高考生物一轮复习第18讲孟德尔的豌豆杂交实验（一）课件

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第18讲　孟德尔的豌豆杂交实验(一)
1.分析孟德尔遗传实验的科学方法。2.阐明基因的分离规律。3.活动:模拟植物或动物性状分离的杂交实验。
基因分离定律的发现和相关概念1.豌豆作为实验材料的优点
2.孟德尔遗传实验的杂交操作
4.分离定律的实质(现代解释)(1)细胞学基础(2)分离定律的实质:等位基因随同源染色体　的分开而分离。 (3)作用时间:有性生殖形成配子时(减数第一次分裂的后期)　。 (4)适用范围:①进行　有性　生殖的真核生物;②　细胞核　内染色体上的基因;③　一　对等位基因控制的　一　对相对性状的遗传。 
教材拾遗(必修2第7页“技能训练”改编)本来开白花的花卉,偶然出现了开紫花的植株,怎样获得开紫花的纯种呢?答案方法一:用紫花植株的花粉进行花药离体培养,然后用秋水仙素处理,保留紫花的品种。方法二:让该紫花植株连续自交,直到后代不再出现性状分离为止。
凝练核心素养1.生命观念——通过对基因分离规律实质的分析,从细胞水平阐述生命的延续性,建立起结构与功能观。2.科学思维——运用演绎与推理的科学方法,理解基因的分离规律的实质。3.科学探究——体验孟德尔遗传实验的实验方法和创新思维,掌握科学研究的一般过程,培养实验设计和对实验结果的分析能力。4.社会责任——运用分离定律解释一些遗传现象。
(生命观念、科学思维)野生型果蝇的腹部和胸部都有短刚毛,而一只突变果蝇S的腹部却生出长刚毛,研究者对果蝇S的突变进行了系列研究,用这两种果蝇进行杂交实验的结果见下图。
实验1: P:　　　果蝇S　　×　　野生型个体腹部有长刚毛　　　腹部有短刚毛(①　　　　)　　　(②　　　　)↓F1:　1/2腹部有长刚毛∶1/2腹部有短刚毛实验2:　　F1中腹部有长 刚毛的个体　　×　　F1中腹部有 长刚毛的个体↓后代:　　1/4腹部有 短刚毛　∶　3/4腹部有长刚毛(其 中1/3胸部无刚毛) 　　(③　　　)
(1)根据实验结果分析,果蝇腹部的短刚毛和长刚毛是一对　　　　　性状,其中长刚毛是　　　　性性状。图中①②基因型(相关基因用A和a表示)依次为　　　　。 (2)实验2结果显示,与野生型不同的表现型有　　　种。③基因型为　　　　,在实验2后代中该基因型的比例是　　　　。 (3)根据果蝇③和果蝇S基因型的差异,解释导致前者胸部无刚毛、后者胸部有刚毛的原因:　　　　　　　　　　　。 
答案 (1)相对　显　Aa、aa　(2)两　AA　1/4　(3)两个A基因抑制胸部长出刚毛,具有一个A基因时无此效应
解析 (1)同种生物同一性状的不同表现类型称为相对性状,果蝇腹部的短刚毛与长刚毛是一对相对性状。由实验2可知,F1中腹部有长刚毛的个体相互交配,子代出现性状分离,由性状分离比可知短刚毛为隐性性状,长刚毛为显性性状。实验1中显性个体∶隐性个体=1∶1,可知实验1的交配类型为测交,因此①②的基因型依次是Aa、aa。(2)实验2中,与野生型表现型(腹部有短刚毛胸部有短刚毛)不同的是腹部有长刚毛胸部有短刚毛和腹部有长刚毛胸部无刚毛两种类型。因为F2中胸部无刚毛的果蝇占腹部有长刚毛果蝇的1/3,所以③的基因型应为AA,在实验2后代中所占的比例为3/4×1/3=1/4。(3)由决定胸部无刚毛的基因型为AA,而果蝇S基因型为Aa,可以推测两个A基因同时存在时抑制胸部长出刚毛,只有一个A基因时无此效应。
考向1　遗传学基本概念1.(2018山西怀仁八中期末)对下列实例的判断,正确的是( 　)A.有耳垂的双亲生出了无耳垂的子女,因此无耳垂为隐性性状B.杂合子的自交后代不会出现纯合子C.高茎豌豆和矮茎豌豆杂交,子一代出现了高茎和矮茎,所以高茎是显性性状D.杂合子的测交后代都是杂合子
