高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 盂德尔的豌豆杂交实验（一）教课课件ppt

这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 盂德尔的豌豆杂交实验（一）教课课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了知识概览，实验装置，模拟内容，答案C，答案A等内容，欢迎下载使用。

目 标 素 养1.通过完成“性状分离比的模拟实验”,加深对分离现象解释的理解,培养科学思维和科学探究能力。2.依据一对相对性状的杂交实验的结果及解释,通过设计测交实验验证分离定律,学会验证分离定律的方法。3.从孟德尔的一对相对性状的杂交实验出发,体会“假说—演绎法”,并学会利用这一方法进行相关遗传实验的探究分析。
一、性状分离比的模拟实验1.实验目的:通过模拟实验,理解遗传因子的分离、配子的随机结合与性状之间的数量关系,体验孟德尔的假说。
3.实验过程(1)在甲、乙两个小桶中放入两种彩球各10个。(2)摇动两个小桶,使小桶内的彩球充分混合。(3)分别从两个桶内随机抓取一个小球,组合在一起,记下两个彩球的字母组合。(4)将抓取的彩球放回原来的小桶,摇匀。(5)按步骤(3)和(4)重复做30次以上。
4.实验结果(1)彩球组合中,DD∶Dd∶dd≈1∶2∶1。(2)彩球组合类型代表的显、隐性性状的比例为显性∶隐性≈3∶1。
二、对分离现象解释的验证1.方法:测交,即让F1与隐性纯合子杂交。2.过程
三、分离定律、假说—演绎法1.分离定律的内容: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。2.假说—演绎法的程序观察现象,提出问题→分析问题,提出假说→演绎推理→实验验证→得出结论。
微思考通过测交实验可证实F1产生了两种比例相等的配子,为什么?提示:因为隐性个体所产生的配子中的遗传因子为隐性,它不会影响F1产生的配子中所含遗传因子的表达,所以测交后代取决于F1所产生的配子的类型及比例。
微判断基于对假说—演绎法和基因分离定律的实质的认识,判断下列表述是否正确。(1)运用假说—演绎法验证的实验结果总是与预期相符。(　　)(2)符合分离定律并不一定出现3∶1的性状分离比。(　　)(3)孟德尔巧妙设计的测交方法只能用于检测F1的遗传因子组成。(　　)(4)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。(　　)(5)等位基因的分离发生在配子形成过程中。(　　)
一 性状分离比的模拟实验问题探究结合性状分离比的模拟实验相关内容,讨论下列问题。1.为什么每个小桶内的两种彩球数量必须相等?提示:同一个小桶中的两种彩球模拟杂种子一代(Dd)产生比例相等的两种配子,因此每个小桶内的两种彩球数量必须相等。2.为什么每次把抓出的小球放回原桶并且摇匀后才可再次抓取?提示:为了使代表雌、雄配子的两种彩球被抓出的机会相等。
3.理论上,实验结果应是彩球组合DD∶Dd∶dd=1∶2∶1,但有名同学抓取4次,结果是DD∶Dd=2∶2,这是不是说明实验设计有问题?提示:不是。DD∶Dd∶dd=1∶2∶1是一个理论值,如果统计数量太少,不一定符合DD∶Dd∶dd=1∶2∶1的理论值,统计的数量越多,越接近该理论值。
