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成才之路 生物,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教版 必修2,遗传因子的发现,第一章,白化病是一种较常见的由于皮肤及其附属器官黑色素缺乏所引起的疾病。这类病人通常全身皮肤、毛发、眼睛缺乏黑色素，虹膜和瞳孔呈现淡粉色，怕光，看东西时总是眯着眼睛，皮肤、眉毛、头发及其他体毛都呈白色。患白化病的患者是由于机体中缺少一种酶酪氨酸酶，患者体内的黑色素细胞不能将酪氨酸最终变成黑色素。白化病的遗传有什么样的规律呢？通过本章的学习，我们会知道遗传的两大基本规律分离定律和自由组合定律。,两节内容的安排均是按照“杂交实验现象解释实验验证总结规律”的主线进行的，这两个遗传规律的精髓是：遗传的不是性状，而是控制性状的遗传因子。遗传因子在体细胞里成对存在，在配子里是成单的。遗传因子有显性和隐性之分，分别控制着显性性状和隐性性状。在杂种细胞内成对的遗传因子不相混合，形成配子时彼此分离，分别进入不同的配子中；不同对的遗传因子在各自分离的同时彼此自由组合进入配子。两个遗传规律的发现过程均应用了假说演绎法。该科学方法的基本流程是：发现问题提出假说验证假说总结规律。,对分离现象和自由组合现象的解释，阐明分离定律和自由组合定律是本章的重点和难点，此外两大遗传规律的应用和假说演绎法也是本章的重点。,要学好本章内容，需注意以下几点： 1要主动积极地参与到孟德尔的遗传实验分析中，在模拟科学家“发现问题作出假设实验验证”的活动中完成学习任务。 2将模拟实验与孟德尔的豌豆杂交实验有机结合，通过探讨遗传因子分离、配子随机结合与遗传结果的关系，为进一步理解孟德尔的豌豆杂交实验打基础。 3结合生活或生产中的生物遗传实例，结合技能训练和课后练习，训练自己运用遗传学原理分析、解决问题的能力。,第1节 孟德尔的豌豆杂交实验(一),第一章,1豌豆作为实验材料的优点：(1)自花传粉和闭花受粉；(2)具有易于区分的相对性状。 2在一对相对性状的杂交实验中，F2的性状分离比为31；在测交实验中，性状分离比为11。 3显隐性性状的判断方法是： (1)具相对性状的亲本杂交，若子代只出现一种性状，则该性状为显性性状。 (2)具相同性状的亲本杂交，若子代出现不同性状，则新出现的性状为隐性性状。 4分离定律的实质是：在形成配子时，控制同一性状的遗传因子发生分离，形成数量相等的两种配子。,目标导航： 1概述孟德尔的一对相对性状的杂交实验。(重点) 2阐明孟德尔的一对相对性状的杂交实验的验证及分离定律。(重、难点) 3运用分离定律解释一些遗传现象。(难点),情境导入： “龙生龙，凤生凤，老鼠生来会打洞”，遗传，俯拾皆是的生物现象，其中的奥秘却隐藏至深。人类对它的探索之路，充满着艰难曲折。人们曾经认为两个亲本杂交后，双亲的遗传物质会在子代体内发生混合，使子代表现出介于双亲之间的性状。但这显然不能解释我们身边的很多遗传现象。直至19世纪中期，奥地利修道院里的一位年轻人，利用豌豆等植物进行杂交实验，发现了生物遗传的规律，揭开了人们研究生物遗传的新篇章。,问题探究：你知道这位因为在遗传学上的重大发现而名垂青史的人是谁吗？ 提示：孟德尔。,一、豌豆作为遗传材料的优点及方法 1优点 (1)_传粉和_受粉。自然条件下，一般是_。 (2)具有易于区分的_，且能_地遗传给后代。 2方法：人工异花传粉的一般步骤_套袋_套袋。