1.2孟德尔的豌豆杂交试验（二）课件-2020-2021学年高一下学期生物人教版必修2

孟德尔的豌豆杂交试验(二) 问题探讨 倘若我与你结婚,生下的孩子既有你的聪慧又有我的美貌,岂不是很好? 若他具有我的相貌和你的智商,那不就糟了? 2 问题探讨 很明显,美和丑、聪明和愚钝是两对相对性状,那两对相对性状是怎么遗传的呢? 3 两对相对性状的杂交实验 黄色圆粒 绿色皱粒 黄色圆粒 黄色圆粒 绿色圆粒 黄色皱粒 绿色皱粒 显性性状 隐性性状 ⊗ 4 两对相对性状的杂交实验 黄色圆粒 绿色圆粒 黄色皱粒 绿色皱粒 315 108 101 32 9 : 3 : 3 : 1 圆粒种子数 315+108=423 101+32=133 皱粒种子数 108+32=140 315+101=416 绿色种子数 黄色种子数 3:1 发现问题 5 两对相对性状的杂交实验 结论:豌豆的粒形、粒色的遗传都遵循基因的分离定律。 6 对自由组合现象的解释和验证 1、孟德尔首先假设:豌豆的圆粒和皱粒分别由遗传因子R、r控制,黄色和绿色分别由遗传因子Y、y控制。 那么,纯种的黄色圆粒和纯种的绿色皱粒豌豆的遗传因子组成如何表示? 黄色圆粒可用YYRR表示,绿色皱粒可用yyrr表示。 提出假说 7 两对相对性状的杂交实验 黄色圆粒:YYRR 绿色皱粒:yyrr 问:上述两个亲本产生的配子又是如何表示的? 配子分别是YR和yr YyRr 黄色圆粒 F1的遗传因子组成就是: 性状表现是: 8 两对相对性状的杂交实验 Y r R r R y 那么,F1能产生几种配子?分别是什么? 2、孟德尔再假设:F1在产生配子时,每对遗传因子彼此分离,不同对的遗传因子可以自由组合。 YR yr Yr yR 1:1:1:1 Y R y r 9 10 两对相对性状的杂交实验 YY RR yy rr Yy RR YY Rr Yy Rr Yy Rr Yy Rr Yy Rr Yy RR YY Rr yy RR yy Rr yy Rr YY rr Yy rr Yy rr F1配子 YR yr yR Yr YR yr yR Yr 性状比 黄色圆粒(Y_R_)占_ 绿色圆粒(yyR_)占 _ 黄色皱粒(Y_rr)占 _ 绿色皱粒(yyrr)占 _ 9/16 3/16 3/16 1/16 亲本类型_占_ 重组类型_占_ 11 两对相对性状的杂交实验 YY RR yy rr Yy RR YY Rr Yy Rr Yy Rr Yy Rr Yy Rr Yy RR YY Rr yy RR yy Rr yy Rr YY rr Yy rr Yy rr F1配子 YR yr yR Yr YR yr yR Yr 纯合子(YYRR、YYrr、yyRR、yyrr)占_ 单杂合子(YYRr、YyRR、Yyrr、yyRr)占_ 双杂合子(YyRr)占_ 4/16 8/16 4/16 12 课堂小结 性状表现类型: 13 两对相对性状的杂交实验 上述解释是否正确呢? 演绎推理 孟德尔又设计了测交实验,让杂种子一代(YyRr)与隐形纯合子(yyrr)杂交。 14 15 对自由组合现象的解释和验证 F1黄色圆粒与双隐性类型绿色皱粒测交实验结果 1 1 1 1 表现型比 26 25 22 24 F1作父本 26 26 27 31 F1作母本 实际 子粒数 绿皱 绿圆 黄皱 黄圆 项目 测交后代表现型 实验验证 16 对自由组合现象的解释和验证 测交实验的结果符合预期的设想,因此证明解释是正确的。从而证实了: F1是杂合体,基因型为YyRr F1产生了YR、Yr、yR、yr四种类型、比值相等的配子 17 自由组合定律 控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合 得出结论 18 小结 自由组合 定律 杂交实验 理论解释 (假说) 测交验证 自由组合定律内容 F2性状表现类型及其比例为 子代性状表现类型及其比例为 (两对相对性状) 黄圆∶黄皱∶绿圆∶绿皱 ≈ 9∶3∶3∶1 F1在产生配子时,每对遗传因子彼此_,不同对的遗传因子可以_。 