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必修二·遗传与进化
什么是遗传？
亲子之间以及子代个体之间性状存在相似性，表明性状可以从亲代传递给子代，这种现象称为遗传(heredity)。
什么是遗传？
什么是进化？
进化，又称演化（evolution），在生物学中是指种群里的遗传性状在世代之间的变化。
孟德尔的豌豆杂交试验（一）
第1章 遗传因子的发现
问题探讨
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。
+
问题探讨
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？
粉色。按照融合遗传的观点，双亲的遗传物质会在子代体内发生混合，子代表现出介于双亲之间的性状，即红色和白色的混合色——粉色。
问题探讨
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；再例如，人的性别遗传说明控制男女性别的遗传物质没有发生混合。
问题探讨
融合遗传的观点曾在19世纪下半叶十分盛行。然而，在奥地利的一所修道院里（现捷克境内），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。
问题探讨
孟德尔从小喜欢自然科学，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。
问题探讨
回到修道院后，他利用修道院里的一小块园地，种植了豌豆、山柳菊、玉米等多种植物，进行杂交实验，潜心研究多年。其中豌豆的杂交实验非常成功，孟德尔通过分析豌豆杂交实验的结果，发现了生物遗传的规律。
豌豆用作遗传实验材料的优点
思考：为什么用豌豆做遗传实验容易取得成功？
豌豆用作遗传实验材料的优点
两性花：一朵花中既有雌蕊又有雄蕊的花，如桃花、豌豆花等。
单性花：一朵花中只有雌蕊或雄蕊的花，如黄瓜花、玉米花等。
豌豆用作遗传实验材料的优点
1、豌豆是严格的自花传粉、闭花受粉植物，可以避免外来花粉的干扰。所以豌豆在自然状态下一般为纯种，用豌豆做杂交实验，结果既可靠又容易分析。
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。
异花传粉：两朵花之间的传粉过程。
是指植株在花未开时已经完成了授粉
豌豆用作遗传实验材料的优点
2、豌豆花大，容易去雄和人工授粉
高茎（或矮茎）豌豆的花
先除去未成熟花的全部雄蕊，叫作去雄。然后套上纸袋。
去雄
防止其进行自花传粉
防止外来花粉干扰，影响实验结果
豌豆用作遗传实验材料的优点
采集花粉：
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。
豌豆用作遗传实验材料的优点
高茎（或矮茎）豌豆的花
人工传粉：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。
防止外来花粉干扰，影响实验结果。
套袋隔离
在去雄的花上套上纸袋，防止外来花粉干扰
选择亲本，在花蕾期雄蕊没有成熟时，剪掉雄蕊，去雄的植株是母本
人工传粉
雌花成熟时，采集另一亲本的花粉，撒在去雄的雌蕊的柱头上，提供花粉的植株是父本
人工去雄
再套袋隔离
将人工授粉的花再套袋，保证杂交得到的种子是人工授粉后所结
豌豆的人工异花传粉操作步骤
不同植株的花进行异花传粉时，接受花粉的植株
不同植株的花进行异花传粉时，供应花粉的植株
思考：
如果利用玉米做材料进行人工杂交时，是否还需要在开花前对母本去雄？为什么？
不需要。因为玉米是单性花，即雌雄异花，只需在开花前对母本的雌花进行套袋，即可避免自交和外来花粉的干扰。
豌豆用作遗传实验材料的优点
3、豌豆具有易于区分的相对性状，且能稳定地遗传给后代。
遗传学中把生物体所表现的形态结构、生理特征和行为方式等统称为性状。如：豌豆的花的颜色、种子形状、茎的高矮等都可以称之为性状。
相对性状：一种生物的同一种性状的不同表现类型。
豌豆用作遗传实验材料的优点
种子形状 子叶颜色 花色 豆荚颜色 豆荚形状 花的位置 茎的高度
豌豆用作遗传实验材料的优点
练习：下面都属于相对性状的是 （ ）
①狗的长毛与短毛 ②黄菊花与白菊花
③黑头发与黄皮肤 ④狗的长毛与卷毛
⑤高杆水稻与矮杆水稻 ⑥黄牛与奶牛
A、①②⑤　B、①②③　C、③④⑥　D、③④⑤
☆相对性状的三大要点：
同种生物、同一性状、不同表现类型
