2020-2021学年高一生物（人教版（2019）必修二）1.1 孟德尔的豌豆杂交实验课件（60张PPT）

第一章
遗传因子的发现
第一节
孟德尔的豌豆杂交试验（一）
课程内容标准
核心素养对接
1.阐明用豌豆做遗传实验的优点并掌握相关的基本操作。
2．掌握孟德尔一对相对性状的杂交实验过程。
3．理解孟德尔对分离现象作出的假设，并能画出遗传图解。
1生命观念：利用结构功能观解释用豌豆做遗传实验的优点，并掌握相关的基本操作。
2科学探究：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过程，提升科学探究能力。
3科学思维：通过对比分析、绘制图解和举例等方式掌握本节相关遗传学概念及遗传图谱的规范书写。
＋
粉色
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；又如，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。
+
品红色（介于红色和蓝色之间）
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。
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？
直到140多年前孟德尔的植物杂交实验开始，才揭开了遗传的奥秘。
如果不是正确的，那生物遗传的规律又是什么呢？
孟德尔为什么要用豌豆做杂交实验呢？
一 豌豆用作遗传实验材料的优点
阅读课本P2-3
1
2
3
4
5
6
两性花：一朵花既有雄蕊，又有雌蕊
单性花：一朵花只有雄蕊或只有雌蕊
提供卵细胞
产生花粉，成熟
的花粉中有精子
甲
自花传粉
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
问题：如果把高茎和矮茎豌豆混合种植，通过风媒或虫媒，是可以相互传粉的，但是高茎豌豆的种子长出来的植株依然是高茎，矮茎豌豆的种子长出来的也依然是矮茎，为什么？
闭花受粉：豌豆花在未开放时，就已经完成了受粉，避免外来花粉干扰。
（1）豌豆是自花传粉植物，而且是闭花受粉。自然状态下一般都是纯种，结果可靠，易分析。
问题：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。
观察教材P3图1-1思考：人工异花传粉
（花蕾期）
避免其他花粉传播
（2）豌豆花大，容易进行杂交实验（人工去雄和传粉）
※
茎的高度
高茎
矮茎
1.5~2米
0.3米左右
性 状：
指生物体的形态，结构或
生理等特征。
相对性状：
像豌豆的高茎和矮茎这样，
一种生物的同一种性状的
不同表现类型。
豌豆
人的一些相对性状
下列各组中，属于相对性状的是（　　）
A、狗的长毛和羊的短毛
B、兔的长毛和白毛
C、玉米的黄粒和圆粒
D、大麦的高秆与矮秆
E、豌豆的红花与大豆的白花
F、鸡的长腿和毛腿
G、人的卷发和黄发
H、人的双眼皮和大眼睛
I、小麦的早熟和晚熟
D
I
性状
七对相对性状
（3）豌豆具有多对易于区分的相对性状，
易观察和分析实验结果。
一 豌豆用作遗传实验材料的优点
（2）豌豆具有多对易于区分的相对性状，易观察和分析实验结果。
（1）豌豆是自花传粉植物，而且是闭花受粉。自然状态下一般都是纯种，结果可靠，易分析。
（3）豌豆花大，容易进行杂交实验（人工去雄和传粉）。
（4）子代数量多,包裹在豆荚中,易于统计分析。
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
二 一对相对性状的杂交实验
为什么F1都是高茎？而没有矮茎？
高茎
F1
(子一代)
显性性状：F1中显现出来的性状
隐性性状：F1未显现出来的性状
×
(自交)
高茎
矮茎
F2
(子二代)
∶
3
1
性状分离
在杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象
787
277
实验结果:
1.F1都表现出显性性状
2.F2出现了性状分离
3.F2中的性状分离比为3:1
P
×
F1
高
归纳一对相对性状的杂交实验
高
矮
×
F2
F2中的3：1是不是巧合呢？
思考：
高
矮
七对相对性状的遗传实验数据
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}性状
F2的表现
显性
隐性
显性：隐性
茎的高度
787（高茎）
277（矮茎）
2.84：1
种子形状
5475（圆粒）
1850（皱粒）
2.96：1
子叶颜色
6022（黄色）
2001（绿色）
3.01：1
花的颜色
705（红色）
224（白色）
3.15：1
豆荚形状
882（饱满）
299（不饱满）
2.95：1
豆荚颜色
（未成熟）
428（绿色）
152（黄色）
2.82：1
花的位置
651（腋生）
207（顶生）
3.14：1
F2中出现的3:1的性状分离比是偶然的吗?
