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(共48张PPT)
HYBRID EXPERIMENT
第一节
孟德尔的豌豆杂交实验
一起与“遗传学之父”探寻生物杂交的奥秘。
授课人：XXX
核心素养
01. 科学思维
根据豌豆的物种特点，归纳概括出其作为遗传学实验材料的优点；并能运用比较分析的方法，概括出玉米作为遗传学实验材料的优点。
02. 科学探究
理解豌豆人工异花传粉的一般过程，运用比较分析的方法，概括出玉米等其他作物人工异花传粉的一般过程。
03. 生命观念
理解孟德尔对于分离现象的解释，并能利用遗传图解，分析预测一对遗传因子杂交实验的结果。
融合遗传
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。
就像把两瓶不同颜色的墨水倒在一起，混合液是另外一种颜色，再也无法分出具体的颜色。
这种观点也称作融合遗传。
思考讨论
按照上述融合遗传的观点，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？
你同意吗？
怎么来验证呢？
红色豌豆花
白色豌豆花
冲破观点
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。
孟德尔，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。
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。
发展进程
伟大成就
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。
世人给予其高度评价：
“
”
“遗传学之父”孟德尔
思考讨论
孟德尔在种植的多种植物中，为什么只有豌豆的杂交实验是最成功的，豌豆相比于其他植物又有哪些独特的优点呢？
请阅读课本 P 2~3，分析豌豆适于进行杂交实验的优点，小组同学之间进行讨论。
独特优点
豌豆是自花传粉植物，而且是闭花受粉。在自然状态下是纯种。
01. 自花传粉
花粉
自花传粉示意图
好处：
避免了外来花粉的干扰，结果既可靠，又易分析。
独特优点
02. 性状明显
豌豆有易于区分的性状。
一种生物的同一种性状的不同表现类型，叫作相对性状。
7对相对性状
圆滑—皱缩
黄色—绿色
红花—白花
绿荚—黄荚
饱满—不饱满
腋生—顶生
高茎—矮茎
独特优点
03. 便于授粉
豌豆的花大，便于人工授粉。
右侧为人工异花传粉的示意图。
人工授粉
第一步：去雄
去除未成熟花的全部雄蕊。
目的：防止自花传粉。
第二步：套袋
为去雄的花套上纸袋。
目的：保证呼吸作用正常进行。
第三步：采集花粉
在另一朵豌豆花上采集花粉。
目的：保证呼吸作用正常进行。
目的：防止其他花粉的干扰。
第四步：授粉套袋
将采集的花粉涂在去雄的雌蕊柱头上，再套上纸袋。
自花传粉
异花传粉
关于传粉
一朵花的花粉落到同一朵花的雌蕊的柱头上的过程。
一朵花的花粉落到另一朵花的雌蕊的柱头上的过程。
自花传粉示意图
异花传粉示意图
关于传粉
父本（♂）
不同植株的花进行异花传粉时：
供应花粉的植株叫作父本（♂）。
接受花粉的植株叫作母本（♀）。
母本（♀）
父本（♂）
母本（♀）
花粉
一对相对性状的杂交实验
孟德尔用纯种高茎豌豆与纯种矮茎豌豆作亲本（用P表示）进行杂交。
正交：
高茎豌豆作母本，矮茎作父本。
高茎豌豆作父本，矮茎作母本。
反交：
不论是正交还是反交，杂交后产生的第一代(简称子一代，用 F1 表示) 总是高茎的。
结果：
高茎
矮茎
高茎
自交和杂交
自交
杂交
一般是指遗传因子组成不同的生物个体间相互交配的过程。
豌豆自交
示意图
用符号() 表示自交
遗传因子组成相同的生物个体间相互交配的过程。
自交是获得纯系植物个体的有效方法。
豌豆杂交
示意图
用符号()
表示自交
方式一
自交方式
进行自花传粉的植物的杂交方式属于自交。
方式二
雌雄同株植物，雄花的花粉落到同一植株雌花的柱头上的方式也是自交。
自花传粉示意图
玉米传粉示意图
正交、反交
正交和反交是相对而言的。
如果把一个亲本组成称为正交，那么仅交换性别的亲本组合就称为反交。
正交
反交
如果将高茎（♀）× 矮茎（♂）的组成定义为正交，
那么高茎（♂）× 矮茎（♀）的组合为反交。
问题疑惑
为什么子一代出现的都是高茎而没有矮茎的呢？
高茎豌豆
进一步验证
用子一代自交。
操作：
自交
子二代 (用 F2 表示) 植株中，不仅有高茎的，还有矮茎的。
结 果
