高中一年级生物必修2第1章遗传因子的发现第2节孟德尔的豌豆杂交实验(二）第一课时课件.ppt

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1、 POWER POINT 两对相对性状的遗传实验两对相对性状的遗传实验提出问题提出问题黄色黄色圆粒圆粒绿色绿色圆粒圆粒黄色黄色皱粒皱粒绿色绿色皱粒皱粒9 : 3 : 3 : 1亲本类型非亲本类型重组类型新类型F2 P 纯种黄色圆粒纯种绿色皱粒纯种黄色圆粒纯种绿色皱粒F1 黄色圆粒黄色圆粒实验方案实验方案文字描述遗传学图解选择纯种黄色圆粒和纯选择纯种黄色圆粒和纯 种绿色皱粒作亲本杂交种绿色皱粒作亲本杂交观察、统计、记录并分观察、统计、记录并分 析后代的性状表现析后代的性状表现实验结果实验结果无论正交还是反交，无论正交还是反交，F F1 1全为黄色圆粒全为黄色圆粒让让F F1 1自花传粉或自交自花

2、传粉或自交观察、统计、记录并分观察、统计、记录并分 析后代的性状表现析后代的性状表现F F2 2中出现了亲本类型：中出现了亲本类型：黄色圆粒和绿色皱粒，黄色圆粒和绿色皱粒，还出现非亲本类型：绿还出现非亲本类型：绿色圆粒和黄色皱粒，且色圆粒和黄色皱粒，且分离比为分离比为9:3:3:19:3:3:1显性性状隐性性状提出问题提出问题1.1.为什么会出现新的性状组合呢？为什么会出现新的性状组合呢？2.2.这与一对相对性状实验中这与一对相对性状实验中F F2 2的的3:13:1的数量比例有联系吗？的数量比例有联系吗？两对相对性状的遗传实验两对相对性状的遗传实验提出问题提出问题孟德尔首先对每一对相对性状单

3、独进行分析： 粒形粒形圆粒种子：圆粒种子：皱粒种子：皱粒种子：315+108=423101+32 =133315+101=416108+32 =140圆粒：皱粒圆粒：皱粒3:1黄色：绿色黄色：绿色3:1 上述分析表明，无论是豌豆种子的粒色还是粒形，只看一对上述分析表明，无论是豌豆种子的粒色还是粒形，只看一对相对性状，依然遵循分离定律。相对性状，依然遵循分离定律。 3.3.将两对相对性状的遗传一并考虑，它们之间关系呢？将两对相对性状的遗传一并考虑，它们之间关系呢？粒色粒色黄色种子：黄色种子：绿色种子：绿色种子： 从数学角度分析,9:3:3:1与3:1能否建立数学联系,这对理解两对相对性状的遗传结

4、果有什么启示? F2中新性状组合的类型与亲本性状有什么关系？在两对相对性状的遗传中，每一对相对性状的遗传都遵循什么规律？两对相对性状实验中9331数量比与一对相对性状实验中的31有什么关系？yyRrYYRRYyRRYYRrYyRrYyRRyyRRYyRryyRrYyRrYYRrYYrrYyrrYyRrYyrryyrr 豌豆的圆粒和皱粒分别由遗豌豆的圆粒和皱粒分别由遗传因子传因子R R、r r控制控制, ,黄色和绿色分别由黄色和绿色分别由遗传因子遗传因子Y Y、y y控制。控制。 在产生配子时在产生配子时, ,每对遗传因子每对遗传因子彼此分离彼此分离, ,不同对的遗传因子可以自不同对的遗传因子可

