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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）
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，这种观点被称作融合遗传。
两种墨水混合变成另一种颜色，再也无法分辨原来的颜色。
问题：
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你同意上述观点吗？你的证据有哪些？
“现代遗传学之父”——孟德尔
孟德尔从小便喜爱自然科学，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数学和自然科学。
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。
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。
为什么豌豆杂交实验是最成功的？
豌豆用作遗传实验材料的优点
豌豆自花传粉、闭花受粉，自然状态下，一般都是纯种。
优点一
开花后的豌豆花
开花前的豌豆花
概念补充
单性花：一朵花中只有雌蕊或雄蕊，如玉米花。
两性花：同一朵花中既有雌蕊又有雄蕊，如豌豆花。
雌雄同株：雌花和雄花在同一植株上，如玉米。
雌雄异株：雌花和雄花不在同一植株上，如银杏。
只开雄花的叫雄株，只开雌花的叫雌株。
花的类型
概念补充
传粉：雄蕊的花粉落在雌蕊柱头上的过程。
花粉
自花传粉示意图
异花传粉示意图
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（也叫自交）。
闭花受粉：花在未开放前，雄蕊中的花粉就已经落到雌蕊的柱头上，完成了受粉过程。
异花传粉：两朵花之间的传粉过程。进行异花传粉时，供应花粉的植株叫做父本(♂)，接受花粉的植株叫做母本(♀)。
传粉类型
豌豆用作遗传实验材料的优点
豌豆自花传粉、闭花受粉，自然状态下，一般都是纯种。
优点一
开花后的豌豆花
开花前的豌豆花
豌豆是两性花，在未开放时，花粉会落到同一花朵的雌蕊的柱头上，从而完成受粉，这种传粉方式叫作自花传粉，也叫自交。
自花传粉避免了外来花粉的干扰，所以豌豆自然状态上一般都是纯种。
豌豆用作遗传实验材料的优点
有多对易于区分的性状且能够稳定地遗传给后代。
优点二
相对性状：一种生物同一性状的不同表现类型。
性状：生物体的形态特征和生理特性的总称。
你能说出人身上的哪些相对性状？
辨析相对性状
相对性状：一种生物同一性状的不同表现类型。
下列各组生物性状中属于相对性状的是( )
A.玉米叶梢的紫色和叶片的绿色
B.水稻的早熟和晚熟
C.绵羊的长毛和狗的短毛
D.家鸽的长腿与毛腿
B
不是同一性状
不是同一生物
不是同一性状
豌豆用作遗传实验材料的优点
有多对易于区分的性状且能够稳定地遗传给后代。
优点二
实验结果易于观察和分析
豌豆用作遗传实验材料的优点
子代个体数量较多。
优点三
用数学统计方法分析结果更可靠，且偶然性小。
豌豆用作遗传实验材料的优点
花较大，易于做人工杂交实验。
优点四
豌豆的花
小麦的花
人工异花传粉的步骤
①去雄
高茎豌豆
（母本）
矮茎豌豆
（父本）
采集花粉
③人工授粉
高茎豌豆
杂交获得的种子
②套袋
④套袋
防止外来花粉的干扰，保证杂交得到的种子是人工授粉后所结。
时间：花蕊成熟前，花蕾期
（雌蕊成熟后）
子代植株
目的：防止自花传粉
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
高茎
矮茎
P
×
(杂交)
高茎
F1
(亲本)
(父本)
(母本)
矮茎
高茎
×
高茎
正交
反交
(子一代)
为什么子一代（F1）都是高茎而没有矮茎的呢？
一对相对性状的杂交实验
高茎
×
P
F1
F2
高茎
矮茎
（杂交）
（自交）
3 ∶ 1
×
孟德尔让F1代进行自交
显性性状：具有一对相对性状的两个纯合亲本杂交，F1中显现出来的性状
隐性性状：具有一对相对性状的两个纯合亲本杂交，F1中未显现出来的性状
性状分离：杂种后代中同时显现出显性性状和隐性性状的现象
一对相对性状的杂交实验
高茎
×
P
F1
F2
高茎
矮茎
（杂交）
（自交）
3 ∶ 1
×
孟德尔让F1代进行自交
