高中生物 第1章 遗传因子的发现 第1节 孟德尔的豌豆杂交实验（一）课件 新人教版必修2(1).ppt

第1章遗传因子的发现第1节孟德尔的豌豆杂交实验 一 教师参考 新课导入一 回顾必修1教材中关于核酸的作用 核酸是一切生物的遗传物质 对于生物的遗传 变异和蛋白质的生物合成具有重要作用 为什么说核酸是生物的遗传物质 科学家们是怎样发现遗传物质的 它如何起作用 其遗传规律是怎样的 要弄清这一系列的问题还是让我们先从孟德尔的豌豆杂交实验 一 开始吧 新课导入二 英国一漂亮的女演员曾向大文豪萧伯纳求婚 女演员说 因为你是个天才 我不嫌你年迈丑陋 假如我和你结合的话 咱们的后代有你的智慧和我的美貌 那一定是十全十美了 萧伯纳回答说 你的想象很是美妙 可是生下来的孩子外貌像我 智慧像你 那又怎么办呢 同学们 你猜一猜他们的孩子长相会像他们说的那样吗 提示 不一定 同学们想知道亲子之间的遗传有什么规律吗 从今天开始 我们循着孟德尔杂交实验的足迹 探索遗传规律吧 学习目标 1 阐明孟德尔的一对相对性状的杂交实验及分离定律 2 体验孟德尔遗传实验的科学方法和创新思维 3 运用分离定律解释一些遗传现象 自主学习 课堂探究 自主学习读教材 学基础 一 用豌豆做遗传实验的优点及实验方法阅读教材p2 p3 完成以下问题 1 豌豆作为遗传实验材料的优点 自花 闭花 性状 2 人工异花传粉的一般步骤 1 除去母本未成熟花的全部雄蕊 2 套袋 套上纸袋 以免外来花粉干扰 3 待雌蕊成熟时 采集另一植株的花粉 撒在去雄花的雌蕊柱头上 4 套袋 传粉后继续套袋 防止外来花粉干扰 去雄 传粉 思考1 为何去雄时选择未成熟豌豆花 提示 由于豌豆是闭花受粉植物 成熟后就已受粉 所以去雄时应选择未成熟花 二 一对相对性状的杂交实验 提出问题阅读教材p4 p5 完成以下问题 矮茎 相对 显性 性状分离 3 1 思考2 孟德尔选择让f1自交 其目的是什么 提示 判断亲代矮茎性状在遗传过程中是不是消失了 判断 1 狗的长毛与猪的短毛属于相对性状 2 隐性性状即后代表现不出来的性状 3 f1指第一代 4 性状分离是子代同时出现显性性状和隐性性状的现象 5 表示自交 表示杂交 三 对分离现象的解释 提出假说阅读教材p5 p6 完成以下问题 1 理论解释 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 生物体在形成生殖细胞 配子时 成对的彼此分离 分别进入不同的配子中 配子中只含有每对中的一个 4 受精时 雌雄配子的结合是的 遗传因子 成对 遗传因子 遗传因子 随机 2 遗传图解 即f2中遗传因子组成及比例是 f2性状分离比是 d dd dd dd dd dd 1 2 1 高茎 矮茎 3 1 3 性状分离比的模拟实验 1 模拟内容 雌 雄配子 雌 雄生殖器官 随机结合 2 操作步骤 取小桶并编号 分装彩球 混合彩球 随机取球 放回 重复实验 3 分析结果得出结论 彩球组合类型数量比为dd dd dd 彩球代表的显隐性性状的数值比为显性 隐性 1 2 1 3 1 思考3 1 在豌豆一对相对性状杂交实验中 随机从f2中选出4株豌豆 一定是3株高茎和1株矮茎植株吗 为什么 提示 不一定 统计数量太少 可能偏离3 1 2 上述性状分离比的模拟实验 为什么要重复50 100次 提示 为了确保样本数目足够多 重复次数越多 实验结果越准确 3 两个小桶内小球必须一样多吗 提示 不一定 四 对分离现象解释的验证 演绎推理 验证假说阅读教材p6 p7 完成以下问题 1 验证方法 即f1与隐性纯合子杂交 测交 2 测交实验图解 dd 3 测交结果 测交后代中的分离比约为1 1 4 结论 由测交后代分离比约为1 1 证明f1是杂合子 能产生d和d两种配子 