2024-2025學(xué)年新教材高中生物第1章遺傳的細(xì)胞基礎(chǔ)第2節(jié)第2課時孟德爾獲得成功的原因分離定律的應(yīng)用學(xué)案蘇教版必修2

PAGE9-第2課時孟德爾獲得勝利的緣由、分別定律的應(yīng)用課標(biāo)內(nèi)容要求核心素養(yǎng)對接闡明有性生殖中基因的分別使得子代的基因型和表型有多種可能，并由此預(yù)料子代的遺傳性狀。1．科學(xué)思維：理解孟德爾推理分別定律的過程及在解題中的應(yīng)用，培育歸納與概括、演繹與推理以及邏輯分析實(shí)力。2．科學(xué)探究：嘗試在科學(xué)探究中運(yùn)用數(shù)字統(tǒng)計方法；體驗(yàn)孟德爾遺傳試驗(yàn)的科學(xué)方法和創(chuàng)新思維并應(yīng)用于實(shí)踐中。一、孟德爾獲得勝利的緣由1．孟德爾被稱為“遺傳學(xué)的奠基人”。2．正確地選用試驗(yàn)材料是孟德爾獲得勝利的首要緣由(1)豌豆是嚴(yán)格的自花傳粉、閉花授粉植物，在自然狀態(tài)下豌豆一般為純合子。(2)豌豆具有一些穩(wěn)定的、簡潔區(qū)分的相對性狀(如花有紫色和白色性狀)。(3)成熟后的豆粒(種子)都留在豆莢中，這些都有利于試驗(yàn)者的視察和計數(shù)。3．由單因子到多因子的探討方法也是孟德爾獲得勝利的重要緣由。(1)在分析生物性狀時，孟德爾起先只探討一對相對性狀的遺傳狀況。(2)在弄清一對相對性狀的遺傳狀況后，他再進(jìn)行兩對或更多對相對性狀的遺傳探討。4．應(yīng)用數(shù)學(xué)方法對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行處理和分析是孟德爾獲得勝利的又一個重要緣由。5．更重要的是，孟德爾還科學(xué)地設(shè)計了試驗(yàn)程序。他從視察和分析著手，提出問題，作出假設(shè)，通過細(xì)心設(shè)計試驗(yàn)，運(yùn)用演繹與推理等思維方式得出結(jié)論，并獨(dú)創(chuàng)了測交的試驗(yàn)方法檢驗(yàn)結(jié)論。6．當(dāng)然，他所具有的持之以恒的探究精神和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)看法也是他獲得勝利的重要緣由。二、分別定律的應(yīng)用1．分別定律既有助于人們正確地說明生物的遺傳現(xiàn)象，也能指導(dǎo)動植物的育種工作。2．分別定律在醫(yī)學(xué)上也有確定應(yīng)用價值，我們可以應(yīng)用分別定律推斷某些遺傳病的發(fā)病概率。推斷對錯(正確的打“√”，錯誤的打“×”)1．豌豆是嚴(yán)格自花傳粉、閉花授粉植物。 ()2．“若F1產(chǎn)生配子時成對的遺傳因子分別，則測交后代中兩種性狀比接近1∶1”屬于孟德爾在發(fā)覺分別定律時的“作出假設(shè)”過程。 ()3．多指癥由顯性基因限制，一對夫婦，丈夫多指，妻子正常，婚后生了一個手指正常的孩子，這對夫妻再生一手指正常女孩的概率為1/2。 ()4．已知一批遺傳因子組成為DD和Dd的豌豆種子，其數(shù)目之比為1∶1，將這批種子種下，自然狀態(tài)下(假設(shè)牢固率相同)其子一代中遺傳因子組成為DD的種子所占的比例為1/2。 ()[答案]1．√2．×提示：演繹就是從一般性的前提動身，通過推導(dǎo)即“演繹”，得出詳細(xì)陳述或個別結(jié)論的過程，即從一般到特別的推理過程。