高考生物总复习 第一单元 第一讲 孟德尔的豌豆杂交实验(一)课件 新人教版必修2.ppt

第一单元遗传因子的发现 第一讲孟德尔的豌豆杂交实验 一 必修二 知识点一 一对相对性状的杂交实验1 常用符号及含义 f1 亲本 子二代 父本 2 选用豌豆作为实验材料的优点 1 豌豆是严格的植物 而且是受粉 自然状态下不受外来花粉的干扰 2 豌豆的品种间具有易于区分的 且能稳定地遗传给后代 自花传粉 闭花 性状 3 常用概念辨析 判断正误 1 生物体能表现出来的性状就是显性性状 2 性状分离是子代同时出现显性性状和隐性性状的现象 3 豌豆的高茎和矮茎是一对相对性状 4 等位基因是指位于一对同源染色体相同位置上的基因 5 纯合子自交后代都是纯合子 杂合子自交后代都是杂合子 6 纯合子与纯合子杂交 后代全部都是纯合子 4 杂交实验过程 相对 显性 性状分离 1 如图为豌豆的一对相对性状遗传实验过程图解 请仔细阅图后分析图示杂交过程对高茎和矮茎花分别作了何种处理 哪一方为母本 哪一方为父本 提示 图中显示对高茎花进行 人工去雄 并从矮茎花上取花粉授给高茎花 人工授粉 图中高茎花为母本 矮茎花为父本 遗传规律相关概念辨析1 基因类 相同基因 等位基因 非等位基因 1 相同基因 同源染色体相同位置上控制同一性状的基因 在纯合子中由两个相同基因组成 控制同一性状的基因 如图中a和a就叫相同基因 2 等位基因 生物杂合子中在一对同源染色体的相同位置上 控制着相对性状的基因 如图中b和b c和c d和d就是等位基因 3 非等位基因 非等位基因有两种 一种是位于非同源染色体上的基因 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 性状类 相对性状 显性性状 隐性性状 性状分离 1 相对性状 同种生物同一性状的不同表现类型 2 显性性状 杂种f1中表现出来的亲本的性状 3 隐性性状 杂种f1中未表现出来的亲本的性状 4 性状分离 杂种后代表现不同性状的现象 3 个体类 纯合子与杂合子 基因型与表现型 1 纯合子 含有相同基因的配子结合成的合子发育而成的个体 如dd dd aabbcc ddeerr 2 杂合子 含有不同基因的配子结合成的合子发育而成的个体 如dd aabb ddeerr 3 基因型 与表现型有关的基因组成 4 表现型 生物个体所表现出来的性状 4 交配类 杂交 自交 测交及正反交 1 多对基因中只要有一对杂合 不管有多少对纯合都是杂合子 2 纯合子自交后代都是纯合子 但纯合子杂交 后代会出现杂合子 杂合子自交 后代会出现性状分离 且后代中会出现一定比例的纯合子 1 下列有关遗传学概念的叙述 错误的是 a 性状是指生物的任何可以鉴别的形态或生理的特征 是遗传物质和环境相互作用的结果b 相对性状是指同种生物的不同性状c 显性性状是指杂合体显现出来的性状d 隐性性状是指在杂合体中未显现出来的性状 解析 相对性状指的是同种生物同一性状的不同类型 比如双眼皮与单眼皮 研究的是人的眼睑这一性状 答案 b 2 紫茉莉的红花 rr 与白花 rr 杂交 f1为粉色花 rr f1自交后 在f2中会出现 a 2种表现型 比例为3 1b 2种基因型 比例为3 1c 3种表现型 比例为1 2 1d 3种基因型 比例为1 4 1 解析 由题意可知 紫茉莉的花有红色 rr 白花 rr 粉色花 rr 三种表现型 所以按基因的分离定律可知 f1的基因型为rr 自交后 后代的基因型及比例为rr rr rr 1 2 1 表现型及比例为红花 粉色花 白花 1 2 1 答案 c 知识点二 对性状分离现象的解释及验证1 对性状分离现象的解释 由此可见 f2性状表现及比例为 f2的基因型及比例为dd dd dd 3高 1矮 1 2 1 2 按现代生物学观点 孟德尔假说中 成对的遗传因子于何时因何原因分开 提示 按现代生物学观点 成对的遗传因子于减数第一次分裂后期 随同源染色体分开而分离 1 假说 演绎法分析 1 假说 演绎法 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论 如果实验结果与预期结论相符 就证明假说是正确的 反之 