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第1节 孟德尔的豌豆杂交实验（二）
第二课时
学习目标
1
说出孟德尔遗传实验获得成功的原因
运用遗传规律解释或预测一些遗传现象。
2
体会孟德尔研究方法和探索精神给我们的启示
3
孟德尔实验方法的启示
孟德尔遗传规律的再发现
孟德尔遗传规律的应用
目录
contents
01
02
03
情境导入
在孟德尔发现遗传规律之前，一些研究杂交育种的专家对杂种后代中出现性状分离现象早已熟知。
奈特选用豌豆做杂交实验，认识到豌豆有许多性状区分明显的品种。
没有计算两种种子的数量比
萨叶里进一步明确一个性状对另一个性状的显性关系以及性状的独立分配。遗憾的是他没有用杂交后代做进一步的研究。
没能说明性状在
后代中的分配情况
大多学者往往把一种生物的许多性状同时作为研究对象。
没有对实验数据做深入的统计学分析
情境导入
孟德尔对杂交实验的研究也不是一帆风顺的。
他曾花了几年时间研究山柳菊，结果却并不理想。
山柳菊没有既容易区分又可以连续观察的相对性状
山柳菊的花小，难以做人工杂交实验。
山柳菊有时进行有性生殖，有时进行无性生殖
01
02
03
山柳菊
分析孟德尔获得成功的原因
思考讨论
1. 用豌豆作杂交实验的材料有哪些优点
具有稳定的易于区分的相对性状;
豌豆严格自花传粉，在自然状态下可以获得纯种，纯种杂交可获得杂合子;
豌豆花比较大，易于做人工杂交实验。
01
03
02
分析孟德尔获得成功的原因
思考讨论
2. 这说明实验材料的选择在科学研究中起着怎样的作用
孟德尔正是因为选用了豌豆做杂交实验，才能有效地从单一性状到多对性状研究生物遗传的基本规律，才能对遗传实验结果进行量化统计。
若孟德尔一味地用山柳菊做实验，就很可能揭示不了生物遗传的规律，所以科学地选择实验材料是科学研究取得成功的重要保障之一。
分析孟德尔获得成功的原因
思考讨论
3.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
如果孟德尔没有对实验结果进行统计学分析，他很难对分离现象作出解释。
因为通过数学统计，孟德尔发现了生物性状的遗传在数量上呈现一定的数学比例，这引发他揭示其实质的兴趣
同时这也使孟德尔意识到数学慨率也适用于生物遗传的研究，从而将数学方法引入对遗传实验结果的处理和分析中。
分析孟德尔获得成功的原因
思考讨论
4.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
一种正确的假说，仅能解释已有的实验结果是不够的，还应该能够预测另外一些实验的结果，并通过实验来验证。
如果实验结果与预测相符，就可以认为假说是正确的;反之，则认为假说是错误的。
孟德尔基于他对豌豆杂交实验作出的假说，设计测交实验，其实验结果与预测相符，由此证明自已提出的假说是正确的。
分析孟德尔获得成功的原因
思考讨论
5. 孟德尔使用不同的字母作为代表不同遗传因子的符号，这与他在大学进修过数学有没有关系 这对他进行逻辑推理有什么帮助
数学符号能简洁、准确地反映数学概念的本质。孟德尔用这种方法，也更加简洁、准确地反映抽象的遗传过程，使他的逻辑推理更加顺畅。
有关系。数学包含许多符号，数学符号也被普遍应用于概括、表述和研究数学的过程中。
孟德尔创造性地应用符号体系，并用于表达抽象的科学概念，和应用数学符号研究数学有异曲同工之妙，这与他曾在大学进修过数学有关。
分析孟德尔获得成功的原因
思考讨论
6.除了创造性地运用科学方法，你认为孟德尔获得成功的原因还有哪些
01
孟德尔在维也纳大学进修时，通过对自然科学的学习，使他具有生物类型是可变的、可以通过杂交产生新的生物类型等进化思想。同时孟德尔还学习数学，使他受到“数学方法可以应用于各门自然科学之中”的思想影响，产生应用数学方法解决遗传学问题的想法，使孟德尔成为第一个认识到概率原理能用 于预测遗传杂交实验结果的科学家。
孟德尔对杂交实验的研究是从观察遗传现象出发，提出问题，作出假设，然后设计实验验证假设的研究方法。这在当时是一种新的研究思路，光是豌豆的杂交实验，他就没有局限于对实验结果的简单描述和归纳。
扎实的知识基础和对科学的热爱
02
严谨的科学态度
分析孟德尔获得成功的原因
思考讨论
