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

融合遗传（达尔文）： 主张两亲代的某种特征，在杂种后代中融合成为新的表现形式而出现，也即子代的特征是亲代特征的平均结果。 + = ？ 事实真是如此吗？ + = 5.5根手指？ + = 1.5眼皮？ 显然，融合遗传的观点是无法解释所有遗传特征的。 第1章 遗传因子的发现 第 1 节 孟德尔的豌豆杂交实验(一) （1）提出了遗传单位是遗传因子（现代遗传学上确定为基因）； 孟德尔（1822—1884），遗传学的奠基人。21岁起做修道士，29岁起进修自然科学和数学。 1865年，孟德尔发表了自己研究的豌豆杂交实验的论文《植物杂交实验》。62岁时带着对遗传学无限的眷恋，回归了无机世界。主要贡献有: （2）发现了两大遗传规律：基因的分离定律和基因的自由组合定律。 1、豌豆是自花传粉、闭花受粉植物 孟德尔的豌豆杂交实验 自花传粉： 一朵花的花粉落在同一朵花雌蕊的柱头上完成受粉的传粉方式。 闭花受粉： 花朵在受粉期时关闭花瓣，受精过程与外界隔绝。 孟德尔的豌豆杂交实验 自花传粉示意图 孟德尔的豌豆杂交实验 1、豌豆是自花传粉、闭花受粉植物 自花传粉，闭花受粉的优点： 避免了外来花粉的干扰，使豌豆在自然状态下一般都是纯种。 孟德尔的豌豆杂交实验 2、豌豆具有稳定的容易区分的相对性状 1、豌豆是自花传粉、闭花受粉植物 一种生物的同种性状的不同表现类型。 性状： 相对性状： 生物体的形态、结构和生理特性等特征。 孟德尔的豌豆杂交实验 2、豌豆具有稳定的容易区分的相对性状 1、豌豆是自花传粉、闭花受粉植物 例：手的五指和六指；单眼皮和双眼皮。 孟德尔的豌豆杂交实验 下列各组中属于相对性状的是( ) A.狗的长毛与黑毛 B.羊的白毛与牛的黄毛 C.桃树的红花和绿叶 D.人的双眼皮和单眼皮 黄豆茎的高茎和矮茎 兔子毛的白毛和灰毛 狗的卷毛和长毛 判断下列性状是否为相对性状 D 家鸡的长腿和毛腿 玉米的黄粒和白粒 绵羊的雄性与雌性 √ √ √ × × × 注：性别不是由一种基因决定，而是由性染色体决定的 孟德尔的豌豆杂交实验 性状易区分 孟德尔的豌豆杂交实验 3、豌豆生长周期短，易于栽培 4、籽粒较多，且种子留在豆荚里，便于数学统计，分析结果可靠。 2、豌豆具有稳定的容易区分的相对性状 1、豌豆是自花传粉、闭花受粉植物 孟德尔的豌豆杂交实验 去雄 授粉 套袋 套袋 (花蕊未成熟时) (防止外来花粉干扰) (花蕊成熟) 播种，获得子代植株，观察性状 花粉 (防止外来花粉干扰) 亲本：（父本和母本） 父本（♂）： 母本（♀）： 遗传图谱中的符号： 子一代 子二代 ♀ ♂ × 亲本 母本 父本 杂交 自交 指进行有性生殖的父方 指进行有性生殖的母方 P F1 F2 孟德尔的豌豆杂交实验 前提知识 孟德尔的豌豆杂交实验 高茎 矮茎 P × (杂交) 高茎 F1 (子一代) (亲本) 正交 矮茎 高茎 P × (杂交) 高茎 F1 (亲本) (子一代) 反交 现象1：无论高茎是父本还是母本，子代都是高茎 孟德尔的豌豆杂交实验 思考1： 为什么子一代中只表现出高茎的性状，而不表现另一个亲本（矮茎）的性状，或表现出不高不矮？ 高茎 矮茎 P (杂交) 高茎 F1 (子一代) (亲本) × 孟德尔的豌豆杂交实验 思考2： 在F1代中，另一个亲本的性状（矮茎）是消失了，还是暂时隐藏起来了呢？ 高茎 矮茎 P × (杂交) 高茎 F1 (子一代) (亲本) 孟德尔的豌豆杂交实验 高茎 F1 × (自交) 高茎 矮茎 F2 (子二代) 显性性状 隐性性状 矮茎性状只是在F1代暂时隐藏了起来 孟德尔的豌豆杂交实验 高茎 × P F1 F2 高茎 矮茎 × （杂交） （自交） 一对相对性状的亲本杂交，杂种子一代显现出来的性状 一对相对性状的亲本杂交，杂种子一代未显现出来的性状 显性性状 隐性性状 这种在杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象称为性状分离。 “无中生有为隐性” 高茎 矮茎 787 ∶ 277 性状分离比接近 3 : 1 孟德尔的豌豆杂交实验 孟德尔的豌豆杂交实验 2.84:1 (矮)277 （高）787 茎高度 F2的比 F2隐性性状 F2显性性状 性状 2.82:1 （黄色）152 （绿色）428 豆荚颜色 2.95:1 (不饱满)299 （饱满）882 豆荚形状 3.01:1 （绿色)2001 （黄色）6022 子叶颜色 3.15:1 （白色）224 （灰色）705 种皮颜色 3.14:1 （顶生）207 （腋生）651 花的位置 2.96:1 （皱缩）1850 （圆滑）5474 种子形状 2.84:1 (矮)277 （高）787 茎高度 F2的性状分离比 性状 豆荚颜色 豆荚形状 子叶颜色 种皮颜色 花的位置 种子形状 F2中的3：1不是巧合 孟德尔的豌豆杂交实验 1、为什么子一代只表现高茎？是不是亲本矮茎的遗传物质没有传给子一代呢？ 思考 2、什么现象证实F1中有矮茎的遗传物质呢？ 3、为什么子二代出现了性状分离现象？且分离比都接近3 ：1呢？ 不是，如果矮茎的遗传物质没有传给子一代，那么在子二代中不可能出现矮茎。 在子二代中出现了矮茎。 孟德尔的豌豆杂交实验 1865年提出 遗传因子假说 孟德尔的豌豆杂交实验 孟德尔的豌豆杂交实验 1）性状是由遗传因子决定的,每个因子决定着一种特定的性状。 决定显性性状(如高茎)的遗传因子。 用大写字母表示。（D、B、P） 如：高茎的显性遗传因子为D。 决定隐性性状(如矮茎)的遗传因子。 用小写字母表示。（d、b、p） 如：矮茎的隐性遗传因子为d。 显性遗传因子 隐性遗传因子 这些因子就像一个个 独特的“颗粒”， 既不会互相融合， 也不会在传递中消失！ 孟德尔的豌豆杂交实验 2）在体细胞中，遗传因子成对存在。 例：纯种高茎的遗传因子为DD，纯种矮茎的遗传因子为dd。 DD和dd杂交，F1代的遗传因子为Dd。此时D对于d具有显性作用。 遗传因子组成不同的个体。如：F1中的高茎Dd。 纯合子 杂合子 （显性纯合子、隐性纯合子） （杂合子表现显性性状） 遗传因子组成相同的个体。如：纯高茎DD，纯矮茎dd。 孟德尔的豌豆杂交实验 补充内容： 基因型：决定生物某种性状的基因组合 表现型：指生物可被观察到的结构或功能方面的性状 例：决定豌豆高矮的DD、Dd、dd 例：豌豆的高茎/矮茎；猫的黄毛/灰毛 已知某株豌豆的基因型为DD，则可推断该株豌豆的表现型为高茎； 已知某株豌豆的表现型为高茎，则该株豌豆的基因型可能是DD也可能是Dd 通常来说，在同一生长环境下， 基因型相同，表现型一定相同； 表现型相同，基因型不一定相同。 孟德尔的豌豆杂交实验 补充内容： DD = = DD或Dd 孟德尔的豌豆杂交实验 3）生物体形成生殖细胞——配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中。配子中只含每对遗传因子中的一个。 P F1 孟德尔的豌豆杂交实验 4）受精时，雌雄配子的结合是随机的。 F2 DD Dd dd Dd ←成对遗传因子分离 ←雌雄配子随机结合 DD:Dd:dd=1:2:1 高茎:矮茎=3:1 高茎 高茎 高茎 矮茎 交叉线法 孟德尔的豌豆杂交实验 d D d D F1配子 F2 dd Dd Dd DD DD:Dd:dd=1:2:1 高茎:矮茎=3:1 4）受精时，雌雄配子的结合是随机的。 棋盘法 孟德尔的豌豆杂交实验 4）受精时，雌雄配子的结合是随机的。 3）生物体形成生殖细胞——配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中。