人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 盂德尔的豌豆杂交实验（一）评优课课件ppt

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本模块编排体系设计思路
第1节 孟德尔的豌豆杂交实验（一）
1.孤独的天才———孟德尔
2.豌豆用作遗传实验材料的优点
3.一对相对性状的杂交实验
5.对分离现象解释的验证
你一定听过这样一些谚语，如：“种瓜得瓜，种豆得豆”“龙生龙，凤生凤，老鼠生儿打地洞”
思考：遗传是否有规律可循呢？为什么你身上有很多与父母相似的特征但同时又存在许多差异呢？
关于遗传规律，19世纪盛行“融合遗传”的观点，即两个亲本杂交后，双亲的遗传物质会在子代体内混合，子代表现出介于双亲之间的性状。
你同意上述观点吗？为什么？
不同意，举例：性别遗传、身高遗传等。
既然“融合遗传”的观点是错误的，那么遗传究竟遵循何种规律？ 后来，孟德尔提出了与之完全不同的理论，冲破了错误观点的束缚。 让我们随着孟德尔的脚步，来了解生物遗传的规律。
1.孤独的天才---孟德尔
孟德尔（，1822-1884）生于奥地利，现代遗传学奠基人。21岁起做修道士，29岁起进修自然科学和数学，为后来的研究打下了基础。利用修道院的一小块园地，种植了豌豆，山柳菊，玉米，进行杂交实验。潜心研究8年（1856-1864），豌豆杂交实验非常成功。1865年发表了《植物杂交试验》的论文。发现了两大遗传定律-分离定律和自由组合定律
1.孤独的天才---孟德尔（视频）
从视频中可以看出，孟德尔用豌豆进行遗传学实验取得了巨大成功。实际上，除豌豆外，他还选用了其他作物进行研究，但效果不尽人意。 阅读课本P2页，分析选用豌豆做遗传实验有哪些优点？
阅读教材，预习“为什么用豌豆做实验容易成功”
花的结构、两性花、自花传粉、闭花受粉性状、相对性状豌豆是自花传粉的植物，那么如何进行人工异花传粉？为了便于观察和分析，孟德尔是如何处理多种不同性状的？
2.豌豆用于遗传实验材料的优点---两性花
两性花：一朵花既有雄蕊，又有雌蕊。
2.豌豆用于遗传实验材料的优点---单性花
雌花和雄花在同一植株上。
雌花和雄花不在同一植株上。
单性花：一朵花只有雄蕊，或只有雌蕊
2.豌豆用于遗传实验材料的优点①
豌豆花特点：自花传粉，闭花受粉
做人工杂交试验，结果可靠，且易于分析
2.豌豆用于遗传实验材料的优点
2.自花传粉：两性花的花粉，落到同一朵 花的雌蕊柱头上的过程。
1.传粉：雄蕊花药里的花粉落在雌蕊柱头上的过程。
3.闭花授粉：是指花在花未开时已经 完成了受粉
4.异花传粉：即两朵花之间的传粉过程。 提供花粉的植株叫做父本（♂） 接受花粉的植株叫做母本（♀）
2.豌豆用于遗传实验材料的优点---传粉/交配
自花传粉：两性花的花粉，落到 的雌蕊柱头上的过程，也叫 。
异花传粉： 之间的传粉过程。
自然状态下两株豌豆能否异花传粉？
2.豌豆用于遗传实验材料的优点②
同一种生物的同一种性状的不同表现类型，叫做相对性状。
生物体所表现的形态结构、生理特征和行为方式等。
有许多容易区分的相对性状
2.豌豆用于遗传实验材料的优点③
优点三：花大，易于人工异花传粉操作
除去母本未成熟花的全部雄蕊
雌蕊成熟时采集另一植株的花粉,撒在去雄花的雌蕊柱头上
保证杂交得到的种子是人工传粉后所结
2.豌豆用于遗传实验材料的优点④
优点四：生长周期短，后代子代多，便于统计
孟德尔选择了豌豆作为遗传实验材料，找出了七对易于区分的相对性状，他还发现一棵植株或种子上有多对相对性状。 这么多的性状，该如何研究呢?你是如何思考的?
