【生物】孟德爾的豌豆雜交實驗(二)（第2課時）（教學(xué)課件） 高一生物同步備課系列（人教版2019必修2）

第1節(jié)孟德爾的豌豆雜交實驗（二）第二課時學(xué)習(xí)目標(biāo)1說出孟德爾遺傳實驗獲得成功的原因運用遺傳規(guī)律解釋或預(yù)測一些遺傳現(xiàn)象。2體會孟德爾研究方法和探索精神給我們的啟示3孟德爾實驗方法的啟示孟德爾遺傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn)孟德爾遺傳規(guī)律的應(yīng)用目錄contents010203情境導(dǎo)入在孟德爾發(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。奈特選用豌豆做雜交實驗，認(rèn)識到豌豆有許多性狀區(qū)分明顯的品種。沒有計算兩種種子的數(shù)量比薩葉里進(jìn)一步明確一個性狀對另一個性狀的顯性關(guān)系以及性狀的獨立分配。遺憾的是他沒有用雜交后代做進(jìn)一步的研究。沒能說明性狀在后代中的分配情況大多學(xué)者往往把一種生物的許多性狀同時作為研究對象。沒有對實驗數(shù)據(jù)做深入的統(tǒng)計學(xué)分析情境導(dǎo)入孟德爾對雜交實驗的研究也不是一帆風(fēng)順的。他曾花了幾年時間研究山柳菊，結(jié)果卻并不理想。山柳菊沒有既容易區(qū)分又可以連續(xù)觀察的相對性狀山柳菊的花小，難以做人工雜交實驗。山柳菊有時進(jìn)行有性生殖，有時進(jìn)行無性生殖010203山柳菊分析孟德爾獲得成功的原因思考討論1.用豌豆作雜交實驗的材料有哪些優(yōu)點?具有穩(wěn)定的易于區(qū)分的相對性狀;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;豌豆花比較大，易于做人工雜交實驗。010302分析孟德爾獲得成功的原因思考討論2.這說明實驗材料的選擇在科學(xué)研究中起著怎樣的作用?孟德爾正是因為選用了豌豆做雜交實驗，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，才能對遺傳實驗結(jié)果進(jìn)行量化統(tǒng)計。若孟德爾一味地用山柳菊做實驗，就很可能揭示不了生物遺傳的規(guī)律，所以科學(xué)地選擇實驗材料是科學(xué)研究取得成功的重要保障之一。分析孟德爾獲得成功的原因思考討論3.如果孟德爾沒有對實驗結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，他能不能對分離現(xiàn)象作出解釋?如果孟德爾沒有對實驗結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，他很難對分離現(xiàn)象作出解釋。因為通過數(shù)學(xué)統(tǒng)計，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)他揭示其實質(zhì)的興趣同時這也使孟德爾意識到數(shù)學(xué)慨率也適用于生物遺傳的研究，從而將數(shù)學(xué)方法引入對遺傳實驗結(jié)果的處理和分析中。分析孟德爾獲得成功的原因思考討論4.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)計測交實驗進(jìn)行驗證呢?一種正確的假說，僅能解釋已有的實驗結(jié)果是不夠的，還應(yīng)該能夠預(yù)測另外一些實驗的結(jié)果，并通過實驗來驗證。如果實驗結(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驗作出的假說，設(shè)計測交實驗，其實驗結(jié)果與預(yù)測相符，由此證明自已提出的假說是正確的。分析孟德爾獲得成功的原因思考討論5.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?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。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)。分析孟德爾獲得成功的原因思考討論6.除了創(chuàng)造性地運用科學(xué)方法，你認(rèn)為孟德爾獲得成功的原因還有哪些?01孟德爾在維也納大學(xué)進(jìn)修時，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認(rèn)識到概率原理能用于預(yù)測遺傳雜交實驗結(jié)果的科學(xué)家。孟德爾對雜交實驗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)計實驗驗證假設(shè)的研究方法。這在當(dāng)時是一種新的研究思路，光是豌豆的雜交實驗，他就沒有局限于對實驗結(jié)果的簡單描述和歸納。扎實的知識基礎(chǔ)和對科學(xué)的熱愛02嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度分析孟德爾獲得成功的原因思考討論6.除了創(chuàng)造性地運用科學(xué)方法，你認(rèn)為孟德爾獲得成功的原因還有哪些?03科學(xué)符號體系能夠更簡潔、準(zhǔn)確地反映抽象的遺傳過程。孟德爾在豌豆雜交實驗中，連續(xù)進(jìn)行了8年的研究，并且對每次實驗的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析，從中發(fā)現(xiàn)了前人沒有發(fā)現(xiàn)的問題和規(guī)律。創(chuàng)造性地應(yīng)用科學(xué)符號體系04勤于實踐孟德爾通過實驗研究，提出了“顆粒遺傳”的思想，這是對傳統(tǒng)遺傳觀念的挑戰(zhàn)。05敢于向傳統(tǒng)挑戰(zhàn)由單因素多因素的研究方法選用豌豆作為實驗材料對實驗結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析運用假說——演繹法，首創(chuàng)測交實驗驗證了假說扎實的知識基礎(chǔ)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、對科學(xué)的熱愛、勤于實踐、敢于向傳統(tǒng)挑戰(zhàn)孟德爾實驗方法的啟示自身素養(yǎng)程序設(shè)計數(shù)學(xué)方法邏輯方法選材方面孟德爾憑借智慧和堅持,在有限的條件下一粒粒、一株株地“數(shù)出”遺傳規(guī)律，作出了超越自己所處時代的發(fā)現(xiàn)。孟德爾遺傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn)但是這一重要成果卻沉寂了30多年，這在當(dāng)時為什么沒有引起人們的重視?孟德爾運用假說——演繹的科學(xué)研究方法和數(shù)學(xué)統(tǒng)計方法，這在當(dāng)時既是超越前人的創(chuàng)新，也是許多科學(xué)家所無法理解和接受的。當(dāng)時，達(dá)爾文的生物進(jìn)化論引起了科學(xué)界的重大關(guān)注，也是原因之一。孟德爾遺傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn)

