(共38张PPT)
第1章 遗传因子的发现
第1节 孟德尔
豌豆杂交实验 (一)
融合遗传：
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。这种观点也称作融合遗传。
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？
为什么孟德尔选择了豌豆作为实验材料？
两性花结构
单性花
雄蕊
雌蕊
雌花
雄花
雌花
雄花
豌豆用作遗传实验材料的优点
雌蕊
豌豆用作遗传实验材料的优点
豌豆是自花传粉（自交）的植物而且是闭花授粉，所以豌豆在自然状态下都是纯种，用豌豆做人工杂交实验结果可靠，易分析。
2.豌豆花大，易于进行杂交操作。
性状：
相对性状：
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。
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。
一种生物同一性状的不同表现形式称为相对性状。
豌豆用作遗传实验材料的优点
豌豆是自花传粉（自交）的植物而且是闭花授粉，所以豌豆在自然状态下都是纯种，用豌豆做人工杂交实验结果可靠，易分析。
豌豆有易于区分的相对性状。
豌豆花大，易于进行杂交操作。
为什么孟德尔选择了豌豆作为实验材料？
豌豆用作遗传实验材料的优点
狗的长毛和猫的短毛 ( )
狗的长毛和卷毛 ( )
高个子的人和胖人( )
头发花白和头发卷曲( )
桃树的红花与绿叶 ( )
羊的白毛与狗的黑毛 ( )
狗的卷毛与粗毛 ( )
水稻的有芒与无芒 ( )
相对性状判断
√
人工异花传粉
去雄要在花蕾期（母本未成熟）时进行，防止自花传粉；
套袋的目的防止外来花粉的干扰
去雄
↓
套袋
↓
传粉
↓
套袋
高茎
F1
(子一代)
高茎
发现了什么问题？
1.按照融合遗传的观点，子一代应该是什么性状？符合融合遗传吗？
2.矮茎的性状消失了吗？
矮茎
高茎
×
(杂交)
反交
高茎
矮茎
P
×
(杂交)
(亲本)
正交
一对相对性状的杂交实验—— 提出问题
显性性状：F1中显现出来的性状，如：高茎
隐性性状：F1未显现出来的性状，如：矮茎
F2
×
P
F1
孟德尔不仅仅对实验做了定性观察，还做了定量分析。发现，在子二代中，高茎与矮茎的性状分离比是3：1
高茎
787
矮茎
277
（自交）
性状分离: 在杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象
(注意：高茎和矮茎的后代出现高茎和矮茎的现象不叫性状分离。)
一对相对性状的杂交实验—— 提出问题
问题：3：1 的性状分离比是偶然事件吗？
目的性状 亲代杂交组合 子一代的性状表现 子二代的性状表现及数量 子二代的性状表现的数量关系
显性 隐性 未成熟豆荚颜色 绿色×黄色 绿色 绿色428 黄色152 2.82:1
花的位置 腋生×顶生 腋生 腋生651 顶生207 3.14:1
花的颜色 紫花×白花 紫花 紫花705 白花224 3.15:1
植株高度 高茎×矮茎 高茎 高茎787 矮茎277 2.84:1
豆荚形状 饱满×不饱满 饱满 饱满882 不饱满299 2.95:1
种子形状 圆粒×皱粒 圆粒 圆粒5474 皱粒1850 2.96:1
子叶颜色 黄色×绿色 黄色 黄色6022 绿色2001 3.01:1
不是，那F2为什么会出现3：1的性状分离比？
一对相对性状的杂交实验—— 提出问题
（1）生物的性状是由遗传因子（基因）决定的。