为什么子一代没有矮茎的，而子二代又出现了矮茎的呢？
问题疑惑
自交
一般指杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象。
性状的不同表现
显性性状
具有相对性状的两纯合亲本杂交，子一代显现出来的性状叫显性性状，如高茎。
子一代未显现出来，但在子二代突然出现的性状叫隐性性状，如矮茎。
隐性性状
性状分离
子二代性状研究
孟德尔对 F2 中不同相对性状的个体进行数量统计。
结果发现在所得的 1064 株 F2 植株中：
子二代中出现3:1的性状分离比是偶然的吗？
787 株
高茎
矮茎
277 株
:
≈
3 : 1
疑问
换做研究另外的性状呢？会不会是一样的现象？
其他性状的研究
孟德尔还对豌豆的其他 6 对相对性状进行了杂交实验。
子二代出现 3 : 1 绝非偶然，但是如何来解释这种现象呢？
1. 生物的性状是由_________________决定的。
对分离现象的解释
孟德尔针对分离现象，大胆地提出了如下假说：
2. 体细胞中遗传因子＿＿＿＿ 存在。
3. 配子中只含每对遗传因子中的＿＿＿＿。
遗传因子
显性性状
隐性性状
成对
一个
（如：DD、dd 为纯合子 ， Dd 为杂合子）
4. 受精时，雌雄配子＿＿＿＿结合。
随机
显性遗传因子（D）
隐性遗传因子（d）
子一代分析
根据孟德尔的假说，推断一下 F1 都表现为高茎的原因。
因为显性遗传因子(D)和隐性遗传因子(d)在一起时，只表现控制豌豆高茎的遗传因子所控制的性状。
豌豆的高茎对矮茎是显性性状，而矮茎是隐性性状，而隐性性状是在 F1 表现不出来的。
不管是正交还是反交，F1 全部表现高茎。
子二代分析
F1 产生的雌雄配子之间的遗传行为会产生怎样的结果？
F1 (Dd) 在形成生殖细胞时，产生比值相等的两种类型的雌、雄配子。
雌雄配子之间的结合机会均等，在 F2 体细胞中出了三种类型的遗传因子的组合，即 DD、Dd、dd，比值是 1∶2∶1。
由于 DD 和 Dd 表现高茎，dd 表现矮茎。所以 F1 自交得到的 F2 出现了性状分离，分离比是 3∶1。
疑问设想
豌豆作为研究遗传实验是极好的材料，但是从种植到收获，中间需要较长的时间。
有没有办法可以不利用植物的生殖发育过程来模拟生物的遗传，来体验孟德尔的假说。
去雄
思考讨论
模拟实验
实验目的
实验用具
通过模拟实验，理解遗传因子的分离、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。
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。
模拟实验
实验步骤
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
乙
模拟实验
思考讨论
1. 两个小桶代表什么？
2. 为什么每个小桶内的 D 小球和 d 小球数目都是 10 个？
3. 从两个小桶内各抓取一个小球组合在一起的含义是什么？
4. 将抓取的小球放入原来的小桶内，摇匀，按步骤3、4 重复做 30 次以上的原因是什么？
甲
乙
精子、卵细胞。
保证精子和卵细胞的数量关系比例是1:1。
表示精子和卵细胞融合形成受精卵，将来发育成新个体。
避免偶然性，使实验结果更加准确。
模拟实验
实验结果
2. 统计全班实验结果，求平均值。
实验结论
____________________________________________________。
统计实验结果：
彩球组合有几种？每种组合的数量是多少？
后代的性状分离比接近 3 : 1。
模拟实验
讨论
3. 你认为孟德尔的假说是否合理？
将每个小组的实验结果与全班总的实验结果作比较，会有什么发现？
2. 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
有小组的数据不遵循3:1的性状分离比。
不能。数据太少，不足以证明分离现象。
合理。子代的数量足够多，能够支持该假说。
对分离现象解释的验证
一种正确的假说不仅能解释已有的实验结果，还应该能够预测另外一些实验的结果。
如果实验结果与预测的结果相符合，那么这个假说便得到了验证。
孟德尔该如何来验证自己所提出的假说呢？
“遗传学之父”
孟德尔
测交实验
测交：
让 F1 与隐性纯合子杂交。
预测：
结果：
在得到的166株后代种，87株是高茎的，79株是矮茎的。高茎与矮茎的数量比接近 1:1。
一对相对性状测交实验的分析图解
测交后代的分离比应为 。
1 : 1
分离定律
