1.1孟德尔的豌豆杂交实验 2024-2025学年人教版（2019）高中生物必修二(共34张PPT)

(共34张PPT)
孟德尔豌豆杂交实验 (一)
本节目标
01
利用结构与功能观解释豌豆用作遗传实验材料的优点,并掌握相关的基本操作。(生命观念)
运用演绎与推理的方法阐明孟德尔一对相对性状的杂交实验和作出的假设。(科学思维)
02
03
通过对比分析、举例等方式掌握本课时相关遗传学概念(科学思维)
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（现在称为不完全显性）。
问题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？
为什么孟德尔选择了豌豆作为实验材料？
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，也叫 。
同一朵花
自交
异花传粉： 之间的传粉过程。
两朵花
自交
玉米雄花的花粉落到同一植株的雌花的柱头上完成的传粉也叫自交。
两性花
单性花：
雌雄同株
闭花受粉：豌豆在未开放时，就已经完成了受粉，避免外来花粉干扰。
自然状态下两株豌豆能否异花传粉？
去 雄
套 袋
人工授粉
套 袋
父本（♂）：
供应花粉的植株。
母本（♀）：
接受花粉的植株。
豌豆杂交的方法：人工异花传粉
（母本：花蕾期）
防止外来花粉干扰
雌蕊
防止外来花粉干扰
（3）豌豆具有易于区分的相对性状。
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
紫色
白色
腋生花
顶生花
饱满
干瘪
绿色
黄色
高茎
矮茎
性状
一种生物的同一种性状的不同表现类型，叫做相对性状。
2.1.1.1 豌豆用做遗传材料的优点
同种生物
同一性状
不同表现类型
高茎
矮茎
P
×
(杂交)
高茎
F1
(子一代)
(亲本)
矮茎
高茎
P
×
(杂交)
高茎
F1
(亲本)
(子一代)
正交
反交
三、一对相对性状的杂交实验
观察实验，提出问题
F1
P
F2
（亲代）
（子一代）
（子二代）
为什么子一代全是高茎(无论正反交)
为什么子二代中矮茎性状又出现了？
孟德尔把F1中显现出来的性状，叫显性性状，如高茎；未显现出来的性状，叫做隐性性状，如矮茎。
在杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象叫做性状分离。
孟德尔通过对F2中不同性状的个体进行数量统计，发现在所得的1064株F2植株中，高茎787株，矮茎277株，高茎与矮茎的数量比接近3∶1。
F2中出现3∶1的性状分离比是偶然的吗？
观察实验，提出问题
♂
♀
♀
♂
否定融
合遗传
F1
P
F2
（亲代）
（子一代）
（子二代）
孟德尔还对豌豆的其他6对相对性状进行了杂交实验，实验结果如下：
可见F2中出现3∶1的性状分离比不是偶然的。
性状 F2的表现
显性 隐性 显性：隐性
种子的形状 圆粒 5474 皱粒 1850 2.96：1
茎的高度 高茎 787 矮茎 277 2.84：1
子叶的颜色 黄色 6022 绿色 2001 3.01：1
种皮的颜色 灰色 705 白色 224 3.15：1
豆荚的形状 饱满 882 不饱满 299 2.95：1
豆荚的颜色（未成熟） 绿色 428 黄色 152 2.82：1
花的位置 腋生 651 顶生 207 3.14：1
观察实验，提出问题
F1
P
大胆猜测，提出假说
孟德尔在观察和统计分析的基础上，摒弃了前人融合遗传的观点，对分离现象的原因提出了如下假说：
成对的遗传因子在形成配子时分离，配子中只含每对遗传因子的一个。
受精时，雌雄配子的结合是随机的。
生物的性状是由遗传因子决定的。
体细胞中遗传因子是成对存在的。
纯种高茎：DD
纯种矮茎：dd
F1高茎：Dd
DD
dd
D
d
Dd
配子
Dd
Dd
D
d
D
d
DD
Dd
Dd
dd
高茎 : 矮茎 = 3 : 1
F1
配子
F2
1 : 2 : 1
显性性状
隐性性状
显性遗传因子(D)
隐性遗传因子(d)
←
←
配子
Dd
Dd
×
D
D
F1
Dd
Dd
DD
dd
d
d
高茎
高茎
高茎
高茎 高茎
矮茎
1 ： 2 ： 1
3 ： 1
F2
性状表现：
遗传因子组成：
︵图为交叉线法︶
Dd
Dd
F1
×
高茎
高茎
高茎
高茎
高茎
配子
F2
矮茎
d
∕
1
2
D
∕
1
2
∕
D
1
2
Dd
∕
1
4
Dd
∕
1
4
dd
∕
1
4
d
∕
1
2
DD
∕
1
4
︵图为棋盘法︶
高茎 ： 矮茎 = 3 ： 1
3D__ dd
。
生物个体表现出来的性状叫表型
d
Dd
F1
D
配子
DD
dd
P
矮茎
高茎
×
Dd
d
D
d
D
×
Dd
Dd
dd
矮茎
DD
F2
高茎
高茎
高茎
配子
高茎
高茎
思维训练：请你根据孟德尔的假设，与同学讨论高茎豌豆与矮茎豌豆杂交实验的分析图解。
比例
3 : 1
与表型有关的基因组成叫基因型
F2中遗传因子组成（基因型）及其比例：
DD:Dd:dd = 1:2:1
性状类型（表现型）及其比例：
高茎:矮茎 = 3:1
测交后代
根据假说，演绎推理
Dd
dd
D
d
Dd
配子
高茎
矮茎
1 : 1
杂种子一代
高茎
隐性纯合子矮茎
d
dd
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。
孟德尔巧妙地设计了测交实验，让F1与隐性纯合子杂交（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）。假设孟德尔的假说是正确的，测交后代高茎：矮茎=1:1。
实施实验，检验假说
隐性纯合子矮茎
测交后代
Dd
dd
D
d
Dd
配子
高茎
矮茎
1 : 1
杂种子一代
高茎
d
dd
测交
现实中孟德尔用杂种子一代高茎豌豆(Dd)与隐性纯合子矮茎豌豆(dd)杂交，在得到的166株后代中，高茎87株，矮茎79株，性状的分离比接近1∶1。
孟德尔所做的测交实验的结果与他的预测吻合，进而验证了他的假说的正确性。
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要相同吗？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、为什么要随机抓取小球？怎样保证随机抓取？
4、为什么要将抓取的小球放回，才能重新抓取？重复做30次以上的含义是什么？
5、小球有哪几种组合？理论上比例为多少？
1、每个小桶内，不同颜色的小球数量一定要相同吗？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
模拟雌雄配子随机结合
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？
两桶内小球数量不一定相等，且最好不等，因为同种生物，雌配子数量一般远少于雄配子数量。
模拟雌雄配子随机结合
3、为什么要随机抓取小球？怎样保证随机抓取？
随机抓取模拟雌、雄配子的随机结合，几率是均等的
摇匀再抓、不能看，球的大小、材质等要相同；
模拟雌雄配子随机结合
4、为什么要将抓取的小球放回，才能重新抓取？重复做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。
模拟雌雄配子随机结合
5.小球有哪几种组合？理论上比例为多少？
DD、Dd、dd三种，理论上比例为1：2：1
模拟雌雄配子随机结合
孟德尔的豌豆杂交实验（二）
观察实验，提出问题
F1
绿色皱粒
P
×
黄色圆粒
F2
黄色
圆粒
黄色
皱粒
绿色
圆粒
绿色
皱粒
黄色圆粒
315
101
108
32
9
3
3
1
：
：
：

