2019-2020学年高中生物 第三章 遗传和染色体 第一节 基因的分离定律 第2课时 基因的分离定律（二）、孟德尔获得成功的原因及分离定律的应用学案 苏教版必修2.doc

第2课时基因的分离定律(二)、孟德尔获得成功的原因及分离定律的应用1.基因分离定律的应用。(难点)2.孟德尔遗传实验的科学方法。(重点)一、阅读教材p3031分析基因的分离定律1测交实验(1)目的：验证性状分离现象推断的正确性。(2)亲本类型：将杂种f1(aa)和隐性纯合亲本(aa)进行杂交。(3)实验结果：后代的性状分离比为11。(4)意义：证明f1是杂合子，在形成配子时，杂合子中的显性因子和隐性因子发生分离，分别进入到不同的配子中。2基因分离定律(1)概念：在细胞进行减数分裂形成配子的过程中，等位基因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。(2)基因型与环境的关系：生物个体的基因型在很大程度上决定着生物个体的表现型；但是生物体的发育过程中，其表现型有时还受到环境中复杂因素的影响。二、阅读教材p3132完成孟德尔获得成功的原因1首要原因：正确地选用实验材料。重要原因(1)采用由单因子到多因子的研究方法：孟德尔在实验的过程中，在弄清1对相对性状的遗传情况后，再进行2对、3对，甚至多对相对性状的遗传实验研究。(2)应用统计学方法对实验结果进行分析。(3)科学设计实验程序。在对大量数据进行分析的基础上，合理地进行了推断，提出了解释问题的假说并设计了新的实验来验证推断的正确性。三、阅读教材p3233分析基因的分离定律的应用正确地解释生物界的一些遗传现象，能预测杂交后代的类型和各种类型出现的概率，这对于动、植物育种实践和医学实践都具有重要的指导意义。1在育种实践中，如果发现某一个体的某种性状在生产上具有增加产量或提高产品质量的价值，就可以应用基因的分离定律设计育种过程。2在医学实践中，人们常利用基因的分离定律，对遗传病的基因型和发病概率做出科学推断。 判一判(1)纯合子自交后代都是纯合子，杂合子自交后代都是杂合子。()(2)表现型相同，基因型一定相同。()(3)用数学统计的方法分析实验结果是孟德尔成功的原因之一。()(4)在育种工作中，具有优良性状的个体出现后就可作为优良品种利用。()(5)正常双亲生一患遗传病的女孩，他们再生一个孩子患病的概率为1/2。() 连一连对分离现象解释的验证和分离定律的实质孟德尔为了证实自己对性状分离现象推断的正确性，首先创立了测交实验方法。结合教材p3031第三段内容完成以下探究。 探究1结合教材完善图解，理解一对相对性状的测交实验(1)孟德尔进行推理的起点是假设f1产生的配子aa11。(2)孟德尔认为他的假设若成立，则让f1和隐性亲本杂交，杂交后代的表现型的比例为11。后来将这种杂交称为测交。(3)实验结果：f1白花豌豆紫花白花11。(4)实验结论：f1的遗传因子组成为aa；f1形成配子时，成对的遗传因子发生了分离，分别进入到不同的配子中。 探究2完善下面减数分裂过程，分析基因的分离定律的实质经过许多遗传学家的不断实验和总结，终于证实了成对的遗传因子就是位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性。对基因分离定律的理解(1)实质：一对等位基因在杂合子中保持相对的独立性，在进行减数分裂形成配子时，等位基因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。