(1)相同基因、等位基因与非等位基因
(2)分离定律核心概念间的联系
考向2　遗传学的科学实验方法2.(2018河北保定定州中学开学测试)利用“假说—演绎法”,孟德尔发现了两大遗传定律。下列关于孟德尔研究过程的分析,正确的是( 　)A.孟德尔作出的“演绎”是F1与隐性纯合子杂交,预测后代产生1∶1的性状分离比B.孟德尔假说的核心内容是“生物体能产生数量相等的雌雄配子”C.为验证作出的假设是否正确,孟德尔设计并完成了正反交实验D.孟德尔发现的遗传规律可以解释所有进行有性生殖的生物的遗传现象
“假说—演绎”法推理过程(“四步”法)
考向3　基因分离定律的实质、条件与验证3.(2019云南姚安一中月考)孟德尔在对一对相对性状进行研究的过程中,发现了基因的分离定律。下列有关基因分离定律的几组比例,能直接说明基因分离定律实质的是 ( 　)A.F2的表现型比例为3∶1B.F1产生配子的种类的比例为1∶1C.F2基因型的比例为1∶2∶1D.测交后代的比例为1∶1
“四法”验证分离定律(1)自交法:自交后代的性状分离比为3∶1,则符合基因的分离定律,由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制。(2)测交法:若测交后代的性状分离比为1∶1,则符合基因的分离定律,由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制。(3)花粉鉴定法:取杂合子的花粉,对花粉进行特殊处理后,用显微镜观察并计数,若花粉粒类型比例为1∶1,则可直接验证基因的分离定律。(4)单倍体育种法:取花药离体培养,用秋水仙素处理单倍体幼苗,若植株有两种表现型且比例为1∶1,则符合基因的分离定律。
假说—演绎法在解题中的应用1.显隐性性状的判断(1)根据子代性状判断①具有不同性状的纯合亲本杂交,若子代只表现一种性状,则子代所表现的性状为　显性　性状,未表现的性状为　隐性　性状。 ②具有相同性状的亲本杂交,若子代表现出不同于亲本的性状,则子代所表现的新性状为　隐性　性状。 (2)根据子代性状分离比判断具有一对相对性状的亲本杂交,若F2性状分离比为3∶1,则所占比例大的性状为　　显性　　性状。 
(3)合理设计杂交实验,判断性状的显隐性
(4)根据遗传系谱图进行判断双亲表现正常,后代出现患者,则致病性状为隐性性状,如图甲所示;双亲表现患病,后代出现正常个体,则致病性状为显性性状,如图乙所示。
2.纯合子与杂合子的判断(1)自交法此法主要用于植物纯合子与杂合子的判定,而且是最简便的方法。
(2)　测交法　 待测个体为雄性动物时,应注意与多个隐性雌性个体交配,以产生更多的后代个体,使结果更有说服力。
(3)单倍体育种法(此法只能用于植物)
(4)花粉鉴定法非糯性与糯性水稻的花粉遇碘液呈现不同的颜色。如果花粉有两种,且比例为1∶1,则被鉴定的亲本为杂合子;如果花粉只有一种,则被鉴定的亲本为纯合子。此法只适用于一些特殊的植物(如水稻等)。 
凝练核心素养社会责任——运用“假说—演绎”的科学方法,结合生活或生产中的生物遗传实例,培养运用遗传学原理、科学思想和方法分析、解决问题的能力。
(科学思维、科学探究、社会责任)豌豆的圆粒(R)对皱粒(r)为显性。将纯种圆粒豌豆与纯种皱粒豌豆杂交,产生的F1全是圆粒;然后让F1自交,获得的F2中圆粒与皱粒之比约为3∶1(第一个实验)。再将F1与皱粒豌豆交配(第二个实验)。根据题意回答下列问题。(1)上述实验是由　　　　　　及　　　　　构成的。 (2)观察第一个实验,由此提出的问题是 　。 (3)观察第一个实验,由此提出的假说是 　。 (4)第二个实验得出的结果是　。 
