资源简介

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第一节
孟德尔的豌豆杂交实验（一）
第一章 遗传因子的发现
目录
1.豌豆用作遗传实验材料的优点
2.一对相对性状的杂交实验
3.对分离现象的解释
4.对分离现象解释的验证
5.分离定律
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。这种观点也称作融合遗传。
【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？
粉色
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。这种观点也称作融合遗传。
【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，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。
学习目标
1.基于豌豆花的特点，联系人工授粉，归纳豌豆作为遗传实验材料的优点
2.写出一对相对性状的杂交实验过程及结果并进行分析和解释，通过设计测交实验验证分离定律。掌握验证分离定律的方法
3.基于一对相对性状的杂交实验的分析，提出假说对实验结果进行解释，培养假说一演绎法的科学思维
孟德尔生平
格雷格尔 孟德尔
1822—1884
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
山柳菊、玉米、豌豆实验
并发现了生物遗传的基本规律
1865-1884
43岁宣读《植物杂交实验》，
去世15年，论文发表。35年后，得到认可。
两大贡献
发现遗传因子
（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）
现代遗传学之父
豌豆用作遗传实验材料的优点
【知识回顾】单性花、两性花
花瓣
花托
胚珠
花萼
子房
花柱
柱头
雌蕊
花丝
花药
雄蕊
两性花：一朵花既有雌蕊、也有雄蕊，如：豌豆花
单性花：一朵花只有雌蕊或只有雄蕊，如玉米、黄瓜花
花药中含花粉
(相当于动物的精子)
豌豆用作遗传实验材料的优点
【知识回顾】自花传粉、异花传粉
自花传粉
异花传粉
自花传粉：两性花的花粉落到同一朵花雌蕊柱头上的过程，也叫自交
异花传粉：两朵花之间的传粉过程，也叫杂交
豌豆用作遗传实验材料的优点
♀
母本
去雄套袋
♂
父本
采集花粉
传粉套袋
防止外来花粉的干扰
（雌花成熟时）
去雄
套袋
人工授粉
套袋
防止外来花粉的干扰
豌豆用作遗传实验材料的优点
3.豌豆具有许多稳定的相对性状，并且易于区分
（1）性状：生物体的形态结构、生理特征和行为方式的总称
（2）相对性状：同种生物同一性状的不同表现
豌豆用作遗传实验材料的优点
4.子代数目多（而且处于豆荚内易于保存），便于进行统计分析
一对相对性状的杂交实验
1.遗传学上的符号
2.正交与反交
含义 父本 母本 杂交 自交 亲本 子一代/ 杂种一代 子二代/
杂种二代
符号
×

P
F1
F2
若：（♀）甲×（♂）乙 正交
则：（♀）乙×（♂）甲 反交
（♀）高茎×（♂）矮茎
（♀）矮茎×（♂）高茎
应用：检验遗传是否与性别有关
一对相对性状的杂交实验
3.观察现象，提出问题
实验材料：纯种高茎豌豆×纯种矮茎豌豆
×
♂
♀
高茎
高茎
P
（杂交）
（亲本）
（父本）
（母本）
矮茎
F1
（子一代）
♀
♂
矮茎
高茎
×
高茎
正交
反交
一对相对性状的杂交实验
【思考】为什么子一代都是高茎而没有矮茎的呢？
进一步实验：
矮茎
高茎
×
高茎
P
F1
高茎
F1

自交
F2
高茎
矮茎
一对相对性状的杂交实验
【思考】为什么子一代没有矮茎的，而子二代又出现了矮茎的呢？
高茎
×
P
F1
F2
高茎
矮茎
（杂交）
（自交）
高茎
矮茎

