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

孟德尔的豌豆杂交实验 大航海时代 神创论 旧社会“地心说” 16世纪初 1543年，哥白尼“日心说” 传奇故事 从没见过的奇怪动、植物 人工杂交 ？ 体积突然变大、产量突然变高的苹果 育种技术 ＝ 金钱 品质 赶超？ 西班牙 奥地利 十万火急 ！ 1820年 布尔诺果树栽培 和 葡萄酒酿造协会 总有一天，人们会像在物理学方面感谢牛顿一样，在遗传学方面感谢布尔诺城的贡献！！！ 1856年，孟德尔开始遗传学实验。 1865年，先后两次在布尔诺自然科学协会年会中宣读。 1866年正式发表于协会的会报中。 17 1900年，来自世界三个不同国家的生物学家同时独立地对孟德尔遗传规律“在发现”。 “快看，我们发现了个遗传学之父！” 格雷格尔 ∙ 孟德尔 1822—1884 什么？ 我是现代遗传学之父？ 孟德尔的豌豆杂交实验（一） 授课教师：沈垚 自花传粉 异花传粉 这种类型的花自然状态下很难保证子代是纯种。 一. 豌豆用作遗传实验材料的优点 1. 自花传粉、闭花授粉，自然状态下是纯种。 用豌豆植株做实验等到的实验结果可靠。 花药 柱头 子房 （内含胚珠） 雌蕊 雄蕊 花瓣完全打开前，已经完成了授粉。 2. 花较大，易于进行人工授粉（杂交）。 豌豆花 水稻花 3. 豌豆具有多对易于区分的相对性状。 性状 种子形状 种子颜色 花色 花的位置 豆荚形状 豆荚颜色 植株高度 相对性状 圆粒 黄色 紫色 腋生花 饱满 绿色 高茎 皱粒 绿色 白色 顶生花 干瘪 黄色 矮茎 易观察和分析实验结果。 同种生物的同一种性状的不同表现类型，叫做相对性状。 去雄 高茎豌豆 （母本） 矮茎豌豆 （父本） 采集花粉 人工授粉 高茎豌豆 ♀ ♂ 杂交获得的种子 子代植株 套袋 套袋 人工授粉的步骤 防止外来花粉的干扰，保证杂交得到的种子是人工授粉后所结。 （花蕾期） （成熟后） 二. 一对相对性状的杂交实验 （亲代） （子一代） （子二代） 子一代为什么全是高茎? 矮茎性状去哪了？ 为什么子二代中矮茎性状又出现了？ F2中出现 3∶1 的性状分离比是偶然的吗？ × 杂交 自交 ⊗  787高 ：277矮 3 : 1 F2 F1 P 融合遗传 颗粒遗传 按照左侧两种观点，当红花豌豆和白花豌豆杂交后，子二代的豌豆花各自是是什么颜色？孟德尔实验的结果会是高：矮 = 3 : 1 吗？ 解释不通！ 29 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。 性状 F2的表现 显性 隐性 显性：隐性 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 花的颜色 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 30 （亲代） （子一代） （子二代） × 杂交 自交 ⊗  787高 ：277矮 3 : 1 F2 F1 P 观察实验，发现问题 子一代为什么全是高茎? 矮茎性状去哪了？ 为什么子二代中矮茎性状又出现了？ F2中出现 3∶1 的性状分离比是偶然的吗？ 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。 分析问题，提出假说 生物体在形成配子时，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的一个； 受精时，雌雄配子的结合是随机的。 