21.2杂交实验二(自由组合定律)
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第2节孟德尔的豌豆杂交实验(二)学情分析:高中二年级的学生已经从初中的学习方式过度到高中的学习方式,基本适应高中的教学模式。
他们通过在初中和高一的学习,已经接触过遗传的一些相关知识,知道性状是有遗传物质控制的,但是对生物体遗传的相关规律还不太了解,大多停留在感性认识的基础上,有对这部分知识学习的性趣。
但是他们可能通过其它渠道认识到一些这方面错误或者不完全的知识,通过对这一部分知识的学习能使学生确认识遗传的基本规律,更正以前错误的认识,补充以前在这方面不完全的知识。
通过之前的关于“遗传因子的发现”和“基因分离定律”的学习,学生更能提出多对性状在遗传中的规律,有不断完善遗传规律的知识结构的欲望,这将极大地提高学生的求知欲,增强学生探究和学习积极性,这将对提高这堂课的教学效果有积极作用。
高中二年级的学生统计学的知识体系不够完善,这对自由组合规律中有关概率等问题的计算和理解有一定难度,所以在教学过程中要稍微渗透一些这些方面的知识。
教材分析:本节为人教版普通高中课程标准实验教科书必修模块2《遗传与进化》第1章第2节的教学内容,主要是基因的自由组合定律。
基因自由组合定律是遗传学上继基因分离定律的最基本的规律之一,是遗传学的基础,也是中学生物学中要求掌握的规律之一。
它在遗传育种和人类遗传病推断方面有重要的指导作用。
本节课主要内容包括:1.两对相对性状的遗传实验;2.对自由组合现象的解释;3.对自由组合现象解释的验证;4.自由组合定律;5.孟德尔实验方法的启示;6.孟德尔遗传规律的再发现。
教材内容按照孟德尔的探索过程的顺序来构建框架体系。
由现象到本质,层层深入地展开讨论,便于学生的思维随孟德尔的探索过程进行思考和从实验中领悟科学的方法。
本节内容与本学期学习的其他内容有紧密的联系,整册书是按照遗传学发展的历程来编写的,第1章(遗传因子的发现)揭示的是遗传规律的细胞学基础,这是学习遗传两大基本定律的基础;第3章(基因的本质)这是进一步从分子的角度解释了遗传的两大规律;第4章(基因的表达)这揭示的是基因是怎么控制性状的;第5章(基因的突变及其他变异)是从分子生物学和细胞学角度解释性状的变异;第6章(从杂交育种到基因工程)讲述的是遗传规律的生产生活中的应用及其发展;第7章(现代生物进化理论)是从群体的角度,讲述遗传和变异在生物进化中的作用。
第一章 第二节 自由组合定律◆ 自由组合定律的得出——二.对.相对性状的杂交..实验 1、实验过程及现象(以种子形状-圆形、皱形,子叶颜色-黄色、绿色为例) P : 黄色圆形 × 绿色皱形 YYRRyyrr 配子 YRyrF 1 黄色圆形 YyRrF 2 黄色圆形 黄色皱形 绿色圆形 绿色皱形 9 : 3 : 3 : 1 2、实验假设(解释) (1)性状是由 基因 控制的 (2)基因在体细胞中是成对的(3)在形成配子时,成对的基因(相同或等位基因)分离,不同对的基因(非等位基因)自由组合 (4)受精时,雌雄配子随机结合3、假设的验证——测交实验P F 1黄色圆形 × 绿色皱形YyRr yyrrF 2 黄色圆形 黄色皱形 绿色圆形 绿色皱形 9 : 3 : 3 : 1 4、自由组合定律形成配子时,等位基因分离的同时,非等位基因表现为自由组合 ◆ 自由组合定律的常用数据“遗传图解”的格式要求 1、有世代标识:P 、F 等2、每个个体的表现型、基因型3、交配方式、世代连接箭头4、最后一代的表现型比例自由组合定律的应用一、育种中的运用——杂交育种1、优点:把同种植物,不同品种的优良性状组合到一个品种上,改良作物品质缺点:2、技术流程(1)培育性状为隐性例如:现有高茎无芒(AAbb)和矮茎有芒(aaBB)小麦,请培育出矮茎无芒的新品种(aabb)。
用遗传图解和必要的文字说明表示育种过程P 高茎无芒×矮茎有芒.......纯和的高茎无芒和矮茎有芒杂交得子一代AAbb aaBBF1 高茎有芒.....................子一代自交得子二代AaBbF2 A B A bb aaB aabb子二代中矮茎无芒所结种子即为符合高茎有芒高茎无芒矮茎有芒矮茎无芒即为符合要求种子(2)培育性状为显性例如:用高茎抗病(DDTT)和矮茎不抗病(ddtt)小麦,培育稳定遗传的矮茎抗病新品种。
第16讲孟德尔的豌豆杂交实验(二) [考纲要求] 1.基因的自由组合定律(Ⅱ)。
2.孟德尔遗传实验的科学方法(Ⅱ)。
一、两对相对性状的杂交实验——提出问题其过程为:P黄圆×绿皱↓F1黄圆↓⊗F29黄圆∶3黄皱∶3绿圆∶1绿皱[解惑]在两对相对性状杂交的F2中并未出现新性状,而是出现了新的性状组合。