孟德爾在發(fā)覺分別定律時的演繹過程：若假說成立，則F1產(chǎn)生配子時，成對的遺傳因子會分別，測交后代會出現(xiàn)比例接近1∶1的兩種性狀。3．×提示：這對夫妻再生一手指正常女孩的概率為1/4。4．×提示：子一代中遺傳因子組成為DD的種子所占比例為1/2＋1/2×1/4＝5/8。孟德爾獲得勝利的緣由1．首要緣由：正確地選用試驗(yàn)材料選用豌豆作試驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)：(1)嚴(yán)格的自花傳粉、閉花授粉植物。(2)在自然狀態(tài)下一般為純合子，保證雜交試驗(yàn)的精確性。(3)具有一些穩(wěn)定的、簡潔區(qū)分的相對性狀，使獲得的試驗(yàn)結(jié)果比較牢靠。2．重要因素(1)采納由單因子到多因子的探討方法。孟德爾首先視察和分析一對相對性狀的差異，最大限度地解除各種干擾，發(fā)覺了基因的分別定律，在此基礎(chǔ)上，再將不同性狀綜合起來分析探討發(fā)覺了基因的自由組合定律。(2)應(yīng)用數(shù)學(xué)方法分析處理試驗(yàn)結(jié)果。孟德爾收集了大量的數(shù)據(jù)并精確地進(jìn)行統(tǒng)計分析，解除了結(jié)果的偶然性。(3)科學(xué)設(shè)計試驗(yàn)程序，首創(chuàng)了測交方法。孟德爾通過對試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析發(fā)覺了問題，然后合理地提出假說進(jìn)行說明，并且設(shè)計了測交試驗(yàn)來驗(yàn)證假說，證明了其推斷的正確性，最終得出了基因的分別定律。(4)具有堅忍的意志和持之以恒的探究精神，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)看法和正確的探討方法。1．下列關(guān)于孟德爾雜交試驗(yàn)獲得勝利的緣由分析，錯誤的是()A．試驗(yàn)材料好，豌豆是自花傳粉、閉花授粉的植物，且有易于區(qū)分的性狀B．由現(xiàn)象到本質(zhì)，通過視察F1產(chǎn)生的配子種類及比例來說明性狀分別現(xiàn)象C．從簡潔到困難，先探討一對相對性狀的遺傳，再進(jìn)行多對相對性狀遺傳的探討D．探討方法科學(xué)，先提出假說說明現(xiàn)象，再通過演繹推理和測交試驗(yàn)驗(yàn)證假說B[孟德爾雜交試驗(yàn)獲得勝利的緣由之一是取材正確，即選取豌豆作為試驗(yàn)材料，而豌豆是一種嚴(yán)格的自花傳粉、閉花授粉植物，且具有易于區(qū)分的相對性狀，A項(xiàng)正確；由現(xiàn)象到本質(zhì)，通過視察F2產(chǎn)生的性狀種類及比例提出假說，來說明性狀分別現(xiàn)象，B項(xiàng)錯誤；孟德爾雜交試驗(yàn)獲得勝利的緣由之一是從簡潔到困難，先探討一對相對性狀的遺傳，再進(jìn)行多對相對性狀遺傳的探討，C項(xiàng)正確；孟德爾運(yùn)用的探討方法科學(xué)，先提出假說說明現(xiàn)象，再通過演繹推理和測交試驗(yàn)驗(yàn)證假說，D項(xiàng)正確。]2．(多選)孟德爾在探究遺傳規(guī)律時，運(yùn)用了“假說—演繹法”，下列相關(guān)敘述中正確的是()A．“一對相對性狀的遺傳試驗(yàn)和結(jié)果”屬于假說的內(nèi)容B．“測交試驗(yàn)”是對推理過程及結(jié)果的檢驗(yàn)C．