人教版教学课件2011届生物高考一轮复习课件：必修2 第1章 第1节 孟德尔的豌豆杂交实验(一)ppt.ppt

必修2遗传与进化 第1章遗传因子的发现 第1节孟德尔的豌豆杂交实验 一 基础梳理 基础梳理 1 豌豆是 的植物 而且是 在自然状态下能避开外来花粉的干扰 永远是纯种 所以用豌豆做实验 实验结果既可靠又易于分析 2 豌豆的一些品种具有易于区分的相对性状 故实验结果易于分析 3 豌豆繁殖周期短 后代数量大 自花传粉 闭花受粉 归纳整合 孟德尔遗传实验的科学方法1 恰当地选择实验材料 1 豌豆是严格的自花传粉植物 不受外界花粉的干扰 2 豌豆花大容易去雄和人工授粉 3 豌豆具有稳定的 可以明显区分的相对性状 2 精心设计实验 1 取单一变量分析法 即分别观察和分析在一个时期内的一对性状的差异 最大限度地排除各种复杂因素的干扰 2 遵循了由简单到复杂的原则 即先研究一对相对性状的遗传定律 再研究两对甚至多对性状的遗传定律 最终发现了基因的自由组合定律 3 合理地运用数理统计通过对一对相对性状 两对相对性状杂交实验的子代出现的性状进行分类 计数和数学归纳 找出实验显示出来的规律性 并深刻认识到数字比例中所隐藏的深刻意义和规律 孟德尔成功地运用数理统计的方法研究生物的遗传问题 把遗传学研究从单纯的描述推进到定理的计算分析 化无形为有形 开拓了遗传学研究的新途径 4 严密的假说 演绎孟德尔在假说 演绎的科学思维方法指导下 针对已有事实 发现问题 提出假说 更重要的是设计实验验证假说 巧妙地设计了测交方法 令人信服地证明了他的预测假说的正确性 从而使假说变成普遍的规律 跟踪训练 1 2009年上海卷 用豌豆进行遗传实验时 下列操作错误的是 A 杂交时 须在开花前除去母本的雄蕊B 自交时 雌蕊和雄蕊都无需除去C 杂交时 须在开花前除去母本的雌蕊D 人工授粉后 应套袋解析 杂交时 须在开花前除去母本的雄蕊 人工授粉前后应套袋 答案 C 2 2009年江苏卷 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时 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的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 解析 A中因为豌豆是自花传粉 闭花受粉 为实现亲本杂交 应在开花前去雄 B中研究花的构造必须研究雌雄蕊的发育程度 C中不能根据表现型来判断亲本的纯合 因为显性杂合子和显性纯合子表现型一样 D是正确的 答案 D 基础梳理 1 符号系列 2 概念系列表现型 如豌豆的高茎和矮茎 圆粒和皱粒 如高茎的基因型为DD Dd 矮茎的为dd 基因型 环境条件 如基因型为DD dd的个体 能稳定遗传杂合子 如基因型为Dd的个体 不能稳定遗传 个体类 基因型 表现型 纯合子 杂交 基因型不同的生物体间相交自交 基因型相同的生物体间相交 杂种第一代与隐性个体相交 测F1的基因型回交 F1与亲本相交 交配类 测交 性状类 性状 生物体的形态特征和生理特征的总称相对性状 同种生物同一性状的不同表现类型显性性状 具有相对性状的纯种亲本杂交 F1显现出来的那个亲本性状 如 高茎 隐性性状 具有相对性状的纯种亲本杂交 F1未显现出来的那个亲本性状 如 矮茎 性状分离 杂种的自交后代F2中显现不同性状的现象 具相对性状的亲本杂交 F1中表现出来的是显性和隐性的中间性状 显性的相对性 显性基因 控制显性性状的基因 大写字母D B 隐性基因 控制隐性性状的基因 小写字母d b 位于一对同源染色体的同一位置上控制一对相对性状的基因 如 D与d B与b 基因类 等位基因 方法提示 1 显隐性性状的判断 1 据定义 具有相对性状的纯种亲本杂交 F1显现出来的那个亲本性状为显性性状 F1未显现来的那个亲本性状为隐性性状 2 据F2的据性状分离比 比例为3的是显性性状 为1的表现型判断是隐性性状F2中新出现的性状为隐性性状 2 基因型与表现型的互推 1 隐性纯合子突破法隐性性状一旦表现 必定是纯合子 用bb表示 因而由隐性纯合子能推知其亲代或后代体细胞中至少含有一个隐性基因 子代至少含有一个隐性基因 b 亲代至少含有一个隐性基因 b 