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第1章 遗传因子的发现
第1节 孟德尔的豌豆杂交实验（一）
把一瓶蓝墨水和一瓶红墨水倒在一起，混合液是什么颜色？
混合液是另外一种颜色，再也无法分辨出蓝色和红色
人们曾经认为两个亲本杂交后，双亲的遗传物质也会像墨水一样在子代体内发生混和，使子代表现出介于双亲之间的性状。这种观点也称作融合遗传。
按照融合遗传的观点，双亲的遗传物质会在子代体内发生混合，子代表现出介于双亲之间的性状，即红色和白色的混合色粉色。
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？
讨论2：
你同意上述观点吗？你的证据有哪些？
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：
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、孟德尔用红花豌豆与白花豌豆杂交后，其后代仍出现红花。
其中豌豆的杂交实验非常成功，孟德尔通过分析豌豆杂交实验的结果，发现了生物遗传的规律。
孟德尔
孟德尔从小喜爱自然科学，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。回到修道院后，他利用修道院的一小块园地，种植了豌豆、山柳菊、玉米等多种植物，进行杂交实验，潜心研究多年。
主要经历
主要成就
一、用豌豆作实验材料的优点
1、 豌豆花是两性花，自花传粉（自交），闭花受粉，自然状态下一般是纯种。
（1）两性花：
一朵花既有雄蕊，又有雌蕊。
单性花：
花只有雄蕊的叫雄花；
只有雌蕊的叫雌花。
玉米（雌雄同株）
雄花
雌花
（2）自花传粉：
两性花的花粉落到同一朵花雌蕊柱头上的过程。
如，豌豆一朵花里的雄蕊给雌蕊传粉。
异花传粉：
一般指两朵花之间的传粉过程。
其中提供花粉的是父本（♂），接受花粉的是母本（♀）
（3）自交：
遗传因子组成相同的个体相互交配的方式，一般指植物，用符号 表示。
② 雌雄同株异花传粉：
如，玉米同一植株上雄花给雌花传粉。
① 两性花自花传粉：
如，豌豆、小麦、百合等自花传粉。
（4）闭花受粉
在开花前完成受粉。
2、豌豆花大，易于去雄和人工授粉。
人工异花传粉的一般步骤：
去雄
未成熟花（花蕾期）
套袋
→
防止外来花粉生物干扰
传粉
→
套袋
→
防止外来花粉生物干扰
待去雄花的雌蕊成熟时
3、豌豆具有易于区分的性状，且能够稳定地遗传给后代。
（1）性状：
生物体所表现出来的形态结构和生理特性等的总称。如花的颜色、形状、茎的高矮等。
（2）相对性状：一种生物同一种性状的不同表现类型。
注意：
人的长发和短发不属于相对性状。
典例分析
[典例1] 下列各项中，互为相对性状的是(　　)
A.猫的长毛与鼠的黑毛 B.豌豆的紫花与白花
C.牛的有角与羊的有角 D.茉莉的白花与绿叶
理解相对性状要抓住两个“相同”(同种生物、同一性状)和一个“不同”(不同表现类型)
B
注意说明：
1.豌豆是严格自花传粉、闭花受粉植物，因此，难以进行人工杂交(　　)
2.人工去雄时，要去除未成熟花的全部雄蕊，然后进行套袋(　　)
3.豌豆的不同品种之间具有多对相对性状(　　)
4.狗的长毛对兔的短毛是一对相对性状(　　)
×
√
√
×
正误判断
4、生长周期短，易于栽培。
5、一次繁殖能产生大量后代，便于统计分析。
孟德尔从34对性状中选择了7对相对性状做杂交实验，他发现不同品种的豌豆同时具有多对性对性状。
为了便于分析，他首先对一对相对性状的遗传进行了研究。
一对相对性状的杂交实验
1、基本概念的理解
（1）杂交：
一般指遗传因子组成不同的个体间的相互交配。
用符号：× 表示，我们可以根据杂交判断性状的显隐关系
（2）正交、反交：
是相对而言，若 甲（♂）X 乙（♀）为正交
则 甲（♀）X 乙（♂）为反交
二、一对相对性状的杂交实验
2、杂交实验常用的符号
