2024年高中生物新教材同步必修第二冊 第1章　第2節(jié)　第2課時　孟德爾實驗方法的啟示、遺傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn)和應用

[學習目標]1.分析孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律的原因。2.說出基因型、表型和等位基因的含義。3.運用遺傳規(guī)律解釋或預測一些遺傳現(xiàn)象。一、孟德爾實驗方法的啟示及遺傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn)1．孟德爾成功的原因(1)正確選用豌豆作實驗材料是成功的首要條件。(2)對相對性狀遺傳的研究，從一對到多對①生物的性狀多種多樣，根據(jù)自由組合定律，如果有n對性狀自由組合，后代的性狀組合會有2n種，這是很難統(tǒng)計的。②孟德爾采取了由單因素(即一對相對性狀)到多因素(即兩對或兩對以上相對性狀)的研究方法。(3)對實驗結(jié)果進行統(tǒng)計學分析：孟德爾運用了統(tǒng)計學的方法對實驗結(jié)果進行了統(tǒng)計，從而發(fā)現(xiàn)了生物性狀的遺傳在數(shù)量上呈現(xiàn)一定的比例，并最終解釋了這些現(xiàn)象。(4)運用假說—演繹法這一科學方法。(5)創(chuàng)新性地驗證假說：孟德爾創(chuàng)新性地設計了測交實驗，證實了對實驗現(xiàn)象的解釋，驗證了假說的正確性，并歸納出了分離定律和自由組合定律。2．孟德爾遺傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn)(1)1909年，丹麥生物學家約翰遜將“遺傳因子”命名為基因，并提出了表型和基因型的概念。①表型：指生物個體表現(xiàn)出來的性狀，如豌豆的高莖和矮莖。②基因型：指與表型有關的基因組成，如DD、Dd、dd等。③等位基因：指控制相對性狀的基因，如D和d。(2)孟德爾被后人公認為“遺傳學之父”。判斷正誤(1)孟德爾提出了遺傳因子、基因型和表型的概念()(2)表型相同的生物，基因型一定相同()答案(1)×(2)×任務一：基因型和表型的關系現(xiàn)有甲、乙兩株高莖豌豆，分別做了以下實驗，據(jù)此分析生物的表型和基因型之間的關系。1．在適宜的田地里分別種植兩株豌豆，讓它們自然受粉，種子收獲后再分別種植，發(fā)現(xiàn)甲的后代都是高莖，乙的后代有高莖也有矮莖，如果用D、d表示等位基因，甲、乙的基因型是否相同？提示不相同；甲的基因型是DD，乙的基因型是Dd。2．將甲后代的高莖豌豆種子種植在土壤貧瘠、缺水少肥的田里，結(jié)果都表現(xiàn)為植株矮小，是它們的基因型發(fā)生了改變嗎？若不是，是受什么的影響？提示不是。是受環(huán)境的影響。3．綜上分析，基因型和表型二者之間的關系是怎樣的？提示表型是基因型和環(huán)境共同作用的結(jié)果。1．孟德爾發(fā)現(xiàn)了基因的分離定律和自由組合定律，他獲得成功的原因不包括()A．正確地選用實驗材料B．先分析一對相對性狀的遺傳，再分析兩對相對性狀的遺傳C．先研究基因的行為變化，后研究性狀分離現(xiàn)象D．在觀察和分析的基礎上提出問題，然后提出假說并進行驗證答案C解析正確地選用豌豆作為實驗材料是孟德爾獲得成功的首要條件；孟德爾在研究過程中先分析一對相對性狀的遺傳，再分析兩對相對性狀的遺傳；孟德爾采用了假說—演繹法進行研究，即在觀察和分析(性狀分離現(xiàn)象)的基礎上提出問題，然后通過推理和想象提出解釋問題的假說并進行驗證，綜上所述，C符合題意。