高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 盂德尔的豌豆杂交实验（一）学案设计

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第3课时
【教学目标】
1、学会应用分离定律解决常见问题。
2、区别连续自交和自由交配。
4、学会验证是否发生了分离定律。
【教学重难点】
重点：分离定律的应用题型
难点：连续自交和自由交配
【教学过程】
一、分离定律解题方法
1、常见的交配方式
杂交、自交、测交、正交和反交
2、相对性状中显、隐性判断(设A、B为一对相对性状)
(1)杂交法：
①若A×B→A，则A为显性，B为隐性。
②若A×B→B，则B为显性，A为隐性。
③若A×B→既有A，又有B，则无法判断显隐性，只能采用自交法。
(2)自交法：
①若A→既有A，又有B，则A为显性，B为隐性。
②若B→既有A，又有B，则B为显性，A为隐性。
③若A→A，则A为纯合子→判断不出显隐性，只能采用杂交法。
④若B→B，则B为纯合子→判断不出显隐性。
3、杂合子和纯合子的判断
（1）自交法，看是否发生性状分离
（2）测交法（前提：知道显隐性关系），看后代性状而定
当待测个体为动物时，常采用测交法；当待测个体为植物时，测交法、自交法、花粉鉴定法均可以，但自交法较简便。
4、测交实验的目的
（1）测定F1产生的配子的种类及比例。
（2）测定F1的遗传因子组成（判断是纯合子还是杂合子）。
（3）验证分离定律。
5、亲子代性状和遗传因子类型推理
（1）正推
AA×AA → AA （全为显性）
AA×Aa → AA∶Aa＝1∶1 （全为显性）
AA×aa → Aa （全为显性）
Aa×Aa → AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1 （显性∶隐性＝3∶1）
Aa×aa → Aa∶aa＝1∶1 （显性∶隐性＝1∶1）
aa×aa → aa （全为隐性）
（2）逆推
子代显性：隐性=3：1 → 亲本：Aa×Aa
子代显性：隐性=1：1 → 亲本：Aa×aa
子代全为显性 → AA×
子代全为隐性 → aa×aa
6、概率计算
（1）用经典公式计算
概率＝某性状或遗传因子组合数/总组合数。
例：在一对相对性状的杂交实验中，请分析F2中遗传因子组成及比例，高茎豌豆中纯合子和杂合子所占比例各是多少？
F2中遗传因子组成及比例：DD∶Dd∶dd＝1∶2∶1。高茎豌豆(DD和Dd)中纯合子(DD)占1/3，杂合子(Dd)占2/3。
（2）用配子的概率计算
根据配子的比例计算某种遗传因子组成的比例—配子法
先计算出亲本产生每种配子的比例，再根据题意要求用相关的两种配子比例相乘、相关个体的比例相加即可。
如求F2中Aa的比例，先计算出母本中A、a雌配子各占1/2，父本中A、a雄配子各占1/2，则F2中Aa的比例为A雌配子比例×a雄配子比例＋a雌配子比例×A雄配子比例＝1/2。
（3）概率计算中的两个原则
①乘法原则：两个或两个以上相对独立的事件同时出现的概率等于各自概率的积。
例：第一胎不论生男还是生女都不会影响第二胎所生孩子的性别，因此两胎都生女孩属于两个独立事件。第一胎生女孩的概率为1/2，第二胎生女孩的概率为1/2，那么两胎都生女孩的概率是1/2×1/2＝1/4。
②加法原则：两个或两个以上互斥事件同时出现的概率等于各自概率的和。
例：肤色正常(A)对白化(a)是显性，一对夫妇的遗传因子组成都是Aa，他们的孩子的遗传因子组成可能是AA、Aa、aa=1：2：1，一个孩子的遗传因子组成是AA，就不可能同时又是其他遗传因子组成。所以一个孩子表现正常的概率是1/4(AA)＋2/4(Aa)＝3/4。
二、典型题型
1、连续自交
（1）杂合子Aa连续自交，第n代的比例分析
在杂交育种时，可通过杂合子连续自交的方法获得显性纯合子。

（2）Aa连续自交，在逐代淘汰隐性个体的情况下，Fn中淘汰掉隐性个体后显性纯合子所占比例为（eq \f(2n－1,2n＋1)）。
2、自由交配（棋盘法的应用）
（1）自交≠自由交配
（2）自由交配的计算——棋盘法
实例:基因型为1/3AA、2/3Aa的动物群体,进行随机交配的情况如下:
解法一 自由交配方式(四种)展开后再合并:
①♀1/3AA×♂1/3AA→1/9AA
②♀1/3AA×♂2/3Aa→1/9AA+1/9Aa
③♀2/3Aa×♂1/3AA→1/9AA+1/9Aa
④♀2/3Aa×♂2/3Aa→1/9AA+2/9Aa+1/9aa
解法二 算出群体产生雌、雄配子的概率,再用棋盘格法进行运算:
综上，后代基因型及比例为4/9AA、4/9Aa、1/9aa；8/9显性性状,1/9隐性状性。