生物的性状由遗传因子决定； 体细胞中遗传因子是成对存在的； 显性遗传因子（D） 隐性遗传因子（d） 纯种高茎：DD 纯种矮茎：dd F1高茎：Dd 高茎 DD 矮茎 dd P D d 杂交 Dd 高茎 Dd 高茎 Dd F1 D d D d 自交 高茎 ：矮茎 ＝3 : 1 Dd Dd DD dd F2 配子 配子 33 DD dd D d Dd Dd D d Dd D d DD Dd Dd dd P 配子 F1 F1 F2 配子 高茎 矮茎 高茎 高茎 高茎 高茎 高茎 高茎 矮茎 3 1 × × ⊗  生物性状由遗传因子决定 遗传因子成对存在 生物体在形成配子时，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的一个； 受精时，雌雄配子的结合是随机的。 ⊗  34 Dd dd D d 配子 高茎 矮茎 高茎 F1 矮茎 隐性纯合子 × 测交 后代 d Dd dd 1 ：1 孟德尔的假说合理地解释了豌豆一对相对性状杂交实验中出现的性状分离现象。但是一种正确的假说，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。 他巧妙地设计了测交实验，让F1与隐性纯合子杂交。假设孟德尔的假说是正确的，测交后代高茎：矮茎=1:1。 设计实验，演绎推理 最后孟德尔正式实施该试验，实验结果是惊人30：34 ≈ 1:1与预测完全相符！ 这足以证明孟德尔的假说是正确的。 孟德尔第一定律—— 分离定律 生物体在形成配子时，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的一个。 受精时，雌雄配子的结合是随机的。 生物的性状由遗传因子决定。 体细胞中遗传因子是成对存在的。 实施实验，验证假说 假说-演绎法： ②分析问题，提出假说： ③设计实验，演绎推理： ④实施实验，验证假说： 她会嫁给我。 我向她求婚她会答应。 “嫁给我好吗？” “滚！” 我想多了。。。 ①观察实验，发现问题： 她在人群中多看了我一眼。 假说——演绎法 观察实验，发现问题 亲代的矮茎性状为什么在F1中消失了？后代F2中为什么矮茎性状又出现了？并且比例为3：1。 分析问题 ，提出假说 ①生物的性状由遗传因子决定。 ②体细胞中遗传因子成对存在。 ③成对遗传因子在形成配子时分离。 ④雌雄配子在受精时随机结合。 设计实验，演绎推理 之前做了Dd×Dd，接下来用假说预测Dd×dd等实验观察F1的Dd是否会分离产生D和d配子 实施实验，验证假说 实验结果与预测吻合，说明假说正确 性状分离比的模拟实验 D d D d D d D d D d D d D d D d d D d D D d D d D d D d D d D d D d D d d D d D Dd个体的雄性生殖器官 Dd个体雌性生殖器官 提示： 小球代表配子。同性配子（雌性/雄性）中不同类型（D和d）的数量相等，异性配子的数量一般不相等。 抓取一个小球 抓取一个小球 子代 基本符号： 本节小结 P（亲本）、F1（子一代）、F2（子一代）、X（杂交）、U（自交） 基本概念： 相对性状：对一种生物的同一性状的不同表现类型，如高茎与矮茎； 显性性状：把F1中显现出来的性状，如高茎； 隐性性状：把F1中未显现出来的性状，如矮茎； 显性遗传因子：决定显性性状的为显性遗传因子，用大写字母来表示； 隐性遗传因子：决定隐性性状的为隐性遗传因子，用小写字母来表示； 纯合子：遗传因子组成相同的个体叫纯合子； 杂合子：遗传因子组成不同的个体叫杂合子； 性状分离：在杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象； 显性遗传因子 显性性状 隐性性状 杂合子 性状分离 相对性状 概念图： 隐性遗传因子 控制 控制 控制 假说演绎法 40 孟德尔的豌豆杂交实验（二） 为什么院子里只要是黄色豌豆都是饱满的圆粒，只要是绿色豌豆都是干瘪的皱粒？ 