归纳总结1.雌、雄配子数量关系教材中的模拟实验设置的雌、雄配子数目相同,不具有普遍性,实际上,在生物体的生殖过程中,一般是雄配子的数量远超过雌配子的数量,因此,两个小桶中的彩球不必一样多,模拟雄性生殖器官的小桶中的彩球可以多一点,但每个小桶内两种彩球(D和d)的数量必须相等。
2.模拟实验注意事项(1)盛放彩球的容器最好为圆柱形,以便摇动时彩球能够充分混匀。(2)彩球的规格、质地要统一,手感要相同。(3)每个小桶内两种彩球的数量必须相等。(4)每次抓取时要闭上眼睛,左手随机抓取甲桶内彩球,同时右手随机抓取乙桶内彩球。做完一次模拟实验后,将彩球放回原桶(切记不能将两个桶中的彩球相混),充分摇匀彩球,再做下一次模拟实验。
(5)要认真观察每次的组合情况,记录要如实、准确,统计数据时不能主观更改实验数据。(6)要重复进行实验,实验次数足够多才能接近理论值。
典例剖析【例1】 某同学做了性状分离比的模拟实验:在两个小桶内各装入20个等大的方形积木(红色、蓝色各10个,分别代表“配子”D、d),分别从两桶内随机抓取1个积木并记录,直至抓完桶内积木。得到的结果为DD∶Dd∶dd=12∶6∶2,不符合“1∶2∶1”的理论值。下列建议不合理的是(　　)A.把方形积木改换为质地、大小相同的小球,以便充分混合B.每次抓取后,应将抓取的配子放回原桶,保证每种配子被抓取的概率相等
C.重复抓50~100次,保证实验统计样本数目足够大D.将某桶内的两种配子各减少一半,因为雌配子的数量比雄配子少得多答案:D
解析:方形积木不容易混合均匀,因此应把方形积木换为质地、大小相同的小球,以便充分混合,A项合理。如果每次抓取后没有将抓取的积木放回原桶,会使每种配子被抓取的概率不相等,所以每次抓取后,应将抓取的配子放回原桶,以保证每种配子被抓取的概率相等,B项合理。重复抓取,保证足够大的样本数目,以减少实验误差,C项合理。小桶中配子的数目若过少,误差将会增大,不能保证两种配子结合的机会均等,D项不合理。
学以致用1.下列有关“性状分离比的模拟实验”的叙述,错误的是(　　)A.彩球大小、形状、质地、质量等要一致B.每次抓彩球前必须摇动小桶,使彩球充分混合C.每次抓彩球时,统计的彩球不必放回桶内,重复进行多次即可D.抓彩球时应双手同时进行,最好闭眼答案:C解析:每次抓彩球,统计的彩球都要放回原来的小桶内,摇匀,保证桶内两种彩球数量相等。
二 对分离现象解释的验证问题探究孟德尔巧妙地设计了测交实验,下图为他的测交方案及推理结果。请回答下列问题。
1.孟德尔设计测交实验的目的是什么?提示:为了验证他对分离现象原因的假说是否正确。2.测交后代的显、隐性性状比例为什么接近1∶1?提示: F1为高茎豌豆,遗传因子组成为Dd,产生含D和d的两种配子,且比例为1∶1,而矮茎豌豆的遗传因子组成为dd,只产生含d的一种配子,雌、雄配子随机结合会产生含Dd和dd的后代,且比例为1∶1。
3.要探究某一高茎豌豆是否为纯合子,可采取哪些方法?请写出不同方法的判断依据。提示:自交或测交。若自交后代出现性状分离,则该高茎豌豆为杂合子,若后代全为高茎,则为纯合子;若测交后代出现了矮茎,则该高茎豌豆为杂合子,若后代全为高茎,则为纯合子。
归纳总结1.个体遗传因子组成的鉴定方法在鉴定个体遗传因子组成时,若待测个体为动物时,常采用测交法;若待测个体为植物时,测交法、自交法均可采用,但自交法较简便。2.测交实验的作用(1)测定F1产生配子的种类和比例。(2)测定F1的遗传因子组成。(3)预测F1在形成配子时遗传因子的行为。
