第一章遺傳因子的發(fā)現(xiàn)

第1節(jié)孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)（一）

（第一課時）紅墨水與藍(lán)墨水混合是什么顏色？+品紅色（介于紅色和藍(lán)色之間）結(jié)合實(shí)際生活經(jīng)驗(yàn)想一想：

人們曾認(rèn)為生物的遺傳也是這樣，雙親的遺傳物質(zhì)混合后，自帶的性狀介于雙親之間，這種觀點(diǎn)稱為融合遺傳。孟德爾——“現(xiàn)代遺傳學(xué)之父”孟德爾于1822年出生在奧地利（現(xiàn)為捷克）的一個貧苦家庭，從小酷愛自然科學(xué)。21歲進(jìn)入一家修道院，由于他勤奮好學(xué)，修道院的院長送他上了維也納大學(xué)。孟德爾從1856年起開始利用修道院的一小塊園地，種植了豌豆、山柳菊、玉米等植物，進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)。其中豌豆的雜交實(shí)驗(yàn)非常成功。經(jīng)過整整8年（1856-1864）的不懈努力，終于在1865年發(fā)表了《植物雜交試驗(yàn)》的論文，提出了遺傳單位是遺傳因子的論點(diǎn)，并揭示出遺傳學(xué)的兩個基本規(guī)律——分離定律和自由組合定律。

論文發(fā)表34年后他的觀點(diǎn)才被少部分人認(rèn)可，至此他已經(jīng)去世16年了。為什么豌豆的雜交實(shí)驗(yàn)非常成功？一、豌豆作為遺傳實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)兩性花：一朵花中同時具有雌蕊和雄蕊雌蕊雄蕊（兩性花的花粉落在同一朵花的雌蕊柱頭）1.豌豆是自花傳粉植物且豌豆是閉花受粉---自交（花未開放就已經(jīng)完成了受粉，避免外來花粉的干擾）在自然狀態(tài)下一般是純種1.自花傳粉、閉花受粉，自然狀態(tài)下是純種！一、豌豆作為遺傳實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)2.豌豆植株具有穩(wěn)定的易于區(qū)分的相對性狀性狀：生物體的形態(tài)特征或生理特征相對性狀：一種生物的同一種性狀的不同表現(xiàn)類型

判斷是否為相對性狀的三大要點(diǎn)：同種生物、同一性狀、不同表現(xiàn)類型人皮膚顏色

豌豆是自花傳粉的植物，孟德爾做的是雜交實(shí)驗(yàn)，此時應(yīng)如何處理？進(jìn)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(xì)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。待雌蕊成熟時，采集另一植株花粉，撒在去雄花的柱頭上。去雄的目的：

防止自花傳粉去雄的時間：

花未成熟時（花蕾期）兩次套袋的目的：

避免外來花粉的干擾

豌豆花是自花傳粉，怎么排除自花雄蕊的花粉干擾？一、豌豆作為遺傳實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)1、豌豆是自花傳粉植物，而且是閉花受粉，所以豌豆在自然狀態(tài)下一般都是純種。2、豌豆植株具有穩(wěn)定的易于區(qū)分的相對性狀。3、豌豆花大，容易去雄和人工授粉，后代個體數(shù)量多，便于統(tǒng)計。雜交PF1正交反交PF1疑惑：為什么子一代都是高莖而沒有矮莖呢？高莖矮莖矮莖高莖二、一對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)高莖787高莖277矮莖×

PF1F2高莖矮莖3∶1（雜交）（自交）一對相對性狀的親本雜交，子一代F1顯現(xiàn)出來的性狀一對相對性狀的親本雜交，子一代F1未顯現(xiàn)出來的性狀在雜種自交后代中，同時顯現(xiàn)出顯性性狀和隱性性狀的現(xiàn)象顯性性狀⊕隱性性狀性狀分離思考：（1）為什么F1代只表現(xiàn)高莖性狀？為什么F2中又出現(xiàn)矮莖性狀？（2）F2中高莖矮莖比為3:1是偶然嗎？二、一對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)觀察現(xiàn)象，提出問題七對相對性狀的遺傳試驗(yàn)數(shù)據(jù)2.84:1277（矮）787（高）莖的高度F2的比隱性性狀顯性性狀性狀2.82:1152（黃色）428（綠色）豆莢顏色2.95:1299（不飽滿）882（飽滿）豆莢的形狀3.01:12001（綠色）6022（黃色）子葉的顏色3.15:1224（白色）705（灰色）種皮的顏色3.14:1207（莖頂）651（葉腋）花的位置2.96:11850（皺縮）5474（圓滑）種子的形狀

