学年高中生物第1章第1节第2课时性状分离比的模拟实验分离定律及应用学案人教版必修2doc.docx

学年高中生物第1章第1节第2课时性状分离比的模拟实验分离定律及应用学案人教版必修2doc.docx

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学年高中生物第1章第1节第2课时性状分离比的模拟实验分离定律及应用学案人教版必修2doc

第2课时　性状分离比的模拟实验、分离定律及应用

学习目标

核心素养

1.完成“性状分离比的模拟”实验，加深对分离现象解释的理解。

2．分析测交实验，理解对分离定律的验证过程。

3．归纳、总结孟德尔的假说—演绎法，掌握分离定律的内容。

1.通过“性状分离比的模拟”实验，提升自己的动手操作能力，化抽象为形象，感知生命的神奇。

2．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．模拟内容

用具或操作

模拟对象或过程

甲、乙两个小桶

雌、雄生殖器官

小桶内的彩球

雌、雄配子

不同彩球的随机组合

雌雄配子的随机结合

2.操作步骤

二、分离定律

1．假说—演绎法

在观察和分析基础上提出问题以后，通过推理和想像提出解释问题的假说，根据假说进行演绎推理，再通过实验检验演绎推理的结论。

如果实验结果与预期结论相符，就证明假说是正确的，反之，则说明假说是错误的。

这是现代科学研究中常用的一种科学方法，叫做假说—演绎法。

2．分离定律

判断对错（正确的打“√”，错误的打“×”）

1．运用假说－演绎法验证的实验结果总与预期相符。

（　　）

2．符合分离定律并不一定出现3∶1的性状分离比。

（　　）

3．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。

（　　）

4．分离定律发生在配子形成过程中。

（　　）

[提示]　1.×　运用假说－演绎法验证的实验结果不一定与预期相符。

当二者相符时，假说就是正确的，不相符时，还需对假说进行修正，再进一步进行实验检验。

2．√　3.√　

4．√

性状分离比的模拟实验及分离定律

[问题探究]

1．彩球组合为Dd所代表的配子结合方式相同吗？

为什么？

提示：

不一定相同。

因为D（雄）＋d（雌）→Dd，D（雌）＋d（雄）→Dd。

2．孟德尔是运用假说－演绎法总结出的基因分离定律，在一对相对性状的杂交实验中，“提出问题”“作出假设”“演绎推理”“实验验证”各指什么？

提示：

（1）孟德尔一对相对性状杂交实验中，F2中为什么出现性状分离比为3∶1，属于假说－演绎法中的提出问题。

（2）对分离现象的解释，属于假说－演绎法中的作出假设。

（3）设计测交实验，属于演绎推理。

（4）将F1和矮茎豌豆进行测交实验，属于实验验证。

3．原核生物的性状遗传遵循基因的分离定律吗？

为什么？

提示：

不遵循。

原核生物不进行有性生殖。

[归纳总结]

