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孟德尔的豌豆杂交实验（一）第2课时
第1节
第1章 遗传因子的发现
八年耕耘源于对科学的痴迷，一畦畦豌豆蕴藏遗传的秘密。
实验设计开辟了研究的新路，数学统计揭示出遗传的规律。
>>>2019人教版高中生物学必修2课件
探究·实践：性状分离比的模拟实验
通过模拟实验，来体验孟德尔的假说。
阅读教材P6的“探究·实践”，结合观看视频，思考讨论以下问题：
课堂活动
（1）甲小桶和乙小桶分别代表什么？
（2）甲乙两个小桶一定要相同吗？两桶内小球数量一定要相等吗？每个小桶内不同颜色的小球数量一定要相等吗？为什么？
探究·实践：性状分离比的模拟实验
（3）为什么要随机抓取小球？怎样保证随机抓取？
（4）从甲桶中随机取出1个小球，代表什么生理过程？从两个桶取出小球混合在一起，代表什么生理过程？
（5）为什么要将抓取的小球放回，才能重新抓取？
（6）“方法步骤”第5步中提到要重复30次以上，为什么？
（7）小球有哪几种组合？理论上比例为多少？
（8）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？
（9）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？
通过模拟实验，来体验孟德尔的假说。
阅读教材P6的“探究·实践”，结合观看视频，思考讨论以下问题：
课堂活动
探究·实践：性状分离比的模拟实验
（1）甲小桶和乙小桶分别代表什么？
通过模拟实验，来体验孟德尔的假说。
阅读教材P6的“探究·实践”，结合观看视频，思考讨论以下问题：
课堂活动
（2）甲乙两个小桶一定要相同吗？两桶内小球数量一定要相等吗？每个小桶内不同颜色的小球数量一定要相等吗？为什么？
分别代表雌、雄生殖器官
甲乙两个小桶不一定相同。
两桶内小球数量不一定相等，且最好不等。因为同种生物，雌配子数量一般远少于雄配子数量。
一定要相等。因为杂合子产生两种类型配子，比例为1:1。
甲桶 乙桶
某次抓取的组合
探究·实践：性状分离比的模拟实验
（3）为什么要随机抓取小球？怎样保证随机抓取？
通过模拟实验，来体验孟德尔的假说。
阅读教材P6的“探究·实践”，结合观看视频，思考讨论以下问题：
课堂活动
（4）从甲桶中随机取出1个小球，代表什么生理过程？从两个桶取出小球混合在一起，代表什么生理过程？
（5）为什么要将抓取的小球放回，才能重新抓取？
随机抓取模拟雌、雄配子的随机结合，几率是均等的。
摇匀再抓、不能看，球的大小、材质等要相同。
取出小球代表配子形成过程；小球混合代表受精作用。
保证每个桶内两种配子的数量始终相等，被抓取出的概率相等。
探究·实践：性状分离比的模拟实验
（6）“方法步骤”第5步中提到要重复30次以上，为什么？
通过模拟实验，来体验孟德尔的假说。
阅读教材P6的“探究·实践”，结合观看视频，思考讨论以下问题：
课堂活动
（7）小球有哪几种组合？理论上比例为多少？
（8）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？
重复30次以上，是为了确保观察样本数目足够多。
DD、Dd、dd三种，理论上比例为1：2：1
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，即彩球组合类型数量比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。
探究·实践：性状分离比的模拟实验
（8）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？
通过模拟实验，来体验孟德尔的假说。
阅读教材P6的“探究·实践”，结合观看视频，思考讨论以下问题：
课堂活动
（9）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？
如果孟德尔当时只对F2中10株豌豆的性状进行统计，那么他很难止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。
合理，因为甲、乙小桶内的彩球分别代表孟德尔杂交实验中的雌、雄配子，从两个桶内分别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。
