高中生物第1輪總復習 第1講 孟德爾的豌豆雜交實驗(一)課件 新人教版必修2（廣東專版）

（遺傳類實驗的答題技巧：顯隱性的判斷） 一、遺傳學相關概念解讀 1.遺傳相關概念間的關系 本講的概念比較多,要注意聯系在一起,多做比較,可以采用如下的圖解,幫助理解記憶。 2概念要點解讀 (1)相對性狀的概念要同時具備三個要點：同種生物、同一性狀、不同表現類型。 (2)等位基因 存在：存在于雜合子的所有體細胞中。 位置：位于一對同源染色體的同一位置上。 特點：能控制一對相對性狀，具有一定的獨立性。 分離的時間：減數第一次分裂的后期(不發(fā)生交叉互換時)。 (3)純合子自交后代仍是純合子，能夠穩(wěn)定遺傳；雜合子自交后代出現性狀分離，不能穩(wěn)定遺傳，其后代中既有純合子，也有雜合子。 (4)基因型是表現型的內在因素，表現型則是基因型的表現形式。表現型相同，基因型不一定相同；在相同環(huán)境下，基因型相同，則表現型相同；在不同的環(huán)境下，基因型相同，表現型可能不同。表現型是基因型與環(huán)境相互作用的結果，簡單表示如下： 表現型基因型(內因)環(huán)境條件(外因)。遺傳行為：隨同源染色體的分開而分離，分別進入兩個配子中，獨立地隨配子遺傳給后代。 (5)自交與自由交配的比較：自交強調的是相同基因型個體之間的交配；自由交配強調的是群體中所有個體進行隨機交配。如基因型為AA、Aa群體中自交是指：AAAA、AaAa；而自由交配是指AAAA、AaAa、AAAa、AaAA隨機組合。通常自由交配中的相關計算借助于基因頻率。 【例1】下面有關概念之間關系的敘述，正確的是() A表現型決定了基因型 B等位基因控制相對性狀 C雜合子自交后代沒有純合子 D性狀分離是由于等位基因分離BD【解析】基因型與環(huán)境相互作用決定表現型。雜合子自交后代將有純合子個體產生，如：基因型Aa的個體自交，可以產生基因型為AA和aa的純合子個體。 二、孟德爾豌豆雜交實驗 1實驗材料(豌豆)選擇 (1)豌豆是自花傳粉植物，而且是閉花受粉，所以在自然狀態(tài)下，能避免外來花粉的干擾(自然狀態(tài)下，各個品種的豌豆都是純種)，結果既可靠又易于分析。 (2)豌豆的一些品種具有易于區(qū)分的相對性狀，實驗結果易于觀察和分析。 (3)繁殖周期短，后代數量大。 【例2】孟德爾獲得成功的重要原因之一是合理設計了實驗程序。孟德爾以高莖(D)純種豌豆和矮莖(d)純種豌豆作親本，分別設計了純合親本的雜交、F1的自交、F1的測交三組實驗，按照假說演繹法“分析現象做出假設檢驗假設得出結論”，最后得出了基因的分離定律。據此分析回答下列問題： (1)為解釋實驗現象，孟德爾提出的假設是_。 (2)孟德爾所進行的三組實驗中，在檢驗假設階段進行的實驗是_。 (3)F1測交，即讓F1植株與_雜交。正反交結果相同，說明_。 (4)將F2中所有的高莖豌豆播種后進行自交，后代出現的表現型及比例為_；如果其中某類種子自交后只表現出一種表現型，則該類型種子的基因型是_。 【解析】孟德爾所做假設是生物的性狀是由遺傳因子決定的，體細胞中遺傳因子是成對存在的，生物體在形成配子時，成對的遺傳因子彼此分離，分別進入不同的配子中。受精時，雌雄配子的結合是隨機的。其核心內容是“生物體形成配子時，成對的基因彼此分離，分別進入不同的配子中”。孟德爾通過測交實驗驗證假設，測交是F1和隱性純合子雜交的過程，孟德爾檢驗的實質是F1的基因型。正反交結果相同說明控制有關性狀的基因為核基因。F2中高莖豌豆的基因型有DD、Dd兩種，其中DD占1/3，Dd占2/3，自交后代應有5/6高莖(DD、Dd)、1/6矮莖(dd)，二者比例為高莖矮莖51。 【答案】 (1)生物的性狀是由遺傳因子決定的，體細胞中遺傳因子是成對存在的，生物體在形成配子時，成對的遺傳因子彼此分離，分別進入不同的配子中。