孟德尔的豌豆杂交实验(一)

第1节孟德尔的豌豆杂交实验（一）必修2遗传与进化第1章遗传因子的发现第1课时

分离定律（1）孟德尔及其工作简介、一对相对性状的杂交实验、（对分离现象的解释）问题探讨：不同颜色的牡丹：红牡丹和白牡丹杂交后，子代的牡丹花会是什么颜色？红墨水与蓝墨水混合后的颜色？混合后能否再将这两种墨水分开？因此，人们曾认为生物的遗传也是这样，双亲的遗传物质混合后，子代的性状介于双亲之间；这种观点称为融合遗传。+品红色（介于红色和蓝色之间）不能遗传学之父，是遗传学的奠基人。孟德尔（G.J.Mendel）出生于奥地利，21岁时他成为一名修道士。在修道院里他种植多种植物，进行杂交实验，潜心研究。经过多年的努力，他于1866年发表了论文《植物杂交实验》，不过这篇论文并未引起学术界的重视，直到35年之后，2位科学家同时发现了这篇论文，使学术界承认了孟德尔的研究成果，从而宣告了遗传学的诞生。一、孟德尔及其工作简介一、孟德尔及其工作简介（Mendel,1822－1884）从1856年开始，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，潜心研究了8年。其中豌豆的杂交实验非常成功，发现了生物遗传的两大基本规律——分离定律和自由组合定律。豌豆孟德尔选择了豌豆作为遗传实验材料

杂交实验材料

豌豆杂交实验1、豌豆是自花传粉（也叫自交）植物，而且是闭花受粉，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。实验结果可靠，容易分析（二）用豌豆做遗传实验容易成功的原因花药花丝花萼花瓣花冠花托雌蕊雄蕊子房柱头花柱花柄花的结构两性花：一朵花中既有雌蕊又有雄蕊的花。单性花：一朵花中只有雌蕊或雄蕊的花。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。异花传粉：两朵花之间的传粉过程。自花传粉与异花传粉的概念如何理解自交和杂交？1、自交——雌雄同体生物的自体受精。例如植物，雌雄同花植物的自花授粉或雌雄异花的同株授粉均为自交；动物，由于多为雌雄异体，所以基因型相同的个体间交配即为自交，其含意较植物要广泛些。2、杂交——遗传因子组成不同的个体间相互交配的过程，即指不同种、属或品种的动、植物进行交配。如：豌豆的高茎和矮茎之间，白花与红花之间就是杂交；而高茎与高茎，矮茎与矮茎之间就不是杂交了。2、豌豆植株具有易于区分的性状，便于观察和统计实验结果。3、豌豆的花较大，便于做人工授粉实验。相对性状：一种生物的同一种性状的不同表现类型。人工异花授粉的方法和过程去雄授粉套袋套袋父本（♂）：指异花传粉时供应花粉的植株母本（♀）：指异花传粉时接受花粉的植株（二）用豌豆做遗传实验容易成功的原因4、生长周期短，豌豆是一年生植物，几个月便可测出结果5、豌豆种子保留在豆荚里，籽粒数目多，易于做数学统计【例】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.棉花的短绒和粗绒【答案】B【例】用豌豆进行遗传试验时，下列操作错误的是

A．杂交时，须在开花前除去母本的雄蕊

B．自交时，雌蕊和雄蕊都无需除去

C．杂交时，须在开花前除去母本的雌蕊

D．人工授粉后，应套袋【答案】C【例】下列有关孟德尔豌豆杂交实验的叙述，正确的是A．孟德尔在豌豆开花时进行去雄和授粉，实现亲本的杂交B．孟德尔研究豌豆花的构造，但无需考虑雌蕊、雄蕊的发育程度C．孟德尔根据亲本中不同个体表现型来判断亲本是否纯合D．孟德尔利用了豌豆自花传粉、闭花受粉的特性【答案】D面对这些多性状，如果是你该如何研究呢？是从复杂到简单？——选择了一对相对性状（株高）的遗传实验遗传图谱中的符号：P:♀:♂:×:UF1:F2:二、一对相对性状的杂交实验自交母本父本杂交亲本杂种子一代杂种子二代（高茎）（矮茎）P（亲本）F1

（子一代）（高茎）讨论：

为什么子一代全是高茎呢?