1．性状分离比的模拟实验

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．假说－演绎法的三点归纳

（1）基本步骤：

提出问题→作出假设→演绎推理→实验验证→得出结论。

（2）对演绎的理解：

①演绎的实质：

根据假说内容推测测交实验的结果。

②举例：

通过F1产生配子时遗传因子分离，推测测交后代的两种性状比接近1∶1。

（3）对验证的理解：

验证就是实施测交实验，并统计实验结果。

3．分离定律

（1）适用范围：

一对相对性状的遗传，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）作用时间：

有性生殖形成配子时。

（3）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。

4．分离定律的验证方法

（1）自交法：

若自交后代的性状分离比为3∶1，则证明杂种F1产生了两种比例相等的配子，即成对的遗传因子发生分离。

（2）测交法：

若测交后代的性状分离比为1∶1，则证明杂种F1产生了两种比例相等的配子，即成对的遗传因子发生分离。

（3）花粉鉴定法：

取杂合子的花粉，对花粉进行特殊处理后，用显微镜观察并计数，若花粉粒类型（颜色）比例为1∶1，则可直接验证基因的分离定律。

1．如图表示对孟德尔一对相对性状的遗传实验的模拟实验过程，对该实验过程的叙述不正确的是（　　）

A．该实验须重复多次

B．甲、乙两桶内两种颜色小球大小、轻重须一致

C．甲、乙两桶内小球总数不一定要相等，但每个小桶内两种颜色的小球数目一定要相等

D．抓取完一次并记录好组合情况后，应将两桶内剩余小球摇匀后继续实验

D　[该实验须重复多次，以减小实验误差，A正确；甲、乙两桶内两种颜色小球大小、轻重须一致，这样可以避免人为的误差，B正确；甲、乙两桶内小球总数不一定要相等，但每个小桶内两种颜色的小球数目一定要相等，且每次抓取的彩球都要放回原桶中，C正确、D错误。

]

2．假说－演绎法是科学研究中常用的方法，孟德尔在发现基因分离定律时的“演绎”过程是（　　）

A．由一对相对性状的杂交实验推测，生物的性状是由遗传因子决定的

B．由F2中出现了3∶1性状分离比，推测生物体产生配子时，成对遗传因子彼此分离

C．若F1产生配子时成对遗传因子彼此分离，则测交后代性状分离比接近1∶1

D．若测交后代性状分离比接近1∶1，则F1的遗传因子组成为Aa

C　[由一对相对性状的杂交实验推测，生物的性状是由遗传因子决定的与由F2中出现了3∶1性状分离比，推测生物体产生配子时，成对遗传因子彼此分离都是孟德尔对实验现象的解释，属于假说内容；演绎是根据假设的内容推测测交实验的结果，即若F1产生配子时遗传因子分离，则测交后代的两种性状分离比接近1∶1；根据测交实验的结果推出F1的遗传因子组成为Aa，不属于演绎过程。

]

3．（2019·全国卷Ⅲ）玉米是一种二倍体异花传粉作物，可作为研究遗传规律的实验材料。

玉米子粒的饱满与凹陷是一对相对性状，受一对等位基因控制。

回答下列问题。

（1）在一对等位基因控制的相对性状中，杂合子通常表现的性状是________。

（2）现有在自然条件下获得的一些饱满的玉米子粒和一些凹陷的玉米子粒，若要用这两种玉米子粒为材料验证分离定律，写出两种验证思路及预期结果。

[解析]　

（1）控制相对性状的一对等位基因中显性基因通常对隐性基因呈完全显性作用，因此杂合子通常表现为显性性状。

（2）若要验证基因分离定律，则必须获得杂合子。

然而这两类自然条件下获得的玉米子粒，我们不能确定它们的显、隐性及是否为杂合子，因此该验证实验就得分情况讨论。

思路一：

①让两种玉米分别自交，若某些玉米自交后，子代出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律；②若这些玉米自交子代均不发生性状分离，则都为纯合子，让其杂交，得到的子代为杂合子，再让其自交，后代出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律，或者对得到的杂合子进行测交，子代出现1∶1的性状分离比，也可验证分离定律。

思路二：

①让这两种玉米杂交，如果F1都表现一种性状，则F1为杂合子，再让F1自交或对其测交，得到的子代出现3∶1或1∶1的性状分离比，则可验证分离定律；②如果F1表现两种性状且比例为1∶1，则可验证分离定律。

[答案]　

（1）显性性状

（2）思路及预期结果

①两种玉米分别自交，若某些玉米自交后，子代出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律。

②两种玉米分别自交，在子代中选择两种纯合子进行杂交，F1自交，得到F2，若F2中出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律。

③让子粒饱满的玉米和子粒凹陷的玉米杂交，如果F1都表现一种性状，则用F1自交，得到F2，若F2中出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律。

