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(共35张PPT)
第1章 遗传因子的发现
第1节 孟德尔的豌豆杂交实验(一)
二课时
一、学习目标
二、重难点
1.教学重点:
2.教学难点:
1、阐明分离定律并能运用分离定律解释或预测遗传现象。
2、通过对孟德尔一对相对性状杂交实验的分析些遗传现象。
对分离现象的解释和验证分离定律。
对分离现象的解释和验证分离定律。
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
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，其后代仍出现红花或白花；又如，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
粉色
高
+
矮
=
不高不矮
黑
+
白
=
不黑不白
男+女=不男不女
如果上述观点正确，可以用它来解释身高、肤色、性别的遗传吗？
思考：
红花豌豆与白花豌豆
认识孟德尔走近实验
孟德尔
（1822—1884）
现代遗传学的奠基人
“遗传学之父”
一 、豌豆用作遗传实验材料的优点
豌
豆
山
柳
菊
玉米
为什么只有豌豆杂交实验最成功的？豌豆用作遗传实验材料的优点是什么？
一 、豌豆用作遗传实验材料的优点
1
：
豌豆自花传粉、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
2.单性花：一朵花只有雄蕊或只有雌蕊
雄花
雌花
相关概念
玉米：单性花
豌豆：两性花
一 、豌豆用作遗传实验材料的优点
1
：
豌豆自花传粉、闭花受粉，自然状态下一般是纯种
相关概念
4.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叫做自花传粉（也叫自交）。豌豆自花传粉、闭花授粉，避免外来花粉的干扰，自然状态下是纯种。
5.异花传粉：两朵花之间的传粉过程。不同植株的花进行异花传粉时，提供花粉的植株叫做父本（♂），接受花粉的植株叫做母本（♀）。
A
B
母本♀
父本♂
3.传粉：雄蕊的花粉落在雌蕊柱头上的过程。
一 、豌豆用作遗传实验材料的优点
去雄
采集花粉
人工传粉
人工异花传粉过程
1.去雄
2.套袋（避免外来花粉影响）
3.人工授粉
4.套袋（避免外来花粉影响）
豌豆花大易于操作
♀
高茎豌豆的花
♂
矮茎豌豆的花
套袋
套袋
一 、豌豆用作遗传实验材料的优点
豌豆的生活周期短、易栽培、产生后代数量多。
2
：
3
：
豌豆具有易于区分的相对性状
（1）性状：
（2）相对性状：同种生物的同一种性状的不同表现类型。 相对性状常用一对“反义词”来描述。如茎的“高－矮”、“粗－细”、果实的 “大－小”等。
“两同”
“一不同”
如何正确理解相对性状？
生物表现出来的形态特征或生理特征。比如:颜色、形状、高度等。
一 、豌豆用作遗传实验材料的优点
高中生物常见遗传实验材料的优点
1.孟德尔选豌豆做遗传实验材料的优点？
①繁殖周期短，易种植，后代数量多
②具有易于区分的相对性状
③自花传粉，闭花受粉，自然状态下都是纯种
④花大，易操作
2.玉米做遗传实验材料的优点？
①繁殖周期短、后代数量多
②具有易于区分的相对性状
③雌雄同株异花，杂交实验易操作无需去雄(便于人工授粉)
3.果蝇做遗传实验材料的优点？
①易饲养、繁殖快(繁殖周期短)、后代数量多
②具有易于区分的相对性状
③染色体少、易观察
*拟南芥：
繁殖周期短；
后代数量多；
具有易于区分的相对性状；
染色体数目少。
课堂练习
1下列属于相对性状的是（ ）
家兔的白毛与短毛
人的体重与身高
小麦的高杆与大麦的矮杆
鸡的毛腿与光腿
D
2.下列各组生物性状中属于相对性状的是( )
A.番茄的红果和圆果
B.水稻的早熟和晚熟
C.绵羊的长毛和细毛
D.马的白毛和鼠的褐毛
B
二 、一对相对性状的杂交实验
简单
复杂
一对相对性状
多对相对性状
高茎1.5～2.0米,矮茎0.3米左右
这么多的性状，该如何研究呢？你是如何思考的？
1
.