,预 习 导 学,自花,闭花,纯种,相对性状,稳定,去雄,传粉,矮茎,高茎,性状分离,31,三、对分离现象的解释 1孟德尔对分离现象提出的假说 (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)配子中的遗传因子是_存在的。 (4)受精时，雌雄配子的结合是_的。,遗传因子,成对,单个,随机,2性状分离比的模拟实验 (1)模拟内容：用甲、乙两个小桶分别代表_，甲、乙内的彩球分别代表_，用不同彩球随机组合模拟_ _。 (2)分析结果得出结论：彩球组合类型数量比DDDddd_，彩球代表的显隐性的数值比_。,雌雄生殖器官,雌雄配子,生物在生殖过程中，雌雄配子的,随机结合,121,31,四、对分离现象解释的验证及分离定律 1对分离现象解释的验证 (1)方法：_，即让F1与_杂交。 (2)测交实验图解：,测交,隐性纯合子,D,d,Dd,dd,1,1,(3)结论：证实了F1是_，产生_两种配子，配子比例是_。 2分离定律的内容 (1)描述对象：_。 (2)发生时间：在形成_时。 (3)实质：控制同一性状的成对的_发生分离，分离后的_分别进入不同的配子中，随_ 遗传给后代。,杂合子,D和d,1:1,遗传因子,配子,遗传因子,遗传因子,配子,1.豌豆的F1自交后，是否对豌豆的花进行套袋处理？ 2豌豆根在生长过程中，细胞内的遗传因子是否遵循分离定律？ 提示：1.不用，因为豌豆是自花传粉、闭花受粉植物，在开花前已经完成了受粉。 2否。根的生长中细胞分裂的方式为有丝分裂，分离定律适用于减数分裂形成配子时。,思 维 激 活,(一)问题探讨 1粉色。因为按照融合遗传的观点，双亲遗传物质在子代体内混合，子代呈现双亲的中间性状，即红色和白色的混合色粉色。 2提示：此问题是开放性问题，目的是引导学生观察、分析身边的遗传现象，学生通过对遗传实例的分析，辨析融合遗传观点是否正确。有些学生可能举出的实例是多个遗传因子控制生物性状的现象(如人体的高度等)，从而产生诸多疑惑。,(二)实验 1与每个小组的实验结果相比，全班实验的总结果更接近预期的结果，即彩球组合类型数量比DD:Dd:dd1:2:1，彩球代表的显性与隐性类型的数值比为3:1。因为实验个体数量越大，越接近统计规律。 如果孟德尔当时只统计10株豌豆杂交的结果，则很难正确地解释性状分离现象，因为实验统计的样本数目足够多，是孟德尔能够正确分析实验结果的前提条件之一。当对10株豌豆的个体做统计时，会出现较大的误差。,2模拟实验的结果与孟德尔的假说是相吻合的。因为甲、乙小桶内的彩球代表孟德尔实验中的雌、雄配子，从两个桶内分别随机抓取一个彩球进行组合，实际上模拟雌、雄配子的随机组合，统计的数量也足够大，出现了3:1的结果。但证明某一假说还需实验验证。,(三)技能训练 提示：将获得的紫色花连续几代自交，即将每次自交后代的紫色花选育再进行自交，直至自交后代不再出现白色花为止。具体过程可用以下图解表示：,(四)旁栏思考题 不会。因为满足孟德尔实验条件之一是雌、雄配子结合机会相等，即任何一个雄配子(或雌配子)与任何一个雌配子(或雄配子)的结合机会相等，这样才能出现3:1的性状分离比。,用豌豆做遗传实验的优点及方法,要 点 归 纳,(3)闭花传粉：花在未开放前，因雄蕊和雌蕊都紧紧地被花瓣包裹着，雄蕊花药中的花粉传到雌蕊的柱头上，称之为闭花传粉。 (4)父本和母本：不同植株的花进行异花传粉时，供应花粉的植株叫做父本，接受花粉的植株叫做母本。