1.1孟德尔的豌豆杂交实验（一）课件-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

第1节 孟德尔的杂交实验(一) 第1章 遗传因子的发现 高中生物学人教版2019必修2 新课导入 你一定听过这样的谚语:“种瓜得瓜，种豆得豆”“龙生龙，凤生凤，老鼠生儿会打洞” 遗传 亲、子代之间存在相似性 思考：遗传是否有规律可循呢？为什么你和你的父母之间有很多相似的特征，但同时又存在许多差异呢？ 新课导入 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合，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，混合液是另外一种颜色，再也无法分出蓝色和红色。这种观点也称作融合遗传。 2.你同意上述观点吗？你的证据有哪些？ 【思考·讨论】 1.按照上述观点，当红花豌豆与白花豌豆杂交后，子代的豌豆花会是什么颜色？ 粉色 不同意 如男女结婚生下的后代，其性别并不是介于男女之间的中间体 融合遗传的观点曾在19世纪下半叶十分盛行。然而，孟德尔冲破了这个错误观点的“束缚”，他通过多年的豌豆杂交实验，用数学方法分析生物学现象，揭示了遗传学的两大定律。 分离定律 自由组合定律 现代遗传学之父 一、豌豆用作遗传实验材料的优点 自花传粉，闭花受粉，自然状态下一般为纯种 两性花：一朵花中既有雌蕊又有雄蕊 单性花：一朵花中只有雄蕊或只有雌蕊 自花传粉：是指两性花的雄蕊花粉落到同一朵花的雌蕊柱头上，从而完成受粉的过程，也叫自交 花粉和雌蕊来自不同植物或不同花的传粉过程叫作异花传粉，也叫杂交 闭花受粉：是指花在未开放时已经完成了受粉 【特别提醒】 雄花 玉米的花是单性花，但它是雌雄同株个体，即同一植株上同时开有雄花和雌花。所以其雄花花粉落在同一植株的雌花柱头上，所完成的传粉过程也属于自交 雌花 杂交(异花传粉) 自交(异花传粉) 豌豆在自然情况下只进行自交，那要怎样操作才能进行杂交呢？ 人工杂交实验操作 去雄、套袋 采集花粉 ♂ 去雄即在开花前(花蕾期)除去未成熟花的全部雄蕊，目的是防止自花传粉;套袋的目的是避免外来花粉的干扰 父本：提供花粉的植株 ♀ 母本：接收花粉的植株 对母本进行人工授粉并套袋 目的是保证杂交得到的种子是人工授粉后所结 一、豌豆用作遗传实验材料的优点 花的各部分结构较大，容易做人工杂交实验 种子数量多且都保存在豆荚里不会丢失，便于统计 是一年生植物，生长周期短，利于尽快得出实验结果 具有易于区分的性状且能够稳定地遗传给后代 遗传学中把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。如豌豆的花色、种子形状、子叶颜色、茎的高矮等 一种生物同一种性状的不同表现类型，叫作相对性状 性状 相对性状 1.下列性状是否属于相对性状 ①黄豆的高茎和矮茎 ②兔子的长毛和灰毛 ③兔子的长毛和狗的短毛 ④狗的卷毛和长毛 ⑤棉花的细绒和长绒 是 2.下列属于相对性状的是（ ） A.番茄的红果和圆果 B.水稻的早熟和晚熟 C.绵羊的长毛和狗的短毛 D.家鸽的长腿与毛腿 B 三大要点：同种生物、同一性状、不同表现类型 否 否 否 否 1.(2025·桂林高一检测)孟德尔说:“任何实验的价值和效用，都决定于所使用材料对于实验目的的适合性”，下列有关遗传学实验材料选择的说法，错误的是（　 ） A.豌豆花是两性花，在未开放时自花传粉，自然状态下一般是纯种 B.玉米作为杂交实验材料的优势之一是作为母本的玉米雌花不需要去雄、套袋 C.玉米属于雌雄同株单性花植物，雄花的花粉落在同一植株的雌花的柱头上，该传粉过程属于自交 D.豌豆与玉米都具有易于区分的相对性状，且后代数量都较多,便于统计分析 即时巩固 练习册P6 B SZ-LWH 符号 P F1 F2 × ⊗ ♀ ♂ 含义 二、一对相对性状的杂交实验 1.所用的实验材料： 纯种高茎豌豆和纯种矮茎豌豆 2.遗传术语及实验中常见符号的含义 子一代　 子二代　 自交　 亲本 杂交 母本 父本 自交 杂交 正交和反交 遗传物质不同的两个个体交配 同一个体或遗传物质相同的个体交配 是一对相对概念，若正交为♀A×♂B，则反交为♂A×♀B 可检验某一性状的遗传是否与性别有关 F1 高茎 二、一对相对性状的杂交实验 3.