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第一章 遗传因子的发现
第 1 节 孟德尔的豌豆杂交实验
第一课时
1
2
3
豌豆用作遗传实验材料的优点
一对相对性状的杂交实验
对分离现象的解释
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
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？
2．你同意上述观点吗？你的证据有哪些？
红花豌豆和白花豌豆
根据融合遗传的观点，即红色和白色的混合色粉色。
不同意，因为自然界的遗传现象并不是融合遗传的结果。
“现代遗传学之父”——孟德尔
从小好学
他从小喜爱自然科学，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。
杂交实验
利用修道院的一块园地，种植豌豆、山柳菊、玉米等多种植物，进行实验，研修了多年，其中，豌豆杂交实验非常成功。
发现规律
分析豌豆杂交实验，发现了两大遗传规律：
基因的分离定律和基因的自由组合定律。
1
豌豆用作遗传实验材料的优点
花丝
柱头
子房
花柱
花药
花萼
胚珠
花托
花瓣
豌豆花的结构（两性花）
雄蕊
雌蕊
优点一：
自花传粉、闭花受粉
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。
使结果更可靠和容易分析。
优点二：
有多对易于区分的性状
相对性状：一种生物的同一种性状的不同表现类型
性状：生物体的形态特征和生理特性的总称。
实验结果易于观察和分析
1
豌豆用作遗传实验材料的优点
判断：下列各对性状中，属于相对性状的是
A.狗的长毛和卷毛
B.棉花的掌状叶和鸡脚叶
C.玉米叶梢的紫色和叶片的绿色
D.豌豆的高茎和蚕豆的矮茎
E.兔子毛的长毛和灰毛
F.大麦的高杆与小麦的矮杆　　　　　
×
×
×
×
×
√
优点三：
子代数目多，便于进行统计分析
优点四：
花大，易于做人工杂交实验
用数学统计方法分析结果更可靠，且偶然性小
思考：豌豆是纯种，自然情况下只进行自交，那要怎样操作才能进行杂交呢？
1
豌豆用作遗传实验材料的优点
人工异花授粉的步骤
去 雄
套 袋
传 粉　
套 袋
保证杂交种子是人工传粉所结
2
一对相对性状的杂交实验
先除去未成熟花的全部雄蕊。
套上纸袋，防止外来花粉干扰。
雌蕊成熟时将另一植株的花粉（撒）在去雄的雌蕊的柱头上。
2
一对相对性状的杂交实验
符号 P F1 F2 × ♀
含义 亲本 ________ ________ 杂交 _____ 母本 父本
子一代　
子二代　
自交　
概念辨析
♂
遗传实验中常用符号及含义
正交：
在具有相对性状的遗传实验中，若将显性个体作母本，隐性个体作父本的杂交方式称为正交；
反交：
将显性个体作父本，隐性个体作母本的杂交方式就为反交。
正交与反交是相对的，若我们假设其中一种为正交，那么另一种就是反交。
2
一对相对性状的杂交实验
高茎
高茎
矮茎
1.为什么子一代都是高茎而没有矮茎的呢？
2.为什么子一代没有矮茎的，而子二代又出现了矮茎的呢？
观察现象，提出问题
显性性状：
两个具有相对性状的纯合亲本杂交，F1中表现出来的性状，
隐性性状：
F1中未表现出来的性状，
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。
如高茎。
如矮茎。
图1-3 高茎豌豆和矮茎豌豆的杂交实验示意图
高茎
矮茎
3 ∶ 1
2
一对相对性状的杂交实验
七对相对性状的遗传实验数据
性状
茎的高度
种子的形状
子叶的颜色
花的位置
种皮的颜色
豆荚的形状
豆荚颜色
显性性状
787（高）
5474（圆滑）
6022（黄色）
651（叶腋）
705（灰色）
882（饱满）
428（绿色）
隐性性状
277（矮）
1850（皱缩）
2001（绿色）
207（茎顶）
224（白色）
299（不饱满）
152（黄色）
F2之比
2.84:1
2.96:1
3.01:1
3.14:1
