高中生物总复习 第1单元 第1讲孟德尔的豌豆杂交实验(一)课件 新人教版必修2.ppt

第一讲孟德尔的豌豆杂交实验 一 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 杂交实验p纯种高茎 纯种矮茎f1 f2高茎矮茎比例 全部高茎 3 1 核心概念的理解及相互关系1 性状类 1 性状 生物体所表现出的形态特征和生理生化特性的总称 注意 生物性状的体现者 蛋白质 性状的控制者 核酸 2 相对性状 同种生物同一性状的不同表现类型 注意 牢记两个 同 一个 不同 3 性状分离 在杂种后代中 同时出现显性性状和隐性性状的现象 在遗传学上叫做性状分离 注意 隐性性状不是不表现的性状 而是指f1未表现的性状 但在f2中可以表现出来 特别提醒 存在 存在于杂合子的所有体细胞中 位置 位于一对同源染色体上的同一位置 特点 能控制一对相对性状 具有一定的独立性 分离的时间 减数第一次分裂后期 遗传行为 随同源染色体的分开而分离 分别进入不同的配子中 独立地随配子遗传给后代 2 非等位基因在体细胞内有两种存在方式 一是非同源染色体上的基因 互为非等位基因 如图中a和e或e e与a或a等 其遗传方式遵循自由组合定律 二是位于同源染色体上不同位置 座位 上的基因 如图中a和b或c d等 互为非等位基因 其遗传方式不遵循自由组合定律 3 个体类 1 基因型与表现型 基因型 与表现型有关的基因组成 表现型 生物个体表现出来的性状 关系 在相同的环境条件下 基因型相同 表现型一定相同 在不同环境中 即使基因型相同 表现型也未必相同 表现型是基因型与环境共同作用的结果 2 纯合子与杂合子 纯合子 由相同基因的配子结合成的合子发育成的个体 如dd dd aabb aabb 杂合子 由不同基因的配子结合成的合子发育成的个体 如dd aabb aabb 特别提醒 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 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 下列有关概念的表述正确的是 a 根据表现型 基因型 环境条件 环境条件改变 性状一定改变b 豌豆的黄粒与圆粒是一对相对性状c 纯合子自交后代仍是纯合子 杂合子自交后代仍是杂合子d 测交指的是f1与隐性纯合子杂交 解析 生物的表现型是由基因型决定的 同时受环境因素的影响 但对于一般的生物来讲 环境条件不是决定生物表现型的根本原因 相对性状包含3个要点 同种生物 同一性状 不同表现类型 豌豆的黄粒与圆粒 一个是颜色 一个是形状 不是相对性状 纯合子自交的后代仍然是纯合子 但是杂合子自交的后代 基因型有的是杂合子 有的是纯合子 测交是杂交的一种 利用f1与隐性纯合子杂交 测定f1的基因型 答案 d 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 2 对分离现象解释的验证 测交实验目的 验证对分离现象的解释选材 3高 1矮 1 2 1 f1高茎豌豆 预期结果 dd dd 实验结果 f1高茎 矮茎 30高 34矮 1 1结论 f1的遗传因子组成为 形成配子时 成对的遗传因子 分别进入不同的配子中 产生两种比例相等的配子 dd dd 1 1 dd 相互分离 d d 1 孟德尔何以通过假说 演绎法提出基因分离定律假说 演绎法孟德尔基因分离定律 3 几种交配类型的区分 特别提醒 当被测个体为动物时常采用测交法 当被测个体为植物时 测交法 自交法都可以 但自交法较简便 2 孟德尔在探索遗传规律时 运用了 假说 演绎法 下列相关叙述中不正确的是 a 一对相对性状的遗传实验和结果 属于假说的内容b 测交实验 是对推理过程及结果的检测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 3 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 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 解析 基因分离定律的实质是杂合子在减数分裂形成配子过程中 等位基因会随着同源染色体的分开而分离 分别进入到不同的配子中 独立地随配子遗传给后代 答案 c 四 基因分离定律的应用1 性状的显隐性及纯合子 杂合子的判断 1 相对性状中显隐性的判断 设a b为一对相对性状 杂交法 a b 后代只表现一种性状 则表现出的性状为显性性状 未表现出的性状为隐性性状 自交法 a b分别自交 若发生性状分离 则亲本性状一定为显性性状 若不发生性状分离 则无法判断显隐性 说明a b均为纯合子 再用方法 1 判定a b显隐性关系 特别提醒 1 具有一对相对性状的杂合子自交 后代中纯合子的比例随自交代数的增加而增大 最终接近于1 