1、1.1 孟德尔孟德尔的豌豆杂交实验（一的豌豆杂交实验（一）（课时）（课时1）教学目标1.阐明分离定律，并能运用分离定律解释或预测一些遗传现象。2.通过对孟德尔一-对相对性状杂交实验的分析，培养归纳与演绎、抽象与概括的科学思维，体会假说一演绎法和孟德尔的创新思维。3.认同在科学探究中正确地选用实验材料、运用数学统计方法、提出新概念以及应用符号体系表达概念的重要性。人们曾经认为两个亲本杂交后，双亲的遗传物质会在子代体内发生混和，使子代表现出介于双亲之间的性状。就像把一瓶蓝墨水和一瓶红墨水倒在一起，混和液是另外一种颜色，再也无法分出蓝色和红色。这种观点也称作融合遗传。讨论：1.按照上述观点，当红花豌
2、豆与白花豌豆杂交后，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？粉色。按照融合遗传的观点，双亲的遗传物质会在子代体内发生混合，子代表现出介于双亲之间的性状,即红色和白色的混合色粉色。不同意。因为自然界的遗传现象并不是融合遗传的结果。例如，红花豌豆与白花豌豆杂交后，其后代仍出现红花或白花。格 雷 格 尔 孟 德 尔182218841822-1856出生于奥地利，21岁做修道士，29岁进修自然科学和数学1856-1864在修道院开始了长达八年的豌豆实验发现了生物遗传的基本规律1865-188443岁宣读植物杂交实验，去世15年，论文发表。35年后，得到认可。两大贡献 提出遗传单
3、位是遗传因子（现代遗传学上确定为基因）发现两大遗传规律（分离与自由组合定律）孟德尔生平两性花的花粉落在同一朵花的雌蕊柱头上的过程叫做自花传粉（自交）。豌豆花在未开放时就已经完成了受粉，称作闭花受粉，避免了外来花粉的干扰。1.豌豆是雌雄同株（两性花），是严格的自花传粉且闭花受粉植株，不受外来花粉的干扰。自然状态下永远是纯种，用豌豆做人工杂交实验，结果既可靠又容易分析。2.豌豆花冠大，容易人工去雄和授粉。豌豆是自花传粉、闭花受粉的植物。自然状态下一般都是纯种。甲甲乙乙自花传粉异花传粉自花传粉：两性花的花粉，落到 的雌蕊柱头上的过程，也叫 。同一朵花自交异花传粉：之间的传粉过程。两朵花异花传粉过程中
4、的亲本提供花粉的植株为接受花粉的植株为父本（）母本（）异花传粉玉米雄花的花粉落在同一植株的雌花的柱头上,所完成的传粉过程也属于自交。遗传学中的两个基本概念 性状（trait）：生物体所表现的形态结构、生理生化特征和行为方式等的统称。相对性状（relative trait）：一种生物的同一性状的不同表现类型。豌豆的7对相对性状（亲代）（子一代）（子二代）观察实验，提出问题u 为什么子一代全是高茎(无论正反交)?u为什么子二代中矮茎性状又出现了？孟德尔把F1中显现出来的性状，叫做显性性状（dominant trait），如高茎；未显现出来的性状，叫做隐性性状（recessive trait），如矮
5、茎。在杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象叫做性状分离。孟德尔通过对F2中不同性状的个体进行数量统计，发现在所得的1064株F2植株中，高茎787株，矮茎277株，高茎与矮茎的数量比接近31。uF2中出现31的性状分离比是偶然的吗？提出假说亲本子一代子二代787277(1)生物的性状是由遗传因子决定的显性性状：由显性遗传因子控制（用大写 D 表示）隐性性状：由隐性遗传因子控制（用小写 d 表示）(2)体细胞中遗传因子是成对存在的纯种高茎豌豆：纯种矮茎豌豆：DDdd纯合子：杂合子：F1高茎豌豆：Dd遗传因子组成相同的个体遗传因子组成不同的个体(3)生物体在形成生殖细胞配子时，成对的遗传因子