F2中出現(xiàn)的3:1的性狀分離比是偶然的嗎?是什么原因?qū)е逻z傳性狀在雜交后代中按一定的比例分離呢？不是二、一對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)越大，誤差越小①生物的性狀是由遺傳因子（幾十年后改為基因）決定的DD高莖矮莖

ddPF1(減數(shù)分裂)配子D

d③配子形成時，成對的遺傳因子分開，分別進(jìn)入不同的配子（關(guān)鍵）(受精)

Dd高莖④受精時，雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的②在體細(xì)胞中，遺傳因子成對存在的顯性性狀：由顯性遺傳因子控制（用大寫字母如D來表示）隱性性狀：由隱性遺傳因子控制（用小寫字母如d來表示）三、對分離現(xiàn)象的解釋提出假說P5純合子雜合子

高莖豌豆和矮莖豌豆雜交實(shí)驗(yàn)的分析圖解Dd×DdDdDDDdDdddDD×dd高莖矮莖P配子DdF1Dd配子F2高莖高莖高莖矮莖1：2：1

3：1

一個正確的假說，不僅要能解釋已經(jīng)得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，還應(yīng)該能預(yù)測另一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果。四、對分離現(xiàn)象解釋的驗(yàn)證—測交實(shí)驗(yàn)DdddDd配子高莖矮莖高莖雜種子一代矮莖隱性純合子×測交測交后代dDddd1：1請預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果？測交：F1與隱性純合子雜交的過程

演繹推理，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證測交實(shí)驗(yàn)結(jié)果后代類型高莖矮莖數(shù)量87株79株比例1:1實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)測結(jié)果相符，說明解釋合理，假說是正確的！五、分離定律分離定律內(nèi)容：得出結(jié)論在生物的體細(xì)胞中，控制同一性狀的遺傳因子

，不相

；在形成配子時，成對的遺傳因子發(fā)生

，

后的遺傳因子分別進(jìn)入不同的配子中，隨

遺傳給后代。成對存在融合分離分離配子基因分離定律的實(shí)質(zhì):

形成配子時，成對的遺傳因子發(fā)生分離。DdDd（2）一對相對性狀的遺傳適用范圍：（1）真核生物有性生殖的核遺傳六、以觀察和分析發(fā)現(xiàn)問題為什么F2中出現(xiàn)3:1性狀分離比？經(jīng)推理和想象提出假說遺傳因子決定生物的性狀遺傳因子成對存在遺傳因子在形成配子時分離雌雄配子在受精時隨機(jī)結(jié)合據(jù)假說進(jìn)行演繹和推理測交實(shí)驗(yàn)，預(yù)測結(jié)果：測交后代分離比為1:1實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)演繹推理結(jié)論實(shí)際測交實(shí)驗(yàn)結(jié)果與推理符合，說明假說正確

研究方法：假說——演繹法思考：分離定律的發(fā)現(xiàn)過程是怎樣的呢？她怎么盯著我看可能是喜歡我找她加微信應(yīng)該沒問題“美女加個微信”“啪”假說—演繹法：在觀察和分析基礎(chǔ)上提出問題，通過推理和想象提出解釋問題的假說，根據(jù)假說進(jìn)行演繹推理，再通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)演繹推理的結(jié)論。如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期結(jié)論相符，就證明假說是正確的，反之則說明假說是錯誤的。這是現(xiàn)代科學(xué)研究中常用的一種科學(xué)方法，叫做假說—演繹法。②提出假說③演繹推理④實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證①發(fā)現(xiàn)問題

根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)，你能舉一個與假說--演繹法有關(guān)的例子嗎？七、探究實(shí)踐——性狀分離比的模擬教材P6方法步驟：1、在甲、乙兩個小桶中放入兩種彩球各為10個。2、搖動兩個小桶，使小桶內(nèi)的彩球充分混合。3、分別從兩個桶內(nèi)隨機(jī)抓取一個小球，組合在一起，記下兩個彩球的字母組4、將抓取的彩球后。放回原來的小桶內(nèi)，搖勻，按步驟3重復(fù)做50—100次。甲乙雌、雄生殖器官（卵巢、精巢）

