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

1.1孟德尔的豌豆杂交实验（一） 第一课时和第二课时 1.1第一课时 新课导入 1 把一瓶蓝墨水和一瓶红墨水倒在一起，混合液是什么颜色？ 结果：混合液是另外一种颜色，再也无法分出蓝色和红色。 融合遗传 人们曾经认为两个亲本杂交后，双亲的遗传物质也会像墨水一样在子代体内发生混合，使子代表现出介于双亲之间的性状。这种观点也称作融合遗传。 你同意上述观点吗？你的证据有哪些？ 新课导入 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？ 粉花 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”，提出了完全不同的理论。 新课导入 1 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 43岁宣读《植物杂交实验》,去世15年，论文发表。35年后，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 （分离与自由组合定律） 孟德尔生平 格雷格尔∙孟德尔 1822—1884 ——孟德尔被公认为现代遗传学的创始人。 问题探讨 2 请同学们阅读教材P2-P4的内容，回顾初中相关知识，讨论并回答下列问题： 1.豌豆用作遗传实验材料有哪些优点？ 2.两性花和单性花、亲本（父本和母本）、自交和杂交、正交和反交、性状和相对性状、显性性状和隐性性状、以及性状分离的概念。 3.如何实验豌豆杂交过程？请用“关键文字、箭头”等示意该过程。 4.用“关键文字、遗传学符号、箭头”等梳理孟德尔采用一对相对性状的杂交实验过程。 问题探讨 2 对于孟德尔来说实验材料很多，他选用豌豆、玉米、山柳菊等植物，连续进行了多年的杂交实验研究，其中最成功的是豌豆杂交实验。 实验材料的选择 孟德尔选择了豌豆 ？ 问题探讨 2 1.两性花，自花传粉，闭花授粉，自然状态下一般都是纯种 2.有多对易于区分的相对性状，且能稳定传给后代 3.生长周期短，易栽培； 子代多，便于统计 4.花大，便于操作 豌豆的优点： 问题探讨 2 1.两性花，自花传粉，闭花授粉，自然状态下一般都是纯种 两性花：一朵花既有雄蕊，又有雌蕊，如豌豆。 柱头 花萼 胚珠 花托 花瓣 花药 花丝 雄蕊 子房 花柱 雌蕊 豌豆 豌豆是自花传粉植物，自然状态下一般都是纯种。避免了外来花粉的干扰，所以自然状态下一般是纯种，用豌豆做人工杂交实验，结果既可靠又容易分析。 问题探讨 2 单性花：一朵花只有雄蕊或只有雌蕊，如玉米、黄瓜。 玉米植株 雌雄同株 雄花位于玉米植株顶端 雌花位于玉米苞顶部，即玉米须 花中只有雌蕊 花中只有雄蕊 黄瓜花 黄瓜雌花 黄瓜雄花 1.两性花，自花传粉，闭花授粉，自然状态下一般都是纯种 10 问题探讨 2 雄蕊花药里的花粉落在雌蕊柱头上的过程。 传粉 自花传粉：两性花的花粉，落到同一朵花的雌蕊柱头上的过程，也叫自交。 异花传粉：两朵花之间的传粉过程，也叫杂交。 自花传粉 异花传粉 1.两性花，自花传粉，闭花授粉，自然状态下一般都是纯种 问题探讨 2 性状：生物体的形态特征和生理特性的总称。 相对性状：一种生物同一性状的不同表现类型 1.有多对易于区分的相对性状，且能稳定传给后代 问题探讨 2 3.生长周期短、易栽培、子代多、便于统计 豌豆生长周期 豌豆的生长期主要根据品种而定，一般可分为三个时期，即早熟期、中熟期和晚熟期，在这些类型中，早熟型的生长周期约为70天，中熟型约为90天，晚熟型约为180天。 豌豆子代多，便于统计 问题探讨 2 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 ♂ 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 4.花大，便于操作 问题探讨 2 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，他还发现了一棵植株或种子上有多对性状。 这么多的性状，该如何研究呢？ 简单 复杂 一对相对性状 多对相对性状 结合教材P4“图1-3”，用“关键文字、遗传学符号、箭头”等梳理孟德尔采用一对相对性状的杂交实验过程。 