,2豌豆作遗传实验材料的优点 (1)豌豆是自花传粉植物，而且是闭花受粉，所以豌豆在自然状态下一般都是纯种； (2)具有稳定的易于区分的相对性状； (3)豌豆生长周期短，易于栽培； (4)籽粒较多，数学统计分析结果更可靠。 说明：前两个优点是最主要的。,(4)套袋：将纸袋再套上，以防外来花粉混杂，保证杂交实验的可靠性和结论的准确性。 (5)挂牌、标记：注明杂交亲本的类型(基因型、表现型)，授粉日期等内容。,豌豆为雌雄同株植物，进行自花传粉、闭花受粉，自然状态下都是自交。孟德尔的豌豆杂交实验是人工杂交，在花蕾期人工去雄并套袋。,在孟德尔的豌豆杂交实验中，必须对母本采取的措施是( ) 开花前人工去雄 开花后人工去雄 自花受粉前人工去雄 去雄后自然受粉 去雄后人工授粉 授粉后套袋隔离 授粉后自然发育 A B C D,典 例 导 析,解析 豌豆为严格的自花传粉且闭花受粉的植物，在孟德尔的豌豆杂交实验中，必须在自花受粉前人工去雄、去雄后人工授粉、授粉后套袋隔离，以避免外来干扰。 答案 C,孟德尔利用豌豆作为实验材料进行植物杂交实验，成功地发现了生物的两大遗传规律。豌豆作为遗传实验材料的优点不包括 ( ) A豌豆是严格的自花传粉植物 B豌豆在自然状态下一般都是纯种 C豌豆有许多易于区分的相对性状 D豌豆是单性花，便于进行人工杂交实验 答案 D,解析 豌豆作为遗传实验材料的优点是严格的自花传粉、闭花受粉植物，在自然状态下一般是纯合的，具有许多明显的易于区分的相对性状。豌豆是两性花，其花比较大，便于进行人工杂交实验。,1.杂交实验常用符号及含义,一对相对性状的杂交实验,要 点 归 纳,2.遗传学相关概念辨析,(4)交配类,(2)实验现象 具有一对相对性状的纯种亲本杂交： F1只表现出显性性状。 F2中出现显性性状、隐性性状分离，分离比为3:1。,1相对性状中的性状表现并不都只有两种，还可能有多种。例如：人的ABO血型系统中有A型、B型、AB型和O型四种性状表现。 2F2中高茎和矮茎的数量比为3:1，该数值是统计分析的结果，统计数量越多越接近3:1，否则可能偏离这一比例。,杂合子高茎豌豆自交，后代中已有15株高茎，第16株豌豆的表现型( ) A一定为矮茎 B一定为高茎 C是矮茎的可能性大 D是高茎的可能性大 解析 杂合子高茎豌豆自交，后代表现型理论值是高茎:矮茎3:1，即高茎的可能性为75%，又自交后代彼此独立，互不影响，故第16株为高茎的可能性也为75%，大于矮茎的可能性。 答案 D,典 例 导 析,下列表格中概念与相关叙述不匹配的是( ) 答案 C 解析 相对性状是指同种生物同一性状的不同表现类型。,1.孟德尔遗传因子假说的要点 (1)生物的性状是由遗传因子决定的。 遗传因子就像一个个独立的颗粒，既不相互融合，也不会在传递中消失。 显性遗传因子用大写字母表示(如D)，隐性遗传因子用小写字母表示(如d)。,对分离现象的解释,要 点 归 纳,(2)体细胞中遗传因子成对存在。 成对的理解：两个遗传因子或相同或控制一对相对性状。如DD、Dd、dd。 纯合子：遗传因子组成相同的个体。如纯种高茎豌豆DD、纯种矮茎豌豆dd。 杂合子：遗传因子组成不同的个体。如F1杂种豌豆Dd。,(3)生物体在形成生殖细胞配子时，成对的遗传因子彼此分离。 生物体在形成生殖细胞配子时，要经过减数分裂。 配子中遗传因子单个存在，只含有每对遗传因子中的一个。 遗传因子组成为Dd的生物体，产生的雌、雄配子各有D和d两种类型，且比值为1:1。