2021-2022学年高一下学期生物人教版必修2-1.1 孟德尔的豌豆杂交实验（一）课件（36张ppt）

(共36张PPT)
2.1.1 孟德尔豌豆杂交实验（一）
1.按照上述观点，当红牡丹与白牡丹杂交后，子代的牡丹花会是什么颜色？
2.你同意上述观点吗？说说你的理由。
问题
探讨
提示：粉色
略
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。这种观点也称做融合遗传。
（1）提出了遗传单位是遗传因子（现代遗传学上确定为基因）；
孟德尔（1822—1884），奥地利人，遗传学的奠基人。21岁起做修道士，29岁起进修自然科学和数学，1865年宣读了自己研究的豌豆杂交实验的论文《植物杂交实验》。主要贡献有:
（2）发现了两大遗传规律：基因的分离定律和基因的自由组合定律。
孟德尔
花柄
花萼
花瓣
子房
花柱
柱头
雌蕊
花冠
花药
花丝
雄蕊
花 的 结 构
花托
两性花/单性花/雌雄同株/雌雄异株
花粉/雄配子
卵细胞/雌配子
一朵花的雄蕊产生的花粉粒，落在同一朵花雌蕊的柱头上。
自花传粉：
借助外力作用，一朵花的雄蕊产生的花粉粒，落在另一朵花雌蕊的柱头上。
异花传粉：
豌豆
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（基因型相同的个体杂交）。豌豆花的结构很适合自花传粉，这是因为呈蝶形的花冠中，有一对花瓣始终紧紧地包裹着雄蕊和雌蕊。
人工异花传粉（杂交）示意图
去雄
♀
高茎（或矮茎）豌豆的花
♂
矮茎（或高茎）豌豆的花
传粉
（1）去雄
（2）套袋
（3）传粉
（4）套袋
两朵花之间的传粉过程叫做异花传粉。不同植株的花进行异花传粉时，供应花粉的植株叫做父本（♂)，接受花粉的植株叫做母本（♀）。孟德尔在做杂交实验时，先除去未成熟花的全部雄蕊，这叫做去雄。然后，套上纸袋。待雌蕊成熟时，釆集另一植株的花粉，撒在去雄花的雌蕊的柱头上，再套上纸袋。
去雄要在豌豆花未成熟时进行，是因为豌豆花一旦成熟，就自行完成了受粉，无法达到去雄的目的。
性状：生物体的形态、结构和生理特性等特征。比如:肤色，血型，高度，脸型等。
相对性状：一种生物的同种性状的不同表现类型。
(1)豌豆是自花传粉闭花受粉的植物,自然状态下是纯种。
(2) 同时，豌豆还有易于区分的性状，实验结果很容易观察和分析﹔
为什么用豌豆做遗传实验容易取得成功？
(3)豌豆的花大,便于人工授粉。
因此，豌豆是理想的遗传实验材料。
PART
01
一对相对性状的杂交实验
● 一对相对性状的杂交实验
● 正交与反交
高茎
矮茎
P
×
(杂交)
高茎
F1
(子一代)
(亲本)
(父本)
(母本)
矮茎
高茎
×
高茎
正交
反交
(母本)
(父本)
一对相对性状的杂交实验
正交与反交
×
正交
×
反交
一对相对概念
不遵循融合遗传！
高茎
P
×
高茎
F1
(子一代)
(亲本)
矮茎
一对相对性状的杂交实验
为什么子一代都是高茎而没有矮茎呢？另一个亲本的性状是永远消失了还是暂时隐藏起来了呢？
(杂交)
高茎
787高茎 ： 277矮茎
×
P
（亲代）
F1
（子一代）
F2
（子二代）
高茎
矮茎
×
3 ∶ 1
（杂交）
（自交）
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
在杂种后代中，同时显现出显性性状和隐性性状的现象
性状分离
显性性状
隐性性状
一对相对性状的杂交实验
为什么子二代中矮茎性状又出现了呢？
F2中出现3∶1的性状分离比是偶然的吗？
2.84:1
277（矮）
787（高）
茎的高度
F2的比
隐性性状
显性性状
性状
2.82:1
152（黄色）
428（绿色）
豆荚颜色
2.95:1
299（不饱满）
882（饱满）
豆荚的形状
3.01:1
2001（绿色）
6022（黄色）
子叶的颜色
3.15:1
224（白色）
705（灰色）
种皮的颜色
3.14:1
207（茎顶）
651（叶腋）
花的位置
2.96:1
1850（皱缩）
5474（圆滑）
种子的形状
面对这些实验数据，你能找出其中的规律吗？又要如何解释这些现象呢？
一对相对性状的杂交实验
PART
02
对分离现象的解释
● 对分离现象的解释
● 实验：性状分离比的模拟
对分离现象的解释
