1.2孟德?tīng)柕耐愣闺s交實(shí)驗(yàn)（二）【知識(shí)精研+能力提升】高一下學(xué)期生物人教版必修2

第2節(jié)孟德?tīng)柾愣闺s交實(shí)驗(yàn)(二)必修2遺傳與進(jìn)化一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.闡明自由組合定律，并能運(yùn)用自由組合定律解釋或預(yù)測(cè)一些遺傳現(xiàn)象。2.通過(guò)對(duì)孟德?tīng)杻蓪?duì)相對(duì)性狀雜交實(shí)驗(yàn)的分析，培養(yǎng)歸納與演繹的科學(xué)思維，進(jìn)一步體會(huì)假說(shuō)—演繹法。3.通過(guò)分析孟德?tīng)柊l(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律的原因，體會(huì)孟德?tīng)柕某晒?jīng)驗(yàn)，認(rèn)同敢于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新、探索求真的科學(xué)精神。4.說(shuō)出基因型、表型和等位基因的含義。1.在發(fā)現(xiàn)了一對(duì)相對(duì)性狀遺傳規(guī)律的基礎(chǔ)上，孟德?tīng)栍謱?duì)豌豆兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳進(jìn)行了研究。2.孟德?tīng)栍眉兎N黃色圓粒豌豆和純種綠色皺粒豌豆作親本進(jìn)行雜交，無(wú)論正交還是反交，結(jié)出的種子(F1)都是黃色圓粒的。這表明黃色和圓粒都是顯性性狀，綠色和皺粒都是隱性性狀。3.孟德?tīng)栍肿孎1自交，在產(chǎn)生的F2中，出現(xiàn)了黃色圓粒和綠色皺粒，這當(dāng)然是在意料之中的。奇怪的是，F(xiàn)2中還出現(xiàn)了親本所沒(méi)有的性狀組合——綠色圓粒和黃色皺粒。4.孟德?tīng)柾瑯訉?duì)F2中不同的性狀類型進(jìn)行了數(shù)量統(tǒng)計(jì)：在總共得到的556粒種子中，黃色圓粒、綠色圓粒、黃色皺粒和綠色皺粒的數(shù)量依次是315、108、101和32，它們的數(shù)量比接近9∶3∶3∶1。5.孟德?tīng)柺紫葘?duì)每一對(duì)相對(duì)性狀單獨(dú)進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)每一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳都遵循了分離定律。6.上述分析表明，只看一對(duì)相對(duì)性狀，無(wú)論是豌豆種子的形狀還是子葉的顏色，依然遵循分離定律，也就是說(shuō)控制種子形狀的遺傳因子的遺傳，與控制子葉顏色的遺傳因子的遺傳是互不干擾的。二、自主學(xué)習(xí)二、自主學(xué)習(xí)7.假設(shè)豌豆的圓粒和皺粒分別由遺傳因子R、r控制，黃色和綠色分別由遺傳因子Y、y控制，這樣，純種黃色圓粒和純種綠色皺粒豌豆的遺傳因子組成分別是YYRR和yyrr，它們產(chǎn)生的F1的遺傳因子組成是YyRr，表現(xiàn)為黃色圓粒。8.孟德?tīng)栕鞒龅慕忉屖牵篎1在產(chǎn)生配子時(shí)，每對(duì)遺傳因子彼此分離，不同對(duì)的遺傳因子可以自由組合。這樣F1產(chǎn)生的雌配子和雄配子各有4種：YR、Yr、yR、yr，它們之間的數(shù)量比為1∶1∶1∶1。受精時(shí)，雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的。雌雄配子的結(jié)合方式有16種；遺傳因子的組合形式有9種：YYRR、YYRr、YyRR、YyRr、YYrr、Yyrr、yyRR、yyRr、yyrr；性狀表現(xiàn)為4種：黃色圓粒、黃色皺粒、綠色圓粒、綠色皺粒，它們之間的數(shù)量比是9∶3∶3∶1。9.