高二生物《分離定律》教學(xué)設(shè)計(jì)
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高二生物《分離定律》教學(xué)設(shè)計(jì)
導(dǎo)學(xué)誘思
1.性狀與相對(duì)性狀
生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理生化等特征稱為性狀，一種生物的同一種性狀的不同表現(xiàn)類型，叫做相對(duì)性狀。
思考：美麗的郁金香能開出白色、紅色、黃色和黑色的花朵，清香四溢，誘人觀賞。郁金香開出的白色、紅色、黃色和黑色花在遺傳學(xué)上稱作什么?郁金香開出的白色、紅色、黃色和黑色花與玫瑰開出的白色、紅色和黃色花之間是什么關(guān)系?
提示： 郁金香和玫瑰所表現(xiàn)的各種花朵的顏色在同一種生物之間是相對(duì)性狀，在不同生物之間不是相對(duì)性狀。
2.豌豆作雜交實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)
首先豌豆是嚴(yán)格的自花傳粉、閉花受粉植物，避免了外來(lái)花粉的干擾。豌豆花大，易去雄和人工授粉;尤其是豌豆具有穩(wěn)定的、易于區(qū)分的相對(duì)性狀，如植株的高與矮、種子的圓粒與皺粒等。
3.一對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)
P代表親本，F(xiàn)1代表子一代，F(xiàn)2代表子二代，×代表雜交。孟德爾的一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳實(shí)驗(yàn)正、反交結(jié)果一致，F(xiàn)2出現(xiàn)了紫花和白花兩種豌豆，這種現(xiàn)象叫性狀分離，并且F1是自花受粉。在F1表現(xiàn)出來(lái)的性狀叫顯性性狀，沒有表現(xiàn)出來(lái)的性狀叫隱性性狀。
4.對(duì)分離現(xiàn)象的解釋
(1)生物體的性狀都是由遺傳因子(后稱為基因)控制的。控制顯性性狀的遺傳因子是顯性遺傳因子，用大寫字母表示;控制隱性性狀的遺傳因子是隱性遺傳因子，用小寫字母來(lái)表示。
(2)在生物體的體細(xì)胞中，控制性狀的遺傳因子都是成對(duì)存在的。如純種紫花豌豆的體細(xì)胞中含有成對(duì)的遺傳因子CC，純種白花豌豆的體細(xì)胞中含有成對(duì)的遺傳因子cc，控制一對(duì)相對(duì)性狀的兩種基因(Cc)稱為等位基因。
(3)生物體在形成生殖細(xì)胞——配子時(shí)，成對(duì)的基因彼此分離，因此，純種紫花豌豆的配子只含有一個(gè)顯性遺傳因子C;純種白花豌豆的配子只含有一個(gè)隱性遺傳因子c。
(4)受精時(shí)，雌雄配子隨機(jī)結(jié)合，合子中的遺傳因子成對(duì)。如遺傳因子C與遺傳因子c在體細(xì)胞中又結(jié)合成F1(Cc)。ks5u
(5)F1(Cc)產(chǎn)生兩種配子：C∶c=1∶1。受精時(shí)雌雄配子隨機(jī)結(jié)合，產(chǎn)生的F2有三種基因型CC∶Cc∶cc=1∶2∶1，兩種表現(xiàn)型：紫花∶白花=3∶1。
思考：高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的雜交玉米當(dāng)年產(chǎn)量很高，第二年把該雜交玉米的后代種子種下去，結(jié)果和第一年產(chǎn)量很不一樣，產(chǎn)量降低，而且玉米長(zhǎng)得參差不齊，原因是什么?
