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高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 孟德尔的豌豆杂交实验（二）多媒体教学课件ppt
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这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 孟德尔的豌豆杂交实验（二）多媒体教学课件ppt，共41页。PPT课件主要包含了导入新课，得出结论，核心总结，课堂练习等内容，欢迎下载使用。
假说—演绎法探究自由组合定律的过程：
问题1 为什么会出现新的性状组合呢？它们之间有什么数量关系吗？问题2 两对相对性状杂交实验中F2的9∶3∶3∶1的数量比与一对相对性状杂交实验中F2的3∶1的数量比有联系吗？
1.观察现象，提出问题
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。
2.解释现象，提出假说
3.演绎推理，验证假说
自由组合定律：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；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。
环节一：孟德尔实验方法的启示
阅读教材“思考·讨论”中的文字材料，思考、回答问题，并归纳孟德尔获得成功的原因。
1.正确选材 孟德尔选取了合适的杂交实验材料——豌豆。首先，这是一种严格的自花传粉植物，能防止外来花粉的干扰，可形成不同的纯合品种，并具有各种稳定的、易于区分的相对性状；其次，豌豆花较大，便于人工摘除雄蕊和传粉；最后，豌豆容易栽植，结实率高，种子数量多，便于统计分析。
2.统计方法正确 孟德尔采用严密的实验分析方法，详细地记录了各世代不同性状的大量数据。在数据分析中应用数理统计分析法，从各种类型的数量关系中找出遗传的规律。同时，这也使孟德尔意识到数学概率也适用于生物遗传的研究，从而将数学方法引入对遗传实验结果的处理和分析中。
3.实验程序科学 孟德尔运用其独特的科学思维方式，先从一对相对性状入手，并对它进行逐代追踪。例如，在研究株高性状遗传时，不考虑花色、种子形状等其他性状，当揭示了一对相对性状的遗传规律后，再对两对或多对相对性状进行研究，进而又发现了自由组合定律。正是这种从简单到复杂、先易后难的科学思维方法使他获得了成功。
4.研究方法正确 孟德尔成功地应用了“假说—演绎”的方法。例如，他在研究中观察到杂交子代的显隐性、性状分离比等现象后，提出了遗传因子控制遗传性状的假设。为了验证自己的假设和推理，他又设计了许多实验方法，如测交等。
5. 创造性地应用符号体系，并用于表达抽象的科学概念 数学符号被普遍应用于概括、表述和研究数学的过程中。孟德尔用这种方法，更加简洁、准确地反映出了抽象的遗传过程，使他的逻辑推理更加顺畅。
环节二：孟德尔遗传规律的再发现
资料1 直到1900年，三位不同国籍的科学家分别用不同的实验材料进行杂交实验，得出与孟德尔相同的遗传规律，并且重新发现了孟德尔的重要论文，孟德尔的遗传规律才得以大放光彩，这也标志着遗传学的正式诞生。资料2 1909年丹麦生物学家约翰逊提出了“基因”的概念，取代了“遗传因子”；并提出了表型和基因型的概念。资料3 随着细胞遗传学的发展，人们认识到孟德尔所说的一对遗传因子实际上就是位于一对同源染色体上的一对等位基因。例如，控制豌豆子叶颜色的Y和y是一对等位基因，控制种子形状的R和r是一对等位基因。
