2018-2019高中生物 第3章 遺傳和染色體 第1節(jié) 第1課時 基因的分離定律學案 蘇教版必修2.doc

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第1課時　基因的分離定律 學習目標 知識概覽(教師用書獨具) 1．闡明孟德爾的1對相對性狀的雜交實驗。(重點) 2．會做性狀分離比的模擬實驗。 3．闡明基因的分離定律。(重難點) [自 主 預 習探 新 知] 一、1對相對性狀雜交實驗 1．實驗材料——豌豆，其作為遺傳材料的特點及優(yōu)勢 特點 優(yōu)勢 嚴格的自花受粉植物，自然狀態(tài)下，一般都是純種 用其做人工雜交實驗，結果既可靠，又容易分析 具有易于區(qū)分的相對性狀，且能單獨地遺傳給后代 實驗結果易于觀察和分析 子代個體數量多 統(tǒng)計結果可靠 2.1對相對性狀的雜交實驗 實驗過程 說明 (1)P具有相對性狀 (2)F1全部表現顯性性狀 (3)F2出現性狀分離現象，分離比為顯性性狀∶隱性性狀≈3∶1 (4)實驗結果與正交、反交無關 3.對分離現象的解釋 (1)理論解釋 ①孟德爾認為生物的性狀是由遺傳因子決定的。 ②卵細胞和花粉細胞中存在著控制性狀的遺傳因子。 ③遺傳因子在親本體細胞中成對存在。且彼此保持獨立，互不混雜。 ④F1可以產生數量相等的含有不同遺傳因子的配子。 ⑤F1自花受粉時，不同類型的兩性生殖細胞之間結合的概率相等。 ⑥F2中三種類型，如果F2植株數量足夠多，則三種類的數量比為：AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，AA和Aa都表現為紫花，aa表現為白花，因此F2中紫花豌豆∶白花豌豆＝3∶1。 (2)遺傳圖解解釋 4．對分離現象解釋的驗證 (1)方法：測交，即讓F1與隱性純合子雜交。 (2)測交實驗圖解 (3)結論：測交后代分離比接近1∶1，符合預期的設想，從而證實F1是雜合子，產生A和a兩種配子，這兩種配子的比例是1∶1，F1在形成配子時，成對的等位基因發(fā)生了分離。 二、基因的分離定律 1．基因分離定律的實質 (1)發(fā)生時間：在形成配子時。 (2)實質：當細胞進行減數分裂時，等位基因會隨著同源染色體的分開而分離，分別進入到兩個配子中，獨立地隨配子遺傳給后代。 2．表現型與基因型 (1)表現型：生物個體實際表現出來的性狀稱為表現型。 (2)基因型：與表現型有關的基因組成稱為基因型。 3．純合子與雜合子 (1)純合子：基因組成相同的個體，如AA和aa。 (2)雜合子：基因組成不同的個體，如Aa。 4．在“性狀分離比的模擬”實驗中 (1)兩個小罐分別代表雌雄生殖器官。 (2)小球代表配子，紅球代表含基因A的配子，綠球代表含基因a的配子。兩種顏色小球的數目相等，代表雌雄個體各產生數目相等的兩種配子。 [基礎自測] 1．判斷對錯 (1)欲實現紫花豌豆與白花豌豆的雜交，只需將二者間行種植即可。 (　　) (2)生物體能表現出來的性狀就是顯性性狀。 (　　) (3)雜種F1(Aa)中紫花因子A對白花a因子表現完全顯性作用，從而雜種F1只表現出A所控制的性狀。 (　　) (4)通過測交可以測定被測個體的基因型及其產生的配子種類和比例。 (　　) (5)“基因的分離定律”中的“基因”是指同源染色體上的等位基因。 (　　) 提示：(1)　豌豆是嚴格的自花受粉植物，要雜交首先需人工去雄。 (2)　具有相對性狀的純合親本雜交F1表現出來的性狀是顯性性狀。 (3)√　(4)√　(5)√ 2．下列是對“一對相對性狀的雜交實驗”中性狀分離現象的各種假設性解釋，其中錯誤的是(　　) 【導學號：01632045】 A．生物的性狀是由細胞中的遺傳因子決定的 B．體細胞中的遺傳因子成對存在 C．配子中只含有每對遺傳因子中的一個 D．生物的雌雄配子數量相等，且隨機結合 D　[生物的性狀是由遺傳因子控制的，遺傳因子在體細胞中成對存在，在配子中單獨存在，并且遺傳因子互不融合，彼此獨立。雄配子的數量要遠遠多于雌配子的數量。雌雄配子之間的結合是隨機的。] 3．關于測交方式的敘述不正確的是(　　) A．F1隱性類型→檢測F1的遺傳因子組成 B．通過測定F1的遺傳因子組成來驗證對分離現象理論解釋的科學性 C．測F1的遺傳因子組成是根據F1隱性類型→所得后代表現型反向推知的 D．測交時，與F1雜交的另一親本無特殊限制 D　[由于測交是指與隱性個體的雜交，所以可以檢測另一個體遺傳因子的組成，若發(fā)生性狀分離，則另一個體是雜合子，若不發(fā)生性狀分離則另一個體為純合子；通過F1與隱性個體的測交，可以證明F1產生了數量相等的兩種配子，驗證了假說的正確性。] [合 作 探 究攻 重 難] 1對相對性狀雜交實驗 背景材料 把紫茉莉(兩性花)開紅花(CC)的品種與開白花(cc)的品種雜交，F1雜合子(Cc)的花為粉紅色，是雙親的中間型。這似乎違背了孟德爾遺傳原理。事實卻不然，當F1雜合子間自交時，F2中有1/4開紅花、2/4開粉紅花、1/4開白花。F1的中間型是C基因對c基因的不完全顯性造成的。 [思考交流] 1．基因的顯隱性方式，除了不完全顯性之外，更多的是什么類型？ 提示：完全顯性(如豌豆的紫花對白花)。 2．材料中的相對性狀包括什么？ 提示：紅花、粉紅花和白花。 3．材料中的紅花和白花哪一個性狀是顯性性狀？為什么？ 提示：都不是。只有完全顯性的性狀才能區(qū)分出顯性性狀和隱性性狀。 4．做雜交實驗時，對母本植株的花應怎樣處理？授粉后還應注意什么？ 提示：母本植株開花前要人工去掉雄蕊并套袋，授粉后為避免其他花粉的影響要套袋。 5．實驗中，F1產生的花粉和卵細胞的數量相等嗎？ 提示：在花粉中，C型花粉和c型的花粉數量相等；卵細胞中C型卵細胞和c型卵細胞數量相等。但花粉的數量遠多于卵細胞的數量。 1．豌豆的人工異花傳粉操作步驟 2．遺傳學概念辨析 (1)性狀類 ①性狀：生物體的形態(tài)特征和生理特性的總稱。 ②相對性狀：同種生物同一性狀的不同表現類型。 ③顯性性狀：具有相對性狀的兩純種親本雜交，F1顯現出來的親本性狀。 ④隱性性狀：具有相對性狀的兩純種親本雜交，F1未顯現出來的親本性狀。 ⑤性狀分離：雜種自交后代出現不同于親本性狀的現象。 (2)基因類 ①顯性基因：控制顯性性狀的基因，用大寫英文字母表示，如圖中A、B。 ②隱性基因：控制隱性性狀的基因，用小寫英文字母表示，如圖中b。 ③相同基因：同源染色體上相同的位置，控制同一性狀的相同表現類型的基因，如圖中A和A。 ④等位基因：生物雜合子中在一對同源染色體的同一位置上、決定相對性狀的基因，如圖中B和b。 ⑤非等位基因：有兩種：一種是位于非同源染色體上的非等位基因，如圖中A和D；一種是位于同源染色體上的非等位基因，如圖中A和b。 (3)交配類 ①雜交：基因組成不同的個體間相互交配的過程。 ②自交：植物體中自花受粉和雌雄異花的同株受粉。廣義上講，基因組成相同的個體間交配均可稱為自交。自交是獲得純合子的有效方法。 ③測交：就是讓雜種(F1)與隱性純合子相交，來測F1的基因組成。 ④正交與反交：對于雌雄異體的生物雜交，若甲♀乙♂為正交，則乙♀甲♂為反交。 (4)個體類 ①表現型：生物個體實際表現出來的性狀。 ②基因型：與表現型有關的基因組成。 ③純合子：基因組成相同的個體。 ④雜合子：基因組成不同的個體。 ⑤表現型與基因型的關系。 a．表現型是基因型與環(huán)境相互作用的結果，簡單表示如下： 表現型＝基因型(內因)＋環(huán)境條件(外因) b．基因型相同，表現型不一定相同(受環(huán)境影響)。 c．表現型相同，基因型不一定相同(顯性有純合和雜合兩種類型)。 方法規(guī)律：相對性狀中顯、隱性判斷(設A、B為1對相對性狀) 1．定義法(或雜交法) (1)若AB―→全A，則A為顯性，B為隱性。 (2)若AB―→全B，則B為顯性，A為隱性。 (3)若AB―→既有A，又有B，則無法判斷顯隱性，只能采用自交法。 2．自交法 (1)若A既有A，又有B，則A為顯性，B為隱性。 (2)若B既有A，又有B，則B為顯性，A為隱性。 (3) [典例通關] 豌豆子葉黃色(Y)對綠色(y)為顯性，孟德爾用純種黃色豌豆和綠色豌豆為親本，雜交得到F1，F1自交獲得F2(如圖所示)，下列有關分析正確的是(　　) A．圖示中雌配子Y與雄配子Y數目相等 B．③的子葉顏色與F1子葉顏色相同 C．①和②都是黃色子葉、③是綠色子葉 D．產生F1的親本一定是YY(♀)和yy(♂) [技巧點撥]　明確雌配子數少于雄配子數，且表格中①、②、③分別為Yy(黃色)、Yy(黃色)、yy(綠色)。 C　[豌豆產生雌配子的數量遠小于雄配子的數量，A錯誤；③的基因型為yy，子葉表現為綠色，而F1的基因型為Yy，子葉表現為黃色，B錯誤；①和②的基因型為Yy，子葉表現為黃色，③的基因型為yy，子葉表現為綠色，C正確；產生Yy的親本可能為YY(♀)、yy(♂)或YY(♂)、yy(♀)，D錯誤。] 　(1)若F1中父本產生的含y精子無受精能力，則F2中各遺傳因子組成的比例是多少？ 提示：YY∶Yy＝1∶1。 (2)若F1中含Y的雌雄配子之間受精后形成的受精卵會有一半死亡，則F2中黃色子葉和綠色子葉的分離比是否還是3∶1? 提示：不是，由于YY子葉中有一半死亡，所以黃色子葉∶綠色子葉＝5∶2。 [活學活用] 1．將紫花豌豆與白花豌豆間行種植，自然條件下，則白花豌豆植株所結種子種植后長成的植株(　　) 【導學號：01632046】 A．全部植株開紫花 B．全部植株開白花 C．一部分植株開紫花，一部分植株開白花 D．同一個植株上既有紫花，又有白花 B　[自然條件下豌豆是自花傳粉植物，雖然紫花豌豆與白花豌豆間行種植，但也只能夠自交，所以白花豌豆植株所結種子種植后長成的植株全部開白花。] 2．有關下面遺傳圖解的說法，錯誤的是(　　) A．①②表示產生配子的減數分裂過程 B．③表示雌雄配子隨機結合的過程 C．Aa能產生數目相等的配子，即雄配子∶雌配子＝1∶1 D．子代中，Aa個體在顯性個體中所占的比例為2/3 C　[圖中①②均表示減數分裂，A正確；③表示受精作用，B正確；Aa能產生數目相等的配子，即雄配子中A∶a＝1∶1，雌配子中A∶a＝1∶1，但產生的雄配子數遠多于雌配子數，C錯誤；子代中，Aa個體在顯性個體中所占的比例為2/3，D正確。] 