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第一章 遗传因子的发现
第一节 孟德尔的豌豆杂交实验(一)
什么是遗传？
亲子之间以及子代个体之间性状存在相似性，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！
1.19世纪下半叶十分盛行的是哪种遗传观点？按照这种观点，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．是谁冲破了这个错误观点的“束缚”，提出了完全不同的理论？
阅读课本第2页内容完成问题1、2
白色
红色
19世纪 融合遗传
人们曾经认为两个个体杂交后，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。
讨论
1、如果白花豌豆与红花豌豆杂交，子代的豌豆花会是什么颜色的呢？
2、你同意上述观点吗？
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；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。
颗粒
遗传
1822-1856
出生于奥地利，
21岁做修道士，
29岁进修自然科学和数学
1856-1864
在修道院开始了
长达八年的植物杂交（豌豆）实验
发现了生物遗传的基本规律
1865-1884
43岁宣读《植物杂交实验》，
次年，论文发表。35年后，得到认可。
两大贡献
提出遗传单位是遗传因子
（现代遗传学上确定为基因）
发现两大遗传规律
（分离与自由组合定律）
孟德尔生平
孟德尔（奥地利）
1822-1884
现代遗传学之父
孟德尔用哪种实验材料做杂交实验最成功？
豌
豆
山
柳
菊
玉米
阅读课本第2-3页内容（2min）完成问题3-6
3．选用豌豆这种实验材料有什么优点？
4.什么是自交，什么是杂交，它们的区别是什么
5.人工异花传粉的步骤包括哪些？
①对母本具体操作是什么？操作时间是什么？为什么？
②几次套袋？套袋的目的是什么？
③若为单性花又该如何操作？
6.什么是相对性状？请举例说明？豌豆有哪些相对性状？
自然状态下一般都
自花传粉
（自交）
闭花授粉：是指花在花未开时已经完成了受粉
自然状态下一般都是纯种
优点一
雄蕊
两性花 VS 单性花
单性花：指一朵花中，只有雄蕊或只有雌蕊。
例如：玉米、黄瓜、丝瓜等
两性花：指同一朵花中，同时具有雄蕊和雌蕊。
例如：豌豆、小麦、水稻等
雌雄同株
雌雄异株
雌雄同株 VS 雌雄异株
雌花
雄花
自花传粉（自交）
VS
异花传粉（杂交）
异花传粉过程中的亲本
提供花粉的植株为
接受花粉的植株为
父本（ ♂ ）
母本（ ♀ ）
自花传粉
（自交）
闭花授粉
● 豌豆属于雌雄同株，两性花
● 闭花授粉：在花开放前完成传粉受精作用（即花蕾期）
● 自花传粉：两性花的雄蕊释放的花粉落在同一朵花的雌蕊柱头上，完成传粉，这种传粉方式也叫自交。
纯种，杂交结果可靠，又容易分析。
意义
自然状态下两株豌豆能否异花传粉？
优点一
人工异花传粉
优点一
时间：花蕾期
目的：防止自交
01 去雄
目的：传粉受精
03 人工授粉
目的：防止外来花粉干扰
02 套袋
目的：防止外来花粉干扰
04 套袋
具有易于区分的相对性状
性 状：生物的形态特征或生理特征。
相对性状：同种生物的同一个性状的不同表现类型
图1耳垂的位置
1、有耳垂 2、无耳垂
图2 卷 舌
1、有卷舌 2、无卷舌
图3 拇指竖起时弯曲情形
1、挺直2、拇指向指背面弯曲
图 4 脸颊有无酒窝
1、有酒窝 2、无酒窝
种子形状
种子颜色
花色
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
优点二
容易观察和分析实验结果。
意义
判断下列性状是否属于相对性状
★兔子毛的长毛和灰毛
★兔子的长毛和狗的短毛
★狗的卷毛和长毛
★黄豆茎的高茎和矮茎
请同学们完成学案任务一的随堂检测。
豌豆花大，容易去雄和人工授粉
优点三
生长周期短;
子代数量多，便于统计分析。
优点四
孟德尔选择了豌豆作为遗传实验材料，找出了七对易于区分的相对性状，他还发现一棵植株或种子上有多对相对性状。
这么多的性状，该如何研究呢
简单
复杂
一对相对性状
多对相对性状
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. 一对相对性状的豌豆杂交实验
任务一：认真阅读课本P7的科学方法，回答问题。
1、孟德尔发现基因的分离定律用了哪种科学方法？
2、什么是假说—演绎法？
二. 一对相对性状的豌豆杂交实验
任务二：结合课本P4-7页，书写假说演绎法相对应的内容。
一、观察现象，提出问题（阅读课本P4杂交实验过程）
（1）观察到了哪些现象？通过实验现象提出的问题？
（2）显性性状是？隐性性状是？
（3）什么是性状分离？
二、分析问题、提出假说 （阅读课本P5）
（1）孟德尔在观察和统计分析的基础上，对分离现象的原因提出了哪些假说？
（2）写出高茎豌豆与矮茎豌豆杂交实验的分析图解
二. 一对相对性状的豌豆杂交实验
任务二：结合课本P4-7页，书写假说演绎法相对应的内容。
三、演绎推理 ，实验验证
阅读课本P7页对分离现象解释的验证，写出遗传图解
（1）孟德尔设计了什么实验？目的是什么？预期结果是？
（2）田间实验结果为？
四、分析结果 得出结论
（1）什么是分离定律？
（2）分离定律的适用范围？
一对相对性状的杂交实验
亲本（P）
×
(杂交)
父本(♂)
纯种高茎
子一代（F1）
子二代（F2）
母本(♀)
纯种矮茎
高茎
高茎
高茎
高茎
矮茎