相关符号及含义
符号
含义
P
F1
F2
×
×
♀
亲本
子一代
子二代
杂交
自交
母本
父本
正交反交：
正交与反交是相对的概念，
如果将豌豆高茎作父本、矮茎作母本当作正交，那么以豌豆矮茎作父本、高茎作母本则是反交
♂
实验过程
2
.
二 、一对相对性状的杂交实验
2
.实验过程：
纯种高茎♂
×
纯种矮茎♀
P
提出问题：
问题1：请大家根据融合遗传的观点预测，后代应表现为什么性状？
F1
全是高茎
否定融合遗传
问题2：实验结果会不会与高茎做父本有关？
×
自交
F2
高茎
矮茎
问题3：子一代全是高茎，那矮茎在子一代彻底消失了吗？如果矮茎在子一代彻底消失，那么子二代应该表现为什么性状？
问题4：为什么子一代没有矮茎，而子二代又出现矮茎了呢？
矮茎性状并没有消失，只是在F1中隐藏而没有显现
(♀)
(♂)
全是高茎
二 、一对相对性状的杂交实验
2
.实验过程:
高茎787
矮茎277
在杂种后代中，同时显现出显性性状和隐性性状的现象。
（ 3 : 1 ）
（2）隐性性状：
（1）显性性状：
(3)性状分离：
问题5：F2中的出现高：矮 3：1的性状分离比是偶然现象吗？
二 、一对相对性状的杂交实验
指具有一对相对性状的纯合亲本杂交，在F1中显现出来的性状，如高茎。
指具有一对相对性状的纯合亲本杂交，在F1中没有显现出来的性状，如矮茎。
二 、一对相对性状的杂交实验
亲本相对性状杂交 F1 的表现 F2 的表现 显性 隐性 显性 : 隐性
茎的高度 高茎 高茎 787 矮茎 277 2.84 : 1
种子的形状 圆粒 圆粒 5474 皱粒 1850 2.96 : 1
子叶的颜色 黄色 黄色 6022 绿色 2001 3.01 : 1
种皮的颜色 灰色 灰色 705 白色 224 3.15 : 1
豆荚的形状 饱满 饱满 882 不饱满 299 2.95 : 1
豆荚的颜色（未成熟） 绿色 绿色 428 黄色 152 2.82 : 1
花的位置 腋生 腋生 651 顶生 207 3.14 : 1
F2为什么会出现3：1的性状分离比呢？
实验方法——数学统计
不是偶然
孟德尔针对此现象做出解释，并提出假说。
3.下列关于遗传学的基本概念及理论的叙述中正确的是( )
A.马的栗色和白色，狗的长毛和卷毛都是相对性状
B.孟德尔在豌豆开花时进行去雄和授粉，实现亲本的杂交
C.后代同时出现显性性状和隐性性状的现象就叫性状分离
D.孟德尔发现遗传定律利用了豌豆自花传粉、闭花受粉的特性
课堂练习
D
4.孟德尔在豌豆杂交实验中,发现问题是建立在孟德尔的___实验基础之上的
A.正、反交　 　B.测交、自交 C.杂交、自交　　　D.杂交、测交
C
三 、对分离现象的解释
1.生物的性状是由遗传因子决定的。
2.体细胞中遗传因子是成对存在的。
两个遗传因子控制一对相对性状，如DD、Dd、dd。
纯合子能稳定遗传，即纯合子自交后代不会发生性状分离；
杂合子不能稳定遗传，即杂合子自交后代会发生性状分离。
纯合子：遗传因子组成相同的个体。如纯种高茎豌豆DD、纯种矮茎豌豆dd。
杂合子：遗传因子组成不同的个体。如F1杂种豌豆Dd。
显性遗传因子：决定显性性状的遗传因子（如D）。
隐性遗传因子：决定隐性性状的遗传因子（如d）。
遗传因子就像一个个独立的颗粒，既不相互融合，也不会在传递中消失。
三 、对分离现象的解释
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。配子中只含有成对遗传因子中的一个。
4.受精时，雌雄配子的结合是随机的。
F2便有三种遗传因子组合类型，即DD、Dd和dd，且比例接近1:2:1。DD与Dd的个体表现为高茎，dd的个体表现为矮茎，比例接近3:1。
如:高茎纯合子（DD）：产生的一个配子为（D）。
矮茎纯合子（dd）：产生的一个配子为（d）。
杂合子（Dd）：产生的一个配子为（D）或（d）。
如含有遗传因子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。
四 、对分离现象解释的体验
1
.一对相对性状杂交实验的遗传图解:
根据孟德尔的解释（假说），小组合作画出一对相对性状的杂交实验遗传图解。（任务一）
2
.性状分离比的模拟实验:
四 、对分离现象解释的体验
探究 实践
.
