1.2孟德尔的豌豆杂交实验（二）课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

第1章 遗传因子的发现 第2节 孟德尔的豌豆杂交实验（二） 1 智慧和外貌是两种不同的性状，要如何预测多种性状的遗传情况呢？ 两对相对性状的遗传遵循何种规律？ 问题探讨 观察花园里的豌豆植株，孟德尔发现就子叶颜色和种子形状来看，包括两种类型：一种是黄色圆粒，一种是绿色皱粒的。 1. 决定子叶颜色的遗传因子对决定种子形状的遗传因子会不会有影响呢？ 2. 黄色的豌豆一定是饱满的、绿色的豌豆一定是皱缩的吗？ 沉思中的孟德尔 3 黄色对绿色为显性性状 圆粒对皱粒是显性性状 F1 黄色圆粒 绿色皱粒 P × 黄色圆粒 F2 黄色 圆粒 黄色 皱粒 绿色 圆粒 绿色 皱粒 315 101 108 32 9 ： 3 ： 3 ： 1 × ——绿色圆粒和黄色皱粒 一、两对相对性状的杂交实验 亲本类型：性状表现与亲代（P）相同 的类型 重组类型：性状表现与亲代（P）不相 同的类型 （1）黄色和绿色、圆粒和皱粒哪个是显性性状,哪个是隐性性状? （2）F2出现新的性状组合具体是什么? 发现问题 F1 黄色圆粒 绿色皱粒 P × 黄色圆粒 F2 黄色 圆粒 黄色 皱粒 绿色 圆粒 绿色 皱粒 315 101 108 32 9 ： 3 ： 3 ： 1 × 一、两对相对性状的杂交实验 1. F2为什么会出现新的性状组合？ 2. F2中的黄圆：黄皱：绿圆：绿皱 为什么接近9：3：3：1？ 3. 9︰3︰3︰1,这与一对相对性状的 分离比3：1有数学联系吗? 发现问题 种子形状 子叶颜色 315+108=423 ｛ 圆粒种子 皱粒种子 ｛ 黄色种子 绿色种子 其中 圆粒∶皱粒≈ 黄色∶绿色≈ F1 黄色圆粒 绿色皱粒 P × 黄色圆粒 F2 黄色 圆粒 黄色 皱粒 绿色 圆粒 绿色 皱粒 315 101 108 32 9 3 3 1 ： ： ： 101+32=133 315+101=416 108+32=140 3∶1 3∶1 孟德尔首先对每一对相对性状单独进行分析。 × 发现问题 6 每一对相对性状的传递规律仍然遵循着_________________。 也就是说控制种子形状的遗传因子的遗传，与控制子叶颜色的遗传因子的遗传是___________的。 为什么会出现这样的结果呢？ 分离定律 如果把两对性状联系在一起分析，F2出现的四种表现型的比 （黄色：绿色）×（圆粒：皱粒）＝（3:1）×（3:1） 黄圆：黄皱：绿圆：绿皱＝ 9∶3∶3∶1 互不干扰 发现问题 不同性状之间发生了新的组合，是否控制两对相对性状的遗传因子也发生了组合呢？ 二、对自由组合现象的解释 黄色圆粒 绿色皱粒 F1 黄色圆粒 YR yr Yy Rr P 配子 配子只得一半遗传因子 YY RR ___对相对性状，由___对遗传因子控制 两 两 yy rr 圆粒和皱粒分别由遗传因子R、r控制,黄色和绿色分别由遗传因子Y、y控制。 受精时,雌雄配子的结合是随机的 发现问题 提出假说 F1可能形成哪些配子？ a.F1产生配子时，每对遗传因子彼此分离 F1：YyRr形成配子时 Y与y分离 R与r分离 b.不同对的遗传因子自由组合 形成 Y和R结合 YR配子 Y和r结合 Yr配子 形成 y和R结合 yR配子 形成 y和r结合 yr配子 形成 c.