提示：因?yàn)殡s種后代在形成配子時(shí)，成對(duì)的遺傳因子分離形成兩種不同的配子，配子結(jié)合產(chǎn)生的子代遺傳因子組成不同，所以表現(xiàn)的性狀不同。
5.對(duì)分離假設(shè)的驗(yàn)證——測(cè)交
(1)測(cè)交：讓子一代與隱性純合子進(jìn)行雜交，用來(lái)測(cè)定F1遺傳因子組合的方法叫測(cè)交，測(cè)交往往用于鑒定某個(gè)體的遺傳因子組合。
(2)目的：驗(yàn)證分離現(xiàn)象解釋的正確性。
(3)預(yù)測(cè)：
(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：85株紫花：81株白花ks5u
(5)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論預(yù)測(cè)相符，證明對(duì)分離現(xiàn)象解釋的正確性。
6.分離定律
在生物的體細(xì)胞中，控制一對(duì)性狀的等位基因互相獨(dú)立，互不沾染;在形成配子時(shí)，彼此分離，分別進(jìn)入不同的配子中，隨配子遺傳給后代。
7.顯性的相對(duì)性
(1)完全顯性：具有相對(duì)性狀的兩個(gè)親本雜交，所得的F1與顯性親本的表現(xiàn)完全一致，稱為完全顯性。
(2)不完全顯性：指具有相對(duì)性狀的兩個(gè)親本雜交，所得的F1表現(xiàn)為雙親的中間類型的現(xiàn)象。
(3)共顯性：具有相對(duì)性狀的兩個(gè)親本雜交，所得的F1個(gè)體同時(shí)表現(xiàn)出雙親性狀，即為共顯性。
名師解惑
探究1：孟德爾是怎樣設(shè)計(jì)豌豆雜交實(shí)驗(yàn)的? 孟德爾在進(jìn)行豌豆雜交實(shí)驗(yàn)時(shí)，既要用紫花豌豆為母本、白花豌豆為父本進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也要用紫花豌豆為父本、白花豌豆為母本進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(即既要有正交又要有反交)。按照這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，且F1只出現(xiàn)一種親本的性狀，才能歸納出顯性性狀的概念。由于孟德爾定律只適用于細(xì)胞核遺傳，因此研究時(shí)必須正交和反交同時(shí)進(jìn)行，結(jié)果相同時(shí)才能證明是細(xì)胞核遺傳，才能得出顯性性狀或者隱性性狀的概念。顯性性狀和隱性性狀是同種生物同一性狀的不同表現(xiàn)類型(不能誤認(rèn)為是不同的性狀)。
探究2：F1自交后代出現(xiàn)3∶1的理論分離比，必須滿足哪些理想條件?
(1)F1產(chǎn)生兩種類型的配子，這兩種類型的配子完全相等。
(2)雌雄配子之間的結(jié)合機(jī)會(huì)均等。
(3)每一個(gè)受精卵都能正常發(fā)育為成熟的個(gè)體。
(4)個(gè)體發(fā)育所處的環(huán)境完全相同且比較優(yōu)越。
(5)所有基因所控制的性狀都能完全表達(dá)。
(6)顯性基因?qū)﹄[性基因的顯性作用是完全的。
