1.1 孟德尔的豌豆杂交实验（一）课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

1.1 孟德尔的豌豆杂交实验（一） 1 教学目标 理解遗传学的基本概念，如遗传因子、显性性状和隐性性状等。 01 掌握孟德尔豌豆杂交实验的方法和步骤，了解其实验设计的特点和科学性。 02 理解并能够解释孟德尔豌豆杂交实验的结果，包括子代的表现型和基因型，以及比例关系等。 03 2 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，使子代表现出双亲之间的性状。红墨水和蓝墨水倒在一起，混合液是另一种颜色，分不清是红是蓝，这种观点也叫融合遗传。 1、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？说说你的证据。 ？ 孟德尔 孟德尔从小喜欢自然科学，由于家境贫寒，21岁便做了修道士。后来，他被派到维也纳大学进修自然科学和数学。回到修道院后，他利用修道院里的一小块园地，种植了豌豆、山柳菊、玉米等多种植物，进行杂交实验，潜心研究多年。其中豌豆的杂交实验非常成功，孟德尔通过分析豌豆杂交实验的结果，发现了生物遗传的规律。 01 豌豆用作遗传实验的优点 5 豌豆用作遗传实验的优点 花丝 柱头 子房 花柱 花药 花萼 胚珠 花托 花瓣 豌豆花的结构（两性花） 雄蕊 雌蕊 1 优点一： 自花传粉（自交）、闭花受粉 避免了外来花粉的干扰，使得豌豆在自然状态下为纯种。 使结果更可靠和容易分析。 6 豌豆用作遗传实验的优点 自交 杂交 雌花 雄花 玉米雌雄同株且为单性花 自交 自花传粉（如豌豆） 同株异花传粉（如玉米） 异花传粉： 之间的传粉过程。 两朵花 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 豌豆用作遗传实验的优点 2 优点二： 有多对易于区分的性状，实验结果易于观察和分析 相对性状：一种生物同一性状的不同表现类型 性状：生物体的形态特征和生理特性的总称。 8 豌豆用作遗传实验的优点 课堂练习：判断正误 ①性状就是指生物体的外在表现。 ②豌豆的红花与高茎为一对相对性状。 图 2 脸颊有无酒窝 1、有酒窝 2、无酒窝 图3 双手手指嵌合 1、右手拇指在上 2、左手拇指在上 图 1耳垂的位置 1、有耳垂 2、无耳垂 9 豌豆的7对易于区分的相对性状 不同品种的豌豆之间同时具有多对相对性状。这么多的性状该如何的 研究呢？ 孟德尔采取由单因子到多因子的研究方法，即先对每一对相对性状的遗传分别进行研究，再对多对相对性状进行研究 10 02 一对相对性状的杂交实验 11 人工异花授粉的基本过程 时间：花蕊成熟前，花蕾期 目的：防止自花传粉 目的：防止其他花粉的影响 人工异花传粉示意图 异花传粉：两朵花之间的传粉过程。 传粉 母本 父本 提供花粉 接受花粉 去 雄 套 袋 传 粉　 套 袋 时间：雌蕊成熟时 目的： 防止其他花粉的影响，保证杂交种子是人工传粉所结 12 一对相对性状的杂交实验 亲本（P）：父本（♂） 母本（♀） F1 子一代 子二代 × 杂交 自交 F2 遗传图谱中的符号与术语： ⚪ × 高茎 × P F1 F2 高茎 矮茎 （杂交） （自交） 3 ∶ 1 × 一对相对性状的亲本杂交，子一代显现出来的性状 一对相对性状的亲本杂交，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 性状分离 显性性状 隐性性状 13 一对相对性状的杂交实验 高茎 矮茎 P： × (杂交) 高茎 F1 (子一代) (亲本) (父本) (母本) 矮茎 高茎 × 高茎 正交 反交 遗传图谱中的符号与术语： 14 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 结果分析：高茎：矮茎=3：1 F2中3：1性状分离比并非偶然 15 03 对分离现象的解释 16 对分离现象的解释 1 观察现象，提出问题 问题： ①为什么F1都是高茎的？ ②为什么F2中矮茎性状又出现了呢? ③为什么F2中出现 3 : 1 的性状分离比? 17 对分离现象的解释 1、生物性状由遗传因子决定（D：显性，d：隐性） 2、遗传因子成对存在（DD、dd：纯合子，Dd：杂合子） 3、形成配子时，成对的遗传因子分离，分别进入不同的配子中，配子中只含有成对遗传因子中的一个 4、受精时，配子的结合是随机的 2 提出假说，解释问题 18 性状分离比的模拟实验 用具或操作 模拟对象或过程 甲、乙两个小桶 _______________ 小桶内的彩球 ___________ 不同彩球的随机组合 的随机结合 雌、雄生殖器官 雌、雄配子 雌、雄配子 精巢 卵巢 雄配子 雌配子 模拟生殖过程中，雌雄配子随机结合 操作步骤： （1）甲、乙两小桶分别放入两种彩球各10个，摇动混匀； （2）分别从两桶内随机抓取一个彩球，组合在一起，记录字母组合，然后放回； （3）重复30次以上。 19 性状分离比的模拟实验 分析结果、得出结论： (1)彩球组合类型数量比：DD∶Dd∶dd≈ 。 (2)彩球组合类型之间的数量比代表的是显、隐性性状数量比：显性∶隐性≈ 。 