人教版生物必修二同步导学课件：第一章遗传因子的发现第1节.ppt

第一章 遗传因子的发现 第1节孟德尔的豌豆杂交实验 一 自主学习 一 豌豆作为遗传材料的优点及方法1 优点 1 传粉和 受粉 自然条件下 一般是 2 具有易于区分的 且能 地遗传给后代 2 方法 人工异花传粉的一般步骤 套袋 套袋 自花 闭花 纯种 相对性状 稳定 去雄 传粉 矮茎 2 特点 1 F1全部表现为 2 F2出现 现象 分离比为 三 对分离现象的解释1 孟德尔对分离现象提出的假说 1 生物的性状是由 决定的 2 体细胞中遗传因子是 存在的 3 配子中的遗传因子是 存在的 4 受精时 雌雄配子的结合是 的 高茎 性状分离 3 1 遗传因子 成对 单个 随机 2 性状分离比的模拟实验 1 模拟内容 用甲 乙两个小桶分别代表 甲 乙内的彩球分别代表 用不同彩球随机组合模拟 2 分析结果得出结论 彩球组合类型数量比DD Dd dd 彩球代表的显隐性的数值比 四 对分离现象解释的验证及分离定律1 对分离现象解释的验证 1 方法 即让F1与 杂交 雌雄生殖器官 雌雄配子 生物在生殖过程中 雌雄配子的随机结合 1 2 1 3 1 测交 隐性纯合子 2 测交实验图解 3 结论 证实了F1是 产生 两种配子 配子比例是 杂合子 D和d 1 1 2 分离定律的内容 1 描述对象 2 发生时间 在形成 时 3 实质 控制同一性状的成对的 发生分离 分离后的 分别进入不同的配子中 随 遗传给后代 遗传因子 配子 遗传因子 遗传因子 配子 五 有关遗传实验的基本概念 连线 1 性状a 一种生物的同一种性状的不同表现类型2 相对性状b 两个遗传因子组成相同的个体的交配3 显性性状c 两个遗传因子组成不同的个体的交配4 杂交d 生物体所表现出的形态特征和生理特 征的总称5 自交e 一对相对性状的纯合亲本杂交实验中 子一代显现出来的性状6 测交f F1与隐性纯合子杂交 1 d2 a3 e4 c5 b6 f 1 豌豆的F1自交后 是否对豌豆的花进行套袋处理 提示 不用 因为豌豆是自花传粉 闭花受粉植物 在开花前已经完成了受粉 2 豌豆根在生长过程中 细胞内的遗传因子是否遵循分离定律 提示 否 根的生长中细胞分裂的方式为有丝分裂 分离定律适用于减数分裂形成配子时 1 狗的长毛和卷毛是一对相对性状 提示 长毛和短毛 卷毛和直毛分别为相对性状 2 高茎豌豆自交的子一代一定为高茎 提示 不一定 杂合高茎自交后代会出现矮茎 3 孟德尔假说内容之一 受精时 雌雄配子的结合不是随机的 提示 雌雄配子结合是随机的 判断题 4 在一对相对性状的豌豆杂交实验中 若F2共得到20株豌豆 则矮茎个体一定是5株 提示 F2性状分离比是在实验材料足够多的情况下统计出来的 若实验材料较少 则不一定是3 1 5 纯合子自交的后代一定是纯合子 杂合子自交的后代不一定是杂合子 新知解读 1 与豌豆繁殖有关的生物知识 1 两性花和单性花 一朵花中只有雄蕊或只有雌蕊 这样的花称为单性花 同一朵花中既有雄蕊又有雌蕊 这样的花称为两性花 如豌豆花 如图 2 自花传粉和异花传粉 两性花的花粉 落到同一朵花的雌蕊柱头上的过程 叫做自花传粉 如豌豆 两朵花之间的传粉过程 叫做异花传粉 知识点1用豌豆做遗传实验的优点及方法 3 闭花传粉 花在未开放前 因雄蕊和雌蕊都紧紧地被花瓣包裹着 雄蕊花药中的花粉传到雌蕊的柱头上 称之为闭花传粉 4 