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章 遗传因子的发现 第3章 基因的本质 第4章 基因的表达 第5章 基因突变及其他变异 第6章 生物的进化 第2章 基因和染色体的关系 人类怎样认识到基因的存在？ 基因在哪里？ 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？ 第1章 第1节 孟德尔的豌豆杂交实验（一） （P2） 问题探讨 P2 + = 融合遗传：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。 从小好学 他从小喜爱自然科学，由于家境贫寒，21岁便做了修道士。后来，他被派到维也纳大学进修自然科学和数学。 杂交实验 利用修道院的一块园地，种植豌豆、山柳菊、玉米等多种植物，进行实验，研修了多年，其中，豌豆杂交实验非常成功。 发现规律 分析豌豆杂交实验，在1865年发表了《植物杂交试验》的论文，提出基因的分离定律和基因的自由组合定律。 孟德尔 遗传学之父 直到140多年前孟德尔的植物杂交实验开始，才揭开了遗传的奥秘。 生物遗传的规律又是什么呢？ 为什么只有豌豆的杂交实验最成功？ 一、豌豆用作遗传实验材料的优点 P2 雌蕊（含卵细胞） 雄蕊（含精子） （只有雄蕊） （只有雌蕊） 两性花：一朵花既有雄蕊，又有雌蕊 如豌豆、百合的花 单性花：一朵花只有雄蕊或雌蕊 如玉米、黄瓜的花 一、豌豆用作遗传实验材料的优点 P2 （两性花的花粉落在同一朵花的雌蕊柱头） 且豌豆是闭花受粉 花未开放就已完成受粉 在自然状态下一般是纯种 1.豌豆是自花传粉（自交）植物 自花传粉 异花传粉 避免外来花粉的干扰 1 优点一： 自花传粉、闭花受粉 一、豌豆用作遗传实验材料的优点 P2-3 1 优点二： 有多对易于区分的性状 相对性状：一种生物同一性状的不同表现类型 性状：生物体的形态特征和生理特性的总称。 实验结果易于观察和分析 性状 相 对 性 状 相对性状 1.判断下列性状是否为相对性状： 笔记 相对性状：同种生物、同一性状、不同表现类型 对应词：长对短、卷对直 对应词：细对粗、长对短 不是同一生物 A.牵牛花的阔叶与小麦的窄叶 （ ） B.兔的白毛与黑毛 （ ） C.狗的长毛与卷毛 （ ） D.棉花的细绒和长绒 （ ） 一、豌豆用作遗传实验材料的优点 P2 1 优点三： 子代数目多，便于进行统计分析，偶然性小 1 优点四： 花大，易于做人工杂交实验 一、豌豆用作遗传实验材料的优点 P3图1-1 2 人工异花授粉的步骤 时间： 目的： 目的： 人工异花传粉示意图 异花传粉：两朵花之间的传粉过程。 传粉 母本 父本 提供花粉 接受花粉 去 雄 套 袋 传 粉　 套 袋 时间： 目的： 花蕊成熟前，花蕾期 防止自花传粉 防止外来花粉的干扰 雌蕊成熟时 保证杂交种子是人工传粉所结 思考：豌豆是纯种，自然情况下只进行自交，那要怎样操作才能进行杂交呢？ P4 2.在遗传图解中常用的符号： 含义 亲本 母本 父本 杂交 自交 子一代 子二代 符号 P ♀ ⊗ F1 F2 × ♂ 1.孟德尔所用的实验材料： 这么多对性状，该怎么研究呢？如果是你，你会怎么做？ （ 先从一对相对性状入手，然后再分析两对或两对以上相对性状。） 纯种高茎豌豆×纯种矮茎豌豆 二、 一对相对性状的杂交实验 P4 1.纯种高茎豌豆和纯种矮茎豌豆杂交，后代表现为高茎还是矮茎？ P （亲代） × F1 （子一代） 杂交 F2 （子二代） ⊗ 787高 ：277矮 2.为什么F1全是高茎?是因为矮茎性状永远消失了还是暂时隐藏起来了？如何设计实验证明？ ♀ ♂ ♀ ♂ 正交 反交 让F1自交得到F2，通过F2的表现型来判断。 P4 正文第4段 F1 P F2 （亲代） （子一代） （子二代） × 杂交 ⊗ 787高 ：277矮 F1中显现出来的性状，叫做显性性状，如高茎； 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。 显性 显性 隐性 ≈3 : 1 3. F2中出现3∶1的比例是偶然现象还是必然规律？ 二、 一对相对性状的杂交实验 P4 二、 一对相对性状的杂交实验 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的，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 P5 正文第3段 三、 对分离现象的解释 是什么原因导致遗传性状在杂种后代（F2）中按3:1的比例分离呢？ 