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

第一章 第1节 孟德尔的豌豆杂交实验(一) 第2课时：对分离现象解释的模拟实验及验证 D d D d D d D d D d D d D d D d d D d D d D d D D d D d D d D d D d D d D d D d 甲 乙 目 录 对分离现象解释的模拟实验及验证 性状分离比的模拟实验 对分离现象解释的验证及分离定律 分离定律的验证 纯、杂合子的判断 01 02 03 D d D d D d D d D d D d D d D d d D d D d D d D 甲 d × Dd D d d Dd dd dd 性状分离比的模拟实验 一 3 上节课我们学习了一对相对性状的杂交实验，以及孟德尔对一对相对性状的杂交实验结果作出的解释(假说), 情境一 (1)自花传粉，且闭花授粉，自然状态 下一般都是纯种的； (1)生物的性状是由遗传因子决定的。 豌豆作遗传实验材料的优点 一对相对性状的杂交试验 对分离现象的解释 (2)相对性状易于区分； (4)受精时，雌雄配子的结合是随机的。 (2)体细胞中的遗传因子是成对存在的。 (3)生物体在形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中。 本节课我们先通过一个模拟实验来体验孟德尔的假说 阅读教材中的实验目的和步骤，并回答下列问题： 1.每个桶中放入数量相等的两种彩球的含义是什么? 2.每次分别从两个桶内随机抓取一个彩球的含义是什么? 3.分别从两个桶内随机抓取一个彩球组合在一起模拟了什么过程? 4.为什么要将抓取的彩球放回原来的小桶内并摇匀? D d D d D d D d D d D d D d D d 乙 D d D d D d D d D d D d D d D d d D d D d D d D 甲 d D d 合并 受精卵 F1 分离（抓取） 分离（抓取） 【任务1】 性状分离比的模拟实验视频 通过模拟实验，理解 的分离和 的随机结合与 之间的数量关系，体验孟德尔的假说。 遗传因子 配子 性状 性状分离比的模拟实验 探究·实践 (1)甲、乙两个小桶分别模拟： 。 (2)甲、乙小桶内的彩球分别模拟： 。 (3)用不同彩球的随机组合，模拟： 。 雌、雄生殖器官 雌雄配子的随机结合 雄、雌配子 实验目的 实验原理 操作步骤 结果分析 思考讨论 性状分离比的模拟实验 探究·实践 实验目的 实验原理 操作步骤 结果分析 思考讨论 每个桶中放入数量相等的两种彩球的含义是什么? 两种彩球分别模拟含有显性、隐性两种遗传因子的配子，且模拟杂合子F1（Dd）产生比例相等的两种配子。 不同小桶内的彩球数量不必一定相等。因为对于大多数生物来说，父本产生的雄配子数量远远多于母本产生的雌配子数量。 甲、乙两个小桶内的彩球数量一定要相等吗？ 认真阅读教材“性状分离比的模拟实验”方法步骤： 性状分离比的模拟实验 探究·实践 实验目的 实验原理 操作步骤 结果分析 思考讨论 认真阅读教材“性状分离比的模拟实验”方法步骤： 每次分别从两个桶内随机抓取一个彩球的含义是什么? 在形成配子时，成对的遗传因子彼此分离。 分别从两个桶内随机抓取一个彩球组合在一起模拟了什么过程? 模拟雌雄配子形成和随机结合的过程。 为什么每次抓出的小球放回原桶并且摇匀后才可再次抓取？ 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 探究·实践 实验目的 实验原理 操作步骤 结果分析 思考讨论 请你设计记录表，记录实验结果： (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 次数 甲 乙 组合 1 2 3 …… 30 合计次数 D 次 d 次 D 次 d 次 DD 次 Dd 次 dd 次 统计数量比 D：d= D：d= DD：Dd:dd= 性状分离比的模拟实验 探究·实践 实验目的 实验原理 操作步骤 结果分析 思考讨论 孟德尔的实验数据是否支持样本数量越大越接近理论比值? 性状 F2的表现 显性 隐性 显性∶隐性 茎的高度 高茎 787 矮茎 277 2.84∶1 种子形状 圆粒 5474 皱粒 1850 2.96∶1 子叶颜色 黄色 6022 绿色 2001 3.01∶1 花的颜色 红色 705 白色 224 3.15∶1 豆荚形状 饱满 882 不饱满 299 2.95∶1 豆荚颜色 绿色 428 黄色 152 2.82∶1 花的位置 腋生 651 顶生 207 3.14∶1 从表中找出F1自交结果中偏差最大的一组,偏差最小的一组子代数量的区别？