父本和母本 不同植株的花进行异花传粉时 供应花粉的植株叫做父本 接受花粉的植株叫做母本 2 豌豆作遗传实验材料的优点 1 豌豆是自花传粉植物 而且是闭花受粉 所以豌豆在自然状态下一般都是纯种 2 具有稳定的易于区分的相对性状 3 豌豆生长周期短 易于栽培 4 籽粒较多 数学统计分析结果更可靠 说明 前两个优点是最主要的 知识贴士豌豆为雌雄同株植物 进行自花传粉 闭花受粉 自然状态下都是自交 孟德尔的豌豆杂交实验是人工杂交 在花蕾期人工去雄并套袋 在孟德尔的豌豆杂交实验中 必须对母本采取的措施是 开花前人工去雄 开花后人工去雄 自花受粉前人工去雄 去雄后自然受粉 去雄后人工授粉 授粉后套袋隔离 授粉后自然发育A B C D 解析 豌豆为严格的自花传粉且闭花受粉的植物 在孟德尔的豌豆杂交实验中 必须在自花受粉前人工去雄 去雄后人工授粉 授粉后套袋隔离 以避免外来干扰 C 变式训练1 2018 湖南岳阳高二期末 下列有关孟德尔豌豆杂交实验的叙述 正确的是 A 孟德尔在豌豆开花时进行去雄和授粉 实现亲本的杂交B 孟德尔研究豌豆花的构造 但无需考虑雌蕊 雄蕊的发育程度C 孟德尔根据亲本中不同个体表现型来判断亲本是否纯合D 孟德尔利用了豌豆自花传粉 闭花受粉的特性 D 解析 由于豌豆是闭花受粉作物 所以去雄及授粉均应在开花前完成 从而避免亲本自交 A错误 孟德尔研究时需要考虑雄蕊雌蕊的发育程度 即进行实验时需要在雄蕊未成熟时将雄蕊全部除去 在雌蕊成熟时进行人工授粉 B错误 当个体的表现型为隐性时可判断个体为纯合子 但表现型为显性时无法判断个体为纯合子还是杂合子 C错误 因为豌豆是自花传粉植物 而且是闭花受粉 所以在自然状态下豌豆一般都是纯种 用豌豆做杂交试验结果既可靠又易分析 D正确 1 杂交实验常用符号及含义 知识点2一对相对性状的杂交实验 2 遗传学相关概念辨析 4 交配类 2 实验现象具有一对相对性状的纯种亲本杂交 F1只表现出显性性状 F2中出现显性性状 隐性性状分离 分离比为3 1 知识贴士1 相对性状中的性状表现并不都只有两种 还可能有多种 例如 人的ABO血型系统中有A型 B型 AB型和O型四种性状表现 2 F2中高茎和矮茎的数量比为3 1 该数值是统计分析的结果 统计数量越多越接近3 1 否则可能偏离这一比例 杂合子高茎豌豆自交 后代中已有15株高茎 第16株豌豆的表现型 A 一定为矮茎B 一定为高茎C 是矮茎的可能性大D 是高茎的可能性大 解析 杂合子高茎豌豆自交 后代表现型理论值是高茎 矮茎 3 1 即高茎的可能性为75 又自交后代彼此独立 互不影响 故第16株为高茎的可能性也为75 大于矮茎的可能性 D 变式训练2 2018 福州市高一期中 下列四组性状中 属于相对性状的是 A 菊的黄花与菊的重瓣花B 狗的长毛与狗的卷毛C 豌豆的高茎与蚕豆的矮茎D 牛的黑毛与牛的棕毛 D 1 孟德尔遗传因子假说的要点 1 生物的性状是由遗传因子决定的 遗传因子就像一个个独立的颗粒 既不相互融合 也不会在传递中消失 显性遗传因子用大写字母表示 如D 隐性遗传因子用小写字母表示 如d 知识点3对分离现象的解释 2 体细胞中遗传因子成对存在 成对的理解 两个遗传因子或相同或控制一对相对性状 如DD Dd dd 纯合子 遗传因子组成相同的个体 如纯种高茎豌豆DD 纯种矮茎豌豆dd 杂合子 遗传因子组成不同的个体 如F1杂种豌豆Dd 3 生物体在形成生殖细胞 