决定显性性状的是显性遗传因子（显性基因），用大写字母表示（如D）；决定隐性性状的是隐性遗传因子（隐性基因），用小写字母表示（如d）。
（2）在体细胞中，遗传因子是成对存在的。
（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，分别进入到不同的配子中。
（4）受精时雌雄配子的结合是随机的。
高茎
矮茎
P
×
(亲本)
D
d
D
d
D
d
D
d
配子
1种
高茎
F1
一对相对性状的杂交实验—— 作出假设
D
d
配子
2种
高茎
×
高茎
F1
D
d
d
D
d
D
d
D
d
D
d
D
D
d
d
高茎
F2
高茎
高茎
矮茎
（1）生物的性状是由遗传因子（基因）决定的。
决定显性性状的是显性遗传因子（显性基因），用大写字母表示（如D）；决定隐性性状的是隐性遗传因子（隐性基因），用小写字母表示（如d）。
（2）在体细胞中，遗传因子是成对存在的。
（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，分别进入到不同的配子中。
（4）受精时雌雄配子的结合是随机的。
一对相对性状的杂交实验—— 作出假设
♀ ♂ D d
D
d
DD
Dd
Dd
dd
纯合子（纯合体）：
遗传因子（基因）组成相同的个体。
纯合子是由遗传因子（基因）组成相同的配子结合成的合子发育成的个体。
杂合子（杂合体）：
遗传因子（基因）组成不同的个体。
大写字母在前，小写字母在后。
杂合子是由遗传因子（基因）组成不同的配子结合成的合子发育成的个体。
一对相对性状的杂交实验—— 作出假设
显性纯合子
隐性纯合子
杂合子
如何证明孟德尔的假设？
测交
让F1杂合子与隐性纯合子杂交：
为什么选择隐形纯合子进行验证？
隐性纯合子只能产生一种含有隐性遗传因子的配子，而含隐性遗传因子的配子与含其他遗传因子的配子结合形成合子时，不影响其他遗传因子控制的性状，这样根据测交后代的性状表现类型和比例就可以推知F1产生的配子的类型和比例，从而验证假说的正确性。
d
配子
P
高茎
×
D
d
d
d
矮茎
D
d
F1
高茎
矮茎
1 : 1
一对相对性状的杂交实验—— 演绎推理
Dd
Dd
D
d
d
Dd
dd
高茎
杂种子一代
高茎
隐性纯合子
矮茎
矮茎
P
F1
配子
测交
87株 79株
实验的实际结果是，
在得到的166株后代中，87株是高茎，79株是矮茎，
高茎与矮茎的数量比接近1:1。
一对相对性状的杂交实验—— 实验验证
测交实验的意义：
① 用来测定F1的基因组合；
② 证明了F1是杂合子
③ 证明了F1在形成配子时，成对的基因分离，分别进入不同的配子中
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。
核心内容：产生配子时，成对的遗传因子彼此分离。
适用范围：
（1）真核生物的性状遗传。
（2）有性生殖生物的性状遗传。
（3）细胞核遗传。
（4）一对相对性状的遗传。
分离定律
实际结果与推理符合，假说正确，提出分离定律
观察分析，提出问题
推理想象，
提出假设
演绎推理
得出结论
F1都表现出显性性状
F2中出现了3:1的性状分离比
设计测交实验，预测实验结果
进行测交实验，检验演绎推理的结论
实验验证
遗传因子决定生物的性状
遗传因子成对存在,在形成配子时分离
雌雄配子在受精时随机结合
假说演绎法
关于统计学方法
目的性状 亲代杂交组合 子一代的性状表现 子二代的性状表现及数量 子二代的性状表现的数量关系
显性 隐性 未成熟豆荚颜色 绿色×黄色 绿色 绿色428 黄色152 2.82:1
