孟德尔的豌豆杂交实验（一） 高一下学期生物人教版必修2

什么是遗传？亲代之间以及子代个体之间性状存在相似性，表明性状可以从亲代传递给子代，这种现象称为遗传。什么是变异？亲代之间以及子代个体之间性状表现存在差异的现象称为变异。遗传和变异是进化的基础什么是进化？必修二遗传与进化关键词：“遗传”、“变异”、“进化”第1章遗传因子的发现第2章基因和染色体的关系（where）第3章基因的本质（what）第4章基因的表达（how）第5章基因突变及其他变异第6章生物的进化遗传与进化人类怎样认识到基因的存在？基因在哪里？基因是什么?基因是怎样行使其功能的？基因在传递过程中怎样变化？生物进化时基因频率如何变化？第一章遗传因子的发现第三章基因的本质第四章基因的表达第五章基因突变及其他变异第六章生物的进化第二章基因和染色体的关系孟德尔的豌豆杂交实验（一）新人教版必修二遗传与进化第一章遗传因子的发现问题探讨：

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。

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。按照融合遗传的观点，双亲的遗传物质会在子代体内发生混合，子代表现出介于双亲之间的性状,即红色和白色的混合色——粉色。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

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。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在修道院开始了长达八年的豌豆实验发现了生物遗传的基本规律1865-188443岁宣读《植物杂交实验》，去世15年（1895年），论文发表。35年后（1900年)，得到认可。两大贡献提出遗传单位是遗传因子（现代遗传学上确定为基因）发现两大遗传规律（1.基因分离定律2.基因自由组合定律）孟德尔（GregorJohannMendel1822—1884）豌豆孟德尔用哪种实验材料做杂交实验最成功？豌豆山柳菊玉米一、豌豆用作遗传实验材料的优点1.自花传粉、闭花受粉，

单性花：一朵花只有雄蕊或只有雌蕊两性花：一朵花既有雄蕊，又有雌蕊一、豌豆用作遗传实验材料的优点雄花雌花避免了外来花粉的干扰，使得自然状态下一般都是纯种。自花传粉示意图自花授粉柱头（接受花粉）花药（产生花粉粒，含有雄配子）种子自花传粉：两性花的花粉落在同一朵花的雌蕊柱头上，从而完成受粉的过程称为自花传粉，也叫自交。闭花受粉：

花在未开放时就完成受粉过程。

异花传粉：两朵花之间的传粉过程。自花传粉异花传粉玉米雄花的花粉落在同一植株的雌花的柱头上,所完成的传粉过程也属于自交。2、花较大易于进行杂交实验一、豌豆用作遗传实验材料的优点人工异花授粉（杂交）：去雄——————套袋——————传粉——————套袋提供花粉：父本接受花粉：母本

避免外来花粉的干扰未成熟时（花蕾期）避免外来花粉的干扰高茎豌豆的花矮茎豌豆的花①②传粉母本去雄①雄蕊自花传粉开花前(花蕾期)外来花粉人工授粉②再套袋步骤：3.周期短，子代多。（便于数学统计分析）一、豌豆用作遗传实验材料的优点性状：遗传学中把生物体所表现的形态结构、生理特征和行为方式等统称为性状。形态、结构：如豌豆种子的颜色、形状；茎的高矮生理特征：如人的ABO血型、植物的抗病性、耐寒性行为方式：惯用手为左手或右手一种生物的同一种性状的不同表现类型，叫作相对性状（relativetrait）性状相对性状图1-2豌豆的7对相对性状示意图一、豌豆用作遗传实验材料的优点4.有易于区分的相对性状同种生物同一性状不同表现类型猫的灰毛和白毛鸡的单冠和复冠人的单眼皮和双眼皮人的有耳垂和无耳垂图1耳垂的位置1、有耳垂2、无耳垂图2卷舌1、有卷舌2、无卷舌图4前额中央发际有一三角形突出称美人尖1、有美人尖2、无美人尖图5拇指竖起时弯曲情形1、挺直2、拇指向指背面弯曲图3食指长短1、食指比无名指长2、食指比无名指短图6双手手指嵌合1、右手拇指在上2、左手拇指在上1.常见的遗传学符号及含义含义亲本母本父本自交杂交子一代