在亲代和子代之间传递的是什么? 假说1:生物的性状是由遗传因子决定的。 显性遗传因子 隐性遗传因子 决定 显性性状 决定 隐性性状 用大写字母表示（如D） 用小写字母表示（如d） P5 F1 P F2 （亲代） （子一代） （子二代） × 杂交 自交 ⊗ 787高 ：277矮 3 : 1 在F2中既出现高茎，又出现矮茎，你能推测F1的遗传因子组成吗？（用D和d表示） Dd D d 三、 对分离现象的解释 假说2:在体细胞中，遗传因子是成对存在的。 纯合子：遗传因子组成相同的个体。(如DD， ） 杂合子：遗传因子组成不同的个体。(如 ） 请根据假说2，写出P、F1、F2体细胞的遗传因子组成 DD dd dd Dd 或者 DD Dd 高茎 P × 矮茎 高茎 F1 F2 ⊗ 高茎 矮茎 杂交：遗传因子组成不同的个体间相互交配。（如DD×Dd ； DD×dd ） 自交：遗传因子组成相同的个体间相互交配。（如DD⊗DD ； Dd⊗Dd） F1中的遗传因子Dd分别来自于谁？ dd Dd D来自母本，d来自父本。 P5 正文第4段 ♀ ♂ 三、 对分离现象的解释 假说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，分别进入不同配子中，配子中含有每对遗传因子中的一个。 配子：即成熟生殖细胞 雄配子（精子） 雌配子（卵细胞） D 配子 高茎 d Dd F1 DD dd 高茎 矮茎 × P 遗传图解 P5 正文第5段 ♀ ♂ 三、 对分离现象的解释 F1产生的D和d要如何结合，才能出现高茎：矮茎＝3:1 假说4:受精时，雌雄配子的结合是随机的。 D d DD Dd Dd dd D d 配子 F2 高茎 高茎 高茎 矮茎 1 ： 2 ： 1 Dd × Dd F1 高茎 高茎 遗传图解 P5 正文第6段 ♀ ♂ 小结 选择豌豆 作为实验材料 杂交实验 （提出问题） 理论解释 （作出假说） 自花传粉；花大，易人工授粉；种子多 具有多个易于区分的性状 F2性状表现类型及其比例为 F2遗传因子组成及其比例 高茎∶矮茎 = 3∶1 DD∶Dd∶dd =1∶2∶1 孟德尔豌豆杂交实验（一） F1都表现为高茎，遗传因子组成为 。 生物性状由 决定 形成配子时，成对的遗传因子 ， 配子只含成对遗传因子的 。 体细胞遗传因子 存在 受精时配子 结合 Dd 遗传因子 成对 彼此分离 其中一个 随机 性状分离比的模拟实验 用具或操作 模拟对象或过程 甲、乙两个小桶 _______________ 小桶内的彩球 ___________ 不同彩球的随机组合 的随机结合 雌、雄配子 雌、雄生殖器官 雌、雄配子 卵巢 精巢 雌配子 雄配子 模拟生殖过程中，雌雄配子随机结合 Dd D d 结果： (1)彩球组合类型数量比：DD∶Dd∶dd≈ 。 (2)彩球组合类型之间的数量比即显性∶隐性≈ 。 1∶2∶1 3∶1 P6 P6 性状分离比的模拟实验 甲 乙 假设理论上，实验结果应是：彩球组合DD∶Dd∶dd＝1∶2∶1，但有同学抓取4次，结果是DD∶Dd＝2∶2，这是不是说明实验设计有问题？ DD：Dd：dd=1:2:1是一个理论值，如果统计数量太少，不一定符合该理论值，统计的数量越多，越接近理论值。 讨论 卵巢 精巢 D1 d1 D2 d2 1.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？ 样本数越大，越接近统计规律。 P7 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。 孟德尔分离假说的核心：（P5） 生物体形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同配子中，配子中含有每对遗传因子中的一个。 验证本质： F1的D和d是否分别进入不同配子中， 即验证F1产生了数量相同的含D和d的配子（1D：1d） Dd D d 1：1 验证F1（Dd）产生了数量相同的含D和d的配子（1D：1d） 配子（精子和卵细胞）能表现出高茎和矮茎的性状吗？ 一般不能 精卵结合发育成种子，萌发长成植株才能表现出高茎和矮茎的性状 让F1的一植株的精子（D或d）与另一植株的卵细胞结合并发育成子代。 