1．在孟德爾的豌豆雜交實驗中，必須對母本采取的措施是(　　) ①花成熟后人工去雄，并套袋?、谌バ酆笞匀皇芊? ③去雄后人工傳粉?、苋斯鞣酆筇状綦x A．①② B．①③ C．①④ D．③④ D　[花成熟后豌豆已經完成自花受粉，應在花蕾期去雄，并套袋，以防外來花粉干擾；去雄后應人工傳粉，并再套袋隔離，仍然是防止外來花粉干擾。] 2．一對相對性狀的純合親本雜交，子二代中(　　) 【導學號：01632047】 A．所有的統(tǒng)計結果都等于3∶1 B．統(tǒng)計的樣本足夠大時才符合3∶1 C．性狀按3∶1的比例出現 D．統(tǒng)計的樣本越小越接近3∶1 B　[孟德爾之后，科學家們在繼續(xù)研究中發(fā)現，只有滿足大樣本即實驗群體足夠大時，才能夠實現孟德爾統(tǒng)計的比例關系，越小越偏離，越大越接近。] 題后反思：F1產生的兩種雄配子(或雌配子)的數目是相等的，但雄配子總體上要遠多于雌配子；F2要出現3∶1的分離比，需要滿足：F1形成兩種數目相等的配子，且它們的生活力是一樣的；F1的兩種配子的結合機會是相等的；F2的各種遺傳因子組合的個體成活率是相等的；遺傳因子的顯隱性關系為完全顯性；觀察子代樣本數目足夠多。 對分離定律的驗證 [思考交流] 1．測交時為什么用隱性純合子與F1雜交？ 提示：隱性純合子與F1雜交，能使F1中各種遺傳因子控制的性狀全部表現出來，從而推知F1中含有的遺傳因子的種類。 2．雜交、自交和測交在遺傳中各有不同的用途，請分析以下遺傳問題： (1)已知豌豆豆莢的綠色和黃色是一對相對性狀，如何來確定二者的顯隱性關系？ (2)已知豌豆的高莖對矮莖為顯性，現有一株高莖豌豆，如何鑒定該高莖豌豆是純合子還縣雜合子？ (3)羊的白毛對黑毛是顯性，現在有一只白毛公羊，如何鑒定其遺傳因子組成是純合還是雜合？ 提示：(1)用純合的綠豆莢豌豆和純合的黃豆莢豌豆雜交，子一代顯現出來的性狀是顯性性狀。 (2)讓該高莖豌豆自交，若后代全為高莖豌豆，則該豌豆是純合子，若后代發(fā)生性狀分離，則該豌豆是雜合子。 (3)讓該白毛公羊和多只黑毛母羊交配，子代如果出現黑毛羊，則該白毛羊的遺傳因子組成為雜合，若子代全為白毛羊，則該白毛羊的遺傳因子組成為純合的。 1．對分離現象解釋的驗證——測交實驗 方法 作用 結果 讓F1與隱性純合類型雜交 (1)測定F1配子的種類及比例 (2)測定F1的基因型 (3)判斷F1形成配子時基因的行為 與預期的設想相符，證實了： (1)F1是雜合子，基因型為Aa (2)F1產生A和a兩種類型且比例相等的配子 (3)F1在配子形成時，等位基因彼此分離 2.基因分離定律的實質 下圖表示一個遺傳因子組成為Aa的性原細胞產生配子的過程： 從圖中得知：遺傳因子組成為Aa的精原細胞可能產生兩種類型的精子(雄配子)，即A和a的精子，比例為1∶1。遺傳因子組成為Aa的卵原細胞可能產生兩種類型的卵細胞(雌配子)，即A和a的卵細胞，比例為1∶1。 3．驗證基因分離定律的方法 (1)測交法 ①原理：測交后代兩種性狀的比例為1∶1，親本之一為隱性純合子，只產生一種配子，則說明雜種子一代產生了數量相等的兩種配子。 ②結論：證實了雜種F1形成配子時，成對的遺傳因子彼此分離。證實了F1形成的配子種類及其比例。 (2)雜合子自交法：讓雜合子自交(若為異性個體，采用相同遺傳因子組成的雜合子相互交配)，后代的性狀分離比約為3∶1。 (3)花粉鑒定法：取雜合子的花粉，對花粉進行特殊處理后，用顯微鏡觀察計數，可直接驗證分離定律。 4．性狀分離比的模擬實驗 特別提醒：①測交屬于兩個個體間的雜交，對于豌豆、小麥、水稻等兩性花植物，測交需經“去雄→套袋→人工傳粉→套袋”等操作，較為復雜，而自交法則較為簡單，但自交法不適用于動物。,②顯隱性關系已知的前提下，才能夠用測交法。 [典例通關] 水稻的非糯性(W)對糯性(w)是完全顯性。前者花粉含直鏈淀粉，遇碘變?yōu)樗{黑色，后者花粉含支鏈淀粉，遇碘則變?yōu)槌燃t色?，F將純種非糯稻和純種糯稻雜交，而后取F1的花粉加碘染色，在光學顯微鏡下觀察，花粉粒有藍黑色和橙紅色兩種。相關說法不正確的是(　　) A．這兩種花粉粒的數量比約為1∶1 B．產生這種現象的原因是減數分裂時，同源染色體上的等位基因分離 C．該結果驗證了基因分離規(guī)律，這類似于孟德爾經典實驗中測交的意義 D．如果讓F1自交，產生的植株中花粉有3種基因型 [技巧點撥]　抓準題干信息“F1的花粉”，由此推出觀察的是配子。 D　[F1的基因型為Ww，產生含基因W和w的花粉粒數量比為1∶1；在減數第一次分裂后期，同源染色體上的等位基因分離，產生的含基因W的非糯性花粉粒和含基因w的糯性花粉粒數量比為1∶1；花粉粒染色實驗證明在產生配子過程中成對的等位基因彼此分離，類似孟德爾豌豆雜交實驗中測交的意義；F1自交，產生的植株中花粉粒含有基因W或w，產生子代植株的基因型為WW、Ww和ww三種。] 　(1)F1的花粉加碘染色后，在光學顯微鏡下，花粉粒有藍黑色和橙紅色兩種，且比例為1∶1的原因是什么？ 提示：由題干分析知，F1(Ww)個體產生花粉時，成對的遺傳因子分離，即W和w分離，因此出現了兩種比例相等的花粉。 (2)F1自交產生的植株中花粉有幾種？ 提示：F1自交后代出現WW、Ww和ww三種個體，WW產生W花粉，Ww產生W和w花粉，ww產生w花粉，因此F1自交產生的植株中花粉有2種。 [活學活用] 1．下列關于測交的說法，錯誤的是(　　) A．親本中必有一個隱性個體 B．通過測交可以推斷待測個體是純合子還是雜合子 C．測交后代不一定都是雜合子 D．測交后代一定會出現隱性個體 D　[測交后代是否出現隱性個體，是否都是雜合子，取決于待測個體的基因型。] 2．通過孟德爾的測交實驗不能推測出(　　) 【導學號：01632048】 A．F1產生的配子類型和比例 B．F1的基因型 C．F1形成配子時基因的行為 D．F1產生的配子數量 D　[隱性純合子只能產生一種含有隱性基因的配子，在合子中隱性基因不遮蓋其他基因的表達，因此測交后代的表現型和比例能反映出F1產生的配子類型和比例，進一步可推知F1的基因組成；根據F1的基因組成和F1產生的配子類型和比例，可分析出F1形成配子時基因的行為。通過測交實驗不能推測出F1產生的配子數量。] [當 堂 達 標固 雙 基] 1．下列各組中屬于相對性狀的是(　　) A．狗的長毛與黑毛 B．羊的白毛與牛的直毛 C．桃樹的紅花和綠葉 D．人的雙眼皮和單眼皮 D　[A項中狗的長毛與短毛、黑毛與其他顏色的毛是相對性狀；B項中牛、羊不是同一個物種；C項中指的不是同一性狀；D項中人的雙眼皮和單眼皮是同一性狀的不同表現類型，即相對性狀。] 2．豌豆在自然狀態(tài)下是純種的原因是(　　) A．豌豆品種間性狀差異大 B．豌豆先開花后受粉 C．豌豆有多對易區(qū)分的相對性狀 D．