1909年，丹麥生物學(xué)家約翰遜將“遺傳因子”叫作基因

并提出了表型(也叫表現(xiàn)型)和基因型的概念

定義：指生物個體表現(xiàn)出來的性狀表型(表現(xiàn)型)

定義：指與表型有關(guān)的基因組成基因型等位基因

定義：指控制相對性狀的基因Johnson

舉例：豌豆的高莖和矮莖

舉例：如DD、Dd、dd等

舉例：如D和d?；蛐褪巧镄誀畋憩F(xiàn)的物質(zhì)基礎(chǔ),是內(nèi)因;環(huán)境因素是生物性狀表現(xiàn)的外因。生物的表型是基因型與環(huán)境因素共同作用的結(jié)果?；蛐团c表型的關(guān)系表型相同的生物，基因型一定相同嗎？歸納概括基因型是生物性狀表現(xiàn)的內(nèi)在因素，表型是基因型的表現(xiàn)形式。01表型相同,基因型不一定相同。例如，在完全顯性遺傳時，顯性雜合子與顯性純合子的表型相同，而兩者的基因型不同。02基因型相同,表型也不一定相同。因為生物的生活環(huán)境也會影響生物的性狀表現(xiàn)。03基因型+環(huán)境因素→表型思維拓展基因與性狀的關(guān)系自交決定+環(huán)境決定控制自交畫出基因與性狀的概念圖性狀分離純合子雜合子表現(xiàn)型基因型性狀基因等位基因相對性狀顯性基因隱性基因顯性性狀隱性性狀性狀不分離孟德爾遺傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn)1866年，孟德爾將研究結(jié)果整理成論文發(fā)表。1900年，三位科學(xué)家分別重新發(fā)現(xiàn)了孟德爾的論文。他們做了許多與孟德爾實驗相似的觀察，并且認(rèn)識到孟德爾提出的理論的重要意義。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)。在1909年前孟德爾被后人公認(rèn)為“遺傳學(xué)之父”后來現(xiàn)有甲、乙兩株高莖豌豆，分別對它們做了以下實驗，據(jù)此分析生物的表型和基因型之間的關(guān)系：

