2018-2019高中生物 第3章 遺傳和染色體 第1節(jié) 第2課時 孟德爾獲得成功的原因 基因的分離定律的應用學案 蘇教版必修2.doc

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第2課時　孟德爾獲得成功的原因　基因的分離定律的應用 學習目標 知識概覽(教師用書獨具) 1．分析孟德爾遺傳實驗的科學方法。(重點) 2．運用基因的分離定律解釋一些遺傳現(xiàn)象。(難點) [自 主 預 習探 新 知] 一、孟德爾獲得成功的原因 1．正確選用實驗材料：豌豆。 (1)豌豆是嚴格的自花受粉植物，一般是純合子。 (2)具有穩(wěn)定的、容易區(qū)分的相對性狀。 (3)子代個體數(shù)量多，便于數(shù)學統(tǒng)計。 2．采取單一變量研究法：由單因子到多因子，由簡到繁的實驗過程。 3．應用統(tǒng)計學的方法對實驗結(jié)果進行分析。 4．科學設計實驗的程序： 5．巧妙設計了測交實驗：以雜交子一代的個體再與隱性純合子進行測交。 二、基因分離定律的應用 1．能正確解釋生物界的某些遺傳現(xiàn)象。 2．預測雜交后代的類型及各種類型出現(xiàn)的概率。 (1)應用于育種實踐 在雜交育種中，首先按照育種目標，選擇親本進行雜交，根據(jù)性狀的遺傳表現(xiàn)選擇符合需要的雜種后代；再經(jīng)過有目的的選育，最終培育出具有穩(wěn)定遺傳性狀的品種。 (2)應用于醫(yī)學實踐 在醫(yī)學實踐中，人們常利用基因分離定律對遺傳病的基因型和發(fā)病概率作出科學的推斷。 [基礎(chǔ)自測] 1．判斷對錯 (1)采用從單因子到多因子的研究方法是孟德爾獲得成功的一個重要因素。 (　　) (2)若子代出現(xiàn)隱性性狀，則親本一定均含有隱性基因。 (　　) (3)雜合紫花豌豆自交，所得的紫花后代中雜合子占二分之一。 (　　) (4)雜合子(Aa)連續(xù)自交，子代中純合子概率逐漸增大。 (　　) (5)人類多指患者的基因型不確定，而先天性聾啞的基因型確定。 (　　) 提示：(1)√　(2)√ (3)　雜合紫花豌豆自交，所得的紫花后代中雜合子占2/3。 (4)√　(5)√ 2．遺傳學的奠基人孟德爾之所以在研究遺傳規(guī)律時獲得了巨大成功，關(guān)鍵在于他在實驗的過程中選擇了正確的方法。下列各項中，除哪一項外均是他獲得成功的重要原因？(　　) 【導學號：01632056】 A．先只針對一對相對性狀的遺傳情況進行研究，然后再研究多對相對性狀的遺傳情況 B．選擇了嚴格自花受粉的豌豆作為實驗材料 C．選擇了多種植物作為實驗材料，做了大量的實驗 D．應用統(tǒng)計學的方法對結(jié)果進行了統(tǒng)計分析 C　[孟德爾成功的原因是他正確地選擇了豌豆作為實驗材料，他先只針對一對相對性狀的遺傳情況進行研究，然后再擴展到多對相對性狀，并運用統(tǒng)計學的方法處理實驗結(jié)果等。] 3．將具有一對等位基因的雜合體，逐代自交3次，F(xiàn)3中純合體比例為(　　) A．1/8　　　　 B．7/8 C．7/16 D．9/16 B　[雜合子自交n代，后代純合子和雜合子所占的比例分別為：雜合子的比例為(1/2)n，純合子所占的比例為1－(1/2)n。所以具有一對等位基因的雜合子，逐代自交3次，F(xiàn)3中純合子的比例為1－(1/2)3＝7/8，故選B。] [合 作 探 究攻 重 難] 基因分離定律的解題思路 背景材料 羊的毛色由一對基因A和a決定，現(xiàn)有兩只白羊生了一只黑羊。 [思考交流] 1．三只羊的基因型依次是怎樣的？ 提示：親代的白羊均為Aa，黑羊為aa。 2．如果它們再生一只小羊，其毛色是白色的概率是多少？ 提示：3/4。 3．這對白羊再連續(xù)生兩只小羊，這兩只小羊是一白一黑的概率是多少？ 提示：3/8。 1．基因型、表現(xiàn)型的推斷方法 (1)由親代推斷子代基因型和表現(xiàn)型(正推型) ①根據(jù)六種交配方式后代的情況直接推斷。 親本 子代基因型 子代表現(xiàn)型 AAAA AA 全為顯性 AAAa AA∶Aa＝1∶1 全為顯性 AAaa Aa 全為顯性 AaAa AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1 顯性∶隱性＝3∶1 Aaaa Aa∶aa＝1∶1 顯性∶隱性＝1∶1 aaaa aa 全為隱性 ②先求出親本產(chǎn)生的雌雄配子類型和比例，然后繪制棋盤格式遺傳圖解或交叉線式遺傳圖解求解。 (2)由子代推斷親代的基因型和表現(xiàn)型(逆推型) ①分離比法：運用上表直接逆推，如 F1 ②隱性突破法：如果子代中有隱性個體存在，它往往是逆推過程中的突破口。因為隱性個體是純合子aa，基因只能來自父母雙方，因此親代基因型中必然都有一個a基因。 ③填充法：先根據(jù)親代表現(xiàn)型寫出能確定的基因，顯性性狀基因型可用A_來表示，隱性性狀基因型只有一種aa。根據(jù)子代中一對基因分別來自兩個親本，推出未知部分即可。 2．遺傳概率的計算 (1)用經(jīng)典公式計算：概率＝100%。 (2)用配子的概率計算：先計算出親本產(chǎn)生每種配子的概率，再根據(jù)題意要求用相關(guān)的兩種配子概率相乘、相關(guān)個體的概率相加即可。 (3)實例：兩只白羊交配生了兩只白羊和一只黑羊，如果它們再生一只小羊，白色公羊的概率是多少？ 方法①用分離比直接推出。 BbBb→1BB∶2Bb∶1bb，可見后代毛色是白色的概率是，白色公羊的概率是＝。 方法②用配子的概率計算。 Bb親本產(chǎn)生B、b配子的概率都是，則 a．后代為BB的概率＝B(♀)概率B(♂)概率＝＝。 b．后代為Bb的概率＝b(♀)概率B(♂)概率＋b(♂)概率B(♀)概率＝＋＝。 所以，后代毛色是白色的概率是＋＝，白色公羊的概率是＝。 方法規(guī)律：概率計算“三步走” →→ [典例通關(guān)] 南瓜的花色是由一對等位基因(A和a)控制的，用一株開黃花的南瓜和一株開白花的南瓜雜交，子代(F1)既有開黃花的，也有開白花的。讓F1自交產(chǎn)生F2，表現(xiàn)型如圖所示。下列說法不正確的是(　　) A．親本中黃花的基因型是aa B．由③可知白花是顯性性狀 C．F1中白花的基因型是AA和Aa D．F2中，開黃花與開白花南瓜的理論比是5∶3 [技巧點撥]　由③判斷出花色的顯隱性是解題的關(guān)鍵。 C　[由③可知白花是顯性性狀，黃花是隱性性狀。因此親本中黃花的基因型是aa。F1中白花的基因型是Aa；F2中，開黃花的南瓜占的比例為：1/2＋1/21/4＝5/8。] 　(1)親本中白花的基因是什么？ 提示：Aa。 (2)F2中白花的基因型是什么？ 提示：AA和Aa。 [活學活用] 1．番茄果實的顏色由一對基因A、a控制，下表是關(guān)于番茄果實顏色的3個雜交實驗及其結(jié)果。下列分析正確的是(　　) 【導學號：01632057】 實驗組 親本表現(xiàn)型 F1的表現(xiàn)型和植株數(shù)目 紅果 黃果 1 紅果黃果 492 504 2 紅果黃果 997 0 3 紅果紅果 1 511 508 A．