第1章 第1节 孟德尔的豌豆杂交实验（一）课件1-2024-2025学年高中生物必修2 遗传与进化同步课件PPT（人教版2019）

第1节　孟德尔的豌豆杂交实验(一) 第1章　遗传因子的发现 生物 学习目标 ①阐明孟德尔的一对相对性状的杂交实验及分离定律。 ②体验孟德尔遗传实验的科学方法——假说—演绎法。 ③运用分离定律解释一些遗传现象。 学习重难点 重点： 1.对分离现象的解释及验证，阐明分离定律。 2.假说—演绎法。 难点： 1.对分离现象的解释。 2.假说—演绎法的研究思路。 导入新课 亲代与子代之间通过遗传物质的传递保持性状的连续性。例如：牡丹花有白色、红色，如果让红牡丹和白牡丹杂交后，子代的牡丹花会是什么颜色？是不是粉红色？ 问题思考 + 导入新课 问题思考 融合遗传： 人们曾经普遍认为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。 将红色墨水溶液与蓝色墨水溶液混合,振荡使之混合均匀, 溶液呈现一种中间色品紫色(介于红色和蓝色之间)。 红色墨水 + 蓝色墨水 导入新课 按照融合遗传的观点，混合后的两种颜色的溶液还能再分离成原来的溶液吗，为什么？请对两种遗传观点作出比较。 提示：融合遗传观点认为后代的性状是父母性状的混合结果，一旦混合就无法再分离成原来的性状。而孟德尔遗传观点认为遗传信息以颗粒形式传递，后代的性状可以重新分离成亲本的性状。孟德尔遗传观点能够更好地解释遗传现象，符合实际观察结果，因此被广泛接受和应用。 问题思考 一、豌豆用作遗传实验材料的优点 新课讲授 新课讲授 孟德尔（Gregor Johann Mendel，1822-1884），遗传学的奠基人，被誉为“现代遗传学之父”。孟德尔为自然科学奉献了一生，但这一生却充斥着孤寂与蔑视，他一生辛苦所取得的研究成果却无人问津甚至被埋没。他的理论发表35年后，才开始得到认可和承认，而此时孟德尔已经去世16年了。 [探究一] 豌豆用作遗传实验材料的优点 孟德尔 1822年7月20日，孟德尔出生在奥地利一个贫穷的农民家庭。孟德尔的父亲曾参加过几次对抗拿破仑的战役，战事结束后回到故乡务农，经营果园。孟德尔常在园中帮忙父亲，培养了对植物的兴趣和后来探索遗传法则的动机。孟德尔在父亲的鼓励下，从小就表现出过人的资质，成绩也一直名列前茅。 新课讲授 1851年孟德尔所属的修道院派他到维也纳大学继续进修，在那里学习自然学科和数学，获得许多优秀教授的指导，奠定了研究的基础。1854年被委派到布吕恩技术学校任物理学和植物学的代课教师，一直到1868年。这14年是孟德尔一生最重要的黄金岁月，著名的孟德尔遗传定律，就是在这时候发展出来的。 [探究一] 豌豆用作遗传实验材料的优点 布尔诺奥古斯丁修道院，孟德尔创立现代遗传学的地方 新课讲授 在孟德尔的时代，人们对遗传现象已有研究，并进行过杂交试验，但当时科学界的主流是“混合遗传”学说。这种传统学说认为生物的遗传像调色一样简单粗暴，白色绵羊和黑色绵羊交配生下的就是灰色绵羊。孟德尔认为后代若只是简单综合父母代的性状，重复下去所有生物的性状都趋于相同，明显和绚烂多彩的大自然不相符。 于是，他摒弃了权威看法，几乎从零开始做起了研究。起初，他先选择了几种植物尝试去做实验，但屡屡失败了。随后，他意识到实验材料的选择是实验成功的关键，要用的植物一定是性状明显、稳定，并且能在杂交时不受外界的影响的。按这个标准，他开始从20多种植物中寻找，最终他找到了符合这些条件的豌豆。 [探究一] 豌豆用作遗传实验材料的优点 新课讲授 孟德尔非常幸运的找到了豌豆作为研究对象，豌豆自花授粉，杂交时不受外界影响，性状明显又稳定。 修道院的后院中有一块长35公尺，宽7公尺的空地，孟德尔就在这块空地上种了许多豌豆，这一种就是两年，他用了两年的时间，从34种不同类型的豌豆中找到了14种明显的性状，组成了7对参照物进行进一步研究。分别是豆粒饱满和褶皱、豆粒黄色和绿色、花瓣白色和紫色、豆荚饱满和褶皱、豆荚黄色和绿色、花开的高与低、植株的高与低这七对不同的相对性状。 [探究一] 豌豆用作遗传实验材料的优点 新课讲授 性状：是生物的形态结构、生理、行为等特征的统称，而一种生物的同一种性状的不同表现类型叫作相对性状。 根据概念判断下面每一组是否为相对性状： 水稻的无芒与小麦的有芒 （ ） 狗的长毛与卷毛 （ ） 棉花的掌状叶与鸡脚叶 （ ） 人的有耳垂和无耳垂 （ ） 人能卷舌和不能卷舌 （ ） 人的尖额和平额 （ ） [探究一]豌豆用作遗传实验材料的优点 × × √ √ √ √ 新课讲授 在众多植物中，孟德尔选取豌豆植株作为实验材料的优点是什么？ [探究一]豌豆用作遗传实验材料的优点 提示： (1)豌豆是自花传粉，闭花受粉植物；(2)豌豆植株还具有易于区分的性状。 豌豆 新课讲授 选取纯种高茎豌豆作母本(♀)、纯种矮茎豌豆作父本(♂)。 首先除去高茎豌豆未成熟花的全部雄蕊(去雄)，然后套上纸袋。 过一段时间待雌蕊成熟时，采集矮茎豌豆植株的花粉，撒在去雄花的高茎豌豆花的雌蕊柱头上，再套上纸袋。 [探究一]豌豆用作遗传实验材料的优点 新课讲授 [探究一]豌豆用作遗传实验材料的优点 豌豆所做的一对相对性状的杂交实验的操作过程 新课讲授 正交和反交 若选择高茎豌豆作母本、矮茎豌豆作父本，这种方式称为正交；若选择矮茎豌豆作母本而高茎豌豆作父本就称为反交。 [探究一]豌豆用作遗传实验材料的优点 高茎豌豆和矮茎豌豆的杂交实验示意图 二、一对相对性状的杂交实验 新课讲授 新课讲授 [探究二]一对相对性状的杂交实验 为什么F1都是高茎而没有矮茎？为什么F2中又出现矮茎性状？ 高茎豌豆和矮茎豌豆的杂交实验示意图 新课讲授 孟德尔通过观察提出问题，进行数据统计发现在所得的1064株F2植株中，有787株高茎和277株矮茎，高茎与矮茎的数量比接近3∶1。 为什么会出现3∶1的分离比呢？ F2中出现3∶1的性状分离比是偶然的吗？ 孟德尔所做的豌豆的其他6对相对性状实验中，F2中出现怎样的分离比？ [探究二]一对相对性状的杂交实验 新课讲授 提示：F2中的分离比也接近3∶1，这个数据不是偶然的。 [探究二]一对相对性状的杂交实验 三、对分离现象的解释 新课讲授 新课讲授 [探究三]对分离现象的解释 (1)生物的性状是由遗传因子决定的。决定显性性状的遗传因子是显性遗传因子，用大写字母(如D)来表示；决定隐性性状的遗传因子是隐性遗传因子，一般用小写字母(如d)来表示。 (2)体细胞中遗传因子是成对存在的。例如，纯种高茎豌豆的体细胞中有成对的遗传因子DD，纯种矮茎豌豆的体细胞中有成对的遗传因子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中。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。例如，D可以和D结合，也可以和d结合。 