若另一植株卵细胞都含D 后代均为高茎 若另一植株卵细胞仅含d 与F1的D精子结合，表现为高茎 与F1的d精子结合，表现为矮茎 P7 四、对分离现象解释的验证 让F1（Dd）与 杂交 测交： 待测个体与隐性纯合子杂交 配子 高茎 矮茎 D d d Dd dd 测交后代 Dd dd 高茎 矮茎 × 测交 1 ： 1 1 根据假说进行演绎推理 隐性纯合子（dd) 演绎推理结果 高茎豌豆 矮茎豌豆 比例 高茎：矮茎≈1:1 P7 四、对分离现象解释的验证 （1）实验结果: （2）实验结论: 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。 2 实施测交实验 高茎豌豆 矮茎豌豆 测交后代 87株 79株 比例 F1高茎 矮茎 × 高茎：矮茎≈1:1 P7 黑体字 五、孟德尔第一定律——分离定律 在生物的体细胞中，控制 的遗传因子 存在， ； 在形成 时，成对的遗传因子发生 ，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。 同一性状 成对 不相融合 配子 分离 Dd D d 体细胞 遗传因子成对存在 成对的遗传因子发生分离 配子 分离后的遗传因子随配子遗传给后代 1 分离定律的内容 2 回顾减数分裂 在生物的体细胞中，形态大小相同的_____________成对存在； 在形成配子时，成对____________分离， 配子（精子、卵细胞）中只获得原先体细胞______________中的一条 。 同源染色体 同源染色体 同源染色体 P7 假说—演绎法 得出结论 观察现象 提出问题 提出假说 演绎推理 她怎么盯着我看 可能是喜欢我 找她加微信应该没问题 “美女加个微信” 得出结论：我想多了 实验验证 P7 假说—演绎法 提出问题 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 Dd×dd测交后代分离比为1:1 实验验证 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： “纸上谈兵” “实战演练” 分离定律的发现过程 “演绎≠测交实验” 遗传解题方法（以A、a为例） 亲本遗传因子组成 交配方式 子代遗传因子组成及比例 子代性状表现及比例 AA×AA 自交 AA 显 杂交 杂交（测交） 自交 测交（杂交） 自交（测交） 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 显 显 显：隐=3:1 显：隐=1：1 隐 1 由亲代推断子代的遗传因子组成、性状表现及其概率(正推型) 遗传解题方法（以A、a为例） 后代显隐性关系 双亲类型 结合方式 显性∶隐性＝3∶1 都是 显性∶隐性＝1∶1 类型 只有显性性状 至少一方为 只有隐性性状 都是__________ 杂合子 测交 显性纯合子 隐性纯合子 2 由子代推断亲代的遗传因子组成(逆推型)——根据比值 Aa×Aa→3A ∶1aa Aa×aa→1Aa∶1aa AA× 1 aa×aa→aa 遗传解题方法（以A、a为例） 基因填写三步曲： 例：一对表现型正常的夫妇，生了一个白化病（aa）的孩子，则一家三口的基因型为_____。 第1步 填充法： 第2步 看后代表现型和基因型：孩子aa 第3步 填空： 2 由子代推断亲代的遗传因子组成(逆推型)——隐性纯合子突破法 父亲A__ 母亲A__ 父亲Aa 母亲Aa P8-思维训练 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传粉的以后，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36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。 