
黃色子葉的豌豆一定是飽滿的、綠色子葉的豌豆一定是皺縮的嗎?決定子葉顏色的遺傳因子與決定種子形狀的遺傳因子彼此會發(fā)生聯(lián)系嗎?將這2對遺傳因子一起考慮時,它們之間的遺傳又遵循什么規(guī)律呢?
環(huán)節(jié)一:兩對相對性狀的雜交實驗(思路一)
孟德爾用純種黃色圓粒豌豆和純種綠色皺粒豌豆作親本進行雜交,無論正交還是反交,結(jié)出的種子(F1)都是黃色圓粒的。
無論是正交還是反交,結(jié)出的種子(F1)都是黃色圓粒的。這說明什么?
提示:說明黃色對綠色為顯性,圓粒對皺粒為顯性。
兩對相對性狀各自遵循分離定律
無論是豌豆種子的形狀還是子葉的顏色,都遵循分離定律,即控制種子形狀的遺傳因子的遺傳,與控制子葉顏色的遺傳因子的遺傳是互不干擾的。
F2中的黃色圓?!命S色皺粒∶綠色圓?!镁G色皺粒=9∶3∶3∶1。從數(shù)學(xué)的角度分析,9∶3∶3∶1與3∶1能否建立數(shù)學(xué)聯(lián)系?
黃色圓?!命S色皺?!镁G色圓?!镁G色皺粒=9∶3∶3∶1
9∶3∶3∶1=(3∶1)(3∶1)=(3∶1)2
環(huán)節(jié)一:兩對相對性狀的雜交實驗(思路二)
一、互斥事件和獨立事件
互斥事件:拋一枚硬幣,這枚硬幣的正面和反面不會同時朝上。
獨立事件:拋第一枚硬幣并不會影響拋第二枚硬幣,即事件A的發(fā)生并不影響事件B的發(fā)生。
二、豌豆兩對相對性狀的雜交實驗
1.決定子葉顏色的遺傳因子對決定種子形狀的遺傳因子會不會有影響呢?
2.黃色的豌豆一定是飽滿的、綠色的豌豆一定是皺縮的嗎?
無論正交還是反交,結(jié)出的種子(F1)都是黃色圓粒的。
如果決定子葉顏色為黃色的遺傳因子用Y表示,決定子葉顏色為綠色的遺傳因子用y表示;決定種子形狀為圓粒的遺傳因子用R表示,決定種子形狀為皺粒的遺傳因子用r表示。兩個同學(xué)一組,一人寫親代到F1子葉顏色的遺傳圖解,另一人寫親代到F1種子形狀的遺傳圖解。
孟德爾用F1進行自交,對F2中不同的性狀類型進行了數(shù)量統(tǒng)計,出現(xiàn)了以下結(jié)果:
子葉顏色:P(黃色)=(315+101)/556≈3/4 P(綠色)=(108+32)/556≈1/4
種子形狀:P(圓粒)=(315+108)/556≈3/4 P(皺粒)=(101+32)/556≈1/4
如果子葉顏色和種子形狀是獨立遺傳的,預(yù)期F2中會有: [P(黃色)+P(綠色)]×[P(圓粒)+P(皺粒)]=[3/4(黃色)+1/4(綠色)]×[3/4(圓粒)+1/4(皺粒)]=9/16(黃色圓粒)+3/16(綠色圓粒)+3/16(黃色皺粒)+1/16(綠色皺粒) 從數(shù)學(xué)的角度可以寫作:9∶3∶3∶1=(3∶1)2。
統(tǒng)計結(jié)果:F2中,黃色圓?!镁G色圓?!命S色皺粒∶綠色皺?!?∶3∶3∶1,與預(yù)期結(jié)果相符,說明子葉顏色和種子形狀是獨立遺傳的。
結(jié)論:豌豆子葉顏色和種子形狀的遺傳都遵循分離定律,每對相對性狀對其他相對性狀沒有影響,獨立遺傳。
兩對相對性狀的遺傳都是獨立的,那么決定相對性狀的遺傳因子的傳遞也是獨立的嗎?
