高中生物 第1章 第2節(jié) 遺傳因子的發(fā)現(xiàn) 孟德爾的豌豆雜交實驗二課件 新人教版必修2.ppt

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第2節(jié) 孟德爾的豌豆雜交實驗(二),新課導(dǎo)入 導(dǎo)入1:同學(xué)們,豌豆雜種子一代F1高莖(Dd)形成兩種配子比值都相等,配子結(jié)合是隨機的,那么 F2性狀表現(xiàn)類型與比例及遺傳因子組成與比例分別是什么? 提示:F2性狀表現(xiàn)類型與比例是高莖∶矮莖=3∶1,F2遺傳因子組成與比例DD∶Dd∶dd=1∶2∶1。 孟德爾通過豌豆的一對相對性狀的遺傳實驗,總結(jié)出分離規(guī)律,后來,他又產(chǎn)生新的疑問:一對相對性狀的分離對其他相對性狀有沒有影響? 多對一起考慮又將如何?這就是孟德爾的豌豆雜交實驗(二) 導(dǎo)入2:一位農(nóng)民在種玉米時,第一年選擇粒多產(chǎn)量高的品種,不幸遇到病蟲害,導(dǎo)致大量減產(chǎn);第二年選種了抗蟲害的品種,但該品種雖然抗蟲,產(chǎn)量卻很低,結(jié)果收成也不好。請大家想一想:如何培育既能抗病又高產(chǎn)的優(yōu)良 品種? 學(xué)習(xí)了第2節(jié)孟德爾的豌豆雜交實驗(二)問題自然會解決。,教師參考,,自主學(xué)習(xí),要點探究,自主學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)目標(biāo): 1.闡明孟德爾的兩對相對性狀的雜交實驗及自由組合定律。 2.分析孟德爾遺傳實驗獲得成功的原因。 3.說出基因型、表現(xiàn)型和等位基因的含義。,知識梳理,一、兩對相對性狀的雜交實驗——觀察現(xiàn)象、提出問題,黃色圓粒,分離定律,3∶1,黃色皺粒、綠色圓粒,,?選擇? 下列有關(guān)上述實驗敘述錯誤的是( ) A.圓粒對皺粒為顯性 B.每對相對性狀的分離比都是3∶1 C.F2中重組類型約占子代的3/8 D.在孟德爾兩對相對性狀的雜交實驗中,F1的表現(xiàn)型與親本中黃色圓粒作為母本還是父本有關(guān),D,二、對自由組合現(xiàn)象的解釋——分析問題,提出假說 1.遺傳圖解,,,,,,2.遺傳因子決定性狀 豌豆的圓粒和皺粒分別由遺傳因子R、r控制,黃色和綠色分別由遺傳因子Y、y控制。純種黃色圓粒的遺傳因子組成為YYRR;純種綠色皺粒的遺傳因子組成為yyrr。 3.F1的遺傳因子組成 親代中,YYRR產(chǎn)生一種YR配子,yyrr產(chǎn)生一種yr配子。兩種配子結(jié)合后,產(chǎn)生的遺傳因子組成為YyRr,表現(xiàn)為 。 4.F1配子的產(chǎn)生 (1)遺傳因子的行為:F1在產(chǎn)生配子時,每對遺傳因子 ,不同對的遺傳因子可以 。 (2)配子的種類及比例 F1產(chǎn)生的雌配子和雄配子各有4種,YR∶Yr∶ ∶yr= 。,黃色圓粒,彼此分離,自由組合,1∶1∶1∶1,yR,?判斷? (1)F1產(chǎn)生配子時,成對的遺傳因子可以自由組合。( ) (2)因雌雄配子的結(jié)合方式有16種,所以F2中遺傳因子的組合形式也有16種。( ) (3)F2的遺傳因子組成有9種,比例為9∶3∶3∶1。( ) (4)F2中純合子所占的比例為1/4。( ),,,,√,三、對自由組合現(xiàn)象解釋的驗證——演繹推理、實驗驗證 1.方法:測交,即讓F1與隱性純合子雜交。,5.F2的遺傳因子組成及性狀表現(xiàn) (1)受精時,雌雄配子的結(jié)合是 的。 (2)雌雄配子有 種結(jié)合方式,F2的遺傳因子組成共有9種。 (3)F2性狀表現(xiàn)及比例 黃色圓粒∶黃色皺?！镁G色圓?！镁G色皺粒= 。