1.1 孟德尔的豌豆杂交实验（一）课件 (共47张PPT)

(共47张PPT)
第1节
孟德尔的豌豆杂交实验（一）
SW生老师
两个亲本杂交后，双亲的遗传物质像液体一样会在子代体内发生混和，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。
问题探讨
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。
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？
两个亲本杂交后，双亲的遗传物质像液体一样会在子代体内发生混和，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：
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；再例如，人的性别遗传说明控制男女性别的遗传物质没有发生混合。
一、遗传学的基本概念
（1）性状：
1、性状类
①显性性状：
②隐性性状：
豌豆的圆粒和皱粒
番茄的红果与黄果
（3）性状分离：
生物体所表现出来的形态特征和生理特性等的总称。
（2）相对性状：
一种生物的同一种性状的不同表现类型。如对于兔毛的长度这一性状来说，长毛与短毛是一对相对性状。
具有相对性状的两纯种亲本杂交，F1（子一代）中显现出来的性状。
具有相对性状的两纯种亲本杂交，F1中未显现出来的性状。
杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象。
2、个体类
(1)纯合子：由相同基因的配子结合成的合子发育成的个体。如显性纯合子AA和AABB，隐形纯合子aa和aabb。
(2)杂合子：由不同基因的配子结合成的合子发育成的个体。如Aa,AABb。
符号 P F1 F2 × ♀ ♂
含义 亲本 子一代 子二代 杂交 自交 母本 父本
常用的遗传学符号
孟德尔从小酷爱自然科学，家境贫寒，21岁做了修道士。被派到维也纳大学进修自然科学和数学。利用修道院的一小块园地，种植了豌豆、山柳菊、玉米等多种植物，进行杂交实验，潜心研究多年。其中豌豆的杂交实验非常成功。历经8年时间，通过分析豌豆杂交实验的结果，用实验证据推翻了融合遗传，发现了生物遗传的规律。
遗传学之父——孟德尔
花药
花丝
雄蕊
子房
花柱
柱头
雌蕊
花瓣
花萼
花托
花柄
两性花：一朵花既有雄蕊，又有雌蕊，如豌豆的花
二、豌豆用作遗传实验材料的优点
单性花：一朵花只有雄蕊或只有雌蕊，如玉米、黄瓜的花
自花传粉（自交）
异花传粉
优点1：自花传粉，闭花受粉（避免外来花粉干扰），在自然状态下一般都是纯种。
自花传粉：同一朵花上的花粉落到雌蕊的柱头上的过程。也叫自交。
闭花受粉：是指花在花未开时已经完成了受粉。
供应花粉的植株叫作父本（♂） 接受花粉的植株叫作母本（♀）
植物的自交只有豌豆这样的自花传粉的形式吗？
如玉米，雄花花粉落在同一植株的雌花上完成的传粉，也是自交。
性状
相对性状
优点2：豌豆具有易于区分的相对性状，能够稳定的遗传给后代。
3.花较大：易于做人工杂交实验。
4.生长周期短：易于培养，实验周期短，更容易进行。
5.子粒较多：用数学统计方法分析结果更可靠。
优点：
1.自花传粉，闭花受粉（避免外来花粉干扰）在自然状态下一般都是纯种。
2.豌豆具有易于区分的相对性状，能够稳定的遗传给后代。
1
2
去雄
套袋
授粉
套袋
1、去雄应该在什么时期进行？为什么？
花蕾期（未成熟前）；避免自花传粉。
2、两次套袋的目的是什么？
避免外来花粉的干扰。
三、人工异花传粉的一般步骤
杂交：不同植物间的异花传粉。
供应花粉的植株叫作父本（♂）
接受花粉的植株叫作母本（♀）
具有相对性状的同种生物，交换父本和母本进行杂交。
四、一对相对性状的杂交实验
阅读教材P4，学习一对相对性状的杂交实验的过程
F1
子一代全为高茎
孟德尔注意到，不同品种的豌豆之间同时具有多种相对性状。为了便于分析，他首先对一对相对性状的遗传进行了研究。
F2
子二代中有高茎和矮茎
F2
问题1.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？
问题2.为什么子二代中矮茎又出现了呢
F2
显性性状
隐形性状
子一代中表现出来的性状。
子一代中未表现出来的性状。
性状分离
杂种后代中同时出现显性和
隐形性状的现象。
孟德尔对实验结果进行了数学统计，发现……
高茎：矮茎≈3:1
问题3.我运气也太好了 F2中出现3：1是偶然还是必然？