受精時，雌雄配子的結合是隨機的 (2)F1測交 (3)隱性純合子(矮莖)控制有關性狀的基因為核基因(該遺傳方式是細胞核遺傳) (4)高莖矮莖51DD 三、分離定律的實質及細胞學基礎分析 1實質：在雜合子內，成對的遺傳因子分別位于一對同源染色體上，具有一定的獨立性，在雜合子形成配子時，成對的遺傳因子隨著同源染色體的分開而分離，分別進入兩個不同的配子中，獨立地隨著配子遺傳給后代。 2細胞學基礎：減數分裂中隨同源染色體分離，等位基因分開，如下圖所示：3適用范圍及條件(1)范圍：真核生物有性生殖的細胞核遺傳。一對等位基因控制的一對相對性狀的遺傳。(2)適用條件：子一代個體形成的配子數目相等且生活力相同。雌雄配子結合的機會相等。子二代不同基因型的個體存活率相同。遺傳因子間的顯隱性關系為完全顯性。觀察子代樣本數目足夠多。 【例3】下列關于分離規(guī)律的說法，正確的是() A如果決定性狀的基因存在于線粒體，自交后代性狀分離比不遵循分離規(guī)律 B適用于有性生殖，也適用于無性生殖 C適用于減數分裂，不適用于受精作用 D適用于動物，不適用于植物【解析】孟德爾的分離定律適用于核遺傳，有性生殖、減數分裂和所有的真核生物。而不適用于質遺傳，無性生殖、受精作用和原核生物。AC 四、分離定律的解題方法與規(guī)律親本子代基因型子代表現型AAAAAA全為顯性AAAaAAAa11全為顯性AAaaAa全為顯性AaAaAAAaaa121顯性隱性31AaaaAAaa11顯性隱性11aaaaaa全為隱性 1由親代推斷子代的基因型、表現型(正推型) 2.由子代推斷親代的基因型(逆推型) (1)基因填充法。先根據親代表現型寫出能確定的基因，如顯性性狀的基因型可用A_來表示，那么隱性性狀基因型只有一種aa，根據子代中一對基因分別來自兩個親本，可推出親代中未知的基因。 (2)隱性純合突破法。如果子代中有隱性個體存在，它往往是逆推過程中的突破口，因為隱性個體是純合子(aa)，因此親代基因型中必然都有一個a基因，然后再根據親代的表現型做進一步的判斷。 (3)根據分離定律中規(guī)律性比值來直接判斷： 若后代性狀分離比為顯性隱性31，則雙親一定都是雜合子(Bb)。即BbBb3B_1bb。 若后代性狀分離比為顯性隱性11，則雙親一定是測交類型。即Bbbb1Bb1bb。 若后代只有顯性性狀，則雙親至少有一方為顯性純合子。即BBBB或BBBb或BBbb。 若后代只有隱性性狀，則雙親一定都是隱性純合子(bb)。即bbbbbb。 3雜合子Aa連續(xù)多代自交問題分析 (1)雜合子Aa連續(xù)自交，第n代的比例情況如下表： (2)根據上表比例，純合子、純合子所占比例坐標曲線圖為： 具有一對相對性狀的雜合子自交，后代中純合子的比例隨自交代數的增加而增大，最終接近于1，且顯性純合子和隱性純合子各占一半。 具有一對相對性狀的雜合子自交，后代中雜合子比例隨自交代數的增加而遞減，每代遞減50%，最終接近于零。 由該曲線得到啟示：在育種過程中，選育符合人們要求的個體，可進行連續(xù)自交，直到性狀不再發(fā)生分離為止，即可留種推廣使用。 【例4】基因型為Dd的玉米自花傳粉，下圖中可以表示自交系第n代的個體中純合子的概率是() Aa Bb Cc DdA 【解析】雜合子連續(xù)自交，后代中雜合子的比例越來越小，純合子的比例越來越大。推導過程如下：Dd自交一代后，基因型為DD、Dd和dd三種，其比例是1/4、2/4和1/4。再自交一代，DD自交后仍是DD，比例為1/4；Dd自交后代的基因型為DD、Dd和dd，比例分別為1/42/41/8、2/42/41/4和1/42/41/8；dd自交后仍是dd，比例為1/4。將上述三項合并后，DD為3/8，Dd為1/4，dd為3/8。依此類推，自交n代后，雜合子Dd為1/2n，則純合子所占比率為：11/2n，據此可知，只有a曲線與此相符。雜合子(Aa)自交n代后雜合子占1/2n，純合子占11/2n；顯性純合子和隱性純合子各占一半。 