分离 自由组合 黄圆:黄皱:绿圆:绿皱 ≈ 1:1:1:1 假说—演绎法 19 课堂小结 1.遗传因子组合形式(9种): 20 课堂小结 2.性状表现类型: 21 随堂练习 1、基因型为AaBb的个体自交,子代中与亲代相同的基因型占总数的( ),双隐性类型占总数的( ) A.1/16 B.3/16 C.4/16 D.9/16 C A 2、具有两对相对性状的纯合子杂交,在F2中能稳定遗传的个体数占总数的( ) A.1/16 B.1/8 C.1/2 D.1/4 D 22 1. 正确选材: 豌豆 2. 研究方法正确: 由简单到复杂 (由单因素到多因素) 3. 统计方法正确: 采用统计学进行统计 4. 科学的实验程序: 假说——演绎法 格雷格尔∙孟德尔 1822—1884 孟德尔获得成功的原因 23 孟德尔遗传规律的再发现 基因 表现型 基因型 等位基因 孟德尔的“遗传因子” 生物个体所表现出来的性状 与表现型有关的基因组成 控制相对性状的基因 24 基因型是生物体性状表现的内在因素,表现型是基因的表现形式。 1. 表现型相同,基因型 2. 基因型相同,表现型 基因型与表现型的关系 表现型 = 基因型 + 环境 不一定相同。 如:高茎的基因型可以是DD或Dd 不一定相同。因为生物的生活环境也会影响生物的性状表现。 25 孟德尔遗传规律的应用 动植物育种: 在杂交育种中,人们有目的地用具有不同优良性状的两个亲本进行杂交,使两个亲本的优良性状结合在一起,再筛选出所需要的优良品种。 例1:现有两个不同品种的小麦,一个品种抗倒伏但易染条锈病(DDTT),另一个易倒伏但能抗条锈病(ddtt),如何获得既抗倒伏又抗条锈病的纯种(DDtt)? 26 动植物育种: DdTt 抗倒伏易染病 ddtt 易倒伏抗病 P DDTT 抗倒伏易染病 F1 ⨂ F2 D_T_ 抗倒伏易染病 ddT_ 易倒伏易染病 D_tt 抗倒伏抗病 ddtt 易倒伏抗病 ⨂ 连续自交,直到不再性状分离 杂交育种步骤 集优:通过杂交将控制优良性状的基因集中在同一个体上。 选育:子一代自交,从子二代中选出性状符合要求的个体。 选纯:符合要求的个体连续自交,直到不再出现性状分离。 孟德尔遗传规律的应用 27 孟德尔遗传规律的应用 分离定律和自由组合定律在生物的遗传中具有普遍性。 1.有助于人们正确地解释生物界普遍存在的遗传现象。 2.能够预测杂交后代的类型和他们出现的概率。 因而在动植物育种和医学实践等方面具有重要意义。 28 随堂练习 下面是对基因型和表现型关系的叙述,其中错误的是( ) A.表现型相同,基因型不一定相同 B.基因型相同,表现型一定相同 C.在相同生活环境中,基因型相同,表现型一定相同 D.在相同生活环境中,表现型相同,基因型不一定相同 B 29 课堂检测 【定向训练】 1.(2020 秦皇岛高一检测)如图表示豌豆杂交实验时F1自交产生F2的结果统计,有关说法不正确的是 ( ) A.这个结果能够说明黄色和圆粒是显性性状 B.这两对相对性状的遗传只遵循分离定律 C.F1的性状表现和遗传因子组成能确定 D.亲本的性状表现和遗传因子组成不能确定 √ 30 2.孟德尔豌豆杂交实验中,F2中出现了黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒和绿色皱粒四种表现类型,其比例为9∶3∶3∶1。与此无关的解释是 ( ) A.F1产生了4种比例相等的配子 B.