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

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第2課時(shí)　孟德爾獲得成功的原因　基因的分離定律的應(yīng)用 學(xué)習(xí)目標(biāo) 知識(shí)概覽(教師用書獨(dú)具) 1．分析孟德爾遺傳實(shí)驗(yàn)的科學(xué)方法。(重點(diǎn)) 2．運(yùn)用基因的分離定律解釋一些遺傳現(xiàn)象。(難點(diǎn)) [自 主 預(yù) 習(xí)探 新 知] 一、孟德爾獲得成功的原因 1．正確選用實(shí)驗(yàn)材料：豌豆。 (1)豌豆是嚴(yán)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(duì)性狀。 (3)子代個(gè)體數(shù)量多，便于數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)。 2．采取單一變量研究法：由單因子到多因子，由簡到繁的實(shí)驗(yàn)過程。 3．應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。 4．科學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的程序： 5．巧妙設(shè)計(jì)了測交實(shí)驗(yàn)：以雜交子一代的個(gè)體再與隱性純合子進(jìn)行測交。 二、基因分離定律的應(yīng)用 1．能正確解釋生物界的某些遺傳現(xiàn)象。 2．預(yù)測雜交后代的類型及各種類型出現(xiàn)的概率。 (1)應(yīng)用于育種實(shí)踐 在雜交育種中，首先按照育種目標(biāo)，選擇親本進(jìn)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(yīng)用于醫(yī)學(xué)實(shí)踐 在醫(yī)學(xué)實(shí)踐中，人們常利用基因分離定律對(duì)遺傳病的基因型和發(fā)病概率作出科學(xué)的推斷。 [基礎(chǔ)自測] 1．判斷對(duì)錯(cuò) (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(gè)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(xué)的奠基人孟德爾之所以在研究遺傳規(guī)律時(shí)獲得了巨大成功，關(guān)鍵在于他在實(shí)驗(yàn)的過程中選擇了正確的方法。下列各項(xiàng)中，除哪一項(xiàng)外均是他獲得成功的重要原因？(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：01632056】 A．先只針對(duì)一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳情況進(jìn)行研究，然后再研究多對(duì)相對(duì)性狀的遺傳情況 B．選擇了嚴(yán)格自花受粉的豌豆作為實(shí)驗(yàn)材料 C．選擇了多種植物作為實(shí)驗(yàn)材料，做了大量的實(shí)驗(yàn) D．應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法對(duì)結(jié)果進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析 C　[孟德爾成功的原因是他正確地選擇了豌豆作為實(shí)驗(yàn)材料，他先只針對(duì)一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳情況進(jìn)行研究，然后再擴(kuò)展到多對(duì)相對(duì)性狀，并運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果等。] 3．將具有一對(duì)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(duì)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(duì)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?yàn)閍a。 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(duì)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(yùn)用上表直接逆推，如 F1 ②隱性突破法：如果子代中有隱性個(gè)體存在，它往往是逆推過程中的突破口。因?yàn)殡[性個(gè)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(gè)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(duì)基因分別來自兩個(gè)親本，推出未知部分即可。 2．遺傳概率的計(jì)算 (1)用經(jīng)典公式計(jì)算：概率＝100%。 (2)用配子的概率計(jì)算：先計(jì)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(gè)體的概率相加即可。 (3)實(shí)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(jì)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(jì)算“三步走” →→ [典例通關(guān)] 南瓜的花色是由一對(duì)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(diǎn)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(xué)活用] 1．番茄果實(shí)的顏色由一對(duì)基因A、a控制，下表是關(guān)于番茄果實(shí)顏色的3個(gè)雜交實(shí)驗(yàn)及其結(jié)果。下列分析正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：01632057】 實(shí)驗(yàn)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(shí)顏色中，黃色為顯性性狀 B．實(shí)驗(yàn)1的親本基因型：紅果為AA，黃果為aa C．實(shí)驗(yàn)2的F1紅果番茄均為雜合子 D．實(shí)驗(yàn)3的F1中黃果番茄的基因型可能是AA或Aa C　[根據(jù)實(shí)驗(yàn)1或?qū)嶒?yàn)3都可以確定紅果是顯性性狀。實(shí)驗(yàn)1的親本基因型：紅果為Aa，黃果為aa；實(shí)驗(yàn)2的F1紅果番茄都為Aa；實(shí)驗(yàn)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(dǎo)學(xué)號(hào)：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(duì)相對(duì)性狀，由一對(duì)等位基因B、b控制。現(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(duì)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(duì)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(gè)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(yīng)用 背景材料 人眼的虹膜有褐色和藍(lán)色的，褐色由顯性基因控制，藍(lán)色由隱性基因控制?，F(xiàn)有一個(gè)藍(lán)眼男人與一個(gè)褐眼女人(這個(gè)女人的母親是藍(lán)眼)結(jié)婚。 [思考交流] 1．這對(duì)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(lán)色。 