人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 盂德尔的豌豆杂交实验（一）教学课件ppt

这是一份人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 盂德尔的豌豆杂交实验（一）教学课件ppt，共44页。PPT课件主要包含了分离定律，遗传学的解题步骤，3AA23Aa，2AA12Aa，AaAA，AaAa，3A13a，4A14a，分离定律题型，基因分离等内容，欢迎下载使用。
发现问题：无论正交和反交，F1都表现高茎，F2出现性状分离，分离比接近3:1
①生物体性状都是由遗传因子控制的。②体细胞中，遗传因子成对存在③配子形成时，成对的遗传因子分离，分别进入不同的配子（核心）④受精时，雌雄配子的结合是随机的
演绎推理：①测交（预期结果） ②验证（实际结果）
遗传因子组成比 ＝ １　 ∶ ２　 ∶ １
遗传因子组成比例＝１　 ∶ １
计算时注意研究对象及系数
AA、aa出现的概率各是1/4，Aa出现的概率是1/2，显性性状出现的概率是3/4，隐性性状出现的概率是1/4，显性性状中杂合子的概率是2/3。
3显性性状 ∶ 1隐性性状
1.遗传系谱图中的发病率计算 例1.低磷酸酯酶症是一种遗传病，一对夫妇均表现正常，他们的父母也均表现正常，丈夫的父亲不携带致病基因，而母亲是携带者，妻子的妹妹患有低磷酸酯酶症。这对夫妇生育一个正常孩子是纯合子的概率是（ ）A.1/3 B.1/2C.6/11 D.11/12
点睛：第一步：计算出子代基因型和表现型的比例,淘汰致死的个体后,第二步：进行系数转换。
系谱图中可以使用“配子法”
6/12AA1/12aa5/12Aa
例2.研究人员最近发现了一种人类单基因遗传病,并将其命名为“卵子死亡”。该类患者的卵子出现发黑、萎缩、退化的现象,导致患者不育。下图为该病某家系的遗传系谱图,经基因检测Ⅰ1含有致病基因,Ⅰ2不含致病基因。下列有关分析错误的是(　　)。
A.该病的遗传方式为常染色体显性遗传 B.Ⅱ1为杂合子的概率为2/3 C.Ⅱ3与Ⅱ4再生一个患病后代的概率为1/8 D.患者的致病基因均来自父亲
解析:　Ⅰ2不含致病基因,因此Ⅱ2是杂合子,判断该病是显性遗传病,若是伴X染色体显性遗传病,Ⅰ1含有致病基因,则Ⅱ1应该也是该病患者,与事实不符,所以该病为常染色体显性遗传病,A正确;Ⅱ1表现正常,不可能是杂合子,B错误;Ⅱ3为杂合子的概率为1/2,与Ⅱ4再生一个孩子,孩子为杂合子的概率为1/4,其中只有女孩才可能患病,孩子患病的概率为1/8,C正确;因为该病患者都是女性,患者不育,但患者母亲都正常,所以患者的致病基因均来自父亲,D正确。答案:　B
2.双胞胎问题 例3.下图是某种遗传病的系谱图，3号和4号为正常的异卵孪生兄弟，兄弟俩基因型均为AA的概率是( )。
思考：（1）若3号和4号为正常的同卵孪生兄弟，兄弟俩基因型均为AA的概率是 。（2）3号和4号为正常的异卵孪生兄弟，兄弟俩基因型不同的概率是 。
例4.（孩子患病与患病孩子）一对表现正常的夫妇，他们的父母都正常，但夫妇二人都有一个患白化病(常染色体 隐性遗传)弟弟，这对夫妇生一个患病孩子的概率为： ，生一个男孩患病的概率为： ，生一个患病男孩的概率为： ，
对由常染色体上的基因控制的遗传病来说,“患病男孩(或女孩)”中的“患病”与“男孩(或女孩)”是两个独立事件,所以:患病男孩的概率=患病女孩的概率=子代患病率×(1/2)。
①隐性致死：隐性基因纯合时（如aa），如镰刀型细胞贫血症(红细胞异常，使人死亡)；植物中的白化苗②显性致死：显性致死又分为显性纯合致死和显性杂合致死，若为显性纯合致死，杂合子自交后代显∶隐＝2∶1。
3.分离定律在特殊情况下的应用
（1）分离定律中的致死问题
③配子致死：指致死基因在配子时期发生作用，从而不能形成有生活力的配子的现象。④合子致死：指致死基因在胚胎时期或幼体阶段发生作用，从而不能形成活的幼体或个体的现象。
