高中生物 第1章 第2节 孟德尔的豌豆杂交实验（二）课件 新人教版必修2.ppt

成才之路 生物 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 必修2 遗传因子的发现 第一章 第2节孟德尔的豌豆杂交实验 二 第一章 1 在两对相对性状的杂交实验中 f2中共有9种基因型 4种表现型 比例为9 3 3 1 2 自由组合定律的实质是 在形成配子时 控制同一性状的遗传因子彼此分离的同时 控制不同性状的遗传因子自由组合 3 孟德尔获得成功的原因主要是 1 正确选用豌豆做实验材料是获得成功的首要条件 2 在对生物的性状进行分析时 首先针对一对相对性状进行研究 再针对多对相对性状进行研究 3 对实验结果进行统计学分析 4 科学地设计了实验的程序 目标导航 1 概述孟德尔的两对相对性状的杂交实验 重点 2 阐明对自由组合现象的解释及自由组合定律 重 难点 3 分析孟德尔遗传实验获得成功的原因 4 说出基因型 表现型和等位基因的含义 现有普通小麦高秆抗病和矮秆易感病的两个品种 某生物研究小组要通过混种杂交获得矮秆抗病的优良品种 问题探究 请问除了矮秆抗病的品种之外 后代中还会出现哪些表现型的小麦 提示 还有高秆抗病 矮秆易感病 高秆易感病 一 两对相对性状的杂交实验及分析1 亲本为具有两对相对性状的纯合子 两对相对性状分别为种子的颜色 即 和种子的形状 即 2 f1全为黄色圆粒 说明 对 为显性 对 为显性 3 f2中粒色的分离比为 粒形的分离比为 表明豌豆的粒色和粒形的遗传都遵循 4 f2有四种性状 其中 是不同于两亲本的性状重新组合类型 表明 是自由的 随机的 预习导学 黄色 绿色 圆粒 皱粒 黄色 绿色 圆粒 皱粒 3 1 3 1 分离定律 绿色圆粒 黄色皱粒 不同相对性状的组合 y y r r yyrr yyrr yyrr 2 孟德尔作出的解释 1 遗传因子的行为 决定同一性状的成对的遗传因子 决定不同性状的遗传因子 2 f1产生的配子及比例 3 f1产生的雌雄配子结合方式有 种 请完善下表 彼此分离 自由组合 yr yr yr yr 1 1 1 1 16 yyrr yyrr yyrr yyrr yyrr yyrr yyrr yyrr 4 f2的组成 遗传因子的组合形式 种 写出性状表现及其比例 9 黄色圆粒 黄色皱粒 绿色圆 粒 绿色皱粒 9 3 3 1 三 对自由组合现象解释的验证1 方法 即让f1与 杂交 2 作用 1 测定f1产生的 及比例 2 测定f1 的组成 3 判定f1在形成配子时 的行为 测交法 隐性纯合子 yyrr 配子种类 遗传因子 遗传因子 3 结果及结论 孟德尔测交实验的实验结果与预期的结果相符 从而证实了 1 f1产生 的配子 2 f1是 3 f1在形成配子时 决定同一性状的成对的遗传因子发生了 决定不同性状的遗传因子表现为 四种类型且比例相等 双杂合子 分离 自由组合 四 自由组合定律1 发生时间 2 遗传因子间的关系 控制不同性状的遗传因子的 和 是互不干扰的 3 实质 1 决定同一性状的成对的遗传因子 2 决定不同性状的遗传因子 形成配子时 分离 组合 彼此分离 自由组合 五 孟德尔获得成功的原因以及孟德尔遗传规律的再发现1 下列哪些属于孟德尔获得成功的原因 1 正确选用豌豆做实验材料 2 性状分析时 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 3 把一种生物的多种性状作为研究对象 4 对实验结果进行统计学分析 1 2 4 2 相关概念 连线 1 表现型a 与表现型有关的基因组成 2 基因型b 控制相对性状的基因 3 等位基因c 生物个体表现出来的性状 1 具有控制高茎性状基因 d 的豌豆是否一定表现高茎性状 2 孟德尔在两对相对性状的研究中采用的实验方法和操作手段与研究一对相对性状时相同吗 3 两对相对性状的杂交实验中f2中纯合子所占的比例是多少 思维激活 提示 1 不一定 豌豆是否表现高茎 不仅仅由基因型决定 还会受环境的影响 2 相同 都是采用了假说 