配子时 成对的遗传因子彼此分离 生物体在形成生殖细胞 配子时 要经过减数分裂 配子中遗传因子单个存在 只含有每对遗传因子中的一个 遗传因子组成为Dd的生物体 产生的雌 雄配子各有D和d两种类型 且比值为1 1 4 受精时 由于雌雄配子结合的机会均等 F2便有三种遗传因子组合类型 即DD Dd和dd 且比例接近1 2 1 DD与Dd的个体表现为高茎 dd的个体表现为矮茎 比例接近3 1 如下图所示 2 性状分离比的模似实验 1 实验目的 通过模拟实验 认识和理解遗传因子的分离和随机组合与生物性状之间的数量关系 以及理论值与实际值之间的差别 体验孟德尔的假说 2 实验原理 孟德尔对性状分离现象解释的基本原理 进行有性生殖的生物 在形成配子时 成对的遗传因子会发生分离 杂合子将会产生2种配子 比例为1 1 受精时 雌雄配子随机结合成合子 杂合子自交后代发育成的个体一定会发生性状分离 理论上其比例为显性 隐性 3 1 实际上统计个体越多越接近此比例 3 模拟内容 甲 乙两小桶分别代表雌雄生殖器官 甲 乙两小桶内的彩球分别代表雌 雄配子 不同彩球的随机组合模拟了雌 雄配子的随机组合 5 结果和结论 彩球组合类型数量比为DD Dd dd 1 2 1 彩球代表的显隐性数值比为显性 隐性 3 1 知识贴士1 遗传因子组合中 只要含有显性遗传因子 即表现为显性性状 只有成对的遗传因子都是隐性遗传因子时 才表现为隐性性状 2 控制生物性状的遗传因子 在体细胞中成对存在 在配子中成单存在 3 因为F1雌雄个体在理论上各产生了1 1的两种配子 D和d 且雌雄配子结合的机会均等 才形成了F2的1 2 1的三种遗传因子组合 DD Dd dd 从而表现出3 1的两种性状 高茎和矮茎 分离比 3 1是理论值 从孟德尔对7对相对性状的豌豆杂交实验中看出 F2中两种性状的比例均接近3 1 统计的数量越大 越接近3 1 有一对夫妇均为双眼皮 他们各自的父亲都是单眼皮 这一对夫妇生了一个单眼皮的孩子 那么这对夫妇再生一个单眼皮孩子的概率为 A 100 B 0 C 25 D 75 C 变式训练3 假说 演绎法是现代科学研究中常用的一种科学方法 下列属于孟德尔在发现基因分离定律时的 演绎 过程的是 A 生物的性状是由遗传因子决定的B 由F2出现了 3 1 推测生物体产生配子时 成对遗传因子彼此分离C 若F1产生配子时成对遗传因子分离 则测交后代会出现两种性状比接近1 1D 若F1产生配子时成对遗传因子分离 则F2中三种基因型个体比接近1 2 1 C 解析 假说 演绎法是在观察和分析问题以后 通过推理和想像提出解释问题的假说 根据假说进行演绎推理 再通过实验验证演绎推理的结论 孟德尔在发现分离定律时的演绎过程是 若假说成立 则F1产生配子时成对的遗传因子分离 测交后代会出现两种性状 比值接近1 1 1 验证方法 测交让F1与隐性纯合子杂交 说明 测交是利用遗传组成未知的亲本和隐性亲本杂交 由于隐性亲本对另一亲本无显性作用 不会干扰另一亲本的性状表现 这样另一亲本的遗传组成可通过后代的性状表现反向推知 知识点4对分离现象解释的验证 2 作用 1 测定F1配子的种类及比例 2 测定F1的遗传因子组成 3 预测F1在形成配子时遗传因子的行为 根本目的 3 测交遗传图解 说明 测交后代的种类和比例数与F1配子的种类和比例数一致 即测交后代中遗传因子的组合种类及比例取决于F1产生的配子种类及比例 