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(共45张PPT)
第1节 孟德尔豌豆杂交实验(一)
必修2 遗传与进化
一、学习目标
1.阐明分离定律，并能运用分离定律解释或预测一些遗传现象。
2.通过对孟德尔一对相对性状杂交实验的分析，培养归纳与演绎、抽象与概括的科学思维，体会假说—演绎法和孟德尔的创新思维。
3.认同在科学探究中正确地选用实验材料、运用数学统计方法、提出新概念以及应用符号体系表达概念的重要性。
二、自主学习
1.遗传因子是什么，你可能不清楚，但说起基因，你一定耳熟能详。你的长相、身高、体重、肤色，甚至在某方面的天赋，都与基因有着密不可分的关系。基因最早的名字就是“遗传因子”。
2.孟德尔冲破了融合遗传这个错误观点的“束缚”，提出了完全不同的理论。
3.孟德尔种植了豌豆、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。
4.豌豆花是两性花，在未开放时，它的花粉会落到同一朵花的雌蕊的柱头上，从而完成受粉，这种传粉方式叫作自花传粉，也叫自交。自花传粉避免了外来花粉的干扰，所以豌豆在自然状态下一般都是纯种，用豌豆做人工杂交实验，结果既可靠，又容易分析。
5.有些植物(如玉米)的花为单性花，花中只有雄蕊的，叫雄花；只有雌蕊的，叫雌花。玉米雄花的花粉落在同一植株的雌花的柱头上，所完成的传粉过程也属于自交。
6.两朵花之间的传粉过程叫作异花传粉。不同植株的花进行异花传粉时，供应花粉的植株叫作父本(♂)，接受花粉的植株叫作母本(♀)。
7.豌豆植株还具有易于区分的性状。这些性状能够稳定地遗传给后代。
8.一种生物的同一种性状的不同表现类型，叫作相对性状。用具有相对性状的植株进行杂交实验，很容易观察和分析实验结果。孟德尔经过仔细观察，从34个豌豆品种中选择了7对相对性状(如茎的高度、种子形状、子叶颜色、花的位置等)做杂交实验。
9.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。为了便于分析，他首先对一对相对性状的遗传进行了研究。
10.孟德尔用纯种高茎豌豆与纯种矮茎豌豆作亲本(用P表示)进行杂交。他惊奇地发现，无论用高茎豌豆作母本(正交)，还是作父本(反交)，杂交后产生的第一代(简称子一代，用F1表示)总是高茎的。
11.孟德尔用子一代自交，结果在第二代(简称子二代，用F2表示)植株中，不仅有高茎的，还有矮茎的。
12.看来矮茎性状在子一代中只是隐而未现。孟德尔把F1中显现出来的性状，叫作显性性状；未显现出来的性状，叫作隐性性状。后来，人们将杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象，叫作性状分离。
二、自主学习
13.孟德尔没有停留在对实验现象的观察与描述上，而是对F2中不同相对性状的个体进行数量统计。结果发现高茎与矮茎的性状分离比接近3∶1。
14.孟德尔还对其他6对相对性状进行了杂交实验，结果表明F2中出现3∶1的性状分离比不是偶然的。
15.孟德尔在观察和统计分析的基础上，果断摒弃了前人融合遗传的观点，通过严谨的推理和大胆的想象，对分离现象的原因提出了如下假说。
16.生物的性状是由遗传因子决定的。这些因子就像一个个独立的颗粒，既不会相互融合，也不会在传递中消失。每个因子决定一种特定的性状，其中决定显性性状的为显性遗传因子，用大写字母(如D)来表示；决定隐性性状的为隐性遗传因子，用小写字母(如d)来表示。
17.在体细胞中，遗传因子是成对存在的。例如，纯种高茎豌豆的体细胞中有成对的遗传因子DD，纯种矮茎豌豆的体细胞中有成对的遗传因子dd。像这样，遗传因子组成相同的个体叫作纯合子。因为F1自交的后代中出现了隐性性状，所以在F1的体细胞中必然含有隐性遗传因子；而F1表现的是显性性状，因此F1的体细胞中的遗传因子应该是Dd。像这样，遗传因子组成不同的个体叫作杂合子。
二、自主学习
18.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。配子中只含有每对遗传因子中的一个。
