资源简介

(共49张PPT)
本模块编排体系设计思路
遗传与
进化
人类怎样认识到基因的存在？
基因在哪里？
基因是什么
基因是怎样行使其功能的？
基因在传递过程中怎样变化？
生物进化时基因频率如何变化？
第一章 遗传因子的发现
第三章 基因的本质
第四章 基因的表达
第五章 基因突变及其他变异
第六章 生物的进化
第二章 基因和染色体的关系
什么是遗传？
亲子之间以及子代个体之间性状(trait)存在相似性，表明性状可以从亲代传递给子代，这种现象称为遗传(heredity)。
什么是变异？
亲子之间以及子代个体之间性状表现存在差异的现象称为变异（variation）。
遗传和变异是进化的基础！
第1节 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？
必修2遗传与进化/第1章/遗传因子的发现/
亚里士多德：认为雄性提供“蓝图”，母体提供物质。
柏拉图：认为子女更像父方还是更像母方，取决于受孕时哪方的感情更投入，更浓烈些。
问题探讨—19世纪前人类对遗传现象的一些看法
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
+
品红色
（介于红色和蓝色之间）
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、你同意此观点吗？有何证据？
不同意。因为自然界的遗传现象并不是融合遗传的结果。例如，红花豌豆与白花豌豆杂交后，其后代仍出现红花或白花；又如，人的性别遗传说明控制男女性别的遗传物质没有发生混合。
融合遗传的观点曾在19世纪下半叶十分盛行。然而，孟德尔冲破了这个错误观点的“束缚”，提出了完全不同的理论。
【另辟蹊径】
融合遗传
颗粒遗传。颗粒遗传认为两个亲本杂交后，双亲的遗传物质在子代体内没有发生混合，而是相对独立的。
孟德尔
孟德尔于1822年出生在奥地利（现为捷克）的一个贫苦家庭，他从小酷爱自然科学。1843年，他进入奥地利布鲁恩一家修道院。
由于他勤奋好学，1851年他所在修道院的院长送他上了维也纳大学。1851－1853年他在那里学习数学和自然科学。
孟德尔从1856年起开始利用修道院的一小块园地，种植了豌豆、山柳菊、玉米等植物，进行杂交实验。其中豌豆的杂交实验非常成功。
经过整整8年（1856-1864）的不懈努力，终于在1865年发表了《植物杂交试验》的论文，提出了遗传单位是遗传因子的论点，并揭示出遗传学的两个基本规律——分离定律和自由组合定律。
论文发表34年后他的观点才被少部分人认可，至此他已经去世16年了。
——“现代遗传学之父”
2024/3/6
1、豌豆是两性花，是自花传粉，闭花受粉的植物，自然状态下一般都是纯种。避免了外来花粉的干扰，用豌豆做人工杂交实验，结果既可靠又容易分析。
一、豌豆用作遗传实验材料的优点
花的种类
一朵花中既有雌蕊又有雄蕊的花，如豌豆。
一朵花中只有雌蕊或雄蕊的花，如玉米。
雌花和雄花不在同一植株上，如银杏。
雌花和雄花在同一植株上，如玉米。
两性花：
单性花：
雌雄同株：
雌雄异株：
玉米雄花
豌豆花
银杏雄花
银杏雌花
花的结构
花萼
胚珠
花托
花瓣
花丝
花药
雄蕊
柱头
子房
花柱
雌蕊
花的传粉
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，叫做自花传粉（也叫自交），自然界少数植物是自花传粉的，如大麦、小麦、大豆、豌豆等。
闭花受粉:
豌豆是典型的自花传粉。花在未开放前，因雄蕊和雌蕊都紧紧地被花瓣包裹着，雄蕊花药中的花粉传到雌蕊的柱头上，称之为闭花传粉。
自交：
遗传因子相同的生物体间相互交配。植物体中指自花传粉和雌雄异花的同株异花传粉，自交是获得纯系的有效方法。
自交
自花传粉
雌花和雄花经过风力，水力，昆虫或人的活动把不同花或不同植株间的花粉通过不同途径传播到雌蕊的花柱上，进行受精的一系列过程叫异花传粉。
异花传粉:
杂交：
遗传因子不同的生物体间相互交配的过程。
一、豌豆用作遗传实验材料的优点
花的传粉
接收花粉的植株叫做母本（♀）
供应花粉的植株叫做父本（♂）
杂交
异花传粉
人工异花传粉:即孟德尔豌豆杂交实验流程
去雄
套袋
花蕾期，花粉成熟前。防止自花传粉
防止外来花粉的干扰
人工授粉（采集花粉、传粉）
套袋
防止外来花粉的干扰
考考你！
1.有些植物的花为两性花（即一朵花中既有雄蕊，又有雌蕊），有些植物的花为单性花（即一朵花中只有雄蕊或雌蕊）。下列有关植物杂交育种的说法，正确的是（ ）
A.用开两性花的植物进行人工杂交实验，需要对父本进行去雄
B.用开单性花的植物进行人工杂交实验的基本操作程序是去雄→套袋→授粉→套袋
C.无论是两性花植物，还是单性花植物，在进行杂交实验的过程中都需要套袋
D.提供花粉的植株称为母本
C
2.豌豆具有易于区分的性状
性状
相对性状
