【課件】1.2孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)課件高一下學(xué)期生物人教版必修2

第一章遺傳因子的發(fā)現(xiàn)第2節(jié)孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)（二）本節(jié)聚焦1.孟德爾是怎樣設(shè)計(jì)兩對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)的？2.自由組合定律的內(nèi)容是什么？3.孟德爾成功的原因有哪些？他的研究方法和探索精神給我們哪些啟示？4.孟德爾遺傳規(guī)律在生產(chǎn)和生活中有哪些應(yīng)用？導(dǎo)入英國有位美貌風(fēng)流的女演員，寫信向大文豪蕭伯納求婚：“因?yàn)槟闶莻€天才，我不嫌你年邁丑陋。假如我和你結(jié)合的話，咱們后代有你的智慧和我的美貌，那一定是十全十美了?！笔挷{給她的回信說：“你的想象很是美妙，可是，假如生下的孩子外貌像我，而智慧像你，那又該怎么辦呢？質(zhì)疑：假設(shè)他們倆真的結(jié)合了，那么他們的孩子可能出現(xiàn)幾種情況？觀察花園里的豌豆植株，孟德爾發(fā)現(xiàn)就子葉顏色和種子形狀的來看，包含了兩種類型：一種是黃色圓粒的，還有一種是綠色皺粒的。性狀不同的豌豆1.決定子葉顏色的遺傳因子對決定種子形狀的遺傳因子會不會有什么影響呢？2.黃色的豌豆就一定是飽滿的、綠色的豌豆就一定是皺縮的嗎？

不一定。也有黃色皺縮、綠色飽滿的豌豆。不會有影響。決定子葉顏色的遺傳因子和決定種子形狀的遺傳因子是獨(dú)立的，互不干擾。問題探討分離定律的內(nèi)容：在生物的體細(xì)胞中，控制同一性狀的遺傳因子__________，不相_______；在形成配子時，成對的遺傳因子發(fā)生_______，分離后的遺傳因子分別進(jìn)入不同的配子中，隨_____遺傳給后代。溫故知新成對存在融合分離配子疑問：一對相對性狀的分離對其他相對性狀有沒有影響呢？P黃色圓?！辆G色皺粒F1黃色圓?！痢餏2黃色圓粒黃色皺粒綠色圓粒綠色皺粒315108101329331：：：無論正結(jié)交還是反交，F(xiàn)1都是黃色圓粒，這說明了什么呢？黃色和圓粒為顯性性狀，綠色和皺粒為隱性性狀孟德爾又讓（F1）進(jìn)行了自交在F2中，出現(xiàn)了黃色圓粒和綠色皺粒F2中還出現(xiàn)了親本所沒有的性狀組合——綠色圓粒和黃色皺粒。純種黃色圓粒、綠色皺粒豌豆雜交思考：為什么會出現(xiàn)新的性狀組合呢？

孟德爾同樣對F2中不同的性狀類型進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計(jì)：在總共得到556粒種子中，黃色圓粒、綠色圓粒、黃色皺粒和綠色皺粒的數(shù)量依次是315、108、101和32，他們的數(shù)量比接近于9:3:3:1。一、兩對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)這與一對相對性狀實(shí)驗(yàn)中F2的3:1的數(shù)量比有聯(lián)系嗎？

圓粒︰皺粒接近3︰1黃色︰綠色接近3︰1粒形315+108=423圓粒種子皺粒種子101+32=133粒色黃色種子綠色種子315+101=416108+32=140

上述分析表明，無論是豌豆種子的形狀還是顏色，只看一對相對性狀，依然遵循基因的分離定律。

那么將兩對相對性狀一并考慮，他們之間是什么關(guān)系呢？孟德爾首先對每一對相對性狀單獨(dú)進(jìn)行分析一、兩對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)

思考：從數(shù)學(xué)角度分析：F2四種性狀表現(xiàn)比例9:3:3:1與3:1有何關(guān)系？即（3黃色:1綠色）:（3圓粒:1皺粒）=9黃色圓粒:3黃色皺粒:3綠色圓粒:1綠色皺粒9:3:3:1是（3:1）2的展開式。一、兩對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)二、對自由組合現(xiàn)象的解釋——提出假說YRYR黃色圓粒rryy綠色皺粒F1黃色圓粒YRyrYyRrYRyrYryRF1配子P配子1.兩對相對性狀分別由兩對遺傳因子控制圓粒和皺粒分別由R、r控制，黃色和綠色分別由Y、y控制2.體細(xì)胞中遺傳因子是成對存在的3.F1產(chǎn)生配子時，每對遺傳因子彼此分離，不同對的遺傳因子可以自由組合4.受精時，雌雄配子隨機(jī)結(jié)合F1是如何產(chǎn)生配子的呢？

