人教版高中生物必修2第1章第1节 孟德尔的豌豆杂交实验(一)课件(6).ppt

第1节孟德尔的豌豆杂交实验(一),孟德尔与遗传学定律孟德尔1822年出生于奥地利海因策道夫地区的一个贫苦农民家庭，他的父亲擅长园艺技术，在父亲的直接熏陶和影响下，孟德尔自幼就爱好园艺。从1851年到1853年，孟德尔在维也纳大学学习了4个学期，系统学习了植物学、动物学、物理学和化学等课程。经过整整8年(18561864)的不懈努力，终于在豌豆杂交实验的研究中取得了重要的成果，为遗传学的诞生和发展奠定了坚实的基础，他也因此被誉为“遗传学之父”。,请思考：1.孟德尔为什么采用豌豆作为杂交实验材料？2.孟德尔是如何从豌豆杂交实验中发现问题并分析问题得出正确结论的？,自主预习是系统掌握基础知识的前提，课前要求学生用15分钟阅读学习内容并自行完成基础梳理；合作探究是全面突破核心知识的关键，课堂引导学生用30分钟与同学讨论完成探究问题，对其疑惑之处进行点拨，师生互动全面突破知识重点难点！,1.豌豆的传粉方式(1)_且闭花受粉，在自然状态下，一般都是_。(2)在自然状态下不能进行杂交，只能进行_。,主题一豌豆杂交实验的处理方法,自花传粉,纯种,自交,2.豌豆的性状(1)相对性状：一种生物的_的_类型。(2)具有易于区分的_。,同一性状,不同表现,性状,【判一判】(1)豌豆的高茎和圆粒是一对相对性状。()【分析】判断两个性状是否为相对性状要从两个方面把握：两个性状是否为同一性状，如豌豆的高茎和圆粒就不属于同一性状(高茎和矮茎、圆粒和皱粒才属于同一性状)；两个性状是否为不同表现类型。(2)豌豆在自然状态下一般都是纯种。()【分析】由于豌豆的传粉方式是严格的闭花传粉，所以在自然状态下豌豆都是自交，长期的自交导致豌豆一般都是纯种。,请结合“人工异花传粉示意图”，思考下列问题：1.父本和母本的判断你是如何从图中判断出父本和母本的？提示：判断的方法有两种：一是图中用“”标出的是父本，用“”标出的是母本；二是根据花粉的来源和去向：供应花粉的是父本，接受花粉的是母本。,2.人工杂交的处理方法,防止母本进行自花传粉,防止外界花粉的干扰,将父本的花粉授予母本，达到杂交的目的,防止外界花粉的干扰,豌豆作为遗传学杂交实验材料的优点(1)进行自花传粉，且是严格的闭花受粉，所以在自然状态下豌豆是纯种，结果可靠且容易分析；(2)具有容易区分的相对性状，方便统计实验结果；(3)豌豆的生活周期短且容易栽培，一次产生的后代数量多，确保结果误差小。,【典题训练】如图是豌豆杂交实验的操作示意图。下列相关叙述中，错误的是()A.在自然状态下，豌豆不能进行如图所示的杂交过程B.高茎豌豆是父本，矮茎豌豆是母本C.对母本去雄时，应该在花蕊成熟以前D.人工传粉的时机是在雌蕊成熟以后，且传粉之后要套袋,【解题指南】(1)根据花粉的传播方向可以确定父本和母本(花粉的传播方向是父本母本)。(2)掌握去雄、传粉和套袋的目的和时机。【解析】选B。因为豌豆是严格的闭花受粉，所以在自然状态下豌豆只能进行自交，不可能进行如图所示的杂交过程。从剪刀和毛笔的操作以及花粉的传播方向可知，高茎豌豆为母本(去雄且接受花粉)，矮茎豌豆是父本(供应花粉)。去雄的时间是在花蕊成熟前，传粉的时间是在雌蕊成熟以后。无论是去雄后还是传粉后，都需要对母本花朵进行套袋。,【变式训练】一朵花中既有雄蕊也有雌蕊的花称为两性花。开两性花的植物在进行杂交时需要进行去雄。下列关于去雄及与之有关的说法不正确的是()A.待花完全成熟后进行去雄B.对作为母本的植株需要进行去雄C.去雄后需要及时套袋，以避免外来花粉的干扰D.去雄一定要做到彻底，不能遗留雄蕊【解析】选A。待花完全成熟后进行去雄已经失去了去雄的意义，因为此时花内已经完成了自花传粉(自交)，所以A项说法错误；去雄是去除母本花中的雄蕊，去雄后需要及时套袋，去雄要做到彻底，不能遗留雄蕊，所以B、C、D项说法都正确。