1.2 孟德尔的豌豆杂交实验（二） 课件 高中生物人教版（2019）必修2(共30张PPT)

(共30张PPT)
第1章 遗传因子的发现
第2节 孟德尔的豌豆杂交实验(二)
二课时
一、学习目标
二、重难点
1.教学重点:
(1)两对相对性状杂交实验的分析，自由组合定律。
(2)孟德尔获得成功的原因。
2.教学难点:
(1)对自由组合现象的解释。
(2)运用遗传规律解释或预测一些遗传现象。
2.通过对两对相对性状杂交实验过程的分析，学会用先分离再组合的方法分析问题。 (科学探究)
1.通过遗传图解理解孟德尔所做的两对相对性状的遗传实验，并能规范、熟练地书写遗传图解。(科学思维)
3.分析孟德尔获得成功的原因，学习他对科学的热爱和锲而不舍的精神，形成严谨、求实的科学态度和用于质疑、敢于创新的科学精神。(科学思维)
问题探讨
...
性状不同的豌豆
为什么院子里只要是黄色豌豆都是饱满的圆粒，只要是绿色豌豆都是干瘪的皱粒？
观察花园里的豌豆植株，孟德尔发现就子叶颜色和种子形状来看，包括两种类型：一种是黄色圆粒的，一种是绿色皱粒的。
讨论：
1.决定子叶颜色的遗传因子对决定种子形状的遗传因子有影响吗？
不影响。决定子叶颜色的遗传因子和决定种子形状的遗传因子具有一定的独立性，二者的分离或组合是互不干扰的，因此它们之间不会相互影响。
2.黄色豌豆一定是饱满的、绿色豌豆一定是皱缩的吗？
不一定。在生活中，也可以看到黄色皱缩的豌豆和绿色饱满的豌豆。
1
.实验过程:
一 、两对相对性状的杂交实验
一对相对性状的遗传
分离定律
遵循
两对相对性状的遗传
定律
遵循

1
.杂交实验过程:
一 、两对相对性状的杂交实验
315 101 108 32
9 : 3 : 3 : 1
F2
黄色圆粒
黄色皱粒
绿色圆粒
绿色皱粒
绿色皱粒
P
黄色圆粒
×
F1
黄色圆粒
观察实验，提出问题
无论正交还是反交，结出的种子(F1)都是黄色圆粒，说明了什么？
黄色对绿色为显性，圆粒对皱粒为显性
对每一对相对性状单独进行分析
圆粒∶皱粒 ≈3∶1
黄色∶绿色 ≈3∶1
种子形状
圆粒种子数 315+108=423
皱粒种子数 101+32 =133
子叶颜色
黄色种子数 315+101=416
绿色种子数 108+ 32=140
两对性状的遗传均遵循分离定律，
两种遗传因子的遗传互不干扰
1
.杂交实验过程:
一 、两对相对性状的杂交实验
9 : 3 : 3 : 1
F2
黄色圆粒
黄色皱粒
绿色圆粒
绿色皱粒
绿色皱粒
P
黄色圆粒
×
F1
黄色圆粒
F1自交产生的F2中出现了亲本所没有的新的性状组合（重组类型）——绿色圆粒和黄色皱粒，新的性状组合出现是不是因为控制这两对性状的遗传因子发生了组合呢？
观察实验，提出问题
从数学的角度分析，9:3:3:1 与3:1能否建立数学联系？
性状之间发生重新组合
（黄色 ：绿色）×（圆粒 ：皱粒）
9黄圆：3黄皱：3绿圆：1绿皱
（ 3 ： 1 ） × （ 3 ： 1 ）
皱粒
黄色
圆粒
绿色
2
.杂交实验结果:
每一对相对性状的遗传都遵循分离定律。
控制两对相对性状的遗传因子的遗传互不干扰。
1
.解释（假说）:
二 、对自由组合现象的解释和验证
①2种性状由分别由2对遗传因子控制；
绿色皱粒
P
黄色圆粒
×
F1
黄色圆粒
黄色/绿色：Y/y；圆粒/皱粒：R/r
YYRR yyrr
②体细胞中遗传因子成对存在；
③F1在产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子可以自由组合。
④受精时，雌雄配子的结合是随机的。
配子：
YR
yr
YyRr
