2019-2020年高考生物一轮（回扣基础+核心突破+命题探究）5.15孟德尔的豌豆杂交实验(一)教学案 新人教版.DOC

2019-2020年高考生物一轮（回扣基础+核心突破+命题探究）5.15孟德尔的豌豆杂交实验(一)教学案 新人教版1 涵盖范围本单元包括必修2第一章孟德尔的两个豌豆杂交实验，即遗传的两大定律和第二章基因在染色体上与伴性遗传。2考情分析(1)考查力度高考中不但必考而且所占比重最大的部分。(2)考查内容两大定律的有关计算，学会用分离定律去解决自由组合定律的计算。两大定律与减数分裂的联系。两大定律与育种实践和人类遗传病的联系。伴性遗传的特点及有关概率的计算。假说演绎法和类比推理法的实验思想。(3)考查题型选择题考查两大定律的简单计算、适用范围及一些基本概念。计算题考查自由组合定律的概率问题。实验题考查显隐性性状，纯合子、杂合子的判断及基因位置的确定。3复习指导(1)复习线索以基因与性状的关系为线索，系统复习遗传的有关概念。以孟德尔豌豆杂交实验为线索，系统复习两大定律的实质及实践应用，尤其与减数分裂的联系。以色盲的遗传为主线，全面比较分析各种遗传病的特点和判断及概率计算。(2)复习方法借助假说演绎法，理解两大定律的发现历程。注重解题方法和规律的总结运用。遗传系谱和遗传图解的比较。第15讲孟德尔的豌豆杂交实验(一)考纲要求1.基因的分离定律()。一、一对相对性状的杂交实验提出问题1 异花传粉的步骤：。(去雄，套袋处理，人工授粉)2 常用符号及含义P：亲本；F1：子一代；F2：子二代；：杂交；：自交；：母本；：父本。3过程图解P纯种高茎纯种矮茎 F1高茎 F2高茎矮茎 比例 3 14归纳总结：(1)F1全部为高茎；(2)F2发生了性状分离。判一判1孟德尔在豌豆开花时进行去雄和授粉，实现亲本的杂交()2豌豆的高茎和矮茎是一对相对性状()3生物体能表现出来的性状就是显性性状，不能表现出来的性状就是隐性性状()4性状分离是子代同时出现显性性状和隐性性状的现象()二、对分离现象的解释提出假说1 理论解释(1)生物的性状是由遗传因子决定的。(2)体细胞中遗传因子是成对存在的。(3)在形成生殖细胞时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中，配子中只含有每对遗传因子中的一个。(4)受精时，雌雄配子的结合是随机的。2遗传图解解惑F1配子的种类有两种是指雌雄配子分别为两种(D和d)，D和d的比例为11，而不是雌雄配子的比例为11。三、对分离现象解释的验证演绎推理1验证的方法：测交实验，选用F1和隐性纯合子作为亲本，目的是为了验证F1的基因型。2遗传图解思考孟德尔验证实验中为什么用隐性类型对F1进行测交实验？提示隐性纯合子产生的配子只含有一种隐性配子，能使F1中含有的基因，在后代中全表现出来，分析测交后代的性状表现即可推知被测个体产生的配子种类。四、分离定律的实质及发生时间得出结论1实质：等位基因随同源染色体的分开而分离。(如图所示)2时间：减数第一次分裂后期。考点一基因分离定律的相关概念、研究方法及实质1完善下面核心概念之间的联系2孟德尔在探索遗传规律时，运用了“假说演绎法”，其中属于假说的内容是“生物性状是由遗传因子决定的”、“体细胞中遗传因子成对存在”、“配子中遗传因子成单存在”、“受精时雌雄配子随机结合”。属于演绎推理的内容是F1(Dd)能产生数量相等的两种配子(Dd11)。3观察下列图示，回答问题：(1)能正确表示基因分离定律实质的图示是C。(2)基因分离定律的细胞学基础是同源染色体分离。(3)适用范围真核生物有性生殖的细胞核遗传。一对等位基因控制的一对相对性状的遗传。4总结一对相对性状遗传实验中的相关种类和比例(1)F1(Dd)的配子种类和比例：2种(D、d)，11。(2)F2的基因型种类和比例：3种(DD、Dd、dd)，121。(3)F2的表现型种类和比例：2种(显性、隐性)，31。