届高三生物大一轮复习 第五单元遗传的基本规律 学案18孟德尔的豌豆杂交实验一.docx
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届高三生物大一轮复习第五单元遗传的基本规律学案18孟德尔的豌豆杂交实验一
学案18 孟德尔的豌豆杂交实验
(一)
考纲要求
1.孟德尔遗传实验的科学方法(Ⅱ)。
2.基因的分离定律(Ⅱ)。
一、一对相对性状的杂交实验——提出问题
1.选用豌豆作为实验材料的优点
(1)豌豆是________传粉植物,而且是________受粉,所以在自然状态下一般是纯种。
若人工去雄授粉,时间应为开花________(前/后)。
(2)豌豆具有许多________的性状。
2.常用符号及含义
P:
____ F1:
______ F2:
______
×:
____ ⊗:
____ ♀:
________ ♂:
________
3.过程图解
P高茎×矮茎→F1____⊗,F2______∶______
想一想 豌豆是自花传粉的植物,在实验中怎样实现异花传粉?
二、对分离现象的解释——提出假说
三、对分离现象解释的验证——演绎推理
1.测交
目的:
验证对分离现象的解释。
↓
选材:
F1与__________。
↓
预期结果:
Dd×dd→________。
↓
实验结果:
F1高茎×矮茎=30高∶34矮≈1∶1。
↓
结论:
实验数据与理论分析相符合,从而证明对分离现象理论解释的正确性。
2.间接验证:
__________的模拟实验。
(1)实验原理:
甲、乙两个小桶分别代表____________,甲、乙内的彩球分别代表________,用不同彩球随机组合模拟生物在生殖过程中__________________。
(2)实验注意问题
①要________抓取,且抓完一次将小球放回原小桶并搅匀。
②重复的次数足够多。
判一判 ①甲、乙两小桶内的彩球数可以不相同吗?
②每个小桶中两种颜色的小球可以不相同吗?
(3)结果与结论
彩球组合类型数量比DD∶Dd∶dd≈________,彩球代表的显隐性状的数值比接近________。
四、分离定律——得出结论
1.实质:
________随__________的分开而分离。
(如下图)
2.时间:
减数第____次分裂____期。
思考 F1产生雌、雄配子的比例为1∶1,其含义是什么?
探究点一 核心概念的理解及相互关系
1.性状类
(1)性状:
生物体所表现出的________特征和________特性的总称。
注意 生物性状的体现者——蛋白质;性状的控制者——核酸。
(2)相对性状:
______生物______性状的不同________。
注意 牢记两个“同”,一个“不同”。
(3)性状分离:
在杂种后代中,同时出现________和________的现象,在遗传学上叫做性状分离。
注意 隐性性状不是不表现的性状,而是指F1未表现的性状,但在F2中可以表现出来。
2.基因类
(1)等位基因:
位于同源染色体的同一位置上,控制________的基因。
如图中A和a、D和d、E和e都是等位基因,而B和B、C和C虽然位于同源染色体的同一位置上,但不是控制________的基因,它们是控制________的基因,称为相同基因,而不能称为等位基因。
注意 ①存在:
存在于杂合子的所有体细胞中。
②位置:
位于一对同源染色体上的同一位置。
③特点:
能控制一对相对性状,具有一定的独立性。
④分离的时间:
减数第一次分裂后期。
⑤遗传行为:
随同源染色体的分开而分离,分别进入不同的配子中,独立地随配子遗传给后代。
(2)非等位基因在体细胞内有两种存在方式:
一是________________上的基因,互为非等位基因,如图中A和E或e,E与A或a等,其遗传方式遵循________定律;二是位于____________上不同位置(座位)上的基因,互为非等位基因,其遗传方式不遵循________定律,可随________而重组。