不是
子二代出现性状分离现象，且显性性状与隐性性状的数量比接近3:1，具有规律性。
如何解释实验现象呢？
用当时的主流观点能否解释？
“融合遗传”：由父本和母本提供的遗传物质在子代细胞中完全融合。使子代表现出介于双亲之间的性状。
常见符号及概念
三 对分离现象的解释
1、孟德尔提出的假说
（1）生物的性状由遗传因子决定。
决定显性性状(如高茎)的遗传因子。用大写字母表示。（D、B、A）
如：高茎的显性遗传因子为D。
决定隐性性状(如矮茎)的遗传因子。用小写字母表示。（d、b、a）
如：矮茎的隐性遗传因子为d。
显性遗传因子
隐性遗传因子
（2）体细胞中遗传因子成对存在。
如：纯种高茎遗传因子是DD，
纯种矮茎遗传因子是dd。
遗传因子组成相同的个体。
如：纯高茎DD，纯矮茎dd。
遗传因子组成不同的个体。
如：F1中的高茎Dd。
纯合子
杂合子
（3）生物体形成生殖细胞——配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中。配子中只含每对遗传因子中的一个。
D对d有显性作用
F1(Dd)只表现为高茎。
一般情况下，显性遗传因子对隐性遗传因子有显性作用，故杂合子表现为显性性状。
（4）受精时，雌雄配子的结合是随机的。
F2
DD
Dd
dd
Dd
高茎
高茎
高茎
矮茎
←成对遗传因子分离
←雌雄配子随机结合
DD:Dd:dd=1:2:1
高茎:矮茎=3:1
高茎豌豆和矮茎豌豆杂交实验的分析图解
Dd
×
D
d
D
d
DD
Dd
Dd
dd
DD
×
dd
高茎
矮茎
P
配子
Dd
F1
D
d
配子
F2
高茎
高茎
高茎
矮茎
1 ： 2 ： 1
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
遗传因子组成：
︵图为交叉线法︶
性状分离比：
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
“遗传图解”的书写规范
(1)在左侧应注明P、F1、F2等，以明确世代关系和上下代之间的联系。
(2)要写清楚P、F1、F2等的表型和基因型，它们产生的配子的情况，以及最后一代(F1或F2)的相关比例。
(3)用箭头表示基因在上下代之间的传递关系，用相交线或棋盘的形式表示形成子代的配子结合的情况。
四 对分离现象解释的验证——测交实验
Dd
dd
D
d
配子
高茎
矮茎
杂种子一代
隐性纯合子
×
子代
d
Dd
dd
1 : 1
与预期相符合,从而验证了假说的正确。
（1)根据假说演绎推理
高茎豌豆
矮茎豌豆
测交后代
30株
34株
比例
高茎:矮茎≈１:１
（2）测交实验结果验证假设
高茎
矮茎
。
让F1与隐性纯合子杂交。
① 用来测定F1的基因组合
② 证明了F1是杂合子
③ 证明了F1在形成配子时，成对的基因分离，分别进入不同的配子中
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_____中，随_____遗传给后代
成对存在
融合
分离
分离
配子
分离定律的适用范围：
配子
五 分离定律
（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。
产生配子时，成对的遗传因子彼此分离。
核心内容：
六 假说—演绎法
观察分析，提出问题
推理想象，提出假设
演绎推理：
得出结论：
1.F1都表现出显性性状
2.F2中出现了3:1的性状分离比
设计测交实验，预测实验结果
实际结果与推理符合，假说正确，提出分离定律
进行测交实验，检验演绎推理的结论
实验检验：
遗传因子决定生物的性状
体细胞中遗传因子成对存在
遗传因子在形成配子时分离
雌雄配子在受精时随机结合
（纸上谈兵）
（实战演练）
探究 实践 性状分离比的模拟实验
甲
乙
某次抓取的组合
精巢（父本）
卵巢（母本）
雄配子(精子)
雌配子(卵子)
模拟雌雄配子随机结合
1.实验原理
(1)用两个小桶表示雌、雄生殖器官，小桶内的两种彩球各代表两种雌、雄配子。
(2)用不同彩球的随机组合模拟雌、雄配子的随机结合。
甲
乙
某次抓取的组合
精巢（父本）