结合资料，阅读教材相关内容，说出表型、基因型、等位基因的概念。
表型：指生物个体表现出来的性状，如豌豆的高茎和矮茎。基因型：与表型有关的基因组成叫作基因型，如高茎豌豆的基因型是DD或Dd，矮茎豌豆的基因型是dd。等位基因：控制相对性状的基因，叫作等位基因，如D和d。
非等位基因：控制不同性状的基因，如Y和R、y和R等。相同基因：如D和D、d和d、R和R。
回顾本章内容，说出Dd自交后代表型、基因型的种数，YyRr自交后代表型、基因型的种数。推而广之，说出3对等位基因、4对等位基因……n对等位基因自交后代表型、基因型的种数。
环节三：孟德尔遗传规律的应用
分离定律和自由组合定律在生物的遗传中具有普遍性。掌握这些定律不仅有助于人们正确地解释生物界普遍存在的遗传现象，还能够预测杂交后代的类型和它们出现的概率，这在动植物育种和医学实践等方面都具有重要意义。
1.在杂交育种方面的应用
基因的分离定律表明：表现显性性状的个体可能是显性纯合体，也可能是杂合体；表现隐性性状的个体则是隐性纯合体。因此，如果要选育的优良性状是隐性性状，只要出现优良性状就可认为是纯种；如果要选育的优良性状是显性性状，则后代可能出现性状分离，这时，为了获得能稳定遗传的品系，需要通过不断自交的方法逐代选择所需要的优良性状，最终得到符合要求的新品种。
有一天，你突然发现一种本来开白花的花卉，出现了开紫花的植株。你立刻意识到它的观赏价值，于是决定培育这种花卉新品种。当你知道这种花是自花传粉的以后，将这株开紫花的植株的种子种下去。可惜的是，在长出的126株新植株中，有36株是开白花的，这当然不利于商品化生产。怎样才能获得开紫花的纯种呢？
方案一：将获得的紫花植株连续自交并逐代淘汰白花植株，即将每次自交后代的紫花植株选育后再进行自交，拔掉白花植株，直到自交后代中不再出现白花植株。
方案二：紫花植株自交出现性状分离，选择子一代紫花植株自交，单株收获的种子种成株系，子二代不发生性状分离的株系及所得种子即为开紫花的纯种。
阅读教材有关小麦优良品种的杂交育种过程。小组合作绘制培育既抗倒伏又抗条锈病的纯种小麦的过程的遗传图解。
在F2进行选种后，还有没有其他方式筛选纯合抗倒伏抗病个体？
生产实践中，马铃薯品种是杂合体(有一对基因杂合即可称为杂合体)，通常用块茎繁殖。现有的马铃薯品种有黄肉不抗病和白肉抗病2种，如何选育黄肉抗病的马铃薯新品种?
像马铃薯、甘薯等可以进行无性繁殖的农作物，通过不同品种间的杂交可直接获得杂种优势。当所需的优良性状组合出现后，无须继续杂交，可直接选留所需要的个体，淘汰不符合要求的个体，之后进行无性繁殖即可保持其优良性状。
2.在医学实践方面的应用
资料1 高度近视是指近视度数大于600度、伴有眼轴延长、眼底视网膜和脉络膜萎缩性等退行性病变的屈光不正。患者在幼年时即可出现近视。李先生和王女士有个儿子患高度近视，他们很想知道如果再生一个孩子，其患高度近视的潜在风险，于是来到遗传门诊进行咨询。医生根据他们提供的情况预测他们的第二个孩子患高度近视的概率是1/4。资料2 并指是较常见的一种遗传病，多见于3、4指之间，治疗时需手术分离和全厚皮片移植。通过遗传咨询了解到患儿的父母均有并指症状，但其姐姐手指正常。
高度近视和并指分别是显性性状还是隐性性状？
资料1 高度近视是指近视度数大于600度、伴有眼轴延长、眼底视网膜和脉络膜萎缩性等退行性病变的屈光不正。患者在幼年时即可出现近视。李先生和王女士有个儿子患高度近视，他们很想知道如果再生一个孩子，其患高度近视的潜在风险，于是来到遗传门诊进行咨询。医生根据他们提供的情况预测他们的第二个孩子患高度近视的概率是1/4。
医生预测李先生和王女士的第二个孩子患高度近视的概率是1/4，依据是什么？