（1） 生物的性状是由遗传因子（hereditary factor）决定的。这些因子就像一个个独立的颗粒，既不会相互融合,也不会在传递中消失。每个因子决定着一种特定的性状，其中决定显性性状的为显性遗传因子，用大写字母（如D）来表示；决定隐性性状的为隐性遗传因子，用小写字母（如d）来表示。
（2） 体细胞中遗传因子是成对存在的。例如，纯种高茎豌豆的体细胞中有成对的遗传因子DD，纯种矮茎豌豆的体细胞中有成对的遗传因子dd。像这样，遗传因子组成相同的个体叫做纯合子。因为F1自交的后代中出现了隐性性状，所以在F1细胞中必然含有隐性遗传因子；而F1表现的是显性性状，因此F1体细胞中的遗传因子应该是Dd。像这样，遗传因子组成不同的个体叫做杂合子。
（3） 生物体在形成生殖细胞——配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中。配子中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。例如，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。
对分离现象的解释
高茎
高茎：矮茎=3 ： 1
×
P
F1
高茎
矮茎
×
（杂交）
（自交）
F2
DD
高茎
矮茎
dd
P
F1
(减数分裂)
配子
D
d
(受精)
Dd
高茎
DD
dd
Dd
对分离现象的解释
高茎
高茎：矮茎=3 ： 1
×
P
F1
高茎
矮茎
×
（杂交）
（自交）
F2
F1
Dd
配子
D
d
D
d
Dd
DD
Dd
Dd
dd
高茎
高茎
高茎
矮茎
3（高茎）∶1（矮茎）
F2
DD
dd
Dd
DD
Dd
Dd
dd
对分离现象的解释
高茎
高茎：矮茎=3 ： 1
×
P
F1
高茎
矮茎
×
（杂交）
（自交）
F2
DD
dd
Dd
DD
Dd
Dd
dd
思考：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？
提示：不会。因为满足孟德尔实验条件之一是雌雄配子结合机会是相等的。
实验：性状分离比的模拟
结果与结论
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。设计表格，记录实验结果。
2. 统计全班的实验结果，求平均值。计算小球组合类型之间的数量比。
3. 两个彩球的组合代表什么？
4. 结论∶
_________________________。
提示：3种，DD：Dd：dd=1:2:1
提示：体细胞内成对的遗传因子
DD：Dd：dd=1:2:1；彩球代表的显隐之比3:1
思考与讨论
Q1.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？如果孟德尔当时只统计10株豌豆杂交的结果，他还能正确地解释性状分离现象吗？
Q2.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？
提示：全班实验的总结果更接近预期的结果。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多，是孟德尔能够正确分析实验结果的前提条件之一。当对10株豌豆的个体做统计时，会出现较大的误差。
提示：合理。模拟实验的结果与孟德尔的假说是相吻合的。
PART
03
对分离现象解释的验证
● 对分离现象解释的验证
● 假说—演绎法
对分离现象解释的验证
F1高茎
矮茎
dd
Dd
×
（测交）
Dd
dd
D
d
配子
高茎
矮茎
高茎
杂种子一代
矮茎
隐性纯合子
×
测交
测交后代
d
Dd
dd
？
理论上测交结果：
高茎：矮茎=1:1
对分离现象解释的验证
F1高茎
矮茎
dd
Dd
×
理论上测交结果：
高茎：矮茎=1:1
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。孟德尔所做的测交实验的结果验证了他的假说。
（测交）
实际上
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，叫做假说—演绎法。
以观察和分析提出问题
为什么F1中没有矮茎？F2中又出现矮茎，并出现3：1的性状分离比？
经推理和想象提出假说
