孟德尔的豌豆杂交实验（一）第一课时

课题：第一章 遗传因子的发现
第三节 孟德尔的豌豆杂交实验（一）
教学目标：
1. 阐明孟德尔的一对相对性状的杂交实验及分离定律
2. 体验孟德尔遗传实验的科学方法和创新思维
3. 运用分离定律解释一些遗传现象
教学重难点：
1 教学重点：
（1）对分离现象的解释，阐明分离定律
（2）以孟德尔的遗传实验为素材进行科学方法教育
（3）运用分离定律解释一些遗传现象
2 教学难点：
（1）对分离的现象的解释
（2）运用分离定律解释一些遗传现象
教 学 过 程
第1课时
一．引入
俗话说“龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会打洞”这是几千年来人们对遗传现象的总结。后代的许多特性与亲代是相同或相似的，像你们出去，总有人说你和妈妈长得像还是和爸爸长得像吧。就像所谓的种瓜得瓜，种豆得豆。可见，遗传有它一定的规律。那么这个规律是什么呢？ 我们来看一下课本P2的问题探讨，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。性状就是指生物的形态特征和生理特征的总称。像花瓣的颜色，植株的高矮、水稻的抗性:抗旱，抗涝等，这些都是性状。（课件一）如果按照这种融合遗传的观点，这种红色的牡丹和白色的牡丹杂交后，子代的牡丹花将会是什么颜色？（学生讨论回答，粉红）你们认为这种融合遗传的观点是正确的？（引导学生，举例身边符合和不符合融合遗传的现象，例如身高，姚明父亲身高2.08米；母亲身高1.88，姚明2.29；双眼皮；卷发）可见性状的遗传并不是融合遗传解释的那样。那么性状是由什么来控制的 他们在细胞中是怎样存在的 他们又是如何传递给后代的呢
在140年前，孟德尔做了杂交实验，成功的揭示了生物遗传的基本规律，解释了这些问题。孟德尔为什么能揭示这一科学奥秘？来看一下这四句话“八年耕耘源于对科学的痴迷，一畦畦豌豆蕴藏遗传的秘密。实验设计开辟了研究的新路，数学统计揭示出遗传的规律。”（结合这四句话，引导学生了解孟德尔的生平）孟德尔的杂交实验中，最成功的是豌豆的杂交实验。为什么用豌豆做遗传实验容易取得成功呢？豌豆是一种两性花，什么是两性花呢？就是雄蕊和雌蕊在同一朵花上，而且它在开花之前就已经完成授粉了。没开花时，豌豆的花瓣始终紧紧地包裹着雄蕊和雌蕊，这样在开花前，外面的花粉是进不去的。所以他的花粉会落到同一朵花的雌蕊的柱头上，同时也不会受到外面花粉的干扰。这样在自然状态下，豌豆一般都是纯种的，使得结果可靠。我们把豌豆这种两性花的花粉，落到同一朵花的雌蕊柱头上的过程叫自花传粉，也叫做自交。那么两朵花之间的传粉过程叫做？异化传粉。在异化传粉时，供应花粉的植株叫做父本，用♂表示；接受花粉的植株叫母本用♀表示。进行豌豆的杂交实验时，我们就要对豌豆进行异花传粉。那在做杂交实验前，母本必须要做什么处理？为什么？（去雄，自花传粉干扰实验）在花未成熟时，用剪刀母本的雌蕊全都剪掉，这一步骤叫做去雄。用一纸袋把去雄后的花套起来，目的是防治其他花的花粉落到柱头上，这一步骤叫套袋。等到雌蕊成熟的时候，采集另外一成熟植株的花粉，可以用毛笔将花粉扫落，收集在干燥的小纸盒中。准备工作完成后，就可以进行人工授粉了。把套在母本上的袋子解下来，用毛笔把收集花粉涂抹在母本的柱头上。然后再用知道把授粉后的花套起来，也是为了避免其他花粉落到上面。你们看，人工异化传粉要做这麽多的工作，如果花很小的话，操作起来不方便。豌豆的花大，易于操作。豌豆植株还有具有易于区分的性状。例如，豌豆植株中有高茎的，也有矮茎的。高的有1.5到2.0，矮的只有0.3.这个看起来区别特别明显，一目了然。还有（课件）像种子形状有圆的、皱的，子叶颜色有黄的，绿的。等一些差别的性状。像这样，一种生物的同一种性状的不同表现类型，叫做相对性状。我们人身上也有很多相对性状，比如（课件）。强调是一种生物，同一种性状，不同的表现类型。做个题目巩固（课件）。豌豆有这么多对的相对性状，在结果分析的时候岂不是眼花缭乱，孟德尔就化繁为简，对每一对相对性状的遗传进行研究。
