高考生物大一轮复习 第18讲 孟德尔的豌豆杂交实验（一）优选课件.ppt

遗传的基本定律与伴性遗传 第5章 第18讲孟德尔的豌豆杂交实验 一 栏目导航 一 孟德尔的科学研究方法1 豌豆作为实验材料的优点 1 豌豆是 植物 在自然状态下一般是纯种 2 豌豆具有易于区分的 3 豌豆花大 便于进行异花传粉操作 考点一孟德尔遗传实验的科学方法及相关概念 自花传粉 闭花受粉 性状 2 豌豆杂交实验的过程 除去未成熟花的全部雄蕊 套袋隔离 套上纸袋 防止 雌蕊成熟时将另一植株的花粉撒在去雄的雌蕊柱头上再套袋隔离 保证杂交后代得到的种子是人工授粉后所结 去雄 外来花粉干扰 人工授粉 二 一对相对性状的杂交实验 发现问题1 实验过程及现象2 提出问题 由f1 f2的现象分析 提出了 的问题 相对 显性 高茎 性状分离 矮茎 3 1 是什么原因导致遗传性状在杂 种后代中按一定的比例分离 三 对分离现象的解释 提出假说答案遗传因子成对单个分离随机4 四 对分离现象解释的验证 演绎推理1 演绎推理过程 1 原理 隐性纯合子只产生一种含 的配子 所以不会掩盖f1配子中基因的表达 2 方法 实验 即让f1与 杂交 3 画出测交实验的遗传图解 答案如图 隐性基因 测交 隐性纯合子 4 预期 2 测交实验结果 测交后代的高茎和矮茎比接近1 1 3 结论 实验数据与理论分析相符 证明对分离现象的理论解释是正确的 五 分离定律 得出结论1 内容 1 研究对象 控制 的遗传因子 2 时间 形成 时 3 行为 成对的遗传因子发生 4 结果 分离后的遗传因子分别进入 中 随 遗传给后代 测交后代高茎与矮茎的比例为1 1 同一性状 配子 分离 不同配子 配子 2 实质 随 的分开而分离 3 适用范围 1 的遗传 2 上的基因 3 进行 的真核生物 等位基因 同源染色体 一对相对性状 细胞核内染色体 有性生殖 六 性状分离比的模拟实验1 实验原理 甲 乙两个小桶分别代表 桶内的彩球分别代表 用不同彩球随机组合模拟生物在生殖过程中雌 雄配子的随机结合 2 实验注意问题 1 要 抓取 且每抓完一次将小球放回原小桶并搅匀 2 重复的次数足够多 雌 雄生殖器官 雌 雄配子 随机 遗传规律研究方法 假说 演绎 法 1 提出问题 为什么f2中总是出现3 1的比例 2 假说解释 提出遗传因子控制相对性状等观点 3 演绎推理 f1为杂合子 其测交后代为1 1 4 实验验证 测交实验验证演绎推理 5 总结规律 通过实验验证 假说成立 严格的假说 演绎过程 再加上合适的材料和科学的方法 奠定了孟德尔成功的基础 1 判断正误 正确的画 错误的画 1 孟德尔利用了豌豆自花传粉 闭花受粉的特性 2 孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质 3 孟德尔巧妙设计的测交方法只能用于检测f1的基因型 4 孟德尔根据亲本中不同个体表现型来判断亲本是否纯合 2 在孟德尔的豌豆杂交实验中 涉及自交和测交 下列相关叙述中正确的是 a 自交可以用来判断某一显性个体的基因型 测交不能b 测交可以用来判断一对相对性状的显隐性 自交不能c 自交可以用于显性优良性状的品种培育过程d 自交和测交都不能用来验证分离定律和自由组合定律解析自交和测交均可以用来判断某一显性个体的基因型 a项错误 自交可以用来判断一对相对性状的显隐性 但测交不可以用来判断一对相对性状的显隐性 b项错误 自交子代可能发生性状分离 所以自交可用于淘汰隐性个体 提高显性基因的频率 即可用于显性优良性状的品种培育过程 c项正确 自交和测交均能用来验证分离定律和自由组合定律 d项错误 c 3 假说 演绎法 是现代科学研究中常用的方法 包括 提出问题 作出假设 演绎推理 检验推理 得出结论 五个基本环节 孟德尔利用该方法发现了两大遗传定律 下列对孟德尔的研究过程的分析中 