例5.某玉米品种含一对等位基因A和a，其中a基因纯合的植株花粉败育，即不能产生花粉，含A基因的植株完全正常。现有基因型为Aa的玉米若干，每代均为自由交配直至F2，F2植株中正常植株与花粉败育植株的比例为（ ）A.1∶1 B.3∶1 C.5∶1 D.7∶1
【解析】亲本Aa自交产生的F1有三种类型1AA、2Aa、1aa，F1自由交配，产生的雌配子有2种，1/2A、1/2a，由于aa的花粉败育，因而产生两种雄配子2/3A、1/3a，雌雄配子随机结合，产生的后代中花粉败育的aa占1/6，则正常的占5/6，故选C。
例6.果蝇缺失1条染色体仍能正常生存和繁殖，缺失2条则致死。Ⅱ号染色体上的翻翅对正常翅为显性。缺失1条Ⅱ号染色体的翻翅果蝇和缺失1条Ⅱ号染色体正常翅果蝇杂交，则关于F1的判断不正确的是（ ）A.染色体数正常的果蝇占1/3B.翻翅果蝇占2/3C.染色体数正常的翻翅果蝇占2/9D.染色体数正常的翻翅果蝇占1/3
例7.基因型为Aa的某植株产生的“a”花粉中有一半是致死的，则该植株自花传粉产生的子代中AA∶Aa∶aa基因型个体的数量比为(　　)A．3∶2∶1　　B．2∶3∶1 C．4∶4∶1 D．1∶2∶1
例8.紫罗兰花瓣形态的单瓣和重瓣是由一对等位基因(B、b)控制的相对性状，自然界中紫罗兰大多为单瓣花，偶见更美丽的重瓣花。研究人员做了如下研究：让单瓣紫罗兰自交得F1，再从F1中选择单瓣紫罗兰继续自交得F2，如此自交多代，发现每一代中总会出现约50%的单瓣紫罗兰和50%重瓣紫罗兰，所有的重瓣紫罗兰都不育(雌、雄蕊发育不完善)，过程如图所示：
(1)根据上述实验结果推测：紫罗兰花瓣单瓣和重瓣的遗传遵循__________定律，__________为显性性状。(2)取上面实验中F1的单瓣紫罗兰花粉进行离体培养，获得单倍体幼苗，继续用秋水仙素处理，获得植株只表现为重瓣，说明：亲代单瓣紫罗兰中含有____________基因的花粉不育，而含有__________基因的花粉可育。
(3)研究发现，引起某种配子不育是由于等位基因(B、b)所在的染色体发生部分缺失造成的(B基因和b基因不缺失)。①综合上述实验推断：染色体缺失的____配子可育，而染色体缺失的____配子不育。②若B、b表示该基因位于正常染色体上，B－、b－表示该基因所在染色体发生部分缺失，F1单瓣紫罗兰产生的雌配子基因型及其比例是________________，产生的雄配子基因型及其比例是________________。
(3)研究发现，引起某种配子不育是由于等位基因(B、b)所在的染色体发生部分缺失造成的(B基因和b基因不缺失)。①综合上述实验推断：染色体缺失的雌配子可育，而染色体缺失的雄配子不育。②若B、b表示该基因位于正常染色体上，B－、b－表示该基因所在染色体发生部分缺失，F1单瓣紫罗兰产生的雌配子基因型及其比例是B－∶b＝1∶1，产生的雄配子基因型及其比例是只有b一种配子。(4)现有基因型分别为BB、Bb、bb、B－b、bb－等5种紫罗兰，欲通过实验进一步验证(3)中的推断，需选择基因型为____________的亲本组合进行____________实验。
①不完全显性：如等位基因A和a分别控制红花和白花，在完全显性时，Aa自交后代中红∶白＝3∶1，在不完全显性时，Aa自交后代中红(AA)∶粉红(Aa)∶白(aa)＝1∶2∶1。②复等位基因：复等位基因是指一对同源染色体的同一位置上的基因有多个。复等位基因尽管有多个，但遗传时仍符合分离定律，彼此之间有显隐性关系，表现特定的性状，最常见的如人类ABO血型的遗传，涉及三个基因——IA、IB、i，组成六种基因型：IAIA、IAi、IBIB、IBi、IAIB、ii。
（2）不完全显性、复等位基因、从性遗传等分离定律的特殊现象分析
