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

§1.1 孟德尔的豌豆杂交实验（一） 第一章 遗传因子的发现 1 ●孟德尔(G.Mendl,1822---1884)是现代遗传学的奠基人，出生于贫苦农民家庭，年轻时进入修道院。 ●1857年开始在修道院的花园做豌豆遗传验。1865年发现了遗传学定律，发表了题为“植物杂交实验”的跨时代论文。 ●直到1900年才引起遗传学家、育种家的高度重视，现代遗传学迅速发展起来。 2 豌豆是两性花，自花传粉（闭花受粉的植物）,自然状态下一般都是纯种。 为什么用豌豆做遗传实验易成功? 人工异花传粉示意图 杂交的操作步骤 4 性状: 相关概念 指生物体的形态特征或生理特征。 相对性状: 一种生物的同一性状的不同表现类型。 图5上眼脸有无褶皱 1、双眼皮 2、单眼皮 图6 食指长短 1、食指比无名指长 2、食指比无名指短 图 7 脸颊有无酒窝 1、有酒窝 2、无酒窝 图8 双手手指嵌合 1、右手拇指在上 2、左手拇指在上 所具特点 相应优点 豌豆是_________、闭花受粉植物 自然状态下都是____，用豌豆做人工杂交实验，结果既可靠，又容易分析 豌豆品种间有许多易于区分的_________ 用具有相对性状的植株进行杂交实验，实验结果易观察和分析 豌豆的生长_______ 短时间内获取后代，便于分析 豌豆的后代数目多 便于_____分析 遗传图谱中的符号： P: ♀: ♂: ×: 正交，反交： 回交：子代与亲本交配 测交：F1与隐性个体交配 F1: F2: 亲本 母本 父本 杂交 ：自交(自花传粉或同株异花传粉) 杂种子一代 杂种子二代 × 不同个体（或不同基因型）交配 二、孟德尔一对相对性状的杂交实验 1.水稻的花为两性花，玉米的花为单性花。下列有关植物人工异花传粉的说法，正确的是(　　) A.对水稻进行杂交时需要对父本进行去雄 B.无论是水稻还是玉米，在杂交过程中都需要套袋 C.对玉米进行杂交基本操作程序是去雄→套袋→授粉→套袋 D.无论是水稻还是玉米，在杂交过程中都需要去雄 B 习题巩固 2.(必修2 P2“相关信息”)玉米也可以作为遗传实验的材料，结合玉米花序与受粉方式模式图思考： （1）玉米为雌雄同株且为______(填“单性”或“两性”)花。 （2）图中两种受粉方式中，方式Ⅰ属于______(填“自交”或“杂交”)，方式Ⅱ属于________(填“自交”或“杂交”)，因此自然状态下，玉米能进行 。 （3）如果进行人工杂交实验，则操作步骤_____________________。 单性　 自交 杂交 自由交配 套袋→人工授粉→套袋 二、孟德尔一对相对性状的杂交实验 面对这些多性状，如果是你该如何研究呢？ 孟德尔首先分析一对相对性状。 孟德尔研究问题的方法：假说—演绎法 科学实验提出问题 大胆猜测提出假设 测交演绎推理 实验验证测交 P × F1 高 F2 高 3 ： 1 矮 高 矮 787 277 × 一对相对性状的遗传试验 用其他相对性状做杂交实验，也得到同样的结果（4页表1-1）可见绝非偶然。并且正反交结果一样 显性性状 隐性性状 性状分离 13 提出问题: 1.为什么F1都表现出显性性状？ 2.为什么F2中出现3:1的性状分离比例？ 1.生物的性状是由遗传因子决定的。（不融合，不消失，分为显性（D）和隐性(d)） 2.体细胞遗传因子成对存在。 （杂合子，纯合子） 3.配子中的遗传因子成单存在。形成生殖细胞（配子）时，成对的遗传因子彼此分离 4.受精时，雌雄配子的结合是随机的。 提出假说 测交演绎 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 d Dd dd 1 ： 1 请 预 测 实 验 结 果 ？ 1.