番茄的果實顏色中，黃色為顯性性狀 B．實驗1的親本基因型：紅果為AA，黃果為aa C．實驗2的F1紅果番茄均為雜合子 D．實驗3的F1中黃果番茄的基因型可能是AA或Aa C　[根據(jù)實驗1或?qū)嶒?都可以確定紅果是顯性性狀。實驗1的親本基因型：紅果為Aa，黃果為aa；實驗2的F1紅果番茄都為Aa；實驗3的F1中黃果番茄的基因型為aa。] 2．純合的黃色(YY)豌豆與綠色(yy)豌豆雜交得F1，F(xiàn)1自交，選取F1所結(jié)的黃色種子全部種下，植物長成后，自然狀態(tài)下受粉，則這些植株所結(jié)的種子中，黃色所占的概率是(　　) 【導學號：01632058】 A．1/2　　　　 B．3/4 C．5/6 D．1/4 C　[YYyy→Yy,1YY∶2Yy∶1yy；F1所結(jié)的種子是F2，F(xiàn)2長成后自然狀態(tài)下受粉，其中的黃色種子中YY的后代全為黃色，Yy的后代有黃色和綠色，因此這些植株所結(jié)的種子中黃色所占的概率是＋＝5/6。] 1．雞的毛腿和光腿是一對相對性狀，由一對等位基因B、b控制?，F(xiàn)讓毛腿雌雞甲、乙分別與光腿雄雞丙交配，甲的后代有毛腿，也有光腿，比為1∶1，乙的后代全部是毛腿，則甲、乙、丙的基因型依次是(　　) A．BB、Bb、bb B．bb、Bb、BB C．Bb、BB、bb D．Bb、bb、BB C　[根據(jù)題意可知，毛腿對光腿是顯性；毛腿雌雞甲(B_)與光腿雄雞丙(bb)交配，甲的后代有毛腿(B_)，也有光腿(bb)，比例為1∶1，符合測交后代的比例，由此確定甲的基因型為Bb；毛腿雌雞乙(B_)與光腿雄雞丙(bb)交配，乙的后代全部是毛腿(B_)，由此確定乙的基因型為BB。] 2．一對黑色豚鼠交配，后代出現(xiàn)黑色豚鼠的概率為3/4，出現(xiàn)白色豚鼠的概率為1/4，若產(chǎn)生4只豚鼠，理論上分析都是黑色個體的概率是(　　) A．3/4 B．1/4 C．(3/4)4 D．(1/4)4 C　[分析題干可知豚鼠的黑色是顯性性狀，親代豚鼠均為雜合子，后代每只豚鼠是黑色的概率均為3/4，因此4只豚鼠全為黑色的概率是(3/4)4。] 基因分離定律的應用 背景材料 人眼的虹膜有褐色和藍色的，褐色由顯性基因控制，藍色由隱性基因控制?，F(xiàn)有一個藍眼男人與一個褐眼女人(這個女人的母親是藍眼)結(jié)婚。 [思考交流] 1．這對夫婦的基因型是怎樣的？ 提示：男：aa；女：Aa。 2．他們的孩子虹膜是哪種顏色？ 提示：可能是褐色也可能是藍色。 3．他們生出一個藍眼女兒的概率是多少？ 提示：藍眼女兒的概率為(藍色)(女兒)＝。 1．基因分離定律的應用 (1)正確解釋某些遺傳現(xiàn)象 根據(jù)性狀分離現(xiàn)象，判斷某些遺傳病的顯隱性關(guān)系，如果患病的雙親生出無病的孩子，即“有中生無”，則該病肯定是顯性遺傳??；如果正常的雙親生出患病的孩子，即“無中生有”，則該病一定是隱性遺傳病。 (2)指導農(nóng)作物的育種實踐 ①如果選用的品種是隱性性狀，則隱性性狀一旦出現(xiàn)，即可穩(wěn)定遺傳。 ②如果選用的品種是顯性性狀，需通過連續(xù)自交的方法選育，直到后代不發(fā)生性狀分離為止，一般要經(jīng)過5～6代的選育。 ③若優(yōu)良性狀為雜合子，兩個純合的不同性狀個體雜交后代就是雜合子，但每年都要育種。 (3)預防遺傳病的發(fā)生 ①顯性基因控制的遺傳病 例如，人類的多指是受顯性基因控制的，如果雙親的一方為多指(AA或Aa)，他們的子女中患多指的概率為1或1/2。 ②隱性基因控制的遺傳病 每人都可能是5～6種不同的隱性致病基因的攜帶者。近親結(jié)婚的雙親從共同祖先獲得相同隱性基因的概率增加，后代患隱性遺傳病的概率增加，因此要禁止近親結(jié)婚。 2．雜合子Aa自交n次問題分析 (1)雜合子Aa連續(xù)自交，第n代的比例情況如下表： 雜合子 純合子 顯性純合子 隱性純合子 顯性性狀個體 隱性性狀個體 所占比例 1－ － － ＋ － (2)根據(jù)上表比例，純合子、雜合子所占比例坐標曲線圖如圖所示。 由該曲線得到的啟示：在育種過程中，選育符合人們要求的個體(顯性)，可進行連續(xù)自交，直到性狀不再發(fā)生分離為止，即可留種推廣使用。 3．自交和自由交配的概率求解 自交是指相同基因型個體的交配；而自由交配是指一個群體中的雄性和雌性個體隨機交配的方式，兩種交配方式中概率求解方法不同，如：同樣為AA、Aa的群體，自交時隱性類型所占比例為得aa＝aa。而自由交配時隱性類型應為AaAaaa＝aa。 [典例通關(guān)] 如圖為山羊的毛色遺傳圖解(相關(guān)基因用A和a表示)，下列相關(guān)敘述中，錯誤的是(　　) A．白色對黑色為顯性 B．圖中黑色山羊均為純合子 C．4和5再生一個白色雄性山羊的概率為3/4 D．7為純合子的概率為 [技巧點撥]　由圖中4和5產(chǎn)生6判斷出白色為顯性，黑色為隱性，這是解題的關(guān)鍵。 C　[因為4和5都是白色個體，但它們生有一個黑色的后代6，故白色對黑色為顯性，A正確；因為黑色為隱性，所以凡是黑色個體均為隱性純合子，基因型是aa，B正確；因為4和5均為顯性個體，所以它們都有一個顯性基因A，又因為它們生有黑色后代，所以另一個基因都是a，故4和5的基因型都是Aa，所以它們再生育一個白色后代(A_)的概率為，這些后代中雌雄各占一半，故4和5再生一個白色雄性山羊的概率＝＝，C錯；因為4和5基因型都是Aa，故白色個體7的基因型及比例分別是AA和Aa，D正確。] 　(1)圖中1～7號個體，基因型一定為雜合子有哪些？ 提示：1、4、5。 (2)若7號是雄性，如何判斷其是純合子還是雜合子？ 提示：讓7號雄性個性與多只黑色雌性個體雜交，若子代全為白色，則為純合子；若子代出現(xiàn)黑色則為雜合子。 [活學活用] 1．低磷酸酯酶癥是一種遺傳病，一對夫婦均表現(xiàn)正常，他們的父母也均表現(xiàn)正常，丈夫的父親不攜帶致病基因，而母親是攜帶者，妻子的妹妹患有低磷酸酯酶癥。這對夫婦生育一個正常孩子是純合子的概率是(　　) A．1/3 B．1/2 C．6/11 D．11/12 C　[由“他們的父母均正?！焙汀捌拮拥拿妹没加械土姿狨ッ赴Y”可推知，該病為隱性遺傳病。妻子的基因型(相關(guān)的基因用A、a表示)為1/3AA、2/3Aa；由“丈夫的父親完全正常，母親是攜帶者”可推知，丈夫的基因型為1/2AA、1/2Aa。他們的后代中是純合子AA的概率是1/2，是雜合子Aa的概率是5/12，是純合子aa的概率是1/12。他們所生的一個正常孩子是純合子的概率是6/11。] 2．有一種嚴重的椎骨病是由隱性基因引起的。一對正常夫婦生了一個有病的女兒和一個正常的兒子，則該兒子攜帶致病基因的可能性是(　　) 【導學號：01632059】 A. B. C. D. C　[表現(xiàn)正常的夫婦生了一個有病的女兒，則該夫婦均為雜合子，其正常兒子可能是純合子，也可能是雜合子，其中雜合子攜帶致病基因，其可能性為2/3。] [當 堂 達 標固 雙 基] 1．