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
yR
Yr
YR
yr
YR
yR
Yr
yr
F1配子
雌雄配子的结合方式有16种（42）
遗传因子的组合形式有9种（32）
F2性状表现为4种（22）
9 : 3 : 3 : 1
F2
黄色圆粒
黄色皱粒
绿色圆粒
绿色皱粒
Y-R-
Y-r-
yyR-
yyrr
二 、对自由组合现象的解释和验证
2
.对F2结果的分析:
F2
YR
yR
Yr
yr
yR
Yr
YR
yr
F1配子
F1
YyRr
黄色圆粒
YYRR
YyRr
YYRr
YyRR
YyRr
yyRR
YyRR
yyRr
YyRr
YYRr
YYrr
Yyrr
YyRr
yyrr
yyRr
Yyrr
（2）有9种遗传因子组成：
YYRR、YYRr、YyRR、YyRr、YYrr、Yyrr、yyRR、yyRr、yyrr。
yyrr
（1）雌雄配子的结合方式有16种（42）
(3)F2中9 ：3 : 3 : 1的规律：
9 ： 3 ： 3 : 1
双显性
1YYRR
2YYRr
2YyRR
4YyRr
单显性
1YYrr
2Yyrr
单显性
1yyRR
2yyRr
双隐性
yyrr
二 、对自由组合现象的解释和验证
3
.对自由组合现象解释的验证:
（1）方法：测交
（2）演绎推理：
绿色
皱粒
黄色
皱粒
绿色
圆粒
黄色
圆粒
P
配子
×
F1
测交
杂种子一代
隐性纯合子
黄色圆粒
绿色皱粒
YyRr
yyrr
YR
yR
Yr
yr
yr
YyRr
yyrr
Yyrr
yyRr
1
1
：
1
：
1
：
（3）进行测交，实验验证
（种植豌豆并测交)
在孟德尔所做的测交实验中，无论以F1做母本还是做父本（即正反交），结果都符合预期设想。
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做母本 31 27 26 26
F1做父本 24 22 25 26
不同性状的数量比 1 : 1 : 1 : 1 黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆测交实验的结果
三 、自由组合定律
1
.自由组合定律的内容:
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。
YyRr
Y
y
R
r
YR
yR
Yr
yr
2
.适用范围:
真核有性生殖生物的核遗传
两对或两对以上（位于非同源染色体上）的相对性状的遗传
四 、孟德尔实验方法的启示
思考●讨论
山柳菊
讨论：
1.用豌豆作杂交实验的材料有哪些优点 这说明实验材料的选择在科学研究中起着怎样的作用
2.如果孟德尔没有对实验结果进行统计学分析，他能不能对分离现象作出解释
3.孟德尔对分离现象的解释在逻辑上环环相扣，十分严谨。他为什么还要设计测交实验进行验证呢
4.孟德尔使用不同的字母作为代表不同遗传因子的符号，这与他在大学进修过数学有没有关系 这对他进行逻辑推理有什么帮助
5.除了创造性地运用科学方法，你认为孟德尔获得成功的原因还有哪些
选对实验材料，对实验成功和发现规律至关重要。
很难，正是通过数学统计才发现性状遗传在数量上呈现一定数学比例，也让他意识到数学概率适用于生物遗传的研究。
一种正确的假说除了能解释已有的实验结果，还应该能预测另外一些实验结果，并通过实验验证。
有关系，数学符号能简洁、准确地反映抽象的遗传过程。
扎实的知识和对科学的热爱、严谨的科学态度、创造性地应用科学符号体系、勤于实践、敢于向传统挑战等。
分析孟德尔获得成功的原因