1．在適宜的田地里分別種植兩株豌豆，讓它們自然受粉，種子收獲后再分別種植，發(fā)現(xiàn)甲的后代都是高莖，乙的后代有高莖也有矮莖，如果用D、d表示等位基因，甲、乙的基因型是否相同？2．將甲后代的高莖豌豆種子種植在土壤貧瘠、缺水少肥的田里，結(jié)果都表現(xiàn)為植株矮小，是它們的基因型發(fā)生了改變嗎？3．綜上分析，基因型和表型二者之間的關(guān)系是怎樣的？深化探究不相同。甲的基因型是DD，乙的基因型是Dd。不是。是受環(huán)境的影響。表型是基因型和環(huán)境共同作用的結(jié)果。分析生物的表型和基因型之間的關(guān)系孟德爾遺傳規(guī)律的應(yīng)用動植物育種——雜交育種在雜交育種中，人們有目的地將具有不同優(yōu)良性狀的兩個親本雜交，使兩個親本的優(yōu)良性狀組合在一起，再篩選出所需要的優(yōu)良品種。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。小麥患條銹病或倒伏，會導(dǎo)致減產(chǎn)甚至絕收?，F(xiàn)有兩個不同品種的小麥，一個品種抗倒伏，但易染條銹病(DDTT);另一個品種易倒伏，但能抗條銹病(ddtt)。要培育一種怎么的新品種滿足我們?nèi)祟惖男枨螅恳绾闻嘤缕贩N？孟德爾遺傳規(guī)律的應(yīng)用Ｆ１

Ｆ２Ｐ

抗倒易病

易倒抗病DDTTddttDdTt抗倒易病抗倒抗病易倒易病易倒抗病F3連續(xù)自交，直至不出現(xiàn)性狀分離為止抗倒抗病DDtt抗倒易病DdttDDtt…………雜交自交選優(yōu)自交選優(yōu)新品雜交育種選育為什么從F2開始？可以將其種子直接賣給農(nóng)民作為良種嗎？從F2開始發(fā)生性狀分離不能。因為這時得到的種子不一定是純合子雜交育種的優(yōu)缺點？孟德爾遺傳規(guī)律的應(yīng)用如果培育隱性純合的新品種，比如用基因型為AAbb和aaBB的親本，培育出aabb的優(yōu)良品種，是否需要連續(xù)自交？培育細(xì)菌新品種時，能否用雜交育種的方法？不需要，因為隱性性狀一旦出現(xiàn)即為純合子。不能，雜交育種只適用于進(jìn)行有性生殖的生物且相關(guān)基因遵循細(xì)胞核的遺傳規(guī)律，細(xì)菌是原核生物，不能進(jìn)行有性生殖。AAbb×aaBBAaBbA_B_A_bbaaB_aabbＰＦ１

Ｆ２醫(yī)學(xué)實踐人們可以根據(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：假如你是一位遺傳咨詢師，一對健康的夫婦前來咨詢。這對健康夫婦曾生了一個患有白化病的兒子，白化病是由顯性還是隱性基因控制的?他們再生一個孩子一定會患白化病嗎?患病概率是多少?aaaa雙親表型正常AAP患者隱性1/4Aa×AaAAAaaa1：2：1孟德爾遺傳規(guī)律的應(yīng)用不一定醫(yī)學(xué)實踐人們可以根據(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：多指是一種由顯性基因（A）控制的遺傳病。父親多指，母親正常，他們生了一個女兒手指正常，再生一個孩子是患病的概率

。aaaa父親多指，母親正常AaP正常3/4AAAaaa1：2：1孟德爾遺傳規(guī)律的應(yīng)用圖例說明:□表現(xiàn)正常的男性○表現(xiàn)正常的女性■患病的男性●患病的女性×1.孟德爾把數(shù)學(xué)方法引入生物學(xué)的研究，是超越前人的創(chuàng)新（

