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第一章 遗传因子的发现
1.1 孟德尔的豌豆杂交实验（一）
本节聚焦
孟德尔是怎样设计一对相对性状的杂交实验的？
孟德尔为解释实验结果作出了哪些假设？他又设计了什么实验来验证假设？
分离定律的内容是什么？怎样用分离定律解释一些遗传现象？
如何运用假说——演绎法进行科学探究？
不同意。
自然界的遗传现象并不是融合遗传的结果。比如性别遗传等现象都说明控制性状的遗传物质并没有发生混合。
融合遗传：两个亲本杂交后，子代会表现出介于双亲之间的性状。
性状：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。
1822年，孟德尔出生在奥地利的一个农民家庭里，父亲和母亲都是园艺师。孟德尔受到父母的熏陶，从小很喜爱植物。孟德尔21岁做了修道士,他利用修道院的一小块地，种植了豌豆、山柳菊、玉米等多种植物，在 1856-1864年经过8年的杂交试验，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。 在1865年发表了《植物杂交试验》的论文。因此，孟德尔被称为“现代遗传学之父”，是遗传学的奠基人。
豌豆做实验材料为何容易成功
？
1、豌豆是自花传粉，且是闭花受粉的植物，自然状态下一般是纯种。
2、豌豆有易于区分的相对性状。
一、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
单性花：一朵花中只有雌蕊或雄蕊的花
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
与遗传相关的生物概念：
雌雄同株 豌豆、玉米、黄瓜等
雌雄异株 杨树、柳树等
①自交：狭义概念：两性花自花传粉或者是一个雌雄同株上的单性花之间完成传粉。（发生在同一个体之间）
广义概念：基因型相同的个体之间的交配。
②杂交：狭义：基因型不同的生物个体间的相互交配。
广义：不同个体相互交配。
去雄
传粉
高茎(矮茎)的花
矮茎(或高茎)的花
人工异花传粉示意图：
1、去雄
2、套袋
3、授粉
4、套袋
（花蕊成熟前）
操作步骤：
（花蕊成熟时）
(防止外来花粉干扰)
(防止外来花粉干扰)
③亲本：（父本和母本）
父本（♂）：指异花传粉时供应花粉的植株
母本（♀）：指异花传粉时接受花粉的植株
④相对性状:
同一种生物的同一种性状的不同表现类型
与遗传相关的生物概念：
判断以下是否为相对性状：
豌豆茎的高茎和矮茎
小狗毛的长毛和卷毛
豌豆的白花和黄瓜的黄花
√
×
×
即时巩固
下列各组中属于相对性状的是(　　)A.李清照描写海棠的词句“应是绿肥红瘦”中的“绿肥”与“红瘦”B.新疆棉花中的长绒棉与彩色棉C.“雄兔脚扑朔，雌兔眼迷离”中的“脚扑朔”与“眼迷离”D.豌豆子叶黄色和绿色
D
孟德尔经过仔细观察，选择了7对相对性状做杂交实验。他首先用纯种高茎豌豆与纯种矮茎豌豆进行杂交。
符号 P F F1 F2 × ♀
含义
亲本
子代
子一代
子二代
杂交
自交
母本
二、一对相对性状的杂交实验
常用符号：
父本
P
×
F1
F2
高
矮茎
高茎
矮
×
子一代
子二代
高茎豌豆和矮茎豌豆的杂交实验示意图
归纳：
什么是正交和反交？
什么是显性性状？
什么是隐性性状？
什么是性状分离？
高茎
高茎的花
矮茎的花
正交
高茎的花
矮茎的花
反交
相
关
概
念
二、一对相对性状的杂交实验
高茎
787高茎 277矮茎
×
P
F1
F2
×
3 ∶ 1
（杂交）
（自交）
具有一对相对性状的两亲本杂交，杂种子一代未显现出来的性状
具有一对相对性状的两亲本杂交，杂种子一代显现出来的性状
在杂种后代中，同时显现出显性性状和隐性性状的现象
性状分离
隐性性状
显性性状
高茎
♀
矮茎
♂
传粉
去雄蕊
相
关
概
念
（1）为什么子一代都是高茎而没有矮茎？
观察现象，发现问题
（3）F2中出现3：1的性状分离比是不是偶然的吗？
（2）为什么子二代中的矮茎又出现了呢？
？
　　孟德尔还观察了豌豆的其它相对性状，其结果也与茎的高度相类似。F2代中出现的3:1的分离比不是偶然。
性状 显性 隐性 Ｆ２之比
茎的高度 高：787 矮：277 2·84 ：1
种子形状 圆：5474 皱：1850 2·96 ：1
