1.2 孟德尔的豌豆杂交实验 (二) 第2课时（教学课件）-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

必 修二 第2节 孟德尔的豌豆杂交实验(二)第2课时 第1章 遗传因子的发现 2019人教版·生物学·必修2 1.7.2013 今天我们继续学习必修2第一章第二节的内容，孟德尔的豌豆杂交实验（二）的第二课时。在前面的学习中，我们已经掌握了自由组合定律的基本内容，今天这节课，我们将对孟德尔的实验方法进行深入的总结和反思，并探讨遗传规律在实际生活中的应用，同时通过一些典型例题来巩固我们所学的知识。 ‹#› 教材分析与素养目标 教材分析：本节课是必修2第1章第2节“孟德尔的豌豆杂交实验（二）”的第2课时，也是本章的总结与提升课。本课时在此基础上进行深化，主要包括三大板块：孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现及其应用、基因自由组合定律的常见题型突破。旨在完成从“知识理解”到“方法掌握”再到“综合应用”的过渡。 课标要求 素养目标 1. 说出两对相对性状的杂交实验过程； 2. 阐明对自由组合现象的解释及相关假说； 3. 阐明有性生殖中基因自由组合使得子代的基因型和表现型有多种可能，并可由此预测子代的遗传性状。 生命观念：理解科学发现的偶然性与必然性，形成“科学认知源于实践并指导实践”的观念； 科学思维：构建“拆分-计算-组合”的分析模型，提升逻辑思维能力； 科学探究：提炼科学探究的一般方法，设计简单的育种或遗传咨询方案； 社会责任：认识生物学知识对社会发展的重要贡献，树立运用科学知识服务社会生产的责任感。 难点 重点 难点 1.7.2013 首先，我们来看一下本节课的教材分析和素养目标。本节课是对孟德尔杂交实验的总结与提升，核心在于培养大家的科学思维和解决实际问题的能力。我们将通过三个方面来展开学习，希望通过本节课的学习，大家不仅能掌握知识，更能提升自己的生物学科核心素养。 ‹#› 01 孟德尔实验方法的启示 02 基因自由组合定律的常见题型突破 目录 03 孟德尔遗传规律的再发现及其应用 04 练习与应用 1.7.2013 这是我们本节课的主要内容。首先，我们会一起回顾孟德尔成功的原因，从中获得科学方法的启示；接着，了解遗传规律是如何被重新发现并应用于实践的；然后，我们会重点突破自由组合定律的常见题型；最后通过练习来巩固所学。 ‹#› 01 孟德尔实验方法的启示 1.7.2013 现在，我们进入第一个环节：孟德尔实验方法的启示。孟德尔的成功并非偶然，他的实验方法中蕴含着深刻的科学思想，值得我们深入学习。 ‹#› 课堂导入 孟德尔的豌豆杂交实验（二） 自由组合定律核心回顾 核心内容 互不干扰 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。 适用 范围 适用 生物 ➡进行有性生殖的真核生物 适用遗 传方式 ➡适用于细胞核遗传，不适用于细胞质遗传 内容 1.7.2013 在正式开始新内容之前，我们先来快速回顾一下上节课学习的自由组合定律的核心内容和适用范围。请大家思考，定律我们已经掌握了，但我们能否从孟德尔的成功中汲取科学方法的营养？能否用定律解决更复杂的实际问题？这就是我们本节课要探讨的。 ‹#› 探究新知 一、孟德尔实验方法的启示 【探究活动】 阅读课本p12思考·讨论，小组合作完成以下任务。 讨论 1. 如果孟德尔没有对实验结果进行统计学分析，他能不能对分离现象作出解释？ 2. 孟德尔对分离现象的解释在逻辑上环环相扣，十分严谨。他为什么还要设计测交实验进行验证呢？ 3. 基于所学知识分析孟德尔获得成功的原因有哪些？ 1.7.2013 请大家阅读课本第12页的思考与讨论部分，并以小组为单位讨论屏幕上的三个问题。给大家几分钟时间，稍后我们来分享讨论结果。 ‹#› 探究新知 一、孟德尔实验方法的启示 讨论 (1)如果孟德尔没有对实验结果进行统计学分析，他能不能对分离现象作出解释？ 主要原因如下： ①无法确定显性与隐性的比例约为3:1； ②难以区分偶然与必然：没有大量数据的统计，无法确认性状分离是否存在稳定规律； ③无法提出“遗传因子”的假设； ④无法进行验证性预测。 不能，他不能对分离现象作出科学、精确的解释。 1.7.2013 我们来看第一个问题的答案。统计学分析是孟德尔成功的关键一步。如果没有对大量实验数据进行统计，他就无法发现3:1这样的规律，也就无法提出遗传因子的假说。这告诉我们，科学研究离不开定量分析。 ‹#› 探究新知 一、孟德尔实验方法的启示 讨论 (2)孟德尔对分离现象的解释在逻辑上环环相扣，十分严谨。他为什么还要设计测交实验进行验证呢？ ①科学方法论的要求：提出假说后必须验证 ②验证假说的核心预测：测交实验中F1 1:1的比例 测交实验中F11:1的比例是假说导出的唯一、精确的定量预测。实验如果成功，就能极其有力地证明“配子分离”和“因子组成”这两个核心观点的正确性。 ③排除其他可能性，增强说服力 ➡彻底否定了融合遗传等其他理论。 ④逻辑严谨性的体现：从“解释现象”到“预测新现象” 孟德尔先根据F2现象提出假说(解释)，然后用这个假说预测了测交实验的结果(预测)，最后通过实验证实了预测。 1.7.2013 对于第二个问题，孟德尔的假说虽然逻辑严谨，但科学研究必须通过实验来验证。测交实验正是对他假说的有力验证，体现了“假说-演绎法”的完整过程，这是科学研究的典范。 ‹#› 探究新知 一、孟德尔实验方法的启示 (3)基于所学知识分析孟德尔获得成功的原因有哪些？ ①正确选取实验材料 选择豌豆作为实验材料，其性状差异明显、易于杂交，且自花授粉特性便于控制实验条件。 ②聚焦关键性状 选取易于区分的相对性状进行系统性研究，避免复杂因素的干扰。 ③科学的实验方法 假说演绎法 ④科学合理地运用统计学方法 ⑤坚持不懈的研究精神 历时8年完成大量杂交实验，并详细记录数据，确保结论的可靠性。 1.7.2013 最后，我们来总结孟德尔成功的原因。他的成功是多种因素共同作用的结果，包括正确的选材、科学的方法、严谨的态度和坚持不懈的精神。这些都是我们在科学探究中应该学习的宝贵品质。 ‹#› 02 孟德尔遗传规律的再发现及其应用 1.7.2013 了解了孟德尔的成功经验后，我们来看看他的遗传规律是如何被重新发现，并在实际生活中得到应用的。 ‹#› 探究新知 二、孟德尔遗传规律的再发现及其应用 【探究活动2】 阅读课本p11-12，小组合作完成以下任务。 讨论 (1)什么叫做基因型、表型及等位基因？并举例说明。 (2)孟德尔遗传规律的应用领域包括哪些？ (3)基于课本优良性状小麦培育过程，绘制纯种既抗倒伏又抗条锈病的小麦育种过程的遗传图解。 1.7.2013 请大家阅读课本11到12页，小组讨论这三个问题。重点思考基因型、表型等概念的含义，以及遗传规律在实际中的应用。 ‹#› 探究新知 01 1866年 孟德尔将研究结果 整理成论文发表 02 1900年 三位科学家（德弗里斯、科伦斯、切尔马克）分别重新发现了孟德尔的论文。 03 这些发现让孟德尔的理论重新受到科学界的重视。 1909年 丹麦生物学家约翰逊给孟德尔的“遗传因子”命名为“基因”，并提出表型和基因型概念。 丰富和完善了遗传学的体系。 二、孟德尔遗传规律的再发现及其应用 2.1 孟德尔遗传规律的再发现 1.7.2013 孟德尔的论文在发表后沉寂了三十多年，直到1900年才被三位科学家重新发现。1909年，约翰逊提出了“基因”、“基因型”和“表型”这些我们现在非常熟悉的概念，丰富和完善了遗传学的体系。 ‹#› 探究新知 核心概念解析 关键术语辨析 (1)表型(表现型） 指生物个体表现出来的性状 ➡豌豆的高茎和矮茎 (2)基因型 与表型有关的基因组成 ➡如高茎豌豆的基因型是DD或Dd ➡矮茎豌豆的基因型是dd (3)等位基因 控制相对性状的基因 ➡如D和d 二、孟德尔遗传规律的再发现及其应用 2.1孟德尔遗传规律的再发现 表型是基因型与环境共同作用的结果。 