4 验证结果孟德尔测交实验的结果与预期的结果相符 从而证实了 1 F1是杂合子 Dd 2 F1产生两种类型 D和d 且比例相等的配子 3 F1在形成配子时 成对的遗传因子发生了分离 分离后的遗传因子分别进入到不同的配子中 知识贴士利用测交可判断某一个体的遗传因子组成 即可判断某一显性个体是纯合子还是杂合子 将该个体与隐性纯合子交配 如果测交后代只有一种性状 则该个体是纯合子 如果测交后代既有显性性状又有隐性性状 则该个体是杂合子 孟德尔对一对相对性状进行研究的过程中 发现了分离定律 下列有关分离定律的几组数量比中 能说明分离定律实质的是 A F1的表现型之比为3 1B F1产生的配子之比为1 1C F2的基因型之比为1 2 1D 测交后代之比为1 1 解析 分离定律的实质是 生物体在形成配子时 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 当F1为杂合子时 形成的两种配子的数量比为1 1 B 变式训练4 2018 福州市高一期中 下列叙述正确的是 A 杂种后代中只显现出显性性状的现象 叫做性状分离B 隐性性状是指生物体不能表现出来的性状C 测交是指F1与隐性纯合子杂交D 杂合子的后代不能稳定遗传 解析 杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象 叫做性状分离 A项错误 隐性性状是也可能会表现出来 如隐性纯合子 B项错误 测交是指F1与隐性纯合子杂交 C项正确 杂合子的后代也有纯合子 能稳定遗传 D项错误 C 指点迷津 一 性状的显 隐性和纯合子 杂合子的判断1 相对性状中显 隐性判断 设A B为一对相对性状 1 测交法若A B A 则A为显性 B为隐性 若A B B 则B为显性 A为隐性 若A B 既有A 又有B 则无法判断显隐性 3 亲子代性状表现 遗传因子组成相互推导 1 正推法 由亲代推导子代的性状表现 遗传因子组成及比例 如下表 2 逆推法 由子代推导亲代的性状表现 遗传因子组成 后代数量较多 若后代性状分离比为显性 隐性 3 1 则双亲一定是杂合子 Bb 即Bb Bb 3B 1bb 若后代性状分离比为显性 隐性 1 1 则双亲一定是测交类型 即Bb bb 1Bb 1bb 若后代性状只有显性性状 则双亲至少有一方为显性纯合子 即BB BB或BB Bb或BB bb 若后代只有隐性性状 则双亲都为隐性纯合子 即bb bb bb 某农场养了一群马 有栗色马和白色马 已知栗色马 B 对白色马 b 为显性 育种工作者从中选出一匹健壮的栗色公马 现要在一个配种季节最大可能地完成对这匹公马是纯种还是杂种的鉴定任务 请选择最合适的配种方案 A 栗色公马与一匹栗色母马交配B 栗色公马与多匹栗色母马交配C 栗色公马与一匹白色母马交配D 栗色公马与多匹白色母马交配 D 解析 根据遗传学原理 要鉴定这匹栗色公马是杂种还是纯种 用它与白色母马测交的方法最合适 考虑到马的生育周期和每胎的生育能力 要在一个配种季节完成对这匹公马是纯种还是杂种的鉴定任务 必须选择该栗色公马与多匹白色母马交配 若杂交后代既有栗色马 又有白色马 则该栗色公马是杂种 若杂交后代全是栗色马 则该栗色公马可能是纯种 2017 广东中山高一期末 某二倍体植物中 抗病和感病这对相对性状由一对等位基因控制 要确定这对性状的显隐性关系 应该选用的杂交组合是 