孟德?tīng)栍衷O(shè)計(jì)了測(cè)交實(shí)驗(yàn)：讓雜種子一代(YyRr)與隱性純合子(yyrr)雜交。同樣，孟德?tīng)栆罁?jù)提出的假說(shuō)，演繹推理出測(cè)交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。10.在孟德?tīng)査龅臏y(cè)交實(shí)驗(yàn)中，無(wú)論是以F1作母本還是作父本，結(jié)果都與預(yù)測(cè)相符。11.孟德?tīng)栐谒芯康耐愣瓜鄬?duì)性狀中，任選兩對(duì)性狀進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，結(jié)果都是一樣的。這種情況在其他生物體上也常?？吹?。后人把這一遺傳規(guī)律稱為孟德?tīng)柕诙?，也叫作自由組合定律：控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不干擾的；在形成配子時(shí)，決定同一性狀的成對(duì)的遺傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子自由組合。12.在孟德?tīng)栔?，也有不少學(xué)者做過(guò)動(dòng)物和植物的雜交實(shí)驗(yàn)，也觀察到了生物遺傳中的性狀分離現(xiàn)象，但是都未能總結(jié)出遺傳的規(guī)律。13.1909年，丹麥生物學(xué)家約翰遜給孟德?tīng)柕摹斑z傳因子”一詞起了一個(gè)新名字，叫作“基因”，并且提出了表型(也叫表現(xiàn)型)和基因型的概念。表型指生物個(gè)體表現(xiàn)出來(lái)的性狀，如豌豆的高莖和矮莖；與表型有關(guān)的基因組成叫作基因型，如高莖豌豆的基因型是DD或Dd，矮莖豌豆的基因型是dd。控制相對(duì)性狀的基因，叫作等位基因，如D和d。13.隨著孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn)，基因的本質(zhì)和作用原理成為遺傳學(xué)研究的中心問(wèn)題，這些問(wèn)題的研究使人們對(duì)生物的認(rèn)識(shí)越來(lái)越接近生命活動(dòng)的本質(zhì)，并且為基因工程(也叫“遺傳工程”)等生物技術(shù)的興起奠定了理論基礎(chǔ)。正是因?yàn)槊系聽(tīng)柕慕艹鲐暙I(xiàn)，他被后人公認(rèn)為“遺傳學(xué)之父”。14.分離定律和自由組合定律在生物的遺傳中具有普遍性。掌握這些定律不僅有助于人們正確地解釋生物界普遍存在的遺傳現(xiàn)象，還能夠預(yù)測(cè)雜交后代的類型和它們出現(xiàn)的概率，這在動(dòng)植物育種和醫(yī)學(xué)實(shí)踐等方面都具有重要意義。二、自主學(xué)習(xí)15.在雜交育種中，人們有目的地將具有不同優(yōu)良性狀的兩個(gè)親本雜交，使兩個(gè)親本的優(yōu)良性狀組合在一起，再篩選出所需要的優(yōu)良品種。例如，小麥的抗倒伏(D)對(duì)易倒伏(d)為顯性，易染條銹病(T)對(duì)抗條銹病(t)為顯性。小麥患條銹病或倒伏，會(huì)導(dǎo)致減產(chǎn)甚至絕收?，F(xiàn)有兩個(gè)不同品種的小麥，一個(gè)品種抗倒伏，但易染條銹病(DDTT)；另一個(gè)品種易倒伏，但能抗條銹病(ddtt)。將這兩個(gè)品種的小麥雜交，在F2中就會(huì)出現(xiàn)新類型(如DDtt或Ddtt)。繼續(xù)繁育它們，經(jīng)過(guò)選擇和培育，就可以得到既抗倒伏又抗條銹病的純種(DDtt)。16.醫(yī)學(xué)實(shí)踐中，人們可以依據(jù)分離定律和自由組合定律，對(duì)某些遺傳病在后代中的患病概率作出科學(xué)的推斷，從而為遺傳咨詢提供理論依據(jù)。例如，人類的白化病是一種由隱性基因(a)控制的遺傳病，如果一個(gè)患者的雙親表型正常，根據(jù)分離定律可知，患者的雙親一定都是雜合子(Aa)，則雙親的后代中患病概率是1/4。二、自主學(xué)習(xí)

