1.1 孟德尔的豌豆杂交实验（一）（第1课时） 课件(共62张PPT) 2023-2024学年高一生物人教版（2019）必修2

(共62张PPT)
1.1 孟德尔的豌豆杂交实验（一）
（第1课时）
新教材 人教版 必修二
【教学过程】
Teaching Process
1.概念图
3.教学总结、综合
2.课堂教
学内容
4.课堂练习巩固
典型习题
规律总结
假说-演绎法
实践 探究
实验材料
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。
红花豌豆和白花豌豆
问题探讨
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。
问题探讨
颗粒
遗传
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
颗粒
遗传
融合
遗传
问题探讨
一.豌豆用作遗传实验材料的优点
孟德尔（1822—1884）
奥地利人
21岁做修道士
29岁大学进修自然科学和数学
8年的豌豆杂交实验
43岁宣读了《植物杂交实验》
1.孟德尔（遗传学之父）
19年后，62岁，怀着对遗传学的无限眷恋离开人世。
去世15年后，论文发表35年后研究成果重新获得认可。
主要贡献有:
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（1822—1884）
（1）闭花受粉，是指花在花未开时已经完成了受粉。
（2）花较大，易于杂交实验。
一.豌豆用作遗传实验材料的优点
2.材料：豌豆
豌豆花（未开时）
自花授粉示意图
自花授粉
柱头（接受花粉）
花药
（产生花粉粒，
含有雄配子）
种子
（3）自花传粉，两性花在为开放时，其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。
一.豌豆用作遗传实验材料的优点
2.材料：豌豆
两性花：一朵花中，同时具有雌蕊和雄蕊
避免了外来花粉的干扰，使得豌豆在自然状态下为纯种；
进行人工杂交实验结果即可靠，又容易分析
甲
乙
自花传粉
异花传粉
自花传粉：两性花的花粉，落到 的雌蕊柱头上的过程，叫 。
同一朵花
自交
异花传粉： 之间的传粉过程。
两朵花
一.豌豆用作遗传实验材料的优点
2.材料：豌豆
玉米：单性花植物
雄蕊
雌蕊
一.豌豆用作遗传实验材料的优点
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
异花传粉
（4）周期短，子代多。
一.豌豆用作遗传实验材料的优点
2.材料：豌豆
一.豌豆用作遗传实验材料的优点
2.材料：豌豆
（5）有易于区分的相对性状：
一种生物的同一种性状的不同表现类型
相对性状
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
一.豌豆用作遗传实验材料的优点
2.材料：豌豆
母本人工去雄
①
雄蕊
自花传粉
开花前(花蕾期)
外来花粉
人工授粉
②
母本再套袋隔离
高茎豌豆的花
矮茎豌豆的花
①
②传粉
一.豌豆用作遗传实验材料的优点
3.人工异化授粉
例1.下列属于相对性状的是（　　）
A．人的单眼皮和厚眼皮
B．羊毛的卷毛和细毛
C．兔的灰色毛和白色毛
D．豌豆的绿色子叶和黄色豆荚
例2.如图表示孟德尔杂交实验操作过程，
下列叙述正确的是（　　）
A．②操作后要对b套上纸袋
B．①和②的操作不能同时进行
C．a为父本，b为母本
D．①和②是在花开后进行的
C
B
一.豌豆用作遗传实验材料的优点
二.分离定律的发现
1.一对相对性状的杂交实验——观察实验，发现问题
高茎
787高茎 277矮茎
×
P：
F1
F2
矮茎
（杂交）
（自交）
3 ∶ 1
×
高茎
(子一代)
(亲本)
(子二代)
高茎
784高茎 276矮茎
×
矮茎
（杂交）
（自交）
3 ∶ 1
×
高茎
正交
反交
如何判断
二.分离定律的发现
1.一对相对性状的杂交实验——观察实验，发现问题
子二代出现矮茎是偶然吗？
可用融合
遗传解释
是
否
不能用融合
遗传解释
颗粒遗传
考虑
统计
其它相对性状的杂交实验结果也是这样吗？
