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新人教(2019)生物必修2同步学案
1.2 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、遗传规律的再发现和应用
一、孟德尔实验方法的启示及遗传规律的再发现
1.孟德尔成功的原因
(1)正确选用豌豆作实验材料是成功的首要条件。
(2)对相对性状遗传的研究,从一对到多对
①生物的性状多种多样,根据自由组合定律,如果有n对性状自由组合,后代的性状组合会有2n种,这是很难统计的。
②孟德尔采取了由单因素(即一对相对性状)到多因素(即两对或两对以上相对性状)的研究方法。
(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。
(4)运用假说—演绎法这一科学方法。
(5)创新地验证假说
孟德尔创新性地设计了测交实验,证实了对实验现象的解释,验证了假说的正确性,并归纳出了分离定律和自由组合定律。
2.孟德尔遗传规律的再发现
(1)1909年,丹麦生物学家约翰逊将“遗传因子”命名为基因,并提出了表型和基因型的概念。
①表型:指生物个体表现出来的性状,如豌豆的高茎和矮茎。
②基因型:指与表型有关的基因组成,如DD、Dd、dd等。
③等位基因:指控制相对性状的基因,如D和d。
(2)孟德尔被后人公认为“遗传学之父”。
(1)孟德尔把数学方法引入生物学的研究,是超越前人的创新( )
(2)孟德尔提出了遗传因子、基因型和表型的概念( )
(3)表型相同的生物,基因型一定相同( )
答案 (1)√ (2)× (3)×
现有甲、乙两株高茎豌豆,分别对它们做了以下实验,据此分析生物的表型和基因型之间的关系:
(1)在适宜的田地里分别种植两株豌豆,让它们自然受粉,种子收获后再分别种植,发现甲的后代都是高茎,乙的后代有高茎也有矮茎,如果用D、d表示等位基因,甲、乙的基因型是否相同?
提示 不相同。甲的基因型是DD,乙的基因型是Dd。
(2)将甲后代的高茎豌豆种子种植在土壤贫瘠、缺水少肥的田里,结果都表现为植株矮小,是它们的基因型发生了改变吗?若不是,是受什么的影响?
提示 不是。是受环境的影响。
(3)综上分析,基因型和表型二者之间的关系是怎样的?
提示 表型是基因型和环境共同作用的结果。
二、孟德尔遗传规律的应用
1.杂交育种
(1)概念: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。
(2)优点:可以把多个亲本的优良性状集中在一个个体上。
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。
(1)杂交育种不需要筛选就可获得优良品种( )
(2)根据孟德尔遗传规律可以推断遗传病患病概率( )
答案 (1)× (2)√
1.思考有关培育显性纯合品种的问题:
(1)在家兔中黑毛(B)对褐毛(b)是显性,短毛(E)对长毛(e)是显性,遵循基因的自由组合定律。现有纯合黑色短毛兔、褐色长毛兔、褐色短毛兔三个品种。
①设计培育出能稳定遗传的黑色长毛兔的育种方案:
第一步:让基因型为BBEE的兔子和基因型为bbee的异性兔子杂交,得到F1。
第二步:让F1雌雄个体相互交配,得到F2。
第三步:选出F2中表型为黑色长毛的个体,让它们各自与表型为褐色长毛(或褐色短毛)的雌性或雄性兔子杂交,分别观察每对兔子产生的子代,若子代足够多且不出现性状分离,则该F2中的黑色长毛兔即为能稳定遗传的黑色长毛兔。
②在上述方案的第三步能否改为让F2中表型为黑色长毛的雌雄兔子两两相互交配,若两只兔子所产生的子代均为黑色长毛,则这两只兔子就是能稳定遗传的黑色长毛兔?为什么?不能(填“能”或“不能”),原因:两只黑色长毛的雌雄兔子交配,所产生的子代均为黑色长毛,只能说明这两只黑色长毛兔中至少有一只是能稳定遗传的。
(2)在一年生植物烟草的杂交育种中,用AAbb(宽叶不抗病)和aaBB(窄叶抗病)培育符合要求的宽叶抗病纯合子(AABB)时,一般是先用AAbb和aaBB杂交获得F1,再用F1自交得F2,最后筛选出表型为宽叶抗病的植株连续自交来提高纯合子比例,这种方法年限很长,为了快速培育出能稳定遗传的宽叶抗病品种,某同学以F1为材料设计了一种方案:
请你帮他写出一种方案:将F1自交得到的种子播种,再将其中每株宽叶抗病植株上所结种子分开留种和播种,选出后代不出现性状分离的即为纯种。
(3)总结:选育优良品种的时间从F2开始,原因是F2开始出现性状分离。
2.思考有关培育隐性纯合品种的问题:
现有小麦品种AAbb和aaBB,为培育出aabb的优良品种,是否需要连续自交?