1∶2∶1 3∶1 20 性状分离比的模拟实验 思考下列问题： (1)每个桶中放入数量相等的两种彩球的含义是：两种彩球分别模拟含有_____、_____两种遗传因子的配子，且F1产生的两种配子数量相等。 (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？ 显性 隐性 提示　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。 提示　为了使代表雌、雄配子的两种彩球被抓出的机会相等。 性状分离比的模拟实验 （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DD∶Dd∶dd＝1∶2∶1的理论值，统计的数量越多，越接近该理论值。 （5）将模拟实验的结果与孟德尔的杂交实验结果比较，你认为孟德尔的假说是否合理？ 合理。 因为甲、乙小桶内的彩球分别代表孟德尔杂交实验中的雌雄配子，从两个桶内分别随机抓取一个彩球进行组合，实际上是模拟雌雄配子的随机组合，统计的样本数量也足够大，出现了3：1的结果。但孟德尔提出的假说是否正确还需要实验来验证。 性状分离比的模拟实验 例1.用甲、乙两个小桶及分别标记为A、a的两种不同颜色的彩球，进行“一对相对性状杂交的模拟实验”，下列叙述正确的是 (　　) A.本实验模拟的是生物体在形成配子时，成对的遗传因子彼此分离 B.每次抓取彩球后无须放回原来的小桶 C.统计40次，彩球组合AA、Aa、aa数量一定为10、20、10 D.每个小桶中都有两种不同颜色的彩球，并且两种颜色的彩球数相等 【解析】本实验模拟的是生物在生殖过程中，雌雄配子的随机组合所产生的后代的性状分离比，A错误；抓取完一次记录好组合情况后，应将彩球重新放回原来的小桶，保证每次抓取彩球时，两种颜色的彩球数目相等，B错误；彩球组合AA、Aa、aa数量比接近1∶2∶1，但不一定是1∶2∶1，因此统计40次，彩球组合AA、Aa、aa数量不一定为10、20、10，C错误；每个小桶中都有两种不同颜色的彩球，并且两种颜色的彩球数相等，D正确。 D 23 对分离现象的解释 24 04 对分离现象解释的验证 25 F1（Dd）是否产生了两种配子（D：d≈1：1） 怎样验证？ 思考： 测交实验 先：设计测交实验、演绎推理--预期结果 后：实验验证（实做该实验）--实际结果 配子难以直接观察 Dd D d F1 配子 高茎 1 ： 1 直接验证 看是否产生两种配子 个体可直接观察 Dd DD dd √ 若二者一致 假设成立，即对分离现象的 理论解释是正确的。 关键要验证什么? 选择亲本与F1交配 选择什么样的亲本 F1（Dd）×dd 对分离现象解释的验证 3 演绎推理，验证假说 （1）设计测交实验 F1 Dd 配子 D d dd 高茎 矮茎 F2 d Dd dd 高茎 矮茎 预期实验结果（演绎推理） 高茎豌豆 矮茎豌豆 测交后代 87株 79株 比例 高茎：矮茎≈1:1 （2）实施测交实验，得出实验结果 结果与预期相符 F1高茎 矮茎 × 1：1 27 对分离现象解释的验证 4 分析结果，得出结论—分离定律 在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子__________，不相______；在形成配子时，成对的遗传因子发生_______，_______后的遗传因子分别进入不同的配子中，随______遗传给后代。 成对存在 融合 分离 分离 配子 28 假说-演绎法 假说-演绎的科学方法： 一对相对性状的杂交实验 对分离现象的解释 测交实验 分离定律 科学实验 发现事实 假说 演绎推理、具体验证 反复实验，揭示规律 规范地书写遗传图解 规范的遗传图解应该包括以下几个基本要点 (1)左侧标注。一般在遗传图解的左侧用遗传学符号或文字做出鲜明的标识，代表这一行表示的内容，起到引领作用。如：P、配子、F1、F2等。 (2)要明确写出亲代和子代的遗传因子组成和性状。有时还需在亲代旁边标上父本、母本(或♀、♂符号)，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(注意不是线段)。 (4)要写出最后一代的相关比例。 05 分离定律在生物的遗传中具有普遍性 31 分离定律在生物的遗传中具有普遍性 绵羊的白色毛和黑色毛 F1 3 ： 1 a a AA Aa Aa aa 白毛 白毛 白毛 黑毛 白毛 白毛 Aa × Aa A 配子 P 性状分离 A 资料1： （1）上图的现象在遗传学称为？ （2）产生这种现象的原因是？请用遗传图解表示 出来，遗传因子用A、a表示 通过性状分离的现象，根据分离定律科学推断显隐性和亲子代遗传因子的组成 分离定律在生物的遗传中具有普遍性 资料2：对家系后代中出现某性状的概率做出科学的推断 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(遗传因子组成为Bb)结婚，这对夫妇生下蓝眼孩子的可能性是？ 后代 bb B b 配子 Bb b bb 褐眼 蓝眼 1 ： 1 × 褐眼女人 P Bb 蓝眼男人 通过亲本的遗传因子组成，根据分离定律，对后代的遗传因子组成和性状做出推断，从而为遗传咨询提供理论依据。 