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第2课时基因的分离定律(二)、孟德尔获得成功的原因及分离定律的应用1.基因分离定律的应用。(难点)2.孟德尔遗传实验的科学方法。(重点)一、阅读教材P30～31分析基因的分离定律1．测交实验(1)目的：验证性状分离现象推断的正确性。(2)亲本类型：将杂种F1(Aa)和隐性纯合亲本(aa)进行杂交。(3)实验结果：后代的性状分离比为1∶1。(4)意义：证明F1是杂合子，在形成配子时，杂合子中的显性因子和隐性因子发生分离，分别进入到不同的配子中。2．基因分离定律(1)概念：在细胞进行减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。(2)基因型与环境的关系：生物个体的基因型在很大程度上决定着生物个体的表现型；但是生物体的发育过程中，其表现型有时还受到环境中复杂因素的影响。二、阅读教材P31～32完成孟德尔获得成功的原因1．首要原因：正确地选用实验材料。2.重要原因(1)采用由单因子到多因子的研究方法：孟德尔在实验的过程中，在弄清1对相对性状的遗传情况后，再进行2对、3对，甚至多对相对性状的遗传实验研究。(2)应用统计学方法对实验结果进行分析。(3)科学设计实验程序。在对大量数据进行分析的基础上，合理地进行了推断，提出了解释问题的假说并设计了新的实验来验证推断的正确性。三、阅读教材P32～33分析基因的分离定律的应用正确地解释生物界的一些遗传现象，能预测杂交后代的类型和各种类型出现的概率，这对于动、植物育种实践和医学实践都具有重要的指导意义。1．在育种实践中，如果发现某一个体的某种性状在生产上具有增加产量或提高产品质量的价值，就可以应用基因的分离定律设计育种过程。2．在医学实践中，人们常利用基因的分离定律，对遗传病的基因型和发病概率做出科学推断。判一判(1)纯合子自交后代都是纯合子，杂合子自交后代都是杂合子。(×)(2)表现型相同，基因型一定相同。(×)(3)用数学统计的方法分析实验结果是孟德尔成功的原因之一。(√)(4)在育种工作中，具有优良性状的个体出现后就可作为优良品种利用。(×)(5)正常双亲生一患遗传病的女孩，他们再生一个孩子患病的概率为1/2。(×)连一连对分离现象解释的验证和分离定律的实质孟德尔为了证实自己对性状分离现象推断的正确性，首先创立了测交实验方法。结合教材P30～31第三段内容完成以下探究。探究1结合教材完善图解，理解一对相对性状的测交实验(1)孟德尔进行推理的起点是假设F1产生的配子A∶a＝1∶1。(2)孟德尔认为他的假设若成立，则让F1和隐性亲本杂交，杂交后代的表现型的比例为1∶1。后来将这种杂交称为测交。(3)实验结果：F1×白花豌豆→紫花∶白花＝1∶1。(4)实验结论：F1的遗传因子组成为Aa；F1形成配子时，成对的遗传因子发生了分离，分别进入到不同的配子中。探究2完善下面减数分裂过程，分析基因的分离定律的实质经过许多遗传学家的不断实验和总结，终于证实了成对的遗传因子就是位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性。对基因分离定律的理解(1)实质：一对等位基因在杂合子中保持相对的独立性，在进行减数分裂形成配子时，等位基因随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。(2)杂合子中等位基因的行为①独立性杂合子中一对等位基因(A、a)位于一对同源染色体的相同位置上，既不融合也不混杂，各自保持独立性。②分离性减数分裂时，同源染色体分开，等位基因随之分离，分别进入两个配子中，因此杂合子可以产生两种基因型且数量相等的配子。③随机组合性受精作用中雌雄配子结合的机会均等，等位基因随配子遗传给子代。突破1对分离现象解释的验证1．孟德尔用纯种高茎豌豆与纯种矮茎豌豆作亲本，分别设计了杂交、自交、测交等多组实验，按照假说—演绎的科学方法“分析现象—作出假设—检验假设—得出结论”，最后得出了遗传的分离定律。