资料2 并指是较常见的一种遗传病，多见于3、4指之间，治疗时需手术分离和全厚皮片移植。通过遗传咨询了解到患儿的父母均有并指症状，但其姐姐手指正常。
夫妇二人再生育一个手指正常的孩子的概率是多少？
有一种软骨发育不全的遗传病，两个患这种病的人(其他性状正常)结婚，所生的第一个孩子患白化病和软骨发育不全，第二个孩子性状都正常。假设控制这两种病的基因遗传符合自由组合定律，请预测，他们再生一个孩子同时患两种病的概率是多少？
解:假设软骨发育不全和白化病的相关基因分别用A、a和B、b表示。两种性状独立遗传，先看软骨发育不全的性状。由题意可知，亲本有软骨发育不全的遗传病，后代出现了无此病情况，故软骨发育不全的遗传方式为显性遗传，所以亲本基因型均为Aa。再看白化病。由题意可知，亲本均正常，后代出现了患病情况，故白化病的遗传方式为隐性遗传，所以亲本基因型均为Bb。综上，亲本中控制两对相对性状的基因型均为AaBb。若后代出现同时患两种病的情况，则基因型应为A_bb，概率为3/4×1/4=3/16。
多年来，两大遗传定律指导着科学家进行了无数科学实践，在培育新品种、预防遗传病等方面发挥了极大的作用，在解决粮食问题的同时维护着人类健康，相信对今后的科学发展依然会有深远的影响。
环节四：概率在遗传学上的应用
1.加法原理和乘法原理(1)加法原理(分类加法计数原理)
从甲地到乙地，可以乘火车也可以乘汽车，一天中，火车有3班，汽车有2班。那么一天中，乘坐这些交通工具从甲地到乙地共有多少种不同的走法？
一天中乘火车有3种走法,乘汽车有2种走法,每种走法都可以从甲地到乙地,所以共有3+2=5种走法。
做一件事情，完成它可以有n类办法，在第1类办法中有m1种不同的方法，在第2类办法中有m2种不同的方法……在第n类办法中有mn种不同的方法。那么完成这件事共有N=m1+m2+……+mn种不同的方法。
(2)乘法原理(分步计数原理)
由A村去B村的道路有3条，由B村去C村的道路有2条。从A村经B村去C村，共有多少种不同的走法？
从A村经B村去C村有两步：第一步，由A村去B村(有3种方法)；第二步，由B村去C村(有2种方法)。因此，从A村经B村去C村共有3×2=6种不同的走法。
做一件事情，完成它需要分成n个步骤，做第1步有m1种不同的方法，做第2步有m2种不同的方法……做第n步有mn种不同的方法，那么完成这件事有N=m1×m2×……×mn种不同的方法。
2.用概率知识和遗传规律解答遗传题
根据概率理论和孟德尔定律，如果已知亲代的表型和基因型，就可以迅速推算其配子的种类及比例、子代的基因型和表型的种类及比例。
基因型为AaBbCcDD的个体产生的配子中(符合自由组合定律)，ABCD配子所占的比例为______。
每一对等位基因的分离都是独立事件，应用乘法原理。Aa彼此分离，产生A配子的概率是P(A)=1/2,其他3对等位基因以此类推，P(ABCD)=P(A)×P(B)×P(C)×P(D)=1/2×1/2×1/2×1=1/8。
基因型为AaBbCc的个体与基因型为AaBBCc的个体杂交(符合自由组合定律)，其后代中基因型为AabbCC的个体所占的比例为_____，基因型为aaBbCc的个体所占的比例为_____。
逐对计算每对等位基因(Aa×Aa、Bb×BB、Cc×Cc)中符合要求的基因型的概率，再用乘法原理计算结果。基因型为AabbCC的个体所占的比例为1/2×0×1/4=0；基因型为aaBbCc的个体所占的比例为1/4×1/2×1/2=1/16。
1.某玉米植株产生的配子种类及比例为YR∶Yr∶yR∶yr=1∶1∶1∶1。若该个体自交，后代中基因型为YyRR的个体所占的比例为 ( )A.1/16 B.1/8C.1/4 D.1/2