新课讲授 [探究三]对分离现象的解释 P F1 配子 × 高茎 矮茎 D d D d Dd 高茎 × Dd 高茎 D d D d 配子 D d F2 DD Dd Dd dd 高茎 高茎 高茎 矮茎 1 ： 2 ： 1 基因型比 3 : 1 表现型比 孟德尔的遗传学实验: 由显性基因控制的性状称为显性性状，如豌豆的高茎。由隐性基因控制的性状称为隐性性状，如豌豆的矮茎。在后代中既出现了显性性状(高茎豌豆)，又出现了隐性性状(矮茎豌豆)，这种现象称为性状分离。 新课讲授 结合教材P4图1-3高茎豌豆和矮茎豌豆的杂交实验并学习遗传符号，解释正交、反交、显性性状、隐性性状、性状分离等名词的概念。 [探究三]对分离现象的解释 提示：遗传符号 在遗传学中，常用的符号如下： 大写字母（如D）表示显性基因。 小写字母（如d）表示隐性基因。 基因型：表示个体的基因组成，如DD、Dd、dd。 表型：表示个体的外在表现，如高茎、矮茎。 新课讲授 [探究三]对分离现象的解释 提示：正交：指以某一性状的纯合个体作为父本，另一性状的纯合个体作为母本进行杂交。 反交：指以某一性状的纯合个体作为母本，另一性状的纯合个体作为父本进行杂交。 显性性状：在杂合状态下（一个显性基因和一个隐性基因）表现出来的性状。 隐性性状：在杂合状态下不表现出来，只有在纯合状态下（两个隐性基因）才表现出来的性状。 性状分离：在杂交后代中，不同性状的个体按一定比例出现的现象。 四、对分离现象解释的验证 新课讲授 新课讲授 1.测交实验 孟德尔豌豆杂交实验的假说是否正确，如何来验证他的假说呢？ [探究四]对分离现象解释的验证 Dd F1 杂种子一代 高茎 配子 D d × 隐形纯合子 矮茎 dd d Dd dd 高茎 矮茎 测交后代 1 : 1 新课讲授 [探究四]对分离现象解释的验证 提示：证明孟德尔的假说是正确的 根据孟德尔实验的结果：子一代高茎豌豆(Dd)与隐性纯合子(dd)杂交，得到的166株后代中，87株是高茎，79株是矮茎，性状分离比接近1∶1。这一事实证明了什么？ 新课讲授 2.假说—演绎法 归纳孟德尔研究一对相对性状的豌豆杂交实验的思路。 [探究四]对分离现象解释的验证 提示：(1)观察实验现象；(2)提出问题；(3)分析问题、提出假说；(4)演绎推理；(5)实验验证假说。 五、分离定律的内容 新课讲授 新课讲授 总结相关概念。 1.常用符号及含义 P：__________F1：___________F2：___________×：__________♀：__________♂：____________　　　　 [探究五]分离定律的内容 亲本 第一代子代 第二代子代 杂交符号 雌性 雄性 2.有关概念 (1)相对性状、显性性状、隐性性状、性状分离 (2)纯合子和杂合子 (3)自交、杂交、测交　　 (4)正交和反交 新课讲授 [探究五]分离定律的内容 提示： （1）相对性状：同一种生物的同一性状的不同表现形式。 显性性状：在杂合状态下（一个显性基因和一个隐性基因）表现出来的性状。 隐性性状：在杂合状态下不表现出来，只有在纯合状态下（两个隐性基因）才表现出来的性状。 性状分离：在杂交后代中，不同性状的个体按一定比例出现的现象。 (2)纯合子：一对等位基因相同的个体。 杂合子：一对等位基因不同的个体。 (3) 自交：同一植株或动物的雌雄配子结合，产生后代。 杂交：不同植株或动物的雌雄配子结合，产生后代。 测交：用已知基因型的隐性纯合体与待测个体杂交，以测定待测个体的基因型。 (4)正交：以某一性状的纯合个体作为父本，另一性状的纯合个体作为母本进行杂交。 反交：以某一性状的纯合个体作为母本，另一性状的纯合个体作为父本进行杂交。 