实验过程 杂交 自交 ⊗ F2 P × 高茎 矮茎 所得1064株子二代中有787株是高茎，277株是矮茎，高茎与矮茎之比约为3:1 F1中显现出来的性状，叫作显性性状；未显现出来的性状，叫做隐性性状 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 F2中出现3∶1的比例是偶然现象还是必然规律？ 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，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 是什么原因导致遗传性状在杂种后代中按一定的比例分离呢？ 一对相对性状杂交实验的“假说—演绎”分析 步骤：观察分析→提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证 （具有严谨性） 观察现象， 提出问题 现象 问题 ①为什么F1都是高茎，矮茎去哪了呢？ ②为什么F2又出现了矮茎呢？ ③为什么F1自交后代的比例都接近3:1呢？ × 高茎 3高茎 1矮茎 纯种高茎 纯种矮茎 P(亲本) F1（子一代） F2（子二代） 具有相对性状 表现为显性性状 出现性状分离现象 ⊗ 三、对分离现象的解释 分析问题，提出假说 1 ①生物的性状是由遗传因子决定的（它们不会相互融合、也不会在传递中消失） 显性遗传因子(大写字母) 显性性状 隐性遗传因子(小写字母) 隐性性状 决定 决定 ②体细胞中的遗传因子是成对存在的 纯合子：遗传因子组成相同（如DD，dd） 杂合子：遗传因子组成不同（如Dd） 注意：控制一对相对性状的遗传因子一定要用同一字母 三、对分离现象的解释 分析问题，提出假说 1 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，分别进入不同的配子（配子中只含有每对遗传因子中的一个） ④受精时，雌雄配子的结合是随机的 即含显性遗传因子(如D)的配子，既可以与含显性遗传因子的配子结合，又可以与含隐性遗传因子(如d)的配子结合 精子和卵细胞 【注意】关于孟德尔这一假说的描述，不能出现“基因”“染色体”“减数分裂”等字眼，只说“遗传因子”“成对的遗传因子”“配子形成时” 那么根据孟德尔的假说，我们可以写出一对相对性状杂交实验的遗传图解如下(高矮茎分别用D和d表示)： D d D d DD Dd Dd dd DD dd × 高茎 矮茎 P 配子 Dd F1 D d 配子 F2 高茎 高茎 高茎 矮茎 3 ： 1 Dd ⊗ 由此可知F1配子的结合方式有4种；F2的遗传因子组成有3种，分别是DD、Dd、dd，其比例为1：2：1；性状表现有2种，分别是高茎和矮茎，其比例为3：1 规范的遗传图解应该包括以下几个基本要点： ①左侧标注。一般在遗传图解的左侧用遗传学符号或文字做出鲜明的标识，代表这一行表示的内容，起到引领作用。如：P、配子、F1、F2等 ②要明确写出亲代和子代的遗传因子组成、性状表现。有时还需要在亲代旁边标上父本、母本(或♂、♀符号)，尤其是题中明确要写明父本和母本、区分正交和反交时 ③要写出杂交(×)、自交( ⊗)符号，以及表示遗传因子在上下代之间传递关系的箭头(注意不是线段) ④要写出最后一代性状表现类型的比例 2.对孟德尔关于豌豆一对相对性状的杂交实验及其解释，下列叙述正确的是（　 ） A.在杂交实验中，需在花未成熟时同时对父本和母本去雄 B.依据假说推断，F1能产生数量比为1:1的雌雄配子 C.依据其假说内容，F1表现为显性性状，所以F1的遗传因子组成为DD D.假说的主要内容是F1产生配子时，成对的遗传因子彼此分离 即时巩固 练习册P5 D SZ-LWH 【探究·实践】性状分离比的模拟 实验目的 实验原理 通过模拟实验，理解遗传因子的分离、配子的随机结合与性状之间的数量关系，体验孟德尔的假说 ①甲、乙两个小桶分别代表：雌、雄生殖器官 ②甲、乙小桶内的彩球分别代表：雄、雌配子 ③用不同彩球的随机组合，模拟：雌雄配子的随机结合 【探究·实践】性状分离比的模拟 方法步骤： 1.在甲、乙两个小桶中放入 两种彩球各为10个 2.