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1、第14講基因的分離定律突破突破1 1遺傳學(xué)基本概念的辨析遺傳學(xué)基本概念的辨析突破突破2 2基因分離定律的實質(zhì)基因分離定律的實質(zhì)總綱目錄總綱目錄一、孟德爾遺傳實驗的科學(xué)雜交方法1.豌豆作為實驗材料的優(yōu)點(1)自花傳粉,閉花受粉,自然狀態(tài)下為純種。(2)具有易于區(qū)分的相對性狀。2.假說演繹法二、一對相對性狀的雜交實驗1.提出問題(純合親本的雜交和F1的自交):具一對相對性狀的純合子雜交得F1,F1自交得F2,其中顯性純合個體占1/4,雜合子占1/2。2.解釋3.測交驗證:F1隱性純合子顯 隱=1 1。三、分離定律的內(nèi)容四、分離定律的應(yīng)用1.農(nóng)業(yè)生產(chǎn):指導(dǎo)雜交育種。2.醫(yī)學(xué)實踐:分析單基因遺傳病的基

2、因型和發(fā)病概率;為禁止近親結(jié)婚提供理論依據(jù)。1.雜合子與純合子基因組成不同,性狀表現(xiàn)也不同。( )6.基因分離定律的實質(zhì)是等位基因隨同源染色體分開而分離。 ()5.分離定律中F1(Dd)產(chǎn)生的雌、雄配子的數(shù)目相等。( )4.孟德爾利用了豌豆自花傳粉、閉花受粉的特性。()3.孟德爾巧妙設(shè)計的測交方法只能用于檢測F1的基因型。( )2.豌豆雜交實驗的操作是:去雄套袋授粉套袋。()8.等位基因分離發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的后期。()7.純合子的自交后代不會發(fā)生性狀分離,雜合子的自交后代中不會出現(xiàn)純合子。( )突破突破1 1遺傳學(xué)基本概念的辨析遺傳學(xué)基本概念的辨析1.幾種交配類型的區(qū)分項目含義應(yīng)用雜交基因

3、型不同的生物個體間相互交配探索控制生物性狀的基因的傳遞規(guī)律將不同優(yōu)良性狀集中到一起,經(jīng)過選擇得到新品種顯隱性性狀的判斷自交植物的自花(或同株異花)受粉基因型相同的動物個體間的交配可不斷提高種群中純合子的比例可用于植物純合子和雜合子的鑒定測交雜合子與隱性純合子相交,是一種特殊方式的雜交驗證遺傳基本定律理論解釋的正確性高等動物純合子、雜合子的鑒定正交和反交二者是相對而言的,正交的父方和母方分別是反交的母方和父方檢驗是細(xì)胞核遺傳還是細(xì)胞質(zhì)遺傳檢驗是常染色體遺傳還是性染色體遺傳2.性狀、相對性狀的顯隱性及性狀分離(1)性狀含義:生物體的形態(tài)特征和生理特征等的總稱?？刂普?核酸。體現(xiàn)者:蛋白質(zhì)。(2)相

4、關(guān)概念理解能表現(xiàn)出來的性狀不一定是顯性性狀。如隱性純合子(dd)表現(xiàn)出來的性狀是隱性性狀。理解相對性狀要抓住“兩個相同”和“一個不同”?！皟蓚€相同”是同種生物、同一性狀;“一個不同”是不同表現(xiàn)類型。如豌豆(同種生物)的高莖和矮莖(高度這一性狀的不同表現(xiàn)類型)。3.基因型與表現(xiàn)型的關(guān)系(1)基因型是性狀表現(xiàn)的內(nèi)因,表現(xiàn)型是基因型與環(huán)境共同作用的結(jié)果。(2)表現(xiàn)型是基因型的表現(xiàn)形式,表現(xiàn)型相同,基因型不一定相同,如DD和Dd均表現(xiàn)為高莖。(3)在相同的環(huán)境條件下,基因型相同,表現(xiàn)型一定相同;在不同環(huán)境中,即使基因型相同,表現(xiàn)型也未必相同。知能拓展知能拓展概念間相互關(guān)系的圖解1.純合子、雜合子的比較

