孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)（二）（第2課時(shí)） 【知識精講架構(gòu)+備課精研精梳】 高一生物下學(xué)期 課件（人教版2019必修2）

第1章遺傳因子的發(fā)現(xiàn)第2節(jié)

孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)（二）第2課時(shí)本節(jié)聚焦1.孟德爾是怎樣設(shè)計(jì)兩對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)的?2.自由組合定律的內(nèi)容是什么?3.孟德爾成功的原因有哪些?4.他的研究方法和探索精神給我們哪些啟示?孟德爾遺傳規(guī)律在生產(chǎn)和生活中有哪些應(yīng)用?五、孟德爾實(shí)驗(yàn)方法的啟示在孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律之前，一些研究雜交育種的專家對雜種后代中出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象早已熟知，但是他們往往把一種生物的許多性狀同時(shí)作為研究對象，并且沒有對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做深入的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

孟德爾對雜交實(shí)驗(yàn)的研究也不是一帆風(fēng)順的。他曾花了幾年時(shí)間研究山柳菊，結(jié)果卻并不理想。主要原因是:(1)山柳菊沒有既容易區(qū)分又可以連續(xù)觀察的相對性狀;(2)山柳菊有時(shí)進(jìn)行有性生殖，有時(shí)進(jìn)行無山柳菊性生殖;(3)山柳菊的花小，難以做人工雜交實(shí)驗(yàn)。

討論：1.用豌豆作雜交實(shí)驗(yàn)的材料有哪些優(yōu)點(diǎn)?這說明實(shí)驗(yàn)材料的選擇在科學(xué)研究中起著怎樣的作用?提示：(1)具有穩(wěn)定的易于區(qū)分的相對性狀，如高莖和矮莖，高莖高度為1.5~2.0m，矮莖高度僅為0.3m左右，易于觀察和區(qū)分;(2)豌豆嚴(yán)格自花傳粉，在自然狀態(tài)下可以獲得純種，純種雜交可獲得雜合子;(3)豌豆花比較大，易于做人工雜交實(shí)驗(yàn)。孟德爾正是因?yàn)檫x用了豌豆做雜交實(shí)驗(yàn)，才能有效地從單一性狀到多對性狀研究生物遺傳的基本規(guī)律，才能對遺傳實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行量化統(tǒng)計(jì)。若孟德爾一味地用山柳菊做實(shí)驗(yàn)，就很可能揭示不了生物遺傳的規(guī)律，所以科學(xué)地選擇實(shí)驗(yàn)材料是科學(xué)研究取得成功的重要保障之一。五、孟德爾實(shí)驗(yàn)方法的啟示在孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律之前，一些研究雜交育種的專家對雜種后代中出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象早已熟知，但是他們往往把一種生物的許多性狀同時(shí)作為研究對象，并且沒有對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做深入的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

孟德爾對雜交實(shí)驗(yàn)的研究也不是一帆風(fēng)順的。他曾花了幾年時(shí)間研究山柳菊，結(jié)果卻并不理想。主要原因是:(1)山柳菊沒有既容易區(qū)分又可以連續(xù)觀察的相對性狀;(2)山柳菊有時(shí)進(jìn)行有性生殖，有時(shí)進(jìn)行無山柳菊性生殖;(3)山柳菊的花小，難以做人工雜交實(shí)驗(yàn)。

討論：2.如果孟德爾沒有對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，他能不能對分離現(xiàn)象作出解釋?提示：

如果孟德爾沒有對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，他很難對分離現(xiàn)象作出解釋。因?yàn)橥ㄟ^數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)，孟德爾發(fā)現(xiàn)了生物性狀的遺傳在數(shù)量上呈現(xiàn)一定的數(shù)學(xué)比例，這引發(fā)他揭示其實(shí)質(zhì)的興趣。同時(shí)這也使孟德爾意識到數(shù)學(xué)概率也適用于生物遺傳的研究，從而將數(shù)學(xué)方法引入對遺傳實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理和分析中。五、孟德爾實(shí)驗(yàn)方法的啟示在孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律之前，一些研究雜交育種的專家對雜種后代中出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象早已熟知，但是他們往往把一種生物的許多性狀同時(shí)作為研究對象，并且沒有對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做深入的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