在孟德尔发现遗传规律之前， 一些研究杂交育种的专家对杂种后代中出现性状分离现象早已熟知，但是他们往往把一种生物的许多性状同时作为研究对象，并且没有对实验数据做深入的统计学分析。
孟德尔对杂交实验的研究也不是一帆风顺的。他曾花了几年时间研究山柳菊，结果却并不理想。主要原因是:(1)山柳菊没有既容易区分又可以连续观察的相对性状;(2)山柳菊有时 进行有性生殖，有时进行无 性生殖;(3)山柳菊的 花小，难以做人工杂 交实验。
观察
思考●讨论
四 、孟德尔实验方法的启示
恰当的实验材料
决
定
因
素
科学的实验方法
实验程序科学严谨
锲而不舍的科研精神
合理地运用数学统计对实验结果进行分析
豌豆： 自花传粉，自然状态下均为纯合子；性状易于区分；花大，易人工操作；籽粒较多，数学统计结果可靠；生长周期短，易栽培。
由简到繁的方法：
先针对一对相对性状进行研究，再对多对性状进行研究。
假说—演绎法： 观察现象→提出问题作出假说→演绎推理实验验证→得出结论
数学统计方法：
统计学方法对较大实验数据群体进行统计分析，从表面看毫无关联的数据中总结出具有一定规律的比值
孟德尔获得成功的原因
五 、孟德尔遗传规律的再发现
1909年，丹麦生物学家约翰逊提出
1866年，孟德尔将遗传规律整理成论文发表
1900年，三位科学家分别重新发现了孟德尔遗传规律
基 因：即遗传因子
基因型：与表现型有关的基因组成
表 型：生物个体表现出来的性状
等位基因：控制相对性状的基因。如：D和d
相同基因：控制同一性状的基因，如D和D；d和d
非等位基因：控制不同性状的基因。如：D和b、c
五 、孟德尔遗传规律的再发现
复等位基因：一个基因存在两个以上的等位基因
【举例1】：人的ABO血型系统 IA、IB、i 。 IA 和IB 都对 i 为显性，IA与IB为共显性。但是对于每个人来说，只能有其中的两个基因。
【例】：有一位A型血的男性，他的父亲是AB型血，母亲是A型血，有一个B型血的妹妹，和一位B型血的女性婚配，她的父母都是B型血，有一个O型血的妹妹，问他俩生下一个O型血孩子的概率是（ ）
A.1/4 B.1/6 C.1/8 D.1/12
D
基因型与表现型的关系：
表现型＝基因型(内在）+环境（外在）
基因型是性状表现的内在因素，在很大程度上决定表现型，而表现型是基因型的表现形式 。
【举例2】
同步练习册P12 第8题
六 、孟德尔遗传规律的应用
(1)概念：有目的地将具有不同优良性状的两个亲本杂交，使两个亲本的
优良性状组合在一起，再筛选出所需要的优良品种。
(2)优点：可以把多个亲本的优良性状集中在一个个体上。
1
.杂交育种:
中国黄牛
荷斯坦牛
中国荷斯坦牛:
泌乳期可达到305天，年产乳量可达6300kg以上，产奶量为世界奶牛之冠
x
(3)实例：
水稻的高杆（D）对矮杆（d）为显性，抗病（T）对易感病（t）为显性，现有纯合的高杆抗病水稻（DDTT）和矮杆易感病水稻（ddtt)，如何培育出矮杆抗病的品种？
六 、孟德尔遗传规律的应用
1
.杂交育种:
(3)实例：
水稻的高杆（D）对矮杆（d）为显性，抗病（T）对易感病（t）为显性，现有纯合的高杆抗病水稻（DDTT）和矮杆易感病水稻（ddtt)，如何培育出矮杆抗病的品种？
高杆抗病 × 矮杆易感病
DDTT ddtt
DdTt（高杆抗病）
D_T_ D_tt ddT_ ddtt
高抗 高感 矮抗 矮感
ddTT ddTt
稳定遗传 性状分离



P
F1
F2
F3
杂交
自交
选优
多次自交选优
优良性状的纯合体
连续自交，直至不出现性状分离为止(矮抗ddTT）
六 、孟德尔遗传规律的应用
2
.医学实践：
人们可以依据分离定律和自由组合定律，对某些遗传病在后代中的患病概率作出科学的推断，从而为遗传咨询提供理论依据。
