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第一章 遺傳因子的發現
第1節 孟德爾的豌豆雜交實驗（一）
基因在傳遞過程中怎樣變化？
基因是怎樣行使功能的？
基因是什么？
基因在那里？
人類是怎樣認識到基因的存在的？
4.基因的表達
3.基因的本質
2.基因和染色體的關系
1.遺傳因子的發現
5.基因突變及其他變異
6.生物的進化
生物進化過程中基因頻率是如何變化的？
遺傳和進化
必修二教材編排思路
問題探討
人們曾經認為，兩個親本雜交后，雙親的遺傳物質會在子代體內發生混合，使子代表現出介于雙親之間的性狀。就像把一瓶藍墨水和一瓶紅墨水倒在一起，混合液是另外一種顏色，再也無法分出藍色和紅色。這種觀點也稱作融合遺傳。
顆粒
遺傳
融合
遺傳
討論：
1.按照上述觀點，當紅花豌豆與白花豌豆雜交后，子代的豌豆花會是什么顏色
粉色。
按照融合遺傳的觀點，雙親的遺傳物質會在子代體內發生混合，子代表現出介于雙親之間的性狀,即紅色和白色的混合色——粉色。
問題探討
顆粒
遺傳
融合
遺傳
討論：
2.你同意上述觀點嗎 你的證據有哪些
不同意。
因為自然界的遺傳現象并不是融合遺傳的結果。例如，紅花豌豆與白花豌豆雜交后，其后代仍出現紅花或白花
人們曾經認為，兩個親本雜交后，雙親的遺傳物質會在子代體內發生混合，使子代表現出介于雙親之間的性狀。就像把一瓶藍墨水和一瓶紅墨水倒在一起，混合液是另外一種顏色，再也無法分出藍色和紅色。這種觀點也稱作融合遺傳。
1822-1856
出生于奧地利，
21歲做修道士，
29歲維也納大學進修自然科學和數學
1856-1864
在修道院開始了長達八年的豌豆實驗, 發現了生物遺傳的基本規律
1865-1884
43歲宣讀《植物雜交實驗》，
去世15年，論文發表。
35年后，得到認可。
兩大貢獻
提出遺傳單位是遺傳因子（基因）
發現兩大遺傳規律（分離與自由組合定律）
遺傳學的奠基人——孟德爾（現代遺傳學之父）
八年耕耘源于對科學的癡迷
一畦畦豌豆蘊藏遺傳的奧秘
實驗設計開辟了研究的新路
數學統計揭示出遺傳的規律
01
豌豆用作遺傳實驗材料的優點
雌花
雄花
豌豆是自花傳粉、
1
也叫自交：
同一植株的花粉落到自身雌蕊上的傳粉。
閉花受粉的植物，自然狀態下一般為純種。
玉米雌雄同株
異花傳粉
自交
雜交
單性花
一、豌豆用作遺傳實驗材料的優點
自花傳粉示意圖
自花授粉
柱頭（接受花粉）
花藥
（產生花粉粒，
含有雄配子）
種子
兩性花
豌豆花的結構
一、豌豆用作遺傳實驗材料的優點
具有易于區分的相對性狀，且能穩定遺傳給后代
2
性狀：生物體所表現出來的形態結構和生理特征。
相對性狀： 同一種生物的同一種性狀的不同表現類型。
性狀
相對性狀
一、豌豆用作遺傳實驗材料的優點
（便于統計分析，結果可靠，偶然性小）
花較大，容易進行人工雜交。
4
生長周期短，子代數量較多
3
豌豆是自花傳粉的植物，孟德爾做的是雜交實驗，此時應如何處理？
進行人工異花傳粉
（兩朵花之間的傳粉過程叫做異花傳粉）
高莖的花
矮莖的花
提供花粉（精子）
提供胚珠，接受花粉（卵細胞）
父本♂：
母本♀：
步驟：①去雄→②套袋→③傳粉→④再套袋
除去未成熟花的全部雄蕊
采集花粉
豌豆花是自花傳粉，怎么排除自花雄蕊的花粉干擾？
母本♀
(雄蕊未成熟時)
母本:提供雌配子
父本：提供雄配子
③人工異花傳粉
采集花粉
♂
雜交獲得的種子
② 套袋
防止外來花粉的干擾
(母本雌蕊成熟)
♀
① 去雄
④ 套袋
子代植株
人工異花傳粉過程
點撥：
防止自花傳粉
二、孟德爾遺傳實驗的科學方法
①去雄
②套袋
③人工授粉
④再次套袋
×
♂
♀
高莖
高莖
P
矮莖
F1
♀
♂
矮莖
高莖
×
高莖
正交
子一代都是高莖
反交
正交與反交是針對于同一組親本而言的，如果♀P1×♂P2是正交的話，則♀P2×♂P1則是反交。
二、孟德爾遺傳實驗的科學方法
二、孟德爾遺傳實驗的科學方法
含義 親本 母本 父本 自交 雜交 子一代 子二代
符號
P

F1
F2
×
自交——來自同一個體雌雄配子的結合或具有相同遺傳因子個體間的交配。
植物：雌雄同花植物的自花授粉或雌雄異花的同株授粉；