花的位置 腋生×顶生 腋生 腋生651 顶生207 3.14:1
花的颜色 紫花×白花 紫花 紫花705 白花224 3.15:1
植株高度 高茎×矮茎 高茎 高茎787 矮茎277 2.84:1
豆荚形状 饱满×不饱满 饱满 饱满882 不饱满299 2.95:1
种子形状 圆粒×皱粒 圆粒 圆粒5474 皱粒1850 2.96:1
子叶颜色 黄色×绿色 黄色 黄色6022 绿色2001 3.01:1
比较这些结果，哪组结果更接近3:1
样本数量越大，结果越接近理论值
F2中出现3:1的性状分离比还需要哪些条件？
关于统计学方法
F2中出现3:1的性状分离比还需要哪些条件？
(1)研究的每一对相对性状只受一对遗传因子控制，
且为完全显性(DD与Dd表现出的性状相同)。
(2)每一代不同类型的配子都能发育良好。
(3)所有后代都处于比较一致的环境中，且存活率相同。
(4)供实验的群体要大，个体数量要足够多。
练习
1.如果用图示来表示孟德尔对分离现象的解释，图中的①②③分别指的是哪个过程？
产生配子
配子随机结合
2.冬瓜在中国有悠久的栽培历史，有消暑散热的功效。冬瓜种子形状的有棱籽和无棱籽是一对相对性状，受一对遗传因子A、a控制。某研究小组对冬瓜的种子形状进行了实验，将纯合的有棱籽和无棱籽杂交得F1，F1自交得F2，F2中有棱籽的数量为218粒，无棱籽的数量为79粒。思考并回答以下问题：
(1)在冬瓜的种子形状中，显性性状和隐性性状分别是什么？亲本的遗传因子组成是什么？
练习
①根据题意，写出遗传图解
P 有棱籽 × 无棱籽
↓
F1 有棱籽
↓U
F2 有棱籽 无棱籽
3 : 1
②根据分离定律，
写遗传因子组合
P AA × aa
↓
F1 Aa
↓U
F2 AA Aa aa
1 ：2 ：1
2.冬瓜在中国有悠久的栽培历史，有消暑散热的功效。冬瓜种子形状的有棱籽和无棱籽是一对相对性状，受一对遗传因子A、a控制。某研究小组对冬瓜的种子形状进行了实验，将纯合的有棱籽和无棱籽杂交得F1，F1自交得F2，F2中有棱籽的数量为218粒，无棱籽的数量为79粒。思考并回答以下问题：
(2)F2有棱籽中杂合子的比例为多少？
练习
P 有棱籽 无棱籽
AA × aa
↓
F1 Aa有棱籽
↓U
F2 AA Aa aa
1 ：2 ：1
有棱籽 无棱籽
2/3
2.冬瓜在中国有悠久的栽培历史，有消暑散热的功效。冬瓜种子形状的有棱籽和无棱籽是一对相对性状，受一对遗传因子A、a控制。某研究小组对冬瓜的种子形状进行了实验，将纯合的有棱籽和无棱籽杂交得F1，F1自交得F2，F2中有棱籽的数量为218粒，无棱籽的数量为79粒。思考并回答以下问题：
(3)请用上述杂交实验中的子代为材料，验证控制相对性状的遗传因子遵循分离定律。
练习
选择F1与无棱籽进行杂交，如果子代性状表现类型及比例为有棱籽∶无棱籽＝1∶1，则说明控制相对性状的遗传因子遵循分离定律。
P 有棱籽 无棱籽
AA × aa
↓
F1 Aa有棱籽
↓U
F2 AA Aa aa
1 ：2 ：1
测交—杂合子测交
F1有棱籽 无棱籽
Aa × aa
↓
F Aa aa
1 ：1
3.牛的黑色(B)对红色(b)是显性。良种场现有两栏圈养牛，栏里的牛进行自由交配。甲栏全为黑色，乙栏既有黑色又有红色。甲、乙两栏牛是亲子代关系，来场参观的生物兴趣小组同学，有的说乙栏牛是甲栏牛的亲代，有的说乙栏牛是甲栏牛的子代。请你根据分离定律的知识，分析回答下列问题：
(1)若甲栏牛为乙栏牛的亲代，且甲栏黑色牛只有一种遗传因子组成，则甲栏牛的遗传因子组成为______________，乙栏牛的遗传因子组成为____________；让乙栏中的黑色牛与异性红色牛交配，子代性状表现类型及比例为_______。