假說：F1產(chǎn)生配子時，每對遺傳因子彼此分離，不同對的遺傳因子可以自由組合。

1

:

1

:

1

:

1二、對自由組合現(xiàn)象的解釋——提出假說YRYRYRyrYRyRYRYrYRyRYRyryRyRyRyr9∶3∶3∶1≈F2YRyRYryrYRyrYryRYRYrYRyrYYrrYyrrYRyryRyrYyrrYyrr結(jié)合方式有___種性狀表現(xiàn)____種遺傳因子組合____種9黃圓

3黃皺1YYrr

2Yyrr3綠圓1yyRR

2yyRr1綠皺1yyrr16942YyRR2YYRr

4YyRr1YYRR

9/163/163/161/16受精時，雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的Y

R

Y

rryyR

棋盤法分枝法YyRrXYyRr?YY?Yy?yyYyxYyRrxRr?RR?Rr?rr?RR?Rr?rr?RR?Rr?rr

1/8YYRr1/16YYrr1/16YYRR1/4YyRr1/8Yyrr1/8YyRR1/8yyRr1/16yyrr1/16yyRR二、對自由組合現(xiàn)象的解釋在該試驗(yàn)中,表現(xiàn)型與親本相同的占5/8在該試驗(yàn)中,表現(xiàn)型與親本不同的即(重組型)3/8在該試驗(yàn)的重組型中能穩(wěn)定遺傳的占1/3在該試驗(yàn)中，能穩(wěn)定遺傳的重組型占1/8純合體占有比例？雙顯性個體占有比例？雙隱性個體占有比例？單顯性個體占有比例？1/49/161/163/8F2中YyRr的比例是？F2中Yyrr的比例是？1/41/8二、對自由組合現(xiàn)象的解釋——提出假說思考：2YyRR2YYRr

4YyRr1YYRR

1YYrr

2Yyrr1yyRR

2yyRr1yyrr二、對自由組合現(xiàn)象的解釋——提出假說1、要得到遺傳因子組成為YyRr的黃色圓粒豌豆，親代除黃色圓粒和綠色皺粒外，還可以有哪些類型？

黃色皺粒（遺傳因子組成為YYrr）和綠色圓粒（遺傳因子組成為yyRR）雜交，可獲得遺傳因子組成為YyRr的黃色圓粒豌豆。2、如果不用字母，而是用中文或英文的詞或句子來代表遺傳因子，左圖該怎樣呈現(xiàn)？用字母作為符號，在孟德爾的推理過程中起到了什么作用？

用中文或英文的詞或句子來代表遺傳因子，表述黃色圓粒豌豆與綠色皺粒豌豆雜交實(shí)驗(yàn)的分析圖解會非常煩瑣，而用字母作為符號分析遺傳圖解就簡便多了，用字母作為符號呈現(xiàn)思維過程、也利于不同語言、不同地區(qū)的人交流。思考：

上述的解釋是否是正確的呢？在產(chǎn)生配子時，每對遺傳因子彼此分離，不同對的遺傳因子可以自由組合。即F1代(YyRr)產(chǎn)生的配子是不是YR、Yr、yR、yr4種，且比例是1：1：1：1？

孟德爾設(shè)計(jì)了測交實(shí)驗(yàn)：讓雜交子一代(YyRr)與隱性純合子(yyrr)雜交。同樣，孟德爾依據(jù)假說，演繹推理出測交實(shí)驗(yàn)結(jié)果（預(yù)期結(jié)果）。三、對自由組合現(xiàn)象解釋的驗(yàn)證——測交配子YRYryRyryr遺傳因子組成性狀表現(xiàn)YyRr

YyrryyRryyrr黃色圓粒黃色皺粒綠色圓粒綠色皺粒雜種一代

雙隱性類型黃色圓?！辆G色皺粒

YyRryyrr

1∶1∶1∶1測交：讓子一代與隱性純合子雜交性狀組合黃色圓粒黃色皺粒綠色圓粒綠色皺粒實(shí)際子粒數(shù)F1作母本31272626F1作父本24222526不同性狀的數(shù)量比1：1：1：1測交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果符合預(yù)期的設(shè)想,因此可以證明,孟德爾對自由組合現(xiàn)象的解釋是完全正確的。F1產(chǎn)生配子種類且比值相為1：1：1：1；實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得出結(jié)論F1測交試驗(yàn)結(jié)果