(5)由此可见,分离定律的细胞学基础是　　　　　　　　;研究分离定律的方法是　　　　　　　　　　　　;分离定律的实质是在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;在减数分裂形成配子的过程中　　　　　　　　　的分开而分离,独立地随配子遗传给后代。 (6)某生物小组种植的纯种高茎豌豆,在自然状态下却出现了矮茎后代。为探究导致矮茎豌豆出现的原因,将矮茎种子在良好的环境条件下培养再自花传粉,若是　　　　　　　　,则其后代全为高茎;若为　　　　　　　　,则其后代全为矮茎。 
答案 (1)杂交实验　测交实验(2)为什么F2中出现性状分离和3∶1的比例(其他答案合理也可)(3)一对相对性状由一对等位基因控制(4)圆粒∶皱粒=1∶1(5)减数分裂　假说—演绎法　等位基因会随同源染色体(6)受环境影响　基因突变
解析 (1)题干中的实验包括杂交实验(两纯种亲本杂交及F1自交)和测交实验。(2)(3)对杂交实验提出的问题是“F2中为什么会出现3∶1的性状分离比”,对这一问题所提出的假说是该对相对性状受一对等位基因控制,并且生物体在产生配子时,成对的等位基因彼此分离分别进入不同的配子中,在配子受精时,雌、雄配子的结合是随机的。(4)测交实验是让F1圆粒个体与皱粒个体杂交,由于F1圆粒个体基因型为Rr,则测交后代中圆粒∶皱粒=1∶1。(5)分离定律的实质体现在减数分裂产生配子时,在减数第一次分裂的后期,等位基因随同源染色体分开而分离,减数分裂是分离定律的细胞学基础。孟德尔研究分离定律运用了假说—演绎法。(6)生物的变异可能是由环境条件引起的,也可能是遗传物质改变引起的。设相关基因为D、d,如果该矮茎豌豆是由环境条件引起的,则该矮茎豌豆的基因型仍为DD,则在良好的环境条件下,让该矮茎豌豆自交,后代将全为高茎;但如果该矮茎豌豆是基因突变所形成的,则它的基因型为dd,自交后代将全为矮茎。
考向1　相对性状中显隐性的判断1.(2019辽宁部分重点高中联考)玉米甜和非甜是一对相对性状,随机取非甜玉米和甜玉米进行间行种植。其中一定能够判断甜和非甜的显隐性关系的是( 　)
可利用假设法判断显隐性在运用假设法判断显隐性性状时,若出现假设与事实相符的情况,要注意另一种假设,切不可只根据一种假设得出片面的结论;但若假设与事实不相符,则不必再作另一假设,可直接予以判断。
考向2　纯合子、杂合子的判断2.(2018河南濮阳南乐一中月考)现有一株高茎(显性)豌豆甲,欲知其是否是纯合子,最简便易行的办法是( 　)A.选另一株矮茎豌豆与甲杂交,子代中若有矮茎出现,则甲为杂合子B.选另一株矮茎豌豆与甲杂交,子代若都表现为高茎,则甲为纯合子C.让甲与多株高茎豌豆杂交,子代中若高、矮茎之比接近3∶1,则甲为杂合子D.让甲豌豆进行自花传粉,若子代中有矮茎出现,则甲为杂合子
考向3　分离定律遗传的概率计算3.(2019黑龙江鹤岗一中月考)人类某常染色体遗传病,基因型EE都患病,Ee有50%患病,ee都正常。一对新婚夫妇表现正常,妻子的母亲是Ee患者,她的父亲和丈夫的家族中均无该病患者,请推测这对夫妇的子女中患病的概率是( 　)A.1/2　　　　　　　　　　　　B.1/4C.1/8D.1/12
“四步法”解决分离定律的概率计算
