孟德尔的豌豆杂交实验（二）（第2课时） 【知识精讲架构+备课精研精梳】 高一生物下学期 课件（人教版2019必修2）

第1章 遗传因子的发现第2节 孟德尔的豌豆杂交实验（二）第 2 课 时本节聚焦1.孟德尔是怎样设计两对相对性状的杂交实验的?2.自由组合定律的内容是什么?3.孟德尔成功的原因有哪些?4.他的研究方法和探索精神给我们哪些启示?孟德尔遗传规律在生产和生活中有哪些应用?五、孟德尔实验方法的启示 在孟德尔发现遗传规律之前，一些研究杂交育种的专家对杂种后代中出现性状分离现象早已熟知，但是他们往往把一种生物的许多性状同时作为研究对象，并且没有对实验数据做深入的统计学分析。孟德尔对杂交实验的研究也不是一帆风顺的。他曾花了几年时间研究山柳菊，结果却并不理想。主要原因是:(1)山柳菊没有既容易区分又可以连续观察的相对性状;(2)山柳菊有时进行有性生殖，有时进行无山柳菊 性生殖;(3)山柳菊的花小，难以做人工杂交实验。讨论：1.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的作用?提示：(1)具有稳定的易于区分的相对性状，如高茎和矮茎，高茎高度为1.52.0m，矮茎高度仅为0.3m左右，易于观察和区分;(2)豌豆严格自花传粉，在自然状态下可以获得纯种，纯种杂交可获得杂合子;(3)豌豆花比较大，易于做人工杂交实验。孟德尔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统计。若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。五、孟德尔实验方法的启示 在孟德尔发现遗传规律之前，一些研究杂交育种的专家对杂种后代中出现性状分离现象早已熟知，但是他们往往把一种生物的许多性状同时作为研究对象，并且没有对实验数据做深入的统计学分析。孟德尔对杂交实验的研究也不是一帆风顺的。他曾花了几年时间研究山柳菊，结果却并不理想。主要原因是:(1)山柳菊没有既容易区分又可以连续观察的相对性状;(2)山柳菊有时进行有性生殖，有时进行无山柳菊 性生殖;(3)山柳菊的花小，难以做人工杂交实验。讨论：2.如果孟德尔没有对实验结果进行统计学分析，他能不能对分离现象作出解释?提示：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，从而将数学方法引入对遗传实验结果的处理和分析中。五、孟德尔实验方法的启示 在孟德尔发现遗传规律之前，一些研究杂交育种的专家对杂种后代中出现性状分离现象早已熟知，但是他们往往把一种生物的许多性状同时作为研究对象，并且没有对实验数据做深入的统计学分析。孟德尔对杂交实验的研究也不是一帆风顺的。他曾花了几年时间研究山柳菊，结果却并不理想。主要原因是:(1)山柳菊没有既容易区分又可以连续观察的相对性状;(2)山柳菊有时进行有性生殖，有时进行无山柳菊 性生殖;(3)山柳菊的花小，难以做人工杂交实验。讨论：3.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进行验证呢?提示：一种正确的假说，仅能解释已有的实验结果是不够的，还应该能够预测另外一些实验的结果，并通过实验来验证。如果实验结果与预测相符，就可以认为假说是正确的;反之，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，设计测交实验，其实验结果与预测相符，由此证明自己提出的假说是正确的。五、孟德尔实验方法的启示 在孟德尔发现遗传规律之前，一些研究杂交育种的专家对杂种后代中出现性状分离现象早已熟知，但是他们往往把一种生物的许多性状同时作为研究对象，并且没有对实验数据做深入的统计学分析。孟德尔对杂交实验的研究也不是一帆风顺的。他曾花了几年时间研究山柳菊，结果却并不理想。主要原因是:(1)山柳菊没有既容易区分又可以连续观察的相对性状;(2)山柳菊有时进行有性生殖，有时进行无山柳菊 性生殖;(3)山柳菊的花小，难以做人工杂交实验。讨论：4.