1、第2节 孟德尔的豌豆杂交实验(二)新课导入 导入1:同学们,豌豆杂种子一代F1高茎(Dd)形成两种配子比值都相等,配子结合是随机的,那么 F2性状表现类型与比例及遗传因子组成与比例分别是什么?提示:F2性状表现类型与比例是高茎矮茎=31,F2遗传因子组成与比例DDDddd=121。孟德尔通过豌豆的一对相对性状的遗传实验,总结出分离规律,后来,他又产生新的疑问:一对相对性状的分离对其他相对性状有没有影响?多对一起考虑又将如何?这就是孟德尔的豌豆杂交实验(二)导入2:一位农民在种玉米时,第一年选择粒多产量高的品种,不幸遇到病虫害,导致大量减产;第二年选种了抗虫害的品种,但该品种虽然抗虫,产量却很低
2、,结果收成也不好。请大家想一想:如何培育既能抗病又高产的优良 品种?学习了第2节孟德尔的豌豆杂交实验(二)问题自然会解决。教师参考 自主学习要点探究自主学习学习目标:1.阐明孟德尔的两对相对性状的杂交实验及自由组合定律。2.分析孟德尔遗传实验获得成功的原因。3.说出基因型、表现型和等位基因的含义。知识梳理 一、两对相对性状的杂交实验观察现象、提出问题 实验过程 实验分析 P 黄色圆粒绿色皱粒 F1 F2 表现型 比例 黄色圆粒 9 黄色皱粒 3 绿色圆粒 3 绿色皱粒 1 (1)亲本具有两对相对性状 粒色:黄色与绿色 粒形:圆粒与皱粒(2)F1的性状为显性,即 粒色:黄色对绿色为显性 粒形:圆
3、粒对皱粒为显性(3)F2的性状 每对相对性状都遵循 ,即黄色绿色=31,圆粒皱粒=。两对相对性状自由组合,共有 4 种性状,其中 是不同于亲本性状的重组类型 黄色圆粒 分离定律 31 黄色皱粒、绿色圆粒 选择 下列有关上述实验叙述错误的是()A.圆粒对皱粒为显性 B.每对相对性状的分离比都是31 C.F2中重组类型约占子代的3/8 D.在孟德尔两对相对性状的杂交实验中,F1的表现型与亲本中黄色圆粒作为母本还是父本有关 D 二、对自由组合现象的解释分析问题,提出假说 1.遗传图解 2.遗传因子决定性状 豌豆的圆粒和皱粒分别由遗传因子R、r控制,黄色和绿色分别由遗传因子Y、y控制。纯种黄色圆粒的遗
4、传因子组成为YYRR;纯种绿色皱粒的遗传因子组成为yyrr。3.F1的遗传因子组成 亲代中,YYRR产生一种YR配子,yyrr产生一种yr配子。两种配子结合后,产生的遗传因子组成为YyRr,表现为 。4.F1配子的产生(1)遗传因子的行为:F1在产生配子时,每对遗传因子 ,不同对的遗传因子可以 。(2)配子的种类及比例 F1产生的雌配子和雄配子各有4种,YRYr yr=。黄色圆粒 彼此分离 自由组合 1111 yR 判断(1)F1产生配子时,成对的遗传因子可以自由组合。()(2)因雌雄配子的结合方式有16种,所以F2中遗传因子的组合形式也有16种。()(3)F2的遗传因子组成有9种,比例为93
5、31。()(4)F2中纯合子所占的比例为1/4。()三、对自由组合现象解释的验证演绎推理、实验验证 1.方法:测交,即让F1与隐性纯合子杂交。5.F2的遗传因子组成及性状表现(1)受精时,雌雄配子的结合是 的。(2)雌雄配子有 种结合方式,F2的遗传因子组成共有9种。(3)F2性状表现及比例 黄色圆粒黄色皱粒绿色圆粒绿色皱粒=。随机 16 9331 2.测交遗传图解 3.结论 孟德尔测交实验结果与预期的结果相符,从而证实了:(1)F1产生 种且比例相等的配子。(2)F1是 。(3)F1在形成配子时,成对的遗传因子发生了 ,不同对的遗传因子表现为 。选择 在两对相对性状的遗传实验中,可能具有11
6、11比例关系的是()杂种自交后代的性状分离比 杂种产生配子类别的比例 杂种测交后代的表现型比例 杂种自交后代的基因型比例 杂种测交后代的基因型比例 A.B.C.D.4 杂合子 分离 自由组合 D 四、自由组合定律得出结论 1.发生的时间:。2.遗传因子间的关系 控制不同性状的遗传因子的 是互不干扰的。3.规律(1)决定同一性状的成对的遗传因子 。(2)决定不同性状的遗传因子 。形成配子时 分离和组合 彼此分离 自由组合 选择“遗传学之父”孟德尔经过多年的实验发现了遗传规律,其中自由组合定律应该发生于下图中的()A.和 B.C.D.AaBbAB Ab aB ab 配子间 16 种 结合方式 9