子叶颜色 黄：6022 绿：2001 3·01 ：1
花的位置 叶腋：651 顶端：207 3·14 ：1
种皮颜色 灰：705 白：224 3·15 ：1
豆荚形状 饱满：882 不饱满：299 2·95 ：1
幼果颜色 绿：428 黄：152 2·82 ：1
面对这些实验数据，你能找出其中的规律吗？又要如何解释这些现象呢？
①生物的性状是由遗传因子（后改称为基因）决定的
显性性状由显性遗传因子决定，如高茎用大写字母Ｄ表示
隐性性状由隐性遗传因子决定，如矮茎用小写字母ｄ表示
DD
高茎
矮茎
dd
P
F1
(减数分裂)
配子
D
d
③生物体在形成配子时，成对的遗传因子分开，分别进入不同的配子中。配子中只含每对遗传因子的一个
(受精)
Dd
高茎
④受精时，雌雄配子的结合是随机的。受精卵中基因恢复成对
②在体细胞中，遗传因子是成对存在的。（纯合子和杂合子）
三、对分离现象的解释——大胆想象，提出假说
根据假说，你能画一画F1自交图解吗？
假说1和2
假说3
假说4
×
Dd
DD
Dd
Dd
dd
P
配子
F1
配子
F2
高茎
高茎
高茎
矮茎
1 ： 2 ： 1
Dd
D
d
dd
DD
高茎
矮茎
×
×
D
d
D
d
高茎
高茎
遗传图解的要求：
1、左侧要有必要的说明，可以是文字或者符号（P、F1、F2、配子等）。
4、用符号（×或者 ）表示交配方式。
5、用箭头表示遗传因子在上下代之间的传递关系，用相交箭头或棋盘格的形式表示配子结合的情况
2、配子只要求表示出种类，不用表示数量
3、每一代都要写出遗传因子组成和性状表现类型，最后一代还要写出比例！
如：遗传因子组成比例 DD：Dd：dd ＝1 ：2：1
如：性状表现类型比例 高茎：矮茎 ＝3：1
×
判断对错
1．孟德尔在豌豆开花时进行去雄和授粉，实现亲本的杂交。(　　)2．玉米的圆粒和皱粒是一对相对性状。 (　　)3．生物体所表现出来的性状都是显性性状。 (　　)
4．性状分离是子代同时出现显性性状和隐性性状的现象。(　　)
5．杂合子自交，后代一定是杂合子。 (　　)
6.具有相同性状的亲本交配，后代一定会出现性状分离。（ ）
7.Dd豌豆产生含D的雌配子和含d的雄配子的数量相同。(　　)
×
√
×
×
×
×
×
假说内容：
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（显性遗传因子和隐性遗传因子）；
2、在体细胞中，遗传因子是成对存在的（纯合子和杂合子）；
3、形成配子时，成对的遗传因子彼此分离；
4、受精时，雌雄配子的结合是随机的。
三、对分离现象的解释
(核心)
通过性状分离比的模拟实验，体验孟德尔的假说
卵巢
精巢
雌配子
雄配子
雌、雄配子随机结合
1、选材。选择的小球大小要一致，质地要统一，抓摸时手感要相同，以避免人为误差；盛放小球的容器最好采用小圆桶，不要采用方形容器，以便摇动小球时能使其充分混合。
3、抓球时应该双手同时进行，而且要闭眼随机抓取，避免主观因素的干扰。
2、桶内两种小球的数量必须相等，即标记D和d的小球数量比为1:1。但两个小桶内小球数量不要求相等！每次抓出的两个小球统计后必须放回各自的小桶，以保证概率的准确。
4、实验中会出现连续几次遗传因子组成相同的情况，这属于正常现象。随着抓摸次数的增多，统计的数值就会接近理论值。
实验注意事项：
即时巩固
在性状分离比的模拟实验中，将甲袋子内的小球（D：d=1：1）总数增加到乙袋子内的小球数（D：d=1：1）的10倍，之后进行上百次模拟实验，下列说法错误的是（　　）
A． 甲、乙袋子分别模拟的是雄性和雌性的生殖器官
B． 该变化脱离了模拟雌雄配子随机结合的实际情况
C． 最终的模拟结果是DD：Dd：dd接近于1：2：1
D． 袋子中小球每次被抓取后要放回原袋子再进行下一次抓取
B
测交：遗传因子组成未知的个体与隐性纯合子杂交。
一种正确的假说仅能够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。
由于隐性纯合子亲本对另一亲本无显性作用，不会干扰另一亲本的性状表现，可以通过后代性状推出亲本基因型
四.对分离现象解释的验证
如何验证假说是否正确？
想一想：设计什么实验可以证明到F1产生比例相同的两种配子呢？
测交实验
Dd
dd
D
d
配子
高茎
矮茎
高茎
杂种子一代
矮茎
隐性纯合子
×
测交
测交后代
d