且这两种配子的比例是 高茎和矮茎 1 1 思考4 为什么用测交的方法能证明f1产生配子的类型及比例 提示 因为测交子代的表现型和比例能真实地反映出f1产生配子的类型及比例 从而能够推知f1遗传因子的组成 五 分离定律 得出结论阅读教材p7 完成以下问题 1 遗传因子的状态 在生物的体细胞中 控制同一性状的遗传因子存在 不相 2 发生时期 在形成时 3 规律 控制同一性状的成对的遗传因子发生分离 分离后的遗传因子分别进入中 随配子遗传给后代 成对 融合 配子 不同的配子 选择 孟德尔利用豌豆作为实验材料进行植物杂交实验 成功地发现了生物的遗传规律 下列各项中不是豌豆作为遗传实验材料的优点是 a 豌豆是严格的闭花自花受粉植物b 豌豆在自然状态下一般是纯种c 豌豆具有许多明显的相对性状d 杂种豌豆自交后代容易发生性状分离 d 探究一 课堂探究解疑难 提能力 遗传学相关概念 教师参考 问题引领 1 狗的长毛与黑毛是一对相对性状吗 2 相对性状分别由什么控制 3 怎样根据遗传因子的组成区分纯合子和杂合子 4 举例说明各种交配类型 1 性状类 1 相对性状 一种生物的同一种性状的不同表现类型 2 显性性状 具有相对性状的两纯种亲本杂交 f1中显现出来的性状 3 隐性性状 具有相对性状的两纯种亲本杂交 f1中未显现出来的性状 4 性状分离 在杂种后代中 同时出现显性性状和隐性性状的现象 2 遗传因子类 1 显性遗传因子 决定显性性状的遗传因子 用大写英文字母表示 2 隐性遗传因子 决定隐性性状的遗传因子 用小写英文字母表示 3 个体类 1 纯合子 遗传因子组成相同的个体 包括显性纯合子和隐性纯合子 2 杂合子 遗传因子组成不同的个体 4 交配类 典例1 2017 广东佛山段考 下列各组性状互为相对性状的是 a 人的白色皮肤和黑色头发b 绵羊的白毛和黑毛c 玉米的黄粒和圆粒d 豌豆的高茎和豆荚绿色 解析 一种生物的同一种性状的不同表现类型 叫相对性状 人的白色皮肤和黑色头发 不属于同一性状 因此不属于相对性状 玉米的黄粒是颜色 圆粒是形状 不属于相对性状 豌豆的高茎是指茎的高度 豆荚绿色是豆荚的颜色 不属于相对性状 答案 b 方法透析相对性状的判断技巧抓住 两个同 和 一个不同 即 同种生物 同一性状 和 不同表现类型 备选例题 下列叙述中 正确的是 a 两个纯合子的后代必是纯合子b 两个杂合子的后代必是杂合子c 纯合子自交后代都是纯合子d 杂合子自交后代都是杂合子 c 解析 两个纯合子的后代不一定是纯合子 如aa aa 后代为杂合子 两个杂合子的后代也不全是杂合子 如aa aa 后代为aa aa aa 杂合子自交后代有纯合子和杂合子 题组演练 1 2017 北京怀柔期末 下列有关纯合子的叙述错误的是 a 由相同遗传因子组成的雌雄配子结合发育而来b 连续自交 性状能稳定遗传c 纯合子杂交后代一定是纯合子d 其遗传因子的组成一定相同 解析 纯合子由遗传因子组成相同的雌雄配子结合而成 其遗传因子的组成一定相同 连续自交 不会发生性状分离 性状能稳定遗传 但杂交后代一定不是纯合子 如纯合的aa与aa杂交后代即是杂合子 c 2 2017 安徽师范大学附属中学期中 下列关于遗传学的基本概念的叙述中正确的是 a 后代同时出现显性性状和隐性性状的现象就叫性状分离b 纯合子杂交后代都是纯合子 杂合子自交后代都是杂合子c 性状表现相同的生物 遗传因子组成不一定相同d 麂的白毛和黑毛 狗的长毛和卷毛都是相对性状 解析 性状分离是指在杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象 纯合子杂交后代是杂合子 如aa与aa杂交 后代是aa 杂合子的自交后代会出现纯合子 例如aa自交 后代为aa aa aa 1 2 1 性状表现相同的生物遗传因子组成不一定相同 