例9.某种植物的花色受一组复等位基因的控制，纯合子和杂合子的表现型如下表。若WPWS与WSw杂交，子代表现型的种类及比例分别是（　　）
A、3种，2∶1∶1 B、4种，1∶1∶1∶1C、2种，1∶1 D、2种，3∶1
③从性遗传：从性遗传是指常染色体上的基因，由于性别的差异而表现出男女性分布比例上或表现程度上的差别。如男性秃顶的基因型为Bb、bb，女性秃顶的基因型只有bb。此类问题仍然遵循基因的基本遗传规律，解答的关键是准确区分基因型和表现型的关系。
例10.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(基因型相同的个体交配)和自由交配,则子代的表现型及比例分别是 (　　)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
【解析】先求出不同交配类型产生后代的基因型及概率,然后再利用题意求出表现型的比例。亲本的基因型及概率:1/3AA、2/3Aa,雌∶雄=1∶1,自交的子代中基因型AA占(1/3)×1+(2/3)×(1/4)=1/2,Aa占(2/3)×(1/2)=1/3,aa占1/6;在基因型为Aa的个体中有1/2为红褐色(雄牛),1/2为红色(雌牛),因此,子代中红褐色个体占(1/2)+(1/3)×(1/2)=2/3,则红色占1/3,即红褐色∶红色=2∶1。求自由交配产生子代的基因型时,可利用配子的概率求解,亲本产生的雄(或雌)配子中:A占2/3,a占1/3,则自由交配产生子代的基因型及概率:AA的概率=(2/3)×(2/3)=4/9,Aa的概率=2×(2/3)×(1/3)=4/9,aa的概率=(1/3)×(1/3)=1/9;再根据前面的计算方法可知,子代的表现型及比例为红褐色∶红色=2∶1。
生物的表现型＝基因型＋环境，由于受环境影响，导致表现型与基因型不符合的现象。例如果蝇长翅(V)和残翅(v)的遗传受温度的影响，其表现型、基因型与环境的关系如下表：
（3）表型模拟问题
例11.果蝇的黑体(v)与灰体(V)是一对相对性状，某试验小组对果蝇的这对相对性状进行遗传研究。如果用含有某种添加剂的食物喂养果蝇，所有的果蝇都是黑体，现有一只用含有该种添加剂的食物喂养的黑体雄果蝇，请设计一个实验探究其基因型。(1)应选取_______________________________________果蝇与待测果蝇交配。
多只用不含添加剂的食物喂养的黑体雌
(2)用____________________喂养子代果蝇。
(3)通过观察子代果蝇性状，推断待测果蝇的基因型： ①若子代____________，则待测果蝇的基因型为VV；
②____________________________________________；
若子代全为黑体，则待测果蝇的基因型为vv
③ _________________________________________________；
若子代既有灰体，又有黑体，则待测果蝇的基因型为Vv
方案1：让该隐性个体与显性纯合体杂交得F1，F1自交得F2统计F2性状及比例
显性纯合(AA)与隐性个体(aa)杂交，后代出现一个隐性性状的个体。
a.F2中性状分离比为3:1，则为AA个体形成配子时，发生基因突变，产生a配子。
b.F2中性状分离比为6:1，则为AA个体形成配子时，发生染色体片段缺失，形成一个不含A的配子。
c.F2中性状分离比为7:1，则是由环境引起的变异
方案2：让该隐性个体与显性纯合体杂交得F1，F1自由交配得F2统计F2性状及比例
b.F2中性状分离比为4:1，则为AA个体形成配子时，发生染色体片段缺失，形成一个不含A的配子。
c.F2中性状分离比为15:1，则是由环境引起的变异