受精时，雌雄配子的结合是随机的 黄色圆粒 绿色皱粒 F1 黄色圆粒 YR yr Yy Rr YR yr Yr yR F1配子 P P配子 R Y Y R r y r y 1 ： 1 ： 1： 1 提出假说 发现问题 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 性状表现 黄圆：黄皱：绿圆：绿皱=9:3:3:1 棋盘法 结合方式有___种 遗传因子组成____种 性状表现____种 16 9 4 发现问题 提出假说 发现问题 提出假说 棋 盘 法： YyRr YyRR YYRr YyRR YyRr YYRr YyRr YyRr yyRr yyRr Yyrr Yyrr YYRR yyRR YYrr yyrr F1 配子 F2 YR yR Yr yr YR yR Yr yr 9 ︰ 3 ︰ 3 ︰ 1 遗传因子 组合形式：9种 1YYRR纯合子2YyRR 2YYRr 4YyRr双杂合 9/16 Y_R_ 1yyrr纯合子 1/16 yyrr 1yyRR纯合子2yyRr 3/16 yyR_ 1YYrr纯合子2Yyrr 3/16 Y_rr 黄圆 双显性 黄皱 单显性 绿圆 单显性 绿皱 双隐性 性状表现：4种 1/4 1/4 9Y_R_ 3Y_rr 3yyR_ 1yyrr F1 黄圆 黄圆 黄皱 绿圆 绿皱 绿皱 P × 黄圆 YYRR yyrr YyRr F2 重组 类型 亲本 类型 重组 类型 亲本 类型 × 9Y_R_ 3Y_rr 3yyY_ 1yyrr F1 黄圆 黄圆 黄皱 绿圆 绿皱 绿圆 P × 黄皱 YYrr yyRR YyRr F2 重组 类型 亲本 类型 重组 类型 亲本 类型 × 更换亲本 亲本类型：5/8 重组类型：3/8 亲本类型：3/8 重组类型：5/8 发现问题 提出假说 三、对自由组合现象解释的验证----测交 演绎推理 × YR Yr yR yr yr 配子： 测交后代 1 ： 1 ： 1 ： 1 杂种子一代 隐性纯合子 YyRr yyrr YyRr 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 1、理论推测： 2、实验结果： （见下表） 13 发现问题 提出假说 演绎推理 实验验证 孟德尔用F1与双隐性类型测交，F1不论作母本，还是作父本，结果都与预测相符。 性状组合 黄圆 黄皱 绿圆 绿皱 实际 籽粒数 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 三、对自由组合现象解释的验证----测交 四种性状表现实际子粒数比接近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。 14 发现问题 提出假说 四、自由组合定律内容： 演绎推理 实验验证 得出结论 控制不同性状的遗传因子的分离和组合是__________的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此______，决定不同性状的遗传因子__________。 互不干扰 分离 自由组合 1.适用条件：进行有性生殖的真核生物的两对或两对以上相对性状的细胞核遗传。 2.自由组合定律的实质（关键） YyRr Yr yR yr YR 在产生配子时，Y与y分离，R与r分离；Y/y与R/r之间自由组合 15 发现问题 提出假说 四、自由组合定律内容： 演绎推理 实验验证 得出结论 控制不同性状的遗传因子的分离和组合是__________的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此______，决定不同性状的遗传因子__________。 互不干扰 分离 自由组合 × Q:如何验证两对相对性状的遗传是否遵循自由组合定律？ 自交法 测交法 花粉鉴定法 双杂合子×双杂合子 双杂合子×隐性纯合子 四种花粉 9 : 3 : 3 : 1 1 : 1 : 1 : 1 1 : 1 : 1 : 1 判断：自由组合指的是雌雄配子的自由组合（ ） 16 小结 提出问题 提出假说 演绎推理 实验验证 得出结论 两对相对性状的杂交实验 对自由组合现象的解释 假 说 — 演 绎 法 设计测交实验 基因的自由组合定律 实施测交实验 五、孟德尔实验方法的启示 书本P12—思考讨论 在孟德尔发现遗传规律之前，一些研究杂交育种的专家对杂交后代中出现性状分离的现象早已熟知，但是他们往往把一种生物的许多性状同时作为研究对象，并且没有对实验数据做深入的统计学分析。 