,1.过程P(亲本)高茎矮茎(杂交)F1(子一代)高茎(自交)F2(子二代)高茎矮茎比例31,主题二一对相对性状的杂交实验,2.性状分离在_中，同时出现_和_的现象。,杂种后代,显性性状,隐性性状,【判一判】(1)纯合高茎豌豆和纯合矮茎豌豆杂交，无论哪个亲本当母本，所产生的后代都为高茎豌豆。()【分析】因为高茎对矮茎为显性，且高茎豌豆和矮茎豌豆都是纯合的，所以无论哪个亲本做母本，所产生的后代均为高茎豌豆。(2)亲本中的高茎豌豆自交，也会出现性状分离的现象。()【分析】由于亲本中的高茎豌豆是纯种，与自然状态下的纯种高茎豌豆自交结果一样，后代都是纯种高茎豌豆，不会出现性状分离的现象。,1.区分显性性状与隐性性状(1)两个具有相对性状的纯合个体杂交(性状分别用M和N表示)，其结果为MNM，请判断该对性状的显、隐性。提示：根据概念可知，具有相对性状的两个纯合亲本杂交，F1显现出来的性状为显性性状，未显现出来的性状为隐性性状，故M为显性性状，N为隐性性状。(2)如果某个体的性状为M(如本实验中高茎豌豆)，自交后代的性状为M和N(如高茎豌豆自交出现了高茎和矮茎)，能否判断哪个是显性性状？提示：能。M性状为显性性状，新出现的性状N为隐性性状。,2.分析性状分离现象(1)两纯种亲本杂交，F2中会出现什么现象？提示：F2中同时出现显性性状和隐性性状，该现象叫做性状分离。(2)研究一对相对性状时，F2中显性性状与隐性性状的分离比是多少？提示：显性性状隐性性状=31。,相对性状中显隐性的判断方法(1)根据子代的性状判断：具有不同(相对)性状的亲本杂交，若后代只表现一种性状，则表现出来的性状是显性性状，未表现出来的性状是隐性性状。具有相同性状的亲本杂交，若后代表现出新性状，则该新性状为隐性性状。(2)根据子代的性状分离比判断：具有相同性状的亲本杂交获得大量子代，若子代出现31的性状分离比，则分离比为3的性状是显性性状，分离比为1的性状为隐性性状。,【典题训练】如图所示为孟德尔关于豌豆的一对相对性状的杂交实验。下列相关判断错误的是(),A.两个亲本都是纯合子B.高茎对矮茎为显性C.F1自交产生的F2中既有高茎也有矮茎，这种现象叫性状分离D.两个亲本哪个作母本会影响实验结果【解题指南】(1)掌握根据子代判断性状显隐性的方法；(2)“无论用高茎豌豆作母本(正交)，还是作父本(反交)，杂交后产生的第一代总是高茎的”，据此可知，该实验哪个作母本不影响实验结果。,【解析】选D。该实验所用的两个亲本都是纯合的，这是该实验的重要条件之一，A正确。根据显性性状和隐性性状可知，纯合的具有相对性状的两个亲本杂交，子一代表现的性状为显性性状，故高茎对矮茎为显性，B正确。F1为显性杂合子，自交后代中既有显性个体也有隐性个体的现象叫性状分离，C正确。该实验的正、反交结果相同，故D错。,【变式训练】(2012济南高一检测)纯种甜玉米和纯种非甜玉米间行种植，收获时发现甜玉米的果穗上有非甜玉米子粒，而非甜玉米果穗上却无甜玉米子粒。原因是()A.甜是显性B.非甜是显性C.相互混染D.相互选择【解析】选B。若纯种甜玉米和纯种非甜玉米分别同株传粉，则后代性状仍然表现为各自亲本性状。但甜玉米与非甜玉米相互传粉后，非甜玉米果穗上无甜玉米子粒，即全部表现为非甜，说明非甜是显性性状，甜玉米果穗上出现非甜玉米子粒，也说明了非甜是显性性状。,主题三对分离现象的解释1.解释分离现象提出的假说下列几种观点中，属于孟德尔假说的是：_。生物的性状是由遗传因子决定的；遗传因子主要存在于细胞核中；在体细胞中遗传因子是成对存在的；,、,纯合子的配子中遗传因子单个存在，杂合子的配子中遗传因子成对存在；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中；受精时，雌雄配子的结合是随机的。,2.