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第1章 遗传因子的发现 第1节 孟德尔的豌豆杂交实验(一),新课导入 导入1:回顾必修1教材中关于核酸的作用:核酸是一切生物的遗传物质,对于生物的遗传、变异和蛋白质的生物合成具有重要作用。为什么说核酸是生物的遗传物质?科学家们是怎样发现遗传物质的?它如何起作用?其遗传规律是怎样的?要弄清这一系列的问题还是让我们先从孟德尔的豌豆杂交实验(一)开始吧。 导入2:下图为英国漂亮的女演员向大文豪萧伯纳求婚图片。 女演员说:“因为你是个天才,我不嫌你年迈丑陋。假如我和你结合的话,咱们的后代有你的智慧和我的美貌,那一定是十全十美了。”萧伯纳回答说:“你的想象很是美妙,可是生下来的孩子外貌像我,智慧像你,那又怎么办呢? 同学们,你猜一猜他们的孩子长相会像他们说的那样吗? 提示:不一定。 同学们想知道亲子之间的遗传有什么规律吗? 从今天开始,我们循着孟德尔杂交实验的足迹,探索遗传规律。,教师参考,自主学习,要点探究,自主学习,学习目标: 1.阐明孟德尔的一对相对性状的杂交实验及分离定律。 2.体验孟德尔遗传实验的科学方法和创新思维。 3.运用分离定律解释一些遗传现象。,知识梳理,一、用豌豆做遗传实验的优点及实验方法 1.豌豆作为遗传实验材料的优点,自花,闭花,性状,去雄,传粉,思考1 (1)观察课本图1-2豌豆花,请再找出豌豆作为遗传实验材料的另外的一个优势。 提示:豌豆花大,便于去雄和人工授粉。 (2)为何去雄选择未成熟花? 提示:由于豌豆是闭花受粉植物,成熟后就受粉,所以去雄应选择未成熟花。,二、一对相对性状的杂交实验提出问题,思考2 孟德尔选择让F1自交,其目的是什么? 提示:判断亲代矮茎性状在遗传过程中是不是消失了。,相对,显性,性状分离,31,矮茎,判断 (1)豌豆的高茎与粗茎是一对相对性状。( ) (2)生物体能表现出来的性状就是显性性状。( ) (3)性状分离是子代同时出现显性性状和隐性性状的现象。( ) (4)“”表示自交,“”表示杂交。( ),三、对分离现象的解释提出假说 1.理论解释 (1)生物的性状是由 决定的。 (2)体细胞中遗传因子是 存在的。 (3)生物体在形成生殖细胞配子时,成对的 彼此分离,分别进入不同的配子中。配子中只含有每对 中的一个。 (4)受精时,雌雄配子的结合是 的。,遗传因子,成对,遗传因子,遗传因子,随机,2.遗传图解,即F2中遗传因子组成及比例是 21 F2性状表现及比例是高矮= 。,DDDddd=1,31,3.性状分离比的模拟实验 (1)模拟内容,雌、雄生殖器官,雌、雄配子,随机结合,(3)分析结果得出结论:彩球组合类型数量比为DDDddd ,彩球代表的显隐性性状的数值比为显性隐性 。,思考3 (1)在豌豆一对相对性状杂交实验中,随机从F2中选出4株豌豆,一定是3株高茎和1株矮茎植株吗?为什么? 提示:不一定,统计数量太少,可能偏离31。 (2)上述性状分离比的模拟实验,为什么要重复50100次? 提示:为了确保样本数目足够多,重复次数越多,实验结果越准确。,121,31,四、对分离现象解释的验证演绎推理,验证假说 1.验证方法: ,即F1与隐性纯合子杂交。,测交,2.测交实验图解,3.测交结果:测交后代中 的分离比约为11。 4.结论:由测交后代分离比约为11,证明F1是杂合子,能产生D和d两种配子,且这两种配子的比例是 。 思考4 为什么用测交的方法能证明F1产生配子的类型及比例? 提示: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,从而能够推知F1的遗传因子组成。,高茎和矮茎,11,五、分离定律得出结论 1.遗传因子的状态:在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,不相 。 2.发生时期:在形成 时。 3.规律:控制同一性状的成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入 中,随配子遗传给后代。 选择 下列关于遗传因子的表述中,错误的是( ) A.体细胞中的遗传因子是成对存在的 B.具有显性遗传因子的个体表现为显性性状 C.