如遗传因子组成为aa和aa的个体表现型相同 同种生物同一性状的不同表现形式称为相对性状 麂的白毛和黑毛 狗的长毛和短毛 直毛和卷毛才是相对性状 c 3 下列遗传实验中 属于性状分离的是 纯种高茎豌豆与矮茎豌豆杂交 后代全是高茎豌豆 杂种高茎豌豆自交 产生的后代中有高茎和矮茎豌豆 杂种高茎豌豆与矮茎豌豆杂交 后代既有高茎豌豆又有矮茎豌豆 红眼果蝇的后代中出现了红眼果蝇和白眼果蝇a b c d 解析 在杂种后代中 同时出现显性性状和隐性性状的现象为性状分离 以上实验中 只有 属于性状分离 c 探究二 教师参考 问题引领 1 若某种植物有的开红花 有的开白花 怎样判定其显隐性关系 2 若红花为显性性状 现有若干株开红花的植株 怎样确定其遗传因子组成 3 纯合子自交产生的后代是否会发生性状分离 显 隐性及纯合子 杂合子的判断 1 相对性状中显 隐性的判断 a b表示一对相对性状 1 定义法 杂交法 2 自交法 无法判断显隐性 只能采用杂交法 说明 自交法的依据是性状分离的结果 即若自交发生性状分离 则新出现的性状为隐性性状 若不发生性状分离 则不能判断其显隐性关系 2 显性性状的个体是纯合子还是杂合子的判断 1 与隐性纯合子相交 测交法 待测个体 隐性纯合子 2 自交法待测个体 说明 当待测个体为动物时 常用测交法 当待测个体为植物时 测交法 自交法均可 但自交法更简便 典例2 2017 广东佛山段考 下表是大豆的花色四个组合的遗传实验结果 若控制花色的遗传因子用d d来表示 请分析表格回答问题 解析 1 表中能判断显隐性关系的杂交组合是三 组合三发生了性状分离 即根据紫花和紫花杂交 后代出现白花性状 可知白花是隐性 紫花是显性 答案 1 三紫花 1 表中能判断显隐性关系的杂交组合是 其中 显性性状是 2 组合一的交配类型是 其中紫花亲本的遗传因子组成为 3 组合三中的f1显性类型植株中 杂合子所占比例为 4 组合三中 f1中同时出现紫花与白花的现象 在遗传学上称为 解析 2 由于白花是隐性性状 故组合一的交配类型是测交 由f1表现型可知紫花亲本的遗传因子组成为dd 答案 2 测交dd 3 2 3 4 性状分离 4 组合三中 f1中同时出现紫花与白花的现象 在遗传学上称为性状分离 性状分离是指杂合子自交后代同时出现显性性状和隐性性状的现象 方法透析显隐性关系判断的另外两种方法 1 根据子代分离比判断 若一对遗传因子控制的性状 当亲本交配后代出现3 1的性状分离比时 可直接判定占的性状为显性性状 2 假设法 假设其中一种性状为显性性状 另一种为隐性性状 据题目条件推导结果与题目条件是否均一致 若均一致则假设正确 否则与假设相反 备选例题 2017 江苏江阴期中 采用下列哪一组方法 可以依次解决 中的遗传问题 鉴定一只白兔是否为显性纯种 在一对相对性状中区分显隐性 不断提高水稻抗病品种的纯合度a 杂交 自交 测交b 杂交 杂交 杂交c 测交 测交 杂交d 测交 杂交 自交 d 解析 题干 中是动物纯种的鉴定 鉴定动物显性性状是否是纯合子最简便的方法是测交 题干 中显 隐性性状的区分可以用具有相对性状的两亲本杂交的方法 若后代只有一种表现性状 则后代表现出的那个亲本的性状即为显性性状 未表现的为隐性性状 题干 中在植物育种过程中要提高水稻品种的纯合度通常用连续自交的方法 所以依次解决 中的遗传问题的方法是测交 杂交 自交 题组演练 1 2017 四川成都期中 下列关于大豆花色性状的杂交实验中 能判定性状显隐性关系的是 紫花 紫花 紫花 紫花 紫花 301紫花 101白花 紫花 白花 紫花 紫花 白花 98紫花 107白花a 和 b 和 c 和 d 和 a 解析 紫花 紫花 紫花 亲子代性状一致 可能是aa aa aa 也可能是aa aa aa 