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必修② 遺傳與進化 第一章 遺傳因子的發(fā)現(xiàn),,,,,第一講 孟德爾的豌豆雜交實驗(一),,課前自主學(xué)習(xí),,,,課堂互動探究,1．雜交實驗常用方法、符號及含義 (1)P：親本(♀、♂分別表示母本、父本)。 (2)F：子代(F1為子一代，F(xiàn)2為子二代……)。 (3)雜交()：兩個基因型不同的個體相交，也指不同品種間的交配；植物可指不同品種間的異花傳粉。 (4)自交(?)：兩個基因型相同的個體相交。植物指自花傳粉和同株異化傳粉。,遺傳的基本概念及其相互關(guān)系,(5)測交：測交是讓F1與隱性純合子雜交，用來測定F1基因型的方法。 (6)回交：是指雜種與雙親之一相交(其中雜種與隱性親本回交即測交)。 (7)正交和反交(互交)：若甲作父本，乙作母本即甲♂乙♀作為正交實驗，則乙作父本，甲作母本即乙♂甲♀就是反交實驗。 [名師點睛] 要熟記以上術(shù)語和含義喲！,2．與性狀有關(guān)的重要概念 (1)相對性狀：同種生物同一種性狀的不同表現(xiàn)類型，如兔的長毛與短毛。 (2)顯、隱性性狀：具有相對性狀的兩純種親本雜交，F(xiàn)1顯現(xiàn)出來的性狀叫顯性性狀，F(xiàn)1未顯現(xiàn)出來的性狀叫隱性性狀。 (3)性狀分離：雜種后代中同時出現(xiàn)顯性和隱性性狀的現(xiàn)象。,3．與基因有關(guān)的概念 (1)顯性基因：又叫顯性遺傳因子，決定顯性性狀的基因。 (2)隱性基因：又叫隱性遺傳因子，決定隱性性狀的基因。 (3)等位基因：位于一對同源染色體的相同位置上，控制相對性狀的基因，如：,,4．基因型與表現(xiàn)型 (1)概念 基因型：與表現(xiàn)型有關(guān)的基因組成。 表現(xiàn)型：生物個體表現(xiàn)出來的性狀，包括形狀、結(jié)構(gòu)和生理功能。 (2)關(guān)系：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。表現(xiàn)型是基因型與環(huán)境共同作用的結(jié)果。,5．純合子與雜合子的區(qū)別 (1)每對基因組成均相同的個體叫純合子，如DD、dd；純合子自交后代都是純合子，但不同的純合子雜交，后代為雜合子。 (2)至少有一對基因組成不同的個體叫雜合子，如Dd；雜合子自交，后代會出現(xiàn)性狀分離，且后代中會出現(xiàn)一定比例的純合子。,1．(2013全國卷)若用玉米為實驗材料驗證孟德爾分離定律，下列因素對得出正確實驗結(jié)論影響最小的是( ) A．所選實驗材料是否為純合子 B．所選相對性狀的顯隱性是否易于區(qū)分 C．所選相對性狀是否受一對等位基因控制 D．是否嚴格遵守實驗操作流程和統(tǒng)計分析方法,解析：驗證分離定律，所選相對性狀必須易于區(qū)分，且由一對等位基因控制，必須嚴格遵守實驗操作流程和統(tǒng)計分析方法，如果不符合上述條件，無法得出分離定律。 答案：A,2．一雜合子(Dd)植株自交時，含有隱性配子的花粉有50%的死亡率，則自交后代的基因型比例是( ) A．1∶1∶1 B．4∶4∶1 C．2∶3∶1 D．1∶2∶1 思路點撥：含隱性配子的花粉死亡后，兩種花粉的比例發(fā)生了變化，而雌配子的比例未發(fā)生變化。,解析：隱性配子的花粉有50%的死亡率，說明雄配子中D、d的比例是2∶1，而雌配子中D、d的比例為1∶1，所以用棋盤法即可求得：DD∶Dd∶dd＝2∶(1＋2)∶1。如表： 答案：C,1．