6.除了创造性地运用科学方法，你认为孟德尔获得成功的原因还有哪些
03
科学符号体系能够更简洁、准确地反映抽象的遗传过程。
孟德尔在豌豆杂交实验中，连续进行了8年的研究，并且对每次实验的结果进行统计分析，从中发现了前人没有发现的问题和规律。
创造性地应用科学符号体系
04
勤于实践
孟德尔通过实验研究，提出了“颗粒遗传”的思想，这是对传统遗传观念的挑战。
05
敢于向传统挑战
由单因素多因素的研究方法
选用豌豆作为实验材料
对实验结果进行统计学分析
运用假说——演绎法，首创测交实验验证了假说
扎实的知识基础、严谨的科学态度、
对科学的热爱、勤于实践、敢于向传统挑战
孟德尔实验方法的启示
自身
素养
程序
设计
数学
方法
逻辑
方法
选材
方面
孟德尔凭借智慧和坚持,在有限的条件下一粒粒、一株株地“数出”遗传规律，作出了超越自己所处时代的发现。
孟德尔遗传规律的再发现
但是这一重要成果却沉寂了30多年，这在当时为什么没有引起人们的重视
孟德尔运用假说——演绎的科学研究方法和数学统计方法，这在当时既是超越前人的创新，也是许多科学家所无法理解和接受的。
当时，达尔文的生物进化论引起了科学界的重大关注，也是原因之一。
孟德尔遗传规律的再发现
◇1909年，丹麦生物学家约翰逊将“遗传因子”叫作基因
◇并提出了表型(也叫表现型)和基因型的概念
◇定义：指生物个体表现出来的性状
表型(表现型)
◇定义：指与表型有关的基因组成
基因型
等位基因
◇定义：指控制相对性状的基因
Johnson
◇举例：豌豆的高茎和矮茎
◇举例：如DD、Dd、dd等
◇举例：如D和d。
基因型是生物性状表现的物质基础,是内因;
环境因素是生物性状表现的外因。
生物的表型是基因型与环境因素共同作用的结果。
基因型与表型的关系
表型相同的生物，基因型一定相同吗？
归纳概括
基因型是生物性状表现的内在因素，表型是基因型的表现形式。
01
表型相同,基因型不一定相同。例如，在完全显性遗传时，显性杂合子与显性纯合子的表型相同，而两者的基因型不同。
02
基因型相同,表型也不一定相同。因为生物的生活环境也会影响生物的性状表现。
03
基因型+环境因素→表型
思维拓展
基因与性状的关系
自交
决定
+环境
决定
控制
自交
画出基因与性状的概念图
性状分离
纯合子
杂合子
表现型
基因型
性状
基因
等位基因
相对性状
显性基因
隐性基因
显性性状
隐性性状
性状不分离
孟德尔遗传规律的再发现
1866年，孟德尔将研究结果整理成论文发表。
1900年， 三位科学家分别重新发现了孟德尔的论文。他们做了许多与孟德尔实验相似的观察，并且认识到孟德尔提出的理论的重要意义。
随着孟德尔遗传规律的再发现，基因的本质和作用原理成为遗传学研究的中心问题，这些问题的研究使人们对生物的认识越来越接近生命活动的本质，并且为基因工程(也叫 “遗传工程”) 等生物技术的兴起奠定了理论基础。
在1909年前
孟德尔被后人公认为“遗传学之父”
后来
现有甲、乙两株高茎豌豆，分别对它们做了以下实验，据此分析生物的表型和基因型之间的关系：
1．在适宜的田地里分别种植两株豌豆，让它们自然受粉，种子收获后再分别种植，发现甲的后代都是高茎，乙的后代有高茎也有矮茎，如果用D、d表示等位基因，甲、乙的基因型是否相同？
2．将甲后代的高茎豌豆种子种植在土壤贫瘠、缺水少肥的田里，结果都表现为植株矮小，是它们的基因型发生了改变吗？
3．综上分析，基因型和表型二者之间的关系是怎样的？
深化探究
不相同。甲的基因型是DD，乙的基因型是Dd。
不是。是受环境的影响。
表型是基因型和环境共同作用的结果。
分析生物的表型和基因型之间的关系
孟德尔遗传规律的应用
动植物育种——杂交育种
在杂交育种中，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。
小麦的抗倒伏(D)对易倒伏(d)为显性，易染条锈病(T)对抗条锈病(t)为显性。小麦患条锈病或倒伏，会导致减产甚至绝收。现有两个不同品种的小麦，一个品种抗倒伏，但易染条锈病(DDTT);另一个品种易倒伏，但能抗条锈病(ddtt)。
要培育一种怎么的新品种满足我们人类的需求？
要如何培育新品种？
孟德尔遗传规律的应用
Ｆ１ 　
Ｆ２
Ｐ 抗倒易病　 易倒抗病
DDTT
ddtt
DdTt
抗倒易病 抗倒抗病 易倒易病 易倒抗病