）2.選擇豌豆作為實驗材料是孟德爾成功的首要條件（

）3.孟德爾提出了遺傳因子、基因型和表型的概念（

）4.表型相同的生物，基因型一定相同（

）×√√正誤判斷×5.雜交育種不需要篩選就可獲得優(yōu)良品種。（

）6.根據(jù)孟德爾遺傳規(guī)律可以推斷遺傳病患病概率。（

）×√典例分析[典例1]小麥抗銹病對易染銹病為顯性，人們在育種過程中需要鑒別和保留純合的抗銹病小麥?，F(xiàn)有Ⅰ、Ⅱ兩種抗銹病的小麥，鑒別其是否純合的最簡便易行的方法是（）A.Ⅰ×ⅡB.Ⅰ×Ⅱ→F1，F(xiàn)1再自交C.Ⅰ、Ⅱ分別和易染銹病植株測交D.Ⅰ、Ⅱ分別自交D解析：鑒別一株顯性植株是不是純合子，可用測交法和自交法，其中自交法最簡便易行。子代表型比與親代基因型的關(guān)系子代表現(xiàn)型比例親代基因型3:11:19:3:3:11:1:1:13:3:1:1思維拓展Aa×AaAa×aaAaBb×AaBbAaBb×aabbAabb×aaBbAaBb×aaBbAaBb×Aabb應(yīng)用分離定律解決多對相對性狀的自由組合問題在獨立遺傳的情況下，將多對等位基因的自由組合分解為若干個分離定律，運用乘法進(jìn)行組合。將自由組合問題轉(zhuǎn)化為若干個分離定律問題在獨立遺傳的情況下，有幾對雜合基因就可分解為幾個分離定律問題，如AaBb×Aabb可分解為Aa×Aa、Bb×bb。推斷性狀的顯隱性關(guān)系及親子代的基因型和表型，求相應(yīng)基因型、表型的比例或概率。01思路02常見題型思維拓展先分離，后組合應(yīng)用分離定律解決多對相對性狀的自由組合問題AaBBCc產(chǎn)生的配子種類

，配子中ABC的概率

。4Aa221方法：BBCc××=4

正推型：已知親本的基因型推測子代的基因型、表型及比例A1/21/21BC××=41/4某一基因型的個體所產(chǎn)生配子種類數(shù)等于2n種(n為等位基因?qū)?shù))思維拓展例1：求F1配子種類數(shù)AaBbCc與AaBbCC雜交過程中，配子間的結(jié)合方式有多少種？①先求AaBbCc、AaBbCC各自產(chǎn)生多少種配子。AaBbCc→

種配子、AaBbCC→

種配子84②再求兩性配子間的結(jié)合方式。AaBbCc與AaBbCC配子之間有8×4＝32種結(jié)合方式兩基因型不同的個體雜交，配子間結(jié)合方式種類數(shù)等于各親本產(chǎn)生配子種類數(shù)的乘積應(yīng)用分離定律解決多對相對性狀的自由組合問題

正推型：已知親本的基因型推測子代的基因型、表型及比例思維拓展配子間結(jié)合方式問題例2：方法：子代基因型種類及概率的問題AaBbCc與AaBBCc雜交，其后代有多少種基因型？Aa×Aa1AA:2Aa:1aa方法：BB×Bb1BB:1Bb23×=18Cc×Cc1CC:2Cc:1cc3×應(yīng)用分離定律解決多對相對性狀的自由組合問題

正推型：已知親本的基因型推測子代的基因型、表型及比例思維拓展例3：1/2Aa1/2BB1/4CC=1/16××先分解為三個分離定律，再用乘法原理組合基因型：AaBBCC出現(xiàn)的概率是多少？概率：子代基因型種類及概率的問題AaBbCc與AaBBCc雜交，其雜交后代可能有多少種表型？方法：12×=42×應(yīng)用分離定律解決多對相對性狀的自由組合問題

正推型：已知親本的基因型推測子代的基因型、表型及比例思維拓展Aa×Aa1AA:2Aa:1aaBB×Bb1BB:1BbCc×Cc1CC:2Cc:1cc例4：先分解為三個分離定律，再用乘法原理組合該雙親后代中表型A_B_cc出現(xiàn)的概率為多少？表型：概率：(A_)×(BB)×(cc)＝1/21/4×=3/323/4×應(yīng)用分離定律解決多對相對性狀的自由組合問題

逆推型：根據(jù)子代表型分離比推測親本基因型思維拓展(1)子代：9∶3∶3∶1＝(3∶1)×(3∶1)Aa×AaAaBb×AaBbBb×Bb(2)子代：1∶1∶1∶1＝(1∶1)×(1∶1)Aa×aaAaBb×aabbBb×bbAabb×aaBb應(yīng)用分離定律解決多對相對性狀的自由組合問題

逆推型：根據(jù)子代表型分離比推測親本基因型思維拓展(3)子代：3∶1∶3∶1＝(3∶1)×(1∶1)Aa×AaAaBb×AabbBb×bb或Bb×Bb或AaBb×aaBb或Aa×aa(4)子代：3∶1＝(3∶1)×1AaBB×AaBB或AABb×AABbAaBb×AaBB或AABb×AaBbAabb×AaBB或AABb×aaBbAabb×Aabb或aaBb×aaBb典例分析[典例2]人類多指(T)對正常指(t)為顯性，白化(a)對正常(A)為隱性，決定不同性狀的基因自由組合。一個家庭中，父