3.个体类
(1)基因型与表现型
①基因型:
与表现型有关的________;表现型:
生物个体表现出来的________。
②关系:
在相同的环境条件下,基因型相同,表现型一定相同;在不同环境中,即使基因型相同,表现型也未必相同。
表现型是基因型与环境共同作用的结果。
(2)纯合子与杂合子
①纯合子:
由________的配子结合成的合子发育成的个体(如DD、dd、AABB、AAbb)。
②杂合子:
由________的配子结合成的合子发育成的个体(如Dd、AaBB、AaBb)。
注意 ①多对基因中只要有一对杂合,不管有多少对纯合都是杂合子。
②纯合子自交后代都是纯合子,但纯合子杂交,后代会出现杂合子;杂合子自交,后代会出现性状分离,且后代中会出现一定比例的纯合子。
思维拓展 显隐性性状的判断
(1)根据子代性状判断
①不同性状的亲本杂交⇒子代只出现一种性状⇒子代所出现的性状为显性性状。
②相同性状的亲本杂交⇒子代出现不同性状⇒子代所出现的新性状为隐性性状。
(2)根据子代性状分离比判断
具一对相对性状的亲本杂交⇒F2代性状分离比为3∶1⇒所占比例为3的性状为显性性状。
(3)遗传系谱图中显、隐性判断
①双亲正常⇒子代患病⇒隐性遗传病;
②双亲患病⇒子代正常⇒显性遗传病。
探究示例1
将豌豆某一性状的显性类型进行自花传粉,对其后代的描述正确的是( )
①后代可能没有性状分离,全为显性类型 ②后代可能出现3∶1的性状分离比 ③后代可能出现1∶1的性状分离比 ④后代可能没有性状分离,全为隐性类型
A.①②B.③④C.①④D.②③
听课记录:
探究点二 孟德尔一对相对性状的杂交实验
观察下列杂交图解,探讨以下问题:
1.豌豆一对相对性状的杂交实验中,孟德尔发现了哪些问题?
2.孟德尔如何解释分离现象?
3.应用什么方法进行验证?
思维拓展
1.假说—演绎法是现代科学研究中常用的一种科学方法。
孟德尔发现分离定律的“演绎”过程:
观察现象提出问题(杂交实验)→提出假说→验证假说(测交实验)→得出结论(遗传规律)。
2.分离定律的适用范围
(1)进行有性生殖的真核生物的一对相对性状遗传;
(2)只适用于核基因遗传;
3.细胞学基础:
减数分裂中随同源染色体分离,等位基因分开,如图所示:
4.杂合子Aa连续多代自交问题分析——分离规律的应用之一
(1)杂合子Aa连续自交,第n代的比例情况如下表:
Fn
杂合子
纯合子
显性纯合子
隐性纯合子
显性性状个体
隐性性状个体
所占
比例
1-
-
-
+
-
(2)根据上表比例,纯合子、杂合子所占比例坐标曲线图为:
探究示例2
假说—演绎法是现代科学研究中常用的一种科学方法。
下列属于孟德尔在发现基因分离定律时的“演绎”过程的是( )
A.生物的性状是由遗传因子决定的
B.由F2出现了“3∶1”的性状分离比推测生物体产生配子时成对遗传因子彼此分离
C.若F1产生配子时成对的遗传因子发生分离,则测交后代会出现两种性状,比值接近1∶1
D.若F1产生配子时成对的遗传因子发生分离,则F2中3种基因型个体比值接近1∶2∶1
听课记录:
探究点三 分离定律的解题思路
1.常用规律
亲本
子代基因型
子代表现型
AA×AA
AA
________
AA×Aa
AA∶Aa=________
全为显性
AA×aa
Aa
________―→
Aa×Aa
AA∶Aa∶aa=______
显性∶隐性=3∶1
Aa×aa
Aa∶aa=____
显性∶隐性=1∶1
aa×aa
__________
全为隐性
2.解题思路
(2)基因型的确定技巧
①隐性突破法:
若子代出现隐性性状,则基因型一定为____,其中一个来自____,另一个来自____。
②后代分离比推断法
若后代分离比为显性∶隐性=3∶1,则亲本基因型为______