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 277 2.84 : 1
种子的形状 圆粒 圆粒 5474 皱粒 1850 2.96 : 1
子叶的颜色 黄色 黄色 6022 绿色 2001 3.01 : 1
种皮的颜色 灰色 灰色 705 白色 224 3.15 : 1
豆荚的形状 饱满 饱满 882 不饱满 299 2.95 : 1
豆荚的颜色（未成熟） 绿色 绿色 428 黄色 152 2.82 : 1
花的位置 腋生 腋生 651 顶生 207 3.14 : 1
二.分离定律的发现
1.一对相对性状的杂交实验——观察实验，发现问题
颗粒遗传
子二代出现3﹕1的性状分离不是偶然的
支持
否定
融合遗传
二.分离定律的发现
1.一对相对性状的杂交实验——观察实验，发现问题
颗粒有几份？
找寻颗粒份数的线索
二.分离定律的发现
1.一对相对性状的杂交实验——观察实验，发现问题
高茎
787高茎 277矮茎
×
P：
F1
F2
矮茎
（杂交）
（自交）
3 ∶ 1
×
高茎
(子一代)
(亲本)
(子二代)
现象：正交、反交的子一代都是高茎。
方法：人工异化传粉进行正交、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。
结论：亲本中的矮茎性状在杂种一代（F1）中隐藏起来。
问题：为什么F2矮茎又出现了
为什么高茎：矮茎=3:1？
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。
二.分离定律的发现
1.一对相对性状的杂交实验——观察实验，发现问题
高茎
787高茎 277矮茎
×
P：
F1
F2
矮茎
（杂交）
（自交）
3 ∶ 1
×
高茎
(子一代)
(亲本)
(子二代)
问题：根据上述分析和下方的遗传图解，尝试对性状分离现象做出解释。
DD
dd
D
d
Dd
P
配子
F1
高茎
矮茎
高茎
×
二.分离定律的发现
2.对分离现象的解释——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）
问题：根据上述分析和下方的遗传图解，尝试对性状分离现象做出解释。
DD
dd
D
d
Dd
P
配子
F1
高茎
矮茎
高茎
×
(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。
遗传因子组成不同的个体叫杂合子。
二.分离定律的发现
2.对分离现象的解释——提出假说，解释问题
问题：根据上述分析和下方的遗传图解，尝试对性状分离现象做出解释。
DD
dd
D
d
Dd
P
配子
F1
高茎
矮茎
高茎
×
(3)减数分裂形成配子时，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
二.分离定律的发现
2.对分离现象的解释——提出假说，解释问题
问题：根据上述分析和下方的遗传图解，尝试对性状分离现象做出解释。
(3)减数分裂形成配子时，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
二.分离定律的发现
2.对分离现象的解释——提出假说，解释问题
Dd
D
d
Dd
D
d
DD
Dd
Dd
dd
F1
F2
配子
高茎
高茎
高茎
高茎
高茎
矮茎
1
2
1
×
问题：根据上述分析和下方的遗传图解，尝试对性状分离现象做出解释。
二.分离定律的发现
2.对分离现象的解释——提出假说，解释问题
Dd
D
d
Dd
D
d
DD
Dd
Dd
dd
F1
F2
配子
高茎
高茎
高茎
高茎
高茎
矮茎
1
2
1
×
(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。
（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
二.分离定律的发现
2.对分离现象的解释——提出假说，解释问题
实践 探究：性状分离比的模拟实验
生物在生殖过程中，雌、雄配子的随机结合
性状分离比的模拟实验记录表
次数 甲 乙 组合
1
2
3
4
5
6
.....
