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

人教版生物学 必修2 遗传与进化 遗传与 进化 人类怎样认识到基因的存在？ 基因在哪里？ 基因是什么? 基因是怎样行使其功能的？ 基因在传递过程中怎样变化？ 生物进化时基因频率如何变化？ 第一章 遗传因子的发现 第三章 基因的本质 第四章 基因的表达 第五章 基因突变及其他变异 第六章 生物的进化 第二章 基因和染色体的关系 孟德尔的豌豆杂交实验（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。这种观点也称作融合遗传。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？ 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？ 讨论： 粉色。按照融合遗传的观点，双亲的遗传物质会在子代体内发生混合，子代表现出介于双亲之间的性状，即红和白的混合色：粉色。 问题探讨 孟德尔生平 1822-1856 出生于奥地利 21岁做修道士 29岁进修自然科学和数学 1856-1864 在修道院开始了长达八年的豌豆杂交实验 1865-1884 1866年整理研究成果发表论文 去世16年，论文发表34年后，得到认可 现代遗传学之父--孟德尔 孟德尔选用豌豆、玉米、山柳菊等植物，连续进行了 多年的杂交实验研究，其中最成功的是豌豆杂交实验。真正做到了“简单的事情重复做，重复的事情用心做，用心的事情坚持做”。 两性花和单性花 两性花：一朵花中既有雌蕊又有雄蕊的花。 单性花：一朵花中只有雌蕊或雄蕊的花。 雄花 雌花 一、豌豆用作遗传实验材料的优点 一、豌豆用作遗传实验材料的优点 花的传粉 异花传粉 自花传粉 雄花 雌花 异花传粉 自花传粉：两性花的花粉，落到同一朵花的雌蕊柱头上的过程，也叫 。 自交 一、豌豆用作遗传实验材料的优点 自花传粉 自然状态下的豌豆 1.豌豆自花传粉，闭花受粉，自然条件下一般是纯种。 一、豌豆用作遗传实验材料的优点 2.豌豆有易于区分的相对性状。 性状：生物体的形态特征和生理特性的总称。 相对性状：一种生物的同一种性状的不同表现类型。 相对性状 判断的三大要点：同种生物、同一性状、不同表现类型 例：下列各组属于相对性状的是：____________ ①狗的长毛和黑毛 ②羊的白毛和牛的黄毛 ③桃树的红花和绿叶 ④人的双眼皮和单眼皮 ⑤猫的长毛与鼠的短毛 ⑥茉莉花的紫花与白花 ⑦牛的有角与羊的有角 ⑧女娄菜的宽叶与锯齿叶 ④⑥ 一、豌豆用作遗传实验材料的优点 3.豌豆的子代数量多，便于进行统计分析。 一、豌豆用作遗传实验材料的优点 4.豌豆花大，便于进行人工异花传粉。 豌豆人工异花传粉的一般步骤： 去雄 套袋 授粉 套袋 防止外来花粉的干扰 （雌蕊成熟时） 防止外来花粉的干扰；确保杂交种子是人工授粉所结 在花蕾期(未成熟时) 防止自花传粉对实验干扰 种子 F1 二、一对相对性状的杂交实验 含义 亲本 母本 父本 自交 杂交 子一代 子二代 符号               P ⊗ F1 F2 × 1.常见的遗传学符号及含义。 二、一对相对性状的杂交实验 亲本(P) ： 高茎 矮茎 （杂交） 高茎 子一代（F1）： × ♀ ♂ 亲本(P) ： 高茎 矮茎 （杂交） 高茎 子一代（F1）： × ♀ ♂ 正交和反交 正交和反交是相对而言的。如果把一个亲本组成称为正交，那么仅交换性别的亲本组合就称为反交。 2.杂交实验过程： 二、一对相对性状的杂交实验 高茎 （自交） 子一代（F1）： × 子二代（F2）： 高茎 矮茎 787 277 在F1代中，矮茎性状是永远消失了还是暂时隐藏起来了呢? ≈ 3 : 1 显性性状和隐性性状：具有相对性状的两纯合亲本杂交，子一代显现出来的性状叫显性性状，子一代未显现出来的性状叫隐性性状。 