例12.果蝇的灰体（E）对黑檀体（e）为显性；短刚毛和长刚毛是一对相对性状，由一对等位基因（B，b）控制。这两对基因位于常染色体上且独立遗传灰体纯合果蝇与黑檀体果蝇杂交，在后代群体中出现了一只黑檀体果蝇。出现该黑檀体果蝇的原因可能是亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变或染色体片段缺失。现有基因型为EE，Ee和ee的果蝇可供选择，请完成下列实验步骤及结果预测，以探究其原因。（注：一对同源染色体都缺失相同片段时胚胎致死；各型配子活力相同）实验步骤：
①用该黑檀体果蝇与基因型为______的果蝇杂交，获得F1；②F1自由交配，观察、统计F2表现型及比例。结果预测：I．如果F2表现型及比例为________ __________，则为基因突变；II．如果F2表现型及比例为__________ _______，则为染色体片段缺失。
P : EE × ee ↓F1 : Ee
基因突变：ee染色体缺失：0e
P : ee×EE ↓F1 : Ee 自由交配（配子法） 雌配子：1/2E、1/2e 雄配子：1/2E、1/2eF2: EE、Ee、ee 1 : 2 : 1
P : 0e×EE ↓F1 : Ee E0 1 : 1 ↓自由交配（配子法） 雌配子：1/2E、1/4e、1/4 0 雄配子：1/2E、1/4e、1/4 0F2: EE、Ee、E0、0e、ee、00
0e+ee= 1/4×1/4+1/4× 1/4+1/4×1/4=3/1600=1/16
①用该黑檀体果蝇与基因型为______的果蝇杂交，获得F1；②F1自由交配，观察、统计F2表现型及比例。结果预测：I．如果F2表现型及比例为_ _________________，则为基因突变；II．如果F2表现型及比例为__ _______________，则为染色体片段缺失。
P : ee×Ee ↓F1 : Ee、ee 自由交配（配子法） 雌配子：1/4E、3/4e 雄配子：1/4E、3/4eF2: EE、Ee、ee 1 : 2 : 1
P : 0e×Ee ↓F1 : ee E0 e0 Ee 1 : 1 : 1 : 1 ↓自由交配（配子法） 雌配子：1/2e、1/4E、1/4 0 雄配子：1/2e、1/4E、1/4 0F2: EE、Ee、E0、0e、ee、00
0e+ee= 1/2×1/4+1/2× 1/4+1/2×1/2=8/1600=1/16
例13.一对毛色正常鼠(P)交配,产下多只鼠(F1),其中一只雄鼠(甲)的毛色异常。已知该对亲本鼠不能再繁殖后代。假定该相对性状由常染色体上一对等位基因(A/a)控制,F1所有鼠能正常生长发育并具有生殖能力,后代都可成活。不考虑染色体变异和两个亲本产生配子时同时发生基因突变的情况。(1)亲本毛色正常鼠的基因型可能是Aa和Aa、　　　　、aa和aa。 (2)为探究雄鼠甲毛色异常的原因,用雄鼠甲分别与F1多只雌鼠交配。请预测结果并做出分析。
例13.一对毛色正常鼠(P)交配,产下多只鼠(F1),其中一只雄鼠(甲)的毛色异常。已知该对亲本鼠不能再繁殖后代。假定该相对性状由常染色体上一对等位基因(A/a)控制,F1所有鼠能正常生长发育并具有生殖能力,后代都可成活。不考虑染色体变异和两个亲本产生配子时同时发生基因突变的情况。(2)为探究雄鼠甲毛色异常的原因,用雄鼠甲分别与F1多只雌鼠交配。请预测结果并做出分析。①如果F2中毛色正常鼠与毛色异常鼠的比例约为　　　　　　,则亲本毛色正常鼠产生配子时没有发生基因突变。 ②如果F2中毛色正常鼠与毛色异常鼠的比例约为　　　　　　,则亲本毛色正常鼠产生配子时发生了隐性突变。 ③如果F2中毛色正常鼠与毛色异常鼠的比例约为　　　　　　,则亲本毛色正常鼠产生配子时发生了显性突变。 
例13.一对毛色正常鼠(P)交配,产下多只鼠(F1),其中一只雄鼠(甲)的毛色异常。已知该对亲本鼠不能再繁殖后代。假定该相对性状由常染色体上一对等位基因(A/a)控制,F1所有鼠能正常生长发育并具有生殖能力,后代都可成活。不考虑染色体变异和两个亲本产生配子时同时发生基因突变的情况。(3)写出探究雄鼠甲毛色异常原因的另一方案: 　,预测该方案中可能性最高的实验结果: 　。 
