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第1章
遗传因子的发现
第2节 孟德尔的豌豆杂交实验(二)
第2课时 孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现和应用
[学习目标]
1.通过归纳与概括,分析孟德尔获得成功的原因。
2.说出基因型、表型和等位基因的含义。
3.运用遗传规律知识指导农牧业生产。
第2课时 孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现和应用
[对应学生用书第18页]
一、孟德尔实验方法的启示
孟德尔获得成功的原因
(1)正确选用 豌豆 作实验材料是成功的首要条件。
豌豆作为遗传实验材料的优点:① 自花 传粉,可避免外来花粉的干扰;②具有易于区分的 相对性状 。
豌豆
自花
相对性状
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(2)对相对性状遗传的研究,从一对到多对。
孟德尔采取了由单因素( 一 对相对性状)到多因素( 两对或两对以上 相对性状)的研究方法。
一
两对或两对以上
(3)对实验结果进行统计学分析。
孟德尔运用了 统计学 的方法对实验结果进行了统计,从而发现了生物性状的遗传在数量上呈现一定的比例,并最终解释了这些现象。
统计学
第2课时 孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现和应用
(4)运用假说—演绎法这一科学方法。
孟德尔科学地设计了实验的程序,按“提出问题→提出 假说 (解释)→演绎推理 验证 →总结规律”的科学实验程序进行。
假说
验证
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二、孟德尔遗传规律的再发现
1.基因:1909年,丹麦生物学家约翰逊将孟德尔的“ 遗传因子 ”命名为“基因”。
2.表型:也叫 表现型 ,指生物个体表现出来的 性状 ,如豌豆的高茎和矮茎。
3.基因型:与表型有关的 基因组成 ,如高茎豌豆的基因型是DD或Dd。
4.等位基因:控制 相对性状 的基因,如D和d。
遗传因子
表现型
性状
基因组成
相对性状
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三、孟德尔遗传规律的应用
1.孟德尔遗传规律的应用
(1)分离定律和自由组合定律在生物的遗传中具有 普遍 性。
(2)应用:有助于人们正确地解释生物界普遍存在的遗传现象,还能够预测杂交后代的 类型 和它们出现的 概率 ,这在动植物育种和医学实践等方面都具有重要意义。
普遍
类型
概率
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2.实例
(1)杂交育种
a.人们有目的地将具有 不同优良性状 的两个亲本杂交,使两个亲本的 优良性状 组合在一起,再筛选出 所需要 的优良品种。
b.过程(以抗倒伏和抗条锈病小麦品种的选育为例)
亲代 抗倒伏、易染条锈病×易倒伏、抗条锈病
杂种第一代 抗倒伏、易染条锈病(均为显性性状)
不同优良性状
优良性状
所需要
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第二代 选出抗倒伏、抗条锈病个体
选出不发生性状分离的所有抗倒伏、抗条锈病个体
新的优良品种
(2)医学实践:人们可以依据分离定律和自由组合定律,对某些遗传病在 后代中的患病概率 作出科学的推断,从而为 遗传咨询 提供理论依据。
后代中的
患病概率
遗传咨询
第2课时 孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现和应用
判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)孟德尔在以豌豆为材料所做的实验中,通过杂交实验发现问题,然后提出假设进行解释,再通过测交实验进行验证。 ( √ )
(2)基因型不能通过眼睛观察,必须使用电子显微镜。
( × )
(3)基因型相同,表型不一定相同。 ( √ )
√
×
√
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(4)等位基因在有性生殖产生配子时会分离并进入不同的配子中。 ( √ )
(5)杂交育种进行选育时都要从F2开始。 ( × )
√
×
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[对应学生用书第19页]
知识点一 孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现
(1)孟德尔在发现遗传规律时,是否运用了归纳法?并简要说明。
提示:是。孟德尔用豌豆的7对相对性状做杂交实验,结果都是一致的,从中归纳出这一结果并不是偶然的,并从结果中寻找规律,这就是归纳法的运用。
第2课时 孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现和应用
(2)表型和基因型的关系如何?