卵巢（母本）
雄配子(精子)
雌配子(卵子)
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？
一定相同，因为杂合子产生两种类型配子，比例为1：1
讨论：
甲
乙
某次抓取的组合
精巢（父本）
卵巢（母本）
雄配子(精子)
雌配子(卵子)
模拟雌雄配子随机结合
讨论：
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？
甲乙两个小桶不一定相同
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。
甲
乙
某次抓取的组合
精巢（父本）
卵巢（母本）
雄配子(精子)
雌配子(卵子)
模拟雌雄配子随机结合
讨论：
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；
甲
乙
某次抓取的组合
精巢（父本）
卵巢（母本）
雄配子(精子)
雌配子(卵子)
模拟雌雄配子随机结合
讨论：
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。
甲
乙
某次抓取的组合
精巢（父本）
卵巢（母本）
雄配子(精子)
雌配子(卵子)
模拟雌雄配子随机结合
讨论：
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
1. 将每个小组的实验结果与全班的总的实验结果作比较，你有什么发现?如果孟德尔当时只对F2中10株豌豆的性状进行统计，他还能正确地解释性状分离现象吗？
与每个小组的实验结果相比，全班的总的实验结果更接近预测的结果，即彩球类型组合数量比DD：Dd：dd=1：2：1，彩球代表的显性和隐性类型的数量比为3:1.因为实验统计的样本数量越大，越接近统计规律。
讨论
很难正确解释，因为实验统计的样本数目足够多，是孟德尔能够正确分析实验结果的前提条件之一。若对10株豌豆的个体做统计，会出现较大的误差。
2. 将模拟实验的结果与孟德尔的杂交实验结果相比较，你认为孟德尔的假说是否合理？
合理，因为甲乙两个小桶中的彩球分别代表孟德尔杂交实验中的雌雄配子，从每个小桶内分别抓取一个彩球进行组合，实际上是模拟雌雄配子的随机结合，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试验来验证。
讨论
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。具体过程可用下图表示。
将获得的紫花植株连续自交几代，直至自交后代中不再出现白花植株为止。
课 堂 总 结
测交
3∶1
1∶2∶1
1∶1
1. 显隐性的判断
?杂交法
具有相对性状的两个纯合亲本杂交，后代只表现一种性状，该性状为显性性状。
设A、B为一对相对性状。
(1) 若A×B→A，则A为显性性状，B为隐性性状
(2) 若A×B→B，则B为显性性状，A为隐性性状
(3) 若A×B→既有A又有B，则无法判断性状的显隐性，需要采用自交法进一步判断
七、有关分离定律的解题方法和规律
? 自交法
亲本自交，若后代出现新性状，则出现的新性状为隐性性状，亲本表现的性状为显性性状。
设A、B为一对相对性状。
(1) 若A → A，则A为纯合子，无法判断显隐性；
(2) 若A → 既有A，又有B，则A为显性性状，B为隐性性状；
(3) 若B → 既有B，又有A，则B为显性性状，A为隐性性状。
2.判断显性个体是否为纯合子的方法
?自交法：看后代是否有性状分离
有：杂合子
无：纯合子
后代只有显性性状：纯合子
?测交法：
后代有显性和隐性性状：杂合子
? 花粉鉴定法（只适用于某些特殊植物）
若产生2种花粉，则待测个体为杂合子；若只产生1种花粉，则为纯合子。
? 单倍体育种法（将在第5章学习，此处只作了解）
(1) 待测个体→花粉→幼苗→秋水仙素处理获得植株
(2) 结果分析：若得到两种类型的植株，则亲本能产生两种类型的花粉，为杂合子；若只得到一种类型的植株，则亲本只产生一种类型的花粉，为纯合子。
亲代组合
子代遗传因子及比例
子代性状及比例
DD×DD
DD×Dd
