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

遗传和变异是进化的基础！ 遗传：亲代与子代间的相似性 变异：亲代与子代间的差异性 1 本模块编排体系设计思路 遗传与 进化 人类怎样认识到基因的存在？ 基因在哪里？ 基因是什么? 基因是怎样行使其功能的？ 基因在传递过程中怎样变化？ 生物进化时基因频率如何变化？ 第一章 遗传因子的发现 第三章 基因的本质 第四章 基因的表达 第五章 基因突变及其他变异 第六章 生物的进化 第二章 基因和染色体的关系 孟德尔的豌豆杂交实验（一） （第1课时） 第一章 遗传因子的发现 3 学习目标 1、阐明分离定律并能运用分离定律解释或预测遗传现象。 2、通过对孟德尔一对相对性状杂交实验的分析些遗传现象。 学习重点 对分离现象的解释和验证分离定律。 学习难点 对分离现象的解释和验证分离定律。 视频：现代遗传学之父---孟德尔 遗传学之父——孟德尔 格雷格尔∙孟德尔 1822—1884 1822-1856 出生于奥地利， 21岁做修道士， 29岁进修自然科学和数学 1856-1864 在修道院开始了 长达八年的豌豆实验 发现了生物遗传的基本规律 1865-1884 1865年，43岁宣读《植物杂交实验》论文； 1884年，孟德尔去世； 在去世后的16年，其遗传理论才得到认可。 两大贡献 提出遗传单位是遗传因子 （现代遗传学上确定为基因） 发现两大遗传规律 （分离定律与自由组合定律） 孟德尔生平 现代遗传学的奠基人----“遗传学之父” 人们曾经认为两个亲本杂交后，双亲的遗传物质会在子代体内发生混和，使子代表现出介于双亲之间的性状。就像把一瓶蓝墨水和一瓶红墨水倒在一起，混和液是另外一种颜色，再也无法分出蓝色和红色。这种观点也称作融合遗传。 + 如果“融合遗传”的观点是正确的，那么可以用它来解释身高、肤色、性别的遗传吗？ 高 + 矮 = 不高不矮 黑 + 白 = 不黑不白 男+女=不男不女 为什么豌豆的杂交实验最成功？ 豌 豆 山 柳 菊 玉米 豌豆花是两性花 柱头 花萼 胚珠 花托 花瓣 雄蕊 花丝 花药 子房 花柱 雌蕊 两性花：一朵花既有雄蕊，又有雌蕊 雌花 雄花 单性花：一朵花只有雄蕊或只有雌蕊 雌雄同株： 雌雄异株： 雌花和雄花在同一植株上。 玉 米 雌雄同株 雌花和雄花不在同一植株上。 只开雄花的叫雄株。 只开雌花的叫雌株。 银杏 雌雄异株 花的性别 甲 乙 自花传粉 异花传粉 自花传粉：两性花的花粉，落到 的雌蕊柱头上的过程，也叫 。 同一朵花 自交 异花传粉： 之间的传粉过程。 两朵花 异花传粉 玉米雄花的花粉落在同一植株的雌花的柱头上,所完成的传粉过程也属于自交。 1 自花传粉，闭花受粉，自然条件下一般是纯种 闭花受粉：在花未开放之前，就完成受粉。 人工异花传粉的一般步骤 去雄 采集花粉 套袋 先除去未成熟花的全部雄蕊，叫作去雄。然后，套上纸袋 高茎(或矮茎)豌豆的花 ♀ 待去雄花的雌蕊成熟时，采集另一植株的花粉 矮茎(或高茎)豌豆的花 ♂ 套袋 高茎(或矮茎)豌豆的花 ♀ 将采集到的花粉涂(撒)在去雄花的雌蕊的柱头上，再套上纸袋 传粉 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？ 12 父本 母本 父本（ ♂ ） ：提供花粉的植株 母本（ ♀ ） ：接受花粉的植株 1.实验中父本和母本分别是哪株豌豆？判断依据是什么？ 2.什么时间对豌豆进行去雄？为什么？ 在花蕾期(或未成熟期)对豌豆进行去雄操作。因为豌豆为自花传粉植物，如果花成熟，花瓣开放了，此时已经完成了自花传粉(自交)过程，达不到杂交的目的。 豌豆：两性花 玉米为雌雄同株植物，玉米的花为单性花，对单性花的植株进行杂交 (填“需要”或“不需要”)去雄，原因是 ；杂交过程 (填“需要”或“不需要”)套袋，目的是 。 