6、彼此分离，分别进入不同的配子中。配子中只含每对遗传因子的一个。(4)受精时，雌雄配子的结合是随机的。含遗传因子 D 的配子，既可以与含遗传因子 D 的配子结合，又可以与含遗传因子 d 的配子结合。（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：_。雌、雄生殖器官雌、雄配子生物在生殖过程中，雌、雄配子的随机结合性状分离比的模拟实验记录表次数甲乙组合12.合计次数D次 ，d次 。D次 ，d次 。DD次 ，Dd次 ，dd次 。统计数量比D:d=D:d=DD:Dd：dd=
7、（3）操作步骤取小桶并编号取小桶并编号 分装彩球分装彩球 混合彩球混合彩球 随机取球随机取球放回原小桶放回原小桶重复实验重复实验（4）分析结果，得出结论 彩球组合类型数量比：DDDddd_。彩球组合类型的数量比代表显、隐性性状数量比：显性隐性_。1:2:13:1（1）如果孟德尔当时只统计10株豌豆杂交的结果,他还能正确地解释性状分离现象吗?不能,因为实验统计的样本数目足够多,是孟德尔能够正确分析实验结果的前提条件之一。当对10株豌豆的个体做统计时,会出现较大的误差。（2）将模拟实验的结果与孟德尔的杂交实验结果比较，你认为孟德尔的假说是否合理？合理。因为甲、乙小桶内的彩球分别代表孟德尔杂交实验中
8、的雌雄配子，从两个桶内分别随机抓取一个彩球进行组合，实际上是模拟雌雄配子的随机组合，统计的样本数量也足够大，出现了3：1的结果。但孟德尔提出的假说是否正确还需要实验来验证。讨论：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。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。DdddDddDDdd高茎高茎杂种子一代杂种子一代高茎高茎隐性纯合子隐性纯合子矮茎矮茎矮茎矮茎P PF
9、 F1 1配子配子测交测交1 :1演绎推理XDdddDddDDdd高茎高茎杂种子一代杂种子一代高茎高茎隐性纯合子隐性纯合子矮茎矮茎矮茎矮茎P PF F1 1配子配子测交测交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11。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。实验验证X分离定律（law of segregation）：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
10、传给后代。得出结论第一组概念：孟德尔的豌豆遗传实验杂交、正交、反交、自交实验第二组概念：基于孟德尔的豌豆遗传实验的实验现象性状、相对性状、显性性状、隐性性状、性状分离第三组概念：基于孟德尔对分离现象的解释遗传因子、显性遗传因子、隐性遗传因子、纯合子、杂合子基因分离定律的概念梳理遗传因子 性状控 制不同形式显性遗传因子隐性遗传因子相对性状隐性性状显性性状控 制 控 制 纯合子杂合子不稳定遗传稳定遗传体细胞成对存在表现型自 交父本：提供精子（或供应花粉）的亲本，用符号“”表示。母本：提供卵细胞（或接受花粉）的亲本，用符号“”表示。亲本：父本、母本合称亲本，用大写字母“P”表示。杂交子一代：具有相对
11、性状的纯合亲本杂交后产生的第一代，用符号“F1”表示。杂交子二代：杂交子一代自交后产生的后代，用符号“F2”表示。配子：精子和卵细胞合称配子，精子称为雄配子，卵细胞称为雌配子。合子：精子和卵细胞融合形成的细胞，一般指受精卵。发现问题：无论正交和反交，F1都表现高茎，F2出现性状分离，分离比接近3:1生物体性状都是由遗传因子控制的。体细胞中，遗传因子成对存在配子形成时，成对的遗传因子分离，分别进入不同的配子（核心）受精时，雌雄配子的结合是随机的演绎推理：测交（预期结果）验证（实际结果）结果一致分离定律在生物的体细胞中，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