分離定律的假說演繹過程,孟德爾豌豆雜交試驗的分析,2．基因分離定律的實質(zhì) 下圖表示一個遺傳因子組成為Aa的性原細胞產(chǎn)生配子的過程： 由圖得知，遺傳因子組成為Aa的精(卵)原細胞可能產(chǎn)生A和a兩種類型的雌雄配子，比例為1∶1。,,3．雜合子中等位基因的行為 (1)獨立性 雜合子中一對等位基因(Dd)位于一對同源染色體的相同位置上，既不融合也不混雜，各自保持純質(zhì)性和獨立性。 (2)分離性 減數(shù)分裂(無交叉互換)時，等位基因隨同源染色體分開而彼此分離，分別進入兩個配子中，因此雜合子可以產(chǎn)生兩種類型且數(shù)量相等的配子。,(3)隨機組合性 受精時雌雄配子結(jié)合的機會均等，因此等位基因隨配子遺傳給子代是隨機的。,3.南瓜的花色是由一對等位基因(A和a)控制的，用一株開黃花的南瓜和一株開白花的南瓜雜交，子代(F1)既有開黃花的，也有開白花的。讓F1自交產(chǎn)生F2，表現(xiàn)型如右圖所示。下列說法不正確的是( ) A．由①可知黃花是隱性性狀 B．由③可知白花是顯性性狀 C．F1中白花的基因型是Aa D．F2中，開黃花與開白花南瓜的理論比是5∶3,,解析：③過程中，白花南瓜自交后代發(fā)生性狀分離，說明該白花的基因型是Aa，同時可知白花是顯性性狀，黃花是隱性性狀，在F2中開白花所占的比例為1/23/4＝3/8，開黃花所占的比例為1/2＋1/21/4＝5/8，所以開黃花與開白花的理論比為5∶3。 答案：A,4．水稻中非糯性(W)對糯性(w)為顯性，非糯性品系所含淀粉遇碘呈藍黑色，糯性品系所含淀粉遇碘呈紅褐色。下面是對純種的非糯性與糯性水稻的雜交后代進行觀察的結(jié)果，其中能直接證明孟德爾的基因分離定律的一項是( ) A．雜交后親本植株上結(jié)出的種子(F1)遇碘全部呈藍黑色 B．F1自交后結(jié)出的種子(F2)遇碘后，3/4呈藍黑色，1/4呈紅褐色,C．F1產(chǎn)生的花粉遇碘后，一半呈藍黑色，一半呈紅褐色 D．F1測交所結(jié)出的種子遇碘后，一半呈藍黑色，一半呈紅褐色 解析：基因分離定律的實質(zhì)：雜合子減數(shù)分裂形成配子時，等位基因分離，分別進入兩個配子中去，獨立地隨配子遺傳給后代，由此可知，分離定律的直接體現(xiàn)是等位基因分別進入配子中去。 答案：C,5．如圖為豌豆的一對相對性狀遺傳實驗過程圖解，請仔細閱圖后回答下列問題：,,(1)該實驗的親本中，父本是______，母本是______。 (2)操作①叫________________，操作②叫________；為了確保雜交實驗成功，①的操作過程中應(yīng)注意，時間上________，操作過程中________，操作后________。 (3)紅花(A)對白花(a)為顯性，則雜種種子種下去后，長出的豌豆植株開的花為________色。 (4)若P皆為純合體，讓F1代進行自交，F(xiàn)2代的性狀中，紅花與白花之比為________，F(xiàn)2代的基因型有________，且比值為________。,解析：(1)(2)涉及植物雜交實驗方法，要注意的重點是天然的自交(自花授粉)植物，必須適時用合適方法去雄。(3)中反映的后代性狀仍為顯性。(4)是在孟德爾分離定律基礎(chǔ)上的簡單應(yīng)用。 答案：(1)矮莖豌豆 高莖豌豆 (2)去雄 人工授粉 要在花粉未成熟之前進行 要干凈、全部、徹底 要外套罩子(或袋子) (3)紅 (4)3∶1 AA、Aa、aa 1∶2∶1,1．表現(xiàn)型與基因型的相互推導(dǎo) (1)由親代推斷子代的基因型與表現(xiàn)型(正推型)：,基因分離定律的應(yīng)用,2．