,隨機,16,9∶3∶3∶1,2.測交遺傳圖解,,,,,,,,,,,3.結(jié)論 孟德爾測交實驗結(jié)果與預(yù)期的結(jié)果相符,從而證實了: (1)F1產(chǎn)生 種且比例相等的配子。 (2)F1是 。 (3)F1在形成配子時,成對的遺傳因子發(fā)生了 ,不同對的遺傳因子表現(xiàn)為 。 ?選擇? 在兩對相對性狀的遺傳實驗中,可能具有1∶1∶1∶1比例關(guān)系的是( ) ①雜種自交后代的性狀分離比 ②雜種產(chǎn)生配子類別的比例 ③雜種測交后代的表現(xiàn)型比例 ④雜種自交后代的基因型比例 ⑤雜種測交后代的基因型比例 A.①②④ B.②④⑤ C.①③⑤ D.②③⑤,4,雜合子,分離,自由組合,D,四、自由組合定律——得出結(jié)論 1.發(fā)生的時間: 。 2.遺傳因子間的關(guān)系 控制不同性狀的遺傳因子的 是互不干擾的。 3.規(guī)律 (1)決定同一性狀的成對的遺傳因子 。 (2)決定不同性狀的遺傳因子 。,形成配子時,分離和組合,彼此分離,自由組合,B,五、孟德爾獲得成功的原因及其遺傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn) 1.孟德爾獲得成功的原因 (1)正確選用豌豆作為實驗材料是成功的首要條件。 (2)在對生物的性狀分析時,首先針對一對相對性狀進(jìn)行研究,再對兩對或多 對相對性狀進(jìn)行研究。 (3)對實驗結(jié)果進(jìn)行 分析。 (4)科學(xué)地設(shè)計了實驗的程序。按提出問題→假設(shè)(解釋)→實驗驗證→總結(jié)規(guī)律的科學(xué)實驗程序進(jìn)行。,統(tǒng)計學(xué),2.孟德爾遺傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn) (1)1909年,丹麥生物學(xué)家約翰遜將“遺傳因子”命名為 ,并提出了表現(xiàn)型和基因型的概念。 ①表現(xiàn)型:指生物個體表現(xiàn)出來的 ,如豌豆的高莖和矮莖。 ②基因型:指與表現(xiàn)型有關(guān)的基因組成,如DD、Dd、dd。 ③等位基因:指控制 的基因,如D和d。 (2) 被世人公認(rèn)為“遺傳學(xué)之父”。 ?思考? 表現(xiàn)型相同的個體,基因型不一定相同,基因型相同的個體,表現(xiàn)型是否一定相同? 提示:不一定。因為生物的表現(xiàn)型除了受基因控制之外,還受環(huán)境等因素的影響。,基因,性狀,相對性狀,孟德爾,問題引領(lǐng): 1.怎樣理解F1配子形成規(guī)律? 2.兩對相對性狀雜交實驗結(jié)果有什么規(guī)律? 3.F2中9∶3∶3∶1分離比成立的條件是什么?為什么F2會出現(xiàn)不同于9∶3∶3∶1的分離比?,要點探究,孟德爾兩對相對性狀雜交實驗的相關(guān)結(jié)論分析,要點一,教師參考,,1.F1的配子形成分析 F1產(chǎn)生配子時,成對遺傳因子彼此分離,不成對的遺傳因子自由組合。,2.孟德爾兩對相對性狀雜交實驗的結(jié)果 F2共有16種組合,9種基因型,4種表現(xiàn)型。 (1)遺傳因子組合形式,(2)性狀表現(xiàn)類型,3.F2中9∶3∶3∶1分離比成立的條件 (1)親本必須是純種。 (2)兩對相對性狀由兩對等位基因控制。 (3)不存在基因互作現(xiàn)象。 (4)配子全部發(fā)育良好,后代存活率相同。 (5)所有后代都應(yīng)處于一致的環(huán)境中且存活率相同。 (6)后代數(shù)量足夠多。 如果有一種或幾種條件發(fā)生變化,則F2可能會出現(xiàn)不同于9∶3∶3∶1的結(jié)果。