雌配子和雄配子的数量相等 C.F1的4种雌、雄配子随机结合 D.必须有足量的F2个体 √ 课堂检测 31 分离定律 VS 自由组合定律 ①两大遗传定律在生物的性状遗传中_进行, _起作用。 ②分离定律是自由组合定律的_。 同时 同时 基础 遗传定律 研究的 相对性状 涉及的等位 基因 F1配子的 种类及比例 F2基因型种类及比例 F2表现型种类 及比例 分离定律 自由组合 定律 两对或 多对等位 基因 两对或 多对 一对 一对等位基因 2种 1∶1 4=22种 1:1:1:1 3种 1∶2∶1 9=32种 (1:2:1)2 2种 3∶1 4=22种9:3:3:1 32 自由组合解题技巧 两至多对相对性状的研究方法 单独处理,彼此相乘 1、先确定此题是否遵循基因的自由组合规律。 2、分解:将所涉及的两对(或多对)基因或性状分离开来,一对一对单独考虑,用基因的分离规律进行分析研究。 3、组合:将用分离规律分析的结果按一定方式进行组合或相乘。 33 例1: 某基因型为 AaBBCcDd 的生物个体产生配子类型的计算。 每对基因单独产生配子种类数是: (1)某个体产生配子的类型数等于各对基因单独形成的配子种数的乘积。 ①配子类型及概率的问题 Aa BB Cc Dd 2 1 2 2 = 8种 求:基因型为AaBbCc产生 ABC 配子的概率 (A) (B) (C)= 1/8(ABC) 34 ②配子间的结合方式问题 例2:基因型为AaBbCc与AaBbCC杂交过程中,配子间结合方式种类数 先求AaBbCc与AaBbCC各自产生多少种配子。 AaBbCc 8种配子 AaBbCC 4种配子 再求两亲本配子间的结合方式。 由于两性配子间结合是随机的,因而 AaBbCc与AaBbCC配子间有 8 4 = 32 种结合方式 35 ③基因型类型及概率的问题 例3:基因型为AaBbCc与AaBBCc杂交,其后代的基因型数 可分解为3个分离定律: Aa Aa 后代有3种基因型(1AA :2Aa :1aa) Bb BB 后代有2种基因型(1BB :1Bb) Cc Cc 后代有3种基因型(1CC :2Cc :1cc) A、由亲代求子代 AaBbCc与AaBBCc杂交,后代有 3 2 3 =18 种基因型 (2)任何两种基因型的亲本相交,产生的子代基因型的种类数 等于亲本各对基因型单独相交所产生基因型种类数的积。 36 表现型3:1:3:1可以看成(3:1) (1:1)或(1:1) (3:1) 从(3:1)逆推得到亲代为一对杂合自交类型(Aa Aa或Bb Bb) 从(1:1)逆推得到亲代为一对测交类型(Aa aa或Bb bb) 故所求个体的基因型为Aabb或aaBb B、由子代求亲代 基因型为AaBb的个体与某个体杂交,后代表现型4种,比例为3:1:3:1,求某个体的基因型(这两对基因遵循自由组合定律) 37 根据子代表现型推测亲本的基因型——逆推型 (1)基因填充法①据表现型写出大致基因型,不能写出的空出,如黄色圆粒豌豆 Y_R_②据亲子代基因传递关系,确定最终基因型,如:A_bb A_B_。后代存在aabb,请填空。 (2)根据子代表现型及比例子代表现型 拆 亲代基因型9:3:3:1 (3:1) AaBb AaBb1:1:1:1 (1:1) Aa aa ; 3:1:3:1 Aa aa ; Bb bb 子代表现型比例与亲代基因 子代表现型 9 :3:3 :1 (3 :1) (3 :1) Aa Bb Bb Aa 亲代基因型 1 :1:1 :1 (1 :1) (1 :1) Aa bb Bb aa Aa Bb bb aa 3 :1:3 :1 (1 :1) (3 :1) Aa bb Bb Aa Aa Bb Bb aa 3 :3:1 :1 (3 :1) (1 :1) Aa bb Bb Aa Aa Bb Bb aa 