第18讲 一对相对性状的杂交实验——2026届高中生物学一轮复习课件

第18讲 一对相对性状的杂交实验 贺老师 大概念四 遗传信息控制生物性状并代代相传 相对性状：一种生物同一性状的不同表现类型 性状：生物体的形态特征和生理特性的总称。 遗传信息在哪里？性状是什么？举例？ 1 问题探讨 遗传： 变异： 亲子间的相似性 亲子间及子代个体间的差异 孟德尔从小酷爱自然科学，家境贫寒，21岁做了修道士。被派到维也纳大学进修自然科学和数学。利用修道院的一小块园地，种植了豌豆、山柳菊、玉米等多种植物，进行杂交实验，潜心研究多年。其中豌豆的杂交实验非常成功。历经8年时间，通过分析豌豆杂交实验的结果，用实验证据推翻了融合遗传，发现了生物遗传的规律。 在孟德尔之前，也有很多科学家做过遗传学实验，为什么孟德尔能成功揭示遗传的奥秘？这与他选择的实验材料和统计方法分不开 2 (1)两性花: (2)单性花: 一朵花既有雌蕊、也有雄蕊 一朵花只有雌蕊或只有雄蕊 (3)自花传粉： 花粉从同一朵花的雄蕊传到雌蕊柱头上，或同一植株上不同花之间的花粉传播过程。 花粉从一朵花的花药传播到另一朵花的雌蕊柱头上的过程。 (4)异花传粉： 如：豌豆花 如：玉米、黄瓜花 花在未开放前，雄蕊花药中的花粉传到雌蕊的柱头上的过程。 (4)闭花授粉： 考点一 豌豆用作遗传实验材料的优点 1 花的类型及传粉特点 雄花 雌花 雌蕊 雄蕊 自花传粉：花粉从同一朵花的雄蕊传到雌蕊柱头上，或同一植株上不同花之间的花粉传播过程。 3 考点二 孟德尔遗传实验的杂交操作 优点 传粉 性状 自花传粉，闭花受粉 具有易于区分的性状 操作 豌豆花大，子代个体数量较多 优势：自然状态下一般为纯种，实验结果既可靠，又容易分析 优势：实验结果易于观察和分析 优势：易于做人工杂交实验 优势：用数学统计方法分析结果更可靠，且偶然性小 高茎 矮茎 圆滑 皱缩 1 豌豆用作遗传实验材料的优点 4 考点二 孟德尔遗传实验的杂交操作 思考：豌豆是纯种，自然情况下只进行自交，那要怎样操作才能进行杂交呢？ ①去雄 套袋 ②授粉 套袋 防止外来 花粉的干扰 （雌蕊成熟时） 确保杂交种子是人工授粉所结 (在未成熟前、花蕾期) 矮茎的花 高茎的花 种子 高茎(F1) 防止自花传粉 5 考点二 孟德尔遗传实验的杂交操作 矮茎的花 高茎的花 种子 高茎(F1) 父本 母本 母本：接受花粉的植株 父本：提供花粉的植株 思考：上述实验中父本和母本分别是哪株豌豆？判断依据是什么？ 6 1．(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)如果人工杂交实验材料换成玉米，则操作步骤为_____________________。 单性 自交 杂交 自由交配 套袋→人工授粉→套袋 教材隐藏知识 7 2.在遗传图解中常用的符号： 含义 亲本 母本 父本 杂交 自交 子一代 子二代 符号 P ♀ ⊗ F1 F2 × ♂ 1.孟德尔所用的实验材料： 这么多的性状，该怎么研究呢？如果是你，你会怎么做？ （ 先从一对相对性状入手，然后再分析两对或两对以上相对性状。） 纯种高茎豌豆×纯种矮茎豌豆 父本（♂）：提供花粉的植株 母本（♀）：接受花粉的植株 8 1、高茎豌豆和矮茎豌豆杂交，后代最可能是什么？ P （亲代） × F1 （子一代） 杂交 F2 （子二代） ⊗ 787高 ：277矮 ≈3 : 1 3、为什么F1全是高茎?是因为矮茎性状永远消失了还是暂时隐藏起来了呢？如何设计实验证明？ 4、F2中出现3∶1的比例是偶然现象还是必然规律？ 2、子代的性状全由母本决定吗？如何设计实验证明？ ♀ ♂ ♀ ♂ 正交 设计反交实验（正交、反交是一个相对的概念） 反交 正交和反交可用于检测某一性状的遗传是否与 有关。 让F1自交得到F2，通过F2的表现型来判断。 考点三 一对相对性状杂交实验的分析 性别 这么多的性状，该怎么研究呢？如果是你，你会怎么做？（ 先从一对相对性状入手，然后再分析两对或两对以上相对性状。） 为了消除偶然误差，我们一般会在怎么做? 9 孟德尔还对豌豆的其他6对相对性状进行了杂交实验，实验结果如下： 可见F2中出现3∶1的性状分离比绝非偶然的，而是有规律的。 