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=
二.分离定律的发现
（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
（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≈______。
1:2:1
3:1
二.分离定律的发现
2.对分离现象的解释——提出假说，解释问题
实践 探究：性状分离比的模拟实验
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？
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。
二.分离定律的发现
2.对分离现象的解释——提出假说，解释问题
实践 探究：性状分离比的模拟实验
讨论：
（3）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？
为了使代表雌雄配子的两种彩球被抓出的机会相等。
二.分离定律的发现
2.对分离现象的解释——提出假说，解释问题
实践 探究：性状分离比的模拟实验
讨论：
（4）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。
二.分离定律的发现
2.对分离现象的解释——提出假说，解释问题
实践 探究：性状分离比的模拟实验
讨论：
（5）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。
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组合，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。
二.分离定律的发现
2.对分离现象的解释——提出假说，解释问题
实践 探究：性状分离比的模拟实验
例3.用甲、乙两个小桶及分别标记为A、a的两种不同颜色的彩球，进行“一对相对性状杂交的模拟实验”，下列叙述正确的是 (　　)
A.本实验模拟的是生物体在形成配子时，成对的遗传因子彼此分离
B.每次抓取彩球后无须放回原来的小桶
C.统计40次，彩球组合AA、Aa、aa数量一定为10、20、10
D.每个小桶中都有两种不同颜色的彩球，并且两种颜色的彩球数相等
二.分离定律的发现
【答案】D
【解析】本实验模拟的是生物在生殖过程中，雌雄配子的随机组合所产生的后代的性状分离比，A错误；抓取完一次记录好组合情况后，应将彩球重新放回原来的小桶，保证每次抓取彩球时，两种颜色的彩球数目相等，B错误；彩球组合AA、Aa、aa数量比接近1∶2∶1，但不一定是1∶2∶1，因此统计40次，彩球组合AA、Aa、aa数量不一定为10、20、10，C错误；每个小桶中都有两种不同颜色的彩球，并且两种颜色的彩球数相等，D正确。
二.分离定律的发现
问题：根据上述分析和下方的遗传图解，尝试对性状分离现象做出解释。
DD
dd
D
d
Dd
Dd
D
d
Dd
D
d
DD
Dd
Dd
dd
P
配子
F1
F1
F2
配子
高茎
矮茎
高茎
高茎
高茎
高茎
高茎
高茎
矮茎
1
2
1
×
×
二.分离定律的发现
2.对分离现象的解释——提出假说，解释问题
强调：
F2性状分离比为3:1需满足以下条件：
(1)F1个体形成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不同基因型的个体存活率相同
(4)遗传因子显隐性关系为完全显性
(5)观察子代样本数目足够多
二.分离定律的发现
2.对分离现象的解释——提出假说，解释问题
对分离现象解释的验证
——测交实验
测交:
Dd
×
dd
（F1高茎）
（隐性纯合子）
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。
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
二.分离定律的发现
3.对分离现象的解释的验证——设计实验，验证假说
（1）设计测交实验
预期实验结果（纸上谈兵）
二.分离定律的发现
测交
杂种子一代
隐性纯合子
Dd
dd
D
d
d
Dd
dd
P
配子
F1
高茎
矮茎
高茎
矮茎
1
1
∶
×
实验验证
演绎推理
（纸上谈兵）
结果与预期相符
（2）实施测交实验
得出实验结果
二.分离定律的发现
二.分离定律的发现
测交
杂种子一代
隐性纯合子
Dd
dd
D
d
d
Dd
dd
P
配子
F1
高茎
矮茎
高茎
矮茎
1
1
∶
×
3.对分离现象的解释的验证——设计实验，验证假说
二.分离定律的发现
3.对分离现象的解释的验证——设计实验，验证假说
通过测交实验的结果可证实:
①F1是杂合子；
②F1产生了两种比例相等的配子；
③F1在形成配子时，成对的遗传因子发生了分离。
测定F1配子的种类及比例
意义 测定F1的基因型
判断F1在形成配子基因的行为
但不能推测出个体产生配子的数量
二.分离定律的发现
4.分离定律——总结归纳，提出定律
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后分离的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代
产生配子时，成对的遗传因子彼此分离。