相对性状：同种生物的同一性状的不同表现类型。
一、豌豆用作遗传实验材料的优点
遗传学中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形态特征如种子的形状、颜色等；生理特征如植物的抗病性、耐寒耐旱性等；行为方式如狗的攻击性，服从性等。
请判断下列性状是否为相对性状？
1.牵牛花的阔叶与小麦的窄叶 （ ）
2.兔的白毛与黑毛（ ）
3.狗的长毛与卷毛 （ ）
4.棉花的细绒和长绒 （ ）
5.高杆水稻与矮杆水稻 （ ）
6.双眼皮与色盲 （ ）
7.直发与卷发 （ ）
8.有耳垂与卷舌 （ ）
9.头发左旋与惯用右手 （ ）
随堂练习
×
√
×
×
√
×
√
×
×
豌豆
自花传粉,闭花授粉→纯种
有易区分的性状
花较大，便于人工授粉
生长周期短
后代数量多，便于统计分析
一、豌豆作为遗传实验材料的优点
2.一对相对性状的杂交实验是如何进行的？实验结果如何？
3.什么是显性性状？什么是隐性性状？什么是性状分离？
1.常见的遗传学符号及含义。
含义 亲本 母本 父本 自交 杂交 子一代 子二代
符号
P

F1
F2
×
二、一对相对性状的杂交实验
正交
反交
杂交
×
P
F1
2、为什子一代都是高茎而没有矮茎呢？
二、一对相对性状的杂交实验
杂交
×
P
F1
1、子一代的高茎性状是否只由母本决定？如何证明？
F1表现为高茎与母本无关
矮茎哪里去了？是否消失了？
——观察现象，提出问题
F2

杂交
×
P
F1
787高茎：277矮茎
3、为什么子二代中矮茎豌豆又出现了呢？
性状分离比≈3:1
F1中未显现出来的性状
F1中显现出来的性状
在杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象
性状分离：
高茎
矮茎
高茎
隐性性状 →
显性性状 →
自交
4、子二代中出现3:1的性状分离比是偶然的吗？
一对相对性状的纯种亲本杂交
亲本相对性状杂交 F1 的表现 F2 的表现
显性 隐性 显性 : 隐性
茎的高度 高茎 高茎 787 矮茎 277 2.84 : 1
种子的形状 圆粒 圆粒 5474 皱粒 1850 2.96 : 1
子叶的颜色 黄色 黄色 6022 绿色 2001 3.01 : 1
种皮的颜色 灰色 灰色 705 白色 224 3.15 : 1
豆荚的形状 饱满 饱满 882 不饱满 299 2.95 : 1
豆荚的颜色（未成熟） 绿色 绿色 428 黄色 152 2.82 : 1
花的位置 腋生 腋生 651 顶生 207 3.14 : 1
二、一对相对性状的杂交实验
子二代中出现3:1的性状分离比是偶然的吗？
DD
高茎
矮茎
dd
1.生物的性状是由遗传因子决定的。
2.体细胞中，遗传因子是成对存在的。
显性遗传因子D
显性性状
隐性性状
隐性遗传因子d
纯合子：
杂合子：
DD、dd
Dd
P
F1
高茎
3.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。
配子
D
d
4.受精时，雌雄配子的结合是随机的。
对分离现象的解释
Dd
——分析问题，作出假说
1 ： 2 ： 1
3 ： 1
Dd
×
D
d
DD
Dd
Dd
dd
Dd
F1
D
d
配子
F2
高茎
高茎
高茎
矮茎
高茎
2、对分离现象的解释
高茎
表现型
遗传因子
性状分离比
遗传图解的书写：
左侧标 注
交配类型
箭头：表示遗传因子在上下代的传递关系
每一代的性状表现、遗传因子组成都要写。
最后一代的遗传因子组成比例。
连线法
对分离现象的解释
P
F1
F2
配子
高茎
矮茎
D
d
D
d
Dd
高茎
Dd
高茎
D
d
D
d
配子
DD
Dd
Dd
dd
高茎
高茎
高茎
矮茎
D
d
1、生物的性状是由遗传因子决定的。
2、体细胞中的遗传因子是成对出现的。
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。
4、受精时，雌雄配子的结合是随机的。
1 ： 2 ： 1
基因型比
3 : 1
表现型比
高茎 3/4
矮茎 1/4
Dd
dd
D
d
配子
高茎
矮茎
杂种子一代高茎
隐性纯合子矮茎
×
d
Dd
dd
1 : 1
1.演绎推理
P
测交
F1
表型
比例
2.实验验证
高茎豌豆 矮茎豌豆
测交后代 87株 79株
比例 高茎:矮茎≈１:１
在实际的测交操作过程中，得到166株后代，高茎87，矮茎79，比例接近1∶1。与预期相符合,从而验证了假说的正确。
对分离现象解释的验证——演绎推理、实验验证
杂合子与隐性纯合子杂交。
2024/3/6
思考：1.测交实验为什么选择隐性纯合子与F1杂交？
2.测交后代性状表现的种类及比例由谁决定？
d不会掩盖F1中D和d控制的性状。
由F1产生的配子种类及比例决定。
分离定律（孟德尔第一定律）