简单 复杂 一对相对性状 多对相对性状
例1.下列属于相对性状的是（　　）A．人的单眼皮和厚眼皮B．羊毛的卷毛和细毛C．兔的灰色毛和白色毛D．豌豆的绿色子叶和黄色豆荚
例2.如图表示孟德尔杂交实验操作过程，下列叙述正确的是（　　）A．②操作后要对b套上纸袋B．①和②的操作不能同时进行C．a为父本，b为母本D．①和②是在花开后进行的
2.一对相对性状的杂交实验是如何进行的？实验结果如何？3.什么是显性性状？什么是隐性性状？什么是性状分离？
1.常见的遗传学符号及含义。
3.一对相对性状的杂交---①观察实验，发现问题
高茎豌豆与矮茎豌豆的杂交实验示意图
子一代全为高茎，难道豌豆高矮这一性状是由母本决定的吗？
正交与反交是相对的。若(♀)高茎×(♂)矮茎为正交则(♂)高茎×(♀)矮茎为反交
正交与反交： 在具有相对性状的遗传实验中，若将显性个体作母本，隐 性个体作父本的杂交方式称为正交；那么将显性个体作父本， 隐性个体作母本的杂交方式就为反交。
杂交：遗传因子组成不同的生物体间相互交配的过程。自交：遗传因子相同的生物体间相互交配。植物体中指自花授粉 和雌雄异花的同株授粉。自交是获得纯系的有效方法。
787高茎 277矮茎
3 ∶ 1
现象：正交、反交的子一代都是高茎。
方法：人工异花传粉进行正交、反交。
问题：为什么F1都是高茎? 矮茎消失了吗？
说明：孟德尔把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。
为什么不论正反交所得子一代都是高茎？矮茎性状从此消失了吗？孟德尔带着疑惑将子一代植株进行自交，结果如下：
这一比例是否偶然（分析P4表格）
子二代发生性状分离高茎（显性）：矮茎（隐性）≈3:1
杂种后代中同时出现显性和隐性性状的现象。
孟德尔还对豌豆的其他6对相对性状进行了杂交实验，实验结果如下：
可见F2中出现3∶1的性状分离比不是偶然的。
学生活动：请同学们齐读教材P5的内容，思考讨论以下问题：
1、孟德尔认为生物的性状由什么决定的？2、遗传因子在遗传中会表现出什么特点？3、遗传因子有哪些类型？如何表示？4、遗传因子在体细胞中的存在的形式怎样？什么是杂合子？什么是纯合子？据此推理，在实验中，亲本的体细胞中遗传因子是如何的？5、在亲本产生生殖细胞时，这些遗传因子如何变化？受精时，配子的结合有什么特点？6、F1细胞中遗传因子是怎样的？它产生生殖细胞时这些遗传因子又会如何？7、F2中呢？
4.对分离现象的解释---②提出假说
生物的性状是由 遗传因子 决定的
2. 体细胞中遗传因子成对存在
3.形成生殖细胞（配子时），成对的遗传因子彼此分离，配子中只含每对遗传因子中的一个
4.受精时，雌雄配子的结合是随机的
孟德尔在观察和统计分析的基础上，摒弃了前人融合遗传的观点，对分离现象的原因提出了如下假说：
判断下列遗传因子组成是否属于纯合子
1、AA 2、Aa 3、AABB 4、AaBB 5、aaBB 6、AAbbCC
配子中只含有每对遗传因子中的一个
明确遗传图解的书写要求
1.遗传学符号：P （亲本）、配子、F1、F2、
2.亲本、 F1、 F2的遗传因子组成、性状
3.最后一代的性状及比例
4.用箭头表示遗传因子在上下代之间的传递关系
问题：根据孟德尔的假说，用符号和图示表示出豌豆杂交实验的遗传图解。
高茎豌豆和矮茎豌豆杂交实验分析图解
补充：棋盘法计算后代遗传因子组成类型
DD：Dd: dd=1:2:1
DD：Dd : dd=
①F1产生配子的种类及比例 为②雌、雄配子随机结合的 方式有： 种。
思考 F2一定会出现3∶1的性状分离比吗？需要什么条件？
强调：F2性状分离比为3:1需满足以下条件：(1)F1个体形成的配子数目相等且生活力相同(2)雌雄配子结合的机会相等(3)F2不同基因型的个体存活率相同(4)遗传因子显隐性关系为完全显性(5)观察子代样本数目足够多
实验：性状分离比的模拟实验---③演绎推理
（1）实验目的通过模拟实验，理解遗传因子的分离和配子的随机结合与性状之间的数量关系，体验孟德尔的假说。（2）模拟内容甲、乙两个小桶：_______________；甲、乙小桶内的彩球 ：___________；不同彩球的随机组合：_______________________________________。
生物在生殖过程中，雌、雄配子的随机结合
（4）分析结果，得出结论①彩球组合类型数量比：DD∶Dd∶dd≈____________。②彩球组合类型的数量比代表显、隐性性状数量比：显性∶隐性≈______。
1.为什么每个小桶内的两种彩球必须相等？ 2.实验中，甲、乙两个小桶内的彩球数量一定要相等吗？ 3.为什么每次抓出的小球放回原桶并且摇匀后才可再次抓取？
不同小桶内的彩球数量不必一定相等。因为对于大多数生物来说，父本产生的雄配子数量远远多于母本产生的雌配子数量。
为了使代表雌雄配子的两种彩球被抓出的机会相等。
杂种F1(Dd)产生比例相等的两种配子。
4.理论上，实验结果应是：彩球组合DD∶Dd∶dd＝1∶2∶1，但有位同学抓取4次，结果是DD∶Dd＝2∶2，这是不是说明实验设计有问题？
不是。DD∶Dd∶dd＝1∶2∶1是一个理论值，如果统计数量太少，不一定会符合DD∶Dd∶dd＝1∶2∶1的理论值，统计的数量越多，越接近该理论值。
将模拟实验结果与孟德尔杂交实验结果相比较，你认为孟德尔的假说是否合理？
合理。但孟德尔的假说只是根据演绎推理得出的，对此还需进行验证。
5.对分离定律现象解释的验证---③演绎推理