演绎法 都是亲本杂交获取f1 f1自交获取f2 统计观察后代性状表现 验证假说时都使用了测交实验的方法 3 f2中纯合子包括1 16yyrr 1 16yyrr 1 16yyrr 1 16yyrr 所以纯合子的比例为1 4 一 问题探讨提示 问题探讨的目的是活跃学生的思维 引领学生进入新的学习状态 可以通过水稻杂交育种等实例 使学生自然地认识到任何生物都不止表现一种性状 后代表现的特征可以是两个亲本性状组合的结果 进一步地思考讨论 双亲的性状是遵循什么规律进行组合 传递给后代的 在育种实践中人类如何获得所需的性状组合 为学习新课做好准备 二 思考与讨论1 提示 豌豆适于作杂交实验材料的优点有 1 具有稳定的易于区分的相对性状 如高茎和矮茎 高茎高度在1 5 2 0m 矮茎高度仅为0 3m左右 易于观察和区分 2 豌豆严格自花受粉 在自然状态下可以获得纯种 纯种杂交获得杂合子 3 花比较大 易于做人工杂交实验 孟德尔正是因为选用了豌豆做杂交实验 才能有效地从单一性状到多对性状研究生物遗传的基本规律 才能对遗传实验结果进行量化统计 所以科学地选择实验材料是科学研究取得成功的重要保障之一 2 提示 如果孟德尔只是研究多对相对性状的遗传 很难从数学统计中发现遗传规律 因为如果研究n对相对性状 将会有2n个性状组合 这是很难统计的 也很难从数学统计中发现问题 揭示生物的遗传规律 这也是前人在遗传杂交实验中留下的经验与教训 孟德尔恰恰借鉴了前人的遗传研究经验 改变实验方法 从简单到复杂地进行观察 统计 分析实验结果 从而发现问题 提出假说 实验验证 得出结论 3 提示 如果孟德尔没有对实验结果进行统计学分析 他很难做出对分离现象的解释 因为通过统计 孟德尔发现了生物性状的遗传在数量上呈现一定数学比例 这引发他揭示其实质的兴趣 同时这也使孟德尔意识到数学概率也适用于生物遗传的研究 从而将数学的方法引入对遗传实验结果的处理和分析 4 提示 作为一种正确的假说 不仅能解释已有的实验结果 还应该能够预测另一些实验结果 5 提示 1 扎实的知识基础和对科学的热爱 2 严谨的科学态度 孟德尔对杂交实验的研究是从观察遗传现象出发 提出问题 作出假设 然后设计实验验证假设的研究方法 这在当时是一种新的研究思路 光是豌豆的杂交实验 他就没有局限于对实验结果的简单描述和归纳 3 勤于实践 孟德尔在豌豆的遗传杂交实验研究中 连续进行了8年的研究 并且对每次实验的结果进行统计分析 从中发现了前人没有发现的问题和规律 4 敢于向传统挑战 孟德尔通过实验研究 提出了 颗粒性遗传 的思想 这是对传统的遗传观念的挑战 两对相对性状的杂交实验 要点归纳 2 实验结果分析具有两对相对性状的纯种亲本杂交 1 f1表现双显性性状 2 f2有四种不同的性状类型 数量比接近于9 3 3 1 3 实验结论推论结果与实验结果相符 说明两对相对性状的遗传是彼此独立 互不干扰的 不同对的性状之间是自由组合的 f2中的重组型是相对于亲本的性状表现而言的 若亲本为黄圆和绿皱 则f2中的绿圆 占3 16 和黄皱 占3 16 为重组型 若亲本为绿圆和黄皱 则f2中的黄圆 占9 16 和绿皱 占1 16 为重组型 两对相对性状独立遗传的两纯合亲本杂交 f2出现的重组类型中能稳定遗传的个体约占 a 1 8b 1 5c 1 5和1 3d 1 16 典例导析 导学号12200026 答案 c 豌豆的红花对白花是显性 长花粉对圆花粉是显性 现有红花长花粉与白花圆花粉植株杂交 f1都是红花长花粉 若f1自交获得f2植株 其中白花圆花粉个体为32株 则f2中杂合的红花圆花粉植株数是 a 96b 128c 32d 64 答案 d 解析 根据题意 f2中白花圆花粉 可设基因型为aabb 个体为32株 占f2中的1 16 而重组类型红花圆花粉植株应占3 16 其中杂合的红花圆花粉植株应占2 16 即32 2 64株 导学号12200027 1 两对相对性状分别由两对遗传因子控制如豌豆的圆粒和皱粒分别由遗传因子r r控制 豌豆的黄色和绿色分别由遗传因子y y控制 纯种黄色圆粒的遗传因子组成为yyrr 