觀察花園里的豌豆植株，孟德?tīng)柊l(fā)現(xiàn)就子葉顏色和種子形狀來(lái)看，包括兩種類型：一種是黃色圓粒的，一種是綠色皺粒的。1.決定子葉顏色的遺傳因子對(duì)決定種子形狀的遺傳因子會(huì)不會(huì)有影響呢？不會(huì)2.黃色的豌豆一定是飽滿的、綠色的豌豆一定是皺縮的嗎？不一定，也存在黃色皺縮、綠色飽滿的豌豆問(wèn)題探討三、合作探究1.孟德?tīng)柾愣闺s交實(shí)驗(yàn)(二)的研究方法是什么？假說(shuō)-演繹法

在觀察和分析基礎(chǔ)上提出問(wèn)題以后，通過(guò)推理和想象提出解釋問(wèn)題的假說(shuō)，根據(jù)假說(shuō)進(jìn)行演繹推理，推出預(yù)測(cè)的結(jié)果，再通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)。如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)測(cè)相符，就可以認(rèn)為假說(shuō)是正確的，反之，則可以認(rèn)為假說(shuō)是錯(cuò)誤的。這是現(xiàn)代科學(xué)研究中常用的一種科學(xué)方法，叫作假說(shuō)-演繹法。實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)得出結(jié)論提出問(wèn)題提出假說(shuō)演繹推理三、合作探究1.孟德?tīng)柾愣闺s交實(shí)驗(yàn)(二)的研究方法是什么？假說(shuō)-演繹法提出問(wèn)題：為什么會(huì)出現(xiàn)新的性狀組合呢？它們之間有什么數(shù)量關(guān)系嗎？黃色圓粒、綠色圓粒、黃色皺粒和綠色皺粒的數(shù)量比接近9:3:3:1，這與一對(duì)相對(duì)性狀雜交實(shí)驗(yàn)中F2的3:1的數(shù)量比有聯(lián)系嗎？將兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳一并考慮，不同性狀之間發(fā)生了新的組合，是否控制兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳因子也發(fā)生了組合呢？三、合作探究1.孟德?tīng)柾愣闺s交實(shí)驗(yàn)(二)的研究方法是什么？假說(shuō)-演繹法提出假說(shuō)：假設(shè)豌豆的圓粒和皺粒分別由遺傳因子R、r控制，黃色和綠色分別由遺傳因子Y、y控制，這樣，純種黃色圓粒和純種綠色皺粒豌豆的遺傳因子組成分別是YYRR和yyrr，它們產(chǎn)生的F1的遺傳因子組成是YyRr，表現(xiàn)為黃色圓粒。孟德?tīng)栕鞒龅慕忉屖牵篎1在產(chǎn)生配子時(shí)，每對(duì)遺傳因子彼此分離，不同對(duì)的遺傳因子可以自由組合。這樣F1產(chǎn)生的雌配子和雄配子各有4種：YR、Yr、yR、yr，它們之間的數(shù)量比為1:1:1:1。受精時(shí)，雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的。雌雄配子的結(jié)合方式有16種；遺傳因子的組合形式有9種：YYRR、YYRr、YyRR、YyRr、YYrr、Yyrr、yyRR、yyRr、yyrr；性狀表現(xiàn)為4種：黃色圓粒、黃色皺粒、綠色圓粒、綠色皺粒，它們之間的數(shù)量比是9:3:3:1。遺傳圖解：棋盤(pán)格法三、合作探究1.孟德?tīng)柾愣闺s交實(shí)驗(yàn)(二)的研究方法是什么？假說(shuō)-演繹法

上述解釋是否正確呢？孟德?tīng)栍衷O(shè)計(jì)了測(cè)交實(shí)驗(yàn)：讓雜種子一代(YyRr)與隱性純合子(yyrr)雜交。同樣，孟德?tīng)栆罁?jù)提出的假說(shuō)，演繹推理出測(cè)交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。

在孟德?tīng)査龅臏y(cè)交實(shí)驗(yàn)中，無(wú)論是以F1作母本還是作父本，結(jié)果都與預(yù)測(cè)相符。演繹推理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得出結(jié)論：假說(shuō)是正確的。遺傳圖解：相交線法三、合作探究2.孟德?tīng)柾愣闺s交實(shí)驗(yàn)(二)的相關(guān)數(shù)據(jù)有哪些？雄配子雌配子1:1:1:11:11:1:F2Y_R_Y_rryyR_yyrr