2．下列有關基因、基因型、表型、等位基因的說法，錯誤的是()A．基因的概念是由丹麥生物學家約翰遜提出的B．黃色圓粒豌豆的基因型有四種C．黃色皺粒豌豆的基因型均相同D．Y與y是等位基因，Y與r是非等位基因答案C解析黃色皺粒豌豆的基因型有兩種，C錯誤。二、孟德爾遺傳規(guī)律的應用1．雜交育種(1)概念：人們有目的地將具有不同優(yōu)良性狀的兩個親本雜交，使兩個親本的優(yōu)良性狀組合在一起，再篩選出所需要的優(yōu)良品種。(2)優(yōu)點：可以把多個親本的優(yōu)良性狀集中在一個個體上。2．醫(yī)學實踐人們可以依據(jù)分離定律和自由組合定律，對某些遺傳病在后代中的患病概率作出科學的推斷，從而為遺傳咨詢提供理論依據(jù)。任務二：植物雜交育種小麥高稈(D)對矮稈(d)為顯性，抗銹病(T)對不抗銹病(t)為顯性，現(xiàn)有純合的高稈抗銹病的小麥(DDTT)和矮稈不抗銹病的小麥(ddtt)，用什么方法能培育出矮稈抗銹病(ddTT)的優(yōu)良新品種？1．怎樣將矮稈和抗銹病兩種性狀結(jié)合在一起？提示通過雜交育種。2．在某一子代最先得到所需性狀后，就可以將其種子直接賣給農(nóng)民作為良種嗎？為什么？提示不能。因為這時得到的種子不一定是純合子。3．請寫出培育矮稈抗病(ddTT)優(yōu)良新品種的過程圖(用遺傳圖解表示)。提示如圖所示4．雜交育種選育為什么從F2開始？提示因為從F2開始發(fā)生性狀分離。5．如果培育隱性純合的新品種，比如用基因型為AAbb和aaBB的親本，培育出aabb的優(yōu)良品種，是否需要連續(xù)自交？提示不需要，因為隱性性狀一旦出現(xiàn)即為純合子。6．培育細菌新品種時，能否用雜交育種的方法？提示不能，雜交育種只適用于進行有性生殖的生物且相關基因遵循細胞核的遺傳規(guī)律，細菌是原核生物，不能進行有性生殖。根據(jù)不同的育種目的，雜交育種在操作時的過程會有以下幾種情況：(1)培育雜合子品種選取符合要求的純種雙親雜交(♀×♂)→F1(即為所需品種)。(2)培育隱性純合子品種選取符合要求的雙親雜交(♀×♂)→F1→F2→選出表型符合要求的個體種植并推廣。(3)培育顯性純合子品種①植物：選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交，獲得F1→F1自交→獲得F2→鑒別、選擇需要的類型，連續(xù)自交至不發(fā)生性狀分離為止。②動物：選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交，獲得F1→F1雌雄個體交配→獲得F2→鑒別、選擇需要的類型與隱性類型測交，選擇后代只有一種性狀的F2個體。③優(yōu)點：操作簡便，可以把多個品種的優(yōu)良性狀集中在一起。④缺點：獲得新品種的周期長。3．已知小麥的有芒(A)對無芒(a)為顯性，抗病(R)對不抗病(r)為顯性，小麥一年只播種一次。如圖是培育無芒抗病小麥的示意圖：下列相關敘述錯誤的是()A．雜交的目的是將控制無芒和抗病的基因集中到子一代中B．子一代自交的目的是使子二代中出現(xiàn)無芒抗病個體C．得到純合的無芒抗病種子至少需要五年D．子二代中無芒抗病植株自交的目的是篩選子二代中無芒抗病植株中的純合子答案C解析有芒抗病植株和無芒不抗病植株進行雜交產(chǎn)生的子一代中雖然沒有出現(xiàn)無芒抗病植株，但已經(jīng)將控制優(yōu)良性狀的基因(a)和(R)集中到了子一代中，然后通過子一代自交，子二代中出現(xiàn)了符合要求的植株，但其中有2/3是雜合子，純合子只占1/3，所以要令子二代中無芒抗病植株自交，目的是鑒定哪些是純合子。4．