孟德尔对杂交实验的研究也不是一帆风顺的。他曾花了几年的时间研究山柳菊，结果并不理想。 主要原因是：（1）没有易于区分的相对性状；（2）有时进行有性生殖，有时进行无性生殖；（3）花小，难人工杂交 综上所述，孟德尔获得成功的原因有哪些？ 1、选用豌豆作为实验材料 （1）豌豆严格进行自花传粉和闭花受粉，自然条件下都是纯种 （2）豌豆有易于区分的相对性状，便于进行观察和统计 （3）豌豆的花较大，进行去雄等工作更为方便 （4）子粒较多，数学统计分析得结果更可靠 2、从一对性状到多对性状研究（简单到复杂） 3、运用 方法对实验结果进行分析 4、科学地设计实验程序（假说-演绎法），首创了测交方法 统计学 获得成功的原因 发现问题 提出假说 演绎推理 实验验证 得出结论 五、孟德尔实验方法的启示 书本P12—思考讨论 5、提出新概念并应用符号体系表达概念。 19 六、孟德尔遗传规律的再发现 基因 表型（即表现型） 基因型 等位基因 孟德尔的“遗传因子”(如D基因和d基因) 是指生物个体所表现出来的性状(如高茎) 是指与表现型有关的基因组成(如DD、Dd、dd) 控制相对性状的基因(如D和d) 1866年，孟德尔将研究结果整理成论文发表。 1900年，孟德尔的遗传规律被重新提出。 1909年，丹麦生物学家约翰逊将“遗传因子”改名为“基因”；并提出了表现型和基因型的概念。 表现型和基因型以及它们的关系: 表现型 = 基因型 + 环境 ①基因型相同，表现型一定相同。 ②表现型相同，基因型一定相同。 ③基因型是决定表现型的主要因素。 ④在相同的环境中，基因型相同，表现型一定相同。 掌握遗传规律有助于人们正确地解释自然界普遍存在的遗传现象，在动植物育种和医学实践方面都有重要的意义。 ①假如你是一位育种工作者，你用什么方法把两个品种的优良性状组合在一起？ 现在有两个不同品种的小麦，一个品种抗倒伏，但易染条锈病（DDTT）；另一个品种易倒伏，但能抗条锈病（ddtt）。 小麦的抗倒伏（D）对易倒伏（d）为显性，易染条锈病（T）对抗条锈病（t）为显性。小麦患条锈病或倒伏，会导致减产甚至绝收。 七、孟德尔遗传规律的应用 22 1.哪一代个体最早表现出优良性状？ 2.子二代具有显性优良性状的品种都能稳定遗传吗？为什么? 3.如何才能获得稳定遗传的优良品种？ 4.如果需要选育的优良品种是隐性性状，如何进行选育？ 5.结合育种过程，分析杂交育种的优缺点。 9D_T_ 3ddT_ 3D_tt 1ddtt × × P F1 F2 DDTT ddtt DdTt 抗倒伏易染病 易倒伏抗病 抗倒伏易染病 （DDtt、 Ddtt） 抗倒伏抗病 不抗倒伏抗病 F3 选优 自交 选出稳定遗传的个体，扩大推广 F2 不一定，具有显性优良性状的品种可能是杂合子。 连续多代自交，减少杂合子的比例。 直接在F2选出隐形个体，即可稳定遗传，不需连续多代自交 杂交育种的优缺点： 优点：使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上，即“集 优”,能产生新的基因型。 缺点：①只能利用已有基因的进行重组，按需选择。 ②育种进程缓慢，过程复杂（自交选择需5-6代,甚至十几代)。 