第1章--遗传因子的发现(教案)

-1-第1章遗传因子的发现第1节孟德尔的豌豆杂交实验（一）【课标定位】1.简述孟德尔一对相对性状的杂交实验及分离定律。2.体验孟德尔遗传实验中的科学方法和创新思维。3.能够运用分离定律解释一些生产、生活中的遗传现象。【教材回归】一、用豌豆做遗传实验的优点及实验方法（一）豌豆作为遗传实验材料的优点1.豌豆是自花传粉植物，而且是闭花受粉（在花未开时就已完成了受粉），从而避免了外来花粉的干扰，在自然状态下一般是纯种。因此，用豌豆做人工杂交实验，结果既可靠又容易分析。2.豌豆植株具有易于区分的、能稳定遗传的性状。例如，植株有高茎（1.5~2.0m）和矮茎（0.3m左右），种子有圆粒和皱粒，子叶有黄色和绿色。像这样，一种生物的同一性状的不同表现类型叫做相对性状。用具有相对性状的豌豆植株进行人工杂交实验，实验结果很容易观察和分析。（二）豌豆的人工异花传粉过程1.去雄：除去母本未成熟花（花蕾期）的全部雄蕊（阻止自花传粉）→2.套袋：套上纸袋（防止外来花粉干扰）→3.传粉：待雌蕊成熟时，采集另一植株的花粉撒在去雄花的雌蕊柱头上（实现杂交）→4.再套袋：人工授粉后继续套袋处理（防止外来花粉干扰）。二、一对相对性状的杂交实验特别提示：①孟德尔把子一代（F1）中显现出来的性状叫做显性性状，如豌豆的高茎；未显现出来的性状叫做隐性性状，如豌豆的矮茎。在杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象叫做性状分离。②孟德尔用豌豆其他6对相对性状所做的杂交试验，也都得到了上述同样的结果：F1只表现出显性性状；F2出现了性状分离，并且显性性状与隐性性状的数量比接近3：1。三、对分离现象的解释（一）孟德尔的假说1.生物的性状是由遗传因子（基因）决定的。这些基因既不会相互融合，也不会在传递中消失。每个基因决定着一种特定的性状，其中决定显性性状的基因是显性基因，用大写字母（如D）来表示；决定隐性性状的基因是隐性基因，用小写字母（如d）来表示。F1（子一代）高茎3：11♂（♀）♀（♂）F2（子二代）高茎（787株）矮茎（277株）P（亲本）纯种高茎×纯种矮茎（自交）绵阳外国语学校高中生物备课组-2-2.体细胞中基因是成对存在的。例如，纯种高茎豌豆体细胞中有成对的基因DD，纯种矮茎豌豆体细胞中有成对的基因dd。像这样，基因组成相同的个体叫做纯合子。因为F1自交后代中出现了隐性性状，因此在F1细胞中必然含有隐性基因；而F1表现显性性状，因此F1体细胞中的基因应该是Dd。像这样，基因组成不同的个体叫做杂合子。3.生物体在形成生殖细胞——配子时，细胞中成对的基因彼此分离，分别进入到不同的配子中。每个配子中只含有每对基因中的一个。4.受精时，雌雄配子的结合是随机的。例如，含基因D的配子，既可以与含基因D的配子结合，又可以与含基因d的配子结合。（二）体验孟德尔的假说——性状分离比的模拟（实验）1.实验原理本实验用甲、乙两个小桶分别代表雌、雄生殖器官，甲、乙小桶内的彩球分别代表雌配子和雄配子，用不同彩球的随机组合，模拟生物在生殖过程中雌雄配子的随机结合。2.方法步骤（1）在甲、乙两个小桶中放入两种彩球各10个（蓝色代表基因D，黄色代表基因d）。（2）摇动两个小桶，使小桶内的彩球充分混合。（3）分别从两个小桶内随机抓取一个小球，组合在一起，记下两个彩球的字母组合。（4）将抓取的彩球放回原来的小桶内，摇匀，按步骤③重复做50~100次。3.结果和结论彩球组合DD：Dd：dd≈1：2：1，说明彩球代表的显性性状与隐性性状之比约为3：1。四、对分离现象解释的验证——测交实验（一）实验设计让杂种子一代（F1）与隐性纯合子杂交。（二）测交的理论结果（三）测交的实验结果孟德尔用杂种子一代高茎豌豆（Dd）与隐性纯合子矮茎豌豆（dd）杂交，在得到的64株后代中，30株是高茎，34株是矮茎，这两种性状的分离比接近1：1。