代表含顯性遺傳因子和隱性遺傳因子的配子

數(shù)量可以不相等，因?yàn)樾叟渥舆h(yuǎn)多于雌配子確保D：d=1:1不放回則使得D:d≠1:1，不符合實(shí)際情況；滿足了實(shí)驗(yàn)樣本數(shù)目足夠大的條件1、兩個小桶代表什么？2、兩個小桶中的D小球和d小球代表什么？3、為什么兩個小桶內(nèi)的D小球和d小球都是10個？4、兩個小桶內(nèi)的彩球數(shù)量要相等嗎？5、將抓取的彩球放回原桶，搖勻，按步驟(3)重復(fù)做50～100次的含義是什么？下列關(guān)于孟德爾豌豆雜交實(shí)驗(yàn)的敘述，不正確的是？A.孟德爾選用豌豆做實(shí)驗(yàn)是因?yàn)橥愣谷菀撰@得大量的后代B.孟德爾選擇豌豆的相對性狀是因?yàn)樗鼈內(nèi)菀讌^(qū)分C.孟德爾使用了大量的實(shí)驗(yàn)材料，保證實(shí)驗(yàn)的可靠性D.孟德爾對雜交后代的性狀沒有進(jìn)行定量分析，影響了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性【答案】D【解析】孟德爾選用豌豆作為實(shí)驗(yàn)材料，是因?yàn)橥愣谷菀追N植，生長周期短，可以獲得大量的實(shí)驗(yàn)材料。他選擇豌豆的相對性狀是因?yàn)檫@些性狀容易區(qū)分，有利于分析遺傳規(guī)律。孟德爾在雜交實(shí)驗(yàn)中使用了大量的實(shí)驗(yàn)材料，如在F2代中觀察了數(shù)萬株豌豆植株，這保證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。孟德爾對雜交后代的性狀比例進(jìn)行了精確的定量分析，特別是在F2代中發(fā)現(xiàn)了3:1的分離比，而不是選項(xiàng)D所述沒有進(jìn)行定量分析。下列敘述符合孟德爾雜交實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)的是？A.選擇親本時沒有考慮親本的遺傳背景純合度B.對所選的相對性狀分別進(jìn)行單獨(dú)控制雜交C.選擇的相對性狀之間相互影響，不易區(qū)分D.雜交實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)量太少，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不具有普遍性【答案】B【解析】孟德爾在設(shè)計雜交實(shí)驗(yàn)時，選擇遺傳背景純合的親本材料，選擇容易區(qū)分的相對性狀，對所選的7對相對性狀分別進(jìn)行單獨(dú)控制雜交，即一次雜交實(shí)驗(yàn)只考察一對相對性狀的遺傳情況，排除了其他性狀的干擾。孟德爾在實(shí)驗(yàn)中獲得了大量的數(shù)據(jù)，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有很高的可信度和普遍性。因此，選項(xiàng)B符合孟德爾雜交實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)。孟德爾選擇豌豆的7對相對性狀進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，其中控制種皮顏色的基因位于？A.常染色體B.性染色體C.線粒體DNAD.葉綠體DNA【答案】A【解析】孟德爾選擇的7對相對性狀分別是：種子形狀、種皮顏色、種皮顏色、花色、花位置、莢型、植株高矮。其中，種皮顏色、種子形狀、花色等性狀的控制基因都位于常染色體上，而不是性染色體、線粒體DNA或葉綠體DNA上。孟德爾雖然不了解"基因"的概念，但他的雜交實(shí)驗(yàn)為后來的遺傳學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)。孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)1代豌豆植株自交，在F2代中出現(xiàn)了親本性狀分離的現(xiàn)象，分離比為3:1。導(dǎo)致該分離比出現(xiàn)的直接原因是？A.自由組合定律B.分離定律C.連鎖互換D.基因突變【答案】B【解析】孟德爾在F1代豌豆植株自交后，F(xiàn)2代中親本性狀以3:1的比例分離，這一現(xiàn)象直接證明了分離定律。分離定律是指，在生物的生殖過程中，控制相對性狀的一對等位基因在形成配子時彼此分離，并且分別進(jìn)入不同的配子中，配子攜帶等位基因的概率各為1/2。分離比為3:1正是分離定律的結(jié)果。自由組合定律、連鎖互換和基因突變等因素并非該分離比出現(xiàn)的直接原因。下面有關(guān)孟德爾豌豆雜交實(shí)驗(yàn)的敘述中，錯誤的是？A.孟德爾選擇的豌豆品種遺傳性狀穩(wěn)定，是進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)的理想材料B.孟德爾沒有考慮環(huán)境因素對雜交實(shí)驗(yàn)的影響，實(shí)驗(yàn)缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性C.孟德爾選擇相對性狀進(jìn)行雜交，簡化了分析遺傳規(guī)律的難度D.