,,【典例1】 兩對相對性狀獨立遺傳的兩純合親本雜交,F2出現(xiàn)的重組類型中能穩(wěn)定遺傳的個體約占( ) A.1/8 B.1/5 C.1/5或1/3 D.1/16,解析:設(shè)控制兩相對性狀的基因分別為A、a和B、b,題干中兩純合親本雜交的情況有兩種,即AABBaabb或AAbbaaBB。當(dāng)為AABBaabb時,則F1為AaBb,自交后,F2為A B 、A bb、aaB 、aabb四種類型,其中重組類型為3/16A bb、3/16aaB ,其中能穩(wěn)定遺傳的是 1/16AAbb、1/16aaBB,其比例為(1/16+1/16)(3/16+3/16)=1/3;當(dāng)為AAbbaaBB時,則F1為AaBb,自交后,F2為A B 、A bb、aaB 、aabb四種類型,其重組類型為9/16A B 、1/16aabb,其中能穩(wěn)定遺傳的是 1/16AABB、1/16aabb,其比例為(1/16+1/16)(9/16+1/16)=1/5。,答案:C,方法透析 概率計算中樣本范圍的界定 題目要求的是重組類型中純合子所占比例,范圍是重組類型,而不是全部F2個體,若忽略求解范圍易誤選A。,備選例題,,,,解析:由題干信息推知:黑毛狗的遺傳因子組成為B ii,有兩種遺傳因子組成BBii和Bbii兩種,褐毛狗遺傳因子組成為bbii;F1全為白毛狗,互交后F2出現(xiàn)12∶3∶1的性狀分離比,其中12份是9份+3份,可見F1為BbIi,所以12份白毛狗的遺傳因子組成是B I 與bbI (BBII、BbII、BBIi、BbIi、bbII、bbIi)。,(1)該遺傳實驗中,親代褐毛狗和白毛狗的遺傳因子組成分別為 . 和 。 (2)黑毛狗的遺傳因子組成是 。 (3)白毛狗的遺傳因子組成是 。,答案: (1)bbii BBII (2)BBii或Bbii (3)BBII、BbII、BBIi、BbIi、bbII、bbIi,,方法透析 解“9∶3∶3∶1”分離比變式的方法——合并同類項 一般情況下,雙雜合子自交后代表現(xiàn)型比值為9(雙顯)∶3(一顯一隱) ∶3(一隱一顯)∶1(雙隱),當(dāng)出現(xiàn)某些限制性因素時,會出現(xiàn)不同于9∶3∶3∶1的比值,此時可將特殊分離比看作9∶3∶3∶1比例的變式,將相關(guān)比例合并,如上題中的9份+3份=12份,簡稱“合并同類(相同表現(xiàn)類型)項”。,【題組演練】 1.孟德爾兩對相對性狀的豌豆雜交實驗中,讓F1中的黃色圓粒豌豆自交,下列敘述錯誤的是( ) A.控制兩對相對性狀的基因獨立遺傳 B.子代有9種基因型,4種表現(xiàn)型 C.基因遺傳符合自由組合規(guī)律,但不符合分離規(guī)律 D.子代出現(xiàn)一定的性狀分離比依賴于雌雄配子的隨機結(jié)合,C,,B,,解析:大鼠的毛色由兩對等位基因控制,由題圖條件不能確定其顯隱性關(guān)系,故錯誤;B項中,F1為雙雜合子(AaBb),與黃色親本(假設(shè)為aaBB)雜交,后代有兩種表現(xiàn)型,同理若黃色親本基因型為AAbb后代也會有兩種表現(xiàn)型,故正確;C項中,F2出現(xiàn)性狀分離,體色由兩對等位基因控制,則灰色大鼠中有1/9為純合子(AABB),其余為雜合子,故錯誤;D項中,F2中黑色大鼠中純合子(AAbb)所占比例為1/3,與米色大鼠(aabb)雜交不會產(chǎn)生米色大鼠,雜合子(Aabb)所占比例為2/3,與米色大鼠(aabb)交配,產(chǎn)生米色大鼠的概率為2/31/2=1/3,故錯誤。,問題引領(lǐng): 1.符合自由組合定律的遺傳問題能用分離定律解決嗎?為什么? 2.如何將兩對相對性狀的自由組合定律問題拆分為分離定律問題來解決? 3.多對相對性狀的自由組合定律拆為多個分離定律后,對其結(jié)果怎樣處理?,用分離定律解決自由組合定律的問題,要點二,教師參考,,1.