1.1 孟德尔的豌豆杂交实验（一）（课件）-2024-2025学年高一生物备课无忧（人教版2019必修2）

孟德尔豌豆杂交实验（一） 第1章 遗传因子的发现 1 孟德尔豌豆杂交实验（一） 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。 1.按照上述观点，当红花豌豆与白花豌豆杂交后，子代的豌豆花会是什么颜色？ 2.你同意上述观点吗？你的证据有哪些？ 【学习目标} 1.阐明孟德尔的一对相对性状的杂交实验及解释 2.体验孟德尔遗传实验的科学方法和创新思维 3.运用分离定律解释一些遗传现象 红花豌豆和白花豌豆 2 一、孟德尔简介 孟德尔（1822—1884），奥地利人，遗传学的奠基人。21岁起做修道士，29岁起进修自然科学和数学，首创数学统计运用于生物研究，从豌豆单一性状入手研究，主要贡献有: （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。 被誉为“遗传学之父”。 3 1.豌豆自花传粉，闭花受粉，自然条件下一般是纯种 甲 乙 自花传粉 异花传粉 自花传粉：两性花的花粉，落到 的雌蕊柱头上的过程，也叫 。 同一朵花 自交 异花传粉： 之间的传粉过程。 两朵花 两性花：一朵花既有雄蕊，又有雌蕊。如豌豆 二、豌豆作为遗传实验材料的优点 单性花：一朵花只有雄蕊，或只有雌蕊。如玉米 玉米 ◇玉米雄花的花粉落在同一植株的雌花的柱头上，所完成的传粉过程也属于自交 雄花 雌花 ◇玉米在自然状态下间行种植，既会发生自交，也会发生杂交 自交 杂交 相关信息 二、豌豆作为遗传实验材料的优点 1.豌豆自花传粉，闭花受粉，自然条件下一般是纯种 2.具有易于区分的性状且能够稳定地遗传给后代 相对性状：一种生物同一性状的不同表现类型。 性状：生物的形态、结构和生理生化等特征的总称。 二、豌豆作为遗传实验材料的优点 3.子代较多，便于观察统计 用数学统计方法分析结果更可靠，且偶然性小 4.花大，易于人工授粉 二、豌豆作为遗传实验材料的优点 避免外来花粉的干扰 除去母本未成熟花的全部雄蕊 雌蕊成熟时采集另一植株的花粉,撒在去雄花的雌蕊柱头上 保证杂交得到的种子是人工传粉后所结 套袋 2 人工授粉 3 去雄 1 套袋隔离 4 二、豌豆作为遗传实验材料的优点 4.花大，易于人工授粉 高茎 787高茎 277矮茎 × P： F1 F2 矮茎 （杂交） （自交） 3 ∶ 1 × 高茎 (子一代) (亲本) (子二代) 高茎 784高茎 276矮茎 × 矮茎 （杂交） （自交） 3 ∶ 1 × 高茎 正交 反交 否定融合遗传 如何判断 统计 子一代为什么都是高茎？ 子二代为什么出现矮茎？出现矮茎是偶然吗？ 子一代都是高茎 子一代自交，观察子二代 子二代出现3﹕1 材料：纯种高茎豌豆、 纯种矮茎豌豆 三、一对相对性状的杂交实验 ——观察分析，提出问题 高茎 787高茎 ：277矮茎=3:1 × P F1 F2 高茎 矮茎 3 ∶ 1 （杂交） （自交） 一对相对性状的亲本杂交，杂种子一代显现出来的性状 一对相对性状的亲本杂交，杂种子一代未显现出来的性状 在杂种后代中，同时显现出显性性状和隐性性状的现象 显性性状 ⊕ 三、一对相对性状的杂交实验 隐性性状 性状分离 ♀ 母本 ♂ 父本 杂种一代 杂种二代 亲本 ——观察分析，提出问题 豌豆的7对相对性状进行杂交实验结果 性状 显性 隐性 Ｆ２之比 茎的高度 高：787 矮：277 2·84 ：1 种子形状 圆：5474 皱：1850 2·96 ：1 子叶颜色 黄：6022 绿：2001 3·01 ：1 花的位置 叶腋：651 顶端：207 3·14 ：1 种皮颜色 灰：705 白：224 3·15 ：1 豆荚形状 饱满：882 不饱满：299 2·95 ：1 幼果颜色 绿：428 黄：152 2·82 ：1 三、一对相对性状的杂交实验 3. F２出现3：1的性状分离比是偶然的吗？