YR：Yr：yR：yr=1:1:1:1 基因自由组合规律的常用解法 1、先确定此题是否遵循基因的自由组合规律。 2、分解：将所涉及的两对(或多对)基因或性状 分离开来，一对一对单独考虑，用基因的分离规 律进行分析研究。 3、组合：将用分离规律分析的结果按一定方式 进行组合或相乘。 黄色圆形豌豆与绿色圆形豌豆杂交,对其子代的表现型按每对相对性状逐对进行分析和统计,其结果如图。请据图回答(黄色Y对绿色y为显性,圆形R对皱形为显性) : (1 )亲本的遗传因子组成类型:黄圆是_________ ,绿圆是_________。 (2 )杂交后代的表现型及比例为_____________ (3 )杂交后代中能稳定遗传的数量占总数的___________。 (4)杂交后代中,重组类型所占比例是_________,其中双隐性类型__________。 (5 )子代中黄色圆形的遗传因子组成类型为__________ YyRR或YyRr 1/4 黄圆:绿圆:黄皱:绿皱=3:3:1: 1 yyRr YyRr 1/4 1/2 即学即用 遗传因子组成为AaBb的雌性个体与aaBb的雄性个体杂交,两对遗传因子独立遗传。 1.亲本能产生 种雌配子、 种雄配子，雌雄配子的结合方式有 种。 2.子代中性状表现类型有 种，比例为 ，其中重组性状概率为 ，与亲本性状相同的概率为 。 3.子代遗传因子组成类型有 种，其中能稳定遗传的个体占比为 ，子代遗传因子组成为AaBB的概率为 。 4 2 8 4 3:1:3:1 1/2 1/2 6 0 1/8 即学即用 如图所示，甲、乙两位同学分别用小球做遗传规律模拟实验，甲同学每次分别从Ⅰ、Ⅱ小桶中随机抓取一个小球并记录字母组合；乙同学每次分别从Ⅲ、Ⅳ小桶中随机抓取一个小球并记录字母组合。他们每次都将抓取的小球分别放回原来小桶后再多次重复。分析下列叙述不正确的是(　 ) A.甲同学的实验模拟的是配子随机结合的过程 B.实验中每只小桶内两种小球的数量必须相等，但Ⅰ、Ⅱ桶小球总数可不等 C.甲、乙重复100次实验后，统计的Dd、AB组合的概率均约为50% D.乙同学的实验可模拟两对性状自由组合的过程 C 发现问题：无论正交和反交，F1都表现黄色圆粒，F2出现性状分离，分离比接近9:3:3:1 ①生物体性状都是由遗传因子控制的。 ②体细胞中，遗传因子成对存在 ③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（核心） ④受精时，雌雄配子的结合是随机的 任务： 请设计实验进行验证，并在课堂练习本上写出相应的遗传图解，做出预期。 孟德尔的假说合理地解释了豌豆两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。 对自由组合现象的解释的验证——设计实验，验证假说 对自由组合现象解释的验证 1、设计测交实验 预期实验结果（纸上谈兵） 实验验证 演绎推理 （纸上谈兵） 结果与预期相符 × YR Yr yR yr yr 配子： F1 1 ： 1 ： 1 ： 1 杂种子一代 隐性纯合子 YyRr yyrr YyRr 黄色圆粒 黄色皱粒 绿色圆粒 绿色皱粒 P 黄色圆粒 绿色皱粒 Yyrr yyRr yyrr 若假说正确，则后代性状分离比应为 2、实施测交实验,得出实验结果 实验验证 演绎推理 （纸上谈兵） 结果与预期相符 黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆的F1测交实验结果 黄色圆粒 黄色皱粒 绿色圆粒 绿色皱粒 实际 子粒数 F1 作母本 31 27 26 26 F1 作父本 24 22 25 26 不同性状的数量比 1 ： 1 ： 1 ： 1 结论：实验结果符合预期设想，四种表现型实际子粒数比接近1：1：1：1，从而证实了F1形成配子时不同对的遗传因子是自由组合。 表现型 项 目 3、 自由组合定律——总结归纳，提出定律 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。 