一個正常的女人與一個并指(Bb)的男人結(jié)婚，他們生了一個白化病(aa)且手指正常的孩子。請問他們的后代只患一種病的可能性以及其再生一個孩子只出現(xiàn)并指的可能性分別是()A．1/2和3/8 B．1/16和3/8C．1/2和1/8 D．1/16和1/8答案A解析由以上分析可知，這對夫婦的基因型為Aabb、AaBb，他們所生孩子患白化病的概率為1/4，患并指的概率為1/2，則他們的后代只患一種病的可能性為1/4×(1－1/2)＋(1－1/4)×1/2＝1/2；他們再生一個孩子只出現(xiàn)并指的可能性為(1－1/4)×1/2＝3/8。題組一孟德爾實驗方法的啟示及遺傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn)1．“八年耕耘源于對科學的癡迷，一畦畦豌豆蘊藏遺傳的秘密，實驗設計開辟了研究的新路，數(shù)學統(tǒng)計揭示了遺傳的規(guī)律”，以下不屬于孟德爾成功的原因的是()A．先只針對一對相對性狀的遺傳規(guī)律進行研究，然后再研究多對相對性狀的遺傳規(guī)律B．選擇了嚴格自花傳粉的豌豆作為實驗材料C．選擇了多種植物作為實驗材料，做了大量的實驗D．應用了數(shù)學統(tǒng)計的方法對結(jié)果進行統(tǒng)計分析答案C解析選項A、B、D均是孟德爾成功的原因，選項C不能作為其成功的原因。因為無目的、無意義的大量的實驗只是浪費時間和精力。孟德爾曾花了幾年時間研究山柳菊，結(jié)果卻一無所獲，也反過來說明正確選擇實驗材料是科學研究取得成功的重要保障。2．(2023·山東日照高一期末)孟德爾對雜交實驗的研究不是一帆風順的，他曾花了幾年時間研究山柳菊，結(jié)果卻并不理想，直到選取了豌豆作為實驗材料，才取得了巨大成功。下列說法錯誤的是()A．初期未取得成功的原因可能是山柳菊沒有易于區(qū)分的相對性狀B．孟德爾首次提出了表型和基因型的概念C．豌豆花是兩性花，其傳粉和受粉方式保證了豌豆在自然狀態(tài)下一般都是純種D．孟德爾巧妙地設計了測交實驗，對提出的假說進行了科學的驗證答案B解析丹麥生物學家約翰遜提出表型和基因型的概念，B錯誤。3．下列有關基因型、性狀和環(huán)境的敘述，錯誤的是()A．兩個個體的身高不相同，二者的基因型可能相同，也可能不相同B．某植物的綠色幼苗在黑暗中變成黃色，這種變化是由環(huán)境造成的C．O型血夫婦的子代都是O型血，說明該性狀是由遺傳因素決定的D．高莖豌豆的子代出現(xiàn)高莖和矮莖，說明該相對性狀是由環(huán)境決定的答案D解析高莖豌豆的子代出現(xiàn)高莖和矮莖，說明該高莖豌豆是雜合子，自交后代出現(xiàn)性狀分離，不能說明該相對性狀是由環(huán)境決定的，D錯誤。題組二孟德爾遺傳規(guī)律的應用4．利用雜交育種方法，可培育出具有兩種優(yōu)良性狀且能穩(wěn)定遺傳的作物品種。下列說法錯誤的是()A．所選的原始材料分別具有某種優(yōu)良性狀且能穩(wěn)定遺傳B．雜交一次，得到F1，若F1在性狀上符合要求，則可直接用于擴大栽培C．讓F1自交，得到F2，從F2中初步選取性狀上符合要求的類型D．把初步選出的類型進一步隔離自交和汰劣留良，直到確認不再發(fā)生性狀分離為止答案B解析所選的原始材料應分別具有某種優(yōu)良性狀且能穩(wěn)定遺傳，通過雜交育種可以將不同個體的優(yōu)良性狀集中到一個個體上，A正確；直接用于擴大栽培的個體除了性狀上符合要求外，還要能穩(wěn)定遺傳，B錯誤；雜交育種的過程是雜交一次，得到F1，讓F1自交，得到F2，從F2中初步選取性狀上符合要求的類型，再把初步選出的類型進一步隔離自交和汰劣留良，直到性狀不再分離為止，C、D正確。