2022-2023学年人教版(2019)必修二第1章第2节 孟德尔的豌豆杂交实验(二)第2课时 孟德尔实验方法的启示、学案.pdf
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1、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/学 习 目 标1.基于科学事实,通过归纳与概括,阐述孟德尔成功的原因。2.说出基因型、表型和等位基因的含义。3.基于科学事实,借助演绎推理,运用自由组合定律解决生活中的实际问题。_ I问 题 探 究.知 识 生 成 I_建 立 概 念达 成 素 养新知探究一孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现范问题探究活动:阅读教材Pl273,思考回答下列问题。问题:孟德尔成功的原因有哪些?提示:正确选用豌豆作实验材料,对实验结果进行统计学分析,采用假说一演绎法,先分析一对相对性状然后再分析两对相对性状。问题:D与 D是否为等位基因?说出判
2、断理由。提示:不是,等位基因是指控制相对性状的基因,D和D均控制显性性状。问题:表型相同个体的基因型是否一定相同?为什么?提示:不一定,在完全显性条件下基因型为DD、Dd的个体均表现为显性性状。总归纳总结(1)孟德尔获得成功的原因正确选用题豆作为实验材料是成功的首要条件。在对生物的性状分析时一,首先针对一对相对性状进行研究,再对两对或多对相对性状进行研究。对实验结果进行统计学分析。科学地设计了实验的程序,按提出问题f做出假设(解释)f合理演经一实验验证一总结规律的科学实验程序进行。(2)孟德尔遗传规律的再发现1 9 0 0 年,三位科学家分别重新发现了孟德尔的论文。1 9 0 9 年,丹麦生物
3、学家约翰逊将“遗传因子”命名为基因,并提出了表型和基因型的概念。a.表型:生物个体表现出来的性状,如豌豆的高茎和矮茎。b.基因型:指与表型有关的基因组成,如 D D、D d、ddoc.等位基因:指控制相对性状的基因,如D和 d。E Q即时应用1.遗传学的奠基人孟德尔之所以在研究遗传规律时获得了巨大成功,关键在于他在实验过程中选择了正确的方法。下面各项中,哪一项不是他获得成功的重要原因(C )A.先只针对一对相对性状的遗传规律进行研究,然后再研究多对性状的遗传规律B.选择了严格自花传粉的豌豆作为实验材料C.选择了多种植物作为实验材料,做了大量的实验D,应用了统计学的方法对结果进行统计分析解析:选
4、项C不是孟德尔获得成功的原因。因为无目的、无意义的大量实验只是浪费时间和精力,孟德尔曾花了几年时间研究山柳菊,结果却一无所获,也可以说明正确选择实验材料是科学研究取得成功的重要前提。2.下列关于表型和基因型的叙述,错误的是(D )A.表型相同,基因型不一定相同B.相同环境下,表型相同,基因型不一定相同C.相同环境下,基因型相同,表型也相同D.基因型相同,表型一定相同解析:基因型相同,如果环境不同,表型也可能不同;相同环境下,表型相同,基因型也不一定相同,如 A A 与 A a 都表现为显性性状;相同环境下,基因型相同,表型也相同。新知探究二自由组合定律的应用3Q问题探究资料1 :有两个纯种小麦
5、,一为高秆(D)抗锈病(T),另一为矮秆(d)不抗锈病(t)o这两对性状独立遗传,现要培育矮秆抗锈病的新品种,过程如图。请思考下列问题。高秆、抗锈病矮秆、不抗锈病稳定遗传的矮秆抗锈病类型Xa b c-Fj-,F2-问题(1):写出图中所示过程所表示的处理方法。a过程为杂交,b过程为自交,c过程为连续自交及筛选。问题(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有纯合子,也有杂合子,杂合子不能用于农业生产。问题(3):如何操作才可以获得我们需要的类型?提示:将F2中的矮秆抗锈病植株连续自交,直到后代不发生