正确的是 a 孟德尔的杂交实验 f1的表现型否定了融合遗传 证实了基因的分离定律b 孟德尔所作假设的核心内容有 生物的性状是由遗传因子决定的 而且遗传因子在体细胞中是成对存在的 形成配子时成对的遗传因子分离c 孟德尔发现的遗传规律同样适用于对细菌等原核生物的研究d 萨顿的假说 摩尔根证明基因在染色体上的有关研究 也运用了该科研方法解析孟德尔的杂交实验 f1只有一种表现型 不能证实基因的分离定律 孟德尔的两大遗传定律只适合于真核生物的有性生殖 萨顿的假说运用了类比推理法 并未使用假说 演绎法 b 1 孟德尔选用严格自花传粉的豌豆作为实验材料 用统计学的方法 假说 演绎思路得出了基因的分离定律 测交实验是假说 演绎推理的体现 2 相对性状是指同种生物同一种性状的不同表现类型 3 性状分离是指杂种后代中 同时出现显性性状和隐性性状的现象 4 纯合子体内基因组成相同 杂合子体内基因组成不同 5 纯合子自交后代一定是纯合子 杂合子自交后代既有纯合子也有杂合子 一孟德尔遗传实验的科学方法 例1 全国卷 若用玉米为实验材料验证孟德尔分离定律 下列因素对得出正确实验结论影响最小的是 a 所选实验材料是否为纯合子b 所选相对性状的显隐性是否易于区分c 所选相对性状是否受一对等位基因控制d 是否严格遵守实验操作流程和统计分析方法解析验证分离定律可以采用测交法 杂合子与隐性纯合子杂交 也可以用杂合子自交的方法 因此所选实验材料是否为纯合子不影响实验结果 a 1 相同基因 等位基因与非等位基因 二一对相对性状的杂交实验 1 相同基因 同源染色体相同位置上控制同一性状的基因 如图中a和a叫相同基因 2 等位基因 同源染色体的同一位置控制相对性状的基因 如图中b和b c和c d和d都是等位基因 3 非等位基因 非等位基因有两种情况 一种是位于非同源染色体上的非等位基因 符合自由组合定律 如图中a和d 还有一种是位于同源染色体上的非等位基因 如图中a和b 2 与杂交方式相关的概念及其作用 例2 孟德尔用豌豆进行杂交实验 成功地揭示了遗传的两个基本定律 为遗传学的研究做出了杰出的贡献 被世人公认为 遗传学之父 下列有关孟德尔一对相对性状杂交实验的说法中 错误的是 a 豌豆是自花受粉植物 实验过程中免去了人工授粉的麻烦b 在实验过程中 提出的假说是f1产生配子时 成对的遗传因子分离c 解释性状分离现象的 演绎 过程是若f1产生配子时 成对的遗传因子分离 则测交后代出现两种表现型 且数量比接近1 1d 验证假说阶段完成的实验是让子一代与隐性纯合子杂交解析豌豆是自花传粉植物 在杂交时 要严格 去雄 并 套袋 进行人工授粉 a 1 分离定律的实质下图表示一个基因型为aa的性原细胞产生配子的过程 由图得知 基因型为aa的精 卵 原细胞能产生a和a两种类型的配子 比例为1 1 三分离定律的实质与验证 3 验证方法 1 测交法 让杂合子与隐性纯合子杂交 后代的性状分离比为1 1 2 杂合子自交法 让杂合子自交 若为雌雄异体或雌雄异株个体 采用同基因型的杂合子相互交配 后代的性状分离比为3 1 3 花粉鉴定法 取杂合子的花粉 对花粉进行特殊处理后 用显微镜观察并计数 可直接验证基因的分离定律 4 花药离体培养法 将花药离体培养 只统计某一种性状 其性状分离比为1 1 上述四种方法都能揭示分离定律的实质 但有的操作简便 如自交法 有的能在短时间内做出判断 如花粉鉴定法等 由于四种方法各有优缺点 因此解题时要根据题意选择合理的实验方案 对于动物而言 常采用测交法 例3 有关下面遗传图解的说法 正确的是 a 基因分离定律的实质表现在图中的 b 基因自由组合定律的实质表现在图中的 c aa产生的雌雄两种配子的数量比为1 1d 基因 a 与基因 a 的根本区别在于所含的密码子不同解析 所示的过程为等位基因分离 所示的过程为受精作用 a项正确 图中只有一对等位基因 