课程解读
一、学习目标:
1. 阐明孟德尔的一对相对性状的杂交实验及分离定律。
2. 体验孟德尔遗传实验的科学方法和创新思维。
3. 运用分离定律解释一些遗传现象。
二、重点、难点:
重点:(1)对分离现象的解释,阐明分离定律。(2)运用分离定律解释一些遗传现象。
难点:(1)对分离现象的解释。(2)对分离定律的理解。
三、考点分析:
知识内容 |
高考要求 |
一对相对性状的杂交实验,及实验方法 |
Ⅱ |
对分离现象的解释及其验证 |
Ⅱ |
分离定律 |
Ⅱ |
本小节考点主要有:1、孟德尔遗传试验的科学方法——针对一对性状解决问题;假说演绎的研究方法;
2、基因分离定律解决实际问题。这个考点题型比较普遍,考查内容涉及——从基因和染色体的关系角度理解分离定律,分离过程中的计算问题,以及在育种、遗传图解中的处理问题能力。
知识梳理
一、豌豆作为实验材料的特点:
1. 自花传粉、闭花受粉——自然状态下一般都是纯种
2. 相对性状明显——易于统计
性状:生物体的形态特征和生理特征的总称。
相对性状:同种生物同一性状的不同表现类型。(如豌豆的高茎、豌豆的矮茎)
二. 孟德尔的一对相对性状的杂交实验过程:
1. 实验过程:去雄——套袋——传粉——套袋;
2. 实验结果:无论正交或反交,子一代都是高茎,子二代都是高茎或矮茎的数量比接近3:1
3. 常用符号和含义:
符号 |
P |
F1 |
F2 |
× |
|
♀ |
♂ |
含义 |
亲本 |
子一代 |
子二代 |
杂交 |
自交 |
母本或雌配子 |
父本或雄配子 |
4. 杂交:遗传因子组成不同的生物体间相互交配的过程。
5. 自交:遗传因子组成相同的生物体间相互交配的过程;植物体中指自花授粉和雌雄异花的同株授粉,自交是获得纯系的有效方法。
6. 正交和反交:对于雌雄同体的生物杂交,若甲♀× 乙♂为正交,则乙♀× 甲♂为反交。
7. 性状分离:杂种的自交后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象。
8. 表现型:是指生物个体所表现出来的性状。
9. 遗传因子组成(基因型):是指与表现型有关的遗传因子(基因)组成。
表现型=遗传因子组成+环境条件。
三、对分离现象的解释:(假说)
1. 生物的性状是由遗传因子决定的。每个遗传因子决定着一种特定的性状。
显性遗传因子 决定 显性性状(用大写字母表示,如D)
隐性遗传因子 决定 隐性性状(用小写字母表示,如d)
2. 体细胞中遗传因子成对存在。
纯合子:遗传因子组成相同的个体。显性纯合子:DD 隐性纯合子:dd
杂合子:遗传因子组成不同的个体。如Dd
3. 生物体在形成生殖细胞——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。
4. 受精时,雌雄配子的结合是随机的。
★显性性状:具有相对性状的亲本杂交,F1表现出来的那个亲本的性状。
★隐性性状:具有相对性状的亲本杂交,F1未表现出来的那个亲本的性状。
四、对分离现象解释的验证 (演绎)——测交实验
测交:就是让杂种第一代与隐性个体相交,用来测定F1的基因型。测交是检验某生物个体是纯合体还是杂合体的有效方法。
小结:分离定律的内容:
①在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,不相融合;
②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不同的配子中,随配子遗传给后代。
实质:体细胞中成对的控制相对性状的遗传因子彼此分离。
五、性状分离比的模拟实验
1. 两个小桶各代表什么?两个小桶中的D小球和d小球各代表什么?
两个小桶分别代表生物体的精巢和卵巢;D小球和d小球分别代表含有显性遗传因子和隐性遗传因子的配子。
2. 为什么每个小桶内的d小球和D小球的数目都是10个?
每个小桶内的d小球和D小球的数目都是10个,是为了确保含有显性遗传因子和隐性遗传因子的配子相等。
3. 分别从两个小桶内抓取一个小球组合在一起的含义是什么?
分别从两个小桶内抓取一个小球组合在一起的含义是:模拟雌、雄配子的随机结合。
4. 将抓取的小球放回原来的小桶内,摇匀,按步骤3重复做50~100次的含义是什么?