6、性状分离为止。资料2:幼儿黑蒙性白痴是一种严重的精神疾病,这是一种隐性遗传病(以A、a表示基因),两个正常双亲生了一患此病的女儿和一个正常的儿子。请思考下列问题。问 题 :这对夫妇、患病的女儿的基因型分别是什么?提示:这对夫妇的基因型均为Aa,患病女儿的基因型为aao问题(5):正常儿子携带致病基因的概率是多少?提示:2/3。问题(6):如果这个正常儿子与一个患有该病的女性结婚,则他们生出病孩的概率是多少?提示:1/3。三Q归纳总结孟德尔遗传规律的应用(1)在杂交育种中的应用: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。(2)在医学实
7、践中的应用: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患病概率作出科学的推断,从而为遗传咨询提供理论依据。三Q即时应用3.某兴趣小组用已知基因型为AAbb和aaBB(两对基因独立遗传)的某种植物进行杂交育种实验,下列关于他们实验设计思路的叙述,不合理的是(A)A.要获取aabb植株,可从R中直接选育出表型符合要求的个体B.要获取AABB植株,可从F2中选出表型符合要求的个体连续自交C.要获取AaBb植株,可将亲代上所结的种子直接保存进行播种D.要获取AaBb植株,可将亲本保留起来进行年年制种解析:亲本基因型为AAbb和aaBB,子代基因型为AaBb,故在R中不能得到aabb的个
8、体。新知探究三用分离定律的思想解决自由组合问题念问题探究活 动1:阅读教材中孟德尔在研究豌豆的相对性状后得出的分离定律和自由组合定律的内容,回答下列问题。问 题 :请从数学角度建立9:3:3:1与3:1间的数学联系,此联系对理解两对相对性状的遗传结果有何启示?提示:从数学角度看,(3:1尸的展开式为9:3:3:1,即9:3:3:1的比例可以表示为两个3:1的乘积,由此可获得如下启示:针对两对相对性状的遗传结果,如果对每一对相对性状进行单独分析,如单独考虑圆和皱或黄和绿一对相对性状遗传时,其性状的数量比是圆粒:皱粒心3:1,黄 色:绿色七3:lo 即每对性状的遗传都遵循分离定律。这说明两对相对性
9、状的遗传结果可以表示为它们各自遗传结果的“乘积”,即 9:3:3:1 来自(3:IF。问 题 :列表比较自由组合定律与分离定律。项目分离定律自由组合定律研究性状一对两对或两对以上等位基因一对两对或两对以上遗传实质等位基因分离非同源染色体上的非等位基因自由组合Fl基因对数1n(ne2)配子类型及其比例2 种1 :14 或 2n种数量相等F2配子组合数4不或4”基因型种类区种G 或 3n表型种类2 种2z或 2n表型比3:19:3:3:1或(3:l)nF.测交子代基因型种类2 种2,或 2n表型种类2 种22 或 2n表型比1 :1数量相等活动2:已知A与 a、B 与 b、C 与 c 为 3 对等
10、位基因,遵循自由组合定律,现有A a B b C c 与 A a B B C c 的两个个体进行杂交。问题(3):求A a B b C c 产生的配子种类以及A a B b C c 产生A B C 配子的概率。提示:2(A、a)X 2(B b)X 2(C、c)=8(种);1/2(A)X 1/2(B)X l/2(C)=l/8 o问题(4):A a B b C c 与 A a B B C c 杂交,求子代的基因型种类以及后代中A a B B c c 出现的概率。提示:求子代的基因型种类,可将其分解为3个分离定律。A a X A a 一后代有3 种基因型(1 A A :2 A a :l a a);B
11、 b X B B f 后代有2 种基因型(I B B:I B b);C c X C c-*后代有 3 种基因型(I C C :2 C c :l c c)o所以,后代中有3 义2 义3=1 8(种)基因型。后代中 A a B B c c 出现的概率为 l/2(A a)X 1/2(B B)X l/4(c c)=l/1 6o问题:A a B b C c 与 A a b b C c 杂交,求其杂交后代可能出现的表型种类数(完全显性条件下)以及后代中出现A _ B b c c 的概率。提示:可分解为3 个分离定律。A a X A a f 后代有2 种表型(3 A _ :l a a);B b X b b