2.下列有关孟德尔遗传规律的说法错误的是 ( )A.孟德尔解释分离现象时，提出了生物体的性状是由遗传因子决定的B.孟德尔发现分离定律与自由组合定律的过程运用了假说—演绎法C.基因型为AaBb的个体自交，F1一定有4种表型和9种基因型D.叶绿体与线粒体的基因控制的性状，其遗传不遵循孟德尔遗传规律
假说—演绎法探究自由组合定律的过程：
问题1 为什么会出现新的性状组合呢？它们之间有什么数量关系吗？问题2 两对相对性状杂交实验中F2的9∶3∶3∶1的数量比与一对相对性状杂交实验中F2的3∶1的数量比有联系吗？
1.观察现象，提出问题
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。
2.解释现象，提出假说
3.演绎推理，验证假说
自由组合定律：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；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。
环节一：孟德尔实验方法的启示
阅读教材“思考·讨论”中的文字材料，思考、回答问题，并归纳孟德尔获得成功的原因。
1.正确选材 孟德尔选取了合适的杂交实验材料——豌豆。首先，这是一种严格的自花传粉植物，能防止外来花粉的干扰，可形成不同的纯合品种，并具有各种稳定的、易于区分的相对性状；其次，豌豆花较大，便于人工摘除雄蕊和传粉；最后，豌豆容易栽植，结实率高，种子数量多，便于统计分析。
2.统计方法正确 孟德尔采用严密的实验分析方法，详细地记录了各世代不同性状的大量数据。在数据分析中应用数理统计分析法，从各种类型的数量关系中找出遗传的规律。同时，这也使孟德尔意识到数学概率也适用于生物遗传的研究，从而将数学方法引入对遗传实验结果的处理和分析中。
3.实验程序科学 孟德尔运用其独特的科学思维方式，先从一对相对性状入手，并对它进行逐代追踪。例如，在研究株高性状遗传时，不考虑花色、种子形状等其他性状，当揭示了一对相对性状的遗传规律后，再对两对或多对相对性状进行研究，进而又发现了自由组合定律。正是这种从简单到复杂、先易后难的科学思维方法使他获得了成功。
4.研究方法正确 孟德尔成功地应用了“假说—演绎”的方法。例如，他在研究中观察到杂交子代的显隐性、性状分离比等现象后，提出了遗传因子控制遗传性状的假设。为了验证自己的假设和推理，他又设计了许多实验方法，如测交等。
5. 创造性地应用符号体系，并用于表达抽象的科学概念 数学符号被普遍应用于概括、表述和研究数学的过程中。孟德尔用这种方法，更加简洁、准确地反映出了抽象的遗传过程，使他的逻辑推理更加顺畅。
环节二：孟德尔遗传规律的再发现
资料1 直到1900年，三位不同国籍的科学家分别用不同的实验材料进行杂交实验，得出与孟德尔相同的遗传规律，并且重新发现了孟德尔的重要论文，孟德尔的遗传规律才得以大放光彩，这也标志着遗传学的正式诞生。资料2 1909年丹麦生物学家约翰逊提出了“基因”的概念，取代了“遗传因子”；并提出了表型和基因型的概念。资料3 随着细胞遗传学的发展，人们认识到孟德尔所说的一对遗传因子实际上就是位于一对同源染色体上的一对等位基因。例如，控制豌豆子叶颜色的Y和y是一对等位基因，控制种子形状的R和r是一对等位基因。
结合资料，阅读教材相关内容，说出表型、基因型、等位基因的概念。
表型：指生物个体表现出来的性状，如豌豆的高茎和矮茎。基因型：与表型有关的基因组成叫作基因型，如高茎豌豆的基因型是DD或Dd，矮茎豌豆的基因型是dd。等位基因：控制相对性状的基因，叫作等位基因，如D和d。
非等位基因：控制不同性状的基因，如Y和R、y和R等。相同基因：如D和D、d和d、R和R。
