从“孟德尔遗传实验的科学方法”解读高考遗传规律的考察.ppt

从“孟德尔遗传实验的科学方法”解读 高考遗传规律的考察,洛阳中成外国语学校 杨振龙 2012年4月,考 纲 要 求,孟德尔遗传实验的科学方法（） 基因的分离定律（） 基因的自由组合定律（）,孟德尔遗传实验的科学方法（）,孟德尔成功的原因 (1)科学选用了豌豆作为实验的材料。 (2)由单因素（先研究一对相对性状的遗传规律）到多因素（再研究多对相对性状的遗传规律）的研究方法。 (3)应用了统计学方法对实验结果进行统计分析。 (4)创造性地运用科学方法假说演绎法。,考点一：遗传中的经典实验材料,以玉米为材料的遗传习题,例1；玉米是雌雄同株植物，顶部生雄花序，侧面生雌花序。玉米粒的颜色有黄色和紫色，这一对相对性状由一对等位基因Y和y控制。一株由紫色玉米粒发育而成的植株A，与一株由黄色玉米粒发育而成的植株B相邻种植，发现A植株玉米穗上的子粒均为紫色，而B植株玉米穗上的子粒有黄色和紫色两种。取B植株玉米穗上的紫粒玉米单独种植，发育成植株C。右图表示植株C上所结的玉米穗的一面。请回答下面的问题。,根据图中紫色粒和黄色粒的数目，两者之间大致的比例为 _ 。 据图中的玉米粒色及数量比例，推测玉米植株C的基因型为 _ 。 某同学为检验A植株所结紫色玉米粒的遗传因子组合类型，他任意选取A穗上紫色玉米粒两粒， 单独种植，长成后的两个植株所结的全是紫色子粒。由此推断：A植株玉米穗上的紫色子粒均为纯种。 我们认为这个 实验不 够科学，请你设计实验予以证明，并预测结果和得出相应结论。 实验设计：_ _ 。 预测结果和得出相应结论： _ ； _ ； _ 。,紫色：黄色=3：1,Yy,答案：任意选取A穗上紫色玉米粒50粒各自单独种植，观察、记录长成后各个植株上所结玉 米子粒的 颜色。预测结果和得出相应结论： 预测结果和得出相应结论： 如果全为紫色，说明A植株玉米穗上的紫色子粒均为纯种； 如果所有植株玉米穗上都既有紫色又有黄色，说明A植株玉米穗上的紫色子粒均为杂种； 如果有的植株玉米穗上既有紫色又有黄色，有的植株玉米穗上全为紫色， 说明A植株玉米穗上的紫色子粒有纯种和杂种两种。,变式训练1: 给你一粒黄色玉米（玉米为雌雄同株的植物），请你从下列方案中选取一个既可判断其基因型又可保持其遗传特性的可能方案（ ） A.观察该黄粒玉米，化验分析其化学成分 B.让其与白色玉米杂交，观察果穗上玉米粒色 C.进行同株异花传粉，观察果穗上玉米粒色 D.让其进行自花传粉，观察果穗上玉米粒色,答案：C,以果蝇为材料的遗传习题,例2.已知果蝇中，灰身与黑身为一对相对性状（显性基因用B表示，隐性基因用b表示）；直毛与分叉毛为一对相对性状（显性基因用F表示，隐性基因用f表示）。两只亲代果蝇杂交得到以下子代类型和比例：,请回答： （1）控制灰身与黑身的基因位于_ ；控制直毛与分叉毛的基因位于_ 。 （2）亲代果蝇的表现型为：_ ：_ 。 （3）亲代果蝇的基因型为_、_。 （4）子代表现型为灰身直毛的雌蝇中，纯合子与杂合体的比例为_。 （5）子代雄蝇中，灰身分叉毛的基因型为_、_；黑身直毛的基因型为_。,常染色体上,X染色体上,灰身直毛,灰身直毛,BbXFXf,BbXFY,1:5,BBXfY,BbXfY,bbXFY,变式训练2:近百年来，果蝇被应用于遗传学研究的各个方面，而且它是早于人类基因组计划之前而被测序的一种动物。请回答下列有关问题： (1)对果蝇基因组进行研究，应测序_ 条染色体，它们是 _。 (2)请说出果蝇作为遗传学研究好材料的理由（至少2条）： _。 (3)下面为果蝇、两个不同的突变品系与野生型正交与反交的结果,5,3对常染色体中各一条XY,细胞内染色体数目少，便于观察；有很多明显地、容易区分的相对性状；后代数量多，便于统计分析实验结果；,甲组的正交与反交结果相同，则控制果蝇突变型的基因位于_ 染色体上，为_性遗传；乙组的正交与反交结果不相同，分别写出乙组正交与反交两亲本的基因型(基因用W、w表 示) 。 正交：_；反交_。 (4)果蝇灰身和黑身分别由常染色体上的基因B、b控制，现将纯种灰身果蝇和黑身果蝇杂交，产生的F1代雌雄果蝇随机交配，产生F2代，将F2 代中所有黑身果蝇除去，让灰身果蝇自由交配，产生F3代，问F3代中灰身和黑身果蝇的比例为_ 。 (5)果蝇常常生活在腐烂的水果周围。从能量流动的角度看，果蝇中大部分能量流动去向是 _ 。 (6)果蝇的天敌能根据果蝇留下气味去捕食果蝇，同样果蝇也能根据天敌的气味或行为而躲避猎捕，这说明 _ 。,常,隐,XWXW XwY,XwXw XWY,8：1,被自身呼吸作用所消耗,生态系统中的信息传递能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定,考点二：由单因素到多因素的思维方法,例3；已知柿子椒果实圆锥形（A）对灯笼（a）为显性，红色（B）对黄色（b）为显性，辣味（C）对甜味（c）为显性，假定这三对基因自由组合。现有以下4个纯合亲本：,（1）利用以上亲本进行杂交，F2能出现灯笼形、黄色、甜味果实的植株的亲本组合有_。 （2）上述亲本组合中，F2出现灯笼形、黄色、甜味果实的植株比例最高的亲本组合是_，其基因型为_，这种亲本组合杂交F1的基因型和表现型是_ ， 其F2的全部表现型有_， 灯笼形、黄色、甜味果实的植株在该F2中出现的比例是_。,甲X丁、乙X丙、乙X丁,乙X丁,aabbCC 与 AAbbcc,1/16,AabbCc，圆锥形黄色辣味,圆锥形黄色辣味、圆锥形黄色甜味、灯笼形黄色辣味、灯笼形黄色甜味,变式训练3:鸡的羽腿（F）对光腿（f）是显性，豌豆冠（E）对单冠（e）是显性，这两对等位基因均按自由组合规律遗传。现有A和B两只公鸡，C和D两只母鸡，均为羽腿豌豆冠，它们交配产生的后代性状如下： CA羽腿豌豆冠 DA羽腿豌豆冠 CB羽腿豌豆冠和光腿豌豆冠 DB羽腿豌豆冠和羽腿单冠 （1）这四只鸡的基因型分别为：A _ 、B _ 、C _ 、D _ 。 （2）DB交配后代中，羽腿单冠鸡的基因型为 _ ； CB交配后代中，光腿豌豆冠鸡的基因型为 _ 。,FFEE,FfEe,FfEE,FFEe,Ffee，FFee,ffEE，ffEe,变式训练4（洛阳一练）下表表示果蝇(2N = 8)6个品系（都是纯系）的性状和携带这些基因的染色体，品系一都只有一个突变性状，其它性状都正常，且和野生型一致。请回答下列问题：,（1) 研究伴性遗传时，在上表中选择_ (用数宇表示）品系之间杂交最恰当； 用常染色体上的基因通过翅和眼的性状确立自由组合定律的实验时，选择_ (用数字表示）品系之间杂交最恰当。 (2) 让品系中的雌性个体与品系中的雄性个体进行杂交，得到的F1的基因型可能有_。,X,X,VvXY,VvXXr,考点三：应用统计学方法对实验结果进行统计分析,基因间的相互作用(即9331的变式) 题干中如果出现特殊附加条件，可能会出现97、934、961、151等比例，分析时可以按两对性状自由组合的思路来分析。,例4(2010全国新课标，32)某种自花受粉植物的花色分为白色、红色 和紫色。现有4个纯合品种：1个紫色(紫)、1个红色(红)、2个白色(白 甲和白乙)。用这4个品种做杂交实验，结果如下： 实验1：紫红，F1表现为紫，F2表现为3紫1红； 实验2：红白甲，F1表现为紫，F2表现为9紫3红4白； 实验3：白甲白乙，F1表现为白，F2表现为白； 实验4：白乙紫，F1表现为紫，F2表现为9紫3红4白。 综合上述实验结果，请回答： (1)上述花色遗传所遵循的遗传定律是 。