高二生物《分离定律》教学设计
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高二生物《分离定律》教学设计
导学诱思
1.性状与相对性状
生物的形态、结构和生理生化等特征称为性状，一种生物的同一种性状的不同表现类型，叫做相对性状。
思考：美丽的郁金香能开出白色、红色、黄色和黑色的花朵，清香四溢，诱人观赏。郁金香开出的白色、红色、黄色和黑色花在遗传学上称作什么?郁金香开出的白色、红色、黄色和黑色花与玫瑰开出的白色、红色和黄色花之间是什么关系?
提示： 郁金香和玫瑰所表现的各种花朵的颜色在同一种生物之间是相对性状，在不同生物之间不是相对性状。
2.豌豆作杂交实验材料的优点
首先豌豆是严格的自花传粉、闭花受粉植物，避免了外来花粉的干扰。豌豆花大，易去雄和人工授粉;尤其是豌豆具有稳定的、易于区分的相对性状，如植株的高与矮、种子的圆粒与皱粒等。
3.一对相对性状的杂交实验
P代表亲本，F1代表子一代，F2代表子二代，×代表杂交。孟德尔的一对相对性状的遗传实验正、反交结果一致，F2出现了紫花和白花两种豌豆，这种现象叫性状分离，并且F1是自花受粉。在F1表现出来的性状叫显性性状，没有表现出来的性状叫隐性性状。
4.对分离现象的解释
(1)生物体的性状都是由遗传因子(后称为基因)控制的。控制显性性状的遗传因子是显性遗传因子，用大写字母表示;控制隐性性状的遗传因子是隐性遗传因子，用小写字母来表示。
(2)在生物体的体细胞中，控制性状的遗传因子都是成对存在的。如纯种紫花豌豆的体细胞中含有成对的遗传因子CC，纯种白花豌豆的体细胞中含有成对的遗传因子cc，控制一对相对性状的两种基因(Cc)称为等位基因。
(3)生物体在形成生殖细胞——配子时，成对的基因彼此分离，因此，纯种紫花豌豆的配子只含有一个显性遗传因子C;纯种白花豌豆的配子只含有一个隐性遗传因子c。
(4)受精时，雌雄配子随机结合，合子中的遗传因子成对。如遗传因子C与遗传因子c在体细胞中又结合成F1(Cc)。ks5u
(5)F1(Cc)产生两种配子：C∶c=1∶1。受精时雌雄配子随机结合，产生的F2有三种基因型CC∶Cc∶cc=1∶2∶1，两种表现型：紫花∶白花=3∶1。
思考：高产优质的杂交玉米当年产量很高，第二年把该杂交玉米的后代种子种下去，结果和第一年产量很不一样，产量降低，而且玉米长得参差不齐，原因是什么?
提示：因为杂种后代在形成配子时，成对的遗传因子分离形成两种不同的配子，配子结合产生的子代遗传因子组成不同，所以表现的性状不同。
5.对分离假设的验证——测交
(1)测交：让子一代与隐性纯合子进行杂交，用来测定F1遗传因子组合的方法叫测交，测交往往用于鉴定某个体的遗传因子组合。
(2)目的：验证分离现象解释的正确性。
(3)预测：
(4)实验结果：85株紫花：81株白花ks5u
(5)结论：实验结果与理论预测相符，证明对分离现象解释的正确性。
6.分离定律
在生物的体细胞中，控制一对性状的等位基因互相独立，互不沾染;在形成配子时，彼此分离，分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。
7.显性的相对性
(1)完全显性：具有相对性状的两个亲本杂交，所得的F1与显性亲本的表现完全一致，称为完全显性。
(2)不完全显性：指具有相对性状的两个亲本杂交，所得的F1表现为双亲的中间类型的现象。
(3)共显性：具有相对性状的两个亲本杂交，所得的F1个体同时表现出双亲性状，即为共显性。
名师解惑
探究1：孟德尔是怎样设计豌豆杂交实验的? 孟德尔在进行豌豆杂交实验时，既要用紫花豌豆为母本、白花豌豆为父本进行实验，也要用紫花豌豆为父本、白花豌豆为母本进行实验(即既要有正交又要有反交)。按照这样的实验设计，且F1只出现一种亲本的性状，才能归纳出显性性状的概念。由于孟德尔定律只适用于细胞核遗传，因此研究时必须正交和反交同时进行，结果相同时才能证明是细胞核遗传，才能得出显性性状或者隐性性状的概念。显性性状和隐性性状是同种生物同一性状的不同表现类型(不能误认为是不同的性状)。
探究2：F1自交后代出现3∶1的理论分离比，必须满足哪些理想条件?