二、对自由组合现象的解释和验证——提出假说,演绎推理1.理论解释(判一判)(1)F1产生配子时,等位基因分离,非同源染色体上的非等位基因可以自由组合,产生数量相等的4种配子(√)(2)受精时,雌雄配子的结合方式有16种(√)(3)F2的基因型有9种,比例为4∶2∶2∶2∶2∶1∶1∶1∶1 (√) 2.遗传图解3.验证(测交的遗传图解)[解惑]测交后代的性状及比例取决于杂种子一代产生的配子及比例。
三、自由组合定律的实质、时间、范围——得出结论1.实质:非同源染色体上的非等位基因自由组合。
(如图)2.时间:减数第一次分裂后期。
3.范围:有性生殖的生物,真核细胞的核内染色体上的基因。
无性生殖和细胞质基因遗传时不遵循。
[解惑]基因自由组合定律中基因行为特点:(1)同时性:同源染色体上等位基因的分离与非同源染色体上非等位基因的自由组合同时进行。
(2)独立性:同源染色体上等位基因的分离与非同源染色体上非等位基因的自由组合互不干扰,各自独立地分配到配子中去。
(3)普遍性:自由组合定律广泛存在于生物界,并发生在有性生殖过程中。
四、孟德尔实验方法的启示和遗传规律的再发现1.实验方法启示孟德尔获得成功的原因:①正确选材(豌豆);②对相对性状遗传的研究,从一对到多对;③对实验结果进行统计学的分析;④运用假说—演绎法(包括“提出问题→提出假说→演绎推理→实验验证→得出结论”五个基本环节)这一科学方法。
2.遗传规律再发现(1)1909年,丹麦生物学家约翰逊把“遗传因子”叫做基因。
(2)因为孟德尔的杰出贡献,他被公认为“遗传学之父”。
1.2.2 孟德尔的豌豆杂交实验(二)一、对自由组合现象解释的验证——演绎推理和实验验证 1.验证方法:____________。
2.测交遗传图解——演绎推理3.测交实验结果4.测交实验结论孟德尔测交实验结果与预期的结果相符,从而证实了:F1在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子发生了______,决定不同性状的遗传因子表现为____________。
从而产生4种且比例相等的配子。
二、自由组合定律——得出结论控制不同性状的遗传因子的____________是互不干扰的;在形成_______时,决定____________的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子____________。
(1)发生时间:形成____________时。
(2)遗传因子间的关系:控制不同性状的____________的分离和组合是___________的。
(3)实质:在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子____________,决定不同性状的遗传因子____________。
(4)适用范围:三、孟德尔获得成功的原因1.孟德尔成功的原因(1)正确选用豌豆作实验材料是成功的首要条件。
豌豆作为遗传实验材料的优点:①____________传粉且___________受粉,可避免外来花粉的干扰;②具有易于区分的____________;③花较大,人工____________和异花授粉较方便。
(2)对相对性状遗传的研究,从一对到多对①生物的性状多种多样,根据自由组合定律,如果有n对性状自由组合,后代的性状组合会有____________种,这是很难统计的。
②孟德尔采取了由单因素(即____对相对性状)到多因素(即____________相对性状)的研究方法。
(3)对实验结果进行统计学分析孟德尔运用了____________的方法对实验结果进行了统计,从而发现了生物性状的遗传在数量上呈现一定的比例,并最终解释了这些现象。
时发病的情况进展分析,并且能推断出后代的基因型和表现型以与它们出现的概率,它的理论根底就是基因的自由组合定律。
课堂巩固1.思考:基因自由组合定律的实质是什么?2.对某植株进展测交,得到后代的基因型为Rrbb、RrBb,如此该植株的基因型为〔〕分析:既为测交,一方必为rrbb,去掉后代基因型中的rb,剩余Rb和RB,如此另一亲本必为RRBb。
答案:A3.基因型为AabbDD的个体自交后,其后代表现型的比例接近于〔〕∶3∶3∶∶3∶1∶∶2∶∶1分析:(运用分枝法)Aa~Aa后代为3∶1,bb×bb后代1种,DD×DD后代1种,所以亲本自交后表现型与比例为(3∶1)×1×1=3∶1答案:D作业1.某个生物体细胞内有3对同源染色体,其中A、B、C来自父方,A/、B/、C/来自母方,通过减数分裂产生的配子中,同时含有三个父方(或母方)染色体的配子占所有配子的〔〕A.1/2B.1/4C.1/8D.1/16答案:C2.人类中男人的秃头(S)对非秃头(s)是显性,女人在S基因为纯合时才为秃头。
褐眼(B)对蓝眼(b)为显性,现有秃头褐眼的男人和蓝眼非秃头的女人婚配,生下一个蓝眼秃头的女儿和一个非秃头褐眼的儿子。
