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第1章 遗传因子的发现
第1节 孟德尔的豌豆杂交实验（一）
孟德尔——遗传学之父
八年耕耘源于对科学的痴迷，
一畦畦豌豆蕴藏遗传的秘密。
实验设计开辟了研究的新路，
数学统计揭示出遗传的规律。
问题探讨
曾经认为两个亲本杂交后，双亲的遗传物质会在子代发生混合，使子代表现出介于双亲之间的性状，称为融合遗传。
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。
讨论：
3、你同意上述观点吗？
2、高茎与矮茎杂交的结果会是怎样？
1、红牡丹和白牡丹杂交，子代的牡丹花会是什么颜色？
按融合遗传观点：
+
如果融合遗传是正确的，可以解释身高遗传吗？
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。
情境导入
孟德尔：现代遗传学之父
140多年前孟德尔种植豌豆、玉米、山柳菊等多种植物，进行杂交实验。其中豌豆的杂交实验非常成功，最后分析豌豆杂交实验的结果，发现了生物遗传的规律。
纪念孟德尔：在其修道院建立了纪念馆
规律的重新发现，标志着遗传学的建立和开始发展，孟德尔被公认为现代遗传学的创始人。
背景材料1：
花 的 结 构
两性花：一朵花中既有雌蕊又有雄蕊的花。如豌豆
单性花：一朵花中只有雌蕊或雄蕊的花。如：玉米、黄瓜
花柄
花萼
花瓣
子房
花柱
柱头
雌蕊
花冠
花药
花丝
雄蕊
花托
花粉，雄配子=精子
内有雌配子=卵细胞
子房发育成果实，子房壁发育成果皮，胚珠发育成种子
背景材料2：
自 花 传 粉
两性花：一朵花中既有雌蕊又有雄蕊的花。如豌豆
单性花：一朵花中只有雌蕊或雄蕊的花。如：玉米、黄瓜
父本（♂）：指异花传粉时 花粉的植株
母本（♀）：指异花传粉时 花粉的植株
亲本
供应
接受
异 花 传 粉
把高茎豌豆和矮茎豌豆混合种植，通过风媒和虫媒，是可以相互授粉的，但是高茎豌豆的种子长出的植株依然是高茎，矮茎豌豆的种子长出的植株依然是矮茎，这是为什么呢？
自花传粉、闭花受粉
汉水丑生侯伟作品
自然状态下，两株豌豆能杂交吗？如何让豌豆杂交？
杂交实验法：
---母本
---父本
接受花粉(提供卵细胞)的植株
提供花粉(精子)的植株
如何避免豌豆自花传粉？
父本♂
母本♀
♂
♀
高茎豌豆
1.去雄
矮茎豌豆
采集
花粉
高茎豌豆
2.套袋
接收花粉：
母本♀
3.传粉
4.套袋
供应花粉：
父本♂
母本去雄
（花蕊未成熟前，花蕾期）
套袋
（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）
人工授粉（父本供粉）
再次套袋
高茎豌豆：茎的高度为1.5—2米
汉水丑生侯伟作品
生物的形态特征、结构特征、生理特性等
性状：
矮茎豌豆：茎的高度为30厘米
汉水丑生侯伟作品
相对性状:像豌豆的高茎和矮茎，种子的圆粒和皱粒这样，
同种生物的同一性状的不同表现类型
1）牵牛花的阔叶与小麦的窄叶（ ）
2）兔的白毛与黑毛 （ ）
3）狗的长毛与卷毛 （ ）
4）猫长毛和兔的短毛（ ）
请判断下列性状是否为相对性状：
不是
是
不是
不是
性状:
生物体的形态特征或生理特征
相对性状:
一种生物的同一性状的不同表现类型。
属于相对性状的条件：
1、同一生物
2、同一性状
3、不同表现类型
相对性状：“反义词”
豌豆作为杂交实验材料的优点：
1、自花传粉，闭花受粉，能避免外来花粉的干扰，自
然状态下一般都是 。
纯种
2、豌豆具有易于区分的性状。
3、豌豆花大，便于进行人工异花授粉。
4、后代数量多，便于统计分析。生长周期较短。
思考：孟德尔注意到不同品种的豌豆之间同时具有多对相对性状。这么多的性状，该如何研究呢？
一对相对性状的杂交实验
亲本：
遗传学上的符号
♀
P
F1
F2
父本：
母本：
杂交：　　
×
自交：
子一代：
子二代：
