孟德尔的豌豆杂交实验（一）2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

必修2遗传与进化第一章遗传因子的发现第二章基因和染色体的关系第三章基因的本质第四章基因的表达第五章基因突变及其他变异第六章生物的进化人类怎样认识到基因的存在？基因是什么?基因是怎样行使其功能的？基因在传递过程中怎样变化？生物进化时基因频率如何变化？基因在哪里？第一章

遗传因子的发现第1节

孟德尔的豌豆杂交实验（一）孟德尔（G.J.Mendel,1822-1884）融合遗传: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。【思考】1.按照上述观点，红花豌豆和白花豌豆杂

交后，子代的豌豆花会是什么颜色？2.你同意上述观点吗?你的证据有哪些?融合遗传现代遗传学之父——孟德尔

格雷戈尔·孟德尔（1822-1884年），出生于奥地利。他通过数学统计的方法分析豌豆实验，提出遗传单位是遗传因子，发现了生物遗传学的两大基本规律。中学毕业后，考入大学继续学习，后因家境贫寒被迫中途辍学1840年21岁做了修道士1843-1847年29岁在维也纳大学进修自然科学和数学。毕业后回到修道院，选用豌豆、山柳菊、玉米等植物进行杂交试验，其中豌豆的杂交试验非常成功1851～1863年44岁发表论文；去世35年后，得到认可1865～1866年贰叁壹肆孟德尔发表论文之前进行了十年的研究工作，其中后8年是收集论文所用的数据，而最初的两年是选择最佳的实验材料。后人认为，为了选择到合适的实验材料，孟德尔有可能考虑过二十多种植物，为什么豌豆作为材料进行杂交实验最成功山柳菊玉米豌豆雄蕊的花药里有花粉，花粉中有精子。雌蕊下部的子房里有胚珠，胚珠里有卵细胞。花的基本结构传粉和受精受精后，胚珠发育为种子1.两性花∶某些被子植物的一朵花中，同时具有雌蕊和雄蕊，这种花称为两性花。雄蕊雌蕊花的类别豌豆花汉水丑生侯伟作品水稻花是两性花单性花是被子植物花的一类，与两性花相对，指一朵花中只有雄蕊或只有雌蕊的。雌蕊雄蕊玉米雌雄同株雌雄异株单性花2.单性花∶花的类别雌雄异株的植物杨树：雌株飞絮，雄株不飞絮；（绿化首选雄株）银杏：雌株结果，雄株不结果；豌豆用作遗传实验材料的优点豌豆是自花传粉、1自交：一朵花的花粉落在同一朵花的柱头上的过程闭花受粉的植物，因此授粉时没有外来花粉的干扰自然状态下一般为纯种。豌豆花的结构两性花豌豆用作遗传实验材料的优点豌豆是自花传粉、1自交：一朵花的花粉落在同一朵花的柱头上的过程闭花传粉的植物，自然状态下一般为纯种。豌豆花的结构两性花，便于形成纯种，能确保杂交实验结果的可靠性思考：植物的自交只有豌豆这样的自花传粉的形式吗？玉米雄花花粉落在同一植株的雌花上完成的传粉，也是自交。雌花雄花玉米雌雄同株异花自交杂交单性花思考：在自然状态下，玉米能够像豌豆一样保持严格的自交过程吗？在自然环境中，玉米可以自交也可以杂交，靠风力传播花粉。自然界的传粉过程很多花粉没能落到同种植物花的柱头上，同时又有很多柱头没有得到同种植物的花粉。玉米的果穗常有缺粒的，向日葵的籽粒常有空瘪的，这主要是由传粉不足引起的。为了弥补自然状态下传粉的不足，人们常常给植物进行人工授粉。人工授粉方法很多，其中一种是先采集花粉，然后将花粉涂抹在雌蕊的柱头上人工授粉百合花12345678910人工授粉手持授粉器自动授粉机人工授粉感受科技的魅力豌豆植株具有多对易于区分的相对性状。相对性状：一种生物的同一种性状的不同表现类型。如豌豆的红花和白花、水稻的抗病性和非抗病性、玉米的糯性和非糯性等。