孟德尔的假说合理地解释了豌豆一对相对性状杂交实验中出现的性状分离现象。但是一种正确的假说，仅能解释已有的实验结果是不够的，还应该能够预测另一些实验结果。
1 : 1
F1（Dd）是否产生了两种配子（D：d≈1：1）
假设成立，即对分离现象的理论解释是正确的。
孟德尔巧妙地设计了测交实验，让F1与隐性纯合子杂交（隐性亲本的配子仅携带隐性基因，不会掩盖F1配子中基因的作用）。假设孟德尔的假说是正确的，测交后代高茎：矮茎=1:1。
1 : 1
5.对分离定律现象解释的验证---④实验验证
1 : 1
现实中孟德尔用杂种子一代高茎豌豆(Dd)与隐性纯合子矮茎豌豆(dd)杂交，在得到的166株后代中，高茎87株，矮茎79株，性状的分离比接近1∶1。
孟德尔所做的测交实验的结果与他的预测吻合，进而验证了他的假说的正确性。
通过测交实验的结果可证实:
①F1是杂合子；②F1产生了两种比例相等的配子；③F1在形成配子时，成对的遗传因子发生了分离。
但不能推测出个体产生配子的数量
6.分离定律---⑤得出结论
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。随配子遗传给后代。
孟德尔第一定律——分离定律
成对的遗传因子发生分离
分离后的遗传因子随配子遗传给后代
产生配子时，成对的遗传因子彼此分离。
思考：是否所有生物性状的遗传都遵循分离定律？
（1）真核生物的性状遗传。
（2）有性生殖生物的性状遗传。
（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。
如图能正确表示分离定律实质的是( )
科学方法：假说-演绎法
孟德尔运用了假说—演绎法通过豌豆的“一对相对性状的杂交实验”的假说—演绎分析，提出了分离定律，下列内容属于观察现象，提出问题阶段的是哪些？属于假说的是哪些？于验证阶段的又是哪些？①“生物的性状是由遗传因子决定的”②“体细胞中遗传因子成对存在”③F1自交后代出现性状分离现象，分离比为3∶1④测交后代出现1∶1的性状分离比
一、概念检测1.在孟德尔的一对相对性状的豌豆杂交实验中，F1都表现为显性性状，F1的自交后代却出现了性状分离。据此判断下列相关表述是否正确。(1)隐性性状是指生物体不能表现出来的性( )(2)纯合子的自交后代不会发生性状分离，杂合子的自交后代不会出现纯合子。( )
2.人眼的虹膜有褐色的和蓝色的，褐色是由显性遗传因子控制的，蓝色是由隐性遗传因子控制的。已知一个蓝眼男人与一个褐眼女人(这个女人的母亲是蓝眼)结婚，这对夫妇生下蓝眼孩子的可能性是( )A.1/2 B.1/4 C.1/8 D.1/6
(1) 毛色的显性性状是________,隐性性状是_______。
3.观察羊的毛色遗传图解，据图回答问题
(2)白毛羊与白毛羊通过有性生殖产生的后代中出现了黑毛羊，这种现象在遗传学上称为_________。产生这种现象的原因是
____________。
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。
二、拓展应用1.水稻的非糯性和糯性是一对相对性状，非糯性花粉中所含的淀粉为直链淀粉，遇碘变蓝黑色，而糯性花粉中所含的是支链淀粉，遇碘变橙红色。现在用纯种的非糯性水稻和纯种的糯性水稻杂交，取F1花粉加碘液染色，在显微镜下观察，半数花粉呈蓝黑色，半数呈橙红色。请回答下列问题。
(1)花粉出现这种比例的原因是什么?
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)实验结果验证了什么?(3)如果让F1自交，F2中花粉有种______类型。
1.水稻的非糯性和糯性是一对相对性状，非糯性花粉中所含的淀粉为直链淀粉，遇碘变蓝黑色，而糯性花粉中所含的是支链淀粉，遇碘变橙红色。现在用纯种的非糯性水稻和纯种的糯性水稻杂交，取F1花粉加碘液染色，在显微镜下观察，半数花粉呈蓝黑色，半数呈橙红色。请回答下列问题。
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。
2.某农场养了一群马，马的毛色有栗色和白色两种。已知栗色和白色分别由遗传因子B和b控制。育种工作者从中选出一匹健壮的栗色公马，拟设计配种方案鉴定它是纯合子还是杂合子(就毛色而言)。请回答下列问题。(1)在正常情况下，一匹母马一次只能生匹小马。为了在一个配种季节里完成这项鉴定，应该怎样配种?
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)杂交后代可能出现哪些结果?如何根据结果判断栗色公马是纯合子还是杂合子?
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。
3.孟德尔说：“任何实验的价值和效用，取决于所使用材料对于实验目的的适合性。”结合孟德尔的杂交实验，谈谈你对这句话的理解。
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.除了孟德尔的杂交实验，你还能举出科学研究中运用假说一演绎法的实例吗?
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，都是通过假说一演绎法得出结论的。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人理性推导和实验验证的研究阶段。