豌豆作為實驗材料的優(yōu)點不包括(　　) A．異花傳粉，在自然狀態(tài)下都是純種 B．具有多對容易區(qū)分的相對性狀 C．結(jié)種子多，便于對子代的統(tǒng)計分析 D．容易成活，便于種植和培養(yǎng) A　[豌豆是自花傳粉，閉花受粉，由此自然狀態(tài)下都是純種。] 2．孟德爾通過植物雜交實驗，探索遺傳規(guī)律，他采用了嚴格的科學方法，下列哪項是正確的(　　) 【導學號：01632060】 A．“一對相對性狀的遺傳實驗和結(jié)果”……分析問題，提出假說 B．“測交實驗和結(jié)果”……分析問題，尋找規(guī)律 C．“分離定律的本質(zhì)”……發(fā)現(xiàn)問題，提出假說 D．“對分離現(xiàn)象的解釋”……分析問題，提出假說 D　[孟德爾科學設計實驗程序，“一對相對性狀的遺傳實驗和結(jié)果”是發(fā)現(xiàn)問題，獲得數(shù)據(jù)；“對分離現(xiàn)象的解釋”是分析問題，提出假說；“測交實驗和結(jié)果”是驗證假說；“分離定律的本質(zhì)”是發(fā)現(xiàn)的規(guī)律。故選D。] 3．水稻某些品種莖稈的高矮是由一對遺傳因子控制的，對一個純合顯性親本與一個純合隱性親本雜交產(chǎn)生的F1，進行測交，其后代中雜合子的概率是(　　) A．0%　　　　 B．25% C．50% D．75% C　[假設莖稈高矮由一對遺傳因子D、d控制，則F1遺傳因子組成為Dd，測交后代中Dd∶dd＝1∶1，雜合子占50%。] 4．有一對表現(xiàn)正常的夫婦，男方的父親是白化病患者，女方的弟弟也是白化病患者，但女方雙親表現(xiàn)正常。這對夫婦生出白化病孩子的概率是(　　) 【導學號：01632061】 A．1/2 B．2/3 C．1/4 D．1/6 D　[表現(xiàn)正常的夫婦，男方的父親是白化病(aa)，則男方的基因型應為Aa，女方的弟弟是白化病(aa)，則可推知女方的雙親的基因型為AaAa，則女方的基因型為AA或Aa。則這對夫婦生出白化病孩子的概率為＝。] 5．如下圖所示為某家族中白化病(aa)遺傳系譜，請分析并回答下列問題(以A、a表示有關(guān)的基因)： (1)5號、9號的基因型分別是______和______。 (2)8號的基因型是______(概率為______)或______(概率為______)；10號的基因型是______(概率為______)或______(概率為______)。 (3)若8號與10號婚配，則后代中出現(xiàn)白化病的概率是______。 [解析]　根據(jù)題干信息可以確定9號個體基因型為aa，其父母表現(xiàn)正常，因此其父母一定是雜合子，所以5號的基因型是Aa，因此10號的基因型是1/3AA、2/3Aa；同理可以推出3號和4號的基因型都是Aa，所以8號個體的基因型是1/3AA、2/3Aa；若8號與10號婚配，則后代中出現(xiàn)白化病的概率是2/32/31/4＝1/9。 [答案]　(1)Aa　aa (2)AA　1/3　Aa　2/3　AA　1/3　Aa　2/3 (3)1/9 [核心語句歸納] 1．由單因子到多因子的研究方法是孟德爾成功的重要因素。 2．選育具有顯性優(yōu)良性狀的新品種時，要多代自交直至不發(fā)生性狀分離為止。 3．雙親正常，孩子患病，該遺傳病為隱性遺傳病。 4．雙親都患同一種遺傳病，孩子正常，該病為顯性遺傳病。