P F1 F2 × ♀ ♂
亲本
子一代
子二代
杂交
自交
母本
父本
×
P
♂
×
纯种矮茎
♀
纯种高茎
F1
高茎
----------------------------------------------------
♀
纯种高茎
♂
×
纯种矮茎
高茎
正交
反交
现象一：
亲本无论正交还是反交，杂交产生的F1总是高茎。
3、一对相对性状杂交试验
（1）过程：
为什么子一代都是高茎而没有矮茎呢？
高茎
×
P
高茎
矮茎
F1

F2
高茎
矮茎
高茎
高茎
现象二：
F1自交， F2中不仅有高茎还有矮茎。
为什么子一代没有矮茎，而子二代又出现矮茎？
高茎
×
P
高茎
矮茎
F1

F2
高茎
矮茎
高茎
高茎
F2中出现的3：1性状分离比是偶然的吗？
一对相对性状的纯种亲本的杂交实验中，
F1中表现出来的性状→显性性状
F1中未表现出来的性状→隐性性状
将杂种后代中，同时显现出显性性状和隐性性状的现象→性状分离
显性性状
隐性性状
现象三：
F2植株中高茎与矮茎的性状分离比接近3:1。
787
277
3 ： 1
孟德尔的豌豆杂交实验结果
性状 F2的表现
显性 隐性 显性∶隐性
茎的高度 高茎 787 矮茎 277 2.84∶1
种子形状 圆粒 5474 皱粒 1850 2.96∶1
子叶颜色 黄色 6022 绿色 2001 3.01∶1
花的颜色 红色 705 白色 224 3.15∶1
豆荚形状 饱满 882 不饱满 299 2.95∶1
豆荚颜色（末成熟） 绿色 428 黄色 152 2.82∶1
花的位置 腋生 651 顶生 207 3.14∶1
子二代（F2）中出现3∶1的性状分离比不是偶然。
是什么原因导致遗传性状在杂种后代中按一定的比例分离呢？
高茎
×
P
高茎
矮茎
F1

F2
高茎
矮茎
高茎
高茎
提出问题
为什么子一代都是高茎而没有矮茎呢？
为什么子一代没有矮茎，而子二代又出现矮茎？
是什么原因导致遗传性状在杂种后代中按一定的比例分离呢？
二、一对相对性状的杂交实验
三、对分离现象的解释
(1)生物的性状是由遗传因子决定的
遗传因子不融合、不消失
决定显性性状的为显性遗传因子，用大写字母（如D）来表示
决定隐性性状的为隐性遗传因子，用小写字母（如d）来表示
(2)在体细胞中，遗传因子是成对存在的
遗传因子组成相同的个体叫作纯合子
遗传因子组成不同的个体叫作杂合子
提出假说
(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
配子中只含每对遗传因子的一个
(4)受精时，雌雄配子的结合是随机的
含遗传因子D的配子，既可以与含遗传因子D的配子结合，又可以与含遗传
因子d的配子结合
对分离现象的解释
提出假说
P
高茎
矮茎
DD
dd
×
配子
D
d
Dd
高茎
F1
高茎
高茎
配子
F1
F2
高茎
高茎
矮茎
１　 ∶ ２　 ∶ １
Dd
D
d
D
d
×
DD
Dd
Dd
dd
Dd
四、对分离现象解释的验证
测交实验，即让F1与隐性纯合子杂交。
用什么方法验证？
配子
高茎
杂种子一代
高茎
矮茎
Dd
D
d
d
Dd
dd
1 ： 1
矮茎
隐性纯合子
P
F1
根据假说，推出测交后代结果为：
高茎与矮茎植株的数量比应为1 : 1
dd
演绎推理
验证什么？（孟德尔的假说）
F1为杂合子，且产生两种数量相等的配子。
预期结果:
实验检验
测交实验的结果是，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。孟德尔测交实验的结果验证了他的假说。
得出结论
F1为杂合子，且产生两种数量相等的配子。
×
①F1产生了两种比例相等的配子；
②F1是杂合子；
③F1是纯合子；
④F1在形成配子时，成对的遗传因子发生了分离。
深化探究
通过测交实验的结果可证实以下哪些内容？
①②④
1、内容：
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。
