【教学导航】高三生物复习 第12讲 孟德尔的豌豆杂交实验课件 新人教版必修2.ppt

第12讲孟德尔的豌豆杂交实验 一 实验材料 豌豆1 豌豆是自花传粉的植物 而且是闭花受粉 在自然状态下能避开外来花粉的干扰 是纯种 所以用豌豆做实验材料结果可靠又易于分析 2 豌豆的一些品种具有易于区分的相对性状 实验结果易于分析 3 豌豆繁殖周期短 产生的后代数量大 二 科学的实验方法符号系列 三 一对相对性状的杂交实验1 过程 p 纯种高茎 纯种矮茎 f1 高茎 f1自交得f2 高茎 矮茎 3 1 具有相对性状的亲本杂交 f1中显现出来的性状 叫做 未显现出来的性状 叫做 性状 在杂种后代中 同时出现显性性状和隐性性状的现象叫做 显性性状 隐性 性状分离 2 解释 生物的性状是由 决定的 每个遗传因子决定着一种特定的性状 其中决定显性性状的为 用大写英文字母来表示 决定隐性性状的为 用小写英文字母来表示 体细胞中遗传因子是 存在的 遗传因子组成相同的个体叫做 遗传因子组成不同的个体叫做 生物体在形成配子时 成对的遗传因子彼此分离 分别进入不同的配子中 配子中只含有每对遗传因子中的一个 受精时 雌雄配子的结合是 的 遗传因子 显性遗传因子 隐性遗传因子 成对 纯合子 杂合子 随机 3 验证 孟德尔巧妙地设计了 实验 让f1与 杂交 如果孟德尔的假说是正确的 测交后代两性状的分离比应为1 1 孟德尔的实验结果与实验预期的结果一致 4 分离定律在生物的体细胞中 控制 的遗传因子成对存在 不相融合 在形成配子时 成对的遗传因子发生分离 分离后的遗传因子分别进入 中 随配子遗传给后代 测交 隐性纯合子 同一性状 不同的配子 四 两对相对性状的遗传实验1 以纯种黄圆和纯种绿皱豌豆杂交 2 f1全为 说明黄色对绿色为显性 圆粒对皱粒为显性 3 f1自交产生f2 4 f2出现四种性状表现 黄圆 黄皱 绿圆 绿皱 比例为 f2有两种与亲本性状表现相同 黄色圆粒占9 16 绿色皱粒占1 16 f2有两种与亲本性状表现不同 叫重组类型 黄色皱粒 绿色圆粒各占3 16 黄色圆粒 9 3 3 1 5 对自由组合现象的解释 1 两对相对性状 粒色和粒形 2 亲本遗传因子组成 yyrr和yyrr 分别产生yr和yr配子 3 f1的遗传因子组成为yyrr 4 f1产生雌 雄配子各四种 即yr yr yr yr 且各自 5 f2形成 种结合方式 种基因型 种表现型 比例为 性状表现为黄色圆粒 数目相等 16 9 4 9 3 3 1 6 对自由组合现象解释的验证 测交验证 1 f1与 yyrr 个体杂交 测交 2 测交后代 性状表现 黄圆 黄皱 绿圆 绿皱 遗传因子组成 yyrr yyrr yyrr yyrr 遗传因子组成比例 7 自由组合定律控制不同性状的遗传因子的分离和组合是 的 在形成配子时 决定 的成对的遗传因子彼此分离 决定不同性状的遗传因子自由组合 隐性纯合子 1 1 1 1 互不干扰 同一性状 一 假说 演绎法 的理解 二 几种交配类型的比较 三 关于基因分离定律中的几个问题1 关于杂合子连续自交的问题杂合子连续自交 可使后代的纯合子越来越多 杂合子越来越少 所以当杂交育种选择显性性状时 常采用连续自交的方法 在连续自交中纯合子出现的概率为 1 1 2 n 杂合子出现的概率为 1 2 n 如下图解 2 一对相对性状遗传的各种杂交组合情况 3 有关分离定律习题的解题思路 1 分离定律的习题主要有正推和逆推两类 正推 已知双亲的基因型及表现型 推后代的基因型或表现型及比例 逆推 根据后代的表现型及比例推亲代的基因型 2 常用解题方法 隐性突破法 若子代出现隐性性状 则基因型一定为aa 其中一个来自父本 一个来自母本 根据后代分离比解题 若后代显性 隐性 3 1 则亲本基因型为aa