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遗传因子的发现
第1章
第1节 孟德尔的豌豆杂交实验(一)
本节聚焦
孟德尔是怎样设计一对相对性状的杂交实验的？
孟德尔为解释实验结果作出了哪些假设？他又设计了什么实验来验证假设？
分离定律的内容是什么？怎样用分离定律解释一些遗传现象？
如何运用假说—演绎法进行实验探究？
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。这种观点也称作融合遗传。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？
你同意上述观点吗？你的证据有哪些？
+
+
融合遗传：两个亲本杂交后，子代会表现出介于双亲之间的性状。
性状：把生物体所表现的形态结构、生理特征和行为方式等统称为性状。
孟德尔生平
1822-1856
出生于奥地利，
21岁做修道士，
29岁进修自然科学和数学
1856-1864
在修道院开始了
长达八年的豌豆实验
发现了生物遗传的基本规律
1865-1884
43岁宣读《植物杂交实验》,去世15年，论文发表。35年后，得到认可。
两大贡献
提出遗传单位是遗传因子（现代遗传学上确定为基因）
发现两大遗传规律
（分离与自由组合定律）
格雷格尔 孟德尔
1822—1884
孟德尔被公认为现代遗传学的创始人。
实验材料
孟德尔用哪种实验材料做杂交实验最成功
豌
豆
山
柳
菊
玉米
豌豆用作遗传实验材料的优点
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
异花传粉
玉米雄花的花粉落在同一植株的雌花的柱头上,所完成的传粉过程也属于自交。
单性花：一朵花只有雄蕊，或只有雌蕊。
两性花：一朵花既有雄蕊，又有雌蕊。
自花传粉，闭花受粉，自然条件下一般是纯种
1
单性花
自交
杂交
玉米雄花的划分落在同一植株的雌花的柱头上，所完成的传粉过程也属于自交
雌花
雄花
花中只有雄蕊的叫雄花；只有雌蕊的叫雌花。
杂交：一般是指遗传因子组成不同的生物个体间相互交配的过程。
玉米雌雄同株且为单性花
豌豆用作遗传实验材料的优点
豌豆用作遗传实验材料的优点
雌雄同株：
雌雄异株：
雌花和雄花在同一植株上。
玉 米
雌雄同株
雌花和雄花不在同一植株上。
只开雄花的叫雄株。
只开雌花的叫雌株。
提供花粉的植株为
接受花粉的植株为
父本（ ♂ ）
母本（ ♀ ）
银杏
雌雄异株
自花传粉，闭花受粉，自然条件下一般是纯种
1
植物学上自交、杂交的定义
甲
自花传粉（自交）
自交
雌雄同株的同株异花传粉
杂交
异株异花传粉
广义自交、杂交的定义：
自交：基因型相同的个体相互交配，如AA ×AA；Aa×Aa；aa×aa
杂交：基因型不同的个体间相互交配的过程，如：AA×aa ；AA×Aa；Aa×aa
豌豆用作遗传实验材料的优点
相对性状：一种生物同一性状的不同表现类型。
性状：生物的形态、结构和生理生化等特征的总称。
具有易于区分的性状且能够稳定地遗传给后代
2
实验结果易于观察和分析
性状
相对性状
豌豆用作遗传实验材料的优点
相对性状概念的三个要点:
同种生物:
同一性状:
不同表现类型:
豌豆
茎的高度
豌豆形状
圆滑
皱缩
高茎
矮茎
下列各组生物性状中属于相对性状的是
A、番茄的红果和圆果
B、水稻的早熟和晚熟
C、绵羊的长毛和狗的短毛
D、家鸽的长腿与毛腿
√
豌豆用作遗传实验材料的优点
3
子代数目多，便于进行统计分析
4
花大，易于做人工杂交实验
用数学统计方法分析结果更可靠，且偶然性小
思考：豌豆是纯种，自然情况下只进行自交，那要怎样操作才能进行杂交呢？
豌豆用作遗传实验材料的优点
活动、阅读教材P3的人工异花传粉示意图，写出该操作步骤
豌豆用作遗传实验材料的优点
人工异花授粉的步骤
时间：花蕊成熟前，花蕾期
目的：防止自花传粉
目的：防止外来花粉的干扰
人工异花传粉示意图
异花传粉：两朵花之间的传粉过程。
传粉
母本
父本
提供花粉
接受花粉
去 雄
套 袋
传 粉
套 袋
时间：雌蕊成熟时
目的：防止外来花粉的干扰
保证杂交种子是人工传粉所结
豌豆用作遗传实验材料的优点
豌豆：两性花
思考：玉米为雌雄同株植物，玉米的花为单性花，对单性花的植株进行杂交 (填“需要”或“不需要”)去雄，原因是 ；杂交过程 (填“需要”或“不需要”)套袋，目的是 。
不需要
单性花只有雌蕊或雄蕊
需要
避免外来花粉干扰
玉米：单性花
一对相对性状的杂交实验
符号 P ♀ ♂ × × F1 F2
