2020高中生物 第3章 第1节 第2课时基因的分离定律的应用学案 苏教版必修2 10页

第2课时　孟德尔获得成功的原因　基因的分离定律的应用 学习目标 知识概览(教师用书独具)‎ ‎1．分析孟德尔遗传实验的科学方法。(重点)‎ ‎2．运用基因的分离定律解释一些遗传现象。(难点)‎ ‎[自 主 预 习·探 新 知]‎ 一、孟德尔获得成功的原因 ‎1．正确选用实验材料：豌豆。‎ ‎(1)豌豆是严格的自花受粉植物，一般是纯合子。‎ ‎(2)具有稳定的、容易区分的相对性状。‎ ‎(3)子代个体数量多，便于数学统计。‎ ‎2．采取单一变量研究法：由单因子到多因子，由简到繁的实验过程。‎ ‎3．应用统计学的方法对实验结果进行分析。‎ ‎4．科学设计实验的程序：‎ ‎5．巧妙设计了测交实验：以杂交子一代的个体再与隐性纯合子进行测交。‎ 二、基因分离定律的应用 ‎1．能正确解释生物界的某些遗传现象。‎ ‎2．预测杂交后代的类型及各种类型出现的概率。‎ ‎(1)应用于育种实践 在杂交育种中，首先按照育种目标，选择亲本进行杂交，根据性状的遗传表现选择符合需要的杂种后代；再经过有目的的选育，最终培育出具有稳定遗传性状的品种。‎ ‎(2)应用于医学实践 在医学实践中，人们常利用基因分离定律对遗传病的基因型和发病概率作出科学的推断。‎ ‎[基础自测]‎ ‎1．判断对错 ‎(1)采用从单因子到多因子的研究方法是孟德尔获得成功的一个重要因素。 (　　)‎ ‎(2)若子代出现隐性性状，则亲本一定均含有隐性基因。 (　　)‎ ‎(3)杂合紫花豌豆自交，所得的紫花后代中杂合子占二分之一。 (　　)‎ ‎(4)杂合子(Aa)连续自交，子代中纯合子概率逐渐增大。 (　　)‎ 10‎ ‎(5)人类多指患者的基因型不确定，而先天性聋哑的基因型确定。 (　　)‎ 提示：(1)√　(2)√‎ ‎(3)×　杂合紫花豌豆自交，所得的紫花后代中杂合子占2/3。‎ ‎(4)√　(5)√‎ ‎2．遗传学的奠基人孟德尔之所以在研究遗传规律时获得了巨大成功，关键在于他在实验的过程中选择了正确的方法。下列各项中，除哪一项外均是他获得成功的重要原因？(　　)‎ ‎ 【导学号：01632056】‎ A．先只针对一对相对性状的遗传情况进行研究，然后再研究多对相对性状的遗传情况 B．选择了严格自花受粉的豌豆作为实验材料 C．选择了多种植物作为实验材料，做了大量的实验 D．应用统计学的方法对结果进行了统计分析 C　[孟德尔成功的原因是他正确地选择了豌豆作为实验材料，他先只针对一对相对性状的遗传情况进行研究，然后再扩展到多对相对性状，并运用统计学的方法处理实验结果等。]‎ ‎3．将具有一对等位基因的杂合体，逐代自交3次，F3中纯合体比例为(　　)‎ A．1/8　　　　 B．7/8‎ C．7/16 D．9/16‎ B　[杂合子自交n代，后代纯合子和杂合子所占的比例分别为：杂合子的比例为(1/2)n，纯合子所占的比例为1－(1/2)n。所以具有一对等位基因的杂合子，逐代自交3次，F3中纯合子的比例为1－(1/2)3＝7/8，故选B。]‎ ‎[合 作 探 究·攻 重 难]‎ 基因分离定律的解题思路 背景材料 羊的毛色由一对基因A和a决定，现有两只白羊生了一只黑羊。‎ ‎[思考交流]‎ ‎1．三只羊的基因型依次是怎样的？‎ 提示：亲代的白羊均为Aa，黑羊为aa。‎ ‎2．如果它们再生一只小羊，其毛色是白色的概率是多少？