1.2 孟德尔的豌豆杂交实验（二）—豌豆侦探社：豌豆庄园的性状重组谜案（情境课件）生物人教版必修2

人教版必修2 第1章 遗传因子的发现 第2节 孟德尔的豌豆杂交实验（二） 豌豆庄园的性状重组谜案 目录 科学思维 1. 通过遗传图解理解孟德尔所做的两对相对性状的遗传实验，并能规范、熟练地书写遗传图解。 2.分析孟德尔获得成功的原因，学习他对科学的热爱和锲而不舍的精神，形成严谨、求实的科学态度和用于质疑、敢于创新的科学精神。 科学思维 通过对两对相对性状杂交实验过程的分析，学会用先分离再组合的方法分析问题。 素 养 目 标 情境导入 豌豆庄园的性状重组谜案 情境启思 豌豆庄园的性状重组谜案 祖代：黄色圆粒 × 绿色皱粒 子一代：全部是黄色圆粒 子二代：却出现了绿色圆粒和黄色皱粒这两种“新品种”！ 这些新组合像是凭空变出来的魔法。如何解开这个“性状重组之谜”？ 1、孟德尔是怎样设计两对相对性状的杂交实验的？ 2、自由组合定律的内容是什么？ 3、孟德尔成功的原因有哪些？他的研究方法和探索精神给我们哪些启示？ 4、孟德尔遗传规律在生产和生活中有些应用？ 自主阅读教材P9-P13，思考讨论完成以下问题。 情境串讲 一、两对相对性状的杂交实验 1、实验中F1是黄色圆粒说明了什么？ 2、两对相对性状的杂交是否遵循分离定律？ 3、F2中为什么会出现9∶3∶3∶1？ 4、9∶3∶3∶1 与 3∶1 的数量比是否有联系？ F1 黄色圆粒 绿色皱粒 P × 黄色圆粒 F2 黄色 圆粒 黄色 皱粒 绿色 圆粒 绿色 皱粒 315 101 108 32 9 3 3 1 ： ： ： × 亲本型： F2中与亲本性状表现相同的个体； 重组型： F2中与亲本性状表现不同的个体。 情境串讲 一、 两对相对性状的杂交实验 侦探任务卡：观察数据，提出关键问题 种子形状 圆粒：315+108=423 皱粒：101+32=133 子叶颜色 黄色：315+105=416 绿色：108+32=140 黄色 : 绿色接近3:1 （显性） （隐性） 圆粒 : 皱粒接近3:1 （显性） （隐性） 个体数 315 108 101 32 9 3 3 1 ： ： ： 正交 反交 P 绿色皱粒 黄色圆粒 × F1 黄色圆粒 F2 黄色 圆粒 绿色 圆粒 黄色 皱粒 绿色 皱粒 比例 情境串讲 一、 两对相对性状的杂交实验 侦探实验室：拆解观察法、分开看，规律浮现 以上数据表明： 豌豆的粒形和粒色的遗传由两对遗传因子控制，每一对遗传因子的遗传仍然遵循分离定律。 黄色 : 绿色接近3:1 （显性） （隐性） 个体数 315 108 101 32 9 3 3 1 ： ： ： 正交 反交 P 绿色皱粒 黄色圆粒 × F1 黄色圆粒 F2 黄色 圆粒 绿色 圆粒 黄色 皱粒 绿色 皱粒 比例 情境串讲 一、 两对相对性状的杂交实验 侦探实验室1：拆解观察法、分开看，规律浮现 圆粒 : 皱粒接近3:1 （显性） （隐性） 分开看时，每一对特征都遵循着去年发现的“分离定律”！那么问题不在于单个特征的传递…… 不同性状之间发生了新的组合，是否控制 两对相对性状的遗传因子也发生了组合呢？ 如果把两对性状联系在一起分析，F2出现的四种表现型的比 （黄色：绿色）*（圆粒：皱粒）＝（3：1）*（3：1） 黄圆：黄皱：绿圆：绿皱＝9∶3∶3∶1 情境串讲 一、 两对相对性状的杂交实验 1.下列有关孟德尔的两对相对性状的豌豆杂交实验的叙述，错误的是( ) A.F1自交后，F2出现绿圆和黄皱两种新性状组合 B.