(自交)
正交
亲本（P）
×
(杂交)
父本(♂)
纯种矮茎
子一代（F1）
子二代（F2）
母本(♀)
纯种高茎
高茎
高茎
高茎
高茎
矮茎

(自交)
反交
●为什么子一代没有矮茎，子二代又出现矮茎呢？
显性性状：F1中显现的性状，如 高茎
隐性性状：F1中未显现的性状， 如矮茎
性状分离：杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象。
亲本（P）
×
(杂交)
父本(♂)
纯种高茎
子一代（F1）
子二代（F2）
母本(♀)
纯种矮茎
高茎
高茎
高茎
高茎
矮茎

(自交)
正交
亲本（P）
×
(杂交)
父本(♂)
纯种矮茎
子一代（F1）
子二代（F2）
母本(♀)
纯种高茎
高茎
高茎
高茎
高茎
矮茎

(自交)
反交
●对F2进行数学统计
787高茎 277矮茎
3 ∶ 1
●子二代发生性状分离且分离比接近于3:1，这是偶然事件吗？
一对相对性状的杂交实验
亲本（P）：
×
(杂交)
母本(♀)
高茎
子一代（F1）：
子二代（F2）：
父本(♂)
矮茎
高茎
高茎
高茎
高茎
矮茎

(自交)
反交
亲本（P）：
×
(杂交)
父本(♂)
高茎
子一代（F1）：
子二代（F2）：
母本(♀)
矮茎
高茎
高茎
高茎
高茎
矮茎

(自交)
正交
在这些数据背后隐藏着什么规律？
是什么原因导致遗传性状在杂种后代按一定的比例分离呢？
亲本（P）
×
(杂交)
父本(♂)
纯种高茎
子一代（F1）
子二代（F2）
母本(♀)
纯种矮茎
高茎
高茎
高茎
高茎
矮茎