“生物性狀是由遺傳因子確定的”“體細(xì)胞中遺傳因子成對存在”“配子中遺傳因子成單存在”“受精時雌雄配子隨機(jī)結(jié)合”屬于假說內(nèi)容D．“F1(Dd)能產(chǎn)生數(shù)量相等的兩種配子(D∶d＝1∶1)”屬于推理內(nèi)容BCD[孟德爾通過豌豆一對相對性狀的雜交試驗(yàn)，在視察和數(shù)學(xué)統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)上，發(fā)覺了F2中高莖豌豆與矮莖豌豆的分別比為3∶1，從而提出“該分別比出現(xiàn)的緣由是什么”這一問題；通過推理和想象，提出“生物性狀是由遺傳因子確定的”“體細(xì)胞中遺傳因子成對存在”“配子中遺傳因子成單存在”“受精時雌雄配子隨機(jī)結(jié)合”等假說；依據(jù)這些假說，推出F1(高莖)的遺傳因子組成及其產(chǎn)生配子的類型，進(jìn)一步推出F2中各種豌豆的遺傳因子組成及其比例，最終通過奇妙地設(shè)計“測交試驗(yàn)”檢驗(yàn)演繹推理的結(jié)論。選項(xiàng)A屬于問題和現(xiàn)象，是事實(shí)不是假說。]分別定律的應(yīng)用1．基因分別定律的應(yīng)用(1)正確說明某些遺傳現(xiàn)象依據(jù)性狀分別現(xiàn)象，推斷某些遺傳病的顯隱性關(guān)系，假如患病的雙親生出無病的孩子，即“有中生無”，則該病確定是顯性遺傳?。患偃缯５碾p親生出患病的孩子，即“無中生有”，則該病確定是隱性遺傳病。(2)指導(dǎo)農(nóng)作物的育種實(shí)踐①假如選用的品種是隱性性狀，則隱性性狀一旦出現(xiàn)，即可穩(wěn)定遺傳。②假如選用的品種是顯性性狀，需通過連續(xù)自交的方法選育，直到后代不發(fā)生性狀分別為止，一般要經(jīng)過5～6代的選育。③若優(yōu)良性狀為雜合子，兩個純合的不同性狀個體雜交后代就是雜合子，但每年都要育種。(3)預(yù)防遺傳病的發(fā)生①顯性基因限制的遺傳病例如，人類的多指是受顯性基因限制的，假如雙親的一方為多指(AA或Aa)，他們的子女中患多指的概率為1或1/2。②隱性基因限制的遺傳病每人都可能是5～6種不同的隱性致病基因的攜帶者。近親結(jié)婚的雙親從共同祖先獲得相同隱性基因的概率增加，后代患隱性遺傳病的概率增加，因此要禁止近親結(jié)婚。2．分別定律的驗(yàn)證方法(1)自交法：若自交后代的性狀分別比為3∶1，則證明雜種F1產(chǎn)生了兩種比例相等的配子，即成對的遺傳因子發(fā)生分別。(2)測交法：若測交后代的性狀分別比為1∶1，則證明雜種F1產(chǎn)生了兩種比例相等的配子，即成對的遺傳因子發(fā)生分別。(3)花粉鑒定法：取雜合子的花粉，對花粉進(jìn)行特別處理后，用顯微鏡視察并計數(shù)，若花粉粒類型(顏色)比例為1∶1，則可干脆驗(yàn)證基因的分別定律。3．用分別定律進(jìn)行概率計算的方法(1)用分別定律進(jìn)行概率計算時會運(yùn)用到數(shù)學(xué)中的乘法原理和加法原理①乘法原理：假如一個事務(wù)是否發(fā)生不影響另一個事務(wù)發(fā)生的概率，那么這兩個事務(wù)同時或相繼發(fā)生的概率是它們各自發(fā)生概率的乘積。②加法原理：不能同時發(fā)生的兩個事務(wù)叫做互斥事務(wù)?；コ馐聞?wù)出現(xiàn)的概率是它們各自概率之和。(2)概率計算中的常用方法①用經(jīng)典公式計算：概率＝某性狀或遺傳因子組合數(shù)/總性狀或組合數(shù)。一般呈現(xiàn)方式為分?jǐn)?shù)或百分?jǐn)?shù)。