和____,若后代分离比为显性∶隐性=____,则双亲一定是测交类型。
若后代只有________,则亲本至少有一方是显性纯合子,即:
AA×Aa或AA×AA。
(3)四步曲写基因型
探究示例3
南瓜果实的黄色和白色是由一对等位基因(A和a)控制的,用一株黄色果实南瓜和一株白色果实南瓜杂交,子代(F1)既有黄色果实南瓜也有白色果实南瓜,让F1自交产生的F2表现型如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.由①②可知黄果是隐性性状
B.由③可以判定白果是显性性状
C.F2中,黄果与白果的理论比例是5∶3
D.P中白果的基因型是aa
听课记录:
题组一 基本概念及孟德尔实验
1.杂合子之所以表现显性性状,是因为( )
A.显性基因效应掩盖了隐性基因效应
B.显性基因控制隐性基因
C.隐性基因得不到表达
D.隐性基因没有遗传效应
2.(2011·六安质检)通过测交,不能推测被测个体( )
A.是否是纯合子B.产生配子的比例
C.基因型D.产生配子的数量
3.(2011·盐城模拟)假说—演绎法包括“提出问题、提出假说、验证假设、得出结论”四个基本环节,利用假说—演绎法,孟德尔发现了两个遗传规律。
下列关于孟德尔的研究过程的分析正确的是(多选)( )
A.提出问题是建立在纯合亲本杂交和F1自交两组豌豆遗传实验基础上的
B.孟德尔所作假设的核心内容是“性状是由位于染色体上的基因控制的”
C.为了验证作出的假设是否正确,孟德尔设计并完成了测交实验
D.孟德尔成功的原因之一是选用豌豆作为实验材料
4.(2009·江苏生物,7)下列有关孟德尔豌豆杂交实验的叙述,正确的是( )
A.孟德尔在豌豆开花时进行去雄和人工授粉,实现亲本的杂交
B.孟德尔研究豌豆花的构造,但无需考虑雌蕊、雄蕊的发育程度
C.孟德尔根据亲本中不同个体表现型来判断亲本是否纯合
D.孟德尔利用了豌豆自花传粉、闭花受粉的特性
5.玉米幼苗绿色与白色是一种相对性状(用A、a表示)。
现用两个杂合子自交所产生的种子作实验种子,将400粒播种在黑暗处,另400粒播种在有光处。
萌发后统计幼苗的表现型,结果如下表。
以下对实验结果的分析错误的是( )
表现型
环境
绿色幼苗
白色幼苗
黑暗
0
395
有光
299
88
A.光是叶绿素形成的必要条件
B.光照条件下能形成叶绿素是显性性状
C.表现型是基因型和环境因素共同作用的结果
D.绿色幼苗的基因型都是AA
题组二 分离定律的应用
6.(2010·南京模拟)根据如图所示实验,下列结论不正确的是( )
A.所有的黑羊的亲代中至少有一方是黑羊
B.F1黑羊的基因型与亲代黑羊的基因型相同
C.F2黑羊的基因型都与F1黑羊相同
D.白色是隐性性状
7.已知小麦抗锈病是由显性基因控制的,让一株杂合子小麦自交获得F1,淘汰掉其中不抗锈病的植株后,再自交获得F2。
从理论上计算,F2中不抗锈病的植株占总数的( )
A.1/4B.1/6C.1/8D.1/16
8.(2010·江苏生物,20)喷瓜有雄株、雌株和两性植株,G基因决定雄株,g基因决定两性植株,g-基因决定雌株。
G对g、g-是显性,g对g-是显性,如:
Gg是雄株,gg-是两性植株,g-g-是雌株。
下列分析正确的是( )
A.Gg和Gg-能杂交并产生雄株
B.一株两性植株的喷瓜最多可产生三种配子
C.两性植株自交不可能产生雌株
D.两性植株群体内随机传粉,产生的后代中,纯合子比例高于杂合子
题组三 应用提升
9.在豚鼠中,黑色皮毛对白色皮毛为显性。
如果一对杂合的黑毛豚鼠交配,一胎产下4仔,此4仔的表现型可能是(多选)( )
A.全都黑色B.3黑1白
C.1黑3白D.全部白色
10.大约在70个表现正常的人中有一个白化基因携带者。
一个表现正常、其双亲也正常、但有一个白化病弟弟的女人,与一无亲缘关系的正常男子婚配。
问他们所生的孩子患白化病的概率是( )
A.1/9B.1/8C.1/420D.1/560
