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遗传因子的发现
第1章
人教版高中生物学 必修2
第1节 孟德尔的豌豆杂交实验（一）
——第1课时 豌豆的“前世今生”
01
阐明分离定律，并能运用分离定律解释或预测一些遗传现象。　
02
对孟德尔一对相对性状杂交实验进行分析。
03
认同在科学探究中正确地选用实验材料、运用数学统计方法、提出新概念以及应用符号体系表达概念地重要性。
课堂导入
思考：为什么用豌豆做遗传实验易成功？
中国科学家破解孟德尔豌豆遗传学百年之谜
[引自人民政协报]
1865年，奥地利修道士格雷戈尔·孟德尔用豌豆杂交实验揭开了遗传学的序幕；160年后，北京时间2025年4月23日，中国农业科学院程时锋团队联合英国约翰·英纳斯中心等国际机构，在《自然》杂志发表重磅研究，首次在分子层面全面解析了孟德尔豌豆七大性状的遗传密码，为这场持续一个多世纪的科学探索画上圆满句号。
早年求学经历
1822年孟德尔出生于奥地利西里西亚，1840年进入奥尔米茨大学哲学院，学习数学、物理等课程，为科研打下基础。
修道院与科研起步
1843年孟德尔进入布尔诺修道院，1851年赴维也纳大学深造，系统学习植物学、遗传学等知识。
豌豆实验时期
1856年起，孟德尔在修道院花园用34个豌豆品种进行杂交实验，历时8年记录2.8万株豌豆的性状数据。
课堂导入
目录
01
豌豆用作遗传实验材料的优点
02
一对相对性状的杂交实验
03
对分离现象的解释
04
拓展应用
05
小结
第1课时
01
豌豆用作遗传实验材料的优点
__________
阅读课本P2问题探讨，思考问题：
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；再例如，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。
1. 按照融合遗传的观点，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
2. 你同意上述观点吗 你的证据有哪些
粉色。
1. 严格自花传粉，在自然状态下一般都是纯种。
自花传粉的一种特殊形式，花朵在未开放状态下就完成授粉过程，能有效避免花粉损失和外界环境干扰。
闭花受粉
指花粉从同一朵花或同一植株的另一朵花的雄蕊传到雌蕊的传粉方式。
自花传粉
一、豌豆用作遗传实验材料的优点
根据雌蕊和雄蕊的有无，可以将花分为单性花和两性花，在一朵花中同时具有雌蕊和雄蕊的花，叫作两性花；在一朵花中只有雌蕊或者只有雄蕊的花，叫作单性花，单性花中，只有雄蕊的花叫作雄花，只有雌蕊的花叫作雌花。
拓展延伸
两性花与单性花
思考与讨论：
1. 若要对豌豆进行人工异花传粉实验，要在何时进行去雄操作？套袋操作的作用是什么？
2. 玉米为单性花，对单性花的植株进行杂交需不需要去雄，原因是什么？杂交过程需不需要套袋，目的是什么？
3. 写出对豌豆进行人工异花传粉的一般操作程序。
2. 花较大，易于做人工杂交实验。
花未成熟时；套袋可避免外来花粉的干扰，保证实验结果可靠。
花未成熟时；需要，套袋可避免外来花粉的干扰。
防止外来
花粉的干扰
防止外来
花粉的干扰
花未成熟时
人工授粉
一、豌豆用作遗传实验材料的优点
豌豆人工异花传粉的一般流程
一、豌豆用作遗传实验材料的优点
孟德尔研究的七对性状中，种子形状、株高、花色和种子颜色的基因此前已被鉴定，但荚色、荚形和花位置三大性状的遗传机制始终成谜。研究团队通过高分辨率基因组图谱和分子验证，取得突破性发现，首次鉴定了调控豌豆果荚颜色、果荚形状和花的位置等表型变异背后的目标基因及其突变机制，全面解答了孟德尔豌豆七大性状的基因之谜。