子二代符号

P⊗F1×F22.交配方式——正交与反交（这是一个相对概念）若：（♀）甲×（♂）乙为正交（♀）高茎×（♂）矮茎则：（♀）乙×（♂）甲为反交（♀）矮茎×（♂）高茎相互对照应用：判断细胞核还是细胞质遗传检验遗传是否与性别有关二、一对相对性状的杂交实验她怎么盯着我看可能是喜欢我找她加微信应该没问题“美女加个微信”“啪”3.研究方法：假说—演绎法

二、一对相对性状的杂交实验①提出问题②提出假说③演绎推理④实验验证假说—演绎法：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，推出预测的结果再通过实验检验。二、一对相对性状的杂交实验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，叫做假说—演绎法。现象：正交、反交的子一代都是高茎。方法：人工异花传粉进行正交、反交。问题：为什么F1都是高茎?矮茎消失了吗？说明：孟德尔把F1中显现出来的性状，叫做显性性状，如高茎；未显现出来的性状，叫做隐性性状，如矮茎。观察实验，提出问题结论：亲本中的矮茎性状在子一代（F1）中隐藏起来了。问题：为什么F2矮茎又出现了?观察实验，提出问题说明：在杂种后代中，同时显现出显性性状和隐性性状的现象叫做性状分离。问题：F2出现3：1的性状分离比是偶然的吗?绝非偶然观察实验，提出问题孟德尔还对豌豆的其他6对相对性状进行了杂交实验，实验结果如下：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2772.84:1种子的形状圆粒圆粒5474皱粒18502.96:1子叶的颜色黄色黄色6022绿色20013.01:1种皮的颜色灰色灰色705白色2243.15:1豆荚的形状饱满饱满882不饱满2992.95:1豆荚的颜色（未成熟）绿色绿色428黄色1522.82:1花的位置腋生腋生651顶生2073.14:1观察实验，提出问题提出假说，解释问题(1)生物的性状是由遗传因子决定的遗传因子不融合、不消失显性性状：由显性遗传因子控制（用大写D表示）隐性性状：由隐性遗传因子控制（用小写d表示）注意：控制一对相对性状的遗传因子一定要用同一字母三、对分离现象的解释(2)体细胞中遗传因子成对存在遗传因子组成相同的个体叫纯合子。显性纯合子（DD）和隐性纯合子（dd）。纯合子是由遗传因子（基因）组成相同的配子结合成的受精卵发育成的个体。遗传因子组成不同的个体叫杂合子(Dd)。杂合子是由遗传因子（基因）组成不同的配子结合成的受精卵发育成的个体。提出假说，解释问题(3)形成配子时，成对的遗传因子彼此分离分别进入到两个不同的配子中，配子中只含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。含遗传因子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。孟德尔的假说，不能出现“基因”“染色体”“减数分裂”等字眼，只说“遗传因子”“成对的遗传因子”“配子形成时”。提出假说，解释问题♀D:♀d=？

♂D:♂d=？

♀D:♂d=？思考：（1）F1的雌雄配子各有几种类型？（2）F1的雌雄配子有几种结合方式？（3）F2的遗传因子组成有几种？（4）F2的性状表现有几种？思考：F2性状分离比为3：1需要满足什么条件？(5)观察子代样本数目足够多(1)F1个体形成的不同类型的配子数目相等且生活力相同(2)雌雄配子结合的机会相等(3)F2不同遗传因子组成的个体存活率相同(4)遗传因子显隐性关系为完全显性通常雌雄配子数并不相等，雄配子数目比雌配子数目多得多配子:F1:F2:

１：２：１♂Dd高茎×Dd高茎DdDd高茎高茎矮茎DDDdDddd3:1♀F1产生的雌雄配子DdDdDDDdDdddF2高茎：矮茎=3：1DD：Dd:

dd=1:2:1DD：Dd

:

dd=高茎：矮茎=棋盘法提出假说，解释问题遗传图解的规范书写1.说明：每行左侧要有相应的文字说明(如P、配子、F1

、F2等)。2.亲本：写出亲本的性状，标出与性状相应的遗传因子组成。3.符号：主要包括交配方式符号和箭头，杂交(用×表示)和自交(用⊗表示)，箭头表示遗传因子在上下代的传递关系。4.配子：正确分离出配子。5.子代：根据雌雄配子随机结合写出子代遗传因子组成，标出子代的性状及其比例。实践•探究：性状分离比的模拟实验（1）实验目的通过模拟实验，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，体验孟德尔的假说。（2）模拟内容甲、乙两个小桶：_______________；甲、乙小桶内的彩球：___________不同彩球的随机组合：____________________________________________。雌、雄生殖器官雌、雄配子生物在生殖过程中，雌、雄配子的随机结合雄配子(精子)雌配子(卵细胞)睾丸卵巢模拟生殖过程中，雌雄配子随机结合（3）操作步骤取小桶并编号→分装彩球→混合彩球→随机取球→放回原小桶→重复实验性状分离比的模拟实验记录表次数甲乙组合123456.....合计次数D次

，d次

。D次

，d次

。DD次

，Dd次

，dd次

。统计数量比D:d=D:d=DD:Dd：dd=（4）分析结果，得出结论①彩球组合类型数量比：DD∶Dd∶dd≈____________。②彩球组合类型的数量比代表显、隐性性状数量比：显性∶隐性≈______。1:2:13:1思考：每个小桶中的D小球和d小球个数是否要相同？要相同可同可不同两个小桶中的小球数是否要相同？讨论：（1）为什么每个小桶内的两种彩球必须相等？（2）实验中，甲、乙两个小桶内的彩球数量都是20个，这符合自然界的

实际情况吗？（3）分别从两个小桶抓取一个小球组合在一起的含义是什么?杂种F1(Dd)产生比例相等的两种配子。不符合。自然界中，一般雄配子的数量远远多于雌配子的数量。模拟雌、雄配子的随机结合。（5）理论上，实验结果应是：彩球组合DD∶Dd∶dd＝1∶2∶1，但有位同学抓取4次，结果是DD∶Dd＝2∶2，这是不是说明实验设计有问题？不是；DD∶Dd∶dd＝1∶2∶1是一个理论值，如果统计数量太少，不一定会符合DD∶Dd∶dd＝1∶2∶1的理论值，统计的数量越多，越接近该理论值。为了使代表雌雄配子的两种彩球被抓出的机会相等。（4）为什么每次把抓出的小球放回原桶并且摇匀后才可再次抓取？（6）将模拟实验的结果与孟德尔的杂交实验结果比较，你认为孟德尔的假说是否合理？合理孟德尔的假说一定正确吗？杂种子一代

隐性纯合子

高茎

矮茎

Dddd×配子DddDddd高茎

矮茎

1∶1测交后代

隐性亲本的配子仅携带隐性基因，不会掩盖F1配子中基因的作用，这样测交后代的性状表现类型及比例就能直接反映F1产生配子的类型及比例，也可间接反映F1的基因型。定义：测交就是让F1与隐性纯合子杂交。这个方法可用来测定F1的遗传因子组成。四、对分离现象解释的验证四、对分离现象解释的验证现实中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166株后代中，高茎87株，矮茎79株，性状的分离比接近1∶1。孟德尔所做的测交实验结果与他的预期结果吻合，进而验证了他的假说的正确性。演绎推理，实验验证五、分离定律分离定律（lawofsegregation）：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。格雷格尔∙孟德尔1822—1884分离定律的适用范围：（3）分离定律的关键：DdDd1：1（1）有性生殖生物的性状遗传（2）真核生物的性状遗传（4）一对相对性状的遗传（3）细胞核遗传即进行有性生殖的真核生物的一对相对性状的细胞核遗传。1.最能体现分离定律实质的是：F1产生配子的比例为1：12.验证分离定律的方法：①测交法（动、植物）F1X隐性纯合子子代两种性状数量比例为1：1F1产生两种数量相等的配子②自交法（植物）F1自交子代性状分离比为3：1F1产生两种数量相等的配子③花粉鉴定法（以水稻花粉为例）非糯性花粉遇碘变蓝黑色糯性花粉遇碘变橙红色纯种非糯性水稻纯种糯性水稻XF1取花粉染色观察两种颜色花粉数目相同五、分离定律1.重要的遗传学概念（1）遗传因子（基因）与相对性状显性性状隐性性状显性遗传因子（基因）隐性遗传因子（基因）遗传因子相对性状决定决定判断显隐性的方法：①具有相对性状的两个纯合亲本杂交，子一代中表现出来的性状为显性性状。②具有相同性状的两个体杂交或杂种自交，出现性状分离现象，则后代中重新出现的性状为隐性性状。（2）纯合子和杂合子表型是指生物个体表现出来的性状，如高茎、矮茎。