是什么原因导致出现一定性状分离比？ ——观察分析，提出问题 （1）生物的性状是由遗传因子（后改称为基因）决定的 显性性状由显性遗传因子决定，如高茎用大写字母Ｄ表示。 隐性性状由隐性遗传因子决定，如矮茎用小写字母ｄ表示。 DD 高茎 矮茎 dd P F1 (减数分裂) 配子 D d （3）配子形成时，成对的遗传因子分离，分别进入不同的配子。 (受精) Dd 高茎 （4）受精时，雌雄配子的结合是随机的。 四、对分离现象的解释 （2）在体细胞中，遗传因子成对存在的。 遗传因子不融合、不消失。 同一种性状的一对相对性状： ——推理想象，提出假说 （1）生物的性状是由遗传因子（后改称为基因）控制的。 显性性状由显性基因控制，如高茎用大写字母Ｄ表示。 隐性性状由隐性基因控制，如矮茎用小写字母ｄ表示。 四、对分离现象的解释 （2）在体细胞中，遗传因子成对存在。 F1 （3）配子形成时，成对的遗传因子分开，分别进入不同的配子。 Dd 配子 D d D d Dd DD Dd Dd dd 高茎 高茎 高茎 矮茎 1 ∶ 2 ∶ 1 （4）受精时，雌雄配子的结合是随机的。 F2 遗传因子不融合、不消失。 同一种性状的一对相对性状： 雌雄配子的结合是随机的，才导致了3：1的结果 ——推理想象，提出假说 配子 : F1 : F2 : １ ：２ ：１ ♂ Dd 高茎 × Dd 高茎 D d D d 高茎 高茎 矮茎 DD Dd Dd dd 3 : 1 ♀ F1产生的雄配子 D d D d DD Dd Dd dd F2 高茎：矮茎=3：1 DD：Dd: dd=1:2:1 DD：Dd : dd= 高茎：矮茎= 【遗传图解】 对F1自交的解释 F1 产生的雌配子 四、对分离现象的解释 ——推理想象，提出假说 实验原理： 精巢（父本） 卵巢（母本） 雄配子(精子) 雌配子 (卵细胞) 模拟生殖过程中，雌雄配子随机结合 实验步骤: 随机抽取 充分混合 记录组合 组合类型 DD Dd dd 数目 重复实验 性状分离比模拟实验 四、对分离现象的解释 ——推理想象，提出假说 （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？ 杂种F1(Dd)产生比例相等的两种配子。 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。 为了使代表雌雄配子的两种彩球被抓出的机会相等。 【问题探讨】 四、对分离现象的解释 ——推理想象，提出假说 性状分离比模拟实验 （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？ 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，统计的数量越多，越接近该理论值。 测交：让F1与隐性纯合子杂交 Dd 配子 D d d 测交后代 Dd dd 高茎 矮茎 1 ︰1 1 1 × dd 五、对分离现象解释的验证 × F1 矮 高 高 矮 1 ： 1 30株高茎 34株矮茎 作用: 测定F1配子的种类及比例 测定F1的遗传因子组成 判断F1在形成配子时遗传因子的行为 F1 孟德尔实际做了测交实验，结果与预测一样，证明假说是正确的，于是假说上升为真理。 ——演绎推理，实验检验 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。 实质: Dd D d 分离定律的适用范围: 必须是有性生殖的生物　 必须是真核生物 必须是细胞核遗传 必须是一对相对性状的遗传 六、基因分离定律（孟德尔第一定律） 实验 现象 假说 推论 验证 理论 假 说 演 绎 法 一对相对性状 的杂交实验 对分离现 象的解释 设计测交实验 测交实验 分离定律 【科学方法】 1.根据子代性状判断 (1)具有一对相对性状的亲本杂交⇒子代只出现一种性状⇒子代所出现的性状为显性性状。 (2)具有相同性状的亲本杂交⇒子代出现不同性状⇒子代所出现的新性状为隐性性状。 2.根据子代性状分离比判断 具一对相对性状的亲本杂交⇒F2性状分离比为3∶1⇒分离比为“3”的性状为显性性状。 3.根据遗传系谱图进行判断 题型1 显隐性的判断 七、分离定律的实际应用 20 已知玉米天然状态下，既有纯合子也有杂合子，现有一株高茎玉米和一株矮茎玉米，请设计实验推断高茎与矮茎的显隐性关系。（玉米高茎与矮茎由一对遗传因子决定，遗传符合分离定律） 方法一：让高茎玉米和矮茎玉米杂交 i.若后代只有高茎或矮茎，则高茎或矮茎为显性； ii.若后代高茎矮茎均有，则取F1让其自交若高茎后代出现性状分离，则高茎为显性，未出现性状分离，则高茎为隐性。 方法二：让高茎玉米与矮茎玉米分别自交 i.若高茎子代或矮茎子代出现性状分离，则高茎或矮茎为显性 ii.若高茎矮茎子代均不出现性状分离，则取其子代，让F1中高茎与矮茎杂交后代若表现高茎，则高茎为显性，反之为隐性 七、分离定律的实际应用 题型1 显隐性的判断 21 1.自交法 待测个体自交 出现性状分离 待测个体为杂合子 不出现性状分离 待测个体为纯合子 2.测交法 待测个体 × 隐性纯合子 后代只有1种类型 待测个体为纯合子 后代出现2种类型 待测个体为杂合子 (常用于植物的鉴别) (常用于动物的鉴别) 3.花粉鉴别法 杂合子的某些性状可以从花粉的比例直接鉴定，如非糯性与糯性水稻的花粉遇碘呈现不同的颜色。 七、分离定律的实际应用 题型2 纯合子和杂合子的判断 七、分离定律的实际应用 某农场养了一群马。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）。 ①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完成这项鉴定，应该怎样配种？ 将被鉴定的栗色公马与多匹白色母马配种，这样可以在一个季节产生多匹杂交后代。 ②杂交后代可能出现哪些结果？如何根据结果判定栗色公马是纯合子还是杂合子？ 如果杂交后代都是栗色马，则被鉴定公马是纯合子；如果杂交后代既有栗色马又有白色马，则被鉴定公马是杂合子。 【方法点拨】检测动物个体遗传因子组成通常用测交法。 题型2 纯合子和杂合子的判断 题型3 分离定律的概率计算 幼儿黑蒙性白痴是一种严重的精神病,它是有一个常染色体上的隐性基因(b)控制的病.试问: (1)如果两个正常的双亲生了一个患有此病的女儿和一个正常的儿子,那么这个儿子携带此隐性基因的概率为_______。 (2)如果这个正常儿子与一正常女人结婚,他们的第一个孩子患有此病,那么第二个孩子也是此病的概率是_____。 (3)如果这个正常儿子与一正常女人（其父母正常）结婚,而这女人的兄弟有此病,那么他们的第一个孩子患有此病的概率为______。 (4)如果(3)婚配后,头两个孩子患有此病,那么第三个孩子是正常的概率为______。 2/3 1/4 1/9 3/4 七、分离定律的实际应用 24 $$