在杂种后代中，同时显现出显性性状和隐性性状的现象——性状分离
一对相对性状的亲本杂交，子一代未显现出来的性状——隐性性状
一对相对性状的亲本杂交，子一代显现出来的性状——显性性状
一对相对性状的杂交实验
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，787株是高茎，277株是矮茎，高茎与矮茎的性状分离比接近 3:1
【思考】子二代中出现 3∶1 的性状分离比是偶然的吗？
对分离现象的解释
孟德尔通过严谨的推理和大胆的想象，对分离现象的原因提出了如下假说：
1.生物的性状是由遗传因子决定的，这些遗传因子不会相互融合、也不会在传递中消失
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
d
高茎
矮茎
D
对分离现象的解释
2.在体细胞中，遗传因子是成对存在的
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）
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
4.受精时，雌雄配子的结合是随机的
dd
高茎
矮茎
DD
D
d
配子：
Dd
高茎
F1：
P：
对分离现象的解释
遗传图解（交叉连线法）
高茎
Dd
D
d
配子：
Dd
高茎
F2：
F1：
dd
矮茎
高茎
Dd
×
D
d
Dd
高茎
DD
高茎
表现性之比：高茎：矮茎=3 : 1
基因型之比：DD:Dd:dd=1 : 2 : 1
中间有箭头
上下有性状
下边有比例
左边有名称
对分离现象解释的验证
1.测交（推测）
高茎
Dd
d
配子：
F1：
P：
dd
矮茎
矮茎
×
D
d
Dd
高茎
dd
1 : 1
对分离现象解释的验证
2.实验验证
高茎
×
矮茎
高茎 矮茎
测交后代 87 79
比例 高茎:矮茎≈１:１ 【实验结论】
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
测交实验结果
对分离现象解释的验证
通过测交实验的结果可证实：
F1是杂合子
F1产生了两种比例相等的配子
F1在形成配子时，成对的遗传因子发生了分离，分别进入不同的配子中
高茎
Dd
d
配子：
F1：
P：
dd
矮茎
矮茎
×
D
d
Dd
高茎
dd
1 : 1
测定F1配子的种类及比例
意义 测定F1的基因型
判断F1在形成配子基因的行为
分离定律
1.分离定律的内容
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.分离定律的实质
杂合体在形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，产生两种配子，数量比为1:1
分离定律
3.分离定律的适用范围
（1）进行有性生殖的生物
（2）真核细胞中细胞核中的遗传因子（而不适用于原核生物、细胞质的遗传因子的遗传）
（3）对象：控制一对相对性状的一对遗传因子
（4）时间：形成配子时
探究实践——性状分离比的模拟
【实验目的】
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
【实验步骤】
取小桶并标记
→
分装彩球
→
混合彩球
→
随机取球
→
放回原小桶
→
重复实验
探究实践——性状分离比的模拟
【模拟内容】
用具或操作 模拟对象或过程
甲、乙两个小桶 雌、雄生殖器官
小桶内的彩球 雌、雄配子
不同彩球的随机组合 雌、雄配子的随机结合
精巢
卵巢
雄配子
雌配子
模拟生殖过程中，雌雄配子随机结合
【实验结论】
（1）彩球组合类型数量比：DD : Dd : dd ≈ 1 : 2 : 1
（2）彩球组合类型之间的数量比代表的是显、隐性性状数量比：显性：隐性 ≈ 3 : 1
探究实践——性状分离比的模拟
【思考】
1.每个桶中放入数量相等的两种彩球的含义是什么？
分别模拟含有显性、隐性两种遗传因子的配子，且F1产生的两种配子数量相等
2.每次分别从两个桶内随机抓取一个彩球的含义是什么？
在形成配子时，成对的遗传因子彼此分离
3.分别从两个桶内随机抓取一个彩球组合在一起模拟了什么过程？
模拟雌雄配子形成和随机结合的过程
4.为什么要将抓取的彩球放回原来的小桶并摇匀？
确保每次实验中雌雄配子形成和结合的机会相等
科学方法——假说演绎法
观察和分析发现问题
为什么F2中出现3:1性状分离比？
经推理和想象提出假说
遗传因子决定生物的性状
遗传因子成对存在
遗传因子在形成配子时分离
雌雄配子在受精时随机结合
据假说进行演绎和推理
设计测交实验
预测结果：测交后代分离比为1:1
实验检验演绎推理结论
实际测交实验结果与推理符合，说明假说正确
课堂小结
决定
隐性遗传因子
显性纯合子
自
相对性状
随堂小测
1.孟德尔杂交试验成功的重要因素之一是选择了严格自花受粉的豌豆作为材料。自然条件下豌豆大多数是纯合子，主要原因是( )
A.杂合子豌豆的繁殖能力低
B.豌豆的基因突变具有可逆性
C.豌豆的性状大多数是隐性性状
D.豌豆连续自交，杂合子比例逐渐减小
解析：本题考查孟德尔杂交试验的有关知识。连续自交可以提高纯合子的纯合度，因此，自然条件下豌豆经过连续数代严格自花授粉后，大多数都是纯合子，D项符合题意。
D
随堂小测
2.人的褐眼对蓝眼为显性，某家庭的双亲皆为褐眼（B_），其甲、乙、丙三个孩子中，有一人是收养的（非亲生孩子）。甲和丙为蓝眼（bb），乙为褐眼。由此得出的正确结论是( )
A.控制双亲眼睛颜色的遗传因子是杂合的
B.控制孩子乙眼睛颜色的遗传因子是杂合的
C.该夫妇生一个蓝眼男孩的概率是1/4
D.孩子乙是亲生的，孩子甲或孩子丙是收养的
解析：由题意可知，B_（褐眼）×B_（褐眼）→F1中出现bb（蓝眼），因此双亲一定是杂合子，A正确；乙可能是杂合子也可能是纯合子，B错误；该夫妇生一个蓝眼男孩的概率是1/8，C错误；通过题干信息不能确定甲、乙、丙中哪一个为非亲生的，D错误。
A
随堂小测
3.巧妙运用假说—演绎法是孟德尔遗传实验取得成功的重要原因之一，下表是有关分离定律的实验过程与假说—演绎法内容的对应关系，正确的是( )
A.A B.B C.C D.D
解析：A、具有一对相对性状的纯合亲本正反交,F1均表现为显性性状,是孟德尔发现并提出问题的研究阶段,A正确;B、若F1与隐性纯合子杂交,理论上后代可表现出1：1的性状分离比,属于演绎推理阶段,B错误;C、F1产生配子时,成对的遗传因子彼此分离,分别进入不同的配子中,属于假说内容,C错误;D、F1自交,F2表现出3:1的性状分离比,是孟德尔发现并提出问题的研究阶段,D错误。
A
选项 分离定律的实验过程 假说—演绎法内容
A 具有一对相对性状的亲本正反交，F1均表现为显性性状 发现并提出问题
B 若F1与隐性纯合子杂交，理论上后代可表现出1：1的性状分离比 作出假设
C F1产生配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中 演绎推理
D F1自交，F2表现出3：1的性状分离比 实验验证
THANKS
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