(2)杂合子中等位基因的行为独立性杂合子中一对等位基因(a、a)位于一对同源染色体的相同位置上，既不融合也不混杂，各自保持独立性。分离性减数分裂时，同源染色体分开，等位基因随之分离，分别进入两个配子中，因此杂合子可以产生两种基因型且数量相等的配子。随机组合性受精作用中雌雄配子结合的机会均等，等位基因随配子遗传给子代。 突破1对分离现象解释的验证1孟德尔用纯种高茎豌豆与纯种矮茎豌豆作亲本，分别设计了杂交、自交、测交等多组实验，按照假说演绎的科学方法“分析现象作出假设检验假设得出结论”，最后得出了遗传的分离定律。孟德尔在检验假设阶段进行的实验是()a纯合亲本之间的杂交bf1与某亲本的杂交cf1的自交df1的测交解析：选d。孟德尔没有做f1与某亲本的杂交实验；孟德尔设计f1的测交，根据假说预测结果，并进行实验验证，d正确。分离定律的验证方法(1)测交法：杂种f1与隐性纯合子杂交，后代出现两种不同性状的个体，证明了杂种f1产生了两种配子，即成对遗传因子彼此分离。(2)自交法：杂种f1自交后代f2中出现显隐性两种性状的个体，也是由于f1产生了两种配子，即成对遗传因子彼此分离。(3)花粉鉴定法：水稻有糯稻和非糯稻之分。糯稻的米粒多含可溶性淀粉，遇碘液呈橙红色；非糯稻的米粒多含不溶性淀粉，遇碘液呈蓝黑色。不仅米粒如此，水稻花粉粒的内含物也有两种类型：含可溶性淀粉的和不含可溶性淀粉的。将f1的花粉用碘液染色后在显微镜下观察，橙红色蓝黑色11。 突破2分离定律的实质2孟德尔在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比例中，能说明分离定律实质的是()af2表现型比为31bf1产生配子的比为11cf2的基因组成比为121d测交后代的比为11解析：选b。f2表现型的比为31，属于性状分离，a错误。f1在减数分裂形成配子时，等位基因随着同源染色体的分开而分离，产生的配子的比为11，b正确。f2基因型的比为121，是产生的配子随机结合形成的，属于结果而不是实质，c错误。测交后代比为11，是检测f1基因型的，不能说明基因分离定律的实质，d错误。基因分离定律的应用基因分离定律在生产实践中有一定的应用价值，主要集中于以下两个方面。结合教材p32第四段内容完成以下探究。 探究1完成下面杂交育种，理解基因分离定律在育种实践方面的应用杂交育种的一般流程：父本()、母本()间隔进行种植母本去雄人工授粉套袋隔离培养管理f1代杂交种f1自交从f2中选择需要的品种。(1)f1表现显性性状，f2开始出现性状分离。对后代的处理要分别考虑：后代的优良性状如果是隐性，则是纯合子(填“纯合子”或“杂合子”)，能稳定遗传，即可选择作为优良品种。如果是显性，则有可能为杂合子，杂合子连续自交若干代，如图：aaaa、aa、aaaa、aa、aan(1)aa、aa、(1)aa(2)根据上图比例，标出下面坐标曲线图中的杂合子、纯合子由上述曲线图得到启示：在育种过程中，选育符合人们要求的个体，可进行连续自交，直到性状不再发生分离为止，即可留种推广使用。 探究2判断下面遗传病的显、隐性，理解分离定律在医学实践方面的应用利用分离定律对遗传病的显、隐性做出科学的推断。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。预期后代中患病的概率：根据分离定律中概率的求解方法，可以预期某种遗传病的发病概率，为预防该遗传病提供重要的参考。一对正常夫妇生一患白化病女儿，那么再生一男孩患病和患病男孩的概率分别是多少？