動物：多為雌雄異體，所以基因型相同的個體間交配即為自交，含意較植物廣泛。
雜交——指遺傳因子組成不同的生物個體間相互交配的過程。
知識補充
常見的遺傳學符號及含義
三、一對相對性狀雜交實驗的“假說—演繹”分析
P
×
F1
(自交)
高莖
F2
高莖
矮莖
787 277
= 3 : 1
隱性性狀
性狀分離
顯性性狀
具有相對性狀的兩純合親本雜交，子一代（F1）顯現出來的性狀叫顯性性狀。
具有相對性狀的兩純合親本雜交，子一代（F1）未顯現出來的性狀叫隱性性狀。
一般指雜種后代中同時出現顯性性狀和隱性性狀的現象。
性狀 顯性性狀 隱性性狀 F2的比例
莖的高度 787（高） 277（矮） 2.84:1
種子形狀 5474（圓滑） 1850（皺縮） 2.96:1
子葉顏色 6022（黃色） 2001（綠色） 3.01:1
花的顏色 705（紅色） 224（白色） 3.15:1
豆莢形狀 882（飽滿） 299（不飽滿） 2.95:1
豆莢顏色 428（綠色） 152（黃色） 2.82:1
花的位置 651（葉腋） 207（莖頂） 3.14:1
通過實驗數據，你能找出其中規律嗎？該如何解釋這些現象？
孟德爾還對豌豆的其他6對相對性狀進行了雜交實驗,實驗結果如表1-1所示
三、一對相對性狀雜交實驗的“假說—演繹”分析
P
×
F1
(自交)
高莖
F2
高莖
矮莖
787 277
= 3 : 1
1.觀察實驗，提出問題
為什么子一代都是高莖而沒有矮莖？
為什么子二代中的
矮莖性狀又出現了？
F2中出現的3：1性狀分離比是偶然的嗎？
四、對分離現象的解釋
提出假說
⑴生物的性狀是由遺傳因子決定的。
⑵體細胞中的遺傳因子是成對存在的。
顯性遺傳因子（大寫字母） 顯性性狀
隱性遺傳因子（小寫字母） 隱性性狀
決定
決定
純合子：遺傳因子組成相同（如DD，dd）
雜合子：遺傳因子組成不同（如Dd）
⑶生物體在形成生殖細胞——配子時，成對的遺傳因子彼此分離，分別進入不同的配子。
⑷受精時，雌雄配子隨機結合。
D
d
DD
×
dd
高莖
矮莖
P
配子
Dd
F1
高莖
四、對分離現象的解釋
配子
Dd
Dd
DD
dd
D
D
d
d
Dd
Dd
×
F1
高莖
高莖
高莖
高莖 高莖
矮莖
1 ： 2 ： 1
F2
體細胞中遺傳因子成對存在
成對的遺傳因子彼此分離
配子中遺傳因子單個存在
雌雄配子隨機結合
配子的結合方式有4種
性狀由遺傳因子決定
提出假說
P
×
高莖
矮莖
DD
dd
配子
d
D
F1
Dd
配子
Dd
Dd
DD
dd
D
D
d
d
Dd
Dd
×
F1
高莖
高莖
高莖
高莖 高莖
矮莖
1 ： 2 ： 1
3 ： 1
F2
方法一：交叉線法
四、對分離現象的解釋
方法二：棋盤法
Dd
D
d
DD
×
dd
高莖
矮莖
P
配子
Dd
F1
高莖
×
F2
雌配子
雄配子
D
D
d
d
DD
Dd
dd
高莖
高莖
高莖
矮莖
F2中表現型及其比例：
高莖:矮莖 = 3:1
F2中基因型及其比例：
DD:Dd:dd = 1:2:1
表現型：
是指生物個體所表現出來的性狀。
基因型：
是指與表現型有關的基因組成。
四、對分離現象的解釋
四、對分離現象的解釋
配子
Dd
Dd
DD
dd
D
D
d
d
Dd
Dd
×
F1
高莖
高莖
高莖
高莖 高莖
矮莖
1 ： 2 ： 1
3 ： 1
F2
注：配子一欄表示雌雄配子的種類和比例，不代表數量
問：F1的雌(或雄)配子都各有2種且比例相等，那么雌、雄配子的總數也是1∶1嗎？
一般雄配子的數量遠多于雌配子的數量
顯性基因：控制顯性性狀的基因,用大寫
英文字母表示,寫在前面。
隱性基因：控制隱性性狀的基因,用小寫
英文字母表示,寫在后面。
純合子：穩定遺傳，自交后代不發生性狀
分離。
雜合子：不能穩定遺傳，自交后代會發生
性狀分離。
四、對分離現象的解釋
表型：是指生物個體所表現出來的性狀。
基因型：是指與表型有關的基因組成。
配子
Dd
Dd
DD
dd
D
D
d
d
Dd
Dd
×
F1
高莖
高莖
高莖
高莖 高莖
矮莖
1 ： 2 ： 1
3 ： 1
F2
四、對分離現象的解釋
2、解釋現象
(1)配子的結合方式： 種。