对分离现象解释的验证
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，还应该能够预测另一些实验结果。
分析：按孟德尔的假设，杂合子在产生配子时，可形成两种不同的配子，即一种配子含有D，另一种配子含有d。只要验证这一点，就可以证实基因分离假设的正确性。
孟德尔巧妙地设计了测交（test cross）
实验，让F1与隐性纯合子杂交。
对分离现象解释的验证
测交实验
配子
P
高茎
矮茎
F1
高茎
Dd
矮茎
dd
D
d
d
Dd
dd
杂交子一代 隐性纯合子
×
1 : 1
根据假说，演绎推理：
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，进行演绎推理（如右图示）：如果孟德尔的假说是正确的，则测交后代中高茎与矮茎植株的数量比应为1:1。
对分离现象解释的验证
测交实验
通过测交实验进行验证：
孟德尔在实验田中进行测交实验
测交实验结果验证了他的假说！
表现型 高茎植株 矮茎植株
数量/株 （总数166株） 87 79
比例 高茎与矮茎的数量比 接近1:1 ★ 假说是正确的 ★
分离定律
分离定律（law of segregation，孟德尔第一定律）：
分离定律的适用范围：
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。
（1）只适用于进行有性生殖的生物。
（2）只适用于真核生物细胞核中的遗传，而不适用于原核生物、细胞质的遗传因子的遗传。
（3）只适用于一对基因的遗传，两对或两对以上的基因遗传行为不适用。
分离定律
分离定律在生物的遗传中具有普遍性：
例如：
（1）小麦的高杆和矮杆、家鸡的羽腿和光腿等相对性状的遗传遵循分离定律；
（2）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。
分离定律的应用：
（1）显隐性性状的判断
（2）纯合子和杂合子的判断
（3）基因型推断
（4）遗传概率计算
（5）连续自交概率计算
（6）指导杂交育种
分离定律
分离定律的应用：
1、显隐性性状的判断
（1）杂交法
若A×B → A，则A为显性性状，B为隐性性状；
若A×B → B，则B为显性性状，A为隐性性状；
若A×B → 既有A又有B，则需采用自交法进一步判断。
若A自交 → 既有A又有B ，则A为显性性状，B为隐性性状。
（2）自交法
分离定律
分离定律的应用：
1、显隐性性状的判断
例1：教材P8“练习与应用”的概念检测第3题（见右侧）
观察羊的毛色遗传图解，据图回答问题。
（1）毛色的显性性状是 ，隐性性状是 。（2）白毛羊与白毛羊通过有性生殖产生的后代中出现了黑毛羊，这种现象在遗传学上称为 。产生这种现象的原因是 。
【答案提示】
（1）白色；黑色。
（2）性状分离；白毛羊为杂合子，杂合子自交时会出现性状分离。即雌雄白毛羊均可形成含有黑毛遗传因子的配子，雌雄配子随机结合，会产生黑毛羊。
分离定律
分离定律的应用：
1、显隐性性状的判断
例2：一对有耳垂的父母生了一个无耳垂的孩子，这说明（ ）
A. 有耳垂为显性性状 B. 无耳垂为显性性状
C. 有耳垂为隐性性状 D. 不能说明问题
A
例3：大豆白花和紫花是一对相对性状，下四组杂交能判断显性和隐性关系( )
①紫花×紫花 → 紫花 ②紫花×紫花 → 301紫花＋101白花
③紫花×白花 → 紫花 ④紫花×白花 → 98紫花＋102白花
A. ①和② B. ③和④ C. ①和③ D. ②和③
D
分离定律
分离定律的应用：
2、纯合子和杂合子的判断
（1）自交：
后代
→ 出现性状分离
→ 杂合子Dd
→ 不出现性状分离
→ 纯合子DD
（2）测交：
P 待测个体（D ）× 隐性性状个体dd
　　　　　　
若F1 1显性个体（Dd ）：1隐性性状（dd）
→ Dd
若F1 全部显性个体（Dd）
→ DD
★ 待测对象若为生育后代少的雄性动物，注意应与多个隐性雌性个体交配，以使后代产生更多的个体，使结果更有说服力。
分离定律
分离定律的应用：
2、纯合子和杂合子的判断
例题：教材P8“练习与应用”的拓展应用第2题（见右侧）