F3
连续自交，直至不出现性状分离为止
抗倒抗病 DDtt
抗倒易病
Ddtt
DDtt
……
……
杂交
自交
选优
自交
选优
新品
杂交育种选育为什么从F2开始？
可以将其种子直接卖给农民作为良种吗？
从F2开始发生性状分离
不能。因为这时得到的种子不一定是纯合子
杂交育种的优缺点？
孟德尔遗传规律的应用
如果培育隐性纯合的新品种，比如用基因型为AAbb和aaBB的亲本，培育出aabb的优良品种，是否需要连续自交？
培育细菌新品种时，能否用杂交育种的方法？
不需要，因为隐性性状一旦出现即为纯合子。
不能，杂交育种只适用于进行有性生殖的生物且相关基因遵循细胞核的遗传规律，细菌是原核生物，不能进行有性生殖。
AAbb×aaBB
AaBb
A_B_
A_bb
aaB_
aabb
Ｐ
Ｆ１ 　
Ｆ２
医学实践
人们可以根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：假如你是一位遗传咨询师，一对健康的夫妇前来咨询。这对健康夫妇曾生了一个患有白化病的儿子，白化病是由显性还是隐性基因控制的 他们再生一个孩子一定会患白化病吗 患病概率是多少
aa
a
a
双亲表型正常
A
A
P
患者
隐性
1/4
Aa×Aa
AA Aa aa
1 ： 2 ： 1
孟德尔遗传规律的应用
不一定
医学实践
人们可以根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：多指是一种由显性基因（A）控制的遗传病。父亲多指，母亲正常，他们生了一个女儿手指正常，再生一个孩子是患病的概率 。
aa
a
a
父亲多指，母亲正常
A
a
P
正常
3/4
AA Aa aa
1 ： 2 ： 1
孟德尔遗传规律的应用
图例说明:
□表现正常的男性
○表现正常的女性
■患病的男性
●患病的女性
×
1.孟德尔把数学方法引入生物学的研究，是超越前人的创新（ ）
2.选择豌豆作为实验材料是孟德尔成功的首要条件（ ）
3.孟德尔提出了遗传因子、基因型和表型的概念（ ）
4.表型相同的生物，基因型一定相同（ ）
×
√
√
正误判断
×
5.杂交育种不需要筛选就可获得优良品种。（ ）
6.根据孟德尔遗传规律可以推断遗传病患病概率。（ ）
×
√
典例分析
[典例1]小麦抗锈病对易染锈病为显性，人们在育种过程中需要鉴别和保留纯合的抗锈病小麦。现有Ⅰ、Ⅱ两种抗锈病的小麦，鉴别其是否纯合的最简便易行的方法是（　　）
A.Ⅰ×Ⅱ
B.Ⅰ×Ⅱ→F1，F1再自交
C.Ⅰ、Ⅱ分别和易染锈病植株测交
D.Ⅰ、Ⅱ分别自交
D
解析：
鉴别一株显性植株是不是纯合子，可用测交法和自交法，其中自交法最简便易行。
子代表型比与亲代基因型的关系
子代表现型比例 亲代基因型
3:1
1:1
9:3:3:1
1:1:1:1
3:3:1:1
思维拓展
Aa × Aa
Aa × aa
AaBb × AaBb
AaBb × aabb
Aabb × aaBb
AaBb × aaBb
AaBb × Aabb
应用分离定律解决多对相对性状的自由组合问题
在独立遗传的情况下，将多对等位基因的自由组合分解为若干个分离定律，运用乘法进行组合。
将自由组合问题转化为若干个分离定律问题
在独立遗传的情况下，有几对杂合基因就可分解为几个分离定律问题，如AaBb×Aabb可分解为Aa×Aa、Bb×bb。
推断性状的显隐性关系及亲子代的基因型和表型，求相应基因型、表型的比例或概率。
01
思路
02
常见题型
思维拓展
先分离，后组合
应用分离定律解决多对相对性状的自由组合问题
AaBBCc 产生的配子种类 ，配子中ABC的概率 。
4
Aa
2
2
1
方法：
BB
Cc
×
×
= 4
◇正推型：已知亲本的基因型推测子代的基因型、表型及比例
A
1/2
1/2
1
B
C
×
×
= 4
1/4
某一基因型的个体所产生配子种类数等于2n种(n为等位基因对数)
思维拓展
例1：
求F1配子种类数
AaBbCc与AaBbCC杂交过程中，配子间的结合方式有多少种？
①先求AaBbCc、AaBbCC各自产生多少种配子。
AaBbCc → 种配子、AaBbCC → 种配子
8
4
②再求两性配子间的结合方式。
AaBbCc与AaBbCC配子之间有8×4＝32种结合方式