,(4)受精时，由于雌雄配子结合的机会均等，F2便有三种遗传因子组合类型，即DD、Dd和dd，且比例接近1:2:1。DD与Dd的个体表现为高茎，dd的个体表现为矮茎，比例接近3:1。如下图所示。,2性状分离比的模似实验 (1)实验目的：通过模拟实验，认识和理解遗传因子的分离和随机组合与生物性状之间的数量关系，以及理论值与实际值之间的差别，体验孟德尔的假说。 (2)实验原理：孟德尔对性状分离现象解释的基本原理。 进行有性生殖的生物，在形成配子时，成对的遗传因子会发生分离，杂合子将会产生2种配子，比例为1:1。 受精时，雌雄配子随机结合成合子。 杂合子自交后代发育成的个体一定会发生性状分离，理论上其比例为显性:隐性3:1，实际上统计个体越多越接近此比例。,(3)模拟内容： 甲、乙两小桶分别代表雌雄生殖器官； 甲、乙两小桶内的彩球分别代表雌、雄配子； 不同彩球的随机组合模拟了雌、雄配子的随机组合。,(4)过程,(5)结果和结论： 彩球组合类型数量比为DD:Dd:dd1:2:1； 彩球代表的显隐性数值比为显性:隐性3:1。,1遗传因子组合中，只要含有显性遗传因子，即表现为显性性状，只有成对的遗传因子都是隐性遗传因子时，才表现为隐性性状。 2控制生物性状的遗传因子，在体细胞中成对存在，在配子中成单存在。,3因为F1雌雄个体在理论上各产生了1:1的两种配子(D和d)，且雌雄配子结合的机会均等，才形成了F2的1:2:1的三种遗传因子组合(DD、Dd、dd)，从而表现出3:1的两种性状(高茎和矮茎)分离比。3:1是理论值，从孟德尔对7对相对性状的豌豆杂交实验中看出，F2中两种性状的比例均接近3:1，统计的数量越大，越接近3:1。,有一对夫妇均为双眼皮，他们各自的父亲都是单眼皮。这一对夫妇生了一个单眼皮的孩子，那么这对夫妇再生一个单眼皮孩子的概率为( ) A100% B0% C25% D75%,典 例 导 析,答案 C,假说演绎法是现代科学研究中常用的一种科学方法。下列属于孟德尔在发现基因分离定律时的“演绎”过程的是( ) A生物的性状是由遗传因子决定的 B由F2出现了“3:1”推测生物体产生配子时，成对遗传因子彼此分离 C若F1产生配子时成对遗传因子分离，则测交后代会出现两种性状比接近1:1 D若F1产生配子时成对遗传因子分离，则F2中三种基因型个体比接近1:2:1,答案 C 解析 假说演绎法是在观察和分析问题以后，通过推理和想像提出解释问题的假说，根据假说进行演绎推理，再通过实验验证演绎推理的结论，孟德尔在发现分离定律时的演绎过程是：若假说成立，则F1产生配子时成对的遗传因子分离，测交后代会出现两种性状，比值接近1:1。,1.验证方法测交 让F1与隐性纯合子杂交。 说明：测交是利用遗传组成未知的亲本和隐性亲本杂交，由于隐性亲本对另一亲本无显性作用，不会干扰另一亲本的性状表现，这样另一亲本的遗传组成可通过后代的性状表现反向推知。,对分离现象解释的验证,要 点 归 纳,2作用 (1)测定F1配子的种类及比例； (2)测定F1的遗传因子组成； (3)预测F1在形成配子时遗传因子的行为(根本目的)。,3测交遗传图解 说明：测交后代的种类和比例数与F1配子的种类和比例数一致，即测交后代中遗传因子的组合种类及比例取决于F1产生的配子种类及比例。,4验证结果 孟德尔测交实验的结果与预期的结果相符，从而证实了： (1)F1是杂合子(Dd)； (2)F1产生两种类型(D和d)且比例相等的配子； (3)F1在形成配子时，成对的遗传因子发生了分离，分离后的遗传因子分别进入到不同的配子中。