内容：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 ，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 3.分离定律的适用范围： （1）只适用于真核细胞中细胞核中的遗传因子的有性生殖传递规律，而不适用于原核生物、细胞质的遗传因子的遗传. 成对存在 融合 分离 分离定律 习题巩固 1.下列有关一对相对性状的豌豆杂交实验的叙述，错误的是(　 ) A.豌豆在自然状态下一般是纯合子，可使杂交实验结果更可靠 B.进行人工杂交时，必须在豌豆花未成熟时除尽母本的雄蕊 C.在统计时，F2的数量越多，理论上其性状分离比越接近3∶1 D.孟德尔提出杂合子测交后代性状分离比为1∶1的假说， 并通过实际种植来演绎 D 豌豆是自花传粉、闭花受粉植物，在自然状态下一般都是纯合子，可使杂交实验结果更可靠，A正确； 进行人工杂交时，需在豌豆花未成熟时进行人工去雄，B正确； 在统计时，F2数量越多实验结果越精确，理论上其性状分离比越接近3∶1，C正确； 孟德尔通过对豌豆遗传现象的分析，提出假说，然后在假说的基础上演绎推理出测交后代性状分离比应为1∶1，并通过实际种植进行测交实验验证，D错误。 18 习题巩固 2.(2024·襄阳模拟)假说—演绎法是现代科学研究中常用的方法，包括“提出问题、作出假设、演绎推理、检验推理、得出结论”五个基本环节。利用该方法，孟德尔发现了两个遗传定律。下列关于孟德尔的研究过程分析正确的是(　 ) A.孟德尔所作假设的核心内容是 “性状是由位于染色体上的基因控制的” B.孟德尔依据减数分裂的相关原理进行“演绎推理”的过程 C.为了验证作出的假设是否正确，孟德尔设计并完成了测交实验 D.测交后代性状比为1∶1，可以从细胞水平上说明基因分离定律的实质 C 孟德尔所作假设的核心内容是“性状是由遗传因子决定的”，孟德尔并没有提出“基因”一词，也没有认识到基因位于染色体上，A错误； 孟德尔依据实验结果及假设内容进行了“演绎推理”的过程，B错误； 为了验证作出的假设是否正确，孟德尔设计并完成了测交实验，C正确； 测交后代性状比为1∶1，可以从个体水平上说明基因分离定律的实质，D错误。 19 3．(2024·烟台调研)孟德尔通过豌豆杂交实验，运用“假说—演绎法”成功地揭示了遗传的两个基本规律，为遗传学的研究做出了杰出贡献，被世人公认为“遗传学之父”。下列相关叙述错误的是( 　 ) A.孟德尔设计的验证实验可用于检测F1的遗传因子组成 B.“遗传因子在体细胞的染色体上成对存在”属于假说内容 C.解释性状分离现象的“演绎”过程是：若F1产生配子时，成对的遗传因子分离，则测交后代出现两种表型，且比例接近1∶1 D.在豌豆一对相对性状杂交实验中，预期测交结果属于演绎过程 B 习题巩固 孟德尔利用测交实验进行验证分离现象，测交实验中隐性纯合子只能产生一种配子，因而子代的表型及比例可反映出F1的遗传因子组成，A正确； 孟德尔的假说提出了遗传因子在体细胞中是成对存在的，并没有提出遗传因子在染色体上，B错误； 解释性状分离现象的“演绎”过程是：若F1产生配子时，成对的遗传因子分离，则测交后代出现两种表型，且比例接近1∶1，C正确； 在豌豆一对相对性状杂交实验中，设计测交实验，预测实验结果为演绎过程，D正确。 20 概　念 作　用 杂 交 不同的个体间雌雄配子的结合 ①通过杂交将不同优良性状(基因)集中到一起,得到新品种 ②通过后代性状，判断显、隐性性状 自 交 同一个体雌雄配子的结合 ①不断提高种群中纯合子的比例 ②可用于植物纯合子、杂合子的鉴定③判断性状的显、隐性； 测 交 F1与隐性纯合子相交 ①测定F1的基因组成（动物纯合子、杂合子的鉴定） ②可验证基因分离理论解释的正确性 纯合子如何判断显隐性 与交配方式相关的概念及其作用 8月17 21 习题巩固 1.(2024·海口模拟)下列有关一对相对性状遗传的叙述， 正确的是(　 ) A.具有隐性遗传因子的个体都表现出隐性性状 B.