这说明什么问题？ 过渡 性状分离比的模拟实验 探究·实践 实验目的 实验原理 操作步骤 结果分析 思考讨论 答：与每个小组的实验结果相比，全班总的实验结果更接近预测的结果，即彩球组合类型数量比DD: Dd: dd=1:2:1,彩球代表的显性与隐性类型的数量比为3:1。因为实验统计的样本数量越大，越接近统计规律。 如果孟德尔当时只对F₂中10株豌豆的性状进行统计，那么他很难正确地解释性状分离现象。因为实验统计的样本数量足够大，是盂德尔能够正确分析实验结果的前提条件之一。 只对10株豌豆的性状进行统计，会出现较大的误差。 1.将每个小组的实验结果与全班总的实验结果作比较，你有什么发现?如果孟德尔当时只对F₂中10株豌豆的性状进行统计，他还能正确地解释性状分离现象吗? 性状分离比的模拟实验 探究·实践 实验目的 实验原理 操作步骤 结果分析 思考讨论 答：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-个彩球进行组合，实际上是模拟雌雄配子的随机结合，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。 2.将模拟实验的结果与孟德尔的杂交实验结果相比较，你认为孟德尔的假说是否合理? 过渡 孟德尔的假说完美解释了杂交现象，但他并没看有到F1的遗传因子组成及形成配子时遗传因子的分离现象，他怎样做才能验证自己的假说呢? 对分离现象解释的验证 二 14 孟德尔的假说合理地解释了豌豆一对相对性状杂交实验中出现的性状分离现象，但是一种正确的假说仅能解释已有的实验结果是不够的，还应该能够预测另外一些实验的结果。如果实验结果与预测相符，这个假说就得到了验证。 情境二 F1自交 请同学们思考、讨论以下三种方案，选择最佳实验方案，证明F1的遗传因子组成及其所产生的配子种类和比例，预测实验结果并用遗传图解表示 Dd dd Dd 高茎 矮茎 DD Dd F1与显性亲本杂交 F1与隐性亲本杂交 高茎 高茎 高茎 X X 【任务2】 孟德尔以F1自交结果为依据提出假说，因此F1自交不能用于证明假说。 显性亲本为纯合子，后代均为显性个体，无法证明F1的遗传因子组成。 隐性纯合子产生的含有隐性遗传因子的配子在与F1产生的配子结合后，只表现出F1配子所决定的性状，因此，后代的性状种类和比例即F1所产生的配子的种类和比例。 情境二 F1自交 Dd dd Dd 高茎 矮茎 DD Dd F1与显性亲本杂交 F1与隐性亲本杂交 高茎 高茎 高茎 X X 高茎 矮茎 × 高茎 矮茎 1 ∶ 1 测交后代 Dd D d d Dd dd dd 配子 : 测交： 演绎推理 推理结果 比例： 在体细胞中遗传因子成对存在 形成配子时,成对的遗传因子彼此分离 受精时，雌雄配子随机结合 1. 演绎推理 × 高茎 矮茎 测交后代 87 79 比例 高茎:矮茎≈１:１ 实验结果与推理演绎的结果相吻合，从而证明孟德尔的假说是正确的。 高茎 矮茎 测交实验结果 实验结论： 过渡 根据以上分析，请你总结测交的概念及意义 2.实验验证 测交的概念及意义 (2)意义: (1)测交： F1与隐性亲本杂交 ①测定F1产生的配子的种类和比例。 ②测定F1的遗传因子组成。 ③预测F1在形成配子时，遗传因子的行为。 高茎 矮茎 × 高茎 矮茎 1 ∶ 1 测交后代： Dd D d d Dd dd dd 配子 : 测交： 比例： 过渡 孟德尔一对相对性状的实验结果及其解释，后人归纳为孟德尔第一定律，又称分离定律 阅读教材第7页，并回答下列问题： 1.什么是分离定律？ 2.分离定律的核心内容是什么？ 3.是否所有生物性状的遗传都遵循分离定律？ 4.试总结分离定律的适用范围? Dd 高茎 配子 : F1 : 杂合子产生两种配子 D d 【任务3】 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 Dd 高茎 D d Dd 高茎 D d 配子 : F1 : 核心内容: 产生配子时，成对的遗传因子彼此分离。 3.分离定律的内容 (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) 4.分离定律的适用范围 ① 在观察和分析基础上提出问题 若实验结果与预测相符，则假说正确 若实验结果与预测不符，则假说错误 假说—演绎法 科学方法 试总结分离定律的发现过程？ 想一想，这种方法与传统的归纳法有什么不同？ ④ 通过实验检验 ③ 根据假说进行演绎推理，推出预测的结果 ② 通过推理和想象提出解释问题的假说 归纳法： 演绎法： 从许多个别事例中，概括一般原理的思维方法。 从普遍性结论或一般原理中，推导出个别性结论的思维方法。 