1.2 孟德尔的豌豆杂交实验二-3课时-【精讲课堂】2024-2025学年高一生物同步教学实用课件（人教版2019必修2）

第2节 孟德尔的豌豆杂交实验（二） 二次元手书版 孟德尔介绍 复习巩固 请同学们用遗传图解的形式画出一对相对性状的遗传实验的图解 （相对性状：高（D）对矮（d）为显性）。 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 不会有影响。决定子叶颜色的遗传因子和决定种子形状的遗传因子是独立的，互不干扰。 不一定。也有黄色皱缩、绿色饱满的豌豆。 一、两对相对性状的杂交实验 发现问题 黄色圆粒 绿色皱粒 黄色圆粒 × P F1 × P F1 黄色圆粒 绿色皱粒 黄色圆粒 根据分离定律分析 1.子代只有黄色，说明黄色为显性性状，绿色为隐性性状 2.子代只有圆粒，说明圆粒为显性性状，皱粒为隐性性状 3.F1自交后，后代会出现绿色皱粒的豌豆 重组类型:F2中出现的与亲本表现型不同的个体，如黄皱、绿圆。 × P F1 黄色圆粒 绿色皱粒 黄色圆粒 ⊗  F2 黄色圆粒 绿色皱粒 绿色圆粒 黄色皱粒 亲本类型 重组类型 315 108 101 32 9 : 3 : 3 : 1 数量： 比例： 发现问题 6 × P F1 黄色圆粒 绿色皱粒 黄色圆粒 ⊗  F2 黄色圆粒 绿色皱粒 绿色圆粒 黄色皱粒 发现问题 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? 315 108 101 32 9 : 3 : 3 : 1 数量： 比例： 7 × P F1 黄色圆粒 绿色皱粒 黄色圆粒 ⊗  F2 黄色圆粒 绿色皱粒 绿色圆粒 黄色皱粒 发现问题 孟德尔首先对每一对相对性状单独进行分析。 种子形状 种子颜色 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≈ 101+32=133 315+101=416 108+32=140 3∶1 3∶1 315 108 101 32 9 : 3 : 3 : 1 数量： 比例： 8 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？ 基因的分离定律 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？ 发现问题 提出假说 二、对自由组合现象的解释 YR yr yR Yr F1配子 Y R r y × P F1 YYRR yyrr YyRr YR yr 黄色圆粒 绿色皱粒 黄色圆粒 配子 分离 分离 自由组合 1 : 1 : 1 : 1 F1产生的雌雄配子各有4种：YR、Yr、yR、yr，且数量比为1:1:1:1 假说1：圆粒与皱粒分别由R、r控制； 黄色与绿色分别由Y、y控制。 假说2：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。 假说3：受精时,雌雄配子结合是随机的。 Q2：上述两个亲本产生的配子又是如何表示？ Q1：上述两个亲本的遗传因子组成如何表示？ Q3：F1能产生几种配子？比例如何？ （1）假说内容 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 三、对自由组合现象解释的验证——测交 发现问题 提出假说 演绎推理 1.理论推测： × 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 2.实验结果： 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 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。 15 1.内容 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 2.适用范围 两对及两对以上相对性状的遗传； 有性生殖的真核生物的遗传； 细胞核中遗传因子的遗传 3.