‎ 提示：3/4。‎ ‎3．这对白羊再连续生两只小羊，这两只小羊是一白一黑的概率是多少？‎ 提示：3/8。‎ ‎1．基因型、表现型的推断方法 ‎(1)由亲代推断子代基因型和表现型(正推型)‎ 10‎ ‎①根据六种交配方式后代的情况直接推断。‎ 亲本 子代基因型 子代表现型 AA×AA AA 全为显性 AA×Aa AA∶Aa＝1∶1‎ 全为显性 AA×aa Aa 全为显性 Aa×Aa AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1‎ 显性∶隐性＝3∶1‎ Aa×aa Aa∶aa＝1∶1‎ 显性∶隐性＝1∶1‎ aa×aa aa 全为隐性 ‎②先求出亲本产生的雌雄配子类型和比例，然后绘制棋盘格式遗传图解或交叉线式遗传图解求解。‎ ‎(2)由子代推断亲代的基因型和表现型(逆推型)‎ ‎①分离比法：运用上表直接逆推，如 F1 ‎②隐性突破法：如果子代中有隐性个体存在，它往往是逆推过程中的突破口。因为隐性个体是纯合子aa，基因只能来自父母双方，因此亲代基因型中必然都有一个a基因。‎ ‎③填充法：先根据亲代表现型写出能确定的基因，显性性状基因型可用A_来表示，隐性性状基因型只有一种aa。根据子代中一对基因分别来自两个亲本，推出未知部分即可。‎ ‎2．遗传概率的计算 ‎(1)用经典公式计算：概率＝×100%。‎ ‎(2)用配子的概率计算：先计算出亲本产生每种配子的概率，再根据题意要求用相关的两种配子概率相乘、相关个体的概率相加即可。‎ ‎(3)实例：两只白羊交配生了两只白羊和一只黑羊，如果它们再生一只小羊，白色公羊的概率是多少？‎ 方法①用分离比直接推出。‎ Bb×Bb→1BB∶2Bb∶1bb，可见后代毛色是白色的概率是，白色公羊的概率是×＝。‎ 方法②用配子的概率计算。‎ Bb亲本产生B、b配子的概率都是，则 a．后代为BB的概率＝B(♀)概率×B(♂)概率＝×＝。‎ b．后代为Bb的概率＝b(♀)概率×B(♂)概率＋b(♂)概率×B(♀)概率＝×＋×＝。‎ 10‎ 所以，后代毛色是白色的概率是＋＝，白色公羊的概率是×＝。‎ 方法规律：概率计算“三步走”‎ →→ ‎[典例通关]‎ 南瓜的花色是由一对等位基因(A和a)控制的，用一株开黄花的南瓜和一株开白花的南瓜杂交，子代(F1)既有开黄花的，也有开白花的。让F1自交产生F2，表现型如图所示。下列说法不正确的是(　　)‎ A．亲本中黄花的基因型是aa B．由③可知白花是显性性状 C．F1中白花的基因型是AA和Aa D．F2中，开黄花与开白花南瓜的理论比是5∶3‎ ‎[技巧点拨]　由③判断出花色的显隐性是解题的关键。‎ C　[由③可知白花是显性性状，黄花是隐性性状。因此亲本中黄花的基因型是aa。F1中白花的基因型是Aa；F2中，开黄花的南瓜占的比例为：1/2＋1/2×1/4＝5/8。]‎ ‎　(1)亲本中白花的基因是什么？‎ 提示：Aa。‎ ‎(2)F2中白花的基因型是什么？‎ 提示：AA和Aa。‎ ‎[活学活用]‎ ‎1．番茄果实的颜色由一对基因A、a控制，下表是关于番茄果实颜色的3个杂交实验及其结果。下列分析正确的是(　　) ‎ ‎【导学号：01632057】‎ 实验组 亲本表现型 F1的表现型和植株数目 红果 黄果 ‎1‎ 红果×黄果 ‎492‎ ‎504‎ ‎2‎ 红果×黄果 ‎997‎ ‎0‎ ‎3‎ 红果×红果 ‎1 511‎ ‎508‎ A．