发现问题 为什么F2中出现3:1的性状分离比？ 作出假说 遗传因子决定生物的性状 遗传因子成对存在 遗传因子在形成配子时分离 雌雄配子在受精时随机结合 演绎推理 测交后代分离比为1:1 实验验证 实际测交实验结果与推理符合，说明假说正确 得出结论 分离定律 性状分离现象： 对分离现象的解释： 预测测交结果： 进行测交实验： 假说—演绎法 科学方法 分离定律的发现过程 阅读教材8页“思维训练”的相关内容，思考以下问题： 【合作探究】 请你写出解决这一问题的实验方案，与同学交流，看谁设计的方案更简捷。 设计实验方案 思维·训练 怎样才能获得开紫花的纯种植株呢？ 【任务4】 设计实验方案 思维·训练 紫花 F1 : F2 : P: 白花 × 紫花 白花 选育紫花 自 交 紫花 白花 直至不再出现白花为止 淘汰 选育紫花 自 交 1.(2023辽宁省丹东)下列关于孟德尔分离定律杂交实验中测交的说法，不正确的是（ ） A．F1×隐性类型→可检测F1遗传因子组成 B．通过测交实验来验证对分离实验现象理论解释的科学性 C．根据孟德尔假说，推测测交结果为高茎∶矮茎＝1∶1 D．测交时，与F1杂交的另一亲本无特殊限制 课堂检测 D 2.(云南省大理州2022-2023学年高一下学期质量监测生物试题)孟德尔运用“假说一演绎法”，通过豌豆杂交实验，最终提出了分离定律。下列属于“假说一演绎法”中“演绎推理”内容的是（ ） A．在体细胞中，遗传因子是成对存在的 B．生物体形成配子时，成对的遗传因子彼此分离 C．F1自交得到的F2中，高茎：矮茎的比值为3：1 D．预测F1测交得到的后代中，高茎：矮茎的比值为1：1 课堂检测 D 3.(2022·黑龙江大庆实验中学高一期末)假说—演绎法是现代科学研究中常用的方法。下列相关叙述错误的是( ) A.“F2中高茎与矮茎的性状分离比接近3∶1”属于实验现象 B.“F1产生配子时，成对的遗传因子彼此分离”属于假说内容 C.“推测测交后代有两种性状表现，比例为1∶1”属于演绎过程 D.“纯种高茎豌豆和纯种矮茎豌豆杂交，F1均为高茎”属于实验验证环节 课堂检测 D 4.(2022·吉林东北师大附中高一期中)孟德尔验证分离定律假说最重要的证据是( ) A.亲本产生配子时，成对的遗传因子发生分离 B.杂合子自交，后代出现3∶1的性状分离比 C.杂合子与隐性纯合子杂交，后代出现1∶1的性状分离比 D.具有两对相对性状的杂合子产生配子时，每对遗传因子也要分离 课堂检测 C 分离定律的验证 纯、杂合子的判断 三 F₁水稻细胞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。 情境三 南方某农场里有两种水稻，分别是非糯性和糯性(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? (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 (2)实验结果验证了什么? 请归纳一对遗传因子的遗传是否遵循分离定律的验证方法？ 【任务5】 情境三 南方某农场里有两种水稻，分别是非糯性和糯性(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.分离定律的验证方法 (1)自交法: (2)测交法： 具相对性状的纯合亲本杂交 F1杂合子自交 后代性状分离比为3: 1 符合基因分离定律 杂合子 隐性纯合子 子代性为1:1 符合基因分离定律 取杂合子的花粉染色或直接镜检 看到两种花粉且比例为1: 1 符合基因分离定律 (3)花粉鉴定法 动植物都可选择的方法 适合自花传粉的植物,操作简单 只适用于在花粉中表达的性状 情境四 该农场还养了一群马，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。 35 (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。 情境四 (1)在正常情况下，一匹母马一次只能生一匹小马。为了在个配种季节里完成这项鉴定，应该怎样配种? 纯合子和杂合子的判定方法 【任务6】 36 2.纯合子和杂合子的判定方法 实验过程 测交法 结果分析 实验过程 测交法 结果分析 待测个体x隐性个体 ①若子代只有一种性状，则待测个体为纯合子 ②若子代有两种性状(1:1)，则待测个体为杂合子 待测个体自交 ①若子代无性状分离,则待测个体为纯合子 ②若子代有性状分离，则待测个体为杂合子 鉴定某生物个体是纯合子还是杂合子，当被测个体是动物时，常采用测交法；当被测个体是植物时，上述四种方法均可视情况采用，其中自交法较简单。 注意 若动物生育后代数目少,则应与多个异性隐性个体交配 1.