然后再根据其他条件来推知亲代个体或子代个体的另一个基因为B还是b 隐性纯合子bb 可推知 可推知 2 根据后代分离比直接推知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 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 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 3 遗传概率计算概率是对某一可能发生事件的估计 是指总事件与可能事件的比例 其范围从0 1 1 概率计算中的两个基本原理乘法原理 两个或两个以上的独立事件同时出现的概率是它们各自概率的乘积 加法原理 如果两个事件是非此即彼的或相互排斥的 那么出现这一事件或另一事件的概率是各自概率之和 2 概率计算中的常用方法 根据分离比推理计算Aa 1AA 2Aa aa显性性状 隐性性状3 1aa出现的概率是1 4 Aa出现的概率是1 显性性状出现的概率为3 隐性性状出现的概率为1 4 根据配子的概率计算先计算出亲本产生每种配子的概率 再根据题意要求用相关的两种配子的概率相乘 即可得出某一基因型个体的概率 计算表现型概率时 再将相同表现型个体的概率相加即可 例如 Aa Aa 两亲本产生A a配子的概率各是1 2 则后代中AA Aa和aa出现的概率分别为1 2A 1 2A 1 4AA 1 2A 1 2a 2 1 2Aa 1 2a 1 2a 1 4aa 表现为显性性状的概率为1 4AA 1 2Aa 3 4 3 亲代的基因型在未肯定的情况下 求其后代某一性状发生的概率解题分三步 首先确定亲代的遗传因子组成及其概率 其次假设亲代的遗传因子组成 并保证后代会出现所求性状 再次运用数学的乘法定理或加法定理计算所求某一性状发生的概率 例 一正常女子的双亲都正常 但有一白化病弟弟 若该女子与一白化病患者男子结婚 则生出白化病孩子的概率是多少 解析 该女子基因型是AA的概率为1 3 Aa的概率为2 3 假设生出白化病孩子 则该女子的基因型为Aa 即2 3Aa aa 2 3 1 2aa 1 3aa 归纳整合 一 区分性状 相对性状 显性性状 隐性性状 性状分离1 性状 生物的性状是指生物体的外在表现即表现型 2 相对性状 同种生物同一性状的不同表现类型叫相对性状 3 显性性状 隐性性状 若具相对性状的纯种亲本杂交 则F1表现出的那个亲本性状为显性性状 F1未表现出的那个亲本性状为隐性性状 在有些生物性状遗传中 一对等位基因间无明显的显隐关系 若F1的性状表现介于显性和隐性亲本之间 这种显性表现叫做不完全显性 4 性状分离 具相同性状的亲本相交 后代有不同性状表现的现象 二 区分基因型 表现型 纯合子 杂合子1 基因型与表现型基因型 是生物的内在遗传组成 是由亲代遗传得来的基因组合 它是生物个体性状表现的内因 基因通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状 因此 生物的性状表现从根本上讲是由于基因控制的缘故 即DNA决定mRNA mRNA决定蛋白质 蛋白质体现性状 表现型 是生物性状的外在表现即性状 其体现者是蛋白质 基因型与表现型存在如下关系 表现型是基因型与环境共同作用的结果 基因型是性状表现的内在因素 而表现型是基因型的表现形式 在同一环境中基因型相同 表现型一定相同 而表现型相同时 基因型未必相同 2 纯合子与杂合子由相同基因型的配子结合成的合子发育而来的个体为纯合子 由不同基因型的配子结合成的合子发育而来的个体为杂合子 显性纯合子与杂合子的区分方法 纯合子能稳定遗传 自交后代不发生性状分离 杂合子不能稳定遗传 自交后代往往会发生性状分离 对于植物来说 区分的方法主要有两种 一是测交 即与隐性类型杂交 若后代不发生性状分离 则说明该个体是纯合子 若出现性状分离 则说明该个体是杂合子 二是自交 若后代不发生性状分离 则该个体是纯合子 若发生性状分离 则说明该个体是杂合子 对动物来说则主要以测交法来区分 三 区分等位基因 显性基因 隐性基因等位基因 位于一对同源染色体的同一位置上控制着相对性状的基因 显性基因 控制显性性状的基因 隐性基因 控制隐性性状的基因 跟踪训练 1 2008年上海卷 