思路 將自由組合定律問題分解為若干個分離定律問題分別進(jìn)行求解,最后加以組合,如AaBbAabb可以分解為以下兩個分離定律:AaAa、Bbbb。,(4)已知子代表現(xiàn)型分離比推測親本基因型 ①9∶3∶3∶1?(3∶1)(3∶1)?(AaAa)(BbBb)?AaBbAaBb ②1∶1∶1∶1?(1∶1)(1∶1)?(Aaaa)(Bbbb)?AaBbaabb或AabbaaBb ③3∶3∶1∶1?(3∶1)(1∶1)?(AaAa)(Bbbb)或(Aaaa)(BbBb)?AaBbAabb或AaBbaaBb。,【典例2】 (2015廣東揭陽一中期中)基因型為AaBbcc的小麥與基因型為AABbCc的小麥雜交,三對性狀遺傳符合基因自由組合規(guī)律,則子代中與親本基因型不同的個體占( ) A.1/4 B.3/8 C.3/4 D.5/8,,解析:AaBbccAABbCc分解成三對:AaAA→1Aa∶1AA,BbBb →1BB∶2Bb∶1bb,ccCc→1cc∶1Cc。子代中基因型為AaBbcc的占1/21/21/2=1/8,基因型為AABbCc的占1/21/21/2=1/8,與親本基因型相同的個體共占1/8+1/8=1/4,則與親本基因型不同的個體占3/4,C正確。,答案:C,方法透析 求子代基因型(或表現(xiàn)型)不同于親本基因型(或表現(xiàn)型)的方法——間接求解法 由于多對相對性狀遺傳的后代中不同于親本的基因型或表現(xiàn)型種類較多,而親本只有兩個,所以在求不同于親本的問題時,可以先求出與兩個親本相同的基因型或表現(xiàn)型概率,然后求出不同于親本的基因型或表現(xiàn)型概率。,,備選例題,,已知牽?；ㄆ胀ㄈ~(D)對楓形葉(d)為顯性,種子黑色(R)對白色(r)為顯性,控制上述性狀的基因獨立遺傳?，F(xiàn)用兩個純種的牽?；ㄆ贩N甲(DDRR)和乙(ddrr)雜交得F1,再用F1與牽?；ūs交(如圖1),結(jié)果如圖2所示。分析牽牛花丙的基因型為( ) A.DdRr B.ddRR C.ddRr D.Ddrr,C,,,解析:結(jié)合孟德爾兩對相對性狀的遺傳學(xué)實驗的相關(guān)結(jié)論,利用反推和正推相結(jié)合的方法就能分析出牽?；ū幕蛐?。牽?；ㄆ贩N甲(DDRR)和乙(ddrr)雜交得F1,F1的基因型為DdRr;再結(jié)合圖2中的比例,普通葉∶楓形葉=1∶1,黑色種子∶白色種子=3∶1,可推知牽?；ū幕蛐蜑閐dRr。,D,,解析:黑色個體的基因型是A bbC ,AaAa→3/4A ,BbBb →1/4bb,CcCc→3/4C ,則產(chǎn)生A bbC 的概率是3/41/ 43/4=9/64。,,解析:每對性狀單獨考慮,黃?！冒琢?3∶1,說明雙親中控制黃粒和白粒的基因型都是雜合子,即Aa,同理高稈∶矮稈=1∶1,類似于測交,親本中一個是Bb,一個是bb,然后組合,即為雙親基因型,故B正確。,2.黃粒(A)高稈(B)玉米與某表現(xiàn)型玉米雜交,后代中黃粒高稈占3/8,黃粒矮稈占3/8,白粒高稈占1/8,白粒矮稈占1/8,則雙親基因型是( ) A.aaBbAABb B.AaBbAabb C.AaBbAaBb D.AaBbaaBB,B,,解析:后代高稈∶矮稈=3∶1,抗病∶感病=3∶1,并且親本都是高稈、抗病的植株,所以兩親本的基因型都是TtRr。兩對基因的遺傳遵循自由組合定律,故TtRrTtRr后代有22=4種表現(xiàn)型,33=9種基因型;TtRr的個體可以通過TTRRttrr或TTrrttRR獲得。,3.已知水稻高稈(T)對矮稈(t)為顯性,抗病(R)對感病(r)為顯性,這兩對基因的遺傳遵循自由組合定律?，F(xiàn)將一株表現(xiàn)型為高稈、抗病的植株的花粉授給另一株表現(xiàn)型相同的植株,所得后代的表現(xiàn)型是高稈∶矮稈=3∶1,抗病∶感病=3∶1。根據(jù)以上實驗結(jié)果,判斷下列敘述錯誤的是( ) A.