实质 在形成配子时，决定不同性状的遗传因子自由组合 四、自由组合定律内容——孟德尔第二定律 发现问题 提出假说 演绎推理 实验验证 得出结论 16 四、自由组合定律内容 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。 × 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（ ） 17 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 小结 五、孟德尔实验方法的启示 教材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？ 五、孟德尔实验方法的启示 教材P12—思考讨论 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 5、提出新概念并应用符号体系表达概念。 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。 六、孟德尔遗传规律的再发现 Wilhelm Johannsen 表现型和基因型以及它们的关系: 表现型 = 基因型 + 环境 ①表现型相同，基因型一定相同。 ②基因型相同，表现型一定相同。 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。 七、孟德尔遗传规律的应用 1 在动植物育种方面的应用 小麦有抗倒伏、易倒伏和抗条锈病、易染条锈病两对相对性状。其中小麦抗倒伏（D）对易倒伏（d）为显性，易染条锈病（T）对抗条锈病（t）为显性。 已有小麦品种： 抗倒伏易染条锈病（DDTT） 易倒伏抗条锈病（ddtt） 情境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？将你的设想用遗传图解表示出来。 任务要求： 七、孟德尔遗传规律的应用 P 抗倒易病　 易倒抗病 F1　 抗倒易病 F2 DDTT ddtt DdTt Ddtt 抗倒易病 抗倒抗病 易倒易病 易倒抗病 DDtt 杂交 自交 选优 自交 F3 选优 连续自交，直至不出现性状分离为止。 抗倒抗病 DDtt 1 杂交育种 七、孟德尔遗传规律的应用 2 在医学实践方面的应用 假如你是一位遗传咨询师，一对健康的夫妇前来咨询。这对健康的夫妇曾生了一个患有白化病的儿子，白化病是显性基因还是隐性基因控制的？他们再生一个孩子一定会患白化病吗？患病概率是多少？ 情境2: 请绘制遗传图解，进行分析推理 任务要求： 七、孟德尔遗传规律的应用 2 在医学实践方面的应用 假如你是一位遗传咨询师，一对健康的夫妇来咨询。这对健康的夫妇生了一个患白化病的儿子。 1.白化病是由显性基因控制还是由隐性基因控制？ 2.他们再生一个孩子一定会患白化病吗？患病概率是多少？ 白化病 Ⅱ Ⅰ 正常男性 正常女性 白化病男性 隐性基因 不一定。 A_ A_ aa Aa Aa Aa×Aa→（1/4AA,2/4Aa,1/4aa) 白化病 患病概率是1/4。 1.(1)× (2)√ 2.C 3.A 课后检测 一、概念检测 1．根据分离定律和自由组合定律，判断下列 相关表述是否正确。 （1）表型相同的生物，基因型一定相同。（ ） （2）控制不同性状的基因的遗传互不干扰。（ ） 2．南瓜果实的白色（W）对黄色（w）是显性， 盘状（D）对球状（d）是显性，控制两对性状的 基因独立遗传，那么表型相同的一组是（ ） A．WwDd 和 wwDd B．WWdd 和 WwDd C．WwDd 和 WWDD D．WWdd 和 WWDd 3．孟德尔遗传规律包括分离定律和自由组合 定律。下列相关叙述正确的是（ ） A．自由组合定律是以分离定律为基础的 B．分离定律不能用于分析两对等位基因的遗传 C．自由组合定律也能用于分析一对等位基 因的遗传 D．基因的分离发生在配子形成的过程中， 基因的自由组合发生在合子形成的过程中 总结： 例题1：患病情况 人类多指(T)对手指正常(t)是显性，白化病(a)对肤色正常(A)为隐性，基因都位于常染色体上，而且都是独立遗传。