(4)F1的测交后代基因型种类和比例：2种(Dd、dd)，11。(5)F1的测交后代表现型种类和比例：2种(显性、隐性)，11。易错警示孟德尔遗传规律出现特定分离比的4个条件(1)所研究的每一对相对性状只受一对等位基因控制，且相对性状为完全显性。(2)每一代不同类型的配子都能发育良好，且不同配子结合机会相等。(3)所有后代都处于比较一致的环境中，且存活率相同。(4)供实验的群体要大，个体数量要足够多。1 水稻中非糯性(W)对糯性(w)为显性，非糯性品系所含淀粉遇碘呈蓝黑色，糯性品系所含淀粉遇碘呈红褐色。下面是对纯种的非糯性与糯性水稻的杂交后代进行观察的结果，其中能直接证明孟德尔的基因分离定律的一项是()A杂交后亲本植株上结出的种子(F1)遇碘全部呈蓝黑色BF1自交后结出的种子(F2)遇碘后，3/4呈蓝黑色，1/4呈红褐色CF1产生的花粉遇碘后，一半呈蓝黑色，一半呈红褐色DF1测交所结出的种子遇碘后，一半呈蓝黑色，一半呈红褐色答案C解析基因分离定律的实质：杂合子减数分裂形成配子时，等位基因分离，分别进入两个配子中去，独立地随配子遗传给后代，由此可知，分离定律的直接体现是等位基因分别进入配子中去。2 蜜蜂的雄蜂是由未受精的卵细胞发育而成的，雌蜂是由受精卵发育而成的。蜜蜂的体色，褐色对黑色为显性，控制这一相对性状的基因位于常染色体上。现有褐色雄蜂与黑色蜂王杂交产生F1，在F1的雌雄个体交配产生的F2中，雄蜂的体色是_、比例是_，依上述现象可证明基因的_定律。答案褐色和黑色11分离解析一对相对性状杂合子两种配子比例11得出结论分离定律实质。若用B、b表示控制蜜蜂体色的基因，由题意可知，亲代中褐色雄蜂基因型是B，黑色蜂王基因型是bb，那么F1中雌、雄蜂基因型分别为Bb、b，由于F1中雌蜂能产生数量相等的B、b两种卵细胞，故发育成的F2中雄蜂的体色及比例为褐色黑色11。依此可验证基因的分离定律。技法提炼验证基因分离定律的方法基因分离定律的鉴定方法要依据基因分离定律的实质来确定。1测交法：让杂合子与隐性纯合子杂交，后代的性状分离比为11。2杂合子自交法：让杂合子自交(若为雌雄异体或雌雄异株个体，采用同基因型的杂合子相互交配)，后代的性状分离比为31。3花粉鉴定法：取杂合子的花粉，对花粉进行特殊处理后，用显微镜观察并计数，可直接验证基因的分离定律。4花药离体培养法：将花药离体培养，只统计某一种性状，其性状分离比为11。上述四种方法都能揭示分离定律的实质，但有的操作简便，如自交法；有的能在短时间内做出判断，如花粉鉴定法等。由于四种方法各有优缺点，因此解题时要根据题意选择合理的实验方案(对于动物而言，常采用测交法)。考点二显隐性的判断、纯合子和杂合子的鉴定及基因型、表现型的推导1显隐性的判断(1)根据子代性状判断具有相对性状的亲本杂交，不论正交、反交，若子代只表现一种性状，则子代所表现出的性状为显性性状。具有相同性状的亲本杂交，若子代出现了不同性状，则子代出现的不同于亲本的性状为隐性性状。(2)根据子代性状分离比判断：两亲本杂交，若子代出现31的性状分离比，则“3”的性状为显性性状。(3)遗传系谱图中的显隐性判断：若双亲正常，子代有患者，则为隐性遗传病；若双亲患病，子代有正常者，则为显性遗传病。提醒若以上方法无法判断时，可以用假设法来判断性状的显隐性。在运用假设法判断显性性状时，若出现假设与事实相符的情况，要注意两种性状同时作假设或对同一性状作两种假设，切不可只根据一种假设得出片面的结论。但若假设与事实不相符，则不必再作另一假设，可直接予以判断。2纯合子和杂合子的鉴定(1)测交法(在已确定显隐性性状的条件下)待测个体隐性纯合子子代结果分析(2)自交法：待测个体子代结果分析(3)花粉鉴定法待测个体花粉结果分析(4)单倍体育种法待测个体花粉幼苗秋水仙素处理获得植株结果分析3基因型和表现型的推导(1)由亲代推断子代的基因型、表现型(正推型)亲本子代基因型种类及比例子代表现型种类及比例AAAAAA全为显性AAAaAAAa11全为显性AAaaAa全为显性AaAaAAAaaa121显性隐性31AaaaAaaa11显性隐性11aaaaaa全为隐性(2)由子代推断亲代的基因型(逆推型)基因填充法。