F2中出现3∶1的性状分离比是偶然的吗？
一对相对性状的杂交实验
性状 显性性状 隐性性状 比例
种子性状 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
种皮的颜色 灰色 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 绿色 428 黄色 152 2.82 : 1
花的位置 腋生 651 顶生 207 3.14 : 1
如何解释F2中出现3∶1的性状分离比呢？
对分离现象的解释
生物的性状是由遗传因子决定的
体细胞中的遗传因子是成对存在的
显性遗传因子（大写字母） 显性性状
隐性遗传因子（小写字母） 隐性性状
决定
决定
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）
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。
受精时，雌雄配子随机结合。
P
纯种高茎
DD
dd
D
d
配子
Dd
高茎
F1
纯种矮茎
×
写出F1形成F2过程中自交图解
对分离现象的解释
生物的性状是由遗传因子决定的
体细胞中的遗传因子是成对存在的
显性遗传因子（大写字母） 显性性状
隐性遗传因子（小写字母） 隐性性状
决定
决定
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）
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。
受精时，雌雄配子随机结合。
F2
F1
高茎
Dd
Dd
高茎
×
D
配子
d
D
d
高茎
DD
Dd
高茎
Dd
高茎
dd
矮茎
1
2
1
性状分离比的模拟实验
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。
方法步骤
性状分离比的模拟实验
实验目的
模拟内容
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。
模拟对象或过程 用具或操作
遗传因子分离 ___________________
雌、雄生殖器官 _______________
雌、雄配子 ___________
雌、雄配子的随机结合 ____________________
小桶内的彩球
甲、乙两个小桶
不同彩球的随机组合
小桶内彩球充分混合
雄配子
雌配子
模拟生殖过程中，雌雄配子随机结合
性状分离比的模拟实验
延伸拓展
每个桶中放入数量相等的两种彩球的含义：两种彩球分别模拟含有_____、_____两种遗传因子的配子，且F1产生的两种配子___________。
实验中，甲、乙两个小桶内的彩球数量都是20个，这符合自然界的实际情况吗？
显性
隐性
数量相等
不符合，自然界中一般雄配子的数量远远多于雌配子的数量。
分别从两个桶内随机抓取一个彩球组合在一起，模拟了_______________和 的过程。
雌雄配子形成
随机结合
性状分离比的模拟实验
延伸拓展
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。
理论上，实验结果应是：彩球组合DD∶Dd∶dd＝1∶2∶1，但有位同学抓取4次，结果是DD∶Dd＝2∶2，这是不是说明实验设计有问题？
不是。DD∶Dd∶dd＝1∶2∶1是一个理论值，如果统计数量太少，不一定会符合DD∶Dd∶dd＝1∶2∶1的理论值，统计的数量越多，越接近该理论值。
对分离现象解释的验证
预期实验结果
高茎豌豆 矮茎豌豆
测交后代 87株 79株
比例 高茎：矮茎≈1:1 测交实验结果
设计测交实验
P
杂种子一代
Dd
dd
配子
Dd
高茎
F1
隐形纯合子
×
D
d
d
dd
矮茎
分离定律
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
分离定律在生物的遗传中具有普遍性，进行有性生殖的真核生物的一对相对性状的细胞核遗传。
内容
适用范围
豌豆的高茎和矮茎
白色绵羊中生出黑色绵羊
假说-演绎法
观察现象
提出问题
分析问题
提出假说
演绎推理
验证假说
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。
F1全为高茎，矮茎哪里去了呢？F2中矮茎又出现了，说明了什么？为什么后代的表现型比例都接近3:1？