即F1在形成配子時，每對遺傳因子彼此分離，不同對的遺傳因子是可以自由組合的。三、對自由組合現(xiàn)象解釋的驗(yàn)證——測交四、自由組合定律自由組合定律：控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不干擾的；在形成配子時，決定同一性狀的成對的遺傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子自由組合。歸納綜合、得出結(jié)論①發(fā)生時間:形成配子時。②遺傳因子的關(guān)系:控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不干擾的。③實(shí)質(zhì):決定同一性狀的成對的遺傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子自由組合。④適用范圍：兩對或兩對以上相對性狀的遺傳進(jìn)行有性生殖的真核生物細(xì)胞核遺傳四、自由組合定律思考：孟德爾在總結(jié)遺傳規(guī)律時，是否用到了歸納法？

歸納法是從一類事物的一個個具體事實(shí)中總結(jié)出這類事物共性的邏輯思維方法。孟德爾在進(jìn)行豌豆雜交實(shí)驗(yàn)時，研究了7對相對性狀的遺傳結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了F2中顯性性狀個體與隱性性狀個體的數(shù)量比約為3：1，由此總結(jié)出遺傳因子的傳遞規(guī)律，這個過程中就運(yùn)用了歸納法。五、孟德爾實(shí)驗(yàn)方法的啟示

在孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律之前，一些研究雜交育種的專家對雜種后代出現(xiàn)性狀分離的現(xiàn)象早已熟知，但是他們往往把一種生物的許多性狀作為研究對象，并且沒有對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做深入的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。孟德爾對雜交實(shí)驗(yàn)的研究也不是一帆風(fēng)順的。他曾花了幾年時間研究山柳菊，結(jié)果卻一無所獲。主要原因是：

（1）山柳菊沒有既容易區(qū)分又可以繼續(xù)觀察的相對性狀；

（2）當(dāng)時沒有人知道山柳菊有時進(jìn)行有性生殖，有時進(jìn)行無性生殖；

（3）山柳菊的花小，難以做人工雜交實(shí)驗(yàn)。1.用豌豆做雜交實(shí)驗(yàn)的材料有哪些優(yōu)點(diǎn)？這說明實(shí)驗(yàn)材料的選擇在科學(xué)研究中其怎么樣的作用？提示：豌豆適于作雜交實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)有：

（1）具有穩(wěn)定的易于區(qū)分的相對性狀，如高莖和矮莖，高莖的高度在1.5~2.0m，矮莖高度僅為0.3m左右，易于觀察和區(qū)分；

（2）豌豆嚴(yán)格自花授粉、閉花傳粉，在自然狀態(tài)下可獲得純種。

（3）花比較大，易于做人工雜交實(shí)驗(yàn)。孟德爾正是因?yàn)檫x用了豌豆做雜交實(shí)驗(yàn)，才能有效地從單一性狀到多對性狀研究生物遺傳的基本規(guī)律，才能對遺傳實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行量化統(tǒng)計(jì)。

若孟德爾一味地用山柳菊做實(shí)驗(yàn)，就很可能揭示不了生物遺傳的規(guī)律，所以科學(xué)地選擇實(shí)驗(yàn)材料是科學(xué)研究取得成功的重要保障之一。五、孟德爾實(shí)驗(yàn)方法的啟示2.如果孟德爾沒有對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，他能不能做出對分離現(xiàn)象的解釋？

如果孟德爾沒有對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，他很難做出對分離現(xiàn)象的解釋。因?yàn)橥ㄟ^統(tǒng)計(jì)，孟德爾發(fā)現(xiàn)了生物性狀得遺傳在數(shù)量上呈現(xiàn)一定數(shù)學(xué)比例，這引發(fā)他揭示其實(shí)質(zhì)的興趣。同時這也使孟德爾意識到數(shù)學(xué)概率，也是用于生物遺傳的研究，從而將數(shù)學(xué)的方法引入對遺傳實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理和分析。五、孟德爾實(shí)驗(yàn)方法的啟示3.孟德爾對分離現(xiàn)象的解釋在邏輯上環(huán)環(huán)相扣，十分嚴(yán)謹(jǐn)。他為什么還要設(shè)計(jì)測交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證呢？

作為一種正確的假說，不僅能解釋已有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，還應(yīng)該能夠預(yù)測另一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。“假說——演繹法”4.孟德爾使用不同的字母作為代表不同遺傳因子的符號，這與他在大學(xué)進(jìn)修過數(shù)學(xué)有沒有關(guān)系？這對他進(jìn)行邏輯推理有什么幫助？五、孟德爾實(shí)驗(yàn)方法的啟示

有關(guān)系，數(shù)學(xué)包含許多符號，數(shù)學(xué)符號也被普遍應(yīng)用于概括、表述和研究數(shù)學(xué)的過程中。