问题探讨 2 常见的遗传学符号及含义 自交：来自同一个体的雌雄配子的结合或具有相同遗传因子个体间的交配。 植物：雌雄同花植物的自花授粉或雌雄异花的同株授粉均为自交； 动物：由于多为雌雄异体，所以基因型相同的个体间交配即为自交，其含义较植物要广泛些。 杂交：指遗传因子组成不同的生物个体间相互交配的过程。 一对相对性状的杂交实验 3 为什么正交反交后的子一代都是高茎而没有矮茎？ 杂交 P X F1 高茎 矮茎 高茎 ♀ ♂ 杂交 P X F1 高茎 矮茎 高茎 ♀ ♂ 孟德尔观察发现,豌豆杂交实验中无论是正交还是反交,子一代都是高茎豌豆 1.观察现象，提出问题 在杂种后代中同时表现出显性性状和隐性性状的现象。 一对相对性状的亲本杂交,杂种子一代未显现出来的性状。 一对相对性状的亲本杂交，杂种子一代显现出来的性状 显性性状： 隐性性状： 性状分离： 自交 杂交 P X F1 F2 X 高茎 矮茎 高茎 高茎 矮茎 3 : 1 为什么子二代中的矮茎性状又出现了？ F2中出现的3:1性状分离比是偶然的吗？ 一对相对性状的杂交实验 3 1.观察现象，提出问题 一对相对性状的杂交实验 3 性状 显性性状 隐性性状 比例 种子性状 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 绿色 428 黄色 152 2.82 : 1 花的位置 腋生 651 顶生 207 3.14 : 1 面对这些实验数据，你能找出其中的规律吗？ 什么原因导致遗传性状在杂交后代中按一定的比例分离呢？ 1.观察现象，提出问题 对分离现象的解释 3 2. 分析问题，作出假说 (1)生物的性状是由遗传因子决定的。 (2)体细胞中的遗传因子是成对存在的。 (3)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。 (4)受精时，雌雄配子的结合是随机的。 孟德尔在观察和统计分析的基础上，果断摒弃了前人融合遗传的观点，通过严谨的推理和大胆的想象，对分离现象的原因提出了如下假说： 对分离现象的解释 3 遗传因子就像一个个独立的颗粒，既不相互融合， 也不会在传递中消失。 显性遗传因子（大写，如D） 隐性遗传因子（小写，如d） 显性性状 隐性性状 决定 决定 【注意】 控制一对相对性状的遗传因子一定要用同一字母！ (1)生物的性状是由遗传因子决定的。 对分离现象的解释 3 纯合子： 遗传因子组成相同的个体。纯合子能稳定遗传，自交后代不会发生性状分离。 杂合子： 遗传因子（基因）组成不同的个体。杂合子不能稳定遗传，自交后代会发生性状分离。 如：F1中的高茎豌豆的遗传因子Dd。 如：纯种高茎豌豆的遗传因子DD， 纯种矮茎豌豆的遗传因子dd。 DD dd 纯种高茎豌豆 纯种矮茎豌豆 Dd (2)体细胞中的遗传因子是成对存在的。 对分离现象的解释 3 配子中只含每对遗传因子（基因）中的一个 P： DD dd DD 高茎 配子 D D dd 矮茎 配子 d d Dd F1高茎 D d 配子 Dd (3)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。 对分离现象的解释 3 高茎豌豆与矮茎豌豆杂交实验的分析图解 (4)受精时，雌雄配子的结合是随机的。 对分离现象的解释 3 棋盘法 F1 F2 配子 高茎 高茎 Dd × Dd ∕ D 1 2 ∕ d 1 2 ∕ D 1 2 ∕ d 1 2 ∕ DD 1 4 ∕ Dd 1 4 ∕ Dd 1 4 ∕ dd 1 4 高茎 高茎 高茎 矮茎 高茎 ： 矮茎 = 3 ： 1 3D_：1dd 棋盘法 课堂小结 4 孟德尔的豌豆杂交实验 （一） 豌豆用作遗传实验材料的优点 自花传粉、闭花授粉 具有多对易于区分的性状 生长周期短、子代多 花大易操作 一对相对性状的杂交实验 F1只表现一种性状 F2出现性状分离且分离比为3:1 对分离现象的 解释 生物的性状是由遗传因子决定的 体细胞中遗传因子是成对存在的 配子中只含有每对遗传因子中的一个 受精时，雌雄配子的结合是随机的 1.1第二课时 探究实践：性状分离比的模拟实验 5 通过模拟实验，来体验孟德尔的假说。 阅读教材P6的“探究·实践”，结合观看视频，思考讨论以下问题： （1）甲小桶和乙小桶分别代表什么？ （2）甲乙两个小桶一定要相同吗？两桶内小球数量一定要相等吗？每个小桶内不同颜色的小球数量一定要相等吗？为什么？ （3）为什么要随机抓取小球?怎样保证随机抓取? （4）从甲桶中随机取出1个小球，代表什么生理过程?从两个桶取出小球混合在一起，代表什么生理过程? （5）为什么要将抓取的小球放回，才能重新抓取? 5 （6）“方法步骤”第5步中提到要重复30次以上，为什么? （7）小球有哪几种组合?理论上比例为多少? （8）将每个小组的实验结果与全班总的实验结果作比较，你有什么发现?如果孟德尔当时只对F2中10株豌豆的性状进行统计，他还能正确地解释性状分离现象吗? （9）将模拟实验的结果与孟德尔的杂交实验结果相比较，你认为孟德尔的假说是否合理? 通过模拟实验，来体验孟德尔的假说。 阅读教材P6的“探究·实践”，结合观看视频，思考讨论以下问题： 探究实践：性状分离比的模拟实验 问题探讨 1 5 重复做50-100次，并记录每次抽取的结果。 实验内容及过程 甲、乙两个小桶： 甲、乙小桶内的彩球： 不同彩球的随机组合： 雌、雄生殖器官 雌、雄配子 雌、雄配子的随机结合 放回 原小桶 随机 抽取 混合 彩球 记录 组合 取小桶 并编号 分装 彩球 重复实验 探究实践：性状分离比的模拟实验 5 （1）甲小桶和乙小桶分别代表什么？ （2）甲乙两个小桶一定要相同吗？两桶内小球数量一定要相等吗？每个小桶内不同颜色的小球数量一定要相等吗？为什么？ 分别代表雌、雄生殖器官 甲乙两个小桶不一定相同。 两桶内小球数量不一定相等，且最好不等。因为同种生物，雌配子数量一般远少于雄配子数量。 一定要相等。因为杂合子产生两种类型配子，比例为1:1. （3）为什么要随机抓取小球?怎样保证随机抓取? 随机抓取模拟雌、雄配子的随机结合，几率是均等的。 摇匀再抓、不能看，球的大小、材质等要相同。 探究实践：性状分离比的模拟实验 5 （4）从甲桶中随机取出1个小球，代表什么生理过程?从两个桶取出小球混合在一起，代表什么生理过程? （5）为什么要将抓取的小球放回，才能重新抓取? （6）“方法步骤”第5步中提到要重复30次以上，为什么? （7）小球有哪几种组合?理论上比例为多少? 取出小球代表配子形成过程;小球混合代表受精作用。 保证每个桶内两种配子的数量始终相等，被抓取出的概率相等。 重复30次以上，是为了确保观察样本数目足够多。 DD、Dd、dd三种，理论上比例为1:2:1。 探究实践：性状分离比的模拟实验 5 （8）将每个小组的实验结果与全班总的实验结果作比较，你有什么发现?如果孟德尔当时只对F2中10株豌豆的性状进行统计，他还能正确地解释性状分离现象吗? 如果孟德尔当时只对F2中10株豌豆的性状进行统计，那么他很难准确地解释性状分离现象。因为实验统计的样本数量足够大，是孟德尔能够正确分析实验结果的前提条件之一。只对10株豌豆的性状进行统计，会出现较大的误差。 与每个小组的实验结果相比，全班总的实验结果更接近预测的结果，即彩球组合类型数量比DD:Dd:dd=1:2:1，彩球代表的显性与隐性类型的数量比为3:1。因为实验统计的样本数量越大，越接近统计规律。 探究实践：性状分离比的模拟实验 5 （9）将模拟实验的结果与孟德尔的杂交实验结果相比较，你认为孟德尔的假说是否合理? 合理。因为甲、乙小桶内的彩球分别代表孟德尔杂交实验中的雌、雄配子，从两个桶内分别随机抓取一个彩球进行组合，实际上是模拟雌雄配子的随机结合，统计的样本数量也足够大，出现了3:1的结果。但孟德尔提出的假说是否正确还需要实验来验证。 探究实践：性状分离比的模拟实验 5 组合类型 每种组合的数量 组合类型之间的数量比 彩球组合类型数量比DD∶Dd∶dd≈1∶2∶1，彩球代表的显隐性的数值比为3∶1。 实验结果记录在下表中： 实验结论 孟德尔的假说确实可以解释豌豆杂交实验中性状分离的现象，但是要怎么验证呢？ 探究实践：性状分离比的模拟实验 对分离现象解释的验证 6 回顾孟德尔的假说内容，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。 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才能证明其正确性。那我们该怎么做呢？ 