某农场养了一群马，马的毛色有栗色和白色两种。已知栗色和白色分别由遗传因子B和b控制。育种工作者从中选出一匹健壮的栗色公马， 拟设计配种方案鉴定它是纯合子还是杂合子（就毛色而言）。请回答下列问题。
（1）在正常情况下，一匹母马一次只能生一匹小马。为了在一个配种季节里完成这项鉴定，应该怎样配种？
（2）杂交后代可能出现哪些结果？如何根据结果判断栗色公马是纯合子还是杂合子？
【答案提示】
（1）将被鉴定的栗色公马与多匹白色母马配种，这样可在一个季节里产生多匹杂交后代。
（2）杂交后代可能有两种结果 : 一是杂交后代全部为栗色马，此结果说明被鉴定的栗色公马很可能是纯合子；二是杂交后代中既有白色马，又有栗色马，此结果说明被鉴定的栗色公马为杂合子。
分离定律
分离定律的应用：
2、纯合子和杂合子的判断
（3）花粉鉴定法：只适合一些特殊植物
待测个体产生花粉：
① 产生两种花粉为杂合子；
② 只产生一种花粉为纯合子。
例如：水稻的非糯性（A）和糯性（a）是一对相对性状，非糯性花粉中所含的淀粉为直链淀粉，遇碘变蓝黑色，而糯性花粉中所含的是支链淀粉，遇碘变橙红色。
分离定律
分离定律的应用：
3、基因型推断
亲代组合 子代遗传因子及比例 子代性状及比例
① DD×DD
② DD×Dd
③ DD×dd
④ Dd×Dd
⑤ Dd×dd
⑥ dd×dd
DD:Dd=1:1
全显
Dd
全显
DD:Dd:dd=1:2:1
显:隐=3:1
Dd:dd=1:1
显:隐=1:1
dd
全隐
全显
DD
（1）正推法：亲代→子代；（2）逆推法：子代→亲代
在孟德尔的一对相对性状的豌豆杂交实验中，F1都表现为显性性状，F1的自交后代却出现了性状分离。据此判断下列相关表述是否正确。
（1）隐性性状是指生物体不能表现出来的性状。（ ）
（2）纯合子的自交后代不会发生性状分离，杂合子的自交后代不会出现纯合子。（ ）
分离定律
分离定律的应用：
3、基因型推断
例题：教材P8“练习与应用”的概念检测第1题和第2题
A
×
×
人眼的虹膜有褐色的和蓝色的，褐色是由显性遗传因子控制的，蓝色是由隐性遗传因子控制的。已知一个蓝眼男人与一个褐眼女人（这个女人的母亲是蓝眼）结婚，这对夫妇生下蓝眼孩子的可能性是（ ）
A. 1/2 B. 1/4
C. 1/8 D. 1/6
例题：水稻的基因型为Aa，自交后代中的纯合体占总数的（ ）
A. 25% B. 50% C. 75% D. 100%
分离定律
分离定律的应用：
4、遗传概率计算
加法定理
一个事件A出现时，另一个事件B就被排斥。
P(A+B) = P(A) + P(B)
B
两个互斥事件A与B之和的概率，等于事件A与B的概率之和。
互斥
事件
例题：一对正常夫妇生了一个患白化病的男孩，再生一个正常孩子的几率是多少？( )
A. 75% B. 50% C. 12.5% D. 37.5%
分离定律
分离定律的应用：
4、遗传概率计算
乘法定理
一个事件A的发生，不影响另一个事件B的发生。
如：甲乙两人抛硬币，甲乙所抛硬币正面朝上的概率均为1/2，且相互独立、互不影响，那么甲乙所抛硬币均正面朝上的概率等于1/2×1/2＝1/4。
A
独立
事件
P(AB) = P(A) · P(B)
分离定律
分离定律的应用：
5、连续自交概率计算
自交是指遗传因子组成相同的生物个体间相互交配的过程。遗传因子组成为Aa的个体连续自交，如右图所示。
分离定律
分离定律的应用：
5、连续自交概率计算
自交时一定要看清楚题目问的是第几代，然后利用图解逐代进行计算，从图中可以看出，在Fn中杂合子等个体的情况如下表所示。
杂合子 纯合子 显性 纯合子 隐性 纯合子 显性 性状个体 隐性
性状个体
0 1/2n 1－1/2n 1/2（1－1/2n） 1/2（1－1/2n） 1/2（1+1/2n） 1/2（1－1/2n）
例题：基因Bb水稻连续自交三代，后代中基因型为bb个体占群体总数为( )
A. 1/16 B. 2/ 16 C. 4/16 D. 7/16
D
分离定律
分离定律的应用：
5、连续自交概率计算
杂合子（Dd）连续自交第N代的比例
【特别提醒】连续自交可使杂合子频率不断下降、纯合子频率不断上升，所以生产上提高纯合子概率的常用方法是连续自交。
分离定律
分离定律的应用：
6、指导杂交育种
（1）优良性状为显性性状：
连续自交，直到不发生性状分离为止，收获性状不发生分离的植株上的种子，留种推广。
（2）优良性状为隐性性状：
一旦出现就能稳定遗传，即可留种推广。