如AA∶Aa＝1∶2，則Aa的概率為2/3。②用配子的概率計算：個體的遺傳因子組成是由雌、雄配子共同確定的，因此，利用雌、雄配子出現(xiàn)的概率及乘法原理和加法原理，可以計算后代中某種遺傳因子組成(或性狀表現(xiàn)類型)出現(xiàn)的概率。利用分別定律的解題方法1．由親代推斷子代的遺傳因子組成、表現(xiàn)類型(正推法)親本組合子代遺傳因子組成及比例子代表現(xiàn)類型及比例AA×AAAA全是顯性AA×AaAA∶Aa＝1∶1全是顯性AA×aaAa全是顯性Aa×AaAA∶Aa∶aa＝1∶2∶1顯性∶隱性＝3∶1Aa×aaAa∶aa＝1∶1顯性∶隱性＝1∶1aa×aaaa全是隱性(1)若親代中有顯性純合子(AA)，則子代確定表現(xiàn)為顯性性狀(A_)。(2)若親代中有隱性純合子(aa)，則子代中確定含有隱性遺傳因子(_a)。2．由子代推斷親代的遺傳因子組成、表現(xiàn)類型(逆推法)(1)遺傳因子填充法先依據(jù)親代性狀表現(xiàn)寫出能確定的遺傳因子，如顯性性狀的遺傳因子組成可用A_來表示，那么隱性性狀的遺傳因子組成只有一種aa，依據(jù)子代中一對遺傳因子分別來自兩個親本，可推出親代中未知的遺傳因子組成。(2)隱性突破法假如子代中有隱性個體存在，隱性個體是純合子(aa)，因此親代遺傳因子組成中必定都有一個a基因，再依據(jù)親代的表現(xiàn)類型做進(jìn)一步的推斷。(3)依據(jù)分別定律中規(guī)律性比值來干脆推斷①若后代性狀分別比為顯性∶隱性＝3∶1，則雙親確定是雜合子(Aa)。即Aa×Aa→3A_∶1aa。②若后代性狀分別比為顯性∶隱性＝1∶1，則雙親確定是測交類型。即Aa×aa→1Aa∶1aa。③若后代只有顯性性狀，則雙親至少有一方為顯性純合子(AA)。即AA×AA或AA×Aa或AA×aa。1．一對性狀表現(xiàn)正常的夫婦，他們的雙親也正常，但男方有一個患白化病的妹妹，女方有一個患白化病的哥哥，這對夫婦生出白化病孩子的概率為()A．1/4B．1/9C．4/9D．1/16B[依據(jù)題意，雙親正常，生有患白化病的孩子，可推知白化為隱性性狀，相關(guān)遺傳因子用A、a表示。男方有一個患白化病的妹妹，則男方父母的遺傳因子組成均為Aa，其后代遺傳因子組成及比例是1/4AA、1/2Aa、1/4aa，而男方表現(xiàn)正常，其遺傳因子組成不會是aa，只可能是AA或Aa，且兩者的比例為1∶2，因此他的遺傳因子組成為Aa的概率為2/3；同理，女方的遺傳因子組成為Aa的概率也為2/3。他們生出白化病孩子的概率為(2/3)×(2/3)×(1/4)＝1/9。]2．將親本遺傳因子組成為Aa的植物進(jìn)行連續(xù)的自交，并逐代淘汰其中的隱性個體，則在子三代中淘汰了隱性個體后，Aa所占的比例是()A．2/3 B．2/5C．2/33 D．2/9D[遺傳因子組成為Aa的該植物連續(xù)自交，且每代子代中均去除aa個體，子一代中AA占1/3，Aa占2/3；子一代自交，子二代中是1/3AA＋2/3Aa×(1/4AA＋1/2Aa＋1/4aa)，淘汰掉aa以后，得到的后代F2是3/5AA＋2/5Aa；子二代自交，子三代中是3/5AA＋2/5Aa×(1/4AA＋1/2Aa＋1/4aa)，則AA占3/5＋(2/5)×(1/4)＝7/10，Aa占(2/5)×(1/2)＝2/10，aa占(2/5)×(1/4)＝1/10，淘汰掉aa以后，Aa所占的比例為2/10÷(7/10＋2/10)＝2/9。]3．(2024·全國卷Ⅲ)玉米是一種二倍體異花傳粉作物，可作為探討遺傳規(guī)律的試驗(yàn)材料。