5、以自由组合。由组合。P 纯种黄色圆粒纯种绿色皱粒F1 黄色圆粒9 ： 3 ： 3 ： 1绿色皱粒YYRRyyrrYRyrYyRr受精YRyRYryrYRyRYryr减数 分裂配子减数分裂减数分裂配子 受精时受精时, ,雌雄配子的结合是随雌雄配子的结合是随机的。机的。(:YyRr)F2黄色圆粒 绿色圆粒 黄色皱粒表现类型（表现型）：纯合子纯合子4种：种：遗传因子组成（基因型）：遗传因子组成（基因型）：4种种9种种1YYRR 2YyRR 2YYRr4YyRr 1yyRR2yyRr 1YYrr2Yyrr 1yyrr 表现类型（表现型）比例：杂合：杂合：子子5种种单杂合子单杂合子双杂合子双杂合子对自由

6、组合现象的解释对自由组合现象的解释提出假说提出假说遗传学图解遗传学图解文字描述文字描述对自由组合现象的解释对自由组合现象的解释提出假说提出假说P 纯种黄色圆粒 纯种绿色皱粒 YYRR yyrrF1 YyRr 黄色圆粒 1YYRR(1/16) 1yyRR(1/16) 1YYrr(1/16) 1yyrr(1/16) 2YyRR(1/8) 2yyRr(1/8) 1Yyrr(1/8) 2YYRr(1/8) 4YyRr(1/4) 黄色圆粒 绿色圆粒 黄色皱粒 绿色皱粒 9 ： 3 ： 3 ： 1 9/16 3/16 3/16 1/16种类比例概率基因型种类比例概率表现型Y_R_ yyR_ Y_rr yy

7、rr 特殊基因型特殊基因型对自由组合现象的解释验证对自由组合现象的解释验证设计实验设计实验测交实验测交实验YRyryRYr 孟德尔对自由组合现象的解释是否正确，也就是孟德尔提出的孟德尔对自由组合现象的解释是否正确，也就是孟德尔提出的假说是否正确？孟德尔设计了测交实验验证假说。假说是否正确？孟德尔设计了测交实验验证假说。F1 双隐性纯合子双隐性纯合子 黄色圆粒黄色圆粒 绿色皱粒绿色皱粒 假设孟德尔的假说假设孟德尔的假说是正确的，你能预测测是正确的，你能预测测交实验结果吗？交实验结果吗？ 测交后代测交后代 黄色黄色圆粒圆粒绿色绿色圆粒圆粒黄色黄色皱粒皱粒绿色绿色皱粒皱粒YyRryyrryr配子1

8、： 1 ： 1 ： 1YyRryyRrYyrryyrr1 ： 1 ： 1 ： 11 ： 1 ： 1 ： 1预期结果预期结果演演绎绎推推理理 进行实验进行实验 实验结果实验结果 黄色圆粒黄色圆粒黄色皱粒黄色皱粒绿色圆粒绿色圆粒绿色皱粒绿色皱粒实际籽粒数F1作母本31272626F1作父本24222526 实验结果实验结果 黄色圆粒黄色圆粒 黄色皱粒黄色皱粒绿色圆粒绿色圆粒绿色皱粒绿色皱粒实际籽粒数F1作母本31272626F1作父本24222526不同性状的数量比 1 ： 1 ： 1 ： 1分析结果得出结论分析结果得出结论得出结论得出结论 孟德尔所做的测交实验，无论是以孟德尔所做的测交实验，无论

9、是以F1作母本（正交）还是作母本（正交）还是F1作父本，实验结果都符合预期的设想，因此，孟德尔的假说是正作父本，实验结果都符合预期的设想，因此，孟德尔的假说是正确的。即：确的。即： 豌豆的圆粒和皱粒分别由遗传因子R、r控制,黄色和绿色分别由遗传因子Y、y控制。 在产生配子时,每对遗传因子彼此分离,不同对的遗传因子可以自由组合。 受精时,雌雄配子的结合是随机的。 【备注】验证孟德尔的假说或自由组合定律或显性个体是否是纯合子还【备注】验证孟德尔的假说或自由组合定律或显性个体是否是纯合子还是杂合子的最佳方法是测交实验，针对植物而言，最简便的方法是自交实验。是杂合子的最佳方法是测交实验，针对植物而言，

