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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（一）
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。这种观点称为融合遗传。
性状：生物体所表现出来的形态结构、生理特征。
讨论：
1.按照融合遗传的观点，当红牡丹和白牡丹杂交后，子代的牡丹花会是什么颜色？
2.你同意上述观点吗？你的证据有哪些？
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，在1865年发表了《植物杂交试验》的论文，提出基因的分离定律和基因的自由组合定律。
孟德尔
遗传学之父
直到140多年前孟德尔的植物杂交实验开始，才揭开了遗传的奥秘。
生物遗传的规律又是什么呢？
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。
为什么只有豌豆的杂交实验最成功？
一、豌豆用作遗传实验材料的优点
1.自花传粉、闭花受粉，避免外来花粉的干扰，自然状态下一般是纯种。
2.具有易于区分的相对性状。
学生活动：请认真阅读教材P2-3相关内容，思考豌豆成就孟德尔的特点和优点。
两性花：一朵花中同时具有雌蕊和雄蕊，如：豌豆
雌蕊
雄蕊
（两性花的花粉落在同一朵花的雌蕊柱头）
1.豌豆是自花传粉植物
且豌豆是闭花受粉
---自交
（花未开放就已经完成了受粉，
避免外来花粉的干扰）
在自然状态下一般是纯种
一、豌豆用作遗传实验材料的优点
单性花：一朵花，只有雄蕊或只有雌蕊，如：黄瓜、玉米
雌花
雄花
雄蕊
雌蕊
雌雄异花同株
甲
乙
异花传粉
异花传粉： 之间的传粉过程。
两朵花
单性花传粉
自花传粉
异花传粉
异花传粉过程中的亲本
提供花粉（精子）
提供胚珠，接受花粉（卵细胞）
父本（ ♂ ）
母本（ ♀ ）
高茎豌豆
去雄套袋
矮茎豌豆
采集花粉
♂
授粉
高茎豌豆
♀
1.去雄（花粉成
熟之前即花蕾期）
2.套袋（防止外来花粉干扰）
3.授粉（雌花成熟时）
4.套袋（防止外来花粉干扰）
人工异花传粉的步骤：
2、豌豆具有易于区分的相对性状
一. 豌豆用作遗传实验材料的优点
一种生物的同一种性状的不同表现类型，叫做相对性状。
种子形状
子叶颜色
花的颜色
花的位置
豆荚形状
豆荚颜色
植株高度
相对性状
圆粒
皱粒
黄色
绿色
红色
白色
腋生花
顶生花
饱满
干瘪
绿色
黄色
高茎
矮茎
性状
简记：两同一不同
1、双眼皮 2、单眼皮
说说人的一些相对性状
1、有卷舌 2、无卷舌
1、挺直 2、拇指向指背面弯曲
1、有耳垂 2、无耳垂
A.牵牛花的阔叶与小麦的窄叶 （ ）
B.兔的白毛与黑毛 （ ）
C.狗狗的长毛与卷毛 （ ）
D.棉花的细绒和长绒 （ ）
E.高杆水稻与矮杆水稻 （ ）
1.请判断下列性状是否为相对性状：
小试牛刀：
一、豌豆用作遗传实验材料的优点
（1）豌豆是两性花，自花传粉，闭花授粉，自然状态下一般都是纯种。
（2）豌豆具有易于区分的相对性状
除此之外，豌豆花还有什么作为实验对象的优点？
（3）豌豆花各部分结构较大，便于操作。
（4）子代数量多，且种子都保存在豆荚里不会丢失，便于统计。
（5）豌豆生长周期短，利于尽快得出实验结果。
这么多的性状，该怎么研究呢？如果是你，你会怎么做？
（ 先从一对相对性状入手，然后再分析两对或两对以上相对性状。）
思考
二、一对相对性状的杂交实验
2.孟德尔所进行的杂交组数： 正反交
3.在遗传图解中常用的符号：
1.孟德尔所用的实验材料：纯种高茎豌豆×纯种矮茎豌豆
含义 亲本 母本 父本 自交 杂交 子一代 子二代
符号
P
♀

F1
F2
×
♂
观察实验，提出问题
体细胞
配子（卵细胞、精子）
高茎
787高茎 277矮茎
×
P：
F1
F2
矮茎
（杂交）
（自交）
3 ∶ 1
高茎
(子一代)
(亲本)
(子二代)
高茎
784高茎 276矮茎
×
矮茎
（杂交）
（自交）
3 ∶ 1
高茎
正交
反交
二. 一对相对性状的杂交实验
否定融合遗传
子一代都是高茎
子一代为什么都是高茎？


子一代自交，观察子二代
子二代为什么出现矮茎？出现矮茎是偶然吗？
统计
子二代出现3﹕1
在一对相对性状纯种亲本的杂交实验中，F1中显现出来的性状，叫做显性性状，如高茎；
未显现出来的性状，叫做隐性性状，如矮茎。
在杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象叫做性状分离。
二. 一对相对性状的杂交实验
高茎
787高茎 277矮茎
×
P：
F1
F2
矮茎
（杂交）
（自交）
3 ∶ 1