玉米子粒的飽滿與凹陷是一對相對性狀，受一對等位基因限制。回答下列問題：(1)在一對等位基因限制的相對性狀中，雜合子通常表現(xiàn)的性狀是________。(2)現(xiàn)有在自然條件下獲得的一些飽滿的玉米子粒和一些凹陷的玉米子粒，若要用這兩種玉米子粒為材料驗(yàn)證分別定律，寫出兩種驗(yàn)證思路及預(yù)期結(jié)果。_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________[解析](1)限制相對性狀的一對等位基因(遺傳因子)中顯性基因通常對隱性基因呈完全顯性作用，因此雜合子通常表現(xiàn)為顯性性狀。 (2)若要驗(yàn)證基因分別定律，則必需獲得雜合子。然而這兩類自然條件下獲得的玉米子粒，我們不能確定它們的顯、隱性及是否為雜合子，因此該驗(yàn)證明驗(yàn)就得分狀況探討。思路一：①讓兩種玉米分別自交，若某些玉米自交后，子代出現(xiàn)3∶1的性狀分別比，則可驗(yàn)證分別定律；②若這些玉米自交子代均不發(fā)生性狀分別，則都為純合子，讓其雜交，得到的子代為雜合子，再讓其自交，后代出現(xiàn)3∶1的性狀分別比，則可驗(yàn)證分別定律，或者對得到的雜合子進(jìn)行測交，子代出現(xiàn)1∶1的性狀分別比，也可驗(yàn)證分別定律。思路二：①讓這兩種玉米雜交，假如F1都表現(xiàn)一種性狀，則F1為雜合子，再讓F1自交或?qū)ζ錅y交，得到的子代出現(xiàn)3∶1或1∶1的性狀分別比，則可驗(yàn)證分別定律；②假如F1表現(xiàn)兩種性狀且比例為1∶1，則可驗(yàn)證分別定律。[答案](1)顯性性狀(2)①兩種玉米分別自交，若某些玉米自交后，子代出現(xiàn)3∶1的性狀分別比，則可驗(yàn)證分別定律。②兩種玉米分別自交，在子代中選擇兩種純合子進(jìn)行雜交，F(xiàn)1自交，得到F2，若F2中出現(xiàn)3∶1的性狀分別比，則可驗(yàn)證分別定律。③讓子粒飽滿的玉米和子粒凹陷的玉米雜交，假如F1都表現(xiàn)一種性狀，則用F1自交，得到F2，若F2中出現(xiàn)3∶1的性狀分別比，則可驗(yàn)證分別定律。④讓子粒飽滿的玉米和子粒凹陷的玉米雜交，假如F1表現(xiàn)兩種性狀，且表現(xiàn)為1∶1的性狀分別比，則可驗(yàn)證分別定律。[課堂小結(jié)]知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心語句背誦1．孟德爾被稱為“遺傳學(xué)的奠基人”。2．孟德爾科學(xué)地設(shè)計了試驗(yàn)程序。從視察和分析著手，提出問題，作出假設(shè)，通過細(xì)心設(shè)計試驗(yàn)，運(yùn)用演繹與推理等思維方式得出結(jié)論，并獨(dú)創(chuàng)了測交的試驗(yàn)方法檢驗(yàn)結(jié)論。3．乘法原理：假如一個事務(wù)是否發(fā)生不影響另一個事務(wù)發(fā)生的概率，那么這兩個事務(wù)同時或相繼發(fā)生的概率是它們各自發(fā)生概率的乘積。4．加法原理：不能同時發(fā)生的兩個事務(wù)叫做互斥事務(wù)?；コ馐聞?wù)出現(xiàn)的概率是它們各自概率之和。1．下列有關(guān)孟德爾豌豆雜交試驗(yàn)的敘述，正確的是()A．孟德爾在豌豆開花時進(jìn)行去雄和授粉，實(shí)現(xiàn)親本的雜交B．孟德爾探討豌豆花的構(gòu)造時，無須考慮雌蕊、雄蕊的發(fā)育程度C．