配子中的遗传因子是成单存在的 D.分离定律发生在雌雄配子随机结合过程中,融合,配子,不同的配子,D,问题引领: 1.狗的长毛与黑毛是一对相对性状吗? 2.相对性状分别由什么控制? 3.怎样据遗传因子的组成区分纯合子和杂合子? 4.举例说明各种交配类型?,要点探究,遗传学相关概念,要点一,教师参考,1.性状类 (1)相对性状:同种生物同一种性状的不同表现类型。 (2)显性性状:具有相对性状的两纯种亲本杂交,子一代表现出来的那个亲本的性状。 (3)隐性性状:具有相对性状的两纯种亲本杂交,子一代未表现出来的那个亲本的性状。 (4)性状分离:在杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象。 2.遗传因子类 (1)显性遗传因子:决定显性性状的遗传因子。(用大写英文字母表示) (2)隐性遗传因子:决定隐性性状的遗传因子。(用小写英文字母表示) 3.个体类 (1)纯合子:遗传因子组成相同的个体,它包括显性纯合子和隐性纯合子。 (2)杂合子:遗传因子组成不同的个体。,4.交配类,【典例1】 (2015贵州遵义四中期中)下列各种性状中,属于相对性状的是( ) A.豌豆的高茎和矮茎 B.豌豆种子的绿色和圆粒 C.人的黑头发与黄皮肤 D.猫毛色的黑色与狗毛色的棕色,解析:相对性状是指同种生物同一性状的不同表现类型,故A正确;B、C中不是同一个性状,D中不是同种生物,故B、C、D均错。,答案:A,方法透析 相对性状的判断技巧 抓住“两个同”和“一个不同”,即“同种生物”“同一性状”和“不同表现类型”。,备选例题,解析:鉴定豌豆是否为纯合子的最简捷的方法是自交,若后代不出现性状分离说明该豌豆是纯合子,否则为杂合子。判断一对相对性状的显隐性,可以将具有一对相对性状的纯合子杂交,F1所表现出来的性状为显性,确定某个体的遗传因子组成最简捷的方法是测交。,A,用下列哪组方法可最简捷地依次解决的遗传问题( ) 鉴定一株高茎豌豆是否为纯合子 区别女娄菜披针型和狭披针型的显隐性关系 确定某个体的遗传因子组成 A.自交、杂交、测交 B.自交、测交、测交 C.杂交、测交、自交 D.自交、杂交、自交,【题组演练】 1.某高茎植株自花传粉,后代既有高茎也有矮茎,该植株的高茎是( ) A.显性性状 B.隐性性状 C.相对性状 D.无法确定,解析:高茎植株自交,后代发生了性状分离,说明此高茎植株为杂合子,杂合子表现的性状为显性性状。,A,2.下列关于遗传学基本概念的叙述正确的是( ) A.后代同时出现显性性状和隐性性状的现象就叫性状分离 B.纯合子自交产生的子代所表现出的性状就是显性性状 C.性状相同,遗传因子组成不一定相同 D.兔的白毛和黑毛,狗的长毛和卷毛都是相对性状,解析:杂种(杂合子)后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象,叫性状分离,A错;显性性状是指一对具有相对性状的纯合子杂交,所得F1表现出来的性状,B错;显性性状的个体有纯合子,也有杂合子,故C正确;相对性状是同一性状的不同表现类型,而长毛与卷毛不属于同一性状,故D错。,C,3.下列有关一对相对性状的杂交实验,说法正确的是( ) A.测交也可用F1与显性纯合子杂交进行 B.具有一对相对性状的两亲本杂交,后代只表现出一种性状,该性状为显性性状 C.杂种后代中只表现出显性性状的现象,叫做性状分离 D.若杂交后代出现性状分离,则一定符合31的分离比,解析:测交是用F1与隐性纯合子杂交,A错误;具有一对相对性状的两亲本杂交,后代表现出的性状为显性性状,未表现出的性状为隐性性状,B正确;杂种后代既有显性性状又有隐性性状的现象叫性状分离,C错误;当相对性状呈完全显隐性关系,又无致死等情况,且数量较大时,杂交后代性状比为31,否则,不一定符合31,D错误。,B,问题引领: 1.若某种植物既开红花又开白花,怎样判定其显隐性关系? 2.若红花为显性性状,现有若干株开红花的植株,怎样确定其遗传因子组成? 3.纯合子自交产生的后代是否会发生性状分离?,显、隐性性状及杂合子的判断,要点二,教师参考,说明:自交法的依据是性状分离的结果,即若自交发生性状分离,则新出现的性状为隐性性状;若不发生性状分离,则不能判断其显隐性关系。