下列表示纯合体的基因型是 A AaXHXHB AABbC AAXHXHD aaXHXh 解析 这是一道考查遗传变异概念的题目 表示纯合体的基因型是AAXHXH 其他只要存在一对等位基因 都为杂合体 答案 C 2 2009年山东卷 人类常染色体上 珠蛋白基因 A 既有显性突变 A 又有隐性突变 a 突变均可导致地中海贫血 一对皆患地中海贫血的夫妻生下了一个正常的孩子 这对夫妻可能 A 都是纯合子 体 B 都是杂合子 体 C 都不携带显性突变基因D 都携带隐性突变基因 解析 从人类常染色体上 珠蛋白基因 A 既有显性突变 A 又有隐性突变 a 得出A对A 是显性 A 对a是显性 因显性突变 A 可导致地中海贫血 所以只要含有A就会患地中海贫血 故基因型为AA AA Aa的个体都患地中海贫血 因隐性突变 a 可导致地中海贫血 所以基因型为aa的个体也患地中海贫血 可见患地中海贫血的个体的基因型可以是AA AA Aa aa 因A 对a是显性 所以正常的孩子基因型可以是 A A 或A a 一对皆患地中海贫血的夫妻生下了一个正常的孩子 而正常的孩子基因型可以是A A 或A a 可见该夫妻至少有一方为AA 另一方为AA Aa或aa 即该夫妻至少有一方是携带显性突变基因的染合体 可见选项A C和D都不符合 另一方为携带显性突变基因或为隐性突变基因的朵合体的纯合体 综上所述 只有选项B符合题意 答案 B 基础回顾 一对相对性状的杂交实验 1 过程 P 纯种高茎 纯种矮茎 F1 茎 F1自交得F2 高茎 矮茎 具有相对性状的纯种亲本杂交 F1中显现出来的性状 叫做 性状 未显现出来的性状 叫 性状 在杂种后代中 同时出现显性性状和隐性性状的现象叫做 高 3 1 显性 隐性 性状分离 2 解释 生物的性状是由 决定的 每个遗传因子决定着一种特定的性状 其中决定显性性状的为 遗传因子 用 英文字母来表示 决定隐性性状的为 遗传因子 用 英文字母来表示 体细胞中遗传因子是 存在的 遗传因子组成相同的个体叫做 遗传因子组成不同的个体叫做 生物体在形成配子时 成对的遗传因子彼此 分别进入不同的配子中 配子中只含有每对遗传因子中的一个 受精时 雌雄配子的结合是 的 遗传因子 显性 大写 隐性 小写 成对 纯合子 杂合子 分离 随机 2 分离定律在生物的体细胞中 控制 的遗传因子成对存在 不相融合 在形成配子时 成对的遗传因子 分离后的遗传因子分别进入不同的 中 随配子遗传给后代 分离定律发生在 测交 隐性纯合子 1 1 一致 探究思考 为什么用测交的方法能证明F1产生的配子的类型及比例 答案 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 或者能够推知F1的基因型 方法提示 基因分离定律的解题思路方法一 隐性纯合突破法例 绵羊有黑色和白色之分 白色由显性基因 B 控制 黑色由隐性基因 b 控制 现有一只白色公羊和一只白色母羊 生了一只黑色小羊 问 那只公羊和母羊的基因型是什么 它们生的小羊又是什么基因型 根据题意列出遗传图式 P B B 子代 bb 从遗传图式中出现的隐性纯合体突破 因为子代是黑色小羊 基因型是bb 它是由精子和卵细胞结合后发育而来的 所以双亲中都有一个b基因 因此双亲基因型均为Bb 方法二 根据后代性状分离比解题 1 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 2 若后代性状分离比为显性 隐性 1 1 则双亲属于测交类型 即Bb bb 1Bb 1bb 3 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 归纳整合 1 基因分离定律的实质位于一对同源染色体上的成对的基因 在进行减数分裂时 会随着同源染色体的分开而分离 分别进入到两个配子中 独立地随配子遗传给后代 这就是基因的分离定律 2 基因的分离定律的适用条件 1 有性生殖生物的性状遗传 基因分离定律的实质是等位基因随同源染色体的分开而分离 而同源染色体的分开是有性生殖生物产生有性生殖细胞时进行减数分裂特有的行为 2 真核生物的性状遗传 原核生物或非细胞结构生物不进行减数分裂 不进行有性生殖 3 细胞核遗传 只有真核生物细胞核内的基因随染色体的规律性变化而呈现规律性变化 