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 核心内容： 自由组合定律的适用范围： （1）真核生物且有性生殖生物的性状遗传。 （2）细胞核遗传。 （3）两对或两对以上相对性状的遗传。 细胞质中的遗传因子及原核生物和非细胞生物都不遵循。 思考：是否所有生物性状的遗传都遵循自由组合定律？ 孟德尔对杂交实验的研究也不是一帆风顺的。他曾花了几年时间研究山柳菊，结果却并不理想。主要原因是: (1)山柳菊没有既容易区分又可以连续观察的相对性状: (2)山柳菊有时进行有性生殖，有时进行无性生殖; (3)山柳菊的花小，难以做人工杂交实验。 孟德尔实验方法的启示 1.用豌豆作杂交实验的材料有哪些优点？这说明实验材料的选择在科学研究中起着怎样的作用？ 2.如果孟德尔没有对实验结果进行统计分析，他能不能对分离现象做出解释？ 孟德尔实验方法的启示 如果孟德尔没有对实验结果进行统计学分析,他很难对分离现象作出解释。因为通过数学统计,孟德尔发现了生物性状的遗传在数量上呈现一定的数学比例,这引发他揭示其本质的兴趣。同时,这也使孟德尔意识到数学概率也适用于生物遗传的研究,从而将数学方法引入对遗传实验结果的处理和分析中。 优点:(1)稳定的易于区分的相对性状 (2)豌豆严格自花传粉,在自然状态下一般都是纯种,纯种杂交可获得杂合子; (3)豌豆花比较大,易于做人工杂交实验。 3.孟德尔对分离现象的解释在逻辑上环环相扣，十分严谨。他为什么还要设计测交实验进行验证呢？ 4.孟德尔使用不同的字母作为代表不同遗传因子的符号，这与他在大学进修过数学有没有关系？这对他进行逻辑推理有什么帮助？ 孟德尔实验方法的启示 有关系。数学包含许多符号,数学符号也被普遍应用于概括、表述和研究数学的过程中孟德尔创造性地应用符号体系,并用于表达抽象的科学概念,和应用数学符号研究数学有异曲同工之妙,这与他曾在大学进修过数学有关。数学符号能简洁、准确地反映数学概念的本质。孟德尔用这种方法,也更加简洁、准确地反映抽象的遗传过程,使他的逻辑推理更加顺畅。 一种正确的假说仅能解释已有的实验结果是不够的,还应该能够预测另外一些实验的结果,并通过实验来验证。如果实验结果与预测相符,就可以认为假说是正确的;反之,则认为假说是错误的。孟德尔基于他对豌豆杂交实验作出的假说,设计测交实验,其实验结果与预测相符,由此证明自己提出的假说是正确的。 5.你认为孟德尔成功的原因还有哪些？ 孟德尔实验方法的启示 八年耕耘源于对科学的痴迷， 一畦畦豌豆蕴藏遗传的秘密。 实验设计开辟了研究的新路， 数学统计揭示出遗传的规律。 科学态度与科学精神 科学选材与科学探索 科学方法与实验创新 综合学养与遗传规律 (1)扎实的知识基础和对科学的热爱。 (2)严谨的科学态度。 (3)创造性地应用科学符号体系。 (4)勤于实践。 (5)敢于向传统挑战。 阅读课本P12-13,举例说明以下概念。 1.遗传因子与基因的名词 2.等位基因与相对性状的关系 3.表型与基因型的区分 模型构建：在课堂练习本上构建概念图，表示基因型、表型和环境因素之间的关系。 1909年约翰逊（丹麦） 1.基因——遗传因子 2.表型——生物个体表现出的性状（高茎 & 矮茎） 3.基因型——表型有关的基因组成（DD、Dd） 4.等位基因——控制相对性状的基因（D和d） 注意： ①表型相同的个体，基因型不一定相同，如DD和Dd可能表型一样。 ②基因型相同的个体，表型不一定相同，表型受基因控制外，还受环境因素的影响。 表型=基因型+环境因素 图中哪些过程可以发生基因的自由组合？为什么？ (1) 。基因的自由组合发生于 的过程中，图①、②过程仅发生了 ，未发生自由组合。 (3)重组类型：重组类型是指F2中表型与 不同的个体 ①当亲本基因型为YYRR和yyrr时，F2中重组类型所占比例是 。 ②当亲本基因型为YYrr和yyRR时，F2中重组类型所占比例是 。 6/16 10/16 产生配子 ④⑤ 等位基因的分离 亲本 (2)③⑥过程表示 ，该过程中各种配子的结合是 的。 随机 受精 即学即用 $$