7、种基因型 4 种表现型(9331)B 五、孟德尔获得成功的原因及其遗传规律的再发现 1.孟德尔获得成功的原因(1)正确选用豌豆作为实验材料是成功的首要条件。(2)在对生物的性状分析时,首先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)对实验结果进行 分析。(4)科学地设计了实验的程序。按提出问题假设(解释)实验验证总结规律的科学实验程序进行。统计学 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 ,并提出了表现型和基因型的概念。表现型:指生物个体表现出来的 ,如豌豆的高茎和矮茎。基因型:指与表现型有关的基因组成,如DD、Dd、dd。等位基
8、因:指控制 的基因,如D和d。(2)被世人公认为“遗传学之父”。思考 表现型相同的个体,基因型不一定相同,基因型相同的个体,表现型是否一定相同?提示:不一定。因为生物的表现型除了受基因控制之外,还受环境等因素的影响。基因 性状 相对性状 孟德尔 问题引领:1.怎样理解F1配子形成规律?2.两对相对性状杂交实验结果有什么规律?3.F2中9331分离比成立的条件是什么?为什么F2会出现不同于9331的分离比?要点探究孟德尔两对相对性状杂交实验的相关结论分析 要点一 教师参考 1.F1的配子形成分析 F1产生配子时,成对遗传因子彼此分离,不成对的遗传因子自由组合。2.孟德尔两对相对性状杂交实验的结果
9、 F2共有16种组合,9种基因型,4种表现型。(1)遗传因子组合形式(2)性状表现类型 3.F2中9331分离比成立的条件(1)亲本必须是纯种。(2)两对相对性状由两对等位基因控制。(3)不存在基因互作现象。(4)配子全部发育良好,后代存活率相同。(5)所有后代都应处于一致的环境中且存活率相同。(6)后代数量足够多。如果有一种或几种条件发生变化,则F2可能会出现不同于9331的结果。【典例1】两对相对性状独立遗传的两纯合亲本杂交,F2出现的重组类型中能稳定遗传的个体约占()A.1/8 B.1/5 C.1/5或1/3 D.1/16 解析:设控制两相对性状的基因分别为A、a和B、b,题干中两纯合亲
10、本杂交的情况有两种,即AABBaabb或AAbbaaBB。当为AABBaabb时,则F1为AaBb,自交后,F2为A B、A bb、aaB、aabb四种类型,其中重组类型为3/16A bb、3/16aaB,其中能稳定遗传的是 1/16AAbb、1/16aaBB,其比例为(1/16+1/16)(3/16+3/16)=1/3;当为AAbbaaBB时,则F1为AaBb,自交后,F2为A B、A bb、aaB、aabb四种类型,其重组类型为9/16A B、1/16aabb,其中能稳定遗传的是 1/16AABB、1/16aabb,其比例为(1/16+1/16)(9/16+1/16)=1/5。答案:C 方
11、法透析 概率计算中样本范围的界定 题目要求的是重组类型中纯合子所占比例,范围是重组类型,而不是全部F2个体,若忽略求解范围易误选A。备选例题 已知狗的毛色受两对遗传因子(B、b 和 I、i)控制。具有 B 的狗,皮毛可以呈黑色,具有 bb 的狗,皮毛可以呈褐色,I 遗传因子抑制皮毛细胞色素的合成,以下是一个培育出黑毛狗的过程。P 褐毛狗白毛狗 F1 白毛狗 F2 白毛狗 黑毛狗 褐毛狗 12 3 1 解析:由题干信息推知:黑毛狗的遗传因子组成为B ii,有两种遗传因子组成BBii和Bbii两种,褐毛狗遗传因子组成为bbii;F1全为白毛狗,互交后F2出现1231的性状分离比,其中12份是9份+
12、3份,可见F1为BbIi,所以12份白毛狗的遗传因子组成是B I 与bbI(BBII、BbII、BBIi、BbIi、bbII、bbIi)。(1)该遗传实验中,亲代褐毛狗和白毛狗的遗传因子组成分别为 .和 。(2)黑毛狗的遗传因子组成是 。(3)白毛狗的遗传因子组成是 。答案:(1)bbii BBII(2)BBii或Bbii(3)BBII、BbII、BBIi、BbIi、bbII、bbIi 方法透析 解“9331”分离比变式的方法合并同类项 一般情况下,双杂合子自交后代表现型比值为9(双显)3(一显一隐)3(一隐一显)1(双隐),当出现某些限制性因素时,会出现不同于9331的比值,此时可将特殊分离