难道矮茎就这样消失了，还是它依然存在只是隐藏起来了？如果这样，如何证明？孟德尔一对相对性状的杂交实验787:277（♀或♂）（♀或♂）PF1F23:1显性性状隐性性状性状分离子二代出现了性状分离现象。F1中显现出来的性状。F1中未显现出来的性状。

在杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象。显性性状：F1中显现出来的性状。隐性性状：F1中未显现出来的性状。

在杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象。性状分离：基本概念相对性状：一种生物的同一种性状的不同表现类型。F2代中出现的3:1的分离比不是偶然，而是具有一定规律的。观察实验、发现问题豌豆的7对相对性状杂交实验的结果性状F2

的表现显性隐性显性：隐性种子的形状圆粒5474皱粒18502.96:1茎的高度高茎787矮茎2772.84:1子叶的颜色黄色6022绿色20013.01:1种皮的颜色灰色705白色2243.15:1豆荚的形状饱满882不满2992.95:1豆荚的颜色绿色428黄色1522.82:1花的位置腋生651顶生2073.14:1是什么原因导致遗传性状在杂种后代中按一定的比例分离呢三、对分离现象的解释（假说）1、生物的性状由遗传因子（基因）决定。2、体细胞中遗传因子（基因）成对存在。3、生物体形成生殖细胞——配子时，成对的遗传因子（等位基因）彼此分离，分别进入不同的配子中。

4、受精时，雌雄配子随机结合，遗传因子（基因）又恢复成对。高茎豌豆与矮茎豌豆杂交实验的分析图解

显性遗传因子隐性遗传因子纯合子、杂合子性状分离比的模拟验证说明：

1、每人从盒子里随机取一个乒乓球，记住颜色，重新放回，再随机取一个，记住组合。

2、用橙色表示显性基因(D)，白色表示隐性性状基因(d)；结果：组合类型

~~112由这一模拟试验我们知道了随机事件的概率是在数据越大的情况下越接近，所以孟德尔在统计豌豆杂交分离比时是统计了上千株的豌豆。如果只统计10株足得不出这一结论的。同时，通过这一试验，也证明了孟德尔的假设推论是成立的。第2课时

分离定律（2）（对分离现象解释的验证、分离定律及其拓展）

“假说——演绎法”是指在观察和分析基础上提出问题以后，通过推理和想像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。如果实验结果与预期结论相符，就证明假说是正确的，反之，则说明假说是错误的。这是现代科学研究中常用的一种科学方法。（一）“假说——演绎法”四、对分离现象解释的验证你们认为关键要验证什么?请思考、讨论验证方法杂合子（Dd）是否产生了两种配子，既：D和d，且比例为1：1对分离现象解释的验证杂种子一代

隐性纯合子

高茎

矮茎

Dddd×测交

配子DddDddd高茎

矮茎

1∶1测交后代

１、一对相对性状测交实验的分析图解（演绎推理）（二）测交验证2、测交实验结果验证了分离假说（实验验证）孟德尔用杂种子一代高茎豌豆（Dd）与隐性纯合子矮茎豌豆（dd）杂交，在得到的６４株后代中，３０株是高茎，３４株是矮茎，这两种性状的分离比接近１︰１。测交实验结果与根据分离假说进行演绎推理得出的预期结论相符，证明分离假说是正确的。观察实验发现问题实验验证演绎推理（纸上谈兵）提出假说解释问题总结规律一对相对性状的杂交实验对分离现象的解释对分离现象解释的验证得出分离定律孟德尔的研究过程科学研究的方法假说----演绎法蕴含【例1】某农场养了一群马，有栗色马和白色马。已知栗色基因(B)对白色基因(b)呈完全显性。育种工作者从中选出一匹健壮的栗色公马，请你根据毛色这一性状鉴定它是杂种还是纯种。