最能说明基因分离定律实质的是F2的表型比为3∶1 C.通过测交可以推测被测个体产生配子的数量 D.若要鉴别和保留纯合的抗锈病(显性)小麦， 最简便易行的方法是自交 D 具有隐性遗传因子的个体不一定表现出隐性性状，如杂合子表现出的为显性性状，A错误； 最能说明基因分离定律实质的是F1产生两种类型的配子且比例为1∶1，B错误； 测交后代的表型及比例反映待测个体产生配子的类型及比例，C错误； 鉴别显性个体是纯合子或杂合子的方法有自交法和杂交法，若要鉴别和保留纯合的抗锈病(显性)小麦，最简便易行的方法是自交法，D正确。 22 2.在遗传学实验过程中，生物的交配方式很多，下列有关叙述错误的是 (　 ) A.杂交通常是指基因型不同的个体之间的交配方式， 是目前培育新品种的重要方法之一 B.自交是自花传粉、闭花受粉植物的主要交配方式 C.测交常用来检测某个个体的基因型，也可用来确定一对相对性状的显隐性 D.正交和反交可以用来判断某基因的位置是在常染色体上还是性染色体上 C 测交的前提是已知性状的显隐性，因此测交常用来检测某个体的基因型，但是不能用来确定一对相对性状的显隐性，C错误。 23 阅读课本P6，“性状分离比的模拟实验问题” 雌、雄生殖器官；俩个桶球数可以不相等 保证每次抓取到D和d的概率是一样的。 代表产生配子（减数分裂）的过程 受精作用 增加样本量，减少误差（偶然性误差） 1.甲小桶和乙小桶分别代表什么？要求俩桶球数相等吗？ 2.从甲桶中随机取出一小球，代表什么生理过程？ 3.从两个桶取出小球混合在一起，代表什么生理过程？ 4.第3、4步中提到要重复30次，为什么？ 5.取出小球后，为什么要放回去，再进行下一次抓取小球？ 1.如果由于某种原因使DD的合子死亡，子二代的性状分离比还是3:1吗？是多少？ 2.如果由于某种原因使子一代含d的花粉一半没有活力，子二代的性状分离比还是3:1吗？是多少？ 5:1 2:1 符合基因分离定律并不一定就会出现特定性状分离比(针对完全显性)。 原因如下： ①F2中3∶1的结果必须在统计大量子代后才能得到； 子代数目较少，不一定符合预期的分离比。 ②某些致死基因可能导致遗传分离比变化， 如配子致死、合子致死等。 习题提升 25 4.分离定律的发现的思考：有同学用多株别的植物（两性花但非闭花）做了孟德尔实验，得到的F1出现了高茎：矮茎=3：1，试分析原因？这种情况符合分离定律吗？ 3.F2中出现3∶1的性状分离比需要满足的条件有 。 ①F1形成的两种配子的数目相等且生活力相同。 ②雌雄配子结合的机会相等。 ③F2中不同基因型的个体的存活率相当。 ④等位基因间的显隐性关系是完全的。 ⑤观察的子代样本数目足够多。 ①②③④⑤ 亲本高茎秆中AA:Aa=1：1 26 类型 F1表现型 F2表现型比 典型案例 完全显性 表现显性亲本性状 3:1 豌豆株高遗传 不完全显性 介于双亲性状之间 1:2:1 紫茉莉的花色 5.完全显性和不完全显性（镶嵌显性、共显性） 共显性：如ABO血型 镶嵌显性：在F1（Aa）中，双亲的性状在不同部位镶嵌。 能，因为F2出现了性状分离现象。 6.一对相对性状的杂交实验是否能否定融合遗传？ 由达尔文提出，认为两个亲本发生杂交后，双亲的遗传物质会在子代体内发生混合，使子代表现出介于双亲之间的性状，这个观点叫融合遗传。 融合遗传 融合遗传是早期的一种遗传理论，与颗粒遗传相对。融合遗传是1868年由达尔文提出的 当时的人们普遍相信融合遗传，认为后代是父母性状(或者说血缘)融合的结果，比如黑人和白人通婚后生下的小孩肤色介于中间，如果一个白人到黑人部落生活、繁衍，他的后代的肤色会变得越来越黑，白肤色这种性状最终会消失。同理可证，一个适应环境的优秀变异也会一代一代地被其他变异稀释掉，而无法得到传播。 孟德尔于1865年发现豌豆杂种后代性状分离和自由组合的遗传定律后，提出了遗传因子概念，并且他认为这些遗传因子互不融合，互不干扰，独立分离，自由组合，具有颗粒性，因此称为颗粒遗传。 