aa
Aa
Aa
aa=1/4
父亲（正常）
母亲（正常）
白化病患者
患病概率？
七 、自由组合定律常见的题型及解题方法
自由组合定律的应用
七 、自由组合定律常见的题型及解题方法
(1).植物:（略）
(2).动物：
如何利用长毛立耳猫（BBEE）和短毛折耳猫（bbee）培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（BBee）？
短毛折耳猫
(bbee)
长毛立耳猫
(BBEE)
长毛折耳猫(BBee)
？
短毛折耳
bbee
长毛立耳
BBEE
×
长毛立耳
BbEe
雌雄个体交配
B_E_
B_ee
bbE_
bbee
与bbee测交
选择后代不发生性状
分离的亲本即为BBee
杂交
雌雄个体交配
选优
测交
优良性状的纯合体
长毛立耳
长毛折耳
短毛立耳
短毛折耳
P
F1
F2
F3
方法：杂交育种
1
.生物育种：
七 、自由组合定律常见的题型及解题方法
①自交法：双杂合子自交后代的性状分离比为 。
②测交法：双杂合子测交后代的性状分离比为 。
③花粉鉴定法：若双杂合子的花粉有 种，比例为 。
验证方法
1:1:1:1
4
9:3:3:1
1:1:1:1
2
.自由组合定律的验证：
3
.F2基因型和表现型的种类及比例：
(4)双杂合子、纯合子、单杂合子比例各占多少？
分析：
(1)配子结合方式有几种？
(2)F2表型有几种？
(3)F2基因型有几种？
16=4×4
9=3×3
4=2×2
(5)F2中能稳定遗传的个体占总数的_____
(6)F2中稳定遗传的绿色圆粒占总数的_____
(7)F2中重组类型占总数的____
F2表型 黄色圆粒：绿色圆粒：黄色皱粒：绿色皱粒
9
yyR_
Y_rr
yyrr
Y_R_
9 : 3
基因型
比 例
: 1
: 3
1/4、
1/4、
1/2
3/8
1/4
1/16
七 、自由组合定律常见的题型及解题方法
4
.亲代基因型→子代基因型及表现型种类及概率：
应用分离定律解决自由组合定律
先拆分，后组合
解题思路
1、先确定是否遵循基因的自由组合规律。
2、拆分：将题中的两对(或多对)基因（性状）拆分成一对，用基因的分离规律进行分析研究。
3、组合：将用分离规律分析的结果按一定方式进行组合或相乘。
例1： AaBbCc×AaBbcc（各等位基因遵循自由组合定律）所产子代的基因型和表型各有几种？子代AaBbcc的概率？
Aa×Aa→AA,Aa,aa；3种
分
拆分成每对基因来看
所以AaBbCc×AaBbcc所产子代基因型种数为3×3 ×2＝18种
Bb×Bb→BB,Bb,bb；3种
Cc×cc→Cc,cc； 2种
子代表现型是2种
子代表现型是2种
子代表现型是2种
表现型共有2×2×2＝8种
AaBbcc的概率=1/2x1/2x1/2=1/8
拆分法求解
七 、自由组合定律常见的题型及解题方法
5
.配子类型及概率计算：
先拆分，后组合
例：基因型为AaBbCc的个体产生多少种配子,产生Abc配子的概率是多少？
Cc
↓
Aa
↓
Bb
↓
配子种类：
2
2
2
= 8(种)
×
×
1/2 x
1/2 x
1/2
1/8
=
Abc的概率:
6
.已知子代表型及比例→亲代基因型：
①隐性突破法：根据子代隐性形状确定亲代基因型
②子代分离比：
9:3:3:1
1:1:1:1
3:3:1:1
(3:1)(3:1)
(1:1)(1:1)
(3:1)(1:1)
(Aa×Aa)(Bb×Bb)
(Aa×aa)(Bb×bb)
(Aa×Aa)(Bb×bb)
AaBb×AaBb
AaBb×Aabb
AaBb×aabb