(1)F1产生两种类型的配子，这两种类型的配子完全相等。
(2)雌雄配子之间的结合机会均等。
(3)每一个受精卵都能正常发育为成熟的个体。
(4)个体发育所处的环境完全相同且比较优越。
(5)所有基因所控制的性状都能完全表达。
(6)显性基因对隐性基因的显性作用是完全的。
事实上，不可能所有的理论设想都能完全达到，因此实际分离比和理论分离比之间总有一些偏差。实际上，生物在产生配子的过程中不一定产生数目相等的各类配子，不同类型的配子受精的几率也不一定一样，受精后发育的过程还受环境影响，因此实际比例和理论比例总是不完全一致。但是这并不能抹煞孟德尔定律的实际意义。
探究3：有关分离定律问题的解题思路。
分离定律的问题主要有两种类型：正推类和逆推类。
解决上述各类问题时，应特别注意以下几点：
(1)首先考虑纯合子，特别是隐性纯合子。
由于纯合子含有相同的遗传因子，因而在亲代与子代之间遗传因子的组成及性状推断上有直接明显的推导作用，主要体现在以下方面：
①如果亲代中有显性纯合子(BB)，则子代一定为显性性状(B_)(甲图所示)。
②如果亲代中有隐性纯合子(bb)，则子代一定含有b遗传因子(乙图所示)。
③如果子代中有纯合子(bb)，则两个亲本都至少含有一个遗传因子b(丙图所示)。
BB×亲本 bb×亲本 _b×_b
↓ ↓ ↓
B_(显性) _b bb
甲图 乙图 丙图
丙图中，由子代bb可推知亲本为_b，但亲本_b×_b的后代未必一定是bb。
(2)根据分离定律中规律性比值来直接推断。
①若后代性状分离比为显性∶隐性=3∶1，则双亲一定是杂合子(Bb)。即Bb×Bb→3B_∶1bb。
②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Bb×bb→1Bb∶1bb。
③若后代性状只有显性性状，则双亲至少有一方为显性纯合子。即BB×BB或BB×Bb或BB×bb。
探究4：遗传规律中有关概率的问题。
概率是对某一可能发生事件的估计，是指特定事件与总事件的比例，其范围从0到1。例如：Bb×bb，其后代出现Bb和bb的概率均为1/2。
遗传规律中有关概率的问题，对于初学者来说是一个难题，这时必须搞清下面两个问题：
(1)如何判断某一事件出现的概率?
例如：杂合子(Aa)自交，求自交后代某一个体是杂合子的概率。
对此问题首先必须明确该个体是已知性状表现还是未知性状表现。①若该个体性状表现为显性性状，它的遗传因子有两种可能性：AA和Aa，且比例为1∶2，所以它为杂合子的概率为2/3。②若该个体未知性状表现，那么该个体遗传因子为AA、Aa和aa，且比例为1∶2∶1，因此它为杂合子的概率为1/2。
(2)亲代的遗传因子在未肯定的情况下，如何求其后代某一性状发生的概率?
例如：一对夫妇均正常，且他们的双亲也都正常，但双亲都有一白化病的兄弟，求他们婚后生出白化病的孩子的概率是多少?
解此题分三步进行：①首先确定该夫妇的遗传因子及其概率。由探究4可推知该夫妇为Aa的概率均为2/3，AA的概率均为1/3。②该夫妇均为Aa，后代患病的可能性为1/4(夫妇均为AA或有一方为AA时，后代均不可能患病)。③最后将该夫妇均为Aa的概率(2/3×2/3)与该夫妇均为Aa情况下生出白化病患者的概率(1/4)相乘，其乘积(1/9)即为该夫妇后代中出现白化病患者的概率。
探究5：如何辨析杂交、自交与测交的概念?
杂交 自交 测交
亲本基因型 基因型不同 基因型相同 F1与隐性类型
实例 DD×dd(Dd) DD×DDDd×Dd Dd×dd
实践应用 确定显隐性关系，两个亲本杂交，后代表现出的性状为显性性状，未表现出的性状为隐性性状 连续自交，提高纯合子在后代中所占比例：1-( )n，可鉴别显隐性关系及纯、杂合子 检验某个个体是纯合子还是杂合子的有效方法
题例领悟
【例题1】下列各图中不正确的是( )
解析：杂合子自交，后代杂合子出现的概率是1/2n，纯合子出现的概率是1-1/2n。所以A项正确。酵母菌是兼性厌氧型生物，在无氧条件下进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，在有氧条件下进行有氧呼吸产生二氧化碳和水，所以B项是错误的。卵裂时细胞体积越分越小，所以C项正确。在有丝分裂过程中，间期完成DNA复制，在有丝分裂末期平均分配到两个细胞中。所以D项正确。
答案：B
领悟
杂合子自交公式：后代杂合子出现的概率是1/2n，纯合子出现的概率是1-1/2n。酵母菌是兼性厌氧型生物，既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸。