纯种绿色皱粒的遗传因子组成为yyrr f1黄色圆粒的遗传因子组成为yyrr 对自由组合现象的解释 要点归纳 2 f1在产生配子时 每对遗传因子彼此分离 不同对的遗传因子自由组合 1 f1产生雌雄配子各4种 它们是 yr yr yr yr 数量比接近1 1 1 1 2 受精时 雌雄配子随机结合 结合方式有16种 f2有9种遗传因子组成 4种性状表现 数量比接近9 3 3 1 3 遗传图解 领悟整合 f2分析统计 1 表现类型共有4种 其中双显 一显一隐 一隐一显 双隐 9 3 3 1 2 遗传因子组成共有9种 其中纯合子4种 各占总数的1 16 一对遗传因子杂合的杂合子4种 各占总数的2 16 两对遗传因子都杂合的杂合子1种 占总数的4 16 3 成对遗传因子的分离和不成对遗传因子之间的自由组合是彼此独立 互不干扰的 f2四种性状类型中 与双亲类型相同的占9 16 1 16 10 16 重组型 单显性性状 占6 16 f2四种性状类型中各有1种纯合子 各占1 16 因此 纯合子占4 16 而杂合子占1 4 16 12 16 解析 该题中两对相对性状独立遗传 可参照孟德尔两对相对性状的遗传实验的知识解答试题 亲本纯种杂交 子一代表现出来的性状类型是显性性状 故在叶形中普通叶是显性性状 种子颜色中黑色是显性性状 白色是隐性性状 f1为双杂合子 自交得f2 f2中有9种遗传因子组成 4种表现型 a项正确 单独看叶形 f2中普通叶与枫形叶之比为3 1 b项正确 亲本是一显一隐的纯合子 所以f2中与亲本表现类型相同的占6 16 即3 8 c项正确 f2中普通叶白色种子只有2种遗传因子组成 d项错误 答案 d 答案 c 解析 根据孟德尔两对相对性状的杂交实验可知 a项yyrr占f2总数的比例为2 16 即560 2 16 70粒 b项yyrr占f2总数的比例为1 16 即560 1 16 35粒 c项yyrr占f2总数的比例4 16 即560 4 16 140粒 d项占f2总数的比例为2 16 即560 2 16 70粒 1 验证方法 测交 让f1与双隐性纯合子杂交 2 作用 测定f1产生的配子的种类及比例 测定f1遗传因子组成 测定f1在形成配子时遗传因子的行为 对自由组合现象解释的验证 要点归纳 3 测交遗传图解 4 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 yyrr 2 f1产生四种类型 yr yr yr yr 和比例相等的配子 3 f1在形成配子时 成对的遗传因子彼此分离 不成对的遗传因子自由组合 两对相对性状的遗传实验中的种类与比例1 f1 yyrr 的配子种类和比例 4种 yr yr yr yr 1 1 1 1 2 f2的遗传因子组成 9种 3 f2的性状表现和比例 4种 双显 一显一隐 一隐一显 双隐 9 3 3 1 4 f1的测交后代遗传因子组成种类和比例 4种 1 1 1 1 5 f1的测交后代性状表现种类和比例 4种 1 1 1 1 典例导析 解析 假设控制玉米籽粒颜色的相关遗传因子为a和a 非甜和甜的遗传因子为b和b 则f1的遗传因子组成为aabb 如果f1自交 则后代表现型为黄色非甜 黄色甜 红色非甜 红色甜 比例为9 3 3 1 其中与亲本表现类型相同的占子代的比例为6 16 只看一对相对性状 则自交后代黄色和红色比例为3 1 非甜和甜的比例为3 1 如果f1测交 则后代表现类型为黄色非甜 黄色甜 红色非甜 红色甜 比例为1 1 1 1 即红色非甜占1 4 答案 b 答案 c 解析 隐性性状一旦出现 说明其双亲中至少含有一个隐性基因 据此可知 x 至少含有一个隐性基因 即 x 至少含有一个b和一个c 根据分离定律 交配后代的性状中直毛 卷毛 1 1 相当于测交 推出个体 x 的毛形的基因型为bb 交配后代的性状中黑色 白色 3 1 相当于杂合子自交 推出个体 x 的毛色的基因型为cc 另根据后代性状比例之和等于亲本配子间的组合也可推出 交配后代的性状比之和等于8 配子间也有8种组合 bbcc的个体能产生4种配子 个体 x 只能产生2种配子 