生物必修二豌豆杂交实验(一)

生物必修模块2《遗传与进化》第1章遗传因子的发现第1节孟德尔的豌豆杂交实验问题探讨：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，混和液是另外一种颜色，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，当红牡丹与白牡丹杂交后，子代的牡丹会是什么颜色？2.你同意上述观点吗？说说你的理由。一、用豌豆做实验材料的优点和方法阅读并思考：1.为什么用豌豆做实验材料容易取得成功？P2-32.孟德尔做豌豆人工杂交(异花传粉)实验的一般步骤是什么？(P3小字内容)3.什么叫做“去雄”？对母本还是对父本？在开花前还是开花后？“去雄”的目的是什么？4.套上纸袋(简称“套袋”)的目的是什么？一、用豌豆做实验材料的优点和方法1.为什么用豌豆做实验材料容易取得成功？（1）豌豆是自花传粉(自交)的植物，而且是闭花受粉。（见图1-1）在自然状态下一般都是纯种。（2）具有容易区分的性状，且能稳定遗传给后代。（3）花大，容易进行人工异花传粉（人工杂交）。2.人工异花传粉的一般步骤（图1-2）：去雄→套袋→人工传粉→再套袋熟记以下符号和含义(课本P3小字)：♀：母本(接受花粉的植株)或雌性。♂：父本(供应花粉的植株)或雄性。P：亲本(父本和母本的统称)。二、一对相对性状的杂交实验什么叫做相对性状？孟德尔研究的七对相对性状、七种性状各是什么(P3图1-3)？用相对性状的植株进行实验有何好处？高茎♀矮茎♂P×(杂交)高茎F1(子一代)(亲本)

无论正交或反交，杂交后产生的第一代（子一代）总是高茎。为什么子一代都是高茎而没有矮茎呢？高茎F1×自交(自花传粉)高茎矮茎F2(子二代)矮茎性状在F1代中只是隐而未现。为什么子二代中矮茎性状又出现了呢？什么叫显性性状？什么隐性性状？什么叫性状分离？显性与隐性的数量比接近多少？(子一代)F2出现接近3：1的性状分离比是偶然的吗？（见表1-1孟德尔做的豌豆杂交实验的结果）共同特点：(1)亲本（P）具有相对性状（不同表现）；(2)F1全部表现为显性性状；(3)F2出现性状分离现象，显性性状：隐性性状≈3：1三、对分离现象的解释1.孟德尔对分离现象提出的假说（颗粒性遗传因子不相融合）阅读课本P5（1）～（4）(1)生物的性状是由遗传因子决定的；不融合、不消失；决定显性性状的用D表示，决定隐性性状的用d表示。(2)体细胞中遗传因子是成对存在的。纯种高茎体细胞中有DD，纯种矮茎体细胞有dd。F1体细胞中是Dd(3)配子中的遗传因子是单个存在的(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。2.作遗传图孟德尔用假说的4个要点，作遗传图来解释所有一对相对性状的遗传实验。请你写出遗传图，看看是否圆满解释以上实验现象。高茎dd高茎矮茎DD

×

配子：P：D

dF1：Dd高茎Dd配子：F1：D

dF2：高茎DdD

dDdDDDddd高茎高茎高茎矮茎31:×归纳：（1）F1的遗传因子组成是Dd，所以全部表现显性。（2）F2的遗传因子组成及比例为：1DD：2Dd：1dd。（3）F2的性状表现及比例为：显性:隐性≈3:1假如雌雄配子的结合不是随机的，F2中还会出现3：1的性状分离比吗？×3.各种符号的含义♀、♂、P、×、、F1、F2纯合子：DD的个体；dd的个体。杂合子：Dd的个体。杂交组合：DD×dd自交组合：DD×DD；dd×dd；Dd×Dd测交组合：Dd×dd课堂练习：1．填出①～⑥组交配后代的遗传因子组成类型及比例、性状表现及比例。①DD×dd→