练习
①根据题意，写出遗传图解
P 甲栏（黑色 × 黑色）
↓
F 乙栏（黑色、红色）
②根据分离定律，写遗传因子组合
P Bb × Bb
↓
F1 BB Bb bb
bb
3.牛的黑色(B)对红色(b)是显性。良种场现有两栏圈养牛，栏里的牛进行自由交配。甲栏全为黑色，乙栏既有黑色又有红色。甲、乙两栏牛是亲子代关系，来场参观的生物兴趣小组同学，有的说乙栏牛是甲栏牛的亲代，有的说乙栏牛是甲栏牛的子代。请你根据分离定律的知识，分析回答下列问题：
(1)若甲栏牛为乙栏牛的亲代，且甲栏黑色牛只有一种遗传因子组成，则甲栏牛的遗传因子组成为______________，乙栏牛的遗传因子组成为____________；让乙栏中的黑色牛与异性红色牛交配，子代性状表现类型及比例为_______。
练习
P 甲栏黑色Bb × Bb
↓
F1 乙栏BB Bb bb
1: 2 : 1
乙栏黑
1/3 BB
2/3 Bb
× 红色
bb
bb
→ 黑色=2/3×1/2=1/3
3.牛的黑色(B)对红色(b)是显性。良种场现有两栏圈养牛，栏里的牛进行自由交配。甲栏全为黑色，乙栏既有黑色又有红色。甲、乙两栏牛是亲子代关系，来场参观的生物兴趣小组同学，有的说乙栏牛是甲栏牛的亲代，有的说乙栏牛是甲栏牛的子代。请你根据分离定律的知识，分析回答下列问题：
(2)若乙栏牛为甲栏牛的亲代，且乙栏黑色牛只有一种遗传因子组成，则乙栏牛的遗传因子组成为____________，甲栏牛的遗传因子组成为________；甲栏中没有红色牛的原因是_________________________________________________。
练习
①根据题意，写出遗传图解
P 乙栏（黑色、红色）
↓
F 甲栏（黑色）
黑色×黑色
黑色×红色
红色×红色
BB？
Bb？
×
子代无红色，说明亲本为BB×bb
红色只有一种性别
♀
♂
性状分离比的模拟实验
1.每个小桶内，不同颜色的小球数量一定相同吗？为什么？
2.甲乙两个小桶一定要相同吗？两桶内小球数量一定要相等吗？
3.为什么要将抓取的小球放回，才能重新抓取？重复30次以上的含义是什么？
4.小球有哪几种组合？理论上比例为多少？
模拟雌雄配子随机结合
1.每个小桶内，不同颜色的小球数量一定相同吗？为什么？
一定相同，
因为杂合子产生两种类型配子，比例为1：1
2.甲乙两个小桶一定要相同吗？两桶内小球数量一定要相等吗？
不一定相等，且最好不等，
因为同种生物，雌配子数量一般远少于雄配子
性状分离比的模拟实验
♀
♂
3.为什么要将抓取的小球放回，才能重新抓取？重复30次以上的含义是什么？
保证每个桶内两种配子的数量始终相等，被抓取出的概率相等。
重复30次以上，是为了确保观察样本数目足够多。
4.小球有哪几种组合？理论上比例为多少？
DD：Dd：dd=1：2：1
练习与应用
一、××A
3.（1）白色 黑色
（2）性状分离 ①白羊毛为杂合子，杂合子自交时会出现性状分离。
②即产生配子时，遗传因子彼此分离，可产生含有控制黑毛遗传因子的雌雄配子，③雌雄配子随机结合，会产生黑毛羊。
二、1.（1）①F1为杂合子，细胞中含有控制支链淀粉和直链淀粉合成的遗传因子。②在形成配子时，两个遗传因子分离，分别进入不同的配子中，控制合成不同的淀粉，遇碘分别变橙红色和蓝黑色，其比例为1 : 1。
（2）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
练习与应用
二、2.（1）该栗色公马与多匹白色母马配种