孟德爾對雜交實(shí)驗(yàn)的研究也不是一帆風(fēng)順的。他曾花了幾年時(shí)間研究山柳菊，結(jié)果卻并不理想。主要原因是:(1)山柳菊沒有既容易區(qū)分又可以連續(xù)觀察的相對性狀;(2)山柳菊有時(shí)進(jìn)行有性生殖，有時(shí)進(jìn)行無山柳菊性生殖;(3)山柳菊的花小，難以做人工雜交實(shí)驗(yàn)。

討論：3.孟德爾對分離現(xiàn)象的解釋在邏輯上環(huán)環(huán)相扣，十分嚴(yán)謹(jǐn)。他為什么還要設(shè)計(jì)測交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證呢?提示：一種正確的假說，僅能解釋已有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是不夠的，還應(yīng)該能夠預(yù)測另外一些實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，并通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)測相符，就可以認(rèn)為假說是正確的;反之，則認(rèn)為假說是錯誤的。孟德爾基于他對豌豆雜交實(shí)驗(yàn)作出的假說，設(shè)計(jì)測交實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)測相符，由此證明自己提出的假說是正確的。五、孟德爾實(shí)驗(yàn)方法的啟示在孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律之前，一些研究雜交育種的專家對雜種后代中出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象早已熟知，但是他們往往把一種生物的許多性狀同時(shí)作為研究對象，并且沒有對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做深入的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

孟德爾對雜交實(shí)驗(yàn)的研究也不是一帆風(fēng)順的。他曾花了幾年時(shí)間研究山柳菊，結(jié)果卻并不理想。主要原因是:(1)山柳菊沒有既容易區(qū)分又可以連續(xù)觀察的相對性狀;(2)山柳菊有時(shí)進(jìn)行有性生殖，有時(shí)進(jìn)行無山柳菊性生殖;(3)山柳菊的花小，難以做人工雜交實(shí)驗(yàn)。

討論：4.孟德爾使用不同的字母作為代表不同遺傳因子的符號，這與他在大學(xué)進(jìn)修過數(shù)學(xué)有沒有關(guān)系?這對他進(jìn)行邏輯推理有什么幫助?提示：有關(guān)系。數(shù)學(xué)包含許多符號，數(shù)學(xué)符號也被普遍應(yīng)用于概括、表述和研究數(shù)學(xué)的過程中。孟德爾創(chuàng)造性地應(yīng)用符號體系，并用于表達(dá)抽象的科學(xué)概念，和應(yīng)用數(shù)學(xué)符號研究數(shù)學(xué)有異曲同工之妙，這與他曾在大學(xué)進(jìn)修過數(shù)學(xué)有關(guān)。數(shù)學(xué)符號能簡潔、準(zhǔn)確地反映數(shù)學(xué)概念的本質(zhì)。孟德爾用這種方法，也更加簡潔、準(zhǔn)確地反映抽象的遺傳過程，使他的邏輯推理更加順暢。五、孟德爾實(shí)驗(yàn)方法的啟示

討論：5.除了創(chuàng)造性地運(yùn)用科學(xué)方法，你認(rèn)為孟德爾獲得成功的原因還有哪些?提示：

(1)扎實(shí)的知識基礎(chǔ)和對科學(xué)的熱愛。孟德爾在維也納大學(xué)進(jìn)修時(shí)，通過對自然科學(xué)的學(xué)習(xí)，使他具有生物類型是可變的、可以通過雜交產(chǎn)生新的生物類型等進(jìn)化思想。同時(shí)孟德爾還學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)，使他受到“數(shù)學(xué)方法可以應(yīng)用于各門自然科學(xué)之中”的思想影響，產(chǎn)生應(yīng)用數(shù)學(xué)方法解決遺傳學(xué)問題的想法，使孟德爾成為第一個(gè)認(rèn)識到概率原理能用于預(yù)測遺傳雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)家。(2)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。孟德爾對雜交實(shí)驗(yàn)的研究是從觀察遺傳現(xiàn)象出發(fā)，提出問題，作出假設(shè)，然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)的研究方法。這在當(dāng)時(shí)是一種新的研究思路，光是豌豆的雜交實(shí)驗(yàn)，他就沒有局限于對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的簡單描述和歸納。(3)創(chuàng)造性地應(yīng)用科學(xué)符號體系?？茖W(xué)符號體系能夠更簡潔、準(zhǔn)確地反映抽象的遺傳過程。(4)勤于實(shí)踐。孟德爾在豌豆雜交實(shí)驗(yàn)中，連續(xù)進(jìn)行了8年的研究，并且對每次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從中發(fā)現(xiàn)了前人沒有發(fā)現(xiàn)的問題和規(guī)律。(5)敢于向傳統(tǒng)挑戰(zhàn)。孟德爾通過實(shí)驗(yàn)研究，提出了“顆粒遺傳”的思想，這是對傳統(tǒng)遺傳觀念的挑戰(zhàn)。六、孟德爾遺傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn)1.再發(fā)現(xiàn)過程：1866年，孟德爾發(fā)表論文1900年，三位科學(xué)家分別重新發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律1909年，約翰遜：“遺傳因子”“基因”，提出表現(xiàn)型、基因型概念2.重要概念：基因：即遺傳因子表型：也叫表現(xiàn)型，生物個(gè)體表現(xiàn)出來的性狀，如豌豆的高莖和矮莖?；蛐停号c表現(xiàn)型有關(guān)的基因組成，如高莖豌豆的基因型是DD或Dd，矮莖豌豆的基因型是dd。等位基因：位于一對同源染色體的相同位置上，控制相對性狀的基因。如：D和d六、孟德爾遺傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn)3.表現(xiàn)型、基因型的關(guān)系基因型相同，表現(xiàn)型不一定相同

