2020_2021学年新教材高中生物第1章遗传因子的发现第2节第2课时孟德尔遗传规律的再发现及孟德尔遗传规律的应用课件新人教版必修第二册202106052185.pptx

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1、第2课时孟德尔遗传规律的再发现及孟德尔遗传规律的应用 自主自主预习预习新知导学新知导学一、孟德一、孟德尔实验方法的启示方法的启示1.实验材料实验材料:科学正确地选用科学正确地选用豌豆豌豆作实验材料是成功的首要作实验材料是成功的首要条件。条件。2.研究对象研究对象:在对生物的性状进行分析时在对生物的性状进行分析时,孟德尔首先只针对孟德尔首先只针对一对一对相对性状进行研究相对性状进行研究,再对再对两对或多对两对或多对相对性状进行研究。相对性状进行研究。3.科学的方法科学的方法:对实验结果进行对实验结果进行统计学统计学分析分析,即将数学的方法即将数学的方法引入对遗传实验结果的处理和分析中。引入对遗传

2、实验结果的处理和分析中。4.严密的程序严密的程序:运用运用假说假说演绎法演绎法,科学地设计实验程序科学地设计实验程序,即即发现发现问题问题提出假说提出假说演绎推理演绎推理实验验证实验验证总结规律。总结规律。二、孟德二、孟德尔遗传规律的再律的再发现1.1909年年,丹麦生物学家约翰逊将丹麦生物学家约翰逊将“遗传因子遗传因子”命名为命名为基因基因,并并提出了提出了表型表型(也叫表现型也叫表现型)和和基因型基因型的概念。的概念。(1)表型指生物个体表现出来的表型指生物个体表现出来的性状性状,如豌豆的高茎和矮茎。如豌豆的高茎和矮茎。(2)基因型指与表型有关的基因型指与表型有关的基因组成基因组成,如如D

3、D、Dd、dd等。等。(3)等位基因指控制等位基因指控制相对性状相对性状的基因的基因,如如D和和d。2.基因的本质基因的本质和和作用原理作用原理成为遗传学研究的中心问题成为遗传学研究的中心问题,这些问这些问题的研究使人们对生物的认识越来越接近生命活动的本质题的研究使人们对生物的认识越来越接近生命活动的本质,并且为并且为基因工程基因工程(也叫也叫“遗传工程遗传工程”)等生物技术的兴起奠定了等生物技术的兴起奠定了理论基础。孟德尔被后人公认为理论基础。孟德尔被后人公认为“遗传学之父遗传学之父”。三、孟德三、孟德尔遗传规律的律的应用用1.分离定律和自由组合定律在生物的遗传中具有分离定律和自由组合定律在

4、生物的遗传中具有普遍普遍性。掌性。掌握这两个定律有助于人们正确地解释生物界普遍存在的遗传握这两个定律有助于人们正确地解释生物界普遍存在的遗传现象现象,预测预测杂交后代的类型和它们出现的概率杂交后代的类型和它们出现的概率。2.指导指导杂交育种杂交育种,把两个亲本的优良性状结合在一起把两个亲本的优良性状结合在一起,再筛选再筛选出所需要的优良品种。出所需要的优良品种。3.在医学实践中在医学实践中,人们可以依据分离定律和自由组合定律人们可以依据分离定律和自由组合定律,对对某些遗传病在后代中的患病率作出科学的推断某些遗传病在后代中的患病率作出科学的推断,从而为从而为遗传遗传咨询咨询提供理论依据。提供理论

5、依据。【预习检测】【预习检测】1.下列哪项不属于孟德尔成功揭示遗传的两条基本规律的原下列哪项不属于孟德尔成功揭示遗传的两条基本规律的原因因?()A.选择豌豆作实验材料选择豌豆作实验材料,自然状态下豌豆一般是纯种自然状态下豌豆一般是纯种B.豌豆的相对性状容易区分豌豆的相对性状容易区分,且研究是从一对到多对进行的且研究是从一对到多对进行的C.对实验结果进行了统计学分析对实验结果进行了统计学分析D.应用物理和化学的方法使细胞发生癌变应用物理和化学的方法使细胞发生癌变答案答案:D解析解析:孟德尔的遗传实验研究获得成功的原因包括孟德尔的遗传实验研究获得成功的原因包括:选择了选择了正确的实验材料正确的实验

