1.1孟德尔的豌豆杂交实验（一）课件高一下学期生物人教版必修2

必修2/第1章/遗传因子的发现/第1节孟德尔的豌豆杂交实验(一)本节聚焦孟德尔是怎样设计一对相对性状的杂交实验的？孟德尔为解释实验结果作出了哪些假设？他又设计了什么实验来验证假设？分离定律的内容是什么？怎样用分离定律解释一些遗传现象？如何运用假说——演绎法进行科学探究？

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？

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。

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。也有部分研究者坚持颗粒遗传。颗粒遗传认为两个亲本杂交后，双亲的遗传物质在子代体内没有发生混合，而是相对独立的。一、豌豆用作遗传实验材料的优点孟德尔经过整整8年（1856-1864）的不懈努力，终于在1865年发表了《植物杂交试验》的论文，提出了遗传单位是遗传因子的论点，并揭示出遗传学的两个基本规律——分离定律和自由组合定律。

论文发表34年后他的观点才被少部分人认可，至此他已经去世16年了。——“现代遗传学之父”一、豌豆用作遗传实验材料的优点花的种类一朵花中既有雌蕊又有雄蕊的花，如豌豆。一朵花中只有雌蕊或雄蕊的花，如玉米。雌花和雄花不在同一植株上，如银杏。雌花和雄花在同一植株上，如玉米。两性花：单性花：雌雄同株：雌雄异株：玉米雄花豌豆花银杏雄花银杏雌花一、豌豆用作遗传实验材料的优点花的结构花萼胚珠花托花瓣花丝花药雄蕊柱头子房花柱雌蕊一、豌豆用作遗传实验材料的优点花的传粉自花传粉：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），自然界少数植物是自花传粉的，如大麦、小麦、大豆、豌豆等。闭花受粉:豌豆是典型的自花传粉。花在未开放前，因雄蕊和雌蕊都紧紧地被花瓣包裹着，雄蕊花药中的花粉传到雌蕊的柱头上，称之为闭花传粉。自交：遗传因子相同的生物体间相互交配。植物体中指自花传粉和雌雄异花的同株异花传粉，自交是获得纯系的有效方法。雌花和雄花经过风力，水力，昆虫或人的活动把不同花或不同植株间的花粉通过不同途径传播到雌蕊的花柱上，进行受精的一系列过程叫异花传粉。异花传粉:杂交：遗传因子不同的生物体间相互交配的过程。一、豌豆用作遗传实验材料的优点花的传粉接收花粉的植株叫做母本（♀）供应花粉的植株叫做父本（♂）人工异花传粉:一、豌豆用作遗传实验材料的优点花的传粉去雄套袋花蕾期，花粉成熟前。防止自花传粉防止外来花粉的干扰采集花粉、传粉套袋一、豌豆用作遗传实验材料的优点特点优势豌豆花是两性花，自花传粉，闭花授粉，自然状态下一般为纯种实验结果可靠，容易分析具有易于区分的相对性状，且能稳定遗传容易观察和分析实验结果易于栽培，生长期短实验周期短，实验易于开展和分析能产生较多的种子便于收集数据，利于结果的统计花较大易于进行人工异花传粉指生物体的形态特征或生理特征或行为方式等。形态特征如种子的形状、颜色等；生理特征如植物的抗病性、耐寒耐旱性等；行为方式如狗的攻击性，服从性等。性状：相对性状：一种生物的同一种性状的不同表现类型。如：豌豆高茎与矮茎、羊的白毛和黑毛；人的双眼皮和单眼皮等。请判断下列性状是否为相对性状？1.牵牛花的阔叶与小麦的窄叶（）2.兔的白毛与黑毛（）3.狗的长毛与卷毛（）4.棉花的细绒和长绒（）5.高杆水稻与矮杆水稻（）6.双眼皮与色盲（）7.直发与卷发（）8.有耳垂与卷舌（）9.头发左旋与惯用右手（）随堂练习×√××√×√××一、豌豆用作遗传实验材料的优点豌豆的相对性状孟德尔从多对相对性状中挑选了7对相对性状，首先对一对相对性状的遗传进行研究。高茎～米,矮茎米左右二、一对相对性状的杂交实验P纯种高茎♀纯种矮茎♂×高茎F1正交父本♂母本♀亲本P杂交×

自交F1子一代F2子二代一对相对性状的亲本杂交，杂种子一代显现出来的性状。一对相对性状的亲本杂交，杂种子一代未显现出来的性状。隐性性状显性性状二、一对相对性状的杂交实验P纯种高茎♀纯种矮茎♂×高茎F1反交观察现象，提出问题：

问题1：无论正交还是反交，子一代都是高茎而没有矮茎，难道矮茎性状消失了吗？在具有相对性状的遗传实验中，若将显性个体作母本，隐性个体作父本的杂交方式称为正交；那么将显性个体作父本，隐性个体作母本的杂交方式就为反交。正交与反交二、一对相对性状的杂交实验高茎F1