对F2每一对性状进行分析，比例都接近3∶1 C.F2的性状表现有4种，比例接近9∶3∶3∶1 D.F2中有3/8的个体性状表现与亲本相同 D 重组型性状 F2的重组型： 3+3 16 3 8 = F2的亲本型： 9+1 16 5 8 = 即学即练 两对相对性状的杂交实验 YR yr yR Yr F1配子 Y R r y × P F1 YYRR yyrr YyRr YR yr 黄色圆粒 配子 分离 分离 自由组合 1 : 1 : 1 : 1 黄色圆粒 绿色皱粒 情境串讲 二、对自由组合现象解释的验证 1 提出假说、解释现象 假设：圆粒与皱粒分别由R、r控制； 黄色与绿色分别由Y、y控制。 4种：YR、Yr、yR、yr，且数量比为1:1:1:1 假说1：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。 思考：F1能产生几种配子？比例如何？ （1）假说内容 探长的推理笔记（假说提出） F1雌配子→ YYRR yyrr F2 YR yR Yr yr YR yR Yr yr YyRR YYRr YyRr YyRR YYRr YyRr YyRr YyRr yyRR yyRr YYrr Yyrr Yyrr yyRr 棋盘法 F1雄配子 ↓ 黄色圆粒 绿色圆粒 黄色皱粒 绿色皱粒 9Y-R- 3Y-rr 3yyR- 1yyrr 情境串讲 二、对自由组合现象解释的验证 假说2：受精时,雌雄配子结合是随机的。 F1雌配子→ YYRR yyrr F2 YR yR Yr yr YR yR Yr yr YyRR YYRr YyRr YyRR YYRr YyRr YyRr YyRr yyRR yyRr YYrr Yyrr Yyrr yyRr 棋盘法 F1雄配子 ↓ 黄色圆粒 绿色圆粒 黄色皱粒 绿色皱粒 9Y-R- 3Y-rr 3yyR- 1yyrr 1YYRR 1YYrr 1yyRR 1yyrr 2YYRr 2Yyrr 2yyRr 2YyRR 4YyRr 纯合子 单杂合子 双杂合子 情境串讲 二、对自由组合现象解释的验证 探长的推理笔记之惊人发现：这正好符合观察到的9:3:3:1比例！ 9 3 3 1 Y_R_ Y_rr yyrr yyR_ yyrr YYRR YyRR YYRr YyRr YYrr Yyrr yyRR yyRr 1 2 2 4 1 2 1 2 1 遗传 因子 组成 纯合子 单杂合子 双杂合子 YYRR、YYrr、yyRR、yyrr各1份，各占1/16 YyRR、YYRr、Yyrr、yyRr各2份，各占2/16 YyRr4份，占4/16 情境串讲 二、对自由组合现象解释的验证 14 YR yR Yr yr ♀ YR yR Yr yr ♂ F1 1.雌雄配子结合方式 种, 2.F2基因型 种, 3.F2表现型 种。 16 9 4 Yy × Yy → YY : Yy : yy Rr × Rr → RR : Rr : rr 3种 黄色（Yy)→ 黄色、绿色 2种 ⊗ 圆粒（Rr)→ 圆粒、皱粒 2种 ⊗ 3种 情境串讲 二、对自由组合现象解释的验证 15 F1: Yy (黄色) ↓× 1YY : 2Yy : 1yy 基因型 比例 1/4 2/4 1/4 表现型 3黄色 : 1绿色 比例 3/4 1/4 Rr (圆粒) ↓× 1RR : 2Rr : 1rr 1/4 2/4 1/4 3圆粒 : 1皱粒 3/4 1/4 9 3 3 1 黄色圆粒 3/4 × 3/4=9/16 黄色皱粒 3/4 × 1/4=3/16 绿色圆粒 1/4 × 3/4=3/16 绿色皱粒 1/4 × 1/4=1/16 重组性状： 3/8 黄色皱粒 3/16 绿色圆粒 3/16 亲本性状：5/8 情境串讲 二、对自由组合现象解释的验证 亲本类型：5/8 重组类型：3/8 9 3 3 1 F1 黄圆 黄圆 黄皱 绿圆 绿皱 绿圆 P × 黄皱 YYrr yyRR YyRr F2 重组 类型 亲本 类型 重组 类型 亲本 类型 × 亲本类型：3/8 重组类型：5/8 9 3 3 1 思考：要得到遗传因子组成为YyRr的黄色圆粒，亲代除了黄色圆粒和绿色皱粒外，还可以有哪些类型？ 