“性状分离比的模拟”实验(1)模拟内容：甲、乙两个小桶分别代表_。甲、乙两个小桶内的彩球分别代表_。用不同彩球的随机组合，模拟生物在生殖过程中，_。(2)分析结果得出结论：彩球组合类型及数量比为：DDDddd_。彩球组合代表的显、隐性性状及数量比为：显性隐性_。,雌雄配子的随机结合,121,31,雌、雄生殖器官,雌、雄配子,【判一判】(1)纯合高茎豌豆中的两个遗传因子DD是不可分离的。()【分析】无论是纯合子还是杂合子，成对的两个遗传因子都是可以分离的，分离过程发生在配子的形成过程中。(2)配子形成过程中成对遗传因子的分离是雌雄配子中遗传因子随机结合的基础。()【分析】无论是亲代还是子代，其体细胞中的遗传因子都是成对的。如果在配子形成过程中遗传因子不分离，配子中的遗传因子成对，则经过受精后子代体细胞中会有四个遗传因子。,对性状分离现象的解释(假说)如图是高茎豌豆和矮茎豌豆杂交实验的分析图解，请分析下列问题。,d,Dd,d,Dd,Dd,dd,DD,(1)请完善图中的遗传因子组成。(2)请你解释孟德尔在实验中发现的问题：F1中都是高茎豌豆，而F2中出现了性状分离且分离比接近31。,提示：因为F1的亲本有两种配子(含D和含d)，经过受精后形成的F1中只有一种遗传因子组成即Dd，故F1中全部为高茎豌豆。而F1在形成配子时由于D和d彼此分离，所以无论是雌配子还是雄配子都是两种，且各占1/2，再经过雌雄配子的随机结合后，F2的遗传因子组成及比例是：1/4DD、1/2Dd、1/4dd，其中1/4DD、1/2Dd表现为高茎，1/4dd表现为矮茎，故F2中高茎和矮茎之比接近31。,点拨：F1中的亲本均形成含D和d的两种配子，比例均为1/2。,从三个角度比较纯合子和杂合子(1)从概念的角度。纯合子的两个遗传因子相同，DD为显性纯合子，dd为隐性纯合子。杂合子的两个遗传因子不同，一个是显性的，另一个是隐性的，故杂合子的遗传因子组成中同时具有显性遗传因子和隐性遗传因子，即Dd。(2)从自交结果的角度。纯合子无论自交几代，其后代无论是遗传因子组成还是性状表现总是与亲本相同，即保持不变。但杂合子的自交情况则不同，下面以杂合高茎豌豆(Dd)为例进行分析。,纯合子(DD+dd)=1-1/2n显性(隐性)纯合子=1/2(1-1/2n)杂合子、纯合子所占比例可用曲线表示如下：,(3)从判断方法的角度。纯合子和杂合子最好用自交的方法进行判断，如果自交后代中发生了性状分离则为杂合子，如果自交后代中不发生性状分离则为纯合子。,【典题训练】下列是红花豌豆和白花豌豆杂交图解(相关基因用A和a表示)。下列相关叙述中错误的是(),A.亲本中的两个个体都是纯合的B.F1和F2中所有的红花植物都是杂合子C.F1连续自交两代，杂合子的比例为1/4D.F3与F2相比，白花所占的比例增大【解题指南】(1)首先要正确判断这对性状的显隐性。两个亲本杂交得到的F1表现的性状为显性性状(红花)，也可以根据F2中的部分红花自交出现性状分离判断红花为显性。(2)然后确定一些个体的遗传因子组成，判断的理由就是自身的性状以及上一代或下一代的性状。,【解析】选B。两个亲本杂交所得的F1全部是红花，由此可以判断红花对白花为显性，且两个亲本均为纯合子，A正确。F1自交后代中既有红花也有白花，所以F1为杂合子，但F2中的红花植株自交，后代中有的全部是红花，有的既有红花也有白花，所以在F2中的红花植株中既有纯合子也有杂合子，B错误。F1为杂合子，连续自交两代，杂合子的比例=1/22=1/4，C正确。从F1算起，每自交一次，后代中杂合子的比例要变小，所以纯合子的比例要提高，故F3与F2相比，白花所占的比例增大。,【互动探究】(1)从图中哪些方面可以判断出性状的显、隐性？提示：从亲本杂交得F1可以判断(根据概念判断)；从F1及F2中的部分红花植株自交结果可以判断，因为发生了性状分离。