提示:①基因型是表型的内因,表型是基因型的外在表现。
②表型相同,基因型不一定相同,如DD和Dd。
③基因型相同,若环境条件不同,表型也可能不同。即基因型+环境条件→表型。
第2课时 孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现和应用
1.“假说—演绎法”在孟德尔两大遗传规律发现中的应用
第2课时 孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现和应用
第2课时 孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现和应用
1.下列关于得出孟德尔遗传规律的过程,说法错误的是 ( )
A.豌豆自花传粉的特点是孟德尔杂交实验获得成功的原因之一
B.统计学方法的使用有助于孟德尔总结规律
C.进行测交实验是为了对提出的假说进行验证
D.得出分离定律时采用了假说—演绎法,得出自由组合定律时未使用
第2课时 孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现和应用
解析 豌豆为自花传粉植物,自然状态下一般都是纯种,具有一些稳定的、易于区分的相对性状,这些使孟德尔得到的实验结果既可靠又易于进行统计学分析,A正确;孟德尔运用统计学的方法对较多的实验数据进行处理,得出F2的性状分离比,B正确;孟德尔在实验的基础上提出问题,然后提出假说,首创测交法,用以验证提出的假说,C正确;无论是得出分离定律还是自由组合定律,孟德尔都使用了假说—演绎法,D错误。
答案 D
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2.金鱼草的纯合红花植株与白花植株杂交,F1在强光、低温条件下开红花,在阴暗、高温条件下却开白花,这个事实说明( )
A.基因型是表型的内在因素
B.表型一定,基因型可以转化
C.表型相同,基因型不一定相同
D.表型是基因型与环境相互作用的结果
解析 F1的基因型相同,但是因为光照和温度的不同导致开花颜色不同,说明表型是基因型与环境相互作用的结果。
答案 D
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知识点二 孟德尔遗传规律的应用
1.现有两种小麦,分别具有一种优良性状(如矮秆、抗病等),某兴趣小组采用下列育种程序,请回答问题:
P F1 X
(1)如果培育的优育性状是隐性的,则图中X如何操作?
提示:选出即可留种。
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(3)杂交育种是否一定要从F2开始筛选?是否一定要连续多代自交?举例说明。
提示:否。否,如果培育杂合子品种,选亲本杂交得到的F1即可;如果培育隐性纯合子,则从F2中直接选择即可,不需要连续多代自交。
(2)如果优良性状中有显性,则图中X如何操作?
提示:连续自交直到不发生性状分离为止。
第2课时 孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现和应用
2.人类多指(T)对正常指(t)为显性,正常(A)对白化(a)为显性,决定不同性状的基因自由组合。一个家庭中,父亲多指,母亲正常,他们有一个患白化病但手指正常的孩子,则下一个孩子只患一种病和患两种病的概率分别是多少?并写出过程。
提示:1/2,1/8;父亲的基因型为TtAa,母亲的基因型为ttAa。用“分解法”可分析如下:
故后代患一种病的概率为1/2×1/4+1/2×3/4=1/2,患两种病的概率为1/2×1/4=1/8。
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1.杂交育种
在育种工作中,人们用杂交的方法,有目的地使生物不同品种间的基因重新组合,以便使不同亲本的优良基因组合到一起,从而创造出对人类有益的新品种。结合所学知识完成对育种过程的探讨。
第2课时 孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现和应用
P F1 F2
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2.两种遗传病的概率计算方法
当控制两种遗传病的基因之间具有“自由组合”关系时,若已知患甲病的概率为m,患乙病的概率为n,则各种患病情况如下表:
第2课时 孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现和应用
序号 类型 计算公式
① 不患甲病的概率 1-m
② 不患乙病的概率 1-n
③ 只患甲病的概率 m(1-n)
④ 只患乙病的概率 n(1-m)
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-不患病概率
⑧ 不患病概率 (1-m)(1-n)
第2课时 孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现和应用
3.豌豆的高茎对矮茎为显性,圆粒对皱粒为显性,控制这两对相对性状的基因遵循自由组合定律。高茎豌豆产量更高,皱粒豌豆味道更甜美。现有高茎圆粒和矮茎皱粒两个纯合豌豆品种,某实验基地欲通过传统杂交育种方法培育出高茎皱粒新品种。以下是该实验基地设计的育种计划,请将该计划补充完整:
第2课时 孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现和应用
(1)第一年
