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1
第2节
孟德尔的豌豆杂交实验(二)
第1课时
1.分析两对相对性状的杂交实验过程,体会假说—演绎法。
2.简述对自由组合现象解释的验证过程，并说出自由组合定律的内容。
3.分析孟德尔遗传实验获得成功的原因,认同敢于质疑、勇于创新、探索求真的科学精神。
4.说出基因型、表现型和等位基因的含义。
学习目标
2
孟德尔发现就子叶颜色和种子形状来看，包括两种类型：一种是绿色皱粒的，一种是黄色圆粒的。
1.决定子叶颜色的遗传因子对决定种子形状的遗传因子会不会有影响？
2.黄色的豌豆一定是饱满的、绿色的豌豆一定是皱缩的吗？
1.【答案】 不影响。
2.【答案】不一定。在生活中，也可以看到黄色皱缩的豌豆.及绿色饱满的豌豆。
导入新课
3
问题探讨
为什么圆粒都是黄色，
皱粒都是绿色？
决定子叶颜色的遗传
因子对决定种子性状的遗
传因子会不会有影响呢？
孟德尔的豌豆杂交实验
4
粒形
圆粒种子
皱粒种子
Ｒ
ｒ
遗传因子
粒色
黄色种子
绿色种子
Ｙ
ｙ
P
和绿色皱粒的基因型应是：
的黄色圆粒
YYRR
yyrr
遗传因子
一、两对相对性状的杂交实验——观察实验，发现问题
5
F1
黄色圆粒
绿色皱粒
P
×
黄色圆粒
F2
黄色
圆粒
黄色
皱粒
绿色
圆粒
绿色
皱粒
315
101
108
32
×
9： 3： 3 ：1
问题：（1）正交、反交的F1全是黄色圆粒，说明了什么？
黄色对绿色显性;圆粒对皱粒显性
问题：（2）F2与亲本不同的性状组合是什么？
绿圆与黄皱
问题：（3）F2 中的黄圆:黄皱:绿圆:绿皱 = 9 : 3 : 3 : 1。从数学的角度分析,9: 3 : 3 :1与3 :1能否建立数学联系 这对理解两对相对性状的遗传结果有什么启示
9 : 3 : 3 : 1=
(3∶1)
×(3∶1)
一、两对相对性状的杂交实验——观察实验，发现问题
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F1
黄色圆粒
绿色皱粒
P
×
黄色圆粒
F2
黄色
圆粒
黄色
皱粒
绿色
圆粒
绿色
皱粒
315
101
108
32
×
9： 3： 3 ：1
方法：单独分析
种子形状
子叶颜色
315+108=423
｛
圆粒种子
皱粒种子
｛
黄色种子
绿色种子
圆粒∶皱粒≈
黄色∶绿色≈
101+32=133
315+101=416
108+32=140
3∶1
3∶1
无论是豌豆种子的形状还是子叶的颜色,依然遵循分离定律,即控制种子形状的遗传因子的遗传，与控制子叶颜色的遗传因子的遗传是互不干扰的。
一、两对相对性状的杂交实验——观察实验，发现问题
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不同性状之间发生了新的组合，是否控制
两对相对性状的遗传因子也发生了组合呢？
如果把两对性状联系在一起分析，F2出现的四种表现型的比
（黄色：绿色）*（圆粒：皱粒）＝（3：1）*（3：1）
黄圆：黄皱：绿圆：绿皱＝9∶3∶3∶1
8
2.F1：YyRr在产生配子时，
2）不同对的遗传因子可以______ __。
自由组合
F1→
1）每对遗传因子彼此______：
分离
则：
配子：YR : Yr : yR : yr
= 1 : 1 : 1 : 1
Y
R
y
r
YR
yr
yR
Yr
3.雌雄配子随机结合，得到F2.