2、发生时期
形成配子时（减数第一次分裂后期）
3、适用范围：
真核生物、有性生殖、一对等位基因控制的一对相对性状的细胞核遗传 。
五、分离定律
（1）一对等位基因控制的一对相对性状。
（2）遗传因子间的关系为为完全显性。
（3）子一代个体形成配子种类相等且生活能力相同
（4）雌雄配子结合的机会是相等的。
（5）子二代生活环境相同，各基因型个体存活率相同。
（6）供实验分析的数目足够多。
F1自交分离比为3:1的适用条件
为什么F1都是高茎，矮茎消失了吗 为什么F2高：矮＝3：1？
推导测交实验子代性状分离比
进行测交实验，与推测比例相同
基因分离定律
提出问题
提出
假说
演绎
推理
得出
结论
实验
检验
课本四点
想一想，这种方法与传统的归纳法有什么不同
归纳法与假说——演绎法都是十分重要的科学思维方法。
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推理形式和思维方法;
假说一演绎法则是从一般到特殊，根据一类事物都有的一般属性、关系和本质来推断该类中个别事物所具有的属性、关系和本质的推理形式和思维方法。
两者相辅相成、互为补充。 是认知事物的三要素。
4、孟德尔总结出分离定律的方法
：假说—演绎法
5、分离定律的验证
（1）测交法：
（2）自交法：
F1×隐性纯合子
子代两种性状的数量比为1∶1
F1产生两种数量相等的配子，遵循分离定律
具相对性状的纯合亲本杂交
F1自交
子代性状分离比为3∶1
F1产生两种数量相等的配子，遵循分离定律
最好的方法
植物最简便的方法
（验证杂合子F1能产生2种配子且比例为1：1）
（3）花粉鉴定法
非糯性与糯性水稻的花粉遇碘呈现不同的颜色
用纯种的非糯性水稻和纯种的糯性水稻杂交
取F1的花粉放在载玻片上，加一滴碘液
在显微镜下观察
半数花粉呈蓝黑色，半数花粉呈橙红色
符合分离定律
性状分离比的模拟
1.甲、乙两个小桶分别代表什么
雌、雄生殖器官
2.甲、乙小桶内的彩球分别代表什么？
雌、雄配子
3.用不同彩球的随机组合模拟什么？
雌、雄配子的随机结合
4.两桶中小球总数一定要相同吗
每个小桶中不同彩球数量一定要相同吗
两桶中小球总数可以不相同
每个小桶中不同彩球数量必须相同。
性状分离比的模拟
探究·实践
放置彩球
摇动混匀
抓取记录
在甲、乙两个小桶中放入两种彩球各10个
摇动两个小桶，使小桶内的彩球充分混合
分别从两个小桶内随机抓取一个小球，
组合在一起，记下两个彩球的字母组合
甲
乙
分别从两个小桶内随机抓取一个小球模拟什么过程？
雌雄配子的形成
将两个彩球组合在一起模拟什么过程
雌雄配子的随机结合
▲方法步骤
性状分离比的模拟
探究·实践
▲方法步骤
放置彩球
摇动混匀
抓取记录
放回混匀
重复实验
在甲、乙两个小桶中放入两种彩球各10个
摇动两个小桶，使小桶内的彩球充分混合
分别从两个小桶内随机抓取一个小球，
组合在一起，记下两个彩球的字母组合
将抓取的彩球放回原来的小桶内摇匀
按步骤③和④重复做30次以上
甲
乙
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？
为了使代表雌雄配子的两种彩球被抓出的机会相等
为什么要重复做30次以上？
重复次数越多，模拟实验的结果越能反映真实情况
小组序号 小组成员 抓取次数 各组合数量 比例
(显性：隐性)
性状分离比的模拟
探究·实践
▲实验结果
DD
Dd
dd
▲实验结论
彩球组合所代表的显隐性数量比为显性:隐性≈3:1
甲
乙
某次抓取的组合
D
D
d
D
D
d
彩球组合的类型有DD、Dd和dd三种，
其数量比约为1 : 2 :1
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。具体过程可用下图表示。

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