孟德尔在检验假设阶段进行的实验是()A．纯合亲本之间的杂交B．F1与某亲本的杂交C．F1的自交D．F1的测交解析：选D。孟德尔没有做F1与某亲本的杂交实验；孟德尔设计F1的测交，根据假说预测结果，并进行实验验证，D正确。分离定律的验证方法(1)测交法：杂种F1与隐性纯合子杂交，后代出现两种不同性状的个体，证明了杂种F1产生了两种配子，即成对遗传因子彼此分离。(2)自交法：杂种F1自交后代F2中出现显隐性两种性状的个体，也是由于F1产生了两种配子，即成对遗传因子彼此分离。(3)花粉鉴定法：水稻有糯稻和非糯稻之分。糯稻的米粒多含可溶性淀粉，遇碘液呈橙红色；非糯稻的米粒多含不溶性淀粉，遇碘液呈蓝黑色。不仅米粒如此，水稻花粉粒的内含物也有两种类型：含可溶性淀粉的和不含可溶性淀粉的。将F1的花粉用碘液染色后在显微镜下观察，橙红色∶蓝黑色＝1∶1。突破2分离定律的实质2．孟德尔在对一对相对性状进行研究的过程中，发现了分离定律。下列有关分离定律的几组比例中，能说明分离定律实质的是()A．F2表现型比为3∶1B．F1产生配子的比为1∶1C．F2的基因组成比为1∶2∶1D．测交后代的比为1∶1解析：选B。F2表现型的比为3∶1，属于性状分离，A错误。F1在减数分裂形成配子时，等位基因随着同源染色体的分开而分离，产生的配子的比为1∶1，B正确。F2基因型的比为1∶2∶1，是产生的配子随机结合形成的，属于结果而不是实质，C错误。测交后代比为1∶1，是检测F1基因型的，不能说明基因分离定律的实质，D错误。基因分离定律的应用基因分离定律在生产实践中有一定的应用价值，主要集中于以下两个方面。结合教材P32第四段内容完成以下探究。探究1完成下面杂交育种，理解基因分离定律在育种实践方面的应用杂交育种的一般流程：父本(♂)、母本(♀)间隔进行种植→母本去雄→人工授粉→套袋隔离→培养管理→F1代杂交种→F1自交→从F2中选择需要的品种。(1)F1表现显性性状，F2开始出现性状分离。对后代的处理要分别考虑：①后代的优良性状如果是隐性，则是纯合子(填“纯合子”或“杂合子”)，能稳定遗传，即可选择作为优良品种。②如果是显性，则有可能为杂合子，杂合子连续自交若干代，如图：Aa↓⊗14AA、12Aa、14aa↓⊗38AA、14Aa、38aa↓n12(1－12n)AA、12nAa、12(1－12n)aa(2)根据上图比例，标出下面坐标曲线图中的杂合子、纯合子由上述曲线图得到启示：在育种过程中，选育符合人们要求的个体，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。探究2判断下面遗传病的显、隐性，理解分离定律在医学实践方面的应用利用分离定律对遗传病的显、隐性做出科学的推断。两个有病的双亲生出无病的孩子，即“有中生无”，肯定是显性遗传病；两个无病的双亲生出有病的孩子，即“无中生有”，肯定是隐性遗传病。预期后代中患病的概率：根据分离定律中概率的求解方法，可以预期某种遗传病的发病概率，为预防该遗传病提供重要的参考。一对正常夫妇生一患白化病女儿，那么再生一男孩患病和患病男孩的概率分别是多少？提示：男孩患病指后代所有男孩中患白化病的占多少，不用考虑男女比例1∶1，故为1/4；患病男孩是指后代所有孩子中患白化病的男孩占多少，要考虑男女比例1∶1，所以应为1/4×1/2＝1/8。1．杂交育种的步骤第一步，按照育种目标，选择亲本进行杂交。第二步，根据性状的表现选择符合需要的杂种类型。第三步，有目的地选育，培育出稳定遗传的新品种。基因分离定律告诉我们，如果优良性状是隐性的，可直接在F2中选育；如果优良性状是显性的，则必须从F2起连续自交，并淘汰不合适的类型，直到不再发生性状分离为止。2．遗传系谱图的解题步骤第一步：确定显隐性关系(无中生有——有为隐，有中生无——无为显)。第二步：根据性状表现写出每一相关个体的可能基因组成。第三步：从隐性性状入手，确定亲代或子代的基因组成。第四步：依据孟德尔遗传定律进行计算。1．