先根据亲代表现型写出能确定的基因，如显性性状的基因型可用A_来表示，那么隐性性状的基因型只有一种aa，根据子代中一对基因分别来自两个亲本，可推出亲代中未知的基因。隐性纯合突破法。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)，因此亲代基因型中必然都有一个a基因，然后再根据亲代的表现型进一步判断。根据分离定律中规律性比值直接判断(用基因B 、b表示)组合后代显隐性关系双亲基因型显性隐性31BbBb显性隐性11Bbbb只有显性性状BBBB，BBBb，BBbb只有隐性性状bbbb易错警示测交与自交的应用范围：测交与自交的选取视生物类型而定：鉴定某生物个体是纯合子还是杂合子，当被测个体是动物时，常采用测交法；当被测个体是植物时，测交法、自交法均可以，但自交法较简单。3南瓜果实的黄色和白色是由一对等位基因(A和a)控制的，用一株黄色果实南瓜和一株白色果实南瓜杂交，子代(F1)既有黄色果实南瓜也有白色果实南瓜，让F1自交产生的F2表现型如图所示。下列说法不正确的是()A由可知黄果是隐性性状B由可以判定白果是显性性状CF2中，黄果与白果的理论比例是53DP中白果的基因型是aa答案D解析首先判断亲本中白果为显性且为杂合子。F1中黄果和白果各占，再分别自交，F2中黄果占，白果占。4果蝇灰身(B)对黑身(b)为显性，现将纯种灰身果蝇与黑身果蝇杂交，产生的F1代再自交产生F2代，将F2代中所有黑身果蝇除去，让灰身果蝇自由交配，产生F3代。则F3代中灰身与黑身果蝇的比例是()A31 B51 C81 D91答案C解析F2中的基因型应为BB、Bb、bb，当除去全部黑身后，所有灰身基因型应为BB、Bb，让这些灰身果蝇自由交配时，按哈迪温伯格定律，先求出两种配子的概率：B2/3，b1/3，则bb1/9，B_8/9。互动探究若将上题改动如下，重新计算结果动物体不能称自交：(1)让灰身果蝇进行基因型相同的个体交配，则F3中灰身黑身_。(2)若F2代中黑身果蝇不除去，让果蝇进行自由交配，则F3中灰身黑身_。(3)若F2代中黑身果蝇不除去，让基因型相同的果蝇个体杂交，则F3中灰身黑身_。答案(1)51(2)31(3)53解析(1)F2中BB 1/3，Bb 2/3，基因型相同的个体交配即可求出bb，则B_5/6；(2)F2代中B配子概率，b，则bb，B_3/4；(3)F2中BBBbbb121，基因型相同的个体交配bb(bb)(Bb)3/8，则B_5/8。技法提炼自交与自由交配的区别1自交强调的是相同基因型个体的交配，如基因型为AA、Aa群体中自交是指：AAAA、AaAa。2自由交配强调的是群体中所有个体进行随机交配，如基因型为AA、Aa群体中自由交配是指：AAAA、AaAa、AAAa、AaAA。考点三分析基因分离定律的异常情况一、不完全显性导致比例改变例1一对灰翅昆虫交配产生的91只后代中，有黑翅22只，灰翅45只，白翅24只。若黑翅与灰翅昆虫交配，则后代中黑翅的比例最有可能是()A33% B50% C67% D100%解析根据后代的性状和比例可以分析，昆虫翅色的遗传属于不完全显性遗传，中间性状灰色为杂合子(Aa)，黑色性状为纯合子(AA或aa)，黑翅与灰翅交配，后代中黑翅的比例为50%。答案B点拨(1)不完全显性：如红花AA、白花aa，若杂合子Aa开粉红花，则AAaa杂交再自交，F2代性状比为红花粉红花白花121，不再是31。(2)当子代数目较少时，不一定符合预期的分离比。如两只杂合黑豚鼠杂交，生下的4只小豚鼠不一定符合3黑1白，有可能只有黑色或只有白色，也有可能既有黑色又有白色，甚至还可能3白1黑。