配子中只含每对遗传因子中的一个。 1）性状是由遗传因子决定的,每个因子决定着一种特定的性状。 2）在体细胞中，遗传因子成对存在。 分离定律 在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，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，随配子遗传给后代。 孟德尔的豌豆杂交实验 孟德尔的豌豆杂交实验 1.甲乙两个小桶代表什么？彩球代表什么？ 2.一个桶内两种彩球数量相等代表什么意义？ 3.为什么每次抓取的小球要放回原来的小桶内？ 4.彩球有几种组合？其组合代表什么？ 思考： 生殖器官 配子种类 两种配子的数量相等 保证两种配子的数量相等 3种 配子结合方式 实验:性状分离比的模拟 孟德尔的豌豆杂交实验 Dd × D d D d DD Dd Dd dd DD × dd 高茎 矮茎 配子 Dd F1 D d 配子 F2 高茎 高茎 高茎 矮茎 1 ： 2 ： 1 P 高茎 高茎 遗传图解的书写： 1.确定遗传代数，书写符号 2.确定亲本的交配方式 3.书写亲本产生的配子，以箭头连接 4.书写配子结合方式，以箭头连接 5.书写比例关系和表现型 孟德尔的豌豆杂交实验 遗传因子是一个理论、抽象的概念，其分离行为是孟德尔根据豌豆7对相对性状杂交实验中观察到的现象作出的一种假说。 思考：如何对这一假说进行验证呢？ 测交：让F1与隐性纯合子杂交,来检测F1的基因型的实验方法 孟德尔的豌豆杂交实验 1、成对的遗传因子是否会分离开来？ 2、另一个亲本用什么呢？能用显性纯合子吗？ 实验对象（亲本）应该用杂合子！ 配对对象应该用隐性纯合子！ 你们认为关键要验证什么？ 对分离现象解释的验证 Dd dd D d 配子 高茎 矮茎 高茎 杂种子一代 矮茎 隐性纯合子 × 测交 测交后代 F1 d Dd dd ①目的：验证对分离现象解释的正确性。 ②预测：如果对分离现象的解释是正确的，即如果F1为Dd，则 测交后代中高茎:矮茎应该为1:1 亲本 P 1 : 1 测交结果： 高茎:矮茎 = 87:79 ≈1:1 符合预期设想，成功验证了假说： 1）证实F1的确是杂合子； 2）在形成配子时，成对的遗传因子确实发生了分离，并分别进入到不同的配子中。 对分离现象解释的验证 正交、反交： 如甲性状作父本、乙性状作母本的杂交称为正交， 则甲性状作母本、乙性状作父本的杂交称为反交。 正交与反交是成对存在的。 ①可用于检测某种性状是细胞质遗传还是细胞核遗传。 ②可用于检测某种性状的遗传是否与性别相关联 自交：同一个体的雄配子和雌配子结合的交配方式， 也可以是具有相同基因型个体间的交配 杂交：具有不同基因型个体间的交配 测交：让被测显性个体与隐性纯合子杂交,来检测被测个体的基因型的实验方法 对分离现象解释的验证 分离定律 P D D d d d × D 配子 减数第一次分裂 D d 受精 高茎 矮茎 F1 高茎 配子随机结合 D D d d F1配子 F2 D D D d D d d d 分离定律的实质： 决定同一性状的等位基因（遗传因子） 随同源染色体的分开而分离 分离定律 补充内容： 等位基因： 在同源染色体上，控制相对性状的基因，叫做等位基因。 例：D和d是等位基因 D d 注： 互为等位基因的基因控制的性状不相同， 而D和D；d和d称作相同基因 分离定律 补充内容： 非等位基因： 在同源染色体上的不同位置，或在非同源染色体上的基因。 A B A B 假说-演绎法 一对相对性状的杂交实验 对分离现象的解释 对分离现象解释的验证 得出分离定律 观察实验 发现问题 提出假说 解释问题 总结规律 实验验证 演绎推理 假说——演绎法 (解释已发生的现象) (进行另一个实验，验证假说的正确性) 分离定律适用范围: 1、有性生殖生物的性状遗传 2、真核生物的性状遗传 3、细胞核遗传 4、一对相对性状的遗传 总结：分离定律仅适用于有性生殖的真核生物的细胞核遗传；仅讨论一对相对性状。 