且显性纯合子和隐性纯合子各占一半 2 具有一对相对性状的杂合子自交 后代中杂合子比例随自交代数的增加而递减 每代递减50 最终接近于零 3 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 3 纯合子和杂合子的判断 隐性纯合子 表现为隐性性状的个体是隐性纯合子 显性纯合子和杂合子判断a 自交法 此法适合于植物 而且是最简便的方法 但不适合于动物 b 测交法 待测对象若为雄性动物 应注意与多个隐性雌性个体交配 以产生更多的后代个体 使结果更有说服力 c 花粉鉴别法 非糯性与糯性水稻的花粉遇碘呈现不同的颜色 让待测个体长大开花后 取出花粉粒放在载玻片上 加一滴碘液结果分析 3 基因分离定律在实践上的应用 1 指导杂交育种第一步 按照育种的目标 选配亲本进行杂交 第二步 根据性状的表现选择符合需要的杂种类型 第三步 有目的地选育 培育出稳定遗传的新品种 如果优良性状是隐性的 可直接在f2代中选种培育 如果优良性状是显性的 则必须从f2代起连续自交 选择若干代 一般5 6代 直至不再发生性状分离为止 5 玉米是遗传实验经常用到的材料 在自然条件下既可以自交也可以杂交 请回答下列有关问题 1 请列举玉米作为遗传实验材料的优点 至少两条 2 玉米的高茎对矮茎为显性 为探究一高茎玉米植株的果穗上所结子粒的基因型 某同学选取了该玉米果穗上2粒种子单独隔离种植 观察记录并分别统计后代植株的性状 结果后代全为高茎 该同学即判断玉米果穗所有子粒为纯种 有人认为他的结论不科学 为什么 写出你的设计思路 3 玉米的常态叶与皱叶是一对相对性状 某研究性学习小组计划以自然种植多年后收获的一批常态叶与皱叶玉米的种子为材料 通过实验判断该相对性状的显隐性 甲同学的思路是随机选取等量常态叶与皱叶玉米种子各若干粒 分别单独隔离种植 观察子一代性状 若子一代发生性状分离 则亲本表现出的性状为 性状 若子一代未发生性状分离 能否直接判断出显 隐性 乙同学的思路是随机选取等量常态叶与皱叶玉米种子各若干粒 种植 杂交 观察子代性状 请帮助预测实验结果及得出相应结论 解析 1 由于玉米具有相对性状明显 易于区分 后代数目多 统计结果更准确 雄蕊花序顶生 雌蕊果穗着生在中部 便于操作 既能自花传粉也能异花传粉等优点 因此遗传实验中经常用玉米作为实验材料 2 该同学只选取两粒种子作为实验材料 由于选取的样本太少 实验有一定的偶然性 不能代表全部子粒的基因型 因此结论不科学 可通过设计自交实验 据子代的表现型推断结论 3 植株自交 若后代出现性状分离 则亲本为杂合子 其性状为显性 若后代不出现性状分离 则亲本为纯合子 其性状为显性或隐性 不能直接作出显隐性判断 将等量常态叶与皱叶玉米种子杂交 在统计数量足够多的情况下 若后代只表现一种叶形 则表现出的叶形为显性性状 未表现出的叶形为隐性性状 若后代两种叶形均有 则不能作出显隐性判断 答案 1 相对性状明显 易于区分后代数目多 统计结果更准确雄蕊花序顶生 雌蕊果穗着生在中部 便于操作既能自花传粉也能异花传粉 答出其中两条即可 2 因为选择的样本太少 实验有一定的偶然性 不能代表全部子粒的基因型用该玉米果穗上的全部子粒作为亲本 单独隔离种植 自交 观察记录并分别统计子代植株的高矮 3 显性不能 在统计数量足够多的情况下 若后代只表现一种叶形 则该叶形为显性性状 另一种为隐性性状 若后代既有常态叶又有皱叶 则不能作为显隐性判断 区分不清自交与自由交配自交是指基因型相同的个体杂交 对于植物 自花传粉是一种最为常见的自交方式 而自由交配是指某一群体中个体之间的随机交配 交配个体的基因型可以相同 也可以不同 在群体中个体之间自由交配的情况下 可采用基因频率来计算 1 在自由交配的情况下 采用先求基因频率再求基因型频率的方法比较简单 2 注意 自交 和 自由交配 时各种基因型出现的概率不同 如f2中aa自交为1 4aa aa 而aa自由交配为1 4aa 1 4aa 因为自交时 某个体基因型aa的概率是1 4 当它的基因型确定后 与之交配的个体 其基因型也就随之确定了 因此不用再乘以1 4 自由交配则不同 两个个体基因型都是未知的 所以都要先确定它们各自的概率 总之 在解此类试题时 一定要仔细阅读题目信息 弄清在哪个范围内求自交还是自由交配的概率 然后选择合适的解题方法 计算出正确的答案 已知果蝇的灰身和黑身是一对相对性状 基因位于常染色体上 将纯种的灰身果蝇和黑身果蝇杂交 f1全为灰身 f1自交产生f2 让f2的灰身果蝇自由交配 后代中灰身果蝇和黑身果蝇的比例为a 5 1b 8 1c 4 1d 7 1 错因分析 错解1 选a项 f2的灰身果蝇中aa占1 3 aa占2 3 其自由交配方式有1 3aa aa 2 3aa aa 只有后者才能产生aa 则其概率为 2 3 1 4 1 6 故灰身果蝇和黑身果蝇之比为5 1 错解2 选d项 f2中果蝇基因型有三种1 4aa 1 