A 抗病株 感病株B 抗病纯合体 感病纯合体C 抗病株 抗病株或感病株 感病株D 抗病纯合体 抗病纯合体或感病纯合体 感病纯合体 B 解析 抗病株与感病株杂交 若子代有两种性状 则不能判断显隐性关系 故A选项错误 抗病纯合体 感病纯合体 后代表现出来的性状即为显性性状 据此可以判断显隐性关系 故B选项正确 抗病株 抗病株 或感病株 感病株 只有后代出现性状分离时才能判断显隐性 故C选项错误 抗病纯合体 抗病纯合体 或感病纯合体 感病纯合体 后代肯定为抗病 或感病 据此不能判断显隐性关系 故D选项错误 故选B 二 有关分离定律的概率计算1 计算概率的方法 1 加法原理 当一个事件出现时 另一个事件就被排除 这种互斥事件出现的概率是它们各自出现的概率之和 例如 肤色正常 A 对白化 a 为显性 一对夫妇的遗传因子组成都是Aa 他们的孩子的遗传因子组成可能是AA Aa aA aa 概率都是1 4 然而这些事件是互斥事件 一个孩子的遗传因子组成是AA 就不可能同时又是其他的遗传因子组成 所以一个孩子表现正常的概率是1 4 AA 1 4 Aa 1 4 aA 3 4 2 乘法原理 当一个事件的发生不影响另一个事件的发生时 这样的两个独立事件同时发生或相继发生的概率是各自出现概率的乘积 例如 生男孩和生女孩的概率都是1 2 由于第一胎不论生男孩还是生女孩都不会影响第二胎所生孩子的性别 因此这是两个独立事件 第一胎生女孩的概率是1 2 第二胎生女孩的概率也是1 2 那么两胎都生女孩的概率是1 2 1 2 1 4 2 遗传规律中有关概率的问题 1 用经典公式计算概率 某性状或遗传因子组合数 遗传因子总组合数 100 2 用配子的概率计算 先计算出亲本产生每种配子的概率 再根据题目要求用相关的两种配子概率相乘 有关个体的概率相加即可 两只白羊生了两只白羊和一只黑羊 如果它们再生一只小羊 其毛色是白色的概率是多少 解析 两只白羊所生的后代中出现了性状分离 则新出现的黑色为隐性性状 且双亲均为杂合子 设A a为相关遗传因子 则双亲的遗传因子组成均为Aa 子代白羊的遗传因子组成为AA或Aa 黑羊的遗传因子组成为aa 1 方法一 用分离比直接推出Aa Aa 1AA 2Aa 1aa 可见子代是白色的概率是3 4 2 方法二 用配子的概率计算Aa亲本产生A a配子的概率都是1 2 则可得出如下内容 子代为AA的概率 A 概率 A 概率 1 2 1 2 1 4 子代为Aa的概率 a 概率 A 概率 a 概率 A 概率 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 所以 子代为白色的概率是1 4 1 2 3 4 答案 3 4 知识贴士 白化男孩 的概率 男孩白化 的概率 1 白化男孩 是以所有子代为整体 性别未知 其概率应为子代中白化病的概率 1 2 2 男孩白化 是以子代中所有男孩为整体 性别已知 其概率就等于子代中白化病的概率 三 区分自交与自由交配1 自交 1 概念 指遗传因子组成相同的生物个体间相互交配的方式 植物中指自花受粉或雌雄同株的异花受粉 子代情况只需统计自交结果 2 杂合子连续自交结果 如图 通过上面的分析 可知杂合子连续自交n次后 第n代的情况如下表 将上表中杂合子 纯合子所占比例在坐标曲线图中表示出来 如图所示 2 自由交配自由交配是指群体中的具有不同遗传因子组成的个体之间均为随机交配 