高中生物人教版（2019）必修2 课件1.1 孟德尔的豌豆杂交实验（一）(共38张PPT)

(共38张PPT)
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—演绎法进行实验探究？
教学目标
课程内容标准
核心素养对接
1.阐明用豌豆做遗传实验的优点并掌握相关的基本操作。
2.掌握孟德尔一对相对性状的杂交实验过程。
3.理解孟德尔对分离现象作出的假设，并能画出遗传图解。
1.生命观念：利用结构功能观解释用豌豆做遗传实验的优点，并掌握相关的基本操作。
2.科学探究：运用演绎与推理的方法阐明孟德尔对相对性状的杂交实验过程，提升科学探究能力。
3.科学思维：通过对比分析、绘制图解和举例等方式掌握本节相关遗传学概念及遗传图谱的规范书写。
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？
2.你同意上述观点吗？你的证据有哪些？
出生于奥地利
21岁做修道士
29岁进修自然科学和数学
1822-1856
孟德尔(1822-1884)
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
43岁宣读《植物杂交实验》
去世15年，论文发表
35年后，得到认可
1865-1884
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
（分离与自由组合定律）
一、豌豆用作遗传实验材料的优点
为什么用豌豆做遗传实验容易取得成功
1、豌豆是两性花，严格的自花传粉、闭花受粉植物，避免外来花粉的干扰，自然状态下一般都是纯种，用豌豆做人工杂交实验，结果既可靠，又容易分析。
一、豌豆用作遗传实验材料的优点
认识花的结构——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
认识花的结构——单性花
一朵花只有雄蕊，或只有雌蕊。
雌雄同株：雌花和雄花在同一植株上。
雌雄异株：雌花和雄花不在同一植株上。
只开雄花的叫雄株
只开雌花的叫雌株
雄花
雌花
单性花
一、豌豆用作遗传实验材料的优点
点击此处添加文本
自花传粉与异花传粉
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，也叫自交 。
异花传粉：两朵花之间的传粉过程。
异花传粉过程中的亲本：提供花粉的植株为父本（ ♂ ）
接受花粉的植株为母本（ ♀ ）
甲
乙
自花传粉
异花传粉
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
自花传粉
一、豌豆用作遗传实验材料的优点
2、花较大，易于人工授粉
人工异花传粉的步骤
①去雄
花粉成熟之前即花蕾期，除去母本未成熟花的全部雄蕊
②套袋
防止外来花粉干扰
③授粉
雌花成熟时
④套袋
保证杂交得到的种子是人工传粉后所结
一、豌豆用作遗传实验材料的优点
3、生长周期短，子代数量多，便于做数学统计分析
一、豌豆用作遗传实验材料的优点
4、豌豆具有易于区分的性状
一、豌豆用作遗传实验材料的优点
性状
性状（trait）：生物体所表现的形态结构、生理生化特征和行为方式等的统称。
相对性状（relative trait）：一种生物的同一性状的不同表现类型。
种子形状
种子颜色
花色
花的位置
豆荚形状
豆荚颜色
植株高度
相对性状
圆粒
皱粒
黄色
绿色
红色
白色
腋生花
顶生花
饱满
干瘪
绿色
黄色
高茎
矮茎
性状
二、一对相对性状的杂交实验
常见的遗传学符号及含义
父本：提供精子（或供应花粉）的亲本，用符号“♂”表示。
母本：提供卵细胞（或接受花粉）的亲本，用符号“♀”表示。
亲本：父本、母本合称亲本，用大写字母“P”表示。
杂交子一代：具有相对性状的纯合亲本杂交后产生的第一代，用符号“F1”表示。
杂交子二代：杂交子一代自交后产生的后代，用符号“F2”表示。
配子：精子和卵细胞合称配子，精子称为雄配子，卵细胞称为雌配子。
合子：精子和卵细胞融合形成的细胞，一般指受精卵。
二、一对相对性状的杂交实验
×
亲本(P)
子一代(F1)
杂交
孟德尔用纯种高茎豌豆与纯种矮茎豌豆作亲本（P）进行杂交。
正交：高茎豌豆作母本，矮茎作父本。
反交：高茎豌豆作父本，矮茎作母本。
结果：不论是正交还是反交，杂交后产生的第一代(F1) 总是高茎的。
提出问题：为什么子一代出现的都是高茎而没有矮茎的呢？
二、一对相对性状的杂交实验
子一代(F1)
子二代(F2)

自交
孟德尔用子一代（F1）自交。
结果：子二代 ( F2 ) 植株中，不仅有高茎的，还有矮茎的。
提出问题：为什么子一代没有矮茎的，而子二代又出现了矮茎的呢？
二、一对相对性状的杂交实验
×
亲本(P)
子一代(F1)
子二代(F2)