aa 若后代显性 隐性 1 1 则亲本基因型为aa aa 若后代只有显性性状 则亲本基因型为aa aa或aa aa或aa aa 若后代全为隐性 则亲本基因型为aa aa 4 分离定律的验证 1 测交法 孟德尔最先提出 即将未知基因型的个体 与有关的隐性纯合子进行杂交 用以测定该个体基因型的杂交方式 如果用于测交的隐性纯合子刚好是该个体的亲本 则又称为 回交 测交 aa aa 的子一代比例应是1 1 2 自交法 是孟德尔用来验证遗传基因分离的另一种方法 即让未知基因型的个体 进行自花传粉 其雄蕊产生的花粉传给本身的雌蕊 产生子一代 然后根据子一代的分离比来测定未知个体基因型的方法 如果子一代有两种表现型 且其比例是3 1 则该个体是杂合子 如果子一代只有一种表现型 则该个体是纯合子 3 花粉鉴定法 由于基因的作用在花粉粒中就已充分显示出来 因此 可以直接用杂种一代的花粉来验证基因分离的真实性 这种方法简单易行 但只对一些能控制花粉粒性状的基因有效 如单子叶植物玉米 高粱 水稻等的籽粒有糯性与非糯性之分 是一对相对性状 是由一对等位基因控制的 但这对基因同时控制着花粉粒中的淀粉是糯性还是非糯性 我们知道 淀粉的化学性质是由淀粉的分子结构决定的 糯性淀粉的分子中具有丰富的支链 碘液鉴定时呈红色 非糯性淀粉的分子中只有直链而无支链 碘液鉴定时呈蓝色 如果对未知基因型个体的花粉粒进行碘液处理 然后置于显微镜下观察 就可根据观察结果测出其基因型 若经碘液处理后的花粉粒有红色和蓝色两种 且比例是1 1 则是杂合子 若经碘液处理后的花粉粒只有红色或蓝色一种 则是纯合子 四 关于基因自由组合定律中的几个问题1 孟德尔遗传试验中f2的结果分析 棋盘法 由上表可知 f1的雌雄配子随机结合的方式有16种 f2的基因型有9种 表现型有4种 每种表现型的纯合子 基因型为yyrr yyrr yyrr yyrr 各占1 16 双杂合子 基因型为yyrr的个体 占4 16 单杂合子4种 基因型为yyrr yyrr yyrr yyrr 每种基因型各占2 16 2 判断亲代和子代基因型总的思路 运用分离定律 简化 自由组合定律 解答此类题型的方法可概括为以下四种 比例法 填空法 隐性法 分支法 法一 比例法包括根据配子的比例直接求出亲本基因型和根据后代中各种表现型的不同比例 来推知亲本的结合方式 杂交 自交或测交等 遵循何种遗传规律 自由组合或连锁互换 常染色体遗传或伴性遗传等 从而来判定亲本基因型 1 根据亲代产生的配子的比例求基因型 若亲代产生四种类型的配子且比值为1 1 1 1 则亲本为双杂合子 yyrr 若亲代产生两种类型的配子且比值为1 1 则亲本为含一对等位基因的单杂合子 如yyrr yyrr yyrr yyrr 若亲代只产生一种类型的配子 则亲本为纯合子 如yyrr yyrr yyrr yyrr 2 根据子代表现型的比例求亲代基因型 熟记以下特殊杂交组合的结果 具有两对相对性状的亲本杂交 子代表现型比值也可出现3 1或1 1 如yyrr yyrr或yyrr yyrr等 子代表现型比值为3 1 如yyrr yyrr或yyrr yyrr等 子代表现型比值为1 1 法二 填空法就是先将题目中已知基因写出 而未知基因则留空即写出基因型通式 如双显性个体可表示为 ab 待解题过程中 再根据其他条件逐一判断填写 法三 隐性纯合子突破法主要用于根据后代表现型来判定亲本基因型的题目 其道理极为简单 即后代中若出现隐性性状 则两个亲本都必然含有隐性基因 此法看似浅显 却极为有用 抓住后代的隐性个体常是解这类题型的关键出发点 法四 分支法 或分解法 是将每对性状的遗传分别考虑 逐一求解的一种简便方法 含有两对和两对以上相对性状的个体的遗传常遵循自由组合定律 但若单独考虑其中每一对性状的遗传时 