F2高茎矮茎问题2：为什么子一代没有矮茎的，而子二代又出现了矮茎的呢？观察现象，提出问题：在杂种后代中，同时显现出显性性状和隐性性状的现象。自交植物自花传粉或同株异花传粉。性状分离787株277株接近3∶1孟德尔没有停留在对实验现象的观察与描述上，而是对F2中不同相对性状的个体进行数量统计。结果发现在所得的2064株F2植株中，787株是高茎，277株是矮茎，高茎与矮茎的性状分离比接近3∶1。二、一对相对性状的杂交实验F2中出现3∶1的性状分离比是偶然的吗？孟德尔利用统计学的方法对豌豆的其他6对相对性状的杂交实验结果统计分析：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不饱满2992.95:1豆荚的颜色（未成熟）绿色428黄色1522.82:1花的位置腋生651顶生2073.14:1可见F2中出现3∶1的性状分离比绝非偶然的。三、对分离现象的解释——提出假说孟德尔在观察和统计分析的基础上，通过严谨的推理和大胆的想象，提出如下假说：(1)生物体的性状是由遗传因子决定的。遗传因子既不会相互融合，也不会在传递中消失。决定显性性状的为显性遗传因子（用大写字母表示，如D）。决定隐性性状的为隐性遗传因子（用小写字母表示，如d）。(2)体细胞中遗传因子是成对存在的。纯种高茎豌豆（显性性状）为DD；纯种矮茎豌豆（隐性性状）为dd；遗传因子组成相同的个体叫纯合子。纯合子F1为显性性状，则含D；其自交后代出现隐性性状，则含d；所以其体细胞中的遗传因子应该为Dd。杂合子遗传因子组成不同的个体叫杂合子。三、对分离现象的解释——提出假说孟德尔在观察和统计分析的基础上，通过严谨的推理和大胆的想象，提出如下假说：(3)配子形成时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子，配子中只含每对遗传因子中的1个。(4)受精时，雌雄配子的结合是随机的(受精卵中遗传因子恢复成对)。高茎豌豆和矮茎豌豆杂交实验的遗传图解三、对分离现象的解释——提出假说F1形成的配子生活力相同，结合机会均等；F1

自交产生的所有受精卵均能发育成植株(存活率相同)；遗传因子间的显隐性关系完全相同；子代个体数量足够大。分离比3︰1实现的原因与条件F1形成的配子种类、比值都相等，两种雌配子和两种雄配子的结合机会均等、是随机的，才导致了3∶1的结果。1.说明：每行左侧要有文字说明(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(×)和自交(

)，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。遗传图解书写规则性状分离比的模拟实验目的要求实验原理通过模拟实验，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，体验孟德尔的假说。材料用具

两个小桶，分别标记甲、乙；两种大小相同、颜色不同的彩球各20个，一种彩球标记D，另一种彩球标记为d；记录用的纸和笔。用甲、乙两桶模拟雌、雄生殖器官，蓝球、红球模拟D、d雌雄配子，用不同彩球的随机结合，模拟雌雄配子的随机结合。甲乙性状分离比的模拟实验

方法步骤(1)在甲、乙两个小桶中放入两种彩球各10个。(2)摇动两个小桶，使小桶内的彩球充分混合。(3)分别从两个桶内随机抓取一个彩球，组合在一起，记下两个彩球的字母组合。(5)按步骤3和4重复做30次以上。(4)将抓取的彩球放回原来的小桶内，摇匀。甲桶、乙桶模拟雌、雄生殖器官蓝球、红球模拟D、d雌雄配子甲乙性状分离比的模拟实验

结果和结论DDDddd数量记录组合类型比性状分离比2.统计全班实验结果，求平均值。计算彩球组合类型之间的数量比。4.结论：1.统计实验结果：彩球组合有几种？每种组合的数量是多少？计算彩球组合类型之间的数量比。性状分离比为3∶13.两个彩球的组合代表什么？模拟雌、雄配子的随机结合。性状分离比的模拟实验讨论1.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？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F2中10株豌豆的性状进行统计，会出现较大的误差。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。性状分离比的模拟实验讨论2.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？

合理。因为甲乙小桶内的彩球分别代表孟德尔杂交实验中的雌、雄配子，从两个桶内分别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。性状分离比的模拟实验思考讨论1.两个小桶代表什么？为什么选择形状、大小、质量等同的彩球？两个小桶代表两种生殖器官；形状、大小、质量相同模拟雌、雄配子结合的机会相等。确保D∶d=1∶12.为什么两个小桶内的D小球和d小球都是10个？数量可以不相等，因为雄配子远多于雌配子。3.两个小桶内的彩球数量要相等吗？4.将抓取的彩球放回原桶，摇匀，按步骤(3)重复做50～100次的含义是什么？将抓取的彩球放回原桶，是为了确保不同种类的雌雄配子结合的机会相等；重复做50～100次，是为了确保观察样本数目足够多。四、对分离现象解释的验证——测交孟德尔的假说合理地解释了豌豆一对相对性状杂交实验中出现的性状分离现象。但是一种正确的假说，仅能解释已有的实验结果是不够的，还应该能够预测另一些实验结果。按孟德尔的假设，杂合子在产生配子时，可形成两种不同的配子，即一种配子含有D，另一种配子含有d。只要验证这一点，就可以证实基因分离假设的正确性。孟德尔巧妙地设计了测交实验：让F1与隐性纯合子杂交。测交时隐性个体(纯合子)产生的配子只含控制该性状的隐性遗传因子，故后代的性状表现及比例能真实地反映F1产生的配子种类和比例。DdddDd配子高茎矮茎杂种子一代高茎隐性纯合子矮茎×dDddd1:

11.根据假说演绎推理P测交F1表型比例2.测交实验结果验证假设高茎豌豆矮茎豌豆测交后代87株79株比例高茎:矮茎≈１:１在实际的测交操作过程中，得到166株后代，高茎87，矮茎79，比例接近1∶1。与预期相符合,从而验证了假说的正确。四、对分离现象解释的验证——测交四、对分离现象解释的验证——测交孟德尔所做的测交实验的结果验证了他的假说。测交结果符合预期设想：F1是杂合子(Dd)；F1产生两种类型(D和d)且比例相等的配子；F1在形成配子时，成对的遗传因子发生了分离，分离后的遗传因子分别进入到不同的配子中。五、分离定律在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子

，不相

；在形成配子时，成对的遗传因子发生

，

后的遗传因子分别进入不同的配子中，随

遗传给后代。成对存在融合分离分离配子基因分离定律适用范围：进行有性生殖的真核生物的一对相对性状的细胞核遗传。有性生殖生物的性状遗传；真核生物的性状遗传；细胞核遗传；一对相对性状的遗传。假说—演绎法在观察和分析基础上提出问题以后，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，再通过实验检验演绎推理的结论。如果实验结果与预期相符，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。叫作假说—演绎法。演绎法：从普遍性结论或一般原理中，推导出个别性结论的思维方法。归纳法：从许多个别事例中，概括一般原理的思维方法。假说—演绎法以观察和分析提出问题为什么F2中出现3:1的性状分离比？遗传因子决定生物的性状；遗传因子成对存在；遗传因子在形成配子时分离；雌雄配子在受精时随机结合。根据假说，设计测交实验，预测测交结果。实际做测交实验验证测交结果。实验结果与推理符合，说明假说正确。经推理和想象作出假说据假说进行演绎推理实验验证得出结论孟德尔的“假说—演绎”过程：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。

将获得的紫花植株连续自交几代，即将每次自交后代的紫花植株选育后再进行自交，直至自交后代中不再出现白花植株为止。练习与应用1.在孟德尔的一对相对性状的豌豆杂交实验中，F1都表现为显性性状，F1的自交后代却出现了性状分离。据此判断下列相关表述是否正确。(1)隐性性状是指生物体不能表现出来的性()(2)纯合子的自交后代不会发生性状分离，杂合子的自交后代不会出现纯合子。()一、概念检测××练习与应用一、概念检测2.人眼的虹膜有褐色的和蓝色的，褐色是由显性遗传因子控制的，蓝色是由隐性遗传因子控制的。已知一个蓝眼男人与一个褐眼女人(这个女人的母亲是蓝眼)结婚，这对夫妇生下蓝眼孩子的可能性是()A.1/2

B.1/4

C.1/8

D.1/6A练习与应用一、概念检测3.观察羊的毛色遗传图解，据图回答问题：(1)毛色的显性性状是________,隐性性状是_______。白色黑色

(2)白毛羊与白毛羊通过有性生殖产生的后代中出现了黑毛羊，这种现象在遗传学上称为_________。产生这种现象的原因是：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黑毛遗传因子的配子，雌雄配子随机结合，会产生黑毛羊）。练习与应用二、拓展应用1.水稻的非糯性和糯性是一对相对性状，非糯性花粉中所含的淀粉为直链淀粉，遇碘变蓝黑色，而糯性花粉中所含的是支链淀粉，遇碘变橙红色。现在用纯种的非糯性水稻和纯种的糯性水稻杂交，取F1花粉加碘液染色，在显微镜下观察，半数花粉呈蓝黑色，半数呈橙红色。请回答下列问题。(1)花粉出现这种比例的原因是什么?

在F1水稻细胞中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。练习与应用二、拓展应用1.水稻的非糯性和糯性是一对相对性状，非糯性花粉中所含的淀粉为直链淀粉，遇碘变蓝黑色，而糯性花粉中所含的是支链淀粉，遇碘变橙红色。现在用纯种的非糯性水稻和纯种的糯性水稻杂交，取F1花粉加碘液染色，在显微镜下观察，半数花粉呈蓝黑色，半数呈橙红色。请回答下列问题。(2)实验结果验证了什么?

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)如果让F1自交，F2中花粉有种______类型。2练习与应用二、拓展应用2.某农场养了一群马，马的毛色有栗色和白色两种。已知栗色和白色