,利用测交可判断某一个体的遗传因子组成，即可判断某一显性个体是纯合子还是杂合子。将该个体与隐性纯合子交配，如果测交后代只有一种性状，则该个体是纯合子，如果测交后代既有显性性状又有隐性性状，则该个体是杂合子。,解析 分离定律的实质是：生物体在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。当F1为杂合子时，形成的两种配子的数量比为1:1。 答案 B,孟德尔在豌豆杂交实验中设计了测交实验，其根本目的是为了验证( ) A当时孟德尔假设的遗传因子的传递规律 BF1的遗传因子组成 C测交后代的性状分离比 D杂交后代的性状分离比 答案 A,解析 测交就是让子一代与隐性类型杂交，由于能使F1中各种遗传因子控制的性状全部表达出来，因而可推知F1中含有的遗传因子种类。但孟德尔设计测交实验的根本目的是验证他所假设的遗传因子的传递规律。,性状的显、隐性和纯合子、杂合子的判断,2纯合子和杂合子的判断 (1)隐性纯合子：表现为隐性性状的个体即是隐性纯合子。 (2)显性纯合子和杂合子的判断(设一对相对性状中，A为显性性状个体，B为隐性性状个体)：,1要根据题目给定的实验材料，选择合适的实验方法。对于植物体，定义法(或杂交法)、自交法和测交法，均可采用；而对于动物体，无法采用自交法。 2纯合子自交后代全是纯合子，但不同纯合子杂交，后代为杂合子。杂合子自交后代会出现性状分离，且后代中有纯合子出现。,1.概率计算的方法 (1)用经典公式计算： 概率(某性状或遗传因子组合数/总组合数)100%。 (2)用配子的概率计算：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概率相乘，相关个体的概率相加即可。,概率计算的方法和案例分析,2概率计算的类型 (1)已知亲代遗传因子组成，求子代某一性状出现的概率。 实例：两只白羊生了两只白羊和一只黑羊，如果它们再生一只小羊，其毛色是白色的概率是多少？ 分析：白羊白羊黑羊和白羊，推出白色为显性，黑色为隐性，亲本为杂合子。设用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，黑羊为bb。 方法：用分离比直接推出。 BbBb1BB:2Bb:1bb，可推知后代是白色的概率是BBBb1/41/23/4。,(2)亲代遗传因子未确定，亲子代某一性状发生的概率。 实例：一对夫妇均正常，且他们的双亲也都正常，但双方都有一个患白化病的兄弟。求他们婚后生白化病孩子的几率是多少。 分析：解答此题分三步进行。(设用A、a表示遗传因子),1.概念不同 (1)自交是指遗传因子组成相同的个体交配，植物是自花传粉。 (2)自由交配是指群体中不同个体随机交配，遗传因子组成相同或不同的个体之间都要进行交配。,自交和自由交配的区别,2交配组合种类不同 若某群体中有遗传因子组成为AA、Aa和aa的个体： (1)自交方式有AAAA、AaAa、aaaa三种 。 (2)自由交配方式有AAAA、AaAa、aaaa、AAAa、AAaa、Aaaa六种。 (3)示例：已知果蝇的长翅和残翅是一对相对性状。现让纯种长翅果蝇和纯种残翅果蝇杂交，F1全是长翅，F1自交产生F2，将F2中的长翅个体全部取出，让雌雄个体自由交配，求后代中长翅果蝇所占的比例。