细胞质内遗传物质数目不稳定 遵循细胞质母系遗传规律 4 一对相对性状的遗传 两对或两对以上相对性状的遗传问题 分离定律不能直接解决 说明分离定律适用范围的局限性 1 正确解释某些遗传现象两个有病的双亲生出无病的孩子 即 有中生无 肯定是显性遗传病 两个无病的双亲生出有病的孩子 即 无中生有 肯定是隐性遗传病 4 基因分离定律的细胞学基础 减数分裂中 同源染色体分离基础上的等位基因分离 二 杂合子自交n代后 纯合子与杂合子所占比例的计算杂合子Aa连续自交 第n代比例情况如下表所示 根据上表比例 杂合子 纯合子所占比例的坐标曲线图为 当杂合子 Aa 自交n代后 后代中的杂合子 Aa 所占比例为1 2n 纯合子 AA aa 所占比例为1 1 2n 其中AA aa所占比例分别为 1 1 2n 1 2 当n无限大时 纯合子概率接近100 这就是自花传粉植物 如豌豆 在自然情况下一般为纯合子的原因 如上图曲线表示随着自交代数的变化 纯合子 杂合子所占比例的变化 跟踪训练 1 2009年广东卷 某人群中某常染色体显性遗传病的发病率为19 一对夫妇中妻子患病 丈夫正常 他们所生的子女患该病的概率是 A 10 19B 9 19C 1 19D 1 2 解析 常染色体显性遗传病 若丈夫正常 则为隐性纯合子 假设基因型为aa 妻子患病 基因型为AA或Aa 由发病率为19 可知正常概率为81 a基因频率为9 10 由此可推出妻子为AA的概率为1 19 1 19 Aa的概率为1 1 19 18 19 与正常男性婚配 子女患病的概率为1 19 18 19 1 2 10 19 答案 A 2 2008年北京卷 无尾猫是一种观赏猫 猫的无尾和有尾是一对相对性状 按基因的分离定律遗传 为了选育纯种的无尾猫 让无尾猫自交多代 但发现每一代中总会出现约1 3的有尾猫 其余均为无尾猫 由此推断正确的是 A 猫的有尾性状是由显性基因控制的B 自交后代出现有尾猫是基因突变所致C 自交后代无尾猫中既有杂合子又有纯合子D 无尾猫与有尾猫杂交后代中无尾猫约占1 2 解析 题干中给出的信息 让无尾猫自交多代 但发现每一代中总会出现约1 3的有尾猫 其余均为无尾猫 并遵循基因的分离定律 此是解答本题的关键 这说明无尾是由显性基因控制的显性性状 有尾是隐性基因控制的隐性性状 这也说明存活的无尾猫都是杂合体 即自交的无尾猫都是杂合体 在自交多代的每一代中总出现1 3的有尾猫 其原因是显性纯合致死 若让无尾猫 Aa 与有尾猫 aa 杂交 后代中无尾猫占1 2 答案 D 热点聚焦 个体自交后代中纯合子与杂合子的有关计算 2009年华中师大附中模拟 豌豆的高茎对矮茎显性 现有一袋豌豆种子 是纯合的高茎豌豆和矮茎豌豆杂交产生的F2 从袋中随机抓到两粒种子 其胚都是纯合体的比率是 A 1 2B 1 4C 1 8D 1 16 解析 解析 本题考查学生对分离规律中后代各种比例关系的认识 属于遗传概率计算的题目 知识依托 一是F2代中纯合体 AA和aa 占后代总数的1 2 二是数学中概率相乘原理 答案 B 名师点睛 首先豌豆的茎是由胚芽发育而成的 高茎的基因型为DD或Dd 矮茎的基因型为dd 其次 根据基因的分离规律 F2中纯合体有AA和aa两种 二者合起来占F2个体总数的1 2 第三 任取一粒豌豆 其基因型是AA或aa 纯合体 的概率为1 2 那么根据概率相乘原理 取两粒都是纯合体的可能性是1 4 热点训练 将具有一对等位基因的杂合体逐代自交三次 F 3中纯合体比例为 A 1 8B 7 8C 7 16D 9 16 解析 本题可在较高层次上考查学生对基因分离规律的本质及后代的理解的能力 及根据已学知识进行推理能力 解答本题可分三步 抓住关键词 即 逐代自交 准确理解题意 即 F3中纯合体比例 可用推导出的公式解题 即根据分离规律 F1中 Aa 杂合体所有后代的比例为1 2 F2每个个体自交 AA和aa的自交后代均为纯合体 只有F 1中比例为1 2的Aa自交后代又出现1 2Aa 即F2中杂合体Aa占所有后代的比例为1 2 1 2 即 1 2 2 以此类推第n代中杂合体比例为 1 2 n 根据以上公式 F3中Aa所占比例为 1 2 3 所以纯合体的比例为1 1 2 3 7 8 答案 B 走进实验室 基础再现 