1.从F1单独分析粒形和粒色，其显性性状分别是什么？
黄色、 圆粒
2.F2与亲本不同的性状组合是什么？这是遗传的什么现象？
绿圆与黄皱；性状分离
亲本型
重组型
3.F2重组类型与亲本性状有何关系？
两亲本不同性状重新组合的结果
4.F2出现9:3:3:1的性状分离比与一对相对性状实验F2的3:1有联系吗？
一、两对相对性状的杂交实验
观察实验，提出问题
F1
绿色皱粒
P
×
黄色圆粒
F2
黄色
圆粒
黄色
皱粒
绿色
圆粒
绿色
皱粒
黄色圆粒
315
101
108
32
9
3
3
1
：
：
：

从数学角度分析，9∶3∶3∶1是（3∶1）2的展开式
对F1表现结果进行数据分析：
粒色：黄色﹕绿色=（315+101）：（108+32）=416﹕140
粒形：圆粒﹕皱粒=（315+108）：（101+32）=423﹕133
（1）就每一对相对性状单独分析：
（2）两对相对性状组合分析：
（3黄﹕1绿）（3圆﹕1皱）=9黄圆﹕3黄皱﹕3绿圆﹕1绿皱
（3）结论：
①每对相对性状的遗传都遵循基因分离定律
②控制两对相对性状的遗传因子的遗传是互不干扰的
≈3﹕1
两对相对性状的遗传因子间是否也发生了组合？
大胆猜测，提出假说
F1
绿色皱粒
P
×
黄色圆粒
F2
黄色
圆粒
黄色
皱粒
绿色
圆粒
绿色
皱粒
黄色圆粒
315
101
108
32
9
3
3
1
：
：
：

