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必修2

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 请大家把双手伸出来，五指分开，然后双手自然交叉，握紧。相互观察，找出和其他的同学的异同点。 活动导入 活动导入 生物体形态结构、生理和行为等特征的统称。 其实双手交叉时拇指的位置就是人的一种性状，也就是区别于他人的一种特征。 活动导入 融合遗传 是否正确？ = 不高不矮? 高 + 矮 孟德尔的生平简介 孟德尔出生在奥地利的一个贫苦农民家庭，他在父亲的熏陶和影响下，自幼爱好园艺。1840年中学毕业后，考入大学继续学习，后因家境贫寒被迫中途辍学。于1843年到布吕恩的一所修道院当修道士，1847年任神父。1851～1853年，孟德尔在维也纳大学系统进修自然科学和数学，受到良好的训练，这为他后来从事科学研究奠定了坚实的基础。回到布吕恩修道院后，孟德尔被聘为 布吕恩技校的代理教员。在此期间，他一边从事教学工作， 一边利用修道院内的园地做了许多植物和动物方面的杂交 实验。实验材料有豌豆、菜豆、玉米、紫茉莉、金鱼草、 家鼠、蜜蜂等，其中以豌豆杂交实验 （1856～1863年）的成果最为突出。 孟德尔的生平简介 他仔细观察了豌豆的7对相对性状在各个世代的表现，记载了数以万计的数据，并应用数理统计方法对这些数据进行归纳、比较和分析，终于在1865年将他的科研成果写成了题为《植物杂交试验》的论文，并在布吕恩自然科学协会会议上宣读了这篇在遗传学上有重要意义的科学论文。这篇论文于1866年发表在该会会刊上。论文揭示了“遗传因子”（即基因）的分离规律和自由组合规律（后人称之为孟徳尔的分离定律和自由组合定律）。这两条重要规律的发现，为遗传学的诞生和发展奠定了基础。当时孟德尔的论文并未引起科学界的重视，直到1900年，有3位植物学家分别通过各自的研究得出与孟德尔相似的结论后，人们才在文献中找到《植物杂交实验》这篇被遗忘的论文，孟德尔的贡献终于被发现。从此，这个埋没了35年之久的伟大成果得到了肯定和推广，孟德尔也被公认为科学遗传学的奠基人。 一、豌豆作为遗传实验材料的优点 1.豌豆自花传粉、闭花受粉，自然状态下都是纯种。 一、豌豆作为遗传实验材料的优点 1.豌豆自花传粉、闭花受粉，自然状态下都是纯种。 两性花 自花传粉：两性花的花粉落到同一朵花的雌蕊柱头上的过程，也叫自交。 2.豌豆花大、易进行人工杂交操作。 一、豌豆作为遗传实验材料的优点 2.豌豆花大、易进行人工杂交操作。 一、豌豆作为遗传实验材料的优点 （2）人工异花传粉过程 （1）异花传粉：两朵花之间的传粉过程，也叫杂交。× ①去雄 提供花粉——父本 接受花粉——母本 ②套袋 ④套袋 去除母本未成熟的雄蕊 → 防止外来花粉的干扰 → → 防止外来花粉的干扰 避免自花传粉 传粉 ③传粉 3.豌豆有多对易于区分的性状。 一、豌豆作为遗传实验材料的优点 相对性状：一种生物的同一种性状的不同表现类型。 性状：生物体表现出来的形态特征和生理特性，又叫表现型。 二、相关名词解释与常见的遗传学符号 1.相关名词解释 ①自花传粉 ⑧性状分离 ②异花受粉 ⑨纯合子 ③父本 ⑩杂合子 ④母本 ⑪测交 ⑤相对性状 ⑥显性性状 ⑦隐性性状 2.常见的遗传学符号 二、相关名词解释与常见的遗传学符号 自交： 杂交： 亲本： 父本： 母本： 子代： 子一代： 子二代： × P ♂ ♀ F F1 F2 三、一对相对性状的杂交实验 孟德尔选择了豌豆作为遗传实验材料，找出了七对易于区分的相对性状。 