(自交)
正交
亲本（P）
×
(杂交)
父本(♂)
纯种矮茎
子一代（F1）
子二代（F2）
母本(♀)
纯种高茎
高茎
高茎
高茎
高茎
矮茎

(自交)
反交
对分离现象的解释
一对相对性状的杂交实验
对分离现象的解释
（1）性状由遗传因子决定的
显性性状：由显性遗传因子控制（用大写D表示）
隐性性状：由隐性遗传因子控制（用小写d表示）
（2）体细胞中遗传因子是成对存在的
纯种高茎豌豆：DD
纯种矮茎豌豆：dd
杂种高茎豌豆：Dd
（3）在形成配子时，成对的遗传因子发生分离
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。
高茎
矮茎
D
d
纯合子：遗传因子组成相同（如DD, dd）
杂合子：遗传因子组成不同（如Dd）
DD
高茎
dd
矮茎
Dd
F1高茎
配子
D
D
d
d
D
d
：
高茎 矮茎
P
DD
dd
配子
D
d
F1
D
d
高茎
×
高茎 高茎
F1
配子
Dd
Dd
D
d
D
d
F2
D
D
高茎
D
d
高茎
d
D
d
d
高茎
矮茎
3 : 1
遗传图解
交叉线法
四、一对相对性状杂交实验的遗传图解
遗传因子组成
性状表现
课本P5
：
P
配子 D d
F1
高茎
矮茎
高茎
×
DD
dd
Dd
方法二：棋盘法
F2中性状表现及其比例：
高茎:矮茎 = 3:1
F2中遗传因子组成及其比例：
DD:Dd:dd = 1:2:1
♂
♀
D
d
D
d
DD
Dd
Dd
dd
根据假说，演绎推理
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。
孟德尔巧妙地设计了测交实验，让F1与隐性纯合子杂交。
假设孟德尔的假说是正确的，测交后代结果为？
测交后代
Dd
dd
D
d
Dd
配子
高茎
矮茎
1 : 1
杂种子一代
高茎
隐性纯合子矮茎
d
dd
测交
隐性纯合子只产生一种含有隐性遗传因子的配子，测交后代的性状表现应该由 F 1产生的配子种类及比例来决定，因此，可以通过观察测交后代的性状表现及比例来推测 F1，产生的配子种类及比例，进而推测 F 的遗传因子组成。
问题1.测交实验关键要验证什么？
问题2：测交实验的设计思路是什么？
验证： F1( Dd ）是否产生了两种配子( D 和 d )，且比例为1:1。
演绎推理的结果
先：设计测交实验、演绎推理--预期结果
后：实验验证（实做该实验）--实际结果
若二者一致
假设成立，即对分离现象的理论解释是正确的。
高茎
杂种子一代
矮茎
隐性纯合子
×
实验结论:
实做测交实验
高茎 矮茎
测交后代 87 79
比例 高茎:矮茎≈１:１
实验结果:
实验结果与推理演绎的结果相吻合，从而证明孟德尔的假说是正确的。
即F 1( Dd ）在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。
基因分离定律
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
产生配子时，成对的遗传因子彼此分离。
核心内容：
思考：是否所有生物性状的遗传都遵循分离定律？
分离定律的适用范围：
（1）有性生殖的真核生物生物的性状遗传。
（2）一对相对性状的细胞核遗传。
细胞质中的遗传因子及原核生物和非细胞生物都不遵循。
①一对相对性状的杂交实验
②对分离现象的解释
③设计测交实验，预测实验结果
④田间实验，检验预测
假说——演绎法
提出问题
作出假说
演绎推理
实验检验
得出结论
⑤基因分离定律
若实验结果与预测相符，则假说正确
若实验结果与预测不符，则假说错误
她怎么盯着我看
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。
①发现问题
可能是喜欢我
②提出假说
找她加微信应该没问题
③演绎推理
“美女加个微信”
“啪”
④实验验证
【请完成学案任务二中合作学习的相关内容】
1、请根据以上学的内容，判断下列属于假说—演绎法的哪个环节：
①F2中出现3:1的性状分离
②若F1产生配子时成对遗传因子分离，则测交后代会出现两种性状比接近1:1
③实施测交实验
④雌雄配子随机结合
⑤设计测交实验
⑥生物的性状由遗传因子决定
2、判断正误：
（1）“F1（Dd）产生两种数量相等的配子（D和d）”属于推理内容
（2）孟德尔巧妙设计的测交方法，只能用于检测F1的基因型。
