生物《基因的分离定律》教案(苏教版必修)

第一节基因的分离定律

【本讲教育信息】

一. 教学内容：

第三章遗传和染色体

第一节基因的分离定律（一）

二. 学习内容：

基因的分离定律

孟德尔遗传实验的科学方法

基因的分离定律的应用

环境影响基因的表达

三. 学习目标

举例说明基因与性状的关系

阐明基因的分离定律

分析孟德尔遗传实验的科学方法

四. 学习重点：

深刻领会分离定律的实质。通过具体事例的遗传分析，学会运用遗传图解的方法分析与基因分离定律相关的遗传性状问题

五. 学习难点：分离定律在杂交育种和医学实践等方面的应用

六. 学习过程

1. 基因的分离定律

遗传：“种瓜得瓜，种豆得豆”，这种子代与亲代个体之间相似的现象称为遗传。亲代通过遗传物质把生物信息传递给子代，子代按照遗传信息生长、发育，因而子代总是具有与亲代相同或相似的性状。

变异：亲代与子代之间，以及子代的不同个体之间会出现差异，这种现象称为变异。生物的各种性状都具有一定的遗传基础，是遗传与环境相互作用的结果。

（1）1对相对性状的遗传实验

豌豆是严格自花传粉的植物，自然状态下的豌豆都是纯种；豌豆具有多对容易区分的相对性状。孟德尔选择豌豆为实验材料作1对相对性状的杂交实验

① 实验过程

② 豌豆的7对相对性状的杂交实验

③实验显示具有一对相对性状的亲本杂交，子一代（F1）都表现显性亲本的性状，F1自交，子二代（F2）都发生性状分离，分离比等于3︰1

④ 相关术语

杂交：指两个遗传结构不同的个体之间的交配，如紫花豌豆与白花豌豆的交配属于杂交。

相对性状：指同一性状的不同表现类型。如豌豆花的紫花、白花；高茎、矮茎等。

显性性状：两个纯种亲本杂交，F1显现出来的那个亲本的性状叫显性性状，如紫花性状隐性性状：纯种亲本杂交，F1没有显现出来的那个亲本的性状叫隐性性状，如白花性状性状分离：在杂种后代中出现不同亲本性状的现象，称为性状分离。如紫花性状的F1自交，F2出现紫花和白花的现象是性状分离。

孟德尔认真地研究了7组实验数据，发现F2中表现显性性状的植株与表现隐性性状的植株相比，比值总是基本接近于3：1。

⑤ 解释：

Ⅰ 遗传因子及表示方法在卵细胞和花粉细胞中存在着控制性状的遗传因子。用大写字母代表显性因子（如A代表紫花因子），用小写字母代表隐性因子（如a代表白花因子）。紫花亲本产生A型花粉和A型卵细胞，白花亲本产生a型花粉和a型卵细胞。

Ⅱ 遗传因子在亲本体细胞中成对存在并保持独立状态紫花亲本（AA）和白花亲本（aa）杂交产生的F1，含有1对遗传因子（Aa），由于A为显性遗传因子，a为隐性遗传因子，所以F1表现出由显性遗传因子控制的紫花性状。又由于杂种F1体细胞内的遗传因子A 和a各自独立，互不混杂，彼此保持独立的状态。

Ⅲ F l可以产生数量相等的A型和a型花粉，以及数量相等的A型和a型卵细胞。

Ⅳ 在F1自交时，两种雌配子和两种雄配子之间结合的概率相等，产生3种遗传组合

的F2，即AA、Aa、aa。如果F2植株的数量足够大，那么，3种组合的比值为1：2：1。其中，AA表现为紫花；Aa含有1个显性因子和1个隐性因子，也表现为紫花；aa表现为白花。在子二代中，紫花豌豆与白花豌豆的数目之比为3：1

