1、第一章第一章 遗传因子的发现遗传因子的发现第第2节节 孟德尔的豌豆杂交实验（二）孟德尔的豌豆杂交实验（二）必修二必修二 遗传与进化遗传与进化观察花园里的豌豆植株，孟德尔发现就观察花园里的豌豆植株，孟德尔发现就子叶颜色子叶颜色和和种子形状种子形状来来看，包括两种类型：一种是看，包括两种类型：一种是的，一种是的，一种是的的。问题探讨问题探讨决定子叶颜色的遗传因子和决定种子形状的遗传因子具有一定的独决定子叶颜色的遗传因子和决定种子形状的遗传因子具有一定的独立性立性,二者的分离和组合是互不干扰的、因此它们之间不会相互影响。二者的分离和组合是互不干扰的、因此它们之间不会相互影响。2.2.黄色的豌豆一定是
2、饱满的、绿色的豌豆一定是皱缩的吗？黄色的豌豆一定是饱满的、绿色的豌豆一定是皱缩的吗？1.1.决定子叶颜色的遗传因子对决定种子形状的遗传因子会不会有影响呢？决定子叶颜色的遗传因子对决定种子形状的遗传因子会不会有影响呢？不一定。在生活中，也可以看到黄色皱缩的不一定。在生活中，也可以看到黄色皱缩的豌豆豌豆及及绿色饱满的豌豆。绿色饱满的豌豆。F F2 2个体数：个体数：315 108 101 32 9 3 3 1P P 黄色圆粒黄色圆粒绿色皱粒绿色皱粒F F1 1 黄色圆粒黄色圆粒黄色黄色圆圆粒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一、孟德尔一、孟德尔两对两对相对性状的杂交实验相对性状的杂
3、交实验观察实验，提出问题观察实验，提出问题实验现象：实验现象：1.F1全为黄色圆粒全为黄色圆粒，说明显性说明显性性状性状为为_、_2.F2中出现了不同中出现了不同性状性状之间的组合，之间的组合，出现了亲本没有的性状组合（出现了亲本没有的性状组合（重组重组类型类型）。）。亲本类型：亲本类型：重组类型：重组类型：黄色黄色圆粒圆粒重组性状（重组型）即亲重组性状（重组型）即亲本性状之外的新性状。本性状之外的新性状。F F2 2个体数：个体数：315 108 101 32 9 3 3 1P P 黄色圆粒黄色圆粒绿色皱粒绿色皱粒F F1 1 黄色圆粒黄色圆粒黄色黄色圆圆粒粒黄色黄色皱粒皱粒绿色绿色圆粒圆粒
4、绿色绿色皱粒皱粒一、孟德尔一、孟德尔两对两对相对性状的杂交实验相对性状的杂交实验观察实验，提出问题观察实验，提出问题 4.4.9 93 33 31,1,这与一对相对性状的这与一对相对性状的 分离比分离比3 3：1 1有数学联系吗有数学联系吗?1.F1.F1 1为什么全是黄色圆粒？为什么全是黄色圆粒？2.2.F F2 2为什么会出现新的性状组合？为什么会出现新的性状组合？3.3.F F2 2中的黄圆：黄皱：绿圆：绿皱中的黄圆：黄皱：绿圆：绿皱 为什么接近为什么接近9 9：3 3：3 3：1 1？控制颜色和形状的两对遗传因子是独立遗传控制颜色和形状的两对遗传因子是独立遗传,互不干扰的互不干扰的分析
5、：分析：种子种子颜色颜色黄色：显性黄色：显性绿色：隐性绿色：隐性种子种子形状形状圆粒：显性圆粒：显性皱粒：隐性皱粒：隐性形状形状：圆粒：圆粒：皱粒：皱粒：黄黄:绿绿 3:1颜色颜色：黄色：黄色：绿色：绿色：圆圆:皱皱 3:1315+108=423 101+32=133315+101=416108+32=140一、孟德尔一、孟德尔两对两对相对性状的杂交实验相对性状的杂交实验观察实验，提出问题观察实验，提出问题F F2 2个体数：个体数：315 108 101 32 9 3 3 1P P 黄色圆粒黄色圆粒绿色皱粒绿色皱粒F F1 1 黄色圆粒黄色圆粒黄色黄色圆圆粒粒黄色黄色皱粒皱粒绿色绿色圆粒圆粒
6、绿色绿色皱粒皱粒结论：结论：每一对相对性状的遗传都每一对相对性状的遗传都遵循遵循 分离定律分离定律 每一对相对性状的传递规律仍然遵循着基因的分离定律。但是把两对性状联系在一起分析，但是把两对性状联系在一起分析，F F2 2表现出四种表现出四种性状：性状：黄圆：黄圆：黄皱黄皱：绿圆绿圆：绿皱：绿皱93319331 针对这一现象孟德尔又作何解释呢？针对这一现象孟德尔又作何解释呢？9 9：3 3：3:13:1与（与（3 3：1 1）有联系吗）有联系吗?（黄色：绿色）X（圆粒：皱粒）（3：1）X（3：1）黄圆：黄皱：绿圆：绿皱9:3:3:19:3:3:1种子种子颜色颜色F F2 2个体数：个体数：31