兔子的灰毛对白毛是显性，豌豆子叶的颜色黄色对绿色是显性.要鉴定一只灰毛兔和一株黄色子叶豌豆是否为杂合子，最简便的方法分别是（ ） A．测交、自交 B．测交、测交 C．杂交、自交 D．测交、杂交 课堂检测 A 2.某种植物的羽裂叶和全缘叶是一对相对性状。某同学用全缘叶植株（植株甲）进行了下列四个实验。 ①植株甲进行自花传粉，子代出现性状分离 ②用植株甲给另一全缘叶植株授粉，子代均为全缘叶 ③用植株甲给羽裂叶植株授粉，子代中全缘叶与羽裂叶的比例为1∶1 ④用植株甲给另一全缘叶植株授粉，子代中全缘叶与羽裂叶的比例为3∶1 其中能够判定植株甲为杂合子的实验是（ ） A．①或② B．①或④ C．②或③ D．③或④ 课堂检测 B 3.(2023·湖北孝感期末)玉米中因含支链淀粉多而具有黏性(由基因W控制)的子粒和花粉遇碘不变蓝色；含直链淀粉多不具有黏性(由基因w控制)的子粒和花粉遇碘变蓝色。W对w为完全显性。把WW和ww杂交得到的种子播种下去，先后获取花粉和子粒，分别滴加碘液观察统计，结果应为(　　) A.花粉1/2变蓝色、子粒3/4变蓝色 B.花粉、子粒各3/4变蓝色 C.花粉1/2变蓝色、子粒1/4变蓝色 D.花粉、子粒全部变蓝色 C 课堂检测 4.(2019·全国卷Ⅲ，32改编)玉米是一种二倍体异花传粉作物，可作为研究遗传规律的实验材料。玉米子粒的饱满与凹陷是一对相对性状，受一对等位基因控制。回答下列问题： (1)在一对等位基因控制的相对性状中,杂合子通常表现的性状是___________。 (2)现有在自然条件下获得的一些饱满的玉米子粒和一些凹陷的玉米子粒，若要用这两种玉米籽粒为材料验证分离定律，写出两种验证思路及预期结果。 显性性状 课堂检测 答案　 (2)思路及预期结果： ①两种玉米分别自交，若某些玉米自交后，子代出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律。 ②两种玉米分别自交，若子代都没有出现性状分离，在子代中选择两种不同性状的纯合子进行杂交，F1自交，得到F2，若F2中出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律。 ③让子粒饱满的玉米和子粒凹陷的玉米杂交，如果F1都表现一种性状，则用F1自交，得到F2，若F2中出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律。 ④让子粒饱满的玉米和子粒凹陷的玉米杂交，如果F1表现两种性状，且表现为1∶1的性状分离比，则可验证分离定律。(任答两种即可) 课堂检测 孟 德 尔 的 豌 豆 杂 交 实 验 （一） 性状分离比的模拟实验 假说-演绎法 分离定律 观察现象，提出问题 分析问题，提出假说 演绎推理，验证假说 分析结果，得出结论 成对的遗传因子分离，分别进入不同的配子中 对分离现象解释的验证-测交 实质 本节小结 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。( ) 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 教材课后习题·概念检测 × × A 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: 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控制黑毛的遗传因子的配子，雌雄配子随机结合，会产生黑毛羊。 白色 黑色 性状分离 教材课后习题·概念检测 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，在自然状态下一般都是纯种,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;豌豆植株具有稳定的易于区分的性状，便于观察和统计实验结果。 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。 教材课后习题·拓展应用 提示: 凯库勒提出苯分子的环状结构、原子核中含有中子和质子的发现过程等，都是通过假说——演绎法得出结论的。 19世纪以前科学家对遗传学的研究，多采用从实验结果出发提出某种理论或学说。而假说——演绎法，是从客观现象或实验结果出发，提出问题，作出假设，然后设计实验验证假说的研究方法，这种方法的运用促进了生物科学的研究，使遗传学由描述性研究进入理性推导和实验验证的研究阶段。 4.除了孟德尔的杂交实验，你还能举出科学研究中运用假说——演绎法的实例吗? 教材课后习题·拓展应用 提示: 谢 谢 观 赏 48 $$