而基因的自由组合定律是针对两对或两对以上的等位基因 b项错误 等位基因a a分离然后进入不同的配子中 则a a 1 1 但雄配子数量远远多于雌配子数量 c项错误 等位基因不同的根本原因在于碱基对的排列顺序不同 d项错误 a 例1 下列关于遗传学中的一些基本概念的叙述正确的是 a 杂种显性个体与隐性个体杂交子代同时出现显性和隐性性状可称为性状分离b 等位基因的本质区别是控制的性状不同c 非同源染色体自由组合之时 所有的非等位基因也发生自由组合d 纯合子aabb a b位于不同染色体上 减 后期会发生非同源染色体的自由组合 答题送检 来自阅卷名师报告 解析 性状分离的概念是杂种后代中同时显现显性性状和隐性性状的现象 a项错误 等位基因是位于同源染色体的同一位置上控制同一性状的不同表现类型的基因 本质区别是基因中脱氧核苷酸的排列顺序不同 b项错误 非同源染色体自由组合之时 位于非同源染色体上的非等位基因发生自由组合 位于一对同源染色体上的非等位基因不发生自由组合 c项错误 规范答题 d 2分 1 下列关于孟德尔遗传规律的得出过程的说法 错误的是 a 豌豆自花传粉 闭花受粉的特点是孟德尔杂交实验获得成功的原因之一b 统计学方法的使用有助于孟德尔总结数据规律c 进行测交实验是为了对提出的假说进行验证d 假说中具有不同遗传因子的配子之间随机结合 体现了自由组合定律的实质解析孟德尔杂交实验获得成功的原因之一是豌豆是自花传粉 闭花受粉的植物 并且具有容易区分的性状 孟德尔在总结数据 分析数据时应用了统计学的方法 测交实验对假说进行了验证 自由组合定律的实质是非同源染色体上非等位基因在形成配子时自由组合 d 1 表现型与基因型的相互推导由亲代推断子代的基因型与表现型 正推型 考点二基因分离定律的应用及解题方法 aa 全为显性 aa aa aa aa aa 1 2 1 显性 隐性 1 1 2 性状显隐性的判断 1 根据子代性状判断 不同性状的亲本杂交 子代只出现一种性状 子代所出现的性状为 相同性状的亲本杂交 子代出现不同性状 子代所出现的 为隐性性状 2 根据子代性状分离比判断具一对相对性状的亲本杂交 f2 为3 1 分离比占 的性状为显性性状 显性性状 新性状 性状分离比 3 4 3 纯合子与杂合子的比较与鉴定 不发生 1 1 2 1 判断正误 正确的画 错误的画 1 杂合子与纯合子基因组成不同 性状表现也不同 2 符合基因分离定律并不一定出现特定性状分离比 3 a和a a和a a和a均为等位基因 4 aabbccdd是杂合子 aabbccxdy是纯合子 5 f2出现3 1性状分离比一定依赖于雌雄配子的随机结合 6 基因型为dd的生物个体产生含有d的配子体现了基因分离定律的实质 2 南瓜的花色是由一对等位基因 a和a 控制的 用一株开黄花的南瓜和一株开白花的南瓜杂交 子代 f1 既有开黄花的 也有开白花的 让f1自交产生f2 表现型如图所示 下列说法正确的是 a 过程发生了性状分离b 由 可知白花是显性性状c f1中白花的基因型是aa或aad f2中白花的各基因型比为1 1解析图中 过程中白花南瓜自交后代发生性状分离 说明该白花的基因型是aa 同时可知白花是显性性状 黄花是隐性性状 过程发生了性状分离 因此f1中白花的基因型是aa f2中白花的基因型为2 3aa 1 3aa b 3 科学家利用小鼠进行杂交实验 结果如下 黄鼠 黑鼠 黄2378 黑2398 黄鼠 黄鼠 黄2396 黑1235 下列有关分析不正确的是 a 实验 能判断小鼠皮毛黄色是隐性性状b 实验 中黄鼠很可能是杂合子c 实验 中亲本小鼠均不是纯合子d 纯合的黄色小鼠可能在胚胎期死亡解析实验 中亲代黄鼠产生黑色子代 说明黄色是显性性状 黑色是隐性性状 亲代均为杂合子 子代正常比例应为3 1 但实际为2 1 说明纯合的黄色小鼠可能在胚胎期死亡 故a项错误 b c d项正确 a 