第2節(jié)

孟德爾的豌豆雜交實驗（二）第1章遺傳因子的發(fā)現(xiàn)必修二一、學習目標二、重難點1.闡明自由組合定律，并能運用自由組合定律解釋或預測一些遺傳現(xiàn)象。2.通過對孟德爾兩對相對性狀雜交實驗的分析，培養(yǎng)歸納與演繹的科學思維，進一步體會假說—演繹法。1.兩對相對性狀雜交實驗的分析，自由組合定律。2.對自由組合現(xiàn)象的解釋3.孟德爾獲得成功的原因。基因的自由組合定律1情境導入孟德爾觀察花園里的豌豆植株，發(fā)現(xiàn)就子葉顏色和種子形狀來看，包括兩種類型:一種是黃色圓粒的，一種是綠色皺粒的。1.決定子葉顏色的遺傳因子對決定種子形狀的遺傳因子會不會有影響呢?2.黃色的豌豆一定是飽滿的、綠色的豌豆一定是皺粒的嗎?性狀不同的豌豆

為什么院子里只要是黃色豌豆都是飽滿的圓粒，只要是綠色豌豆都是干癟的皺粒?基因的自由組合定律1一、兩對相對性狀雜交實驗的“假說—演繹”分析×PF1♀♂♀♂正交、反交根據(jù)分離定律分析1.子代只有黃色，說明黃色為顯性性狀。2.子代只有圓粒，說明圓粒為顯性性狀。3.F1自交后，后代會出現(xiàn)綠色皺粒的豌豆。PF1×♀♂♀♂正交、反交?F2

F2中，預測的綠色皺粒豌豆是出現(xiàn)了，但是，新增黃色皺粒和綠色圓粒豌豆。31510810132

孟德爾運用科學的研究方法，對豌豆的數(shù)量進行了統(tǒng)計分析。黃：綠=（315+108）：（101+32）=3:1圓：皺=（315+101）：（108+32）=3:1兩對相對性狀都符合分離定律。9：3：3：1?說明：不同性狀之間出現(xiàn)了重新組合。一、兩對相對性狀雜交實驗的“假說—演繹”分析

上述分析表明，無論是豌豆種子的粒形還是粒色，只看一對相對性狀，依然遵循分離定律，不會互相干擾。如果把兩對性狀聯(lián)系在一起分析，F(xiàn)2出現(xiàn)的四種:黃圓：黃皺：綠圓：綠皺，接近于9：3：3：1。從數(shù)學角度分析：F2四種性狀表現(xiàn)比例9：3：3：1與3：1有何關(guān)系？9：3：3：1是（3：1）2的展開式。即（3黃色:1綠色）（3圓粒:1皺粒）=9黃色圓粒:3黃色皺粒:3綠色圓粒:1綠色皺粒一、兩對相對性狀雜交實驗的“假說—演繹”分析1.觀察現(xiàn)象，提出問題重組類型親本類型親本類型重組類型（3）是什么原因造成了上述現(xiàn)象？（1）為什么F2中出現(xiàn)了新的性狀組合？（2）為什么分離比是9:3:3:1？一、兩對相對性狀雜交實驗的“假說—演繹”分析2.分析問題，提出假說