育种工作者在小麦群体中发现了一株抗锈病类型，将这种类型自交后，后代有抗锈病类型，也有不抗锈病类型，下列分析正确的是()A．抗锈病为显性，最初出现的抗锈病类型为杂合子B．抗锈病为隐性，其后代发生了性状分离C．最初出现的抗锈病类型进行自交，后代分离比为1∶1D．后代的抗锈病类型中有1/3为杂合子解析：选A。根据题目信息抗锈病类型小麦自交后，后代有抗锈病类型和不抗锈病类型，说明抗锈病为显性性状，最初出现的抗锈病类型为杂合子。杂合子自交后代性状分离比为3∶1，后代的抗锈病类型的基因型为AA∶Aa＝1∶2，抗锈病类型中杂合子占2/3。2．苏格兰牛的耳尖V形与非V形是一对相对性状。以下是苏格兰牛耳尖性状遗传的家系图，下列叙述正确的是()A．耳尖V形性状是隐性性状B．由Ⅲ2的表现型可推定Ⅲ1为杂合子C．Ⅲ3中控制非V形耳尖的遗传因子可能来自Ⅰ1D．Ⅲ2与Ⅲ5生出V形耳尖子代的可能性为1解析：选C。由Ⅱ1、Ⅱ2都是V形耳尖生出非V形耳尖Ⅲ2可知，耳尖V形是显性性状，A错误；由Ⅲ2的表现型可推定Ⅱ1和Ⅱ2均为杂合子，但是Ⅲ1是否是杂合子未知，B错误；Ⅲ3中控制非V形耳尖的遗传因子，双亲各提供一个，来自其母本的非V形耳尖的遗传因子可能来自Ⅰ1或Ⅰ2，C正确；Ⅲ2与Ⅲ5的遗传因子组成分别是aa、Aa，因此生出V形耳尖子代的可能性为1/2，D错误。核心知识小结[网络构建][关键语句]1．在测交实验中，性状分离比为1∶1．．．。2．基因分离定律的实质为：在减数分裂形成配子时，等位基因．．．．随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。3．生物的表现型取决于基因型．．．，同时受环境．．影响。4．豌豆是严格的自花受粉植物；由单．因子到多．因子的研究方法；应用统计学．．．方法对实验结果进行分析及科学设计实验是孟德尔成功的重要原因。5．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。6．双亲正常，生孩子患病，该遗传病为隐性．．遗传病。双亲都患同一种遗传病，生孩子正常，该病为显性．．遗传病。[随堂检测]知识点一对分离现象解释的验证及分离定律的本质1．F1测交后代的表现型种类和比例是由下列哪项决定的()A．亲本的基因型B．配子的基因型C．F1配子的种类和比例D．显性基因对隐性基因的作用解析：选C。杂合子F1在产生配子时等位基因分离形成两种不同的配子，比值为1∶1，隐性纯合子只产生一种配子，雌雄配子随机结合，所以子代出现两种基因型、两种表现型的后代。2．下图能正确表示基因分离定律实质的是()解析：选C。基因的分离定律发生在杂合子减数分裂形成配子时。知识点二孟德尔获得成功的原因3．下列关于孟德尔的遗传实验研究获得成功的原因的说法中，不恰当的是()A．选择豌豆作实验材料，自然状态下豌豆一般是纯种B．豌豆的相对性状容易区分，且研究是从一对到多对进行的C．对实验结果进行了统计学分析D．使用物理和化学的方法进行育种解析：选D。豌豆是严格的自花受粉植物，自然状态下豌豆一般是纯种，A正确；豌豆的相对性状容易区分，且研究是从一对到多对进行的，并对实验结果进行了统计学分析，B、C正确；孟德尔没有使用物理和化学的方法进行育种，D错误。知识点三基因的分离定律的应用4.将基因型为Aa的豌豆连续自交，统计后代中纯合子和杂合子的比例，得到如右曲线图。下列分析不正确的是()A．a曲线可代表自交n代后纯合子所占的比例B．b曲线可代表自交n代后显性纯合子所占的比例C．隐性纯合子的比例比b曲线所对应的比例要小D．c曲线可代表自交n代后杂合子所占的比例解析：选C。基因型为Aa的豌豆连续自交，n代后杂合子所占的比例为1/2n，纯合子(包括AA和aa)所占的比例为1－1/2n，显性纯合子和隐性纯合子所占的比例相等，都为(1－1/2n)/2。随着自交代数的递增，即当n无限增大时，纯合子的比例会越来越大，无限接近于1，因此a曲线可代表自交n代后纯合子所占的比例，A项正确；当n无限增大时，显性纯合子和隐性纯合子所占的比例相等，无限接近于1/2，所以b曲线可代表自交n代后显性纯合子或隐性纯合子所