7、5 108 101 32 9 3 3 1P PF F1 1二、对自由组合现象的解释二、对自由组合现象的解释黄色：黄色：Y绿色：绿色：y种子种子形状形状圆粒：圆粒：R皱粒：皱粒：rYYYyRryyRR rr分析问题，提出假说分析问题，提出假说（1）遗传因子决定性状）遗传因子决定性状配子配子YRyr（2）产生配子）产生配子产生配子时，每对遗传因子彼此分离，产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子自由组合。不同对的遗传因子自由组合。思考：思考：F1产生的配子有几种？产生的配子有几种？遗传因子遗传因子YyRrYRyRyrYr 黄色圆粒黄色圆粒绿色皱粒绿色皱粒 黄色圆粒黄色圆粒黄色黄色圆圆粒粒
8、黄色黄色皱粒皱粒绿色绿色圆粒圆粒绿色绿色皱粒皱粒41:1:1:1F F1 1产生配子有产生配子有_种，种，每种比例为每种比例为_表现型表现型_种种 基因型基因型_种种其中亲本类型其中亲本类型2 2种，重组类型种，重组类型2 2种。种。F F1 1黄圆黄圆YyRr配子配子YRYryRyrYRYryRyrF2yyrryyRRyyRrYyRRYyRrYyRrYYRRYYrrYyRRYyRrYyRrYYRrYYRr？yyRrYyrrYyrr受精时，雌雄配子的结合方式有受精时，雌雄配子的结合方式有_种种16169 94 4 9 9331331（3 3）受精时，雌雄配子的结合是随机的。）受精时，雌雄配子的
9、结合是随机的。黄圆黄圆绿圆绿圆黄皱黄皱绿皱绿皱2Yyrr2yyRr2YyRR1YYrr1yyRR1YYRRyyrr2YYRr4YyRrY_R_yyR_Y_rr9331双显性双显性9/16一隐一一隐一显显3/16双隐性双隐性1/16一显一一显一隐隐3/161yyrr棋盘棋盘法法F F1 1黄圆黄圆黄圆黄圆 黄皱黄皱 绿圆绿圆 绿皱绿皱绿皱绿皱P P 黄圆黄圆YYRRYYRRyyrrYyRrF F2 2重组重组类型类型亲本亲本类型类型重组重组类型类型亲本亲本类型类型要得到遗传因子组成为要得到遗传因子组成为YyRrYyRr的黄色圆粒豌豆的黄色圆粒豌豆，亲代亲代除黄色圆粒和绿色皱粒外，还除黄色圆粒和绿
10、色皱粒外，还可以可以有哪些类型？有哪些类型？F F1 1黄圆黄圆黄圆黄圆 黄皱黄皱 绿圆绿圆 绿皱绿皱绿绿圆圆P P 黄黄皱皱YYYYrryyRRRRYyRrF F2 2重组重组类型类型亲本亲本类型类型重组重组类型类型亲本亲本类型类型如果不用字母，而是用中文或英文的词或句子来代表遗传因子如果不用字母，而是用中文或英文的词或句子来代表遗传因子，图图该怎样呈现？用字母作为符号，在孟德尔的推理过程中起到了该怎样呈现？用字母作为符号，在孟德尔的推理过程中起到了什么作用？什么作用？1.验证验证方法方法 2.过程过程三、对自由组合现象解释的验证三、对自由组合现象解释的验证测交测交:杂种子一代杂种子一代 隐
11、性纯合子隐性纯合子 黄色圆粒黄色圆粒 绿色皱粒绿色皱粒 YyRryyrr配子配子yRyr黄圆黄圆 黄皱黄皱 绿圆绿圆 绿皱绿皱1 ：1 :1 ：1测交测交后代后代 YRyrYrYyrryyRrYyRryyrr测交结果预测：测交结果预测：四种基因型四种基因型四种表现型四种表现型比例比例1:1:1:1让让F1与与_杂交杂交 双隐性纯合子双隐性纯合子（设计实验、验证假说）F1遗传组成为遗传组成为_，是，是_合子；合子；F1产生四种类型的产生四种类型的配子配子YR、Yr、yR、yr，比例为比例为_F1形成配子时，成对的遗传因子形成配子时，成对的遗传因子_，不成对的遗传，不成对的遗传因子因子_。3.结果
