1.1 孟德尔的豌豆杂交实验(一)

导入新课

遗传，俯拾皆是的生物现象，举例说明：亲代与子代存在相似性——遗传；亲代与子代存在差异性——变异。在《遗传与进化》该模块中，主要讲解以下内容：

遗传是生物界普遍的现象，但其中的奥秘却隐藏至深，让我们从140多年前孟德尔的植物杂交实验开始，看看科学家们是如何探索其奥秘的！

第1节孟德尔的豌豆杂交实验（一）

一、1.孟德尔（遗传学之父）的生平简介

孟德尔于1822年7月22日,出生于奥地利一个贫寒的农民家庭。念中学时就对自然科学发生了兴趣。21岁做了修道士，在此期间，业余时间进行科学实验。其中杂交实验，潜心研究了8年。而豌豆的杂交实验是非常成功的。他通过观察对比、统计分析，从大量的数据中揭示了两个遗传规律,成为遗传学的奠基人！

2. 为什么用豌豆作遗传实验材料容易取得成功？

1）豌豆是闭花自花授粉的植物,自然状态下是纯种。用豌豆做人工杂交实验，结果既可靠，又容易分析；

2）豌豆还有易于区分的性状，实验结果很容易观察和分析﹔

3）豌豆的性状能稳定遗传；

4）豌豆的花大，便于人工授粉。

因此，豌豆是理想的遗传实验材料。

3. 人工杂交实验：

去雄——套袋（防止其他花粉的干扰）——授粉（采集另一种豌豆的花粉，授到去掉雄蕊的花的柱头上）——套袋

孟德尔经过观察，在34个豌豆品种中选择了七对相对性状。如茎的高度：高茎和矮茎这是一对相对性状。

相对性状：同一种生物同一性状的不同表现类型。

为了易于分析，他首先是对每对相对性状的遗传各自进行研究的。

二、一对相对性状的杂交实验

孟德尔是如何进行豌豆的杂交实验的呢？下面我们一起来看看孟德尔的一对相对性状的遗传实验。大家先围绕以下问题各自看书。

1、注意以下几组概念的含义。

①亲本、母本、父本

②杂交、自交、正交、反交

③显性性状、隐性性状、性状分离

2、在杂交实验中孟德尔选择的是什么样的亲本？

3、孟德尔在一对相对性状的杂交实验中观察到了哪些实验现象？

孟德尔一对相对性状杂交实验遗传图解。

孟德尔选择的是纯种高茎豌豆和纯种矮茎豌豆作亲本。在杂交亲本的选择上既用高茎作母本（接受花粉的称母本）,矮茎的作父本（提供花粉的称为父本）；同时又用高茎作父本，矮茎作母本。如果将第一种杂交类型称为正交，那么第二种杂交类型就称为反交了。但不管是正交，还是反交，子一代（F1）都有表现高茎。

孟德尔观察到的实验现象是：纯种高茎豌豆和纯种矮茎豌豆杂交（），F1都是高茎的。子一代高茎豌豆自交（），得到的子二代植株中既有高茎也有矮茎。

为什么F1只表现高茎？

为什么F2中又出现了矮茎？

矮茎性状在子一代中并没有消失，只是没有表现出来。

孟德尔把杂种子一代中显现出来的性状，叫做显性性状，如高茎；

把未显现出来的性状。叫隐性性状，如矮茎。

子二代中同时显现显性性状和隐性性状的现象，在遗传学上叫做性状分离。

同时孟德尔对子二代两性状的株数进行了统计分析，他发现，在所得到的1064个子二代豌豆植株中，有787株是高茎，277株是矮茎，高茎与矮茎的数量比接近3∶l。这个比值是否只是偶然呢。豌豆的其他相对性状杂交情况如何呢?

展示：孟德尔做的豌豆杂交试验其它相对性状的结果。

学生观察、比较，发现杂交子二代都出现了性状分离现象，且显性性状与隐性性状的数量比都接近3∶1，具有规律性。

三、对分离现象的解释

1、生物的性状由由遗传因子决定的。（第一次提出遗传因子的概念）

遗传因子的特点有：独立的颗粒状，互不融合，在传递中不会消失，每个遗传因子决定着对应的性状。

孟德尔认为遗传因子有显性和隐性之分。

显性遗传因子控制显性性状，用大写字母表示；

隐性因子控制隐性性状，用小写字母表示。

2．遗传因子在体细胞中的存在形式怎样？

孟德尔认为遗传因子在体细胞中是成对存在的。纯种高茎豌豆体细胞中有成对的遗传因子DD。而纯种矮茎豌豆的体细胞中有成对的遗传因子dd。

体细胞中由相同的遗传因子组成的个体就叫纯合子。

F1细胞中遗传因子也是成对的。从F1自交产生的后代出现隐性性状看,F1细胞中必然含有隐性遗传因子。其体细胞中成对的遗传因子应是Dd。像F1这样的，遗传因子组成不同的个体就叫杂合子。

3. 孟德尔假设，在形成生殖细胞——配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中。所以，生殖细胞中只含有成对遗传因子中的一个。

4. 孟德尔认为，雌雄配子的结合是随机的。

高茎豌豆与矮茎豌豆杂交实验的分析图解

四、实验：性状分离的模拟

假设F1遗传因子真的彼此分离、配子的组合也的确是随机的，那么F2真的能出现3:1的结果吗？我们可以通过模拟实验来验证。P6

简单讲解实验过程。思考以下问题：①两个小桶代表什么？小桶中的彩球代表什么？②为什么每个小桶里的彩球各20个？③分别从两个小桶内抓取一个彩球组合在一起的含义是什么？④将抓取过的彩球放回原来的小桶中摇匀，按步骤③重复50～100

次的含义是什么？

五、对分离现象解释的验证——测交法

测交是将F1与隐性纯合子杂交，用以测定F1遗传因子的组成。

假设孟德尔对分离现象的解释是正确的（也就是说孟德尔提出的假说是正确的）。请同学们预测一下测交的结果

如果孟德尔提出的假说是正确的，F1（Dd）就应能产生两种类型的生殖细胞。即含有遗传因子D的生殖细和含有d的生殖细胞。而隐性亲本（dd）只产生含有d的生殖细胞。雌、雄生殖细胞结合，测交后代是：Dd（高茎）：dd（矮茎）为1：1。

孟德尔测交实验的结果是怎样的？

孟德尔测交实验的结果是：（F1）Dd（高茎）× dd（矮茎）→ Dd（高茎）：dd（矮茎）=30：34≈1：1

请同学们把孟德尔预期的和实际测交结果比较一下，看两者的情况怎么样？

实际测交结果与预期理论值相同。这说明孟德尔对分离现象的解释（即孟德尔提出的假说）是完全正确的。生物体形成配子时，成对的遗传因子发生了分离

六、实验的方法——假说—演绎法。

五、分离定律

孟德尔一对相对性状的实验结果及其对实验结果的解释，后人把它归纳为孟德尔第一定律，又称为分离定律。

分离定律的内容包括两个方面。

在生物体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合

在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。

分离定律的实质：在形成生殖细胞时，细胞中成对的控制相对性状的遗传因子彼此分离，分离后进入不同的配子中，随配子遗传给后代。