基因型与表现型的推导方法1 基因填充法先根据亲代表现型写出能确定的基因 如显性亲本的基因型可用a 来表示 那么隐性亲本的基因型只有一种aa 再根据子代中一对基因分别来自两个亲本 可推出亲代中未知的基因 方法2 隐性纯合突破法如果子代中有隐性个体存在 它往往是逆推过程中的突破口 因为隐性个体是纯合子 aa 所以亲代基因型中必然都有一个a基因 然后再根据亲代的表现型进一步判断 方法3 分离比法 一纯合子 杂合子的判定 例1 老鼠毛色有黑色和黄色 这是一对相对性状 有下面三组交配组合 请判断四个亲本中是纯合子的是 a 甲和乙b 乙和丙c 丙和丁d 甲和丁解析根据三组杂交组合的子代表现型可知 黑色鼠出现的频率高于黄色鼠 且第 组子代全为黑色鼠 说明黑色为显性 黄色为隐性 故甲为隐性纯合子 丁为显性纯合子 d 1 自交 1 自交强调的是相同基因型个体之间的交配 对于植物 自花传粉是一种最为常见的自交方式 对于动物 雌雄异体 自交更强调参与交配的雌雄个体基因型相同 如基因型为2 3aa 1 3aa植物在群体中自交是指 2 3aa aa 1 3aa aa 其后代基因型及概率为3 4aa 1 6aa 1 12aa 后代表现型及概率为11 12a 1 12aa 2 淘汰和不淘汰隐性个体的连续自交类 杂合子aa连续自交n次 杂合子比例为 1 2 n 纯合子比例为1 1 2 n 显性纯合子比例 隐性纯合子比例 1 1 2 n 1 2 二自交与自由交配的相关计算 解法二利用基因频率推算 已知群体基因型为2 3aa 1 3aa 不难得出a a的基因频率分别为5 6 1 6 根据遗传平衡定律 后代中 aa 5 6 2 25 36 aa 2 5 6 1 6 10 36 aa 1 6 2 1 36 2 淘汰和不淘汰隐性个体的随机交配类 在连续随机交配不淘汰隐性个体的情况下 随着随机交配代数的增加 基因型及表现型的比例均不变 在连续随机交配但逐代淘汰隐性个体的情况下 随着随机交配代数的增加 基因型及表现型的比例都发生改变 自由交配情况下 运用配子概率法解决后代表现型 基因型问题最为简便 例2 已知牛的体色由一对等位基因 a a 控制 其中基因型为aa的个体为红褐色 aa为红色 在基因型为aa的个体中 雄牛为红褐色 雌牛为红色 现有一群牛 只有aa aa两种基因型 其比例为1 2 且雌 雄 1 1 若让该群体的牛分别进行自交 基因型相同的雌雄个体交配 和自由交配 则子代的表现型及比例分别是 a 自交红褐色 红色 5 1 自由交配红褐色 红色 8 1b 自交红褐色 红色 3 1 自由交配红褐色 红色 4 1c 自交红褐色 红色 2 1 自由交配红褐色 红色 2 1d 自交红褐色 红色 1 1 自由交配红褐色 红色 4 5 c 解析先求出不同交配类型产生的后代的基因型及概率 然后再根据题意求出表现型的比例 亲本的基因型及概率为1 3aa 2 3aa 雌 雄 1 1 自交的子代中基因型aa占 1 3 1 2 3 1 4 1 2 aa占 2 3 1 2 1 3 aa占1 6 在基因型为aa的个体中有1 2为红褐色雄牛 1 2为红色雌牛 因此 子代中红褐色个体占 1 2 1 3 1 2 2 3 则红色占1 3 即红褐色 红色 2 1 求自由交配产生子代的基因型时 可利用配子的概率求解 亲本产生的雄 或雌 配子中a占2 3 a占1 3 则自由交配产生子代的基因型及概率 aa的概率 2 3 2 3 4 9 aa的概率 2 2 3 1 3 4 9 aa的概率 1 3 1 3 1 9 再根据前面的计算方法可知 子代的表现型及比例为红褐色 红色 2 1 连续自交 自由交配 淘汰隐性个体后杂合子的比例 注 计算自由交配子代基因型 表现型概率用配子法较简便 但自交的子代概率不可用配子法计算 1 复等位基因的遗传复等位基因之间有特定的显隐性关系 遗传时遵循基因的分离定律 