提示 不需要。
归纳总结 (1)显性性状作为选育对象:有显性性状的个体连续自交,直到不发生性状分离,即得到的都是纯合子,方可作为推广种。
(2)隐性性状作为选育对象:有隐性性状的个体一旦出现即可作为种子推广使用。
(3)如果优良个体为杂合子:两个具有相对性状的纯合子的杂交后代就是杂合子,可留种推广,但需要每年育种。
(4)植物杂交育种中显性纯合子的获得不能通过测交,只能通过逐代自交的方法获得;而动物杂交育种中显性纯合子的获得不通过逐代自交,而通过测交的方法进行确认后获得。
1.生物个体的基因型相同,表型不一定相同;表型相同,基因型也不一定相同。表型受基因型和环境的共同影响。
2.杂交育种是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。
1.下列关于孟德尔遗传规律的得出过程的叙述,说法错误的是( )
A.豌豆自花传粉、闭花受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
答案 D
解析 无论是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。
2.(2017·全国Ⅲ,6)下列有关基因型、性状和环境的叙述,错误的是( )
A.两个个体的身高不相同,二者的基因型可能相同,也可能不相同
B.某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色,这种变化是由环境造成的
C.O型血夫妇的子代都是O型血,说明该性状是由遗传因素决定的
D.高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎,说明该相对性状是由环境决定的
答案 D
解析 高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎,说明该高茎豌豆是杂合子,自交后代出现性状分离,不能说明该相对性状是由环境决定的,D错误。
3.(2019·河南郑州一中质量检测)已知玉米的两对基因按照自由组合定律遗传,现有子代基因型及比例如下表:
基因型 TTSS TTss TtSS Ttss TTSs TtSs
比例 1 1 1 1 2 2
则双亲的基因型是( )
A.TTSS×TTSs B.TtSs×TtSs
C.TtSs×TTSs D.TtSS×TtSs
答案 C
解析 分析表中数据可知,子代中TT∶Tt=1∶1,SS∶Ss∶ss=1∶2∶1,则亲代基因型为TtSs×TTSs。
4.(2020·沈阳检测)假定基因A是视网膜正常所必需的,基因B是视神经正常所必需的,现有基因型均为AaBb的双亲,在他们所生后代中,视觉正常的可能性是( )
A. B. C. D.
答案 C
解析 分析题意可知,视觉正常必须是同时含有基因A和B,AaBb自交后代中的基因型及比例为A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb=9∶3∶3∶1。故基因型为A_B_的个体视觉正常,占总数的。
5.(2019·浙江温州高二上学期期末)豌豆子叶黄色对绿色为显性(相关基因用A、a表示),种子圆粒对皱粒为显性(相关基因用B、b表示),两对性状独立遗传。将黄色圆粒和绿色圆粒豌豆杂交,F1的表型的统计结果如图所示。让F1中黄色圆粒豌豆自交,则后代中黄色圆粒豌豆所占比例为( )
A.1/8 B.1/6 C.5/8 D.5/6
答案 C
解析 由题图可知,F1中圆粒∶皱粒=3∶1,黄色∶绿色=1∶1,所以亲本的基因型为AaBb、aaBb,F1中黄色圆粒豌豆的基因型是AaBb∶AaBB=2∶1,2/3的AaBb自交后代中黄色圆粒豌豆所占比例为2/3×3/4×3/4=3/8,1/3的AaBB自交后代中黄色圆粒豌豆所占比例为1/3×3/4×1=1/4,所以F1中黄色圆粒豌豆自交,后代中黄色圆粒豌豆占3/8+1/4=5/8。
6.玉米植株的性别决定受两对基因(B、b,T、t)控制,两对基因独立遗传。玉米植株的性别和基因型的对应关系如下表,请回答下列问题:
基因型 B和T同时存在(B_T_) T存在,B不存在(bbT_) T不存在(B_tt或bbtt)
性别 雌雄同株异花 雄株 雌株
(1)基因型为bbTT的雄株与基因型为BBtt的雌株杂交,F1的基因型为________,表型为__________,F1自交得F2,F2的性别为____________________,比例为____________。
(2)基因型为________的雄株与基因型为____________的雌株杂交,后代全为雄株。
(3)基因型为________的雄株与基因型为____________的雌株杂交,后代的性别既有雌株又有雄株,且分离比为1∶1。
答案 (1)BbTt 雌雄同株异花 雌雄同株异花、雌株、雄株 9∶4∶3 (2)bbTT bbtt (3)bbTt bbtt
解析 (1)基因型为bbTT的雄株与基因型为BBtt的雌株杂交,F1的基因型为BbTt,据题意可知,其表型为雌雄同株异花,F1自交得F2,F2的基因型(表型)及比例为B_T_(雌雄同株异花)∶B_tt(雌株)∶bbT_(雄株)∶bbtt(雌株)=9∶3∶3∶1,故F2的性别及比例为雌雄同株异花∶雌株∶雄株=9∶4∶3。(2)某雄株(bbT_)和某雌株(B_tt或bbtt)杂交,子代全部为雄株,即bbT_,则可推知该雄株的基因型为bbTT,雌株的基因型为bbtt。(3)某雄株(bbT_)和某雌株(B_tt或bbtt)杂交,子代中雌株(B_tt或bbtt)∶雄株(bbT_)=1∶1,则可推知该雄株的基因型为bbTt,雌株的基因型为bbtt。