（2）遗传图解

① 亲本及配子的基因组成

② F1的基因及配子

③ F2的基因及性状表现

AA（紫花）1 Aa（紫花）2 aa（白花）1 显性性状（紫花）︰隐性性状（白花）=3︰1

④ 重要术语

基因：控制性状表现的因子，本章研究的基因分显性基因（用大写符号表示）和隐性基因（用小写符号表示）

等位基因：位于一对同源染色体的相同位置，控制相对性状的基因。如Aa

表现型：在遗传学上，把生物个体实际表现出来的性状称为表现型，

基因型：与表现型有关的基因组成称为基因型，如紫花豌豆的基因型有AA、Aa两种。基因型在很大程度上决定着生物个体的表现型。

2. 测交

（1）让杂种F1（Aa）和隐性亲本（aa）杂交，用来测定F1基因型的方法，为孟德尔首创，用来验证自己对分离现象的解释是否正确。

（2）测交思路

F1可产生2种类型的配子（A和a），而隐性亲本只产生1种类型的配子（a）；雌雄配子结合产生两种后代，分别表现为紫花（Aa）和白花（aa），而且这两种后代的数目之比应为1：1。如果测交后代分离比与预期相同，则完全证实F1产生了A、a两种数量相等的配子，还证实F1的基因型是Aa。

（3）测交实验结果证明孟德尔对基因分离现象的解释是完全正确的。

3. 基因的分离定律的实质

成对的等位基因位于一对同源染色体上。当细胞进行减数分裂时，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。这就是基因的分离定律。

4. 不完全显性遗传：显性遗传在生物界普遍存在，但有的相对性状不分显性和隐性，在杂种体内同时表现出来，这样的现象叫做不完全显性遗传。在不完全显性遗传实验中，F1 的表现型和F2 的性状分离比与完全显性遗传不大相同。

不完全显性遗传实例

【典型例题】

1．豌豆是一种理想的杂交实验材料。这是因为（）

A．豌豆是严格的自花授粉植物

B．不同品种的豌豆具有易于区分的相对性状

C．豌豆生长期短、易于栽培

D．A、B、C 3项都是

分析：孟德尔选择豌豆作杂交实验材料，是因为豌豆具有A、B、C各项优点。答案D。

2．等位基因的分离发生于（）

A．有丝分裂后期 B．减数第二次分裂后期

C．减数第一次分裂后期 D．受精卵发育过程中

分析：等位基因的分离发生在同源染色体联会之后，随同源染色体的分离而分开，属减数第一次分裂后期。答案C。

3．豚鼠黑色皮毛对白色皮毛为显性。如果一对杂合的黑毛豚鼠交配，一胎产下4仔，则4仔的表现型可能是（）

①全部黑色②3黑1白③2黑2白④1黑3白⑤全部白色

A．② B．②④ C．②③④ D．①②③④⑤

分析：杂合的黑毛豚鼠交配，按分离定律分析，子代黑毛与白毛的比为3︰1，由于子代数量不是足够多，故不能准确套用以上比例，而是五种可能都存在。选D。

4．下图为两个苯丙酮尿症遗传系谱图。其中Ⅱ2和Ⅱ3婚配产生的后代为苯丙酮尿症的概率是（）

A. 1/4

B. 3/4

C. 1/6

D. 1/9

分析：分析图解，正常的亲代生出患病的子代，可断定苯丙酮尿症为隐性性状。由子代均既有患者又有正常，可知亲代个体1、2、3、4都是杂合体。Ⅱ2和Ⅱ3虽表现正常，但他们可能是杂合体的机率为2/3，他们的子代患病的机率是2/3×2/3×1/4=1/9。答案D。

5．玉米幼苗绿色与白色是一对相对性状（用A和a表示）。现用两个杂合子杂交所产生的种子作实验种子，将400粒播种在黑暗处，另将400粒播种后置于有光处。统计种子萌发后幼苗的表现型，结果如下表所示。下列对实验结果的分析中，错误的是（）

A．光是叶绿素形成的必要条件

B．光照下能形成叶绿素的性状是显性性状

C．表现型是基因型和环境因素共同作用的结果

D．绿色幼苗的基因型都是AA

分析：在无光条件下种子都是白色苗，说明光是叶绿素形成的必要条件。有光条件下绿苗与白苗的比例为3︰1，证明只有隐性纯合子不能形成叶绿体，AA、Aa都能形成叶绿体，故D错。