或 Aabb×aaBb
或(1:1)(3:1)
或(Aa×aa)(Bb×Bb)
或 AaBb×aaBb
子代表型比例
比例来源
亲本基因型组合
复习与提高4和二非选择题1
思考（课本P16）
根据子代表型比例拆分为分离定律的分离比，确定每一对相对性状的亲本基因型，再组合。
七 、自由组合定律常见的题型及解题方法
亲本相对性状的对数 F1配子 F2表现型 F2基因型 种类 比例 种类 比例 种类 比例
1 2 1∶1 2 3∶1 3 1∶2∶1
2 22 (1∶1)2 22 (3∶1)2 32 (1∶2∶1)2
n 2n (1∶1)n 2n (3∶1)n 3n
(1∶2∶1)n
拓展：多对基因控制生物性状的分析
n对等位基因(遵循自由组合定律)的遗传规律
七 、自由组合定律常见的题型及解题方法
7
.F2中9:3:3:1的变式：
F2 A_B_ ：A_bb : aaB_ : aabb =9∶3∶3:1
组别 类型 F1(AaBb)自交后代比例 F1测交后代比例
1 存在一种显性基因时表现为同一性状，其余正常表现
2 两种显性基因同时存在时，表现为一种性状，否则表现为另一种性状
3 当某一对隐性基因成对存在时表现为双隐性状，其余正常表现
4 只要存在显性基因就表现为一种性状，其余正常表现
5 只要有A（B）存在就表现为一种性状，无A（B）只有B（A）为另一种性状
6 (9A_B_ + 3aaB_ + 1aabb):3A_bb
9∶6∶1
1∶2∶1
9∶7
1∶3
9∶3∶4
1∶1∶2
15∶1
3∶1
12∶3∶1
2∶1∶1
13∶3
3∶1
七 、自由组合定律常见的题型及解题方法
8
.推断控制生物性状的基因对数：
1.若自交后代性状分离比为3：1，则由一对等位基因控制。
2.若自交后代性状分离比为9：3：3：1，或分离比的和为16，则由两对等位基因控制。
3.生物的性状是由多对基因控制，且独立遗传，只要有一个显性基因存在为一种性状，否则为另一性状；若后代显性性状占比为(3/4)n,则至少由n对等位基因控制。
9
.两种遗传病的概率计算：
当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时，各种患病情况的概率分析如下：
七 、自由组合定律常见的题型及解题方法
9
.两种遗传病的概率计算：
序号 类型 计算公式
已知 患甲病概率为m 则不患甲病概率为______
患乙病概率为n 则不患乙病概率为______
① 同时患两病概率
② 只患甲病概率
③ 只患乙病概率
④ 不患病概率
拓展求解 患病概率
只患一种病概率
1－m
1－n
m·n
甲×不乙
m·(1－n)
不甲×乙
n·(1－m)
不甲×不乙
(1－m)(1－n)
1-不患病
①＋②＋③或1－④
只甲或只乙
②＋③或1－(①＋④)
七 、自由组合定律常见的题型及解题方法
10
.显性基因累加效应：
例：控制某动物体长的三对等位基因A、a、B、b分别位于不同对的染色体上，其中显性基因A/B/C对体长的作用相等，且显性基因越多会使该种动物体长越长。让基因型为AABBCC（体长14cm）和基因型为aabbcc（体长8cm）的该动物交配产生F1，F1的雌雄个体交配获得F2。错误的是（ ）
A. 这三对基因的遗传符合自由组合定律
B. F1的雌雄配子结合方式有64种
C. F2中体长为13cm的基因型有6种
D. F2个体的体长最大值为14cm
a．表型：
b．原因：A与B的作用效果相同，但显性基因越多，效果越强。
C
下课
Thanks!
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