事實(shí)上，不可能所有的理論設(shè)想都能完全達(dá)到，因此實(shí)際分離比和理論分離比之間總有一些偏差。實(shí)際上，生物在產(chǎn)生配子的過程中不一定產(chǎn)生數(shù)目相等的各類配子，不同類型的配子受精的幾率也不一定一樣，受精后發(fā)育的過程還受環(huán)境影響，因此實(shí)際比例和理論比例總是不完全一致。但是這并不能抹煞孟德爾定律的實(shí)際意義。
探究3：有關(guān)分離定律問題的解題思路。
分離定律的問題主要有兩種類型：正推類和逆推類。
解決上述各類問題時(shí)，應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)：
(1)首先考慮純合子，特別是隱性純合子。
由于純合子含有相同的遺傳因子，因而在親代與子代之間遺傳因子的組成及性狀推斷上有直接明顯的推導(dǎo)作用，主要體現(xiàn)在以下方面：
?、偃绻H代中有顯性純合子(BB)，則子代一定為顯性性狀(B_)(甲圖所示)。
?、谌绻H代中有隱性純合子(bb)，則子代一定含有b遺傳因子(乙圖所示)。
?、廴绻哟杏屑兒献?bb)，則兩個(gè)親本都至少含有一個(gè)遺傳因子b(丙圖所示)。
BB×親本 bb×親本 _b×_b
↓ ↓ ↓
B_(顯性) _b bb
甲圖 乙圖 丙圖
丙圖中，由子代bb可推知親本為_b，但親本_b×_b的后代未必一定是bb。
(2)根據(jù)分離定律中規(guī)律性比值來(lái)直接推斷。
①若后代性狀分離比為顯性∶隱性=3∶1，則雙親一定是雜合子(Bb)。即Bb×Bb→3B_∶1bb。
?、谌艉蟠誀罘蛛x比為顯性∶隱性=1∶1，則雙親一定是測(cè)交類型。即Bb×bb→1Bb∶1bb。
?、廴艉蟠誀钪挥酗@性性狀，則雙親至少有一方為顯性純合子。即BB×BB或BB×Bb或BB×bb。
探究4：遺傳規(guī)律中有關(guān)概率的問題。
概率是對(duì)某一可能發(fā)生事件的估計(jì)，是指特定事件與總事件的比例，其范圍從0到1。例如：Bb×bb，其后代出現(xiàn)Bb和bb的概率均為1/2。
遺傳規(guī)律中有關(guān)概率的問題，對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)是一個(gè)難題，這時(shí)必須搞清下面兩個(gè)問題：
(1)如何判斷某一事件出現(xiàn)的概率?
例如：雜合子(Aa)自交，求自交后代某一個(gè)體是雜合子的概率。
對(duì)此問題首先必須明確該個(gè)體是已知性狀表現(xiàn)還是未知性狀表現(xiàn)。①若該個(gè)體性狀表現(xiàn)為顯性性狀，它的遺傳因子有兩種可能性：AA和Aa，且比例為1∶2，所以它為雜合子的概率為2/3。②若該個(gè)體未知性狀表現(xiàn)，那么該個(gè)體遺傳因子為AA、Aa和aa，且比例為1∶2∶1，因此它為雜合子的概率為1/2。
(2)親代的遺傳因子在未肯定的情況下，如何求其后代某一性狀發(fā)生的概率?
例如：一對(duì)夫婦均正常，且他們的雙親也都正常，但雙親都有一白化病的兄弟，求他們婚后生出白化病的孩子的概率是多少?
解此題分三步進(jìn)行：①首先確定該夫婦的遺傳因子及其概率。由探究4可推知該夫婦為Aa的概率均為2/3，AA的概率均為1/3。②該夫婦均為Aa，后代患病的可能性為1/4(夫婦均為AA或有一方為AA時(shí)，后代均不可能患病)。③最后將該夫婦均為Aa的概率(2/3×2/3)與該夫婦均為Aa情況下生出白化病患者的概率(1/4)相乘，其乘積(1/9)即為該夫婦后代中出現(xiàn)白化病患者的概率。
探究5：如何辨析雜交、自交與測(cè)交的概念?