这么多的性状，该如何研究呢？ 简单 复杂 三、一对相对性状的杂交实验 杂交后产生的第一代（F1）总是高茎的。 纯种高茎 纯种矮茎 P × (杂交) 高茎 F1 (子一代) (亲本) 为什么F1只有高茎，矮茎去哪了？也不是融合遗传的不高不矮？ 高茎豌豆作母本， 矮茎豌豆做父本 高茎豌豆作父本， 矮茎豌豆做母本 正交 反交 正反交结果一致 三、一对相对性状的杂交实验 纯种高茎 纯种矮茎 P × (杂交) 高茎 F1 (子一代) (亲本) 在F1代中，矮茎性状是永远消失了还是暂时隐藏起来了呢？ 具有一对相对性状的亲本杂交，在F1代中，显现出来的性状叫做显性性状； 具有一对相对性状的亲本杂交，在F1代中，未显现出来的性状叫做隐性性状。 三、一对相对性状的杂交实验 高茎 F1 × (自交) 高茎 矮茎 F2 在杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象，叫性状分离。 F1是亲本杂交产生的后代，称为杂种。 三、一对相对性状的杂交实验 P 纯种高茎 × 纯种矮茎 F1 高茎 F2 高茎 矮茎 787株 277株 比例约 3 ： 1 三、一对相对性状的杂交实验 实验现象：在F1代中只表现出显性性状。F2代中出现性状分离现象。性状分离比：显性性状：隐性性状接近3：1。 看来F2中出现的3：1的性状分离比不是偶然的。 三、一对相对性状的杂交实验 孟德尔的研究历程： 实验 假说 验证 总结规律 实验现象：性状分离 分离比：3：1 四、对分离现象的解释 显性遗传因子决定显性性状，用大写字母表示； 隐性遗传因子决定隐性性状，用小写字母表示； 体细胞中遗传因子成对存在； 配子中只含每对遗传因子中的一个； 生物的性状是由遗传因子决定的； （如：DD、dd为纯合子，Dd为杂合子） 受精时，雌雄配子随机结合。 四、对分离现象的解释 高茎豌豆与矮茎豌豆杂交实验遗传图解 DD 高茎 矮茎 dd P F1 (减数分裂) 配子 D d (受精) Dd 高茎 四、对分离现象的解释 F1 Dd Dd F2 Dd 配子 d D D d DD Dd dd 高 高 高 矮 3 : 1 自交可以看成遗传因子组成相同的个体杂交 连线法和棋盘法 高茎豌豆与矮茎豌豆杂交实验遗传图解 四、对分离现象的解释 ①F1 Dd产生配子的种类： D ：d= 1 ：1 ② F1 Dd自交，配子的结合 方式种类： 4种 ③F2表现型种类： 显性性状：隐性性状=3：1 2种 其种类及比例： 2种 其种类及比例： ④F2遗传因子组成种类： 3种 其种类及比例： DD:Dd:dd=1:2:1 纯合子:杂合子 （DD+dd）:Dd=1:1 ⑤显性性状中，纯合子概率是1/3，杂合子概率是2/3 五、性状分离比的模拟实验 怎样体验孟德尔的假说？ Dd Dd ①实验原理：P6 ♂ ♀ ②实验步骤：P6 为什么同一小桶两种彩球的数量是一样的？ 不同小桶彩球的数量需要保持一致吗？ 五、性状分离比的模拟实验 六、对分离现象解释的验证 孟德尔的研究历程： 实验 假说 验证 总结规律 实验现象：性状分离 分离比：3：1 4点假说 六、对分离现象解释的验证 测交实验：用F1与隐性纯合子杂交。 Dd dd D d 高茎 矮茎 高茎 杂种子一代 矮茎 隐性纯合子 × d Dd dd 1 ： 1 测交 配子 测交后代 表现型 高茎 矮茎 数量 30 34 比例 约为 1 ：1 六、对分离现象解释的验证 Dd dd D d 高茎 矮茎 高茎 杂种子一代 矮茎 隐性纯合子 × d Dd dd 1 ： 1 测交 配子 测交后代 ①测交后代表现型种类： 2种 其种类及比例： 显性性状：隐性性状=1：1 ②测交后代遗传因子组成种类： 2种 其种类及比例： Dd:dd=1:1 六、对分离现象解释的验证 孟德尔的研究历程： 实验 假说 验证 总结规律 实验现象：性状分离 分离比：3：1 4点假说 测交实验 演绎推理 七、分离定律 1.