含义
亲本
母本
父本
杂交
自交
子一代
1
常见的遗传学符号及含义
子二代
一对相对性状的杂交实验
高茎
矮茎
P：
×
（杂交）
高茎
F1
(子一代)
(亲本)
(父本)
(母本)
矮茎
高茎
×
高茎
正交
反交
2、为什子一代都是高茎而没有矮茎呢？
1、子一代的高茎性状是否只由母本决定？如何证明？
F1表现为高茎与母本无关
矮茎哪里去了？是否消失了？
—观察现象，提出问题
方法：人工异花传粉进行正交、反交。
一对相对性状的杂交实验
高茎
×
P
F1
F2
高茎
矮茎
（杂交）
（自交）
×
787高茎：277矮茎
3、为什么子二代中矮茎豌豆又出现了呢？
性状分离比≈3:1
F1中未显现出来的性状
F1中显现出来的性状
在杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象
性状分离：
隐性性状 →
显性性状 →
4、子二代中出现3:1的性状分离比是偶然的吗？
一对相对性状的纯种亲本杂交
—观察现象，提出问题
性状分离是子代同时出现显性性状和隐形性状的现象。（ ）
×
一对相对性状的杂交实验
七对相对性状的遗传试验数据
面对这些实验数据，你能找出其中的规律吗？又要如何解释这些现象呢？
性状 显性性状 隐性性状 F2的比
茎的高度 787（高） 277（矮） 2.84:1
种子形状 5474（圆滑） 1850（皱缩） 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 428（绿色） 152（黄色） 2.82:1
花的位置 651（叶腋） 207（茎顶） 3.14:1
实验
都接近于3:1
一对相对性状的杂交实验
（1）为什么矮茎性状在F1中隐藏起来了？
实验的思考
（3）F2中的3：1比例如何解释？
（2）又是什么原因使得矮茎性状在F2中重新出现？
？
对分离现象的解释
—提出假说，解释现象
高茎
矮茎
D
d
假说一：
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。
显性性状：由显性遗传因子控制（如用大写D表示）
隐性性状：由隐性遗传因子控制（如用小写d表示）
对分离现象的解释
P：
高茎
矮茎
假说二：
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
X
—提出假说，解释现象
对分离现象的解释
DD
高茎
dd
矮茎
Dd
F1高茎
配子
配子
配子
D
D
d
d
D
d
配子中只含有每对遗传因子中的一个
假说三：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。
—提出假说，解释现象
对分离现象的解释
高茎 矮茎
P
DD
dd
配子
D
d
F1
D
d
高茎
×
假说四：受精时，雌雄配子随机结合。
—提出假说，解释现象
对分离现象的解释
(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
3
DD、Dd、dd
1∶2∶1
2
高茎、矮茎
3∶1
dd
Dd
D
d
D
d
DD
Dd
Dd
—提出假说，解释现象
对分离现象的解释
核心探讨：关于孟德尔假说的理解
1.孟德尔假说的核心是 。
2.F1在形成配子时形成两种比例相等的雌(或雄)配子，F1个体产生的雌、雄配子总数之比也是1∶1吗？
生物体形成配子时，成对的遗传因子彼此分离
不是，一般雄配子数量远远多于雌配子数量。
3.若F1遗传因子组成为Dd，从配子的形成和随机结合角度分析，在F2中出现性状分离比3∶1的原因是什么？
F1产生配子时D、d相互分离，雌雄个体中配子均为D∶d＝1∶1，受精时雌雄配子随机结合，F2中有1/4DD、1/2Dd表现为显性性状，1/4dd表现为隐性性状。
对分离现象的解释
根据孟德尔对分离现象的假说，请尝试写出一对性状杂交实验的遗传图解
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
3 ： 1
规范写遗传图解:
交叉连线法
①每排左侧有相应的标题（如P、配子、子代）
②每代个体同步写出基因型和表现型
③亲代与配子，配子与子代间用“→”连接
④写出最后一代的表现型比例
省略配子法：
棋盘法
对分离现象解释的验证
—提出假说，解释现象
P
F1
配子
高茎
Dd
矮茎
×
D
d
d
Dd
dd
高茎
矮茎
dd
演绎推理结果
高茎豌豆 矮茎豌豆
比例 高茎：矮茎≈1:1 1 : 1
1.根据假说进行演绎推理：