3．他們生出一個(gè)藍(lán)眼女兒的概率是多少？ 提示：藍(lán)眼女兒的概率為(藍(lán)色)(女兒)＝。 1．基因分離定律的應(yīng)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病；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(dǎo)農(nóng)作物的育種實(shí)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(gè)純合的不同性狀個(gè)體雜交后代就是雜合子，但每年都要育種。 (3)預(yù)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(gè)體 隱性性狀個(gè)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(biāo)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(gè)體(顯性)，可進(jìn)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(gè)體的交配；而自由交配是指一個(gè)群體中的雄性和雌性個(gè)體隨機(jī)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(shí)隱性類型所占比例為得aa＝aa。而自由交配時(shí)隱性類型應(yīng)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(cuò)誤的是(　　) A．白色對(duì)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(gè)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(diǎn)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?yàn)?和5都是白色個(gè)體，但它們生有一個(gè)黑色的后代6，故白色對(duì)黑色為顯性，A正確；因?yàn)楹谏珵殡[性，所以凡是黑色個(gè)體均為隱性純合子，基因型是aa，B正確；因?yàn)?和5均為顯性個(gè)體，所以它們都有一個(gè)顯性基因A，又因?yàn)樗鼈兩泻谏蟠粤硪粋€(gè)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(gè)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(gè)白色雄性山羊的概率＝＝，C錯(cuò)；因?yàn)?和5基因型都是Aa，故白色個(gè)體7的基因型及比例分別是AA和Aa，D正確。] 　(1)圖中1～7號(hào)個(gè)體，基因型一定為雜合子有哪些？ 提示：1、4、5。 (2)若7號(hào)是雄性，如何判斷其是純合子還是雜合子？ 提示：讓7號(hào)雄性個(gè)性與多只黑色雌性個(gè)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(xué)活用] 1．低磷酸酯酶癥是一種遺傳病，一對(duì)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(duì)夫婦生育一個(gè)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(gè)正常孩子是純合子的概率是6/11。] 2．有一種嚴(yán)重的椎骨病是由隱性基因引起的。一對(duì)正常夫婦生了一個(gè)有病的女兒和一個(gè)正常的兒子，則該兒子攜帶致病基因的可能性是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：01632059】 A. B. C. D. C　[表現(xiàn)正常的夫婦生了一個(gè)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(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)固 雙 基] 1．豌豆作為實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)不包括(　　) A．異花傳粉，在自然狀態(tài)下都是純種 B．具有多對(duì)容易區(qū)分的相對(duì)性狀 C．結(jié)種子多，便于對(duì)子代的統(tǒng)計(jì)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(shí)驗(yàn)，探索遺傳規(guī)律，他采用了嚴(yán)格的科學(xué)方法，下列哪項(xiàng)是正確的(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：01632060】 A．“一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳實(shí)驗(yàn)和結(jié)果”……分析問題，提出假說 B．“測交實(shí)驗(yàn)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(duì)分離現(xiàn)象的解釋”……分析問題，提出假說 D　[孟德爾科學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)程序，“一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳實(shí)驗(yàn)和結(jié)果”是發(fā)現(xiàn)問題，獲得數(shù)據(jù)；“對(duì)分離現(xiàn)象的解釋”是分析問題，提出假說；“測交實(shí)驗(yàn)和結(jié)果”是驗(yàn)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(duì)遺傳因子控制的，對(duì)一個(gè)純合顯性親本與一個(gè)純合隱性親本雜交產(chǎn)生的F1，進(jìn)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(shè)莖稈高矮由一對(duì)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(duì)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(duì)夫婦生出白化病孩子的概率是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：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(yīng)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(duì)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(hào)、9號(hào)的基因型分別是______和______。 (2)8號(hào)的基因型是______(概率為______)或______(概率為______)；10號(hào)的基因型是______(概率為______)或______(概率為______)。 (3)若8號(hào)與10號(hào)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(hào)個(gè)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(hào)的基因型是Aa，因此10號(hào)的基因型是1/3AA、2/3Aa；同理可以推出3號(hào)和4號(hào)的基因型都是Aa，所以8號(hào)個(gè)體的基因型是1/3AA、2/3Aa；若8號(hào)與10號(hào)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(shí)，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。