一个家庭中，父亲是多指，母亲正常，他们有一个白化病但手指正常的孩子。 (1)该夫妇的基因型是什么？ 提示：父亲是TtAa，母亲是ttAa。 (2)该夫妇生出—个白化病孩子的概率是多少？ 提示：只考虑白化病，父母的基因型为Aa，生出aa的概率是1/4。 (3)该夫妇生出一个患多指孩子的概率是多少？ 提示：只考虑多指，父亲的基因型为Tt，母亲的基因型为tt，生出多指Tt的概率是1/2。 ●该夫妇生出两种病均患孩子的概率是多少？ 提示：患白化病的概率是1/4，患多指的概率是1/2，因此两种病均患的概率是1/4×1/2＝1/8。 ●该夫妇生出一个只患多指孩子的概率是多少？ 提示：患多指的概率是1/2，不患白化病的概率是3/4，因此只患多指的概率是1/2×3/4＝3/8。 两种遗传病同时遗传时的概率计算 当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时，各种患病情况的概率分析如下： 根据序号所示进行相乘得出相应概率，再进一步拓展，如表所示： 序号 类型 计算公式 已知 患甲病概率为m 则不患甲病概率为1－m 患乙病概率为n 则不患乙病概率为1－n ① 同时患两病概率 m·n ② 只患甲病概率 m·(1－n) ③ 只患乙病概率 n·(1－m) ④ 不患病概率 (1－m)(1－n) 拓展求解 患病概率 ①＋②＋③或1－④ 只患一种病概率 ②＋③或1－(①＋④) 例题2.利用“拆分法”解答自由组合问题的一般思路 首先，将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题。在独立遗传的情况下，有几对等位基因就可分解为几组分离定律问题，如AaBb×Aabb，可分解为两组：Aa×Aa，Bb×bb。然后，按分离定律进行逐一分析。最后，将获得的结果进行综合，即可得到正确答案。举例如下(在完全显性情况下)： 问题举例 计算方法 AaBbCc×AabbCc，求其杂交后代可能的表型种类数 可分解为三个分离定律： Aa×Aa→后代有2种表型(3A_∶1aa) Bb×bb→后代有2种表型(1Bb∶1bb) Cc×Cc→后代有2种表型(3C_∶1cc) 所以，AaBbCc×AabbCc的后代中有2×2×2＝8(种)表型 AaBbCc×AabbCc，后代中表型为A_bbcc个体的概率计算 Aa×Aa　Bb×bb　Cc×Cc 　↓　　　 ↓　　　↓ 3/4(A_)×1/2(bb)×1/4(cc)＝3/32 AaBbCc×AabbCc，求子代中不同于亲本的表型和基因型 不同于亲本的表型＝1－亲本的表型＝1－(A_B_C_＋A_bbC_) 不同于亲本的基因型＝1－亲本的基因型＝1－(AaBbCc＋AabbCc) 例题3.利用“逆向组合法”推断亲本基因型的一般思路 (1)方法：将自由组合定律的性状分离比拆分成分离定律的分离比分别分析，再运用乘法原理进行逆向组合。 (2)题型示例 ①9∶3∶3∶1⇒(3∶1)(3∶1)⇒(Aa×Aa)(Bb×Bb)； ②1∶1∶1∶1⇒(1∶1)(1∶1)⇒(Aa×aa)(Bb×bb)； ③3∶3∶1∶1⇒(3∶1)(1∶1)⇒(Aa×Aa)(Bb×bb)或(Aa×aa)(Bb×Bb)； ④3∶1⇒(3∶1)×1⇒(Aa×Aa)(BB×_ _)或(Aa×Aa)(bb×bb)或(AA×_ _)(Bb×Bb)或(aa×aa)(Bb×Bb)。 例：已知牵牛花的花色受三对独立遗传的等位基因(A和a、B和b、C和c)控制，基因与不同颜色物质的对应关系如图所示，其中蓝色和红色混合后显紫色，蓝色和黄色混合后显绿色。现有某紫花植株自交，子代中出现了白花、黄花。下列相关叙述错误的是(　　) A.自交子代出现白花植株的比例为1/64 B.自然种群中紫色植株的基因型有8种 C.用于自交的紫花植株的基因型为AaBbCc D.该紫花植株自交后代共有6种花色，纯合 子的基因型有8种 A A.自交子代出现白花植株的比例为1/64 B.自然种群中紫色植株的基因型有8种 C.用于自交的紫花植株的基因型为AaBbCc D.