F1毛色正常雌雄鼠随机交配获得F2,统计F2中毛色正常鼠与毛色异常鼠的比例
F2中毛色正常鼠与毛色异常鼠的比例约为8∶1
【解析】(1)这只毛色异常的雄鼠甲若由基因突变产生,在只考虑一方亲本产生配子时发生突变,则分两种情况:一是显性突变,即a→A,则亲本的基因型均为aa;二是隐性突变,即A→a,则亲本的基因型为AA和Aa;若亲代鼠都为携带者,则其基因型为Aa和Aa。故亲本毛色正常鼠的基因型组合可能有三种:Aa和Aa、AA和Aa、aa和aa。(2)为探究雄鼠甲毛色异常的原因,用雄鼠甲分别与F1多只雌鼠交配,观察统计F2中鼠的表现型及其比例。
【解析】分三种情况讨论:①如果亲本毛色正常鼠产生配子时没有发生基因突变,则亲本的基因型均为Aa,F1正常鼠的基因型为AA和Aa,且比例为1∶2,它们与雄鼠甲(aa)进行交配,产生的F2中毛色异常鼠(aa)的比例约为1/2×2/3=1/3,毛色正常鼠(A_)所占的比例为1-1/3=2/3,所以毛色正常鼠与毛色异常鼠的比例为2∶1。②如果亲本毛色正常鼠产生配子时发生了隐性突变(A→a),则亲本的基因型为AA和Aa,产生的F1中毛色正常鼠(A_)包括AA和Aa,它们与毛色异常的雄鼠甲(aa)交配,F1中毛色异常鼠的比例约为1/2×1/2=1/4,毛色正常鼠所占的比例为1-1/4=3/4,即二者的比例为1∶3。
③如果亲本毛色正常鼠产生配子时发生了显性突变(a→A),则亲本的基因型均为aa,F1产生的正常鼠的基因型全为aa,这只毛色异常鼠的基因型为Aa,F2中毛色正常鼠与毛色异常鼠的比例约为1∶1。(3)探究雄鼠甲毛色异常原因也可从子代正常毛色鼠入手,通过让这部分鼠随机交配,统计F2中毛色正常鼠与毛色异常鼠的比例。①如果亲本毛色正常鼠产生配子时没有发生基因突变,则亲本的基因型均为Aa,F1正常鼠的基因型为AA和Aa,且比例为1∶2,它们随机交配,产生的F2中毛色异常鼠(aa)的比例约为2/3×2/3×1/4=1/9,毛色正常鼠(A_)所占的比例为1-1/9=8/9,所以毛色正常鼠与毛色异常鼠的比例为8∶1。
②如果亲本毛色正常鼠产生配子时发生了隐性突变(A→a),则亲本的基因型为AA和Aa,产生的F1中毛色正常鼠(A_)包括AA和Aa,且比例为1∶1,它们随机交配,F1中毛色异常鼠的比例约为1/2×1/2×1/4=1/16,毛色正常鼠所占的比例为1-1/16=15/16,即毛色正常鼠∶毛色异常鼠的比例为15∶1。③如果亲本毛色正常鼠产生配子时发生了显性突变(a→A),则亲本的基因型均为aa,F1产生的正常鼠的基因型全为aa,它们随机交配,产生的F2全部是正常毛色鼠,没有异常毛色鼠。综上分析可知,三种情况中,毛色异常鼠占比最高的是1/9。
雌雄同株的植物或雌雄同体的低等动物，它们能同时产生两性配子。其中有些生物正常进行自花传粉或自体受精，但是，有些生物的自交是不育的，即自交不亲和。
高等植物烟草是自交不育的，已知至少有15种自交不亲和的相关基因，它们是S1、S2、S3、...、S15构成一个复等位基因系列。
基因型S1S2的植株的花粉受到基因S1S2的花柱的抑阻，不能参加受精，但是基因型S1S3的花粉落到S1S2的柱头上时，S1的花粉受阻，而S3的花粉不被阻止而参与受精，生成S1S3和S2S3的合子。
自然状态下，自交不亲和的生物没有纯合子
例14某二倍体两性花植物的自交不亲和是由15个共显性的等位基因Sx（S1、S2、…、S15）控制的。该植物能产生正常的雌、雄配子，但当花粉与母本有相同的Sx基因时，就不能完成受精作用。下列叙述正确的是（ ）A.该植物有15种基因型分别为S1S1、S2S2、…、S15S15的纯合个体B.Sx复等位基因说明突变具有普遍性和不定向性的特点C.S1S2（父本）和S2S4（母本）杂交，F1的基因型有2种D.可以通过杂交育种的方法获得各种基因型的植株