情境串讲 二、对自由组合现象解释的验证 用遗传图解演绎推理出测交实验结果 P : 黄色圆粒 × 绿色皱粒 YyRr yyrr 配子： yr yr F1： YyRr Yyrr yyRr yyrr 黄圆 黄皱 绿圆 绿皱 YR Yr yR 1 ： 1 ： 1 ： 1 情境串讲 二、对自由组合现象解释的验证 2 设计实验、演绎推理 黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆的F1测交实验结果 黄色圆粒 黄色皱粒 绿色圆粒 绿色皱粒 实际 子粒数 F1 作母本 31 27 26 26 F1 作父本 24 22 25 26 不同性状的数量比 1 ： 1 ： 1 ： 1 表现型 项 目 情境串讲 二、对自由组合现象解释的验证 3 进行测交、实验验证 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。 19 情境串讲 二、对自由组合现象解释的验证 思考•讨论 在两对相对性状的遗传实验中，后代出现1：1：1：1的性状分离比一定是测交的结果吗？ 不一定，如Yyrr和yyRr杂交，后代也会出现1：1：1：1的性状分离比。 豌豆侦探社结案报告 案件名称：豌豆庄园的性状重组谜案 情境串讲 二、对自由组合现象解释的验证 1 . 亲本遗传因子（基因）成对存在，形成配子时彼此分离。 2. 不同对性状的遗传因子自由组合。 3. 显性因子（如决定圆粒、黄色的因子）掩盖隐性因子表达。 发现问题 提出问题 作出假说 演绎推理 实验检验 得出结论 假 说 演 绎 法 两对相对性状的杂交实验 F2表现9：3：3：1分离比 对自由组合现象的解释 设计测交实验 测交实验 孟德尔第二定律—自由组合定律 归纳总结 科学方法—假说演绎法 2．如表列出了纯合豌豆两对相对性状杂交实验中F2的部分遗传因子组成，下列叙述错误的是(　　) A．F2有9种遗传因子组成，4种性状表现 B．表中Y与y、R与r的分离以及Y与R或r、y与R或r的组合是互不干扰的 C．①②③④代表的遗传因子组成在F2中出现的概率之间的关系为③＞②＝④＞① D．F2中出现性状表现不同于亲本的重组类型的概率是3/8 配子 YR Yr yR yr YR ① ② YyRr Yr ③ yR ④ yr yyrr D 若P: YYRR x yyrr，则F2的重组类型:3/8 若P: YYrr x YYrr，则F2的重组类型:5/8 ③双杂合子 4/16 ②单杂合子 2/16 ④单杂合子 2/16 ①纯合子 1/16 即学即练 对自由组合现象解释的验证 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。 实质 YyRr YR yr yR Yr 1 ： 1 : 1 : 1 情境串讲 三、自由组合定律 自由定律的内容： 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。 情境串讲 三、自由组合定律 自由定律的内容： 自由组合定律的适用范围： （1）真核生物的性状遗传。 （2）有性生殖生物的性状遗传。 （3）细胞核遗传。 （4）两对及以上相对性状的遗传。 发生时间:形成 配子时。 致敬与启示 孟德尔成功的“侦探素养”： 1. 科学选材：豌豆作实验材料 2. 由简入繁（即一对相对性状到两对相对性状的研究方法。） 3. 运用统计学的方法对实验结果进行了统计分析 4. 运用假说－演绎法这一科学方法。 5.创新性设计测交实验验证，验证假说，归纳提出分离定律和自由组合定律。 