2021学年第2节 孟德尔的豌豆杂交实验（二）第2课时导学案

这是一份2021学年第2节 孟德尔的豌豆杂交实验（二）第2课时导学案，共11页。
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课标内容要求核心素养对接阐明有性生殖中基因自由组合使得子代的基因型和表型有多种可能，并可由此预测子代的遗传性状。1．科学思维：归纳总结核心概念间的关系。感悟科学研究的一般规律，提高科学素养。2．科学探究：体验孟德尔遗传实验的科学方法和创新思维。3．社会责任：认同孟德尔敢于质疑的科学精神，大胆的想象和创新精神。1．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。(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”。3．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。判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)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、表型、基因型的概念。 (　　)3．表型相同的生物，基因型一定相同。 (　　)4．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。              (　　)5．杂交育种不需筛选可获得优良品种。 (　　)6．根据孟德尔遗传规律可推断遗传病患病概率。 (　　)提示：1．√2．×　表型和基因型是由丹麦生物学家约翰逊提出来的。3．×　表型相同的生物，基因型不一定相同。4．√5．×　杂交育种需经过筛选获得优良品种。6．√　自由组合定律的应用1．杂交育种(1)过程①培育杂合子品种选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×)→F1(即为所需品种)。②培育隐性纯合子品种选取符合要求的双亲杂交(♀×)→F1F2→选出表型符合要求的个体种植并推广。③培育显性纯合子品种a．植物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1自交→获得F2→鉴别、选择需要的类型，自交至不发生性状分离为止。b．动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1雌雄个体交配→获得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的F2个体。(2)优点：操作简便，可以把多个品种的优良性状集中在一起。(3)缺点：获得新品种的周期长。2．遗传病概率的计算当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时，各种患病情况概率如下：(1)只患甲病的概率：m·(1－n)；(2)只患乙病的概率：n·(1－m)；(3)甲、乙两病同患的概率：m·n；(4)甲、乙两病均不患的概率：(1－m)·(1－n)；(5)患病的概率：1－(1－m)·(1－n)；(6)只患一种病的概率：m·(1－n)＋n·(1－m)。以上规律可用下图帮助理解：1．动物中优良品种的选育与植物的杂交育种有什么不同？提示：植物的杂交育种一般需要连续自交，既保留了优良品种又能不断提高纯合比例；动物如果需要获得双隐性个体，一旦出现即是所需，如果需要获得显性个体，可以通过一次测交实验来鉴定其是否为纯合优良品种。2．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。3．人类的多指对手指正常为显性，先天聋哑为隐性。一个多指男子(其母正常)与一外观正常的女子结婚，生了一个多指且聋哑的孩子(多指的致病基因为A，先天聋哑的致病基因为b)。(1)请写出这对夫妇的基因型。提示：AaBb、aaBb。(2)他们生出不携带任何致病基因的孩子的可能性为多少？提示：1/8。1．有一种软骨发育不全的遗传病，两个患这种病的人(其他性状正常)结婚，他们所生的第一个孩子得白化病和软骨发育不全，第二个孩子性状全部正常。假设控制这两种病的基因的遗传符合基因的自由组合定律，请预测他们再生一个孩子同时患两种病的概率是(　　)A．1/16　 B．1/8　　　　C．3/16　　　　 D．3/8C　[两个患有软骨发育不全的人(其他性状正常)结婚，他们所生的第一个孩子得白化病和软骨发育不全，第二个孩子性状全部正常，可知软骨发育不全是由显性基因决定的，白化病是由隐性基因决定的，并可以推断出此夫妇的基因型均为AaBb(假设白化病相关基因用A、a表示，软骨发育不全相关基因用B、b表示)，他们再生一个孩子同时患两种病的概率是1/4×3/4＝3/16。]