型的互推 分 将高秆(T)无芒(B)小麦与矮秆无芒小麦杂交,后代中出现高秆无芒、高秆有芒、矮秆有芒、矮秆无芒四种表现型,且比例为3∶1∶1∶3,则亲本的基因型为 A.TtBb ttBb B.ttBB TtBB C. TTBB TtBb D.TTBb TtBb ④表现类型及概率的问题 AaBbCc与AabbCc杂交,其后代可能的表现型数 Aa Aa 后代有2种表现型(3A— : 1aa) Bb bb 后代有2种表现型(1Bb : 1bb) Cc Cc 后代有2种表现型(3C— : 1cc) AaBbCc与AabbCc杂交后代表现型数 = 2 2 2 = 8种 (3)任何两种基因型的亲本相交,产生的子代表现型的种类数等于亲本各对基因单独相交所产子代表现型种类数的积。 41 例 : AaBb AaBB相交产生的子代中基因型 aaBB 所占比例的计算。 A a A a a a基因型个体占1/4, B b B B B B基因型个体占1/2, a a B B占所有子代的1/4 1/2=1/8。 (4)子代个别基因型所占比例等于该个别基因型中各对基因型出现概率的乘积。 42 序号 类 型 计算公式 1 患甲病的概率为m 则非甲病概率为1-m 2 患乙病的概率为n 则非乙病概率为1-n 3 只患甲病的概率 m-mn 4 只患乙病的概率 n-mn 5 同患两种病的概率 mn 6 只患一种病的概率 m+n-2mn或m(1-n)+n(1-m) 7 患病概率 m+n-mn或1-不患病率 8 不患病概率 (1-m)(1-n) 自由组合定律在遗传病分析中的应用 43 例:在一个家庭中,父亲是多指患者(由显性致病基因P控制),母亲的表现型正常,他们婚后却生了一个手指正常但患先天聋哑的孩子(由隐性致病基因d控制,遗传因子组成为dd)。 父亲PpDd、母亲ppDd (1)双亲的基因型是什么? (2)他们生一个多指患儿的概率是多少? (3)他们生一个患先天聋哑的多指孩子的概率是? (4)他们生一个只患一种病的孩子的概率是? 1/2 1/8 PpD-:只患多指病1/2 3/4 = 3/8 ppdd:只患先天聋哑1/2 1/4 = 1/8 1/2 3/4 +1/2 1/4= 1/2 (5)他们生一个患病的孩子的概率是? 5/8 1/2 44 一般步骤: (1)判断双亲基因型 (2)单独考虑每一对基因,再利用加法定理和乘法定理组合起来:“和”用乘法定理,“或”用加法定理 9:3:3:1变式 ——自由组合定律拓展 47 9∶6∶1 条件:测交后代比例9∶7 条件:测交后代比例 9∶6∶1 条件:测交后代比例9∶7条件:测交后代比例9∶3∶4条件:测交后代比例15∶1条件:测交后代比例1∶4∶6∶4∶1条件:测交后代比例 4∶2∶2∶1条件:测交后代比例 编号 F1(AaBb)自交后代比例 原因分析 测交后代性状比 ① 9∶7 ② ③ 三、自由组合定律中的特殊分离比 当双显性基因同时出现时为一种表现型,其余的基因型为另一种表现型 9(A_B_)∶7(3A_bb+3aaB_+1aabb) 双显、单显、双隐3种表现型 9(A_B_)∶6(3A_bb+3aaB_)∶1aabb 存在aa(或bb)时表现为隐性,其余性状正常表现 9A_B_∶3A_bb∶4(3aaB_+1aabb)或9A_B_∶3aaB_∶4(3A_bb+1aabb) 9∶6∶1 9∶3∶4 1∶3 1∶2∶1 1∶1∶2 编号 F1(AaBb)自交后代比例 原因分析 测交后代性状比 ④ ⑤ 三、自由组合定律中的特殊分离比 只要具有显性基因其表现型就一致,其余基因型为另一种表现型 15(9A_B_+3A_bb+3aaB_)∶1aabb 双显与一种单显表现为一种性状,另一种单显为一性状,双隐为一种性状 