回顾本章内容，说出Dd自交后代表型、基因型的种数，YyRr自交后代表型、基因型的种数。推而广之，说出3对等位基因、4对等位基因……n对等位基因自交后代表型、基因型的种数。
环节三：孟德尔遗传规律的应用
分离定律和自由组合定律在生物的遗传中具有普遍性。掌握这些定律不仅有助于人们正确地解释生物界普遍存在的遗传现象，还能够预测杂交后代的类型和它们出现的概率，这在动植物育种和医学实践等方面都具有重要意义。
1.在杂交育种方面的应用
基因的分离定律表明：表现显性性状的个体可能是显性纯合体，也可能是杂合体；表现隐性性状的个体则是隐性纯合体。因此，如果要选育的优良性状是隐性性状，只要出现优良性状就可认为是纯种；如果要选育的优良性状是显性性状，则后代可能出现性状分离，这时，为了获得能稳定遗传的品系，需要通过不断自交的方法逐代选择所需要的优良性状，最终得到符合要求的新品种。
有一天，你突然发现一种本来开白花的花卉，出现了开紫花的植株。你立刻意识到它的观赏价值，于是决定培育这种花卉新品种。当你知道这种花是自花传粉的以后，将这株开紫花的植株的种子种下去。可惜的是，在长出的126株新植株中，有36株是开白花的，这当然不利于商品化生产。怎样才能获得开紫花的纯种呢？
方案一：将获得的紫花植株连续自交并逐代淘汰白花植株，即将每次自交后代的紫花植株选育后再进行自交，拔掉白花植株，直到自交后代中不再出现白花植株。
方案二：紫花植株自交出现性状分离，选择子一代紫花植株自交，单株收获的种子种成株系，子二代不发生性状分离的株系及所得种子即为开紫花的纯种。
阅读教材有关小麦优良品种的杂交育种过程。小组合作绘制培育既抗倒伏又抗条锈病的纯种小麦的过程的遗传图解。
在F2进行选种后，还有没有其他方式筛选纯合抗倒伏抗病个体？
生产实践中，马铃薯品种是杂合体(有一对基因杂合即可称为杂合体)，通常用块茎繁殖。现有的马铃薯品种有黄肉不抗病和白肉抗病2种，如何选育黄肉抗病的马铃薯新品种?
像马铃薯、甘薯等可以进行无性繁殖的农作物，通过不同品种间的杂交可直接获得杂种优势。当所需的优良性状组合出现后，无须继续杂交，可直接选留所需要的个体，淘汰不符合要求的个体，之后进行无性繁殖即可保持其优良性状。
2.在医学实践方面的应用
资料1 高度近视是指近视度数大于600度、伴有眼轴延长、眼底视网膜和脉络膜萎缩性等退行性病变的屈光不正。患者在幼年时即可出现近视。李先生和王女士有个儿子患高度近视，他们很想知道如果再生一个孩子，其患高度近视的潜在风险，于是来到遗传门诊进行咨询。医生根据他们提供的情况预测他们的第二个孩子患高度近视的概率是1/4。资料2 并指是较常见的一种遗传病，多见于3、4指之间，治疗时需手术分离和全厚皮片移植。通过遗传咨询了解到患儿的父母均有并指症状，但其姐姐手指正常。
高度近视和并指分别是显性性状还是隐性性状？
资料1 高度近视是指近视度数大于600度、伴有眼轴延长、眼底视网膜和脉络膜萎缩性等退行性病变的屈光不正。患者在幼年时即可出现近视。李先生和王女士有个儿子患高度近视，他们很想知道如果再生一个孩子，其患高度近视的潜在风险，于是来到遗传门诊进行咨询。医生根据他们提供的情况预测他们的第二个孩子患高度近视的概率是1/4。
医生预测李先生和王女士的第二个孩子患高度近视的概率是1/4，依据是什么？
资料2 并指是较常见的一种遗传病，多见于3、4指之间，治疗时需手术分离和全厚皮片移植。通过遗传咨询了解到患儿的父母均有并指症状，但其姐姐手指正常。
夫妇二人再生育一个手指正常的孩子的概率是多少？
有一种软骨发育不全的遗传病，两个患这种病的人(其他性状正常)结婚，所生的第一个孩子患白化病和软骨发育不全，第二个孩子性状都正常。假设控制这两种病的基因遗传符合自由组合定律，请预测，他们再生一个孩子同时患两种病的概率是多少？