。性状：是指生物的形态、结构和生理生化等特征的总称。如豌豆花的颜色、水稻的抗病性，玉米的糯性。种子形状子叶颜色花的颜色豆荚颜色豆荚形状花的位置茎的高度性状相对性状豌豆用作遗传实验材料的优点21.豌豆具有许多相对性状，这些性状既稳定又能明显区分，如种子形状有圆粒和皱粒、未成熟豆荚颜色有绿色和黄色等。下列性状中属于相对性状的是()。A.番茄的红果和黄果B.人的直发与黑发C.果蝇的长翅和灰身D.玉米的高茎和豌豆的矮茎学以致用相对性状：一种生物的同一种性状的不同表现类型。如豌豆的红花和白花、水稻的抗病性和非抗病性等。孟德尔从分析一对相对性状入手,每个杂交实验只关注一个相对性状，如用高茎豌豆与矮茎豌豆进行杂交时，只关注豌豆植株茎的高矮，而暂时忽略花色和种子形状等其他性状。一对相对性状的杂交实验高茎豌豆矮茎豌豆（高度1.5～2.0m）（高度0.3m左右）×一对相对性状的杂交实验思考：自然状态下，两株豌豆能杂交吗？如何让其杂交？♀去雄♂采集花粉传粉去雄套袋防止外来花粉的干扰传粉（雌蕊成熟时）套袋防止外来花粉的干扰父本母本雌蕊未成熟前套袋套袋豌豆人工异花传粉示意图3.豌豆花的大小和形态，容易去雄和人工授粉。4.生长周期短，易于栽培。后代个体数量多，便于统计。春播豌豆：一般在3–4月播种，6–7月即可收获，整个生长周期约90–110天（3–4个月）。

单株后代数量≈10–30荚

×4–8粒≈40–240粒种子豌豆用作遗传实验材料的优点玉米是雌雄同株植物，是单性花，所以无需人工去雄，但须在花未成熟时对雌花进行套袋处理，待花成熟后进行人工授粉，之后立即套袋。思考:如果选用玉来做遗传实验，在杂交技术上和豌豆的杂交技术有何不同？孟德尔在做人工杂交实验时实际是做了一组正反交实验。什么又是正反交呢？高茎植株作母本接受来自矮茎植株的花粉矮茎植株为母本接受来自高茎植株花粉的杂交过程一对相对性状的杂交实验标明了异花传粉的正反交的过程。豌豆人工异花传粉示意图P×F1高茎纯种矮茎纯种高茎思考：子一代的高茎性状是否只由母本决定?如何证明？F1高茎P×纯种矮茎纯种高茎正交反交正交与反交是相对的。➊若(♀)高茎×(♂)矮茎为正交➋则(♂)高茎×(♀)矮茎为反交一对相对性状的杂交实验1.观察实验，提出问题P×F1(自交)高茎F2矮茎高茎（1）为什么子一代都是高茎而没有矮茎？是矮茎性状消失了吗？（2）F1中的高茎个体和亲代的高茎个体相同吗？纯种矮茎纯种高茎具有相对性状的纯合亲本杂交,产生的子一代只显现一个性状:F1中显现出来的性状，叫作显性性状；F1中没有显现出来的性状，叫作隐形性状。性状分离：在杂种后代中，同时显现出显性和隐性性状的现象。一对相对性状的杂交实验P×F1(自交)高茎F2矮茎787

277高茎（3）F2中出现的3：1性状分离比是偶然的吗？纯种矮茎纯种高茎

P

高茎×

矮茎↓

F1

高茎↓⊗

F2

高茎

矮茎株数787

277

T=1064株比例2.84

:

1≈3：1一对相对性状的杂交实验孟德尔对其他6对相对性状也做了杂交实验，都得到类似结果：正、反交的结果总是相同的;孟德尔对其他6对相对性状也做了杂交实验，都得到类似结果：F1都仅表现其中一个亲本的性状,即显性性状;孟德尔对其他6对相对性状也做了杂交实验，都得到类似结果：F2出现性状分离现象，并且显性性状与隐性性状的数目比例均非常接3:1F2中出现3:1的性状分离比不是偶然的，是什么原因导致遗传性状在杂种后代中按一定比例分离呢？