12(9A_B_+3A_bb)∶3aaB_∶1aabb或12(9A_B_+3aaB_)∶3A_bb∶1aabb 12∶3∶1 3∶1 2∶1∶1 15∶1 编号 F1(AaBb)自交后代比例 原因分析 测交后代性状比 ⑥ ⑦ 三、自由组合定律中的特殊分离比 双显性、双隐性和一种单显性表现为一种性状,另一种单显性表现为另一种性状 13(9A_B_+3aaB_+1aabb)∶3A_bb或 13(9A_B_+3A_bb+1aabb)∶3aaB_ A与B的作用效果相同,但显性基因越多,其效果越强 1(AABB)∶4(AaBB+AABb)∶6(AaBb+AAbb+aaBB)∶4(Aabb+aaBb)∶1(aabb) 1∶4∶6∶4∶1 3∶1 1∶2∶1 13∶3 有难度 1∶4∶6∶4∶1条件:测交后代比例 4∶2∶2∶1条件:测交后代比例 自由组合解题技巧 “和”为16的由基因互作或致死导致的特殊分离比 序号 条件 F1(AaBb)自交后代比例 测交后代比例 5 显性基因在基因型中的个数影响性状表现 AABB∶(AaBB、AABb)∶(AaBb、aaBB、AAbb)∶(Aabb、aaBb)∶ aabb=1∶4∶6∶4∶1 AaBb∶(Aabb、aaBb)∶aabb=1∶2∶1 6 显性纯合致死 AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=4∶2∶2∶1,其余基因型致死 AaBb∶Aabb∶ aaBb∶aabb =1∶1∶1∶1 55 习题巩固 现用两个纯合的圆形块根萝卜作亲本进行杂交,F1全为扁形块根。F1自交后代F2中扁形块根、圆形块根、长形块根的比例为9∶6∶1,则F2扁形块根中杂合子所占的比例为 ( ) A.9/16 B.1/2 C.8/9 D.1/4 C 56 在西葫芦的皮色遗传中,已知黄皮基因(Y)对绿皮基因(y)为显性,但在另一白色显性基因(W)存在时,则基因Y和y都不能表达。现有基因型为WwYy的个体自交,其后代表现型种类及比例是( ) A.4种,9∶3∶3∶1 B.2种,13∶3 C.3种,12∶3∶1 D.3种,10∶3∶3 习题巩固 某种鼠中,黄鼠基因A对灰鼠基因a显性,短尾基因B对长尾基因b显性,且基因A或基因B在纯合时使胚胎致死,这两对基因独立遗传的,现有两只双杂合的黄色短尾鼠交配,理论上所生的子代表现型比例为 ( ) A.9:3:3:1 B.3:3:1:1 C.4:2:2:1 D.1:1:1:1 C 58 自由组合定律的验证: 选择具有两对相对性状的亲本杂交,后代出现9:3:3:1 F1测交出现1:1:1:1。 1、自交法: 2、测交法: 3、花粉鉴定法: 有四种花粉,比例为1:1:1:1。 一、概念检测 1.根据分离定律和自由组合定律,判断下列相关表述是否正确。 (1)表型相同的生物,基因型一定相同。 ( ) (2)控制不同性状的基因的遗传互不干扰。 ( ) √ 练习与应用 2.南瓜果实的白色(W)对黄色(w)是显性,盘状(D)对球状(d)是显性,控制两对性状的基因独立遗传,那么表型相同的一组是 ( ) A.WwDd 和 wwDd B.WWdd 和 WwDd C.WwDd 和 WWDD D.WWdd 和 WWDd C 练习与应用 3.孟德尔遗传规律包括分离定律和自由组合定律。下列相关叙述正确的是 ( ) A.自由组合定律是以分离定律为基础的 B.分离定律不能用于分析两对等位基因的遗传 C.自由组合定律也能用于分析一对等位基因的遗传 D.基因的分离发生在配子形成的过程中,基因的自由组合发生在合子形成的过程中 A 练习与应用 二、拓展应用 1.假如水稻高秆(D)对矮秆(d)为显性,抗稻瘟病(R)对易感稻瘟病(r)为显性,控制两对性状的基因独立遗传。