二、对自由组合现象的解释
9
F1
提出假说:
假设豌豆的圆、皱粒分别由遗传因子R、r控制，
黄、绿色分别由遗传因子Y、y控制；
YYRR
yyrr
YR
yr
配子
黄色
圆粒
YyRr
Y
y
F1配子
R
r
YR
1 : 1 : 1 : 1
(1)F1在产生配子时，每对遗传因子彼此分离，
不同对的遗传因子自由组合；
F1产生的雌配子和雄配子各有4种：
雌配子:
YR、Yr、yR、yr，且比例为1:1:1:1
雄配子:
YR、Yr、yR、yr，且比例为1:1:1:1
Yr
yR
yr
黄色圆粒
绿色皱粒
P
×
二、对自由组合现象的解释——提出假说，解释问题
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YY
RR
yy
rr
Yy
RR
YY
Rr
Yy
Rr
Yy
Rr
Yy
Rr
Yy
Rr
Yy
RR
YY
Rr
yy
RR
yy
Rr
yy
Rr
YY
rr
Yy
rr
Yy
rr
F1
配子
YR
yr
yR
Yr
YR
yr
yR
Yr
棋盘法
黄圆
黄皱
1/16YYrr
绿圆
1/16yyRR
绿皱
1/16yyrr
2/16YyRR
2/16YYRr
4/16YyRr
1/16YYRR
2/16Yyrr
2/16yyRr
♂
♀
(2)受精时，雌雄配子的结合是随机的。
9/16Y_R_
3/16Y_rr
3/16yyR_
1/16yyrr
二、对自由组合现象的解释——提出假说，解释问题
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YY
RR
yy
rr
Yy
RR
YY
Rr
Yy
Rr
Yy
Rr
Yy
Rr
Yy
Rr
Yy
RR
YY
Rr
yy
RR
yy
Rr
yy
Rr
YY
rr
Yy
rr
Yy
rr
F1
配子
YR
yr
yR
Yr
YR
yr
yR
Yr
棋盘法
♂
♀
雌雄配子结合方式 种,
F2基因型 种,
F2表现型 种。
9
4
16
二、对自由组合现象的解释——提出假说，解释问题
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F1: Yy (黄色)
↓×
(1YY : 2Yy : 1yy)
基因型
比例
1/4 2/4 1/4
表现型
(3黄色 : 1绿色)
比例
3/4 1/4
Rr (圆粒) ↓×
(1RR : 2Rr : 1rr)
1/4 2/4 1/4
( 3圆粒 : 1皱粒)
3/4 1/4
9
3
3
1
黄色圆粒
3/4 × 3/4=9/16
黄色皱粒
3/4 × 1/4=3/16
绿色圆粒
1/4 × 3/4=3/16
绿色皱粒
1/4 × 1/4=1/16
×
×
逐对分析法
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从数学的角度分析，9:3:3∶1与3:1能否建立数学联系 这对理解两对相对性状的遗传结果有什么启示
（3:1）×（3:1）=9:3:3:1
（3黄色：1绿色） × （3圆粒：1皱粒）
黄色圆粒
9
黄色皱粒
绿色圆粒
绿色皱粒
3
3
1
二、对自由组合现象的解释
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2. 下列各项中不是配子的是( )
A.HR B.YR C.Dd D.Ad
1.以下个体能产生的配子及比例分别是：
a.yyRr： _ ；
b.Aabb： __ ____ ；
c.HhRr：____ __。
C
yR:yr=1:1
Ab:ab=1:1
HR:Hr:hR:hr=1:1:1:1
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YY
RR
yy
rr
Yy
RR
YY
Rr
Yy
Rr
Yy
Rr
Yy
Rr
Yy
Rr
Yy
RR
YY
Rr
yy
RR
yy
Rr
yy
Rr
YY
rr
Yy
rr
Yy
rr
F1
配子
YR
yr
yR
Yr
YR
yr
yR
Yr
棋盘法
♂
♀
雌雄配子结合方式 种,
F2基因型 种,
F2表现型 种。
9
4
16
二、对自由组合现象的解释——提出假说，解释问题
16
17
9：3：3：1出现条件
F2出现9：3：3：1的条件：
（1）所研究的每一对相对性状只受一对遗传因子控制，且遗传因子要完全显性。
（2）F1能产生1：1：1：1的配子
（3）不同类型的雌雄配子都能发育良好，且受精机会均等。
（4）实验的群体要足够大，个体数量要足够多。
要得到遗传因子组成为 YyRr的黄色圆粒豌豆，亲代除黄色圆粒和绿色皱粒外，还可以有哪些类型
黄色皱粒
绿色圆粒
黄色圆粒
×
YYrr
RRrr
YyRr
黄色皱粒(遗传因子组成为YYrr)和绿色圆粒(遗传因子组成为yyRR)杂交，可获得遗传因子组成为YyRr的黄色圆粒豌豆。
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如果不用字母，而是用中文或英文的词或句子来代表遗传因子，左图该怎样呈现 用字母作为符号。在孟德尔的推理过程中起到了什么作用
用中文或英文的词或句子来代表遗传因子，表述黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交实验的分析图解会非常烦琐，而用字母作为符号分析遗传图解就简便多了。用字母作为符号呈现思维过程，也利于不同语言、不同地区的人交流。
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×
YR
Yr
yR
yr
yr
配子：
测交后代：