则说明假说是错误的 这是现代科学研究中常用的一种科学方法 叫做假说 演绎法 2 一对相对性状的杂交实验 假说 演绎分析 2 一对相对性状的亲子代基因型 表现型的推导方法与技巧 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 由子代推断亲代的基因型 逆推型 方法一 基因填充法 先根据亲代表现型写出能确定的基因 如显性性状的基因型可用a 来表示 那么隐性性状的基因型只有一种aa 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 方法二 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 方法三 分离比法 2 分离比直接计算法 若双亲都是杂合子 bb 则后代性状分离比为显性 隐性 3 1 即bb bb 3b 1bb 若双亲是测交类型 则后代性状分离比为显性 隐性 1 1 即bb bb 1bb 1bb 若双亲至少有一方为显性纯合子 则后代只表现显性性状 即bb bb或bb bb或bb bb 若双亲均为隐性纯合子 则后代只表现隐性性状 即bb bb bb 3 用配子的概率计算 方法 先算出亲本产生几种配子 求出每种配子产生的概率 再用相关的两种配子的概率相乘 实例 如白化病遗传 aa aa 1aa 2aa 1aa 父方产生a a配子的概率各是1 2 母方产生a a配子的概率也各是1 2 因此生一个白化病 aa 孩子的概率为1 2 1 2 1 4 4 杂合子aa连续自交 第n代的比例分析 根据上表比例 杂合子 纯合子所占比例坐标曲线图为 5 亲代的基因型在未确定的情况下 如何求其后代某一性状发生的几率例如 一对夫妇均正常 且他们的双亲也都正常 但双方都有一白化病的兄弟 求他们婚后生白化病孩子的几率是多少 解此类题分三步进行 首先确定该夫妇的基因型及其几率 由前面分析可推知该夫妇为aa的几率均为2 3 为aa的几率均为1 3 假设该夫妇均为aa 后代患病可能性为1 4 最后将该夫妇均为aa的几率 2 3 2 3 与假设该夫妇均为aa情况下生白化病患者的几率l 4相乘 其乘积1 9即为该夫妇后代中出现白化病患者的几率 c 生物性状是由遗传因子决定的 体细胞中遗传因子成对存在 配子中遗传因子成单存在 受精时雌雄配子随机结合 属于假说内容d f1 dd 能产生数量相等的两种配子 d d 1 1 属于推理内容 解析 孟德尔通过豌豆一对相对性状的杂交实验 在观察和数学统计分析的基础上 发现了f2中高茎豌豆与矮茎豌豆的分离比为3 1 而提出 该分离比出现的原因是什么 这一问题 通过推理和想像 提出 生物性状是由遗传因子决定的 体细胞中遗传因子成对存在 配子中遗传因子单个存在 受精时雌雄配子随机结合 等假说 根据这些假说 推出f1 高茎 的遗传因子组成及其产生配子的类型 进一步推出f2中各种豌豆的遗传因子组成及其比例 最后通过巧妙地设计 测交实验 检验演绎推理的结论 选项a应为一对相对性状的遗传实验和结果 这属于问题和现象 是事实不是假说 答案 a 4 采用哪一组方法 可依次解决 中的问题 鉴定一匹黑马是否是纯合子 区分果蝇的红眼与白眼的显隐性关系 不断提高棉花长绒新品种的纯合度 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 解析 测交后代中有无性状分离现象 可反映被检测生物个体的基因组成 故可用测交方法来解决问题 和 在一对相对性状的杂交实验中 f1总是表现显性性状 故可用杂交的方法来解决问题 在连续自交的情况下 纯合体的比例会越来越大 而杂合体的比例会越来越小 故可用自交的方法解决问题 答案 b 知识点三 基因分离定律的实质1 在生物的体细胞中 控制的遗传因子成对存在 不相融合 2 在形成配子时 发生分离 分别进入中 随配子遗传给后代 相对性状 成对遗传因子 不同配子 1 分离定律的细胞学基础及实质 1 分离定律的细胞学基础 减数分裂中同源染色体的分离 2 实质 在杂合子形成配子时 成对的遗传因子随着同源染色体的分开而分离 分别进入两个不同的配子中 独立地随着配子遗传给后代 如图所示 2 适用范围及条件 