常见的有人类abo血型的遗传 涉及三个基因 ia ib i 可组成6种基因型 iaia iai ibib ibi iaib ii 2 隐性纯合致死隐性基因纯合时 对个体有致死作用 如白化苗 3 显性致死分为显性纯合致死和显性杂合致死 若为显性纯合致死 杂合子自交后代显 隐 2 1 三异常分离比的情况考查 4 配子致死指致死基因在配子时期发挥作用 从而不能形成有活力配子的现象 5 从性遗传指控制相对性状的基因位于常染色体上 但是杂合子在雌 雄性个体中的表现型不同 例如绵羊的有角 无角 解答此类试题时 首先要根据题干信息判断 题目给定的性状是否符合基因的分离或自由组合定律 如果符合再根据信息找出导致异常比例出现的原因 从而快速解题 如果发现不符合孟德尔遗传规律 则要考虑所考查的性状是否属于伴性遗传或母系遗传 例3 食指长于无名指为长食指 反之为短食指 该相对性状由常染色体上一对等位基因控制 ts表示短食指基因 tl表示长食指基因 此等位基因表达受性激素影响 ts在男性中为显性 tl在女性中为显性 若一对夫妇均为短食指 所生孩子中既有长食指又有短食指 则该夫妇再生一个孩子是长食指的概率为 a 1 4b 1 3c 1 2d 3 4 a 解析因ts在男性中为显性 tl在女性中为显性 该夫妇均为短食指 则女性的基因型为tsts 男性的基因型为tstl或tsts 如果该男性的基因型为tsts 则子代基因型都为tsts 全部为短食指 与题干信息不符 因此男性的基因型为tstl 其子代的基因型和表现型分别为男性 tsts 短食指 tstl 短食指 女性 tsts 短食指 tlts 长食指 且每种基因型所占比例为1 4 因此再生一个孩子为长食指的概率为1 4 四考查分离定律的概率计算 aa aa出现的概率都是1 4 aa出现的概率是1 2 显性性状出现的概率是3 4 隐性性状出现的概率是1 4 显性性状中杂合子的概率是2 3 2 根据配子概率计算 1 先计算亲本产生每种配子的概率 2 根据题目要求用相关的两种 配子的概率相乘 即可得出某一基因型的个体的概率 3 计算表现型概率时 再将相同表现型的个体的概率相加即可 例4 某常染色体显性遗传病在人群中的发病率为36 现有一对患病的夫妇 他们所生小孩正常的概率是多少 若他们已经生有一个正常男孩 那他们再生一个正常女孩的概率是多少 a 16 811 8b 16 811 4c 81 100001 8d 81 100001 4解析常染色体显性遗传病在人群中发病率为36 说明aa概率为64 所以人群中a基因占80 a占20 所以aa概率为20 20 4 aa的概率为32 已知父母患病 所以是aa的概率为32 除以36 要生出不患病的孩子 那么父母的基因型都是aa 都是aa的概率是 32 36 32 36 两个aa生出aa的概率是1 4 所以总的来说孩子正常的概率是 32 36 32 36 1 4 16 81 a 例1 某生物兴趣小组对学校草坪的某种雌雄同花的植物进行了遗传学研究 发现该种植物的花色有红色和白色两种 他们查阅资料后发现 该对性状受一对等位基因控制 为了对该对性状进行进一步的研究 该小组随机取红花和白花植株各60株均分为三组进行杂交实验 结果如表所示 根据以上结果回答下列问题 1 根据 组结果 可以判断 花为显性 2 试解释a组结果没有出现3 1性状分离比的原因是 3 b组亲本的红花中 纯合与杂合的比例为 4 要判断b组杂交结果中某红花植株是否为纯合体 最简单的方法是 答题送检 来自阅卷名师报告 解析 1 根据a组发生性状分离可知 白花为隐性 红花为显性 2 红花为显性 该小组随机取红花60株 其中有显性纯合与杂合 后代才没有出现3 1的性状分离比 3 b组中红花 白花 后代中红花 白花 7 1 表明红花群体产生的显性配子 隐性配子的比例为7 1 只有红花群体中显性纯合子 杂合子 3 1