性状分离：一般指杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象。 二、一对相对性状的杂交实验 性状 显性性状 隐性性状 比例 种子性状 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 绿色 428 黄色 152 2.82 : 1 花的位置 腋生 651 顶生 207 3.14 : 1 二、一对相对性状的杂交实验 高茎 × P F1 F2 高茎 矮茎 3 ∶ 1 × 高茎：矮茎 根据实验现象提出问题 为什么F1都表现出高茎？ 为什么F2出现了性状分离？ 为什么F2的性状分离比接近3:1？ 三、对分离现象的解释 对分离现象作出解释（假说） ①生物的性状是由遗传因子决定的。 ②体细胞中的遗传因子是成对存在的。 P： 纯种高茎 纯种矮茎 D d DD dd 显性遗传因子（大写字母） 显性性状 隐性遗传因子（小写字母） 隐性性状 决定 决定 纯合子：遗传因子组成相同（如DD，dd） 杂合子：遗传因子组成不同（如Dd） 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。 D d 配子： ④受精时，雌雄配子随机结合。 Dd 高茎 F1： × 三、对分离现象的解释 对分离现象作出解释（假说） ①生物的性状是由遗传因子决定的。 ②体细胞中的遗传因子是成对存在的。 显性遗传因子（大写字母） 显性性状 隐性遗传因子（小写字母） 隐性性状 决定 决定 纯合子：遗传因子组成相同（如DD，dd） 杂合子：遗传因子组成不同（如Dd） 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。 ④受精时，雌雄配子随机结合。 配子 F1 高茎 高茎 高茎 矮茎 F2 高茎 Dd 高茎 Dd D d D d DD Dd Dd dd × 3 : 1 三、对分离现象的解释 根据孟德尔对分离现象的假说，画出杂交实验的遗传图解 Dd × D d D d DD Dd Dd dd DD dd × 高茎 矮茎 P 配子 Dd F1 D d 配子 F2 高茎 高茎 高茎 矮茎 3 ： 1 P 配子 D d F1 高茎 矮茎 高茎 × DD dd Dd D d D d F1配子 DD高茎 Dd高茎 Dd高茎 dd矮茎 F2 ★ 遗传图解书写注意事项 ★ （1）在左侧应注明P、F1、F2等以及配子，以明确世代关系和上下代之间的联系。 （2）需写清楚P、F1、F2等的表现型和遗传因子组成，产生配子的情况，以及最后一代（F1或F2）的相关比例。 （3）用自交符号或杂交符号表示交配类型，用箭头表示遗传因子在上下代之间的传递关系，用相交线或棋盘格的形式表示形成子代的配子结合的情况。 课后作业 人类的双眼皮（B）对单眼皮（b）为显性。现有一对夫妇，丈夫遗传因子组成为Bb,妻子性状为单眼皮。则他们生一个单眼皮孩子的概率是多少（用遗传图解表示该过程）？ 四、对分离现象解释的验证 根据假说，演绎推理 孟德尔巧妙地设计了测交实验，让F1与隐性纯合子杂交。 测交：让F1与隐性纯合子杂交 配子 P 高茎 矮茎 F1 高茎 Dd 矮茎 dd D d d Dd dd 杂种子一代 隐性纯合子 × 1 : 1 四、对分离现象解释的验证 实施测交实验进行验证 孟德尔在实验田中进行测交实验 测交实验结果验证了他的假说！ 表现型 高茎植株 矮茎植株 数量/株 （总数166株） 87 79 比例 高茎与矮茎的数量比 接近1:1 五、分离定律 分离定律（law of segregation，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。 Dd D d 体细胞 遗传因子成对存在 成对的遗传因子发生分离 配子 分离后的遗传因子随配子遗传给后代 五、分离定律 分离定律的核心： 产生配子时，成对的遗传因子彼此分离。 分离定律适用范围： （1）真核生物的性状遗传。 （2）有性生殖生物的性状遗传。 （3）细胞核遗传。 （4）一对相对性状的遗传。 细胞质中的遗传因子及原核生物和非细胞生物都不遵循。 科学方法：假说-演绎法 在观察和分析基础上提出问题，通过推理和想象提出解释问题的假说，根据假说进行演绎推理，再通过实验检验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符，就证明假说是正确的，反之则说明假说是错误的。这是现代科学研究中常用的一种科学方法，叫做假说—演绎法。 她怎么盯着我看 可能是喜欢我 找她加微信应该没问题 “美女加个微信” “啪” ①发现问题 ②提出假说 ③演绎推理 ④实验验证 假说-演绎法 观察现象 提出问题 分析问题 作出假说 演绎推理 实验验证 高茎豌豆与矮茎豌豆杂交，F1全为高茎，F1自交后代F2中高茎植株与矮茎植株的比例约为3:1。 （1）F1全为高茎，矮茎哪里去了呢？（2）F2中矮茎又出现了，说明了什么？ （3）为什么后代的表现型比例都接近3:1？ F1测交，F1（Dd）能产生数量相等的两种配子（D:d=1:1），预期后代中高茎植株与矮茎植株的比例为1:1。 实验结果：后代中高茎植株与矮茎植株的比例接近1:1。 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；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。 分析结果得出结论 现象 问题 演绎 验证 结论 （1）生物的性状是由遗传因子决定的；（2）体细胞中的遗传因子是成对存在的；（3）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机的。 假说 D d D d D d D d D d D d D d D d Dd个体雌性生殖器官 D d D d D d D d D d D d D d D d d D d D d D d D Dd个体的雄性生殖器官 性状分离比的模拟实验 提示：小球代表配子。同性配子（雌性/雄性）中不同类型（D和d）的数量相等。 思考：两个桶中小球数量一定要一致吗？ 不需要，只要每个桶内的D：d=1:1即可。在自然界中雄性配子的数量一般是远远多于雌性配子。 探究·实践 D d D d D d D d D d D d D d D d Dd个体雌性生殖器官 D d D d D d D d D d D d D d D d d D d D d D d D Dd个体的雄性生殖器官 抓取一个小球 抓取一个小球 子代 性状分离比的模拟实验 思考：从桶中抓取一个小球出来的过程模拟的是什么过程？两个小球合在一起的模拟的是什么过程？ 抓球模拟的是形成配子的过程。 球合在一起模拟的是雌雄配子的随机结合。 探究·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 d D Dd个体的雄性生殖器官 D d D d D d D d D d D d D d D d Dd个体雌性生殖器官 将抓取的彩球放回原来的小桶内，摇匀。 维持同一桶中D:d始终等于 1:1。 重复前面抓球，组合在一起的过程。重复次数30次以上。 分析结果、得出结论： (1)彩球组合类型数量比：DD∶Dd∶dd≈ 。 (2)彩球组合类型中代表的显性性状（D_）数量∶隐性性状数量(dd)≈ 。 1∶2∶1 3∶1 重复的次数越多，越接近理论的比例。 探究·实践 如图为豌豆的一对相对性状遗传实验过程图解，请仔细阅图后回答下列问题： （1）该实验的亲本中，父本是____________，母本是____________。 （2）操作①叫做_________，操作②叫做__________；为了确保杂交实验成功，①的操作过程中应注意，时间上___________________________，操作过程中要干净、全部、彻底，操作后_____________。 （3）红花(A)对白花(a)为显性，则杂种种子种下去后，长出的豌豆植株开的花为_____色。 （4）若P皆为纯合子，让F1进行自交，F2的性状中，红花与白花之比为_____，F2的遗传因子组成有___________，且比值为_______。生物体的这种现象称为___________。 白花豌豆 红花豌豆 去雄 授粉 要在花粉成熟之前操作 套袋 红 3:1 AA, Aa, aa 1:2:1 性状分离 小试牛刀 33 在孟德尔一对相对性状的遗传实验的模拟实验过程，下列对该实验过程的叙述，不正确的是（ ） A.该实验须重复多次 B.甲、乙两个桶内两种颜色彩球的大小、轻重必须一致 C.甲、乙两个桶内的彩球总数可以不一样，但每个桶内的两种颜 色的球的数目一定要相等 D.从甲桶中抓取一次，记录好组合的情况后，应将剩下的彩球摇匀后继续实验 D 小试牛刀 34 一、概念检测 1.在孟德尔的一对相对性状的豌豆杂交实验中，F1都表现为显性性状，F1的自交后代却出现了性状分离。据此判断下列相关表述是否正确。 (1)隐性性状是指生物体不能表现出来的性状( ) (2)纯合子的自交后代不会发生性状分离，杂合子的自交后代不会出现纯合子。( ) × × 练习与应用 2.人眼的虹膜有褐色的和蓝色的，褐色是由显性遗传因子控制的，蓝色是由隐性遗传因子控制的。已知一个蓝眼男人与一个褐眼女人(这个女人的母亲是蓝眼)结婚，这对夫妇生下蓝眼孩子的可能性是( ) A.1/2 B.1/4 C.1/8 D.1/6 A 练习与应用 (1) 毛色的显性性状是_____,隐性性状是_____。 3.观察羊的毛色遗传图解，据图回答问题 白色 黑色 (2)白毛羊与白毛羊通过有性生殖产生的后代中出现了黑毛羊，这种现象在遗传学上称为_________。产生这种现象的原因是： 性状分离 白毛羊为杂合子，杂合子自交时会出现性状分离。即雌雄白毛羊均可形成含有黑毛遗传因子的配子，雌雄配子随机结合，会产生黑毛羊。 练习与应用 二、拓展应用 1.水稻的非糯性和糯性是一对相对性状，非糯性花粉中所含的淀粉为直链淀粉，遇碘变蓝黑色，而糯性花粉中所含的是支链淀粉，遇碘变橙红色。现在用纯种的非糯性水稻和纯种的糯性水稻杂交，取F1花粉加碘液染色，在显微镜下观察，半数花粉呈蓝黑色，半数呈橙红色。请回答下列问题。 (1)花粉出现这种比例的原因是什么? 在F1水稻细胞中含有一个控制支链淀粉合成的遗传因子和一个控制直链淀粉合成的遗传因子。在F1形成配子时，两个遗传因子分离，分别进入不同的配子中，含支链淀粉遗传因子的配子合成支链淀粉，遇碘变橙红色；含直链淀粉遗传因子的配子合成直链淀粉，遇碘变蓝黑色，其比例为1:1。 练习与应用 (2)实验结果验证了什么? (3)如果让F1自交，F2中花粉有种____类型。 2 分离定律。即在F1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。 练习与应用 2.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? 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 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。 练习与应用 3.孟德尔说：“任何实验的价值和效用，取决于所使用材料对于实验目的的适合性。”结合孟德尔的杂交实验，谈谈你对这句话的理解。 选择适宜的实验材料是确保实验成功的条件之一。孟德尔在遗传杂交实验中，曾使用多种植物如豌豆、玉米、山柳菊做杂交实验，其中豌豆的杂交实验最为成功，因此，他发现了遗传规律。这是因为豌豆具有适于研究杂交实验的特点。例如，豌豆严格自花传粉，在自然状态下是纯种，这样确保了通过杂交实验可以获得真正的杂种；豌豆花大，易于做人工杂交实验；豌豆具有稳定的易于区分的性状，便于观察和统计实验结果。 练习与应用 $$