解:假设软骨发育不全和白化病的相关基因分别用A、a和B、b表示。两种性状独立遗传，先看软骨发育不全的性状。由题意可知，亲本有软骨发育不全的遗传病，后代出现了无此病情况，故软骨发育不全的遗传方式为显性遗传，所以亲本基因型均为Aa。再看白化病。由题意可知，亲本均正常，后代出现了患病情况，故白化病的遗传方式为隐性遗传，所以亲本基因型均为Bb。综上，亲本中控制两对相对性状的基因型均为AaBb。若后代出现同时患两种病的情况，则基因型应为A_bb，概率为3/4×1/4=3/16。
多年来，两大遗传定律指导着科学家进行了无数科学实践，在培育新品种、预防遗传病等方面发挥了极大的作用，在解决粮食问题的同时维护着人类健康，相信对今后的科学发展依然会有深远的影响。
环节四：概率在遗传学上的应用
1.加法原理和乘法原理(1)加法原理(分类加法计数原理)
从甲地到乙地，可以乘火车也可以乘汽车，一天中，火车有3班，汽车有2班。那么一天中，乘坐这些交通工具从甲地到乙地共有多少种不同的走法？
一天中乘火车有3种走法,乘汽车有2种走法,每种走法都可以从甲地到乙地,所以共有3+2=5种走法。
做一件事情，完成它可以有n类办法，在第1类办法中有m1种不同的方法，在第2类办法中有m2种不同的方法……在第n类办法中有mn种不同的方法。那么完成这件事共有N=m1+m2+……+mn种不同的方法。
(2)乘法原理(分步计数原理)
由A村去B村的道路有3条，由B村去C村的道路有2条。从A村经B村去C村，共有多少种不同的走法？
从A村经B村去C村有两步：第一步，由A村去B村(有3种方法)；第二步，由B村去C村(有2种方法)。因此，从A村经B村去C村共有3×2=6种不同的走法。
做一件事情，完成它需要分成n个步骤，做第1步有m1种不同的方法，做第2步有m2种不同的方法……做第n步有mn种不同的方法，那么完成这件事有N=m1×m2×……×mn种不同的方法。
2.用概率知识和遗传规律解答遗传题
根据概率理论和孟德尔定律，如果已知亲代的表型和基因型，就可以迅速推算其配子的种类及比例、子代的基因型和表型的种类及比例。
基因型为AaBbCcDD的个体产生的配子中(符合自由组合定律)，ABCD配子所占的比例为______。
每一对等位基因的分离都是独立事件，应用乘法原理。Aa彼此分离，产生A配子的概率是P(A)=1/2,其他3对等位基因以此类推，P(ABCD)=P(A)×P(B)×P(C)×P(D)=1/2×1/2×1/2×1=1/8。
基因型为AaBbCc的个体与基因型为AaBBCc的个体杂交(符合自由组合定律)，其后代中基因型为AabbCC的个体所占的比例为_____，基因型为aaBbCc的个体所占的比例为_____。
逐对计算每对等位基因(Aa×Aa、Bb×BB、Cc×Cc)中符合要求的基因型的概率，再用乘法原理计算结果。基因型为AabbCC的个体所占的比例为1/2×0×1/4=0；基因型为aaBbCc的个体所占的比例为1/4×1/2×1/2=1/16。
1.某玉米植株产生的配子种类及比例为YR∶Yr∶yR∶yr=1∶1∶1∶1。若该个体自交，后代中基因型为YyRR的个体所占的比例为 ( )A.1/16 B.1/8C.1/4 D.1/2
2.下列有关孟德尔遗传规律的说法错误的是 ( )A.孟德尔解释分离现象时，提出了生物体的性状是由遗传因子决定的B.孟德尔发现分离定律与自由组合定律的过程运用了假说—演绎法C.基因型为AaBb的个体自交，F1一定有4种表型和9种基因型D.叶绿体与线粒体的基因控制的性状，其遗传不遵循孟德尔遗传规律
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