(纸上谈兵)
让F1与___________杂交
隐性纯合子
对分离现象解释的验证
—提出假说，解释现象
（1）实验结果:
高茎豌豆 矮茎豌豆
测交后代 87株 79株
比例 高茎：矮茎≈1:1 2.测交实验：
即让F1与隐性纯合子杂交
高茎
杂种子一代
矮茎
隐性纯合子
×
（2）实验结论:
实验结果与演绎推理的结果相吻合，从而证明孟德尔的假说是正确的。
(实战训练)
对分离现象解释的验证
—提出假说，解释现象
对分离现象解释的验证理解与应用
核心探讨:
1.为什么测交必须让F1与隐性纯合子杂交？
测交时隐性个体(纯合子)产生的配子只含控制该性状的隐性遗传因子，故后代的性状表现及比例能真实地反映F1产生的配子种类和比例。
2.请总结测交实验的作用
(1)测定F1产生的配子的 。
(2)测定F1的 。
(3)预测F1在形成配子时，遗传因子的 。
种类和比例
遗传因子组成
行为
对分离现象解释的验证
—提出假说，解释现象
同学们请思考：
演绎推理过程等于测交吗？
演绎推理：
属于理论指导过程，“想”“推测”测交实验结果。
测交实验：
演绎推理过程不等于测交
让F1与隐性纯合子杂交进行实验验证，属于实践过程，即“做”测交实验。
孟德尔第一定律——分离定律
Dd
D
d
体细胞
遗传因子成对存在
成对的遗传因子发生分离
配子
分离后的遗传因子随配子遗传给后代
在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合。
在形成配子时，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。
1.分离定律的内容：
随配子遗传给后代。
—分析结果，得出结论
2.分离定律的核心：
产生配子时，成对的遗传因子彼此分离。
3.分离定律的适用范围：
（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。
细胞质中的遗传因子及原核生物和非细胞生物都不遵循。
—分析结果，得出结论
孟德尔第一定律——分离定律
①母系遗传：
不论正交还是反交，子代性状总是同母本一致；
②杂交后代不出现一定的分离比
研究分离定律的科学方法——假说—演绎法
1.在观察和分析基础上提出问题
01
03
04
02
假说—演绎法
2.通过推理和想象提出解释问题的假说
3.根据假说进行演绎推理，推出预测的结果
4.通过实验检验
（1）若实验结果与预测相符，则假说正确
（2）若实验结果与预测不符，则假说错误
研究分离定律的科学方法——假说—演绎法
分析结果
得出结论
观察现象
提出问题
分析问题提出假说
演绎推理
实验验证
她怎么盯着我看
可能是喜欢我
找她加微信应该没问题
“美女加个微信”
“啪”
得出结论：我只是想想……
孟德尔运用假说演绎法研究分离定律的过程
假说演绎法
步骤
观察现象
提出问题
作出假说
演绎推理
实验验证
得出结论
(子一代)
高茎
787高茎 277矮茎
×
P：
F1
F2
矮茎
（杂交）
（自交）
3 ∶ 1
×
高茎
(亲本)
(子二代)
现象：正交、反交的子一代
都是高茎。
问题：为什么F1都是高茎
矮茎消失了吗？
现象：子二代高茎：矮茎=3:1
问题：为什么F2高茎：矮茎
=3:1？
孟德尔运用假说演绎法研究分离定律的过程
F1
P
DD
dd
D
d
Dd
配子
Dd
Dd
D
d
D
d
DD
Dd
Dd
dd
F1
配子
F2
1 : 2 : 1
（3）生物体在形成配子时，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的一个。
（4）受精时，雌雄配子的结合是随机的。
（1）生物的性状是由遗传因子决定的。
（2）体细胞中遗传因子是成对存在的。
假说演绎法
步骤
观察现象
提出问题
作出假说
演绎推理
实验验证
得出结论
孟德尔运用假说演绎法研究分离定律的过程
假说演绎法
步骤
观察现象
提出问题
作出假说
演绎推理
实验验证
得出结论
孟德尔运用假说演绎法研究分离定律的过程
假说演绎法
步骤
观察现象
提出问题
作出假说
演绎推理
实验验证
得出结论
×
（杂交）
P
（亲代）
（高茎杂合）
（矮茎）
F1
（子一代）
（高茎：矮茎=1：1）
实验现象：测交后代高茎与
矮茎数量比为：1：1
得出结论：预期结果与实验
结果一致，假说正确，得出
分离定律
孟德尔运用假说演绎法研究分离定律的过程
课堂小结
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