【例题2】采用下列哪组方法，可以依次解决①～④中的遗传问题( )
①鉴定一只白羊是否是纯种 ②在一对相对性状中区分显、隐性 ③不断提高小麦抗病(显性性状)品种的纯合度 ④检验杂种F1的遗传因子组成
A.杂交、自交、测交、测交 B.测交、杂交、自交、测交
C.测交、测交、杂交、自交 D.杂交、杂交、杂交、测交
解析：本题考查的知识点是自交、杂交、测交三种常见的交配方式的概念和意义及其与生产实践的联系。自交是指植物自花授粉和同株异花授粉，遗传因子组成相同的生物个体间相互交配的方式，可以是纯合子(显性纯合子或隐性纯合子)自交或杂合子自交;杂交是遗传因子组成不同的生物个体之间相互交配的方式，可以是同种生物个体杂交，也可以是不同种生物个体杂交;测交是指杂合子一代个体与隐性亲本类型之间的交配，主要用于测定F1的遗传因子组成，也可以用来判断另一个个体是杂合子还是纯合子。由此看来①④要用测交，②可以用杂交，而③应该用自交。
答案：B
领悟
鉴定生物是否是纯种，对于植物来说可以用测交、自交的方法，其中测交是最简单的方法;对于动物来讲则只能用测交的方法。要区分一对相对性状的显、隐性关系，可以让生物杂交，有两种情况可以作出判断：若是两个相同性状的生物个体杂交，后代中有另一个新的相对性状出现，则亲本的性状为显性性状;若是不同性状的生物个体杂交，后代中只出现一种性状，则此性状为显性性状。不断地自交能明显提高生物品种的纯合率。
【例题3】2008北京高考，4 无尾猫是一种观赏猫。猫的无尾、有尾是一对相对性状，按基因的分离定律遗传。为了选育纯种的无尾猫，让无尾猫自交多代，但发现每一代中总会出现约1/3的有尾猫，其余均为无尾猫。由此推断正确的是( )
A.猫的有尾性状是由显性基因控制的
B.自交后代出现有尾猫是基因突变所致
C.自交后代无尾猫中既有杂合子又有纯合子
D.无尾猫与有尾猫杂交后代中无尾猫约占1/2
解析：依题意可知，无尾是显性性状(A)，有尾是隐性性状(a)，符合基因分离定律。但无尾猫自交后代总是出现无尾猫与有尾猫，且比例总是接近2∶1，这说明无尾猫是杂合(Aa)的且纯合(AA)致死。
答案：D
领悟
一对相对性状的两杂合子杂交，若子代出现2∶1的比例，说明显性纯合致死。
课堂反馈
1.基因分离定律的实质是( )
A.子二代出现性状分离 B.子二代性状分离比为3∶1
C.产生配子时等位基因分离 D.测交后代性状分离比为1∶1
解析：注意现象与实质的区别。在产生配子时，等位基因随同源染色体的分开而分离，是基因分离定律的内在实质，由于基因分离定律而有A、B、D等现象。
答案：C
2.(经典回放)下列有关纯合子的叙述中错误的是( )
A.由相同基因的雌雄配子受精发育而来 B.连续自交性状能稳定遗传
C.杂交后代一定是纯合子 D.不含等位基因
解析：遗传因子组成相同的个体叫纯合子。纯合子自交性状能稳定遗传。由于纯合子有显性纯合和隐性纯合，杂交后代可能是杂合子。
答案：C
3.鼠的毛色类型由等位基因(B和b)控制，甲、乙黑毛雄鼠分别与褐毛雌鼠丙交配，甲与丙3胎共生出9只黑毛和7只褐毛幼鼠，乙与丙3胎共生出19只黑毛幼鼠，则甲、乙、丙3只鼠的基因型依次可能为… ( )
A.BB、Bb、bb B.bb、Bb、BB
C.Bb、BB、bb D.Bb、bb、BB
解析：乙黑毛雄鼠与褐毛雌鼠丙交配3胎生出的19只幼鼠均为黑毛，则乙可能为显性纯合子(BB)。丙褐毛为隐性纯合子(bb)，而甲与丙的交配后代有隐性个体褐毛出现，则甲可能为杂合子(Bb)。
答案：C
4.2008梅州期中试题 下图为与白化病有关的某家族遗传系谱图，致病基因用a表示，据图分析回答问题：
(1)该遗传病是受___________基因控制的。
(2)图中Ⅰ2的基因型为___________，Ⅱ4的基因型为___________。
(3)图中Ⅱ3的基因型为___________，Ⅱ3为纯合子的几率是___________。
(4)若Ⅱ3与一个杂合女性婚配，所生儿子为白化病病人，则第二个孩子为白化病女孩的几率是_________________________________。
解析：白化病是常染色体隐性遗传病(“无中生有为隐性，生女患病为常隐”)，所以4号的基因型是aa。1号和2号的基因型各是Aa。由1号和2号的基因型是Aa，知道3号的基因型是AA或Aa，其比例是1/3，2/3。若Ⅱ3与一个杂合女性婚配，所生儿子为白化病病人，则Ⅱ3一定是杂合子。所以第二个孩子为白化病女孩的几率是1/4×1/2=1/8。
答案：(1)隐性 (2)Aa aa (3)AA或Aa 1/3 (4)1/8