人教2019生物必修2同步课件：1-2 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(共55张PPT)

(共55张PPT)
1-2 孟德尔的豌豆杂交实验(二)
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
人教生物必修2同步课件
目 标 素 养
1.通过学习“孟德尔遗传规律的再发现”,认同科学家谦逊诚信、探索求真的科学精神。
2.通过构建概念图,说出基因型、表型和等位基因的含义。
3.通过模拟遗传学案例分析,运用所学知识和科学思维解决生活中的实际问题。
知 识 概 览
一、自由组合定律的内容
微判断基于自由组合定律的内容和实质,判断下列表述是否正确。
(1)遗传因子的自由组合可以发生在任何时期。(　　)
(2)形成配子时,决定同种性状的遗传因子自由组合。(　　)
(3)多对相对性状遗传时,控制每一对相对性状的遗传因子先彼此分离,然后控制不同相对性状的遗传因子再自由组合。
(　　)
×
×
×
二、孟德尔实验方法的启示
1.实验选材方面:选择豌豆作为实验材料。
2.对生物性状分析方面:先研究一对性状,再研究两对或多对性状。
3.对实验结果的处理方面:运用了统计学方法。
4.实验的程序方面:实验→提出问题→分析→提出假说(解释)→验证→总结规律。
三、孟德尔遗传规律的再发现
1.表型:生物个体表现出来的性状,也叫表现型。
2.基因型:与表型有关的基因组成。
3.等位基因:控制相对性状的基因,如D和d。
四、孟德尔遗传规律的应用
1.意义:不仅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。
2.应用
(1)在杂交育种中,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。
(2)在医学实践中,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。
微训练小麦的高秆对矮秆为显性,抗病对不抗病为显性。用纯种的高秆抗病和矮秆不抗病两个品种作亲本,在F2中选育矮秆抗病类型,其在F2中所占的比例约为(　　)
A.1/16 B.1/8
C.3/16 D.1/4
答案:C
解析:高秆抗病与矮秆不抗病品种杂交得F1,F1自交所得F2有4种表现类型,比例为9∶3∶3∶1,其中矮秆抗病类型占3/16。
一 自由组合定律的实质及验证方法
重难归纳
1.自由组合定律的适用条件
(1)进行有性生殖的生物性状的遗传(细胞核遗传)。
(2)两对及两对以上相对性状的遗传。
(3)控制两对或两对以上相对性状的等位基因独立遗传。
2.自由组合定律的“三性”
(1)同时性:决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离与决定不同性状的遗传因子自由组合同时进行。
(2)独立性:决定同一性状的成对的遗传因子的彼此分离与决定不同性状的遗传因子的自由组合互不干扰。
(3)普遍性:自由组合定律广泛适用于真核生物细胞核基因的遗传。
3.验证自由组合定律的方法
(1)测交法:让杂种子一代与隐性纯合子杂交,后代的性状分离比为1∶1∶1∶1。
(2)双杂合子自交法:让双杂合子自交(若为雌雄异体或雌雄异株个体,采用同基因型的双杂合子相互交配),后代的性状分离比为9∶3∶3∶1。
(3)花粉鉴定法:取双杂合子的花粉,对花粉进行特殊处理后,用显微镜观察并计数,若有四种花粉,比例为1∶1∶1∶1,则符合自由组合定律。
下图为某植株自交产生后代的过程示意图。讨论分析下列问题。
(1)有同学认为,A、a的分离发生在①过程,A、a与B、b的自由组合发生在②过程,你是否认同其观点
提示:否。A、a的分离以及A、a与B、b的自由组合均发生在①过程。
(2)试分析该植株测交后代的表型及其比例。
提示:该植株测交后代的基因型及其比例是AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=1∶1∶1∶1,表型及其比例是2∶1∶1。
典例剖析 下列有关自由组合定律的叙述,正确的是(　　)
A.自由组合定律是孟德尔针对豌豆两对相对性状杂交实验的结果及其解释归纳总结的,不适合多对相对性状的遗传