5、與判斷方法項目純合子雜合子概念由含有相同基因的配子結(jié)合成的合子發(fā)育而來的個體由含有不同基因的配子結(jié)合成的合子發(fā)育而來的個體特點不含等位基因自交后代不發(fā)生性狀分離至少含一對等位基因自交后代會發(fā)生性狀分離實驗鑒定測交純合子隱性類型測交后代只有一種類型(表現(xiàn)型一致)雜合子隱性類型測交后代出現(xiàn)性狀分離自交純合子自交后代不發(fā)生性狀分離雜合子自交后代發(fā)生性狀分離,如3顯 1隱花粉鑒定法花粉的基因組成只有一種花粉的基因組成至少有兩種2.性狀的顯、隱性判斷方法(1)根據(jù)子代性狀判斷具有一對相對性狀的親本雜交子代只出現(xiàn)一種性狀子代所出現(xiàn)的性狀為顯性性狀。相同性狀的親本雜交子代出現(xiàn)不同性狀子代所出現(xiàn)的新的性狀為隱

6、性性狀。(2)根據(jù)子代性狀分離比判斷具一對相對性狀的親本雜交F2性狀分離比為3 1“3”所對應(yīng)的性狀為顯性性狀。(3)遺傳系譜圖中的顯隱性判斷若雙親正常,子代有患病者,則為隱性遺傳病;若雙親患病,子代有正常者,則為顯性遺傳病。(4)顯隱性判斷的雜交實驗設(shè)計易混辨析易混辨析 (1)只要有一對基因雜合(具一對等位基因)就可稱為雜合子,即雜合子至少含一對等位基因。例如:Aa、AaBB。純合子內(nèi)不含等位基因。例如:AA、AAbb、aabb。(2)鑒定某生物個體是純合子還是雜合子,當(dāng)被測個體為動物時,常采用測交法,當(dāng)待測對象為生育后代少的雄性動物時,應(yīng)讓其與多個隱性雌性個體交配,以產(chǎn)生較多子代個體,使結(jié)

7、果更有說服力。當(dāng)被測個體為植物時,測交法、自交法均可以,但自交法更簡便。1.(2017課標(biāo)全國)下列有關(guān)基因型、性狀和環(huán)境的敘述,錯誤的是()A.兩個個體的身高不相同,二者的基因型可能相同,也可能不相同B.某植物的綠色幼苗在黑暗中變成黃色,這種變化是由環(huán)境造成的C.O型血夫婦的子代都是O型血,說明該性狀是由遺傳因素決定的D.高莖豌豆的子代出現(xiàn)高莖和矮莖,說明該相對性狀是由環(huán)境決定的考向考向1以基礎(chǔ)判斷的形式以基礎(chǔ)判斷的形式,考查對遺傳學(xué)基本概念的理解考查對遺傳學(xué)基本概念的理解D答案答案 D本題考查遺傳相關(guān)概念等內(nèi)容。表現(xiàn)型不同的個體基因型可能相同,也可能不相同,A正確。幼苗在黑暗環(huán)境中不能合成

8、葉綠素,故呈黃色,這是由環(huán)境因素造成的,B正確。O型血夫婦的子代都是O型血,說明該性狀是由遺傳因素決定的,C正確。高莖豌豆產(chǎn)生的子代同時有高莖與矮莖,主要是由遺傳物質(zhì)決定的,也可能是由環(huán)境因素影響的,D錯誤。2.用豌豆進(jìn)行遺傳實驗時,下列操作錯誤的是()A.雜交時,須在開花前除去母本的雄蕊B.自交時,雌蕊和雄蕊都無需除去C.雜交時,須在開花前除去母本的雌蕊D.人工授粉后,應(yīng)套袋C答案答案 C由于豌豆“自花傳粉、閉花受粉”的特殊性,雜交時,要在花蕾期除去母本的雄蕊,但不能除去母本的雌蕊,A正確,C錯誤;自交時,不需要除去雌蕊和雄蕊,B正確;進(jìn)行雜交時,人工授粉后,應(yīng)套袋處理,D正確?？枷蚩枷?以