（3）具有等位基因的植株自交后代的表现型之比，最能说明基因分离定律的实质
（4）为了验证做出的假说是否正确，孟德尔设计并完成了测交实验
（5）孟德尔做出假设的核心内容是“性状是由位于染色体上的基因控制的”
（6）对两性花的植株进行杂交需要对父本进行去雄
（7）对单性花的植物进行杂交的基本操作程序是去雄---套袋---授粉---套袋
发现问题
演绎推理
实验验证
提出假说
演绎推理
提出假说
探究 ● 实践
性状分离比的模拟实验
任务三：阅读课本6页，“性状分离比的模拟实验——分离定律的间接验证，”回答下面的问题.
（1）该实验中甲、乙两个小桶分别代表什么？甲、乙内的彩球分别代表什么？不同颜色的小球代表什么？
（2）用不同彩球随机组合模拟什么过程？
（3）为什么两个小桶内两种颜色小球都是10个？两个小桶内的彩球数量一定要相等吗？每个小桶中两种颜色的小球可以不相同吗？
（4）为什么要将抓取的彩球放回原桶，摇匀？
（5）按步骤（3）和（4）重复做30次以上的含义是什么？
（6）结果与结论
彩球组合类型数量比DD∶Dd∶dd≈ ，彩球代表的显隐性性状的数值比接近？
D
d
D
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D
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D
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D
D
d
实验原理：
进行有性生殖的亲本，在形成配子时，成对的遗传因子发生分离；受精时，雌雄配子又会随机结合成合子。当杂合子自交时，后代出现性状分离，性状分离比为显性﹕隐性=3﹕1。
(1)两个小桶表示： 。两种彩球代表： 。
(2)不同颜色的小球代表： 。
(3)用不同彩球的随机组合模拟 的随机结合。
雌、雄生殖器官
雌、雄配子；
雌、雄配子
含有显性基因和隐性基因的配子
D
d
D
d
D
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d
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D
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D
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D
d
D
(1)取两个小桶，每个小桶放入两种彩球各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小球，组合在一起，记下两个彩球的字母组合。
(4)将抓取的彩球放回原来的小桶内，摇匀，按步骤(3)重复做30次。
实验步骤：
(5)将实验结果填入表格并统计
遗传因子组合 DD Dd dd
次数 “正”
数值
比例
确保D：d=1:1 数量可以不相等，因为雄配子远多于雌配子
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30次以上，是为了确保观察样本数目足够多。
D
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d
D
d
D
d
d
D
d
D
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d
D
D
d
D
d
D
d
D
d
d
D
d
D
d
D
d
D
d
D
d
D
注意事项：
每个小桶内的两种彩球必须相等
甲、乙两个小桶的彩球数量可以不相等 (雄配子数量远远大于雌配子数量)
抓出前必须摇动小桶中的彩球，抓出两个小球统计后必须各自放回各自的小桶，以保证概率的准确
遗传因子组合 DD Dd dd
次数 “正”
数值
比例
A.该实验须重复多次
B.甲、乙两个桶内两种颜色彩球的大小、轻重必须一致
C.甲、乙两个桶内的彩球总数可以不一样，但每个桶内的两种颜 色的球的数目一定要相等
D.从甲桶中抓取一次，记录好组合的情况后，应将剩下的彩球摇匀后继续实验
1.在孟德尔一对相对性状的遗传实验的模拟实验过程，下列对该实验过程的叙述，不正确的是（ ）
小试牛刀：
D
请完成学案任务三的随堂检测
本节结束

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