考向4　自交与自由交配的相关计算4.(2019四川成都外国语学校开学考试)已知牛的体色由一对等位基因(A、a)控制,其基因型为AA的个体为红褐色,aa为红色,在基因型为Aa的个体中,雄牛为红褐色,雌牛为红色。现有一群牛,只有AA、Aa两种基因型,其比例为1∶2,且雌∶雄=1∶1。若让该群体的牛分别进行自交(基因型相同的雌雄个体交配)和自由交配,则子代的表现型及其比例分别是( 　)A.自交,红褐色∶红色=5∶1;自由交配,红褐色∶红色=8∶1B.自交,红褐色∶红色=3∶1;自由交配,红褐色∶红色=4∶1C.自交,红褐色∶红色=2∶1;自由交配,红褐色∶红色=2∶1D.自交,红褐色∶红色=1∶1;自由交配,红褐色∶红色=4∶5
相同条件下连续自交与自由交配(1)两种自交类型的解题技巧①不淘汰相关基因型a.杂合子Aa连续自交,第n代的比例情况如表:
b.根据上表比例,纯合子、杂合子所占比例的坐标曲线图为:由该曲线得到的启示:在育种过程中,选育符合人们要求的个体(显性),可进行连续自交,直到性状不再发生分离为止,即可留种推广使用。②逐代淘汰隐性个体杂合子Aa连续自交,且逐代淘汰隐性个体,自交n代后,显性个体中,
(2)两种自由交配类型的解题技巧①杂合子Aa连续自由交配n代,杂合子比例为1/2,显性纯合子比例为1/4,隐性纯合子比例为1/4。②杂合子Aa连续自由交配n代,且逐代淘汰隐性个体后,显性个体中,
1.孟德尔以豌豆为实验材料通过杂交、测交实验提出了分离定律,下列对此实验分析合理的是(　　)A.孟德尔提出分离定律的过程为提出问题→演绎推理→作出假设→检验推理B.孟德尔设计测交实验的目的是检验分离定律C.孟德尔提出的遗传因子的说法属于演绎内容D.孟德尔选择豌豆作为实验材料的原因是豌豆只有一对相对性状
2.水稻的非糯性对糯性为显性,将纯合非糯性品种与糯性品种杂交得F1,取F1的花粉用碘液染色;凡非糯性花粉呈蓝色,糯性花粉呈棕红色,在显微镜下观察这两种花粉的微粒,非糯性与糯性的比例为(　　)A.1∶1B.1∶2C.2∶1D.不成比例
3.某植物子叶的颜色受一对等位基因控制,基因型为AA的个体呈深绿色,基因型为Aa的个体呈浅绿色。基因型为aa的个体呈黄色,在幼苗阶段死亡。下列说法错误的是 (　　)A.浅绿色植株自花传粉,其成熟后代的基因型为AA和Aa,且比例为1∶2B.浅绿色植株与深绿色植株杂交,其后代的表现型为深绿色和浅绿色,且比例为1∶1C.浅绿色植株连续自交n次,成熟后代中杂合子的概率为1/2nD.经过长时间的自然选择,A基因频率越来越大,a基因频率越来越小
4.已知羊的毛色由一对常染色体上的基因A、a控制。某牧民让两只白色羊交配,后代中出现一只黑色羊。判断一只白色公羊是纯合子还是杂合子的实验方案有如下图所示的两种,已知方案一中母羊的基因型为Aa,方案二中母羊的基因型为aa,下列判断错误的是(　　)　　　　表现型及比例　　　　　推断
A.①全为白色B.②黑色∶白色=3∶1C.③全为白色D.④黑色∶白色=1∶1
5.在一个经长期随机交配形成的自然鼠群中,存在的毛色表现型与基因型的关系如表(注:AA纯合胚胎致死)。请分析回答相关问题。
(1)若亲本基因型为Aa1×Aa2,则其子代的表现型可能为　　　　　。(2)两只鼠杂交,后代出现三种表现型。则该对鼠的基因型是　　　,它们再生一只黑色雄鼠的概率是　　　。 (3)假设进行很多Aa2×a1a2的杂交,平均每窝生8只小鼠。在同样条件下进行许多Aa2×Aa2的杂交,预期每窝平均生　　　只小鼠。 (4)现有一只黄色雄鼠和多只其他各色的雌鼠,如何利用杂交方法检测出该雄鼠的基因型?实验思路如下:①　。 ②　。 结果预测:① 　。 ② 　。 
答案 (1)黄色、灰色　(2)Aa2、a1a2　1/8　(3)6　(4)实验思路:①选用该黄色雄鼠与多只黑色雌鼠杂交　②观察后代的毛色　结果预测:①如果后代表现型为黄色和灰色,则该黄色雄鼠的基因型为Aa1　②如果后代表现型为黄色和黑色,则该黄色雄鼠的基因型为Aa2