6、材料豌豆豌豆;采用了正确的实验方法采用了正确的实验方法,从一对从一对性状到多对性状进行研究性状到多对性状进行研究,且对实验结果进行了统计学分析。且对实验结果进行了统计学分析。2.连线连线。合作合作探究探究释疑解惑释疑解惑知知识点一点一知知识点二点二知知识点一孟德点一孟德尔实验方法的启示及孟德方法的启示及孟德尔遗传规律的再律的再发现问题引领问题引领1.在用豌豆进行杂交实验之前在用豌豆进行杂交实验之前,孟德尔曾花了几年时间研究山孟德尔曾花了几年时间研究山柳菊柳菊,结果却并不理想结果却并不理想,其原因主要有哪些其原因主要有哪些?提示提示:山柳菊没有既容易区分又可以连续观察的相对性状。山柳菊没有既容易

7、区分又可以连续观察的相对性状。山柳菊有时进行有性生殖山柳菊有时进行有性生殖,有时进行无性生殖。有时进行无性生殖。山柳菊山柳菊的花小的花小,难以做人工杂交实验。难以做人工杂交实验。2.请从选材、研究方法、结果统计、实验程序四个方面分析请从选材、研究方法、结果统计、实验程序四个方面分析孟德尔成功的原因。孟德尔成功的原因。提示提示:科学选择了豌豆作为实验材料科学选择了豌豆作为实验材料,避免了自然杂交的可避免了自然杂交的可能。能。采用由单因素到多因素的研究方法。采用由单因素到多因素的研究方法。用统计学方法对实验结果进行统计分析。用统计学方法对实验结果进行统计分析。科学设计了实验程序科学设计了实验程序,

8、即在对大量实验数据进行分析的基即在对大量实验数据进行分析的基础上础上,提出合理的假说提出合理的假说,再根据假说进行演绎推理并设计了新再根据假说进行演绎推理并设计了新的测交实验来检验。的测交实验来检验。3.“假说假说演绎法演绎法”是自然科学中常用的一种研究方法是自然科学中常用的一种研究方法,这种研这种研究方法是如何确定假说内容是否正确的究方法是如何确定假说内容是否正确的?提示提示:设计测交实验设计测交实验,在做实验前先用解释杂交实验的假说预在做实验前先用解释杂交实验的假说预测结果测结果,然后进行实验。如果实验结果与预测的结果一致然后进行实验。如果实验结果与预测的结果一致,则则说明假说内容具有普遍

9、性说明假说内容具有普遍性,是正确的是正确的,否则就是错误的。否则就是错误的。归纳提升归纳提升厘清遗传规律相关概念的联系厘清遗传规律相关概念的联系典型例题典型例题下列关于遗传基本问题的叙述下列关于遗传基本问题的叙述,正确的是正确的是()A.相对性状是指同种生物同一性状的不同表现类型相对性状是指同种生物同一性状的不同表现类型,如棉花如棉花的细绒与长绒的细绒与长绒B.表型是指生物个体所表现出来的性状表型是指生物个体所表现出来的性状,表型相同基因型一表型相同基因型一定相同定相同C.纯合子自交纯合子自交,后代一定不发生性状分离后代一定不发生性状分离D.性状分离是指杂种后代中同时出现具有不同基因型的个体性

10、状分离是指杂种后代中同时出现具有不同基因型的个体的现象的现象答案答案:C解析解析:相对性状是指同种生物同一性状的不同表现类型相对性状是指同种生物同一性状的不同表现类型,如棉如棉花的细绒与粗绒、长绒与短绒。表型相同基因型不一定相同花的细绒与粗绒、长绒与短绒。表型相同基因型不一定相同,如高茎豌豆的基因型有如高茎豌豆的基因型有AA和和Aa两种。纯合子自交两种。纯合子自交,后代仍后代仍是纯合子是纯合子,不发生性状分离。性状分离是指杂种后代中同时不发生性状分离。性状分离是指杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象。出现显性性状和隐性性状的现象。【变式训练】【变式训练】下列对遗传学概念的解释下列对遗传学

11、概念的解释,错误的是错误的是()A.性状分离性状分离:杂种后代中杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现同时出现显性性状和隐性性状的现象象B.基因型基因型:与表型有关的基因组成与表型有关的基因组成C.显性性状显性性状:两个亲本杂交两个亲本杂交,子一代中显现出来的性状子一代中显现出来的性状D.等位基因等位基因:控制相对性状的基因控制相对性状的基因答案答案:C解析解析:具有相对性状的纯合亲本杂交具有相对性状的纯合亲本杂交,F1表现出来的性状是显表现出来的性状是显性性状性性状,未表现出来的性状是隐性性状。未表现出来的性状是隐性性状。知知识点点二二 孟德孟德尔遗传规律的律的应用用问题引领问题引领1.