番茄的果实颜色中，黄色为显性性状 B．实验1的亲本基因型：红果为AA，黄果为aa 10‎ C．实验2的F1红果番茄均为杂合子 D．实验3的F1中黄果番茄的基因型可能是AA或Aa C　[根据实验1或实验3都可以确定红果是显性性状。实验1的亲本基因型：红果为Aa，黄果为aa；实验2的F1红果番茄都为Aa；实验3的F1中黄果番茄的基因型为aa。]‎ ‎2．纯合的黄色(YY)豌豆与绿色(yy)豌豆杂交得F1，F1自交，选取F1所结的黄色种子全部种下，植物长成后，自然状态下受粉，则这些植株所结的种子中，黄色所占的概率是(　　)‎ ‎ 【导学号：01632058】‎ A．1/2　　　　 B．3/4‎ C．5/6 D．1/4‎ C　[YY×yy→Yy,1YY∶2Yy∶1yy；F1所结的种子是F2，F2长成后自然状态下受粉，其中的黄色种子中YY的后代全为黄色，Yy的后代有黄色和绿色，因此这些植株所结的种子中黄色所占的概率是＋×＝5/6。]‎ ‎1．鸡的毛腿和光腿是一对相对性状，由一对等位基因B、b控制。现让毛腿雌鸡甲、乙分别与光腿雄鸡丙交配，甲的后代有毛腿，也有光腿，比为1∶1，乙的后代全部是毛腿，则甲、乙、丙的基因型依次是(　　)‎ A．BB、Bb、bb B．bb、Bb、BB C．Bb、BB、bb D．Bb、bb、BB C　[根据题意可知，毛腿对光腿是显性；毛腿雌鸡甲(B_)与光腿雄鸡丙(bb)交配，甲的后代有毛腿(B_)，也有光腿(bb)，比例为1∶1，符合测交后代的比例，由此确定甲的基因型为Bb；毛腿雌鸡乙(B_)与光腿雄鸡丙(bb)交配，乙的后代全部是毛腿(B_)，由此确定乙的基因型为BB。]‎ ‎2．一对黑色豚鼠交配，后代出现黑色豚鼠的概率为3/4，出现白色豚鼠的概率为1/4，若产生4只豚鼠，理论上分析都是黑色个体的概率是(　　)‎ A．3/4 B．1/4‎ C．(3/4)4 D．(1/4)4‎ C　[分析题干可知豚鼠的黑色是显性性状，亲代豚鼠均为杂合子，后代每只豚鼠是黑色的概率均为3/4，因此4只豚鼠全为黑色的概率是(3/4)4。]‎ 基因分离定律的应用 背景材料 人眼的虹膜有褐色和蓝色的，褐色由显性基因控制，蓝色由隐性基因控制。现有一个蓝眼男人与一个褐眼女人(这个女人的母亲是蓝眼)结婚。‎ 10‎ ‎[思考交流]‎ ‎1．这对夫妇的基因型是怎样的？‎ 提示：男：aa；女：Aa。‎ ‎2．他们的孩子虹膜是哪种颜色？‎ 提示：可能是褐色也可能是蓝色。‎ ‎3．他们生出一个蓝眼女儿的概率是多少？‎ 提示：蓝眼女儿的概率为(蓝色)×(女儿)＝。‎ ‎1．基因分离定律的应用 ‎(1)正确解释某些遗传现象 根据性状分离现象，判断某些遗传病的显隐性关系，如果患病的双亲生出无病的孩子，即“有中生无”，则该病肯定是显性遗传病；如果正常的双亲生出患病的孩子，即“无中生有”，则该病一定是隐性遗传病。‎ ‎(2)指导农作物的育种实践 ‎①如果选用的品种是隐性性状，则隐性性状一旦出现，即可稳定遗传。‎ ‎②如果选用的品种是显性性状，需通过连续自交的方法选育，直到后代不发生性状分离为止，一般要经过5～6代的选育。‎ ‎③若优良性状为杂合子，两个纯合的不同性状个体杂交后代就是杂合子，但每年都要育种。‎ ‎(3)预防遗传病的发生 ‎①显性基因控制的遗传病 例如，人类的多指是受显性基因控制的，如果双亲的一方为多指(AA或Aa)，他们的子女中患多指的概率为1或1/2。