a.将两个纯合品种的豌豆种子分别种植在不同地块上,获得亲本植株;
b.以高茎圆粒豌豆为母本,在自花传粉前对母本进行 和套袋,在适宜时期取矮茎皱粒豌豆花粉对母本进行人工授粉;
c.收获F1种子。
第2课时 孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现和应用
(2)第二年
a.种植F1种子,获得F1植株。任其自交,收获F2种子;
b.保留F2种子中的 。
(3)第三年
a.种植上年选出的F2种子,获得F2植株;
b.保留F2植株中的 ,该植株占当年F2植株总数的 。
c.任其自交,单独收获每株F2上的F3种子,获得多份F3种子。这些F3种子共有 种基因型。
第2课时 孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现和应用
(4)第四年
a. ,获得F3植株;
b.任其自交产生F4种子,从不发生性状分离的地块的植株上获得所需纯种。
第2课时 孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现和应用
解析 根据该实验基地的实验方案可以看出,该实验基地利用了杂交育种的方法;设两对性状分别受A、a和B、b控制。先让高茎圆粒和矮茎皱粒两个纯合豌豆品种杂交获得子一代双杂合子高茎圆粒(AaBb),再让子一代逐代自交,选择每一代的高茎皱粒(A_bb),直到不再发生性状分离。(1)第一年:豌豆是严格的自花传粉的植物,为避免其自花传粉,所以自花传粉前需对高茎的母本进行人工去雄和套袋处理。(2)第二年:种植F1种子,F1植株后代发生了性状分离,保留F2种子中的皱粒种子(bb)。(3)第三年:种植上年选出的F2种子,获得F2植株;保留F2植株中的高茎植株,基因型为A_bb,该植株占当年F2植株总数的3/4。F2自交,后代基因型有3种,分别是AAbb、Aabb、aabb。(4)第四年:在不同地块上单独种植F3种子,获得F3植株;再自交产生F4种子,从不发生性状分离的地块的植株上获得所需纯种。
答案 (1)(人工)去雄 (2)皱粒种子 (3)高茎植株
3/4 3 (4)在不同地块上单独种植F3种子
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4.人体中,显性基因D对耳蜗管的形成是必需的,显性基因E对听神经的发育是必需的,二者缺一,个体即聋。这两对基因独立遗传。下列有关说法不正确的是( )
A.夫妇中有一方耳聋,也有可能生下听觉正常的孩子
B.一方只有耳蜗管正常,另一方只有听神经正常的夫妇,也可能所生孩子听觉均正常
C.基因型为DdEe的双亲生下耳聋孩子的概率为7/16
D.基因型为DdEe的双亲生下听神经正常的孩子的概率为9/16
第2课时 孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现和应用
解析 根据题干信息分析,正常个体的基因型为D_E_。若夫妇中一方耳聋(D _ ee、ddE _、ddee),另一方听觉正常(D _ E _),则也有可能生下听觉正常的孩子,A正确;若只有耳蜗管正常与只有听神经正常的夫妇的基因型分别为DDee、ddEE,则产生的后代基因型为DdEe,听觉均正常,B正确;基因型为DdEe的双亲生下耳聋孩子的概率为1-9/16=7/16,C正确;基因型为DdEe的双亲生下听神经正常的孩子(_ _ E _)的概率为3/4,D错误。
答案 D
第2课时 孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现和应用
有两种符合自由组合定律的遗传病,发病情况如图,标号①表示只患甲病个体,②表示只患乙病个体,③表示两病兼患个体。
第2课时 孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现和应用
——素养发展 探究应用——
[情境]
安哥拉兔以其毛发柔软、光泽闻名于世。根据遗传学最新研究可知,家兔的毛色是受A、a和B、b两对等位基因控制的。其中,基因A决定黑色素的形成;基因B决定黑色素在毛皮内的分散(黑色素的分散决定了灰色性状的出现;没有黑色素的存在,就谈不上黑色素的分散。)这两对基因独立遗传。育种工作者选用纯合的家兔进行了如图所示的杂交实验:
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F1 灰色
F2 灰色 黑色 白色
9 ∶ 3 ∶ 4
P 灰色×白色
第2课时 孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现和应用
[探究]
(1)控制家兔毛色的两对等位基因是否遵循自由组合定律?说明理由。(科学探究)
提示:是。因为F2的性状分离比是9∶3∶4,是9∶3∶3∶1的变式。
第2课时 孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现和应用
(2)欲探究F2中一只白色家兔的基因型,请利用图中的个体,简单写出杂交实验方案,并预测结果。(科学探究)
提示:实验方案:让该白色家兔与F1杂交,统计子代的表型及比例。
结果及结论:
①若子代家兔灰色∶黑色∶白色=1∶1∶2,则该白兔基因型为aabb。
②若子代家兔中灰色∶白色=1∶1,则该白兔的基因型为aaBB。
③若子代家兔中灰色∶黑色∶白色=3∶1∶4,则该白兔的基因型为aaBb。
第2课时 孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现和应用