2.95:1
3.15:1
2.82:1
F2表现型之比3∶1是不是巧合呢？
子二代发生性状分离，显性性状和隐性性状的数量比接近于3:1。
对分离现象的解释
3
分析问题，提出假说
（1）生物的性状是由遗传因子（hereditary factor）决定的。
显性遗传因子（大写，如D）
隐性遗传因子（小写，如d）
显性性状
隐性性状
决定
决定
对分离现象的解释
3
（2）在体细胞中，遗传因子是成对存在的。
如：纯种高茎豌豆的遗传因子DD，
纯种矮茎豌豆的遗传因子dd。
纯合子：
遗传因子组成相同的个体。
纯合子能稳定遗传，自交后代不会发生性状分离。
杂合子：
遗传因子组成不同的个体。
杂合子不能稳定遗传，自交后代会发生性状分离。
如：F1中的高茎豌豆的遗传因子Dd。
对分离现象的解释
3
（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。配子中只含有每对遗传因子中的一个。
纯合子只产生一种配子
杂合子产生两种配子
DD
D
Dd
dd
D : d
= 1 : 1
d
（4）受精时，雌雄配子的结合是随机的。
对分离现象的解释
3
图1-4 高茎豌豆与矮茎豌豆杂交实验的分析图解
P
配子
F1
F1
配子
F2
高茎
高茎
高茎
高茎
高茎
高茎
高茎
矮茎
DD
DD
dd
dd
矮茎
Dd
Dd
Dd
D
d
Dd
D
d
1 : 2 : 1
×
×
Dd
D
d
1
2
3
性状分离比的模拟实验
对分离现象解释的验证
分离定律
第 1 节 孟德尔的豌豆杂交实验
第二课时
【体验假说】
1.实验目的
通过模拟实验，理解 的分离和 的随机结合与 之间的数量关系，体验孟德尔的假说。
2.模拟内容
遗传因子
配子
性状
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 的随机结合
雌、雄生殖器官
雌、雄配子
雌、雄配子
精巢
卵巢
雄配子
雌配子
模拟生殖过程中，雌雄配子随机结合
1
性状分离比的模拟实验
1
性状分离比的模拟实验
（3）分别从两个桶内随机抓取一个彩球，组合在一起，记下两个彩球的字母组合。
【方法步骤】
（1）在甲、乙两个小桶中放入两种彩球各10个。
（2）摇动两个小桶，使小桶内的彩球充分混合。
（4）将抓取的彩球放回原来的小桶内，摇匀。
（5）按步骤（3）和（4）重复做30次以上。
确保两种类型的配子数目一样
模拟雌、雄配子的随机结合
确保样本数目足够多。
雌、雄配子结合的机会相等。
1
性状分离比的模拟实验
次数 甲（雄配子） 乙（雌配子） 组合
1
2
3
4
5
......
29
30
合计次数 D 次 d 次 D 次 d 次 DD 次 Dd 次 dd 次
统计数量比 D： d ≈ D： d ≈ DD：Dd：dd ≈
性状分离比的模拟实验记录表
1：1
1：1
1:2:1
讨论:
1．将每个小组的实验结果与全班总的实验结果作比较，你有什么发现？如果孟德尔当时只对F2中10株豌豆的性状进行统计，他还能正确地解释性状分离现象吗？
与每个小组的实验结果相比，全班总的实验结果更接近预测的结果，即彩球组合类型比DD:Dd:dd=1：2：1；彩球代表的显性与隐性类型的数量比为3：1。因为实验统计的样本数量越大，越接近统计规律。
如果孟德尔当时只对F2中10株豌豆的性状进行统计，那么他很难正确地解释性状分离现象。因为实验统计的样本数量足够大，是孟德尔能够正确分析实验结果的前提条件之一。只对10株豌豆的性状进行统计，会出现较大的误差。
1
性状分离比的模拟实验
讨论:
2．将模拟实验的结果与孟德尔的杂交实验结果相比较，你认为孟德尔的假说是否合理？
合理。因为甲乙两个小桶内的彩球分别代表孟德尔杂交实验中的雌雄配子，分别从两个桶内随机抓取一个彩球进行组合，实际上是模拟雌雄配子的随机结合，统计的样本数量也足够大，出现了3：1的结果。但孟德尔提出的假说是否正确还需要实验来验证。
1
性状分离比的模拟实验
2
对分离现象解释的验证
P
配子
F1
高茎
高茎
矮茎
Dd
dd
d
×
测交
杂种子一代
隐性纯合子
D
d
Dd
dd