又都遵循分离定律 因此 分支法实质就是将自由组合定律化为分离定律进行求解 从而简化解题过程的一种方法 如用分支法求f1自交 yyrr 后代f2的基因型种类 求f1自交 yyrr 后代的f2表现型种类 3 如何用乘法定律求子代概率 1 用乘法定律求子代基因型概率 具有两对及以上相对性状的两亲本杂交 子代基因型的概率等于每对相对性状所得基因型概率的乘积 例 已知双亲基因型为aabb aabb 两对基因独立遗传 求子代基因型为aabb的概率 解 因为aa aa 1 2aa bb bb 1 4bb 所以子代基因型为aabb的概率 1 2 1 4 1 8 2 用乘法定律求子代表现型概率 具有两对及以上相对性状的两亲本杂交 子代表现型的概率等于每对相对性状所得表现型概率的乘积 例 已知双亲基因型为aabb aabb 求子代双显性状的概率 解 因为aa aa 全显 bb bb 3 4显性 所以子代双显性状的概率 1 3 4 3 4 3 用乘法定律求子代基因型种数 具有两对及以上相对性状的两亲本杂交 子代基因型的种数等于每对相对性状所得基因型种数的乘积 例 已知双亲基因型为aabb aabb 求子代有几种基因型 解 因为aa aa 2种 aa aa bb bb 3种 bb bb bb 所以子代有2 3 6种基因型 4 用乘法定律求子代表现型种数 具有两对及以上相对性状的两亲本杂交 子代表现型的种数等于每对相对性状所得表现型种数的乘积 例 已知双亲基因型为aabb aabb 求子代有几种表现型 解 因为aa aa 2种 aa aa bb bb 2种 b bb 所以子代有2 2 4种表现型 5 用乘法定律求子代表现型比值 具有两对及以上相对性状的两亲本杂交 子代各表现型的比值等于每对相对性状所得表现型比值的乘积 例 已知双亲基因型为aabb aabb 求子代各表现型及比值 解 因为aa aa 显 隐 1 1 bb bb 显 隐 3 1 所以子代各表现型的比值 1显 1隐 3显 1隐 3显显 1显隐 3隐显 1隐隐 五 两大遗传定律的联系和区别1 两大遗传定律的联系 1 两大遗传定律在生物的性状遗传中同时进行 同时起作用 2 两大遗传定律都是对进行有性生殖的真核生物而言的 揭示的是亲代细胞核内染色体上的基因 通过有性生殖随配子传给子代的规律 所以原核生物 无染色体 细胞质中基因 如线粒体 叶绿体中的基因 的遗传都不属于这两大定律的研究范围 3 两大遗传定律的细胞学基础 细胞中成对的基因 等位基因或相同基因 是存在于成对的同源染色体上的 因此 基因的传递规律实际上是伴随着细胞分裂 特别是减数分裂 过程中同源染色体的行为而发挥作用的 4 基因的分离定律是基因自由组合定律的基础 对于两对或两对以上同源染色体上的等位基因 若单独考虑某一对等位基因的遗传时 它们都符合分离定律 从实质中可知 非同源染色体上的非等位基因自由组合 的前提是 同源染色体上的等位基因彼此分离 因此基因的分离定律是基因自由组合定律的基础 2 两大遗传定律的区别 1 两大遗传定律的适用范围不同 基因的分离定律揭示了控制一对相对性状的一对等位基因的遗传行为 两对或两对以上等位基因的遗传行为不属于该定律的适用范围 基因的自由组合定律适用于两对及两对以上相对性状的遗传 且控制两对或两对以上相对性状的等位基因位于不同对的同源染色体上 2 性状传递过程中的区别 知识点1 孟德尔豌豆杂交实验的分析 例1 下列有关孟德尔豌豆杂交实验的叙述 正确的是 a 孟德尔在豌豆开花时进行去雄和授粉 实现亲本的杂交b 孟德尔研究豌豆花的构造 但无需考虑雌蕊 雄蕊的发育程度c 孟德尔根据亲本中不同个体表现型来判断亲本是否纯合d 孟德尔利用了豌豆自花传粉 闭花受粉的特性 d 思路点拨 豌豆为自花传粉 闭花受粉 