(1)这对夫妇的基因分别是,。
(2)他们假如生下一个非秃头褐眼的女儿基因型可能是。
(3)他们新生的儿子与父亲,女儿与母亲具有一样基因型的几率分别是和。
(4)这个非秃头褐眼的儿子将来与一个蓝眼秃头的女子婚配,他们新生的子女可能的表现型分别是。
假如生一个秃头褐眼的儿子的几率是。
假如连续生三个都是非秃头蓝眼的女儿的几率是答案:(1)SsBb Ssbb (2)SsBb或ssBb (3)1/4 1/4 (4)褐秃(儿)、蓝秃(儿)、褐非秃(女)、蓝非秃(女) 1/4 1/64。
第2节孟德尔的豌豆杂交实验(二)一、两对相对性状的杂交实验孟德尔用纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆作亲本进行杂交,无论正交还是反交,结出的种子(F1)都是黄色圆粒的。
这表明黄色和圆粒都是显性性状,绿色和皱粒都是隐性性状。
孟德尔又让F1自交,在产生的F2中,出现了黄色圆粒和绿色皱粒,这当然是在意料之中的。
奇怪的是,F2中还出现了亲本所没有的性状组合—绿色圆粒和黄色皱粒。
为什么会出现新的性状组合呢?孟德尔同样对F2中不同的性状类型进行了数量统计:在总共得到的556粒种子中,黄色圆粒、绿色圆粒、黄色皱粒和绿色皱粒的数量依次是315、108、101和32,它们的数量比接近于9:3:3:1。
这与一对相对性状实验中F2的3︰1的数量比有联系吗?孟德尔首先对每一对相对性状单独进行分析,结果发现每一对相对性状的遗传都遵循了分离定律。
上述分析表明,无论是豌豆种子的形状还是颜色,只看一对相对性状,依然遵循分离定律。
那么,将两对相对性状的遗传一并考虑,它们之间是什么关系呢?二、对自由组合现象的解释假设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,这样,纯种黄色圆粒和纯种绿色皱粒豌豆的遗传因子组成分别是YYRR和yyrr,它们产生的F1的遗传因子组成是YyRr,表现为黄色圆粒。
孟德尔作出的解释是:F1在产生配子时,每对遗传因子彼此分离,不同对的遗传因子可以自由组合。
这样F1产生的雌配子和雄配子各有4种:YR、Yr、yR、yr,它们之间的数量比为1:1:1:1。
受精时,雌雄配子的结合是随机的。
雌雄配子的结合方式有16种;遗传因子的组合形式有9种:YYRR、YYRr、YyRR、YyRr、YYrr、Yyrr、yyRR、yyRr、yyrr;性状表现为4种:黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒,它们之间的数量比是9:3:3:1。
三、对自由组合现象解释的验证上述解释是否正确呢?孟德尔又设计了测交实验,让杂种子一代(YyRr)与隐性纯合子(yyrr)杂交。
[随堂检测]1.自由组合定律中的“自由组合”是指()A.带有不同遗传因子的雌雄配子间的组合B.决定同一性状的成对的遗传因子的组合C.两亲本间的组合D.决定不同性状的遗传因子组合1解析:选D。
自由组合定律是指形成配子时,决定同一性状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.(2019·遵义高一检测)具有两对相对性状的纯合子杂交,按自由组合定律遗传,在F2中能够稳定遗传的个体数占()A.1/16B.2/16C.3/16 D.1/42解析:选D。
稳定遗传的个体,即纯合子,占F2的4/16。
3.豌豆中,子粒黄色(Y)和圆粒(R)分别对绿色(y)和皱粒(r)为显性。
现有甲(黄色圆粒)与乙(黄色皱粒)两种豌豆杂交,子代有四种表型,如果让甲自交,乙测交,则它们的后代表型之比应分别为()A.9∶3∶3∶1及1∶1∶1∶1B.3∶3∶1∶1及1∶1C.9∶3∶3∶1及1∶1D.3∶1及1∶13解析:选C。
甲与乙杂交子代有四种表型,则依据分离定律,甲(黄)×乙(黄),后代存在两种表型,即黄与绿,则甲(Yy)×乙(Yy);甲(圆)×乙(皱),后代存在两种表型,则甲(Rr)×乙(rr),故甲为YyRr、乙为Yyrr。
甲(YyRr)自交,后代表型之比为9∶3∶3∶1,乙(Yyrr)测交,后代表型之比为1∶1。
4. 南瓜果实的白色(A)对黄色(a)为显性,盘状(B)对球状(b)为显性,两对遗传因子独立遗传。
若让遗传因子组成为AaBb的白色盘状南瓜与“某南瓜”杂交,子代性状表现及其比例如图所示,则“某南瓜”的遗传因子组成为()A.AaBb B.AabbC.aaBb D.aabb4解析:选B。
从题图中可以看出,子代中白色∶黄色=3∶1,盘状∶球状=1∶1,所以“某南瓜”的遗传因子组成为Aabb。
5.(2019·郴州高一检测)两个水稻亲本的基因型分别为AAbb和aaBB,这两对基因按自由组合定律遗传。