1 范围 真核生物有性生殖的细胞核遗传 一对等位基因控制的一对相对性状的遗传 2 适用条件 子一代个体形成的配子数目相等且生活力相同 雌雄配子结合的机会相等 子二代不同基因型的个体存活率相同 遗传因子间的显隐性关系为完全显性 观察子代样本数目足够多 5 2013 福建三明联考 下图中能正确表示基因分离定律的是 答案 b 2012 江苏高考 下列关于遗传实验和遗传规律的叙述 正确的是a 非等位基因之间自由组合 不存在相互作用b 杂合子与纯合子基因组成不同 性状表现也不同c 孟德尔巧妙设计的测交方法只能用于检测f1的基因型d f2的3 1性状分离比一定依赖于雌雄配子的随机结合 解析 非等位基因之间自由组合 可能存在相互影响 如f2中出现9 3 4这样的性状分离比 故a错 在完全显性的条件下 杂合子与显性纯合子性状表现相同 故b错 测交方法可检测任一未知基因型 故c错 f2的3 1性状分离比依赖于雌雄配子的随机结合 故d对 答案 d 孟德尔遗传学实验的科学杂交方法 四步程序 2012 上海高考 在一个成员血型各不相同的家庭中 妻子是a型血 她的红细胞能被丈夫和儿子的血清凝集 则丈夫的血型和基因型分别是a b型 ibibb b型 ibic ab型 iaibd o型 ii 解析 本题考查了基因型与表现型的内在联系 基因分离定律 受精作用以及抗原 抗体反应等方面的相关知识 abo血型是人类常见的血型决定系统 血型与基因型的关系是 a型基因型可以是iaia iai 血清含抗b凝集素 b型是iblb ibi 血清含抗a凝集素 ab型是iaib 血清中不含凝集素 o型是ii 血清中含抗a 抗b凝集素 妻子是a型 则她的基因型可能是iaia或iai 丈夫的血型是b型 基因型为ibi 儿子是o型 基因型为ii 才符合该女子的红细胞能与丈夫 儿子血清凝集 且三人的血型各不相同的条件 b选项正确 答案 b 1 显隐性状的判断 2 纯合子与杂合子的鉴定 自交 与 自由交配 的辨析与应用 专题突破 1 自交与自由交配的概念 1 自交自交是遗传学术语 有狭义和广义两种理解 狭义的自交仅限于植物 指两性花的自花传粉 如豌豆 或者雌雄同株植物的异花传粉 如玉米 其实质就是参与融合的两性生殖细胞来自同一个体 广义的自交是指具有相同基因型的两个个体进行交配 动物一般不说自交 只能说基因型相同的个体杂交相当于自交 若只考虑一个种群的一对等位基因b和b 种群中个体的基因型为bb bb bb 则其包含的交配组合为bb bb bb bb bb bb三类 2 自由交配自由交配也叫随机交配 是指种群内具有生殖能力的雌雄个体之间可以随机交配 不受基因型的限制 属于杂交的一种 自由交配的概念在动植物中均适用 若只考虑一个种群的一对等位基因b和b 种群中个体的基因型为bb bb bb 则其包含的交配组合为bb bb bb bb bb bb bb bb bb bb bb bb共六类 3 自由交配与自交对种群基因频率与基因型频率的影响 对种群基因频率的影响 在一个足够大的种群中 如果不存在突变和选择 自交和自由交配都不会改变种群的基因频率 对种群基因型频率的影响 a 自交对种群基因型频率的影响杂合子连续自交时 尽管基因频率不变 但后代的基因型频率会发生改变 表现为纯合子的概率不断增大 最终接近于1 杂合子的概率则随自交代数的增加而递减 每代递减50 最终接近于零 如图所示 由该曲线得到启示 在育种过程中 选育符合人们要求的个体 可进行连续自交 直到性状不再发生分离为止 即可留种推广使用 b 自由交配对种群基因型频率的影响在无基因突变 各种基因型的个体生活力相同时 自由交配遵循遗传平衡定律 上下代之间种群的基因频率及基因型频率不变 2 自交与自由交配相关题型的解法 1 自交题型的解法 一个种群中基因型为aa的个体占24 基因型为aa的个体占72 自交一代之后 种群中基因型aa和基因型aa的个体分别占a 60 40 b 36 42 c 42 22 d 24 22 解析 由题意可知 该种群3种基因型的个体 aa占24 aa占72 aa占4 它们分别自交 aa和aa自交后代100 为aa和aa 而aa自交会发生性状分离 图解如下 一种生物个体中 