B.控制不同性状的基因的分离和组合是相互联系、相互影响的
C.在形成配子时,决定不同性状的基因的分离是随机的,所以称为自由组合定律
D.在形成配子时,决定同一性状的成对的基因彼此分离,决定不同性状的基因自由组合
答案:D
解析:自由组合定律的内容:①控制不同性状的基因的分离和组合是互不干扰的;②在形成配子时,决定同一性状的成对的基因彼此分离,决定不同性状的基因自由组合。自由组合定律是孟德尔针对豌豆两对相对性状杂交实验的结果及其解释归纳总结的,也适合多对相对性状的遗传。
学以致用 下列与自由组合定律有关的叙述,错误的是
(　　)
A.是生物多样性的原因之一,并能指导作物的杂交育种
B.不可指导对细菌的遗传研究
C.有n对等位基因的个体自交,后代可能有2n种表型,所以产生变异的频率很低
D.以分离定律为基础,并与分离定律同时起作用
答案:C
解析:基因的自由组合定律是生物产生多样性的重要原因,作物杂交育种的原理是基因重组,自由组合属于基因重组,A项正确。细菌是原核生物,无染色体,不存在基因的自由组合,B项正确。有n对等位基因的个体自交,后代可能有2n种表型,产生变异的频率很高,C项错误。基因的自由组合定律以分离定律为基础,D项正确。
二 自由组合定律的应用
重难归纳
1.分析自由组合问题的“三字诀”
2.巧用子代性状分离比推测亲本的基因型
(1)9∶3∶3∶1 (3∶1)(3∶1) (Aa×Aa)(Bb×Bb) AaBb×AaBb。
(2)1∶1∶1∶1 (1∶1)(1∶1) (Aa×aa)(Bb×bb) AaBb×aabb或Aabb×aaBb。
(3)3∶3∶1∶1 (3∶1)(1∶1) (Aa×Aa)(Bb×bb)或(Aa×aa)(Bb×Bb) AaBb×Aabb或AaBb×aaBb。
(4)3∶1 (3∶1)×1 (Aa×Aa)(BB×B_)、(Aa×Aa)(BB×bb)、(AA×A_)(Bb×Bb)或(AA×aa)(Bb×Bb) AaBB×AaB_、AaBB×Aabb、AABb×A_Bb或AABb×aaBb。
3.常见类型分析
(1)配子的类型及概率问题。
①AaBbCc产生的配子种类为2(A、a)×2(B、b)×2(C、c) =8(种)。
②AaBbCc产生ABC配子的概率=(1/2)×(1/2)×(1/2)=1/8。
(2)子代的基因型及概率问题。
①AaBbCc×AaBBCc,求子代的基因型种类,可将其分解为3个分离定律问题:
Aa×Aa→子代有3种基因型(AA∶Aa∶aa=1∶2∶1);
Bb×BB→子代有2种基因型(BB∶Bb=1∶1);
Cc×Cc→子代有3种基因型(CC∶Cc∶cc=1∶2∶1)。
所以,子代基因型有3×2×3=18(种)。
②AaBbCc×AaBBCc,子代的基因型为AaBBcc的概率=(1/2)×(1/2)×(1/4)=1/16。
(3)子代的表型种类及概率问题。
①AaBbCc×AabbCc,求其杂交后代可能出现的表型种类,可分解为3个分离定律问题:
Aa×Aa→后代有2种表型(A_∶aa=3∶1);
Bb×bb→后代有2种表型(Bb∶bb=1∶1);
Cc×Cc→后代有2种表型(C_∶cc=3∶1)。
所以,后代表型有2×2×2=8(种)。
②AaBbCc×AabbCc,后代的表型为“显显隐”(A_Bbcc)的概率为(3/4)×(1/2)×(1/4)=3/32。
4.与自由组合定律相关的概率计算
当控制两种遗传病(患甲病的概率为m,患乙病的概率为n)的基因之间具有“自由组合”关系时,患病情况如下图和下表所示。
在医学实践中,人们可以根据遗传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。已知人类的多指(T)对正常指(t)为显性,皮肤正常(A)对皮肤白化(a)为显性,决定不同性状的基因自由组合。一个家庭中,丈夫是多指,妻子正常,他们生有一个患白化病但手指正常的孩子(两种病都与性别无关)。请分析并回答下列问题。
(1)若这对夫妇再生一个孩子,这个孩子只患白化病的概率是多少
提示:由题意可知,这对夫妇所生的患白化病但手指正常孩子的基因型为ttaa,则该夫妇的基因型为TtAa(丈夫)、ttAa(妻子)。若只考虑一种性状,他们再生一个孩子,只是多指的概率为1/2,只患白化病的概率为1/4。故他们再生一个孩子,这个孩子只患白化病的概率为手指正常的概率×患白化病的概率=(1-1/2)×(1/4)=1/8。
