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

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 必修2 遗传与进化 第一章 遗传因子的发现 第二章 基因和染色体的关系 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 人类怎样认识到基因的存在？ 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？ 基因在哪里？ 第1节孟德尔的豌豆杂交实验(一) 第一章遗传因子的发现 3 教学目标 目标 01 02 03 通过孟德尔的一对相对性状的杂交实验，学会“假说—演绎法”的一般操作程序，并利用这一方法进行相关遗传实验的探究分析。(科学探究) 利用结构功能观解释用豌豆做遗传实验的优点，并掌握相关的基本操作。 (生命观念) 通过对比分析、绘制图解和举例等方式掌握本节相关遗传学概念及遗传图谱的分析应用。(科学思维) 4 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。 红花豌豆与白花豌豆 + 问题探讨： 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？ 讨论2：你同意上述观点吗？你的证据有哪些？ 不同意。因为自然界的遗传现象并不是融合遗传的结果。例如，红花豌豆与白花豌豆杂交后，其后代仍出现红花或白花；人的性别、身高等遗传说明遗传物质没有发生混合。 问题探讨： 粉色 + 孟德尔的生平简介视频 7 孟德尔生平 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 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） 孟德尔出生在奥地利西里西亚的一个贫穷的小村庄，在当地刚刚开办的一个乡村小学里，孟德尔受了启蒙教育，由于孟德尔在小学的出色表现，教区牧师敦促他的家庭继续支持孟德尔读书，不幸的是，由于孟德尔的父亲受了伤，无法维持再干农活，使孟德尔的家庭情况变得非常糟糕。压力、焦虑和营养不良使孟德尔的健康情况也变的很差，由此他不得不退学在家。后来他的姐姐特雷西亚（Theresia)慷慨地用她的嫁妆来资助他,但家庭的支持毕竟有限，在其老师的推荐下，孟德尔加入了修道院成为了修道士，至此他吃饭生存的问题就解决了。 孟德尔成为修道士之后，要学习神学，并要经常去医院安慰遭受苦难和濒临死亡的病人，但孟德尔并不太适合干这样的工作，他对病人的痛苦很敏感，每次去安慰病人却把自己弄得很痛苦，并经常因此而生病。修道院院长不得不为他另找了份工作，派他到当地的一所学校去当代课教师。他非常喜欢这项工作，也干得非常出色。他决定实现儿时的理想，去维也纳参加国家考试成为一名正式的教师。可惜，由于缺乏自然科学的知识，他没能通过考试。回到布尔诺，孟德尔继续当了5年备受欢迎的教师，然后到维也纳大学进修自然科学，为下一次的考试做准备。他在这所当时欧洲最优秀的大学进修了两年，学习了数学、物理、化学、生理学、植物学，熟悉了各种实验设备和方法，打下了相当扎实的基础。进修完之后，他再次参加了教师考试，看起来一切都非常顺利。最后考的是植物学。孟德尔是农民的儿子，也非常喜欢植物学，他认为自己非常熟悉植物，对植物学教授的一些看法他有些不同意见。两人发生了争执，结果是考试植物学不及格。他的教师之梦破灭了。 但是孟德尔坚持认为自己是正确的，而植物学教授是错误的。他要证明这一点。回到布尔诺后，他说服修道院院长在修道院的花园中划给他一块地方做植物的杂交实验。这块200平方米的小小实验田，成为了遗传学的诞生地，作为遗传学的圣地至今仍被保留。 1854年夏天，孟德尔开始对34株不同的豌豆开展工作，他从中挑选了22株进行了实验，从1856年到1863年，孟德尔种植和检测了超过28000颗植株，并分析了7对性状。并最终总结出结果，现在我们称为之为“分离定律”和“独立分配定律”。生物的性状是由一对基因控制的，在产生配子时，这一对基因分离进入不同的配子，这就是孟德尔第一定律，也称为分离定律；控制两对（或两对以上）性状的基因是相互独立的，在配子中随机组合，这就是孟德尔第二定律，又称为独立分配定律。 8年过去了，孟德尔觉得应该向世人公布他的发现。1865年，孟德尔向本地科研组织“布尔诺自然科学研究学会”的成员宣读了论文。