3. 具有稳定的易于区分的相对性状。
相对性状是一种生物同一种性状的不同表现类型，豌豆的相对性状差异明显，且这些性状能稳定遗传给后代。用具有相对性状的植株杂交，子代的性状表现差异清晰，便于对实验结果进行统计和分析。
思考与讨论：
孟德尔选择具有相对性状的豌豆进行杂交实验，为什么能让实验结果更易观察和分析？
一、豌豆用作遗传实验材料的优点
课堂练习
针对练1．《齐民要术》记载 “豌豆，种之，宜黑土，岁一收，可留种”，豌豆成为古代农业留种优选材料，也成为现代遗传学经典实验材料。下列关于豌豆作为实验材料的优势，不符合实际的是（ ）
A．豌豆为自花传粉、闭花受粉植物，自然状态下留种可保持纯种，契合古代农业 “留种留纯” 的需求
B．豌豆具有多对易于区分的相对性状，便于古代农艺师观察性状差异，也便于现代遗传实验统计
C．豌豆花大，花蕾期去雄与授粉操作简便，适合古代手工农事操作，也适配中学生实验复刻需求
D．豌豆生长周期长，子代数量少，便于逐代追踪性状，完全符合古代农业 “精耕细作” 的育种理念
D
课堂练习
针对练2．某生物社团复刻孟德尔豌豆杂交实验，为保证实验结果准确，需严格遵循人工异花传粉流程。下图为豌豆人工异花传粉示意图，①②为关键操作，下列叙述错误的是（ ）
A．操作①为去雄，需在花粉未成熟的花蕾期完成
B．操作②为人工授粉，采集父本花粉时需随机选取多朵花的花粉混合，保证样本的量，减少数学统计中的偶然误差
C．操作①去雄后需立即套袋，操作②授粉后无需套袋
D．矮茎豌豆在杂交实验中作父本
C
02
一对相对性状的杂交实验
__________
二、一对相对性状的杂交实验
F1显现出来的性状叫显性性状；
未显现出来的性状叫隐性性状
为什么F1都是高茎？
为什么F2出现矮茎？
F2出现3：1是偶然吗？
自主探究
在杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象叫性状分离
二、一对相对性状的杂交实验
性状 F2的表现 显性 隐性 显性：隐性
茎的高度 高茎 787 矮茎 277 2.84：1
种子形状 圆粒 5474 皱粒 1850 2.96：1
子叶颜色 黄色 6022 绿色 2001 3.01：1
花的颜色 红色 705 白色 224 3.15：1
豆荚形状 饱满 882 不饱满 299 2.95：1
豆荚颜色（未成熟） 绿色 428 黄色 152 2.82：1
花的位置 腋生 651 顶生 207 3.14：1
分析表中数据可得：F2中出现3：1的性状分离比不是偶然！
表1-1 孟德尔做的豌豆杂交实验的结果
接近3:1
课堂练习
针对练3．《齐民要术》中描述“凡谷，成熟有早晚，苗秆有高下，收实有多少，质性有强弱，米味有美恶，粒实有息耗。”这段话所描述的是该植物（ ）
A．等位基因 B．显性性状 C．相对性状 D．性状分离
针对练4．下列有关遗传学的概念，描述正确的是（ ）
A．绵羊的长毛和卷毛是一对相对性状
B．自花传粉就是自交，异花传粉就是杂交
C．能自花传粉的植物自然状态下都是纯合子
D．杂种后代同时出现显性和隐性性状的现象叫性状分离
C
D
03
对分离现象的解释
__________
三、对分离现象的解释
豌豆荣耀
开始游戏
规则四：雌雄配子随机结合
受精时，雌雄配子的结合是随机的。
规则三：配子中因子成单
生物体形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中。