（1）实验原理：甲、乙两个小桶分别代表雌、雄生殖器官，甲、乙内的彩球分别代表雌雄配子，用不同彩球随机组合模拟生物在生殖过程中雌雄配子的随机结合。
♀
（2）实验注意问题：
a.要随机抓取，且每抓完一次将小球放回原小桶并搅匀，保证两种雌配子或两种雄配子 比例 相同。
b.重复的次数足够多。（每个小桶中两种颜色的小球要相同）
（3）结果与结论 彩球组合类型数量比DD∶Dd∶dd≈1：2：1，彩球代表的显隐性性状的数值比接近 3：1 。
（任务二）
2
.性状分离比的模拟实验:
四 、对分离现象解释的体验
探究 实践
.
讨论：
♀
1.甲乙两个小桶一定要相同吗？两桶内小球数量一定要相等吗？
甲乙两个小桶不一定相同。两桶内小球数量不一定相等，且最好不等，因为同种生物，雌配子数量一般远少于雄配子数量。
2.将每个小组的实验结果与全班总的实验结果作比较，你有什么发现 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
3.将模拟实验的结果与孟德尔的杂交实验结果相比较,你认为孟德尔的假说是否合理
与每个小组的实验结果相比，全班总的实验结果更接近预测的结果，即彩球组合类型数量比DD:Dd:dd=1:2:1，彩球代表的显性与隐性类型的数量比为3:1。因为实验统计的样本数量越大，越接近统计规律。如果孟德尔当时只对F2中10株豌豆的性状进行统计，那么他很难正确地解释性状分离现象。因为实验统计的样本数量足够大，是孟德尔能够正确分析实验结果的前提条件之一。只对10株豌豆的性状进行统计，会出现较大的误差。
合理。因为甲、乙两个小桶内的彩球分别代表孟德尔杂交实验中的雌、雄配子，分别从两个桶内随机抓取一个彩球进行组合，实际上是模拟雌雄配子的随机结合，统计的样本数量也足够大，出现了3:1的结果。但孟德尔提出的假说是否正确还需要实验来验证。。
五 、对分离现象解释的验证
孟德尔要验证的关键问题是什么？分离假说最关键点是什么？
1
.验证分离假说的最关键点:
第三点：成对的遗传因子分离，进入不同的配子。即：F1是否为杂合子（Dd），并产生了两种配子D:d=1:1
2
.验证方法:
测交
（1）概念：让F1和隐性纯合子杂交，用来测定F1遗传因子的组成
（2）测交实验的用途：
测定待测个体配子的种类及比例
测定待测个体的遗传因子组成
验证F1在形成配子时，成对的遗传因子是否发生了分离。
五 、对分离现象解释的验证
3
.测交实验:
最后孟德尔正式实施该试验，实验结果是惊人30：34 ≈ 1:1与预测完全相符！
这足以证明孟德尔的假说是正确的。
进行实验，验证假说
六 、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。
1
.分离定律的内容：
2
.分离定律的实质：
形成配子时，成对的遗传因子分离分别进入不同的配子中。
（1）一对相对性状（一对遗传因子）；
（2）真核生物、细胞核中的遗传因子（基因）；
（3）进行有性生殖的生物。
3
.分离定律适用条件：
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，这种研究方法叫作假说-演绎法。
科学方法：假说-演绎法
1.概念：
科学方法：假说-演绎法
观察实验，发现问题
亲代的矮茎性状为什么在F1中消失了？后代F2中为什么矮茎性状又出现了？并且比例为3：1。
①生物的性状由遗传因子决定。
②体细胞中遗传因子成对存在。
③成对遗传因子在形成配子时分离。
④雌雄配子在受精时随机结合。
之前做了Dd×Dd，接下来用假说预测Dd×dd等实验,观察F1的Dd是否会分离产生D和d配子