结果令人失望，没有人提问或加以评论。他们不能明白生物和数学怎么可以扯到一块，他们也完全不能理解这位修道士浪费了8年时间究竟在做些什么。第二年，孟德尔的论文按惯例登在了学会的学报上，并随着学报被送往欧洲100多个大学和图书馆。但是有谁会去注意一个地方组织的学报呢？孟德尔自己是知道这个发现的重要性的，他在收到论文的单行本（共40份）后，就分寄给世界各地著名的植物学家，试图引起科学界的注意。但是有哪一个植物学家会去理睬一位业余研究者的成果呢？在绝望中孟德尔给当时最著名的植物学家耐格里(Karl von Nageli) 写了许多封信，希望能够引起这位大植物学家的重视。过了很久，他终于收到了拿戈里的回信。耐格里告诉孟德尔，他的实验还仅仅是个开端，不能轻易得出结论。他建议孟德尔改用山柳菊（拿戈里喜欢采用的研究材料）重复这些实验。在敷衍了事地回了这封信后，拿戈里就把孟德尔置之脑后。差不多20年后，他出了一本有关植物遗传的大部头学术著作，总结了他所知道的有关植物遗传的所有实验，唯独没有一个字提到孟德尔。 孟德尔清楚自己的发现所具有的划时代意义，但他还是慎重地重复实验了多年，以期更加臻于完善、1865年，孟德尔在布鲁恩科学协会的会议厅，将自己的研究成果分两次宣读。第一次，与会者礼貌而兴致勃勃地听完报告，孟德尔只简单地介绍了试验的目的、方法和过程，为时一小时的报告就使听众如坠入云雾中。 第二次，孟德尔着重根据实验数据进行了深入的理论证明。可是，伟大的孟德尔思维和实验太超前了。尽管与会者绝大多数是布鲁恩自然科学协会的会员，中既有化学家、地质学家和生物学家，也有生物学专业的植物学家、藻类学家。然而，听众对连篇累续的数字和繁复枯燥的论证毫无兴趣。他们实在跟不孟德尔的思维。孟德尔用心血浇灌的豌豆所告诉他的秘密，时人不能与之共识，一直被埋没了35年之久！ 孟德尔晚年曾经充满信心地对他的好友，布鲁恩高等技术学院大地测量学教授尼耶塞尔说：“看吧，我的时代来到了。”这句话成为伟大的预言。直到孟德尔逝世16年后，豌豆实验论文正式出版后34年，他从事豌豆试验后43年，预言才变成现实。 随着20世纪雄鸡的第一声啼鸣，来自三个国家的三位学者同时独立地“重新发现”孟德尔遗传定律。1900年，成为遗传学史乃至生物科学史上划时代的一年。从此，遗传学进人了孟德尔时代。 在实践中孟德尔选用豌豆、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实验。 遗传学之父——孟德尔 为什么豌豆作为材料进行杂交实验最成功 山柳菊 玉米 豌豆 9 单性花：一朵花，只有雄蕊或只有雌蕊 两性花：一朵花既有雄蕊，又有雌蕊 雌花 雄花 雄蕊 雌蕊 雌雄异花同株 如：豌豆 如：黄瓜、玉米 柱头 花萼 胚珠 花托 花瓣 花丝 花药 雄蕊 花柱 雌蕊 子房 一 、豌豆用作遗传实验材料的优点 两性花最常见 10 单性花 苏铁 雌 雄 异 株 雌花 雄花 两性花：指被子植物的一朵花中，同时具有雌蕊和雄蕊，这种花称为两性花。为单性花的对应词，有时也称为完全花，如:桃花、樱花、蔷薇、百合等 。 11 自花传粉示意图 自花传粉 柱头（接受花粉） 花药 （产生花粉粒， 含有雄配子） 种子 一 、豌豆用作遗传实验材料的优点 1.豌豆是两性花、自花传粉、闭花传粉植物 自花传粉：两性花的花粉落在同一朵花的雌蕊柱头上，从而完成受粉的过程称为自花传粉，也叫自交。 闭花传粉： 花在未开放时就完成了传粉过程 。 如何获得杂交种呢？ 在自然状态下一般都是纯种 ♀ 去雄 ♂ 采集花粉 传粉套袋 去雄 套袋 防止外来 花粉的干扰 人工授粉 （雌花成熟时） 套袋 防止外来 花粉的干扰 2.花大，便于人工异花传粉 一 、豌豆用作遗传实验材料的优点 母本 父本 3. 子代个体数量多，能数学统计方法分析结果 相对性状：同一种生物同一性状的不同表现类型。 性状：生物的形态、结构和生理生化等特征的总称。 4.具有易于区分的性状 性状 相对性状 一 、豌豆用作遗传实验材料的优点 RELATIVE TRAIT 活动：和同桌讨论，彼此有哪些性状属于相对性状 孟德尔的豌豆杂交实验 MENDEL'S PEA HYBRIDIZATION EXPERIMENT 遗传因子的发现 DISCOVERY OF GENETIC FACTORS 不能卷舌（左）可以卷舌（右） 有耳垂（左）无耳垂（右） 能向后弯（左）不能向后弯（右） 单眼皮（左）双眼皮（右） 1.下列哪一项是相对性状（　　） A.