4基因分離定律在實踐上的應用 (1)指導雜交育種 第一步：按照育種的目標，選配親本進行雜交； 第二步：根據性狀的表現選擇符合需要的雜種類型； 第三步：有目的地選育，培養(yǎng)出穩(wěn)定遺傳的新品種：如果優(yōu)良性狀是隱性的，可直接在F2代中選種培育；如果優(yōu)良性狀是顯性的，則必須從F2代起連續(xù)自交，選擇若干代(一般56代)，直至不再發(fā)生性狀分離為止。 (2)在醫(yī)學實踐中的應用 【例5】采用下列哪組方法，可以依次解決至中的遺傳問題() 鑒定一只白羊是否是純種 在一對相對性狀中區(qū)分顯性和隱性 不斷提高小麥抗病(顯性性狀)品種的純合度 檢驗雜種F1的遺傳因子組成 A雜交、自交、測交、測交 B測交、雜交、自交、測交 C測交、測交、雜交、自交 D雜交、雜交、雜交、測交B 【解析】自交是指植物自花受粉和同株異花授粉，遺傳因子組成相同的生物個體間相互交配的方式，可以是純合子(顯性純合子或隱性純合子)自交或雜合子自交；雜交是遺傳因子組成不同的生物個體之間的交配方式，可以是同種生物個體雜交，也可以是不同種生物個體雜交；測交是指雜種子一代與隱性純合子之間的交配，主要用于測定F1的遺傳因子組成，也可以用來判斷另一個個體是雜合子還是純合子。由此看來要用測交，可以用雜交，而應該用自交。 幾種交配類型續(xù)表續(xù)表遺傳類實驗的考查是高考的熱點，考查時經常涉及基因顯隱性的判斷、基因型的判斷、基因位置的判斷和遺傳規(guī)律的驗證等類型。此類問題的解題思路依賴于對遺傳內容的基本概念和原理的理解，同時還需要認真體會生物學家們發(fā)現遺傳規(guī)律的思維方式和基本方法。一、理論歸納判斷顯隱性的方法續(xù)表二、演練科學家選用萌發(fā)的普通甜椒的種子搭載“神舟”飛船，在從太空返回后種植得到的植株中選擇果實較大的個體，培育出大果實“太空甜椒”。假設果實大小是一對相對性狀，且是由單基因控制的完全顯性遺傳，請你用原有的純種小果實普通甜椒和大果實甜椒為實驗材料，設計一個實驗方案，以鑒別“太空甜椒”大果實這一性狀的顯隱性。(1)你的實驗方案： 。直接用純種小果實個體與大果 實個體雜交，觀察后代的性狀(2)分析實驗，預測結果：如果后代全部表現為小果實，則 ； ，則大果實為顯性性狀。小果實為顯性性狀如果后代出現大果實性狀 【解析】由于萌發(fā)的種子在太空中接受了大劑量的射線輻射，突變幾率會大大提高。突變時既可單個基因突變，也可同一位置上的一對基因同時發(fā)生突變，即突變個體既可是雜合子，又可是純合子；又由于選用的原有的小果實普通甜椒是純種，因此讓突變個體與純種小果實普通甜椒進行雜交，根據后代的表現型就可判斷出顯、隱性性狀。若小果實為顯性，則大果實個體全為純合子隱性，則雜交后代全為小果實；若大果實為顯性，則大果實個體既有純合子，又有雜合子，則雜交后代只要出現大果實個體，即可證實大果實為顯性性狀。 1.(2010上海)人的前額V形發(fā)尖與平發(fā)際是由常染色體上單基因控制的一對相對性狀(見下圖)。約翰是平發(fā)際，他的父母都是V形發(fā)尖。約翰父母生一個平發(fā)際女孩的概率是( )D A1/4 B1/2 C1/16 D1/8 【解析】父母都是V形發(fā)尖，兒子平發(fā)際，確定V形發(fā)尖為顯性；從題干信息知，該相對性狀是由常染色體上的單基因控制的，推知父母都是雜合子，用A、a來表示：AaAa1/4aa，又因是女兒，所以生一個平發(fā)際女孩的概率是1/8。 2.(2010全國)已知某環(huán)境條件下某種動物的AA和Aa個體全部存活，aa個體在出生前會全部死亡。現有該動物的一個大群體，只有AA、Aa兩種基因型，其比例為12。假設每對親本只交配一次且成功受孕，均為單胎。在上述環(huán)境條件下，理論上該群體隨機交配產生的第一代中AA和Aa的比例是( ) A11 B12 C21 D31A 【解析】在該群體中AA1/3，Aa2/3，則配子A2/3，a1/3，則子代中AA4/9，Aa4/9，aa1/9(死亡)。則子代中AA和Aa的比例是11。 3.