《学霸笔记 同步精讲》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）高中生物学人教版必修二

(共46张PPT)
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
自主预习·新知导学
合作探究·释疑解惑
素 养 提 升
课 堂 小 结
自主预习·新知导学
一、孟德尔实验方法的启示
1.实验材料: 科学正确地选用豌豆作实验材料是成功的首要条件。
2.研究对象: 在对生物的性状进行分析时,孟德尔首先只针对一对相对性状进行研究,再对两对或多对相对性状进行研究。
3.提出新概念并应用符号体系表达概念。
4.科学的方法: 对实验结果进行统计学分析,即将数学的方法引入对遗传实验结果的处理和分析中。
4.严密的程序:运用假说—演绎法,科学地设计实验程序,即
发现问题→提出假说→演绎推理→实验验证→总结规律。
二、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(也叫表现型)和基因型的概念。
(1)表型指生物个体表现出来的性状(即性状表现),如豌豆的高茎和矮茎。
(2)基因型指与表型有关的基因组成(即遗传因子组成),如DD、Dd、dd等。
(3)等位基因指控制相对性状的基因(即成对的遗传因子),如D和d。
2.基因的本质和作用原理成为遗传学研究的中心问题,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,并且为基因工程(也叫“遗传工程”)等生物技术的兴起奠定了理论基础。孟德尔被后人公认为“遗传学之父”。
三、孟德尔遗传规律的应用
1.意义
分离定律和自由组合定律在生物的遗传中具有普遍性。掌握这些定律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)在动植物育种中的应用
①杂交育种: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实例:既抗倒伏又抗条锈病的纯种小麦的培育。
(2)在医学实践中的应用
①原理: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。
②实例:人类的白化病是一种由隐性基因(a)控制的遗传病,如果一个患者的双亲表型正常,根据分离定律可知,患者的双亲一定都是杂合子,基因型均为Aa,则双亲的后代中患病概率为1/4。
【预习检测】
1.判断正误。
(1)孟德尔把数学统计方法引入生物学的研究,这是超越前人的创新。(　　)
(2)杂交可以把两个亲本的优良性状集中到一起,用于新品种的培育。(　　)
(3)孟德尔提出了遗传因子、基因型和表型的概念。(　　)
(4)表型相同的生物,基因型一定相同。(　　)
√
√
×
×
2.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 (　　)
A.选择豌豆作实验材料,自然状态下豌豆一般是纯种
B.豌豆的相对性状容易区分,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
D.应用物理和化学的方法使细胞发生癌变
答案:D
解析:孟德尔的遗传实验研究获得成功的原因包括:①正确地选择了实验材料——豌豆;②采用了正确的实验方法,从一对相对性状到多对相对性状进行研究;③对实验结果进行了统计学分析。
3.连线。
合作探究·释疑解惑
知识点一
知识点二
孟德尔实验方法的启示及孟德尔遗传规律的再发现
问题引领
1.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柳菊,结果却并不理想,其原因主要有哪些
提示:①山柳菊没有既容易区分又可以连续观察的相对性状;②山柳菊有时进行有性生殖,有时进行无性生殖;③山柳菊的花小,难以做人工杂交实验。
2.“假说—演绎法”是自然科学中常用的一种研究方法,这种研究方法是如何确定假说内容是否正确的
提示:设计测交实验,在做实验前先用解释杂交实验的假说预测结果,然后进行实验。如果实验结果与预测的结果一致,则说明假说内容具有普遍性,是正确的,否则就是错误的。
3.用甲、乙两株高茎豌豆进行了以下实验。
(1)在适宜的田地里分别种植甲、乙两株豌豆,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表示一对等位基因,甲、乙的基因型是否相同
提示:否。甲的基因型是DD,乙的基因型是Dd。
(2)将甲自交后代的高茎豌豆种子种植在土壤贫瘠、缺水少肥的田地里,结果都表现为植株矮小,是它们的基因型发生了改变吗
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。
归纳提升
厘清遗传规律相关概念的联系
典型例题
下列关于遗传基本问题的叙述,正确的是(　　)
A.相对性状是指一种生物的同一种性状的不同表现类型,如棉花的细绒与长绒
B.表型是指生物个体表现出来的性状,表型相同基因型一定相同
C.纯合子自交,后代一般不发生性状分离
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的现象
答案:C
解析:相对性状是指一种生物的同一种性状的不同表现类型,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,如高茎豌豆的基因型有AA和Aa两种。纯合子自交,后代仍是纯合子,一般不发生性状分离。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。
【变式训练】
下列关于遗传学概念的解释,错误的是(　　)
A.性状分离:杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象
B.基因型:与表型有关的基因组成
C.显性性状:两个亲本杂交,F1中显现出来的性状
D.等位基因:控制相对性状的基因
答案:C
解析:具有相对性状的纯合亲本杂交,F1表现出来的性状是显性性状,未表现出来的性状是隐性性状。
孟德尔遗传规律的应用
问题引领
1.比较分离定律与自由组合定律。
答案:4n　3种,1∶2∶1　3n种,(1∶2∶1)n　2种,3∶1　2n种, (3∶1)n　2种,1∶1　2n种,(1∶1)n　2种,1∶1　2n种,(1∶1)n
2.具有3对相对性状的纯合亲本杂交,F2出现27∶9∶9∶9∶3∶3∶3∶1的性状分离比。符合要求的亲本杂交组合基因型有几种 分别是什么 (不考虑正反交,涉及的基因分别用A、a,B、b,C、c表示)