性状 F2的表现 显性 隐性 比例 种子的形状 圆粒 5474 皱粒 1850 2.96：1 茎的高度 高茎 787 矮茎 277 2.84：1 子叶的颜色 黄色 6022 绿色 2001 3.01：1 种皮的颜色 灰色 705 白色 224 3.15：1 豆荚的形状 饱满 882 不饱满 299 2.95：1 豆荚的颜色（未成熟） 绿色 428 黄色 152 2.82：1 花的位置 腋生 651 顶生 207 3.14：1 考点三 一对相对性状杂交实验的分析 10 F1 P F2 （亲代） （子一代） （子二代） × 杂交 ⊗ 787高 ：277矮 F1中显现出来的性状，叫做显性性状，如高茎； 未显现出来的性状，叫做隐性性状，如矮茎。 在杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象叫做性状分离。 显性 显性 隐性 考点三 一对相对性状杂交实验的分析 性状分离比≈3:1 隐藏的矮茎性状又被分离出来了 11 在高茎和矮茎的遗传过程中,有没有把高茎和矮茎的性状直接传递给后代？在亲代和子代之间传递的是什么? 假说1:生物的性状是由遗传因子决定的。 显性遗传因子 隐性遗传因子 决定 显性性状 决定 隐性性状 用大写字母表示（如D） 用小写字母表示（如d） 考点三 一对相对性状杂交实验的分析 遗传因子即基因，但基因的概念不是孟德尔提出的 12 F1 P F2 （亲代） （子一代） （子二代） × 杂交 自交 ⊗ 787高 ：277矮 3 : 1 在F2中既出现高茎，又出现矮茎，你能推测F1的遗传因子组成吗？（用D和d表示） Dd 含D 含d 13 假说2:在体细胞中，遗传因子是成对存在的。 纯合子：遗传因子组成相同的个体。(如DD， ） 杂合子：遗传因子组成不同的个体。(如 ） 请根据假说2，写出P、F1、F2体细胞的遗传因子组成 DD dd dd Dd 或者 DD Dd 高茎 P × 矮茎 高茎 F1 F2 ⊗ 高茎 矮茎 杂交：遗传因子组成不同的个体间相互交配。（如DD×Dd ； DD×dd ） 自交：遗传因子组成相同的个体间相互交配。（如DD⊗DD ，通常用于植物） F1中的遗传因子Dd分别来自于谁？ dd Dd D来自母本，d来自父本。 考点三 一对相对性状杂交实验的分析 画遗传图解DD×dd 14 假说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，分别进入不同配子中，配子中含有每对遗传因子中的一个。 配子：即成熟生殖细胞 雄配子（精子） 雌配子（卵细胞） D 配子 高茎 d Dd F1 DD dd 高茎 矮茎 × P 遗传图解 考点三 一对相对性状杂交实验的分析 在黑板上演示DD×dd的遗传图解，再让学生画Dd和Dd的遗传图解 15 F1产生的D和d要如何结合，才能出现高茎：矮茎＝3:1 假说4:受精时，雌雄配子的结合是随机的。 D d DD Dd Dd dd D d 配子 F2 高茎 高茎 高茎 矮茎 1 ： 2 ： 1 Dd × Dd F1 高茎 高茎 遗传图解 考点三 一对相对性状杂交实验的分析 16 一种正确的假说，仅能解释已有的实验结果是不够的， 还应该能够预测另一些实验结果。 孟德尔假说的核心： 生物体形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同配子中，配子中含有每对遗传因子中的一个。 验证本质： F1的D和d是否进入不同配子中，即验证F1是否产生了含D和d的2种配子 假说1：生物性状由 决定 假说3：形成配子时，成对的遗传因子 ， 配子只含成对遗传因子的 。 假说2：体细胞遗传因子 存在 假说4：受精时配子 结合 遗传因子 成对 彼此分离 其中一个 随机 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? 17 让F1（Dd）与 杂交 测交： 待测个体与隐性纯合子杂交 配子 高茎 矮茎 D d d Dd dd 测交后代 Dd dd 高茎 矮茎 × 测交 1 ： 1 1 根据假说进行演绎推理 隐性纯合子（dd) 演绎推理结果 高茎豌豆 矮茎豌豆 比例 高茎：矮茎≈1:1 考点三 一对相对性状杂交实验的分析 18 （1）实验结果: （2）实验结论: 实验结果与演绎推理的结果相吻合，从而证明孟德尔的假说是正确的。 