第2课时 孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现和应用
[对应学生用书第21页]
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)选择豌豆作为实验材料是孟德尔成功的首要条件。 ( √ )
(2)孟德尔把数学方法引入生物学的研究,是超越前人的创新。 ( √ )
(3)表型相同的生物,基因型一定相同。 (× )
√
√
×
第2课时 孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现和应用
(4)杂交育种不需要筛选就可获得优良品种。 ( × )
(5)根据孟德尔遗传规律可以推断某些遗传病的患病概率。 ( √ )
×
√
第2课时 孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现和应用
2.遗传学的奠基人孟德尔之所以在研究遗传规律时获得了巨大成功,关键在于他在实验过程中选择了正确的方法。下面各项中,不属于他获得成功的重要原因的是 ( )
A.先只针对一对相对性状的遗传规律进行研究,然后再研究多对性状的遗传规律
B.选择了严格自花传粉的豌豆作为实验材料
C.选择了多种植物作为实验材料,做了大量的实验
D.应用了统计学的方法对结果进行统计分析
第2课时 孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现和应用
解析 选项C不是孟德尔获得成功的原因。因为无目的、无意义的大量实验只是浪费时间和精力,孟德尔曾花了几年时间研究山柳菊,结果却一无所获,也可以说明正确选择实验材料是科学研究取得成功的重要前提。
答案 C
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3.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籽粒,而非甜玉米果穗上无甜玉米籽粒,原因是( )
A.甜是显性性状
B.非甜是显性性状
C.相互混杂
D.环境影响
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解析 在纯种甜玉米中,产生的配子都含控制“甜”这种性状的基因,但结的籽粒中有非甜的,说明接受了非甜的花粉后,籽粒中含有的非甜基因被表达出来。含有等位基因时,表现为非甜性状,则说明非甜是显性性状。
答案 B
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4.有两个纯种的小麦品种:一个抗倒伏(d),但易感锈病(r);另一个易倒伏(D),但能抗锈病(R)。两对相对性状独立遗传,让它们进行杂交得到F1,F1再进行自交,F2中出现了既抗倒伏又抗锈病的新品种。下列说法正确的是( )
A.F2中出现的既抗倒伏又抗锈病的新品种都能稳定遗传
B.F1产生的雌雄配子数量相等,结合的概率相同
C.F2中出现的既抗倒伏又抗锈病的新品种占9/16
D.F2中易倒伏与抗倒伏的比例为3∶1,抗锈病与易感锈病的比例为3∶1
第2课时 孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现和应用
解析 由题意可知,F1的基因型为DdRr,F2中既抗倒伏又抗锈病的个体的基因型是ddRR和ddRr,杂合子不能稳定遗传,A错误;F1产生的雌雄配子数量不相等,B错误;F1的基因型是DdRr,F2中既抗倒伏又抗锈病(ddR_)的新品种占1/4×3/4=3/16,C错误;F1的基因型为DdRr,每对基因的遗传仍遵循基因的分离定律,D正确。
答案 D
第2课时 孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现和应用
5.人类多指(T)对正常指(t)为显性,白化(a)对正常(A)为隐性,决定不同性状的基因自由组合。一个家庭中,父亲是多指,母亲正常,他们有一个患白化病但手指正常的孩子(两种病都与性别无关)。请分析:
(1)其再生一个孩子只患白化病的概率是 。
(2)生一个只出现多指孩子的概率是 。
(3)生一个既白化又多指的女儿的概率是 。
(4)后代中只患一种病的概率是 。
(5)后代中正常的概率是 。
第2课时 孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现和应用
解析 由题意可知,他们现在孩子的基因型为ttaa,则夫妇的基因型为:TtAa(父亲)、ttAa(母亲),故孩子中多指的概率为1/2,白化病的概率为1/4。(1)再生一个孩子只患白化病的概率为:手指正常概率×患白化病概率=(1-1/2)×1/4=1/8。(2)生一个只出现多指孩子的可能性为:多指概率×不患白化病=1/2×(1-1/4)=3/8。(3)生一个既白化又多指女儿的概率为:多指概率×白化病概率×女儿的概率=1/2×1/4×1/2=1/16。(4)只患一种病的概率:只患多指概率+只患白化病概率=3/8+1/8=1/2。(5)正常的概率=不患多指概率×不患白化概率=(1-1/2)×(1-1/4)=3/8。
答案 (1)1/8 (2)3/8 (3)1/16 (4)1/2 (5)3/8
第2课时 孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现和应用
2.理清核心概念之间的联系
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