二、显性或隐性纯合致死导致比例改变例2无尾猫是一种观赏猫。猫的无尾、有尾是一对相对性状，其遗传符合基因的分离定律。为了选育纯种的无尾猫，让无尾猫自由交配多代，但发现每一代中总会出现约1/3的有尾猫，其余均为无尾猫。由此推断正确的是()A猫的有尾性状是由显性基因控制的B自由交配后代出现有尾猫是基因突变所致C自由交配后代无尾猫中既有杂合子又有纯合子D无尾猫与有尾猫杂交后代中无尾猫约占1/2解析依题意可知：猫的无尾是显性性状，且表现出显性纯合致死。无尾猫自由交配后代中的无尾猫全部是杂合子，有尾猫的出现是隐性基因所致。无尾猫与有尾猫杂交属于测交，后代中无尾猫和有尾猫各约占1/2。答案D例3已知某环境条件下某种动物的AA和Aa个体全部存活，aa个体在出生前会全部死亡。现有该动物的一个大群体，只有AA、Aa两种基因型，其比例为12。假设每对亲本只交配一次且成功受孕，均为单胎。在上述环境条件下，理论上该群体随机交配产生的第一代中AA和Aa的比例是()A11 B12 C21 D31解析由已知条件可知：AAAa12，在该群体中A2/3，a1/3，所以后代中AA4/9，Aa22/31/34/9，aa致死，所以理论上AAAa11。答案A点拨某些致死基因导致性状分离比的变化：(1)若某一性状的个体自交总出现特定的比例21，而非正常的31，则推断是显性纯合致死，并且显性性状的个体(存活的)有且只有一种基因型(Aa)杂合子。(2)某些致死基因导致遗传分离比变化：隐性致死：隐性基因存在于同一对同源染色体上时，对个体有致死作用。如镰刀型细胞贫血症(红细胞异常，使人死亡)；植物中的白化基因，使植物不能形成叶绿素，从而不能进行光合作用而死亡。显性致死：显性基因具有致死作用，如人的神经胶症基因(皮肤畸形生长，智力严重缺陷，出现多发性肿瘤等症状)。显性致死又分为显性纯合致死和显性杂合致死，若为显性纯合致死，杂合子自交后代显隐21。配子致死：指致死基因在配子时期发生作用，从而不能形成有生活力的配子的现象。三、某一基因型在雌、雄(或男、女)个体中表现型不同(从性遗传)例4已知绵羊角的表现型与基因型的关系如下表，下列判断正确的是()基因型HHHhhh公羊的表现型有角有角无角母羊的表现型有角无角无角A.若双亲无角，则子代全部无角B若双亲有角，则子代全部有角C若双亲基因型为Hh，则子代有角与无角的数量比为11D绵羊角的性状遗传不遵循基因的分离定律解析绵羊角的性状遗传受一对等位基因的控制，遵循基因的分离定律。无角双亲可能是Hh的母羊和hh的公羊，其后代中1/2的基因型为Hh，如果是公羊，则表现为有角；有角的双亲可能是HH的母羊和Hh的公羊，其后代中基因型为Hh的母羊表现为无角；若双亲基因型为Hh，则子代HH、Hh、hh的比例为121，HH的表现有角，hh的表现无角，Hh的公羊有角，母羊无角，有角与无角的数量比为11。答案C点拨解决从性遗传的突破口若杂合子如Hh在雌、雄个体中表现型有区别，解题时找雌、雄个体中表现型只有一种基因型的作为突破口，如本题中公羊的无角为hh，而母羊则找有角，只有一种基因型HH。四、复等位基因例5紫色企鹅的羽毛颜色是由复等位基因决定的。Pd深紫色、Pm中紫色、Pl浅紫色、Pvl很浅紫色(接近白色)。其显隐性关系是：PdPmPlPvl(前者对后者为完全显性)。若有浅紫色企鹅(PlPvl)与深紫色企鹅交配，则后代小企鹅的羽毛颜色和比例可能是()A1中紫色1浅紫色B2深紫色1中紫色1浅紫色C1深紫色1中紫色D1深紫色1中紫色1浅紫色1很浅紫色解析深紫色个体的基因型为PdPd时，子代全为深紫色；深紫色个体的基因型为PdPm时，子代的性状分离比为1深紫色1中紫色；深紫色个体的基因型为PdPl时，子代的性状分离比为1深紫色1浅紫色；深紫色个体的基因型为PdPvl时，子代的性状分离比为2深紫色1浅紫色1很浅紫色。