典例剖析【例2】 牦牛的毛色中,黑色对红色为显性。为了确定一头黑色公牛是否为纯合子,应选择交配的母牛是(　　)A.黑色纯合子　　B.黑色杂合子C.红色纯合子D.红色杂合子答案:C解析:利用多只隐性类型即红色纯合子母牛与黑色公牛交配,若后代全为黑色,则该黑色公牛为纯合子;若后代有红色个体出现,则该黑色公牛为杂合子。
学以致用2.测交后代的种类及其比例是由下列哪一项决定的?(　　)A.亲本的遗传因子组成B.F1配子的种类及其比例C.隐性个体的配子D.显性基因答案:B解析:测交是指杂交产生的F1个体与隐性个体交配的方式。隐性个体产生的配子只有隐性基因。因此,测交后代的种类及其比例是由F1配子的种类及其比例决定的。
三 分离定律和假说—演绎法问题探究孟德尔利用假说—演绎法总结归纳了分离定律,解释了豌豆杂交实验中发现的问题。请结合一对相对性状的杂交实验,思考下列问题。
1.是否所有生物的遗传都遵循分离定律?举例说明。提示:否。控制生物性状的遗传因子并非都在细胞核中,只有真核生物细胞核内的遗传物质在有性生殖过程中才遵循分离定律。细菌等原核生物和真核生物细胞质内的遗传物质的遗传不遵循分离定律。2.假说—演绎法中的“演绎”是否就是测交实验?提示:否,“演绎”是理论推导,而测交实验是通过大量杂交实验验证理论推导的。
归纳总结1.分离定律(1)适用范围:一对相对性状的遗传,且只适用于性状由细胞核中的遗传因子控制的真核生物的有性生殖过程。(2)实质:形成配子时,细胞中控制一对相对性状的成对的遗传因子彼此分离,分别进入不同的配子中。
(3)适用条件①F1个体形成的不同类型的配子数目相等且生活力相同。②雌、雄配子结合的机会相等。③F2中具有不同遗传因子组成的个体存活率相同。④遗传因子间的显隐性关系为完全显性。⑤子代样本数目足够多。
(3)花粉鉴定法取杂合子的花粉进行特殊处理⇒用显微镜观察并计数⇒不同类型(颜色)花粉粒的比例为1∶1,遵循分离定律。
3.假说—演绎法(1)基本思路
(2)孟德尔用假说—演绎法推测、验证分离定律的过程①提出问题→为什么F2中总是出现3∶1的性状分离比?②提出假说→提出遗传因子决定生物性状等观点(即对分离现象的解释)。③演绎推理→F1为杂合子,其测交后代的性状分离比接近1∶1。④实验检验→通过测交实验检验演绎推理的内容。⑤得出结论→假说成立。
典例剖析【例3】 水稻中非糯性(W)对糯性(w)为显性,非糯性品系所含淀粉遇碘呈蓝黑色,糯性品系所含淀粉遇碘呈橙红色。下面是对纯种的非糯性水稻与糯性水稻杂交后代进行观察的结果,其中能直接证明孟德尔的分离定律的是(　　)A.杂交后亲本植株上结出的种子(F1)遇碘全部呈蓝黑色B.F1自交后结出的种子(F2)遇碘后,3/4呈蓝黑色,1/4呈橙红色C.F1产生的花粉遇碘后,一半呈蓝黑色,一半呈橙红色D.F1测交所结出的种子遇碘后,一半呈蓝黑色,一半呈橙红色
解析:杂交后亲本植株上结出的种子(F1)遇碘全部呈蓝黑色,后代的性状表现只有一种,无法证明孟德尔的分离定律,A项不符合题意。F1自交后结出的种子(F2)遇碘后,3/4呈蓝黑色,1/4呈橙红色,说明F1自交后代出现性状分离,但不能直接证明孟德尔的分离定律,B项不符合题意。F1产生的花粉遇碘后,一半呈蓝黑色,一半呈橙红色,说明F1产生两种配子,且比例为1∶1,能直接证明孟德尔的分离定律,C项符合题意。F1测交所结出的种子遇碘后,一半呈蓝黑色,一半呈橙红色,能证明孟德尔的分离定律,但不是直接证明,D项不符合题意。
