2019-2020学年新教材高中生物 第1章 遗传因子的发现 第2节 孟德尔的豌豆杂交实验（二）教学

-1-第2节孟德尔的豌豆杂交实验(二)学习目标核心素养1.阐明孟德尔两对相对性状的杂交实验过程及对自由组合现象的解释。(重点)2.两对相对性状杂交实验的分析及自由组合定律的应用。(重、难点)3.举例说明基因型和表型的含义。4.说出孟德尔遗传实验获得成功的原因。1.用假说—演绎法推理孟德尔遗传实验的过程。2.结合实例分析孟德尔获得成功的原因，学习他对科学的热爱和锲而不舍的精神。3.通过对不同题型的解题训练，掌握自由组合定律的适用范围，领悟其中的解题方法。一、两对相对性状的杂交实验——发现问题1．过程与结果P黄色圆粒×绿色皱粒↓F1黄色圆粒↓⊗F2表型：黄色圆粒黄色皱粒绿色圆粒绿色皱粒比例：9∶3∶3∶12．分析(1)性状的显隐性(2)相对性状的分离比二、对自由组合现象的解释——提出假说1．理论解释(1)两对相对性状分别由两对遗传因子控制。-2-(2)F1产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子可以自由组合。(3)F1产生的雌配子和雄配子各有4种，它们之间的数量比为1∶1∶1∶1。(4)受精时，雌雄配子的结合是随机的。2．遗传图解(1)过程图解(2)F2中各种性状表现对应的遗传因子组成类型①双显型：黄色圆粒：YYRR、YyRR、YYRr、YyRr。②一显一隐型黄色皱粒：YYrr、Yyrr绿色圆粒：yyRR、yyRr③双隐型：绿色皱粒：yyrr。三、对自由组合现象解释的验证1．验证方法：测交法。2．遗传图解由测交后代的遗传因子组成及比例可推知：(1)杂种子一代产生的配子的比例为1∶1∶1∶1。(2)杂种子一代的遗传因子组成为YyRr。3．通过测交实验的结果可证实：(1)F1产生4种类型且比例相等的配子。(2)F1在形成配子时，成对的遗传因子发生了分离，不同对的遗传因子自由组合。-3-四、自由组合定律——得出结论五、孟德尔获得成功的原因1．实验选材方面：选择豌豆作为实验材料。2．对生物性状分析方面：先研究一对性状，再研究多对性状。3．对实验结果的处理方面：运用了统计学方法。4．实验的程序方面：提出问题―→实验―→分析―→假设(解释)―→验证―→总结规律。六、孟德尔遗传规律的再发现1．表型(也叫表现型)：生物个体表现出来的性状。2．基因型：与表型有关的基因组成。3．等位基因：控制相对性状的基因。七、孟德尔遗传定律的应用1．有助于人们正确地解释生物界普遍存在的遗传现象。2．能够预测杂交后代的类型和它们出现的概率，在动植物育种和医学实践等方面具有重要意义。(1)在杂交育种中，人们有目的地将具有不同优良性状的两个亲本杂交，使两个亲本的优良性状组合在一起，再筛选出所需的优良品种。(2)在医学实践中，人们可以依据分离定律和自由组合定律，对某些遗传病在后代中的患病概率作出科学推断，从而为遗传咨询提供理论依据。判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)1．在孟德尔两对相对性状的杂交实验中，F1的表型与亲本中黄色圆粒作为母本还是父本无关。()2．杂种F1(YyRr)产生4个配子，比例为1∶1∶1∶1。()3．纯合的绿色圆粒豌豆与黄色皱粒豌豆杂交，F2中重组类型比例为3/8。()4．在孟德尔两对相对性状的杂交实验中，F2的基因型有4种，比例为9∶3∶3∶1。()5．F2中纯合子所占的比例为1/4。()6．基因型相同，表型一定相同。()提示：1.√-4-2．×F1会产生4种多个配子。3．×纯合绿色圆粒豌豆与黄色皱粒豌豆杂交，F2中重组类型比例为5/8。4．×两对相对性状的杂交实验中，F2表型有4种，基因型有9种。5．√6．×表型是基因型与环境共同作用的结果。两对相对性状的杂交实验过程及解释[问题探究]1．仔细观察教材P9图1－6及P11图1－8，讨论F2的重组类型中纯合子的遗传因子组成是什么？占重组类型的比例为多少？提示：YYrr、yyRR；1/3。2．在两对相对性状的杂交实验中，F2中纯合的黄色圆粒豌豆所占比例是多少？