七、孟德尔遗传规律的应用 23 B_ee B_ee 24 长毛立耳 短毛折耳 BBEE bbee 杂交 F1间交配 长折 短折 　Ｐ 长毛立耳 BbEe Ｆ１ Ｆ２ 长毛立耳 BbEe 长立 长折 短立 短折 B_ee B_E_ bbE_ bbee 选优 B b 选优 测交 bbee 长折 短折 bbee 长折 短折 全为长折 培育动物新品种： 如长毛折耳猫（BBee）的培育 （二）在医学实践中的应用 依据分离定律和自由组合定律，对某些遗传病在后代中的患病概率做出科学推断，从而为遗传咨询提供理论依据。 例如：人类的白化病是一种由隐性基因(a)控制的遗传病，如果一个患者的双亲表现型正常，根据分离定律可知患者双亲遗传因子组成一定都是______，则双亲的后代中患病概率是______。 Aa 1/4 练一练 在一个家庭中，父亲是多指患者（由显性致病基因A控制），母亲的表现型正常，他们婚后却生了一个手指正常但患先天聋哑（由隐性致病基因d控制，基因型为dd）的小孩。请推断父亲和母亲的基因型，并预测他们再生一个小孩 （1）只患多指的概率______（2）只患先天聋哑的概率________ （3）只患一病的概率______（4）两病皆患的概率___________ （5）患病概率____________（6）不患病的概率________ 3/8 1/8 1/2 1/8 5/8 3/8 计算多种遗传病的患病概率时： 患病概率=1-不患病概率 小结：分离定律 VS 自由组合定律 ①两大遗传定律在生物的性状遗传中同时进行，同时起作用。 ②分离定律是自由组合定律的基础。 遗传 定律 研究的相对性状 涉及的等位基因 F1配子的种类及比例 F2基因型种类及比例 F2表型种类及比例 分离 定律 自由组合定律 两对 两对 一对 一对 2种 1∶1 4=22种 1:1:1:1 3种 1∶2∶1 9=32种 (1:2:1)2 2种 3∶1 4=22种9:3:3:1 n对 n对 2n种 3n种 2n种 =41 =42 =4n 独立遗传/互不干扰 Aa AaBb AaBbCcDd... 自由组合解题技巧— 单独处理，彼此相乘 将多对性状分解为单一的相对性状，然后按基因的分离规律来单独分析，最后将各对相对性状的分析结果相乘。其理论依据是概率理论中的乘法定理。 YyRr×YyRr ①Yy×Yy → ②Rr×Rr → 3黄：1绿 3圆：1皱 2种表现型 2种表现型 1YY:2Yy:1yy 1RR:2Rr:1rr 3种基因型 3种基因型 拆分法 ⑶后代表型种类及A_B_C_的概率。 AaBbCc与AaBBCc杂交, 求： ⑴AaBbCc产生几种配子，Abc的概率是多少？ 分离： Aa、Bb、Cc各产生2种配子，AaBbCc共产生配子2×2×2＝8种； 则Abc＝1/2(A)×1/2(b)×1/2(c)＝1/8。 ⑵后代基因型种类及aaBbCC的概率。 分离： Aa×Aa→1AA:2Aa:1aa，Bb×BB→1BB:1Bb，Cc×Cc→1CC:2Cc:1cc，后代基因型种类＝3×2×3＝18， aaBbCC＝1/4(aa)×1/2(Bb)×1/4(CC)=1/32。 分离：Aa×Aa→3A_:1aa，Bb×BB→1B_，Cc×Cc→3C_:1cc， 后代表型种类＝2×1×2＝4，A_B_C_＝3/4×1×3/4=9/16。 七、自由组合定律的应用—常考题型 熟记常见杂交组合的子代情况、常见比例对应的亲本杂交组合 再利用“拆分法” “正推” “逆推” Aa×Aa→ Aa×aa→ AaBb×AaBb→ AaBb×aabb→ 1AA:2Aa:1aa （显性：隐性=3：1） 1AA:1Aa （显性：隐性=1：1） 9A_B_ : 3A_bb : 3aaB_：1aabb （双显性：单显性：单显性：双隐性=9：3：3：1） 1AaBb : 1Aabb : 1aaBb：1aabb （双显性：单显性：单显性：双隐性=1：1：1：1） 1.常见杂交组合的子代情况（“正推”） 必备知识及能力 2.