2．在家兔中黑色(B)对褐色(b)为显性，短毛(E)对长毛(e)为显性，这两对基因是独立遗传的。现有纯合黑色短毛兔和褐色长毛兔。请回答下列问题：(1)试设计培育能稳定遗传的黑色长毛兔的育种方案(简要程序)。第一步：_____________________________________________；第二步：_____________________________________________；第三步：_____________________________________________。(2)此现象符合____________定律。[解析]　黑色长毛是亲本中没有的性状组合，亲本杂交，性状进行重新组合才能获得该性状组合，可利用自由组合定律解决该育种问题。具体方案是亲本杂交获得F1，F1雌雄个体相互交配获得F2，在F2中获得需要的类型，最后通过测交对基因型进行鉴定，选出纯合个体。[答案]　(1)黑色短毛兔×褐色长毛兔→F1　F1雌雄个体相互交配得到F2，从F2中选出黑色长毛兔　F2中黑色长毛兔×褐色长毛兔(测交)，其后代不出现褐色长毛兔的亲本即为纯合黑色长毛兔　(2)自由组合　自由组合定律的解题技巧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_)或(Aa×Aa)(BB×bb)或(Aa×Aa)(bb×bb)或(AA×A_)(或Aabb或aaBb)或(AA×aa)(Bb×Bb)或(aa×aa)(Bb×Bb)⇒AaBB×AaB_或AaBB×Aabb或AABb×A_Bb或AABb×aaBb。3．常见类型分析(1)配子类型及概率的问题①AaBbCc产生的配子种类数：2(A、a)×2(B、b)×2(C、c)＝8(种)。②AaBbCc产生ABC配子的概率：(A)×(B)×(C)＝。(2)子代的基因型及概率问题①AaBbCc与AaBBCc杂交，求子代的基因型种类，可将其分解为3个分离定律：Aa×Aa→后代有3种基因型(1AA∶2Aa∶1aa)；Bb×BB→后代有2种基因型(1BB∶1Bb)；Cc×Cc→后代有3种基因型(1CC∶2Cc∶1cc)。所以，后代中有3×2×3＝18(种)基因型。②AaBbCc与AaBBCc杂交，后代中AaBBcc出现的概率：(Aa)×(BB)×(cc)＝。(3)子代的表型类型及概率的问题①AaBbCc与AabbCc杂交，求其杂交后代可能出现的表型种类数，可分解为3个分离定律：Aa×Aa→后代有2种表型(3A_∶1aa)；Bb×bb→后代有2种表型(1Bb∶1bb)；Cc×Cc→后代有2种表型(3C_∶1cc)。所以，后代中有2×2×2＝8(种)表型。②AaBbCc与AabbCc杂交，后代中出现A_Bbcc的概率：3/4×1/2×1/4＝3/32。　多对相对性状的自由组合问题多对相对性状的自由组合问题是指3对或3对以上的相对性状，它们的遗传符合自由组合定律。n对相对性状的遗传结果如下表所示：相对性状对数等位基因对数F1配子F1配子可能组合数F2基因型F2表型种类比例种类比例种类比例1121∶1431∶2∶123∶12222(1∶1)24232(1∶2∶1)222(3∶1)23323(1∶1)34333(1∶2∶1)323(3∶1)3………………………nn2n(1∶1)n4n3n(1∶2∶1)n2n(3∶1)n注：表中最下行的数学通式适用于n对基因均杂合的情况下，若不都是杂合的，则该数学通式不适用。1．小麦抗锈病(T)对易染锈病(t)为显性，高秆(D)对矮秆(d)为显性，两对基因独立遗传。用抗锈病矮秆小麦与抗锈病高秆小麦杂交获得的F1小麦中，抗锈病高秆1 051株、易染锈病矮秆351株、抗锈病矮秆1 103株、易染锈病高秆342株，则两亲本的基因型可能是(　　)A．TTdd、TtDd B．Ttdd、TtDdC．Ttdd、TTDd D．ttDd、TtDdB　[分别分析两对相对性状，F1小麦中，抗锈病与易染锈病的比例约为3∶1，说明双亲均为杂合子Tt；高秆与矮秆的比例约为1∶1，说明亲本中高秆小麦为杂合子Dd。综合分析，两亲本的基因型可能是Ttdd、TtDd，B项正确。]2．假定某植物5对等位基因是相互自由组合的，杂交组合AaBBCcDDEe×AaBbCCddEe产生的后代中，2对等位基因杂合、3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．1/64B　[根据基因分离定律，分对计算，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：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体的情况有4种”，每一次出现一杂三纯的概率都是1/2×1/2×1/2×1/2。]