② 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 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。
分离定律，也称为“孟德尔第一定律”。
具体内容：
特点：
分离定律在生物的遗传中具有 。
普遍性
假说—演绎法
具体内容
在观察和分析基础上提出问题以后，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，推出预测结果，再通过实验检验。
如果实验结果与预测相符，就可以认为假说是正确的，反之，则可以认为假说是错误的。这种科学方法叫作假说—演绎法。
一对相对性状的假说-演绎法分析
现象：
01. 观察现象，提出问题
问题：
高茎豌豆与矮茎豌豆杂交，F1 全为高茎，F1 自交后代 F2 中高茎植株与矮茎植株的比例约为 3 : 1。
（1）F1 全为高茎，矮茎哪里去了呢？
（2）F2 中矮茎又出现了，说明了什么？
（3）为什么后代的表现型比例都接近 3 : 1？
一对相对性状的假说-演绎法分析
假说：
02. 分析问题，提出假说
（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存在的。
（3）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。
一对相对性状的假说-演绎法分析
03. 演绎推理，验证假说
演绎：
验证：
F1 测交，F1 (Dd) 能产生数量相等的两种配子(D:d=1:1)，预期后代中高茎植株与矮茎植株的比例为 1 : 1。
结果是后代中出现高茎植株与矮茎植株的比例接近于 1 : 1。
一对相对性状的假说-演绎法分析
04. 分析结果，得出结论
结论：
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，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。
方法归纳
已知亲本遗传因子组成求子代遗传因子组成类型和性状表现及其比例的方法：
分别推算出雌、雄亲本产生的雌、雄配子的种类及比例。
利用“十字交叉法”或者“棋盘法”列出子代的遗传因子组成及比例。
算出子代性状表现类型及比例。
第一步：
第二步：
第三步：
六种组合
一对遗传因子的6种杂交组合及其结果：
亲本遗传因子组成 AA×AA AA×Aa AA×aa aa×aa Aa×Aa Aa×aa
子代遗传因子组成 AA AA : Aa = 1 : 1 Aa aa AA:Aa:aa = 1 : 2 : 1 Aa:aa
= 1 : 1
子代性状表现 全为 显性 全为 显性 全为 显性 全为 隐性 显性:隐性 ＝3∶1 显性:隐性＝1∶1
知识小结
孟德尔的豌豆杂交实验
豌豆的优点
一对相对性状的杂交实验
对分离现象的解释
分离定律
假说—演绎
当堂检测
1. 如果一株红果番茄的花（RR），接受了一株黄果番茄的花粉（rr），那么在红果番茄上结的果是（　 ）
A. 红色　　 B. 黄色　　
C. 红黄相间　 D. 有的是红色，有的是黄色
A　
2. 某人是双眼皮（此为显性性状 ，用A表示），但是她只能产生一种生殖细胞，那么她的基因组成为（　 ）
A. Aa B. aa C. AA D. AA或Aa
C　
当堂检测
3. 下列几组杂交中，哪组属于纯合子之间的杂交（ ）
A. DD × Dd　　　　 B. DD × dd
C. Dd × Dd　　　　 D. Dd × dd
B　
4. 下列四组交配中，能验证分离现象的解释是否正确的一组是（ ）
A. DD × Dd　　　　 B. DD × dd
C. Dd × Dd　　　　 D. Dd × dd
D　
当堂检测
5. 下列各对性状中，属于相对性状的是（ ）
狗的长毛和卷毛
B. 棉花的掌状叶和鸡脚叶
C. 玉米叶梢的紫色和叶片的绿色
D. 豌豆的高茎和蚕豆的矮茎
B　
当堂检测
6. 已知豌豆的高茎对矮茎是显性，欲知一株高茎豌豆的遗传因子组成，最简便的方法是（ ）
A. 让它与另一株纯种高茎豌豆杂交
B. 让它与另一株杂种高茎豌豆杂交
C. 让它与另一株矮茎豌豆杂交
D. 让它进行自花传粉
D　
当堂检测
3. 现有一对性状表现正常的夫妇，已知男方父亲患白化病，女方父母正常，但其弟也患白化病。那么，这对夫妇生出白化病孩子的概率是（ ）
1/4
B. 1/6
C. 1/8　　　　
D. 1/12
B　

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