说明一对基因是隐性纯合的 另一对基因是杂合的 因为后代中黑色的比例为3 4 所以控制毛色的基因是杂合的 1 适用范围 进行有性生殖的真核生物中 两对或多对相对性状的遗传 2 作用时间 有性生殖形成配子时 3 内容 1 控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的 2 在形成配子时 决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离 决定不同性状的遗传因子自由组合 4 实质 决定不同性状的遗传因子自由组合 基因的自由组合定律 要点归纳 5 分离定律与自由组合定律的区别与联系 遗传因子的自由组合所具有的特性1 同时性 决定同一性状的成对遗传因子彼此分离与决定不同性状的遗传因子自由组合同时进行 2 独立性 决定同一性状的成对遗传因子彼此分离与决定不同性状的遗传因子自由组合互不干扰 各自独立地分配到配子中去 典例导析 解析 三对基因按自由组合定律遗传 其中每对基因的遗传仍遵循分离定律 故aa aa杂交后代表现型有两种 其中aa出现的概率为1 4 bb bb后代表现型有两种 其中bb出现的概率为1 2 cc cc后代表现型有两种 其中cc出现的概率为1 2 所以aabbcc aabbcc两个体后代表现型有2 2 2 8种 aabbcc个体的比例为1 4 1 2 1 2 1 16 答案 d 人类多指 t 对正常指 t 为显性 白化 a 对正常 a 为隐性 决定不同性状的遗传因子自由组合 一个家庭中 父亲是多指 母亲正常 他们有一个白化病但手指正常的孩子 则下一个孩子只患一种病和患两种病的几率分别是 a 1 2 1 8b 3 4 1 4c 1 4 1 4d 1 4 1 8 答案 a 孟德尔获得成功的原因及遗传规律的再发现 2 孟德尔遗传规律的再发现 1 1866年 孟德尔将遗传规律整理成论文发表 2 1900年 三位科学家分别重新发现了孟德尔遗传规律 3 1909年 丹麦生物学家约翰逊给孟德尔的 遗传因子 一词起了一个新名字 基因 并且提出了表现型和基因型的概念 表现型 指生物个体表现出来的性状 即前文所讲的 性状表现 如高茎和矮茎 基因型 指与表现型相关的基因组成 即前文所讲的 遗传因子组成 如dd dd dd 表现型相同 如高茎 基因型不一定相同 如dd或dd 基因型相同 在相同环境条件下 表现型相同 即 基因型 环境条件 表现型 等位基因 指在一对同源染色体上的相同位置上控制相对性状的基因 如d和d 孟德尔通过杂交实验发现了遗传的两大定律 孟德尔取得成功的最主要原因是 a 恰当地选择实验材料b 巧妙地运用由简到繁的方法c 合理地运用数理统计d 严密地假说演绎 解析 孟德尔通过实验现象作出假说 然后又设计实验验证假说 这是孟德尔在遗传学上取得成功的最主要原因 答案 d 典例导析 孟德尔对自由组合定律的探索经历了 a 分析 假设 实验 验证b 假设 实验 结论 验证c 实验 分析 假设 验证d 实验 假设 验证 讨论 答案 c 解析 孟德尔对遗传规律的探索均采用了假说 演绎法 即在观察和分析的基础上提出问题后 通过推理和想象提出解释问题的假说 根据假说进行演绎推理 再通过实验检验演绎推理的结论 1 棋盘法的内涵及应用已知双亲的基因型 将双亲产生的雌雄配子写出 然后列表格写出两性配子结合后的基因型及表现型 即为遗传图解中的棋盘法 需注意的是 配子要写对 并按一定顺序书写 排列 这样杂交后代的基因型和表现型的分布才有规律 如孟德尔两对相对性状的遗传实验 关于自由组合定律的解题技巧 从表中可总结出以下规律 1 f2中有4种表现型和9种基因型 并能确定其分布位置 双显性 黄色圆粒 y r 分布在等腰直角三角形 的各角和各边上 共9个 占f2的9 16 基因型为1yyrr 2yyrr 2yyrr 4yyrr 单显性 绿色圆粒 yyr 分布在等腰直角三角形 的各角上 共3个 占f2的3 16 基因型为1yyrr 2yyrr 单显性 黄色皱粒 y rr 分布在等腰直角三角形 的各角上 共3个 占f2的3 