孟德爾依據(jù)親本中不同個體的性狀來推斷親本是否純合D．孟德爾利用了豌豆自花傳粉、閉花授粉的特性D[本題考查孟德爾的豌豆雜交試驗(yàn)，意在考查學(xué)生對豌豆雜交試驗(yàn)的理解。應(yīng)在花蕾期去雄，花成熟后授粉，A錯誤；探討豌豆花的構(gòu)造時，應(yīng)考慮雌蕊、雄蕊的發(fā)育程度，B錯誤；性狀相同，遺傳因子組成不確定相同，孟德爾依據(jù)子代是否發(fā)生性狀分別來推斷親本是否純合，C錯誤；孟德爾以豌豆為試驗(yàn)材料，利用了豌豆自花傳粉、閉花授粉的特性，這樣可避開外來花粉的干擾，D正確。]2．(多選)番茄果實(shí)的顏色由一對遺傳因子A、a限制，下表是關(guān)于番茄果實(shí)顏色的3個雜交試驗(yàn)及其結(jié)果。下列分析正確的是()試驗(yàn)組親本性狀F1的性狀和植株數(shù)目紅果黃果1紅果×黃果4925042紅果×黃果99703紅果×紅果1511508A．番茄的果實(shí)顏色中，黃色為隱性性狀B．試驗(yàn)組1的親本遺傳因子組成：紅果為AA，黃果為aaC．試驗(yàn)組2的F1紅果番茄均為雜合子D．試驗(yàn)組3的F1中黃果番茄的遺傳因子組成可能為AaAC[依據(jù)試驗(yàn)組2或試驗(yàn)組3可推斷紅色相對于黃色為顯性性狀，A項(xiàng)正確；試驗(yàn)組1中，子代紅果∶黃果≈1∶1，由此可推知其親本的遺傳因子組成：紅果為Aa，黃果為aa，B項(xiàng)錯誤；試驗(yàn)組2中，子代全為紅果，則親本的遺傳因子組成為紅果AA，黃果aa，F(xiàn)1紅果番茄均為雜合子Aa，C項(xiàng)正確；試驗(yàn)組3中，子代紅果∶黃果≈3∶1，由此可推知親本的遺傳因子組成均為Aa，F(xiàn)1中黃果番茄的遺傳因子組成為aa，D項(xiàng)錯誤。]3．對兩株高莖玉米(已知高莖為顯性性狀)分別進(jìn)行同株異花傳粉和異株異花傳粉的兩次試驗(yàn)(假設(shè)每株玉米產(chǎn)生的后代數(shù)量相等且都能存活)。下列對其后代性狀的敘述，錯誤的是()A．自交后代可能沒有性狀分別，全為顯性類型B．自交后代可能出現(xiàn)1∶1的性狀分別比C．雜交后代可能出現(xiàn)3∶1的性狀分別比D．雜交后代可能沒有性狀分別，全為顯性類型B[當(dāng)高莖玉米的遺傳因子組成為AA時，自交后代可能沒有性狀分別，全為顯性類型，A正確；無論高莖玉米的遺傳因子組成為AA還是Aa，自交后代都不行能出現(xiàn)1∶1的性狀分別比，B錯誤；當(dāng)兩株高莖玉米的遺傳因子組成均為Aa時，雜交后代可出現(xiàn)3∶1的性狀分別比，C正確；當(dāng)兩株玉米的遺傳因子組成均為AA，或者一方為AA、另一方為Aa時，雜交后代沒有性狀分別，全為顯性類型，D正確。]4．人類某種遺傳病的遺傳因子組成為EE都患病，Ee有1/3患病，ee都正常。一對新婚夫婦表現(xiàn)正常，妻子的母親是Ee患者，她的父親和丈夫的家族中均無該病患者，請推想這對夫婦的子女中患病的概率是()A．1/4B．1/10C．1/12D．1/15D[該新婚夫婦中的女性的遺傳因子組成為Ee或ee，由于遺傳因子組成為Ee的個體有1/3患病，ee都正常，所以該正常女性的遺傳因子組成為Ee的概率是(1/2)×(2/3)÷[1－(1/2)×(1/3)]＝2/5，ee占3/5，由于丈夫的家庭中無該患者，所以丈夫的遺傳因子組成為ee。則這對新婚夫婦的子女的遺傳因子組成為Ee的概率是(2/5)×(1/2)＝1/5。由于遺傳因子組成為Ee的人有1/3患病，ee的人都正