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有关系?这对他进行逻辑推理有什么帮助?提示：有关系。数学包含许多符号，数学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，并用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、准确地反映抽象的遗传过程，使他的逻辑推理更加顺畅。五、孟德尔实验方法的启示 讨论：5.除了创造性地运用科学方法，你认为孟德尔获得成功的原因还有哪些?提示：(1)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，通过对自然科学的学习，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，使他受到“数学方法可以应用于各门自然科学之中”的思想影响，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认识到概率原理能用于预测遗传杂交实验结果的科学家。(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现象出发，提出问题，作出假设，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，光是豌豆的杂交实验，他就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、准确地反映抽象的遗传过程。(4)勤于实践。孟德尔在豌豆杂交实验中，连续进行了8年的研究，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现的问题和规律。(5)敢于向传统挑战。孟德尔通过实验研究，提出了“颗粒遗传”的思想，这是对传统遗传观念的挑战。六、孟德尔遗传规律的再发现1.再发现过程：1866年，孟德尔发表论文1900年，三位科学家分别重新发现遗传规律1909年，约翰逊：“遗传因子”“基因”，提出表现型、基因型概念2.重要概念：基因：即遗传因子表型：也叫表现型，生物个体表现出来的性状，如豌豆的高茎和矮茎。基因型：与表现型有关的基因组成，如高茎豌豆的基因型是DD或Dd，矮茎豌豆的基因型是dd。等位基因：位于一对同源染色体的相同位置上，控制相对性状的基因。如：D和d六、孟德尔遗传规律的再发现3.表现型、基因型的关系基因型相同，基因型相同，表现型不一表现型不一定相定相同同（环境因素；基因选择性表达）（环境因素；基因选择性表达）；表现型相同表现型相同，基因型也不一定相，基因型也不一定相同同（基因显隐性；基因显隐性；环境因素）环境因素）。表现型表现型是基因型和环境相互作用的结果。是基因型和环境相互作用的结果。六、孟德尔遗传规律的再发现 随着孟德尔遗传规律的再发现，基因的本质和作用原理成为遗传学研究的中心问题，这些问题的研究使人们对生物的认识越来越接近生命活动的本质，并且为基因工程(也叫“遗传工程”)等生物技术的兴起奠定了理论基础。正是因为孟德尔的杰出贡献，他被后人公认为“遗传学之父”。六、孟德尔遗传规律的再发现七、孟德尔遗传规律的应用助于人们正确地解释生物界普遍存在的遗传现象预测杂交后代的类型和它们出现的概率在动植物育种和医学实践等方面都具有重要意义分离定律和自由组合定律在生物的遗传中具有普遍性。七、孟德尔遗传规律的应用 在杂交育种中，人们有目的地将具有不同优良性状的两个亲本杂交，使两个亲本的优良性状组合在一起，再筛选出所需要的优良品种。例如，小麦的抗倒伏(D)对易倒伏(d)为显性，易染条锈病(T)对抗条锈病(t)为显性。小麦患条锈病(图1-10)或倒伏，会导致减产甚至绝收。现有两个不同品种的小麦，一个品种抗倒伏，但易染条锈病(DDTT);另一个品种易倒伏，但能抗条锈病(ddtt)。将这两个品种的小麦杂交，在F2中就会出现新类型(如DDtt或Ddtt)。继续繁育它们，经过选择和培育。