12、结果P114.结论结论彼此分离彼此分离自由组合自由组合表现型表现型项目项目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子实际子粒数粒数F1作母本作母本31272626F1作父本作父本24222526不同性状数量比不同性状数量比1 :1 :1 :1YyRr杂杂1:1:1:1三、对自由组合现象解释的验证三、对自由组合现象解释的验证（设计实验、验证假说）四、自由组合定律四、自由组合定律内容内容控制不同性状的遗传因子的分离和组合是控制不同性状的遗传因子的分离和组合是_的；的；在在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此_，决定决定
13、不同性状的遗传因子不同性状的遗传因子_。互不干扰互不干扰分离分离自由组合自由组合适用条件：进行适用条件：进行有性生殖的真核生物有性生殖的真核生物的的两对或两对以上两对或两对以上相对性状的相对性状的细胞核细胞核遗传。遗传。Q:Q:如何验证两对相对性状的遗传是否遵循自由组合定律？如何验证两对相对性状的遗传是否遵循自由组合定律？自交法自交法 测交法测交法双杂合子双杂合子双杂合子双杂合子 双杂合子隐性纯合子双杂合子隐性纯合子9:3:3:19:3:3:11:1:1:11:1:1:1判断：判断：自由组合指的是雌雄配子的自由组合（自由组合指的是雌雄配子的自由组合（）小结小结 提出问题提出问题 作作出假说出假
14、说 演绎推理演绎推理 实验验证实验验证 得出结论得出结论两对相对性状的杂交实验两对相对性状的杂交实验对自由组合现象的解释对自由组合现象的解释假假 说说 演演 绎绎 法法设计测交实验设计测交实验基因的自由组合定律基因的自由组合定律实施测交实验实施测交实验五五、孟德尔实验方法的启示孟德尔实验方法的启示书本书本P12P12思考讨论思考讨论 在在孟德尔发现遗传规律之前，一些研究杂孟德尔发现遗传规律之前，一些研究杂交育种的专家对杂交后代中出现性状分离的交育种的专家对杂交后代中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现象早已熟知，但是他们往往把一种生物的许多性状许多性状同时作为研究对象，并且同
15、时作为研究对象，并且没有没有对实对实验数据做深入的验数据做深入的统计学统计学分析。分析。孟德尔对杂交实验的研究也不是一帆孟德尔对杂交实验的研究也不是一帆风顺的。他曾花了几年的时间研究山柳菊，结风顺的。他曾花了几年的时间研究山柳菊，结果并不理想。果并不理想。主要原因是：（主要原因是：（1 1）没有易于区分的相对性状；）没有易于区分的相对性状；（2 2）有时进行有性生殖，有时进行无性生殖；）有时进行有性生殖，有时进行无性生殖；（3 3）花小，难人工杂交）花小，难人工杂交 综上所述，孟德尔获得成功的原因有哪些？综上所述，孟德尔获得成功的原因有哪些？山柳菊花很小，进行有性、无性山柳菊花很小，进行有性、
16、无性生殖，缺乏易区分又可连续观察生殖，缺乏易区分又可连续观察相对的性状相对的性状1.用豌豆作杂交实验的材料有哪些优点？这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着怎样说明实验材料的选择在科学研究中起着怎样的作用？的作用？2.如果孟德尔没有对实验结果进行统计分析，如果孟德尔没有对实验结果进行统计分析，他能不能对分离现象做出解释？他能不能对分离现象做出解释？3.孟德尔对分离现象的解释在逻辑上环环相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扣，十分严谨。他为什么还要设计测交实验进行验证呢？进行验证呢？4.孟德尔使用不同的字母作为代表不同遗传
17、孟德尔使用不同的字母作为代表不同遗传因子的符号，这与他在大学进修过数学有没因子的符号，这与他在大学进修过数学有没有关系？这对他进行逻辑推理有什么帮助？有关系？这对他进行逻辑推理有什么帮助？5.你认为孟德尔成功的原因还有哪些？你认为孟德尔成功的原因还有哪些？五五、孟德尔实验方法的启示孟德尔实验方法的启示1.豌豆适于作杂交实验材料的优点有豌豆适于作杂交实验材料的优点有:(1)具有稳定的易于区分的相对性状具有稳定的易于区分的相对性状,如高茎和矮茎如高茎和矮茎,高茎高度为高茎高度为1.5-2.0 m,矮茎高度仅为矮茎高度仅为0.3m左右左右,易于观察和区分易于观察和区分;(2)豌豆严格自花传粉豌豆严格