，性状表现

。②DD×Dd→

，性状表现

。③DD×DD→

，性状表现

。④dd×dd→

，性状表现

。⑤Dd×Dd→

，性状表现

。⑥Dd×dd→

，性状表现

。

属于自交组合的是

；属于测交组合的是

。全部高茎全部高茎全部高茎全部矮茎3高茎：1矮茎1高茎：1矮茎③④⑤⑥Dd1DD：1DdDDdd1DD：2Dd:1dd1Dd：1dd2．已知交配类型，判断后代个体类型(纯合子或杂合子)。①纯合子杂交，后代

。②纯合子自交，后代

。③杂合子自交，后代

。④杂合子测交，后代

。⑤杂合子自交，后代

（一定会/一定不会/不一定会）发生性状分离。⑥纯合子自交，后代

（一定会/一定不会/不一定会）发生性状分离。全部杂合子全部纯合子有纯合子，有杂合子一定会一定不会有纯合子，有杂合子第2课时孟德尔在不知道决定性状的遗传物质是什么的情况下，用抽象的“遗传因子”来分析杂交实验结果。提出了遗传因子在体细胞成对存在，在配子中单个出现的假说，这是超越了自己时代的一种非凡的设想。生物体在进行有性生殖时，遗传因子分离，配子随机结合真能出现3：1的性状分离现象吗？让我们通过模拟实验来体验孟德尔的假说。四、性状分离比的模拟实验(阅读课本P6)目的：认识和理解遗传因子的分离和配子的随机结合与性状之间的数量关系。体验孟德尔假说。按“方法步骤”（1）-（4）进行实验。思考回答以下问题：（1）甲、乙两个小桶分别模拟什么？（2）两个小桶内的彩球(D和d)分别模拟什么？（3）为什么每个桶内每种彩球都是10个？（4）用不同彩球随机组合是模拟什么？彩球组合有哪几种？（5）每次抓取的彩球为什么应放回？重复做的次数越多结果越怎样？（6）如果孟德尔只统计10株豌豆杂交结果，能解释性状分离现象吗？（7）如果班级人数40人，分为20组（2人一组），请设计一个模拟实验的全班统计表。（1）甲、乙两个小桶分别模拟雌、雄生殖器官（即卵巢、精巢）。（2）甲桶彩球模拟雌配子(D雌配子、d雌配子)；乙桶彩球模拟雄配子(D雄配子、d雄配子)。（3）每种彩球各10个，是为了保证同性的两种配子(D和d)的数量相等(比例呈1:1)。（4）用不同彩球随机组合，是模拟雌、雄配子的随机结合。彩球组合有3种：DD、Dd、dd。（5）抓取的小球应放回，目的是保证雌、雄配子结合机会均等。组合的次数越多，统计的数量足够大，才能保证实际数量比值更接近理论比值。性状分离模拟实验全班统计表组数抽取次数组合类型DD：Dd：dd（均值）显性：隐性（均值）DDDddd1501026141：2.6：1.42.57：1250

全班累计1000254495251接近1:2:1接近3:1实验结论：模拟雌雄配子结合为合子的类型和比例为DD：Dd：dd≈1：2：1；彩球代表的显、隐性数量比接近：3：1。孟德尔假说合理解释了豌豆一对相对性状杂交实验。但是作为一种正确的假说，仅仅能解释已有的实验结果是不够的，还必须经得起实验的验证，还必须能预测另一些实验结果。孟德尔是如何实现这一目的的呢？

孟德尔假说的关键在于F1是否真的是杂合子？五、对分离现象解释的验证1.方法：测交实验(概念：用F1(待测个体)与隐性纯合子杂交)。例如：D

×dd2.测交实验的目的：验证F1是否为杂合子?验证孟德尔的假说是否正确?2.画测交遗传图，预测实验结果

高茎Dd×配子：测交：D

d测交后代：矮茎ddd高茎Dd矮茎dd11:测交实验的遗传图假说—演绎法提出问题提出假说演绎推理实验检验孟德尔采用的科学研究方法是什么?得出结论3.结论：测交后代实际分离比1：1,符合预测结果，证实F1是杂合子，产生D和d两种配子，其比值接近1：1。孟德尔的研究过程“假说—演绎法”的思路用纯种高茎豌豆和纯种矮茎豌豆作亲本杂交，子一代都表现为高茎；子二代中高茎与矮茎之比为3：1。在观察和分析的基础上