12、比较分离定律与自由组合定律。比较分离定律与自由组合定律。答案答案:4n种种3种种,1 2 13n种种,(1 2 1)n2种种,3 12n种种,(3 1)n2种种,1 12n种种,(1 1)n2种种,1 12n种种,(1 1)n2.利用分离定律解决自由组合问题的解题思路是怎样的利用分离定律解决自由组合问题的解题思路是怎样的?提示提示:将多对等位基因的自由组合问题分解为若干个基因分将多对等位基因的自由组合问题分解为若干个基因分离问题分别分析离问题分别分析,再运用乘法原理将各组情况进行组合。如再运用乘法原理将各组情况进行组合。如AaBbAabb可分解为可分解为AaAa,Bbbb。3.现有两种小麦现有

13、两种小麦,分别具有一种优良性状分别具有一种优良性状(如矮秆、抗病等如矮秆、抗病等),可可采用下列育种程序进行作物育种。采用下列育种程序进行作物育种。(1)如果所需的优良性状是隐性的如果所需的优良性状是隐性的,则图中则图中X如何操作如何操作?提示提示:选出即可留种。选出即可留种。(2)如果所需的优良性状是显性的如果所需的优良性状是显性的,则图中则图中X如何操作如何操作?提示提示:连续自交连续自交,直到不发生性状分离为止。直到不发生性状分离为止。归纳提升归纳提升1.根据亲本的基因型推测子代的基因型、表型及其比例根据亲本的基因型推测子代的基因型、表型及其比例正推型正推型(1)配子类型及其概率计算配子

14、类型及其概率计算求每对基因对应的配子种类及其概率求每对基因对应的配子种类及其概率,然后再相乘。然后再相乘。(2)配子间结合方式的种数的计算配子间结合方式的种数的计算分别求出两个亲本产生的配子的种数分别求出两个亲本产生的配子的种数,然后相乘。然后相乘。(3)子代基因型种类及其概率计算子代基因型种类及其概率计算先求出子代针对每对基因的基因型种类及其概率先求出子代针对每对基因的基因型种类及其概率,然后根据然后根据需要相乘。需要相乘。2.根据子代性状分离比推测亲本基因型和表型根据子代性状分离比推测亲本基因型和表型逆推型逆推型将自由组合定律问题转化为分离定律问题后将自由组合定律问题转化为分离定律问题后,

15、充分利用分离比充分利用分离比法、填充法和隐性纯合突破法等方法逆推亲代的基因型和表型。法、填充法和隐性纯合突破法等方法逆推亲代的基因型和表型。如根据性状分离比推断亲代的基因型。如根据性状分离比推断亲代的基因型。(1)9 3 3 1AaBbAaBb。(2)1 1 1 1AaBbaabb或或AabbaaBb。(3)3 3 1 1AaBbAabb或或AaBbaaBb。(4)3 1AabbAabb、AaBBAaBB、AABbAABb等等(只要其只要其中一对符合一对相对性状遗传实验的中一对符合一对相对性状遗传实验的F1自交类型自交类型,另一对相对性另一对相对性状杂交后代只产生一种表型即可状杂交后代只产生一

16、种表型即可)。3.杂交育种杂交育种(1)在杂交育种中在杂交育种中,选育纯合子一般从选育纯合子一般从F2开始。开始。(2)动物纯种的选育可用测交法动物纯种的选育可用测交法;植物纯种的选育一般选用连植物纯种的选育一般选用连续自交的方法。续自交的方法。4.分析、预防遗传病分析、预防遗传病设患甲病的概率为设患甲病的概率为m,患乙病的概率为患乙病的概率为n,则患病概率可按照下表进行计则患病概率可按照下表进行计算。算。典型例题典型例题1.用纯合的黄色皱粒豌豆和纯合的绿色圆粒豌豆作亲本进行用纯合的黄色皱粒豌豆和纯合的绿色圆粒豌豆作亲本进行杂交杂交,F1全部为黄色圆粒全部为黄色圆粒,F1自交获得自交获得F2,