19.受精时，雌雄配子的结合是随机的。例如，含遗传因子D的配子，既可以与含遗传因子D的配子结合，又可以与含遗传因子d的配子结合。
20.在孟德尔提出这一假说时，生物学界还没有认识到配子形成和受精过程中染色体的变化。孟德尔根据实验现象提出的遗传因子在体细胞中成对存在，在配子中单个出现，是超越自己所处时代的一种非凡的设想。
21.孟德尔的假说合理地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。如果实验结果与预测相符，这个假说就得到了验证。
22.孟德尔巧妙地设计了测交实验，让F1与隐性纯合子杂交。以F1高茎豌豆(Dd)与隐性纯合子矮茎豌豆(dd)杂交为例，孟德尔根据假说，推出测交后代中高茎与矮茎植株的数量比应为1∶1。
23.测交实验的结果是，在得到的166株后代中，87株是高茎的，79株是矮茎的，高茎与矮茎植株的数量比接近1∶1。孟德尔测交实验的结果验证了他的假说。
二、自主学习
24.孟德尔一对相对性状的实验结果及其解释，后人把它归纳为孟德尔第一定律， 又称分离定律：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。
25.分离定律在生物的遗传中具有普遍性。例如，小麦的高秆和矮秆、家鸡的羽腿和光腿等相对性状的遗传均遵循分离定律。两只白色绵羊生出黑色的小羊，父母正常而其子女患白化病等性状分离现象，也是控制相关性状的遗传因子遵循分离定律遗传的结果。
26.在观察和分析基础上提出问题以后，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，推出预测的结果，再通过实验来检验。如果实验结果与预测相符，就可以认为假说是正确的，反之，则可以认为假说是错误的。这是现代科学研究中常用的一种科学方法，叫作假说—演绎法。
二、自主学习
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。
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
2.你同意上述观点吗？你的证据有哪些？
不同意
孟德尔豌豆杂交实验等
三、合作探究
1.花的基本结构是什么？
柱头
花柱
子房
雌蕊
花药
花丝
雄蕊
花瓣
萼片
花托
花柄
桃花的基本结构
子房内胚珠的示意图
卵细胞
内有花粉，花粉中有精子
三、合作探究
2.什么是两性花？什么是单性花？
两性花：同时具有雌蕊和雄蕊的花，如豌豆花。
单性花：只含有雌蕊或雄蕊的花，如玉米花。
雌雄同株同花
通常为雌雄同株异花
雄花
雌花
雄花
雌花
玉米植株
三、合作探究
3.什么是传粉？什么是自花传粉？什么是异花传粉？
传粉：花粉从花药中散放而落到雌蕊柱头上的过程。
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。
思考1：豌豆的自花传粉也叫什么？
自交
思考2：玉米的异花传粉也叫什么？
自交或杂交
自交
杂交
点拨：豌豆是绝佳的考查自交的植物，玉米是绝佳的考查自由交配的植物。
三、合作探究
3.什么是传粉？什么是自花传粉？什么是异花传粉？
花粉
卵细胞
花粉管
精子
1个精子和卵细胞结合形成受精卵
子房壁
珠被
1个精子和2个极核结合形成受精极核
果皮
种皮
胚乳
胚
种子
果实
受精极核=1个精子+2个极核(基因组成与卵细胞一致)。
果皮、种皮的基因组成与母本体细胞一致；胚的基因组成与受精卵一致；胚乳的基因组成与受精极核一致。
三、合作探究
3.什么是传粉？什么是自花传粉？什么是异花传粉？
子房
果实
胚珠
种子
胚轴
胚芽
胚根
子叶
种皮
胚根→发育成根
胚芽→发育成茎和叶
胚轴→发育成连接根和茎的部位
子叶：提供营养物质
胚
果皮和种皮
胚乳
子叶
胚芽
胚轴
胚根
胚
三、合作探究
4.人工异花传粉的步骤是怎样的？
去雄
采集花粉
传粉
去雄 → 套袋 → 传粉 → 套袋
♀
♂
♀
花蕾期
思考2：套袋的目的？
思考1：在什么时期去雄？
防止外来花粉的干扰
三、合作探究
5.豌豆作为遗传学实验材料的优点有哪些？
(1)豌豆严格自花传粉，在自然状态下一般都是纯种。