13、比看作9331比例的变式,将相关比例合并,如上题中的9份+3份=12份,简称“合并同类(相同表现类型)项”。【题组演练】1.孟德尔两对相对性状的豌豆杂交实验中,让F1中的黄色圆粒豌豆自交,下列叙述错误的是()A.控制两对相对性状的基因独立遗传 B.子代有9种基因型,4种表现型 C.基因遗传符合自由组合规律,但不符合分离规律 D.子代出现一定的性状分离比依赖于雌雄配子的随机结合 C 解析:两对相对性状的杂交实验:P 黄圆绿皱 F1 黄圆 F2 9 黄圆3 黄皱3 绿圆1 绿皱 据实验过程分析,黄色绿色=31,圆粒皱粒=31,说明控制两对相对性状的基因独立遗传,符合基因分离定律;A 正确、C 错误
14、。F1(YyRr)自交,子代基因型为 33=9(种),表现型为 22=4(种),B 正确。子代性状分离比的出现,依赖于 F1产生雌雄配子各 4 种类型,且数目相等,受精时,雌雄配子的结合是随机的,D 正确。2.大鼠的毛色由独立遗传的两对等位基因(A、a 和 B、b)控制。用黄色大鼠与黑色大鼠进行杂交实验,结果如图。据图判断,下列叙述正确的是()P 黄色黑色 F1 灰色 F2 灰色 黄色 黑色 米色 9 3 3 1 A.黄色为显性性状,黑色为隐性性状 B.F1与黄色亲本杂交,后代有两种表现型 C.F1和 F2中灰色大鼠均为杂合子 D.F2黑色大鼠与米色大鼠杂交,其后代中出现米色大鼠的概率为 1/
15、4 B 解析:大鼠的毛色由两对等位基因控制,由题图条件不能确定其显隐性关系,故错误;B项中,F1为双杂合子(AaBb),与黄色亲本(假设为aaBB)杂交,后代有两种表现型,同理若黄色亲本基因型为AAbb后代也会有两种表现型,故正确;C项中,F2出现性状分离,体色由两对等位基因控制,则灰色大鼠中有1/9为纯合子(AABB),其余为杂合子,故错误;D项中,F2中黑色大鼠中纯合子(AAbb)所占比例为1/3,与米色大鼠(aabb)杂交不会产生米色大鼠,杂合子(Aabb)所占比例为2/3,与米色大鼠(aabb)交配,产生米色大鼠的概率为2/31/2=1/3,故错误。问题引领:1.符合自由组合定律的遗传
16、问题能用分离定律解决吗?为什么?2.如何将两对相对性状的自由组合定律问题拆分为分离定律问题来解决?3.多对相对性状的自由组合定律拆为多个分离定律后,对其结果怎样处理?用分离定律解决自由组合定律的问题 要点二 教师参考 2.类型(1)配子类型及概率的问题 如 AaBbCc 产生的配子种类数为:Aa Bb Cc 2 2 2=8 种;又如 AaBbCc 产生 ABC 配子的概率为:12(A)12(B)12(C)=18。1.思路 将自由组合定律问题分解为若干个分离定律问题分别进行求解,最后加以组合,如AaBbAabb可以分解为以下两个分离定律:AaAa、Bbbb。(2)子代的基因型及概率问题 如AaB
17、bCc与AaBBCc杂交后,求其子代的基因型及概率,可将其分解为3个分离定律:AaAa 后代有 3 种基因型(1AA2Aa1aa);BbBB 后代有 2 种基因型(1BB1Bb);CcCc 后代有 3 种基因型(1CC2Cc1cc)。若求子代中 AaBBcc 个体的概率,则结果为 12(Aa)12(BB)14(cc)=116。(3)表现型类型及概率的问题 如 AaBbCcAabbCc,求其杂交后代可能出现的表现型种类数。可分解为 3 个分离定律:AaAa后代有 2 种表现型(3A 1aa);Bbbb后代有 2 种表现型(1Bb1bb);CcCc后代有 2 种表现型(3C 1cc)。所以,AaB
18、bCcAabbCc,后代中有 222=8 种表现型。又如该双亲后代中表现型 A bbcc 出现的概率为:34(A)12(bb)14(cc)=332。(4)已知子代表现型分离比推测亲本基因型 9331(31)(31)(AaAa)(BbBb)AaBbAaBb 1111(11)(11)(Aaaa)(Bbbb)AaBbaabb或AabbaaBb 3311(31)(11)(AaAa)(Bbbb)或(Aaaa)(BbBb)AaBbAabb或AaBbaaBb。【典例2】(2015广东揭阳一中期中)基因型为AaBbcc的小麦与基因型为AABbCc的小麦杂交,三对性状遗传符合基因自由组合规律,则子代中与亲本基因