就可以得到既抗倒伏又抗条锈病的纯种(DDtt)。1、动植物育种工作方面DDTTddttPDdTt抗倒伏易染条锈病易倒伏抗条锈病抗倒伏易染条锈病F1抗倒伏易染条锈病抗倒伏抗条锈病易倒伏易染条锈病易倒伏抗条锈病F2DDttDdtt杂交育种的遗传图解七、孟德尔遗传规律的应用2、在医学实践方面 人们可以依据分离定律和自由组合定律，对某些遗传病在后代中的患病概率作出科学的推断，从而为遗传咨询提供理论依据。例如，人类的白化病是一种由隐性基因(a)控制的遗传病，如果一个患者的双亲表型正常，根据分离定律可知，患者的双亲一定都是杂合子(Aa)，则双亲的后代中患病概率是1/4。1.根据分离定律和自由组合定律，判断下列相关表述是否正确。(1)表型相同的生物,基因型一定相同。()(2)控制不同性状的基因的遗传互不干扰。()练习与应用一、概念检测(P14)2.南瓜果实的白色(W)对黄色(w)是显性，盘状(D)对球状(d)是显性，控制两对性状的基因独立遗传，那么表型相同的一组是(）A.WwDd和wwDd B.WWdd 和 WwDd C.WwDd和WWDD D.WWdd和 WWDd练习与应用一、概念检测(P14)C C3.孟德尔遗传规律包括分离定律和自由组合定律。下列相关叙述正确的是()A.自由组合定律是以分离定律为基础的 B.分离定律不能用于分析两对等位基因的遗传 C.自由组合定律也能用于分析一对等位基因的遗传 D.基因的分离发生在配子形成的过程中，基因的自由组合发生在合子形成的过程中练习与应用一、概念检测(P14)A A二、拓展应用(P14)练习与应用 1.假如水稻高秆假如水稻高秆(D)对矮秆对矮秆(d)为显性，抗稻瘟病为显性，抗稻瘟病(R)对易感对易感稻瘟病稻瘟病(r)为显性，控制两对性状的基因独立遗传。现用一个为显性，控制两对性状的基因独立遗传。现用一个纯合易感稻瘟病的矮秆品种纯合易感稻瘟病的矮秆品种(抗倒伏抗倒伏)与一个纯合抗稻瘟病的与一个纯合抗稻瘟病的高秆品种高秆品种(易倒伏易倒伏)杂交，杂交，F中出现既抗倒伏又抗病类型的比例中出现既抗倒伏又抗病类型的比例是是_ _ _ _ _ _ _。3/16练习与应用 2.纯种的甜玉米与纯种的非甜玉米实行间行种植，收获时发现，纯种的甜玉米与纯种的非甜玉米实行间行种植，收获时发现，在甜玉米的果穗上结有非甜玉米的籽粒，但在非甜玉米的果穗上找不在甜玉米的果穗上结有非甜玉米的籽粒，但在非甜玉米的果穗上找不到甜玉米的籽粒，试说明产生这种现象的原因。到甜玉米的籽粒，试说明产生这种现象的原因。因为控制非甜玉米性状的是显性基因，控制甜玉米性状的是隐性基因。当甜玉米接受非甜玉米的花粉时，后代为杂合子(既含有显性基因，也含有隐性基因)，表现为显性性状，故在甜玉米植株上结出非甜玉米的籽粒;当非甜玉米接受甜玉米的花粉时，后代为杂合子，表现为显性性状，即非甜玉米的性状，故在非甜玉米植株上结出的仍是非甜玉米的籽粒。二、拓展应用(P14)练习与应用 3.人的双眼皮和单眼皮是由一对等位基因控制的性状，双眼皮为显性性状，单眼人的双眼皮和单眼皮是由一对等位基因控制的性状，双眼皮为显性性状，单眼皮为隐性性状。如果父母都是双眼皮，后代中会出现单眼皮吗皮为隐性性状。如果父母都是双眼皮，后代中会出现单眼皮吗?有的同学父母都是单有的同学父母都是单眼皮，自己却是双眼皮，也有证据表明他眼皮，自己却是双眼皮，也有证据表明他(她她)确实是父母亲生的，对此，你能作出合确实是父母亲生的，对此，你能作出合理的解释吗理的解释吗?你由此体会到遗传规律有什么特点你由此体会到遗传规律有什么特点?单、双眼皮的形成与人眼睑中一条提上睑肌纤维的发育有关。用A和a分别表示控制双眼皮的显性基因和控制单眼皮的隐性基因，如果父母是基因型为Aa的杂合子，其表型虽然为双眼皮，但子女可能会表现为单眼皮(基因型为aa)。生物的性状主要决定于基因型，但也会受到环境因素、个体发育中的其他条件等影响。基因型为AA或Aa的人，如果因提上睑肌纤维发育不完全，则可能表现为单眼皮;这样的男性和女性婚配所生的子女，如果遗传了来自父母的双眼皮显性基因A，由于提上睑肌纤维发育完全，则表现为双眼皮。在现实生活中，还能