黃色圓粒黃色皺粒

綠色圓粒

綠色皺粒9331YYRR1YYRr2YyRR2YyRr4YYrr1Yyrr2yyRR1yyRr2yyrr1思考1：要得到遺傳因子組成為YyRr的黃色圓粒豌豆，親代除黃色圓粒和綠色皺粒外，還可以有哪些類型？PYYrr×yyRR黃色皺粒

綠色圓粒

三、合作探究2.孟德?tīng)柾愣闺s交實(shí)驗(yàn)(二)的相關(guān)數(shù)據(jù)有哪些？若正交：PYYRR(♀)×yyrr(♂)則反交：PYYRR(♂)×yyrr(♀)測(cè)交：思考2：F2中親本類型占多少？重組類型占多少？5/83/8思考3：F2中YYRR占多少？F2黃色圓粒中YYRR占多少？1/161/9三、合作探究3.孟德?tīng)柾愣闺s交實(shí)驗(yàn)(二)的相關(guān)數(shù)據(jù)與孟德?tīng)柾愣闺s交實(shí)驗(yàn)(一)的相關(guān)數(shù)據(jù)有什么聯(lián)系？符合自由組合定律的問(wèn)題可拆分為兩個(gè)獨(dú)立遺傳的分離定律問(wèn)題。三、合作探究3.孟德?tīng)柾愣闺s交實(shí)驗(yàn)(二)的相關(guān)數(shù)據(jù)與孟德?tīng)柾愣闺s交實(shí)驗(yàn)(一)的相關(guān)數(shù)據(jù)有什么聯(lián)系？YYYyyy黃色黃色綠色121RRRrrr圓粒

圓粒

皺粒

121F2F29:3:3:1（3:1）×（3:1）黃色

黃色

綠色

綠色圓粒

皺粒

圓粒

皺粒黃色

綠色

圓粒

皺粒

（1:2:1）

×（1:2:1）1:2:2:4:1:2:1:2:1YYYyyyRRRrrrYYRRYYRrYyRRYyRrYYrrYyrryyRRyyRryyrrPYy×yy黃色

綠色

F1Yyyy黃色

綠色

1:1PRr×

rr圓粒

皺粒F1

Rrrr圓粒

皺粒

1:11:1:1:1（1:1）×（1:1）黃色

黃色

綠色

綠色圓粒

皺粒

圓粒

皺粒黃色

綠色

圓粒

皺粒

YyRrYyrryyRryyrrYyyyRrrr

三、合作探究3.孟德?tīng)柾愣闺s交實(shí)驗(yàn)(二)的相關(guān)數(shù)據(jù)與孟德?tīng)柾愣闺s交實(shí)驗(yàn)(一)的相關(guān)數(shù)據(jù)有什么聯(lián)系？三、合作探究4.由1對(duì)等位基因到n對(duì)等位基因的數(shù)據(jù)關(guān)系是怎樣的？(完全顯性、獨(dú)立遺傳且無(wú)致死現(xiàn)象)三、合作探究5.自由組合定律的概念、實(shí)質(zhì)和適用范圍分別是什么？自由組合定律的概念：控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不干擾的；在形成配子時(shí)，決定同一性狀的成對(duì)的遺傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子自由組合。自由組合定律的實(shí)質(zhì)：減數(shù)第一次分裂后期，等位基因隨同源染色體的分開(kāi)而分離，非等位基因隨非同源染色體的自由組合而自由組合。Aa1:1:1:1配子ABAbaBab體細(xì)胞Bb自由組合定律的適用范圍：真核生物、有性生殖、核基因、位于非同源染色體上的非等位基因控制的兩對(duì)或兩對(duì)以上相對(duì)性狀的遺傳。三、合作探究6.分析孟德?tīng)柅@得成功的原因。(1)用豌豆作雜交實(shí)驗(yàn)的材料有哪些優(yōu)點(diǎn)？這說(shuō)明實(shí)驗(yàn)材料的選擇在科學(xué)研究中起著怎樣的作用？

豌豆嚴(yán)格自花傳粉，在自然狀態(tài)下一般都是純種；豌豆植株還具有易于區(qū)分的性狀；豌豆花比較大，易于做人工雜交實(shí)驗(yàn)。

科學(xué)地選擇實(shí)驗(yàn)材料是科學(xué)研究取得成功的重要保障之一。三、合作探究6.分析孟德?tīng)柅@得成功的原因。(2)如果孟德?tīng)枦](méi)有對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，他能不能對(duì)分離現(xiàn)象作出解釋？很難(3)孟德?tīng)枌?duì)分離現(xiàn)象的解釋在邏輯上環(huán)環(huán)相扣，十分嚴(yán)謹(jǐn)。他為什么還要設(shè)計(jì)測(cè)交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證呢？