所得的1064株F2植株中，787株是高茎，277株是矮茎
F2群体中显隐性性状分离比例大致为3：1不是偶然的。
孟德尔还对豌豆的其他相对性状进行了杂交实验，
结果如表所示。
是什么原因导致遗传性状在杂种后代按一定的比例分离呢？
显性遗传因子（大写字母） 显性性状
隐性遗传因子（小写字母） 隐性性状
决定
决定
P：
高茎
矮茎
D
d
1、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。
五、对分离现象的解释
P：
高茎
矮茎
2、体细胞中的遗传因子是成对存在的。
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）
D
d
DD
dd
P：
高茎
矮茎
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。
D
d
配子：
DD
dd
高茎
Dd
F1
高茎
Dd
配子
D
d
D
d
配子中只含有每对遗传因子中的一个。
4、受精时，雌雄配子随机结合。
Dd
高茎
F1：
P：
高茎
矮茎
D
d
配子：
DD
dd
高茎
Dd
高茎
Dd
配子
D
d
D
d
DD
Dd
Dd
dd
F2
F1
×
DD:Dd:dd=1:2:1
1、生物的性状是由遗传因子决定的，每个遗传因子都是独立的，决定一种特定的性状；
2、体细胞中遗传因子是成对存在的；
3、成对的遗传因子在形成配子时彼此分离；
4、受精时，雌雄配子的结合是随机的。
核心
遗传图解
Dd
高茎
×
Dd
高茎
配子 :
F1 :
D
d
D
d
F2 :
高茎
高茎
矮茎
１ ： ２ ： １
DD
Dd
Dd
dd
＝3 : 1
(1)配子的结合方式： 种。
(2)遗传因子组成： 种，分别为 ，其比例为 。
(3)产生后代的性状表现： 种，分别为 ，其比例为 。
(4)上述亲本中的高茎(DD)或矮茎(dd)个体遗传因子组成相同，称为 ；F1中的高茎(Dd)个体遗传因子组成不同，称为 。
4
DD、Dd、dd
1∶2∶1
2
高茎、矮茎
3∶1
纯合子
杂合子
3
用纯种的高茎豌豆与矮茎豌豆进行杂交产生的F1进行自交
1.实验目的
通过模拟实验，理解 的分离和 的随机结合与 之间的数量关系，体验孟德尔的假说。
遗传因子
配子
性状
用具或操作 模拟对象或过程
甲、乙两个小桶 _______________
小桶内的彩球 ___________
不同彩球的随机组合 的随机结合
雌、雄生殖器官
雌、雄配子
雌、雄配子
六、实验：性状分离比的模拟
2.模拟内容
3.操作步骤
4.分析结果、得出结论
(1)彩球组合类型数量比：DD∶Dd∶dd≈ 。
(2)彩球组合类型之间的数量比代表的是显、隐性性状数量比：
显性∶隐性≈ 。
1∶2∶1
3∶1
5.注意事项
（1）每个小桶内两种彩球的数量必须相等。
（2）每次把抓出的小球放回原桶并且摇匀后才可再次抓取。
（3）要多次（30次以上）抓取并进行统计，这样才能接近理论值。
（4）两个小桶中小球总数可以不相等，但每个小桶中代表D和d的小球数量一定相等，因为F1产生的雄配子的数量远远大于雌配子的数量，雌配子中D∶d＝1∶1，雄配子中D∶d＝1∶1。
讨论
1.为什么每个小桶内的两种彩球必须相等？
模拟杂合子F1（Dd）产生比例相等的两种配子。
2.实验中，甲、乙两个小桶内的彩球数量一定要相等吗？
不同小桶内的彩球数量不必一定相等。因为对于大多数生物来说，父本产生的雄配子数量远远多于母本产生的雌配子数量。
3.为什么每次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。
一种正确的假说仅能解释已有的实验结果是不够的，还应该能够预测另外一些实验的结果。如果实验结果与预测相符，这个假说就得到了验证。
孟德尔巧妙地设计了测交实验，验证了他的假说。
测交法：
杂合子子一代个体与隐性纯合子的交配方式。
优点：1、不掩盖其他性状。
2、隐性性状肯定为纯合子，易于选材。
七、对分离现象解释的验证
Dd
dd
一对相对性状测交试验的分析图解
D
d
d
Dd
dd
×
测交
配子
后代
高茎
矮茎
1 ： 1
F1杂合子
隐性纯合子
演绎推理
在体细胞中遗传因子成对存在
在形成配子时，成
对的遗传因子彼此分离
受精时，雌雄配子随机结合
测交实验的作用：
因为隐性纯合子只能产生一种配子，并且这个配子的遗传因子不会对后代的表现产生影响，所以测交后代表现型种类及比例可以直接反映F1产生的配子种类及比例，间接反映被测交亲本的遗传因子组成。
实验验证