6．将具有1对等位基因的杂合子，逐代自交3次。在F3代中杂合子占总数的（）

A．1/8 B．7/8 C．7/16 D．9/16

分析：杂合体自交，其子代中纯合体和杂合体各占1/2，逐代自交3次，杂合体的比例为1/23，即1/8，答案 A。

7．大豆的白花和紫花为一对相对性状。下列4种杂交实验中，能判定性状显隐性关系的是（）

①紫花×紫花→紫花②紫花×紫花→301紫花+110白花③紫花×白花→紫花

④紫花×白花→98紫花+107白花

A．①③ B．②③ C．③④ D．①④

分析：①无性状分离，④是测交，均不能断定性状显隐性关系；②为F1自交子代性状分离比为3︰1，紫花为显性性状；③为两纯种亲本杂交，F1表现显性亲本性状。B正确。

【模拟试题】（答题时间：60分钟）

一、选择题

1. 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

2.让杂合子Aa连续自交三代，则第四代中杂合子所占比例为……………（）

A．1/4 B．1/8 C．1/6 D．1/32

3．在一个生物群体中，若仅考虑一对等位基因，可有多少种不同的交配类型…………（）

A．2种 B. 3种 C．4种 D．6种

4.下列各图中不正确的是……（）

A．杂合体豌豆连续自交，其纯合体比例的变化

B．酵母菌产生的二氧化碳的浓度变化

C．卵裂时每个细胞体积的变化

D．细胞有丝分裂中DNA含量的变化

5．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．等位基因随同源染色体的分开而分离

D．测交后代性状分离比为1：1

6. 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的基因型

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

7. 桃果实表面光滑对有毛是显性。现对毛桃的雌蕊授以纯合光桃的花粉，该雌蕊发育成的果实应为… （）

A．光桃 B．毛桃

C. 光桃的概率为三分之一 D．毛桃的概率为三分之一

8. 杂合子高茎豌豆自交，后代中已有16株为高茎，第17株还是高茎的可能性是…（）

A．O B．25％ C．75％ D．100％

9. 基因型为AA的牛与杂种雄牛表现为有角，杂种雌牛与基因型为aa的牛表现为无角，现有一对有角牛交配，生下一只无角牛，这种牛的性别是………（）

A．雄牛 B. 雌牛 C. 雌、雄牛都可 D.无法确定

10. 遗传的基本规律不适合于……………………（）

A．家兔 B.蓝藻 C.团藻 D．小麦

11. 下列属于相对性状的是………………………（）

A．狗的长毛与卷毛 B．兔的长毛与猴的短毛

C．豌豆的黄粒与圆粒 D.人的单眼皮和双眼皮

12. 在孟德尔进行的一对相对性状的实验中，具有l ：1比例的是……（）

①杂种自交后代的性状分离比②杂种产生配子类型的比例③杂种测交后代的性状分离比④杂种自交后代的基因型比例⑤杂种测交后代的基因型组成比例

A.①②④ B．④⑤ C.①③⑤ D．②③⑤

13. 一株纯黄粒玉米（AA）与一株白粒玉米（aa）相互杂交，这两个植株种子中的胚和胚乳细胞的基因型应是…（）

A．胚的基因型不同，胚乳细胞相同

B．胚的基因型相同，胚乳细胞不同

C．胚和胚乳细胞的基因型都相同

D．胚和胚乳细胞的基因型都不相同

二、非选择题

14．种子公司培育的玉米种子一般都是杂种，目的是发挥玉米的杂种优势，产量高，但是该玉米不能留种，若第二年种植将会大量减产，原因是什么?

15. 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，据图分析完成问题：

（1）该遗传病是受（填“常染色体”或“X染色体”）上的隐性基因控制的。

（2）图中I2的基因型是，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，所生儿子为白化病患者，则第二个孩子为白化病女孩的几率是。

16. 下图是一个遗传系谱图，该遗传病由常染色体上的一对等位基因控制，A为显性基因，a为隐性基因。请完成下列问题：

（1）该遗传病的致病基因是性基因。

（2）3号的基因型是。

（3）7号是纯合子的概率是。

（4）8号与表现型正常的男性结婚，所生孩子患遗传病的最大概率是。

17.下图是某遗传病的系谱图（设该病受一对等位基因控制，D是显性，d是隐性）。看图完成问题：

（1）9为纯合子的几率是。

（2）10与13可能相同的基因型是。

（3）10、1l、12都表现正常，他们的父亲5最可能的基因型是。

试题答案

一、选择题

1. C；

2. B；

3. D；

4. B；

5. C；

6. B；

7. B；

8. C；

9. B；10. B；11. D；12. D；13.

B.