1.7.2013 这里我们明确三个核心概念：表型是生物表现出来的性状，基因型是与表型相关的基因组成，而等位基因则是控制相对性状的基因。大家要注意区分这三个概念，特别是表型和基因型的关系。 ‹#› 探究新知 (1)杂交育种 人们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。 P 高杆抗病 矮杆不抗病 DDTT ddtt × 高杆抗病 DdTt F1 F2 高杆抗病 9D_T_ 高杆不抗病 3D_tt 矮杆抗病 3ddT_ 矮杆不抗病 1ddtt 连续自交，选种培育 矮杆抗病 ddTT × × × 杂交 自交 选种 自交 优良性状的纯合体 二、孟德尔遗传规律的再发现及其应用 2.2 孟德尔遗传规律的应用 1.7.2013 遗传规律的第一个重要应用是杂交育种。通过杂交，我们可以将不同亲本的优良性状组合在一起，培育出更符合人类需求的新品种。屏幕上展示的就是培育优良小麦品种的遗传图解，大家可以看到整个过程是如何利用自由组合定律的。 ‹#› 探究新知 (2)医学实践 人们可以依据分离定律和自由组合定律，对某些遗传病在后代中的患病概率作出科学的推断，从而为遗传咨询提供理论依据。例如，人类的白化病（由隐性基因a控制）。 父亲（正常） 母亲（正常） Aa Aa 人类的白化病是一种由隐性基因(a)控制的遗传病。 讨论 基于遗传图谱分析，父母基因型均为Aa，后代患白化病(aa)的概率为1/4。 Aa×Aa➡1/4aa 二、孟德尔遗传规律的再发现及其应用 2.2 孟德尔遗传规律的应用 1.7.2013 第二个应用领域是医学实践。通过遗传规律，我们可以预测某些遗传病的发病概率，为遗传咨询提供科学依据。以白化病为例，如果父母双方都是携带者，那么他们的孩子就有四分之一的概率患病。这对于指导优生优育具有重要意义。 ‹#› 练习与应用 1. 牵牛花的红花（A）对白花（a）为显性，阔叶（B）对窄叶（b）为显性。纯合红花窄叶和纯合白花阔叶杂交的后代再与“某植株”杂交，其后代中红花阔叶：红花窄叶：白花阔叶：白花窄叶的比依次是3：1：3：1，遗传遵循基因的自由组合定律。“某植株”的基因型是（） A. aaBB B. aaBb C. AaBb D. Aabb 【详解】纯合红花窄叶(AAbb)和纯合白花阔叶(aaBB)杂交的后代基因型是AaBb，让其与“某植株”杂交，后代红花:白花=1:1，说明亲本基因型为Aa和aa；阔叶:窄叶=3:1，说明亲本基因型都是Bb。因此，与AaBb杂交的“某植株”基因型为aaBb，正确答案是B。 B 1.7.2013 理论学习之后，我们来做一些练习题巩固一下。请看第一题，这是一道典型的基因型推断题。大家可以运用我们刚才讲的“拆分-组合”法来解题。答案是B，详细的解题思路已经展示在屏幕上了，大家可以对照理解。 ‹#› 练习与应用 2．某植物果皮颜色受两对等位基因D/d和E/e控制，且D基因制约E、e基因的作用。该植物自交，其子代植株果皮表现为白色126株、黄色33株、绿色11株。则所得子代中，纯种黄色个体的基因型是（ ） A．ddEE B．ddEe C．DDEE D．DDee 【详解】由题意可知两对等位基因遵循自由组合定律，且该植株的基因型为DdEe，子代的基因型为D_E_占9/16，D_ee占3/16，ddE_占3/16，ddee占1/16。根据D基因制约E、e基因的作用可知，D_E_和D_ee的表型为白色，ddE_表型为黄色，ddee表型为绿色。因此，纯种黄色个体的基因型是ddEE，正确答案是A。 A 1.7.2013 第二题涉及到基因互作和性状比例的变式。解题的关键是根据后代的性状分离比反推亲本基因型和基因间的相互作用关系。通过分析，我们可以确定黄色性状对应的基因型是ddE_，其中纯种就是ddEE。 ‹#› 练习与应用 3．某动物园中有一种动物，其硬毛和软毛为一对相对性状，用基因A/a表示，黑毛和白毛为另一对相对性状，用基因B/b表示，控制两对相对性状的基因独立遗传且硬毛和黑毛为显性性状。若想测定某硬毛黑毛的动物基因型，可以选用的另一只动物的基因型为（ ） A．aabb B．AaBB C．AABb D．AABB A 【详解】某硬毛黑毛的动物基因型为AABB或AaBB或AABb或AaBb，要测定其基因型，最简便的方法是测交，即与隐性纯合子aabb杂交。子代的性状及比例可以反映待测个体产生的配子类型，从而推断其基因型。因此正确答案是A。 1.7.2013 第三题考察的是基因型的鉴定方法。对于动物来说，测交法是鉴定显性个体基因型的常用方法。通过与隐性纯合子杂交，观察后代的性状表现，就可以准确判断待测个体的基因型。 ‹#› 练习与应用 4．果蝇的灰身和黑身（A/a）、长翅和残翅（B/b）是两对独立遗传的相对性状，长翅对残翅为显性，基因A/a、B/b位于常染色体上。将灰身长翅果蝇和灰身残翅果蝇杂交，所得子代的表型及占比如表所示。下列叙述正确的是（） 灰身残翅 灰身长翅 黑身长翅 黑身残翅 36% 37% 13% 14% A．亲本中灰身长翅果蝇的基因型为AABb B．子代灰身残翅个体中纯合子占1/3 C．子代中灰身长翅个体的基因型与亲本中灰身长翅果蝇的基因型相同的概率为1/3 D．子代中纯合子占3/8 灰身:黑身≈3:1，长翅:残翅≈1:1，推断亲本基因型为AaBb（灰身长翅）和Aabb（灰身残翅），故A错误 子代灰身残翅个体（A_bb）中纯合子（AAbb）占1/3，故B正确 B 子代灰身长翅个体（A_Bb）中与亲本灰身长翅（AaBb）基因型相同的概率为2/3，故C错误 子代纯合子（AAbb和aabb）占1/4，故D错误。正确答案是B 1.7.2013 第四题是一道综合分析题，需要我们根据子代的性状分离比来反推亲本的基因型，并进一步分析子代的基因型和比例。解题的关键在于运用“拆分法”，分别分析每一对性状的遗传情况，再进行组合。 ‹#› 练习与应用 5．图表示两对等位基因在染色体上的分布情况（两对基因分别控制两对相对性状，显性基因对隐性基因为完全显性），不考虑基因突变、染色体互换和染色体等变异情况，下列叙述不正确的是（ ） A．图甲个体自交，子代有4种表型，比例为9:3:3:1 B．图乙个体测交，子代有2种表型，比例为3:1 C．图丙个体自交，子代有2种表型，比例为3:1 D．图甲个体测交，子代有4种表型，比例为1:1:1:1 图乙个体基因型为DdEe，由于两对等位基因位于一对同源染色体上，因此可产生配子的种类及比例为De:dE=1:1。图乙个体测交，即与ddee杂交，子代基因型为Ddee和ddEe，有2种表型，比例为1:1。因此，选项B的叙述不正确，正确答案是B。 B 1.7.2013 第五题考察的是基因连锁的情况。当两对等位基因位于同一对同源染色体上时，它们的遗传就不再遵循自由组合定律，而是表现为连锁遗传。大家要注意区分图甲、乙、丙三种不同的连锁情况对后代性状比例的影响。 ‹#› 练习与应用 6．某种牛常染色体上的一对等位基因H（无角）对h（有角）完全显性。体表斑块颜色由另一对独立的常染色体基因（M褐色/m红色）控制，杂合态时公牛呈现褐斑，母牛呈现红斑。有关下图的杂交实验，不考虑变异等其他情况，下列叙述错误的是（ ） A．亲本公牛的基因型是HhMm B．除亲本公牛外，图中其他个体的基因型都无法确定 C．若只考虑H/h基因，杂交①方式产生子代有角公牛的概率为1/4 D．若只考虑M/m基因，杂交②方式产生子代红斑牛的概率为1/2 详解：根据杂交①可推亲本公牛为HhMm，母牛为hhMm（A正确）。杂交②母牛基因型可能为MM或Mm，故其他个体基因型无法确定（B正确）。杂交①（Hh×hh）产生有角公牛（hh）概率为1/2×1/2=1/4（C正确）。