9、基礎(chǔ)判斷的形式以基礎(chǔ)判斷的形式,考查顯隱性以及純合子與雜合子的判斷考查顯隱性以及純合子與雜合子的判斷3.野生型果蠅的腹部和胸部都有短剛毛,而一只突變果蠅S的腹部卻生出長剛毛。研究者對果蠅S的突變進(jìn)行了系列研究。用這兩種果蠅進(jìn)行雜交實驗的結(jié)果見圖。(1)根據(jù)實驗結(jié)果分析,果蠅腹部的短剛毛和長剛毛是一對性狀,其中長剛毛是性性狀。圖中、基因型(相關(guān)基因用A和a表示)依次為。(2)實驗2結(jié)果顯示:與野生型不同的表現(xiàn)型有種?；蛐蜑?在實驗2后代中該基因型的比例是。(3)根據(jù)果蠅和果蠅S基因型的差異,解釋導(dǎo)致前者胸部無剛毛、后者胸部有剛毛的原因:。(4)檢測發(fā)現(xiàn)突變基因轉(zhuǎn)錄的mRNA相對分子質(zhì)量比野生型

10、的小,推測相關(guān)基因發(fā)生的變化為。(5)實驗2中出現(xiàn)的胸部無剛毛的性狀不是由F1新發(fā)生突變的基因控制的,作出這一判斷的理由是:雖然胸部無剛毛是一個新出現(xiàn)的性狀,但,說明控制這個性狀的基因不是一個新突變的基因。答案答案(17分)(1)相對顯Aa、aa(2)兩AA1/4(3)兩個A基因抑制胸部長出剛毛,只有一個A基因時無此效應(yīng)(4)核苷酸數(shù)量減少/缺失(5)新的突變基因經(jīng)過個體繁殖后傳遞到下一代中不可能出現(xiàn)比例高達(dá)25%的該基因純合子解析解析(1)根據(jù)實驗2可判斷,長剛毛是顯性性狀。實驗1的雜交后代中顯、隱性比例為1 1,且與性別無關(guān),結(jié)合實驗1親本表現(xiàn)型得出實驗1親本雜交方式為測交,相應(yīng)基因型為A

11、aaa。(2)實驗2中,與野生型不同的表現(xiàn)型有2種,一種是腹部長剛毛、胸部短剛毛,基因型為Aa。另一種是腹部長剛毛、胸部無剛毛,基因型為AA,占全部后代的1/4。(3)果蠅腹部長剛毛,胸部無剛毛的原因可能是A基因的純合抑制胸部長出剛毛,只有一個A基因時無此效應(yīng)。(4)突變基因轉(zhuǎn)錄的mRNA相對分子質(zhì)量比野生型的小,這說明基因突變類型為堿基對的缺失。(5)果蠅胸部無剛毛是一個新性狀,但由于數(shù)量較多,占全部后代的1/4,說明該性狀的出現(xiàn)不是基因突變的結(jié)果,而是A基因的純合導(dǎo)致的。4.(2016北京理綜)研究植物激素作用機制常使用突變體作為實驗材料。通過化學(xué)方法處理萌動的擬南芥種子可獲得大量突變體。

12、(1)若誘變后某植株出現(xiàn)一個新性狀,可通過交判斷該性狀是否可以遺傳。如果子代仍出現(xiàn)該突變性狀,則說明該植株可能攜帶性突變基因,根據(jù)子代,可判斷該突變是否為單基因突變。(2)經(jīng)大量研究,探明了野生型擬南芥中乙烯的作用途徑,簡圖如下。由圖可知,R蛋白具有結(jié)合乙烯和調(diào)節(jié)酶T活性兩種功能。乙烯與結(jié)合后,酶T的活性,不能催化E蛋白磷酸化,導(dǎo)致E蛋白被剪切。剪切產(chǎn)物進(jìn)入細(xì)胞核,調(diào)節(jié)乙烯響應(yīng)基因的表達(dá),植株表現(xiàn)有乙烯生理反應(yīng)。(3)酶T活性喪失的純合突變體(1#)在無乙烯的條件下出現(xiàn)(填“有”或“無”)乙烯生理反應(yīng)的表現(xiàn)型。1#與野生型雜交,在無乙烯的條件下,F1的表現(xiàn)型與野生型相同。請結(jié)合上圖從分子水平解