（2）若杂交后代全为栗色马，说明该栗色公马很可能是纯合子；
若杂交后代中既有白色马，又有栗色马，说明该栗色公马为杂合子。
3.选择适宜的实验材料是确保实验成功的条件之一。
例如，豌豆严格自花传粉，在自然状态下是纯种，这样确保F1通过杂交实验可以获得更正的杂种；豌豆花大，易于做人工杂交实验； 豌豆具有稳定的易于区分的性状，便于观察和统计实验结果。
解题指导
一、对分离定律的理解
1.符合分离定律一定会出现特定的性状分离比3∶1吗？为什么？
不一定。
①必须统计大量子代才能得到；若子代数目较少，则不一定能得到。
②某些致死遗传因子可能会导致性状分离比发生变化，如隐性致死、纯合致死、显性致死等。
2.测交实验过程是假说—演绎法中的“演绎”过程吗？
不是。
“演绎”只是推理过程，测交实验则是进行实验结果的验证。
二、分离定律的验证
核心：
1.自交
2.测交
3.花粉鉴定
形成配子时，成对的遗传因子发生分离。
可视化：
杂交子代表现出来的性状
花粉的特性
解题指导
三、设计实验来判断遗传因子组成（纯合子/杂合子）
1.测交
2.自交
四、连续自交与自由交配问题
五、特殊情况
1.致死现象
2.从性遗传
3.不完全显性
1.根据假设条件写出被测个体基因型
2.选择多只确定基因型的个体与被测个体杂交
3.预测杂交结果，并根据结果推断被测个体基因型
分离定律、自由组合定律、伴性遗传
分离定律的常规解题规律和方法
判断显隐性状
判断纯杂合
推断基因型
无中生有
概念
3:1（注意统计数量足够）
实验设计原则：相同表现型杂交，使之出现性状分离
自交（植物），测交（动物），花粉鉴定，单倍体育种
概率计算
基础比例：3:1 , 1:1 , 1:2:1
棋盘格：配子概率相乘
自交和自由交配
分离定律、自由组合定律、伴性遗传
分离定律的常规解题规律和方法
特殊情况
不完全显性
从性遗传
复等位基因
致死现象
环境影响表现型
自交、自由交配、逐代淘汰隐性个体
每代基因频率及杂合子概率
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(self-pollination)，也叫自交。自花传粉的植物必然是两性花,而且一朵花中的雌蕊与雄蕊必须同时成熟。自然界中自花传粉的植物比较少，如大麦、小麦、大豆、豆角、稻子、豌豆、指甲花等。在这类植物中，有一类植物，它的花不待花苞张开，就已经完成了受精作用，这种现象称为闭花传粉和闭花受精现象。如豌豆花便是典型的闭花受精植物。 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。
雌花和雄花经过风力，水力，昆虫或人的活动把不同花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。 在果树生产中不同品种间的传粉和林业生产上不同植株间的传粉，也叫异花传粉。 异花传粉与自花传粉相比，是一种进化方式。因为异花传粉的花粉和雌蕊来自不同的植物或不同花，二者的遗传性差异较大，受精后发育成的后代往往具有较强大的生活力和适应性。
自交指来自同一个体的雌雄配子的结合或具有相同基因型个体间的交配或来自同一无性繁殖系的个体间的交配。
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的交配即为自交，其含意较植物要广泛些。一般来说，有性别决定的生物不能自交。
自由交配是指群体中的雌雄个体随机交配，而自交在狭义上是指植物的自花授粉或雌雄异花的同株授粉。
杂交是指不同个体间的相互交配。不同的基因型的个体之间的交配而取得某些双亲基因重新组合的个体的方法。