测交杂种子一代×隐性纯合子高茎矮茎（Dd）（dd）配子Ddd1：1测交后代Dddd高茎矮茎（DD）（dd）（Dd）（Dd）P纯种高茎×纯种矮茎F1高茎×高茎F1DdF2DDDdDddd配子Dd配子DdDd高茎高茎高茎高茎矮茎1：2：1高考生物第一轮复习资料（教案）§2-1《遗传因子的发现》-3-（四）结论孟德尔的测交实验结果与测交的理论结果是一致的，从而证明了他对分离现象的解释是正确的：F1是杂合子（Dd），F1在形成配子时成对的基因彼此分离，分别进入不同配子。特别提示：假说—演绎法：在观察和分析的基础上提出问题以后，通过推理和想像提出解释问题的假说，然后根据假说进行演绎推理，再通过实验检验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符合，就证明假说是正确的，反之则说明假说是错误的。孟德尔对分离现象的解释采用的就是假说—演绎法。五、基因分离定律的实质孟德尔一对相对性状的实验结果及其解释，后人把它归纳为孟德尔第一定律，又称基因分离定律。细胞遗传学的研究表明，孟德尔所说的一对遗传因子就是位于一对同源染色体上的等位基因。在杂合子的细胞中，位于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，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中独立地随配子遗传给后代。特别提示：①位于一对同源染色体的相同位置上，控制相对性状的基因叫做等位基因，如D和d就是一对等位基因。②同源染色体上等位基因的分离发生于减数第一次分裂后期。六、表现型和基因型（一）表现型和基因型的概念生物个体表现出来的性状叫做表现型，如豌豆的高茎和矮茎；与表现型有关的基因组成叫做基因型，如高茎豌豆的基因型是DD或Dd，矮茎豌豆的基因型是dd。（二）基因型与表现型的关系1.基因型在很大程度上决定着表现型。例如，含有显性基因（基因型DD、Dd）的豌豆表现为高茎，含有隐性基因d（基因型dd）的豌豆表现为矮茎。可见，基因型是表现型的内在因素，而表现型则是基因型的表现形式。2.生物体在整个发育过程中，不仅要受到内在因素基因的控制，还要受到外部环境条件的影响。例如，同一株水毛茛，裸露在空气中的叶呈扁平状，浸在水中的叶呈丝状。这种现象表明，在不同的环境条件下，同一种基因型的个体，可以有不同的表现型。因此，表现型是基因型与环境相互作用的结果。【要点突破】一、遗传学的基本概念1.传粉类（1）自花传粉：两性花的花粉落到同一朵花的雌蕊柱头上的过程。其中当花未开放时雄蕊花药中的花粉便传到雌蕊柱头上，传粉后花瓣才展开，称闭花传粉。（2）异花传粉：两朵花之间的传粉过程。不同植株的花进行异花传粉时，供应花粉的植株叫做父本（♂），接受花粉的植株叫做母本（♀）。2.性状类（1）相对性状：同种生物同一种性状的不同表现类型。（2）显性性状：具有相对性状的两纯合亲本杂交，子一代表现的那个亲本的性状。绵阳外国语学校高中生物备课组-4-（3）隐性性状：具有相对性状的两纯合亲本杂交，子一代未表现的那个亲本的性状。（4）性状分离：在杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象。3.基因类（1）显性基因：决定显性性状的基因（用大写英文字母表示）。（2）隐性基因：决定隐性性状的基因（用小写英文字母表示）。4.个体类（1）纯合子：基因组成相同的个体，包括显性纯合子和隐性纯合子。（2）杂合子：基因组成不同的个体。5.交配类（1）杂交：基因组成不同的个体间相互交配的过程。（2）自交：植物体中的自花受粉或雌雄异花的同株受粉。广义上讲，基因组成相同的个体间交配均可称为自交。自交是获得纯合子的有效方法。（3）测交：显性个体与隐性纯合子相交，可用来测定显性个体的基因组成。（4）正交和反交：若甲类型个体作父本，乙类型个体作母本称为正交，则甲类型个体作母本，乙类型个体作父本称为反交。二、遗传学的常用符号类型符号及含义亲本类P——亲本，♀——母本，♂——父本交配类×——杂交，——自交子代类F1——子一代，F2——子二代，Fn——子n代三、孟德尔科学探究过程分析1.