实验结果与预测吻合，说明假说正确
设计实验，演绎推理
分析问题，提出假说
实施实验，验证假说
2.程序：
他在人群中多看了我一眼。
他喜欢我。
我向他表白他会答应。
“我喜欢你，你愿意做我男朋友吗？”
“你是谁？”
我想多了。。。
思维训练
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。
七 、分离定律的应用
1
.推测亲代的遗传因子的组成：
2
.判断显性性状、隐性性状：
3
.推测子代的性状及概率：
(1).若后代性状分离比为显性：隐性＝3：1则亲代为
(2).若后代性状分离比为显性：隐性＝1：1则亲代为
(3).若后代性状全为显性，则亲代
(4).若后代性状全为隐性，则亲代
一对杂合子
杂合子×隐性纯合子
显性纯合子×隐性纯合子
一对隐性纯合子
①自交法：无中生“有”为隐性
②后代分离比：性状分离比为3:1，占比“3”的为显性
如白化病是一种隐性遗传病，双亲的遗传因子组成为Aa×Aa，那么后代的患病机率有多大？
如：A×A→A+B 则B性状为隐性
如：A×B→A 则A为显性性状,B为隐性性状
七 、分离定律的应用
4
.验证分离定律：
判断生物的性状遗传是否遵循分离定律
②自交法：
①测交法：
③花粉鉴定法：
杂合子
隐性纯合子
1∶1
符合
杂合子
两
1∶1
符合
分离定律的关键：
Dd
D
d
（P8二拓展应用1）
练习与应用
二、拓展应用
一、概念检测
1.(1)x (2)x
2.A
3.(1)白色黑色
(2)性状分离白毛羊为杂合子，杂合子自交时会出现性状分离。即雌雄白毛羊均可形成含有控制黑毛的遗传因子的配子，雌雄配子随机结合，会产生黑毛羊。
1.(1)F1水稻细胞含有一个控制支链淀粉合成的遗传因子和一个控制直链淀粉合成的遗传因子。在F1形成配子时，两个遗传因子分离，分别进入不同的配子中，含支链淀粉遗传因子的配子合成支链淀粉，遇碘变橙红色;含直链淀粉遗传因子的配子合成直链淀粉，遇碘变蓝黑色，其比例为1:1。
(2)分离定律。即在F1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。
(3)2
练习与应用
二、拓展应用
2.(1)将被鉴定的栗色公马与多匹白色母马配种，这样可在一个季节里产生多匹杂交后代。(2)杂交后代可能有两种结果:一是杂交后代全部为栗色马，此结果说明被鉴定的栗色公马很可能是纯合子;二是杂交后代中既有白色马，又有栗色马，此结果说明被鉴定的栗色公马为杂合子。
3.提示:选择适宜的实验材料是确保实验成功的条件之一。孟德尔在遗传杂交实验中，曾使用多种植物如豌豆、玉米、山柳菊做杂交实验，其中豌豆的杂交实验最为成功，因此，他发现了遗传规律。这是因为豌豆具有适于研究杂交实验的特点。例如，豌豆严格自花传粉，在自然状态下一般都是纯种，这样确保了通过杂交实验可以获得真正的杂种;豌豆花比较大，易于做人工杂交实验;豌豆植株具有稳定的易于区分的性状，便于观察和统计实验结果。
4.提示:凯库勒提出苯分子的环状结构、原子核中含有中子和质子的发现过程等，都是通过假说一演绎法得出结论的。19世纪以前科学家对遗传学的研究，多采用从实验结果出发提出某种理论或学说。而假说一演绎法，是从客观现象或实验结果出发，提出问题，作出假设，然后设计实验验证假说的研究方法，这种方法的运用促进了生物科学的研究，使遗传学由描述性研究进人理性推导和实验验证的研究阶段。
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