10、最简便的方法是自交实验。自由组合定律自由组合定律总结升华总结升华 孟德尔在他所研究的豌豆7对相对性状中，任取两对形状进行杂交实验，结果都是一样的。这种情况在其他生物体上也常常看到。后人把它归纳为孟德尔第二定律，又叫自由组合定律： 控制不同形状的遗传因子的分离和组合是 的；在形成配子时，决定同一形状的成对的遗传因子 ，决定不同形状的遗传因子 。 互不干扰互不干扰彼此分离彼此分离 自由组合自由组合 独立性独立性 同时性同时性 随机性随机性孟德尔实验方法的启示孟德尔实验方法的启示 在孟德尔发现遗传规律之前，一些研究杂交育种的专家对杂种后代出现性在孟德尔发现遗传规律之前，一些研究杂交育种的专家对杂种后

11、代出现性状分离的现象早已熟知，但是他们往往把一种生物的许多性状作为研究对象，状分离的现象早已熟知，但是他们往往把一种生物的许多性状作为研究对象，并且没有对实验数据做深入细致的统计学分析。并且没有对实验数据做深入细致的统计学分析。 孟德尔对杂交实验的研究也不是一帆风顺的。他曾花了几年时间研究山柳孟德尔对杂交实验的研究也不是一帆风顺的。他曾花了几年时间研究山柳菊，结果却一无所获。主要原因是：山柳菊没有既容易区分又可以连续观察菊，结果却一无所获。主要原因是：山柳菊没有既容易区分又可以连续观察到相对性状；当时没有人知道山柳菊有时进行有性生殖，有时进行无性生殖；到相对性状；当时没有人知道山柳菊有时进行有

12、性生殖，有时进行无性生殖；山柳菊的花小，难以做人工杂交实验。山柳菊的花小，难以做人工杂交实验。 【合作探究】 1.用豌豆作杂交实验的材料有哪些优点？这说明实验材料的选择在科学研究中起怎样的作用？ 2.如果孟德尔对相对性状遗传的研究，不是从一对到多对，他能发现遗传规律吗？为什么？ 3.如果孟德尔没有对实验结果进行统计学分析，他能不能作出对分离现象的解释吗？ 4.孟德尔对分离现象的解释在逻辑上环环相扣，十分严谨。他为什么还要设计测交实验进行验证呢？ 5.除了创造性地运用科学方法外，你认为孟德尔获得成功的原因还有哪些？孟德尔获得成功的原因孟德尔获得成功的原因 1.1.豌豆适于作杂交实验材料的优点有：

13、（豌豆适于作杂交实验材料的优点有：（1 1）具有稳定的易于）具有稳定的易于区分的相对性状，如高茎和矮茎，高茎高度在区分的相对性状，如高茎和矮茎，高茎高度在1.51.52.0 m2.0 m，矮茎，矮茎高度仅为高度仅为0.3 m0.3 m左右，易于观察和区分；（左右，易于观察和区分；（2 2）豌豆严格自花受粉，）豌豆严格自花受粉，在自然状态下可以获得纯种，纯种杂交获得杂合子；（在自然状态下可以获得纯种，纯种杂交获得杂合子；（3 3）花比较）花比较大，易于做人工杂交实验。孟德尔正是因为选用了豌豆做杂交实大，易于做人工杂交实验。孟德尔正是因为选用了豌豆做杂交实验，才能有效地从单一性状到多对性状研究生物

14、遗传的基本规律，验，才能有效地从单一性状到多对性状研究生物遗传的基本规律，才能对遗传实验结果进行量化统计，所以才能对遗传实验结果进行量化统计，所以科学地选择实验材料是科学地选择实验材料是科学研究取得成功的重要保障之一。科学研究取得成功的重要保障之一。 2.2.如果孟德尔只是研究多对相对性状的遗传，很难从数学统如果孟德尔只是研究多对相对性状的遗传，很难从数学统计中发现遗传规律，因为如果研究计中发现遗传规律，因为如果研究n n对相对性状，将会有对相对性状，将会有2 2n n个性状个性状组合，这是很难统计的，也很难从数学统计中发现问题，揭示生组合，这是很难统计的，也很难从数学统计中发现问题，揭示生物