将抓取的小球放回原来的小桶内,摇匀,按步骤3重复做50~100次,是为了确保观察的样本数目足够多,雌、雄配子结合的机会相等。
典型例题
知识点一:相对性状与性状分离(纯合子、杂合子)
例1. 猪的白毛对黑毛为显性,要判断一只白毛猪是否为纯合子,选用与它交配的猪最好是
A. 纯种白毛猪 B. 黑毛猪 C. 杂种白毛猪 D. 以上都不对
思路分析:A_×aa——假如待测亲本为纯合子,后代为Aa,则都表现白色;
假如待测亲本为杂合子,后代为Aa:aa=1:1,则出现性状分离。
答案:B
解题后的思考:验纯的方法:测交、自交——后代出现性状分离,则为杂合子;否则为纯合子。
例2. 豌豆的矮茎和高茎为一对相对性状。下列杂交实验中能判定性状显隐性关系的是
A. 高茎×高茎-高茎
B.
高茎×高茎-301高茎+
C. 矮茎×矮茎-矮茎 D. 高茎×矮茎-98高茎+107矮茎
思路分析:用特例法解决问题
A. 高茎×高茎-高茎——aa×aa AA×AA都满足要求,不能判断;
B. 高茎×高茎-301高茎+
C. 矮茎×矮茎-矮茎——aa×aa AA×AA都满足要求,不能判断;
D. 高茎×矮茎-98高茎+107矮茎——无法看出隐藏关系。无论哪种性状为显性都满足要求。
答案:B
解题后的思考:判断性状的显隐性关系,实际是验纯的又一种考查方式。解题原则就是在各世代中明显出现——不同性状的亲本杂交→后代只表现一种性状,没表现出来的就是隐性。性状相同的亲本杂交→后代出现性状分离,新出现的性状就是隐性性状。
例3. 纯种甜玉米和纯种非甜玉米间行种植,收获时发现甜玉米果穗上有非甜玉米籽粒,而非甜玉米果穗上无甜玉米籽粒,则:
A. 甜是显性性状 B.
相互混杂
C. 非甜是显性性状 D.
相互选择
思路分析:1、亲本都是纯种;2、间行种植可能出现相互授粉杂交,也可能出现自交;3、杂交表现的就是显性性状。
答案:C
解题后的思考:这道题的难度体现在——间行种植过程既有杂交,也会出现自交。当出现自交时,后代各自表现为甜与非甜;当杂交时,则后代表现显性性状,即都是非甜。
小结:
1. 相对性状——同种生物、同一性状、不同类型;
2. 显性性状对隐性性状有隐藏效应;
3. 检验纯合子的方法——植物一般可用自交,而动物多用测交。
知识点二:分离规律
例1. 用黄色公鼠a分别与黑色母鼠b和c交配,在几次产仔中,母鼠b产仔9黑6黄,母鼠c产的仔全为黑色。那么a、 b、c中为纯合体的是
A. b和c B. a和c C. a和b D. 只有a
思路分析:1. 判断显隐性:黄色公鼠a与黑色母鼠c交配,c产的仔全为黑色。证明:黑色是显性性状(A),黄色是隐性性状(a);2. 黄色公鼠a与黑色母鼠b交配,母鼠b产仔9黑6黄,其后代出现性状分离——aa 与Aa;3. 因此a鼠——aa,c鼠——AA为纯合体。
答案:B
解题后的思考:要判断遗传因子的组成,首先需判断出显隐性,然后根据遗传规律解决问题。
例2. 下列几组植物的杂交过程中,其实验结果可以用分离定律加以解释的是( )
思路分析:分离定律——用于研究一对相对性状。抗病和早熟不是一对相对性状;高秆和抗病也不是一对相对性状;纯高与纯高的后代没有出现性状分离,故也不体现分离规律。
答案:B
解题后的思考:分离定律体现在一对相对性状的杂交(有性生殖)过程中。
例3. 一对杂合的白色绵羊生下4只小羊,理论上4只小羊的表现型为3白1黑的可能性是( )
A. 100% B. 3/
思路分析:1. 每只羊的出生概率,相互之间没有影响;2. 杂合白羊生出3/4白羊; 1/4黑羊;3. 3白1黑——白白白黑:3/4×3/4×3/4×1/4=27/256;白白黑白:3/4×3/4×1/4×3/4=27/256;白黑白白:3/4×1/4×3/4×3/4=27/256;黑白白白:1/4×3/4×3/4×3/4=27/256;4、共四种情况,根据加法法则,概率为4×27/256=27/64
答案:C
解题后的思考:根据题目要求,要完成某件事,假如分情况完成,则最后应将各种情况的概率求和;假如分不同步骤完成,则应将各个步骤的概率求积。
小结:解答考查分离规律的习题——首先熟练记忆孟德尔一对相对性状的实验结论(1:2:1,3:1等);其次,在概率计算中,常常需要应用加法原理和乘法原理。
提分技巧
一、遗传概率计算的两个基本原理:
1. 加法原理:互斥事件有关的事件出现的几率,等于各相关互斥事件的几率的和。互斥事件指某一形式的事件出现,其他形式的事件就被排除。(分类计算)
例:人体肤色正常(A)对白化(a)是显性。一对夫妇的基因型都是Aa,他们所生的孩子中,表现型正常的概率是多少?