二，一对相对性状的杂交实验
那么孟德尔是如何通过豌豆杂交实验来揭示分离定律的？我们来看一下，孟德尔首先对高矮这对性状进行研究。
他将纯种高茎豌豆和纯种矮茎豌豆做为亲本进行杂交。在遗传图解中，我们用P来表示亲本，符号X来表示杂交。这里我们用纯种高茎豌豆作为母本，纯种矮茎豌豆作为父本，那么杂交以后产生的第一代，简称子一代，用F1表示。大家认为在F1中，豌豆的茎高会是怎么样的呢？在孟德尔的实验中，F1只有高茎的。为什么在F1中都是高茎而没有矮茎的呢？孟德尔也很纳闷。他又用F1自交。用符号OX表示。结果在第二代，简称子二代，用F2表示，这么样？不仅有高茎，还有矮茎。矮茎在F1的时候不是没有了吗？怎么现在又出现了呢？可见，矮茎在F1中并不是没了，而是隐而未现，躲猫猫给藏起来了。我们把在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。而在F2中，同时出现显性性状和隐性性状的现象叫做性状分离。刚刚我们是以纯种的高茎豌豆做母本，纯种矮茎豌豆做父本。那么反过来，以纯种矮茎豌豆做母本，纯种高茎豌豆做父本呢？结果会怎么样？对，还是不变。如果我们把以纯种高茎豌豆做母本，纯种矮茎豌豆做父本叫做正交的话，那么反过来以纯种矮茎豌豆做母本，纯种高茎豌豆做父本就叫做反交。正交和反交是相对而言的，也可以把纯种矮茎豌豆母本的叫做正交，那么纯种高茎豌豆做母本也就是反交了。
子二代出现了性状分离现象，这是必然的还是偶然的？是个别的，还是普遍的呢？要怎么来知道它是必然还是偶然的？就要多做，做了很多很多之后，它还是这种现象的话，那就是必然的。那怎么来知道他是个别的还是普遍的呢？对，就是找别的性状来做！嗯，大家和孟德尔想法是一致的哈，都有当科学家的潜质哈。所以孟德尔用了八年，做了很多杂交实验，还对豌豆的其他6对相对性状进行了研究。他对得到的那些F2中的高茎植株和矮茎植株的数量进行了统计，在得到的1064株F2植株中，有787是高的，277是矮茎的，高茎与矮茎的数量比接近3：1。其他六对的实验结果也和茎的高度相似，也接近于3：1。（课件）看来，F2中出现3：1的性状分离比不是偶然的，也不是个别的。那么是什么原因导致遗传性状在杂交后代中按一定比例分离呢？
孟德尔认为，在生物体细胞内有控制性状的遗传因子，后来改称为基因。为了表达，用英文字母表示基因，控制显性性状的基因为显性遗传子用大写字母表示，控制隐性性状的基因为隐性遗传子用小写字母表示。孟德尔认为控制性状的基因在生物体体细胞中是成对的，例如，纯种的高茎豌豆体细胞中，有一对大d基因。纯种的矮茎豌豆体细胞中有一对小d基因。生物有性生殖。形成生殖细胞时，成对的基因分离开，分别进入不同的配子，因此在配子中，只有成对基因中的一个。经过受精作用，雌雄配子结合。合子中的基因又恢复成对了，由合子发育成的生物体的体细胞内又有成对的基因了。F1自交会产生几种配子呢？孟德尔认为在杂交体细胞内，基因不融合，是独立的。因此F1形成的配子就有两种，一种含有大d基因，另一种含有小d基因，雌雄配子都是两种，而且两种配子的数目相等。F2有几种基因组合呢？我们看，雌雄配子之间结合的机会是均等的。F2的基因组合有三种，依据性状的显隐关系，可以写出性状的几种表现。我们来统计一下，F2中各基因组合的比例和显隐性状的比例。在F2中，出现显性性状的概率是四分之三，隐性性状是四分之一。因此高矮性状的分离比例是三比一。
回忆对分离现象的解释过程，孟德尔假说和“融合遗传”观点的本质区别是什么？在生物体内控制性状的基因是成对的，在形成配子时成对基因分离。在孟德尔提出这一假说时，生物学界还没有认识到配子形成和受精过程中染色体的变化。孟德尔根据实验现象提出的遗传因子在体细胞中成对存在，在配子中单个出现，这是超越自己时代的一种非凡的设想。但是这种假说是否成立呢？遗传因子分离，配子随机组合真的能出现三比一的结果吗？下节课中我们讲解答这两个问题，请大家回去预习一下。