如果隐性个体的成体没有繁殖能力 一个杂合子 aa 自交 得子一代 f1 个体 在f1个体只能自交和可以自由交配两种情况下 f2中有繁殖能力的个体分别占f2总数的a 2 31 9b 1 92 3c 8 95 6d 5 68 9 解析 f1个体中两种基因型个体的比例是1 3aa 2 3aa 自交时 f2中a 个体所占比例为1 3 2 3 3 4 5 6 自由交配时 利用基因频率计算 f1产生a配子的概率为2 3 a为1 3 则f2中a 个体所占比例为2 3 2 3 2 2 3 1 3 8 9 答案 d 2 自由交配题型的解法在家蚕遗传中 黑色 b 与淡赤色 b 是有关蚁蚕 刚孵化的蚕 体色的相对性状 黄茧 d 与白茧 d 是有关茧色的相对性状 假设这两对性状自由组合 杂交后得到的数量比如下表 让组合一杂交子代中的黑蚁白茧类型自由交配 其后代中黑蚁白茧的概率是 解析 组合一 bbdd bbdd 子代中的黑蚁白茧类型基因型及比例为 bbdd bbdd 1 2 即1 3bbdd和2 3bbdd 发生自由交配 方法一 自由交配的交配方式有4种 分析如下表 因此 后代中黑蚁白茧的概率是1 9 2 9 2 9 3 9 8 9 此方法较繁琐 方法二 解自由交配题最简单的方法是 配子法 1 3bbdd和2 3bbdd自由交配 由于所有个体的第二对基因都是dd 解题时可以简化条件 只考虑第一对基因即可 由种群中有1 3bb和2 3bb 可推算出该种群能产生配子b 1 3 1 2 2 3 2 3 配子b l 3 根据遗传平衡定律的表达式 后代中 aa 2 3 2 4 9 aa 2 2 3 1 3 4 9 aa 1 3 因此 黑蚁白茧的概率是4 9 4 9 8 9 答案 8 9 专题专练 1 已知某闭花受粉植物高茎对矮茎为显性 红花对白花为显性 两对性状独立遗传 用纯合的高茎红花与矮茎白花杂交 f1自交 播种所有的f2 假定所有的f2植株都能成活 f2植株开花时 拔掉所有的白花植株 假定剩余的每株f2自交收获的种子数量相等 且f3的表现型符合遗传的基本定律 从理论上讲 f3中表现白花植株的比例为 a 1 4b 1 6c 1 8d 1 16 解析 本题最后只求白花植株的比例 故可把高茎 矮茎忽略掉 假设红花显性基因为r 白花隐性基因为r 故f1全为红花rr f1自交 所得f2的基因型为1 4rr 1 2rr 1 4rr 去掉白花rr f2红花基因型为1 3rr 2 3rr 再自交如下图 2 某植物种群中 aa基因型个体占30 aa基因型个体占20 若该种群植物自交 后代中aa aa基因型个体出现的频率以及a a的基因频率分别为 a 55 45 45 55 b 42 5 32 5 45 55 c 55 45 55 45 d 42 5 32 5 55 45 解析 本题主要考查基因分离定律和基因频率的相关知识 由题干信息可知 该植物种群中感病植株 rr 开花前全部死亡 有繁殖能力的植株中 抗病植株rr和rr各占1 2 基因型为r r的配子比为3 1 配子中r的基因频率为3 4 r的基因频率为1 4 故子一代中感病植株rr占1 4 1 4 1 16 b正确 答案 b 2 2011 上海高考 某种植物的花色受一组复等位基因的控制 纯合子和杂合子的表现型如表 若wpws与wsw杂交 子代表现型的种类及比例分别是 a 3种 2 1 1b 4种 1 1 1 1c 2种 1 1d 2种 3 1解析 分析表格可知 这一组复等位基因的显隐性为 w wp ws w 则wpws与wsw杂交 其子代的基因型及表现型分别为 wpws 红斑白花 wpw 红斑白花 wsws 红条白花 wsw 红条白花 所以其子代表现型的种类及比例应为 2种 1 1 故c正确 答案 c 3 2011 海南高考 孟德尔对于遗传学的重要贡献之一是利用设计巧妙的实验否定了融合遗传方式 为了验证孟德尔遗传方式的正确性 有人用一株开红花的烟草和一株开白花的烟草作为亲本进行实验 在下列预期结果中 支持孟德尔遗传方式而否定融合遗传方式的是 a 红花亲本与白花亲本杂交的f1代全为红花b 红花亲本与白花亲本杂交的f1代全为粉红花c 红花亲本与白花亲本杂交的f2代按照一定比例出现花色分离d 红花亲本自交 子代