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。
实验结果：后代中高茎植株与矮茎植株的比例接近1:1。
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；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。
分析结果得出结论
现象
问题
演绎
验证
结论
生物的性状是由遗传因子决定的；体细胞中的遗传因子是成对存在的；配子中只含有每对遗传因子中的一个；受精时，雌雄配子的结合是随机的。
假说
拓展总结
交配类型
项目 概念
杂交 指遗传因子组成不同的同种生物个体间的相互交配
自交 广义的自交是指遗传因子组成相同的同种生物个体间的相互交配，植物的自交还包括自花传粉和雌雄同株植物的异花传粉
测交 待测个体与隐性纯合子杂交
正交与反交 一对相对概念，如甲、乙为具有一对相对性状的个体，若规定甲（ ）×乙（ ）为正交，则甲（ ）×乙（ ）为反交
回交 子一代与两个亲本中的任意一个杂交
拓展总结
②自交法：
①测交法：
具相对性状的纯合
杂合子
隐性纯合子
1∶1
③花粉鉴定法：
验证分离定律的方法
符合分离定律
杂合子
两
1∶1
符合分离定律
性状分 离比为3∶1
符合分离定律
拓展总结
判断显隐性性状的方法
根据概念判断显隐性
具有一对相对性状的两个纯合子杂交，子一代表现出来的性状为显性性状，未表现出来的性状为隐性性状。
根据子代分离比及性状判断
相同性状的亲本杂交（或自交）
子代性状分离比为3：1
子代出现不同的性状
“3”的性状为显性性状
“1”的性状为隐形性状
子代所出现的新性状为隐性性状
拓展总结
判断显隐性性状的方法
根据概念判断显隐性
具有一对相对性状的两个纯合子杂交，子一代表现出来的性状为显性性状，未表现出来的性状为隐性性状。
根据子代分离比及性状判断
具有相对性状的两个亲本杂交
子代只表现出一种性状
有性状分离
子代表现出来的性状为显性性状
有性状分离的亲本性状为显性性状
亲本自交
无性状分离的亲本性状为隐性性状
拓展总结
亲本组合 子代遗传因子组成及比例 子代性状变现及比例
AA×AA
AA×Aa
AA×aa
Aa×Aa
Aa×aa
aa×aa
AA
AA：Aa=1：1
Aa
AA：Aa：aa=1：2：1
Aa：aa=1：1
aa
显性
显性
显性：隐性=3：1
显性：隐性=1：1
隐性
显性
由亲代推断子代的基因型与表现型(正推型)
遗传因子组成的判断
拓展总结
遗传题解题步骤
写出相对性状
判断显隐性关系
画出遗传图解
概率计算
老鼠的毛色有黑色和黄色，由一对遗传因子B、b控制。有下列三组交配组合，请据此回答相关问题：
交配组合 子代性状及比例
① 丙(黑色)×乙(黑色) 12(黑色)∶4(黄色)
② 甲(黄色)×乙(黑色) 8(黑色)∶9(黄色)
③ 甲(黄色)×丁(黑色) 全为黑色
(1)根据交配组合_______，可判断显性性状是_____，隐性性状是_____。
①或③
黑色
黄色
bb
Bb
Bb
BB
甲和丁
(3)第②组交配组合产生的子代中，能稳定遗传的概率为___。
(2)表中亲本的遗传因子组成最可能是：甲____；乙____；丙____；丁____，其中属于纯合子的是_______。
随堂练习
1.下列杂交试验中，甲表示显性性状，乙表示隐性性状，则属于性状分离的是：
A.甲×甲→甲 B.甲×乙→ 甲
C.乙×乙→ 乙 D.甲×甲→甲+乙
2.纯种甜玉米和纯种非甜玉米间行种植，收获时发现甜玉米果穗上有非甜玉米籽粒，而非甜玉米果穗上无甜玉米籽粒。原因是：
A.甜是显性性状 B.相互混杂
C.非甜是显性性状 D.相互选择
C
D
4.有一对表现正常的夫妇，男方的父亲是白化病患者(白化病为隐性基因控制)，女方的弟弟也是白化病患者，但女方双亲表现正常。这对夫妇生出白化病的孩子的概率是（ ）
A．1/2 B．2/3 C．1/4 D．1/6
随堂练习
3.(多选)大豆的白花和紫花是一对相对性状，下列杂交试验中能判断性状显隐性关系的是（ ）
A.紫花×紫花 紫花
B.紫花×紫花 301株紫花＋110株白花
C.紫花×白花 紫花
D.紫花×白花 98株紫花＋101株白花
C
BC

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