孟德尔的伟大之处，在于他提出了几条假说，都是超越他所处时代的非凡设想。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：2.提出假设，解释现象对分离现象的解释显性遗传因子（大写字母）显性性状隐性遗传因子（小写字母）隐性性状决定高茎矮茎决定Dd（1）生物的性状是由遗传因子决定的。2.提出假设，解释现象控制一对相对性状的遗传因子同一字母的大小写表示。对分离现象的解释遗传因子的性质是相对独立的颗粒属性，既不会相互融合，也不会在传递中消失。每个遗传因子决定一个特定的性状。P高茎矮茎（2）体细胞中的遗传因子是

存在的。DDdd成对2.提出假设，解释现象对分离现象的解释纯合子：遗传因子组成相同的个体显性纯合子：体细胞中有成对显性遗传因子的个体，如高茎（DD）。隐性纯合子：体细胞中有成对隐性遗传因子的个体，如矮茎（dd）。杂合子：遗传因子组成不同的个体叫杂合子，如F1（Dd）显性遗传因子和隐形遗传因子同时存在时，表现为显性性状。F1中来自亲本的遗传因子颗粒性质，相对独立，产生配子时彼此分离。两个亲本杂交后，双亲的遗传物质会在子代体内发生混合，一旦混合就无法分开，也不能有规律的传递下去。对分离现象的解释融合遗传（3）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。配子中只含有

成对遗传因子的一个。VS汉水丑生侯伟作品DDddDdDdP配子F1高茎矮茎高茎×（1）生物的性状是由遗传因子决定的。（2）体细胞中的遗传因子是成对存在的。（3）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。（4）受精时，雌雄配子的结合是随机的2.提出假设，解释现象对分离现象的解释F1中成对的遗传因子遗传因子一个来自母本，一个来自父本。ddd高茎×高茎配子F1DdDdDDdd➊

遗传图解（交叉法）对分离现象的解释杂合子F1在形成配子时，可产生数量相等的D型和d型雄配子，其比例为1:1；也可产生数量相等的D型和d型雌配子，其比例为1:1。高茎×高茎配子F1F2DdDdDdDdddDDddDD对分离现象的解释雌雄配子随机结合:哪一种花粉与卵细胞结合是随机的。如豌豆D型雄配子，既可和D型雌配子结合，又可和d型雌配子结合，且结合成DD和Dd的机会相等。高茎×高茎配子F1Dd高茎×高茎配子F1F2高茎高茎矮茎DdDdDdDdddDDddDD对分离现象的解释因此,产生的F2中的遗合传因子便有3种组合方式:DD、Dd和dd,比例约为1:2:1。如果F2植株的数量足够多，那么，高茎和矮茎的两种豌豆在数量上的比例约为3:1。高茎高茎×高茎配子F1F2高茎高茎矮茎DdDdDdDdddDDddDD1:2:13:1DD：Dd

:

dd=高茎：矮茎=对分离现象的解释棋盘法对分离现象的解释思考1：F2的高茎植株中纯合子占

，杂合子占

。思考2：给你F2一株的高茎植株，如何通过实验证明其为纯合子还是杂合子？孟德尔的假说虽然合理地对一对相对性状的杂交实验结果进行了解释。但是没有直接证据证实其解释是否科学。在此前提下，他意识到可以尝试利用自己的假说预测新的杂交实验的结果，再进行实验来检验假说。对分离现象解释的验证思考：孟德尔验证其实验解释的关键点?假说3：在形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，配子中只含每对遗传因子的一个。假说4：受精时，雌雄配子结合是随机的。假说1：生物的性状是由遗传因子决定的。假说2：体细胞中遗传因子是成对存在的。对分离现象解释的验证按孟德尔的假说，杂合子F1(Dd)在产生数量相等的含D和d的配子，其比例是1:1。可见，只要验证这一点，即可证实对分离现象解释的假说的正确性。