所以无法判断显隐性关系 错误 紫花 紫花 紫花 白花 紫花与紫花杂交后代出现了白花 所以白花为隐性性状 紫花为显性性状 正确 紫花 白花 紫花 具有一对相对性状的亲本杂交 子代出现的是显性性状 没有出现的性状是隐性性状 所以紫花为显性性状 白花为隐性性状 正确 紫花 白花 紫花 白花 可能是aa 紫花 aa 白花 aa 紫花 aa 白花 也可能是aa 紫花 aa 白花 aa 紫花 aa 白花 所以无法判断显隐性关系 错误 综上所述 和 可以判断出显隐性关系 2 2017 河北张家口月考 如图为鼠的毛色 黑色和白色 遗传图解 已知6号个体是一只雌性鼠 下列说法正确的是 a 7号鼠为杂合子的概率是1 2b 5号鼠一定是杂合子c 鼠的白色是显性性状d 6号鼠是纯合子的概率为25 解析 根据4号 5号都是黑色 而它们的后代6号是白色可得 黑色为显性 白色为隐性 根据以上分析 4 5号都是杂合子 则7号是杂合子的概率为2 3 6号白色是隐性纯合子 即为纯合子的概率为100 b 探究三 教师参考 问题引领 1 什么是分离定律 如何运用分离定律推断亲子代遗传因子组成及性状表现问题 2 若已知子代规律性比值怎么推知亲代的遗传因子组成 3 由亲代遗传因子组成 用什么方法求出子代某一性状出现的概率 分离定律的解题思路及其概率计算 1 分离定律的解题思路分离定律的问题主要有两种类型 正推型和逆推型 1 由亲代推断子代的遗传因子组成 表现类型 正推型 若亲代中有显性纯合子 aa 则子代一定表现为显性性状 a 若亲代中有隐性纯合子 aa 则子代中一定含有隐性遗传因子 a 2 由子代推断亲代的遗传因子组成与性状表现 逆推型 分离比法 子代 隐性突破法 如果子代中有隐性个体存在 它往往是逆推过程中的突破口 因为隐性个体是纯合子aa 遗传因子只能来自父母双方 因此亲代遗传因子组成中必然都有一个a遗传因子 填充法 先根据亲代性状表现写出能确定的遗传因子 显性性状遗传因子组成可用a来表示 隐性性状遗传因子组成只有一种aa 根据子代中一对遗传因子分别来自两个亲本 推出未知部分即可 2 概率计算 1 用经典公式计算 概率 某性状或遗传因子组合数 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 再根据题意将相关的两种配子概率相乘 将相关个体的概率相加即可 实例 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 是黑色的概率是多少 分析 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 设用b b表示显隐性遗传因子 则双亲的遗传因子组成均为bb 子代白羊的遗传因子组成为bb或bb 黑羊的遗传因子组成为bb 方法一 用分离比直接推出bb bb 1bb 2bb 1bb 典例3 2017 湖北孝感期中 小鼠的毛色灰色和白色由一对遗传因子a a控制 下表是四组亲本小鼠杂交的后代统计结果 1 小鼠的体色遗传遵循定律 显性性状为 2 组合中的两亲本一定都为纯合子 其后代遗传因子组成为 3 写出组合 可能的亲本遗传因子组成 解析 1 分析组合 可知 亲本灰色与灰色杂交 后代出现性状分离现象 且分离比为灰色 白色 118 39 接近3 1 说明小鼠的体色遗传遵循基因的分离定律 且显性性状为灰色 隐性性状为白色 2 3 根据上述分析可知 组合 灰色与白色杂交 后代灰色 白色 82 78 接近1 1 为测交实验的结果 说明组合 亲本灰色遗传因子组成为aa 白色遗传因子组成为aa 组合 的亲本遗传因子组成均为aa 组合 亲本灰色与灰色杂交 后代全部为灰色 说明亲本灰色遗传因子组成为aa aa或aa aa 因此组合 中的两亲本一定都为纯合子 aa 