1.1 孟德尔的豌豆杂交实验（一）（第1课时）-2024-2025学年高一生物同步教学精品课件+分层练（人教版2019必修2）

第1章　遗传因子的发现 第1节 孟德尔的豌豆杂交实验（一） （第1课时） 生物不仅受到非生物因素影响，还受到生物因素影响 基因在传递过程中怎样变化？ 基因是怎样行使功能的？ 基因是什么？ 基因在那里？ 人类是怎样认识到基因的存在的？ 4.基因的表达 3.基因的本质 2.基因和染色体的关系 1.遗传因子的发现 5.基因突变及其他变异 6.生物的进化 生物进化过程中基因频率是如何变化的？ 遗传和进化 必修二教材编排思路 问题探讨 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。 颗粒 遗传 融合 遗传 讨论： 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? 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,即红色和白色的混合色——粉色。 问题探讨 颗粒 遗传 融合 遗传 讨论： 2.你同意上述观点吗?你的证据有哪些? 不同意。 因为自然界的遗传现象并不是融合遗传的结果。例如，红花豌豆与白花豌豆杂交后，其后代仍出现红花或白花 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。 1822-1856 出生于奥地利， 21岁做修道士， 29岁维也纳大学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实验, 发现了生物遗传的基本规律 1865-1884 43岁宣读《植物杂交实验》， 去世15年，论文发表。 35年后，得到认可。 两大贡献 提出遗传单位是遗传因子（基因） 发现两大遗传规律（分离与自由组合定律） 遗传学的奠基人——孟德尔（现代遗传学之父） 八年耕耘源于对科学的痴迷 一畦畦豌豆蕴藏遗传的奥秘 实验设计开辟了研究的新路 数学统计揭示出遗传的规律 01 豌豆用作遗传实验材料的优点 为什么孟德尔用了那么多材料最终使用豌豆作为材料时获得成功？豌豆有哪些特点呢?(同学们阅读回答) 雌花 雄花 自花传粉 豌豆是自花传粉、 1 也叫自交： 两性花 同一植株的花粉落到自身雌蕊上的传粉。 闭花受粉的植物，自然状态下一般为纯种。 玉米雌雄同株 异花传粉 自交 杂交 单性花 豌豆花的结构 （雄配子） 花药 雄蕊 （雌配子） 子房 雌蕊 一、豌豆用作遗传实验材料的优点 种子形状 子叶颜色 花的颜色 豆荚颜色 豆荚形状 花的位置 茎的高度 一、豌豆用作遗传实验材料的优点 具有易于区分的相对性状，且能稳定遗传给后代 2 性状：生物体所表现出来的形态结构和生理特征。 相对性状： 同一种生物的同一种性状的不同表现类型。 性状 相对性状 一、豌豆用作遗传实验材料的优点 （便于统计分析，结果可靠，偶然性小） 花较大，容易进行人工杂交。 4 生长周期短，子代数量较多 3 豌豆是自花传粉的植物，孟德尔做的是杂交实验，此时应如何处理？ 进行人工异花传粉 （两朵花之间的传粉过程叫做异花传粉） 高茎的花 矮茎的花 提供花粉（精子） 提供胚珠，接受花粉（卵细胞） 父本♂： 母本♀： 步骤：①去雄→②套袋→③传粉→④再套袋 除去未成熟花的全部雄蕊 豌豆花是自花传粉，怎么排除自花雄蕊的花粉干扰？ 我们刚刚才知道，豌豆花是自花传粉，怎么排除自花雄蕊的花粉干扰？ 母本♀ (雄蕊未成熟时) 母本:提供雌配子 父本：提供雄配子 ③人工异花传粉 采集花粉 ♂ 杂交获得的种子 ② 套袋 防止外来花粉的干扰 (母本雌蕊成熟) ♀ ① 去雄 ④ 套袋 子代植株 人工异花传粉过程 点拨： 防止自花传粉 二、孟德尔遗传实验的科学方法 正交 反交 杂交 × P F1 2、为什子一代都是高茎而没有矮茎呢？ 杂交 × P F1 1、子一代的高茎性状是否只由母本决定？如何证明？ F1表现为高茎与母本无关 矮茎哪里去了？是否消失了？ 三、一对相对性状杂交实验的“假说—演绎”分析 P × F1 (自交) 高茎 F2 高茎 矮茎 787 277 = 3 : 1 一对相对性状的亲本杂交，杂种子一代未显现出来的性状。 ——隐性性状 一对相对性状的亲本杂交，杂种子一代显现出来的性状。 ——显性性状 在杂种后代中，同时显现出显性性状和隐性性状的现象。 ——性状分离 三、一对相对性状杂交实验的“假说—演绎”分析 1.相关符号及含义 正交与反交是相对的概念， 如果将豌豆高茎作父本、矮茎作母本当作正交， 那么以豌豆矮茎作父本、高茎作母本则是反交 杂交：同种遗传因子不同的生物体间相互交配的过程。 