二、非选择题

14. 玉米是杂种，自交后代会出现性状分离。

15. （1）常染色体（2）Aa aa （3）AA或Aa 1/3 （4）1/8

16. （1）隐（2）AA或Aa （3）1/3 （4）1/2

17. （1）0 （2）Dd （3）DD

第一节基因的分离定律

一、教学目的：

1．基因的分离定律发现过程

2.概念的了解

二、教学重难点

难点：

1．对分离现象的解释。

2．基因分离定律的实质。

难点：

对分离现象的解释

三、板书设计：

一、概念：

相对性状

显性性状

隐性性状

性状分离

显性基因

隐性基因

纯合子

杂合子

等位基因

表现型

基因型

二、研究过程：

1、发现问题

2、设计假说，解释问题

3、设计试验，验证假说

4、得出结论

四、教学过程：

阅读课本有关内容，找出以下概念，并加以比较

一、基本概念：相对性状、显性性状、隐性性状、性状分离、显性基因、隐性基因、纯合子、杂合子、等位基因、表现型、基因型、完全显性、不完全显性、共显性

二、区分概念：

杂交、回交、正交、反交、自交、测交、父本、母本

三、遗传图解中常用符号：

P—亲本；♀—母本；♂—父本；×—杂交；??—自交；F1—杂种子一代；F2—杂种第二代阅读课本有关内容，找出以下概念，并加以比较

阅读课本关于豌豆杂交试验的有关内容，回答：

1.基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位，那么，基因在传种接代中有什么样的传递规律？遗传学的奠基人是谁？

2.研究遗传规律的基本方法是什么？

3.孟德尔选用的实验材料是什么？为什么选用它？

一、基因的分离规律

1.一对相对性状的遗传试验

（1）试验过程

研究特点：①试验材料——选用自花传粉的豌豆

②分析研究方法——从一对相对性状入手

③运用数学方法——统计学方法

（2）试验结果

①无论正交反交，F1只表现显性性状；

②F1自交，F2出现性状分离，分离比接近于3：1（高茎：矮茎）

2.对分离现象的解释

思考：①什么是基因？基因位于何处？

②显性基因用什么字母表示？

③什么是等位基因？基因在体细胞和生殖细胞中分布有何特点？

④生殖细胞中基因是成单存在的，受精卵中呢？原因？

习题反馈：

1.性状分离是指（）。

A.同源染色体的分离

B.同源染色体同一位置上基因的分离

C.等位基因的分离

D.杂种后代表现出相对性状的不同类型

2.研究基因传递规律主要是通过下列哪项的遗传来推知的？（）A.染色体；B.DNA；C.基因；

D.性状

3.许多纯种高茎豌豆自花传粉而生成的后代很可能有A.100%高茎；B.25%高茎；C.50%高茎；

D.25%矮茎

4.在正常情况下，T和t这一对基因会成对存在于（）A.合子；B.配子；C.次级精母细胞；

D.卵细胞

5.等位基因的分离可能发生在A.DNA复制时；B.有丝分裂后期；C.减数第一次分裂；D.减数第二次分离

3.测交——对分离现象解释的验证

思考：①为什么要进行测交试验？

②测交是怎样进行的？

③按孟德尔的解释，杂种子一代Dd能产生几种配子？数量比如何？

④测交的遗传图解该怎样写？

通过测交，如果预期的结果和实践结果一致，则假说可以上升为真理，由此得出科学研究的一般方法：试验结果→假说→试验验证→验证结果与假说推论结果一致→假说上升为真理，若二者不一致时，否定假说

4.基因分离定律的实质

思考：①什么是等位基因？它包括哪两个要点？

②分离定律的实质是什么？

③基因分离定律的适用范围是什么？

注：基因位于染色体上，和染色体同处于平行关系，在杂合子（F1）细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性，生物体在进行减数分裂形成配子时，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随着配子遗传给后代。

5.基因型和表现型

思考：①基因型和表现型的关系？

②生物体在整个发育过程中，除受到内在因素基因的控制外，还受什么影响？

注：

基因型是性状表现的内在因素，表现型则是基因型的表现形式

表现型相同的个体，基因型不一定相同，基因型相同的个体，只有在外界环境相同的条件下，表现型才相同

总结：分离定律是指杂合子在进行减数分裂时，等位基因随着同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随着配子遗传给后代。

扩展应用：应用分离定律，根据亲、子二代的表现型可推知基因型。如课本习题三.2

解题思路：1.首先确定显性性状（第1小题）；

2.先确定隐性性状的基因型，其必定是纯合体如皱粒rr

3.得出答案

四、在农业育种中的应用

①根据分离定律知道杂交的F2开始出现性状分离，其中隐性性状个体能稳定遗传。显性性状中的部分个体在下一代出现性状分离。因此，目前生产上有效的方法是，年年选用适宜的品种，杂交这种杂种优势（优良性状）的利用只局限在第一代；