孟德爾創(chuàng)造性地應(yīng)用符號體系，并用于表達(dá)抽象的科學(xué)概念，和應(yīng)用數(shù)學(xué)符號研究數(shù)學(xué)有異曲同工之妙，這與他曾在大學(xué)進(jìn)修過數(shù)學(xué)有關(guān)。數(shù)學(xué)符號能簡潔、準(zhǔn)確地反映數(shù)學(xué)概念的本質(zhì)。孟德爾用這種方法，也更加簡潔、準(zhǔn)確地反映抽象的遺傳過程，使他的邏輯推理更加順暢。5.除了創(chuàng)造性地運(yùn)用科學(xué)方法外，你認(rèn)為孟德爾獲得成功的原因還有哪些？提示：（1）扎實(shí)的知識基礎(chǔ)和對科學(xué)的熱愛。孟德爾維也納大學(xué)進(jìn)修學(xué)習(xí)時，通過對自然科學(xué)的學(xué)習(xí)，使他具有生物類型是可變的，可以通過雜交產(chǎn)生新的生物類型等進(jìn)化思想。同時孟德爾還學(xué)習(xí)，使他收到“數(shù)學(xué)方法可以應(yīng)用于各門自然科學(xué)之中”的思想影響，產(chǎn)生應(yīng)用數(shù)學(xué)方法解決遺傳學(xué)問題的想法，使孟德爾成為第一個認(rèn)識到概率原理能用于預(yù)測遺傳雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)家。（2）嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。孟德爾對雜交實(shí)驗(yàn)的研究是從觀察遺傳現(xiàn)象出發(fā)，提出問題，作出假設(shè)，然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)的研究方法。這在當(dāng)時是一種新的研究思路，光是豌豆的雜交實(shí)驗(yàn)，他就沒有局限性對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的簡單描述和歸納。（3）勤于實(shí)踐。孟德爾在豌豆的遺傳雜交實(shí)驗(yàn)研究中，連續(xù)進(jìn)行了8年的研究，并且對沒對實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從中發(fā)現(xiàn)了前人沒有發(fā)現(xiàn)的問題和規(guī)律。（4）敢于向傳統(tǒng)挑戰(zhàn)。孟德爾通過實(shí)驗(yàn)研究，提出了“顆粒性遺傳”的思想，這是對傳統(tǒng)的遺傳觀念的挑戰(zhàn)。（5）創(chuàng)造性地應(yīng)用科學(xué)符號體系?？茖W(xué)符號體系能夠更簡潔、準(zhǔn)確地反映抽象的遺傳過程。五、孟德爾實(shí)驗(yàn)方法的啟示六、孟德爾遺傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn)為什么孟德爾的遺傳規(guī)律，從1866年發(fā)表，直到1900年才被學(xué)術(shù)界所承認(rèn)和認(rèn)可？

第一，在孟德爾論文發(fā)表前7年(1859年)，達(dá)爾文的名著《物種起源》出版了。這部著作引起了科學(xué)界的興趣，幾乎全部的生物學(xué)家轉(zhuǎn)向生物進(jìn)化的討論。

第二，當(dāng)時那個時代的科學(xué)思想還沒有包含孟德爾論文所提出的命題：遺傳的不是一個個體的全貌，而是一個個性狀。并且，孟德爾論文的表達(dá)方式是全新的，他把生物學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)、數(shù)學(xué)結(jié)合了起來，使得同時代的博物學(xué)家很難理解論文的真正含義。

第三，有的權(quán)威出于偏見或不理解，把孟德爾的研究視為一般的雜交實(shí)驗(yàn)，和別人做的沒有多大差別?；虮硇停ū憩F(xiàn)型）等位基因孟德爾提到的“遺傳因子”是指生物個體所表現(xiàn)出來的性狀如：豌豆種子的黃色、綠色?？刂葡鄬π誀畹幕蛉?黃色基因Y與y，高莖基因D與d?；蛐褪侵概c表型有關(guān)的基因組成如:YY、Yy

、yy約翰遜將“遺傳因子”起名為“基因”六、孟德爾遺傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn)表現(xiàn)型=基因型+環(huán)境①基因型相同，表現(xiàn)型一定相同。②表現(xiàn)型相同，基因型一定相同。③基因型是決定表現(xiàn)型的主要因素。④在相同的環(huán)境中，基因型相同，表現(xiàn)型一定相同。請判斷后用簡單公式表示表現(xiàn)型、基因型和環(huán)境之間的關(guān)系！水毛茛六、孟德爾遺傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn)√××√1、下列各基因中，屬于等位基因的

A．AAB.AB

C.Ab

D.Aa2、用純種高莖豌豆與矮莖豌豆作雜交實(shí)驗(yàn)時，需要

A．以高莖作母本，矮莖作父本

B．以矮莖作母本，高莖作父本

C．對母本去雄，授以父本花粉

D．對父本去雄，授以母本花粉DC練習(xí)3、自由組合定律在理論上不能說明的是

A.新基因的產(chǎn)生

B.新的基因型的