：（1）

？（2）

？提出颗粒性的遗传因子不相融合的假说。通过推理和想象提出解释问题的假说：（1）

是由遗传因子决定的。（2）体细胞中遗传因子是

存在的。（3）生物体在形成配子时，成对的遗传因子

，分别进入不同的配子中。（4）受精时，雌雄配子结合是

的。例题：填表。（据08年市质检第59题改编）提出问题为什么子一代都是高茎没有矮茎为什么子二代中矮茎又出现了性状成对彼此分离随机子一代是杂合子必然产生两种数量相等的配子，自交后代的性状分离比必然是

。根据假说进行演绎推理设计

实验，并根据假说，对实验的结果进行理论预测。根据推理进行实验检验。真实的实验结果与理论预期相一致，证明假说是正确的。如果实验结果与预期结论相符，就证明假说是正确的。（

，总结规律）（接上页）3：1测交得出结论六、(遗传因子)分离定律1.基本内容(P7黑体字)：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.描述对象：遗传因子。3.发生时期：在（减数分裂）形成配子时。4.适用范围：有性生殖的生物。5.实质：形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同配子中，随配子遗传给后代。七、概念总结1.交配类（1）自交：植物体中自花传粉（豌豆）和雌雄异株的同株传粉（玉米）。广义上讲，遗传因子组成相同的个体间的交配均可称为自交。（DD×DD、dd×dd、Dd×Dd）（2）测交：让杂种（子一代）与隐性纯合子相交（Dd×dd），用来测子一代的遗传因子的组成。（3）杂交：狭义上指两个具有不同遗传因子组成的雌雄个体交配（DD×dd）；广义上指所有雌雄个体间的交配方式（包括自交、测交等）。在植物指异株受粉，在动物指不同个体间的交配。2.性状类（1）相对性状：同种生物同一性状的不同表现类型。（例：同种生物——豌豆，同一性状——茎的高度，不同表现——高茎与矮茎）

（2）显性性状：杂种（杂合子）表现出来的性状。

（3）隐性性状：杂种（杂合子）没有表现出来的性状（4）性状分离：在杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象。

3.遗传因子类（1）显性遗传因子：控制显性性状的遗传因子（如D）

（2）隐性遗传因子：控制隐性性状的遗传因子（如d）

4.个体类（1）纯合子：遗传因子组成相同的个体。包括显性纯合子（DD的个体）和隐性纯合子（dd的个体）。纯合子能稳定遗传；纯合子只能产生1种配子。（2）杂合子：遗传因子组成不同的个体（Dd的个体）杂合子不能稳定遗传；杂合子能产生不只1种配子。遗传因子、性状等概念之间的相互关系

自交杂合子隐性遗传因子性状分离显性遗传因子控制隐性性状显性性状相对性状表现控制技能训练阅读课本P7设计“获得紫花纯种的实验程序”提示：该紫花植株自花传粉(自交)，后代126株中，46株白花，80株紫花(紫花自交后代性状分离，多者为显性)，说明该紫花植株是杂合子。

设计方案1.（文字表达法）让这株紫花植株自交，F1中开白花的植株淘汰，开紫花的植株选育并自交，F2中同样淘汰白花植株选育紫花植株，如此将紫花植株连续多代自交，直到不再出现白花为止。最后得到紫花植株及其自交所结的种子都是紫花纯种。设计方案2.