②小麦的某些抗病性状，多数由显性基因控制的。很多小麦都是杂种，你怎样得到能稳定遗传，即不发生性状分离的纯种抗病小麦？

③如果所要选育的作物性状由隐性基因控制的，则F1不会表现出来，这样的作物能丢掉吗？为什么？

④基因型为Dd的个体，连续自交两代，杂合子在后代中所占比例是多少？如果自交三代、四代……n代呢？

五、在人类遗传病中的应用

例：人类的白化病，机洋白头。因缺乏黑色素，所以皮肤白色，头发黄色，虹膜带红色（血管颜色），畏光，它是隐性遗传病，由隐性基因a控制，正常人由正常基因A控制。

思考：一对表现正常的夫妇，生了一个患白化病的孩子。如果他们再生一个孩子，表现正常的概率是多少？患白化病的概率是多少？

7.基因分离定律的例题分析

例1（以因求果题）：解题思路：由亲代基因型→双亲配子型及其概率→子代基因型及其概率→子代表现型及其概率

例2（由果推因题）：解题思路：子代表现型及其比例→双亲的交配方式→双亲的基因型

判断显隐性的方法：

无物生有是隐性；有有生无是显性

六、基因的分离规律（具体题目解法类型）

1、正推类型：已知亲代（基因型或纯种表现型）求子代（基因型、表现型等），

只要能正确写出遗传图解（二1）即可解决，熟练后可口答。

2、逆推类型：已知子代求亲代（基因型），如书P168四2

分四步①判断出显隐关系②隐性表现型的个体其基因型必为隐性纯合型（如aa），而显性表现型的基因型中有一个基因是显性基因，另一个不确定（待定，写成填空式如 A ？）；③根据后代表现型的分离比推出亲本中的待定基因④把结果代入原题中进行正推验证

3. 运用概率论的有关知识解答遗传规律问题

所谓概率是指在反复试验中，预期某一事件的出现次数的比例，用P（A）表示。它从数量上反映了一个事件发生的可能性的大小。一个事件的概率总是：0＜ P(A)＜ 1。遗传比率的计算主要是根据概率的两个定理：

（1）加法定理：如果事件A、B互斥，那么事件A+B发生（即A、B中有一个发生）的概率，等于事件A和B分别发生的概率的和。即：P(A+B)=P(A)+P(B)

(2)乘法定理：两个相互独立事件同时发生的概率，等于每个事件发生的概率的积。即：P(A·B)=P(A)×P(B)

4.在分离定律中的应用

分离定律（包括自由组合定律）题，主要涉及到三个方面内容，一是分析亲本产生的配子，二是分析子代基因型，三是分析子代表现型。分析配子的情况（包括种类及各配子所占的比例），根据减数分裂的特点，可以直接求出。分析子代基因型和表现型（种类及各基因型或表现型所占比例），情况复杂一些。下面通过例子来说明。

例1 已知两亲本基因型分别为Aa和aa，求：子一代F1基因型的种类及各基因型所占比例。（1）求F1基因型的种类

分析：亲本Aa产生两种配子：A和a，aa只产生一种配子：a。由于在受精作用中，雌雄配子随机结合，因此，F1基因型：(A+a)×a=Aa+aa 即基因型共两种：Aa和aa

（2）求F1基因型Aa所占比例

分析：子一代Aa，基因A和a分别来自两个亲本，可看作是两个独立事件。产生Aa个体，就是两个独立事件同时出现。因此，根据乘法定理： P(Aa)=P(A)×P(a)=1/2×1=1/2，类似地，子一代aa的概率：P(aa)=P(a)×P(a)=1/2×1=1/2，知道了子一代的基因型，根据基因型决定表现型，相应可以求出其表现型的种类及比例。

习题：

1、正常人的褐眼（A）对蓝眼（a）为显性，一个蓝眼男子和一个其母是蓝眼的褐眼女子结婚。从理论上分析，他们生蓝眼孩子的概率是多少？

2、一头黑毛母牛A和一头黑毛公牛B交配，生出一只棕毛的雄牛C（黑毛和棕毛由一对等位基因B、b控制），请回答下列问题：

1）该遗传中，属于显性性状的是什么？棕毛牛C的基因型是什么？；

2）要确定某头黑牛的基因型，在遗传学上常采用什么方法？

3）若A与B再交配繁殖，生出一只黑毛雄牛的概率是多少？