環(huán)節(jié)二:對自由組合現(xiàn)象的解釋(思路一)
1.對自由組合現(xiàn)象的解釋
豌豆的黃色和綠色、圓滑和皺縮這兩對相對性狀是獨立遺傳的。在產(chǎn)生配子時,F(xiàn)1(YyRr)中Y與y、R與r的分離是相互獨立的。
控制這兩對相對性狀的遺傳因子之間可以自由組合。也就是說,Y與R或r結(jié)合的機會均等,y與R或r結(jié)合的機會也均等。
1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1
寫出F1產(chǎn)生配子時,遺傳因子分離和自由組合的過程及配子的種類。
2.按照解釋繪制F1雌、雄配子隨機結(jié)合產(chǎn)生F2
(1)書寫棋盤表頭——F1雌、雄配子
(2)填寫棋盤內(nèi)容——雌、雄配子結(jié)合產(chǎn)生F2
黃色圓?!镁G色圓粒∶黃色皺粒∶綠色皺粒=
9 ∶ 3 ∶ 3 ∶ 1
根據(jù)孟德爾的假說,我們推測出了實驗結(jié)果,且推測的實驗結(jié)果與實際相符,也就是說,孟德爾的假說“每對遺傳因子彼此分離,不同對的遺傳因子可以自由組合”成功地解釋了F2中出現(xiàn)的新的性狀組合及9∶3∶3∶1的性狀分離比。那么,孟德爾的假說就是正確的嗎?
環(huán)節(jié)二:對自由組合現(xiàn)象的解釋(思路二)
模擬活動1 模擬F1產(chǎn)生配子時,成對的遺傳因子彼此分離,不成對的遺傳因子自由組合。
將甲、乙兩小桶分別搖勻,左手從甲桶取一個小球,代表Y、y彼此分離,右手從乙桶取一個小球,代表R、r彼此分離,左手和右手的小球組合在一起,代表不成對的遺傳因子自由組合,產(chǎn)生配子。將小球放回原桶,搖勻,重復(fù)50次以上。填寫記錄表,進行統(tǒng)計。
模擬活動2 模擬F1自由組合產(chǎn)生的4種雌、雄配子隨機結(jié)合形成F2 。
活動過程:一位同學(xué)從左側(cè)的甲桶和乙桶中各隨機抓取一個小球,組合在一起,形成雄配子,另一位同學(xué)從右側(cè)的甲桶和乙桶中各隨機抓取一個小球,組合在一起,形成雌配子,雌雄配子結(jié)合形成F2,第三位同學(xué)記錄雌雄配子及F2的遺傳因子組成。將小球放回原來的桶中,充分混勻。重復(fù)上述操作50次以上。記錄并統(tǒng)計實驗結(jié)果。
F2的性狀有幾種?其比例是多少?
提示:F2的性狀有4種,其比例是9∶3∶3∶1。
F1產(chǎn)生的雌雄配子結(jié)合方式有多少種?F2的遺傳因子組合形式有幾種?
提示:F1產(chǎn)生的雌雄配子的結(jié)合方式有16種。 F2的遺傳因子組合形式有9種。
F2中純合子有哪幾種?各占比例是多少?
提示:F2中純合子有4種,分別為YYRR、YYrr、yyRR、yyrr,各占1/16。
F2中雜合子有哪幾種?各占比例是多少?
提示:F2中雜合子有5種,雙雜(YyRr)占1/4;單雜(YyRR、Yyrr、YYRr、yyRr)各占1/8。
F2中重組性狀有哪幾種?各占比例是多少?
提示:F2中重組性狀有2種,綠色圓粒和黃色皺粒,各占3/16。
F2的黃色圓粒、黃色皺粒、綠色圓粒和綠色皺粒各有哪幾種遺傳因子組合?
9黃色圓粒/Y_R_:1YYRR 2YYRr 2YyRR 4YyRr3黃色皺粒/Y_rr:1YYrr 2Yyrr3綠色圓粒/yyR_:1yyRR 2yyRr1綠色皺粒/yyrr:1yyrr
F2中黃色圓粒、黃色皺粒、綠色圓粒和綠色皺粒4種性狀組合的數(shù)量比是9∶3∶3∶1,孟德爾合理地解釋了豌豆兩對相對性狀雜交實驗的結(jié)果。
環(huán)節(jié)二:對自由組合現(xiàn)象的解釋(思路三)
黃色圓?!命S色皺粒∶綠色圓?!镁G色皺粒≈9∶3∶3∶1
(3黃色∶1綠色)(3圓?!?皺粒)=9∶3∶3∶1
既然兩對性狀的遺傳是獨立的,那么控制性狀的兩對遺傳因子可能也是獨立的,即F1在產(chǎn)生配子時,每對遺傳因子彼此分離,不同對的遺傳因子可以自由組合。
F1產(chǎn)生的雌配子和雄配子各有4種:YR、Yr、yR、yr,它們之間的數(shù)量比為1∶1∶1∶1。受精時,雌雄配子的結(jié)合是隨機的。
雌雄配子的結(jié)合方式有16種
YYRR、YYRr、YyRR、YyRr
遺傳因子的組合形式有9種
1.按遺傳因子組成分類