不需要 单性花只有雌蕊或雄蕊 需要 避免外来花粉干扰 玉米：单性花 套袋 采集花粉 传粉 套袋 种子发育成熟 种植得到下一代 套袋 采集花粉 传粉 套袋 种子发育成熟 种植得到下一代 去雄 性状：生物体所表现的形态结构、生理特征和行为方式等统称为性状。 相对性状：同一种生物的同一种性状的不同表现类型。 (两同一不同) 性状 相 对 性 状 相对性状：同一种生物的同一种性状的不同表现类型。 以人为例，列举出相对性状？ 相对性状概念的三个要点: “两同一异” 1、物种相同 2、性状相同 3、表现形式不同 一、豌豆用作遗传实验材料的优点 1.豌豆花是两性花， 传粉和 受粉，自然状态下一般都是 ； 2.具有易于区分的 ； 3.豌豆花 ，易于 __； 4.子代数目多，便于进行统计分析。 5.繁殖周期短，易培养 自花 闭花 纯种 相对性状 大 人工异花传粉 (用数学统计方法分析结果更可靠，且偶然性小) 高中生物常见遗传实验材料的优点 1孟德尔选豌豆做遗传实验材料的优点？ ①繁殖周期短，易种植，后代数量多 ②具有易于区分的相对性状 ③自花传粉，闭花受粉，自然状态下都是纯种 ④花大，易操作 2.玉米做遗传实验材料的优点？ ①繁殖周期短、后代数量多 ②具有易于区分的相对性状 ③雌雄同株异花，杂交实验易操作无需去雄(便于人工授粉) 3.果蝇做遗传实验材料的优点？ ①易饲养、繁殖快(繁殖周期短)、后代数量多 ②具有易于区分的相对性状 ③染色体少、易观察 *拟南芥： 繁殖周期短； 后代数量多； 具有易于区分的相对性状； 染色体数目少。 高茎1.5～2.0米,矮茎0.3米左右 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，他还发现一棵植株或种子上有多对相对性状 这么多的性状，该如何研究呢？你是如何思考的？ 一对相对性状 多对相对性状 1.相关符号及含义 符号 含义 P F1 F2 × × ♀ ♂ 亲本 子一代 子二代 杂交 自交 母本 父本 正交反交： 正交与反交是相对的概念， 如果将豌豆高茎作父本、矮茎作母本当作正交，那么以豌豆矮茎作父本、高茎作母本则是反交 二、一对相对性状的杂交实验 纯种高茎♂ × 纯种矮茎♀ P 提出问题： 问题1：请大家根据融合遗传的观点预测，后代应表现为什么性状？ F1 全是高茎 否定融合遗传 问题2：实验结果会不会与高茎做父本有关？ 二、一对相对性状的杂交实验 2.实验过程 21 亲本(P) 纯种高茎 ♂ 纯种矮茎 ♀ × 正交 高茎 子一代（F1） 亲本(P) 高茎 子一代（F1） 纯种矮茎 ♂ 纯种高茎 ♀ 反交 × 二、一对相对性状的杂交实验 现象：无论正交还是反交子一代（F1）都是高茎 22 纯种高茎 ♂ 纯种矮茎 ♀ × 全是高茎 × 自交 高茎 矮茎 思考3：子一代全是高茎，那矮茎在子一代彻底消失了吗？如果矮茎在子一代彻底消失，那么子二代应该表现为什么性状？ P F1 F2 思考4：为什么子一代没有矮茎，而子二代又出现矮茎了呢？ 矮茎性状并没有消失，只是在F1中隐藏而没有显现 23 高茎787 矮茎277 问题5：F2中的出现高：矮=3：1的性状分离比是偶然现象吗？ 二、一对相对性状的杂交实验 一对相对性状的亲本杂交，子一代显现出来的性状,如高茎 一对相对性状的亲本杂交，子一代未显现出来的性状，如矮茎 在杂种后代中，同时显现出显性性状和隐性性状的现象 性状分离 显性性状 隐性性状 （ 3 : 1 ） 24 F2 …… …… 1 地块1 2 地块2 地块3 3 株系 单株收获F2中高茎豌豆的种子，每一株的种子种在一起为一个株系 地块n 25 二、 一对相对性状的杂交实验 亲本相对性状杂交 F1 的表现 F2 的表现 显性 隐性 显性 : 隐性 茎的高度 高茎 高茎 787 矮茎 277 2.84 : 1 种子的形状 圆粒 圆粒 5474 皱粒 1850 2.96 : 1 子叶的颜色 黄色 黄色 6022 绿色 2001 3.01 : 1 种皮的颜色 灰色 灰色 705 白色 224 3.15 : 1 豆荚的形状 饱满 饱满 882 不饱满 299 2.95 : 1 豆荚的颜色（未成熟） 绿色 绿色 428 黄色 152 2.82 : 1 花的位置 腋生 腋生 651 顶生 207 3.14 : 1 F2为什么会出现3：1的性状分离比呢？ 