1.2孟德尔的豌豆杂交实验(二)第2课时课件-下学期生物人教版必修2

第2课时孟德尔实验方法的启示、遗传规律的再发现及其应用第2节孟德尔的豌豆杂交实验(二)1.说出孟德尔成功的原因。2.概述孟德尔遗传规律的再发现,掌握核心概念间的关系。3.运用遗传规律分析一些遗传现象。「学习目标」预习案·自主学习一、孟德尔获得成功的原因1.正确选用

作为实验材料是成功的首要条件。2.在对生物的性状分析时,首先针对一对相对性状进行研究,再对

相对性状进行研究。3.对实验结果进行

分析。4.科学地设计了实验的程序,按提出问题→作出假设(解释)→合理

→实验

→总结规律的科学实验程序进行。豌豆两对或多对统计学演绎验证二、孟德尔遗传规律的再发现1.1900年,三位科学家分别重新发现了孟德尔的论文。2.1909年,丹麦生物学家约翰逊将“遗传因子”命名为

,并且提出了

和

的概念。(1)表型:生物个体

的性状,如豌豆的高茎和矮茎。(2)基因型:指与表型有关的

,如高茎豌豆的基因型是DD或Dd,矮茎豌豆的基因型是dd。(3)等位基因:指控制

的基因,如D和d。基因表型基因型表现出来基因组成相对性状三、孟德尔遗传规律的应用1.在杂交育种中,人们有目的地将具有

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。2.在医学实践中,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

作出科学的推断,从而为遗传咨询提供理论依据。不同优良性状患病概率(1)孟德尔合理地运用统计学分析,并通过测交实验对其推理过程及结果进行检测。(

)(2)孟德尔提出了遗传因子、基因型和表型的概念。(

)提示:孟德尔提出了遗传因子的概念,但并没有提出基因型和表型的概念。(3)等位基因是指控制相同性状的基因。(

)[正误判断]提示:等位基因是指控制相对性状的基因。√××(4)假说—演绎法中提出问题建立在观察和分析的基础上。(

)(5)杂交育种进行选育时都要从F2开始。(

)提示:杂交育种进行选育不一定从F2开始,要看育种的目的,若选育的是杂合子,则F1即符合要求。√×探究案·互动探究探究一孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现「问题情境」某植物的晚熟(A)对早熟(a)为显性,红花(B)对白花(b)为显性,控制两对相对性状的基因独立遗传,分析下列问题。(1)控制两对性状的基因,互为等位基因的有哪些?互为非等位基因的有哪些?提示:A与a,B与b;A与B、b,a与B、b。(2)基因型为AaBb的该植物能产生的配子及比例是什么?提示:AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1。(3)基因型为AaBb种子发育成的植株一定表现出早熟红花性状吗?提示:不一定。表型和基因型的关系(1)基因型是生物性状表现的物质基础,是内因;表型是基因型的外在表现,表型相同,基因型不一定相同。(2)环境因素是生物性状表现的外因,生物的表型是基因型与环境共同作用的结果。基因型相同,若环境条件不同,表型也可能不同。归纳总结1.下列关于遗传学的基本概念的叙述,正确的是(

)A.后代同时出现显性性状和隐性性状的现象叫性状分离B.不同环境下,生物的基因型相同,表型不一定相同C.一对同源染色体的相同位置上存在的两个基因是等位基因D.狗的白毛与黑毛、兔的长毛和卷毛是相对性状「即时应用」B解析:杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象叫作性状分离;生物的表型是由基因型与环境共同决定的,因此在不同环境下,生物的基因型相同,表型不一定相同;一对同源染色体的相同位置上存在的两个基因是等位基因或相同基因;狗的白毛与黑毛是相对性状,但兔的长毛和卷毛不属于同一种性状,不是相对性状。2.下列关于孟德尔遗传学实验的叙述,正确的是(