杂交②亲本公牛Mm，母牛MM或Mm，产生红斑牛（母牛mm或Mm）概率不一定为1/2（D错误）。答案：D D 1.7.2013 第六题结合了常染色体遗传和从性遗传（杂合子在雌雄个体中表现型不同）的知识，情况比较复杂。解题时需要仔细分析每一对性状的遗传规律，并结合性别进行判断。 ‹#› 练习与应用 7．某两性花植物的花色由两对独立遗传的基因（A/a和B/b）控制。基因A控制紫色色素的合成，基因b纯合时会抑制紫色色素的合成，表现为白色，基因a和基因B无相应功能。基因型为AaBb的该植物自交得F1。下列叙述正确的是（ ） A．F1会出现性状分离，其中白花植株占3/16 B．F1中纯合白花植株的基因型有三种 C．F1中紫花植株中基因a的频率为1/2 D．若AaBb植株测交，子代紫花植株约占3/4 解析：F1中紫花（A_B_）占9/16，白花占7/16，故A错误；纯合白花基因型为AAbb、aaBB、aabb，共三种，故B正确。 紫花植株中AA:Aa=1:2，因此基因a的频率为1/3，故C错误；测交子代紫花（AaBb）占1/4，故D错误。 B 1.7.2013 第七题是基因互作的另一种形式，即抑制作用。解题的关键是根据题意明确不同基因型对应的表现型，然后再进行概率计算。大家要注意区分各种基因互作类型对性状分离比的影响。 ‹#› 练习与应用 8．高等植物H叶片的叶缘有波状齿与锯齿、叶形有条形与剑形，其中一种性状由一对等位基因（A，a）控制，另一种性状由两对等位基因（B，b，C，c）控制，三对基因均独立遗传。杂交实验结果如图： 请回答下列问题： (1)三对基因的遗传（填“遵循”或“不遵循”）自由组合定律。仅根据两个亲本杂交得到F1的实验结果，（填“能”或“不能”）判断叶缘性状的显、隐关系。 (2)根据F2波状齿和锯齿的比例，波状齿植株的基因型是，F2波状齿植株中，基因型为AA的植株纯合致死，因此，波状齿植株的基因型是。 (3)让F2植株自交，检测F3中条形叶植株的基因型，发现有的植株测交后代中条形叶：剑形叶=1：3，则该植株的基因型是。 (4)F2波状齿在减数分裂形成配子时，产生了异常配子，这种分离不可能发生的时期有。异常配子的类型有。 遵循 不能 Aa 基因型为AA的植株纯合致死，故为Aa BbCc 减数第一次分裂后期、减数第二次分裂后期 AA、Aa、aa或不含相关染色体的配子 1.7.2013 第八题是一道综合性较强的遗传分析题，涉及三对基因的遗传，包括性状显隐性判断、基因型推断、纯合致死以及减数分裂异常等问题。请大家仔细分析题目给出的信息，尝试解答这些问题。 ‹#› 练习与应用 【详解】（1）三对基因独立遗传，说明遵循自由组合定律；仅根据F1的结果，不能判断叶缘性状的显隐关系。（2）F2中波状齿：锯齿≈2:1，说明波状齿基因纯合（AA）致死，因此波状齿植株的基因型是Aa。（3）条形叶由显性基因B或C控制，剑形叶由隐性基因bbcc控制。若测交后代条形叶：剑形叶=1:3，说明该植株产生的配子中，含显性基因的配子与隐性配子（bc）的比例为1:3，因此该植株的基因型是BbCc。（4）F2波状齿植株的基因型是Aa，在减数分裂时，若同源染色体未分离或姐妹染色单体未分离，会产生异常配子。这种分离异常不可能发生在减数第一次分裂后期（同源染色体分离）或减数第二次分裂后期（姐妹染色单体分离）。异常配子的类型有AA、Aa、aa或不含相关染色体的配子。 1.7.2013 这是第八题的详细解答。通过这道题，我们可以看到，在解决复杂遗传问题时，需要综合运用所学的各种知识，包括自由组合定律、性状分离比的变式、纯合致死以及减数分裂的知识。希望通过这道题的练习，大家能进一步提升解题能力。 ‹#› THANKS 作业 完成配套作业 2019人教版·生物学·选择性必修2 1.7.2013 本节课的内容就到这里。希望通过今天的学习，大家对孟德尔的遗传规律有了更深入的理解，并掌握了相关的解题方法。课后请大家完成配套的作业，巩固所学知识。下课！ ‹#› $