Dd
dd
1 ： 1
请试着写出测交图解，并预测实验结果？
(设计实验，演绎推理)
四.对分离现象解释的验证
根据孟德尔的假说，推出测交后代中高茎与矮茎植株数量比应为1：1。
预期测交实验结果为高茎：矮茎=1：1
预期的结果与实验结果相同，证明孟德尔假说是正确的！
测交实验结果为高茎：矮茎=87：79，接近1：1
实验验证，得出结论
观察现象，发现问题
大胆想象，提出假说
设计实验，演绎推理
实验验证，得出结论
为什么F2中出现 3：1的性状分离比？
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。
测交结果预测：
测交后代分离比为1：1。
实验结果完全符合！
假说完全正确！反之错误！
假说-演绎法
科学方法——
分离定律：
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。
五.分离定律（孟德尔第一定律）
(分离定律的实质)
(发生的时间)
分离定律的适用范围：
1、进行有性生殖的生物的性状遗传。
2、真核生物的性状遗传。原核生物和非细胞结构的生物不进行有性生殖，也不进行减数分裂；细胞等原核生物和病毒的遗传物质数量不稳定，变化无规律。
3、细胞核遗传。真核生物细胞核内有染色体规律性的变化，而细胞质中的遗传物质在遗传过程中随机分配，变化无规律。
4、一对相对性状的遗传。对于两对或两对以上的相对性状的遗传，其中每一对相对性状的遗传仍遵循分离规律。
即时巩固
1.通过测交不可以推测被测个体的（ ）
A.产生配子的种类 B.产生配子的数量
C.遗传因子的组成 D.产生配子的比例
B
2.在孟德尔的一对相对性状的杂交实验中，具有1：1比例的是（ ）
A.杂种自交后代的性状分离比
B.具有相对性状的纯合子杂交后代的遗传因子组成比例
C.杂种自交后代的遗传因子组成比例
D.杂种测交后代的遗传因子组成比例
D
即时巩固
3.假说-演绎法是现代科学研究中常用的一种科学方法。下列属于孟德尔在发现基因分离定律时的“演绎”过程的是（　　）
A.遗传因子在体细胞中成对存在
B.通过测交试验，孟德尔统计测交子代的表现型之比接近1：1
C.若F1产生配子时成对遗传因子分离，则测交后代会出现两种表现型之比接近1：1
D.由F2出现了“3：1”推测生物体产生配子时，成对遗传因子彼此分离
C
即时巩固
4.孟德尔在对一对相对性状进行研究的过程中，发现了分离定律．下列几组比例，最能说明分离定律实质的是（　　）
A. F1产生配子的比为1：1
B. F2的表现型比为3：1
C. F2的遗传因子组成比为1：2：1
D. 测交后代的比为1：1
5.下图表示遗传因子组成为Aa的生物自交产生后代的过程，分离定律发生于过程（ ）
A.①② B.① C.③ D.②
A
B
性状
相对性状
显性性状
隐性性状
性状分离
正交
反交
杂交
自交
回交
测交
显性遗传因子
隐性遗传因子
基因型
（遗传因子组合）
表现型
显性基因
隐性基因
纯合子
杂合子
等位基因
完全显性
不完全显性
共显性
遗传因子
性状类型
交配类型
基因类型
个体类型
显隐性类型
基本概念归纳：
课本P13
第一种情况：豌豆为例
P 高茎（DD） 矮茎（dd） F1 高茎（Dd） F2 高茎（DD） 高茎（Dd） 矮茎（dd）
比例 1 2 1
显性的相对性
完全显性：显性遗传因子对隐性遗传因子有显性作用。
在习题中，题干或信息材料中没有明确说明，显性的相对性我们都认为是：完全显性。
第二种情况：牡丹花的花色为例
亲本（P） 红色（RR） 白色（rr） F1 粉色（Rr） F2 红色（RR） 粉色（Rr） 白色（rr）
比例 1 2 1
不完全显性：F1的性状表现介于显性和隐性之间。
第三种情况：ABO血型为例
血型基因 IA IB i 血型 （表现型） A型血 B型血 AB型
O型血
基因型 IA IA IA i IB IB IB i IAIB
i i
共显性：两个亲本的性状，同时在F1的个体上显现出来，而不是单一地表现出中间性状。
假说----演绎法
发现问题
提出假说
演绎推理
实验验证
分离定律
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。
课堂小结

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