两基因型不同的个体杂交，配子间结合方式种类数等于各亲本产生配子种类数的乘积
应用分离定律解决多对相对性状的自由组合问题
◇正推型：已知亲本的基因型推测子代的基因型、表型及比例
思维拓展
配子间结合方式问题
例2：
方法：
子代基因型种类及概率的问题
AaBbCc与AaBBCc杂交，其后代有多少种基因型？
Aa×Aa
1AA : 2Aa : 1aa
方法：
BB×Bb
1BB : 1Bb
2
3
×
= 18
Cc×Cc
1CC : 2Cc : 1cc
3
×
应用分离定律解决多对相对性状的自由组合问题
◇正推型：已知亲本的基因型推测子代的基因型、表型及比例
思维拓展
例3：
1/2Aa
1/2BB
1/4CC
= 1/16
×
×
先分解为三个分离定律，再用乘法原理组合
基因型：
AaBBCC出现的概率是多少？
概率：
子代基因型种类及概率的问题
AaBbCc与AaBBCc杂交，其杂交后代可能有多少种表型？
方法：
1
2
×
= 4
2
×
应用分离定律解决多对相对性状的自由组合问题
◇正推型：已知亲本的基因型推测子代的基因型、表型及比例
思维拓展
Aa×Aa
1AA : 2Aa : 1aa
BB×Bb
1BB : 1Bb
Cc×Cc
1CC : 2Cc : 1cc
例4：
先分解为三个分离定律，再用乘法原理组合
该双亲后代中表型A_B_cc出现的概率为多少？
表型：
概率：
(A_)×(BB)×(cc)＝
1/2
1/4
×
= 3/32
3/4
×
应用分离定律解决多对相对性状的自由组合问题
◇逆推型：根据子代表型分离比推测亲本基因型
思维拓展
(1)子代：9∶3∶3∶1
＝(3∶1) × (3∶1)
Aa×Aa
AaBb×AaBb
Bb×Bb
(2)子代：1∶1∶1∶1
＝(1∶1) × (1∶1)
Aa×aa
AaBb×aabb
Bb×bb
Aabb×aaBb
应用分离定律解决多对相对性状的自由组合问题
◇逆推型：根据子代表型分离比推测亲本基因型
思维拓展
(3)子代：3∶1∶3∶1
＝(3∶1) × (1∶1)
Aa×Aa
AaBb×Aabb
Bb×bb
或Bb×Bb
或AaBb×aaBb
或Aa×aa
(4)子代：3∶1
＝(3∶1) ×1
AaBB×AaBB
或AABb×AABb
AaBb ×AaBB
或AABb×AaBb
Aabb × AaBB
或AABb× aaBb
Aabb × Aabb
或aaBb × aaBb
典例分析
[典例2]人类多指(T)对正常指(t)为显性，白化(a)对正常(A)为隐性，决定不同性状的基因自由组合。一个家庭中，父亲是多指，母亲正常，他们有一个患白化病但手指正常的孩子(两种病都与性别无关)。
(1)其再生一个孩子只患白化病的概率是______。
(2)生一个只出现多指孩子的概率是________。
(3)生一个既白化又多指的女儿的概率是______。
(4)后代中只患一种病的概率是________。
(5)后代中正常的概率是________。
1/8
3/8
1/16
1/2
3/8
学习小结
孟德尔的豌豆杂交实验
科学方法
逻辑推理
孟德尔成功的原因
材料选择
孟德尔遗传规律的应用
孟德尔遗传规律的再发现
1．下列对杂交育种的分析，错误的是(　　)
A．杂交育种一般不能产生新基因
B．杂交育种为无性生殖过程
C．杂交育种会出现性状分离
D．杂交过程缓慢，育种繁琐
习题巩固
基因突变可产生新的基因，杂交育种一般只能产生新的基因型，A正确；杂交育种为有性生殖的过程，B错误；杂交育种一般通过杂交、选择、纯合化等手段培养出新品种，该过程会出现性状分离，C正确；杂交育种是改良作物品种的常用方法，但育种年限长，过程繁琐，D正确。
解析：
B
2. 基因A、a和基因B、b的遗传遵循自由组合定律。一个亲本与aabb测交，子代基因型为AaBb和Aabb，分离比为1∶1，则这个亲本基因型为（　　）
A.AABb B.AaBb
C.AAbb D.AaBB
习题巩固
基因型为aabb的个体只能产生基因型为ab的配子，所以，要产生基因型为AaBb和Aabb的个体且比例为1∶1，还需要AB和Ab两种配子，而且其比例为1∶1，所以能产生AB和Ab基因型配子的个体的基因型只能是AABb。
解析：
A

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