應(yīng)用 (1)正確解釋某些遺傳現(xiàn)象： 兩個有病的雙親生出無病的孩子，即“有中生無”，肯定是顯性遺傳?。粌蓚€無病的雙親生出有病的孩子，即“無中生有”，肯定是隱性遺傳病。,,(2)指導(dǎo)雜交育種： ①優(yōu)良性狀為顯性性狀：連續(xù)自交，直到不發(fā)生性狀分離為止，收獲性狀不發(fā)生分離的植株上的種子，留種推廣。 ②優(yōu)良性狀為隱性性狀：一旦出現(xiàn)就能穩(wěn)定遺傳，便可留種推廣。 ③優(yōu)良性狀為雜合子：兩個純合的不同性狀個體雜交后代就是雜合子，但每年都要育種。,3．雜合子Aa連續(xù)自交，第n代的比例分析 根據(jù)上表比例，雜合子、純合子所占比例的坐標(biāo)曲線圖為：,,[特別提醒] ①在逐代淘汰隱性個體的情況下，F(xiàn)n中顯性純合子所占比例為\f(2n－1,2n＋1)。 ②在雜交育種時，可通過雜合子連續(xù)自交的方法獲得顯性純合子。,4．果皮、種皮、胚、胚乳的基因型分析 (1)果皮(包括豆莢)、種皮分別由子房壁、珠被(母本體細胞)發(fā)育而來，基因型與母本相同； (2)胚(胚軸、胚根、胚芽、子葉組成)由受精卵發(fā)育而來，基因型與其發(fā)育成的植株相同； (3)胚乳由受精極核發(fā)育而來，基因型為母本配子基因型的兩倍加上父本配子基因型，如下圖表示：,,[特別提醒] 果皮、種皮性狀表現(xiàn)是母本基因表達的結(jié)果，觀察其性狀及分離比需延遲一代(即在下一代植株所結(jié)種子)才能觀察到。,6．噴瓜有雄株、雌株和兩性植株，G基因決定雄株，g基因決定兩性植株，g－基因決定雌株。G對g、g－是顯性，g對g－是顯性，如：Gg是雄株，gg－是兩性植株，g－g－是雌株。下列分析正確的是( ) A．Gg和Gg－能雜交并產(chǎn)生雄株 B．一株兩性植株的噴瓜最多可產(chǎn)生三種配子 C．兩性植株自交不可能產(chǎn)生雌株 D．兩性植株群體內(nèi)隨機傳粉，產(chǎn)生的后代中，純合子比例高于雜合子,解析：Gg和Gg－都是雄株，不能進行雜交。兩性植株的噴瓜的基因型為gg或gg－，因此能產(chǎn)生的配子種類最多為兩種?；蛐蜑間g－的兩性植株自交，可產(chǎn)生g－g－的雌株。兩性植株的基因型有g(shù)g或gg－，在群體內(nèi)隨機傳粉的情況下，群體中的交配類型有：gggg；gggg－；gg－ gg－，因此產(chǎn)生的子代中純合子比例高于雜合子。 答案：D,7．具有一對等位基因的雜合子親本連續(xù)自交，某代的純合子所占比例達95%以上，則該比例最早出現(xiàn)在 ( ) A．子3代 B．子4代 C．子5代 D．子6代,答案：C,,實驗技能提升,2．假說演繹法 通過孟德爾雜交實驗，體驗“提出問題、構(gòu)想假說、實驗設(shè)計、分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論”的基本科學(xué)探究方法。,分析問題、提出假說 對分離現(xiàn)象的解釋 設(shè)計實驗、驗證假說 測交實驗 分析結(jié)果、得出結(jié)論 基因分離定律,,,,,[解題思路探究] (實驗設(shè)計)用豌豆的一對相對性狀(選用豌豆種子的圓、皺形狀)，設(shè)計一實驗，驗證孟德爾對基因分離現(xiàn)象的解釋是否正確。 假設(shè)：_____________________________________。 實驗材料：純種及雜種豌豆、牛皮紙袋、剪刀、毛筆等。 預(yù)期結(jié)果：___________________________________。