（環(huán)境因素；基因選擇性表達(dá)）；表現(xiàn)型相同，基因型也不一定相同

（基因顯隱性；環(huán)境因素）。表現(xiàn)型是基因型和環(huán)境相互作用的結(jié)果。六、孟德爾遺傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn)隨著孟德爾遺傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn)，基因的本質(zhì)和作用原理成為遺傳學(xué)研究的中心問題，這些問題的研究使人們對生物的認(rèn)識越來越接近生命活動的本質(zhì)，并且為基因工程(也叫“遺傳工程”)等生物技術(shù)的興起奠定了理論基礎(chǔ)。正是因?yàn)槊系聽柕慕艹鲐暙I(xiàn)，他被后人公認(rèn)為“遺傳學(xué)之父”。六、孟德爾遺傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn)七、孟德爾遺傳規(guī)律的應(yīng)用助于人們正確地解釋生物界普遍存在的遺傳現(xiàn)象預(yù)測雜交后代的類型和它們出現(xiàn)的概率在動植物育種和醫(yī)學(xué)實(shí)踐等方面都具有重要意義分離定律和自由組合定律在生物的遺傳中具有普遍性。七、孟德爾遺傳規(guī)律的應(yīng)用在雜交育種中，人們有目的地將具有不同優(yōu)良性狀的兩個(gè)親本雜交，使兩個(gè)親本的優(yōu)良性狀組合在一起，再篩選出所需要的優(yōu)良品種。