P豌豆的圓粒和皺粒分別由基因R、r控制，黃色和綠色分別由基因Y、y控制。（1）兩對性狀分別由兩對遺傳因子控制YY

RRyy

rr

配子YR

yr（2）在產(chǎn)生配子時，每對遺傳因子彼此分離，不同對的遺傳因子可以自由組合。（4）受精時，雌雄配子結(jié)合是隨機的。黃色圓粒Yy

RrF1YRyrYryR配子只得一半的遺傳因子。（3）F1產(chǎn)生的雌配子和雄配子各有4種：

YR、Yr、yR、yr，且數(shù)量比為1∶1∶1∶1。一、兩對相對性狀雜交實驗的“假說—演繹”分析

YR

yR

Yr

yr

YR

yR

Yr

yrYYRRYYRryyRRYyRRYyRRYyRryyRrYyRr

yyrr

YyRryyRrYyrrYYRrYyRrYyrrYYrr

F1配子結(jié)合方式有___種，基因型____種；表現(xiàn)型____種，比例為

。1

yyRR2Yyrr1yyrr1642YyRR2YYRr4YyRr1YYRR9/163/163/161/169

黃圓雙顯3

綠圓單顯3

黃皺2yyRr1YYrr1

綠皺雙隱99:3:3:12.分析問題，提出假說F2中能穩(wěn)定遺傳的個體占總數(shù)的________F2中能穩(wěn)定遺傳的綠色圓粒占總數(shù)的________F2綠色圓粒中，能穩(wěn)定遺傳的占________F2中不同于F1表現(xiàn)型的個體占總數(shù)的________F2中重組類型占總數(shù)的________對F2統(tǒng)計結(jié)果，回答下列問題：1/41/161/37/163/8習題鞏固3.演繹推理，驗證假說（1）操作：思路（2）目的：測交實驗讓F1(YyRr)與隱性純合子(yyrr)雜交測定F1的基因組合方式用對自由組合現(xiàn)象解釋的假說對測交組合進行理論推測，再用測交實驗進行實踐驗證。一、兩對相對性狀雜交實驗的“假說—演繹”分析

（F1）（雙隱性類型）測交黃色圓粒x綠色皺粒

YyRryyrr配子YRYryRyryr基因型表現(xiàn)型YyRrYyrryyRryyrr黃圓黃皺綠圓綠皺1：1：1：1測交實驗理論推測3.演繹推理，驗證假說4.對自由組合現(xiàn)象的解釋和驗證實驗驗證在孟德爾所做的測交實驗中，無論是以F1作母本還是作父本，結(jié)果都與預測相符演繹推理是否成立呢?性狀組合黃色圓粒黃色皺粒綠色圓粒綠色皺粒實際籽粒數(shù)F1作母本31272626F1作父本24222526不同性狀的數(shù)量比黃色圓粒豌豆與綠色皺粒豌豆測交實驗的結(jié)果通過測交實驗的結(jié)果可證實：①F1產(chǎn)生4種類型且比例為1∶1∶1∶1的配子。②F1在產(chǎn)生配子時，每對遺傳因子彼此分離，不同對的遺傳因子可以自由組合。1∶1∶1∶1二、自由組合定律在形成配子時▲內(nèi)容控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不干擾的；在形成配子時，決定同一性狀的成對的遺傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子自由組合。▲發(fā)生時間：▲適用范圍:▲圖解配子形成:適用于真核生物、有性生殖的細胞核遺傳YyRrYyYy配子RrRrYRyryRYr基因的自由組合定律1三、孟德爾遺傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn)1909年丹麥生物學家約翰遜給孟德爾的“遺傳因子”一詞起了一個新名字，叫作基因(gene)，并且提出表型(phenotype，表現(xiàn)型)的概念；表型：指生物個體表現(xiàn)出來的性狀，如豌豆的高莖和矮莖；基因型：指與表型有關(guān)的基因組成，如高莖豌豆的基因型：DD或Dd，矮莖豌豆的基因型dd；等位基因：控制相對性狀的基因，如D和d。

1909年，丹麥生物學家約翰遜將“遺傳因子”叫作基因

并提出了表型(也叫表現(xiàn)型)和基因型的概念表型(表現(xiàn)型)基因型Johnson三、孟德爾遺傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn)

定義：指生物個體表現(xiàn)出來的性狀

定義：指與表型有關(guān)的基因組成等位基因

定義：指控制相對性狀的基因

舉例：豌豆的高莖和矮莖

舉例：如DD、Dd、dd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基因的自由組合定律1四、孟德爾獲得成功的原因精心選擇實驗材料：