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
11.(2010·全国卷Ⅱ,33)人类白化病是常染色体隐性遗传病。
某患者家系的系谱图如图甲。
已知某种方法能够使正常基因A显示一个条带,白化基因a则显示为位置不同的另一个条带。
用该方法对上述家系中的每个个体进行分析,条带的有无及其位置表示为图乙。
根据上述实验结果,回答下列问题:
(1)条带1代表________基因。
个体2~5的基因型分别为________、________、__________和__________。
(2)已知系谱图图甲和图乙的实验结果都是正确的,根据遗传定律分析图甲和图乙,发现该家系中有一个体的条带表现与其父母不符,该个体与其父母的编号分别是________、________和________,产生这种结果的原因是________________________。
(3)仅根据图乙给出的个体基因型的信息,若不考虑突变因素,则个体9与一个家系外的白化病患者结婚,生出一个白化病子女的概率为__________,其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
12.在豌豆中,高茎与矮茎的有关遗传因子为A、a,将A、B、C、D、E、F、G七种豌豆分四组进行杂交得到如下结果。
杂交后代
杂交组合
高茎
矮茎
总植株数
①A×B
210
70
280
②C×D
0
250
250
③E×F
190
190
380
④G×D
300
0
300
请分析回答下列问题:
(1)豌豆性状遗传的实质是____________________________________________________________;在遗传过程中起桥梁作用的细胞是________。
(2)上述实验所获得的高茎纯合子占高茎植株总数的
________________%。
(3)在所有子代中,能稳定遗传和不能稳定遗传的数量比例为________。
(4)豌豆G、C、A的遗传因子组成分别是________________________________________________________________________。
(5)①、②、③的交配方式分别是________________________________________________________________________。
(6)高茎与矮茎遗传因子的遗传符合________定律,它的实质是________________________________________________________________________。
学案18 孟德尔的豌豆杂交实验
(一)
课前准备区
一、1.
(1)自花 闭花 前
(2)易于区分
2.亲代 子一代 子二代 杂交 自交 (雌性)母本 (雄性)父本
3.高茎 3高茎 1矮茎
想一想 先除去未成熟花的全部雄蕊,然后套上纸袋,待雌蕊成熟时,采集另一植株的花粉,撒在去雄花的雌蕊的柱头上,再套上纸袋。
二、遗传因子 成对 D d Dd 遗传因子 D d D d 随机的 DD Dd Dd dd
三、1.隐性纯合子 1Dd∶1dd 2.性状分离比
(1)雌雄生殖器官 雌雄配子 雌雄配子的随机结合
(2)①随机
判一判 ①可以,♀、♂配子的数量可以不相同,一般♂配子多于♀配子;
②不可以,产生D和d两种配子的比例是1∶1。
(3)1∶2∶1 3∶1
四、1.等位基因 同源染色体 2.一 后
思考 F1配子的种类是指雌、雄配子分别有两种:
D和d,D和d的比例为1∶1,而不是雌、雄配子的比例为1∶1。
生物一般雄配子的数量远远多于雌配子的数量,如豌豆。
课堂活动区
探究点一
1.
(1)形态 生理生化
(2)同种 同一 表现类型
(3)显性性状 隐性性状
2.