情境串讲 三、自由组合定律 3．下列有关自由组合定律的叙述，正确的是(　　) A．自由组合定律是孟德尔针对豌豆两对相对性状的实验的结果及其解释归纳总结的，不适合多对相对性状的遗传 B．控制不同性状的遗传因子的分离和组合是相互联系、相互影响的 C．在形成配子时，决定不同性状的遗传因子的分离是随机的，所以称为自由组合定律 D．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 D 自由组合定律的内容：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。 内容里没有限定两对，适用于两对或以上 即学即练 自由组合定律 孟德尔遗传规律的再发现 基 因：即遗传因子 基因型：与表现型有关的基因组成 表 型：生物个体表现出来的性状 等位基因：控制相对性状的基因。如：D和d 1.1900年，孟德尔的遗传规律被重新提出 2.1909年，丹麦生物学家约翰逊将“遗传因子”改名为“基因”; 并提出表现型和基因型的概念。 拓展： 相同基因：控制同一性状的基因，如D和D；d和d。 情境串讲 四、孟德尔规律再发现 情境串讲 五、孟德尔遗传规律的应用 最终任务：设计“定制豌豆”培育方案   庄园主需求：“我们需要培育绿色圆形的豌豆，用于特色食品加工。”  小组设计方案：  1. 从现有F2中挑选：绿圆占3/16，但其中只有1/3是“纯正”绿圆（永远产生绿圆后代） 2. 如何验证纯度：让选出的绿圆植株自交，观察后代是否全部为绿圆 孟德尔遗传规律的应用 (1)概念：有目的地将具有不同优良性状的两个亲本杂交，使两个亲本的 优良性状组合在一起，再筛选出所需要的优良品种。 (2)优点：可以把多个亲本的优良性状集中在一个个体上。 情境串讲 五、孟德尔遗传规律的应用 1 杂交育种 P 抗倒伏易感条锈病 易倒伏抗条锈病 DDTT ddtt × 抗倒伏易感条锈病 DdTt F1 F2 抗倒伏 易感条锈病 9D_T_ 抗倒伏 抗条锈病 3D_tt 3ddT_ 1ddtt （淘汰） （保留） （淘汰） （淘汰） 纯种既抗倒伏又抗条锈病（DDtt）的小麦育种过程 ⊗ 易倒伏 易感条锈病 易倒伏 抗条锈病 杂交 自交 选优 多次自交 选种 选良性状纯合体 连续自交，直至不出现性状分离为止(抗倒抗锈病 DDtt） （1）培育植物新品种： 情境串讲 五、孟德尔遗传规律的应用 31 动物杂交育种 纯种长毛折耳猫（BBee）的培育过程 短毛折耳猫 （bbee） 长毛立耳猫 （BBEE） 长毛折耳猫（BBee） ？ 短毛折耳猫 bbee 长毛立耳猫 BBEE × 长毛立耳猫 BbEe ♀、♂互交 B_E_ 长毛立耳 B_ee 长毛折耳 bbE_ 短毛立耳 bbe短毛折耳 与bbee测交 选择后代不发生性状分离的亲本即为BBee 杂交 相互交配 选种 测交 优良性状的纯合体 情境串讲 五、孟德尔遗传规律的应用 32 ①植物杂交育种中，优良性状的纯合子获得一般采用多次自交选种。 ②动物杂交育种中，优良性状的纯合子获得一般采用测交，选择测交 后代不发生性状分离的亲本。 ③如果优良性状是隐性，直接在F2中选出即为纯合体。 ④优点： 操作简便，可以把多个品种优良性状集中在一起（“集优”） ⑤缺点： 育种所需时间较长。 孟德尔遗传规律的应用 归纳总结 动植物杂交育种 人们可以根据基因自由组合定律来分析家族中双亲基因型情况,推断出后代基因型、表现型以及它们出现的概率，为人类遗传病的预测和诊断提供理论依据。 例：人类白化病是一种由隐性基因（a）控制的遗传病。如果一个患者 的双亲表现型正常。他们所生的孩子中，患白化病的概率是多少？ 答案：1/4 情境串讲 五、孟德尔遗传规律的应用 2 医学：预测和诊断遗传病的理论依据 3．