(2)遺傳因子組成： 種，分別為 ，其比例為 。
(3)產生后代的性狀表現： 種，分別為 ，其比例為 。
4
3
DD、Dd、dd
1∶2∶1
2
高莖、矮莖
3∶1
D
d
DD
×
dd
高莖
矮莖
P
配子
Dd
F1
高莖
Dd
×
D
d
DD
Dd
Dd
dd
Dd
F1
D
d
配子
F2
高莖
高莖
高莖
矮莖
3 ： 1
四、對分離現象的解釋
根據孟德爾對分離現象的假說，請嘗試寫出一對性狀雜交實驗的遺傳圖解
遺傳圖解規范書寫
(1)左側標注。P、配子、F1、F2等。
(2)要明確寫出遺傳因子組成、性狀表現。
有時還需要在親代旁邊標上父本、母本，
尤其是題中明確要求了父本和母本、
要區分正交和反交時。
(3)要寫出雜交(×)、自交( )符號，
以及表示遺傳因子在上下代之間傳遞關系的箭頭。
(4)要寫出最后一代的相關比例。
配子
Dd
Dd
DD
dd
D
D
d
d
Dd
Dd
×
F1
高莖
高莖
高莖
高莖 高莖
矮莖
1 ： 2 ： 1
3 ： 1
F2
豌豆
自花傳粉,閉花授粉→純種
有易區分的性狀
花較大，便于人工授粉
生長周期短
后代數量多，便于統計分析
豌豆作為遺傳實驗材料的優點
選擇豌豆 作為實驗材料
雜交實驗
（提出問題）
理論解釋
（作出假說）
自花傳粉，花大易人工授粉,種子多
具有多個易于區分的性狀
F2性狀表現類型及其比例為
F2遺傳因子組成及其比例
高莖∶矮莖 = 3∶1
DD∶Dd∶dd =1∶2∶1
孟德爾豌豆雜交實驗（一）
F1都表現為高莖，遺傳因子組成為Dd。
生物性狀由遺傳因子決定
配子只含成對遺傳因子的其中一個
體細胞遺傳因子成對存在
受精時配子隨機結合
本節內容概念圖
顯性遺傳因子（D）
隱性遺傳因子（d）
顯性性狀
隱性性狀
相對性狀
（高莖）
（矮莖）
DD
Dd
dd
顯性純合子
隱性純合子
雜合子
表型
基因型
等位基因
控制
控制
控制
習題鞏固
判斷題
（1）兩朵花之間的傳粉叫作異花傳粉，屬于雜交。 (　　)
（2）孟德爾在豌豆開花時進行去雄和授粉，實現親本的雜交。
(　　)
（3）完成人工授粉后仍需套上紙袋以防自花授粉。 (　　)
（4）“若F1產生配子時成對的遺傳因子彼此分離，則測交后代會出現兩種
性狀，且性狀分離比接近1∶1”屬于演繹推理內容。 (　　)
（5）F1自交，其F2中出現矮莖豌豆的原因是性狀分離。 (　　)
×
×
×
√
×
不同基因型的兩朵花之間的傳粉屬于雜交。
F2產生矮莖豌豆的原因是等位基因分離和雌、雄配子的隨機結合。
習題鞏固
1、小麥抗銹病是由顯性基因T控制的，如果親代（P）的
基因型是TT×tt，則:
（1）子一代（F1）的基因型是____,表型是_______。
（2）子二代（F2）的表型及比例是__________________，
這種現象稱為__________。
（3）F2代中抗銹病的小麥的基因型是_________。其中基因
型為______的個體自交后代會出現性狀分離。
Tt
抗銹病
抗銹病:不抗銹病=3:1
性狀分離
TT、Tt
Tt
習題鞏固
2、牽牛花的花色有紅色和白色，由一對等位基因R、r控制的,下表是
三組不同的親本雜交的結果：
（1）根據組合______能判斷出顯、隱性性狀，_______顯性性狀，
_______隱性性狀。
（2）每組中兩個親本的基因型是: ① __________，② _________，
③ _________。
組合 親代表現型 子代表現型及數目 紅色 白色
① 白色×紅色 215 207
② 白色×白色 0 441
③ 白色×紅色 427 0
紅色
白色
③
rr×RR
rr×rr
rr×Rr
習題鞏固
3、人類的白化病是由隱性基因（a）控制的一種遺傳病，
一對夫婦基因型是Aa，則他們
①生白化病孩子的幾率是____；
②生一個膚色正常孩子的幾率是______。
③生白化病基因攜帶者（Aa）的幾率是_____；
④已生的表現正常的孩子中：
是顯性純合子（AA）的幾率是_____，是白化病基因
攜帶者（Aa）的幾率是_____。
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