DdDdF1配子高茎1：1对分离现象解释的验证思考：如何证明F1产生的配子的种类和比例?DdDdF1配子高茎1：1受当时技术限制，孟德尔不能直接观察到F1产生的两种配子。①D遗传因子和d遗传因子能直接观察到吗？②D和d控制的性状能在配子（精子和卵细胞）中表现出来吗？DdDdF1配子高茎1：1对分离现象解释的验证DDD若F1与纯合子高茎（只产生D一种配子）杂交，不论F1产生什么类型和比例的配子，后代全部为高茎，因此无法测出F1产生的配子的类型和比例，也就不能证明验证成对的遗传因子彼此分离的假说。DdDdF1配子高茎1：1对分离现象解释的验证ddd按照孟德尔提出的假说，表现出隐形性状的个体一定是隐性遗传因子组成的纯合子，只能产生一种含隐性遗传因子的配子，这种配子与F1配子结合产生的后代，能直接表现F1的配子含有的遗传因子所控制的性状。

对分离现象的解释演绎推理F1DdddDdDd配子高茎矮茎1:1F1子一代高茎隐性纯合子矮茎dddPX预期结果：测交后代高茎与矮茎的比例为1∶1

dd测交：用隐性个体产生的________________检测F1是否产生了____________的配子，从而检测F1形成配子时，______________。DdDdF1配子高茎dF1与隐性纯合子杂交。一种含d的配子D：d=1：1成对的因子是否分离孟德尔巧妙地设计了测交实验：遗传因子组成未知的显性个体与隐形纯合子进行杂交，称为测交(testcross)。测交子代表现的性状的种类和比例，正好反映被测个产生的配子的种类和比例，从而确定被测个体的遗传因子的组成。对分离现象解释的验证孟德尔通过测交实验，共获得166株测交后代，其中85株开紫花，81株开白花，两者接近1:1的预期比例。这一结果与孟德尔的理论假说完全相符。对分离现象解释的验证演绎推理实验验证孟德尔对7对相对性状分别做了7个测交实验，结果无一例外地得到接近1:1的分离比。这一事实有力地证明了孟德尔遗传因子分离的假说是正确的。对分离现象解释的验证1.分离定律的内容和实质

在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子

，不相

；在形成配子时，成对的遗传因子发生

，

后的遗传因子分别进入不同的配子中，随

遗传给后代。成对存在融合分离分离配子(1)真核生物；(2)有性生殖的生物；(3)细胞核遗传；

(4)一对相对性状的遗传；4.分离定律的适用范围：2.分离定律的核心内容：产生配子时，成对的遗传因子分离。3.分离定律的发生时间：形成配子时4.分析结果，得出结论对分离现象的解释观察现象提出问题为什么F2中出现3:1的性状分离比？提出假说遗传因子决定生物的性状遗传因子成对存在遗传因子在形成配子时分离雌雄配子在受精时随机结合演绎推理Dd×dd测交后代分离比为1:1实验验证实验结果与预测结果符合，说明假说正确得出结论假说成立对分离现象的解释设计、预测测交结果：进行测交实验：“纸上谈兵”“实际做实验”分离定律的发现过程F1全为高茎，F2中高茎与矮茎植株的比例约为3:1科学方法科学方法假说-演绎法P7假说—演绎法：在观察和分析基础上提出问题，通过推理和想象提出解释问题的假说，根据假说进行演绎推理，推出实验结果，再通过实验来检验。如果实验结果与预期结论相符，就证明假说是正确的，反之则说明假说是错误的。这是现代科学研究中常用的一种科学方法，叫做假说—演绎法。1.实验目的：通过模拟实验，理解

的分离和

的随机结合与

之间的数量关系，体验孟德尔的假说。遗传因子配子性状2.实验原理：（1）甲、乙两个小桶分别模拟：

。（2）甲、乙小桶内的彩球分别模拟：

。（3）用不同彩球的随机组合，模拟：

。雌、雄生殖器官雌雄配子的随机结合雄、雌配子