为实现亲本杂交 应在开花前去雄 研究花的构造必须研究雌 雄蕊的发育程度 不能根据表现型判断亲本的纯合 对于完全显性的性状而言 显性杂合子和显性纯合子表现型相同 举一反三 孟德尔通过杂交实验发现了一些有规律的遗传现象 通过对这些现象的研究他揭示了遗传的两个基本规律 在下列各项中 除哪项外 都是出现这些有规律遗传现象不可缺少的因素 a f1体细胞中各基因遗传信息表达的机会相等b f1自交后代各种基因型发育成活的机会相等c 在f2中各基因出现的机会相等d 每种类型雌配子和每种类型雄配子相遇的机会相等 a 思路点拨 a选项 f1体细胞中只有显性基因表达 且基因选择性表达 b选项 f1自交后代f2有三种基因型 如dd dd dd 均成活 c选项 f2体细胞中基因型比例为1dd 2dd dd 而d和d两种基因出现的机会相等 d选项 f1产生d和d两种数量相等的雄配子 也产生两种数量相等的雌配子 雌雄配子结合机会均等 才会出现f2基因型1dd 2dd 1dd 知识点2 假说 演绎法 例2 2010 江苏泰兴调研 假说 演绎法 是现代科学研究中常用的一种科学方法 下列属于孟德尔在发现基因分离定律时的 演绎 过程的是 a 生物的性状是由遗传因子决定的b 由f2出现了 3 1 推测生物体产生配子时 成对遗传因子彼此分离c 若f1产生配子时成对遗传因子分离 则测交后代会出现两种性状比接近1 1d 若f1产生配子时成对遗传因子分离 则f2中三种基因型个体比接近1 2 1 c 思路点拨 假说 演绎法 是在观察和分析的基础上提出问题后 通过推理和想象提出解决问题的假说 根据假说进行演绎推理 再通过实验检验演绎推理的结论 孟德尔为了证明 假说 的正确性 设计了测交实验进行验证 就是我们说的 演绎 举一反三 孟德尔对遗传定律的探索经过了 a 分析 假设 实验 验证b 假设 实验 结论 验证c 实验 分析 假设 结论d 实验 假设 验证 结论 思路点拨 熟悉孟德尔实验的一般程序 掌握假说 演绎法的一般方法 d 知识点3 遗传因子显隐性的判断 例1 2010 福建理综 已知桃树中 树体乔化与矮化为一对相对性状 由等位基因d d控制 蟠桃果形与圆桃果形为一对相对性状 由等位基因h h控制 蟠桃对圆桃为显性 下表是桃树两个杂交组合的实验统计数据 1 根据组别 的结果 可判断桃树树体的显性性状为 2 甲组的两个亲本基因型分别为 3 根据甲组的杂交结果可判断 上述两对相对性状的遗传不遵循自由组合定律 理由是 如果这两对性状的遗传遵循自由组合定律 则甲组的杂交后代应出现 种表现型 比例应为 4 桃树的蟠桃果形具有较高的观赏性 已知现有蟠桃树种均为杂合子 欲探究蟠桃是否存在显性纯合致死现象 即hh个体无法存活 研究小组设计了一个遗传实验 请补充有关内容 实验方案 分析比较子代的表现型及比例 预期实验结果及结论 如果子代 则蟠桃存在显性纯合致死现象 如果子代 则蟠桃不存在显性纯合致死现象 思路点拨 1 根据组别乙可知 乔化与乔化的桃树杂交的后代出现了矮化桃树 所以乔化为显性 2 根据表现型先写出亲本不完整的基因型是d h 和ddhh 因为后代出现了矮化桃树和圆桃桃树 所以亲本为ddhh和ddhh 3 甲组的亲本为ddhh和ddhh 如果这两对性状满足自由组合定律 则后代的性状分离比是1 1 1 1 而表格中的甲组的后代只有乔化蟠桃和矮化圆桃 且性状分离比是1 1 所以ddhh只能产生dh和dh两种配子 故这两对基因位于同一对同源染色体上 不满足自由组合定律 4 现有蟠桃树种均为杂合子hh hh自交后如果后代的性状分离比为正常的蟠桃 圆桃 3 1 则不存在显性纯合致死现象 反之如果出现蟠桃 圆桃 2 1 则存在显性纯合致死 答案 1 乙乔化 2 ddhh ddhh 3 41 1 1 1 4 蟠桃 