杂交
自交
显性性状：具有相对性状的两纯合亲本杂交，子一代显现出来的性状叫显性性状，如高茎。
隐性性状：子一代未显现出来，但在子二代突然出现的性状叫隐性性状，如矮茎。
性状分离： 在一般指杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象。
二、一对相对性状的杂交实验
孟德尔还对豌豆的其他 6 对相对性状进行了杂交实验，子二代出现 3 : 1 绝非偶然
如何来解释这种现象呢？
二、一对相对性状的杂交实验
孟德尔对 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 1064 株 F2 植株中
高茎：矮茎
787：277
3：1
提出问题：子二代中出现3:1的性状分离比是偶然的吗？
三、对分离现象的解释
提出假说
生物的性状是由遗传因子决定的，这些遗传因子不会相互融合、也不会在传递中消失。
显性性状：由显性遗传因子控制（用大写 D 表示） 显性性状
隐性性状：由隐性遗传因子控制（用小写 d 表示） 隐形性状
高茎
矮茎
D
d
三、对分离现象的解释
提出假说
体细胞中遗传因子成对存在。
纯合子：遗传因子组成相同（如DD, dd）
杂合子：遗传因子组成不同（如Dd）
P：
高茎
矮茎
D
d
DD
dd
X
三、对分离现象的解释
提出假说
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。
P：
高茎
矮茎
D
d
配子：
DD
dd
X
三、对分离现象的解释
提出假说
受精时，雌雄配子的结合是随机的
Dd
高茎
F1：
P：
高茎
矮茎
D
d
配子：
DD
dd
X
三、对分离现象的解释
子一代分析
F1 都表现为高茎的原因：
因为显性遗传因子(D)和隐性遗传因子(d)在一起时，只表现控制豌豆高茎的遗传因子所控制的性状。
豌豆的高茎对矮茎是显性性状，而矮茎是隐性性状，而隐性性状是在 F1 表现不出来的。
不管是正交还是反交，F1 全部表现高茎。
三、对分离现象的解释
子二代分析
F1 (Dd) 在形成生殖细胞时，产生比值相等的两种类型的雌、雄配子
雌雄配子之间的结合机会均等，在 F2 体细胞中出了三种类型的遗传因子的组合，即 DD、Dd、dd，比值是 1∶2∶1。
由于 DD 和 Dd 表现高茎，dd 表现矮茎。所以 F1 自交得到的 F2 出现了性状分离，分离比是 3∶1。
探究 实践：性状分离比的模拟实验
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。
实验用具
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。
探究 实践：性状分离比的模拟实验
实验步骤
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。
4. 将抓取的彩球放回原来的小桶内，摇匀。
5. 按步骤 3 和 4 重复做 30 次以上。
探究 实践：性状分离比的模拟实验
思考讨论
1. 两个小桶代表什么？
精子、卵细胞。
2. 为什么每个小桶内的 D 小球和 d 小球数目都是 10 个
保证精子和卵细胞的数量关系比例是1:1。
3. 从两个小桶内各抓取一个小球组合在一起的含义是什么？
表示精子和卵细胞融合形成受精卵，将来发育成新个体。
4. 将抓取的小球放入原来的小桶内，摇匀，按步骤3、4 重复做 30 次以上的原因是什么？
避免偶然性，使实验结果更加准确。
探究 实践：性状分离比的模拟实验
实验结果
1. 统计实验结果：
彩球组合有几种？每种组合的数量是多少？
2. 统计全班实验结果，求平均值。
实验结论
后代的性状分离比接近 3 : 1。
探究 实践：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，会有什么发现？
有小组的数据不遵循3:1的性状分离比。
2. 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
有小组的数据不遵循3:1的性状分离比。
3. 你认为孟德尔的假说是否合理？
合理。子代的数量足够多，能够支持该假说。
四 、对分离现象解释的验证
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。
孟德尔巧妙地设计了测交实验：让F1与隐性纯合子杂交。
四 、对分离现象解释的验证
测交：让F1与隐性纯合子杂交。
作用：①测定F1产生的配子种类及比例；
②测定F1的遗传因子组成；
③判定F1在形成配子时遗传因子的行为（根本目的）
预测：测交后代的分离比应为 1:1
结果：在得到的166株后代种，87株是高茎的，79株是矮茎的。高茎与矮茎的数量比接近 1:1。
五、分离定律
分离定律
分离定律，也称为“孟德尔第一定律”。
内容：
① 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。
② 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。
特点：
分离定律在生物的遗传中具有普适性。
科学方法—假说演绎法
假说-演绎：
是指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，反之，则说明假说是错误的。
观察分析
提出问题
提出解释问题的假说
演绎推理
预测结果
实验检验推理结论
证明假说
形成理论
科学方法—假说演绎法
1. 观察现象，提出问题
现象：
问题：
高茎豌豆与矮茎豌豆杂交，F1 全为高茎，F1 自交后代 F2 中高茎植株与矮茎植株的比例约为 3 : 1。
（1）F1 全为高茎，矮茎哪里去了呢？
（2）F2 中矮茎又出现了，说明了什么？
（3）为什么后代的表现型比例都接近 3 : 1？
科学方法—假说演绎法
2. 分析问题，提出假说
假说：
（1）生物的性状是由遗传因子决定的。
（2）体细胞中的遗传因子是成对存在的。
（3）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。
科学方法—假说演绎法
3. 演绎推理，验证假说
演绎：
F1 测交，F1 (Dd) 能产生数量相等的两种配子(D:d=1:1)，预期后代中高茎植株与矮茎植株的比例为 1 : 1。
验证：
结果是后代中出现高茎植株与矮茎植株的比例接近于 1 : 1。
感·谢·聆·听