高茎
(子一代)
(亲本)
(子二代)

为什么子一代全是高茎(无论正反交)
为什么子二代中矮茎性状又出现了？
F2中出现3∶1的性状分离比是偶然的吗？
观察实验，发现问题
孟德尔还对豌豆的其他6对相对性状进行了杂交实验，实验结果如下：
可见F2中出现3∶1的性状分离比不是偶然的。
性状 F2的表现 显性 隐性 显性：隐性
种子的形状 圆粒 5474 皱粒 1850 2.96：1
茎的高度 高茎 787 矮茎 277 2.84：1
子叶的颜色 黄色 6022 绿色 2001 3.01：1
花的颜色 红色 705 白色 224 3.15：1
豆荚的形状 饱满 882 不饱满 299 2.95：1
豆荚的颜色（未成熟） 绿色 428 黄色 152 2.82：1
花的位置 腋生 651 顶生 207 3.14：1
观察实验，提出问题
DD
高茎
矮茎
dd
P
F1
配子
D
d
(受精)
Dd
高茎
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。
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。
4.受精时，雌雄配子的结合是随机的。
假说内容：
三、对分离现象的解释
孟德尔在观察和统计分析的基础上，摒弃了前人融合遗传的观点，对分离现象的原因提出了如下假说：
显性遗传因子
（用大写字母表示,如D）
控制显性性状
控制隐性性状
隐性遗传因子
（用小写字母表示，如d）
（纯合子：DD、dd 杂合子：Dd）
大胆猜测，提出假设
P：
DD
dd
×
配子：
F1：
Dd
高茎
高茎
矮茎
F1：
配子：
F2：
Dd
Dd
×
D
d
DD
Dd
Dd
dd
D
d
D
d
高茎
矮茎
高茎
高茎
3 : 1
高茎
矮茎
P：
×
高茎
F1：
F2：
高茎
矮茎
×
3 : 1
解释现象：
三、对分离现象的解释
假说内容：
1.生物的性状是由遗传因子决定的。
显性遗传因子（D） 隐性遗传因子（d）
2.体细胞中，遗传因子是成对存在的。
高茎：DD、Dd 矮茎：dd
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。
4.受精时，雌雄配子的结合是随机的。
①为什么F1都是高茎的，矮茎呢？
②为什么F2中矮茎性状又出现了呢？
③为什么F2中高茎和矮茎的比例接近3:1
　 孟德尔提出的假说,完美地解释了自己的杂交实验。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。
——提出假说，解释现象
——演绎推理，实验验证
四、对分离现象解释的验证
测交：
dd
×
Dd
配子：
F1：
Dd
高茎
高茎
矮茎
d
D
d
dd
矮茎
1 : 1
预测的结果！！
孟德尔巧妙地设计了测交实验，
让F1与隐性纯合子杂交。
演绎推理：
实验验证：
孟德尔孟德尔用F1与矮茎豌豆杂交，在得到的166株后代中，高茎87株，矮茎79株，高茎与矮茎的数量比接近1∶1。
孟德尔所做的测交实验的结果与他的预测相符，进而验证了他的假说的正确性。
在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子(基因)成对存在，不相融合；
在形成配子时，成对的遗传因子（基因）发生分离，分离后的遗传因子（基因）分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。
五、分离定律
得出结论 教材P7
实质:
Dd
D
d
1.分离定律的内容：
发生时间：
适用范围：
真核生物、有性生殖的细胞核遗传
形成配子时
孟德尔第一定律，又称分离定律：①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；②在形成配子时，成对的遗传因子发生分离（本质），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。
归纳总结，得出结论
格雷格尔 孟德尔
1822—1884
发生时间：
适用范围：
真核生物、有性生殖的细胞核遗传
形成配子时
观察现象，提出问题
1.现象：纯种高茎豌豆与纯种矮茎豌豆杂交，F1都是高茎的，F2中高茎与矮茎的比接近3：1。
2.问题：①F1为何只有高茎？②F2为什么中矮茎性状又出现了？③F2中出现3：1性状分离比？
提出假说，解释现象
①生物的性状由遗传因子决定。
②在体细胞中，遗传因子是成对存在的。
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。
④受精时，雌雄配子的结合是随机的。
演绎推理，实验验证