提示：男孩患病指后代所有男孩中患白化病的占多少，不用考虑男女比例11，故为1/4；患病男孩是指后代所有孩子中患白化病的男孩占多少，要考虑男女比例11，所以应为1/41/21/8。1杂交育种的步骤第一步，按照育种目标，选择亲本进行杂交。第二步，根据性状的表现选择符合需要的杂种类型。第三步，有目的地选育，培育出稳定遗传的新品种。基因分离定律告诉我们，如果优良性状是隐性的，可直接在f2中选育；如果优良性状是显性的，则必须从f2起连续自交，并淘汰不合适的类型，直到不再发生性状分离为止。2遗传系谱图的解题步骤第一步：确定显隐性关系(无中生有有为隐，有中生无无为显)。第二步：根据性状表现写出每一相关个体的可能基因组成。第三步：从隐性性状入手，确定亲代或子代的基因组成。第四步：依据孟德尔遗传定律进行计算。1育种工作者在小麦群体中发现了一株抗锈病类型，将这种类型自交后，后代有抗锈病类型，也有不抗锈病类型，下列分析正确的是()a抗锈病为显性，最初出现的抗锈病类型为杂合子b抗锈病为隐性，其后代发生了性状分离c最初出现的抗锈病类型进行自交，后代分离比为11d后代的抗锈病类型中有1/3为杂合子解析：选a。根据题目信息抗锈病类型小麦自交后，后代有抗锈病类型和不抗锈病类型，说明抗锈病为显性性状，最初出现的抗锈病类型为杂合子。杂合子自交后代性状分离比为31，后代的抗锈病类型的基因型为aaaa12，抗锈病类型中杂合子占2/3。2苏格兰牛的耳尖v形与非v形是一对相对性状。以下是苏格兰牛耳尖性状遗传的家系图，下列叙述正确的是()a耳尖v形性状是隐性性状b由2的表现型可推定1为杂合子c3中控制非v形耳尖的遗传因子可能来自1d2与5生出v形耳尖子代的可能性为1解析：选c。由1、2都是v形耳尖生出非v形耳尖2可知，耳尖v形是显性性状，a错误；由2的表现型可推定1和2均为杂合子，但是1是否是杂合子未知，b错误；3中控制非v形耳尖的遗传因子，双亲各提供一个，来自其母本的非v形耳尖的遗传因子可能来自1或2，c正确；2与5的遗传因子组成分别是aa、aa，因此生出v形耳尖子代的可能性为1/2，d错误。核心知识小结网络构建关键语句1在测交实验中，性状分离比为11。2基因分离定律的实质为：在减数分裂形成配子时，等位基因随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。3生物的表现型取决于基因型，同时受环境影响。4豌豆是严格的自花受粉植物；由单因子到多因子的研究方法；应用统计学方法对实验结果进行分析及科学设计实验是孟德尔成功的重要原因。5选育具有显性优良性状的新品种时，要多代自交直至不发生性状分离为止。6双亲正常，生孩子患病，该遗传病为隐性遗传病。双亲都患同一种遗传病，生孩子正常，该病为显性遗传病。随堂检测 知识点一对分离现象解释的验证及分离定律的本质1f1测交后代的表现型种类和比例是由下列哪项决定的()a亲本的基因型b配子的基因型cf1配子的种类和比例d显性基因对隐性基因的作用解析：选c。杂合子f1在产生配子时等位基因分离形成两种不同的配子，比值为11，隐性纯合子只产生一种配子，雌雄配子随机结合，所以子代出现两种基因型、两种表现型的后代。2下图能正确表示基因分离定律实质的是()解析：选c。基因的分离定律发生在杂合子减数分裂形成配子时。 知识点二孟德尔获得成功的原因3下列关于孟德尔的遗传实验研究获得成功的原因的说法中，不恰当的是()a选择豌豆作实验材料，自然状态下豌豆一般是纯种b豌豆的相对性状容易区分，且研究是从一对到多对进行的c对实验结果进行了统计学分析d使用物理和化学的方法进行育种解析：选d。