‎ ‎②隐性基因控制的遗传病 每人都可能是5～6种不同的隐性致病基因的携带者。近亲结婚的双亲从共同祖先获得相同隐性基因的概率增加，后代患隐性遗传病的概率增加，因此要禁止近亲结婚。‎ ‎2．杂合子Aa自交n次问题分析 ‎(1)杂合子Aa连续自交，第n代的比例情况如下表：‎ 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 10‎ 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如图所示。‎ 由该曲线得到的启示：在育种过程中，选育符合人们要求的个体(显性)，可进行连续自交，直到性状不再发生分离为止，即可留种推广使用。‎ ‎3．自交和自由交配的概率求解 自交是指相同基因型个体的交配；而自由交配是指一个群体中的雄性和雌性个体随机交配的方式，两种交配方式中概率求解方法不同，如：同样为AA、Aa的群体，自交时隐性类型所占比例为×得×aa＝aa。而自由交配时隐性类型应为Aa×Aa×aa＝aa。‎ ‎[典例通关]‎ 如图为山羊的毛色遗传图解(相关基因用A和a表示)，下列相关叙述中，错误的是(　　)‎ A．白色对黑色为显性 B．图中黑色山羊均为纯合子 C．4和5再生一个白色雄性山羊的概率为3/4‎ D．7为纯合子的概率为 ‎[技巧点拨]　由图中4和5产生6判断出白色为显性，黑色为隐性，这是解题的关键。‎ C　[因为4和5都是白色个体，但它们生有一个黑色的后代6，故白色对黑色为显性，A正确；因为黑色为隐性，所以凡是黑色个体均为隐性纯合子，基因型是aa，B正确；因为4和5均为显性个体，所以它们都有一个显性基因A，又因为它们生有黑色后代，所以另一个基因都是a，故4和5的基因型都是Aa，所以它们再生育一个白色后代(A_)的概率为，这些后代中雌雄各占一半，故4和5再生一个白色雄性山羊的概率＝×＝ 10‎ ‎，C错；因为4和5基因型都是Aa，故白色个体7的基因型及比例分别是AA和Aa，D正确。]‎ ‎　(1)图中1～7号个体，基因型一定为杂合子有哪些？‎ 提示：1、4、5。‎ ‎(2)若7号是雄性，如何判断其是纯合子还是杂合子？‎ 提示：让7号雄性个性与多只黑色雌性个体杂交，若子代全为白色，则为纯合子；若子代出现黑色则为杂合子。‎ ‎[活学活用]‎ ‎1．低磷酸酯酶症是一种遗传病，一对夫妇均表现正常，他们的父母也均表现正常，丈夫的父亲不携带致病基因，而母亲是携带者，妻子的妹妹患有低磷酸酯酶症。这对夫妇生育一个正常孩子是纯合子的概率是(　　)‎ A．1/3 B．1/2‎ C．6/11 D．11/12‎ C　[由“他们的父母均正常”和“妻子的妹妹患有低磷酸酯酶症”可推知，该病为隐性遗传病。妻子的基因型(相关的基因用A、a表示)为1/3AA、2/3Aa；由“丈夫的父亲完全正常，母亲是携带者”可推知，丈夫的基因型为1/2AA、1/2Aa。他们的后代中是纯合子AA的概率是1/2，是杂合子Aa的概率是5/12，是纯合子aa的概率是1/12。他们所生的一个正常孩子是纯合子的概率是6/11。]‎ ‎2．有一种严重的椎骨病是由隐性基因引起的。一对正常夫妇生了一个有病的女儿和一个正常的儿子，则该儿子携带致病基因的可能性是(　　) ‎ ‎【导学号：01632059】‎ A. B. C. D. C　[表现正常的夫妇生了一个有病的女儿，则该夫妇均为杂合子，其正常儿子可能是纯合子，也可能是杂合子，其中杂合子携带致病基因，其可能性为2/3。]