让F1（Dd)与隐性纯合子杂交，由于F1会产生D、d两种配子，且比例是1:1。所以测交后代中高茎：矮茎=1:1
得出结论
分离定律
假说——演绎法
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。
假说—演绎法
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”
②提出假说
③演绎推理
④实验验证
①发现问题
【练1】下列关于孟德尔“假说—演绎法”研究过程的描述中，
属于假说内容的是（ ）
属于观察现象，提出问题的是（ ）
属于演绎推理的是（ ）
A.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。
B.F2中高茎和矮茎的比例接近3:1。
C.生物性状是由遗传因子决定的。
D.F1(Dd)产生两种数量相等的雌(雄)配子(D和d)。
E.受精时，雌雄配子随机结合。
F.纯种的高茎和矮茎豌豆杂交，F1都是高茎的。
ACE
BF
D
实验原理：
卵巢（母本）
精巢（父本）
雄配子(精子)
雌配子
(卵细胞)
模拟生殖过程中，雌雄配子随机结合
实验步骤:
随机抽取
充分混合
记录组合
组合类型 DD Dd dd
数目
重复实验
通过性状分离比的模拟实验，来体验孟德尔的假说
【模型建构】
Dd个体雌性的生殖器官
Dd个体雄性生殖器官
提示：
小球代表配子（保证除颜色不同其他完全相同）。
同一小桶中D、d小球数量相等。
不同小桶小球数量可以不相等（雄配子远多于雌配子）。
重新放回
①彩球组合类型数量比：DD∶Dd∶dd≈____________。
②彩球组合类型的数量比代表显、隐性性状数量比：显性∶隐性≈______。
1:2:1
3:1
实验步骤:
（1）为什么每个小桶内的两种彩球必须相等？
（2）为什么要随机抓取小球？怎么保证随机抓取？
（3）为什么每次把抓出的小球放回原桶并且摇匀后才可再次抓取？为什么要重复做30次？
杂种F1(Dd)产生比例相等的两种配子。
随机抓取模拟雌雄配子的随机结合，几率是相等的。摇匀再抓、不能看，球的大小、材质要相同。
①为了使代表雌雄配子的两种彩球被抓出的机会相等。②保证观察样本数目足够多。
问题探讨
红花 × 红花
红花 × 红花
红花 × 白花
红花 × 白花
红花
红花 白花
红花
红花 白花
A B C D
一变二（亲本一定是杂合子）
二变一（亲本一定是纯合子、数量足够多））
方法：
①不同性状的亲本杂交子代只表现一种性状，子代所表现的性状为显性性状。
②相同性状的亲本杂交子代表现不同性状，子代所表现的新的性状为隐性性状。
——自交、杂交
题型一 显性性状和隐性性状的判断
【典例1】豌豆的高茎和矮茎为一对相对性状,下列杂交实验中能判定性状显隐性关系的是(　　)
A.高茎×高茎→高茎
B.高茎×高茎→301高茎、101矮茎
C.矮茎×矮茎→矮茎
D.高茎×矮茎→98高茎、107矮茎
题型一 显性性状和隐性性状的判断
B
1.豌豆种子的形状由R和r基因控制,下表是豌豆种子形状的三组杂交实验结果,根据下列杂交组合能够很快判断出显隐性性状的是(　　)
组合序号 杂交组合类型 后代表现出的性状和植株数目 圆粒 皱粒
1 皱粒×皱粒 0 102
2 圆粒×圆粒 125 40
3 圆粒×皱粒 152 141
A.1 B.2　　　C.3 D.1和3
B
一变二（亲本一定是杂合子）
二变一（亲本一定是纯合子、数量足够多））
（1）测交（已知显、隐性）：待测个体×隐性纯合子
①若后代同时出现显性和隐性，则待测个体为杂合子；
②若后代只出现一种性状（显性或隐性），则待测个体为纯合子。
——测交、自交
题型二 纯合子、杂合子的判断
（2）自交（已知或未知显、隐性）：待测个体自交
①若后代同时出现显性和隐性，则待测个体为杂合子；
②若后代只出现一种性状（显性或隐性），则待测个体为纯合子。
3.某农场养了一群马，马的毛色有栗色和白色。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，请你设计配种方案鉴定它是纯合子还是杂合子（只考虑毛色）。
（1）在正常情况下，一匹母马只能生一匹小马。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？任何根据结果判断栗色公马是纯合子还是杂合子？
4.人的虹膜有褐色和蓝色的，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（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

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