孟德爾采用了精確的定量分析方法，并進(jìn)行了重復(fù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證【答案】B【解析】孟德爾在豌豆雜交實(shí)驗(yàn)中，選擇了遺傳性狀穩(wěn)定的純合品種，這些品種的相對性狀容易區(qū)分，有利于分析遺傳規(guī)律。他充分考慮了環(huán)境因素的影響，在整個實(shí)驗(yàn)過程中，對所有實(shí)驗(yàn)材料都提供了相同的生長條件，最大限度地降低了環(huán)境因素的干擾。孟德爾選擇相對性狀單獨(dú)控制雜交，排除其他性狀的影響，簡化了分析遺傳規(guī)律的難度。他還采用了精確的定量分析方法，并進(jìn)行了重復(fù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加可靠。因此，選項(xiàng)B的說法是錯誤的。以下哪項(xiàng)屬于孟德爾選擇豌豆作為雜交實(shí)驗(yàn)材料的理由？A.豌豆的遺傳背景復(fù)雜，有利于分析多基因遺傳B.豌豆是雌雄同株植物，可以進(jìn)行自花授粉C.豌豆的相對性狀數(shù)量少，不利于全面分析遺傳規(guī)律D.豌豆的生活力較弱，后代數(shù)量不足以滿足實(shí)驗(yàn)要求【答案】B【解析】孟德爾選擇豌豆作為雜交實(shí)驗(yàn)材料的主要理由有：①豌豆是雌雄同株植物，可以進(jìn)行自花授粉，也可以人工進(jìn)行雜交，有利于控制實(shí)驗(yàn)條件；②豌豆有多對容易區(qū)分的相對性狀，如種皮顏色、種子形狀、花色等，便于觀察和分析；③豌豆生長周期短，后代數(shù)量多，可以獲得大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；④豌豆的遺傳背景相對簡單，排除了多基因遺傳的復(fù)雜性。因此，選項(xiàng)B符合孟德爾選材的理由。下列關(guān)于孟德爾豌豆雜交實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是？A.孟德爾只進(jìn)行了一次雜交實(shí)驗(yàn)，沒有重復(fù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果B.孟德爾在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了遺傳因子，并解釋了遺傳因子的本質(zhì)C.孟德爾提出了分離定律和自由組合定律，闡明了遺傳的基本規(guī)律D.孟德爾通過實(shí)驗(yàn)揭示了性狀的遺傳與變異，奠定了現(xiàn)代遺傳學(xué)的基礎(chǔ)【答案】D【解析】孟德爾在豌豆雜交實(shí)驗(yàn)中，進(jìn)行了大量的重復(fù)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。他沒有發(fā)現(xiàn)"遺傳因子"，更沒有解釋遺傳因子的本質(zhì)，這是后來摩爾根等人的貢獻(xiàn)。孟德爾雖然提出了分離定律和自由組合定律，闡明了遺傳的一些基本規(guī)律，但他的實(shí)驗(yàn)更重要的意義在于揭示了性狀遺傳與變異的現(xiàn)象和規(guī)律，為現(xiàn)代遺傳學(xué)的建立奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。因此，選項(xiàng)D的說法是正確的。孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)中，圓形種子對皺縮種子為顯性。將純合圓形種子的豌豆與純合皺縮種子的豌豆雜交，F(xiàn)1代的表現(xiàn)型和基因型分別是？A.表現(xiàn)型和基因型都為圓形B.表現(xiàn)型為圓形，基因型為雜合C.表現(xiàn)型為皺縮，基因型為雜合D.表現(xiàn)型有圓形和皺縮兩種，基因型為雜合【答案】B【解析】由題可知，圓形種子為顯性，皺縮種子為隱性。設(shè)控制種子形狀的顯性基因?yàn)镽，隱性基因?yàn)閞，則親本的基因型分別為RR和rr。雜交后代F1的基因型為Rr，都是雜合子，但表現(xiàn)型為圓形。這是因?yàn)轱@性基因R在雜合狀態(tài)下能夠完全顯現(xiàn)其控制的性狀，而隱性基因r在雜合狀態(tài)下不能表現(xiàn)出來。所以F1代的表現(xiàn)型為圓形，基因型為雜合，即選項(xiàng)B。已知豌豆的黃色種皮對綠色種皮為顯性。下列有關(guān)雜交及其后代的敘述，錯誤的是？A.F1代的種皮顏色取決于親本的基因型B.F1代自交，F(xiàn)2代的兩種表現(xiàn)型比例一定為3:1C.F1代與隱性親本測交，子代表現(xiàn)型比例一定為1:1D.F1代與顯性親本測交，子代表現(xiàn)型一定都為顯性【答案】D【解析】設(shè)豌豆的黃色種皮基因?yàn)閅，綠色種皮基因?yàn)閥。如果親本的基因型分別為純合顯性(YY)和純合隱性(yy)，則F1代基因型為Yy，種皮表現(xiàn)為顯性的黃色，這說明F1代的表現(xiàn)型確實(shí)取決于親本的基因型組成。F1代自交，根據(jù)分離定律，F(xiàn)2代的基因型比例為1(YY):2(Yy):1(yy)，表現(xiàn)型比例為3(黃色):1(綠色)。F1代與隱性親本(yy)測交，根據(jù)分離定律，子代的基因型比例為1(Yy):1(yy)，表現(xiàn)型比例為1(黃色):1(綠色)。但是，如果F1代與顯性親本(YY)測交，子代獲得顯性基因Y的概率為3/4，表現(xiàn)型雖以黃色為主，但會有一定比例的綠色種皮