13、釋F1出現(xiàn)這種表現(xiàn)型的原因:。(4)R蛋白上乙烯結(jié)合位點突變的純合個體(2#)僅喪失了與乙烯結(jié)合的功能。請判斷在有乙烯的條件下,該突變基因相對于野生型基因的顯隱性,并結(jié)合乙烯作用途徑陳述理由:。(5)番茄中也存在與擬南芥相似的乙烯作用途徑。若番茄R蛋白發(fā)生了與2#相同的突變,則這種植株的果實成熟期會。答案答案(1)自顯表現(xiàn)型的分離比(2)R蛋白被抑制(3)有雜合子有野生型基因,可產(chǎn)生有活性的酶T,最終阻斷乙烯作用途徑(4)2#與野生型雜交,F1中突變基因表達(dá)的R蛋白不能與乙烯結(jié)合,導(dǎo)致酶T持續(xù)有活性,阻斷乙烯作用途徑,表現(xiàn)為無乙烯生理反應(yīng),其表現(xiàn)型與2#一致,因此突變基因為顯性(5)推遲解析解

14、析本題以植物激素的作用機制為載體考查遺傳、變異的相關(guān)知識。(1)誘變后某植株出現(xiàn)一個新性狀,要判斷該性狀是否可以遺傳,可以通過自交方法,自交后代若仍出現(xiàn)該突變性狀,則說明該植株可能攜帶顯性突變基因,根據(jù)子代的表現(xiàn)型及比例,可判斷該突變是否為單基因突變。(2)由乙烯作用途徑簡圖可知:在有乙烯的條件下,乙烯與R蛋白結(jié)合,抑制酶T催化E蛋白的磷酸化,導(dǎo)致未磷酸化的E蛋白被剪切,剪切產(chǎn)物通過核孔進(jìn)入細(xì)胞核,調(diào)節(jié)乙烯響應(yīng)基因的表達(dá),植株表現(xiàn)有乙烯生理反應(yīng),同理在無乙烯的條件下,酶T催化E蛋白的磷酸化,最終表現(xiàn)無乙烯生理反應(yīng)。(3)酶T活性喪失的純合突變體(1#),不能催化E蛋白磷酸化,無乙烯存在條件下,

15、出現(xiàn)有乙烯生理反應(yīng)的表現(xiàn)型。野生型在無乙烯存在的條件下,出現(xiàn)無乙烯生理反應(yīng)。1#與野生型雜交,在無乙烯條件下,F1的表現(xiàn)型與野生型相同,是因為F1為雜合子,雜合子有野生型基因,可產(chǎn)生有活性的酶T,最終阻斷乙烯作用途徑,表現(xiàn)為無乙烯生理反應(yīng)。(4)2#與野生型雜交,F1中突變基因表達(dá)的R蛋白不能與乙烯結(jié)合,導(dǎo)致酶T持續(xù)有活性,阻斷乙烯作用途徑,表現(xiàn)為無乙烯生理反應(yīng),其表現(xiàn)型與2#一致,因此突變基因為顯性。(5)據(jù)(4)知,若番茄R蛋白發(fā)生了與2#相同的突變時,無法識別乙烯信號,表現(xiàn)為無乙烯生理反應(yīng),果實的成熟期會推遲。突破突破2 2基因分離定律的實質(zhì)基因分離定律的實質(zhì)1.分離定律的實質(zhì)等位基因行

16、為結(jié)果基因關(guān)系位于同源染色體的相同位置上保持基因獨立性減數(shù)分裂隨同源染色體的分開而分離兩類配子比1 12.分離定律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)如圖表示含一對等位基因D、d的精(卵)原細(xì)胞減數(shù)分裂圖解:由圖分析可知,分離定律的實質(zhì)是在減數(shù)第一次分裂的后期,等位基因隨同源染色體的分開而分離,形成數(shù)量相等的兩種類型的配子。3.分離定律適用范圍及作用條件分離定律只適用于一對等位基因控制的一對相對性狀的遺傳,且需滿足以下條件:(1)產(chǎn)生兩種類型配子的數(shù)量相等,且生活力相同。(2)雌、雄配子結(jié)合的機會均等。(3)子代不同基因型個體的存活率相等。(4)子代個體數(shù)量足夠大。(5)真核生物、有性生殖的細(xì)胞核遺傳。4.雜合子Aa