双眼皮与色盲 B.直发与卷发 C.有耳垂与卷舌 D.头发左旋与惯用右手 B 小试牛刀： ： 豌豆 两性花，自花传粉，闭花授粉→纯种 生长周期短 后代数量多 易区分的性状，稳定遗传 花较大，便于人工授粉 一、用豌豆作遗传实验材料的优点 合作探究：孟德尔是怎样设计一对相对性状的杂交实验的？ ： 符号 P ♀ ♂ × × F1 F2 含义 亲本 母本 父本 杂交 自交 子一代 子二代 1.常见的遗传学符号及含义 二 、一对相对性状的杂交实验 ： P 高茎 X 矮茎 子一代F1 高茎 P 矮茎 X 高茎 子一代F1 高茎 (2) F1表现为高茎是否与母本的选择有关？ (1) 为什么子一代都是高茎没有矮茎？ 正交 反交 二 、一对相对性状的杂交实验 父本 母本 母本 父本 1.观察实验，发现问题 亲本 亲本 为什么子一代都是高茎的？ 为什么不是矮茎或是不高不矮的？ 难道矮茎性状消失了吗？ （自交） × P 纯种高茎 纯种矮茎 高茎 F1 F2 高茎 矮茎 二 、一对相对性状的杂交实验 1.观察实验，发现问题 787 277 3 ∶ 1 (1)为什么正反交子一代全是高茎? (2)为什么子二代中矮茎性状又出现了？ (3)F2中出现3∶1的性状分离比是偶然的吗？ F1中显现出来的性状，叫做显性性状，如高茎； F1未显现出来的性状，叫做隐性性状，如矮茎。 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。 20 性状 杂交组合 F1的性状 F2的表现 显性(株数) 隐性(株数) 比例 花色 红花白花 红花 705 224 3.15:1 种子形状 圆粒皱粒 圆粒 5474 1850 2.96:1 子叶颜色 黄色绿色 黄色 6022 2001 3.01:1 豆荚形状 饱满不饱满 饱满 822 292 2.95:1 未熟豆荚色 绿色黄色 绿色 408 152 2.82:1 花着生位置 腋生顶生 腋生 651 207 3.14:1 植株高度 高株矮株 高株 787 277 2.84:1 高：矮 ≈ 3 ：1是一种偶然现象还是必然规律？ 面对这些实验数据，你能找出其中的规律吗？ 是什么原因导致遗传性状在杂种后代按一定的比例分离呢？ 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 高茎 矮茎 决定 D d 假说一： 生物的性状是由遗传因子决定的，这些遗传因子不会相互融合、也不会在传递中消失。 三、对分离现象的解释 2.分析实验，提出假说 P： 高茎 矮茎 假说二： 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） D d DD dd X 三、对分离现象的解释 2.分析实验，提出假说 DD 高茎 dd 矮茎 Dd F1高茎 配子 配子 配子 D D d d D d 配子中只含有每对遗传因子中的一个 假说三：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。 三、对分离现象的解释 2.分析实验，提出假说 高茎 矮茎 P DD dd 配子 D d F1 D d 高茎 × 高茎 高茎 F1 配子 Dd Dd D d D d F2 D D 高茎 D d 高茎 d D d d 高茎 矮茎 性状分离比 3 : 1 假说四：受精时，雌雄配子随机结合。 三、对分离现象的解释 × 2.分析实验，提出假说 根据假说，以小组为单位，尝试用符号表示一对相对性状的杂交实验过程。 高茎 矮茎 高茎 高茎 : 矮茎 3 : 1 例 同学们能根据示范，再利用字母写出杂交实验过程吗？要求写出配子和过程。 问 01 GROUP WORK 小组活动 孟德尔的豌豆杂交实验 MENDEL'S PEA HYBRIDIZATION EXPERIMENT 遗传因子的发现 DISCOVERY OF GENETIC FACTORS Dd × 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 高茎 3：1 高茎 矮茎 P 高茎 F1 × × 高茎 矮茎 F2 3 ∶ 1 遗传图解 方法一：交叉线法 表 型：高茎:矮茎= 3:1 基因型：DD:Dd:dd =1:2:1 指生物个体所表现出来的性状 指与表现型有关的基因组成 P 配子 D d F1 高茎 矮茎 高茎 × DD dd Dd F1配子 方法二：棋盘法 D d D d DD高茎 Dd高茎 Dd高茎 dd矮茎 F2 F2中表型及其比例： 高茎:矮茎 = 3:1 F2中基因型及其比例： DD:Dd:dd = 1:2:1 遗传图解 DD dd √ F1（Dd）是否产生了两种配子（D：d≈1：1） 怎样验证？ 