YyRr
yyrr
yyrr
1 ： 1 ： 1 ： 1
YyRr
Yyrr
yyRr
（1）设计测交实验（即选F1与隐性纯合子杂交），演绎推理（纸上谈兵）。
三、对自由组合现象解释的验证——设计实验，验证假说
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（2）实施测交实验，得出实验结果。
黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆的F1测交实验结果
黄色圆粒 黄色皱粒 绿色圆粒 绿色皱粒
实际 子粒数 F1 作母本 31 27 26 26
F1 作父本 24 22 25 26
不同性状的数量比 1 ： 1 ： 1 ： 1
结论：实验结果与演绎推理结果一致，四种表现型实际子粒数比接近1：1：1：1，从而证实了F1形成配子时不同对的遗传因子是自由组合。
表现型
项 目
三、对自由组合现象解释的验证——设计实验，验证假说
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孟德尔在总结遗传规律时，是否用到了归纳法
归纳法是从一类事物的一个个具体事实中总结出这类事物共性的逻辑思维方法。孟德尔在进行豌豆杂交实验时，研究了7对相对性状各自的遗传结果，发现了F中显性性状个体与隐性性状个体的数量比约为3:1，由此总结出遗传因子的传递规律，这个过程中就运用了归纳法。
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四、自由组合定律
控制不同性状的遗传因子的分离和组合是__________的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此______，决定不同性状的遗传因子__________。
互不干扰
分离
自由组合
2.实 质：
等位基因分离，非等位基因自由组合
3.发生过程：
在杂合体减数分裂产生配子的过程中
1.内 容：
23
思考：是否所有生物性状的遗传都遵循自由组合定律？
适用范围：
（1）真核生物的性状遗传。
（2）有性生殖生物的性状遗传。
（3）细胞核遗传。
（4）两对及以上相对性状的遗传。（一对相对性状只遵循分离定律）
（细胞质中的遗传因子及原核生物和非细胞生物都不遵循）
(5)控制两对或两对以上性状的遗传因子分别位于几对同源染色
体上。
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四、自由组合定律
下列遵循自由组合定律的有哪些？
√
√
25
1.分离定律：
在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子__________，不相______；在形成配子时，成对的遗传因子发生_______，______后的遗传因子分别进入不同的配子中，随_____遗传给后代。
成对存在
融合
分离
分离
配子
2.自由组合定律：
控制不同性状的遗传因子的分离和组合是___________;
在形成配子时,决定同一性状的成 对遗传因子彼此_______,决定不同性状的遗传因子_________.
互不干扰的
分离
自由组合
①分离定律是自由组合定律的________。
②两大遗传定律在生物的性状遗传中______进行，_____起作用。
同时
同时
基础
3.关系：
（一对相对性状）
（两对或两对以上的相对性状）
自由组合定律VS分离定律
在独立遗传的情况下，有几对____________就可分解为几个分离定律问题，如AaBb×Aabb可分解为______个分离定律：Aa×Aa；________。
等位基因
2
Bb×bb
解题思路：先分解（分解成若干个分离定律问题），
再组合（组合并相乘）
①两大遗传定律在生物的性状遗传中______进行， ______起作用。 ②分离定律是自由组合定律的________。
同时
同时
基础
遗传定律 研究的 相对性状 涉及的等位 基因 F1配子的 种类及比例 F2基因型种类及比例 F2表现型种类
及比例
分离定律
自由组合 定律
两对或 多对等位 基因
两对或 多对
一对
一对等位基因
2种
1∶1
4=22种 1:1:1:1
3种
1∶2∶1
9=32种 (1:2:1)2
2种 3∶1
4=22种9:3:3:1
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自由组合定律VS分离定律
等位基因
等位基因与染色体关系
细胞学基础
遗传实质
联系
基因分离定律
基因自由组合定律
一对
位于一对同源染色体上
减I 后期同源染色体的分离
等位基因分离
两对或多对
分别位于两对或多对同源染色体上（独立遗传）
减I 后期非同源染色体自由组合
非同源染色体上非等位基因之间自由组合
① 两定律均为有性生殖的真核生物核基因的传递规律
② 两定律均发生在减数分裂形成配子时，同时进行，同时作用
③ 分离定律是自由组合定律的基础
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自由组合定律VS分离定律
讨论：1.用豌豆作杂交实验的材料有哪些优点 这说明实验材料的选择在科学研究中起着怎样的作用
提示：(1)具有稳定的易于区分的相对性状，如高茎和矮茎，高茎高度为1.5~2.0m，矮茎高度仅为0.3m左右，易于观察和区分;(2)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;(3)豌豆花比较大，易于做人工杂交实验。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。