(2)豌豆植株还具有易于区分的性状。
(3)豌豆花比较大，易于做人工杂交实验。
6.什么是父本？什么是母本？
不同植株的花进行异花传粉时，供应花粉的植株叫作父本(♂)，接受花粉的植株叫作母本(♀)。
三、合作探究
7.常见的遗传学符号及其含义有哪些？
P ♂ ♀ × F1 F2 Fn
亲本 父本 母本 杂交 自交 子一代 子二代 子n代
U
8.什么是性状？什么是相对性状？
性状：生物体在外观、习性等方面的特征。
相对性状：一种生物的同一种性状的不同表现类型。
性状
相对性状
三、合作探究
8.什么是显性性状？什么是隐性性状？什么叫性状分离？
显性性状：具有相对性状的纯合亲本杂交，F1中显现出来的性状。
隐性性状：具有相对性状的纯合亲本杂交，F1中未显现出来的性状。
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。
9.什么是纯合子？什么是杂合子？
纯合子：遗传因子组成相同的个体，如DD、dd。
杂合子：遗传因子组成不同的个体，如Dd。
10.什么是表型(也叫表现型)？什么是基因型？
表型：生物个体表现出来的性状，如豌豆的高茎和矮茎。
基因型：与表型有关的基因组成，如高茎豌豆的基因型是DD或Dd，矮茎豌豆的基因型是dd。
三、合作探究
11.什么是相同基因？什么是等位基因？什么是非等位基因？
相同基因：控制相同性状的基因，如D和D，d和d。
等位基因：控制相对性状的基因，如D和d。
非等位基因：位于非同源染色体上或位于同源染色体上不同位置的基因。
12.什么是杂交？什么是自交？什么是测交？什么是正交和反交？什么是自由交配？
三、合作探究
杂交 基因型组成不同的个体间相互交配，如AA×Aa、AA×aa、Aa×aa
自交 狭义的自交仅限于植物，指两性花的自花传粉，或者雌雄同株植物的异花传粉，广义的自交指具有相同基因型的两个个体进行交配，如AA×AA、Aa×Aa、aa×aa
测交 F1与隐性纯合子杂交：Aa×aa
正交和反交 正交与反交是相对而言的，如若正交：高茎(♀)×矮茎(♂)，则反交：高茎(♂)×矮茎(♀)
自由交配 种群内具有生殖能力的雌雄个体之间可以随机交配，不受遗传因子组成的限制，如AA×AA、Aa×Aa、aa×aa、AA(♂)×Aa(♀)、AA(♀)
×Aa(♂)、AA(♂)×aa(♀)、AA(♀)×aa(♂)、Aa(♂)×aa(♀)、Aa(♀)×aa(♂)
三、合作探究
13.孟德尔豌豆杂交实验(一)的研究方法是什么？
假说-演绎法
在观察和分析基础上提出问题以后，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，推出预测的结果，再通过实验来检验。如果实验结果与预测相符，就可以认为假说是正确的，反之，则可以认为假说是错误的。这是现代科学研究中常用的一种科学方法，叫作假说
-演绎法。
实验
检验
得出结论
提出问题
提出假说
演绎推理
三、合作探究
13.孟德尔豌豆杂交实验(一)的研究方法是什么？
假说-演绎法
提出问题：为什么子一代都是高茎而没有矮茎的呢？子二代中出现3:1的性状分离比是偶然的吗？是什么原因导致遗传性状在杂种后代中按一定的比例分离呢？
高茎
矮茎
高茎
高茎:矮茎=3:1
三、合作探究
13.孟德尔豌豆杂交实验(一)的研究方法是什么？
假说-演绎法
提出假说：生物的性状是由遗传因子决定的；在体细胞中，遗传因子是成对存在的；生物体在形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中；受精时，雌雄配子的结合是随机的。
遗传图解：相交线法
遗传图解：棋盘格法
三、合作探究
13.孟德尔豌豆杂交实验(一)的研究方法是什么？
假说-演绎法
演绎推理
实验验证
得出结论：假说是正确的。
三、合作探究
14.孟德尔豌豆杂交实验(一)的相关数据有哪些？
P
×
F1
DD
dd
Dd
高茎
矮茎
高茎
U
F2
DD
Dd
dd
高茎
高茎
矮茎
1 : 2 : 1
思考1：F2中表型有多少种？比例是多少？
思考2：F2中基因型有多少种？比例是多少？
思考3：F2中高茎(D_)占多少？矮茎(dd)占多少？