（二）一对相对性状的杂交试验:
高茎
矮茎
P
×
(杂交)
高茎
F1
(子一代)
(亲本)
矮茎
高茎
P
×
(杂交)
高茎
F1
(亲本)
(子一代)
正交
反交
思考：正反交的目的是什么？
排除细胞质遗传的影响。
自交
杂交
P
F1
F2
①F1代为什么全为高茎？ 矮茎性状消失了吗？
高茎 矮茎
787 : 277
3 : 1
一 一对相对性状的杂交实验
1.观察现象，发现问题
显性性状：具有相对性状的纯合亲本杂交，F1表现出来的性状，
性状分离：杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象
隐性性状：F1未表现出来的性状
③F2的为什么会出现3:1的分离比？这是一种偶然吗？
②F2代为什么又出现了矮茎性状？
2.84:1
277（矮）
787（高）
茎的高度
显：隐
隐性性状
显性性状
性状
2.82:1
152（黄色）
428（绿色）
豆荚颜色
2.95:1
299（不饱满）
882（饱满）
豆荚的形状
3.01:1
2001（绿色）
6022（黄色）
子叶的颜色
3.15:1
224（白色）
705（灰色）
种皮的颜色
3.14:1
207（茎顶）
651（叶腋）
花的位置
2.96:1
1850（皱缩）
5474（圆滑）
种子的形状
七对相对性状的遗传实验F2的数据
一 一对相对性状的杂交实验
F2 3:1的性状分离比不是偶然，且占比为3的为显性性状。
显性性状：由显性遗传因子控制，用大写字母表示（如D）
隐性性状：由隐性遗传因子控制，用小写字母表示（如d）
（1）生物的性状是由遗传因子决定的。
（独立、不融合、不消失）
2.分析问题，提出假说
（2）、体细胞中的遗传因子是成对存在的。
遗传因子组成相同的
个体叫做______
纯合子
P
F1
F2
纯高
纯矮
遗传因子组成不同的
个体叫做______
杂合子
D
D
d
d
d
D
一 一对相对性状的杂交实验
高茎
矮茎
P
F1
高茎
X
(1)生物的性状由遗传因子决定
DD
dd
(2)体细胞中遗传因子成对存在
(3)形成配子过程中，成对遗传因子分离，进入不同配子中
配子
D
d
(4)受精时，配子结合是随机的
Dd
2.分析问题，提出假说
高茎
高茎
F1
F2
高茎
X
Dd
Dd
配子
D
d
DD
D
d
Dd
Dd
dd
矮茎
1 : 2 : 1
一 一对相对性状的杂交实验
(1)生物的性状由遗传因子决定
(2)体细胞中遗传因子成对存在
(3)形成配子过程中，成对遗传因子分离，进入不同配子中
(4)受精时，配子结合是随机的
高茎
高茎
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
实验的遗传图解
一对相对性状
高茎
高茎
孟德尔的杂交实验
Mendel's hybridization experiments
一对相对性状的杂交实验
F1
Dd
配子
D
d
Dd
高茎
高茎
高茎
矮茎
F2
D
d
DD
Dd
Dd
dd
高茎
高茎
♂ ♀ D d
D DD Dd
d Dd dd
棋盘法
1:1
1:1
演绎推理---性状分离比的模拟实验
孟德尔的杂交实验
Mendel's hybridization experiments
一对相对性状的杂交实验
模拟内容：用甲、乙两个小桶分别代表______________。甲、乙内的彩球分别代表___________，用不同彩球随机组合模拟___________________。
雌、雄生殖器官
雌、雄配子
雌雄配子的随机结合
演绎推理---性状分离比的模拟实验
孟德尔的杂交实验
Mendel's hybridization experiments
一对相对性状的杂交实验
结果和结论：
彩球组合类型数量比为DD∶Dd∶dd≈________，
彩球代表的显隐性数值比为显性∶隐性≈_____。
1∶2∶1
3∶1