2. 乘法原理:相互独立事件同时出现的几率为各个独立事件几率的乘积。(分步计算)
例:人体肤色正常(A)对白化(a)是显性。一对夫妇的基因型都是Aa,他们所生的孩子中,出现白化男孩的概率是多少?
二、若要正确完成遗传概率的计算,必须理解基因分离定律的几个基本比例关系:
1. Aa×Aa→1AA:2Aa:1aa ,即AA占后代总数的1/4,Aa占后代总数的2/4(1/2),aa占后代总数的1/4;显性性状占后代总数的3/4,隐性性状占后代总数的1/4;表现型为显性性状的个体中,纯合体占1/3,杂合体占2/3;后代中纯合体占1/2。
2. Aa×aa→1Aa:1aa,即后代中显性性状的个体和隐性性状的个体各占1/2,显性性状的个体均为杂合体。
3. AA×Aa→1AA:1Aa ,即后代中表现型虽然均表现出显性性状,但其中纯合体和杂合体各占1/2。
三、杂合子连续自交,后代中纯合子或杂合子所占的比例(以Aa为例)
Aa连续自交n次,则Fn代中Aa所占比例
杂合子: 纯合子:1-
显性纯合子: 隐性纯合子:
预习导学
一、预习新知:
孟德尔的两对相对性状的杂交实验及自由组合定律
二、预习点拨
探究任务一:任何生物都不止表现一种性状,后代表现的特征可以是两个亲本性状组合的结果。那么,双亲的性状是遵循什么规律进行组合并传递给后代的?在育种实践中,人类如何获得所需的性状组合?
探究任务二:一对相对性状的遗传,影响其他相对性状吗?
同步练习
(答题时间:45分钟)
1. 被称为遗传学奠基人的是( )
A. 达尔文 B. 孟德尔 C. 摩尔根 D. 魏斯曼
2. 下列性状不属于相对性状的是( )
A. 高鼻梁与塌鼻梁 B. 人的卷发与直发
C. 人的五指与多指
D. 眼大与眼角上翘
*3. 下列有关显、隐性性状的叙述中,正确的是( )
A. 生物体没有显现出来的性状称为隐性性状
B. 亲本之中一定有一个表现为隐性性状
C. 子一代未显现出来的那个亲本的性状称为隐性性状
D. 在一对相对性状的遗传实验中,双亲只具有一对相对性状
4. 下列有关孟德尔选用豌豆作为实验材料的原因中,不正确的是
A. 豌豆是异花传粉植物 B. 豌豆有利于进行人工杂交实验
C. 豌豆是闭花受粉植物 D. 豌豆的一些品种之间有易于区分的性状
5. 两杂种黄色籽粒豌豆杂交,产生种子120粒,其中纯种黄色种子的数目约为 ( )
A. 0粒 B. 30粒 C. 60粒 D. 90粒
6. 基因型为Aa的植株自花传粉,所结种子的基因型及其比例是 ( )
A. 都是AA B. 都是Aa C. AA:Aa:aa=1:2:1 D. Aa:aa=1:1
7. 基因分离定律表明,杂合子
A. 不能稳定遗传,自交后代有性状分离
B. 不能稳定遗传,自交后代无性状分离
C. 能稳定遗传,自交后代有性状分离
D. 能稳定遗传,自交后代无性状分离
*8. 我国科学工作者捕捉到一只稀有的雄性白猴,现要在最短时间内利用这只白猴繁殖更多的白猴(已知棕色对白色为显性),你选出的最佳方案是:
A. 白猴与棕猴交配,选出其后代中的白猴 B. 白猴与棕猴交配,再F1测交
C. 白猴与棕猴交配,再F1自交 D. 白猴与棕猴交配,再让F1与棕猴交配
*9. 下列叙述中,正确的是( )
A. 两个纯合子的后代必是纯合子 B. 两个杂合子的后代必是杂合子
C. 纯合子自交后代都是纯合子 D. 杂合子自交后代都是杂合子
*10. 在“性状分离比的模拟实验”中,某同学连续抓取三次小球的组合都是DD,则他第4次抓取是DD的概率为( )
A. 1/4
B.