)A.原核生物基因的遗传不遵循孟德尔发现的遗传规律B.孟德尔还用山柳菊做杂交实验取得了成功C.先提出假说,据此开展豌豆杂交实验并设计测交实验进行演绎D.在豌豆人工杂交时应在父本花粉成熟前进行人工去雄、套袋处理A解析:孟德尔发现的遗传规律适用于真核生物有性生殖的细胞核遗传,原核生物基因的遗传不遵循孟德尔发现的遗传规律;孟德尔在豌豆杂交实验之前利用山柳菊进行实验,但并未成功,说明遗传材料的选择对于实验成功具有重要意义;孟德尔遗传学实验中,先进行杂交实验,再根据实验结果提出假说,并进行演绎推理后经测交实验进行验证;在豌豆人工杂交时应在母本花粉成熟前进行人工去雄、套袋处理,不能对父本去雄。探究二遗传规律的应用「问题情境」小麦高秆(D)对矮秆(d)为显性,抗锈病(T)对不抗锈病(t)为显性,两对基因独立遗传。某研究小组利用纯合的高秆抗锈病小麦(DDTT)和矮秆不抗锈病小麦(ddtt),通过杂交育种培育出了矮秆抗锈病的新品种,过程如图。请回答下列问题。(1)写出图中所示过程中a、b、c所表示的处理方法。提示:a过程为杂交,b过程为自交,c过程为连续自交及筛选。(2)由图可知,在哪一代开始出现矮秆抗锈病植株?出现的新品种植株能否直接用于农业生产?为什么?提示:F2。不能,F2中的矮秆抗锈病植株中既有纯合子,也有杂合子,杂合子个体自交后会发生性状分离,不能稳定遗传,因此不能直接用于农业生产。(3)杂交育种的方法只适用于植物,不能适用于动物吗?提示:杂交育种不仅适用于植物,提高植物的产量和品质,而且也适用于家畜、家禽的育种。利用自由组合定律培育不同品种的思路(1)培育杂合子品种:在农业生产上,可以将杂种一代作为种子直接利用,如水稻、玉米等。其特点是具有杂种优势,即品种高产、抗性强,但种子只能种一年。培育基本步骤如下:选取符合要求的纯种双亲(P)杂交(♀×)→F1(即为所需品种)。(2)培育隐性纯合子品种:选取双亲杂交,子一代自交,子二代

选出符合要求的类型就可以推广。归纳总结(3)培育显性纯合子或一显一隐纯合子品种。②动物:选择具有不同优良性状的亲本杂交,获得F1→F1雌、雄个体间交配→获得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交,选择后代不发生性状分离的F2个体。③实例:现有基因型为BBEE和bbee的两种植物或动物,欲培育基因型为BBee的植物或动物品种,育种过程用遗传图解表示如下:3.已知小麦的高秆(D)对矮秆(d)为显性,抗病(R)对不抗病(r)为显性,小麦一年只播种一次。培育矮秆抗病小麦的过程:选择纯合高秆抗病(DDRR)与矮秆不抗病(ddrr)杂交,获得F1(DdRr)→F1自交→获得F2→鉴别、选择需要的类型,自交至不发生性状分离为止。下列相关叙述错误的是(

)A.杂交的目的是将控制矮秆和抗病的基因集中到子一代中B.子一代自交的目的是使子二代中出现矮秆抗病个体C.得到纯合的矮秆抗病种子至少需要4年D.子二代中矮秆抗病植株自交的目的是筛选子二代中矮秆抗病植株中的纯合子「即时应用」C解析:第一年,种植亲代,杂交,收获F1种子(DdRr),目的是将控制矮秆和抗病的基因集中到子一代中。子一代自交的目的是使子二代中出现(ddR

)矮秆抗病个体。培育矮秆抗病小麦的过程:选择纯合高秆抗病(DDRR)与矮秆不抗病(ddrr)杂交,获得F1(DdRr)→F1自交→获得F2→鉴别、选择需要的类型,自交至不发生性状分离为止,小麦每年只繁殖一代,从播种到收获种子记为一年,第一年:种植亲代,杂交,收获F1种子;第二年:种植F1,自交,收获F2种子;第三年:单株种植F2,观察是否发生性状分离,不发生性状分离的为符合要求的新品种。子二代中矮秆抗病植株中有杂合子ddRr和纯合子ddRR,杂合子自交子代会发生性状分离,因此子二代自交的目的是筛选出子二代中矮秆抗病植株中的纯合子。

4.先天性夜盲症由显性基因控制,白化病由隐性基因控制,决定这两种遗传病的基因遵循自由组合定律。一对夫妇中女性正常,男性只患先天性夜盲症,婚后生了一个非夜盲症的白化病孩子。这对夫妇再生的孩子中,正常的概率以及两病都患的概率为(

)A.1/2、1/4 B.3/8、1/8C.1/4、1/8 D.1/8、3/8B解析:假设先天性夜盲症由显性基因A控制,白化病由隐性基因b控制,则该夫妇的基因型为aaBb、AaBb,再生的孩子中,正常(aaB