(2009江蘇)下列有關孟德爾豌豆雜交實驗的敘述，正確的是( ) A孟德爾在豌豆開花時進行去雄和授粉，實現親本的雜交 B孟德爾研究豌豆花的構造，但無需考慮雌蕊、雄蕊的發(fā)育程度 C孟德爾根據親本中不同個體表現型來判斷親本是否純合 D孟德爾利用了豌豆自花傳粉、閉花受粉的特性D 【解析】 A中因為豌豆是自花傳粉，閉花受粉，為實現親本雜交，應在開花前去雄；B中研究花的構造必須研究雌雄蕊的發(fā)育程度；C中不能根據表現型判斷親本是否純合，因為顯性雜合子和顯性純合子表現型一樣，D是正確的。4.孟德爾探索遺傳規(guī)律時，運用了“假說演繹”法，該方法的基本內涵是：在觀察與分析的基礎上提出問題后，通過推理和分析提出解決問題的假說，根據假說進行演繹推理，再通過實驗證明假說。下列相關敘述中不正確的是( )BA“為什么F1只有顯性性狀、F2又出現隱性性狀？”屬于孟德爾提出的問題之一B“豌豆在自然狀態(tài)下一般是純種”屬于孟德爾假說的內容C“測交實驗”是對推理過程及結果進行的檢驗D“生物性狀是由遺傳因子決定的、體細胞中遺傳因子成對存在”屬于假說內容 【解析】豌豆在自然狀態(tài)下一般是純種，這是一個事實，不是推理的結果，也不是假說。在“假說演繹”方法中，除進行推理和提出假說外，還應遵循一定的事實。5. (2010廣州模擬)(雙選)“假說演繹法”包括“提出問題、作出假設、驗證假設、得出結論”四個基本環(huán)節(jié)，利用“假說演繹法”，孟德爾發(fā)現了兩個遺傳規(guī)律。下列關于孟德爾的研究過程的分析，不正確的是( )A提出問題是建立在純合親本雜交和F1自交兩組豌豆遺傳實驗的基礎上B孟德爾所作假設的核心內容是“性狀是由位于染色體上的基因控制的”C為了驗證作出的假設是否正確，孟德爾設計并完成了測交實驗，發(fā)現的遺傳規(guī)律適宜解釋所有有性生殖的遺傳現象D孟德爾成功的原因之一不包括選用豌豆作為實驗材料BD 【解析】孟德爾在觀察純合親本雜交得F1和F1自交結果出現性狀分離現象的基礎上，提出了問題：是什么原因導致遺傳性狀在雜種后代中按一定的比例分離呢？其所作假設的核心內容是：生物體在形成配子時，成對的遺傳因子彼此分離，分別進入到配子中。在此基礎上，孟德爾進行了演繹推理，并通過測交實驗證實了自己的假說。6. (雙選)分析下面家族中某種遺傳系譜圖，相關敘述中不正確的是( ) A8與 3基因型相同的概率為2/3 B理論上，該病男女患病概率相等 C7肯定有一個致病基因來自1 D9和8婚配，后代子女發(fā)病率為1/4CD 【解析】據圖10號女性患者的父親5正常，可推斷此遺傳病不是伴性遺傳，而是常染色體隱性遺傳，故7的致病基因a分別來自3和4，4基因型為Aa，因此1遺傳給4的是A。8和9雙親均正常，但有兄弟姐妹患病，他們基因型為AA的概率是1/3、為Aa的概率是2/3。只有當8和9基因型都是Aa時，后代才可能患病，出生患病個體(aa)的概率2/32/31/41/9。7.家兔的黑毛與褐毛是一對相對性狀。現有4只家兔甲、乙、丙、丁，其中甲和乙為雌兔，丙和丁為雄兔。甲、乙、丙兔均為黑毛，丁兔為褐毛。已知甲和丁交配的后代全部為黑毛子兔；乙和丁交配的后代中有褐毛子兔。 請回答：(1)判斷黑毛和褐毛的顯隱性，并用符號B和b表示。 。黑毛(B)對褐毛(b)是顯性(2)寫出甲、乙、丁三只兔的基因型。 。(3)如何鑒別丙兔是純種還是雜種？ 。甲：BB；乙：Bb；丁：bb讓丙與乙交配，若后代全為黑毛子兔，則丙的基因型為BB(純種)；若后代出現褐毛子兔，則丙的基因型為Bb(雜種)【解析】(1)由甲(黑毛)與丁(褐毛)交配的后代全為黑毛子兔，得知黑毛為顯性，褐毛為隱性，且甲為顯性純合，丁為隱性純合。(2)用B、b表示，則甲的基因型為BB，丁的基因型為bb；乙與丁交配的后代中有褐毛子兔，可知乙的基因型為Bb。(3)丙為黑毛，故基因型為BB或Bb，且為雄性。用雜交法來判斷其顯隱性，觀察丙與乙交配的后代的毛色，若子代全為黑色則丙為純種，反之為雜種。