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
总结规律、得出结论
适用范围：
（1）真核生物
（2）进行有性生殖
（3）细胞核内的遗传因子
（4）只研究一对相对性状的遗传
分离定律实质：
形成配子时，成对的遗传因子发生分离
发生时间：有性生殖的生物产生配子时
提出问题
（对分离现象的解释）
（预测测交实验结果）
（做测交实验）
（豌豆杂交实验）
作出假说
演绎推理
实验验证
得出结论
（总结规律）
观察现象
假说演绎法
总结：分离定律的发现
观察现象
高茎豌豆与矮茎豌豆杂交F1代全为高茎
高茎自交后代既有高茎也有矮茎，且比例为3:1
提出问题
F1代中全为高茎，矮茎哪里去了？是否消失了？
F2代中矮茎又出现了，说明什么？
为什么F2后代的比值都接近3：1？
作出假说
①生物的性状由遗传因子决定；②体细胞中遗传因子成对存在；③生物体形成配子时，成对遗传因子彼此分离，分别进入不同配子中；④受精时雌雄配子随机结合。
演绎推理
预测测交实验结果
做测交实验
实验验证
得出结论
分离定律
假说—演绎法：在观察和分析基础上提出问题，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，再通过实验检验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符，就证明假说是正确的，反之则说明假说是错误的。这是现代科学研究中常用的一种科学方法，叫做假说—演绎法。
【科学方法】
她怎么盯着我看
可能是喜欢我
找她加微信应该没问题
“美女加个微信”
“啪”
①发现问题
②提出假说
③演绎推理
④实验验证
归纳法：从许多个别事例中，概括一般原理的思维方法。
⑤得出结论
我想多了，
她不喜欢我
1.孟德尔用豌豆进行杂交实验，成功地揭示了遗传的两个基本定律，为遗传学的研究做出了杰出的贡献。下列有关孟德尔一对相对性状杂交实验的说法中，错误的是（ ）
A.在实验过程中，“F1产生配子时，成对的遗传因子分离”属于假说内容
B.解释性状分离现象的“演绎”过程是若F1产生配子时，成对的遗传因子分离，则测交后代出现两种表型，且比例接近1∶1
C.孟德尔的杂交实验中，F1的表型否定了融合遗传，也证实了基因的分离定律
D.验证假说阶段完成的实验是让子一代与隐性纯合子杂交
C
考考你！
性状分离比的模拟实验
目的要求
实验原理
通过模拟实验，认识和理解遗传因子的分离和配子的随机结合与性状之间的数量关系，体验孟德尔的假说。
材料用具
两个小桶，分别标记甲、乙；两种大小相同、颜色不同的彩球各20个，一种彩球标记D，另一种彩球标记为d；记录用的纸和笔。
用甲、乙两桶模拟雌、雄生殖器官，蓝球、红球模拟D、d雌雄配子，用不同彩球的随机结合，模拟雌雄配子的随机结合。
甲
乙
性状分离比的模拟实验
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。
(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。
(5)按步骤3和4重复做30次以上。
(4)将抓取的彩球放回原来的小桶内，摇匀。
甲桶、乙桶模拟雌、雄生殖器官
蓝球、红球模拟D、d雌雄配子
甲
乙
性状分离比的模拟实验
结果和结论
DD Dd dd
数量记录
组合类型比
性状分离比
2.统计全班实验结果，求平均值。计算彩球组合类型之间的数量比。
4.结论：
1.统计实验结果：彩球组合有几种？每种组合的数量是多少？计算彩球组合类型之间的数量比。
性状分离比为3∶1
3.两个彩球的组合代表什么？
模拟雌、雄配子的随机结合。
性状分离比的模拟实验
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？
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F2中10株豌豆的性状进行统计，会出现较大的误差。
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。
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。
性状分离比的模拟实验
思考讨论
1.两个小桶代表什么？为什么选择形状、大小、质量等同的彩球？
两个小桶代表两种生殖器官；形状、大小、质量相同模拟雌、雄配子结合的机会相等。
确保D∶d=1∶1
2.为什么两个小桶内的D小球和d小球都是10个？
数量可以不相等，因为雄配子远多于雌配子。
3.两个小桶内的彩球数量要相等吗？
4.将抓取的彩球放回原桶，摇匀，按步骤(3)重复做50～100次的含义是什么？
将抓取的彩球放回原桶，是为了确保不同种类的雌雄配子结合的机会相等；重复做50～100次，是为了确保观察样本数目足够多。