)的概率为1/2×3/4=3/8,两病都患(A

bb)的概率为1/2×1/4=1/8。

“十字交叉法”计算两种遗传病的患病概率方法技巧序号类型计算公式患甲病概率为m不患甲病概率为1-m患乙病概率为n不患乙病概率为1-n①两病兼患概率m·n②只患甲病概率m·(1-n)③只患乙病概率n·(1-m)④不患病概率(1-m)(1-n)拓展求解患病概率①+②+③或1-④只患一种病概率②+③或1-(①+④)课堂小结思维导图金句必备1.表型指生物个体表现出来的性状,与表型有关的基因组成叫作基因型。2.控制相对性状的基因,叫作等位基因。3.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。随堂检测1.在孟德尔的豌豆杂交实验中,涉及自交和测交。下列相关叙述中正确的是(

)A.自交可以用来判断某一显性个体的基因型,测交不能B.自交可用于植物纯合子、杂合子的鉴定,测交不能C.自交和测交都不能用来验证分离定律和自由组合定律D.连续自交可以用来选育显性纯合子,测交不能D12341234解析:自交可以用来判断某一显性个体的基因型,测交也能;自交和测交均可用于植物纯合子、杂合子的鉴定;通常纯合子自交不能用来验证分离定律和自由组合定律,但可对杂合子测交来验证分离定律和自由组合定律;自交可以用于显性优良性状的品种的培育,随着自交代数增加,纯合子所占比例增多,测交不能。2.以下关于基因型、表型、等位基因的叙述,正确的是(

)A.在相同环境条件下,基因型相同表型不一定相同B.在相同环境条件下,表型相同,基因型一定相同C.D与d、R与R、Y与y都属于等位基因D.杂合子中一定含有等位基因,纯合子中一定不含有等位基因2341D解析:表型是指生物个体表现出来的性状,在相同环境条件下,表型相同,基因型不一定相同,而基因型相同表型一定相同;D与d、Y与y都属于等位基因,R与R属于相同基因;杂合子是指遗传因子组成不同的个体,所以杂合子中一定含有等位基因,纯合子是遗传因子组成相同的个体,所以一定不含有等位基因。23413.正常人对苯硫脲感觉味苦,称味者(T),有人对苯硫脲没有味觉,称味盲(t)。人的正常(A)对白化病(a)为显性。有一对味者非白化夫妇生了一个味盲白化的孩子,则这对夫妇的基因型为(

)A.TTAa×TTAa B.TtAa×TTAaC.TtAa×TtAa D.TtAA×TtAaC34123412解析:将两对性状分开来考虑,一对味者夫妇(T

)生了一个味盲(tt)的孩子,则味者双亲基因型均是Tt;又由于孩子患白化病(aa),故该对非白化夫妇基因型均是Aa。综合分析,这对夫妇的基因型为TtAa×TtAa。

4.(多选)对于孟德尔成功揭示两大遗传定律的原因,下列叙述正确的是(

)A.选择豌豆为实验材料,在自然状态下豌豆可有效避免外来花粉的干扰B.分析生物性状时,由简单到复杂,先后对豌豆的多对相对性状进行研究C.实验过程中对结果采用统计学的方法进行分析,增加准确度、可信度D.创造性地运用“假说—演绎法”等科学方法,假说的核心内容是“性状是由基因控制的”1234ABC1234解析:豌豆是严格的自花传粉而且是闭花传粉的植物,自然状态下可有效避免外来花粉的干扰;在分析生物性状时,首先对一对相对性状的遗传情况进行研究,再对多对相对性状的遗传情况进行研究;孟德尔运用统计学的方法对大量实验数据进行处理,增加准确度、可信度,并从中找出了规律,这是孟德尔遗传实验获得成功的原因之一;孟德尔提出的假说的核心内容是“生物形成配子时,成对的遗传因子彼此分离,分别进入不同的配子中”,孟德尔并未提出基因的概念。联系实际·迁移应用我国科研团队在农作物育种方面做出了突出贡献。某二倍体农作物是雌雄同花植物,可自花传粉,也可异花传粉,花的位置和花的颜色遗传符合自由组合定律。研究者利用纯系品种顶生紫花与腋生蓝花进行了杂交实验,F1植株全部表现为腋生紫花,让F1植株自交,产生的F2植株中腋生紫花∶腋生蓝花∶顶生紫花∶顶生蓝花=39∶9∶13∶3。探究:(1)由实验结果可推测该农作物花的颜色至少受几对等位基因控制?简述判断的依据。提示:2对。只研究花色,亲本紫花和蓝花杂交,F1全部是紫花,F1自交,F2中紫花∶蓝花=13∶3,13∶3可看作是9∶3∶3∶1的变式,则花色至少由两对等位基因控制。(2)在F2中顶生紫花植株的基因型有多少种?其中杂合子有多少种?提示:只研究花的位置,亲本顶生和腋生杂交,F1全部是腋生,F1自交,F2中腋生∶顶生=3∶1,则腋生是显性性状、顶生是隐性性状。假设花的位置由D/d基因控制,花色是由A/a、B/b基因控制,则F2中顶生紫花的基因型有A