15、的遗传规律。这也是前人在遗传杂交实验中留下的经验与教训，物的遗传规律。这也是前人在遗传杂交实验中留下的经验与教训，孟德尔恰恰借鉴了前人的遗传研究经验，改变实验方法，孟德尔恰恰借鉴了前人的遗传研究经验，改变实验方法，从简单从简单到复杂（即先研究一对相对性状，后研究多对相对性状这种单因到复杂（即先研究一对相对性状，后研究多对相对性状这种单因子变量）地进行观察、统计、分析实验结果，从而发现问题、提子变量）地进行观察、统计、分析实验结果，从而发现问题、提出假说、实验验证、得出结论。出假说、实验验证、得出结论。 3.3.如果孟德尔没有对实验结果进行如果孟德尔没有对实验结果进行统计学分析统计学分析，他很难

16、做出，他很难做出对分离现象的解释。因为通过统计，孟德尔发现了生物性状的遗对分离现象的解释。因为通过统计，孟德尔发现了生物性状的遗传在数量上呈现一定数学比例，这引发他揭示其实质的兴趣。同传在数量上呈现一定数学比例，这引发他揭示其实质的兴趣。同时这也使孟德尔意识到数学概率，也适用于生物遗传的研究，从时这也使孟德尔意识到数学概率，也适用于生物遗传的研究，从而将数学的方法引入对遗传实验结果的处理和分析。而将数学的方法引入对遗传实验结果的处理和分析。 4.4.作为一种正确的假说，不仅能解释已有的实验结果，还应作为一种正确的假说，不仅能解释已有的实验结果，还应该能够预测另一些实验结果。即采用了该能够预测另

17、一些实验结果。即采用了“假说假说演绎法演绎法”的研究的研究方法。方法。 5.5.扎实的知识基础和对科学的热爱。扎实的知识基础和对科学的热爱。孟德尔在维也纳大学进修学习时，通过对孟德尔在维也纳大学进修学习时，通过对自然科学的学习，使他具有生物类型是可变的，可以通过杂交产生新的生物类型等进化思想。自然科学的学习，使他具有生物类型是可变的，可以通过杂交产生新的生物类型等进化思想。同时孟德尔还学习数学，使他受到同时孟德尔还学习数学，使他受到“数学方法可以应用于各门自然科学之中数学方法可以应用于各门自然科学之中”的思想影响，产的思想影响，产生应用数学方法解决遗传学问题的想法，使孟德尔成为第一个认识到概率

18、原理能用于预测遗传生应用数学方法解决遗传学问题的想法，使孟德尔成为第一个认识到概率原理能用于预测遗传杂交实验结果的科学家。杂交实验结果的科学家。 严谨的科学态度。严谨的科学态度。孟德尔对杂交实验的研究是从观察遗传现象出发，提出问题，作孟德尔对杂交实验的研究是从观察遗传现象出发，提出问题，作出假设，然后设计实验验证假设的研究方法。这在当时是一种新的研究思路，光是豌豆的杂交出假设，然后设计实验验证假设的研究方法。这在当时是一种新的研究思路，光是豌豆的杂交实验，他就没有局限于对实验结果的简单描述和归纳。实验，他就没有局限于对实验结果的简单描述和归纳。 勤于实践。勤于实践。孟德尔在豌豆的遗传杂交实验研