1/
11. 孟德尔的分离定律是指( )
A. 子二代出现性状分离
B. 子二代的性状分离比为3:1
C. 形成配子时,成对的遗传因子发生分离
D. 测交后代的分离比为1:1
12. 牛的毛色有黑色和棕色,如果两头黑牛交配生了一头棕色子牛,请回答:
(1)黑色和棕色哪种毛色是显性性状?__________。
(2)若用B与b表示牛的毛色的显性遗传因子和隐性遗传因子,写出上述两头黑牛及其子代棕色牛的遗传因子的组成情况____________________________。
(3)上述两头黑牛产生一头黑色子牛的可能性是_______;若上述两头黑牛产生了一头黑色子牛,该牛是纯合子的可能性是_________;要判断这头黑色子牛是纯合子还是杂合子,最好选用与其交配的牛是________。
A. 纯种黑牛 B. 杂种黑牛 C. 棕色牛
(4)若用某黑色雄牛与多头杂种雌牛交配,共产20头子牛,若子牛全是黑色,则此雄牛遗传因子的组成情况可能是________。若子牛中有14头为黑色,6头为棕色,则此雄牛遗传因子的组成情况最可能是____________。
13. 下面是豌豆的一对相对性状遗传实验过程图解,请仔细读图后回答下列问题:
(1)该实验的亲本中,父本是 ,母本是 。在此实验中用作亲本的两株豌豆必须是 种。
(2)操作①叫 ,此处理必须在豌豆 之前进行。
(3)操作②叫 ,此处理必须用纸袋对母本进行 ,其目的是_______________________________。
(4)在当年母本植株上所结出的种子即为 代,若要观察子二代豌豆植株的性状分离特征,需要在第 年进行观察。
(5)红花(A)对白花(a)为显性,则杂合种子种下去后,长出的豌豆植株开的花为______________色。
(6)若(5)题中P皆为纯种,让F1代进行自交,F2代的性状中,红花与白花之比为 ;这种现象在遗传学上称作
。
14. 豌豆种子的形状是由一对等位基因R和r控制的,下表是有关豌豆种子形状的三组杂交实验结果。
(1)根据哪个组合能判断出显性类型,试说明理由。
(2)写出各个组合中两个亲本的基因型。
(3)哪一个组合为测交实验。
组合序号 |
杂交组合类型 |
后代表现型和植株数目 |
|
圆粒 |
皱粒 |
||
一 |
皱粒×皱粒 |
0 |
102 |
二 |
圆粒×圆粒 |
125 |
40 |
三 |
圆粒×皱粒 |
152 |
141 |
试题答案
1. B 2. D
3. C解析:生物体没有显现出来的性状称为隐性性状——子一代中没表现出来,但在子二代中可以表现出来;亲本之中一定有一个表现为隐性性状——错,如Aa×AA;
子一代未显现出来的那个亲本的性状称为隐性性状——正确;
在一对相对性状的遗传实验中,双亲只具有一对相对性状——错。具有多对,但只研究一对。
4. B 5. B 6. C 7. A
8. B解析:设白猴的遗传因子组成为aa;棕猴为AA。
白猴与棕猴交配,选出后代中的白猴——AA×aa白猴比例为0;
白猴与棕猴交配,再F1测交——AA×aa→Aa×aa白猴比例为1/2;
白猴与棕猴交配,再F1自交——AA×aa→Aa×Aa白猴比例为1/4。
白猴与棕猴交配,再让F1与棕猴交配——AA×aa→Aa×AA白猴比例为0。
9. C解析:两个纯合子的后代必是纯合子——AA×aa的后代都是杂合子;
两个杂合子的后代必是杂合子——Aa×Aa的后代有1/2为纯合子;
纯合子自交后代都是纯合子—— AA×AA;
杂合子自交后代都是杂合子——Aa×Aa为后代有1/2为纯合子。
10. A解析:“性状分离比的模拟实验”模拟Dd×Dd——每次杂交过程对下一次的概率没有影响,Dd×Dd——DD为1/4。
11. C
12. (1)黑色 (2) Bb、Bb、bb (3)3/4 1/
13. (1)矮茎豌豆 高茎豌豆 纯(2)去雄 自然受粉(3)授粉 套袋 防止其他豌豆花粉的干扰(4)子一(F1) 三(5) 红(6)3:1 性状分离
14. (1)根据组合二可知圆粒对皱粒为显性,因为圆粒与圆粒杂交产生了圆粒和皱粒,且其数量比约为3:1。
(2)组合一为rr×rr;组合二为 Rr×Rr;组合三为Rr×rr。
(3)组合三为测交实验。