12、f 后代有2 种表型(I B b :I b b);C c X C c f 后代有2 种表型(3 C _ :l c c)o所以,后代中有2 X 2 X 2=8(种)表型。出现 A _ B b c c 的概率为 3/4 X l/2 X l/4=3/3 2 o总归纳总结“拆分法”求解自由组合定律的计算问题(1)原理:分离定律是自由组合定律的基础。(2)思路:在独立遗传的情况下,有几对基因就可分解为几个分离定律问题,如A a B b X A a b b可分解为A a X A a,B b X b b两个分离定律,然后根据题目要求的实际情况进行重组。常见题型及解题示例。种类问题题型分类解题规律示例配子种类
13、数2 n(n为等位基因对数)A a B b C C D d产生配子种类为2 :=8 (种)配子间结合方式配子间结合方式种类数等于配子种类数的乘积A A B b C c Xa a B b C C,配子间结合方式有4 X 2=8 (种)子代基因型(或表型)种类已知基因型的双亲杂交,子代基因型(或表型)种类数等于各性状按分离定律所求基因型(或表型)的乘积A a B b C c X A a b b c c,基因型为3*2 X 2=1 2(种),表型为2义2义2=8 (种)概率问题题型分类解题规律示例基因型按分离定律求出相应基因A A B b D d X a a B b d d,F,中 A a B b
14、D d(或表型)的概率型(或表型)的概率,然后利用乘法原理进行组合所占比例为l X l/2 X l/2=l/4纯合子或杂合子出现的概率按分离定律求出每对基因纯合子的概率,乘积为纯合子出现的概率,杂合子概率=1-纯合子概率A A B b D d X A a B B d d,R 中 A A B B d d所占比例为1/2 X 1/2 X 1/2=1 7 8三Q即时应用4.黄鼠基因A对灰鼠基因a为显性,短尾基因B对长尾基因b为显性,两对等位基因独立遗传。若让基因型为A a B b的雌鼠与“某雄鼠”交配,子代黄色短尾:灰色短尾:黄色长尾:灰色长尾=3 :3 :1 :1,则“某雄鼠”的基因型为(B )A
15、.A a B b B.a a B bC.a a B B D.A a b b解析:后代中黄色:灰色=1 :1,属于测交,说明亲本的基因型为A a和a a;后代中短尾:长尾=3 :1,说明亲本的基因型均为B b。因此亲本的基因型为A a B b和a a B b。5.已知各对基因独立遗传,每对等位基因分别控制一对相对性状且完全显性,基因型为A a b b D d E e (亲 本1)与a a B b D D E e (亲 本2)的个体杂交得到子代。下列相关叙述正确的是(D )A.子代中有2 4种基因型,有1 6种表型B.亲 本1可以产生8种配子,如A B D E、a b d e等C.子代中各性状均表
16、现为显性的个体所占的比例是3/8D.子代中基因型为A a b b D d E e 的个体所占的比例是1/1 6解析:完全显性条件下A a b b D d E e 与a a B b D D E e 的个体杂交,A a 与a a 杂交子代表型有2 种,基因型有2 种;b b X B b 杂交子代表型有2 种,基因型有2 种;D d 义D D 杂交子代表型有1 种,基因型有2 种;E e 义E e 杂交子代表型有2 种,基因型有3 种,故子代中基因型有2 X 2 X 2 X 3=2 4 (种),表型有2 X 2 X 1 X 2=8(种);亲本1 基因型为A a b b D d E e,每对基因独立遗
17、传,产生的配子类型有2 X 1 义2 义2=8 (种),但不能产生A B D E 的配子;子代中各性状均表现为显性的个体基因型为A _ B _ D _ E _,所占的比例是1/2 X 1/2 X 1 X 3/4=3/1 6;子代中基因型为A a b b D d E e 的个体所占的比例是 1/2 X 1/2 X 1/2 X 1/2=1/1 6。新知探究四特定条件下的特殊分离比问题3 Q问题探究资料1:香豌豆的花色有紫花和白花两种,由两对独立遗传的基因A、a和 D、d 控制,当显性基因A和D同时存在时开紫花。两个纯合白花品种杂交,R开紫花;R自交,Fz 的性状分离比为紫花:白花=9 :7 o问题