实验方法——数学统计 不是偶然 孟德尔针对此现象做出解释，并提出假说。 1、生物的性状是由遗传因子决定的 摒弃融合遗传，提出颗粒遗传。 2、体细胞中遗传因子是成对存在的 纯合子： 杂合子： 遗传因子组成相同的个体，如DD、dd 遗传因子组成不同的个体，如Dd 显性遗传因子：控制显性性状，用大写字母(如D)表示 隐性遗传因子：控制隐性性状，用小写字母(如d)表示 三、对分离现象的解释——提出假说（P5） 4、受精时，雌雄配子的结合是随机的 3、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。配子中只含有每对遗传因子中的一个。 活动：根据孟德尔的假说，写出高茎豌豆和矮茎豌豆杂交实验分析图解(遗传图解） 三、对分离现象的解释——提出假说（P5） 遗传图解的书写要求 1.遗传学符号：P （亲本）、配子、F1、F2、 2.亲本、 F1、 F2的遗传因子组成、性状 3.最后一代的性状及比例 ×、 × 4.用箭头表示遗传因子在上下代之间的传递关系 高茎 左侧 高茎 四、对分离现象解释的验证 验证本质：F1（Dd）是否产生了两种配子（D：d≈1：1） 思考1： 关键要验证什么? 假说3：在形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，配子中只含每对遗传因子的一个。 假说4：受精时，雌雄配子结合是随机的。 假说1：生物的性状是由遗传因子决定的。 假说2：体细胞中遗传因子是成对存在的。 30 四、对分离现象解释的验证 怎样验证？ 思考2： F1（Dd）×dd 请写出测交推理的遗传图解。 测交实验：将待测个体与隐性纯合子杂交的实验。 隐性纯合子的配子仅携带隐性遗传因子，不会掩盖F1配子中遗传因子 Dd D d F1 配子 高茎 1 ： 1 D遗传因子和d遗传因子能直接观察到吗？ D和d控制的性状能在配子中表现出来吗？ D和d控制的性状能在子代中表现出来吗？ Dd与哪种遗传因子组成的个体杂交时不会遮盖D和d的性状？ 不能 一般不能 D→显性性状；d→隐性性状 Dd×dd 四、对分离现象解释的验证 演绎推理 实验检验 杂种子一代 隐性纯合子 Dd dd D d d Dd dd P 配子 F1 高茎 矮茎 高茎 矮茎 1 1 : × 32 四、对分离现象解释的验证 通过测交实验的结果可证实: ①F1是杂合子； ②F1产生了两种比例相等的配子； ③F1在形成配子时，成对的遗传因子发生了分离。 测交的应用： 实验验证，得出结论 测定待测个体配子的种类及比例 测定待测个体的遗传因子组成 五、分离定律 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 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。 1.分离定律的内容： 形成配子时，成对的遗传因子分离分别进入不同的配子中。 2.分离定律的实质： （1）真核生物、有性生殖、细胞核遗传 （2）一对相对性状的遗传 注：细胞质中的遗传因子及原核生物和非细胞生物都不遵循。 五、分离定律 3.分离定律的适用范围： 思考：是否所有生物性状的遗传都遵循分离定律？ 杂合子 (如Dd) 组成不同 纯合子 (如DD、dd) 组成相同 课堂小结 隐性性状 显性性状 性状 遗传因子(基因) 决定 显性遗传因子 （大写，如D） 决定 隐性遗传因子 （小写，如d） 决定 性状分离 杂种后代同时出现 自交后代不出现 自交后代出现 亲本性状相同而子代同时表现不同性状时才可称为性状分离 ②自交法： ①测交法： ③花粉鉴定法： 杂合子 隐性纯合子 1∶1 符合 杂合子 两 1∶1 符合 如何验证分离定律 分离定律的关键： Dd D d 易错辨析 1．