雜交 自交 測(cè)交
親本基因型 基因型不同 基因型相同 F1與隱性類型
實(shí)例 DD×dd(Dd) DD×DDDd×Dd Dd×dd
實(shí)踐應(yīng)用 確定顯隱性關(guān)系，兩個(gè)親本雜交，后代表現(xiàn)出的性狀為顯性性狀，未表現(xiàn)出的性狀為隱性性狀 連續(xù)自交，提高純合子在后代中所占比例：1-( )n，可鑒別顯隱性關(guān)系及純、雜合子 檢驗(yàn)?zāi)硞€(gè)個(gè)體是純合子還是雜合子的有效方法
題例領(lǐng)悟
【例題1】下列各圖中不正確的是( )
解析：雜合子自交，后代雜合子出現(xiàn)的概率是1/2n，純合子出現(xiàn)的概率是1-1/2n。所以A項(xiàng)正確。酵母菌是兼性厭氧型生物，在無(wú)氧條件下進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精和二氧化碳，在有氧條件下進(jìn)行有氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳和水，所以B項(xiàng)是錯(cuò)誤的。卵裂時(shí)細(xì)胞體積越分越小，所以C項(xiàng)正確。在有絲分裂過程中，間期完成DNA復(fù)制，在有絲分裂末期平均分配到兩個(gè)細(xì)胞中。所以D項(xiàng)正確。
答案：B
領(lǐng)悟
雜合子自交公式：后代雜合子出現(xiàn)的概率是1/2n，純合子出現(xiàn)的概率是1-1/2n。酵母菌是兼性厭氧型生物，既能進(jìn)行有氧呼吸又能進(jìn)行無(wú)氧呼吸。
【例題2】采用下列哪組方法，可以依次解決①～④中的遺傳問題( )
?、勹b定一只白羊是否是純種 ②在一對(duì)相對(duì)性狀中區(qū)分顯、隱性 ③不斷提高小麥抗病(顯性性狀)品種的純合度 ④檢驗(yàn)雜種F1的遺傳因子組成
A.雜交、自交、測(cè)交、測(cè)交 B.測(cè)交、雜交、自交、測(cè)交
C.測(cè)交、測(cè)交、雜交、自交 D.雜交、雜交、雜交、測(cè)交
解析：本題考查的知識(shí)點(diǎn)是自交、雜交、測(cè)交三種常見的交配方式的概念和意義及其與生產(chǎn)實(shí)踐的聯(lián)系。自交是指植物自花授粉和同株異花授粉，遺傳因子組成相同的生物個(gè)體間相互交配的方式，可以是純合子(顯性純合子或隱性純合子)自交或雜合子自交;雜交是遺傳因子組成不同的生物個(gè)體之間相互交配的方式，可以是同種生物個(gè)體雜交，也可以是不同種生物個(gè)體雜交;測(cè)交是指雜合子一代個(gè)體與隱性親本類型之間的交配，主要用于測(cè)定F1的遺傳因子組成，也可以用來(lái)判斷另一個(gè)個(gè)體是雜合子還是純合子。由此看來(lái)①④要用測(cè)交，②可以用雜交，而③應(yīng)該用自交。
答案：B
領(lǐng)悟
鑒定生物是否是純種，對(duì)于植物來(lái)說(shuō)可以用測(cè)交、自交的方法，其中測(cè)交是最簡(jiǎn)單的方法;對(duì)于動(dòng)物來(lái)講則只能用測(cè)交的方法。要區(qū)分一對(duì)相對(duì)性狀的顯、隱性關(guān)系，可以讓生物雜交，有兩種情況可以作出判斷：若是兩個(gè)相同性狀的生物個(gè)體雜交，后代中有另一個(gè)新的相對(duì)性狀出現(xiàn)，則親本的性狀為顯性性狀;若是不同性狀的生物個(gè)體雜交，后代中只出現(xiàn)一種性狀，則此性狀為顯性性狀。不斷地自交能明顯提高生物品種的純合率。