,分析：长翅为显性性状，F2中长翅遗传因子组成为AA或Aa，分别占1/3和2/3。 方法一：F2中长翅果蝇自由交配有四种组合方式： 因此后代中长翅果蝇比例为：1/92/92/93/98/9。 方法二：F2中只有AaAa的后代才出现残翅果蝇，故残翅果蝇所占比例为2/3Aa2/3Aa2/32/31/41/9，则长翅果蝇所占比例为11/98/9。,探究点 实验材料的选择分离定律的应用 案例 玉米是遗传实验经常用到的材料，在自然状态下，花粉既可以落到同一植株的柱头上，也可以落到其他植株的柱头上(如图所示)。请回答下列有关问题：,(1)请列举玉米作为遗传实验材料的优点： _ _ (2)玉米的高茎对矮茎为显性。为探究一高茎玉米植株的果穗上所结子粒的遗传因子组成，某同学选取了该玉米果穗上2粒种子单独隔离种植，观察记录并分别统计后代植株的性状，结果后代全为高茎，该同学即判断玉米果穗所有子粒为纯种。你认为科学吗？理由是什么？ _。,(3)玉米的常态叶与皱叶是一对相对性状。某研究性学习小组计划以自然种植多年后收获的一批常态叶与皱叶玉米的种子为材料，通过实验判断该相对性状的显隐性。 甲同学的思路是随机选取等量常态叶与皱叶玉米种子各若干粒，分别单独隔离种植，观察子一代性状：若子一代发生性状分离，则亲本为_性状；若子一代未发生性状分离，则_。 乙同学的思路是随机选取等量常态叶与皱叶玉米种子各若干粒，种植，杂交，观察子代性状，请帮助预测实验结果及得出相应结论。 _。,标准答案 (1)相对性状明显，易于区分；生长繁殖周期短；能自花传粉也能异花传粉(至少两点) (2)不科学。选择样本太少，实验有一定的偶然性，不能代表全部子粒的遗传因子组成 (3)显性 分别从子代中各取出等量若干玉米种子，进行种植和杂交，观察后代的叶片性状，表现出的叶形为显性性状，未表现出的叶形为隐性性状 若后代表现一种叶形，则该叶形为显性性状，另一种为隐性性状；若后代既有常态叶又有皱叶，则不能作出判断,方法警示 得分要点： (1)必须是“相对性状明显，易于区分；生长繁殖周期短；能自花传粉也能异花传粉。” (2)必须是“不科学”，并回答出理由。 (3)必须是“等量若干玉米种子”“杂交”“观察后代的叶片性状”。,错因案例 (1)错答为：“自花传粉，闭花受粉”。(错因：对玉米的生殖结构不了解，生搬硬套豌豆的特点) (2)错答为：“科学”。(错因：忽略了孟德尔实验中大量的数据统计) (3)不会组织答案。(错因：对不发生性状分离时说明都是纯合子的信息没有提取出来),技法提炼 (1)遗传实验材料的选择： 实验材料必须具有实验目的所要求的多个特点：必须繁殖周期短，若以部分哺乳动物为材料，观察到实验现象需要较长的时间，延长了实验的周期，所以观察生殖周期较短的生物，如豌豆、玉米、果蝇等。有多对易于区分的性状，有利于观察性状的分离比，确定实验的结果。,(2)确定个体或种子遗传因子组成的方法： 确定个体遗传因子组成的方法有两种： 自交法：题干中所用的方法； 测交法：显性个体与隐性纯合子杂交的方法。 但上述两种方法的前提条件就是所取的实验材料要足够多，否则会出现一定的偶然性，实验结果不具科学性，没有说服力。,(3)确定相对性的显隐性关系： 常用方法有两种，一是自交法：如题干中(3)的方法，若子一代发生性状分离，则亲本为显性性状；若子一代未发生性状分离，则说明两个亲本均为纯合子，只能用第二种方法：杂交法。,
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