(2)如果只有红花杂合子(Aa)，用该材料培育纯合红花个体，可采用什么方法？提示：可以采用自交的方法，因为杂合子自交可以提高纯合子的比例，这种方法广泛用于作物育种中。,(3)F3中红花植株中纯合子的比例是多少？提示：F1自交形成的F2中，红花植株中纯合子占1/3即1/3AA，杂合子占2/3，即2/3Aa。1/3AA自交后代都是AA,占1/3，2/3Aa自交后代中有1/6AA和1/3Aa，所以纯合子的比例=(1/3+1/6)(1/3+1/6+1/3)=3/5。,主题四对分离现象解释的验证及分离定律1.对分离现象解释的验证(1)方法：_，即让F1与_杂交。,测交,隐性纯合子,(2)测交实验图解：,F1,隐性纯合子,高茎,矮茎,测交,配子,测交后代,比例,高茎,矮茎,1,1,：,(3)结论：测交后代分离比接近_，证实了F1是_，产生_两种配子，配子比例是_。,11,杂合子,D和d,11,2.分离定律的内容(1)描述对象：_。(2)发生时间：在形成_时。(3)实质：控制同一性状的成对的_发生分离，分离后的_分别进入不同的配子中，随_遗传给后代。,遗传因子,配子,遗传因子,遗传因子,配子,【判一判】(1)性状的分离决定了遗传因子的分离。()【分析】性状与遗传因子的关系是：遗传因子决定性状，性状是遗传因子的外在表现。所以，遗传因子的分离决定了性状的分离。(2)测交实验一定有隐性纯合子参加。()【分析】孟德尔设计的测交实验是利用F1与隐性纯合子进行杂交，测交实验一定有隐性纯合子的参与。,1.测交实验的设计及其作用(1)测交实验的一方是F1，另一方必须是什么个体？孟德尔设计该实验的主要目的是什么？提示：测交的另一方必须是隐性纯合个体。孟德尔设计测交实验的主要目的是验证对杂交实验结果(性状分离)的解释是否正确。他提出的遗传因子在配子形成过程中彼此分离的假说不一定具有普遍性，所以设计另外的实验，在实验前就根据自己的假说预测结果(演绎)，再通过实验观察结果是否与自己的预测一致。,(2)测交后代中显、隐性性状的比例是11，这与F1产生的不同配子比例有什么关系？提示：测交后代中显、隐性性状的比例与F1产生的配子比例相同，测交后代不同性状的比例等于F1产生不同配子的比例。,2.剖析“假说演绎法”(1)孟德尔在利用“假说演绎法”进行实验的过程中，什么是“假说”阶段？提示：孟德尔完成了杂交实验后，发现了性状分离的现象，然后提出四个观点对该现象进行解释，这就是“假说”阶段。(2)什么是“演绎”，为什么要进行“演绎”？提示：“假说”不一定正确，不一定具有普遍性，所以还需要“演绎”，他设计了测交实验后，在出现实验结果前，根据自己的假说对实验结果进行预测，这就是“演绎”。如果“演绎”的结果与真正的实验结果一致，说明对杂交实验的解释是正确的，具有普遍性，否则就是错误的。,3.遗传定律的应用如图为某种常染色体遗传病系谱图。如果相关遗传因子用A、a表示，请思考：,(1)该遗传病是显性遗传病还是隐性遗传病？提示：根据5和6都是患者但却生育出正常的孩子(父母是一种性状，孩子显现出另一种性状)，可以判断该遗传病为显性性状，正常为隐性性状。(2)5和6的遗传因子组成是怎样的？他们再生育一个患病孩子的概率是多少？提示：由于5和6都是患者且生有正常的孩子，所以可以判断5和6都是杂合子，遗传因子组成都是Aa。AaAa1/4AA+1/2Aa+1/4aa，其中(1/4AA+1/2Aa)为患者，占3/4，即他们再生育一个患病孩子的概率为3/4。,1.自交、测交、杂交的应用,2.基因分离定律的适用范围(1)进行有性生殖生物的性状遗传；(2)真核生物的性状遗传；(3)细胞核遗传；(4)一对相对性状的遗传。,【典题训练】如图为山羊的毛色遗传图解(相关基因用A和a表示)，下列相关叙述中，错误的是(),A.白色对黑色为显性B.图中黑色山羊均为纯合子C.4和5再生一个白色雄性山羊的概率为3/4D