学以致用3.利用假说—演绎法,孟德尔发现了遗传定律。下列关于孟德尔研究过程的分析,正确的是(　　)A.孟德尔作出的“演绎”是F1与隐性纯合子杂交,预测后代产生1∶1的性状分离比B.孟德尔假说的核心内容是“生物体能产生数量相等的雌、雄配子”C.为验证提出的假说是否正确,孟德尔设计并完成了正反交实验D.孟德尔发现的遗传定律可以解释所有进行有性生殖的生物的遗传现象
解析:生物在产生配子时,雄配子的数量远超过雌配子。为验证提出的假说是否正确,孟德尔设计并完成了测交实验。孟德尔的遗传定律只适用于真核生物有性生殖时细胞核中遗传因子的遗传,不适用于细胞质中遗传因子的遗传。
四 分离定律的应用及概率计算问题探究鼠毛色的灰色与白色为一对相对性状,某鼠家系的遗传图解如下图所示,相关遗传因子用A、a表示。
1.写出图中1号个体的遗传因子组成,并简述依据。提示:Aa。由遗传图解可知,1号和2号均为灰色鼠,其子代发生性状分离,则亲本遗传因子组成均为Aa。2.图中7号个体为杂合子的概率是多少?(简单写出推导过程)提示:2/3。分析遗传图解可知,4号和5号个体的遗传因子组成均为Aa,其子代为1/4AA、1/2Aa、1/4aa,由于7号为显性个体,其遗传因子组成为1/3AA、2/3Aa,故其为杂合子的概率为2/3。
3.若4号个体与5号个体再生1只小鼠,其为杂合子的概率是多少?(简单写出推导过程)提示:1/2。分析遗传图解可知,4号和5号个体的遗传因子组成均为Aa,依据Aa×Aa→1/4AA、1/2Aa、1/4aa,可知4号个体与5号个体再生1只小鼠,其为杂合子的概率为1/2。
2.由子代推断亲代的遗传因子组成(逆推法)(1)填充法:先根据亲代性状表现写出能确定的遗传因子,显性个体的遗传因子组成可用A_来表示,隐性个体的遗传因子组成只有aa一种。根据子代的一对遗传因子分别来自两个亲本,推出未知部分即可。(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),其遗传因子来自父母双方,因此亲代的遗传因子组成中必然都有一个a。
归纳总结1.由亲代推断子代的遗传因子组成、性状表现类型(正推法)
2.由子代推断亲代的遗传因子组成(逆推法)　(1)填充法:先根据亲代性状表现写出能确定的遗传因子,显性个体的遗传因子组成可用A_来表示,隐性个体的遗传因子组成只有aa一种。根据子代的一对遗传因子分别来自两个亲本,推出未知部分即可。(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),其遗传因子来自父母双方,因此亲代的遗传因子组成中必然都有一个a。
(3)分离比法:运用表格直接逆推。
3.遗传概率的计算(1)已知亲代的遗传因子组成,求子代某一性状出现的概率。①用分离比直接推出(B控制白色性状,b控制黑色性状,白色为显性性状):Bb×Bb→BB∶Bb∶bb=1∶2∶1,可见,子代为白色性状的概率为3/4。
②利用配子分析:个体的遗传因子组成是由雌、雄配子共同决定的,依据配子的概率即可计算相应个体的概率。如遗传因子组成为Aa的个体自交,其雌、雄配子均有A和a两种,且各占1/2,雌、雄配子随机结合,结果如下图所示。
(2)亲代的遗传因子组成未确定,求子代某一性状出现的概率先根据题目已知信息确定亲代的遗传因子组成,并进一步确定亲代不同遗传因子组成所占的比例,再根据题目要求计算子代某一性状出现的概率。
典例剖析【例4】 在进行豌豆杂交实验时,孟德尔选择的一对相对性状是子叶颜色,豌豆子叶黄色(Y)对绿色(y)为显性。下表是子一代(F1)自交的实验结果。根据孟德尔对分离现象的解释,判断下列说法正确的是(　　)A.①②③都是黄色子叶B.③的子叶颜色与F1相同C.①和②都是黄色子叶,③是绿色子叶D.①和②都是绿色子叶,③是黄色子叶