现用一个纯合易感稻瘟病的矮秆品种(抗倒伏)与一个纯合抗稻瘟病的高秆品种(易倒伏)杂交,F2 中出现既抗倒伏又抗病类型的比例是 。 3/16 练习与应用 一、选择题 1.在孟德尔一对相对性状的杂交实验中,出现性状分离的是 ( ) A.杂合的红花豌豆自交产生红花和白花后代 B.纯合的红花豌豆与白花豌豆杂交产生红花后代 C.杂合的红花豌豆与白花豌豆杂交产生白花后代 D.纯合的红花豌豆与杂合的红花豌豆杂交产生红花后代 A 复习与提高 2.番茄的红果色(R)对黄果色(r)为显性。以下关于鉴定一株结红果的番茄植株是纯合子还是杂合子的叙述,正确的是 ( ) A.可通过与红果纯合子杂交来鉴定 B.可通过与黄果纯合子杂交来鉴定 C.不能通过该红果植株自交来鉴定 D.不能通过与红果杂合子杂交来鉴定 B 复习与提高 3.如果用玉米作为实验材料验证分离定律,下列因素对得出正确实验结论影响最小的是 ( ) A.所选实验材料是否为纯合子 B.所选相对性状的显隐性是否易于区分 C.所选相对性状是否受一对等位基因控制 D.是否严格遵守实验操作流程和统计分析方法 A 复习与提高 4.某种动物的直毛(B)对卷毛(b)为显性,黑色(D)对白色(d)为显性,控制两对性状的基因独立遗传。基因型为 BbDd 的个体与个体 X 交配,子代的表型及其比例为直毛黑色∶卷毛黑色∶直毛白色∶卷毛白色=3∶1∶3∶1。那么,个体 X 的基因型为 ( ) A.bbDd B.Bbdd C.BbDD D.bbdd B 复习与提高 4.某种动物的直毛(B)对卷毛(b)为显性,黑色(D)对白色(d)为显性,控制两对性状的基因独立遗传。基因型为 BbDd 的个体与个体 X 交配,子代的表型及其比例为直毛黑色∶卷毛黑色∶直毛白色∶卷毛白色=3∶1∶3∶1。那么,个体 X 的基因型为 ( ) A.bbDd B.Bbdd C.BbDD D.bbdd B 复习与提高 5.孟德尔在研究中运用了假说—演绎法,以下叙述不属于假说的是 ( ) A.受精时,雌雄配子随机结合 B.形成配子时,成对的遗传因子分离 C.F2 中既有高茎又有矮茎,性状分离比接近 3∶1 D.性状是由遗传因子决定的,在体细胞中遗传因子成对存在 C 复习与提高 二、非选择题 1. 番茄的紫茎和绿茎是一对相对性状,缺刻叶和马铃薯叶是一对相对性状,两对基因独立遗传。利用三种不同基因型的番茄进行杂交,实验结果如下图所示。 请回答下列问题。 (1)紫茎和绿茎这对相对性状中,显性性状为 ;缺刻叶和马铃薯叶这对相对性状中,显性性状为 。 紫茎 缺刻叶 复习与提高 (2)如果用 A、a 表示控制紫茎、绿茎的基因,用 B、b 表示控制缺刻叶、马铃薯叶的基因,那么紫茎缺刻叶①、绿茎缺刻叶②、紫茎缺刻叶③的基因型依次为 。 (3)紫茎缺刻叶①与紫茎缺刻叶③杂交的表型及比值分别为 。 AABb、aaBb、AaBb 紫茎缺刻叶:紫茎马铃薯叶=3:1 2.现有某作物的两个纯合品种 :抗病高秆(易倒伏)和感病矮秆(抗倒伏),抗病对感病为显性,高秆对矮秆为显性。如果要利用这两个品种进行杂交育种,获得具有抗病矮秆优良性状的新品种,在杂交育种前,需要正确地预测杂交结果。按照孟德尔遗传规律来预测杂交结果,需要满足三个条件,其中一个条件是抗病与感病这对相对性状受一对等位基因的控制,且符合分离定律。请回答下列问题。 (1)除了上述条件,其他两个条件是什么? ①高秆与矮秆这对相对性状受一对等位基因控制,且符合分离定律; ②控制这两对相对性状的基因独立遗传。 复习与提高 (2)为了确定控制上述这两对性状的基因是否满足这三个条件,可用测交实验来进行检验。请你设计该测交实验的过程。 (3)获得的 F2 中是否有抗病矮秆品种?应该进行怎样的处理才能获得纯合抗病矮秆品种? 将纯合抗病高秆植株与感病矮秆植株杂交,得到F1,让F与感病矮秆植株杂交。 $$