(1)为了在一个配种季节里完成这一鉴定所需要的杂交工作，你应怎样配种？

(2)杂交后代可能出现哪些结果？并对每一结果作出相应的鉴定。用该栗色公马与多匹白色母马配种。A．杂交后代全是白马，该栗色公马是杂种；

B．杂交后代有栗色马又有白色马，该栗色公马是杂种；

C．杂交后代全是栗色马，该栗色公马可认为是纯种。五、基因分离定律（孟德尔第一定律）在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子（基因）成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子（基因）发生分离，分离后的遗传因子（基因）分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。六、分离定律的拓展（一）显隐性关系的相对性1、显性现象的表现（1）完全显性：F1表现与亲本之一完全一样，而非双亲的中间型或同时表现双亲的性状。（较普遍）（2）不完全显性：F1表现为双亲性状的中间型。（3）共显性：F1同时表现双亲的性状，而非双亲的中间型。

PM血型×N血型

↓F1MN血型

PMN血型×MN血型

↓F1M血型MN血型N血型

1︰2︰1

人类MN血型的共显性遗传【例】一对灰翅昆虫交配产生的91只后代中，有黑翅22只，灰翅45只，白翅24只。若黑翅与灰翅昆虫交配，则后代中黑翅的比例最有可能是

A．33%B．50%C．67%D．100%【答案】B2、显性与发育条件：例如：人类秃顶的遗传，在男性表现为显性而在女性则为隐性；又如羊角性状的遗传，在雄性中有角对无角为显性，在雌性中的情况相反。【例】.食指长于无名指为长食指，反之为短食指，该相对性状由常染色体上一对等位基因控制（TS表示短食指基因，TL表示长食指基因。）此等位基因表达受性激素影响，TS在男性为显性，TL在女性为显性。若一对夫妇均为短食指，所生孩子既有长食指又有短食指，则该夫妇再生一个孩子是长食指的概率为

A.1/4B.1/3C.1/2D.3/4【答案】A（二）致死效应：在一些性状的遗传中，具有某种基因的配子不能完成正常发育（配子致死），或者具有某种基因型的合子不能完成胚胎发育（合子致死），导致后代中不存在某种基因型的个体，从而使性状的分离比例发生变化。【例】无尾猫是一种观赏猫。猫的无尾、有尾是一对相对性状，按基因的分离定律遗传。为了选育纯种的无尾猫，让无尾猫自交多代，但发现每一代中总会出现约1/3的有尾猫，其余均为无尾猫。由此推断正确的是

A．猫的有尾性状是由显性基因控制的

B．自交后代出现有尾猫是基因突变所致

C．自交后代无尾猫中既有杂合子又有纯合子

D．无尾猫与有尾猫杂交后代中无尾猫约占1/2【答案】D【例】在一些性状的遗传中，具有某种基因型的合子不能完成胚胎发育，导致后代中不存在该基因型的个体，从而使性状的分离比例发生变化。小鼠毛色的遗传就是一个例子。一个研究小组，经大量重复实验，在小鼠毛色遗传的研究中发现：A．黑色鼠与黑色鼠杂交，后代全部为黑色鼠。B．黄色鼠与黄色鼠杂交，后代中黄色鼠与黑色鼠的比例为2：1C．黄色鼠与黑色鼠杂交，后代中黄色鼠与黑色鼠的比例为1：1