17、(親代)連續(xù)自交,第n代的比例分析根據(jù)表中比例,雜合子、純合子所占比例坐標(biāo)曲線圖為:Fn雜合子純合子顯性純合子隱性純合子顯性性狀個體隱性性狀個體所占比例1/2n1-1/2n-1/2n+11/2-1/2n+11/2+1/2n+11/2-1/2n+15.分離定律的異常情況(1)不完全顯性:F1的性狀表現(xiàn)是介于顯性和隱性親本之間的顯性表現(xiàn)形式,如紫茉莉的花色遺傳中,紅色花(RR)與白色花(rr)雜交產(chǎn)生的F1為粉紅花(Rr),F1自交后代有3種表現(xiàn)型:紅花、粉紅花、白花,性狀分離比為1 2 1。(2)致死現(xiàn)象(3)從性遺傳由常染色體上基因控制的性狀,在表現(xiàn)型上受個體性別影響的現(xiàn)象,如綿羊的有角和無角

18、受常染色體上一對等位基因控制,有角基因H為顯性,無角基因h為隱性,在雜合子(Hh)中,公羊表現(xiàn)為有角,母羊則表現(xiàn)為無角。1.推斷個體基因型與表現(xiàn)型的一般方法(1)由親代推斷子代的基因型與表現(xiàn)型(正推型)親本子代基因型子代表現(xiàn)型AAAAAA全為顯性AAAaAA Aa=1 1全為顯性AAaaAa全為顯性AaAaAA Aa aa=1 2 1顯性 隱性=3 1aaAaAa aa=1 1顯性 隱性=1 1aaaaaa全為隱性后代分離比推斷法:后代表現(xiàn)型親本基因型組合親本表現(xiàn)型全顯AAAA(或Aa或aa)親本中一定有一個是顯性純合子aaaa雙親均為隱性純合子顯 隱=1 1Aaaa親本一方為雜合子,一方為隱

19、性純合子顯 隱=3 1AaAa雙親均為雜合子(2)由子代推斷親代的基因型(逆推型)隱性純合突破法:若子代出現(xiàn)隱性性狀,則其基因型一定是aa,其中一個a來自父本,另一個a來自母本。2.分離定律的概率計算(1)用經(jīng)典公式計算概率=(某性狀或遺傳因子組合數(shù)/總組合數(shù))100%(2)根據(jù)分離比推理計算AA、aa出現(xiàn)的概率都是1/4,Aa出現(xiàn)的概率是1/2;顯性性狀出現(xiàn)的概率是3/4,隱性性狀出現(xiàn)的概率是1/4。(3)根據(jù)配子的概率計算先計算出親本產(chǎn)生每種配子的概率,再根據(jù)題目要求將相關(guān)的兩種配子的概率相乘,即可得出某一遺傳因子所組成個體的概率;計算表現(xiàn)型概率時,再將相同表現(xiàn)型個體的概率相加即可?？枷蚩?/p>

20、向1以基礎(chǔ)判斷的形式以基礎(chǔ)判斷的形式,考查基因分離定律的實質(zhì)考查基因分離定律的實質(zhì)1.下列四項能正確表示基因分離定律實質(zhì)的是()C答案答案 C基因分離定律的實質(zhì)是雜合子在減數(shù)分裂形成配子的過程中,等位基因隨同源染色體的分開而分離,分別進(jìn)入不同的配子中,獨立地隨配子遺傳給后代?？枷蚩枷?以基礎(chǔ)判斷的形式以基礎(chǔ)判斷的形式,考查個體基因型與表現(xiàn)型的推測考查個體基因型與表現(xiàn)型的推測2.(2017北京海淀零模)昆蟲附肢可分為基節(jié)、中節(jié)和梢節(jié),各節(jié)中有數(shù)量不等的剛毛。研究發(fā)現(xiàn),a、b、c三個基因與不同節(jié)段的發(fā)育有關(guān),a+、b+、c+為野生型基因,a-、b-、c-為突變型基因。下圖為不同基因型個體發(fā)育到同一