16 基因型为1yyrr 2yyrr 双隐性 绿色皱粒 yyrr 分布在三角形 内 1个 占f2的1 16 基因型为1yyrr 2 f2中的纯合子共4个 分布在四个等腰直角三角形的直角顶点上 占4 16 也可连线分布在大正方形的一条对角线上 f2中的双杂合子共4个 分布在等腰直角三角形 的斜边上 占4 16 也可认为分布在大正方形的另一条对角线上 其余的为单杂合子 占8 16 以4个纯合子组成的对角线为对称轴 两边对应的格子内基因型相同 各为2 16 共4个 3 f2中亲本类型 y r 和yyrr 占9 16 1 16 10 16 重组类型 y rr和yyr 占3 16 3 16 6 16 2 概率在遗传分析中的应用在对遗传学问题进行分析时 常常遇到概率问题 这要依据两个基本原理分析 即 加法原理和乘法原理 1 加法原理 做成一件事 目的 有多种方式 且每一种都可直达目的 若问做成该事的方式种类 可用加法原理 如 肤色正常 a 对白化病 a 是显性 双亲基因型为aa 则孩子的基因型为 1 4aa 1 2aa 1 4aa 若求孩子正常 目的 的概率则用加法 即 1 4 aa 1 2 aa 3 4 2 乘法原理 同样还是做成一件事 目的 但该事又可细分成几个必不可少的步骤 而每一步骤又有几种不同的方法 若问做成该事的方式种类 则用乘法原理 如 人生男生女概率各是1 2 现在欲求两胎全是女儿 目的 的概率 分析如下 欲两胎全是女儿 分成两步 第一胎为女儿 1 2 第二胎还是女儿 1 2 两步缺一不可 故两胎全是女儿的概率为1 2 1 2 1 4 3 用分离定律解决自由组合问题由于控制不同性状的基因的分离和组合是互不干扰的 因此不同对成对的基因对应的分离定律是同时起作用的 因而自由组合定律可以看做 或分解为 几个分离定律 因此可用较为简单的分离定律知识解决自由组合问题 分类总结如下 1 求配子种类及比例问题aabbccdd产生配子种类及abcd配子的比例 aa 2种配子 1a 1a bb 2种配子 1b 1b cc 2种配子 1c 1c dd 1种配子 d 因而aabbccdd产生2 2 2 1 8种配子 其中abcd占1 2 1 2 1 2 1 1 8 2 求不同个体配子间结合方式aabb与aabb可分解为如下两个分离定律 因而aabb aabb杂交过程中 配子间结合方式为2 4 8种 3 求后代基因型 性状表现种类aabbcc与aabbcc杂交 后代中有几种基因型 几种性状表现 分析如下 aa aa 2种性状表现 3 1 3种基因型 1 2 1 bb bb 2种性状表现 3 1 3种基因型 1 2 1 cc cc 2种性状表现 1 1 2种基因型 1 1 因此 aabbcc aabbcc 后代为2 2 2 8种性状表现3 3 2 18种基因型 探究点遗传实验的方法步骤 遗传类实验中基因型的确定 案例 荠菜的果实形状有三角形和卵圆形两种 该性状的遗传涉及两对等位基因 分别用a a和b b表示 为探究荠菜果实形状的遗传规律 进行了杂交实验 如图 现有3包基因型分别为aabb aabb和aabb的荠菜种子 由于标签丢失而无法区分 根据以上遗传规律 请设计实验方案确定每包种子的基因型 有已知性状 三角形果实和卵圆形果实 的荠菜种子可供选用 1 实验步骤 2 结果预测 如果 则包内种子基因型为aabb 如果 则包内种子基因型为aabb 如果 则包内种子基因型为aabb 标准答案 答案一 1 用3包种子长成的植株分别与卵圆形果实种子长成的植株杂交 得f1种子 f1种子长成的植株自交 得f2种子 f2种子长成植株后 按果实形状的表现型统计植株的比例 2 f2三角形与卵圆形植株的比例约为15 1 f2三角形与卵圆形植株的比例约为27 5 f2三角形与卵圆形植株的比例约为3 1 答案二 1 用3包种子长成的植株分别与卵圆形果实种子长成的植株杂交 得f1种子 f1种子长成的植株分别与卵圆形果实种子长成的植株杂交 得f2种子 f2种子长成植株后 按果实形状的表现型统计植株的比例 2 f2三角形与卵圆形果实植株的比例约为3 1 f2三角