孟德尔假设生物的性状是由遗传因子决定的，并证明了遗传因子就是基因。(必修2 P5正文)(　　) 2．在孟德尔提出对分离现象解释的假说时，生物学界还没有认识到配子形成和受精过程中染色体的变化。(必修2 P5相关信息)(　　) 3．如果孟德尔当时只统计10株豌豆杂交的结果，则很难正确地解释性状分离现象。实验统计的样本数目足够多，是孟德尔能够正确分析实验结果的前提条件之一。(必修2 P6讨论)(　　) 4．“演绎”就是进行测交实验，如果实验结果与预测相符，就可以证明假说正确。反之，则证明假说错误。(必修2 P7科学方法)(　　) × × √ √ 演绎推理”≠ 测交实验 约翰逊把遗传因子改为基因 　考点训练　 1.1866年，孟德尔发表论文将所获得的遗传规律正式公布于众，下图为孟德尔开展豌豆杂交实验的示意图。下列叙述正确的是( ) A.豌豆开花后要及时进行人工去雄 B.去雄后需要套袋，防止自花传粉 和异花传粉 C.人工异花传粉后要进行套袋，防 止再次异花传粉 D.图中亲本高茎的花不需要去雄，矮茎的花需要去雄 需在花粉未成熟前(开花前)进行人工去雄 去雄后需要套袋，防止异花传粉 图中亲本高茎的花需要去雄，矮茎的花作为父本(一般用毛笔笔尖挑取花粉)，不需要去雄 　考点训练　 2.选择用豌豆作实验材料是孟德尔发现遗传规律取得成功的重要原因之一，下列叙述正确的是( ) A.已经完成传粉的豌豆，就无须再给花套袋 B.自然状态下豌豆既能自花传粉又能异花传粉是豌豆作为实验材料的优 点之一 C.在杂交实验中进行正反交实验，需对父本和母本去雄后再杂交 D.孟德尔选用山柳菊进行杂交实验并没有获得成功其中一个主要原因是 山柳菊有时进行无性生殖 已经完成传粉的豌豆，仍须再给花套袋以防止干扰 豌豆为自花传粉、闭花受粉植物，自然条件下只能进行自交(自花传粉) 杂交实验时，父本提供的是花粉，所以只需要对母本进行去雄处理 孟德尔选用山柳菊进行杂交实验并没有获得成功，其中一个主要原因是山柳菊有时进行有性生殖，有时进行无性生殖，而遗传定律只适用于有性生殖 　考点训练　 3.某植物的红花与白花是一对相对性状，且是由单基因(A、a)控制的完全显性遗传，现有一株红花植株和一株白花植株作实验材料，设计如表所示实验方案以鉴别两植株的基因型。下列有关叙述错误的是( ) 选择的亲本及杂交方式 预测子代表型 推测亲代基因型 第一组∶红花自交 出现性状分离 ③ ① ④ 第二组∶红花×白花 全为红花 AA×aa ② ⑤ A.根据第一组中的①和④可以判断红花对白花为显性 B.③的含义是Aa C.②的含义是红花∶白花＝1∶1，⑤为Aa×aa D.①的含义是全为红花，④可能为AA 表格可知，第一组中的①应为不发生性状分离(全为红花)，红花植株可能是显性纯合子(AA)也可能是隐性纯合子(aa)，故根据第一组中的①和④不可以判断红花对白花为显性 红花自交后代出现性状分离，说明红花对白花为显性，且亲本红花为杂合子Aa ②应为红花∶白花＝1∶1，为测交比例，故⑤为Aa×aa 　考点训练　 4.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)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。 思路及预期结果: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,在子代中选择两种纯合子进行杂交,得到F1,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,且比例为1∶1,则可验证分离定律。(任答两种即可) Lavf58.28.100 $