设计实验方案
假设你正在一个花卉生产基地工作。有一天，你突然发现一种本来开白花的花卉，出现了开紫花的植株。你立刻意识到它的观赏价值，决定培育这样的花卉新品种。当你知道这种花是自花传粉以后，将这株开紫花的植株的种子种下去，可惜的是，在长出的126株新植株中，却有36株是开白花的，这当然不利于商品化生产。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。
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。
练习与应用
1.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( )
(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。( )
一、概念检测
×
×
练习与应用
一、概念检测
2.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
A
练习与应用
一、概念检测
3.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_______。
白色
黑色
(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：
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）。
练习与应用
二、拓展应用
1.水稻的非糯性和糯性是一对相对性状，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。现在用纯种的非糯性水稻和纯种的糯性水稻杂交，取F1花粉加碘液染色，在显微镜下观察，半数花粉呈蓝黑色，半数呈橙红色。请回答下列问题。
(1)花粉出现这种比例的原因是什么
在F1水稻细胞中含有一个控制支链淀粉合成的遗传因子和一个控制直链淀粉合成的遗传因子。在F1形成配子时，两个遗传因子分离，分别进入不同的配子中，含支链淀粉遗传因子的配子合成支链淀粉，遇碘变橙红色；含直链淀粉遗传因子的配子合成直链淀粉，遇碘变蓝黑色，其比例为1:1。
练习与应用
二、拓展应用
1.水稻的非糯性和糯性是一对相对性状，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。现在用纯种的非糯性水稻和纯种的糯性水稻杂交，取F1花粉加碘液染色，在显微镜下观察，半数花粉呈蓝黑色，半数呈橙红色。请回答下列问题。
(2)实验结果验证了什么
分离定律。即在F1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。
(3)如果让F1自交，F2中花粉有种______类型。
2
练习与应用
二、拓展应用
2.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
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。
练习与应用
二、拓展应用
2.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。
(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
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。
练习与应用
二、拓展应用
3.孟德尔说：“任何实验的价值和效用，取决于所使用材料对于实验目的的适合性。”结合孟德尔的杂交实验，谈谈你对这句话的理解。
选择适宜的实验材料是确保实验成功的条件之一。孟德尔在遗传杂交实验中，曾使用多种植物如豌豆、玉米、山柳菊做杂交实验，其中豌豆的杂交实验最为成功，因此，他发现了遗传规律。这是因为豌豆具有适于研究杂交实验的特点。例如，豌豆严格自花传粉，在自然状态下是纯种，这样确保了通过杂交实验可以获得真正的杂种；豌豆花大，易于做人工杂交实验；豌豆具有稳定的易于区分的性状，便于观察和统计实验结果。
练习与应用
二、拓展应用
4.除了孟德尔的杂交实验，你还能举出科学研究中运用假说一演绎法的实例吗
凯库勒提出苯分子的环状结构、原子核中含有中子和质子的发现过程等，都是通过假说一演绎法得出结论的。19世纪以前科学家对遗传学的研究，多采用从实验结果出发提出某种理论或学说。而假说—演绎法，是从客观现象或实验结果出发，提出问题，作出假设，然后设计实验验证假说的研究方法，这种方法的运用促进了生物科学的研究，使遗传学由描述性研究进人理性推导和实验验证的研究阶段。

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