提示: 4种。分别是AABBCC×aabbcc,aaBBCC×AAbbcc, AAbbCC×aaBBcc和AABBcc×aabbCC。
3.现有两种小麦,分别具有一种优良性状(如矮秆、抗病等),可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,则图中X如何操作
提示:选出即可留种。
(2)如果所需的优良性状是显性的,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。
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——正推型
(1)配子类型及其概率计算
求出每对基因对应的配子种类及其概率,然后再相乘。
(2)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,然后再相乘。
(3)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,然后再根据要求进行计算。
2.根据子代性状分离比推测亲本基因型和表型——逆推型
将自由组合定律问题转化为分离定律问题后,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。
如根据性状分离比推断亲代的基因型。
(1)9∶3∶3∶1→AaBb×AaBb。
(2)1∶1∶1∶1→AaBb×aabb或Aabb×aaBb。
(3)3∶3∶1∶1→AaBb×Aabb或AaBb×aaBb。
(4)3∶1→Aabb×Aabb、AaBB×AaBB、AABb×AABb、aaBb×aaBb等(只要其中一对符合一对相对性状遗传实验的F1自交类型,另一对相对性状杂交后代只产生一种表型即可)。　
3.杂交育种
(1)在杂交育种中,选育纯合子一般从F2开始。
(2)动物纯种的选育可用测交法;植物纯种的选育一般选用连续自交的方法。
4.分析、预防遗传病
设患甲病的概率为m,患乙病的概率为n,则患病概率可按照下表进行计算。
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杂交,F1全部为黄色圆粒,F1自交获得F2,从F2黄色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概率为(　　)
A.1/9　 B.2/9
C.1/3 D.4/9
答案:D
解析:由题意可知,F2中黄色皱粒的基因型为1/3YYrr、2/3Yyrr,绿色圆粒的基因型为1/3yyRR、2/3yyRr。黄色皱粒纯合、绿色圆粒杂合的概率为(1/3)×(2/3)=2/9,黄色皱粒杂合、绿色圆粒纯合的概率为(2/3)×(1/3)=2/9,所以从F2黄色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概率为4/9。
2.某种哺乳动物的直毛(B)对卷毛(b)为显性,黑色(C)对白色(c)为显性(这两对基因的分离和组合互不干扰)。基因型为BbCc的个体与“个体X”交配,子代的表型有直毛黑色、卷毛黑色、直毛白色和卷毛白色,它们之间的比例为3∶3∶1∶1。“个体X”的基因型为(　　)
A.BbCC B.BbCc C.bbCc D.Bbcc
答案:C
解析:由题意可知,子代中直毛∶卷毛=1∶1,相当于测交,说明亲本中关于直毛、卷毛的基因型为Bb×bb;子代中黑色∶白色=3∶1,相当于杂合子自交,说明亲本中关于黑色、白色的基因型为Cc×Cc。亲本一方的基因型为BbCc,故“个体X”的基因型是bbCc。
【变式训练】
1.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。如果他们再生一个孩子,则其只患一种病和患两种病的概率分别是(　　)
A.1/2,1/8 B.3/4,1/4
C.1/4,1/4 D.1/4,1/8
答案:A
解析:据题推知:父亲的基因型为TtAa,母亲的基因型为ttAa。用“分解法”:
故子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。
2.两个亲本杂交,相应基因的遗传遵循自由组合定律,其子代的基因型是yyRR∶yyrr∶YyRR∶Yyrr∶yyRr∶YyRr= 1∶1∶1∶1∶2∶2,则这两个亲本的基因型是(　　)
A.yyRR和yyRr B.yyrr和YyRr
C.yyRr和YyRr D.YyRr和YyRr
答案:C
解析:子代中Yy∶yy=1∶1,故亲本的为Yy×yy;子代中基因型RR∶Rr∶rr=1∶2∶1,故亲本的基因型为Rr×Rr。综合来看,亲本的基因型为yyRr和YyRr。
素 养 提 升
1.理解9∶3∶3∶1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,所以会出现不同于9∶3∶3∶1的异常性状分离比,如下图所示,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,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合定律。
2.用“合并同类项法”巧解自由组合定律特殊分离比问题
第一步,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9∶3∶3∶1或其变式(存在致死现象除外),不管以什么样的比例呈现,都符合自由组合定律。
第二步,写出遗传图解。根据自由组合定律,写出遗传图解,并注明自交后代性状分离比(9∶3∶3∶1)。
第三步,合并同类项,确定出现异常分离比的原因。将异常分离比与正常分离比(9∶3∶3∶1)进行对比,根据题意,将具有相同表型的个体进行“合并同类项”,如“9∶6∶1”即9∶(3+3)∶1,确定出现异常分离比的原因,即单显性类型表现出相同的性状。
第四步,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,推测亲本的基因型或推断子代相应表型的比例。
等位基因A、a和B、b的遗传符合自由组合定律。让显性纯合子(AABB)和隐性纯合子(aabb)杂交得F1,再让F1测交,后代的表型比例为1∶3。如果让F1自交,则下列表型比例中,F2不可能出现的是(　　)
A.13∶3　 B.9∶4∶3
C.9∶7 D.15∶1
答案:B
解析:F1(AaBb)测交,后代的表型比例正常情况下应为1∶1∶1∶1,而现在是1∶3,说明AaBb、aaBb、Aabb、aabb中,有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种性状。所以,F1自交后原本9∶3∶3∶1的表型比例,有可能是9∶7,13∶3或15∶1。
课 堂 小 结