17、从从F2黄色皱粒豌豆和黄色皱粒豌豆和绿色圆粒豌豆中各取一粒绿色圆粒豌豆中各取一粒,一个纯合一个杂合的概率为一个纯合一个杂合的概率为()A.1/9B.2/9C.1/3D.4/9答案答案:D解析解析:由题意可知由题意可知,F2中黄色皱粒的基因型为中黄色皱粒的基因型为YYrr(1/3)或或Yyrr(2/3),绿色圆粒的基因型为绿色圆粒的基因型为yyRR(1/3)或或yyRr(2/3)。黄色。黄色皱粒纯合、绿色圆粒杂合的概率为皱粒纯合、绿色圆粒杂合的概率为(1/3)(2/3)=2/9,黄色皱粒黄色皱粒杂合、绿色圆粒纯合的概率为杂合、绿色圆粒纯合的概率为(2/3)(1/3)=2/9,所以从所以从F2黄色

18、黄色皱粒豌豆和绿色圆粒豌豆中各取一粒皱粒豌豆和绿色圆粒豌豆中各取一粒,一个纯合一个杂合的一个纯合一个杂合的概率为概率为4/9。2.人类多指人类多指(T)对正常指对正常指(t)为显性为显性,正常正常(A)对白化对白化(a)为显性为显性,决决定不同性状的基因自由组合。一个家庭中定不同性状的基因自由组合。一个家庭中,父亲多指父亲多指,母亲正母亲正常常,他们有一个患白化病但手指正常的孩子。如果他们再生他们有一个患白化病但手指正常的孩子。如果他们再生一个孩子一个孩子,则其只患一种病和患两种病的概率分别是则其只患一种病和患两种病的概率分别是()A.1/2,1/8B.3/4,1/4C.1/4,1/4D.1/

19、4,1/8答案答案:A解析解析:据题推知据题推知:父亲的基因型为父亲的基因型为TtAa,母亲的基因型为母亲的基因型为ttAa。用用“分解法分解法”:故后代患一种病的概率为故后代患一种病的概率为(1/2)(1/4)+(1/2)(3/4)=1/2,患两种患两种病的概率为病的概率为(1/2)(1/4)=1/8。【变式训练】【变式训练】1.某种哺乳动物的直毛某种哺乳动物的直毛(B)对卷毛对卷毛(b)为显性为显性,黑色黑色(C)对白色对白色(c)为显性为显性(这两对基因的分离和组合互不干扰这两对基因的分离和组合互不干扰)。基因型为。基因型为BbCc的个体与的个体与“个体个体X”交配交配,子代的表型有直毛

20、黑色、卷毛黑色、子代的表型有直毛黑色、卷毛黑色、直毛白色和卷毛白色直毛白色和卷毛白色,它们之间的比例为它们之间的比例为3 3 1 1。“个体个体X”的基因型为的基因型为()A.BbCCB.BbCcC.bbCcD.Bbcc答案答案:C解析解析:根据给出的亲本的基因型为根据给出的亲本的基因型为BbCc和基因的分离定律可和基因的分离定律可知知,直毛直毛 卷毛卷毛=1 1,说明该对基因相当于测交说明该对基因相当于测交,即即Bbbb。黑。黑色色 白色白色=3 1,为杂合子自交为杂合子自交,即即CcCc。故。故“个体个体X”的基因型的基因型是是bbCc。2.水稻高秆水稻高秆(T)对矮秆对矮秆(t)为显性为

21、显性,抗病抗病(R)对感病对感病(r)为显性为显性,这两这两对基因独立遗传。现将一株表型为高秆抗病的植株的花粉授对基因独立遗传。现将一株表型为高秆抗病的植株的花粉授给另一株表型相同的植株给另一株表型相同的植株,所得后代表型如下图所示。下列所得后代表型如下图所示。下列有关叙述错误的是有关叙述错误的是()A.以上后代群体的表型有以上后代群体的表型有4种种B.以上后代群体的基因型有以上后代群体的基因型有9种种C.以上两株亲本可以分别通过不同杂交组合获得以上两株亲本可以分别通过不同杂交组合获得D.以上两株表型相同的亲本以上两株表型相同的亲本,基因型不同基因型不同答案答案:D解析解析:由后代表型为高秆由