28 1.基因分离定律的验证 分离定律的本质是产生配子的时候A，a分离，所以欲验证分离定律，必需能看得出该个体产生了俩种配子，而配子的种类往往是看不出的，因此只能通过后代的性状比例来验证. 基因分离定律的常见题型 验证方法： (1)自交法 (2)测交法 (3)花粉鉴定法 （4）单倍体育种法 如： 水稻的非糯性（由遗传因子A控制）和糯性（由遗传因子a控制）是一对相对性状，碘液可将非糯性花粉和糯性花粉分别染成蓝黑色和橙红色。 花粉鉴定法 30 根据亲本和子代的性状判断： (1)不同性状的亲本杂交⇒子代只有一种性状⇒子代所出现的性状为显性性状。 (2)相同性状的亲本杂交⇒子代不同性状⇒子代新的性状为隐性性状。（性状分离比为3∶1⇒分离比为3的性状为显性性状） 2.显性性状与隐性性状的判断方法 (3)假说法判断:根据题目条件排除。 分离定律的实质与验证 1.孟德尔在对一对相对性状进行研究的过程中，发现了基因的分离定律。下列有关基因分离定律的几组比例，能直接说明基因分离定律实质的是 A.F1产生配子的种类的比例为1∶1 B.F2的表现型比例为3∶1 C.F2基因型的比例为1∶2∶1 D.测交后代的比例为1∶1 A 2.水稻中非糯性(W)对糯性(w)为显性，非糯性品系所含淀粉遇碘呈蓝黑色，糯性品系所含淀粉遇碘呈红褐色。对纯种的非糯性与糯性水稻的杂交后代进行观察的结果，其中能直接证明孟德尔基因分离定律的一项是 A.杂交后亲本植株上结出的种子(F1)遇碘全部呈蓝黑色 B.F1产生的花粉遇碘后，一半呈蓝黑色，一半呈红褐色C.F1自交后结出的种子(F2)遇碘后，3/4呈蓝黑色，1/4呈红褐色 D.F1测交所结出的种子遇碘后，一半呈蓝黑色，一半呈红褐色 B C 4.一匹雄性黑马与若干匹枣红马交配后，共生出10匹枣红马和4匹黑马。下列叙述中最可能的是 ①雄性黑马是杂合子　②黑色是隐性性状　③枣红马既有杂合子也有纯合子　④枣红色是隐性性状 A.①和② B.①和③ C.①和④ D.②和③ D 逆推：已知子代的表现型及比例可推出亲代的基因型 （1）F1的显性：隐性=3:1，推知亲本基因型为Aa×Aa （2）F1的显性：隐性=1:1，推知亲本基因型为Aa×aa （3）F1全为隐性，则亲本基因型是aa×aa （4）F1全为显性，则亲本一方为AA（基因型未知可用填充法）。 （5）F1出现隐性，则双亲基因型中都含有一个a 三、分离定律的比例与相关推理 四、概率的计算：组合的思想（相乘） A,B事件独立互不影响，A事件发生的概率是X，B事件发生的概率是Y，则AB同时发生的概率为X.Y 1.生一个A性状男孩的概率为： 2.生一个男孩A性状的概率为： 3.找准所选择的范围算概率。如：F2显性性状中纯合子的概率为？ X乘以二分之一 X 1/3 1.一对表现型正常的夫妻，其各自的父母都正常，但他们都有一个患白化病的妹妹。他们生一个正常的小孩是杂合子的概率为 A.4/9 B.5/9 C.14/27 D.1/2 D 2.一对表现型正常的夫妻，其各自的父母都正常，但他们都有一个患白化病的妹妹。他们第一胎为白化病男孩，如果他们再生一个正常孩子，为杂合子的概率为 A.4/9 B.2/3 C.14/27 D.1/2 B 人的黑发对金黄色发为显性，一对黑发夫妇全为杂合子，他们的两个孩子中，其中一个为黑发，另外一个为金黄色发的概率为 A.3/16 B.9/16 C.6/16 D.1/16 C 42 一、杂合子连续自交n代后，Fn纯合子和杂合子所占比例的计算(n为自交次数，或者为子n代) 六、连续自交应用 (1)纯合子(AA+aa)= (2)显性(隐性)纯合子= １.野生型闭花受粉植株，该植株为纯合子 二、杂合子Aa连续自交，且逐代淘汰隐性个体，自交n代后，显性个体中，纯合子比例为 ， 杂合子比例为 。如图所示： 尼泊尔豌豆为闭花受粉植物，其中a基因纯合的植株花蕊在受粉前凋零，含A基因的植株则正常发育生殖。