一 性状分离比的模拟实验 由于进行有性杂交的亲本 等位基因在减数分裂形成配子时会彼此分离 形成两种比例相等的配子 受精时 比例相等的两种雌配子与比例相等的两种雄配子随机结合形成合子 机会均等 随机结合的结果是后代的基因型有三种 其比为1 2 1 表现型有两种 其比为3 1 因此 杂合子杂交后代发育成的个体 就一定会发生性状分离 如果此实验直接用研究对象进行 但条件和时间等方面不具备 可用模拟研究对象的实际情况来获得对研究对象的认识 本实验就是通过模拟雌雄配子随机结合的过程 来探讨杂交后代的性状分离比的 过程设计 取甲 乙两个小桶 每个小桶内放有两种色彩的小球各10个 并在不同色彩的球上分别标有字母D和d 甲桶上标记雌配子 乙桶上标记雄配子 甲桶中的D小球与d小球 就分别代表含基因D和含基因d的雌配子 乙桶中的D小球与d小球 就分别代表含基因D和含基因d的雄配子 1 混合小球分别摇动甲 乙小桶 使桶内小球充分混合 2 随机取球分别从两个小桶内随机抓取一个小球 组合在一起 这表示雌配子与雄配子随机结合成合子的过程 记录这两个小球的字母组合 3 重复实验将抓取的小球放回原来的小桶 摇动小桶中的彩球 使小球充分混合后 再按上述方法重复做50 100次 重复次数越多 模拟效果越好 记录时 可将三种基因型写好 列出表格 以后每抓一次 在不同基因型后以 正 字形式记录 如下表 4 统计小球组合统计小球组合为DD Dd和dd的数量分别是多少 记录并填入上表 5 计算小球组合计算小球组合DD Dd和dd之间的百分比 以及含有D的组合与dd组合之间的百分比 将计算结果填入上表中 6 实验结论分析实验结果 在实验误差允许的范围内 得出合理的结论 可将全班每一小组的结果综合统计 进行对比 易错归纳 1 做此实验一定要结合实验结果来理解基因分离和随机结合与生物性状之间的关系 在形成配子时等位基因分离 雌雄个体各产生两种配子 受精时雌雄配子又会随机结合成合子 由于配子的结合具有随机性 因此后代不一定出现3 1的性状分离比 可以先统计本组实验的后代性状比例 再把各组得到的数据加起来进行统计 这样可以充分理解3 1的性状分离比是在后代数量较多时才越接近此比例 2 代表配子的物品必须为球形 以便充分混合 购买小球时 须注意球的大小要一致 质地要统一 手感要相同 且要有一定的重量 以避免人为误差 而准备代表不同配子的小球时 如果小球为彩色的 可以不在小球上标上D和d 只要操作者记住哪种颜色代表哪种基因就可以了 如果小球为同一种颜色 则必须在小球上标上字母D和d 以便区别出显性基因和隐性基因 3 每个小桶内的带有两种不同基因的小球的数量必须相等 以表示形成配子时等位基因的分离 以及形成数目相等的含显性基因和含隐性基因的配子 4 最好是2人1组 互相配合 此模拟实验比较简单 实验操作时以2人1组为宜 实验中1人抓球 每次抓取小球前 再顺便搅拌一下桶内小球 抓球时应该双手同时进行 可事先自定左手专抓甲桶 右手专抓乙桶 放回时可避免弄混 而且要闭眼 以避免人为误差 另1人做记录 并负责将小球放回原处及摇匀小球 每做完一次模拟实验 必须摇匀小球 然后再做下一次模拟实验 整个模拟实验过程中 2人可以交换操作 5 每次抓球前 必须摇动木桶中的彩球 使两色彩球充分混合 每次抓出的小球 记录完成之后 必须放回原来的木桶中 切不可将两桶中的小球相混 精题演习 1 甲 乙两位同学分别用小球做遗传定律模拟实验 甲同学每次分别从 小桶中随机抓取一个小球并记录字母组合 乙同学每次分别从 小桶中随机抓取一个小球并记录字母组合 将抓取的小球分别放回原来小桶后再多次重复 分析下列叙述 错误的是 A 甲同学的实验模拟的是遗传因子的分离和配子随机结合的过程B 实验中每只小桶内两种小球的数量必须相等 但 桶小球总数可不等C 乙同学的实验可模拟非同源染色体上非等位基因自由组合的过程D 甲 乙重复100次实验后 统计的Dd AB组合的概率均约为50 解析 Dd组合的概率为1 2 1 2 1 2 1 2 50 AB组合的概率为1 2 1 2 25 答案 D 2 某生物学兴趣小组在做 性状分离比的模拟实验 之前 做了大量的准备工作 并提出了一系列实验中可能遇到的问题 如果你是其中一员 你如何来解决这些问题 实验材料 小塑料桶2个 2种色彩