一種正確的假說(shuō)，僅能解釋已有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是不夠的，還應(yīng)該能夠預(yù)測(cè)另外一些實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)測(cè)相符，就可以認(rèn)為假說(shuō)是正確的；反之，則認(rèn)為假說(shuō)是錯(cuò)誤的。(4)孟德?tīng)柺褂貌煌淖帜缸鳛榇聿煌z傳因子的符號(hào)，這與他在大學(xué)進(jìn)修過(guò)數(shù)學(xué)有沒(méi)有關(guān)系？這對(duì)他進(jìn)行邏輯推理有什么幫助？

有關(guān)系。數(shù)學(xué)符號(hào)能簡(jiǎn)潔、準(zhǔn)確地反映數(shù)學(xué)概念的本質(zhì)。孟德?tīng)栍眠@種方法，也更加簡(jiǎn)潔、準(zhǔn)確地反映抽象的遺傳過(guò)程，使他的邏輯推理更加順暢。

扎實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)和對(duì)科學(xué)的熱愛(ài)。嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。創(chuàng)造性地應(yīng)用科學(xué)符號(hào)體系。勤于實(shí)踐。敢于向傳統(tǒng)挑戰(zhàn)。三、合作探究6.分析孟德?tīng)柅@得成功的原因。(5)除了創(chuàng)造性地運(yùn)用科學(xué)方法，你認(rèn)為孟德?tīng)柅@得成功的原因還有哪些？四、深化拓展1.自由組合定律的應(yīng)用。(1)顯隱性性狀的判斷：顯性性狀、性狀分離、9:3:3:1等。F2Y_R_Y_rryyR_yyrr

黃色圓粒黃色皺粒

綠色圓粒

綠色皺粒9331PY YRR×yyrr

黃色圓粒

綠色皺粒F1YyRr

黃色圓粒

雙顯性單顯單隱單隱單顯雙隱性四、深化拓展1.自由組合定律的應(yīng)用。(2)由親代推子代的基因型及比例、表型及比例：正推。

解題思路：先將自由組合定律問(wèn)題分解為分離定律問(wèn)題分別分析，再將相關(guān)數(shù)據(jù)按照一定的方法進(jìn)行組合。四、深化拓展1.自由組合定律的應(yīng)用。(3)由子代推親代的基因型、表型：逆推。F2Y_R_Y_rryyR_yyrr

黃色圓粒黃色皺粒

綠色圓粒

綠色皺粒9331F1YyRr

黃色圓粒

PY YRR×yyrr

黃色圓粒

綠色皺粒PY Yrr×yyRR

黃色皺粒

綠色圓粒或四、深化拓展1.自由組合定律的應(yīng)用。(3)由子代推親代的基因型、表型：逆推。①9:3:3:1?(3:1)×(3:1)?AaBb×AaBb②1:1:1:1?(1:1)×(1:1)?AaBb×aabb或Aabb×aaBb③3:3:1:1?(3:1)×(1:1)?AaBb×Aabb或AaBb×aaBb④3:1?(3:1)×1?AaBB×AaB_或AaBB×Aabb或AABb×A_Bb或AABb×aaBb

解題思路：先將自由組合定律的表型比拆分成分離定律的表型比分別分析，再進(jìn)行逆向組合。三、深化拓展1.自由組合定律的應(yīng)用。(4)性狀分離比9:3:3:1的各種變式：和為16(含累加效應(yīng))。三、深化拓展1.自由組合定律的應(yīng)用。(4)性狀分離比9:3:3:1的各種變式：和為16(含累加效應(yīng))。顯性基因累加效應(yīng)：A與B的作用效果相同，且顯性基因越多，其效果越強(qiáng)。三、深化拓展1.自由組合定律的應(yīng)用。(4)性狀分離比9:3:3:1的各種變式：和為16(含累加效應(yīng))。思考：在顯性基因累加效應(yīng)的前提下，F(xiàn)1(AaBb)