例如，小麥的抗倒伏(D)對易倒伏(d)為顯性，易染條銹病(T)對抗條銹病(t)為顯性。小麥患條銹病(圖1-10)或倒伏，會導(dǎo)致減產(chǎn)甚至絕收?，F(xiàn)有兩個(gè)不同品種的小麥，一個(gè)品種抗倒伏，但易染條銹病(DDTT);另一個(gè)品種易倒伏，但能抗條銹病(ddtt)。將這兩個(gè)品種的小麥雜交，在F2中就會出現(xiàn)新類型(如DDtt或Ddtt)。繼續(xù)繁育它們，經(jīng)過選擇和培育。就可以得到既抗倒伏又抗條銹病的純種(DDtt)。1、動植物育種工作方面DDTTddtt×PDdTt抗倒伏易染條銹病易倒伏抗條銹病抗倒伏易染條銹病F1抗倒伏易染條銹病抗倒伏抗條銹病易倒伏易染條銹病易倒伏抗條銹病F2DDttDdtt雜交育種的遺傳圖解七、孟德爾遺傳規(guī)律的應(yīng)用2、在醫(yī)學(xué)實(shí)踐方面人們可以依據(jù)分離定律和自由組合定律，對某些遺傳病在后代中的患病概率作出科學(xué)的推斷，從而為遺傳咨詢提供理論依據(jù)。例如，人類的白化病是一種由隱性基因(a)控制的遺傳病，如果一個(gè)患者的雙親表型正常，根據(jù)分離定律可知，患者的雙親一定都是雜合子(Aa)，則雙親的后代中患病概率是1/4。1.根據(jù)分離定律和自由組合定律，判斷下列相關(guān)表述是否正確。(1)表型相同的生物,基因型一定相同。()(2)控制不同性狀的基因的遺傳互不干擾。()練習(xí)與應(yīng)用一、概念檢測(P14)×?2.南瓜果實(shí)的白色(W)對黃色(w)是顯性，盤狀(D)對球狀(d)是顯性，控制兩對性狀的基因獨(dú)立遺傳，那么表型相同的一組是(）A.WwDd和wwDdB.WWdd和WwDdC.WwDd和WWDDD.WWdd和WWDd練習(xí)與應(yīng)用一、概念檢測(P14)C3.孟德爾遺傳規(guī)律包括分離定律和自由組合定律。下列相關(guān)敘述正確的是()A.自由組合定律是以分離定律為基礎(chǔ)的B.分離定律不能用于分析兩對等位基因的遺傳C.自由組合定律也能用于分析一對等位基因的遺傳D.基因的分離發(fā)生在配子形成的過程中，基因的自由組合發(fā)生在合子形成的過程中練習(xí)與應(yīng)用一、概念檢測(P14)A二、拓展應(yīng)用(P14)練習(xí)與應(yīng)用1.假如水稻高稈(D)對矮稈(d)為顯性，抗稻瘟病(R)對易感稻瘟病(r)為顯性，控制兩對性狀的基因獨(dú)立遺傳?，F(xiàn)用一個(gè)純合易感稻瘟病的矮稈品種(抗倒伏)與一個(gè)純合抗稻瘟病的高稈品種(易倒伏)雜交，F(xiàn)中出現(xiàn)既抗倒伏又抗病類型的比例是_______。3/16練習(xí)與應(yīng)用2.純種的甜玉米與純種的非甜玉米實(shí)行間行種植，收獲時(shí)發(fā)現(xiàn)，在甜玉米的果穗上結(jié)有非甜玉米的籽粒，但在非甜玉米的果穗上找不到甜玉米的籽粒，試說明產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。因?yàn)榭刂品翘鹩衩仔誀畹氖秋@性基因，控制甜玉米性狀的是隱性基因。當(dāng)甜玉米接受非甜玉米的花粉時(shí)，后代為雜合子(既含有顯性基因，也含有隱性基因)，表現(xiàn)為顯性性狀，故在甜玉米植株上結(jié)出非甜玉米的籽粒;當(dāng)非甜玉米接受甜玉米的花粉時(shí)，后代為雜合子，表現(xiàn)為顯性性狀，即非甜玉米的性狀，故在非甜玉米植株上結(jié)出的仍是非甜玉米的籽粒。二、拓展應(yīng)用(P14)練習(xí)與應(yīng)用