答案C点拨复等位基因尽管有多个，但遗传时仍符合分离定律，彼此之间有显隐性关系，表现特定的性状，最常见的如人类ABO血型的遗传，涉及到三个基因IA、IB、i，组成六种基因型：IAIA、IAi、IBIB、IBi、IAIB、ii。案例投影序号错因分析正确答案表述不清楚同意第二种观点漏掉了表示世代的符号遗传图解：正交PGeGe gege正常胚巨胚F1 Gege正常胚反交Pgege GeGe巨胚正常胚F1 Gege正常胚漏掉了杂交符号书写基因型不规范缺少正交或反交已知图解只能排除第一种观点，但不能肯定第二种观点采用正交和反交，不论为胚发育提供营养的母本是巨胚(gege)还是正常胚(GeGe)，F1基因型都为Gege，都表现为正常胚。说明第二种观点正确(其他答案合理亦可)教师备课资源1遗传学研究中几种交配类型的比较交配类型含义应用杂交泛指两个体之间的交配过程。通常是指不同基因型的生物个体间相互交配可将不同优良性状集中到一起；用于显、隐性性状的判断自交狭义的自交是指一个体产生的雌、雄配子结合并发育为下一代的过程；也泛指两基因型相同个体之间的交配可不断提高种群中纯合子的比例；可用于植物纯合子、杂合子的鉴定测交F1与隐性类型相交，从而测定F1的基因组成检测待测个体基因型，如对动物纯合子、杂合子的鉴定；检测待测个体所产生的配子种类正交和反交双亲互为父、母本的杂交方式。在核遗传中，正、反交结果是一致的，即子代均表现显性性状；而细胞质遗传则表现为不论正交、反交，子一代均表现母本性状母系遗传检验是细胞核遗传还是细胞质遗传2.相同基因、等位基因、非等位基因、复等位基因(1)相同基因：同源染色体相同位置上控制同一性状的基因。如图中A和A就叫相同基因。(2)等位基因：同源染色体的同一位置控制相对性状的基因。如图中B和b、C和c、D和d就是等位基因。(3)非等位基因：非等位基因有两种情况。一种是位于非同源染色体上的非等位基因，符合自由组合定律，如图中A和D；还有一种是位于同源染色体上的非等位基因，如图中A和b。(4)复等位基因：若同源染色体上同一位置上的等位基因的数目在两个以上，称为复等位基因。如人类ABO血型系统中的IA、i、IB三个基因，ABO血型由这三个复等位基因决定。因为IA对i是显性、IB对i是显性，IA和IB是共显性，所以基因型与表现型的关系只能是：IAIA、IAiA型血；IBIB、IBiB型血；IAIBAB型血；iiO型血。3杂合子连续自交n代后，纯合子与杂合子所占比例的计算当杂合子(Aa)连续自交n代后，后代中的杂合子(Aa)所占比例为1/2n，纯合子(AAaa)所占比例为11/2n，其中AA、aa所占比例分别为(11/2n)1/2。当n无限大时，纯合子概率接近100%。这就是自花传粉植物(如豌豆)在自然情况下一般为纯合子的原因。如图曲线表示随着自交代数的变化，纯合子、杂合子所占比例的变化。从图表可解读以下信息：(1)具有一对相对性状的杂合子自交，后代中纯合子的比例随自交代数的增加而增大，最终接近于1，且显性纯合子和隐性纯合子各占一半。(2)具有一对相对性状的杂合子自交，后代中杂合子比例随自交代数的增加而递减，每代递减50%，最终接近于零。(3)由该曲线得到的启示：在育种过程中，选育符合人们要求的显性个体，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。4合理设计显隐性判断的杂交实验5果实各部分的来源及相关的基因型果实各部分的来源如下：子房果实由此可见，果实的各部分结构的来源有所不同。子房壁、珠被原本属于母本植株雌蕊的结构，故果皮与种皮也应归属于母本体细胞，其基因型应与母本植株一致。然而，种子的胚与胚乳则不同。胚是由受精卵发育而来的；胚乳是由受精极核发育而来的。因此，胚与胚乳的基因型应取决于卵细胞、极核与精子。父本与母本植株正交与反交时：胚的基因型(F1)一致，但胚乳的基因型不一致，如下图所示：