12、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适用范围:1、有性生殖生物2、真核生物3、细胞核遗传4、一对相对性状的遗传1.1.分离定律在育种中的应用分离定律在育种中的应用计算有关子代中纯合体与杂合体比例 水稻的抗稻瘟病性状由显性基因（R）控制，易感稻癌病性状由隐性基因（r)控制。表中表现的是杂合抗稻瘟病水稻（Rr）通过不断自交，逐代淘汰易感稻瘟病性状，获得纯种抗稻瘟病水稻的过程。请计算每一代经过淘汰后，抗病水稻中纯合体与杂合体所占比例，并思考自交法能否完全淘汰r基因。表中抗稻瘟病水稻（Rr)逐代自交淘汰易感癌病水稻后子代中纯合体和杂合体比例纯合体比例杂合体比例第1代1/3
13、2/3第2代第3代第4代第N代2.2.分离定律医学实践中的应用分离定律医学实践中的应用遗传风险预测遗传风险预测 人类有许多遗传病是由一对等位基因决定的，这些致病基因的存在给人类带来了人类有许多遗传病是由一对等位基因决定的，这些致病基因的存在给人类带来了许多困扰。许多困扰。资料资料11高度近视是指屈光度在高度近视是指屈光度在-6.0-6.0度以上、度以上、常常有常常有-10.0-10.0度以上的近视，患者在幼年时即度以上的近视，患者在幼年时即可出现近视。该病在我国的发生率约为可出现近视。该病在我国的发生率约为1/1001/100。李先生和王女士有个儿子患高度近视，他们很李先生和王女士有个儿子患高
14、度近视，他们很想知道如果再生一个孩子，其患高度近视的潜想知道如果再生一个孩子，其患高度近视的潜在风险，于是来到遗传门诊进行咨询。医生根在风险，于是来到遗传门诊进行咨询。医生根据他们提供的情况绘制了系谱图，并预测他们的第二个孩子患高度近视的概率是据他们提供的情况绘制了系谱图，并预测他们的第二个孩子患高度近视的概率是1/4(1/4(如图如图)。2.2.分离定律医学实践中的应用分离定律医学实践中的应用遗传风险预测遗传风险预测 资料资料22并指是较常见的一种遗传病，多见于并指是较常见的一种遗传病，多见于3-43-4指之间，指间指之间，指间有跤，未节指骨愈合，治疗时需手术分离和全厚皮移植。通过有跤，未节
15、指骨愈合，治疗时需手术分离和全厚皮移植。通过遗传咨询了解到右图中患儿的父母均有并指症状，但其姐姐手遗传咨询了解到右图中患儿的父母均有并指症状，但其姐姐手指正常。指正常。分析讨论分析讨论 1.1.结合资料判断，高度近视和并指分别是显性性状还是隐性性状？结合资料判断，高度近视和并指分别是显性性状还是隐性性状？2.2.医生预测李先生和王女士的第二个孩子患高度近视的概率是医生预测李先生和王女士的第二个孩子患高度近视的概率是1/4,1/4,依据是什么？依据是什么？自己周围有高度近视的朋友吗？请为他自己周围有高度近视的朋友吗？请为他/她提一些合理的用眼卫生建议。她提一些合理的用眼卫生建议。3.3.尝试将此
16、并指家庭的并指性状用系谱图表示，并为该家庭作出遗传咨询方案。尝试将此并指家庭的并指性状用系谱图表示，并为该家庭作出遗传咨询方案。u 基本符号：P（亲本）、F1（子一代）、F2（子一代）、X（杂交）、（自交）u 基本概念：相对性状：对一种生物的同一性状的不同表现类型，如高茎与矮茎；显性性状：把F1中显现出来的性状，如高茎；隐性性状：把F1中未显现出来的性状，如矮茎；显性遗传因子：决定显性性状的为显性遗传因子，用大写字母来表示；隐性遗传因子：决定隐性性状的为隐性遗传因子，用小写字母来表示；纯合子：遗传因子组成相同的个体叫纯合子；杂合子：遗传因子组成不同的个体叫杂合子；性状分离：在杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象；显性遗传因子显性性状隐性性状杂合子性状分离相对性状u 概念图：隐性遗传因子控制控制控制假说演绎法