根据上述实验结果，回答下列问题：（控制毛色的显性基因用A表示，隐性基因用a表示）①黄色鼠的基因型是＿＿＿＿，黑色鼠的基因型是＿＿＿＿。②推测不能完成胚胎发育的合子的基因型是＿＿＿＿。③写出上述B、C两个杂交组合的遗传图解。AaaaAA1aa1aa（三）复等位基因：在群体中，一对同源染色体的相同座位上，有两个以上的决定同一性状的基因，称为复等位基因。例如人类的ABO血型，是由3个基因即IA、IB和i控制。【例】喷瓜有雄株、雌株和两性植株，G基因决定雄株，g基因决定两性植株，g－基因决定雌株。G对g、g－是显性，g对g－是显性，如：Gg是雄株，gg－是两性植株，g－g－是雌株。下列分析正确的是 A．Gg和Gg－能杂交并产生雄株B．一株两性植株的喷瓜最多可产生三种配子C．两性植株自交不可能产生雌株D．两性植株群体内随机传粉，产生的后代中，纯合子比例高于杂合子【答案】D第3课时

分离定律（3）（分离定律解题指导）基本概念1.交配方式杂交基因型不同的生物体间相互交配的过程判断性状的显隐性关系自交基因型相同的生物体间相互交配，植物体中是指自花受粉和雌雄异花的同株受粉区分纯合子和杂合子；提高纯合子比例测交就是让杂种第一代与隐性个体相交，用来测定F1的基因型鉴定纯合子和杂合子回交杂种与双亲之一交配有利于某些性状的传递正交与反交若甲为父本，乙为母本为正交，则为乙父本，甲为母本为反交检验是细胞核遗传还是细胞质遗传2.性状类性状生物体表现出来的形态特征和生理特性的总称相对性状同种生物同一性状的不同表现类型显性性状具有相对性状的亲本杂交，F1表现出来的那个亲本性状隐性性状具有相对性状的亲本杂交，F1未表现出来的那个亲本性状性状分离杂种自交后代中呈现不同性状的现象显性的相对性具有相对性状的亲本杂交，F1中不分显性和隐性，同时表现出来。即中间性状3.个体类纯合子指由相同基因型的配子结合成合子而发育而成的个体杂合子指由不同基因型的配子结合成合子而发育而成的个体表现型是指生物个体所表现出来的性状。是一定的基因在特定环境条件下的表现基因型是指与表现型有关的基因组成。表现型=基因型+环境。基因型相同，表现型一般相同P亲本×杂交F1

杂种子一代×自交4.基因类显性基因控制显性性状的基因隐性基因控制隐性性状的基因等位基因同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因。用同一个英语字母的大小写表示分离定律在实践中的应用杂交育种科学推断遗传病1、如果所要选育作物的性状是由显性遗传因子控制的，F1就可能表现出显性性状来，这样的作物能立即推广吗？还需怎样做？2、如果所要选育作物的性状是由隐性基因控制的，F1不会表现出来，能把这样的作物丢掉吗？为什么？3、隐性性状一旦出现，还需要不断选择吗？

1：2：1分离定律的事例分析1.番茄茎的有毛与无毛是一对遗传性状,并且已经知道有毛(H)对无毛(h)是显性。如果让基因型都为Hh的两个亲本杂交，那么，这两个亲本的后代会产生什么样的表现型和基因型呢？你能通过分析，推算出后代的表现型和基因型的概率吗？

2.某学校动物饲养室里养有2只黑毛豚鼠和1只白毛豚鼠,其中黑毛雌豚鼠(甲)与白毛雄豚鼠(丙)交配后,共生殖了7窝小豚鼠,其中8只黑毛,6只白毛。另一只黑毛雌豚鼠（乙）与白毛雄豚鼠(丙)交配后,生殖的7窝小豚鼠全部是黑毛豚鼠。已知豚鼠的毛色是由一对等位基因B和b控制的性状。根据以上资料，你能够推算出甲、乙、丙3只豚鼠的基因型吗？七、分离定律解题指导1、基因型和表现型的互推（1）由亲代推断子代的基因型、表现型(正推法)亲本组合子代基因型及比例子代表现型及比例AA×AAAA全是显性AA×AaAA∶Aa＝1∶1全是显性AA×aaAa全是显性Aa×AaAA∶Aa