豌豆是严格的自花受粉植物，自然状态下豌豆一般是纯种，a正确；豌豆的相对性状容易区分，且研究是从一对到多对进行的，并对实验结果进行了统计学分析，b、c正确；孟德尔没有使用物理和化学的方法进行育种，d错误。 知识点三基因的分离定律的应用4.将基因型为aa的豌豆连续自交，统计后代中纯合子和杂合子的比例，得到如右曲线图。下列分析不正确的是()aa曲线可代表自交n代后纯合子所占的比例bb曲线可代表自交n代后显性纯合子所占的比例c隐性纯合子的比例比b曲线所对应的比例要小dc曲线可代表自交n代后杂合子所占的比例解析：选c。基因型为aa的豌豆连续自交，n代后杂合子所占的比例为1/2n，纯合子(包括aa和aa)所占的比例为11/2n，显性纯合子和隐性纯合子所占的比例相等，都为(11/2n)/2。随着自交代数的递增，即当n无限增大时，纯合子的比例会越来越大，无限接近于1，因此a曲线可代表自交n代后纯合子所占的比例，a项正确；当n无限增大时，显性纯合子和隐性纯合子所占的比例相等，无限接近于1/2，所以b曲线可代表自交n代后显性纯合子或隐性纯合子所占的比例，b项正确，c项错误；当n无限增大时，其后代中杂合子的比例会越来越小，最终无限接近于0，因此c曲线可代表自交n代后杂合子所占的比例，d项正确。5如下图是某白化病家族的遗传系谱，请推测2与3这对夫妇生白化病孩子的几率是()a1/9b1/4c1/36 d1/18解析：选a。假设相关基因用a、a表示，根据1和4都是患者(aa)，说明1、2、3、4的基因型都是aa，因此3和2的基因型都是1/3aa或2/3aa，因此后代的发病率为2/32/31/41/9，故a正确。6番茄中红果、黄果是一对相对性状，d控制显性性状，d控制隐性性状，如下图所示，根据遗传图解回答下列问题：(1)红果、黄果中显性性状是_。(2)f1红果的基因型是_，f2红果的基因型及比例是_。(3)p的两个个体的杂交相当于_。(4)f1黄果植株自交后代表现型是_，基因型是_。解析：(1)图中红果自交后代有红果和黄果，则红果为显性性状。(2)f1红果自交后代发生性状分离，则f1红果的基因型是dd，其自交所得f2中红果的基因型为dd和dd，比例为12。(3)亲代中的两个个体红果和黄果杂交后代有红果和黄果，则亲代中的两个个体的基因型为dd和dd，它们的杂交相当于测交。(4)f1黄果植株的基因型为dd，其自交后代不发生性状分离，基因型仍为dd，表现为黄果。答案：(1)红果(2)dd1dd2dd(3)测交(4)黄果dd课时作业一、选择题1在孟德尔进行的一对相对性状的实验中，具有11比例的是()杂种自交后代的性状分离比杂种产生配子类型的比例杂种测交后代的性状分离比杂种自交后代的基因型比例杂种测交后代的基因型比例a bc d解析：选d。杂种产生两种配子的比例是11，所以杂种测交后代基因型和表现型比例都是11。2果蝇身体褐色对黄色(bb)为显性(为常染色体遗传)，但是含b基因的品系如果在幼虫发育成成虫的这段时间内用含有银盐的食物饲养，长成的成体也为黄色，称为“表型模拟”，“表型模拟”是由环境造成的类似于某些基因型所产生的表现型。现有一只黄色雌果蝇，请你通过一次杂交实验判断其是属于纯合bb，还是属于“表型模拟”。正确的设计思路有()与其杂交的雄果蝇可以是正常发育(不含有银盐的食物饲养)的黄色果蝇与其杂交的雄果蝇可以是用含有银盐的食物饲养发育得到的黄色果蝇其子代用不含有银盐的食物饲养其子代用含有银盐的食物饲养观察并统计子代体色这种表现型a bc d解析：选c。