矮茎
1 : 1
演绎推理，验证假说
测交实验的结果：
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。
得出结论：
测交实验结果与预测相符，表明F1产生了两种配子（D和d），且比例是1：1。
假说正确，即F1（Dd）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。
15
分离定律的适用范围：真核生物有性生殖的细胞核遗传
分离定律
3
孟 德 尔 第 一 定 律， 又 称 分离定律（law of segregation）
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。
一对相对性状的遗传实验中，F2出现3:1分离比的条件是：
① F1个体形成的不同类型的雌(或雄)配子数目相等且生活力相同；
② 雌、雄配子结合的机会相等；
③ F2各个个体存活率相等；
④ 遗传因子间的显隐性关系为完全显性；
⑤ 观察的子代样本数目足够多。
分离定律
3
分离定律
3
发现问题：无论正交和反交，F1都表现高茎，F2出现性状分离，分离比接近3:1
①生物体性状都是由遗传因子控制的。
②体细胞中，遗传因子成对存在
③配子形成时，成对的遗传因子分离，分别进入不同的配子（核心）
④受精时，雌雄配子的结合是随机的
演绎推理：①测交（预期结果）
②验证（实际结果）
结果一致
分离定律
科学研究方法:假说—演绎法
验证基因的分离定律的方法
②自交法：
①测交法：
具有相对性状的纯合
性状分离比为3∶1
杂合子
隐性纯合子
1∶1
思维拓展
验证基因的分离定律的方法
③花粉鉴定法：
杂合子
两
1∶1
思维拓展
(1)已知亲代基因型推后代分离比（正推法）
亲本组合 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
AA:Aa = 1:1
Aa
AA:Aa:aa = 1:2:1
Aa:aa = 1:1
aa
全是显性
全是显性
全是显性
显性:隐性 = 3:1
显性:隐性 = 1:1
全是隐性
分离定律
3
分离定律的应用
分离定律的应用
(2)已知后代分离比推亲代基因型（以A/a为例，逆推法）
后代表现型 亲本基因型
全 显
全 隐
显﹕隐 = 1 ﹕ 1
显﹕隐 = 3 ﹕ 1
AA×AA/Aa/aa
aa×aa
Aa×aa
（杂合子的测交）
Aa×Aa
（杂合子的自交）
分离定律
3
分离定律
3
番茄果实的颜色由一对等位基因A、a控制，下表是关于番茄果实颜色的三个杂交实验及其结果。请回答下列问题。
实验 亲本表现型 F1的表现型和植株数目
红果 黄果
1 红果×黄果 492 504
2 红果×黄果 997 0
3 红果×红果 1 511 508
(1)写出亲本的基因型：实验1：________；实验2：________；
实验3：________。
(2)实验2的F1中红果自交后代的表现型种类和比例_______________，实验3的后代中红果的基因型为____________。
Aa×aa　
AA×aa
Aa×Aa
红果∶黄果＝3∶1　
AA或Aa
分离定律的应用
豌豆花的顶生和腋生是一对相对性状，根据下表中的三组杂交实验结果，判断显性性状和纯合子分别为( )
A．顶生；甲、乙 B．腋生；甲、丁
C．顶生；丙、丁 D．腋生；甲、丙
杂交组合 子代表现型及数量
① 甲（顶生）×乙（腋生） 101 腋生，99 顶生
② 甲（顶生）×丙（腋生） 198 腋生，201 顶生
③ 甲（顶生）×丁（腋生） 全为腋生
分离定律
3
B
分离定律的应用
分离 定律
3、孟德尔一对相对性状的杂交实验
7、分离定律内容
1、豌豆作为实验材料的优点
自花传粉、闭花受粉；
具有多个易于区分的性状
花大、生长周期短、子代数目多等
2、人工异花授粉的过程
4、对分离现象的解释
本课小结
5、性状分离比的模拟实验
6、对分离现象的验证
8、分离定律应用

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