(2)这对夫妇再生一个既患白化病又多指的孩子的概率是多少
提示:这对夫妇再生一个既患白化病又多指的孩子的概率=多指的概率×患白化病的概率=(1/2)×(1/4)=1/8。
典例剖析 控制某种植物叶形、叶色和能否抗霜霉病3个性状的基因分别用A/a、B/b、D/d表示,且位于3对同源染色体上。现有表型不同的4种植株:板叶紫叶抗病(甲)、板叶绿叶抗病(乙)、花叶绿叶感病(丙)和花叶紫叶感病(丁)。甲和丙杂交,子代表型均与甲相同;乙和丁杂交,子代出现个体数相近的8种不同表型。回答下列问题。
(1)根据甲和丙的杂交结果可知,这3对相对性状的显性性状分别是　　　　　　、　　　　　　、　　　　　　。
(2)根据甲和丙、乙和丁的杂交结果可以推断,甲、乙、丙和丁植株的基因型分别为　　　　　　、　　　　　　、
　　　　　　和　　　　　　。
(3)若丙和丁杂交,则子代的表型为　　　　　　　　　。
(4)选择某一未知基因型的植株X与乙进行杂交,统计子代个体性状。若发现叶形的分离比为3∶1、叶色的分离比为1∶1、能否抗病性状的分离比为1∶1,则植株X的基因型为　　　　。
答案:(1)板叶　紫叶　抗病
(2)AABBDD　AabbDd　aabbdd　aaBbdd
(3)花叶绿叶感病、花叶紫叶感病
(4)AaBbdd
解析:(1)甲(板叶紫叶抗病)与丙(花叶绿叶感病)杂交,子代都表现为板叶紫叶抗病,说明板叶对花叶为显性、紫叶对绿叶为显性、抗病对感病为显性。
(2)丙的表型为花叶绿叶感病,说明丙的基因型为aabbdd。根据甲与丙杂交子代都是板叶紫叶抗病推断,甲的基因型为AABBDD。乙(板叶绿叶抗病)与丁(花叶紫叶感病)杂交,子代出现个体数相近的8(即2×2×2)种不同表型,可以确定乙的基因型为AabbDd,丁的基因型为aaBbdd。
(3)若丙(基因型为aabbdd)与丁(基因型为aaBbdd)杂交,子代的基因型为aabbdd和aaBbdd,表型为花叶绿叶感病、花叶紫叶感病。
(4)植株X与乙(基因型为AabbDd)杂交,统计子代个体性状。根据叶形的分离比为3∶1,确定是Aa×Aa的结果;根据叶色的分离比为1∶1,确定是Bb×bb的结果;根据能否抗病性状的分离比为1∶1,确定是dd×Dd的结果。因此植株X的基因型为AaBbdd。
学以致用 假定某植物体内的五对等位基因是自由组合的,杂交组合AaBBCcDDEe×AaBbCCddEe产生的后代中,两对等位基因杂合、三对等位基因纯合的个体所占的比例是
(　　)
A.1/2　　 B.1/4
C.1/16 D.1/64
答案:B
解析:本题的解题思路是把基因自由组合问题转换成基因分离问题。根据基因分离定律分别计算,其中DD×dd一定得到Dd。在剩下的4对基因组合中,出现杂合子和纯合子的概率都是1/2。要满足题意,则需要除D、d之外的4对基因组合中,有一对为杂合子,另外三对均为纯合子,其概率是4×(1/2)×(1/2)×(1/2)×(1/2)=1/4[其中4是指“在4对基因组合(Aa×Aa,Bb×BB,Cc×CC,Ee×Ee)中,有且只有一对出现杂合子的情况有4种”,每一次出现一对等位基因杂合、三对等位基因纯合的概率是(1/2)×(1/2)×(1/2)×(1/2)]。
三 两对基因控制的性状遗传中的异常分离比
重难归纳
1.“和”为16的特殊分离比
9∶3∶3∶1是独立遗传的决定两对相对性状的两对等位基因自由组合时出现的表型比例,题干中如果出现附加条件,则可能出现9∶3∶4,9∶6∶1,15∶1,9∶7等一系列的特殊分离比。当后代的比例为9∶3∶3∶1或其变式时,则亲本必为双显性性状,且亲本必为双杂合子,这是解答此类问题的基本出发点。
2.“和”为16的显性基因累加效应导致的特殊分离比
(1)表现
(2)原因:A与B的作用效果相同,但显性基因越多,其效果越强。
3.“和”小于16的由基因致死导致的特殊分离比
(1)显性纯合致死
(2)隐性纯合致死
双隐性致死:F1自交后代中,A_B_∶A_bb∶aaB_=9∶3∶3。
单隐性致死(aa或bb):F1自交后代中,A_B_∶A_bb=9∶3或A_B_∶aaB_=9∶3。
在牧草中,白三叶草有两个稳定遗传的品种,叶内含氰的和不含氰的。某人使用叶内含氰的和不含氰的品种进行杂交时,其杂交结果如下:
经研究发现氰化物的合成途径如下:
据图推测叶内不含氰品种的基因型。
提示:D_hh、ddH_、ddhh。
典例剖析 南瓜的扁盘形、圆形、长圆形3种瓜形由2对等位基因控制(A、a和B、b),这2对基因独立遗传。现将2株圆形南瓜植株进行杂交,F1收获的全是扁盘形南瓜;F1自交,F2获得137株扁盘形南瓜、89株圆形南瓜、15株长圆形南瓜。据此推断,亲代圆形南瓜植株的基因型分别是(　　)
A.aaBB和Aabb B.aaBb和Aabb
C.AAbb和aaBB D.AABB和aabb
答案:C
解析:本题可由“F2获得137株扁盘形南瓜、89株圆形南瓜、15株长圆形南瓜”切入。137∶89∶15与9∶6∶1相近,而9∶6∶1可看作9∶3∶3∶1的变形,则F1的基因型为AaBb,即扁盘形南瓜的基因型为A_B_,圆形南瓜的基因型为aaB_或A_bb,长圆形南瓜的基因型为aabb。所以亲代圆形南瓜植株的基因型应为AAbb和aaBB。
学以致用 某种鼠中,黄色卷尾个体杂交,子代中6/12为黄色卷尾,2/12为黄色正常尾,3/12为鼠色卷尾,1/12为鼠色正常尾。出现上述异常分离比的主要原因是(　　)
A.不遵循基因的自由组合定律
B.控制黄色性状的基因纯合致死
C.卷尾性状由显性基因控制
D.鼠色性状由隐性基因控制
答案:B
解析:由题意可知,黄色卷尾个体杂交,子代中黄色∶鼠色=8∶4=2∶1,对于毛色来说,性状发生了分离,说明该黄色卷尾鼠体内控制毛色的基因是杂合的,且黄色是显性性状。卷尾∶正常尾=3∶1,说明该黄色卷尾鼠体内控制尾形的基因是杂合的,且卷尾是显性性状。子代中黄色∶鼠色=2∶1,不符合3∶1的分离比的原因是控制黄色性状的基因纯合致死,导致后代性状分离比为6∶3∶2∶1,而不是9∶3∶3∶1。
1.孟德尔进行的两对相对性状的遗传实验中,具有1∶1∶1∶1比例关系的是(　　)
①杂种自交后代的性状分离比　②杂种产生配子类型的比例　③杂种测交后代的表型比例　④杂种自交后代的基因型比例　⑤杂种测交后代的基因型比例
A.①②④　　 B.②④⑤
C.①③⑤ D.②③⑤
答案:D
解析:具有两对相对性状的杂种自交,后代的性状分离比为9∶3∶3∶1,①不符合题意;杂种产生配子种类的比例为1∶1∶1∶1,②符合题意;杂种测交后代的表型比例为1∶1∶1∶1,③符合题意;杂种自交后代的基因型比例为1∶2∶2∶4∶1∶2∶1∶2∶1,④不符合题意;杂种测交后代的基因型比例为1∶1∶1∶1,⑤符合题意。
2.普通小麦中有高秆抗病和矮秆易感病两个品种,控制两对相对性状的基因独立遗传。现用显性纯合子高秆抗病小麦和隐性纯合子矮秆易感病小麦杂交得F1,F1自交或测交,下列预期结果错误的是(　　)
A.自交结果中高秆抗病与矮秆抗病的比例为9∶1
B.自交结果中高秆与矮秆的比例为3∶1,抗病与易感病的比例为3∶1
C.测交结果为矮秆抗病∶矮秆易感病∶高秆抗病∶高秆易感病=1∶1∶1∶1
D.自交和测交后代中均出现四种表型
答案: A
解析:F1自交,后代的表型及其比例为高秆抗病∶矮秆抗病∶高秆易感病∶矮秆易感病=9∶3∶3∶1,单独分析每一对相对性状的性状分离比,高秆∶矮秆=3∶1,抗病∶易感病=3∶1,后代中高秆抗病∶矮秆抗病=3∶1,故A项错误,B项正确。F1测交,后代的性状表现及比例为高秆抗病∶矮秆抗病∶高秆易感病∶矮秆易感病=1∶1∶1∶1,故C、D两项正确。
3.在三对基因各自独立遗传的条件下,亲本的基因型分别为ddEeFF和DdEeff,子代中表型不同于亲本的个体占全部子代的(　　)
A.5/8 B.3/8
C.1/12 D.1/4
答案:A
解析:ddEeFF×DdEeff,子代中表型与亲本中ddEeFF相同的占(1/2)×(3/4)×1=3/8,与亲本中DdEeff相同的概率为0。故子代表型不同于亲本的个体占全部子代的比例=1-3/8=5/8。
4.假设家鼠的毛色由A、a和B、b两对等位基因控制,两对等位基因的遗传遵循自由组合定律。现有两个基因型为AaBb的个体交配,子代中出现黑色家鼠∶浅黄色家鼠∶白色家鼠=9∶6∶1,则子代浅黄色个体的基因型有(　　)
A.2种 B.4种
C.5种 D.9种
答案:B
解析:由题意可知,单显性个体表现为浅黄色,其基因型有AAbb、Aabb、aaBB、aaBb 4种。