两对相对性状子代常见比例对应的亲本杂交组合（“逆推”） (1)9∶3∶3∶1⇒ ⇒ (2)1∶1∶1∶1⇒ ⇒ (3)3∶3∶1∶1⇒ ⇒ (4)3∶1⇒ ⇒ （3：1）（3： 1） (Aa×Aa)(Bb×Bb) 亲本：AaBb×AaBb （1：1）（1： 1） (Aa×aa)(Bb×bb) 亲本：AaBb×aabb Aabb×aaBb （3：1）（1： 1） (Aa×Aa)(Bb×bb) 亲本：AaBb×Aabb AaBb×aaBb (Aa×aa)(Bb×Bb) （3：1）1 (Aa×Aa)(BB×_ _) 亲本：AaBB×Aa_ _ Aabb×Aabb (Aa×Aa)(bb×bb) (AA×_ _)(Bb×Bb) (aa×aa)(Bb×Bb) AABb×_ _Bb aaBb×aaBb 练一练 【典例2】下列杂交组合中,后代只有一种表型的是(　　) A.Aabb×aabb B.AABb×aabb C.AABb×AaBb D.AAbb×AaBB 【典例1】已知豌豆的黄色(Y)对绿色(y)为显性，圆粒(R)对皱粒(r)为显性。控制两对相对性状的基因独立遗传。现有黄色皱粒与绿色圆粒两品种杂交，其后代出现黄色圆粒70株，绿色圆粒68株，黄色皱粒73株和绿色皱粒71株，则两亲本的基因型是(　　) A.YYrr和yyRr　 B.YYrr和yyRR C.Yyrr和yyRR D.Yyrr和yyRr 3.某牵牛花植株与另一红花宽叶牵牛花(AaBb)杂交,其子代表型之比为3红花宽叶∶3红花窄叶∶1白花窄叶∶1白花宽叶,此牵牛花植株的基因型和表型是(　　) A.Aabb红花窄叶 B.AAbb红花窄叶 C.AaBb红花宽叶 D.aaBb白花宽叶 D D A 【题型四】自由组合定律的特殊分离比问题 基因型的确定：先写基因式，再推理填充 常见杂交组合后代情况 先拆分，后“×”得概率 不同情况之间“+” 灵活变通：“1-某某”思维 掌握 AaBb×AaBb→9A_B_： 3A_bb： 3aaB_： 1aabb （双显）（单显）（单显） （双隐） 9：6：1 → 9：3：4 → 9：7 → 15：1 → 1：4：6：4：1 → 显性基因累积效应 AaBb×aabb 1：2：1 1：1：2 1：3 3：1 1：2：1 基因互作 练一练 5.等位基因A、a和B、b分别位于不同对的染色体上。让显性纯合子(AABB)和隐性纯合子(aabb)杂交得F1，再让F1测交，测交后代的表型比例为1∶3。如果让F1自交则下列表型比例中，F2不可能出现的是(　　) A.13∶3 B.9∶4∶3 C.9∶7 D.15∶1 B 练一练 8.某种植物果实质量由三对等位基因控制，这三对基因分别位于三对染色体上，对果实质量的增加效应相同且具叠加性。已知隐性纯合子和显性纯合子果实质量分别为150 g和270 g。现将三对基因均杂合的两植株杂交，F1中质量为190 g 的果实所占比例为(　　) A.15/64 B.5/64 C.3/16 D.3/64 A 例：某种鼠中，黄鼠基因A对灰鼠基因a为显性，短尾基因B对长尾基因b为显性．且基因A或b在纯合时使胚胎致死，这两对基因是独立遗传的．现有两只双杂合的黄色短尾鼠交配，理论所生子代中杂合子所占比例为（　　） A．1/4 B．3/4 C．1/9 D．8/9 棋盘法 F2 1AA（死） 2Aa 1aa 1BB 1（致死） 2AaBB 1aaBB 2Bb 2（致死） 4AaBb 2aaBb 1bb（死） 1（致死） 2（致死） 1（致死） D 四、自由组合问题最基本的解题方法： 棋盘法 再例：某植物AaBb自花授粉，经检测发现ab的花粉中有50％的致死率，则其后代出现双显性表现型个体的概率为(　　） A．17/28 B．19/28 C．9/16 D．32/49 棋盘法 雌配子 雄配子 1AB 1Ab 1aB 1ab 2AB 2 2 2 2 2Ab 2 2 2 2 2aB 2 2 2 2 1ab 1 1 1 1 A $$