‎ ‎[当 堂 达 标·固 双 基]‎ ‎1．豌豆作为实验材料的优点不包括(　　)‎ A．异花传粉，在自然状态下都是纯种 B．具有多对容易区分的相对性状 C．结种子多，便于对子代的统计分析 D．容易成活，便于种植和培养 A　[豌豆是自花传粉，闭花受粉，由此自然状态下都是纯种。]‎ 10‎ ‎2．孟德尔通过植物杂交实验，探索遗传规律，他采用了严格的科学方法，下列哪项是正确的(　　)‎ ‎ 【导学号：01632060】‎ A．“一对相对性状的遗传实验和结果”……分析问题，提出假说 B．“测交实验和结果”……分析问题，寻找规律 C．“分离定律的本质”……发现问题，提出假说 D．“对分离现象的解释”……分析问题，提出假说 D　[孟德尔科学设计实验程序，“一对相对性状的遗传实验和结果”是发现问题，获得数据；“对分离现象的解释”是分析问题，提出假说；“测交实验和结果”是验证假说；“分离定律的本质”是发现的规律。故选D。]‎ ‎3．水稻某些品种茎秆的高矮是由一对遗传因子控制的，对一个纯合显性亲本与一个纯合隐性亲本杂交产生的F1，进行测交，其后代中杂合子的概率是(　　)‎ A．0%　　　　 B．25%‎ C．50% D．75%‎ C　[假设茎秆高矮由一对遗传因子D、d控制，则F1遗传因子组成为Dd，测交后代中Dd∶dd＝1∶1，杂合子占50%。]‎ ‎4．有一对表现正常的夫妇，男方的父亲是白化病患者，女方的弟弟也是白化病患者，但女方双亲表现正常。这对夫妇生出白化病孩子的概率是(　　) ‎ ‎【导学号：01632061】‎ A．1/2 B．2/3‎ C．1/4 D．1/6‎ D　[表现正常的夫妇，男方的父亲是白化病(aa)，则男方的基因型应为Aa，女方的弟弟是白化病(aa)，则可推知女方的双亲的基因型为Aa×Aa，则女方的基因型为AA或Aa。则这对夫妇生出白化病孩子的概率为×＝。]‎ ‎5．如下图所示为某家族中白化病(aa)遗传系谱，请分析并回答下列问题(以A、a表示有关的基因)：‎ ‎(1)5号、9号的基因型分别是______和______。‎ ‎(2)8号的基因型是______(概率为______)或______(概率为______)；10号的基因型是______(概率为______)或______(概率为______)。‎ ‎(3)若8号与10号婚配，则后代中出现白化病的概率是______。‎ 10‎ ‎[解析]　根据题干信息可以确定9号个体基因型为aa，其父母表现正常，因此其父母一定是杂合子，所以5号的基因型是Aa，因此10号的基因型是1/3AA、2/3Aa；同理可以推出3号和4号的基因型都是Aa，所以8号个体的基因型是1/3AA、2/3Aa；若8号与10号婚配，则后代中出现白化病的概率是2/3×2/3×1/4＝1/9。‎ ‎[答案]　(1)Aa　aa ‎(2)AA　1/3　Aa　2/3　AA　1/3　Aa　2/3‎ ‎(3)1/9‎ ‎[核心语句归纳]‎ ‎1．由单因子到多因子的研究方法是孟德尔成功的重要因素。‎ ‎2．选育具有显性优良性状的新品种时，要多代自交直至不发生性状分离为止。‎ ‎3．双亲正常，孩子患病，该遗传病为隐性遗传病。‎ ‎4．双亲都患同一种遗传病，孩子正常，该病为显性遗传病。‎ 10‎