,说明:当待测个体为动物时,常用测交法,当待测个体为植物时,测交法、自交法均可,但自交法更简便。,【典例2】 老鼠毛色有黑色和黄色,这是一对相对性状(由一对遗传因子B、b控制)。有下列三组交配组合,请据此回答相关问题。,(1)根据交配组合 可判断显性性状是 ,隐性性状是 。 (2)表中亲本的遗传因子组成最可能依次是甲 ;乙 ;丙 ;丁 。属于纯合子的有 。 (3)表中第组交配组合产生的子代中,表现为黑色个体的遗传因子组成是 。,解析:根据交配组合可判断出相对性状的显隐性:具有相同性状的双亲交配,产生的后代发生了性状分离,新出现的不同于双亲的性状(黄色)为隐性性状,且双亲均为杂合子,即丙、乙的遗传因子组成均为Bb。组合中,具有相对性状的双亲杂交,后代全为一种性状(黑色),结合可判断出黑色是显性性状,则甲和丁的遗传因子组成分别是bb、BB。交配组合中黄色个体为隐性纯合子,而黑色个体为杂合子,子代才会出现约11的分离比。由于的双亲均为杂合子,其产生的子代中,黑色个体有BB和Bb两种遗传因子组成。,答案: (1)或 黑色 黄色 (2)bb Bb Bb BB 甲和丁 (3)BB和Bb,方法透析显隐性关系判断的另外两种方法 (1)根据子代分离比判断:若一对遗传因子控制的性状,当亲本交配后代出现31的性状分离比时,可直接判定占 的性状为显性性状。 (2)假设法:假设其中一种性状为显性性状,另一种为隐性性状,据题目条件推导结果与题目条件是否均一致,若均一致则假设正确,否则与假设相反。,备选例题,解析:非甜玉米果穗上结的子粒都是非甜的,而非甜玉米有两种受精的可能:一是自花传粉,得到纯合的非甜玉米子粒;二是异花传粉,得到杂合的非甜玉米子粒。由此可确定非甜对甜是显性。甜玉米果穗上结的子粒有甜的,也有非甜的。甜玉米的受精也有两种可能:一种是自花传粉,得到的是纯合的甜玉米子粒;另一种是异花传粉,即非甜玉米的花粉传给甜玉米,得到的是杂合的子粒,表现为非甜。由此也可以确定非甜对甜是显性。C、D选项是不符合题意的。,纯种甜玉米和纯种非甜玉米间行种植,收获时发现甜玉米果穗上有非甜玉米子粒,而非甜玉米果穗上却无甜玉米子粒。由此可以推出( ) A.甜是显性性状 B.非甜是显性性状 C.是显性的相对性 D.是环境引起的变异,B,A,【题组演练】 1.在香水玫瑰的花色遗传中,红花、白花为一对相对性状,受一对遗传因子的控制(用R、r表示)。从下面的杂交实验中可以得出的正确结论是( ),A.红花为显性性状 B.红花A的遗传因子组成一定为Rr C.红花C与红花D的遗传因子组成不同 D.白花B的遗传因子组成为Rr,解析:红花A与白花B杂交,后代全为红花,说明红花为显性性状,红花A的遗传因子组成为RR,白花B的遗传因子组成为rr。红花C与红花D杂交,后代红花与白花之比约为 31,说明亲本均为杂合子,遗传因子组成都是Rr。,2.某种品系的鼠毛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,得到了如下表所示的结果,由此推断不正确的是( ),A.杂交A后代不发生性状分离,亲本为纯合子 B.由杂交B可判断鼠的黄色毛基因是显性基因 C.杂交B后代中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,C,解析:由杂交B的结果可知,黄色为显性性状,灰色为隐性性状。从杂交B后代比例可以看出,黄色鼠存在显性纯合致死现象,故后代中黄色毛鼠只有杂合子,没有纯合子。杂交A的亲子代均表现为隐性性状。,问题引领: 1.什么是分离定律?如何运用分离定律推断亲子代遗传因子组成及性状表现问题? 2.若已知子代规律性比值怎么推知亲代的遗传因子组成? 3.由亲代遗传因子组成,用什么方法求出子代某一性状出现的概率?,分离定律的解题思路及其概率计算,要点三,教师参考,1.分离定律的解题思路 分离定律的问题主要有两种类型:正推型和逆推型 (1)由亲代推断子代的遗传因子组成、表现类型正推型 若亲代中有显性纯合子(AA),则子代一定表现为显性性状(A )。 若亲代中有隐性纯合子(aa),则子代中一定含有隐性遗传因子( a)。,隐性突破法:如果子代中有隐性个体存在,它往往是逆推过程中的突破口。