F2的绿色圆粒豌豆中杂合子所占比例是多少？提示：1/16；2/3。[归纳总结]1．两对相对性状的杂交实验两对相对性状是指粒色(黄色和绿色)和粒形(圆粒和皱粒)。实验过程及分析如下：(2)结论F1为黄色圆粒，说明黄色对绿色是显性，圆粒对皱粒是显性F2中除了出现两个亲本性状外，还出现了两个非亲本性状，即重组类型(3)分析粒形圆粒9＋3＝12皱粒3＋1＝4符合3∶1粒色黄色9＋3＝12绿色3＋1＝4符合3∶1每对性状的遗传都遵循分离定律-5-综合分析两对相对性状：黄色圆粒：3/4×3/4＝9/16；绿色圆粒：1/4×3/4＝3/16；黄色皱粒：3/4×1/4＝3/16；绿色皱粒：1/4×1/4＝1/16。即黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒＝9∶3∶3∶1。特别提醒：(1)重组类型是指F2中与亲本(不是F1)表型不同的个体，而不是基因型与亲本不同的个体。(2)若亲本为纯合的黄圆和绿皱，则F2中的绿圆(3/16)和黄皱(3/16)为重组类型；若亲本为纯合的绿圆和黄皱，则F2中黄圆(9/16)和绿皱(1/16)为重组类型。2．对自由组合现象的解释从图中可以看出：(1)双显性状(黄色圆粒)可用直角三角形A的三条边表示，占9份，共有4种遗传因子组合形式，比例为1YYRR∶2YYRr∶2YyRR∶4YyRr。(2)一显一隐性状(黄色皱粒)可用直角三角形B的三个角表示，占3份，有2种遗传因子组合形式，比例为1YYrr∶2Yyrr。(3)一隐一显性状(绿色圆粒)可用直角三角形C的三个角表示，占3份，有2种遗传因子组合形式，比例为1yyRR∶2yyRr。(4)双隐性状(绿色皱粒)占1份，有1种遗传因子组合形式，即yyrr。所以，黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒＝9∶3∶3∶1。(5)①纯合子(YYRR、YYrr、yyRR、yyrr)共占1/16×4。②双杂合子(YyRr)占4/16。③单杂合子(YyRR、YYRr、Yyrr、yyRr)共占2/16×4。1．在孟德尔两对相对性状杂交实验中，F1黄色圆粒豌豆(YyRr)自交产生F2。下列表达中正确的是()-6-A．F1产生4个配子，比例为1∶1∶1∶1B．F1产生基因型为YR的卵细胞和基因型为YR的精子数量之比为1∶1C．自由组合定律是指F1产生的4种类型的精子和卵细胞可以自由组合D．F1产生的精子中，基因型为YR和基因型为yr的比例为1∶1D[F1产生4种配子，不是4个；F1产生4种精子和4种卵细胞，YR∶yR∶Yr∶yr＝1∶1∶1∶1，4种精子和卵细胞可以随机结合，但精子的数量远多于卵细胞的数量。自由组合是指形成配子时，控制不同性状的基因自由组合。]2．番茄的高茎对矮茎为显性，红果对黄果为显性。现有高茎黄果的纯合子(TTrr)和矮茎红果的纯合子(ttRR)杂交，按自由组合定律遗传，问：(1)F2中出现的重组型个体占总数的________。(2)F2中高茎红果番茄占总数的________，矮茎红果番茄占总数的_______，高茎黄果中纯合子占________。(3)若F2共收获800个番茄，其中黄果番茄约有________个。[解析](1)重组类型为高茎红果(T_R_)和矮茎黄果(ttrr)，占F2的比例为9/16＋1/16＝5/8。(2)高茎黄果中纯合子为TTrrT_rr＝1/163/16＝1/3。(3)F2中黄果占1/4，故个数约为1/4×800＝200(个)。[答案](1)5/8(2)9/163/161/3(3)200自由组合现象的验证及定律的内容[问题探究]1．从测交亲本产生配子种类及比例的角度分析，为什么测交可以确定F1产生配子的种类及比例？提示：测交是让F1与隐性纯合子类型进行杂交，由于隐性纯合子产生的配子对F1个体产生的配子所决定的性状没有影响，所以测交后代出现的性状及比例与F1产生的配子种类及比例相符。2．若两亲本杂交，后代表型比例为1∶1∶1∶1，据此能否确定亲本的基因型？提示：不能。当双亲的遗传因子组成为AaBb×aabb或Aabb×aaBb时，其后代表型比例均为1∶1∶1∶1，仅依据此比例不能确定亲本的基因型。