19、究中，连续进行了孟德尔在豌豆的遗传杂交实验研究中，连续进行了8 8年的研究，并且对每年的研究，并且对每次实验的结果进行统计分析，从中发现了前人没有发现的问题和规律。次实验的结果进行统计分析，从中发现了前人没有发现的问题和规律。 敢于向传统挑战。敢于向传统挑战。孟德尔通过实验研究，提出了孟德尔通过实验研究，提出了“颗粒性遗传颗粒性遗传”的思想，这是对传的思想，这是对传统的遗传观念的挑战。统的遗传观念的挑战。孟德尔遗传规律的再发现孟德尔遗传规律的再发现遗传因子基因孟德尔发现命名约翰逊基因型表现型提出性状（遗传因子组合类型）（表现类型）控制等位基因相对性状显性性状隐性性状显性基因隐性基因（显性遗传因

20、子）（隐性遗传因子）控制控制（内因）（外因） + 环境因素非等位基因知识拓展知识拓展受精法受精法 显隐性法显隐性法 原理：原理： 已知个体的表现型，推导其基因型已知个体的表现型，推导其基因型 显性基因控制显性性状（显性基因控制显性性状（A A）；隐性基因控制隐性性状（）；隐性基因控制隐性性状（a)a)。 要表现显性性状，其基因组合至少含有一个显性基因。要表现显性性状，其基因组合至少含有一个显性基因。 要表现隐性性状，其基因组合不含有显性基因，即只含有要表现隐性性状，其基因组合不含有显性基因，即只含有隐性基因。隐性基因。例、例、 黑（黑（C）-白（白（c)，粗（，粗（R）-光（光（r) P 黑粗

21、黑粗 白粗白粗 F1 黑光黑光 白粗白粗C R ccRC rrccR 原理：原理： 受精作用是一个卵细胞和一个精子结合形成一个受精卵，具体受精作用是一个卵细胞和一个精子结合形成一个受精卵，具体是精子和卵细胞细胞膜融合后，精子头部的细胞核进入卵细胞内，精子是精子和卵细胞细胞膜融合后，精子头部的细胞核进入卵细胞内，精子的细胞质几乎不进入卵细胞内，精子的细胞核和卵细胞的细胞核融合，的细胞质几乎不进入卵细胞内，精子的细胞核和卵细胞的细胞核融合，发生细胞核物质重组。发生细胞核物质重组。 已知后代或亲本的隐性性状且必纯合，则其隐性基因来源和去路：已知后代或亲本的隐性性状且必纯合，则其隐性基因来源和去路：后

22、代一对隐性基因分别来自母本和父本；亲代的一对隐性基因中的一个后代一对隐性基因分别来自母本和父本；亲代的一对隐性基因中的一个基因传递给所有后代。基因传递给所有后代。rrcrrcccccRrRrRR Rr rr 粗粗 光光ccRR ccRr知识拓展知识拓展 代入法代入法 原理：原理： 已知后代（已知后代（F F）的表现型及其比例，计算出各相对性状的分离）的表现型及其比例，计算出各相对性状的分离比，椐下方案推断亲代的基因组合：比，椐下方案推断亲代的基因组合： 实例、实例、豌豆的黄色（豌豆的黄色（Y Y）对绿色（）对绿色（y y）呈显性；园粒（）呈显性；园粒（R R）对皱）对皱粒（粒（r r）呈显性，

23、此两对基因是独立分配的。甲豌豆黄色园粒与乙）呈显性，此两对基因是独立分配的。甲豌豆黄色园粒与乙豌豆杂交，其后代有四种表现型及比例是黄园：黄皱：绿园：绿豌豆杂交，其后代有四种表现型及比例是黄园：黄皱：绿园：绿皱皱=3=3：3 3：1 1：1 1，则乙豌豆的基因型是，则乙豌豆的基因型是YyrrYyrr。知识拓展知识拓展分散组合法分散组合法 1.1.原理：原理：分别位于两对或两对以上同源染色体上的两对或两对以上等位分别位于两对或两对以上同源染色体上的两对或两对以上等位基因控制的两对或两对以上相对性状的遗传是遵循基因的自由组合定律，各基因控制的两对或两对以上相对性状的遗传是遵循基因的自由组合定律，各对