因为隐性个体是纯合子aa,遗传因子只能来自父母双方,因此亲代遗传因子组成中必然都有一个a遗传因子。 填充法:先根据亲代性状表现写出能确定的遗传因子,显性性状遗传因子组成可用A 来表示,隐性性状遗传因子组成只有一种aa。根据子代中一对遗传因子分别来自两个亲本,推出未知部分即可。,2.概率计算方法 实例:两只白羊生了2只白羊和1只黑羊,如果它们再生一只小羊,其毛色是白色的概率是多少?是黑色的概率是多少? 分析:两只白羊所生的后代中出现了性状分离,则新出现的黑色为隐性性状,且双亲均为杂合子。若用B、b表示遗传因子,则双亲的遗传因子组成均为Bb,子代白羊的遗传因子组成为BB或Bb,黑羊的遗传因子组成为bb。,(1)根据组合 可判断 花为显性性状。 (2)组合一中紫花遗传因子组成为 ,该组交配方式称为 。 (3)组合三中,F1中紫花遗传因子组成为 ,其中纯合子比例为 。,【典例3】 下表是大豆的花色四个组合的遗传实验结果,若控制花色的遗传因子用A、a来表示。请分析表格回答问题。,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为11,属于测交,说明亲代紫花遗传因子组成为Aa。 (3)组合三后代紫花白花为31,说明亲本遗传因子组成都是Aa,所以F1紫花遗传因子组成为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Aa 1/3,备选例题,答案:杂合紫花豌豆连续自交一代,子一代中1/4AA、1/2Aa、1/4aa,子一代自交得子二代,子二代中3/8AA、1/4Aa、3/8aa,子二代自交得子三代,子三代中7/16AA、1/8Aa、7/16aa,紫花白花=(7/16+1/8)7/16=97,故选C项。,(2015河南郑州第四十七中月考)豌豆的花色中紫色对白色为显性。一株杂合紫花豌豆连续自交繁殖三代,则子三代中开紫花的豌豆植株和开白花的豌豆植株的比例是( ) A.31 B.157 C.97 D.159,C,方法透析 杂合子连续自交,第n代的比例情况如下表,【题组演练】 1.水稻某些品种,茎秆的高矮是由一对遗传因子控制的,对一个纯合显性亲本与一个纯合隐性亲本杂交产生的F1进行测交,其后代中杂合子的概率是( ) A.0% B.25% C.50% D.75%,解析:根据题意,高茎和矮茎的纯合子杂交,其F1一定为高茎杂合子;F1测交,其F2的表现型中,高茎矮茎=11,所以测交后代中,杂合子的概率为50%。,C,2.将遗传因子组成为Aa的豌豆连续自交,在后代中的纯合子和杂合子按所占的比例得如图所示曲线,据图分析,错误的说法是( ) A.a曲线可代表自交n代后纯合子所占的比例 B.b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 D.c曲线可代表后代中杂合子所占比例随自交代数的变化,解析:Aa个体自交一代产生个体比为AAAaaa=121,纯合子的比例由0变成了50%,若再次自交还会提高纯合子的比例,所以自交代数越多,纯合子占的比例越高。其中AA与aa的比例是相同的,所以b曲线也可以表示隐性纯合子所占比例变化。,C,3.牛的毛色有黑色和棕色,如果两头黑牛交配,产生了一头棕色子牛。请 回答: (1)黑色和棕色哪种毛色是显性性状? 。 (2)若用B与b表示牛的毛色的显性遗传因子与隐性遗传因子,写出上述两头黑牛及子代棕牛的遗传因子组成依次是 。 (3)上述两头黑牛产生一黑色子牛的可能性是 。若上述两头黑牛产生了一头黑色子牛,该子牛为纯合子的可能性是 ,要判断这头黑色子牛是纯合子还是杂合子,最好选用与其交配的牛是( ) A.纯种黑牛 B.杂种黑牛 C.棕色牛 D.以上都不对,解析: (1)两头黑牛交配,产生了一头棕色子牛,棕色为无中生有,是隐性性状,黑色为显性;(2)遗传因子都为Bb的双亲,后代棕色牛为bb;(3)双亲遗传因子组成都为Bb,后代为1/4BB、1/2Bb、1/4bb,则生出B 的概率为3/4,黑牛中纯合子占1/3,判断这头黑色子牛是纯合子还是杂合子,最好的方法是测交,即选用棕色牛。 答案: (1)黑色 (2)Bb、Bb、bb (3)75% 1/3 C,
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