21、階段的表現(xiàn)型。據(jù)圖分析,下列推論不合理的是()A.a+僅影響梢節(jié)的發(fā)育B.b+僅影響基節(jié)的發(fā)育C.基節(jié)的發(fā)育受到b+與c+的影響D.中節(jié)的發(fā)育受到a+與c+的影響答案答案 Aa+發(fā)生突變,中節(jié)和梢節(jié)上都沒有剛毛,A錯誤;b+發(fā)生突變,基節(jié)上沒有剛毛,c+發(fā)生突變,基節(jié)上也沒有剛毛,由此可知,基節(jié)的發(fā)育受到b+與c+的影響,B、C正確;野生型個體的中節(jié)下面沒有剛毛,a+發(fā)生突變后,中節(jié)和梢節(jié)上都沒有剛毛,c+發(fā)生突變后,中節(jié)下面有剛毛,因此中節(jié)的發(fā)育受到a+與c+的影響,D正確。3.扁豆具有多種外皮性狀,是由同一基因位點的多個不同基因控制的。將純種不同性狀的扁豆雜交得到F1,然后自交得到F2,結(jié)

22、果如下表。據(jù)表判斷,不正確的是()雜交組合(親本)F1表現(xiàn)型及比例F2表現(xiàn)型及比例麻面A麻面B全部麻面A麻面A 麻面B=3 1麻面B斑點A(或B)全部麻面B麻面B 斑點A(或B)=3 1斑點A斑點B斑點A、B混合斑點A 斑點A、B混合 斑點B=1 2 1斑點A(或B)光面全部斑點A(或B)斑點A(或B) 光面=3 1A.一株扁豆的外皮性狀由多對等位基因控制B.光面扁豆自交后代不會出現(xiàn)性狀分離C.親本麻面A和斑點B雜交后代全為麻面AD.控制斑點A和B的基因是共顯性關(guān)系答案答案 A由實驗結(jié)果可知,F2的性狀分離比基本都為3 1,說明性狀受1對等位基因控制,A錯誤;光面性狀為隱性性狀,故光面扁豆自交

23、后代不會出現(xiàn)性狀分離,B正確;麻面B的基因?qū)Π唿cA(或B)的基因為顯性,而麻面A對麻面B的基因為顯性,因此親本麻面A和斑點B雜交后代全為麻面A,C正確;斑點A斑點B的后代為斑點A、B混合,說明控制斑點A和B的基因是共顯性關(guān)系,D正確。考向考向3以演繹計算的形式以演繹計算的形式,考查與基因分離定律相關(guān)的計算考查與基因分離定律相關(guān)的計算4.(2017北京師大附中期中)已知果蠅的灰身和黑身是一對相對性狀。將純種的灰身果蠅和黑身果蠅雜交,F1全為灰身。讓F1自交產(chǎn)生F2,若將F2中的灰身果蠅取出,讓其自由交配,后代中灰身和黑身果蠅的比例為()A.1 1B.3 1C.5 1D.8 1D答案答案 D假設(shè)控

24、制果蠅的灰身和黑身性狀的等位基因用A、a表示。分析可知,去除F2中的黑身果蠅,剩余果蠅中A基因占2/3、a基因占1/3。讓F2的灰身果蠅自由交配,根據(jù)遺傳平衡定律,其子代果蠅基因型及比例為AA Aa aa=(2/32/3) (21/32/3) (1/31/3)=4 4 1,所以后代中灰身和黑身果蠅的比例為8 1。5.低磷酸酯酶癥是一種遺傳病,一對夫婦均表現(xiàn)正常,他們的父母也均表現(xiàn)正常,丈夫的父親不攜帶致病基因,而母親是攜帶者,妻子的妹妹患有低磷酸酯酶癥。這對夫婦生育一個正常孩子是純合子的概率是()A.1/3B.1/2C.6/11D.11/12C答案答案 C由“他們的父母均正?！焙汀捌拮拥拿妹没加械土姿狨ッ赴Y”可推知,該病為常染色體隱性遺傳病。妻子的基因型(相關(guān)的基因用A、a表示)及比例為1/3AA、2/3Aa;由“丈夫的父親完全正常,母親是攜帶者”可推知,丈夫的基因型及比例為1/2AA、1/2Aa。他們的后代是純合子AA的概率是1/2,是雜合子Aa的概率是5/12,是純合子aa的概率是1/12。他們生育一個正常孩子是純合子的概率是6/11,C正確。核心構(gòu)建核心構(gòu)建