A
豌豆用作遗传实验材料的优点
1、豌豆是严格的自花传粉、闭花受粉植物，能够避免外来花粉的干扰
2、豌豆花大，容易去雄和人工授粉
3、豌豆具有易于区分的相对性状，且能稳定地遗传给后代
一对相对性状的杂交试验
P：亲本
×：杂交
：自交
F1：子一代
F2：子二代
♀：雌性
♂：雄性
显性性状
隐性性状
为什么子一代都是高茎而没有矮茎呢？为什么子一代没有矮茎而子二代又出现矮茎呢？
具有一对相对性状的纯种亲本杂交，子一代中显现出来的性状叫做显性性状。
具有一对相对性状的纯种亲本杂交，子一代中未显现出来的性状叫做隐性性状。
一对相对性状的杂交试验
性状分离：
在杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象。
一对相对性状的杂交试验
孟德尔发现在1064株F2中，高茎的787株，矮茎的277株。高茎与矮茎的数量比接近于
3：1
一对相对性状的杂交试验
为什么会出现这种现象呢？F２出现3：1的性状分离比是偶然的吗？
一对相对性状的杂交试验
实验方法——数学统计
一对相对性状的杂交试验
F2中出现的3：1的性状分离比不是偶然的，是什么原因导致遗传性状在杂种后代中按一定比例分离？
对分离现象的解释——假说-演绎法
显性遗传因子（大写字母，如D） 显性性状
隐性遗传因子（小写字母，如d） 隐性性状
决定
P：
高茎
矮茎
决定
D
d
1、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。
对分离现象的解释
P：
高茎
矮茎
2、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），能够稳定遗传
杂合子：遗传因子组成不同（如Dd），不能稳定遗传，出现性状分离
D
d
DD
dd
对分离现象的解释
P：
高茎
矮茎
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，分别进入不同的配子中。
D
d
配子：
DD
dd
对分离现象的解释
4、受精时，雌雄配子随机结合。
Dd
高茎
F1：
P：
高茎
矮茎
D
d
配子：
DD
dd
对分离现象的解释
Dd
高茎
×
Dd
高茎
配子 ：
F1 ：
D
d
D
d
F2 ：
高茎
高茎
矮茎
１ ： ２ ： １
DD
Dd
Dd
dd
＝3 ： 1
对分离现象的解释
1、生物的性状是由遗传因子决定的，每个遗传因子都是独立的，决定一种特定的性状；
2、体细胞中遗传因子是成对存在的；
3、成对的遗传因子在形成配子时彼此分离；
4、受精时，雌雄配子的结合是随机的。
课堂检测
1.豌豆在自然状态下为纯种的原因是(　 　)
A.豌豆品种间性状差异大
B.豌豆先开花后受粉
C.豌豆是自花传粉，闭花受粉的植物
D.豌豆是自花传粉的植物
√
课堂检测
2.遗传因子组成为Dd的高茎豌豆自交产生的后代中，遗传因子组成有(　　)
A.1种　　　B.2种　　　C.3种　　　D.4种
√
课堂检测
3.下列遗传的杂交实验中的相关符号，正确的一项是(　　)
A.亲本P，杂交 ，自交×
B.父本♀，母本♂
C.子一代P1，子二代F1
D.杂交×，自交 ，父本♂，母本♀
√
课堂检测
4.下列杂交组合中，能够判断出某植物哪种花色是显性性状的是( )
A.红花X红花→红花
B.红花X红花→红花、白花
C.红花X白花→红花、白花
D.白花X白花→白花
B
对分离现象的验证
孟德尔的假说合理的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，但是，一种正确的假说仅能够解释已有的实验是不够的，所以，孟德尔又巧妙地设计了测交实验。
对分离现象的验证
测交实验：
杂种子一代F1与隐性纯合子杂交的实验。
对分离现象的验证
高茎 矮茎
测交后代 87 79
比例 1 1
实际的测交实验结果
根据孟德尔的假说，推测测交后代高茎与矮茎植株的数量比值为1：1
假说正确
实验结论：证明F1是杂合子，能够产生D和d两种配子，产生配子的比例是1:1。
对分离现象的验证
在生物体细胞中，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。
分离定律在生物遗传中具有普遍性。
分离定律（又称孟德尔第一定律）：
一对相对性状的杂交试验
1、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的方式。