(1)抓球时最好闭上眼睛，避免主观因素带来的误差。
(2)抓取小球前彩球要充分摇匀，抓取小球后要将彩球放回原来的小桶内，以保证每个小桶内的两种彩球数量相等，被抓取的机会均等。
性状分离比的模拟实验需注意的事项
对孟德尔4点假说的验证，关键要验证什么
请思考、讨论验证方法
杂合子（Dd）是否产生了两种配子，既：D和d，且比例为1：1
对分离现象解释的验证
对分离现象解释的验证
1、测交实验
让F1与隐性纯合子杂交
F1代
隐性纯合子
高茎
矮茎
Dd
dd
×
F1代
隐性纯合子
高茎
矮茎
Dd
dd
×
测交
配子
D
d
d
Dd
dd
高茎
矮茎
1 ∶ 1
测交后代
3、演绎推理
（纸上谈兵）
4、实验现象的验证：
测交
F1
30 ： 34
孟德尔的测交实验结果与预测测交实验结果吻合，这一事实说明了什么？
1 ： 1
Dd
dd
实验现象的验证：
测交
F1
30 ： 34
1 ： 1
Dd
dd
① 证明F1是杂合子
②证明F1形成配子时，成对的遗传因子分离，进入不同的配子中
③杂合子（Dd）产生了两种配子，即：D和d，且比例为1：1
结论:
总结：分离定律（孟德尔第一定律）
一 一对相对性状的杂交实验
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。
实质：成对的遗传因子分离后进入到不同的配子中
思考：是不是所有生物的所有性状的遗传都遵循分离定律呢？
分离定律的适用范围：
（1）真核生物的性状遗传。
（2）有性生殖生物的性状遗传。
（3）细胞核遗传。
（4）一对相对性状的遗传。
细胞质中的遗传因子及原核生物和非细胞生物都不遵循。
三、假说——演绎法
假说—演绎法：在观察和分析基础上提出问题，通过推理和想象提出解释问题的假说，根据假说进行演绎推理，再通过实验检验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符，就证明假说是正确的，反之则说明假说是错误的。
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”
“啪”
②提出假说
③演绎推理
④实验验证
① 提出问题
⑤得出结论
假说——演绎法
观察现象，提出问题
为什么F2中出现3：1的性状分离比？
提出假说
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
测交结果推理预测：
测交后代分离比为1：1
实验验证
测交实验后代表现型及比例验证（做实验）
实验结果完全符合！
假说完全正确！
孟德尔成功的实验方法
（纸上谈兵）
(4个假说）
孟德尔探索遗传规律时运用了“假说—演绎”法，下列相关叙述中正确的是( )。
A“F2出现3∶1的性状分离比不是偶然的”属于孟德尔假说的内容
B“豌豆在自然状态下一般是纯种”属于孟德尔假说的内容
C“测交实验”是对推理过程及结果进行的检验
D“体细胞中遗传因子成对存在，并且位于同源染色体上”属于假说内容
观察到的实验现象
不知道 「染色体」
C
一对相对性状的六种结合方式与子代遗传因子表表现型的比例
亲代基因型组合 子代基因型及比例 子代表现型及比例
AA AA
AA Aa
AA aa
Aa Aa
Aa aa
aa aa
AA
全为显性性状
AA：Aa=1:1
全为显性性状
Aa
全为显性性状
AA：Aa：aa=1:2:1
显：隐=3：1
Aa：aa=1:1
显：隐=1：1
aa
全为隐性性状
X
X
X
X
X
X
分离定律的应用
Application of separation law
二、 基因型判定
（一） 利用后代比值推测亲本基因型
后代性状表现 亲本组合 亲本性状表现
全显 AA×AA AA×Aa AA×aa 亲本中一定有一个是纯合子
全隐 aa×aa 双亲均为隐性纯合子
显∶隐＝1∶1 Aa×aa 亲本一方为杂合子，
一方为隐性纯合子
显∶隐＝3∶1 Aa×Aa 双亲均为杂合子