B

dd、A

bbdd(或aaB

dd)、aabbdd,其基因型共有7种,杂合子有4种。

1.利用“拆分法”解答自由组合问题的一般思路首先,将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题。在独立遗传的情况下,有几对等位基因就可分解为几组分离定律问题。如AaBb×Aabb,可分解为两组:Aa×Aa、Bb×bb。然后,按分离定律进行逐一分析。最后,将获得的结果进行综合,得到正确答案。【知识方法】微课2自由组合定律的应用及解题方法举例如下(完全显性情况下):问题举例计算方法AaBbCc×AabbCc,求其杂交后代可能的表型种类数可分解为三个分离定律:Aa×Aa→后代有2种表型(3A

∶1aa)

Bb×bb→后代有2种表型(1Bb∶1bb)Cc×Cc→后代有2种表型(3C

∶1cc)

所以,AaBbCc×AabbCc的后代中有2×2×2=8(种)表型AaBbCc×AabbCc,后代中表型同A

bbcc个体的概率计算

Aa×Aa

Bb×bb

Cc×Cc↓

↓↓3/4(A

)×1/2(bb)×1/4(cc)=3/32

AaBbCc×AabbCc,求子代中不同于亲本的表型(基因型)不同于亲本的表型=1-亲本的表型=1-(A

B

C

+A

bbC

),不同于亲本的基因型=1-亲本的基因型=1-(AaBbCc+AabbCc)

2.基因自由组合现象的特殊分离比问题(1)基因互作导致异常分离比。原因自交后代性状分离比测交后代性状分离比存在一种显性基因(A或B)时表现为同一种性状,其余正常表现9∶6∶11∶2∶1即A

bb和aaB

个体的表型相同

A、B同时存在时表现为一种性状,否则表现为另一种性状9∶71∶3即A

bb、aaB

、aabb个体的表型相同

a(或b)成对存在时表现双隐性性状,其余正常表现9∶3∶41∶1∶2即A

bb和aabb的表型相同或aaB

和aabb的表型相同

只要存在显性基因(A或B)就表现为同一种性状,其余正常表现15∶13∶1即A

B

、A

bb和aaB

的表型相同

(2)显性基因累加效应。(3)致死现象导致的性状分离比改变。①显性纯合致死。ⅰ.AA和BB致死。ⅱ.AA(或BB)致死。②隐性纯合致死。ⅰ.双隐性致死。ⅱ.单隐性致死aa或bb。③解答致死类问题的方法技巧。ⅰ.从每对相对性状分离比角度分析,如:6∶3∶2∶1⇒(2∶1)(3∶1)⇒一对显性基因纯合致死。4∶2∶2∶1⇒(2∶1)(2∶1)⇒两对显性基因纯合致死。ⅱ.从F2每种性状的基因型种类及比例分析,如BB致死:【突破训练】1.在完全显性且三对基因各自独立遗传的条件下,aaBbdd与AaBbDd的个体杂交,下列叙述正确的是(

)A.子代基因型有12种,表型有6种B.子代中杂合子占全部后代的比例为5/8C.子代基因型aaBbDd占全部后代的比例为3/8D.子代基因型不同于双亲的个体所占的比例为3/4D解析:aaBbdd与AaBbDd个体杂交,子代基因型有2×3×2=12(种),表型有2×2×2=8(种);子代中纯合子占全部后代的比例为1/2×1/2×1/2=1/8,则杂合子占全部后代的比例为7/8;子代基因型aaBbDd的个体占全部后代的比例为1/2×1/2×1/2=1/8;子代基因型与双亲相同的个体所占的比例为1/2×1/2×1/2+1/2×1/2×1/2=1/4,则子代基因型不同于双亲的个体所占的比例为3/4。2.控制棉花纤维长度的三对等位基因A/a、B/b、C/c对长度的作用相等。三对等位基因独立遗传。已知基因型为aabbcc的棉花纤维长度为8cm,每个显性基因增加纤维长度2cm。棉花植株甲(AABBcc)与乙(aaBbCc)杂交,则F1的棉花纤维长度范围是(