以上后代群體的表現(xiàn)型有4種 B.以上后代群體的基因型有9種 C.以上兩株親本可以分別通過不同雜交組合獲得 D.以上兩株表現(xiàn)型相同的親本,基因型不相同,D,問題引領(lǐng): 1.在動植物育種中,怎樣將兩個親本的優(yōu)良性狀互補到一個個體上? 2.怎樣計算兩種遺傳病家族的后代患病概率?,自由組合定律在實踐中的應(yīng)用,要點三,教師參考,,1.指導(dǎo)育種 根據(jù)自由組合定律,合理選用優(yōu)缺點互補的親本材料,通過雜交導(dǎo)致基因重新組合,可得到理想中的具有雙親優(yōu)良性狀的后代,摒棄雙親不良性狀的雜種后代,并可預(yù)測雜種后代中優(yōu)良性狀出現(xiàn)的概率,從而有計劃地確定育種規(guī)模,具體分析如下: (1)培育隱性純合子:自F2中篩選即可。,(3)培育具顯性性狀的個體,一旦出現(xiàn)顯性性狀即可。,2.在醫(yī)學(xué)實踐中的應(yīng)用 在醫(yī)學(xué)實踐中,自由組合定律為遺傳病的預(yù)測和診斷提供了理論依據(jù)。利用自由組合定律可以分析家族中兩種遺傳病的發(fā)病情況。如:兩種遺傳病之間具有“自由組合”關(guān)系時,各種患病情況如下圖所示。,【典例3】 人類多指(T)對正常指(t)為顯性,白化(a)對正常(A)為隱性,決定不同性狀的基因自由組合。一個家庭中,父親是多指,母親正常,他們有一個患白化病但手指正常的孩子(兩種病都與性別無關(guān))。 請分析: (1)其再生一個孩子只患白化病的概率是 。 (2)生一個既白化又多指的女兒的概率是 。 (3)后代中只患一種病的概率是 。 (4)后代中正常的概率是 。,,,方法透析 兩種遺傳病的概率計算方法 當(dāng)兩種遺傳病之間具有“自由組合”關(guān)系時,若已知患甲病的概率為m,患乙病的概率為n,則各種患病情況如下表:,備選例題,,向日葵種子粒大(B)對粒小(b)是顯性,含油少(S)對含油多(s)是顯性,這兩對等位基因按自由組合定律遺傳?，F(xiàn)有粒大油少和粒小油多的兩純合子雜交: 怎樣才能培育出粒大油多,又能穩(wěn)定遺傳的新品種?補充下列步驟: 第一步:讓 與 雜交產(chǎn)生 ; 第二步:讓 ; 第三步:選出F2中 個體 ,逐代淘汰粒小油多的個體,直到后代不再發(fā)生 為止,即獲得能穩(wěn)定遺傳的粒大油多的新品種。,,,解析:F2中粒大油多的子粒有2種基因型BBss和Bbss,可采用連續(xù)自交法并逐代淘汰不符合要求的個體,保留粒大油多子粒,直到不發(fā)生性狀分離為止。,答案:粒大油少(BBSS) 粒小油多(bbss) F1(BbSs) F1(BbSs)自交產(chǎn)生F2 粒大油多 連續(xù)自交 性狀分離,【題組演練】 1.(2015河南鄭州第四十七中月考)通過診斷可以預(yù)測,某夫婦的子女患甲種病的概率為a,患乙種病的概率為b。該夫婦生育出的孩子僅患一種病的概率為( ) A.1-ab-(1-a)(1-b) B.a+b C.1-(1-a)(1-b) D.ab,,解析:根據(jù)題意,ab表示既患甲病又患乙病,(1-a)(1-b)表示既不患甲病也不患乙病,即正常。1-ab-(1-a)(1-b)表示所有可能中減去兩病同患的和正常的,等于患一種病的可能性,A項正確。,A,2.現(xiàn)有某種農(nóng)作物的兩個品種:不抗寒(AA)抗倒伏(bb)高蛋白(DD)和抗寒(aa)不抗倒伏(BB)低蛋白(dd)。在雜合子中,三對等位基因分別位于三對同源染色體上。如果要獲得抗寒、抗倒伏、高蛋白的優(yōu)質(zhì)品種,通過雜交育種,在F2中符合育種要求的表現(xiàn)型和基因型個體所占比例分別為( ) A.1/64和3/64 B.3/64和1/64 C.9/64和1/32 D.27/64和3/64,,B,