规则二：遗传因子成对存在
在体细胞中，控制同一性状的遗传因子是成对存在的。
规则一：遗传因子决定性状
生物的性状由独立的遗传因子决定，显性因子决定显性性状，隐性因子决定隐性性状。
玩家手册：分离法则
三、对分离现象的解释
勇者活动
Dd
高茎
F1
P
高茎
矮茎
D
d
配子
DD
dd
X
任务一、依据“豌豆荣耀”的玩家手册，完成孟德尔豌豆杂交实验的分析图解
D
d
配子
Dd
F1
高茎
矮茎
Dd
X
D
d
Dd
F2
Dd
DD
dd
高茎
高茎
高茎
矮茎
1 ： 2 ： 1
勇者活动
任务二、进一步理解遗传学符号体系，熟练掌握遗传图解的书写方法
符号 P F1 F2 × ♀ ♂
含义
亲本 子一代 子二代 杂交 自交 母本 父本
1．F1自交后代出现3∶1的理论分离比所必须满足的五个理想条件
2．规范的遗传图解的基本要点
(1)左侧标注。一般在遗传图解的左侧用遗传学符号或文字做出鲜明的标识，代表这一行表示的内容，起到引领作用。如：P、配子、F1、F2等。
(2)要明确写出亲代和子代的遗传因子组成、性状表现。有时还需要在亲代旁边标上父本、母本(或♂、♀符号)，尤其是题中明确要求了父本和母本、要区分正交和反交时。
(3)要写出杂交(×)、自交( )符号，以及表示遗传因子在上下代之间传递关系的箭头。
(4)要写出最后一代的相关比例。
核心归纳
课堂练习
针对练5．孟德尔对分离现象的原因提出了假说，下列不属于该假说内容的是（ ）
A．杂种F1自交后代会产生3：1的性状分离比
B．豌豆种子的高茎和矮茎是由一对遗传因子控制的
C．形成下一代新的植株时，雌雄配子的结合是随机的
D．植物配子中只含有每对遗传因子中的一个
针对练6．在玫瑰的花色遗传中，红花、白花是一对相对性状，受一对遗传因子的控制(用R、r表示)。从表格杂交实验中得出的结论，正确的是（ ）
A．红花a的遗传因子组成为Rr
B．无法判断性状的显隐性
C．白花b的遗传因子组成为Rr
D．红花c与红花d的遗传因子组成相同
A
D
杂交组合 后代性状
一 红花a×白花b 全部为红花
二 红花c×红花d 红花∶白花＝3∶1
04
拓展应用
__________
拓展应用
趣味交互动画演示——配子分离和雌雄配子随机结合
拓展应用
1. 显性的相对性
想一想，有哪些因素可能影响3：1分离比？
比较项目 完全显性 不完全显性（如金鱼草花色） 共显性（如ABO血型、花斑牛）
基因型比例 1：2：1 1：2：1 1：2：1
杂合子表现 显性性状 中间性状 同时表现两个亲本性状（两种性状都是显性）
表型比例 3：1 1：2：1 1：2：1
本质特点 显性掩盖隐性 融合型表现 独立表达、互不掩盖
拓展应用
2. 致死效应
想一想，有哪些因素可能影响3：1分离比？
致死类型 亲本组合 致死基因型 实际表型比
合子致死 显性纯合致死 Aa×Aa AA 显：隐=2：1
隐性纯合致死 Aa×Aa aa 全为显性
配子致死（如雄配子a致死） Aa×Aa 含a的雄配子 全为显性
05
小结
__________
小结
孟德尔的豌豆杂交实验（一）
豌豆用作遗传实验材料的优点
1. 严格自花传粉，在自然状态下一般都是纯种
2. 花较大，易于做人工杂交实验
3. 具有稳定的易于区分的相对性状
4. 生长周期短，易于栽培;后代个体数量多，便于统计等
人工异花传粉一般步骤：去雄 采集花粉 传粉 套袋
假说——演绎法
作业
人教版高中生物学 必修2
完成本节配套分层作业

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