子代情况应将各自由交配子代的全部结果一并统计 例如 某群体中AA占2 5 Aa占3 5 则自由交配的方式有4种 分析如下 水稻抗病对不抗病为显性 现以杂合抗病水稻 Tt 为亲本 连续自交三代 F3中杂合抗病水稻的概率 以及每次自交后均除去不抗病水稻再自交所得纯合抗病水稻占抗病水稻的概率分别是 A 1 4 7 16B 1 4 7 9C 1 8 7 9D 1 8 7 16 C 解析 杂合抗病水稻 Tt 连续自交三代 F3中杂合抗病水稻的概率为 1 2 3 1 8 Tt自交一代后 后代遗传因子组成及比例为1 4TT 1 2Tt 1 4tt 除去不抗病水稻 tt 剩余两种遗传因子组成及比例为1 3TT 2 3Tt 再自交一代 1 3TT自交后代遗传因子组成及比例仍为1 3TT 2 3Tt自交后代出现性状分离 2 3 1 4TT 2 3 2 4Tt 2 3 1 4tt 除去不抗病水稻 2 3 1 4tt 剩余的遗传因子组成及比例为1 3TT 2 3 1 4TT 2 3 2 4Tt 其中TT占3 5 Tt占2 5 依此类推 自交三代后 TT的概率为7 10 Tt的概率为2 10 tt的概率为1 10 故纯合抗病水稻占抗病水稻的比例为7 9 核心素养 玉米是遗传实验经常用到的材料 在自然状态下 花粉既可以落到同一植株的柱头上 也可以落到其他植株的柱头上 如图所示 请回答下列有关问题 探究点实验材料的选择 分离定律的应用 1 请列举玉米作为遗传实验材料的优点 相对性状明显 易于区分 生长繁殖周期短 能自花传粉也能异花传粉 至少两点 2 玉米的高茎对矮茎为显性 为探究一高茎玉米植株的果穗上所结子粒的遗传因子组成 某同学选取了该玉米果穗上2粒种子单独隔离种植 观察记录并分别统计后代植株的性状 结果后代全为高茎 该同学即判断玉米果穗所有子粒为纯种 你认为科学吗 理由是什么 不科学 选择样本太少 实验有一定的偶然性 不能代表全部子粒的遗传因子组成 3 玉米的常态叶与皱叶是一对相对性状 某研究性学习小组计划以自然种植多年后收获的一批常态叶与皱叶玉米的种子为材料 通过实验判断该相对性状的显隐性 甲同学的思路是随机选取等量常态叶与皱叶玉米种子各若干粒 分别单独隔离种植 观察子一代性状 若子一代发生性状分离 则亲本为 性状 若子一代未发生性状分离 则 显性 分别从子代中各取出等量若干玉米种子 进行种植和杂交 观察后代的叶片性状 表现出的叶形为显性性状 未表现出 的叶形为隐性性状 乙同学的思路是随机选取等量常态叶与皱叶玉米种子各若干粒 种植 杂交 观察子代性状 请帮助预测实验结果及得出相应结论 方法警示 得分要点 1 必须是 相对性状明显 易于区分 生长繁殖周期短 能自花传粉也能异花传粉 2 必须是 不科学 并回答出理由 3 必须是 等量若干玉米种子 杂交 观察后代的叶片性状 若后代表现一种叶形 则该叶形为显性性状 另一种为隐性性状 若后代 既有常态叶又有皱叶 则不能作出判断 错因案例 1 错答为 自花传粉 闭花受粉 错因 对玉米的生殖结构不了解 生搬硬套豌豆的特点 2 错答为 科学 错因 忽略了孟德尔实验中大量的数据统计 3 不会组织答案 错因 对不发生性状分离时说明都是纯合子的信息没有提取出来 技法提炼 1 遗传实验材料的选择 实验材料必须具有实验目的所要求的多个特点 必须繁殖周期短 若以部分哺乳动物为材料 观察到实验现象需要较长的时间 延长了实验的周期 所以观察生殖周