2 实施测交实验 高茎豌豆 矮茎豌豆 测交后代 87株 79株 比例 F1高茎 矮茎 × 高茎：矮茎≈1:1 考点三 一对相对性状杂交实验的分析 19 在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子 存在， ； 在形成 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 中，随配子遗传给后代。 成对 不相融合 配子 分离 Dd D d 体细胞 遗传因子成对存在 成对的遗传因子发生分离 配子 分离后的遗传因子随配子遗传给后代 1 分离定律的内容 2 分离定律的核心 产生配子时，成对的遗传因子彼此分离。 考点四 孟德尔第一定律——分离定律 配子 20 考点四 孟德尔第一定律——分离定律 3 分离定律的实质 细胞学基础 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ 间期 复制 分同源染色体 分等位基因 分姐妹染色单体 分相同基因 研究对象 发生时间 分离实质 适用范围 位于一对同源染色体上的一对等位基因 减Ⅰ后期(有性生殖形成配子时) 等位基因随着同源染色体的分开而分离 有性生殖的真核生物 细胞核内染色体上的基因（细胞质基因不符合分离定律） 一对相对性状的遗传 复习分离定律的内容。为什么成对的遗传因子会分离？什么时候形成配子？ 是否所有生物性状的遗传都遵循分离定律？ 21 F1自交后代表型比例 F1测交后代表型比例 F1花粉鉴定比例 单倍体育种所得个体类型比例 , 等位基因随同源染色体分开而分离 3∶1 1∶1 1∶1 1∶1 基因分离定律 实质 最能体现 F1(Dd)产 生的配子 种类的比 例为1:1 考点四 孟德尔第一定律——分离定律 4 分离定律的验证方法 非糯性花粉 蓝黑色 遇碘 糯 性 花粉 橙红色 遇碘 思路： ①获得杂合子 ②证明杂合子产生数量相等的配子 如玉米、水稻、高粱等 基因看不到摸不着，如何通过实验验证基因发生了分离？ 22 (2019·全国卷Ⅲ，大本p130)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。玉米籽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籽粒和一些凹陷的玉米籽粒，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 巩固练习 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让籽粒饱满的玉米和籽粒凹陷的玉米杂交，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让籽粒饱满的玉米和籽粒凹陷的玉米杂交，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) 23 提出问题 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 Dd×dd测交后代分离比为1:1 实验验证 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： “纸上谈兵” “实战演练” 分离定律的发现过程 考点五 研究分离定律的科学方法—— 假说—演绎法 24 1.(大本p129)孟德尔利用豌豆杂交实验发现了遗传规律，被称为“遗传学之父”。下列叙述与孟德尔的研究过程相符合的是(　　) A.孟德尔成功揭示了基因的分离定律、自由组合定律和伴性遗传规律 B.从一对相对性状到多对相对性状的研究，是孟德尔获得成功的原因之一 C.孟德尔用F1的高茎豌豆与矮茎豌豆杂交，后代出现1∶1的分离比，这属于假说—演绎法的演绎推理过程 D.“生物的性状由基因控制，显性基因控制显性性状，隐性基因控制隐性性状”属于孟德尔的假说内容 B 伴性遗传规律由摩尔根发现 实验验证 孟德尔没有提出基因的概念，丹麦生物学家约翰逊提出基因、基因型和表型的概念 巩固练习 25 2.(大本p129)下列遗传实例中，属于性状分离现象的是(　　) A.某非糯性水稻产生的花粉既有糯性的又有非糯性的 B.对某未知基因型的个体进行测交后子代的性状表现 C.