)A.10～18cm B.12～16cmC.10～16cm D.12～18cmB解析:由于3对等位基因独立遗传,因此遵循自由组合定律,棉花植株甲(AABBcc)与乙(aaBbCc)杂交,甲产生的配子类型是ABc,乙产生的配子类型及比例是aBC∶aBc∶abc∶abC=1∶1∶1∶1,子代最少有2个显性基因,最多有4个显性基因,故子代最长有8+4×2=16(cm),最短有8+2×2=12(cm)。3.鹦鹉控制羽毛绿色(A)与黄色(a)、无纹(B)与条纹(b)的两对等位基因独立遗传,其中控制绿色的基因纯合会出现致死现象。若绿色无纹(AaBb)鹦鹉雌、雄相互交配,子代中绿色无纹∶黄色无纹∶绿色条纹∶黄色条纹为(

)A.9∶3∶3∶1 B.6∶3∶2∶1C.6∶2∶3∶1 D.1∶1∶1∶1B解析:绿色无纹(AaBb)个体杂交,若无致死现象,则后代比例应为绿色无纹∶黄色无纹∶绿色条纹∶黄色条纹为9∶3∶3∶1;因AA纯合致死,故AABb、AABB、AAbb的个体均死亡,故子代中绿色无纹∶黄色无纹∶绿色条纹∶黄色条纹为6∶3∶2∶1。4.影响同一性状的两对等位基因中的一对基因(显性或隐性)掩盖另一对基因中显性基因的作用时,所表现的遗传效应称为上位效应,其中的掩盖者称为上位基因,被掩盖者称为下位基因。如上位效应由隐性基因引起,称为隐性上位,由显性基因引起的则称为显性上位,已知基因可控制酶的合成。在某植物的杂交过程中子二代的花色和花形出现以下性状分离比,下列说法不正确的是(

)A.该植物F2花色出现9∶3∶4的原因是隐性上位B.控制花色的基因间相互作用的生化途径可以用该链式反应来说明白色底物

红色产物

紫色产物C.该植物F2花形出现12∶3∶1的原因是显性上位D.控制花形的两对基因中R对P为上位性的D解析:隐性上位(假设b为上位基因),9A

B

为一种表型,3A

bb和1aabb为一种表型,3aaB

为一种表型,所以表型的比例为9∶4∶3,该植物F2花色出现9∶3∶4的原因是隐性上位;若控制花色的基因间相互作用的生化途径可以用该链式反应,即用白色底物

红色产物

紫色产物来表示,则F2的表型比例为紫色∶红色∶白色=9∶3∶4;假设P为上位基因,则9P

R

和3P

rr为一种表型,3ppR

为一种表型,1pprr为一种表型,所以表型比例为12∶3∶1的原因是显性上位;若控制花形的两对基因中R对P为上位性的,则9P

R

和3ppR

为一种表型,3P

rr为一种表型,1pprr为一种表型,则与事实不符。

5.致死基因的存在可影响后代性状分离比。现有基因型为AaBb的个体,两对等位基因独立遗传,但具有某种基因型的配子或个体致死,不考虑环境因素对表型的影响,若该个体自交,下列说法不正确的是(

)A.后代分离比为6∶3∶2∶1,则推测原因可能是某对基因显性纯合致死B.后代分离比为5∶3∶3∶1,则推测原因可能是基因型为AB的雄配子或雌配子致死C.后代分离比为7∶3∶1∶1,则推测原因可能是基因型为Ab的雄配子或雌配子致死D.后代分离比为9∶3∶3,则推测原因可能是基因型为aB的雄配子或雌配子致死D解析:后代分离比为6∶3∶2∶1,与A

B

∶A

bb∶aaB

∶aabb=9∶3∶3∶1对照推测可能是某对基因显性纯合致死;后代分离比为5∶3∶3∶1,只有双显个体中死亡4份,推测可能是基因型为AB的雄配子或雌配子致死,导致双显性状个体中少4份;由于子二代A

B

∶aaB

∶A

bb∶aabb=7∶3∶1∶1,与9∶3∶3∶1相比,A

B

少了2份,A

bb少了2份,最可能的原因是Ab的雄配子或雌配子致死;后代分离比为9∶3∶3,没有出现双隐性,说明aabb的合子或个体死亡,不可能是aB的雄配子或雌配子致死所致。

6.杜洛克猪毛色受两对等位基因控制,毛色有红毛、棕毛和白毛三种,对应的基因型如表。为研究两对等位基因的关系,研究人员进行了如下实验:多对纯合棕毛猪杂交,F1均为红毛猪,F1随机交配产生F2,F2红毛猪、棕毛猪和白毛猪分别有20