核心内容：
二.分离定律的发现
4.分离定律——总结归纳，提出定律
思考：是否所有生物性状的遗传都遵循分离定律？
分离定律的适用范围：
（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。
细胞质中的遗传因子及原核生物和非细胞生物都不遵循。
发现问题：无论正交和反交，F1都表现高茎，F2出现性状分离，分离比接近3:1
①生物体性状都是由遗传因子控制的。
②体细胞中，遗传因子成对存在
③配子形成时，成对的遗传因子分离，分别进入不同的配子（核心）
④受精时，雌雄配子的结合是随机的
演绎推理：①测交（预期结果）
②验证（实际结果）
结果一致
分离定律
三.科学方法：假说—演绎法
例4.下列有关孟德尔的“假说-演绎法”的叙述中不正确的是( )
A.“生物性状是由遗传因子决定的；体细胞中遗传因子成对存在；
配子中遗传因子成单存在；受精时，雌雄配子随机结合”属于假说内容
B.“测交实验”是对推理过程及结果进行的检验
C.在“一对相对性状的遗传实验”中提出了等位基因的说法
D.提出问题是建立在纯合亲本杂交和F1自交两组豌豆遗传实验基础上的
A
三.科学方法：假说—演绎法
“演绎”≠ 测交：
“演绎”不同于测交实验，前者只是理论推导，后者则是在大田中进行杂交实验验证。
特别提醒
例5.孟德尔发现分离定律使用了假说演绎的科学方法，下列有关假说演绎的方法错误的解析是（　　）
A. 演绎推理的作用是为了把微观假说内容提升到宏观方面证明
B. 演绎推理是指根据假说内容推出测交的理论结果
C. 生物的性状是由遗传因子控制属于假说
D. 演绎过程是从个别现象推理到一般规律
D
演绎推理是由一般规律到特殊的推理
演绎推理（如果这个假说是正确的，这样F1会产生两种数量相等的配子，这样测交后代应该会产生两种数量相等的类型）；
实验验证（测交实验验证，结果确实产生了两种数量相等的类型）；
例5.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。
思维训练：设计实验方案
【提示】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。具体过程可用以下图解表示。
思维训练：设计实验方案
一、概念检测
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。( )
×
×
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.1/6
A
练习与应用
(1) 毛色的显性性状是________,隐性性状是_______。
一、概念检测
3.观察羊的毛色遗传图解，据图回答问题
白色
(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
____________。
黑色
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。
练习与应用
(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
(2)实验结果验证了什么
(3)如果让F1自交，F2中花粉有种______类型。
练习与应用
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。
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)。请回答下列问题。
(1)在正常情况下，一匹母马一次只能生匹小马。为了在一个配种季节里完成这项鉴定，应该怎样配种
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
练习与应用
练习与应用
(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
杂交后代可能有两种结果:一是杂交后代全部为栗色马，此结果说明被鉴定的栗色公马很可能是纯合子;二是杂交后代中既有白色马，又有栗色马，此结果说明被鉴定的栗色公马为杂合子。
二、拓展应用
3.孟德尔说：“任何实验的价值和效用，取决于所使用材料对于实验目的的适合性。”结合孟德尔的杂交实验，谈谈你对这句话的理解。
选择适宜的实验材料是确保实验成功的条件之一。孟德尔在遗传杂交实验中，曾使用多种植物如豌豆、玉米、山柳菊做杂交实验，其中豌豆的杂交实验最为成功，因此，他发现了遗传规律。这是因为豌豆具有适于研究杂交实验的特点。例如，豌豆严格自花传粉，在自然状态下是纯种，这样确保了通过杂交实验可以获得真正的杂种；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。
练习与应用
二、拓展应用
4.除了孟德尔的杂交实验，你还能举出科学研究中运用假说一演绎法的实例吗
凯库勒提出苯分子的环状结构、原子核中含有中子和质子的发现过程等，都是通过假说一演绎法得出结论的。19世纪以前科学家对遗传学的研究，多采用从实验结果出发提出某种理论或学说。而假说—演绎法，是从客观现象或实验结果出发，提出问题，作出假设，然后设计实验验证假说的研究方法，这种方法的运用促进了生物科学的研究，使遗传学由描述性研究进人理性推导和实验验证的研究阶段。
练习与应用
谢谢您的聆听
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THANKS