分离定律 知识拓展一：如何判断显隐性 1、杂交法 甲 × 乙 → 全为甲 （甲为显性） 2、性状分离法（自交法） 甲 × 甲 → 既有甲、又有乙（乙为隐性） （纯种） （杂种） 46 例：南瓜果实的黄、白色由A、a控制 P 黄果 白果 × 黄果 白果 F1 F2 黄果 黄果 白果 ① ② ③ ⊕ ⊕ 由图中 过程推断 为显性性状。 ③ 白果 47 知识拓展二、判断显性个体是否为纯合子 ①自交法：看后代是否有性状分离 有：杂合子 无：纯合子 ②测交法： 后代只有一种性状：纯合子 后代有显性和隐性性状：杂合子 植物： 测交、 自交（更简单） 动物： 测交 Aa×Aa Aa×aa aa×aa AA×aa AA×Aa 子代表现型及比例 子代基因型及比例 亲代组合 AA : Aa = 1 : 1 Aa AA:Aa:aa=1:2:1 Aa:aa=1:1 aa 全显 全显 显:隐=3:1 显:隐=1:1 全隐 知识拓展三、推测亲子代的基因组成和性状 49 知识拓展三：推测亲子代的基因组成 1、若后代显性:隐性为1 : 1，则亲本基因型为： Aa X aa 2、后代显性：隐性为3 : 1，则亲本的基因型为 Aa X Aa 3、后代基因组成为aa或后代有隐性个体，则亲本的基因型中一定各有一个 a 4、后代全为显性个体，则亲本中至少有一个的基因型为 AA 知识拓展四： 杂合子Aa连续自交，后代纯合子，杂合子所占的比例 杂合子Aa连续自交，后代杂合子、纯合子所占比例的曲线 （1）指导种 获取纯合体 （2）遗传病预防 培育显性性状： 培育隐性性状： 连续自交，直到不出现性状分离 后代出现此性状就是纯合体 隐性遗传病： 显性遗传病： 知识拓展五：分离定律的应用 白化病 多指病 某对夫妇都没有白化病，双方父母也正常，但是女方有一个白化病的弟弟，男方有一个白化病的姐姐 1、求这对夫妇遗传因子的组成为什么？ 2、这对夫妇生育一个白化病孩子的几率多大？ 3、这对夫妇生育一个白化病女孩子的几率多大？ 4、假如这对夫妇已经生育一个白化病孩子，再生一个白化病儿子的几率多大？ 53 （1）指导种 获取纯合体 （2）遗传病预防 培育显性性状： 培育隐性性状： 连续自交，直到不出现性状分离 后代出现此性状就是纯合体 隐性遗传病： 显性遗传病： 知识拓展五：分离定律的应用 白化病 多指病 1 2 3 4 1 2 3 4 ? I II III 正常男女 白化男女 注： 家族遗传系谱图 54 例：下图为某家族白化病的遗传系谱，请据图回答(相关基因用A、a表示)。 (1)该病是由 性基因控制的。 (2)I3和I4都是正常的,Ⅱ3也是正常的,但Ⅱ4为白化病患者,这种现象在遗传学上称为 。 (3)Ⅱ3的可能基因型是 ，他是杂合子的机率是 。 (4)Ⅲ是白化病的机率 是（ ） A.1/2 B.2/3 C.1/4 D.1/9 1 2 3 4 1 2 3 4 ? I II III 正常男女 白化男女 注： 隐 D 性状分离 AA/Aa 2/3 55 补充一：自交与自由交配 例1：白毛和灰毛为一对相对性状，灰对白是显性，取杂合灰毛自交，得到F1代 ①F1代中能够稳定遗传的占？ ②F1代灰身个体中能够稳定遗传的占？ ③F1代灰身个体自交，F2中能够稳定遗传的占？ ④F1代灰身个体自由交配，F2中能够稳定遗传的占？ 1、一批基因型为AA与Aa的豌豆，两者数量之比是1∶3。自然状态下(假设结实率相同)其子代中基因型为AA、Aa、aa的数量之比为？ 2、两只灰身果蝇交配，子代中灰身∶黑身=3∶1，选出其中全部的灰身果蝇，使其自由交配，下一代果蝇中灰身与黑身的比例为？ 