,自由组合定律,(2)写出实验1(紫红)的遗传图解(若花色由一对等位基因控制，用A、a表示，若由两对等位基因控制，用A、a和B、b表示，以此类推)。 遗传图解为： (3)为了验证花色遗传的特点，可将实验2(红白甲)得到的F2植株自交，单株收获F2中紫花植株所结的种子，每株的所有种子单独种植在一起可得到一个株系，观察多个这样的株系，则理论上，在所有株系中有4/9的株系F3花色的表现型及其数量比为 。,9紫：3红：4白,例5(2011全国新课标卷)某植物红花和白花这对相对性状同时受多对等位基因控制(如A、a；B、b；C、c)。当个体的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时(即A_B_C_)才开红花，否则开白花。现有甲、乙、丙、丁4个纯合白花品系，相互之间进行杂交，杂交组合、后代表现型及其比例如下：,根据杂交结果回答问题： (1)这种植物花色的遗传符合哪些遗传定律？ (2)本实验中，植物的花色受几对等位基因的控制，为什么？,基因的分离定律和自由组合定律(或者基因的自由组合定律) 。,4对。本实验的乙丙和甲丁两个杂交组合中，F2中红色个体占全部个体的比例为81/(81175)(3/4)4，根据n对等位基因自由组合且完全显性时，F2中显性个体的比例为(3/4)n，可判断这两个杂交组合都涉及4对等位基因。综合杂交组合的实验结果，可进一步判断乙丙和甲丁两个杂交组合中所涉及的4对等位基因相同。,变式训练5（郑州二模）某植物子叶的黄色（Y)对绿色（y)为显性，圆粒种子（R)对皱粒种子（r)为显性。某人用该楫物黄色圆粒和绿色圆粒作亲本进行杂交，发现后代出现4种类型,对性状的统计结果如下图所示，请据图回答问题。,(1) 亲本的基因型组成是_。 (2) 让F1中一株黄色圆粒植株与绿色皱粒植株杂交，得到的F2的表现型及比例有两种可能，分别为_ 或_。,YyRr、yyRr,黄圆绿圆=11,黄圆绿圆黄皱绿皱=1111,(3) 让F1中黄色圆粒植株与绿色皱粒植株杂交，F2的表现 型及其性状分离比是：_(2 分）。 (4) 让F1中黄色圆粒植株自交，F2的表现型及其性状分离 比是：_ (2 分）。 (5) 去掉花瓣，让F1中黄色圆粒植株相互授粉，F2的表现 型及其性状分离比是：_(2 分)。,黄圆绿圆黄皱绿皱=2211（或2/6黄圆，2/6绿圆，1/6黄皱，1/6绿皱）,黄圆绿圆黄皱绿皱=15531（或15/24黄圆，5/24绿圆，3/24黄皱，1/24绿皱）,黄圆绿圆黄皱绿皱=24831（或24/36黄圆，8/36绿圆，3/36黄皱，1/36绿皱）,变式训练6（2011高考题的变式）某植物红花和白花这对相对性状同时受多对等位基因控制(如A、a；B、b；C、c)。当个体的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时(即A_B_C_)才开红花，否则开白花。现有品系1、品系2、品系3、3个不同的纯种白花品系，相互之间进行杂交，杂交组合、后代表现型及其比例如下： 实验1：品系1 X 品系2,F1全为白花； 实验2：品系1 X 品系3,F1全为红花； 实验3：品系2 X 品系3,F1全为白花； 实验4：F1红花 X 品系1,后代表现为1白：3白； 实验5： F1红花 X 品系2,后代表现为1红：7白； 实验6： F1红花 X 品系3,后代表现为1红：1白； 结合上述杂交实验结果，请回答：,（1）根据上述实验可推知，花色性状至少由 _ 对等位基因控制。其判断的主要理由是 _ _ _。 （2）根据以上分析，这三个纯种品系的基因型分别为： 品系1 _ 品系2 _ 品系3 _ （3）用实验2中的F1红花与实验3中的F1白花杂交，后代中红花比例为_ 。 （4）已知花色由花青素（一种小分子的物质）存在情况决定，根据以上实验并结合所学知识，说明性状和基因间的关系为： _ _ _ ； _ _ _ 。,3,由实验5可知， F1测交后代中红花占1/8 ，为（）3故 F1为3对基因杂合,aabbcc,AAbbcc,aaBBCC,aaBBCC,基因可通过控制酶的合成，控制代谢进而控制生物性状,基因和性状之间并不都是简单的线性关系,另外；还要注意自然界中由于致死基因造成的比例异常问题： （1）隐性致死；某隐性基因成对存在时，对个体发育有致死作用。 显性致死；某显性基因存在时，对个体发育有致死作用。 （2）配子致死；指某致死基因在配子时期发生作用，从而不能形成有生活力的某种配子。 合子致死；指致死基因在胚胎时期发生作用，从而不能形成活的幼体。 (3) 完全致死和不完全致死；指某染色体由于片段缺失而造成的有该染色体的个体，全部死亡或部分死亡。,例6（2011福建）5.火鸡的性别决定方式是ZWZZ 型 。曾有人发现少数雌火鸡（ZW）的卵细胞未与精子结合，也可以发育成二倍体后代。遗传学家推测，该现象产生的原因可能是：卵细胞与其同时产生的三个极体之一结合，形成二倍体后代（ WW 的胚胎不能存活）。若该推测成立，理论上这种方式产生后代的雌雄比例是 A.雌：雄=1:1 B. 雌：雄=1:2 C.雌：雄=3:1 D.雌：雄=4:1,D,考点四：“假说演绎法”的应用,“假说演绎法” 是现代科学研究中常用的一种思想方法，它是指在观察和分析的基础上提出问题以后，通过推理和想像提出解释问题的假说，根据假说进行演绎推理，再通过实验检验演绎推理的结果。如果实验结果与预期结果相符，就证明假说是正确的，反之，则说明假说是错误的。以下为假说演绎推理的逻辑关系。,有很多同学其实并不理解孟德尔的“假说演绎法”；如（1）；一对相对性状的纯合亲本杂交，无论正交、反交F1总表现为显性性状；F1自交F2出现性状分离，以上论述属于“假说演绎法”中的？ （2）；那么孟德尔的“假说”又是什么？其核心又是什么？ （3）；我们常说的“演绎”又指什么？,“假说演绎法”在科学发展中起着十分重要的作用，例如，孟德尔发现基因分离定律和自由组合定律的过程；摩尔根证明基因在染色体上的实验过程；DNA分子的半保留复制特点的提出，等科学发现都是“假说演绎法”的生动体现。,一、 在解决判断遗传方式问题中的应用,例7(2006年全国I卷的第31题)从一个自然果蝇种群中选出一部分未交配过的灰色和黄色两种体色的果蝇，这两种体色的果蝇数量相等，每种体色的果蝇雌雄各半。已知灰色和黄色这对相对性状受一对等位基因控制，所有果蝇均能正常生活，性状的分离符合遗传的基本定律。 请回答下列问题： （1）种群中的个体通过繁殖将各自的_ 传递给后代。 （2）确定某性状由细胞核基因决定，还是由细胞质基因决定，可采用的杂交方法 是_ 。,基因,正交和反交,（3）如果控制体色的基因位于常染色上，则该自然果蝇种群中控制体色的基因型有_ 种；如果控制体色的基因位于X染色体上，则种群中控制体色的基因型有_ 种。 (4)现用两个杂交组合：灰色雌蝇黄色雄蝇、黄色雌蝇灰色雄蝇，只做一代杂交试验，每个杂交组合选用多对果蝇。推测两个杂交组合的子一代可能出现的性状，并以此为依据，对哪一种体色为显性性状，以及控制体色的基因位于X染色体上还是常染色体上这两个问题，做出相应的推断。(要求：只写出子一代的性状表现和相应推断的结论),3,3,5,解析：此题的前三小题都比较简单，我重点来分析第四小题： 我们不妨采用假说演绎法进行解答。 假设1 黄色为显性，基因位于常染色体上。 