分离定律的应用
Application of separation law
二、 基因型判定
（二） 个体基因型的确定
教材P8，第二题
人眼的虹膜有褐色的和蓝色的，褐色由显性遗传因子控制的，蓝色由隐性遗传因子控制。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，这对夫妇生下蓝眼女孩的可能性是（ ）
A.1/2 B.1/4 C.1/8 D.1/6
B
分离定律的应用
Application of separation law
二、 基因型判定
（三）显隐性的判定
一：红花 × 白花→1红花：1白花
二：抗病 × 抗病→抗病、感病
三：紫花 × 白花→全为紫花
例一：请判定下列杂交组合的显隐关系：
不能
抗病为显性
紫花为显性
分离定律的应用
Application of separation law
二、 基因型判定
（三）显隐性的判定
例二：豌豆花的顶生和腋生是一对相对性状（D和d控制），根据下表中的三组杂交实验结果，判断显性性状为 ，甲、乙、丙、丁的基因型分别为 。
杂交组合 子代表现型及比例
甲（顶生）×乙（腋生） 101腋生，99顶生
甲（顶生）×丙（腋生） 198腋生，201顶生
甲（顶生）×丁（腋生） 全为腋生
腋生
dd, Dd, Dd, DD
分离定律的应用
Application of separation law
二、 基因型判定
（三）显隐性的判定
例三：教材P8，思维训练
假设你正在一个花卉生产基地工作。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。
分离定律的应用
Application of separation law
二、 基因型判定
（三）显隐性的判定
(1)测交法
若A×B—→A，则A为显性，B为隐性。
若A×B—→B，则B为显性，A为隐性。
若A×B—→既有A，又有B，则无法判断显隐性。
（2）自交法
若A— →A，则A为纯合子，判断不出显隐性。
若A— →既有A，又有B，则A为显性，B为隐性。
若B— →既有A，又有B，则B为显性，A为隐性。
（教材P8 拓展题）某农场养了一群马，有栗色马和白色马。已知栗色（B）对白色(b)呈显性。育种工作者从中选出一匹健壮的栗色公马，请你鉴定它是杂种还是纯种（就毛色而言）。
（1）在正常情况下，一匹母马只能生一匹小马。为了在一个配种季节里完成这一鉴定所需要的杂交工作，你应怎样配种？
（2）杂交后代可能出现哪些结果？并对每一结果作出相应的鉴定。
分离定律的应用
Application of separation law
三、判断显性个体是否为纯合子
用该栗色公马与多匹白色母马配种。
子代既有栗色又有白色，该栗色马是杂种；
子代全是白色马，该栗色马是杂种；
子代全是栗色马，则该栗色马是纯种的可能性较大。
分离定律的应用
Application of separation law
四、分离定律的直观证据
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。请你解释原因。（教材P8，拓展应用第1题）
花粉鉴定法
(1)花粉出现这种比例的原因是什么？
(2)实验结果验证了什么？
(3)如果让F1自交，F2中花粉有 种类型。
在F1水稻细胞中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形成配子时，两个遗传因子分离，分别进入不同的配子中，含支链淀粉遗传因子的配子合成支链淀粉，遇碘变橙红色；含直链淀粉遗传因子的配子合成直链淀粉，遇碘变蓝黑色，其比例为1 : 1。
分离定律。即在F1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。
2

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