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
据假说进行演绎和推理
测交结果预测：
性状分离比为1：1
实验检验演绎推理结论
实验结果完全符合！
假说完全正确！
假说—演绎法
孟德尔一对相对性状的实验结果及其解释，后人把它归纳为孟德尔第一定律,又称分离定律（law of segregation）：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。
分离定律
技能训练
设计实验程序
假设3年后，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，决定培育这种花卉新品种。当你知道这种花是自花受粉的以后，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46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呢？请你写出解决这一问题的实验程序，与同学交流，看谁设计的程序更简捷。
提示：将获得的紫色花连续几代自交，即将每次自交后代的紫色花选育再进行自交，直到自交后代不再出现白色花为止。
紫花
×
白花
淘汰
紫花
×
白花
淘汰
紫花
紫花
×
白花
淘汰
………
直至没有白花
亲本 子代遗传因子组成及比例 子代性状及比例
AA ╳ AA
AA ╳ Aa
AA ╳ aa
Aa ╳ Aa
Aa ╳ aa
aa ╳ aa
AA
AA:Aa=1:1
Aa
AA:Aa:aa=1:2:1
Aa:aa=1:1
aa
全为显性
全为显性
全为显性
显性：隐性=3:1
显性：隐性=1:1
全为隐性
后代显隐关系 双亲类型 组合方式
显性：隐性=3:1
显性：隐性=1:1
全为显性
全为隐性
全为杂合子
测交类型
至少一方为显性纯合子
全为隐性纯合子
Aa ╳ Aa
Aa ╳ aa
AA ╳ AA/Aa/aa
aa ╳ aa
PART
04
课后练习
● 课后练习
课后练习
1. 下列性状中属于相对性状的是:
A. 人的身高与体重；
B. 兔的长毛与短毛；
C. 猫的白毛与蓝眼；
D. 棉花的细绒与长绒。
一、基础题
B
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，这对夫妇生下蓝眼女孩的可能性是∶
A. 1/2 B. 1/4 C. 1/8 D. 1/6
B
课后练习
3. 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:
（1） 花粉出现这种比例的原因是____________。
（2） 实验结果验证了__________________。
（3） 如果让F1自交，产生的植株中花粉有____种类型。
一、基础题
提示：（1）在F1水稻细胞中含有一个控制合成支链淀粉的遗传因子和一个控制合成直链淀粉的遗传因子。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。
（2）孟德尔的分离定律。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）2。
课后练习
4. 观察羊的毛色遗传图解，据图回答问题。
一、基础题
（1）毛色的显性性状是__________，隐性性状是_________。
（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___________________________________。
白色
黑色
性状分离
白毛羊乙和丙为杂合子，杂合子在自交时会产生性状分离现象。
课后练习
1. 某农场养了一群马，马的毛色有栗色和白色两种。已知栗色和白色分别由遗传因子B和b控制。育种工作者从中选出一匹健壮的栗色公马，拟设计配种方案鉴定它是纯合子还是杂合子（就毛色而言）。
（1）在正常情况下，一匹母马一次只能生一匹小马。为了在一个配种季节里完成这项鉴定，应该怎样配种？
（2）杂交后代可能出现哪些结果？如何根据结果判断栗色公马是纯合子还是杂合子？
二、拓展题
提示：将被鉴定的栗色公马与多匹白色母马配种，这样可在一个季节里产生多匹杂交后代。
提示：杂交后代两种结果：一是杂交后代全部为栗色马，此结果说明被鉴定的栗色马是纯合子；二是杂交后代出现白色马，则为杂合子。