7:6:3 （按分离定律计算） 8:1 （按配子的概率计算） 补充一：自交与自由交配 57 补充二：从性遗传 鸡的雄羽与母羽是一对相对性状，受常染色体上的一对等位基因控制。母鸡只能表现为母羽，公鸡既可以是雄羽也可以是母羽。 现用两只母羽鸡杂交，F1代公鸡中母羽：雄羽=3：1。让F1代母羽鸡自由交配，后代出现雄羽鸡的比例为 A． 1／8 B． 1／16 C． 1／12 D． 1／24 C 从性遗传是指由常染色体上基因控制的性状，在表现型上受个体性别影响的现象 补充三：不完全显性 指具有相对性状的纯合亲本杂交后，F1显现中间类型的现象。 表现型和显性基因的数量有关 0个显性基因（rr）：白色 1个显性基因（Rr）：粉色 2个显性基因（RR）：红色 补充四：复等位基因 复等位基因指一个基因存在多种等位基因的现象。例如：人的ABO血型就是由IA、IB、i 3个复等位基因决定的，其中IA和IB都对i为显性，IA与IB为共显性。 血型 基因型 A IAi 、 IAIA B IBi、 IBIB AB IAIB O ii 补充五：致死 胚胎（个体）致死 配子致死 ——受精作用正常 ——受精前淘汰 雄配子致死——精子或花粉 雌配子致死 显性纯合致死 隐性纯合致死 杂种致死 补充五：致死 猫的有尾、无尾是一对相对性状，遵循分离定律。为了选育纯种的无尾猫，让无尾猫连续自交多代，但发现每一代中总会出现约1/3的有尾猫，其余均为无尾猫。由此推断，正确的是：（ ） A：猫的有尾性状是由显性基因控制的。 B：自交后代出现有尾猫，是基因突变的结果。 C：自交后代无尾猫中既有纯合子也有杂合子。 D：无尾猫和有尾猫杂交，后代中无尾猫约占1/2。 D 补充五：致死 科学家发现了某株豌豆，通过测交得到该株豌豆的基因型为Aa， 科学家同时发现，携带隐性遗传因子的花粉总有2/3死亡。 当这株豌豆进行自交，求F1代基因型、表现型的比例关系？ 正推题：有致死率，求后代比例 补充五：致死 科学家发现了某株豌豆，通过测交得到该株豌豆的基因型为Aa， 科学家同时发现，携带隐性遗传因子的花粉总有2/3死亡。 当这株豌豆进行自交，求F1代基因型、表现型的比例关系？ 假设该植株总共产生60个花粉，如果不发生致死， 则理论上有30个A花粉，和30个a花粉，比例为1:1。 现a花粉有2/3致死，则30个a花粉只能存活10个 这时候A花粉：a花粉 = 30:10 = 3:1 其中A占总花粉的3/4，a花粉占总花粉的1/4 做题方法1：假设法 科学家发现了某株豌豆，通过测交得到该株豌豆的基因型为Aa， 科学家同时发现，携带隐性遗传因子的花粉总有2/3死亡。 当这株豌豆进行自交，求F1代基因型、表现型的比例关系？ 补充五：致死 A:a=1:1，由于a花粉2/3致死，致死后A:a = 1 : 1/3 两边同时乘以3，得到A:a=3:1 其中A占总花粉的3/4，a花粉占总花粉的1/4 做题方法2：比例法 补充五：致死 现有杂合子红花（Rr）植株，某类型的花粉存活率明显较低。 现用该植株进行自花传粉，子一代中红花：白花=5:1，则该植株形成的花粉中： 成活率较低的配子种类是？这种配子的存活率是？ 反推题：有后代比例，求致死率 补充五：致死 现有杂合子红花（Rr）植株，某类型的花粉存活率明显较低。 现用该植株进行自花传粉，子一代中红花：白花=5:1，则该植株形成的花粉中： 成活率较低的配子种类是？这种配子的存活率是？ 反推题：有后代比例，求致死率 做题方法：解方程法 设 r 的存活率为 x 在正常情况下，R : r = 1 : 1，由于 r 的存活率为 x， 则在致死情况下：R : r = 1 : x 1 R x r 1 R 1 r 1 RR x Rr 1 Rr x rr 补充五：致死 画棋盘： 显性个体： 1 + 1 + x 隐性个体： x 5 : 1 x + 2 = 5x $$