環(huán)節(jié)三:對自由組合現(xiàn)象解釋的驗證(思路一)
正確的假說,不僅可以解釋已有的實驗結(jié)果,還應(yīng)該能夠預(yù)測另一些實驗的結(jié)果。如果實驗結(jié)果與預(yù)期相符,這個假說就得到了驗證。
驗證控制不同相對性狀的遺傳因子之間是否進行了自由組合,等同于驗證F1產(chǎn)生的雌配子和雄配子是否各有4種,且數(shù)量比為1∶1∶1∶1。
如果他的假說成立,那么雜種子一代會產(chǎn)生4種數(shù)目相同的配子(YR、Yr、yR、yr),隱性純合子只產(chǎn)生一種配子(yr)。測交后代的遺傳因子組成分別為YyRr、Yyrr、yyRr、yyrr,對應(yīng)的性狀表現(xiàn)分別為黃色圓粒、黃色皺粒、綠色圓粒、綠色皺粒,且數(shù)量比為1∶1∶1∶1。
完成演繹推理后,孟德爾進行了測交實驗,并統(tǒng)計了子代的性狀組合及數(shù)量,如表所示:
孟德爾發(fā)現(xiàn)無論是以F1作母本還是作父本,結(jié)果都與預(yù)測相符,證明了他的假說是正確的。
環(huán)節(jié)三:對自由組合現(xiàn)象解釋的驗證(思路二)
測交:F1與隱性純合子雜交,用雙隱性個體產(chǎn)生的yr配子檢測F1是否產(chǎn)生了數(shù)量相等的4種配子,從而驗證F1產(chǎn)生配子時成對的遺傳因子是否分離,不同對的遺傳因子是否自由組合。
孟德爾測交實驗的統(tǒng)計數(shù)據(jù):
測交實驗的結(jié)果與演繹推理的預(yù)期結(jié)果一致,證明自由組合假說是正確的。
遺傳因子組成為Yyrr的植株與遺傳因子組成為yyRr的植株雜交,后代四種性狀組合的數(shù)量比也是1∶1∶1∶1,算測交嗎?能證明假說嗎?
不能算測交,也不能證明假說。因為如果Y和r組合、y和R組合時,即不成對的遺傳因子不進行自由組合,但是雜交后代依舊會出現(xiàn)1∶1∶1∶1的數(shù)量比。
自由組合定律:控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不干擾的;在形成配子時,決定同一性狀的成對的遺傳因子彼此分離,決定不同性狀的遺傳因子自由組合。
自由組合定律的核心內(nèi)容是什么?是否所有生物性狀的遺傳都遵循自由組合定律?
適用范圍:(1)有性生殖的生物,真核細胞的核內(nèi)遺傳因子遺傳時遵循自由組合定律。(2)兩對及以上相對性狀的遺傳。(3)控制兩對或兩對以上性狀的遺傳因子是獨立的。
F1雌雄配子隨機結(jié)合形成F2的過程,體現(xiàn)了自由組合定律嗎?
F1雌雄配子隨機結(jié)合形成F2的過程,不體現(xiàn)自由組合定律,自由組合定律是在形成配子時體現(xiàn)的。
1.觀察現(xiàn)象,提出問題——兩對相對性狀的雜交實驗
2.作出假說,解釋現(xiàn)象——對自由組合現(xiàn)象的解釋
3.演繹推理,驗證假說
4.理論升華,得出結(jié)論——自由組合定律
(1)控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不干擾的;(2)在形成配子時,決定同一性狀的成對的遺傳因子彼此分離,決定不同性狀的遺傳因子自由組合。
1.孟德爾用純種黃色圓粒豌豆和純種綠色皺粒豌豆雜交,F(xiàn)1全部表現(xiàn)為黃色圓粒;F1自交,在F2中黃色圓粒、黃色皺粒、綠色圓粒、綠色皺粒的數(shù)量比為9∶3∶3∶1。這個雜交實驗不能說明 ( )A.黃色對綠色為顯性,圓粒對皺粒為顯性B.豌豆子葉顏色和種子形狀的遺傳都遵循分離定律C.控制子葉顏色和種子形狀的遺傳因子相融合D.決定豌豆子葉顏色和決定種子形狀的遺傳因子互不影響
2.在孟德爾兩對相對性狀的雜交實驗中,F(xiàn)1黃色圓粒豌豆(YyRr)自交產(chǎn)生F2。下列表述正確的是 ( )A.F1產(chǎn)生Yr卵細胞和Yr精子的數(shù)量之比約為1∶1B.F2中,遺傳因子組成不同于F1的占3/4C.F1產(chǎn)生的雌雄配子隨機結(jié)合,體現(xiàn)了自由組合定律的實質(zhì)D.F2兩對相對性狀均出現(xiàn)3∶1的性狀分離比,說明這兩對相對性狀的遺傳都遵循分離定律
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