30
讨论： 2.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
提示： 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概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。
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五、孟德尔实验方法的启示
讨论： 3.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
提示：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，由此证明自己提出的假说是正确的。
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讨论： 4.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
提示：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。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。
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六、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《植物杂交的试验》，发表遗憾的是这一重要成果，却没有引起人们的重视，一直沉寂了30多年。1900年三位科学家分别重新发现了孟德尔的论论文，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，因此1900年也称为遗传学现代纪元的开始 。
德国的科伦斯 荷兰的德弗里斯 奥地利的丘歇马克
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六、孟德尔遗传规律的再发现
1.再发现过程：
1866年，孟德尔发表论文
1900年，三位科学家分别重新发现遗传规律
1909年，约翰逊：“遗传因子” “基因”，提出表现型、基因型概念
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孟德尔遗传规律的再发现
1909年丹麦生物学家约翰逊给孟德尔的“遗传因子” 一词起了一个新名字，叫作基因(gene) ，并且提出表型(phenotype，表现型)的概念；
表型：指生物个体表现出来的性状，如豌豆的高茎和矮茎；
基因型：指与表型有关的基因组成，如高茎豌豆的基因型：DD或Dd，矮茎豌豆的基因型是dd；
等位基因：控制相对性状的基因，如D和d。
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相同基因和等位基因
A
A
a
a
一对同源染色体上，同一位置上控制相同性状的基因叫相同基因
A
a
一对同源染色体上，同一位置上控制相对性状的基因叫等位基因
六、孟德尔遗传规律的再发现
基因型与表现型的关系：
1.基因型是性状表现的内在因素，在很大程度上决定表现型，而表现型是基因型的表现形式 。
2.表现型（生物的性状表现）是基因型（遗传物质组成）和环境条件共同作用的结果。
基因型相同，其表现型一般相同；而表现型相同，则基因型不一定相同。
表现型＝基因型+环境条件
六、孟德尔遗传规律的再发现
①基因型相同，表现型一定相同。
②表现型相同，基因型一定相同。
③基因型是决定表现型的主要因素。
④在相同的环境中，基因型相同，表现型一定相同。
⑤在不同条件下，即使基因型相同，表现型也未必相同。
小试牛刀
孟德尔遗传规律的应用
1.动植物杂交育种
有目的的将具有不同优良性状的两个亲本杂交，组合两个亲本的优良性状
经过繁育、现在和培育，最后筛选出所需要的优良品种
阅读教材P13小麦优良品种的杂交育种过程。绘制纯种既抗倒伏又抗条锈病的小麦育种过程的遗传分析图解。
倒伏
条锈病
七、自由组合定律的应用
40
P
高杆抗病
矮杆不抗病
DDTT
ddtt
×
↓
高杆抗病
DdTt
F1
↓
F2
高杆抗病
9D_T_
高杆不抗病
3D_tt
矮杆抗病
3ddT_
矮杆不抗病
1ddtt
(淘汰)
(淘汰)
(保留)
(淘汰)
多次自交选种
矮杆抗病
ddTT
杂交
自交
选种
多次自交选种
优良性状的纯合体
1.动植物杂交育种
（1）纯种既抗倒伏又抗条锈病的小麦育种过程
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可以依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
人类白化病是一种由隐性基因（a）控制的遗传病。
绘制双亲表现正常，生出孩子是患者的遗传图解，并标明孩子患病的概率。
白化病
2.医学实践
42
小结
自由组合 定律
杂交实验
理论解释 （假说）
测交验证
自由组合定律内容
F2性状表现类型及其比例为
子代性状表现类型及其比例为
（两对相对性状）
黄圆∶黄皱∶绿圆∶绿皱 ≈
9∶3∶3∶1
F1在产生配子时，每对遗传因子彼此____，不同对的遗传因子可以__________。
分离
自由组合
黄圆：黄皱：绿圆：绿皱 ≈
1：1：1：1
43

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