与其杂交的雄果蝇可以是正常发育(不含有银盐的食物饲养)的黄色果蝇，正确；与其杂交的雄果蝇必须是用不含有银盐的食物饲养的黄色果蝇(基因型为bb)，错误；其子代用不含有银盐的食物饲养，正确，错误；观察并统计子代体色这种表现型，正确。3孟德尔选用豌豆作为杂交实验材料的原因不正确的是()a它是严格的自花传粉植物b容易去雄和人工授粉c相对性状区分明显d具有两性花解析：选d。豌豆作为杂交实验材料，具有其他植物所没有的特点，如：它是严格的自花传粉植物；花大，容易去雄和人工授粉；相对性状区分明显，容易观察和统计。4纯合的黄色(yy)与绿色(yy)豌豆杂交得f1，f1自交得f2，选取f2所结的黄色种子全部种下，植物长成后，自然状态下受粉，则这些植株所结的种子中，黄色与绿色的比例是()a11 b31c51 d61解析：选c。f2所结的黄色种子中，1/3yy，2/3yy，其中1/3yy自交后代均为yy(黄色)，2/3yy自交会发生性状分离，后代为2/3(1/4yy、1/2yy、1/4yy)，因此这些植株所结的种子中，黄色与绿色的比例是(1/32/33/4)2/31/451，c正确。5视神经萎缩症是一种显性遗传病。若一对夫妇均为杂合子，生正常孩子的概率是()a25% b12.5%c32.5% d75%解析：选a。设控制这一相对性状的基因分别为a与a。因为夫妇均为杂合子，由此可知，该夫妇的基因型均为aa，那么后代出现aa的概率为1/4，即25%。6rh血型由一对等位基因控制。一对夫妇的rh血型都是rh阳性，已生3个孩子中有一个是rh阳性，其他两个是rh阴性，再生一个孩子是rh阳性的概率是()a1/4 b1/3c1/2 d3/4解析：选d。从夫妇都为rh阳性，却生了两个rh阴性的孩子，说明rh阳性是显性性状，rh阴性为隐性性状，且夫妇均为杂合子，故再生一个rh阳性(显性)的概率是3/4。7现有一对表现型正常的夫妇，已知男方父亲患白化病，女方父母正常，但其弟弟也患白化病。那么，这对夫妇生出白化病孩子的概率是()a1/4 b1/6c1/8 d1/12解析：选b。男方父亲患白化病，男方一定为携带者。女方的父母正常，但其弟弟患白化病，则其父母都为携带者，女方是携带者的概率为2/3，因此这对夫妇生出白化病孩子的概率为2/31/41/6。8某种品系的鼠毛色灰色和黄色是一对相对性状，科学家进行了大量的杂交实验得到了如下结果，由此推断不正确的是()杂交亲本后代杂交a灰色灰色灰色杂交b黄色黄色2/3黄色，1/3灰色杂交c灰色黄色1/2黄色，1/2灰色a.杂交a的亲本为纯合子b黄色基因纯合时会致死c杂交b后代黄色毛鼠既有杂合子也有纯合子d鼠毛色这对相对性状的遗传符合基因的分离定律解析：选c。由杂交b 的结果可知，黄色为显性性状，灰色为隐性性状，所以杂交a的亲本为纯合子，a项正确；且杂交b 中的双亲为杂合子，杂交b 后代中黄色2/3、灰色1/3，导致这一现象的原因可能黄色个体基因纯合时会死亡，b项正确；杂交b 后代黄色毛鼠都是杂合子，c项错误；鼠毛色这对相对性状的遗传符合基因的分离定律，d项正确。9美国亚得桑那沙漠上生活着一种蜥蜴，其体温随外界温度的变化而变化。当体温为28 时体色灰绿，随着体温逐渐升高体色逐渐变蓝和鲜亮；体温为36 时体色呈艳丽的蓝色。这表明 ()a这种蜥蜴的体温控制着体色性状b这种蜥蜴的体温能够引起体色的变异c表现型相同，基因型不一定相同d表现型是基因型与环境条件共同作用的结果解析：选d。从本质上讲，生物的性状是由基因决定的，根据题意可知，外界环境温度可以通过影响蜥蜴的体温而影响体色，这说明生物的表现型是基因型与环境共同作用的结果。10若让某杂合体连续自交，那么能表示自交代数和纯合子比例关系的是()解析：选d。