3．自由组合定律的适用范围是什么？提示：(1)有性生殖的真核生物。(2)细胞核内的遗传因子。(3)两对或两对以上控制不同相对性状的遗传因子(独立遗传)。[归纳总结]-7-1．对自由组合现象解释的验证(1)方法：测交，即让F1与隐性纯合子杂交。(2)目的①测定F1产生的配子种类及比例。②测定F1的遗传因子组成。③判定F1在形成配子时遗传因子的行为。(3)理论预期：按照孟德尔的假设，F1产生四种配子，即YR、yR、Yr、yr，且比例为1∶1∶1∶1，而隐性纯合子只产生一种配子yr，所以，测交产生四种类型的后代：黄圆(YyRr)、绿圆(yyRr)、黄皱(Yyrr)、绿皱(yyrr)，且比例为1∶1∶1∶1。(4)测交实验过程(5)结果及结论①F1的基因型为YyRr。②F1减数分裂产生四种配子YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1。③证实在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。2．自由组合定律的“三性”(1)同时性：决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离与决定不同性状的遗传因子自由组合同时进行。(2)独立性：决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离与决定不同性状的遗传因子自由组合，互不干扰，各自独立地分配到配子中去。(3)普遍性：自由组合定律广泛适用于生物界。1．下列有关测交的说法，正确的是()A．测交实验是孟德尔“假说—演绎法”中对推理过程及结果进行验证的方法B．对基因型为YyRr的黄圆豌豆进行测交，后代中不会出现该基因型的个体C．通过测交可以推测被测个体的基因型、产生配子的种类和产生配子的数量等D．对某植株进行测交，得到的后代基因型为Rrbb和RrBb(两对基因独立遗传)，则该植株的基因型是Rrbb-8-A[选项A，测交是孟德尔“假说—演绎法”中对推理过程及结果进行验证的方法；选项B，基因型为YyRr的个体会产生YR、Yr、yR、yr四种配子，由于隐性类型只能产生一种配子yr，测交后代中会出现基因型为YyRr的个体；选项C，测交不能测定被测个体产生配子的数量；选项D，由于隐性类型只能产生一种配子(rb)，所以若“某植株”产生的两种配子是Rb、RB，则其基因型是RRBb。]2．基因的自由组合定律发生于图中哪个过程？AaBb――→①1AB∶1Ab∶1aB∶1ab――→②雌雄配子随机结合――→③子代9种遗传因子的组合形式――→④4种性状组合A．①B．②C．③D．④A[自由组合定律是在个体产生配子时发生的。图中①表示AaBb产生4种数量相等的配子(1AB∶1Ab∶1aB∶1ab)，即决定同一性状的成对的遗传因子(A与a，B与b)分离，决定不同性状的遗传因子(A与B，A与b，a与B，a与b)自由组合形成不同类型的配子。]自由组合定律的应用[问题探究]两种具有不同性状的玉米。其中一种具有子粒多、不抗黑粉病性状，另一种具有子粒少、抗黑粉病性状。若要利用这两种玉米，培育出同时具有子粒多、抗黑粉病两种性状的玉米新品种，则：(1)怎样将子粒多和抗黑粉病两种性状结合到一起？(2)得到所需性状后可以将种子直接卖给农民作为良种吗？为什么？(3)如果子粒多(A)对子粒少(a)是显性，不抗病(B)对抗病(b)是显性，假定两个亲本玉米品种都是纯合子，请绘出育种过程的遗传图解。提示：(1)通过杂交育种。(2)不能。因为所需性状的种子可能是杂合子。-9-[归纳总结]1．孟德尔遗传规律在实践中的一个重要应用就是在植物的杂交育种上。在杂交育种的实践中，可以有目的地将两个或多个品种的优良性状结合在一起，再经过自交，不断进行纯化和选择，从而得到一种符合理想要求的新品种。以下是几种常见的杂交育种类型(以两对相对性状为例)(1)培育杂合子品种：在农业生产上，可以将杂种一代作为种子直接利用，如水稻、玉米等。其特点是具有杂种优势，即品种高产、抗性强，但种子只能种一年。培育基本步