新课讲授 [探究五]分离定律的内容 如果亲本的基因组成是AA、Aa、aa，分别产生的配子种类和比例是什么，完成下表。 1.亲本产生配子的种类和比例 亲本基因组成 AA Aa aa 配子种类和比例       新课讲授 [探究五]分离定律的内容 2.亲代基因型和子代基因型、表型的关系 亲本 子代基因型 子代表型 AA×AA AA 　　　  AA×Aa AA∶Aa=　　　  全为显性 AA×aa Aa 　　　  Aa×Aa AA∶Aa∶aa=　　　  显性∶隐性=3∶1 Aa×aa Aa∶aa=　　　  显性∶隐性=1∶1 aa×aa 　　　  全为隐性 新课讲授 [探究五]分离定律的内容 亲本 子代基因型 子代表型 AA×AA AA 全为显性 AA×Aa AA∶Aa=1∶1 全为显性 AA×aa Aa 全为显性 Aa×Aa AA∶Aa∶aa=1∶2∶1 显性∶隐性=3∶1 Aa×aa Aa∶aa=1∶1 显性∶隐性=1∶1 aa×aa aa 全为隐性 新课讲授 [探究五]分离定律的内容 实验：性状分离比的模拟实验 1.模拟实验 (1)装有两种颜色彩球的小桶对应孟德尔杂交实验中的哪一代个体？ ____________________ (2)甲、乙小桶内的彩球分别代表________________________________________________。  (3)抓取彩球时，要求____________，抓取后的彩球需_____________。  (4)抓取后的彩球组合，代表哪一代个体？_______________________________　　　  (5)预测实验结果：3种彩球组合为_________________________，比例为______________。  (6)该实验模拟的是__________________________________________。  　　　  F1代 F1代个体产生的两种类型的配子 随机抓取 放回原小桶 F2代个体 3种彩球组合为TT、Tt、tt 1∶2∶1 孟德尔的豌豆杂交实验中F1代自交产生F2代的过程 新课讲授 [探究五]分离定律的内容 分析与讨论： 实验结果与理论预期的比较： 理论预期：根据孟德尔的遗传定律，F2代中TT、Tt、tt的比例应为1∶2∶1。 实验结果：学生通过多次实验发现，TT、Tt、tt的比例接近1∶2∶1。 3∶1的性状分离比与1∶2∶1的比例之间的关系： 3∶1的性状分离比：F2代中显性性状（TT和Tt）与隐性性状（tt）的比例为3∶1。 1∶2∶1的比例：F2代中TT、Tt、tt的比例为1∶2∶1。 关系：3∶1的比例是1∶2∶1的比例的简化形式。具体来说，TT和Tt都表现为显性性状，因此显性性状的总比例为1 + 2 = 3，而隐性性状的比例为1。因此，3∶1的比例与1∶2∶1的比例是一致的。 1.人工异花传粉的过程 新课讲授 [核心归纳] 去雄：除去母本未成熟花的全部雄蕊 ↓ 套袋：套上纸袋，避免外来花粉的干扰 ↓ 传粉：待去雄花的雌蕊成熟时，采集另一植株的花粉，涂在去雄花的雌 蕊的柱头上 ↓ 再套袋：防止外来花粉的干扰，保证杂交所得到的种子是人工授粉后所结 新课讲授 2.对性状分离的理解误区 只有亲本性状相同而子代表现不同性状时才可称为“性状分离”。高茎豌豆和矮茎豌豆杂交，后代既有高茎又有矮茎，不属于性状分离的概念范畴。 [核心归纳] 3.孟德尔遗传实验需要满足的条件 (1)子一代个体形成的不同类型的雌配子或雄配子活力应相同。 (2)雌、雄配子结合的机会相等。 (3)子二代不同遗传因子组成的个体存活率相等。 (4)遗传因子间的显隐性关系是完全显性。 (5)观察的子代样本数目足够多。 新课讲授 [核心归纳] 4.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、性状表现。有时还需要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。 【练习1】 当堂训练 1.孟德尔选用豌豆作为遗传实验的材料获得了成功，主要原因之一是（ ） A.豌豆花瓣小，便于分离，有利于进行人工授粉 B.豌豆的不同性状之间有明显的差异性，便于区分和统计 C.豌豆开花前就已经完成了受粉，自然情况下一般都是纯种 D.豌豆雌蕊的柱头只能接受本植株的花粉，无法进行人工授粉 C 【练习2】 当堂训练 用豌豆进行遗传实验时，下列操作错误的是（ ） A.杂交时，须在花粉尚未成熟时除去母本的雄蕊 B.自交时，雌蕊和雄蕊都无需除去 C.杂交时，须在花粉尚未成熟时除去母本的雌蕊 D.人工授粉后，应套袋 C 【练习3】 当堂训练 孟德尔通过豌豆的一对相对性状(高茎和矮茎)的杂交实验所发现的问题是（ ） A.高茎为显性，由显性遗传因子决定 B.高茎受遗传因子的控制，矮茎不受遗传因子的控制 C.F1中只有高茎豌豆，F2中同时出现了高茎和矮茎，且高茎∶矮茎≈3∶1 D.豌豆的体细胞中遗传因子成对存在，配子中的遗传因子单个存在 C 【练习4】 当堂训练 遗传学中，性状是指生物体所表现的形态结构、生理生化特征和行为方式等的统称。下列有关遗传性状的说法正确的是（ ） A.豌豆豆荚的饱满与种子的皱缩是一对相对性状 B.两个亲本杂交，子一代中显现的那个性状是显性性状 C.苹果园中的一株苹果树，绝大多数花瓣呈粉色，少数呈红色的现象称为性状分离 D.开紫色花的萝卜自交子代中出现紫色、红色和白色三种花色的现象称为性状分离 D 【练习5】 当堂训练 孟德尔对分离现象的原因提出了假说，下列不属于该假说内容的是（ ） A.杂种F1自交后代会产生3∶1的性状分离比 B.豌豆种子的高茎和矮茎是由一对遗传因子控制的 C.形成下一代新的植株时，雌雄配子的结合是随机的 D.植物配子中只含有每对遗传因子中的一个 A 【练习6】 当堂训练 玉米是一种雌雄同株的植物，其顶部开雄花，下部开雌花。在一个育种实验中，采用A、B两棵植株进行如下图所示的杂交实验： 实验Ⅰ：将植株A的花粉粒转移到同一植株的雌花上，受粉后，雌花发育成穗轴上的玉米粒。 实验Ⅱ：将植株B的花粉粒转移到同一植株的雌花上，进行受粉。 实验Ⅲ：将植株A的花粉粒转移到植株B的另一雌花上进行受粉。 上述三组实验所获得玉米粒的颜色如下表所示： 实验 紫红色玉米粒 黄色玉米粒 Ⅰ 587 196 Ⅱ 0 823 Ⅲ 412 396 【练习6】 当堂训练 实验 紫红色玉米粒 黄色玉米粒 Ⅰ 587 196 Ⅱ 0 823 Ⅲ 412 396 (1)在玉米粒颜色这一对相对性状中，隐性性状是______，判断的理由是？ 黄色 提示：实验Ⅰ中子代出现了3∶1的性状分离比，即紫红色玉米粒∶黄色玉米粒≈3∶1 (2)用G代表决定显性性状的遗传因子，g代表决定隐性性状的遗传因子，则植株A的遗传因子组成为____，植株B的遗传因子组成为_____。实验Ⅰ的子代中，紫红色玉米粒的遗传因子组成为__________。 (3)实验Ⅰ的子代中，紫红色玉米粒中杂合子所占比例为______。 Gg gg Gg或GG 2/3 课堂小结 谢谢大家 $$