18、自花传粉,在自然状态下可以获得纯种在自然状态下可以获得纯种,纯种杂交可获纯种杂交可获得杂合子得杂合子;(3)豌豆花比较大豌豆花比较大,易于做人工杂交实验易于做人工杂交实验。孟德尔孟德尔正是因为选用了豌豆做杂交实验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才能对遗传实验结果进行量化统计统计。若若孟德尔一味地用山柳菊做实验孟德尔一味地用山柳菊做实验,就很可能揭示不了生物遗传的规就很可能揭示不了生物遗传的规律律,所以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。所以科学地选择
19、实验材料是科学研究取得成功的重要保障之一。2.如果孟德尔没有对实验结果进行统计学分析如果孟德尔没有对实验结果进行统计学分析,他很难对分离现象他很难对分离现象作出解释。因为通过数学统计作出解释。因为通过数学统计,孟德尔发现了生物性状的遗传在数孟德尔发现了生物性状的遗传在数量上呈现一定的数学比例量上呈现一定的数学比例,这引发他揭示其实质的兴趣。同时这也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,从而将数学方从而将数学方法引人对遗传实验结果的处理和分析中法引人对遗传实验结果的处理和分析中。3.一种正确的假说一种正确的假说
20、,仅能解释已有的实验结果是不够的仅能解释已有的实验结果是不够的,还应该能够还应该能够预测另外一些实验的结果预测另外一些实验的结果,并通过实验来验证并通过实验来验证,如果实验结果与预测如果实验结果与预测相符相符,就可以认为假说是正确的就可以认为假说是正确的;反之反之,则认为假说是错误的。孟德则认为假说是错误的。孟德尔基于他对豌豆杂交实验作出的假说尔基于他对豌豆杂交实验作出的假说,设计测交实验设计测交实验,其实验结果与其实验结果与预测相符预测相符,由此证明自己提出的假说是正确的。由此证明自己提出的假说是正确的。4、有关系。数学包含许多符号、有关系。数学包含许多符号,数学符号也被普遍应用于概括、数学
21、符号也被普遍应用于概括、表述和研究数学的过程中。孟德尔创造性地应用符号体系表述和研究数学的过程中。孟德尔创造性地应用符号体系,并用并用于表达抽象的科学概念于表达抽象的科学概念,和应用数学符号研究数学有异曲同工之和应用数学符号研究数学有异曲同工之妙妙,这与他曾在大学进修过数学有关。数学符号能简洁、准确地这与他曾在大学进修过数学有关。数学符号能简洁、准确地反映数学概念的本质。孟德尔用这种方法反映数学概念的本质。孟德尔用这种方法,也更加简洁、准确地也更加简洁、准确地反映抽象的遗传过程反映抽象的遗传过程,使他的逻辑推理更加顺畅。使他的逻辑推理更加顺畅。5.(1)扎实的知识基础和对科学的热爱。孟德尔在维
22、也纳大学进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时修时,通过对自然科学的学习通过对自然科学的学习,使他具有生物类型是可变的、可以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”的思想影响的思想影响,产生应用数学方法解决遗传学问题的想法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认识到概率原理能用于预测遗传杂交实验结果的科学