杂 Aa 90 36 直接无 法区分 直至不再出现白花为止 两种 AA Aa 自交 自交 紫花Aa × 紫花A_ 白花aa 90 ： 36 ≈3:1 aa AA Aa 紫花 白花 目的：获得开紫花的纯种AA，去除（尽量减少）Aa 隐性 (1)遗传因子组成为Aa的个体连续自交，第n代的比例分析： 自交的相关计算 Aa 推导： × F1 AA Aa aa × AA， Aa， aa （ ） aa × AA ………Aa： …Aa： Aa AA aa F2 n代 Aa： Fn AA+ aa= 1- AA = aa = (1- ) × × 自交的相关计算 当杂合子(Aa)连续自交n代后，Fn中各种类型的个体所占比例如表： Aa×Aa→1/4AA、1/2Aa、1/4aa (2)杂合子、纯合子所占比例的坐标曲线图 自交的相关计算 纯合子(AA,aa) 0 1 2 3 4 n/自交代数 0.5 1 显性（隐性）纯合子 杂合子(Aa) 比 例 (AA或aa) 杂合子连续自交可获得更多的纯合子 遗传解题基本步骤 P8-概念检测-T2 （1）写出相对性状 （2）判断显隐性 （3）画遗传图解 （4）根据概率运算解题 蓝眼 褐眼 P ♂aa × ♀A_ ↓ F a （1）褐 蓝 （2）Aa/AA aa 蓝眼 __× aa ↓ Aa aa 褐眼 蓝眼 1 : 1 （3） （4） 1/2 生下蓝眼男孩的概率是 。 1/2×1/2=1/4 显隐性判断 P8-概念检测-T3 ·反证法 显隐性判断只有2种可能——显性或隐性，且相互矛盾。 故可假设某一性状为显性或隐性，带入题目分析，看是否与题目矛盾，以此反证假设的正误。 ·看有无性状分离 有性状分离表现——亲本只有1种性状，自交后出现2种性状，那么亲本隐而未现的性状则为隐性（“无中生有为隐性”）。 实验过程：待测个体→子代 结果分析：若后代只有一种表现型，则待测个体为 ； 若后代有多种表现型，则待测个体为 ； 纯合子、杂合子的鉴别——自交法（主要用于植物） 例：已知豌豆的高茎对矮茎为显性，现有一株高茎豌豆，如何鉴定该高茎豌豆是纯合子还是杂合子？ ⊗ 高茎 全为高茎 纯合子（DD） ⊗ 杂合子(Dd) 性状分离 纯合子 杂合子 纯合子、杂合子的鉴别——测交法 让该白毛公羊和多只黑毛母羊交配 (2)羊的白毛对黑毛是显性，现在有一只白毛公羊，如何鉴定其遗传因子组成是纯合还是杂合？ 实验过程：待测个体× →子代 结果分析：若后代只有一种表现型，则待测个体为 ； 若后代有多种表现型，则待测个体为 ； 隐性纯合子 纯合子 杂合子 若子代全为白毛羊，则该白毛羊的遗传因子组成最大可能为纯合； 若子代既有白毛羊、又有黑毛羊，则该白毛羊的遗传因子组成为杂合。 课本P7补充： 测交的前提是已知显隐性。 (以水稻花粉为例) P： 纯种非糯性 × 纯种糯性 F1 ： Aa 配子（花粉）： A a 1 ： 1 蓝黑色 橙红色 非糯性花粉 蓝黑色 遇碘 糯 性 花粉 橙红色 遇碘 验证分离定律 测交法： Aa×aa→显性：隐性=1:1 自交法： Aa×Aa→显性：隐性=3:1 花粉鉴定法 P8-拓展应用1 纯合子、杂合子的鉴别——花粉鉴定法 概率计算 1.用经典公式计算 2.根据分离比计算 如Aa ∶1aa (1)如果没有明确子代的性状表现，那么AA、aa出现的概率各是1/4，Aa出现的概率是1/2。 (2)如果明确子代的性状表现是显性，那么AA出现的概率是 ，Aa出现的概率是 。 1/3 2/3 概率计算——配子法 (1)先计算亲本产生每种配子的概率。 F1　　　　　　　　　　高茎(Dd) ↓⊗ 雄配子 雌配子 F2 (3)计算性状表现概率时，再将相同性状表现的个体的概率相加即可。 1/4DD高茎 1/4Dd高茎 1/4Dd高茎 1/4dd矮茎 1/2D 1/2d 1/2D 1/2d (2)根据题目要求用相关的两种(♀、♂)配子的概率相乘，即可得出某一遗传因子组成的个体的概率。 1.概念不同 (1)自交是指遗传因子组成相同的个体交配。 (2)自由交配是指群体中不同个体随机交配，遗传因子组成相同或不同的个体之间都要进行交配。 2.交配组合种类不同 若某群体中有遗传因子组成为AA、Aa和aa的个体。 (1)自交方式有 。 (2)自由交配方式有 。 自交和自由交配 AA×AA、Aa×Aa、aa×aa AA×AA、AA×Aa、AA×aa、Aa×Aa、Aa×aa、aa×aa 自由交配的相关计算 列举配子比例 利用棋盘法列出雌雄配子的比例进行解答，先计算含A雄配子的比例： ，含a雄配子的比例为 ，含A雌配子和含a雌配子的比例也分别为 和 。 雌配子 雄配子 2/3A 1/3a 2/3A 4/9AA 2/9Aa 1/3a 2/9Aa 1/9aa 提示：自由交配问题用配子比例法解答更简单些。 某群体中遗传因子组成为AA的个体占1/3，遗传因子组成为Aa的个体占2/3。 1/3＋2/3×1/2＝2/3 1－2/3＝1/3 2/3 1/3 Lavf58.28.100 Fn 杂合子 纯合子 显性 纯合子 隐性 纯合子 显性性 状个体 隐性性 状个体 所占比例 1－ － － ＋ － 概率＝×100%。 $