(1)相对性状 相对性状 相同性状
(2)非同源染色体 自由组合 同源染色体 自由组合 交叉互换
3.
(1)①基因组成 性状
(2)①相同基因 ②不同基因
探究示例1 A [显性个体可能是纯合子或杂合子,若为纯合子,①对;若为杂合子,②对;不会出现其他可能。
]
探究点二
1.
(1)F1为何只表现高茎性状?
(2)F2中矮茎性状为什么会重新出现?
(3)F2性状的分离比为何是3∶1?
2.
(1)生物的性状是由遗传因子决定的。
(2)体细胞中遗传因子成对存在,如DD、Dd表现高茎,dd表现矮茎。
(3)配子中只含每对遗传因子中的一个,所以F1(Dd)可产数量相等的D配子和d配子。
(4)雌雄配子的结合是随机的。
3.测交法
探究示例2 C [本题考查孟德尔豌豆杂交实验中涉及的假说—演绎法。
孟德尔在观察到F2高茎与矮茎比例接近3∶1时,提出的假说是:
生物的性状是由遗传因子决定的,生物体内的遗传因子是成对存在的,在产生配子时成对的遗传因子彼此分离,分别进入不同配子中。
受精时,雌雄配子的结合是随机的。
演绎的过程为:
若F1产生配子时,成对的遗传因子彼此分离,则测交后代会出现2种表现型,比例为1∶1。
]
探究点三
1.全为显性 1∶1 全为显性 1∶2∶1 1∶1 aa
2.
(1)基因型 表现型
(2)①aa 父本 母本 ②Aa Aa 1∶1 显性性状
探究示例3 D [首先判断亲本中白果为显性且为杂合子。
F1中黄果和白果各占
,再分别自交,F2中黄果占
,白果占
。
]
构建知识网络
Ⅰ 同源染色体 测交
课后练习区
1.A [显性基因和隐性基因都能表达,但显性基因的表达效果掩盖了隐性基因的表达效果。
]
归纳总结 读下图理解相关概念之间的关系
2.D [测交实验是将未知基因型的个体和隐性纯合子杂交的交配方式,其主要用途是测定被测个体的基因型,也可由此推测出被测个体产生配子的比例。
]
3.ACD [孟德尔应用了假说—演绎法发现了遗传的两大定律,其问题的提出是在纯合亲本杂交、F1自交两组实验的基础上完成的;为验证假说的正确与否,孟德尔设计并完成了测交实验;选用豌豆作为实验材料是孟德尔成功的重要原因之一;孟德尔并没指出基因位于染色体上,完成该假设的是萨顿。
]
科学方法 聚焦“假说—演绎”
(1)“假说—演绎”是现代科学研究中常用的一种科学方法,以下为“假说—演绎”推理的逻辑关系图:
(2)“假说—演绎”有利于同学们的逆向思维的培养和能力的提高,同学们在平时思考问题和解题时可常用“假说—演绎”法。
譬如说在探究性实验中结果和结论的预测分析时就会用到“假设—演绎”法—先进行逆向思维分析,然后再进行正面组织答案进行描述。
4.D [孟德尔以豌豆作为实验材料,利用了豌豆自花传粉、闭花受粉的特性,这样可避免外来花粉的干扰。
但需要考虑雌、雄蕊的发育程度,在花蕾期进行去雄,确保实现亲本杂交。
孟德尔依据性状是否稳定地遗传给后代,来判断某表现型个体是否为纯合子。
]
5.D
6.C [由F1黑羊自由交配,后代发生性状分离可知,黑色对白色为显性,F1黑羊为杂合子,F2黑羊可以是杂合子,也可以是显性纯合子;又由于亲代黑羊的后代中有白羊,故亲本黑羊也是杂合子。
]
7.B [F1为Aa自交的产物,其基因型应为1/4AA,1/2Aa,1/4aa,淘汰掉不抗锈病的植株后,则有1/3AA,2/3Aa。
它们自交后代F2中不抗锈病的植株仅来自2/3Aa的自交后代中,概率为2/3×1/4=1/6,其余均为抗锈病品种,故答案应选B。
]