（3）优良性状为杂合子：
两个纯合的具有不同相对性状的同种生物个体的杂交后代就是杂合子，每年都要留种。
分离定律
分离定律的应用：
例题：教材P8“思维训练”
...... 怎样才能获得开紫花的纯种植株呢？请你写出解决这一问题的实验方案，与同学交流，看谁设计的方案更简捷。
【答案提示】将获得的紫花植株连续自交几代，即将每次自交后代的紫花植株选育后再进行自交， 直至自交后代中不再出现白花植株为止。具体过程可用左边的图解表示。
小试牛刀
1、如图为豌豆的一对相对性状遗传实验过程图解，请仔细阅图后回答下列问题：
（1）该实验的亲本中，父本是____________，母本是____________。
（2）操作①叫做_________，操作②叫做__________；为了确保杂交实验成功，①的操作过程中应注意，时间上___________________________，操作过程中要干净、全部、彻底，操作后_____________。
（3）红花(A)对白花(a)为显性，则杂种种子种下去后，长出的豌豆植株开的花为_____色。
（4）若P皆为纯合子，让F1进行自交，F2的性状中，红花与白花之比为_________，F2的遗传因子组成有__________________，且比值为__________。生物体的这种现象称为___________。
白花豌豆
红花豌豆
去雄
传粉
要在花粉成熟之前操作
套袋
红
3:1
AA, Aa, aa
1:2:1
性状分离
小试牛刀
2、玉米籽粒中的紫色和黄色，由一对遗传因子控制。将纯种的紫粒玉米与纯种的黄粒玉米间行种植。收获时发现，紫粒玉米的果穗上只有紫色籽粒，黄粒玉米的果穗上却结有紫色和黄色籽粒。下列表述错误的是(　　)
A．紫粒玉米中的紫色籽粒既有纯合子又有杂合子
B．黄粒玉米中的黄色籽粒均为纯合子
C．由黄粒玉米可知，黄粒对紫粒为显性
D．题目中涉及的交配方式既有自交又有杂交
解析：玉米为雌雄同株异花植物，将纯种的紫粒玉米与纯种的黄粒玉米间行种植，既可以自交也可以杂交，紫粒玉米的果穗上只有紫色籽粒，说明杂交时黄粒玉米为其授粉后，紫粒玉米没有显示黄粒的性状，则紫粒为显性性状，紫粒玉米中的紫色籽粒既有紫粒植株自交得到的纯合子，也有黄粒植株与其杂交形成的杂合子，A、D正确；根据A项分析可知，黄粒为隐性性状，因此黄粒玉米中的黄色籽粒均为纯合子，B正确，C错误。
C
小试牛刀
3、若马的毛色受一对遗传因子控制，棕色马与白色马交配，F1均为淡棕色马，F1随机交配，F2中棕色马:淡棕色马:白色马＝1:2:1。下列叙述正确的是(　　)
A．F2中淡棕色马与棕色马交配，其子代遗传因子组成的比例与不同毛色的比例相同
B．该实验结果说明马的毛色遗传不遵循分离定律
C．F2中相同毛色的雌雄马交配，其子代中雌性棕色马所占的比例为3/8
D．马的毛色遗传符合融合遗传的观点
解析：F2中淡棕色马(Aa)与棕色马(AA)交配，其子代Aa与AA的比例为1:1，毛色类型及比例为淡棕色马:棕色马＝1:1，A正确；马的毛色受一对遗传因子控制，实验结果出现的分离比也能说明马的毛色遗传遵循分离定律，B错误；F2中相同毛色的雌、雄马交配，其子代中棕色马所占的比例为1/4＋1/2×1/4＝3/8，雌性棕色马所占的比例为1/2×3/8＝3/16，C错误；F1随机交配得到的F2中出现性状分离，不符合融合遗传的观点，D错误。
A
小试牛刀
4、遗传因子组成为Aa的豌豆连续自交，将后代中的纯合子和杂合子所占的比例绘制成如图所示的曲线，据图分析，下列叙述错误的是(　　)
A．a曲线可代表后代中纯合子所占比例随自交代数的变化
B．b曲线可代表后代中显性纯合子所占比例随自交代数的变化
C．后代中隐性纯合子所占比例随自交代数的变化曲线应处
于a曲线和b曲线之间
D．c曲线可代表后代中杂合子所占比例随自交代数的变化
解析：遗传因子组成为Aa的豌豆连续自交n代后，杂合子所占比例为1/2n，纯合子所占比例为1－1/2n，则图中a曲线代表后代中纯合子所占比例随自交代数的变化，b曲线代表后代中显性纯合子或隐性纯合子所占比例随自交代数的变化，c曲线代表后代中杂合子所占比例随自交代数的变化。故选C。
C
第1章 第2节
下节课继续学习《必修2》
孟德尔的豌豆杂交实验（二）

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