24、相对性状（或等位基因）是独立遗传的，分别遵循基因的分离定律。同时对相对性状（或等位基因）是独立遗传的，分别遵循基因的分离定律。同时遗传时，在减数分裂形成配子时，在等位基因分离的同时，非同源染色体上遗传时，在减数分裂形成配子时，在等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的自由组合而自由组合，分别进入不同的配的非等位基因随着非同源染色体的自由组合而自由组合，分别进入不同的配子中去，独立地遗传给后代，导致性状的自由组合。子中去，独立地遗传给后代，导致性状的自由组合。 分散：分散： 将每对基因单独分开按基因的分离定律推出各自的分配情况（配子的类将每对基因单独分开按基因的分离定律推

25、出各自的分配情况（配子的类型、比例及概率；后代基因型的类型、比例及概率；表现型及性别类型、比型、比例及概率；后代基因型的类型、比例及概率；表现型及性别类型、比例及概率）。例及概率）。 自由组合：自由组合：将各种分配情况自由组合。将各种分配情况自由组合。 “ “类型类型”：独立遗传产生的配子的类型、基因型的类型以及表现型及性别：独立遗传产生的配子的类型、基因型的类型以及表现型及性别的类型分别自由组合。的类型分别自由组合。 “ “数数”：将独立遗传产生的配子、或基因型、或表现型、或表现型及性别：将独立遗传产生的配子、或基因型、或表现型、或表现型及性别的种数、比例和概率相乘积。的种数、比例和概率相乘

26、积。 2.2.适用范围：适用范围：基因自由组合中，已知亲本基因型，及后代分配情况。基因自由组合中，已知亲本基因型，及后代分配情况。知识拓展知识拓展分散组合法分散组合法 3.典型案例:已知豌豆黄色（Y）绿色（y）；园粒（R）皱粒（r） P 纯种黄色园粒 纯种绿色皱粒 YYRR yyrrF1 YyRr (=YyRrYyRr) 黄色园粒 F2 ？ 知识拓展知识拓展 第一步：分散第一步：分散分散组合法分散组合法F1YyRr类型种数比例概率配子类型种数比例概率基因型类型种数比例概率表现型F2Y y 2种种 1 ： 11/2 1/2R r 2种种 1 ： 11/2 1/2YY Yy yy 3种种 1 ：

27、2 ：11/4 1/2 1/4RR Rr rr 3种种 1 ： 2 ：11/4 1/2 1/4黄色黄色 绿色绿色 2种种 3 ： 1 3/4 1/4圆粒圆粒 皱粒皱粒 2种种 3 ： 1 3/4 1/4知识拓展知识拓展 第二步：自由组合第二步：自由组合分散组合法分散组合法1Y（1/2）1y（1/2）1R（1/2）1r（1/2）YRYryRyr1（1/4）111（1/4）（1/4）（1/4）22=2n n=22=4（n表示亲本基因型中等位基因的对数）表示亲本基因型中等位基因的对数）3 33=93=9（自交时（自交时3 3n n=3=32 2=9(n=9(n表示自交时亲本基因型中等位基因的对数）表

28、示自交时亲本基因型中等位基因的对数）1YY（1/4）2Yy（1/2）1yy（1/4）1RR（1/4）2Rr（1/2）1rr（1/4）YYRRYYRRYYRRYyRRYyRrYyrryyRRyyRryyrr1（1/16） 21242121（1/8）（1/16）（1/8）（1/4）（1/8）（1/16）（1/8）（1/16）2 22=42=4( (自交时自交时2 2n n=2=22 2=4(n=4(n表示自交时亲本基因型中等位基因的对数表示自交时亲本基因型中等位基因的对数) )3黄色黄色（3/4）1绿色绿色（1/4）3圆粒圆粒（3/4）3皱粒皱粒（1/4）黄色黄色圆粒圆粒黄色黄色皱粒皱粒绿色绿色圆粒圆粒绿色绿色皱粒皱粒9331（9/16）（3/16）（3/16）（1/16） YE-JUNTHANKS!