思考4：F2中纯合子(DD、dd)占多少？显性纯合子(DD)占多少？杂合子(Dd)占多少？
思考5：F2高茎(D__)中，DD占多少？Dd占多少？
2种 3:1
3种 1:2:1
3/4 1/4
1/2 1/4 1/2
1/3 2/3
三、合作探究
14.孟德尔豌豆杂交实验(一)的相关数据有哪些？
思考6：测交子代中表型及比例是什么？
高茎:矮茎 = 1:1
思考7：测交子代中基因型及比例是什么？
Dd:dd = 1:1
三、合作探究
15.分离定律的概念、实质和适用范围分别是什么？
分离定律的概念：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。
分离定律的适用范围：真核生物、有性生殖、核基因、一对等位基因控制的一对相对性状的遗传。
A
a
A
a
1 : 1
配子
体细胞
分离定律的实质：
三、合作探究
16.性状分离比的模拟实验是怎么做的？
本实验用甲、乙两个小桶分别代表雌、雄生殖器官，甲、乙小桶内的彩球分别代表雌、雄配子，用不同彩球的随机组合，模拟生物在生殖过程中，雌、雄配子的随机结合。
雌性生殖器官
雌配子D:雌配子d=1:1
雄配子D:雄配子d=1:1
雌雄配子随机结合
雄性生殖器官
三、合作探究
16.性状分离比的模拟实验是怎么做的？
本实验用甲、乙两个小桶分别代表雌、雄生殖器官，甲、乙小桶内的彩球分别代表雌、雄配子，用不同彩球的随机组合，模拟生物在生殖过程中，雌、雄配子的随机结合。
思考：甲、乙两个小桶内的彩球总数是否一定要相同
不一定，雄配子数量远远多余雌配子更符合真实情境。
四、深化拓展
1.什么是完全显性？什么是不完全显性？
完全显性：具有一对相对性状的两个纯合亲本杂交，F1表现出与显性亲本完全一样的显性性状。
不完全显性：具有一对相对性状的两个纯合亲本杂交，F1表现出介于两个亲本之间的性状。
高茎
矮茎
高茎
DD
dd
Dd
P
F1
×
红花
RR
白花
rr
粉花
Rr
完全显性
不完全显性
思考：F1高茎自交表型及比例为？
F1粉花自交表型及比例为？
高茎:矮茎=3:1
红花:粉花:白花=1:2:1
2.什么是复等位基因？
复等位基因：等位基因之间不仅存在复杂的显隐性关系，而且还存在多于两种等位基因的现象，这样的等位基因群称为复等位基因。
表型 A型 B型 AB型 O型
基因型 IAIA IAi IBIB IBi IAIB ii
3种等位基因的显隐性关系：IA和IB呈共显性，同时它们分别对i呈显性。
实例：人类的ABO血型就是由复等位基因控制的。
四、深化拓展
四、深化拓展
3.什么是从性遗传？
从性遗传：常染色体上的基因控制的性状，在表型上受个体性别影响的现象，如羊的有角和无角的遗传。
表型 公羊 表型 母羊 有角 无角 有角 无角 基因型 HH Hh hh 基因型 HH Hh hh
思考：公羊有角(Hh)和母羊无角(Hh)交配，子代的表现及比例为？
公羊：有角:无角=3:1
母羊：有角:无角=1:3
四、深化拓展
4.什么是胚胎致死？什么是配子致死？
胚胎致死：某些基因组成的个体死亡，如显性纯合(DD)致死。
思考1：F1高茎豌豆(Dd)自交，DD致死，子代的表现及比例为？
高茎:矮茎=2:1
P
×
F1
DD
dd
Dd
高茎
矮茎
高茎
U
F2
DD
Dd
dd
高茎
高茎
矮茎
1 : 2 : 1
四、深化拓展
4.什么是胚胎致死？什么是配子致死？
配子致死：某些基因组成的配子死亡，如雄配子a致死。
思考2：某种植物(Aa)自交，雄配子a致死，子代的基因型及比例为？
2
2
×
1
F1
AA
Aa Aa aa
2 2 1 1
P Aa
U
雄配子 A a
1 1
雌配子
A 1
a 1
2 2
×
1
F1 AA 2 Aa 3 aa 1
AA:Aa:aa=2:3:1
解题技法总结：胚胎致死，利用比例关系直接计算；配子致死：配子法。
四、深化拓展
5.分离定律的应用。
(1)显隐性性状的判断：显性性状、性状分离、3:1等。
P
×
F1
DD
dd
Dd
高茎
矮茎
高茎
U
F2
DD
Dd
dd
高茎
高茎
矮茎
1 : 2 : 1
显性性状
隐性性状
5.分离定律的应用。
(2)由亲代推子代的基因型及比例、表型及比例：正推。