DD×dd
Dd×Dd
Dd×dd
dd×dd
DD：Dd=1：1
全显
Dd
全显
DD：Dd：dd=1：2：1
显：隐=3：1
Dd：dd=1：1
显：隐=1：1
dd
全隐
全显
DD
3. 由亲本推断子代的遗传因子组成、性状表现（正推法）
4. 由子代推断亲本的遗传因子组成、性状表现（逆推法）
{C4B1156A-380E-4F78-BDF5-A606A8083BF9}后代显隐性关系
双亲类型
组合方式
显性性状：隐性性状=3：1
都是杂合子
Aa×Aa→3A_：1aa
显性性状：隐性性状=1：1
一方为杂合子，另一方为隐性纯合子
Aa×aa→1Aa：1aa
只有显性性状
至少一方为显性纯合子
AA×AA或AA×Aa或AA×aa
只有隐性性状
一定都是隐性纯合子
aa×aa→aa
5. 自交
杂合子连续自交的结果如下：
从图中可以总结出，在Fn中杂合子等个体的情况如下表。
{22838BEF-8BB2-4498-84A7-C5851F593DF1}类型
杂合子
纯合子
显性纯合子
隐性纯合子
显性性状个体
隐性性状个体
所占
比例

（1）棋盘法
自由交配是指种群中各个个体均有相同的交配机会，包括自交和杂交。进行自由交配问题的概率计算，可利用棋盘法进行列表统计。
例如，某群体中遗传因子组成为AA的个体占1/3，遗传因子组成为Aa个体占2/3，则自由交配的方式有4种，列表分析如下：
?自由交配概率的计算
{22838BEF-8BB2-4498-84A7-C5851F593DF1} ♀
1/3AA
2/3Aa
1/3AA
1/3AA(♂ )×1/3AA（♀）
1/3AA（♂）×2/3Aa(♀)
2/3Aa
2/3Aa(♂)×1/3AA（♀）
2/3Aa(♂)×2/3Aa(♀)
♂
（2）配子比例法
先计算含 A 雄配子的比例：1/3+2/3×1/2=2/3，含a雄配子的比例为1-2/3=1/3，含A雌配子和a雌配子的比例也分别为2/3和1/3。列表分析如下：
{69CF1AB2-1976-4502-BF36-3FF5EA218861} ♀
2/3A
1/3a
2/3 A
4/9AA
2/9Aa
1/3 a
2/9Aa
1/9aa
♂
6.概率在遗传学分析中的应用
(1)加法定律：
当一个事件出现时，另一个事件就被排除，
这样的两个事件称为互斥事件，它们的概率
等于各自概率之和。
例题1：
人体肤色正常（A）对白化（a）是显性。一对夫
妇基因型都是Aa，他们所生的孩子中，表现型正
常的概率是多少？
答案：3/4
例题2:
人类的双眼皮（B）对单眼皮（b）为显性。现有一对夫妇基因型均为Bb,则他们生一个单眼皮男孩的概率是多少？
答案：1/4×1/2＝1/8
(2)乘法定律：
当一个事件的发生不影响另一事件的发生时， 这样的两个独立事件同时出现或相继出现的概率等于各自概率的乘积。
参考答案
1．（1）× （2）×
2．A
课后作业：教材P8 概念检测 第1-3题
参考答案
3．
（1）白色 黑色
（2）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。
课后作业：教材P8 概念检测 第1-3题
拓展应用
1.（1）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。
（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。
（3）2。
2.（1）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。
（2）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。
拓展应用
3.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。
4.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—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入理性推导和实验验证的研究阶段。