高茎豌豆 矮茎豌豆
测交后代 87株 79株
比例 高茎：矮茎≈１：１
测交实验结果：　　
假设成立
在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子__________，不相_______；在形成配子时，成对的遗传因子发生_______，______后的遗传因子分别进入不同的配子中，随_____遗传给后代。
成对存在
融合
分离
分离
配子
八、孟德尔第一定律——分离定律
1.内容：
适用范围：
进行有性生殖的真核生物的一对相对性状的细胞核遗传。
分离定律在生物的遗传中具有普遍性。
分离定律的发现过程
P
F1
高茎 矮茎
1 ： 1
高茎787 矮茎277
2.84 : 1
发现问题
为什么F2中出现3:1的性状分离比？
作出假说
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
演绎推理
测交后代分离比为1:1
实验验证
实际测交实验结果与推理符合，说明假说正确
九、假说—演绎法
得出结论
分离定律
性状分离现象
对分离现象的解释
预测测交结果
进行测交实验
提出问题：手机屏幕为什么不亮
得出结论
假说成立：电池没电导致
屏幕亮
屏幕不亮
假说不成立：其他原因导致
提出假说：电池没电
演绎推理：若充电，手机屏幕会亮
实验检验：充电开机
课堂总结
课堂练习
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状。( )
(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。( )
×
×
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
3. 观察羊的毛色遗传图解，据图回答问题。
(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
白毛羊为杂合子，杂合子的自交后代会出现性状分离现象。即雌雄白毛羊均可形成含有控制黑色的遗传因子的配子，雌雄配子随机结合，会产生黑毛羊
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F，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。
(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，分别进入不同的配子中，含控制合成支链淀粉的遗传因子的配子合成支链淀粉，遇碘变橙红色；含控制合成直链淀粉的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。
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F，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。
(2)实验结果验证了什么
验证了分离定律，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)如果让F1自交，F2中花粉有______种类型。
2
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
将被鉴定的栗色公马与多匹白色母马配种，这样可在一个配种季节里产生多匹杂交后代。
(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。
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。这是因为豌豆具有适于进行杂交实验的特点，例如，豌豆严格自花传粉，在自然状态下一般都是纯种，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。
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、原子核中中子和质子的发现过程等，都是通过假说—演绎法得出结论的。19世纪以前，科学家对遗传学的研究，多从实验结果出发，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，作出假说，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发展，使遗传学由描述性研究进入理性推导和实验验证的研究阶段。