1.两对性状分别由两对遗传因子控制
豌豆的圆粒和皱粒分别由基因R、r控制，黄色和绿色分别由基因Y、y控制。
YYRR
yyrr
二、对自由组合现象的解释
大胆猜测，提出假说
1.两对性状分别由两对遗传因子控制
豌豆的圆粒和皱粒分别由基因R、r控制，黄色和绿色分别由基因Y、y控制。
F1
绿色皱粒
P
×
黄色圆粒
F2
黄色
圆粒
黄色
皱粒
绿色
圆粒
绿色
皱粒
黄色圆粒
315
101
108
32
9
3
3
1
：
：
：

YYRR
yyrr
YR
yr
YyRr
2.F1在产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子自由组合
配子
大胆猜测，提出假说
1.两对性状分别由两对遗传因子控制
豌豆的圆粒和皱粒分别由基因R、r控制，黄色和绿色分别由基因Y、y控制。
F1
绿色皱粒
P
×
黄色圆粒
黄色圆粒
YYRR
yyrr
YR
yr
YyRr
2.F1在产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子自由组合
YR
yr
F1配子
Y
R
r
y
Yr
yR
F1产生的雌配子和雄配子各有4种：
YR、Yr、yR、yr，且数量比为1:1:1:1；
3.受精时雌雄配子是随机结合的
配子
雌雄配子的结合方式有___种，表型有__种基因型（遗传因子组成）有___种
16
4
F2的遗传因子组成及性状
受精时，雌雄配子的结合是随机的
表现型 F2中占比
黄圆
绿圆
黄皱
绿皱
9/16
3/16
3/16
1/16
YR
yR
Yr
yr
YR
yR
Yr
yr
♀
♂
yy
rr
YY
RR
Yy
RR
YY
Rr
YY
RR
YY
Rr
Yy
Rr
yy
RR
yy
Rr
yy
Rr
Yy
Rr
YY
rr
Yy
Rr
Yy
Rr
Yy
yr
Yy
rr
重组型
3—8
亲本型
5—8
性状分离比：
9黄圆：3黄皱：3绿圆：1绿皱
9
F2的遗传因子组成及性状
黄圆
绿圆
黄皱
绿皱
2Yyrr
2yyRr
2YyRR
1YYrr
1yyRR
1YYRR
2YYRr
4YyRr
Y_R_
yyR_
Y_rr
1yyrr
9
3
3
1
双显性
9/16
一隐一显
一显一隐
各3/16
双隐性
1/16
YR
yR
Yr
yr
YR
yR
Yr
yr
♀
♂
yy
rr
YY
RR
Yy
RR
YY
Rr
Yy
RR
YY
Rr
Yy
Rr
yyRR
yy
Rr
yyRr
Yy
Rr
YY
rr
Yy
Rr
Yy
Rr
Yy
rr
Yy
rr
纯合子占_____ ，双杂合子占_____ ，单杂合子占 _____ 。
1/4
1/4
1/2
根据假说，演绎推理
配子
杂种子一代
黄色圆粒
隐性纯合子绿色皱粒
测交
测交实验
让杂种子一代(YyRr) 与隐性纯合子(yyrr)杂交
P
YyRr
yyrr
YR
yr
yR
Yr
yr
F1
YyRr
yyRr
Yyrr
yyrr
黄色皱粒
黄色圆粒
绿色皱粒
绿色圆粒
1 ： 1 : 1 : 1
实施实验，检验假说
性状组合 黄色 圆粒 黄色 皱粒 绿色 圆粒 绿色
皱粒
实际籽粒数 F1作母本 31 27 26 26
F1作父本 24 22 25 26
不同性状的数量比 1 : 1 : 1 : 1
×
三、对自由组合现象解释的验证
——测交
自由组合定律：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的，在形成配子时决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。
归纳总结
格雷格尔 孟德尔
1822—1884
①发生时间:形成配子时（减数第一次分裂后期）。
②遗传因子的关系:控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的。
③实质:决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。
适用条件：
a.真核生物有性生殖的细胞核遗传。
b.两对及两对以上相对性状遗传。
(1)1909年，丹麦生物学家约翰逊将“遗传因子”命名为基因，并提出了表型和基因型的概念。
①表型(表现型)：指生物个体表现出来的性状，如豌豆的高茎和矮茎。
③等位基因：指控制相对性状的基因，如D和d。
(2)孟德尔被后人公认为“遗传学之父”。
表型相同的生物，基因型一定相同吗？
表型是基因型和环境共同作用的结果
表型和基因型的关系:
表型 = 基因型 + 环境条件
②基因型：指与表型有关的基因组成，如DD、Dd、dd等。
孟德尔遗传规律的再发现
基因型相同的生物，表型一定相同吗？
五、孟德尔实验方法的启示
孟德尔实验方法的启示
(1)正确选择实验材料
(2)对相对性状遗传的研究，从简单到复杂。
(3)对实验结果进行统计学分析
(5)运用假说——演绎法这一科学方法。
(4)实验过程设计——科学严谨