∶aa＝1∶2∶1显性∶隐性＝3∶1Aa×aaAa

∶aa＝1∶1显性∶隐性＝1∶1aa×aaaa全是隐性（2）由子代推断亲代的基因型、表现型(逆推法)后代表现型亲本基因型组合亲本表现型全显AA×____亲本中一定有一个是显性纯合子全隐aa×aa双亲均为隐性纯合子显∶隐＝1∶1Aa×aa亲本一方为显性杂合子，一方为隐性纯合子显∶隐＝3∶1Aa×Aa双亲均为显性杂合子【例1】

老鼠毛色有黑色和黄色之分，这是一对相对性状。下面有三组交配组合，请判断四个亲本中是纯合子的是A.甲和乙B.乙和丙 C.丙和丁D.甲和丁【答案】D交配组合子代表现型及数目①甲(黄色)×乙(黑色)12(黑)、4(黄)②甲(黄色)×丙(黑色)8(黑)、9(黄)③甲(黄色)×丁(黑色)全为黑色2、杂合子连续自交问题分析：当杂合子(Aa)自交n代后，后代中的杂合子(Aa)所占比例为1/2n，纯合子(AA＋aa)所占比例为1－1/2n，其中AA、aa所占比例分别为(1－1/2n)×1/2。当n无限大时，纯合概率接近100%。如图曲线表示随着自交代数的变化，纯合子、杂合子所占比例的变化。【例2】让杂合体Aa连续自交三代，则第四代中杂合体所占比例为

A.1/4B.1/8C.1/16D.1/32【答案】B【例3】某自花传粉植物种群中，亲代中AA基因型个体占30%，aa基因型个体占20%，则亲代A的基因频率和F1中AA的基因型频率分别是

A．55%和32.5%B．55%和42.5%

C．45%和42.5%D．45%和32.5%【答案】B3、群体随机交配（自由交配）问题

注意：自由交配与自交截然不同，千万不能按自交问题处理。这类问题应根据已知条件，计算出显、隐性基因各自的基因频率，由此推断出群体产生的各种配子的概率，由配子的概率计算子代中各种基因型和表现型出现的概率。【例4】一只纯合灰身雄果蝇（BB）与一只纯合黑身雌果蝇（bb）交配，得F１，F１雌雄果蝇自由交配得F2，从F2中选取灰身果蝇，任其自由交配，则F3群体中灰身与黑身的分离比是

A.1︰1B.3︰1C.8︰1D.9︰1【答案】C【例5】已知某环境条件下某种动物的AA和Aa个体全部存活，aa个体在出生前会全部死亡。现有该动物的一个大群体，只有AA、Aa两种基因型，其比例为1︰2，假设每对亲本只交配一次且成功受孕，均为单胎。在上述环境条件下，理论上该群体随机交配产生的第一代中AA和Aa的比例是 A．1︰1

B．1︰2C．2︰1 D．3︰1【答案】A【例6】果蝇的体色由常染色体上一对等位基因控制，基因型BB、Bb为灰身，bb为黑身。若人为地组成一个群体，其中80％为BB的个体，20％为bb的个体，群体随机交配，其子代中Bb的比例是