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，其含意较植物要广泛些。
2、杂交——指遗传因子组成不同的生物个体间相互交配的方式。
知识补充
假说-演绎法
观察现象
_________
演绎推理
_________
得出结论
提出假说
实验验证
一对相对性状的杂交实验
对分离现象的解释
设计测交实验
做测交实验
得出“分离定律”
假说-演绎法
观察现象
提出假设
演绎推理
实验验证
得出结论
假说-演绎法
观察现象
提出假设
演绎推理
实验验证
得出结论
假说-演绎法
观察现象
提出假设
演绎推理
实验验证
得出结论
假说-演绎法
实验验证
假说-演绎法
观察现象
提出假设
演绎推理
实验验证
得出结论
课堂小结
对分离现象的解释（四个假说）
对分离现象解释的验证
测交实验
总结：分离定律
一对相对性状的杂交实验
豌豆用作遗传实验材料的优点
对分离现象的解释----性状分离模拟实验
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 雌雄配子的_________
雌、雄生殖器官
雌、雄配子
随机结合
1.模拟内容：
2.操作步骤：
对分离现象的解释----性状分离模拟实验
对分离现象的解释----性状分离模拟实验
因为杂合子一代产生的两种雌配子（D和d）或两种雄配子（D和d）的数量是相等的。
(1)每个小桶中D小球和d小球为什么必须相等
两个小桶中小球的总量是否必须相等
两个小桶内的小球总量不必相等，自然状况下雌配子的总数远远小于雄配子的总数。
模拟雌、雄配子的随机结合。
(2)分别从两个小桶抓取一个小球组合在一起的含义是什么
(3)抓取的小球是否需要放回到原小桶中 为什么
需要。若不放回原小桶内，则影响小桶中两种小球的比例，从而影响模拟实验的数据。
对分离现象的解释----性状分离模拟实验
3.分析结果得出结论：彩球组合类型数量比为DD∶Dd∶dd≈____________，彩球代表的显隐性性状的数值比为显性∶隐性≈__________。
1∶2∶1
3∶1
对分离现象的解释----性状分离模拟实验
课堂检测
1.两株杂合黄色籽粒的豌豆进行自交，共产生120粒种子，从理论上推算，纯合黄色豌豆种子的数目为(　　)
A.30粒 B.60粒
C.90粒 D.120粒
√
A.都是灰色
B.都是白色
C.1/2是灰色
D.1/4是白色
√
2.通过饲养灰鼠和白鼠(遗传因子组成未知)的实验，得到实验结果见下表，如果杂交IV亲本中的灰色雌鼠和杂交II亲本中的灰色雄鼠杂交，结果最可能是( )
课堂检测
3.有一种严重的椎骨病是由隐性基因引起的，一对正常夫妇生了一个有病的女儿和一个正常的儿子，则该儿子携带致病基因的可能性是( )
A1/4 B.1/2
C.2/3 D.1/3
√
4.已知羊的毛色受一对遗传因子控制(用A、a表示)，观察羊的毛色(白毛和黑毛)遗传图解，下列有关分析错误的是( )
A.这对相对性状中，显性性状是白毛
B.图中三只黑羊的遗传因子组成一定相同
C.图中四只白羊的遗传因子组成一定不同
D. III2与一只黑羊交配，再生一只黑羊的概率为1/3
C
课堂检测
5.水稻中非糯性(W)对糯性(w)为显性，非糯性品系的花粉遇碘呈蓝黑色，糯性品系的花粉遇碘呈红褐色。下面是对纯种的非糯性与糯性水稻的杂交后代进行观察的结果，其中能直接证明孟德尔的基因分离定律的一项是 (　　)
A.杂交后亲本植株上结出的种子(F1)遇碘全部呈蓝黑色
B.F1自交后结出的种子(F2)遇碘后，3/4呈蓝黑色，1/4呈红褐色
C.F1产生的花粉遇碘后，一半呈蓝黑色，一半呈红褐色
D.F1测交所结出的种子遇碘后，一半呈蓝黑色，一半呈红褐色
√
A、杂交后亲本植株上结出的种子(F1)遇碘全部呈蓝黑色，后代表现型只有一种，无法证明基因的分离定律，A错误；
B、F1自交后结出的种子(F2) 遇碘后，3/4呈蓝黑色，1/4呈橙红色，说明F1自交后代出现性状分离，能证明孟德尔的基因分离定律，但不能直接证明孟德尔的基因分离定律，B错误；
C、F1产生的花粉遇碘后，一半呈蓝黑色，一半呈橙红色，说明F1产生了两种配子，比例为1: 1，所以能直接证明孟德尔的基因分离定律，C正确；
D、F1测交所结出的种子遇碘后，一半呈蓝黑色，一半呈橙红色，只能验证，不能直接证明孟德尔的基因分离定律，D错误。
谢谢

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