该紫花植株自交后代共有6种花色，纯合子的基因型有8种 紫花植株的基因型为A_B_C_，因此，自然种群中紫花植株的基因型有2×2×2＝8(种)，B正确； 亲本紫花植株的基因型为AaBbCc，该紫花植株自交后代中基因型有3×3×3＝27(种)，包含可能出现的所有基因型，因而6种花色均可出现，纯合子的基因型有2×2×2＝8(种)，D正确。 例题4　分离比“9∶3∶3∶1”的变式及应用 1.基因互作(F1的基因型为AaBb) 条件 F1(AaBb) 自交后代比例 F1(AaBb) 测交后代比例 存在一种显性基因(A或B)时表现为同一种性状，其余正常表现 9∶6∶1 1∶2∶1 即A_bb和aaB_个体的表型相同 A、B同时存在时表现为一种性状，否则表现为另一种性状 9∶7 1∶3 即A_bb、aaB_、aabb个体的表型相同 a(或b)成对存在时表现为同一种性状，其余正常表现 9∶3∶4 1∶1∶2 即aaB_和aabb的表型相同或A_bb和aabb的表型相同 只要存在显性基因(A或B)就表现为同一种性状，其余正常表现 15∶1 3∶1 即A_B_、A_bb和aaB_的表型相同 2.显性基因累加效应 (1)表型 (2)原因 A与B的作用效果相同，但显性基因越多，效果越强。 例1：一对纯合灰鼠杂交，F1都是黑鼠，F1中的雌雄个体相互交配，F2体色表现为9黑∶6灰∶1白。下列叙述正确的是(　　) A.控制小鼠体色基因的遗传遵循自由组合定律 B.若F1与白鼠杂交，后代表现为2黑∶1灰∶1白 C.F2灰鼠中能稳定遗传的个体占1/2 D.F2黑鼠有2种基因型 解析：根据F2的性状分离比可判断，控制小鼠体色基因的遗传遵循基因的自由组合定律，A正确； 设相关基因用A、a与B、b表示，由F2的性状分离比可推测，F1(AaBb)与白鼠(aabb)杂交，后代中AaBb(黑)∶Aabb(灰)∶aaBb(灰)∶aabb(白)＝1∶1∶1∶1，表现为1黑∶2灰∶1白，B错误； F2灰鼠(A_bb、aaB_)中纯合子(AAbb、aaBB)占1/3，C错误；F2黑鼠(A_B_)有4种基因型，D错误。 A 例题5　致死问题 致死现象的常见情况有四种 (1)若有一对显性基因纯合致死，例如AA致死，Aa与Aa的子代表型比例为2∶1，Bb与Bb的子代表型比例为3∶1，则9∶3∶3∶1的变式为6∶2∶3∶1。 (2)若两对显性基因纯合都致死，例如AA致死、BB也致死，Aa与Aa的子代表型比例为2∶1，Bb与Bb的子代表型比例也为2∶1，则9∶3∶3∶1的变式为4∶2∶2∶1。 (3)若有一对隐性基因纯合致死，例如aa致死，Aa与Aa的子代表型全为显性，Bb与Bb的子代表型比例为3∶1，则9∶3∶3∶1的变式为3∶1。 (4)配子致死：指致死基因在配子时期发生作用，从而不能形成有活力的配子的现象。可分为含某种基因的雄配子致死和雌配子致死。 致死问题 例：在小鼠的一个自然种群中，体色有黄色和灰色(A、a)，尾巴有短尾和长尾(B、b)，两对性状分别受两对等位基因控制。任取一对黄色短尾个体经多次交配，F1中黄色短尾∶黄色长尾∶灰色短尾∶灰色长尾＝6∶3∶2∶1。以下说法错误的是(　　) A.F1的性状分离比说明BB存在显性纯合致死现象 B.F1中黄色短尾鼠的基因型有两种 C.让F1中黄色短尾鼠与灰色长尾鼠交配，F2中各表型的比例为1∶1∶1∶1 D.让F1中黄色长尾雌雄鼠自由交配，理论上F2中不会出现短尾鼠 C 解析：根据题意可把两对性状分开计算，黄色∶灰色＝(6＋3)∶(2＋1)＝3∶1，短尾∶长尾＝(6＋2)∶(3＋1)＝2∶1，因此黄色对灰色为显性，短尾对长尾为显性，且BB存在显性纯合致死现象，A正确； F1中黄色短尾鼠的基因型有AaBb、AABb两种，B正确； F1中黄色短尾鼠的基因型为(1/3)AABb、(2/3)AaBb，灰色长尾鼠的基因型为aabb，二者交配后各表型的比例为2∶2∶1∶1，C错误； 长尾属于隐性性状，理论上长尾鼠自由交配后，F2全为长尾，D正确。 解答致死类问题的方法技巧 (1)从每对相对性状分离比角度分析，如： 6∶3∶2∶1⇒(2∶1)(3∶1)⇒一对显性基因纯合致死。 4∶2∶2∶1⇒(2∶1)(2∶1)⇒两对显性基因纯合致死。 (2)从F2每种性状的基因型种类及比例分析，如BB致死： $$