基因型是指与表现型有关的基因（遗传因子）组成，如DD、Dd、dd。表型是由基因型决定的，也受到环境的影响。（3）表型（表现型）和基因型（4）等位基因控制相对性状的基因，叫做等位基因，如D和d。【判断】纯合子自交后代不发生性状分离（

）

纯合子杂交后代都是杂合子（）√×（5）交配方式及应用杂交判断相对性状的显隐性关系自交鉴别植物是否为纯合子；提高纯合子比例测交验证分离定律；鉴别生物个体的基因型正交和反交判断基因在细胞核还是细胞质中自由交配群体中，雌性个体和雄性个体随机交配例1：紫粒玉米（AA）与白粒玉米（aa）杂交得F1，让F1自交得F2。那么F2的紫粒植株中纯合子占（

）Ａ.1/4Ｂ.1/3Ｃ.1/2Ｄ.3/4思考1：如果将F2植株自交得F3，F3中出现白花植株的几率是多少？思考2：如果选择F2中的紫花植株自交，子代中出现白花植株的几率是多少？思考3：如果选择F2中的紫花植株自由杂交，子代中出现白花植株的几率是多少？2/3×1/4＝1/62/3×2/3×1/4＝1/93/8B【思维训练】栗色马和白色马是一对相对性状。在一个自由放养多年的马群中，下列判断正确的有：①选择多对栗色马和栗色马杂交，若后代全部是栗色马，则可说明栗色为隐性。②随机选出1匹栗色公马和4匹白色母马分别交配，若所产4匹小马全部是白色，则白色为显性。③选择多对栗色马和白色马杂交，若后代栗色马明显多于白色马，则栗色为显性。上述判断正确的有

。①③六、分离定律的应用（4）完全显性、不完全显性与共显性①完全显性高茎×高茎↓

高茎矮茎3

：1②不完全显性粉红花×粉红花

↓红花粉红花白花

1：2：1中产×中产

↓高产中产低产

1：2：1③共显性（ABO血型）人类ABO系统血型表血型基因型红细胞上的抗原显隐性关系AIAIA,IAiAIA对i为完全显性BIBIB,IBiBIB对i为完全显性ABIAIBABIA与IB为共显性Oii无隐性思考：一个A型血的男子和一个B型血的女子婚配，能生育O型血的孩子吗？（5）致死现象——配子致死、合子致死例：某种群中，灰身（B）对黑身（b）显性，含b基因的雄配子只有50%的存活率。基因型为Bb的雌雄个体交配，后代中BB、Bb、bb个体的比值是多少?BB：Bb：bb=2:3:1例：两只短尾猫杂交，后代出现长尾猫和短尾猫，其中长尾猫总是占1/3。假设控制猫尾巴长短的遗传因子是T、t，请用遗传图解解释这一现象？（6）从性遗传由常染色体上遗传因子控制的性状，在性状表现上受个体性别影响的现象。遗传因子组成HHHhhh公羊的性状表现有角有角无角母羊的性状表现有角无角无角①若双亲遗传因子均为Hh，则子代公羊中有角与无角的比为