发现问题——一对相对性状的杂交实验一对具有相对性状的纯合亲本进行杂交，F1只表现出亲本的显性性状；F2中显、隐性性状发生分离，分离比约为3：1；用高茎作父本、矮茎作母本（正交），与用矮茎作母本、高茎作父本（反交）的结果相同。2.提出假设——对分离现象的解释针对杂交实验中出现的分离现象，孟德尔提出了以下假说：（1）生物的性状是由遗传因子（后来称为基因）决定的。（2）体细胞中的基因是成对存在的。（3）生物体在形成生殖细胞——配子时，成对的基因彼此分离，分别进入不同配子中。（4）受精时，雌、雄配子的结合是随机的。3.演绎推理——测交的理论结果按照孟德尔对分离现象解释的假说，若让杂种子一代（Dd）与隐性纯合子（dd）进行杂交（测交），则测交后代应有高茎（Dd）和矮茎（dd）两种表现型且比例为1：1。4.测交实验——对分离现象解释的验证孟德尔的测交实验结果与测交的理论结果是一致的，从而证明了他对分离现象的解释是正确的：F1是杂合子（Dd），F1在形成配子时成对的基因彼此分离，分别进入不同配子中。四、基因分离定律的实质在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中独立地随配子遗传给后代。高考生物第一轮复习资料（教案）§2-1《遗传因子的发现》-5-特别提示：测交时选用隐性纯合子与F1杂交的原因：用隐性纯合子与F1杂交，其后代的表现型种类及其比例能够真实地反映F1产生的配子种类及比例。五、纯合子和杂合子1.纯合子和杂合子的判定（1）隐性纯合子的判定表现为隐性性状的个体就是隐性纯合子。（2）显性纯合子和杂合子的判定①测定的方法：雌雄同株的植株可采用测交或自交两种方法进行测定，雌雄异株的植物和动物可采用测交的方法进行测定（不适用自交的方法）。②判定方法：若后代出现隐性性状，则该个体一定是杂合子；若未出现隐性性状，则该个体最可能是纯合子。特别提示：在判定显性个体是纯合子还是杂合子时，测交是最可靠的方法，自交是最简单、最常用的方法。2.纯合子与杂合子的遗传纯合子能够稳定遗传，其自交后代不再发生性状分离；杂合子不能稳定遗传，其自交后代还会发生性状分离。六、基因分离定律题的解题思路1.性状显隐性的判定（1）根据定义判定（杂交法）具有一对相对性状的两亲本杂交，若子代只表现一个亲本的性状，则子代表现出的那个亲本的性状为显性性状，未表现出的那个亲本的性状为隐性性状。例如，A×B→A，则A为显性性状，B为隐性性状；A×B→B，则B为显性性状，A为隐性性状；A×B→A和B，则无法判定显隐性性状，若需判定可再让A或B自交进行判定。（2）根据性状分离进行判定（自交法）性状表现相同的两亲本杂交，若子代出现新性状，则该新性状为隐性性状，亲本具有的性状为显性性状。例如，A→A和B，则A为显性性状，B为隐性性状；若B→A和B，则B为显性性状，A为隐性性状；若A→A、B→B，则A、B均为纯合子，据此无法判定显性性状和隐性性状，若需判定可再让A与B杂交进行判定。特别提示：对于具有多对相对性状的个体，需对每一对相对性状分别加以判定。2.基因型的判定（1）正推法——由亲本基因型推子代基因型首先根据亲本的基因型分析其产生配子的种类，然后分析其后代的基因型。（2）反推法——由子代表现型推亲代基因型首先根据亲本的表现型写出能够确定的基因——基因填充法；若子代中有隐性个体出现，则双亲中必然都含有一个隐性基因——隐性突破法。（3）根据分离定律中的规律性比值判定①若后代性状分离比为3：1，则双亲一定是杂合子（Bb），即Bb×Bb→3B-：1bb。绵阳外国语学校高中生物备课组-6-②若后代性状分离比为1：1，则双亲一定是测交类型，即Bb×bb→1Bb：1bb。③若后代性状只有显性性状，则双亲至少有一方是显性纯合子，即BB×BB或BB×Bb或BB×bb。④若后代只有隐性性状，则双亲一定都是隐性纯合子，即bb×bb。3.遗传概率的计算——分解相乘法先计算出亲本产生每种配子的概率，再根据题意用两种相关配子的概率相乘，相关个体的概率相加。〖达标自测〗1.下列有关纯合子和杂合子的相关叙述中，正确的是（A）A.纯合子的自交后代都是纯合子B.杂合子的