22、后代表型为高秆 矮秆矮秆=3 1得出亲本基因型为得出亲本基因型为TtTt;由后代表型为抗病由后代表型为抗病 感病感病=3 1得出亲本基因型为得出亲本基因型为RrRr。所。所以两亲本的基因型都是以两亲本的基因型都是TtRr,两亲本的基因型相同两亲本的基因型相同,其后代有其后代有9种基因型种基因型,4种表型。亲本的这种基因型可以分别通过种表型。亲本的这种基因型可以分别通过TTRRttrr和和TTrrttRR两种杂交组合获得。两种杂交组合获得。素素 养养 提提 升升1.理解理解9 3 3 1变式的实质变式的实质由于非等位基因之间常常发生相互作用而影响同一性状表现由于非等位基因之间常常发生相互作用而影

23、响同一性状表现,所以会出现不同于所以会出现不同于9 3 3 1的异常性状分离比的异常性状分离比,如下图所示如下图所示,这几种表型的比例都是这几种表型的比例都是9 3 3 1的变式。表型比例有所改变的变式。表型比例有所改变,但是基因型的比例未改变但是基因型的比例未改变,此类遗传同样遵循基因的自由组此类遗传同样遵循基因的自由组合定律。合定律。2.用用“合并同类项法合并同类项法”巧解自由组合定律特殊分离比问题巧解自由组合定律特殊分离比问题第一步第一步,判断是否遵循自由组合定律。若双杂合子自交后代判断是否遵循自由组合定律。若双杂合子自交后代的表型比例为的表型比例为9 3 3 1或其变式或其变式(存在致

24、死现象除外存在致死现象除外),不管以不管以什么样的比例呈现什么样的比例呈现,都符合自由组合定律都符合自由组合定律,否则不符合自由组否则不符合自由组合定律。合定律。第二步第二步,写出遗传图解。根据自由组合定律写出遗传图解。根据自由组合定律,写出遗传图解写出遗传图解,并并注明自交后代性状分离比注明自交后代性状分离比(9 3 3 1)。第三步第三步,合并同类项合并同类项,确定出现异常分离比的原因。将异常分确定出现异常分离比的原因。将异常分离比与正常分离比离比与正常分离比(9 3 3 1)进行对比进行对比,根据题意根据题意,将具有相同将具有相同表型的个体进行表型的个体进行“合并同类项合并同类项”,如如

25、“9 6 1”即即9(3+3)1,确定确定出现异常分离比的原因出现异常分离比的原因,即单显性类型表现出相同的性状。即单显性类型表现出相同的性状。第四步第四步,确定基因型与表型及其比例。根据第三步推断出的确定基因型与表型及其比例。根据第三步推断出的异常分离比出现的原因异常分离比出现的原因,推测亲本的基因型或推断子代相应推测亲本的基因型或推断子代相应表型的比例。表型的比例。等位基因等位基因A、a和和B、b的遗传符合自由组合定律。让显性纯的遗传符合自由组合定律。让显性纯合子合子(AABB)和隐性纯合子和隐性纯合子(aabb)杂交得杂交得F1,再让再让F1测交测交,后代后代的表型比例为的表型比例为1

26、3。如果让。如果让F1自交自交,则下列表型比例中则下列表型比例中,F2不可不可能出现的是能出现的是()A.13 3 B.9 4 3C.9 7D.15 1答案答案:B解析解析:F1(AaBb)测交测交,后代的表型比例正常情况下应为后代的表型比例正常情况下应为1 1 1 1,而现在是而现在是1 3,说明说明AaBb、aaBb、Aabb、aabb中中,有有一种基因型表现为某一种性状一种基因型表现为某一种性状,剩下三种基因型表现为另一剩下三种基因型表现为另一种性状。所以种性状。所以,F1自交后原本自交后原本9 3 3 1的表型比例的表型比例,有可能是有可能是9 7,13 3或或15 1。课课 堂堂 小小 结结