对分离现象解释的验证 6 分析：按孟德尔的假设，杂合子在产生配子时，可形成两种不同的配子，即一种配子含有D，另一种配子含有d。只要验证这一点，就可以证实基因分离假设的正确性。 孟德尔巧妙地设计了测交（test cross）实验，让F1与隐性纯合子杂交。 对分离现象解释的验证 6 孟德尔巧妙地设计了测交实验，让F1与隐性纯合子杂交。 以F1高茎豌豆(Dd)与隐性纯合子矮茎豌豆(dd)杂交为例，进行演绎推理(如右图示)：如果孟德尔的假说是正确的，则测交后代中高茎与矮茎植株的数量比应为1:1。 测交实验 P Dd D d 配子 d × DD dd F1 1 1 ： 测交 杂种子一代 隐性纯合子 高茎 矮茎 dd 高茎 矮茎 ①根据假说，演绎推理 对分离现象解释的验证 6 测交实验 ②通过测交实验进行验证 P Dd D d 配子 d × DD dd F1 1 1 ： 测交 杂种子一代 隐性纯合子 高茎 矮茎 dd 高茎 矮茎 孟德尔在实验田中进行测交实验 表现型 高茎植株 矮茎植株 数量/株 （总数166株） 87 79 比例 高茎与矮茎的数量比接近1:1 测交实验结果验证了他的假说！ ☆假说是正确的☆ 根据以上分析，请你总结测交的概念及意义 对分离现象解释的验证 6 (2)意义: (1)测交： F1与隐性亲本杂交 用于测定F1所产生的配子的种类和比例，测交实验的结果验证了孟德尔的假说 高茎 矮茎 × 高茎 矮茎 1 ∶ 1 测交后代： Dd D d d Dd dd dd 配子 : 测交： 比例： 孟德尔一对相对性状的实验结果及其解释，后人归纳为孟德尔第一定律，又称分离定律。 分离定律 7 分离定律的验证方法拓展 ①测交法： F1×隐性纯合子 ⇒ 子代两种性状的数量比为1：1 ⇒ F1产生两种数量相等的配子，遵循分离定律 ②自交法： F1自交子代性状分离比为3∶1 ⇒ F1产生了两种数量相等的配子，遵循分离定律 ③花粉鉴定法： 过程： 非糯性与糯性水稻的花粉遇碘呈现不同的颜色，用纯种的非糯性水稻和纯种的糯性水稻杂交，取F1的花粉放在载玻片上，加一滴碘液，在显微镜下观察。 结果： 结论： 半数花粉呈蓝黑色，半数花粉呈橙红色 分离定律是正确的 分离定律 7 分离定律的理解 描述对象： 有性生殖生物 发生时间： 在形成配子时 实质: 在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子__________，不相_______；在形成配子时，成对的遗传因子发生_______，______后的遗传因子分别进入不同的配子中，随______遗传给后代。 成对存在 融合 分离 分离 配子 分离定律 7 分离定律的适用范围： 进行有性生殖的真核生物的一对相对性状的细胞核遗传。 细胞质中的遗传因子及原核生物和非细胞生物都不遵循。 特别提醒： 分离定律的关键： Dd D d 遗传因子成对存在 成对的遗传因子发生分离 分离定律 7 试总结分离定律的发现过程？ 发现问题 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 测交后代分离比为1:1 实验验证 实际测交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： 分离定律 7 阅读教材第8页“思维训练”的相关内容，思考以下问题： 怎样才能获得开紫花的纯种植株呢？ 紫花 F1 : F2 : P: 白花 × 紫花 白花 选育紫花 自交 紫花 白花 直至不再出现白花为止 淘汰 选育紫花 自交 淘汰 将获得的紫色花连续几代自交，即将每次自交后代的紫色花选育再进行自交，直至自交后代不再出现白色花为止。 分离定律的应用 8 【题型1】纯合子与杂合子的鉴定 测交法（常用于动物的鉴别） 待测个体 × 隐性纯合子 后代只有1种类型 后代出现2种类型 待测个体为纯合子 待测个体为杂合子 自交法（常用于植物的鉴别） 待测个体自交 出现性状分离 不出现性状分离 待测个体为杂合子 待测个体为纯合子 【题型1】纯合子与杂合子的鉴定 花粉鉴别法（适用于某些特殊的植物） 杂合子的某些性状可以从花粉的比例直接鉴定，如非糯性与糯性水稻的花粉遇碘呈现不同的颜色。 