3、分离定律的验证方法
(1)测交法
杂种F1×隐性纯合子
↓
后代出现两种不同性状的个体，且比例为1∶1
↓
证明杂种F1产生了两种配子，即成对的遗传因子彼此分离
(2)杂合子自交法
让杂合子自交(若为异性个体，采用相同遗传因子组成的杂合子相互交配)，后代的性状分离比约为3∶1，是由于杂合子产生了两种配子，即成对的遗传因子彼此分离
(3)花粉鉴定法
用显微镜观察计数花粉性状类型，可直接验证分离定律。
例题：已知纯种的粳稻与糯稻杂交，F1全为粳稻，粳稻中含有直链淀粉，遇碘呈蓝黑色(其花粉粒的颜色反应也相同)；糯稻含支链淀粉，遇碘呈红褐色(其花粉粒的颜色反应也相同)。现有一批纯种粳稻和糯稻，以及一些碘液。请设计两种方案来验证分离定律。(实验过程中可自由取用必要的实验器材。遗传因子用M和m表示)
方案一：
实验方法：______________________________________________________
_______________________________________________________________。
实验步骤：
(1)_____________________________________________________________。
(2)_____________________________________________________________。
实验预期现象：___________________________________________________
__________________________________________________________________。
实验结论：_____________________________________________________________________________________________________________________________________。
方案二：
实验方法：______________________________________________________________。
实验步骤：
(1)________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)_______________________________________________________________________________________________________________________________。
实验预期现象：__________________________________________________
_________________________________。
实验结论：___________________________________________________
_______________。
【答案】
方案一：
实验方法：采用测交法加以验证
实验步骤：(1)首先让纯合的粳稻与糯稻杂交，获取F1杂合粳稻
(2)让F1杂合粳稻与糯稻测交，观察后代性状分离现象
实验预期现象：测交后代出现两种不同表现类型，且比例为1∶1
实验结论：F1中含有M和m遗传因子，这对遗传因子在形成配子时彼此分离，最终产生两种不同类型的配子，从而验证了分离定律
方案二：
实验方法：运用F1花粉鉴定法
实验步骤：(1)首先让纯合的粳稻与糯稻杂交，获取F1杂合粳稻
(2)F1开花时，取其一个成熟花药，挤出花粉，置于载玻片上，滴一滴碘液并用显微镜观察
实验预期现象：一半花粉呈蓝黑色，一半花粉呈红褐色
实验结论：F1在形成配子过程中所含的M和m遗传因子彼此分离，产生两种不同类型的配子，从而验证了分离定律
【解析】验证分离定律可用测交法、杂交法，对于糯稻和粳稻还可采用花粉鉴定法。测交法应选用F1与隐性纯合子杂交，据子代性状分离比为1∶1判断；对于花粉鉴定法，主要根据F1是否产生两种类型的花粉粒来判断。Aa
↓
F1
1/4AA
1/2Aa
1/4aa
F2
3/8AA
1/4Aa
3/8aa
F3
7/16AA
1/8Aa
7/16aa
F4
16/25AA
1/16Aa
1/25aa
F5
AA
Aa
aa
1/3AA
2/3Aa
♂
×
♀
1/3AA
2/3Aa
1/3AA
2/3Aa
♂
×
♀
1/3AA
2/3Aa
精
子
卵细胞
2/3A
1/3a
2/3A
4/9AA
2/9Aa
1/3a
2/9Aa
1/9aa