8.D [Gg和Gg-均为雄株,因此两者不能杂交,A项错;两性植株共有gg和gg-两种基因型,最多产生两种类型的配子,B项错;基因型为gg-的两性植株自交,后代中有雌性植株出现,C项错;两性植株群体的随机传粉有gg自交、gg-自交、gg和gg-杂交三种情况:
gg自交后代全为纯合子;gg-自交中一半为纯合子,一半为杂合子;gg和gg-杂交,后代中有一半为纯合子,一半为杂合子。
所以综合三种情况,纯合子比例高于杂合子,D项正确。
]
概念辨析 区分“自交”和“自由交配”
(1)概念不同:
①自交是指基因型相同的生物个体交配,植物指自花受粉和雌雄异花的同株受粉。
动物指基因型相同的雌雄个体之间交配。
②自由交配是指群体中的个体随机进行交配,基因型相同和不同的个体之间都要进行交配。
植物和动物都包括自交和杂交,只是动物的自交在基因型相同雌雄个体之间进行。
(2)交配组合种类不同:
若群体中有基因型AA、Aa、aa的个体,①自交方式有AA×AA、Aa×Aa、aa×aa三种;②自由交配方式除上述三种外,还有AA×aa、Aa×aa、AA×Aa,共六种。
(3)结果不同:
含一对等位基因(Aa)的生物,①若连续自交n代产生的后代中,基因型为Aa的个体1/2n,而基因型为AA和aa的个体各占1/2×(1-1/2n);②若自由交配n代产生的后代中AA∶Aa∶aa=1∶2∶1。
9.ABCD [杂合子在交配产仔时,一胎虽然产了4仔,但每一仔都是由卵细胞和精子分别受精形成的,是独立的。
每一仔的性状都是3/4的可能性为黑色,1/4的可能性为白色,综上所述,在子代数量较少时各种可能性都有可能出现。
]
10.C [这位女性其双亲表现正常但有一白化病的弟弟,可以得出其双亲的基因型为Aa×Aa,所以这位正常女性可能的基因型是AA、Aa,概率分别是1/3和2/3,与其婚配的男子是杂合体Aa的可能性为1/70,则可算出他们所生孩子患白化病的概率是2/3×1/70×1/4=1/420。
]
11.
(1)A Aa AA AA aa
(2)10 3 4 基因发生了突变
(3)0 个体9的基因型是AA,不可能生出aa个体
解析
(1)根据题意知,人类白化病是由常染色体上的隐性基因控制的遗传病。
根据图乙的5号个体可以判断出条带2代表白化基因a,则条带1代表正常基因A,个体2~5的基因型分别是Aa、AA、AA、aa。
(2)根据图乙,个体3、4的基因型是AA和AA,则其后代的基因型应该都是AA,而10号的基因型是Aa,这不符合基因的分离定律,产生这种结果的原因是发生了基因突变。
(3)根据图乙给出的个体基因型的信息,个体9的基因型是AA,她与一个白化病患者(基因型是aa)结婚,其后代的基因型是Aa,不可能生出aa的个体来。
12.
(1)亲代将遗传物质复制后传递给子代 配子
(2)10 (3)58∶63 (4)AA、aa、Aa (5)杂合子自交、隐性纯合子自交、测交 (6)分离 在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,不相融合;在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代
解析 根据后代相关数据比值可知,组合①中A、B均为Aa;组合②中C、D均为aa;组合③中E、F,一个为Aa,一个为aa,即测交组合;组合④中因已知D为aa,所以G为AA,进而推出各组合后代遗传物质组成情况:
后代
组合
高茎
矮茎
AA
Aa
aa
①
70
140
70
②
0
0
250
③
0
190
190
④
0
3
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