亲代 子代基因型及比例 子代表型及比例
自交 AA×AA AA 全是显性
Aa×Aa AA:Aa:aa=1:2:1 显性:隐性=3:1
aa×aa aa 全是隐性
杂交 AA×Aa AA:Aa=1:1 全是显性
AA×aa Aa 全是显性
Aa×aa Aa:aa=1:1 显性:隐性=1:1
四、深化拓展
5.分离定律的应用。
四、深化拓展
(3)由子代推亲代的基因型、表型：逆推。
子代表型 亲本基因型 亲本表型
全是显性 AA×_ _ 亲本至少有一个是显性
全是隐性 aa×aa 亲本全是隐性
显性:隐性=3:1 Aa×Aa 亲本全是显性
显性:隐性=1:1 Aa×aa 亲本一个是显性，一个是隐性
5.分离定律的应用。
(4)纯合子与杂合子的鉴定：自交、测交、花粉鉴定等。
四、深化拓展
Aa
AA、aa
AA
aa
AA、Aa
aa
5.分离定律的应用。
(5)4种必会计算。
四、深化拓展
①Aa连续自交。
②Aa连续自交并逐代淘汰隐性个体。
方法一：每代淘汰隐性个体，修改比例关系后，再进行自交，如右图所示。
方法二：虽然每一代都淘汰隐性个体，但是在计算时可以等同于第n代一同除去隐性个体，再修改比例关系。
温馨提示：方法一是学生必会的算法；方法二的好处在于建立Aa连续自交并逐代淘汰隐性个体与Aa连续自交的联系，可借助Fn中Aa=1/2n的公式(好记)，进行灵活的数据处理。
总结解题技法：自交，老实自交。
5.分离定律的应用。
(5)4种必会计算。
四、深化拓展
③Aa连续自由交配。
P Aa
♂配子 A1/2 a1/2
♀配子 A1/2 AA1/4 Aa1/4
a1/2 Aa1/4 aa1/4
♂配子 A1/2 a1/2
♀配子 A1/2 AA1/4 Aa1/4
a1/2 Aa1/4 aa1/4
自由交配
F1 AA1/4 Aa1/2 aa1/4
汇总得
自由交配
汇总得
F2 AA1/4 Aa1/2 aa1/4
......
Fn AA1/4 Aa1/2 aa1/4
自由交配
5.分离定律的应用。
(5)4种必会计算。
四、深化拓展
④Aa连续自由交配并逐代淘汰隐性个体。
P Aa
F1 AA1/3 Aa2/3
修改比例关系，得：
♂配子 A1/2 a1/2
♀配子 A1/2 AA1/4 Aa1/4
a1/2 Aa1/4 aa1/4
F2 AA1/2 Aa1/2
×
×
修改比例关系，得：
♂配子 A3/4 a1/4
♀配子 A3/4 AA9/16 Aa3/16
a1/4 Aa3/16 aa1/16
×
修改比例关系，得：
F3 AA3/5 Aa2/5
♂配子 A2/3 a1/3
♀配子 A2/3 AA4/9 Aa2/9
a1/3 Aa2/9 aa1/9
......
Fn AAn/(n+2) Aa2/(n+2)
自由交配
自由交配
自由交配
自由交配
总结解题技法：自由交配，配子法。
5.分离定律的应用。
(5)4种必会计算。
四、深化拓展
5.分离定律的应用。
(5)4种必会计算。
四、深化拓展
Aa Aa连续自交 Aa连续自交 并逐代淘汰隐性个体 Aa连续 自由交配 Aa连续自由交配
并逐代淘汰隐性个体
P 1 1 1 1
F1 1/2 2/3 1/2 2/3
F2 1/4 2/5 1/2 2/4
F3 1/8 2/9 1/2 2/5
Fn 1/2n 2/(2n+1) 1/2 2/(n+2)
解题技法总结：自交：老实自交；自由交配：配子法。
(6)分离定律的实验验证：Aa自交(最简便)→3:1；Aa测交→1:1；Aa花粉鉴定→1:1等。
点拨：方案设计时应围绕如何获得Aa，然后怎么做，接着预期实验结果及结论进行表述。
5.分离定律的应用。
四、深化拓展
五、课堂小结
孟德尔豌豆杂交实验(一)
实验材料：豌豆作为实验材料的优点(①②③)
实验结论 分离定律
实验过程
与分析
高茎(纯种)×矮茎(纯种)
正交 反交
子一代(高茎)
推测
性状有显隐性之分
U
子二代高茎:矮茎=3:1
提出假说 解释现象
设计测交实验，验证假说
演绎推理结果与实验结果相符
感谢忍耐聆听，
欢迎批评指正！

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