思考： Dd D d F1 配子 高茎 1 ： 1 个体可直接观察 关键要验证什么? 直接验证 看是否产生两种配子 配子难以直接观察 选择亲本与F1交配 选择什么样的亲本 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。 四、对分离现象解释的验证 隐性亲本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 dd D d d Dd dd P 配子 F1 高茎 矮茎 高茎 矮茎 1 1 × （1）设计测交实验，预期实验结果 （2）实施测交实验 ， 得出实验结果 四、对分离现象解释的验证 测交实验结果与预期结果相吻合，从而证明了孟德尔的假说是正确的。 演绎推理 （纸上谈兵） 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后分离的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代 产生配子时，成对的遗传因子彼此分离。 2.核心内容： 思考：是否所有生物性状的遗传都遵循分离定律？ 3.分离定律的适用范围： （1）真核生物。 （2）有性生殖。 （3）细胞核遗传。 （4）一对遗传因子。 细胞质中的遗传因子及原核生物和非细胞生物都不遵循。 1.分离定律的内容： 五、孟德尔第一定律——分离定律 Dd D d 体细胞 配子 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，形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代 假 说 — 演 绎 法 设计测交实验，F1与矮茎植株测交，预测后代中高茎：矮茎=1：1 分离定律 实施测交实验，实验结果中高茎：矮茎=1:1，验证假说正确 为什么F2的性状分离比是3：1？ 科学方法 观察现象 提出问题 提出假说 解释现象 演绎推理 实验验证 得出结论 实验验证 观察现象 提出问题 分析问题提出假说 演绎推理 她怎么盯着我看 一定是喜欢我 找她加微信应该没问题 “美女加个微信” “啪” 我想多了 分析结果 得出结论 假说—演绎法 甲 乙 某次抓取的组合 精巢（父本） 卵巢（母本） 雄配子(精子) 雌配子(卵子) 模拟雌雄配子随机结合 D=10个 d=10个 D=10个 d=10个 七、性状分离比的模拟实验 1、每个小桶内，不同颜色的小球数量相同代表什么？ 杂合子产生两种类型配子，比例为1：1 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？ 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。 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； 4.为什么要将抓取的小球放回，才能重新抓取？ 5、重复做30次以上的含义是什么？ 重复30次以上，是为了确保观察样本数目足够多。 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。 D 52次 d 48次 D:d=1:1 D 46次 d 54次 D:d=1:1 次数 1 2 3 4 ······ 29 30 ······ 100 合计次数 统计数量比 甲 D D D d D D d 乙 d D d D d D D 组合 Dd DD Dd Dd Dd DD Dd DD 23次 Dd 52次 dd 25次 DD:Dd:dd=1:2:1 七、性状分离比的模拟实验 有一天，你突然发现一种本来开白花的花卉，出现了开紫花的植株。你立刻意识到它的观赏价值，决定培育这种花卉新品种。当你知道这种花是自花受粉的以后，将这株开紫花的植株的种子种下去，可惜的是在长出的126株新植株中，却有46株是开白花的，这当然不利于商品化生产。怎样才能获得开紫花的纯种呢？请你写出解决这一问题的实验程序，与同学交流，看谁设计的程序更简捷。 