杂合子aa在aa的自交后代中占的比例为1/2n(n代表自交的次数)，则纯合子占有的比例11/2n，当n时，11/2n1，即纯合子在自交若干代后占有的比例无限接近于1。判定时以图中辅助虚线为参照，随着自交代数的增加，曲线应逐渐趋近辅助虚线，但不能交于虚线，因而选d不选b。11下表表示豌豆杂交实验，相关分析正确的是()组别操作步骤1操作步骤2表现型一纯种高茎授粉到纯种矮茎播种f1种子，发育成f1植株f1全为高茎二组别一中f1种子与矮茎豌豆种子等量混合种植得植株，所有植株统称为f1植株，结子为f2播种f2种子，发育成f2植株？a由组别一可知高茎为隐性性状b组别二中，f1植株都为高茎cf2植株基因型比例为11df2植株表型可能为高茎矮茎35解析：选d。根据显性性状的概念，“高茎与矮茎杂交，f1全为高茎”，则f1表现出来的性状为显性性状，所以a错。由于组别二中矮茎豌豆种子长成的植株都为矮茎，所以b错。由于f2植株基因型有3种，其比例无法为11，所以c错。假设f1植株中，矮茎种子播种产生的f2植株占1/2；则f1高茎植株产生的f2植株也占1/2，其中高茎占1/23/43/8，矮茎占1/21/41/8；统计f2植株中高茎矮茎3/8(1/21/8)35，所以d正确。12如图是白化病遗传系谱图，图中2与有病的女性结婚，则生育有病孩子的概率是()a1/4 b1/3c1/8 d1/6解析：选b。正常个体1、2生了一患病女孩1，所以白化病为隐性遗传病，推知1、2遗传因子组成均为aa，所以2为1/3aa或2/3aa，则2与有病女性结婚，生育有病孩子的概率是2/3aaaa2/31/21/3。二、非选择题13下表是大豆的花色四个组合的遗传实验结果，若控制花色的基因用a、a来表示。请分析表格回答问题：实验组合亲本表现型f1的表现型和植株数目紫花白花一紫花白花405411二白花白花0820三紫花紫花1 240413(1)根据组合_可判出_花为显性性状。(2)组合一中紫花基因型为_，该组交配方式为_。(3)组合三中，f1中紫花基因型为_，其中纯合子比例为_。解析：(1)由于组合三中亲本均为紫色，f1中出现了白色，即发生性状分离，说明紫花是显性性状。(2)组合一后代紫花白花约为11，属于测交，说明亲代紫花基因型为aa。(3)组合三后代紫花白花约为31，说明亲本基因型都是aa，所以f1中紫花的基因型为1/3aa或2/3aa，纯合子的概率为1/3。答案：(1)三紫(2)aa测交(3)aa或aa1/314多指是一类由常染色体上的显性基因(a)控制的人类遗传病。已知某女患者的家系图如下，试回答下列问题：(1)写出女患者及父母的所有可能的基因型：女患者_，父亲_，母亲_。(2)如果该女患者与多指男患者结婚，其后代所有可能的基因型是_。(3)如果该女患者后代表现正常，则该女患者的基因型为_。(4)若该女患者手术切除多余手指，再与正常男子结婚，他们的后代一定正常吗？_。患病率至少为_。解析：(1)该女性为患者，其父母、祖父、外祖父都是患者，其祖母、外祖母正常，可确定其父母的基因型均为aa，该女性患者的基因型不能确定，可能是aa，也可能是aa。(2)若该女患者与多指男患者结婚，根据分离定律，由于两亲本的基因型均有两种可能aa或aa，故他们的后代可能的基因型有三种，即aa、aa、aa。(3)若该女患者后代表现型正常(基因型一定为aa)，则该女患者的基因型一定是aa。(4)手术只改变表现型不改变女患者的基因型，当为aa时，后代全是患者，当为aa时，后代有1/2是患者。答案：(1)aa或aaaaaa(