5．(2023·河北石家莊高一檢測)水稻高稈(D)對矮稈(d)為顯性，抗稻瘟病(R)對易感稻瘟病(r)為顯性，控制兩對性狀的基因獨立遺傳，用一個純合易感病矮稈(抗倒伏)品種與一個純合抗病高稈(易倒伏)品種雜交。下列說法中錯誤的是()A．F2中既抗病又抗倒伏的基因型為ddRR和ddRrB．F2中既抗病又抗倒伏的個體占3/16C．上述育種方法叫雜交育種D．從F2中可以直接選育出純合的矮稈抗病新品種答案D解析純合易感病矮稈品種的基因型是ddrr，純合抗病高稈品種的基因型是DDRR，二者雜交得到的F1為高稈抗病(DdRr)，F(xiàn)1自交產(chǎn)生的F2中出現(xiàn)性狀分離，出現(xiàn)既抗病又抗倒伏的新類型占3/16，基因型為ddRR和ddRr，上述育種方法屬于雜交育種；在F2中矮稈抗病的個體有純合子，也有雜合子，從F2中不能直接選育出矮稈抗病新品種，D錯誤。6．(2023·河南濟源高一期中)已知某種水果果皮紅色(H)對黃色(h)為顯性，果肉酸味(R)對甜味(r)為顯性，這兩對相對性狀的遺傳遵循基因自由組合定律。現(xiàn)有基因型為HhRr、hhRr的兩個個體雜交，其子代的表型比例是()A．9∶3∶3∶1 B．1∶1∶1∶1C．3∶1∶3∶1 D．1∶1答案C解析根據(jù)題意分析，基因型為HhRr與hhRr的兩個個體雜交，按照基因的分離定律分別考慮兩對基因：Hh×hh→1Hh∶1hh，Rr×Rr→3R_∶1rr，按自由組合定律遺傳，所以它們的子代表型比例為(1∶1)×(3∶1)＝3∶1∶3∶1，C正確。7．已知多指癥與白化病的分別由一對等位基因控制且獨立遺傳，多指癥為顯性遺傳病，白化病為隱性遺傳病。在某家庭中，父親患多指癥，母親正常，他們有一個白化病但手指正常的孩子。若他們再生一個男孩患兩種病的概率為()A．1/4B．3/4C．3/8D．1/8答案D解析設多指癥相關基因為T、t，白化病相關基因為A、a。依題意可得，T_A_×ttA_→ttaa，單獨考慮多指癥，可推知父親基因型為Tt；單獨考慮白化病，則父母基因型均為Aa。所以雙親基因型為TtAa和ttAa。單獨考慮多指癥，Tt×tt→1/2Tt、1/2tt；單獨考慮白化病，Aa×Aa→3/4A_、1/4aa，按題目要求表型為T_aa(雙病兼發(fā))的概率為1/2×1/4＝1/8，D正確。8．人體耳垂離生(A)對連生(a)為顯性，眼睛棕色(B)對藍色(b)為顯性，兩對基因自由組合。一個棕眼離生耳垂的男性與一個藍眼離生耳垂的女性婚配，生了一個藍眼連生耳垂的孩子。倘若他們再生育，未來子女為藍眼離生耳垂、藍眼連生耳垂的概率分別是()A．1/4,1/8 B．1/8,1/8C．3/8,1/8 D．3/8,1/2答案C解析根據(jù)題意可知，父母的基因型為AaBb和Aabb，所以倘若他們再生育，未來子女為藍眼離生耳垂(A_bb)的概率是3/4×1/2＝3/8，未來子女為藍眼連生耳垂(aabb)的概率是1/4×1/2＝1/8。9．玉米的高稈(D)對矮稈(d)為顯性，莖稈紫色(Y)對莖稈綠色(y)為顯性，兩對性狀獨立遺傳。以基因型為ddYY和DDyy的玉米為親本雜交得到的F1，自交產(chǎn)生F2。選取F2中的高稈綠莖植株種植，并讓它們相互授粉，則后代中高稈綠莖與矮稈綠莖玉米的比例為()A．5∶1B．8∶1C．3∶1D．9∶7答案B解析依題意可知，F(xiàn)1的基因型為DdYy，在F2高稈綠莖植株中，基因型為Ddyy的植株占2/3，DDyy的植株占1/3，其中只有Ddyy自交后代中會出現(xiàn)矮稈綠莖(ddyy)，出現(xiàn)的概率是2/3×2/3×1/4＝1/9，則后代中高稈綠莖∶矮稈綠莖＝8∶1，B正確。10．