18、(1):两个纯合白花品种亲本的基因型分别是什么?F?中白花个体的基因型有几种?F2 紫花中纯合子所占的比例是多少?提示:两个纯合白花品种的基因型是A A d d 和 a a D D Fz 中白花个体的基因型有5 种(分别为A _ d d、a a D _、a a d d)。F?紫花中纯合子占1/9。问题:预测B测交后代的表型及比例。提示:紫花:白花=1 :3 o问 题 :F2中白花个体中纯合子的比例是多少?提示:3/7。资料2:某动物的羽毛绿色与黄色(A、a)、条纹和无纹(B、b)分别由两对常染色体上的两对等位基因控制,两对基因的遗传符合自由组合定律。其中一对基因显性纯合时会出现致死现象。绿色条
19、纹与黄色无纹个体交配,迪中绿色无纹和黄色无纹个体的比例为1 :1。件中绿色无纹个体相互交配后,Fz中绿色无纹:黄色无纹:绿色条纹:黄色条纹=6 :3 :2 :l o问 题 :这两对相对性状的显性性状分别是什么?提示:绿色和无纹。问题(5):亲代绿色条纹与黄色无纹个体的基因型是什么?提示:A a b b、a a B B o问题(6):由题意判断显性纯合致死是哪个基因型?判断的依据是什么?鼻中致死基因型有哪些?提示:绿色AAE中绿色:黄色=2 :1/2中致死基因型有A A B B、A A B b、A A b b共3种。问题(7):若含A B的精子不能参与受精作用,而不是一对基因显性纯合时出现致死。
20、B中绿色无纹个体相互交配后,Fz四种表型及比例是什么?提示:R中绿色无纹的基因型为A a B b,若 含A B的精子不能参与受精作用,则绿色无纹:黄色无纹:绿色条纹:黄色条纹=5 :3 :3 :1,如下表。雌配子雄配子1/4 A Bl/4 A bl/4 a Bl/4 a bl/3 A bl/1 2 A A B bl/1 2 A A b bl/1 2 A a B bl/1 2 A a b bl/3 a Bl/1 2 A a B Bl/1 2 A a B bl/1 2 a a B Bl/1 2 a a B bl/3 a bl/1 2 A a B bl/1 2 A a b bl/1 2 a a B
21、bl/1 2 a a b b(1)特定条件下异常分离比的原因分析EQ归纳总结特定条件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 _ b b 和 a a B _ 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 _b b a a B _、a a b b 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 _b b 和 a a b b 的表型相同或a a B _和 a a b b 的表型相同续表特定条件自交后代性状分离比测交后代
22、性状分离比只要存在显性基因(A或 B)就表现为同一种性状,其余正常表现1 5 :13 :1即 A _ B _、A _ b b 和 a a B _ 的表型相同显性基因在基因型中的个数影响性状表现(数量遗传)A A B B :(A a B B、A A B b):(A a B b、a a B B、A A b b):(A a b b、a a B b):a a b b=l I 4 :6 :4 :1A a B b :(A a b b a a B b):a a b b=l :2 :1(2)特定条件下特殊分离比题目的解题思路看比看F?的表型比例,若表型比例之和是1 6,不管以什么样的比例呈现,都符合自由组合定
23、律。分析将异常分离比与正常分离比9 :3 :3 :1 进行对比,分析合并性状的类型。如比例为9 :3 :4,则为9 :3 :(3 :1),即4为两种表型的合并结果。定因根据具体比例确定出现异常分离比的原因。推测根据异常分离比出现的原因,推测基因型与表型的对应关系,最后依据基因型及其比例推断子代相应表型的比例。分离比“和”小于16的特殊分离比的成因在自然界中由于某些致死现象的存在,导致F2中有些个体不能成活,而使分离比的总和小于16o显性纯合致死E 自交后代:AaBb:Aabb:aaBb:aabbAA和=4:2:2:1,其余基因型个体致死a.BB 致死 Fi测交后代:AaBb:Aabb:aaBb
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