则 P 灰色雌蝇黄色雄蝇 P 黄色雌蝇灰色雄蝇 aa AA(或Aa) AA(或Aa) aa F1 Aa (Aa aa ) F1 Aa (Aa aa ） 黄色 黄色 灰色 黄色 黄色 灰色 后代的性状表现都是：黄色个体多于灰色个体， 并且体色的遗传与性别无关。 假设2 灰色为显性，基因位于常染色体上。 后代的性状表现都是：灰色个体多于黄色个体， 并且体色的遗传与性别无关。,假设3 黄色为显性，基因位于X染色体上。 则 P 灰色雌蝇黄色雄蝇 XaXa XAY F1 XAXa XaY 黄色雌性 灰色雄性 后代的性状表现：雄性全部表现灰色， 雌性全部表现黄色。 P 黄色雌蝇灰色雄蝇 XA XA(或XAXa) XaY 后代的性状表现：雌雄都有黄色和灰色，黄色个体多于灰色个体。 假设4 灰色为显性，基因位于X染色体上。（请同学们自己演绎一下）,根据以上分析，我们可以比较方便的写出第(4)小题的正确答案。 如果两个杂交组合的子一代中都是黄色个体多于灰色个体，并且体色的遗传与性别无关，则黄色为显性，基因位于常染色体上。 如果两个杂交组合的子一代中都是灰色个体多于黄色个体，并且体色的遗传与性别无关，则灰色为显性，基因位于常染色体上。 如果在杂交组合灰色雌蝇黄色雄蝇中，子一代中的雄性全部表现灰色，雌性全部表现黄色；在杂交组合黄色雌蝇灰色雄蝇中，子一代中的黄色个体多于灰色个体，则黄色为显性，基因位于X染色体上。 如果在杂交组合黄色雌蝇灰色雄蝇中，子一代中的雄性全部表现黄色，雌性全部表现灰色；在杂交组合灰色雌蝇黄色雄蝇中，子一代中的灰色个体多于黄色个体，则灰色为显性，基因位于X染色体上。,二、在解决伴性遗传问题中的应用,例8：鸽子从出生到成年，雌雄个体在外观上几乎完全一样，仅凭肉眼难以区别性别，已知雌性鸽子的性染色体组成为ZW，雄性鸽子的性染色体组成为ZZ。在鸽子中，有一伴Z染色体的复等位基因系列，BA(灰红色)对B(蓝色)显性，B对b(巧克力色)显性。现有一只灰红色鸽子和一只蓝色鸽子，它们的后代中出现了一只巧克力色的个体， 据此： (1)能否判断出这3只鸽子的性别?请用遗传图解辅以文字表达的方式推导结果。 (2)若题中灰红色鸽子和蓝色鸽子进行多次杂交，请求出后代的表现型及其比例(理论值),写出推导过程。,(1)解析 假设一：灰红色鸽子为雄性，蓝色鸽子为雌性，则有： P：ZBAZ-（灰红色）ZBW（蓝色） F1 Zb（巧克力色） 由子代的表现型可知，亲本中灰红色鸽子的基因型必然为ZBAZb，所以子代鸽子的基因型必然为ZbW，为雌性。 假设二：灰红色鸽子为雌性，蓝色鸽子为雄性，则有： P：ZBAW（灰红色）ZBZ-（蓝色） F1 Zb（巧克力色） 由子代的表现型可知，亲本中蓝色鸽子的基因型必然为ZBZb，所以子代鸽子的基因型必然为ZbW，为雌性。 结论：两种假设中，子代巧克力色鸽子的基因型均为ZbW，所以其性别可以确定为雌性，但两种假设都成立，故亲本的性别无法确定。,（2）解析 若假设一成立，则有： P： ZBAZb（灰红色）ZBW（蓝色） F1 ： ZBAZB ZBAW ZBZb ZbW （灰红色）（灰红色）（蓝色）（巧克力色） 2 ： 1 ： 1 若假设二成立：则有： P：ZBAW（灰红色）ZBZb（蓝色） F1 ： ZBAZB ZBAZb ZBW ZbW （灰红色）（灰红色）（蓝色）（巧克力色） 2 ： 1 ： 1 故灰红色鸽子和蓝色鸽子进行多次杂交后，后代的表现型及其比例为：灰红色：蓝色：巧克力色2：1：1,三、在解决遗传系谱问题中的应用,例9：（06天津）某种遗传病受一对等位基因控制，下图为该遗传病的系谱图。下列叙述正确的是,A该病为伴X染色体隐性遗传病，1为纯合子 B该病为伴X染色体显性遗传病，4为纯合子 C该病为常染色体隐性遗传病，2为杂合子 D该病为常染色体显性遗传病，3为纯合子,解析：平时我们可以根据口诀：无中生有为隐性，隐性遗传看女病，父（子）无病为常体；有中