豌豆是閉花受粉、自花傳粉的植物 D　[豌豆是閉花受粉、自花傳粉的植物，自然情況下一般都是自交，后代都是純種。] 3．孟德爾在對一對相對性狀進行研究的過程中，發(fā)現了分離定律。下列幾組比例，最能說明分離定律實質的是(　　) 【導學號：01632049】 A．F2的表現型比為3∶1 B．F1產生配子的比為1∶1 C．F2的遺傳因子組成比為1∶2∶1 D．測交后代的比為1∶1 B　[孟德爾的分離定律認為：生物體內控制同一性狀的遺傳因子成對存在，在形成配子時，會發(fā)生分離，分離后的遺傳因子分別進入不同的配子中，隨配子遺傳給后代，所以B項正確。] 4．對于孟德爾所做的豌豆的1對相對性狀的遺傳實驗，不必具備的條件是(　　) A．選用的1對相對性狀要有明顯的差異 B．實驗選用的兩個親本，一定是純種 C．要讓顯性親本作父本，隱性親本作母本 D．要讓兩個親本之間進行有性雜交 C　[孟德爾所做的豌豆的1對相對性狀的研究實驗中，豌豆必須具有1對易于區(qū)分的相對性狀，同時親本必須是純種，具有相對性狀的兩個純合親本必須進行有性雜交，該過程中正反交實驗都要做，才能使實驗更具有說服力。] 5．純種甜玉米和純種非甜玉米間行種植，收獲時發(fā)現甜玉米果穗上有非甜玉米子粒，而非甜玉米果穗上全部為非甜玉米子粒。原因是(　　) 【導學號：01632050】 A．甜是顯性 B．非甜是顯性 C．相互混雜 D．相互選擇 B　[純種甜玉米和純種非甜玉米之間相互受粉，非甜玉米的果穗上全表現為非甜，說明非甜是顯性性狀。甜玉米的果穗上出現非甜子粒，也說明了非甜是顯性性狀。] 6．如圖為豌豆的一對相對性狀遺傳實驗過程圖解，請仔細觀察圖，然后回答下列問題： (1)該實驗的親本中，父本是________，母本是________。 (2)操作①叫做________，操作②叫做________；為了確保雜交實驗成功，①的操作過程中應注意，時間上________________，操作過程中______________，操作后________。 (3)紫花(A)對白花(a)為顯性，則雜種種子種下去后，長出的豌豆植株開的花為________色。 (4)若P皆為純合子，讓F1進行自交，F2的性狀中，紫花與白花之比為________，F2的基因組成有____________，且比值為____________。生物體的這種現象稱為______________。 [解析]　(1)(2)涉及植物雜交實驗方法，要注意的重點是豌豆是天然的自交植物，必須適時用合適的方法去雄。(3)中得到的后代性狀仍為顯性。(4)可根據孟德爾對分離現象的解釋進行推理計算。 [答案]　(1)白花豌豆　紫花豌豆 (2)去雄　人工授粉　要在花粉成熟之前進行　要干凈、全部、徹底　要外套罩子(袋子) (3)紫　(4)3∶1　AA、Aa、aa　1∶2∶1　性狀分離 [核心語句歸納] 1．豌豆是自花傳粉和閉花受粉植物，具有多對易區(qū)分的相對性狀。 2．具有相對性狀的純合親本雜交，F1表現出的性狀為顯性性狀。 3．在一對相對性狀的雜交實驗中，F2的性狀分離比為3∶1；在測交實驗中，性狀分離比為1∶1。 4．純合子自交后代仍為純合子；雜合子自交后代既有純合子，也有雜合子。 5．雜種后代出現不同于親本性狀的現象，稱為性狀分離。 6．生物的表現型決定于基因型，同時受環(huán)境影響。 7．當細胞進行減數分裂時，等位基因隨著同源染色體的分開而分離，分別進入到兩個配子中，獨立地隨配子遺傳給后代。