孟德爾從豆科植物中選擇了自花傳粉，且是閉花受粉的豌豆作為雜交實驗的材料，雜交實驗從純種出發(fā)是實驗成功的保證，只有這樣才能得到真正的雜種，豌豆花的結(jié)構(gòu)特點使得人工去雄和進行異花授粉很方便，此外孟德爾對豌豆材料進行了品種和性狀的選擇，挑選的有差別的性狀既明顯又穩(wěn)定；精心設計實驗方法：

孟德爾的成功還歸因于采取單因子分析法，即分別的觀察和分析在一個時期內(nèi)的一對性狀的差異，最大限度的排除各種復雜因素的干擾，在發(fā)現(xiàn)分離定律的基礎(chǔ)上再把個別性狀綜合起來，又發(fā)現(xiàn)了自由組合定律；精確的統(tǒng)計分析：對雜交實驗的子代中出現(xiàn)的性狀進行分類、計數(shù)和數(shù)學的歸納，孟德爾從一個簡單的二項式展開式的各項系數(shù)中找到了豌豆雜交實驗顯示出來的規(guī)律性，并深刻的認識到1:1和3:1數(shù)字中所隱藏著深刻的意義和規(guī)律；四、孟德爾獲得成功的原因首創(chuàng)了測交方法：孟德爾巧妙的設計了測交方法，令人信服的證明了他的遺傳因子分離假設的正確性。實踐證明，這種以雜交子一代個體在于其隱性純合親本進行測交的方法，完美而巧妙地成為遺傳學分析的經(jīng)典方法。運用假說—演繹法創(chuàng)造性地應用科學符合體系四、孟德爾獲得成功的原因習題鞏固1.(必修2P12“思考·討論”探究思考)在豌豆雜交實驗之前，孟德爾曾花了

幾年時間研究山柳菊，結(jié)果卻一無所獲，其原因主要有: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山柳菊有時進行有性生殖，有時進行無性生殖；③山柳菊的花小，難以做人工雜交實驗。自由組合定律的驗證及應用2自由組合定律的驗證及應用2一、自由組合定律的驗證1.思路：通過觀察某些現(xiàn)象，可以說明雜合體（如AaBb）能產(chǎn)生4種配子。AaBbAbabABaB2.方法（1）自交法（2）測交法具有相對性狀的純合親本雜交F1雜合子自交后代性狀分離比為9:3:3:1符合基因自由組合定律雜合子隱性純合子子代性狀分離比為1:1:1:1符合基因自由組合定律1.根據(jù)題干信息判斷：2.根據(jù)雜交實驗判斷(常用)n對基因獨立遺傳或位于n對同源染色體上。判斷基因是否遵循自由組合定律的方法自由組合定律的驗證及應用2二、自由組合定律的應用1.指導雜交育種（1）過程（2）優(yōu)點在雜交育種中，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。可以把多個親本的優(yōu)良性狀集中在一個個體上。基因重組（3）原理

P

抗倒易病

易倒抗病DDTTddtt

F1

抗倒易病DdTtDdttF2抗倒易病抗倒抗病易倒易病易倒抗病DDtt雜交自交選優(yōu)自交選優(yōu)F3連續(xù)自交，直至不出現(xiàn)性狀分離為止。抗倒抗病DDtt1.指導雜交育種1.指導雜交育種——總結(jié)（1）植物雜交育種中，優(yōu)良性狀的純合子獲得一般采用多次

自交選種；（2）動物雜交育種中，優(yōu)良性狀的純合子獲得一般采用測交，選擇測交后代不發(fā)生性狀分離的親本；（3）如果優(yōu)良性狀是隱性，直接在F2中選出即為純合體。二、自由組合定律的應用2.指導醫(yī)學實踐在醫(yī)學實踐中，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推斷，為遺傳咨詢提供理論依據(jù)。二、自由組合定律的應用例如：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?隱性1/4不一定基因的分離定律基因的自由組合定律研究的相對性狀涉及的遺傳因子F1配子的種類及比例F2基因型及比值F2表現(xiàn)型及比值F1測交后代表現(xiàn)型種類及比值遺傳實質(zhì)聯(lián)系一對兩對（或多對）一對兩對（或多對）