现有基因型为Aa的尼泊尔豌豆若干，让其自然交配至F4，F4植株中正常植株与花蕊凋零植株的比例为 A.1∶1 B.5∶1 C.17∶1 D.2∶17 C *自由交配计算方法 1.自由交配：指群体中，个体之间随机交配，可忽略个体，看成雌雄配子随机碰撞组合在一起。 2.A配子的比率为x，a配子的比率为y，自由交配后子代的基因型及比率为： x2AA+2xyAa+y2aa 连续自由交配（淘汰隐性）的结论 (1)杂合子Aa连续自由交配n次，Fn杂合子比例为1/2 ，显性纯合子比例为1/4 ，隐性纯合子比例为1/4 。 (2)杂合子Aa连续自由交配n代，且逐代淘汰隐性个体后，显性个体中，纯合子比例为 ，杂合子比例为 。 不同交配类型及应用分析   含义 作用 杂交 同种生物不同个体之间交配 纯合子杂交：显隐性性状判断 自交 一个个体的交配 ①可用于植物纯合子、杂合子的鉴定。 动物呢？ 测交 （特殊的杂交） 待测个体与隐性纯合子相交 ①可用于高等动物纯合子、杂合子的鉴定 正交与反交 是相对而言的，正 交中父方和母方分别是反交中母方和父方 ①检验遗传是否与性别有关 家兔的毛色黑(A)对褐(a)为显性。下列关于判断一只黑毛雄兔基因型的方法及结论中，正确的是 A.用一只纯合黑毛兔与之交配，若子代全为黑毛兔，则其基因型为Aa B.用一只杂合黑毛兔与之交配，若子代全为黑毛兔，则其基因型为AA C.用多只褐毛雌兔与之交配，若子代全为黑毛兔，则其基因型为AA D.用光学显微镜观察，若细胞中只有A基因，则其基因型为AA √ 显性　 分别从子代中各取出等量若干玉米种子，种植，杂交，观察其后代叶片性状，表现出的叶形为显性性状，未表现出的叶形为隐性性状 纯种 相对性状 周期短 统计 二、用豌豆作遗传实验材料的优点 自花传粉 3.黄瓜是雌雄同株单性花植物，果皮的绿色和黄色是受一对等位基因控制的具有完全显隐性关系的相对性状。从种群中选定两个个体进行实验，根据子代的表现型一定能判断显隐性关系的是 (　　) A．绿色果皮植株自交和黄色果皮植株自交 B．绿色果皮植株和黄色果皮植株正、反交 C．绿色果皮植株自交和黄色果皮植株与绿色杂交 D．黄色果皮植株自交或绿色果皮植株自交 五、自由交配与自交的相关计算 （1）自交指的是相同个体之间的交配。对于植物，自花传粉是一种最为常见的自交方式；对于动物(雌雄异体)自交更强调雌雄个体基因型相同。 如基因型为2/3AA、1/3Aa植物群体中自交是指：2/3AA×AA、1/3Aa×Aa。其后代基因型及概率为3/4AA、1/6Aa、1/12aa。 (2)自由交配强调的是群体中所有个体进行随机交配，以基因型为2/3AA、1/3Aa的动物群体为例，进行随机交配的情况是：eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\co1(2/3AA,1/3Aa))♂ × ♀eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(2/3AA,1/3Aa)) 4．玉米的常态叶与皱叶是一对相对性状。某研究性学习小组 计划以自然种植多年后收获的一批常态叶与皱叶玉米的种子为材料，通过实验判断该相对性状的显隐性。 (1)甲同学的思路是随机选取等量常态叶与皱叶玉米种子各若干粒，分别单独隔离种植，观察子一代性状。若子一代发生性状分离，则亲本为________性状；若子一代未发生性状分离，则需要_______________________________ _________________________________________________。 (2)乙同学的思路是随机选取等量常态叶与皱叶玉米种子各若干粒，种植，杂交，观察子代性状，请帮助预测实验结果及得出相应结论。 (2)若后代只表现一种叶形，该叶形为显性性状，另一种为隐性性状；若后代既有常态叶又有皱叶，则不能作出显隐性判断。 $$