A．25％B．32％

C．50％D．64％【答案】B4、遗传概率计算(1)概率计算中的两个基本原理①乘法原理：两个或两个以上独立事件同时出现的概率是它们各自概率的乘积。②加法原理：如果两个事件是非此即彼的或相互排斥的，那么出现这一事件或另一事件的概率是各自概率之和。(2)概率计算中的常用方法①根据分离比推理计算：Aa1AA∶2Aa∶1aa显性性状∶隐性性状＝3∶1aa出现的概率是1/4，Aa出现的概率是1/2。显性性状出现的概率为3/4，隐性性状出现的概率为1/4。②根据配子的概率计算：先计算出亲本产生每种配子的概率，再根据题意要求用相关的两种配子的概率相乘，即可得出某一基因型个体的概率，计算表现型概率时，再将相同表现型个体的概率相加即可。例如：Aa×Aa，两亲本产生A、a配子的概率各是1/2，则后代中AA、Aa和aa出现的概率分别为1/2A×1/2A＝1/4AA、1/2A×1/2a×2＝1/2Aa、1/2a×1/2a＝1/4aa。表现出显性性状的概率为1/4AA＋1/2Aa＝3/4。【例1】孟德尔在总结了前人失败原因的基础上，运用科学的研究方法，经八年观察研究，成功地总结出豌豆的性状遗传规律，从而成为遗传学的奠基人。请回答：

①孟德尔选用豌豆为试验材料，是因为豌豆品种间的

，而且是

和

植物，可以避免外来花粉的干扰。研究性状遗传时，由简到繁，先从

对相对性状着手，然后再研究

相对性状，以减少干扰。在处理观察到数据时，应用

方法，得到前人未注意的子代比例关系。他根据试验中得到的材料提出了假设，并对此作了验证实验，从而发现了遗传规律。

②孟德尔的遗传规律是

。相对性状易于区分自花传粉闭花授粉一二对以上统计基因的分离定律、基因的自由组合定律【例7】

如图为某家族白化病(皮肤中无黑色素)的遗传系谱，请据图回答(相关的遗传基因用A、a表示)(1)决定白化病的基因为________性；第一代双亲的基因型分别为________。(2)Ⅱ6和Ⅱ7若再生第二胎患病的可能性为________。(3)Ⅲ10和Ⅲ11结婚(近亲结婚)，他们的后代患病的可能性为________。隐Aa、Aa1/31/6【例8】某人群中某常染色体显性遗传病的发病率为19%，一对夫妇中妻子患病，丈夫正常，他们所生的子女患该病的概率是

A．10/19B．9/19C．1/19D．1/2【答案】A【例9】某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为1%。现有一对表现正常的夫妇，妻子为该常染色体遗传病致病基因携带者，那么他们所生小孩患该遗传病的概率是

A．1/4B．1/22C．1/88D．3/100【答案】B5、遗传类实验题遗传类实验的考查是高考的热点，考查时经常涉及到基因显隐性的判断、基因型的判断、基因位置的判断和遗传规律的验证等类型。此类问题的解题思路依赖于对遗传内容的基本概念和原理的理解，同时还需要认真体会生物学家们发现遗传规律的思维方式和基本方法。【例10】科学家选用萌发的普通甜椒的种子搭载“神舟”飞船，在从太空返回后种植得到的植株中选择果实较大的个体，培育出大果实“太空甜椒”。假设果实大小是一对相对性状，且是由单基因控制的完全显性遗传，请你用原有的纯种小果实普通甜椒和大果实甜椒为实验材料，设计一个实验方案，以鉴别“太空甜椒”大果实这一性状的显隐性。(1)你的实验方案：____________________________________。(2)分析实验，预测结果：①如果后代全部表现为小果实，则______________________；②____________________，则大果实为显性性状。

直接用纯种小果实个体与大果实个体杂交，观察后代的性状小果实为显性性状如果后代出现大果实性状【例11】鸭蛋蛋壳的颜色主要有青色和白色两种。金定鸭产青色蛋，康贝尔鸭产白色蛋。为研究蛋壳颜色的遗传规律，研究者利用这两个鸭群做了五组实验，结果如下表所示。请回答问题：(1)根据第1、2、3、4组的实验结果可判断鸭蛋壳的________色是显性性状。(2)第3、4组的后代均表现出________现象，比例都接近________。青性状分离3∶1(3)第5组实验结果显示后代产青色蛋的概率接近________，该杂交称为________，用于检验________。(4)第1、2组的少数后代产白色蛋，说明双亲中的________鸭群中混有杂合子