分离定律在生物的遗传中具有普遍性 花粉鉴定法只需要观察当代植物产生的配子，不用交配就可以了解植物的基因型，所以操作更为简便。实验结果有力地证明了分离定律。 资料3：花粉鉴定法 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。 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。 分离定律的应用与计算 思维训练 本来开白花的花卉，出现了开紫花植株。此花为自花传粉，将紫花种下去，可惜在126株子代中，有36株开白花。怎样才能获得开紫花的纯种植株呢？ 06 分离定律的应用与计算 36 分离定律的应用与计算 不同亲本组合的子代情况（熟记） 亲本 子代基因型 子代表现型 AA X AA AA 全为显性 AA X Aa AA：Aa=1：1 全为显性 AA X aa Aa 全为显性 Aa X Aa AA：Aa：aa=1：2：1 显：隐=3：1 Aa X aa Aa：aa=1：1 显：隐=1：1 aa X aa aa 全为隐性 分离定律的应用与计算 【题型1】纯合子和杂合子的判断 纯合子能稳定遗传，自交后代不发生性状分离；杂合子不能稳定遗传，自交后代往往会发生性状分离 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。 38 分离定律的应用与计算 【题型2】杂合子(Dd)连续自交和自由交配的相关计算 自交是指遗传因子组成相同的个体交配；自由交配是指群体中不同个体随机交配。 1.杂合子（Dd）的个体连续自交，第n代的比例分析 杂合子连续自交第n代杂合子所占的比例为 杂合子连续自交第n代纯合子所占的比例为 显性纯合子、隐性纯合子所占的比例相同 （1/2)n 1-（1/2)n 分离定律的应用与计算 2.杂合子（Dd）的个体自由交配，后代情况分析 Dd×Dd 第1代： 1/4DD 1/2Dd 1/4dd 第2代： 1/4DD×1/4DD 1/2Dd×1/2Dd 1/4dd×1/4dd 1/4DD♀×1/2Dd♂ 1/2Dd♀×1/4DD♂ 1/4DD♀×1/4dd♂ 1/4dd♀×1/4DD♂ 1/2Dd♀×1/4dd♂ 1/4dd♀×1/2Dd♂ ♂ ♀ F1产生的雌配子 D d D d DD Dd Dd dd 配子棋盘法 F1产生的雄配子 亲本（父本、母本） 自由交配产生的第2代 分离定律的应用与计算 【题型3】分离定律中的特殊分离比现象分析 1.不完全显性 F1的性状表现介于显性和隐性的亲本之间的表现形式，F1自交后代有3种表现型，其性状分离比为1:2:1。 AA红色 Aa粉色 aa白色 完全显性：AA、Aa红色 aa白色 2.致死现象 Aa x Aa 正常情况：1AA：2Aa:1aa 显性纯合致死：2Aa:1aa 隐性纯合致死：1AA：2Aa 指致死遗传因子在配子时期发生作用，从而不能形成有生活力的配子的现象。 配子致死： 分离定律的应用与计算 3.从性遗传 常染色体上的基因控制的性状，在表现型上受个体性别影响的现象。 AA Aa aa 公羊 有角 有角 无角 母羊 有角 无角 无角 4.复等位基因 在一个群体内，同源染色体的同一位置上的等位基因有2个以上，这些基因称为复等位基因。 如人类ABO血型：IA、IB、i A型血：IAIA、IAi B型血：IBIB、IBi AB型血：IAIB O型血：ii 07 课堂小练 43 课堂小练 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。 （ ） × × 课堂小练 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 3、观察羊的毛色遗传图解，据图回答问题。 （1）毛色的显性性状是 ______________，隐 性性状是 ______________。 （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 _________________________________________。 A 白色 黑色 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。 课堂小练 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。 (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。 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。 2 课堂小练 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? 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 (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? 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。 谢谢观看 48 $$