3.人的雙眼皮和單眼皮是由一對等位基因控制的性狀，雙眼皮為顯性性狀，單眼皮為隱性性狀。如果父母都是雙眼皮，后代中會出現(xiàn)單眼皮嗎?有的同學(xué)父母都是單眼皮，自己卻是雙眼皮，也有證據(jù)表明他(她)確實(shí)是父母親生的，對此，你能作出合理的解釋嗎?你由此體會到遺傳規(guī)律有什么特點(diǎn)?單、雙眼皮的形成與人眼瞼中一條提上瞼肌纖維的發(fā)育有關(guān)。用A和a分別表示控制雙眼皮的顯性基因和控制單眼皮的隱性基因，如果父母是基因型為Aa的雜合子，其表型雖然為雙眼皮，但子女可能會表現(xiàn)為單眼皮(基因型為aa)。生物的性狀主要決定于基因型，但也會受到環(huán)境因素、個(gè)體發(fā)育中的其他條件等影響。基因型為AA或Aa的人，如果因提上瞼肌纖維發(fā)育不完全，則可能表現(xiàn)為單眼皮;這樣的男性和女性婚配所生的子女，如果遺傳了來自父母的雙眼皮顯性基因A，由于提上瞼肌纖維發(fā)育完全，則表現(xiàn)為雙眼皮。在現(xiàn)實(shí)生活中，還能見到有人一只眼是單眼皮、另一只眼是雙眼皮的現(xiàn)象，這是由兩只眼睛的提上瞼肌纖維發(fā)育程度不同導(dǎo)致的。由此可見，遺傳規(guī)律雖然通常由基因決定，但也受到環(huán)境等多種因素的影響，因而表現(xiàn)得十分復(fù)雜。二、拓展應(yīng)用(P14)1.在孟德爾一對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)中，出現(xiàn)性狀分離的是()A.雜合的紅花豌豆自交產(chǎn)生紅花和白花后代B.純合的紅花豌豆與白花豌豆雜交產(chǎn)生紅花后代C.雜合的紅花豌豆與白花豌豆雜交產(chǎn)生白花后代D.純合的紅花豌豆與雜合的紅花豌豆雜交產(chǎn)生紅花后代復(fù)習(xí)與提高一、選擇題(P16)A2.番茄的紅果色(R)對黃果色(r)為顯性。以下關(guān)于鑒定一株結(jié)紅果的番茄植株是純合子還是雜合子的敘述，正確的是()A.可通過與紅果純合子雜交來鑒定B.可通過與黃果純合子雜交來鑒定C.不能通過該紅果植株自交來鑒定D.不能通過與紅果雜合子雜交來鑒定一、選擇題(P16)B復(fù)習(xí)與提高3.如果用玉米作為實(shí)驗(yàn)材料驗(yàn)證分離定律，下列因素對得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論影響最小的是()A.所選實(shí)驗(yàn)材料是否為純合子B.所選相對性狀的顯隱性是否易于區(qū)分C.所選相對性狀是否受一對等位基因控制D.是否嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)操作流程和統(tǒng)計(jì)分析方法一、選擇題(P16)A復(fù)習(xí)與提高4.某種動物的直毛(B)對卷毛(b)為顯性，黑色(D)對白色(d)為顯性，控制兩對性狀的基因獨(dú)立遺傳?；蛐蜑锽bDd的個(gè)體與個(gè)體X交配，子代的表型及其比例為直毛黑色:卷毛黑色:直毛白色:卷毛白色=3:1;3:1。那么，個(gè)體X的基因型為()A.bbDdB.BbddC.BbDDD.bbdd一、選擇題(P16)B復(fù)習(xí)與提高5.孟德爾在研究中運(yùn)用了假說-演繹法，以下敘述不屬于假說的是()A，受精時(shí)，雌雄配子隨機(jī)結(jié)合B.形成配子時(shí)，成對的遺傳因子分離C.F2中既有高莖又有矮莖，性狀分離比接近3:1D，性狀是由遺傳因子決定的，在體細(xì)胞中遺傳因子成對存在一、選擇題(P16)C復(fù)習(xí)與提高二、非選擇題(P16)1.番茄的紫莖和綠莖是一對相對性狀，缺刻葉和馬鈴薯葉是一對相對性狀，兩對基因獨(dú)立遺傳。利用三種不同基因型的番茄進(jìn)行雜交，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示。復(fù)習(xí)與提高請回答下列問題。(1)紫莖和綠莖這對相對性狀中，顯性性狀為______;缺刻葉和馬鈴薯葉這對相對性狀中，顯性性狀為______。紫莖缺刻葉二、非選擇題(P16)1.番茄的紫莖和綠莖是一對相對性狀，缺刻葉和馬鈴薯葉是一對相對性狀，兩對基因獨(dú)立遺傳。利用三種不同基因型的番茄進(jìn)行雜交，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示。復(fù)習(xí)與提高請回答下列問題。(2)如果用A、a表示控制紫莖、綠莖的基因，用B、b表示控制缺刻葉、馬鈴薯葉的基因。那么紫莖缺刻葉①、綠莖缺刻葉②、紫莖缺刻葉③的基因型依次為____________。AABb、aaBb、AaBb二、非選擇題(P16)1.番茄的紫莖和綠莖是一對相對性狀，缺刻葉和馬鈴薯葉是一對相對性狀，兩對基因獨(dú)立遺傳。利用三種不同基因型的番茄進(jìn)行雜交，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示。復(fù)習(xí)與提高請回答下列問題。(3)紫莖缺刻葉①與紫莖缺刻葉③雜交的表型及比值分別為_________________________________。紫莖缺刻葉:紫莖馬鈴薯葉=3:1二、非選擇題(P16)現(xiàn)有某作物的兩個(gè)純合品種:抗病高稈(易倒伏)和感病矮稈(抗倒伏)，抗病對感病為顯性，高稈對矮稈為顯性。如果要利用這兩個(gè)品種進(jìn)行雜交育