自交：同种遗传因子相同的生物体间相互交配。 植物体指自花授粉和雌雄异花的同株授粉， 自交是获得纯系的有效方法。 含义 亲本 母本 父本 自交 杂交 子一代 子二代 符号               P ⊗ F1 F2 × 亲本相对性状杂交 F1 的表现 F2 的表现 显性 隐性 显性 : 隐性 茎的高度 高茎 高茎 787 矮茎 277 2.84 : 1 种子的形状 圆粒 圆粒 5474 皱粒 1850 2.96 : 1 子叶的颜色 黄色 黄色 6022 绿色 2001 3.01 : 1 种皮的颜色 灰色 灰色 705 白色 224 3.15 : 1 豆荚的形状 饱满 饱满 882 不饱满 299 2.95 : 1 豆荚的颜色（未成熟） 绿色 绿色 428 黄色 152 2.82 : 1 花的位置 腋生 腋生 651 顶生 207 3.14 : 1 高：矮 ≈ 3 ：1是一种偶然现象还是必然规律？ 三、一对相对性状杂交实验的“假说—演绎”分析 P × F1 (自交) 高茎 F2 高茎 矮茎 787 277 = 3 : 1 1.观察实验，提出问题 为什么子一代都是高茎而没有矮茎？ 为什么子二代中的 矮茎性状又出现了？ F2中出现的3：1性状分离比是偶然的吗？ 提出假说： 三、对分离现象的假说和解释 DD dd D d Dd P 配子 F1 高茎 矮茎 高茎 × (1)生物的性状是由遗传因子决定的 显性遗传因子 D 高茎（显性性状） 隐性遗传因子 d 矮茎（隐性性状） 决定 决定 (2)体细胞中遗传因子成对存在 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。 提出假说： 三、对分离现象的假说和解释 (1)生物的性状是由遗传因子决定的 显性遗传因子 D 高茎（显性性状） 隐性遗传因子 d 矮茎（隐性性状） 决定 决定 (2)体细胞中遗传因子成对存在 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。 Dd D d Dd D d DD Dd Dd dd F1 F2 配子 高茎 高茎 高茎 高茎 高茎 矮茎 1 2 1 × 显性基因：控制显性性状的基因,用大写 英文字母表示,写在前面。 隐性基因：控制隐性性状的基因,用小写 英文字母表示,写在后面。 纯合子：稳定遗传，自交后代不发生性状 分离。 杂合子：不能稳定遗传，自交后代会发生 性状分离。 三、对分离现象的假说和解释 纯种高茎 纯种矮茎 高茎 F1 P × 配子 DD dd D d Dd 高茎 高茎 高茎 F2 F1 × 配子 高茎 高茎 矮茎 Dd Dd D d D d DD Dd Dd dd 表型：是指生物个体所表现出来的性状。 基因型：是指与表型有关的基因组成。 三、对分离现象的假说和解释 2、解释现象 (1)配子的结合方式： 种。 (2)遗传因子组成： 种，分别为 ，其比例为 。 (3)产生后代的性状表现： 种，分别为 ，其比例为 。 4 3 DD、Dd、dd 1∶2∶1 2 高茎、矮茎 3∶1 D d DD × dd 高茎 矮茎 P 配子 Dd F1 高茎 Dd × D d DD Dd Dd dd Dd F1 D d 配子 F2 高茎 高茎 高茎 矮茎 3 ： 1 三、对分离现象的假说和解释 根据孟德尔对分离现象的假说，请尝试写出一对性状杂交实验的遗传图解 P × F1 (自交) 高茎 F2 高茎 矮茎 787 277 三、对分离现象的假说和解释 根据孟德尔对分离现象的假说，请尝试写出一对性状杂交实验的遗传图解 遗传图解规范书写 (1)左侧标注。P、配子、F1、F2等。 (2)要明确写出遗传因子组成、性状表现。 有时还需要在亲代旁边标上父本、母本， 尤其是题中明确要求了父本和母本、 要区分正交和反交时。 (3)要写出杂交(×)、自交(⊗)符号， 以及表示遗传因子在上下代之间传递关系的箭头。 (4)要写出最后一代的相关比例。 易混淆点： D d DD × dd 高茎 矮茎 P 配子 Dd F1 高茎 Dd × D d DD Dd Dd dd Dd F1 D d 配子 F2 高茎 高茎 高茎 矮茎 3 ： 1 雌配子中D：d=1:1 雄配子中D：d=1:1 雌配子数：雄配子数≠1:1(雄配子数>>雌配子数) 注：配子一栏表示雌雄配子的种类和比例，不代表数量 一、性状的显、隐性的判断方法 设A、B为一对相对性状 (1)定义法(或杂交法):若A×B→A，则A为显性，B为隐性。 若A×B→A、B，则无法判断显隐性。 (2)自交法 无中生有为隐性 自交或杂交前后无变化——无法判断 具有相对性状的亲本杂交，子一代显现出来性状：显性性状 新坐标P2、3 归纳显、隐性性状的判断方法 (1)根据子代性状判断 ①具有相对性状的纯合亲本杂交⇒子代只表现出一种性状⇒子代所 表现的性状为显性性状。 ②具有相同性状的亲本杂交⇒子代表现出不同性状⇒子代所表现的 新性状为隐性性状。 (2)根据子代性状分离比判断 具有一对相对性状的亲本杂交⇒F1自交⇒F2中性状分离比为 3∶1⇒分离比为“3”的性状为显性性状。 定义法 无中生有为隐性 显性性状和隐性性状判断的两个易错点 (1)相同性状表现的个体杂交，若后代只出现一种性状表现，则无法 判断该性状表现是显性性状还是隐性性状，如根据高茎×高茎→ 高茎，不能判断高茎为显性性状还是隐性性状。 (2)不同性状表现的两亲本杂交，若后代出现不同的性状表现，则 无法判断该相对性状的显隐性关系。如高茎×矮茎→高茎和矮茎， 则无法判断高茎是显性性状还是隐性性状。 如AA×AA→AA , aa×aa→aa 如Aa×aa→Aa、aa 自交或杂交前后无变化——无法判断 习题巩固 1.(2023·广东汕尾·华中师范大学海丰附属学校校考阶段练习)水稻的花为两性花，玉米的花为单性花。下列有关植物人工异花传粉的说法，正确的是(　　) A.对水稻进行杂交时需要对父本进行去雄 B.无论是水稻还是玉米，在杂交过程中都需要套袋 C.对玉米进行杂交基本操作程序是去雄→套袋→授粉→套袋 D.无论是水稻还是玉米，在杂交过程中都需要去雄 B 习题巩固 2.(必修2 P2“相关信息”)玉米也可以作为遗传 实验的材料，结合玉米花序与受粉方式模式图思考： （1）玉米为雌雄同株且为______(填“单性”或“两性”)花。 （2）图中两种受粉方式中，方式Ⅰ属于______(填“自交”或“杂交” )，方式Ⅱ属于________(填“自交”或“杂交”)，因此自然状 态下，玉米能进行 。 （3）如果进行人工杂交实验，则操作步骤_____________________。 单性　 自交 杂交 自由交配 套袋→人工授粉→套袋 习题巩固 1.判断题 （1）两朵花之间的传粉叫作异花传粉，属于杂交。 (　　) （2）孟德尔在豌豆开花时进行去雄和授粉，实现亲本的杂交。 (　　) （3）完成人工授粉后仍需套上纸袋以防自花授粉。 (　　) （4）“若F1产生配子时成对的遗传因子彼此分离，则测交后代会出现两种 性状，且性状分离比接近1∶1”属于演绎推理内容。 (　　) （5）F1自交，其F2中出现矮茎豌豆的原因是性状分离。 (　　) × × × √ × 不同基因型的两朵花之间的传粉属于杂交。 F2产生矮茎豌豆的原因是等位基因分离和雌、雄配子的随机结合。 习题巩固 2.孟德尔发现分离定律使用了假说演绎的科学方法，下列有关 假说——演绎的方法错误的解析是（　　） A. 演绎推理的作用是为了把微观假说内容提升到宏观方面证明 B. 演绎推理是指根据假说内容推出测交的理论结果 C. 生物的性状是由遗传因子控制属于假说 D. 演绎过程是从个别现象推理到一般规律 D 演绎推理是由一般规律到特殊的推理 “演绎”≠ 测交： “演绎”不同于测交实验，前者只是理论推导，后者则是在大田中进行杂交 实验验证。 习题巩固 3．(2024·烟台调研)孟德尔通过豌豆杂交实验，运用“假说—演绎法”成功地揭示了遗传的两个基本规律，为遗传学的研究做出了杰出贡献，被世人公认为“遗传学之父”。下列相关叙述错误的是( 　 ) A.孟德尔设计的验证实验可用于检测F1的遗传因子组成 B.“遗传因子在体细胞的染色体上成对存在”属于假说内容 C.解释性状分离现象的“演绎”过程是：若F1产生配子时，成对的遗传因子 分离，则测交后代出现两种表型，且比例接近1∶1 D.在豌豆一对相对性状杂交实验中，预期测交结果属于演绎过程 B 习题巩固 4.下列有关一对相对性状的豌豆杂交实验的叙述，错误的是(　 ) A.豌豆在自然状态下一般是纯合子，可使杂交实验结果更可靠 B.进行人工杂交时，必须在豌豆花未成熟时除尽母本的雄蕊 C.在统计时，F2的数量越多，理论上其性状分离比越接近3∶1 D.孟德尔提出杂合子测交后代性状分离比为1∶1的假说， 并通过实际种植来演绎 D 习题巩固 5.(2024·襄阳模拟)假说—演绎法是现代科学研究中常用的方法，包括“提出问题、作出假设、演绎推理、检验推理、得出结论”五个基本环节。利用该方法，孟德尔发现了两个遗传定律。下列关于孟德尔的研究过程分析正确的是(　 ) A.孟德尔所作假设的核心内容是“性状是由位于染色体上的基因 控制的” B.孟德尔依据减数分裂的相关原理进行“演绎推理”的过程 C.为了验证作出的假设是否正确，孟德尔设计并完成了测交实验 D.测交后代性状比为1∶1，可以从细胞水平上说明基因分离定律 的实质 C 若AA，则A为纯合子，判断不出显隐性。 若AA、B，则A为显性，B为隐性。 $$