技能训练 杂 Pp 80 46 U 直接无 法区分 U U 种子按株收，每一株的种子种在一起 不性状分离 性状分离 两种 PP Pp √ 37 亲子代间基因型和表现型的推断 1、由亲代推断子代的基因型、表现型（正推法） 亲本组合 子代基因型及比例 子代表现型及比例 ①AA × AA ②AA × Aa ③AA × aa ④Aa × Aa ⑤Aa × aa ⑥aa × aa AA AA:Aa=1:1 Aa AA:Aa:aa=1:2:1 Aa:aa=1:1 aa 全是显性 全是显性 全是隐性 全是显性 显性：隐性=1:1 显性：隐性=3:1 亲子代间基因型和表现型的推断 2、由子代推断亲代的基因型、表现型（反推法） 后代表现型 亲本基因组合 亲本表现型 AA×_ _（AA、Aa、aa） aa×aa Aa×aa Aa×Aa 一定有一个是 显性纯合子 双亲为隐性纯合子 均为显性杂合子 显性杂合子、 隐性纯合子 全显 全隐 显：隐=1：1 显：隐=3：1 练习与应用 课本P8 1. 判断： （1）隐性性状是指生物体不能表现出来的性状。 （ ） （2）纯合子的自交后代不会发生性状分离，杂合子的自交后代不会出现纯合子。 （ ） × × 纯合子可以稳定遗传，杂合子不能稳定遗传 例2. 人眼的虹膜有褐色的和蓝色的，褐色是由显性遗传因子控制的，蓝色是由隐性遗传因子控制的。已知一个蓝眼男人与一个褐眼女人（这个女人的母亲是蓝眼）结婚，这对夫妇生下蓝眼孩子的可能性是（ ） A. 1/2 B. 1/4 C. 1/8 D.1/6 A 观察羊的毛色遗传图解，据图回答问题： （1）毛色的显性性状是 ，隐性性状是 。 （2）白毛羊与白毛羊通过有性生殖产生的后代中出现了黑毛羊，这种现象在遗传学上称为 。 产生这种现象的原因是 。 课本P8 第3题 白毛 黑毛 性状分离 白毛羊为杂合子，杂合子自交时会出现性状分离。即雌雄白毛羊均可形成含有黑毛遗传因子的配子，雌雄配子随机结合，会产生黑毛羊。 后代出现亲本没有的性状，就是性状分离 一、性状的显、隐性的判断方法 设A、B为一对相对性状 (1)杂交法 若A×B→A，则____为显性，____为隐性。 若A×B→既有A，又有B，则_____________。 (2)自交法 若A A，则A为纯合子,________________________。 若A 既有A，又有B，则_____为显性，_____为隐性。 A B 无法判断显隐性 无法判断显隐性 A B 分离定律的应用 42 1.水稻的非糯性和糯性是一对相对性状，非糯性花粉中所含的淀粉为直链淀粉，遇碘变蓝黑色，而糯性花粉中所含的是支链淀粉，遇碘变橙红色。现在用纯种的非糯性水稻和糯性水稻杂交，取F1花粉加碘液染色，在显微镜下观察，半数花粉呈蓝黑色，半数呈橙红色。请回答： （1）花粉出现这种比例的原因是： （2）实验结果验证了__________________； （3）如果让F1自交，产生的植株中花粉有________种类型。 孟德尔的分离定律 2 F1水稻细胞含有一个控制支链淀粉合成的遗传因子和一个控制直链淀粉合成的遗传因子。在F1形成配子，两个遗传因子分离进入不同的配子中，含支链淀粉遗传因子的配子合成支链淀粉，遇碘变橙红色；另一个配子遇碘变黑色，其比例为1：1. 课本P8 扩展应用第1题 分离定律讲的是形成配子时，遗传因子分开，分别进入不同配子中。F1是杂合子，检测出它的花粉有2种类型，说明有2种配子，说明形成配子的过程是遵循了分离定律，也就验证了分离定律。 2.某农场养了一群马，马的毛色有栗色和白色两种。已知栗色和白色分别由遗传因子B和b控制。育种工作者从中选出一匹健壮的栗色公马，拟设计配种方案鉴定它是纯合子还是杂合子（就毛色而言）。 （1）在正常情况下，一匹母马一次只能生一匹小马。为了在一个配种季节里完成这项鉴定，应该怎样配种？ （2）杂交后代可能出现哪些结果？如何根据结果判断栗色公马是纯合子还是杂合子？ 动物选用测交方式：用该栗色公马与多匹白色母马配种。 A．杂交后代全是栗色马，该栗色公马可认为是纯合子； B．杂交后代有栗色马又有白色马，该栗色公马是杂合子； 课本P8 扩展应用第2题 分离定律的应用 二、纯合子和杂合子的判断（针对显性个体） （3）花粉鉴定法 ①方法：待测个体——花粉。 完成课本P8概念检测第1题以及扩展应用第1题 （1）自交法（植物最简捷的方法） 若：子代不出现性状分离，则为纯合子， 若：子代出现性状分离，则为杂合子。 （2）测交法（动、植物都可采用的方法） 若：子代只有一种性状，则为纯合子， 若：子代出现两种性状，则为杂合子。 课堂小结 无标题项目 $