一对表型正常的夫妇生了一个正常的女儿和色盲的儿子 D.纯合红花和纯合白花的植株杂交，所得F1的花色表现为粉红花 C 性状分离是指在杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象，也就是说只有亲本表型一致，子代出现不同性状时方可称作性状分离。 巩固练习 花粉属于配子，不是杂种后代 26 用具或操作 模拟对象或过程 小桶内的彩球 _______________ 甲、乙两个小桶 ___________ 不同彩球的随机组合 的随机结合 雌、雄配子 雌、雄生殖器官 雌、雄配子 精巢 卵巢 雄配子 雌配子 模拟生殖过程中，雌雄配子随机结合 考点六 性状分离比的模拟实验 实验步骤: 随机抽取 充分混合 记录组合 重复实验 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即显性∶隐性≈ 。 1∶2∶1 3∶1 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),本节课我们先通过一个模拟实验来体验孟德尔的假说 27 甲 乙 1、甲、乙两个小桶内的小球总数一定要相等。（ ） 2、每个小桶内的两种彩球必须相等。（ ） 3、为什么抓取的小球统计完后要放回原桶？ 小球总数表示配子数，雌雄配子数不相等，一般情况下，雄配子数多于雌配子数 杂种F1（Dd）产生比例相等的两种配子。 × √ 为了使代表雌雄配子的两种彩球被抓出的机会相等 4、理论上，实验结果应是彩球组合DD∶Dd∶dd＝1∶2∶1，但有同学抓取4次，结果是DD∶Dd＝2∶2，这是不是说明实验设计有问题？ DD：Dd：dd=1:2:1是一个理论值，如果统计数量太少，不一定符合该理论值，统计的数量越多，越接近理论值。 思考讨论 精巢 卵巢 D1 d1 D2 d2 D1＝d1 D2＝d2 但D1＞＞D2 考点六 性状分离比的模拟实验 3、甲容器中应放入大小不同的彩球。（ ） 同一容器中两种彩球被抓出的机会应相等，故大小应相等。 × 28 巩固练习 (大本p129)水稻有香味和无香味为一对相对性状，由一对等位基因控制。某科研小组利用有香味和无香味的纯合亲本进行了如图所示的实验。下列叙述错误的是(　　) A.让F2无香味植株自交，后代性状分离比为6∶1 B.F2无香味的190株植株中，杂合植株约有127株 C.控制水稻无香味和有香味的基因的遗传遵循分离定律 D.F1无香味，而F2中无香味∶有香味≈3∶1的现象称为性状分离 A 29 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，现有纯种的非糯性和糯性水稻若干，请分别用自交法、测交法、花粉鉴定法和单倍体育种法（已知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）验证分离定律，写出验证思路及预期结果。 自交法 验证本质： 杂合子是否产生了比例相同的2种配子 巩固练习 思路： ①先获得杂合子 ②证明杂合子产生数量相等的配子 30 测交法 验证本质： 杂合子是否产生了比例相同的2种配子 巩固练习 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，现有纯种的非糯性和糯性水稻若干，请分别用自交法、测交法、花粉鉴定法和单倍体育种法（已知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）验证分离定律，写出验证思路及预期结果。 31 花粉鉴定法 巩固练习 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，现有纯种的非糯性和糯性水稻若干，请分别用自交法、测交法、花粉鉴定法和单倍体育种法（已知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）验证分离定律，写出验证思路及预期结果。 32 自交法 测交法 思路： ①获得杂合子 ②证明杂合子产生数量相等的配子 33 花粉鉴定法 F2：单倍体幼苗 A a 非糯性 糯性 花药离体培养 单倍体育种法 秋水仙素 F2：植株 AA aa 注：单倍体植株无法产生配子，高度不育，无法授粉结果，无法观察水稻种子的性状 34 $$