内容 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。 2.实质 在形成配子时成对的遗传因子分离，导致F1Dd产生两种配子D:d=1:1。 3.适用范围 真核生物有性生殖的细胞核遗传 由一对遗传因子决定的一对相对性状的遗传 八、研究方法：假说—演绎法 1.孟德尔的研究历程 实验 假说 验证 总结规律 实验现象：性状分离 分离比：3：1 4点假说 测交实验 演绎推理 2.假说—演绎法的研究程序 八、研究方法：假说—演绎法 归纳总结得出规律 分离定律 科学实验发现问题 一对相对性状 的杂交实验 大胆猜测作出假设 对分离现象的解释 演绎推理实验验证 测交实验 课堂小结 九、遗传学解题思路 1.判断显隐性状 若相同性状的亲本杂交，子代出现新的性状，则新性状为隐性性状。 若不同性状的亲本杂交，子代只出现一种性状，则该性状为显性性状。 P 红花✖红花 F1 红花 白花 P 红花✖白花 F1 红花 2.推导遗传因子组成 九、遗传学解题思路 亲本组合 子代遗传因子组合 子代表现型 AA✖AA AA✖aa aa✖aa Aa✖Aa Aa✖aa AA✖Aa AA 全为显性 Aa 全为显性 aa 全为隐性 Aa:aa=1:1 测交 显性:隐性=1：1 AA:Aa:aa=1:2:1 显性:隐性=3：1 AA:Aa=1:1 全为显性 纯合子杂交的后代一定是纯合子吗？ （1）正推法 根据亲代遗传因子组成，推断子代的遗传因子组成 九、遗传学解题思路 2.推导遗传因子组成 （2）逆推法 根据子代遗传因子组成，推断亲代的遗传因子组成 ①遗传因子填充法 A— A— aa ②隐性纯合突破法 a a A— 根据亲代显隐性状写出能确定的遗传因子，如显性个体的遗传因子组成用A—表示，隐性个体的遗传因子组成只有一种aa 九、遗传学解题思路 2.推导遗传因子组成 （2）逆推法 ③性状分离比判断法 若子代 显性:隐性=3:1 则亲本组合 Aa✖Aa 显性:隐性=1:1 Aa✖aa 只有显性性状 亲本至少一方为AA 只有隐性性状 亲本一定都是aa 九、遗传学解题思路 2.推导遗传因子组成 （2）逆推法 ③性状分离比判断法 3 : 1 Aa Aa 121 : 38 红花是显性性状 1 : 1 71 : 69 Aa aa 3.概率计算 九、遗传学解题思路 九、遗传学解题思路 3.概率计算 Aa Aa aa A— F1中红花植株所占的概率为: 3/4 F1中白花植株所占的概率为: 1/4 F1红花植株中纯合子占的概率： F1红花植株中杂合子占的概率： 1/3 2/3 F1中纯合子占的概率： F1中杂合子占的概率： 1/2 1/2 F1红花植株的遗传因子组成及比例: AA或者Aa 1/4 1/2 AA Aa aa 1 ： 2 ： 1 3 : 1 稳定遗传的个体，自交后代不发生性状分离 左图发生了什么现象？ 性状分离 4.判断个体的遗传因子组成 九、遗传学解题思路 A— 判断F1的红花植株是纯合子还是杂合子，怎么办？ ①可以采用自交的方法 待测个体自交 若子代出现 性状分离 若子代不出现性状分离 该个体为 杂合子Aa 该个体为 纯合子AA 4.判断个体的遗传因子组成 A— 判断F1的红花植株是纯合子还是杂合子，怎么办？ ②可以采用测交的方法 测交的前提是已经确定显隐性状 测交的一个亲本一定是隐性纯合子 待测个体✖隐性纯合子 若子代出现 两种性状 若子代只出现 一种性状 该个体为 杂合子Aa 该个体为 纯合子AA 九、遗传学解题思路 4.判断个体的遗传因子组成 九、遗传学解题思路 自交和测交 植物 自交 子代出现性状分离 该植物为杂合子 测交 子代只出现一种性状 该（动）植物为纯合子 动物 子代出现两种性状 该动物为杂合子 为达到以下目的，应采取的最佳方法分别为 ①鉴别一株小麦是不是纯合子 ②鉴别一只小鼠是不是纯合子 自交 测交 5.测交实验 九、遗传学解题思路 ①概念： ②作用： 待测个体和隐性纯合子杂交 a.验证分离定律 b.判断个体的遗传因子的组成 6.杂合子连续自交n代 九、遗传学解题思路 杂合子的概率= 2n 1 纯合子的概率= 1- 2n 1 显性或隐性纯合子的概率= 2 1 （ ） 7.自交和自由交配 九、遗传学解题思路 自交： 遗传因子组成相同的个体交配 自由交配： 群体中所有个体随机交配 ②若所有个体自由交配F1中显性性状所占比例是 7/8 15/16 有一个植物群体，AA的个体占1/2，Aa的个体占1/2， ①若所有个体自交F1中显性性状所占比例是 九、遗传学解题思路 7.自交和自由交配 某植物的红花对白花是显性，现以一个杂合红花植株为亲本，自花传粉产生F1，取出F1中红花植株，让其分别进行自交和自由交配，则后代中红花植株：白花植株分别是 5：1 自交： 8 ：1 自由交配： 8.“三法”验证分离定律的方法 九、遗传学解题思路 9.分离定律中的异常比 九、遗传学解题思路 ①不完全显性 F1的性状介于显性和隐性亲本之间，如红花RR和白花rr杂交，子一代是Rr粉花，子一代自交，子二代红花RR红花：粉花Rr：白花rr=1：2：1 具有一对相对性状的亲本杂交，两个亲本的性状同时在子一代的同一个体上显现出来。红马AA和白马aa杂交，子一代是混色花毛 ②共显性 ③显性纯合致死 ④隐性纯合致死 ⑤配子致死 ⑥从性遗传 遗传因子组成相同的杂合子，在雌雄个体中的性状表现不同 课堂反馈 1.如果一株红果番茄的花（RR），接受了一株黄果番茄的花粉（rr），那么在红果番茄上结的果是（　 ） A．红色　　 B．黄色　　 C．红黄相间　 D．有的是红色，有的是黄色 A 课堂反馈 2．某人是双眼皮（此为显性性状 ，用A表示），但是她只能产生一种生殖细胞，那么她的基因组成为（　 ） A．Aa B．aa C．AA D．AA或Aa C 3．下列几组杂交中，哪组属于纯合子之间的杂交（ ） A．DD × Dd　　　　 B．DD × dd C．Dd × Dd　　　　 D．Dd × dd B 课堂反馈 4．下列各对性状中，属于相对性状的是（ ） A．狗的长毛和卷毛 B．棉花的掌状叶和鸡脚叶 C．玉米叶梢的紫色和叶片的绿色 D．豌豆的高茎和蚕豆的矮茎 B 5.下列四组交配中，能验证分离现象的解释是否正确的一组是（ ） A．DD × Dd　　　　 B．DD × dd C．Dd × Dd　　　　 D．Dd × dd D 课堂反馈 6.已知豌豆的高茎对矮茎是显性，欲知一株高茎豌豆的遗传因子组成，最简便的方法是（ ） A．让它与另一株纯种高茎豌豆杂交 B．让它与另一株杂种高茎豌豆杂交 C．让它与另一株矮茎豌豆杂交 D．让它进行自花传粉 D 课堂反馈 7.现有一对性状表现正常的夫妇，已知男方父亲患白化病，女方父母正常，但其弟也患白化病。那么，这对夫妇生出白化病孩子的概率是（ ） A．1/4　　　　 B．1/6 C．1/8　　　　 D．1/12 B $$