解析:根据孟德尔对分离现象的解释,题表F2中①②③的遗传因子组成分别是Yy、Yy、yy。因为黄色(Y)对绿色(y)为显性,故①和②的子叶颜色为黄色,③的子叶颜色为绿色。
学以致用4.一对表现正常的夫妇,第一胎生了一个患白化病(由隐性基因控制)的儿子,那么第二胎生患白化病儿子的概率是(　　)A.1/4　　　B.1/8C.1/2D.1/3答案:B
解析:由题意分析可知,表现正常的夫妇生了一个患白化病的儿子,说明这对夫妇均是白化病致病遗传因子(设为a)的携带者,则该夫妇的遗传因子组成都是Aa。Aa×Aa→AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,其中AA和Aa表现正常,aa为白化病患者,因此他们生育一个患白化病孩子的概率是1/4,又因为子代是男孩或女孩的概率均为1/2,所以,第二胎生患白化病儿子的概率是(1/4)×(1/2)=1/8。
1.用甲、乙两个桶及两种不同颜色的小球进行“一对相对性状杂交的模拟实验”,下列叙述正确的是(　　)A.本实验主要目的是模拟生物体在形成配子时,成对的遗传因子彼此分离B.甲、乙两个小桶中小球的总数量一定要相等C.统计40次,小球组合为AA、Aa、aa的次数应为10、20、10D.每个桶中都有两种不同颜色的小球,并且两种颜色的小球数量相同答案:D
解析:本实验主要目的是模拟生物在生殖过程中,雌、雄配子的随机结合;甲、乙两个小桶内的小球可分别模拟雌、雄个体产生的配子数量和种类,甲、乙两桶中的小球总数量可以不同;小球组合为AA、Aa、aa的次数比接近1∶2∶1,但不一定是1∶2∶1,因此统计40次,小球组合为AA、Aa、aa的次数不一定为10、20、10;每个桶中都有两种不同颜色的小球,并且两种颜色的小球数量相同,即比例为1∶1。
2.孟德尔的一对相对性状的遗传实验中,具有1∶1比例的有(　　)①子二代的性状分离比　②子一代测交后代性状分离比③子一代产生的雌、雄配子比例　④子一代产生的不同类型的雌配子比例　⑤子一代产生的不同类型的雄配子比例A.①④⑤　　B.①③⑤C.②④⑤D.②③④答案:C
解析:孟德尔一对相对性状的杂交实验中,子一代中的雌、雄个体均产生相同比例的两种配子,所以测交后代性状分离比为1∶1;子一代产生的雌、雄配子数量不同;子二代的性状分离比为3∶1。
3.下表是豌豆花色三个组合的遗传实验结果,若控制花色的遗传因子用A、a表示,请分析表格回答问题。
(1)根据组合　　　　可判断出　　　　花为显性性状。 (2)组合一中紫花亲本的遗传因子组成为　　　　,该组交配方式为　　　　。 (3)组合三中,F1中紫花的遗传因子组成为　　　　　　　,其中纯合子所占的比例为　　　　　。 (4)组合三中,F1中紫花豌豆自然繁殖,其子代的性状表现及其比例为　　　　　　　　　　。 
答案:(1)三　紫　(2)Aa　测交(3)AA或Aa　1/3(4)紫花∶白花=5∶1
解析:(1)组合三中亲本均为紫花,F1中出现了白花,即发生了性状分离,说明紫花是显性性状。(2)组合一的F1中紫花∶白花≈1∶1,说明紫花亲本的遗传因子组成为Aa,白花亲本的遗传因子组成为aa,该组交配方式为测交。(3)组合三的F1中紫花∶白花≈3∶1,所以F1中紫花的遗传因子组成为AA或Aa,其中纯合子(AA)所占的比例为1/3,杂合子(Aa)所占的比例为2/3。