（图解法）紫花紫花白花（淘汰）选育××F1F2紫花紫花白花（淘汰）选育×直至不再出现白花为止第3课时：分离定律的解题指导一、如何判断显、隐性？设：A和B代表一对相对性状。（1）A×B→A，则A为显性，B为隐性。A×B→B，则B为显性，A为隐性。A×B→A、B，无法判断显、隐性。

双亲不同表现，后代全部一种表现，该表现为显性。（2）若A×A→A或B×B→B，则无法判断显隐性。若A×A→A、B。则A为显性(杂合子)，B为隐性。

双亲同一表现，后代性状分离，则亲本的表现为显性（或后代中多者为显性，或新表现为隐性）例题1.根据哪组能够判断显、隐性？理由是什么？①白羊×黑羊→白羊、黑羊②白羊×白羊→全部白羊③黑羊×黑羊→全部黑羊④白羊×白羊→白羊、黑羊⑤白羊×黑羊→白羊二、如何判断纯合子和杂合子？（1）表现出隐性性状的个体一定是：隐性纯合子。如果A代表显性，B代表隐性，纯合子和杂合子的判断：（2）若亲本A×A→A，则亲本至少一方是纯合子。举例：DD×DD；DD×Dd（3）若亲本A×A→A、B，呈3：1则亲本A一定是杂合子。举例：Dd×Dd→DD、Dd、dd（4）若亲本A×B→全部A，则亲本A是显性纯合子，B是隐性纯合子，子代A一定是杂合子。举例：DD×dd→Dd（5）若亲本A×B→A、B，且A：B≈1：1，则亲本A和子代A一定都是杂合子。举例：Dd×dd→Dd、dd（6）在植物，鉴定显性个体是纯合子还是杂合子，采用方法：测交（D_×dd）或自交（D_×D_）。自交最简便（省去人工异花传粉的麻烦）。（7）在动物，鉴定显性个体是纯合子还是杂合子，采用方法：主要用测交（D_×dd）。例题2.课本P8拓展题1.据题意：栗色马（B）对白色（b）为显性。（1）如何让一匹健壮栗色公马在一个季节里配种？答案：该公马的后代要尽可能多才能鉴定。一匹母马一次只能生一匹小马，因此应将被鉴定的栗色公马与多匹白色母马交配（测交）。（2）如何根据结果判断该栗色公马纯合或杂合？(栗色公马)B_

×bb(多匹白色母马)①如果后代出现白马（bb），该栗色公马一定是杂种。②如果后代全部栗色马（数量必须较多），则该栗色公马很可能是纯种。三、如何推断个体的遗传因子组成？1.正推法：知道亲代，推后代。根据已介绍的6种杂交方式推出。2.逆推法：知道后代，推亲代。（1）后代隐性纯合子是突破口。例如：D_×D_→后代有dd，推知亲代是Dd×Dd。（2）椐课时(1)校本作业题6.由后代表现比推知亲代。①后代显：隐≈3：1，双亲为自交类型，即Dd×Dd②后代显：隐≈1：1，双亲为测交类型，即Dd×dd③后代只有隐性，双亲均为隐性纯合子，即dd×dd④后代只有显性，双亲至少一方是显性纯合子。即：DD×DD；DD×Dd；DD×dd四、如何求某种性状或某种遗传因子组合出现的概率？概率：指某事件发生的可能性。（在0%～100%之间）1.根据所求事件在特定范围内所占的比例×100%例3.一对白羊双亲生了1只白羊1只黑羊，如果再生一只小羊，是白羊的概率？是黑羊的概率？是杂合子的概率？已经生的那只白羊是杂合子的概率？解：据后代出现双亲没有的性状（黑羊），黑羊是隐性纯合子（设为aa的个体），逆推知双亲是Aa×Aa。再根据Aa×Aa→3白：1黑，则所求“生一只白羊的概率”＝白羊数量/后代性状总数×100%＝3/4；“生一只黑羊的概率”＝1/4；“生一只杂合子的概率”＝Aa/（AA+Aa+aa）＝1/2；“已生白羊是杂合子的概率”＝Aa/（AA+Aa）＝2/32.用配子的概率计算例4.课本P8一基础题2.人类蓝眼是由常染色体上的隐性遗传因子（设为a）控制的。褐眼对蓝眼为显性，蓝眼男人与褐眼女人（母亲蓝眼）结婚，生下蓝眼女孩的概率是多少？分析：褐