摇动两个小桶，使 小桶内的彩球充分混合 3.分别从两个桶 内随机抓取一个彩球，组合在一起，记下 两个彩球的字母组合 4.将抓取的彩球放回原来的小桶内，摇匀，步骤3、4重复30次以上 注意：每个小桶内不同颜色的彩球数量要相等，模拟雌雄个体分别产生两种比例相等的配子；而甲、乙两桶内的小球总数量可以不相等，因为自然界中雄配子数要远多于雌配子数 为了使代表雌雄配子的两种彩球被抓出的机会相等 【探究·实践】性状分离比的模拟 实验结果 ①彩球组合类型数量比DD∶Dd∶dd≈1：2：1 ②彩球组合代表的显、隐性性状分离比为显性∶隐性≈2：1 思考：若有位同学抓取了4次，结果是DD∶Dd＝2∶2，这是不是说明实验设计有问题？ 不是。因为DD∶Dd∶dd＝1∶2∶1是一个理论值，如果统计数量太少，会出现较大的误差，而只有统计的数量足够多，结果才能越接近该理论值 【归纳总结】F2满足3:1性状分离比所需条件：①子一代个体形成的不同类型的雌(雄)配子数目相等且活力相同 ②雌、雄配子结合的机会相等 ③子二代不同遗传因子组成的个体存活率相等 ④观察的子代样本数目足够多 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。如果实验结果与预测相符，这个假说就得到了验证。而验证的本质为F1是否产生了2种配子（分别含显性和隐性遗传因子）且比例为1:1 现在就请同学们从下面的方案中选出可以证明F1产生的配子种类和比例的最佳实验方案 ①F1自交 ②F1与显性亲本杂交 ③F1与隐性亲本杂交 Dd DD 高茎 高茎 x dd 矮茎 Dd 高茎 x Dd 高茎 孟德尔的假说是以F1自交结果为依据提出的，因此F1自交不能用于证明假说 后代所表现的性状均由显性亲本产生的含显性遗传因子的配子决定，无法证明F1产生的配子种类和比例 四、对分离现象解释的验证 F1自交： F1与显性亲本杂交： 隐性亲本只能产生含隐性遗传因子的配子，当它与F1产生的配子结合后，就只表现出F1配子所决定的性状。此时，后代的性状种类和比例即F1所产生的配子种类和比例 F1与隐性亲本杂交 ——测交 四、对分离现象解释的验证 根据假说，演绎推理 1 Dd dd 高茎 矮茎 × 测交 配子 高茎 矮茎 D d d Dd dd 测交后代 1 ： 1 实施实验，验证假说 1 在得到的166株后代中，87株是高茎的，79株是矮茎的，高茎与矮茎植株的数量比接近1∶1 五、分离定律 分析结果, 得出结论 1 ①测交实验结果与预测相符，表明F1产生了两种配子（D和d），且比例是1：1 ②得出结论：假说正确，即F1(Dd)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 ③孟德尔第一定律，又称分离定律：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 五、分离定律 核心内容： 生物体形成配子时，成对的遗传因子彼此分离 所有生物性状的遗传都遵循分离定律吗？ 适用范围： ①一对相对性状的遗传 ②由细胞核中的遗传因子控制的性状遗传 ③发生在真核生物有性生殖的过程 细胞质中的遗传因子所控制的及原核生物和病毒中的性状都不遵循分离定律 提出问题 作出假说 演绎推理 实验验证 得出结论 分离定律 发现过程 3.(2025·济南高一检测)下列属于孟德尔在发现分离定律时的“演绎”过程的是（　 ） A.生物的性状是由遗传因子决定的 B.由F2出现了“3：1”推测生物体产生配子时，成对的遗传因子彼此分离 C.若F1产生配子时成对的遗传因子分离，则F2中三种遗传因子组成个体比例接近1：2：1 D.若F1产生配子时成对的遗传因子分离，则测交后代中两种性状比例接近1:1 即时巩固 练习册P9 D SZ-LWH 4.(2025·贵阳高一检测)如图，某兴趣小组利用形状大小相同、分别标有D或d的小球以及甲、乙两个小桶开展性状分离比的模拟实验，下列叙述错误的是（　 ） A.使用的甲、乙两个小桶分别代表雌、 雄生殖器官 B.每个小桶中不同小球的数量必须相同 C.甲桶内小球总数必须与乙桶内小球总数相等 D.每次抓取记录后，应将抓取的小球放回原桶 即时巩固 练习册P11 C SZ-LWH $