非糯性水稻花粉 糯性水稻花粉 橙红色 遇碘 蓝黑色 遇碘 单倍体育种法（适用于植物） 分离定律的应用 8 【题型1】纯合子与杂合子的鉴定 项 目 纯合子 杂合子 实验 鉴定 测交 （常用于动物） 后代有__种类型，即 ________性状分离 后代有__种类型，即 ________性状分离 自交（常用于植物） 后代______性状分离 后代______性状分离 花粉鉴定（植物） 花粉的基因型有__种 花粉的基因型有__种 单倍体育种（植物） 得到__种类型植株 得到__种类型植株 1 不发生 不发生 1 1 2 2 2 发生 发生 分离定律的应用 8 【题型2】判断显性、隐性的方法 2个常用模型 杂交： 具有相对性状的个体杂交，后代只表现一种性状，则该性状为显性性状。 甲×乙 → 甲，亲本甲和乙为纯合子，甲为显性，乙为隐性 自交： 相同相对性状的亲本杂交子代表现不同性状（性状分离），子代所表现的新的性状为隐性性状，亲本性状为显性。 甲×甲 → 甲、乙，亲本甲为杂合子，甲为显性，乙为隐性 甲×甲 → 3甲、1乙，亲本甲为杂合子，甲为显性，乙为隐性 分离定律的应用 8 [典例]大豆的白花和紫花是一对相对性状，下列杂交实验中，能判断显性和隐性关系的是 。 ①紫花×紫花→紫花 ②紫花×紫花→ 301 紫花+101白花 ③紫花×白花→紫花 ④紫花×白花→ 98 紫花+102白花 ② ③ 解析： ①无法判断显隐性状关系。 ②紫花×紫花→紫花+白花，可知白花为隐性性状，紫花为显性性状,②正确。 ③紫花×白花一紫花，子代只出现一种性状，因此紫花为显性性状，白花为隐性性状，③正确。 ④紫花×白花~→紫花+白花，,后代比例接近1 : 1,无法判断显隐性关系,④错误。 分离定律的应用 8 【题型3】遗传因子组成的判断 ——由亲代推子代 (正推法) 亲本 子代遗传因子组成及比例 子代性状表现 AA×AA AA×Aa AA×aa Aa×Aa Aa×aa aa×aa AA AA∶Aa＝1∶1 Aa AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1 Aa∶aa＝1∶1 aa 全为显性 全为显性 全为显性 显性∶隐性＝3∶1 显性∶隐性＝1∶1 全为隐性 分离定律的应用 8 [典例1] 人的双眼皮对单眼皮为显性，受一对遗传因子D、d控制。一对杂合的双眼皮夫妻，生有一个男孩。理论上该男孩为单眼皮的概率为(　　) A.1 B.1/4 C.3/16 D.1/16 B 双眼皮 双眼皮 配子 P F1 １ ∶ ２　 ∶ １ Dd D d D d × DD Dd Dd dd Dd 解析： 单眼皮 分离定律的应用 8 【题型3】遗传因子组成的判断 ——由子代推亲代(逆推法) 02 遗传因子填充法 隐性纯合子突破法 先根据亲代的性状表现写出能确定的遗传因子组成，如显性个体的遗传因子组成可用A_表示，隐性个体的遗传因子组成只有一种aa，根据子代中一对遗传因子分别来自两个亲本，可推出亲本中未知的遗传因子。 隐性个体一定为纯合子(aa)，如果子代中有隐性个体存在，则其中的一个a来自母本，另一个a来自父本，再结合亲本性状确定亲本遗传因子组成。 01 分离定律的应用 8 [典例2]已知某植物的黄果肉对红果肉为显性，受一对遗传因子G和g控制。现让两株黄果肉亲本杂交，后代黄果肉和红果肉的比例为3∶1，则亲本的遗传因子组成为(　　) A.GG×gg B.GG×Gg C.Gg×Gg D.gg×gg C 解析： G_ 黄果肉对红果肉为显性 两株黄果肉亲本杂交 G_ × P 后代出现红果肉 F1 gg g g 分离定律的应用 8 【题型3】遗传因子组成的判断 ——根据分离定律中的规律性比值来直接判断 若子代性状分离比为显性∶隐性＝3∶1，则双亲一定是杂合子(Aa)，即Aa×Aa→ 3A_∶1aa。 若子代两种性状的数量比为显性∶隐性＝1∶1，则双亲一定是测交类型，即Aa×aa→1Aa∶1aa。 若子代只有显性性状，则双亲至少有一个为显性纯合子，即AA×AA或AA×Aa或AA×aa。 若子代只有隐性性状，则双亲一定都是隐性纯合子(aa)，即aa×aa→aa。 分离定律的应用 8 课堂小结 9 孟德尔的豌豆杂交实验 （一） 对分离现象解释的验证—测交 假说-演绎法 实验验证，得出结论 分离定律 实质 成对的遗传因子分离，分别进入不同的配子中 分离定律的应用 观察现象，发现问题 提出假说，解释问题 演绎推理，做出预测 感谢观看 $