④让子粒饱满的玉米和子粒凹陷的玉米杂交，如果F1表现两种性状，且表现为1∶1的性状分离比，则可验证分离定律。

分离定律的应用

1.遗传因子组成的推断

（1）正推类型

已知亲代的遗传因子组成或纯合子的性状表现，求子代的遗传因子组成、性状表现等。

①若亲代中有显性纯合子（AA），则子代一定表现为显性性状（A－）。

②若亲代中有隐性纯合子（aa），则子代中一定含有隐性遗传因子（－a）。

（2）逆推类型

已知子代的性状表现求亲代的遗传因子组成、性状表现。

①判断出显隐性关系。

②写出能确定的基因。

隐性突破法：

隐性个体的遗传因子组成必为隐性纯合型（如aa）。

遗传因子填充法：

显性个体的遗传因子组成中必有一个基因是显性基因，另一个不确定（写成填空式，如A－）。

③根据后代性状表现的分离比推出亲本中的待定基因：

a.若后代性状分离比为显性∶隐性＝3∶1，则双亲一定是杂合子（Aa），即Aa×Aa→3A－∶1aa。

b．若后代性状分离比为显性∶隐性＝1∶1，则双亲一定是测交类型，即Aa×aa→1Aa∶1aa。

c．若后代只有显性性状，则双亲至少有一方为显性纯合子。

即AA×AA或AA×Aa或AA×aa。

d．若后代只有隐性性状，则双亲一定都是隐性纯合子（aa）。

即aa×aa→aa。

④把结果代入原题中进行正推验证。

2．用分离定律进行概率计算的方法

（1）用分离定律进行概率计算时要注意两个法则的运用

①加法法则：

如果两个事件是相互排斥的，那么出现这一事件和另一事件的概率是两个事件的概率之和。

②乘法法则：

两个（或两个以上）独立事件同时出现的概率是它们各自概率的乘积。

（2）概率计算中的常用方法

①用经典公式计算：

概率＝某性状或遗传因子组合数/总性状或组合数。

一般呈现方式为分数或百分数。

如AA∶Aa＝1∶2，则Aa的概率为2/3。

②用配子的概率计算：

个体的遗传因子组成是由雌、雄配子共同决定的，因此，利用雌、雄配子出现的概率及乘法定理和加法定理，可以计算后代中某种遗传因子组成（或性状表现类型）出现的概率。

3．连续自交类型的解题技巧

杂合子Aa连续自交n次，杂合子比例为

，纯合子比例为1－

，显性纯合子比例＝隐性纯合子比例＝

×

。

如图所示：

1．番茄果实的颜色由一对遗传因子A、a控制，下表是关于番茄果实颜色的3个杂交实验及其结果。

下列分析正确的是（　　）

实验组

亲本性状

F1的性状和植株数目

红果

黄果

1

红果×黄果

492

504

2

红果×黄果

997

0

3

红果×红果

1511

508

A．番茄的果实颜色中，黄色为显性性状

B．实验组1的亲本遗传因子组成：

红果为AA，黄果为aa

C．实验组2的F1红果番茄均为杂合子

D．实验组3的F1中黄果番茄的遗传因子组成可能为Aa

C　[根据实验组2或实验组3可判断红色相对于黄色为显性性状，A项错误；实验组1中，子代红果∶黄果≈1∶1，由此可推知其亲本的遗传因子组成，红果为Aa，黄果为aa，B项错误；实验组2中，子代全为红果，则亲本的遗传因子组成为红果AA，黄果aa，F1红果番茄均为杂合子Aa，C项正确；实验组3中，子代红果∶黄果≈3∶1，由此可推知亲本的遗传因子组成均为Aa，F1中黄果番茄的遗传因子组成为aa，D项错误。

]

2．一对性状表现正常的夫妇，他们的双亲也正常，但男方有一个患白化病的妹妹，女方有一个患白化病的哥哥，这对夫妇生出白化病孩子的概率为（　　）

A．1/4　　　　　B．1/9

C．4/9D．1/16

B　[根据题意，双亲正常，生有患白化病的孩子，可推知白化为隐性性状，相关遗传因子用A、a表示。

男方有一个患白化病的妹妹，则男方父母的遗传因子组成均为Aa，其后代遗传因子组成及比例是1/4AA、1/2Aa、1/4aa，而男方表现正常，其遗传因子组成不会是aa，只可能是AA或Aa，且两者的比例为1∶2，因此他的遗传因子组成为Aa的概率为2/3；同理，女方的遗传因子组成为Aa的概率也为2/3。

他们生出白化病孩子的概率为（2/3）×（2/3）×（1/4）＝1/9。

]

3．将具有一对等位基因的杂合体，逐代自交