【例題3】2008北京高考，4 無(wú)尾貓是一種觀賞貓。貓的無(wú)尾、有尾是一對(duì)相對(duì)性狀，按基因的分離定律遺傳。為了選育純種的無(wú)尾貓，讓無(wú)尾貓自交多代，但發(fā)現(xiàn)每一代中總會(huì)出現(xiàn)約1/3的有尾貓，其余均為無(wú)尾貓。由此推斷正確的是( )
A.貓的有尾性狀是由顯性基因控制的
B.自交后代出現(xiàn)有尾貓是基因突變所致
C.自交后代無(wú)尾貓中既有雜合子又有純合子
D.無(wú)尾貓與有尾貓雜交后代中無(wú)尾貓約占1/2
解析：依題意可知，無(wú)尾是顯性性狀(A)，有尾是隱性性狀(a)，符合基因分離定律。但無(wú)尾貓自交后代總是出現(xiàn)無(wú)尾貓與有尾貓，且比例總是接近2∶1，這說(shuō)明無(wú)尾貓是雜合(Aa)的且純合(AA)致死。
答案：D
領(lǐng)悟
一對(duì)相對(duì)性狀的兩雜合子雜交，若子代出現(xiàn)2∶1的比例，說(shuō)明顯性純合致死。
課堂反饋
1.基因分離定律的實(shí)質(zhì)是( )
A.子二代出現(xiàn)性狀分離 B.子二代性狀分離比為3∶1
C.產(chǎn)生配子時(shí)等位基因分離 D.測(cè)交后代性狀分離比為1∶1
解析：注意現(xiàn)象與實(shí)質(zhì)的區(qū)別。在產(chǎn)生配子時(shí)，等位基因隨同源染色體的分開而分離，是基因分離定律的內(nèi)在實(shí)質(zhì)，由于基因分離定律而有A、B、D等現(xiàn)象。
答案：C
2.(經(jīng)典回放)下列有關(guān)純合子的敘述中錯(cuò)誤的是( )
A.由相同基因的雌雄配子受精發(fā)育而來(lái) B.連續(xù)自交性狀能穩(wěn)定遺傳
C.雜交后代一定是純合子 D.不含等位基因
解析：遺傳因子組成相同的個(gè)體叫純合子。純合子自交性狀能穩(wěn)定遺傳。由于純合子有顯性純合和隱性純合，雜交后代可能是雜合子。
答案：C
3.鼠的毛色類型由等位基因(B和b)控制，甲、乙黑毛雄鼠分別與褐毛雌鼠丙交配，甲與丙3胎共生出9只黑毛和7只褐毛幼鼠，乙與丙3胎共生出19只黑毛幼鼠，則甲、乙、丙3只鼠的基因型依次可能為… ( )
A.BB、Bb、bb B.bb、Bb、BB
C.Bb、BB、bb D.Bb、bb、BB
解析：乙黑毛雄鼠與褐毛雌鼠丙交配3胎生出的19只幼鼠均為黑毛，則乙可能為顯性純合子(BB)。丙褐毛為隱性純合子(bb)，而甲與丙的交配后代有隱性個(gè)體褐毛出現(xiàn)，則甲可能為雜合子(Bb)。
答案：C
4.2008梅州期中試題 下圖為與白化病有關(guān)的某家族遺傳系譜圖，致病基因用a表示，據(jù)圖分析回答問題：
(1)該遺傳病是受___________基因控制的。
(2)圖中Ⅰ2的基因型為___________，Ⅱ4的基因型為___________。
(3)圖中Ⅱ3的基因型為___________，Ⅱ3為純合子的幾率是___________。
(4)若Ⅱ3與一個(gè)雜合女性婚配，所生兒子為白化病病人，則第二個(gè)孩子為白化病女孩的幾率是_________________________________。
解析：白化病是常染色體隱性遺傳病(“無(wú)中生有為隱性，生女患病為常隱”)，所以4號(hào)的基因型是aa。1號(hào)和2號(hào)的基因型各是Aa。由1號(hào)和2號(hào)的基因型是Aa，知道3號(hào)的基因型是AA或Aa，其比例是1/3，2/3。若Ⅱ3與一個(gè)雜合女性婚配，所生兒子為白化病病人，則Ⅱ3一定是雜合子。所以第二個(gè)孩子為白化病女孩的幾率是1/4×1/2=1/8。
答案：(1)隱性 (2)Aa aa (3)AA或Aa 1/3 (4)1/8
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