19、型不同的个体占()A.1/4 B.3/8 C.3/4 D.5/8 解析:AaBbccAABbCc分解成三对:AaAA1Aa1AA,BbBb 1BB2Bb1bb,ccCc1cc1Cc。子代中基因型为AaBbcc的占1/21/21/2=1/8,基因型为AABbCc的占1/21/21/2=1/8,与亲本基因型相同的个体共占1/8+1/8=1/4,则与亲本基因型不同的个体占3/4,C正确。答案:C 方法透析 求子代基因型(或表现型)不同于亲本基因型(或表现型)的方法间接求解法 由于多对相对性状遗传的后代中不同于亲本的基因型或表现型种类较多,而亲本只有两个,所以在求不同于亲本的问题时,可以先求出与两个亲
20、本相同的基因型或表现型概率,然后求出不同于亲本的基因型或表现型概率。备选例题 已知牵牛花普通叶(D)对枫形叶(d)为显性,种子黑色(R)对白色(r)为显性,控制上述性状的基因独立遗传。现用两个纯种的牵牛花品种甲(DDRR)和乙(ddrr)杂交得F1,再用F1与牵牛花丙杂交(如图1),结果如图2所示。分析牵牛花丙的基因型为()A.DdRr B.ddRR C.ddRr D.Ddrr C 解析:结合孟德尔两对相对性状的遗传学实验的相关结论,利用反推和正推相结合的方法就能分析出牵牛花丙的基因型。牵牛花品种甲(DDRR)和乙(ddrr)杂交得F1,F1的基因型为DdRr;再结合图2中的比例,普通叶枫形叶
21、=11,黑色种子白色种子=31,可推知牵牛花丙的基因型为ddRr。【题组演练】1.(2015 安徽安庆怀宁中学期中)原本无色的物质在酶、酶和酶的催化作用下,转变为黑色素,即:无色物质X 物质Y 物质黑色素。已知编码酶、酶和酶的基因分别为 A、b、C,则基因型为 AaBbCc 的两个个体交配,出现黑色子代的概率为()A.164 B.364 C.2764 D.964 D 解析:黑色个体的基因型是A bbC,AaAa3/4A,BbBb 1/4bb,CcCc3/4C,则产生A bbC 的概率是3/41/43/4=9/64。解析:每对性状单独考虑,黄粒白粒=31,说明双亲中控制黄粒和白粒的基因型都是杂合
22、子,即Aa,同理高秆矮秆=11,类似于测交,亲本中一个是Bb,一个是bb,然后组合,即为双亲基因型,故B正确。2.黄粒(A)高秆(B)玉米与某表现型玉米杂交,后代中黄粒高秆占3/8,黄粒矮秆占3/8,白粒高秆占1/8,白粒矮秆占1/8,则双亲基因型是()A.aaBbAABb B.AaBbAabb C.AaBbAaBb D.AaBbaaBB B 解析:后代高秆矮秆=31,抗病感病=31,并且亲本都是高秆、抗病的植株,所以两亲本的基因型都是TtRr。两对基因的遗传遵循自由组合定律,故TtRrTtRr后代有22=4种表现型,33=9种基因型;TtRr的个体可以通过TTRRttrr或TTrrttRR获
23、得。3.已知水稻高秆(T)对矮秆(t)为显性,抗病(R)对感病(r)为显性,这两对基因的遗传遵循自由组合定律。现将一株表现型为高秆、抗病的植株的花粉授给另一株表现型相同的植株,所得后代的表现型是高秆矮秆=31,抗病感病=31。根据以上实验结果,判断下列叙述错误的是()A.以上后代群体的表现型有4种 B.以上后代群体的基因型有9种 C.以上两株亲本可以分别通过不同杂交组合获得 D.以上两株表现型相同的亲本,基因型不相同 D 问题引领:1.在动植物育种中,怎样将两个亲本的优良性状互补到一个个体上?2.怎样计算两种遗传病家族的后代患病概率?自由组合定律在实践中的应用 要点三 教师参考(2)培育具有显