杂交育种是常用的一种育种方法，其优点是操作简便，缺点为育种时间长，已知有芒对无芒为显性，抗病对不抗病为显性，为培育无芒抗病小麦，将纯合有芒抗病小麦和无芒不抗病小麦杂交得，自交得，从中选无芒抗病植株自交培育，下列相关叙述错误的是（　　） A．杂交的目的是将控制无芒和抗病的优良基因集中到了一代个体中 B．F2出现4种表型，比例为9：3：3：1，主要原因是产生四种数量相同的雌雄配子 C．F2代中重组类型的个体数占代总数的3/8 D．在F2中选出无芒抗病植株自交的目的是为了筛选出无芒抗病的纯合子 B 杂交育种：人们有目的地将具有不同性状的两个亲本杂交，使两个亲本的优良性状组合在一起，再筛选出所需要的优良品种。 只是原因之一，雌雄配子随机结合，供实验的数量大等 即学即练 自由组合定律 重组类型为两种单显 筛选子二代中的纯合子，同时也能提高纯合子的比例 课堂小结 孟德尔的豌豆杂交实验(二） C 课堂练习 能力提升 1．孟下列关于孟德尔豌豆杂交实验和假说演绎法的叙述，正确的是（　　） A．豌豆为自花传粉、闭花授粉植物，杂交时应在父本花粉未成熟时进行人工去雄 B．孟德尔所作假设的内容之一是亲本产生了数量相等的雌雄两种配子 C．孟德尔的“演绎推理”是设计F1与隐性纯合子杂交，预测出后代的表型及比例 D．孟德尔先研究遗传因子的行为变化，再提出了遗传因子的分离和自由组合规律 A:交时应在母本花粉未成熟时进行人工去雄”，而后套袋，A错误 B:孟德尔假说中强调亲本产生的雌雄配子数量不等，但不同配子类型（如D与d）比例为1∶1，B错误 D:孟德尔先通过杂交实验观察现象（如F2性状分离），再提出遗传因子（基因）的分离与自由组合假说，最后验证规律 2.基因的自由组合定律发生于下图中哪个过程（　　） A．②③ B．② C．① D．①② C 课堂练习 能力提升 基因自由组合定律的实质是等位基因彼此分离的同时非同源染色体上的非等位基因自由组合，发生的时间为减数第一次分裂后期同源染色体分离时，所以基因型为AaBb的个体在进行有性生殖时，其基因的自由组合定律应作用于①即产生配子的过程，C正确 3.下列关于孟德尔的豌豆杂交实验的叙述，正确的是（　　） A．“产生配子过程中等位基因彼此分离，非等位基因可以自由组合”属于假说内容 B．用雌雄同株异花的玉米作杂交实验可以省去套袋这一步骤 C．进行测交实验是假说—演绎法中的“演绎、推理”阶段 D．“F1自交，F2为何出现了9：3：3：1的性状分离比”属于“提出问题” D 课堂练习 能力提升 A、“产生配子过程中成对的遗传因子彼此分离、不成对的遗传因子重新组合”属于假说内容，孟德尔假说中没有提到基因，A错误； B、玉米为雌雄同株异花，杂交时仍需对母本雌花套袋隔离，防止自然授粉，可省去“去雄”步骤，B错误； C、测交实验属于“实验验证”阶段，而“演绎推理”是根据假说预测测交结果（如1∶1∶1∶1），并非实际操作，C错误。 4.在两对相对性状独立遗传实验中，用黄色皱粒豌豆（YYrr）与绿色圆粒豌豆（yyRR）做亲本，F2中与亲本表现型相同的个体和能稳定遗传的个体所占比例分别是（    ） A．1/3、1/4 B．5/8、1/2 C．3/8、1/4 D．2/3、1/2 C 课堂练习 能力提升 在孟德尔两对相对性状杂交实验中，用纯种黄色皱粒豌豆（YYrr）与绿色圆粒豌豆（yyRR）作亲本进行杂交，F1为YyRr，F1再进行自交，F2为Y_R_∶Y_rr∶yyRr∶yyrr=9∶3∶3∶1。其中稳定遗传的纯合子(1/16YYRR、1/16YYrr、1/16yyRR、1/16yyrr)占1/4，亲本表现型相同的个体（Y_rr、yyR_）所占的比例3/16+3/16=5/8，ABD错误，C正确。 人教版必修2 感谢观看！ $