hh 自交或蟠桃和蟠桃杂交 表现型为蟠桃和圆桃 比例为2 1 表现型为蟠桃和圆桃 比例为3 1 规律方法 拆比例法反推亲本的基因型 假设两对性状分别由a a和b b控制 某两个亲本杂交的后代出现a b 的比例如果是 1 3 8 拆成3 4 1 2 推出亲本的基因型是aabb aabb或aabb aabb 2 3 4 拆成3 4 1 推出亲本的基因型是aabb aabb或aabb aabb或aabb aabb或aabb aabb或aabb aabb或aabb aabb 3 1 4 拆成1 2 1 2 推出亲本的基因型是aabb aabb或aabb aabb 举一反三 番茄果实的颜色由一对基因a a控制 下表是关于番茄果实颜色的3个杂交实验及其结果 下列分析正确的是 a 番茄的果实颜色中 黄色为显性性状b 实验1的亲本基因型 红果为aa 黄果为aac 实验2的f1红果番茄均为杂合子d 实验3的f1中黄果番茄的基因型可能是aa或aa 思路点拨 由实验3 红果 红果 子代中有黄果出现 可确认黄果为隐性性状 红果为显性性状 实验1的亲本遗传因子组成红果为aa 黄果为aa 实验2亲本组合为aa aa 故子代均为aa 实验3的后代中黄果的遗传因子组成全为aa 红果的遗传因子组成为aa或aa 答案 c 规律方法 1 具有相对性状的纯合子亲本杂交 f1中表现出来的性状为显性性状 未表现出来的为隐性性状 2 杂合子表现出来的性状为显性性状 3 表现为同一性状的两亲本 后代如果出现性状分离现象 则亲本具有的性状为显性性状 新出现的性状为隐性性状 知识点4 有关分离定律的概率计算 例4 2010 安徽安庆联考 果蝇灰身 b 对黑身 b 为显性 现将纯种灰身果蝇与黑身果蝇杂交 产生的f1再自交产生f2 将f2中所有黑身果蝇除去 让灰身果蝇自由交配 产生f3 问f3果蝇中灰身与黑身的比例是 a 3 1b 5 1c 8 1d 9 1 思路点拨 两个亲本的基因型是bb bb f1的基因型是bb f2中的灰身果蝇基因型是1 3bb 2 3bb 除去黑身果蝇的基因型是bb 所以f2中灰身雌果蝇与灰身雄果蝇交配产生的f3中 黑身果蝇的比例为2 3 1 2b 2 3 1 2b 1 9bb c 举一反三 金鱼草的红花 a 对白花 a 为不完全显性 红花金鱼草与白花金鱼草杂交得到f1 f1自交产生f2 f2中红花个体所占的比例为 a 1 4b 1 2c 3 4d 1 思路点拨 由于金鱼草的红花对白花为不完全显性 也就是说杂合子不显红色 而显粉红色 只有显性纯合子才显红色 故f1自交得到的f2会发生性状分离 f2中只有1 4的显性纯合子才显红色 a 知识点5 综合考查自由组合定律 例5 2010 全国新课标 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 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 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 思路点拨 1 由9紫 3红 4白的比例可确定花色由两对等位基因控制 且符合基因的自由组合定律 2 由9紫 3红 4白可知 紫花的基因型为a b 纯合紫花与纯合红花杂交 f1表现为紫花 f2表现为3紫 1红 即f2中紫花 a b 占3 4 将3 4拆成3 4 1 结合f1全是紫花可知f1为aabb或aabb 所以亲本是aabb和aabb或aabb和aabb 杂交的遗传图解参考答案 3 实验2获得的紫花植株中 有4种基因型 即aabb aabb aabb aabb 其比例为1 2 2 4 aabb个体所占比例为4 9 自交后代花色的表现型及其数量比为9紫 3红 4白 答