24、性性状的纯合子,如 AAbb、aaBB 等,应进行如下操作:选择具有不同优良性状的亲本F1F2纯合子(品种)。1.指导育种 根据自由组合定律,合理选用优缺点互补的亲本材料,通过杂交导致基因重新组合,可得到理想中的具有双亲优良性状的后代,摒弃双亲不良性状的杂种后代,并可预测杂种后代中优良性状出现的概率,从而有计划地确定育种规模,具体分析如下:(1)培育隐性纯合子:自F2中筛选即可。(3)培育具显性性状的个体,一旦出现显性性状即可。2.在医学实践中的应用 在医学实践中,自由组合定律为遗传病的预测和诊断提供了理论依据。利用自由组合定律可以分析家族中两种遗传病的发病情况。如:两种遗传病之间具有“自由组
25、合”关系时,各种患病情况如下图所示。【典例3】人类多指(T)对正常指(t)为显性,白化(a)对正常(A)为隐性,决定不同性状的基因自由组合。一个家庭中,父亲是多指,母亲正常,他们有一个患白化病但手指正常的孩子(两种病都与性别无关)。请分析:(1)其再生一个孩子只患白化病的概率是 。(2)生一个既白化又多指的女儿的概率是 。(3)后代中只患一种病的概率是 。(4)后代中正常的概率是 。解析:由题意可知他们现在孩子的基因型为 ttaa,则夫妇的基因型为:TtAa(父亲)、ttAa(母亲),故孩子中多指的概率为 12,白化病的概率为 14。(1)再生一个孩子只患白化病的概率为:手指正常概率患白化病概
26、率=(1-12)14=18。(2)生一个既白化又多指的女儿的概率=14 12 12=116。(3)只患一种病的概率:只患多指概率+只患白化病概率=38+18=12。(4)正常的概率:不患多指概率不患白化概率=(1-12)(1-14)=38。答案:(1)18(2)116(3)12(4)38 方法透析 两种遗传病的概率计算方法 当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时,若已知患甲病的概率为m,患乙病的概率为n,则各种患病情况如下表:序号类型计算公式不患甲病的概率1-m不患乙病的概率1-n只患甲病的概率m(1-n)只患乙病的概率n(1-m)同患两种病的概率mn只患一种 病的概率m+n-2mn或 m(1
27、-n)+n(1-m)患病概率m+n-mn 或1-不患病概率不患病概率(1-m)(1-n)备选例题 向日葵种子粒大(B)对粒小(b)是显性,含油少(S)对含油多(s)是显性,这两对等位基因按自由组合定律遗传。现有粒大油少和粒小油多的两纯合子杂交:怎样才能培育出粒大油多,又能稳定遗传的新品种?补充下列步骤:第一步:让 与 杂交产生 ;第二步:让 ;第三步:选出F2中 个体 ,逐代淘汰粒小油多的个体,直到后代不再发生 为止,即获得能稳定遗传的粒大油多的新品种。解析:F2中粒大油多的子粒有2种基因型BBss和Bbss,可采用连续自交法并逐代淘汰不符合要求的个体,保留粒大油多子粒,直到不发生性状分离为止
28、。答案:粒大油少(BBSS)粒小油多(bbss)F1(BbSs)F1(BbSs)自交产生F2 粒大油多 连续自交 性状分离【题组演练】1.(2015河南郑州第四十七中月考)通过诊断可以预测,某夫妇的子女患甲种病的概率为a,患乙种病的概率为b。该夫妇生育出的孩子仅患一种病的概率为()A.1-ab-(1-a)(1-b)B.a+b C.1-(1-a)(1-b)D.ab 解析:根据题意,ab表示既患甲病又患乙病,(1-a)(1-b)表示既不患甲病也不患乙病,即正常。1-ab-(1-a)(1-b)表示所有可能中减去两病同患的和正常的,等于患一种病的可能性,A项正确。A 2.现有某种农作物的两个品种:不抗
29、寒(AA)抗倒伏(bb)高蛋白(DD)和抗寒(aa)不抗倒伏(BB)低蛋白(dd)。在杂合子中,三对等位基因分别位于三对同源染色体上。如果要获得抗寒、抗倒伏、高蛋白的优质品种,通过杂交育种,在F2中符合育种要求的表现型和基因型个体所占比例分别为()A.1/64和3/64 B.3/64和1/64 C.9/64和1/32 D.27/64和3/64 B 解析:“符合育种要求”的含义是育出纯合子品种,基因型为 aabbDD,F1的基因型是 AaBbDd,自交情况如下:Aaaa=1/4,Bbbb=1/4,DdDD=1/4,Dd=1/2,所以,F2基因型 aabbDD=1/41/41/4=1/64,F2表现型 aabbD=1/41/43/4=3/64。点击进入课时训练 谢谢观赏Thanks!