2aa 1 4aa 灰身果蝇自由交配方式有1 4aa aa 1 2aa aa只有后者才能产生aa 其概率为 1 2 1 4 1 8 因此灰身果蝇和黑身果蝇之比为7 1 正确解答 自由交配类题目 一般通过求基因频率的方法来解决 f1自由交配 产生f2的基因型分别为1 4aa 1 2aa 1 4aa f2的灰身果蝇 1 3为aa 2 3为aa 中a的基因频率是2 3 a的基因频率是1 3 故黑身aa出现的可能性为 1 3 1 3 1 9 灰身果蝇概率为1 1 9 8 9 故灰身与黑身的比例为8 1 答案 b 1 果蝇红眼和白眼是一对相对性状 控制眼色的基因位于x染色体上 一对红眼果蝇交配 后代中出现了白眼果蝇 若子一代果蝇自由交配 理论上子二代果蝇中红眼与白眼的比例为 a 3 1b 5 3c 13 3d 7 1 解析 果蝇的眼色是x染色体上的遗传 红眼是显性 白眼是隐性 由题意可知 子一代的基因型是xaxa xaxa xay xay 雌性个体中xaxa xaxa各占1 2 雄性个体中xay xay也是各占1 2 随机交配后 计算出白眼的比例即可 白眼占的比例为1 2 1 2 1 4 1 2 1 2 1 2 3 16 因此红眼的比例为3 16 答案 c 验证基因分离定律的方法基因分离定律的鉴定方法要依据基因分离定律的实质来确定 基因分离定律的实质 等位基因随同源染色体的分开而分离 分别进入不同的配子 所以 杂合子会产生两种等量的配子 同时 各种雌雄配子受精机会均等 因此 验证基因分离定律的方法有 测交法 自交法 花粉鉴定法 花药离体培养法等 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 2 蜜蜂的雄蜂是由未受精的卵细胞发育而成的 雌蜂是由受精卵发育而成的 蜜蜂的体色 褐色对黑色为显性 控制这一相对性状的基因位于常染色体上 现有褐色雄蜂与黑色蜂王杂交产生f1 在f1的雌雄个体交配产生的f2中 雄蜂的体色是 比例是 依上述现象可证明基因的 定律 解析 一对相对性状杂合子 两种配子比例1 1 得出结论 分离定律实质 若用b b表示控制蜜蜂体色的基因 由题意可知 亲代中褐色雄蜂基因型是b 黑色蜂王基因型是bb 那么f1中雌 雄蜂基因型分别为bb b 由于f1中雌蜂能产生数量相等的b b两种卵细胞 故发育成的f2中雄蜂的体色及比例为褐色 黑色 1 1 依此可验证基因的分离定律 答案 褐色和黑色1 1分离 推断亲 子代基因型及比例1 在推断亲代或子代基因型的试题中 常见的方法有正推法 逆推法 隐性纯合子突破法 后代分离比分析法等 无论哪一种方法 都是建在对六种杂交组合进行分析的基础上的 因此深刻理解 比较 归纳六种杂交组合 并总结出规律性的知识 可化难为易 轻松作答 2 对于两对及两对以上性状遗传的分析 首先要将各对性状分开 单独分析每对性状的情况 然后再把各对性状的情况合并 3 豚鼠的毛色中 白色与黑色是一对相对性状 有编号为 的9只豚鼠 其中编号是奇数的为雄性 编号是偶数的为雌性 已知 和 和 和 是白色 其余的均为黑色 用b b分别表示其显 隐性基因 请作答 1 豚鼠的毛色中 是显性性状 2 控制豚鼠的毛色基因位于 染色体上 个体 的基因型是 3 个体 为杂合子的概率为 4 若利用以上豚鼠检测 的基因型 可采取的方法和得出的结论是 解析 和 中 均为黑色 而子代中 为白色 可判定黑色为显性性状 豚鼠的毛色与性别无关 该基因位于常染色体上 的基因型为bb 的表现型为黑色 其基因型为bb或bb 同理 和 中 均为黑色 是白色 则 的基因型为1 3bb或2 3bb 检测动物的基因型应用测交的方法 即将该个体与隐性个体交配 根据后代是否发生性状分离来判断待测个体是纯合子还是杂合子 答案 1 黑色 2 常bb或bb 3 2 3 4 将其与 交配 若后代中出现白毛个体 说明其是杂合子 若后代全为黑毛个体 说明其为纯合子 遗传规律的实验验证一 理论指导1 自交法 1 自交后代的分离比为3 1 则符合基因的分离定律 由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制 2 若f1自交后代的分离比为9 3 3 1 则符合基因的自由组合定律 由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制 2 测交法 1 若测交后代的性状比例为1 1 则符合基因的分离定律 由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制 2 若测交后代的性状比例为1 1 1 1 则符合基因的自由组合定律 由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制 3 花粉鉴定法根据f1花粉表现的性状 如花粉的形状 染色后的颜色等 判断 1 若花粉有两种表现型 比例为1