豌豆花的顏色受兩對基因A/a和B/b控制，這兩對基因遵循自由組合定律。假設每一對基因中至少有一個顯性基因時，花的顏色為紫色，其他基因型則為白色。讓某紫花植株和白花植株雜交，F(xiàn)1中紫花∶白花為3∶5，推測親代的基因型是()A．AABb×aabb B．AAbb×AabbC．AaBb×aabb D．AaBb×Aabb答案D解析AABb×aabb→后代紫花(A_B_)所占比例為1×1/2＝1/2，即紫花∶白花＝1∶1，A不符合題意；AAbb×Aabb→后代紫花(A_B_)所占比例為1×0＝0，即紫花∶白花＝0∶1，且AAbb、Aabb均為白花，B不符合題意；AaBb×aabb→后代紫花(A_B_)所占比例為1/2×1/2＝1/4，即紫花∶白花＝1∶3，C不符合題意；AaBb×Aabb→后代紫花(A_B_)所占比例為3/4×1/2＝3/8，即紫花∶白花＝3∶5，D符合題意。11．在家蠶遺傳中，黑色(A)與淡赤色(a)是有關蟻蠶(剛孵化的蠶)體色的相對性狀，黃繭(B)與白繭(b)是有關繭色的相對性狀，假設這兩對相對性狀自由組合，有三對親本組合，雜交后得到的數(shù)量比如表所示。下列說法不正確的是()項目黑蟻黃繭黑蟻白繭淡赤蟻黃繭淡赤蟻白繭組合一9331組合二0101組合三3010A.組合一親本基因型組合一定是AaBb×AaBbB．組合三親本基因型組合可能是AaBB×AaBBC．若組合一和組合三親本雜交，子代表型及比例與組合三的相同D．組合二親本基因型組合一定是Aabb×aabb答案C解析組合一的雜交后代表型比例為9∶3∶3∶1，所以親本的基因型組合一定為AaBb×AaBb；組合二雜交后代只有白繭，且黑蟻與淡赤蟻比例為1∶1，所以親本基因型組合一定為Aabb×aabb；組合三雜交后代只有黃繭，且黑蟻與淡赤蟻比例為3∶1，所以親本的基因型組合為AaBB×AaBB或AaBB×AaBb或AaBB×Aabb；只有組合一中AaBb和組合三中AaBB雜交，子代表型及比例才與組合三相同。12．(2023·安徽合肥高一質(zhì)檢)人類中，顯性基因D對耳蝸管的形成是必需的，顯性基因E對聽神經(jīng)的發(fā)育是必需的；二者缺一，個體即聾。這兩對基因獨立遺傳。下列有關說法不正確的是()A．夫婦中有一方耳聾，也有可能生下聽覺正常的孩子B．一方只有耳蝸管正常，另一方只有聽神經(jīng)正常的夫婦，也可能所生孩子聽覺均正常C．基因型為DdEe的雙親生下耳聾孩子的概率為9/16D．基因型為DdEe的雙親生下聽神經(jīng)正常孩子的概率為3/4答案C解析根據(jù)題干信息分析，正常個體的基因型為D_E_，若夫婦中有一方耳聾，另一方基因型為DDEE，則后代的聽覺全部正常，A正確；只有耳蝸管正常(D_ee)與只有聽神經(jīng)正常(ddE_)的夫婦，產(chǎn)生的后代基因型可能全為DdEe，表現(xiàn)為聽覺正常，B正確；基因型為DdEe的雙親生下耳聾孩子的概率為1－3/4×3/4＝7/16，C錯誤；基因型為DdEe的雙親生下聽神經(jīng)正常孩子(__E_)的概率為3/4，D正確。13．番茄是自花傳粉植物，已知紅果(R)對黃果(r)為顯性，正常果形(F)對多棱果(f)為顯性。以上兩對基因按自由組合定律遺傳。現(xiàn)有紅色多棱果品種、黃色正常果形品種和黃色多棱果品種(三個品種均為純合子)，育種專家期望獲得紅色正常果形的新品種，為此進行雜交。請回答下列問題：(1)應選用________________和________________作為雜交親本。(2)上述兩親本雜交產(chǎn)生的F1的基因型為________，性狀為________________。(3)在F2中表型為紅色正常果形植株出現(xiàn)的概率為_