其后代遗传因子组成为aa 答案 1 分离灰色 2 aa 3 aa aa aa aa 4 如果组合 的灰色雌鼠亲本和组合 的白色雄鼠亲本杂交 后代的表现型及比例为 解析 4 组合 的灰色雌鼠亲本的遗传因子组成为aa 组合 的白色雄鼠亲本遗传因子组成为aa 如果组合 的灰色雌鼠亲本和组合 的白色雄鼠亲本杂交 则后代的表现型及比例为灰色 白色 1 1 答案 4 灰色 白色 1 1 备选例题 已知小麦抗锈病是由显性基因控制的 让一株杂合子小麦自交得f1 淘汰掉其中不抗锈病的植株后 再自交得f2 从理论上计算 f2中不抗锈病占植株总数的 a 1 4b 1 6c 1 8d 1 16 b 解析 假设抗锈病的杂合子小麦的基因型为aa 自交以后 淘汰掉不抗锈病的植株以后 其中抗锈病植株 基因型为1 3aa 2 3aa 再自交 不抗锈病的植株占植株总数的2 3 1 4 1 6 题组演练 1 水稻某些品种 茎秆的高矮是由一对遗传因子控制的 对一个纯合显性亲本与一个纯合隐性亲本杂交产生的f1进行测交 其后代中杂合子的概率是 a 0 b 25 c 50 d 75 解析 根据题意 f1一定为杂合子 f1测交 其f2的表现型中 高茎 矮茎 1 1 所以测交后代中 杂合子的概率为50 c 2 2017 河北张家口月考 豌豆种皮的灰色 g 对白色 g 为显性 现将f1 杂合子 种植并连续自交 不正确的是 a f1植株上所结的种子的种皮全为灰色b f1植株上所结种子的子叶遗传因子组成有三种c f2植株上所结种子的种皮全为灰色d f2植株上所结种子的子叶遗传因子组成纯合的概率为3 4 解析 由于f1植株为杂合子 所结种子的种皮由母本遗传因子组成决定 所以全为灰种皮 f1植株上所结种子的子叶属于f2 所以其遗传因子组成有gg gg和gg三种 由于f2中植株的遗传因子组成有三种 其中gg和gg植株所结的种子的种皮全为灰色 而gg植株所结种子的种皮则为白色 f2中杂合子gg会发生性状分离 而纯合子gg和gg不会发生性状分离 所以f2中gg为原有的1 4加上gg分离产生的2 4 1 4 1 8 所以共占3 8 同理 gg所占比例也为3 8 而gg所占比例为2 4 1 2 2 8 所以f2植株上所结种子的子叶遗传因子组成及比例为gg gg gg 3 2 3 即纯合子占6 8 3 4 c 3 豌豆的花色中紫色对白色为显性 一株杂合紫花豌豆连续自交繁殖三代 则f3中开紫花的豌豆植株与开白花的豌豆植株的比例为 a 3 1b 15 7c 9 7d 15 9 解析 杂合紫花豌豆连续自交繁殖 f3中杂合子aa占1 23 纯合子占1 1 23 7 8 隐性纯合子占7 16 显性纯合子也占7 16 因此开紫花的豌豆占9 16 开白花的豌豆占7 16 c 4 某玉米品种含一对等位基因a和a 其中a基因纯合的植株花粉败育 即不能产生花粉 含a基因的植株完全正常 现有基因型为aa的玉米若干 每代均为自由交配直至f2 f2植株中正常植株与花粉败育植株的比例为 a 1 1b 3 1c 5 1d 7 1 解析 亲本aa自交产生的f1的类型及比例为1aa 2aa 1aa f1产生的雌配子有2种 1 2a 1 2a 由于aa的花粉不育 因而产生两种雄配子2 3a 1 3a 雌雄配子随机结合产生后代中花粉败育的aa占1 6 则正常的占5 6 故f2植株中正常植株与花粉败育植株的比例为5 1 c 图说教材 杂合子自交后代中纯合子与杂合子所占比例 1 具有一对相对性状的杂合子 aa 自交 由于杂合子按一定比例发生性状分离 子代中杂合子 aa 按一定规律减少 最终接近于零 fn n是自交次数 中杂合子 aa 所占的比例为1 2n 为图中曲线 2 杂合子 aa 连续自交 子代中显性纯合子 aa 和隐性纯合子 aa 不发生性状分离 子代中杂合子