控制粒型的遗传因子和控制颜色的遗传因子之间有必然的联系吗？ 42 × ⊗ P F1 F2 315 108 101 32 两对相对性状的杂交实验 观察实验 ，发现问题 ♀ ♂ ♀ ♂ 正交、反交 为什么F1全为黄色圆粒？ 为什么F2中既有黄圆、绿皱的亲本型，又有黄皱、绿圆的重组型？而且比例为9 ：3 ：3 ：1 ？ 分别去看粒型，圆：皱=3 ：1； 颜色，黄：绿=3 ：1。说明什么？ 9 ： 3 ： 3 ： 1 控制两对性状的两对遗传因子间互不干扰，能够自由组合。 孟德尔针对F2中出现新的性状组合，进行了思考： 分析问题 ， 提出假说 性状之间发生重新组合 皱粒 黄色 圆粒 绿色 两对相对性状的遗传因子之间发生了自由组合 本质 现象 黄色与绿色分别由Y、y控制；圆粒与皱粒分别由R、r控制。 两对性状分别由两对遗传因子控制。 在产生配子时，每对遗传因子彼此分离， 不同对的遗传因子可以自由组合。 受精时,雌雄配子结合是随机的。 孟德尔关于两对相对性状遗传提出的假说 黄色圆粒 YYRR P 绿色皱粒 yyrr YR yr 杂交 配子 F1 YR yR Yr yr YR Yr yR yr 配子 F2 自交 ♀ ♂ 黄色圆粒 ： 9 : 3 : 3 : 1 黄色皱粒 绿色圆粒 绿色皱粒 ： ： ＝ Y_R_ yyR_ Y_rr yyrr 配子 F1 黄色圆粒 隐性纯合子 绿色皱粒 P YyRr yyrr YR yr yR Yr yr F1 YyRr yyRr Yyrr yyrr 黄色皱粒 黄色圆粒 绿色皱粒 绿色圆粒 1 ： 1 : 1 : 1 测交 设计实验 ， 演绎推理 孟德尔再次设计了测交实验，让杂种子一代F1(YyRr) 与隐性纯合子(yyrr)杂交。孟德尔依据提出的假说，演绎推理出测交理论的实验结果（左图） 。 实施实验，验证假说 最后孟德尔正式实施实验，实验结果确实是 31 ：27 ：26 ：26 ≈ 1 : 1 ：1 ：1与预测完全相符！ 证明孟德尔的自由组合假说是正确的。 孟德尔第二定律—— 自由组合定律 控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的，在形成配子时决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。 孟德尔获得成功的原因 1. 正确选材： 豌豆 2. 研究方法正确： 由简单到复杂 （由单因素到多因素） 3. 统计方法正确： 采用统计学进行统计 4. 科学的实验程序： 假说——演绎法 格雷格尔∙孟德尔 1822—1884 黄色圆粒 ： 9 : 3 : 3 : 1 黄色皱粒 绿色圆粒 绿色皱粒 ： ： ＝ Y_R_ yyR_ Y_rr yyrr 几种表现型？ 几种基因型？ 精卵之间几种组合方式？ ＝9 : 3 : 3 : 1 从数学的角度分析，9:3:3:1与3:1能否建立数学联系，这对理解两对相对性状的遗传结果有什么启示？ ( 3 : 1 )2 = ( 3 : 1 ) · ( 3 : 1 ) = 9 : 3 : 3 : 1。 对于两对相对性状的遗传结果，若单独看每一对相对性状, 如粒型，圆 ：皱 = 3 : 1， 如粒色 , 黄 : 绿 = 3 : 1; 每对性状的遗传都遵循分离定律. 所以每一对相对性状遗传结果的乘积，就等同于它们共同遗传的结果。即 9 : 3 : 3 : 1来源于 ( 3 : 1 ) · ( 3 : 1 ) 。 做题时，多对相对形状可以先进行拆分，只看其中的某一对相对性状，后用乘法来综合结果。 黄色圆粒 ： 9 : 3 : 3 : 1 黄色皱粒 绿色圆粒 绿色皱粒 ： ： ＝ Y_R_ yyR_ Y_rr yyrr 每一种表现型里各有几种基因型？每种基因型在整个F2中占比多少？在对应的表现型里占比多少？ $