23、家(2)严谨的科学态度。孟德尔对杂交实验的研究是从观察遗传严谨的科学态度。孟德尔对杂交实验的研究是从观察遗传现象出发现象出发,提出问题提出问题,作出假设作出假设,然后设计实验验证假设的研究方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法。这在当时是一种新的研究思路,光是腕豆的杂交实验光是腕豆的杂交实验,他就他就没有局限于对实验结果的简单描述和归纳。没有局限于对实验结果的简单描述和归纳。3)创造性地应用科学符号体系。科学符号体系能够更简洁、准创造性地应用科学符号体系。科学符号体系能够更简洁、准确地反映抽象的遗传过程。确地反映抽象的遗传过程。4)勤于实践。孟德尔在碗豆杂交实验中勤于实
24、践。孟德尔在碗豆杂交实验中,连续进行了连续进行了8年的研究年的研究,并且对每次实验的结果进行统计分析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从中发现了前人没有发现的问题和规律。现的问题和规律。(5)敢于向传统挑战。孟德尔通过实验研究敢于向传统挑战。孟德尔通过实验研究,提出了提出了“颗粒遗传颗粒遗传”的思想的思想,这是对传统遗传观念的挑战。这是对传统遗传观念的挑战。总结：总结：1.1.正确选材正确选材：豌豆豌豆五五、孟德尔实验方法的启示孟德尔实验方法的启示2.2.研究研究方法正确：方法正确：由简单到复杂由简单到复杂（由单由单因素到因素到多多因素）因素）3.3.统计统计方法正确：方法
25、正确：采用采用统计学统计学进行统计进行统计4.4.科学科学的实验程序：的实验程序：假说假说演绎法演绎法(即即一对一对相对性状相对性状到到两对或两对以上两对或两对以上相对性状相对性状)创新性地设计了创新性地设计了测交测交实验，证实了对实验现象的解释，实验，证实了对实验现象的解释，验证了假说的正确性。验证了假说的正确性。自由组合定律小结自由组合定律小结1 1、发生时间、发生时间形成形成 配子配子时。时。2 2、遗传因子的关系、遗传因子的关系控制不同性状控制不同性状的遗传因子的分离和组合是的遗传因子的分离和组合是互不干扰互不干扰的。的。3 3、实质、实质决定同一性状的成对的遗传因子决定同一性状的成对
26、的遗传因子彼此分离彼此分离，决定不同性，决定不同性状的遗传因子状的遗传因子自由组合自由组合。（1）进行有性生殖的真核生物。4 4、适用范围、适用范围（2）细胞核内的遗传因子。（3）两对或两对以上控制不同相对性状的遗传因子（独立遗传）。对点训练对点训练:基因的自由组合定律发生于下图中哪个过程基因的自由组合定律发生于下图中哪个过程A B C D D5.5.自由组合定律的自由组合定律的“三性三性”同时性：决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离与决定不同性状的遗传因子的自由组合是同时进行的。独立性：决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离与决定不同性状的遗传因子的自由组合，互不干扰。普遍性：自由组合定律广泛
27、适用于生物界。I.I.孟德尔的研究起初没有得到重孟德尔的研究起初没有得到重视，视，19001900年三位科学家分别重年三位科学家分别重新发现了孟德尔的论文，并重新发现了孟德尔的论文，并重复除了其实验结果复除了其实验结果II.II.19091909年丹麦科学家约翰逊提出年丹麦科学家约翰逊提出基因基因的概念，取代遗传因子；的概念，取代遗传因子；并提出了表型和基因型并提出了表型和基因型六、六、孟德尔遗传定律的再发现孟德尔遗传定律的再发现H.H.de Vriesde VriesErich TschermakErich TschermakCarl CorrensCarl CorrensWilhelmWilhelm JohannsenJohannsen六、孟德尔遗传规律的再发现六、孟德尔遗传规律的再发现孟德尔：孟德尔：遗传因子遗传因子约翰逊：约翰逊：基因基因等位基因等位基因非等位基因非等位基因不成对遗传因子不成对遗传因子表现型表现型基因型基因型生物个体表现出来的性状生物个体表现出来的性状(如高茎和矮茎如高茎和矮茎)与表现型有关的基因组成与表现型有关的基因组成DD/Dddd成对遗传因子成对遗传因子控制相对性状的基因，如控制相对性状的基因，如D和和d表现型表现型=基因型基因型+环境环境