玉米是主要的高产粮食作物，为了提高玉米的产量，在农业生产中玉米使用的都是杂交种，杂交玉米的性状不能稳定遗传，因此农民每年都需要购买玉米杂交种，请回答下列有关问题：由设问(2)关键信息“长期培育长果穗黄粒(AaBb)杂交种玉米”可知，必须先获得AABB和aabb(或AAbb、aaBB)，并由此确定选择和培育的方案。同时AABB和aabb(或AAbb、aaBB)需要自交留种。1．玉米从种子发芽到新种子成熟，整个过程需90～150天，玉米是一种雌雄同株的植物，其顶部开雄花，下部开雌花，是遗传学研究的良好材料。尝试写出玉米是遗传学研究的良好材料的三点理由。(科学思维)提示：玉米开单性花，雌雄同株，去雄容易；子代多且生长期短；具有易于区分的相对性状。2．现有长果穗(A)白粒(b)和短果穗(a)黄粒(B)两个玉米杂合子品种，为了达到长期培育长果穗黄粒(AaBb)杂交种玉米的目的，请你以遗传图解并简要说明的形式，设计出你的育种方案。(科学探究)提示：方案一：方案二：[课堂小结]知 识 网 络 构 建核 心 语 句 背 诵1.等位基因是指控制相对性状的基因。2.基因型：与表型有关的基因组成。3.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。4.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。5.分离定律和自由组合定律在生物的遗传中具有普遍性。1．孟德尔利用豌豆杂交实验研究遗传规律，其获得成功的原因不包括(　　)A．运用统计学方法分析实验结果B．科学地设计实验程序，提出假说并进行验证C．始终坚持同时分析多对相对性状D．选用了非常适合的实验材料C　[孟德尔遗传实验是先研究一对相对性状的遗传，再研究多对性状的遗传，C错误。]2．下列有关基因、基因型、表型、等位基因的说法中，错误的是(　　)A．基因的概念是由丹麦生物学家约翰逊提出的B．黄色圆粒豌豆的基因型有4种C．黄色皱粒豌豆的基因型均相同D．Y与y是等位基因，Y与r是非等位基因C　[黄色皱粒豌豆的基因型有Yyrr、YYrr，C错误。]3．小麦的高秆(D)(易倒伏)对矮秆(d)(抗倒伏)是显性，抗病(R)对易病(r)是显性，两对基因独立遗传。现用纯合的高抗与矮易品种杂交，F2中出现抗倒抗病类型的概率是(　　)A．9/16　 B．3/16C．1/16 D．3/4或1/4B　[由题干信息可知：F1基因型为DdRr，F1自交产生的F2：D_R_∶D_rr∶ddR_∶ddrr＝9∶3∶3∶1。F2中出现抗倒伏抗病类型的基因型为1/16ddRR、2/16ddRr，即F2中出现抗倒抗病类型的概率是3/16。B正确。]4．鸡冠的形状由两对基因(A和a，B和b)控制，这两对基因的遗传符合基因的自由组合定律，且与性别无关。据下表回答问题：项目基因组合A、B同时存在(A_B_型)A存在、B不存在(A_bb型)B存在、A不存在(aaB_型)A和B都不存在(aabb型)鸡冠形状核桃状玫瑰状豌豆状单片状杂交组合　甲：核桃状×单片状→F1：核桃状、玫瑰状、豌豆状、单片状乙：玫瑰状×玫瑰状→F1：玫瑰状、单片状丙：豌豆状×玫瑰状→F1：全是核桃状(1)甲组杂交方式在遗传学上称为________，甲组杂交F1四种表型比例是____________________。(2)让乙组后代F1中玫瑰状冠的鸡与另一纯合豌豆状冠的鸡杂交，杂交后代表型及比例在理论上是__________________。(3)让丙组F1中的雌雄个体交配，后代表现为玫瑰状冠的有120只，那么表现为豌豆状冠的杂合体理论上有________只。(4)基因型为AaBb与Aabb的个体杂交，它们的后代基因型的种类有________种，后代中纯合子所占比例为________。[解析]　(1)甲组为双杂合个体与隐性纯合子杂交，叫测交，测交后代有4种表型，且比例为1∶1∶1∶1。(2)乙组杂交后代F1玫瑰状个体的基因型为2/3Aabb、1/3AAbb，和纯合的豌豆状冠(aaBB)鸡杂交，后代中出现核桃状冠的概率是1/3＋2/3×1/2＝2/3，出现豌豆状冠的概率是2/3×1/2＝1/3，比例为2∶1。(3)丙组中，由F1全是核桃状，可推出亲代基因型为aaBB、AAbb，F1基因型为AaBb，F1中雌雄个体杂交，符合常规的自由组合定律，F2中玫瑰状冠的鸡为1/16AAbb＋2/16Aabb＝120(只)，故杂合的豌豆状冠(2/16aaBb)个体理论上有80只。(4)基因型为AaBb、Aabb的个体杂交，后代的基因型种类为3×2＝6(种)，纯合子所占的比例为1/2×1/2＝1/4。[答案]　(1)测交　1∶1∶1∶1　(2)核桃状∶豌豆状＝2∶1　(3)80　(4)6　1/4