,實驗方法： ①選擇________和________作為親本，將它們分別播種在實驗園地里，待其開花。 ②花蕾期將________，待花成熟時，可采集______________________。 ③__________________________________________。 結(jié)果分析：________________________________。,解析：本題考查教材實驗方法的靈活運用和拓展實驗。孟德爾對一對相對性狀的雜交實驗結(jié)果的解釋是否正確是利用測交實驗來證明的。 答案：假設(shè)：F1圓形(Rr)與隱性純合子(rr)雜交時，F(xiàn)1應(yīng)產(chǎn)生含基因R和基因r的兩種配子，并且它們的數(shù)目相等，而隱性純合子(rr)只產(chǎn)生一種含有基因r的配子 預(yù)期結(jié)果：測交后代應(yīng)該是圓粒、皺粒各一半,實驗方法：①雜種圓粒豌豆 純種皺粒豌豆 ②圓粒豌豆植株(F1)去雄套袋 皺粒豌豆上的花粉撒在上述去雄的花柱上，再套袋 ③待其種子成熟后收集種子統(tǒng)計計數(shù) 結(jié)果分析：如收集的種子圓粒、皺粒比例約為1∶1，說明假設(shè)成立；否則，假設(shè)不成立,8．白虎是孟加拉虎的白色變種，是極其罕見的觀賞動物。野生白虎已經(jīng)滅絕，現(xiàn)在的白虎都是人工繁殖的。假設(shè)動物園里只有一只經(jīng)基因突變形成的白色雄虎，其他均為正常斑紋虎，請你利用雜交方式用最快的速度完成批量育種。 (1)________________________________________。 (2)_______________________________________。 (3)________________________________________。,思路點撥：解答本題的關(guān)鍵是理解“罕見”，說明白虎是隱性純合子，另外注意只有一只白色雄虎，育種方案要快且要批量育種，設(shè)計中還要結(jié)合動物雜交育種的特點。 解析：本題是只涉及分離定律的實驗設(shè)計，因為動物園中只有一只白虎，無法利用基因型相同的白虎自交；設(shè)計時如果考慮到這是一只白色雄虎，能與多只雌虎交配，就可以解決批量育種的要求。動物雜交方式育種最快也需要3～5個世代，所以不可能非常快地完成方案。設(shè)計如何最快得到一批白虎，是體現(xiàn)最快的關(guān)鍵。,答案：(1)使該虎與多只雌虎交配，得到一批雜交后代F1 (2)使F1中雌虎與該虎交配，產(chǎn)生后代F2 (3)利用F2中的雌雄白虎自由交配，得到F3,1．用下列哪組方法，可最簡捷地依次解決①～③的遺傳問題( ) ①鑒定一株高莖豌豆是否為純合體 ②區(qū)別女婁菜披針型和狹披針型的顯隱性關(guān)系 ③不斷提高小麥抗病純合體的比例 A．自交、雜交、自交 B．自交、測交、測交 C．雜交、測交、自交 D．測交、雜交、自交,解析：鑒定豌豆是否是純合子的最簡捷的方法是自交，若后代不出現(xiàn)性狀分離，說明該豌豆是純合子，否則是雜合子。讓豌豆進行自交，省去了母本去雄、套袋、授以父本花粉等雜交措施。判斷一對相對性狀的顯、隱性，可以將具有一對相對性狀的純合子進行雜交，F(xiàn)1所表現(xiàn)出來的性狀為顯性、未出現(xiàn)的為隱性，此時不可以進行測交，因為測交是讓被測個體與隱性性狀的個體雜交，而此時誰顯誰隱還未確定。不斷提高小麥純合子比例的方法，是不斷讓小麥進行自交。 答案：A,2．假說—演繹法是現(xiàn)代科學(xué)研究中常用的方法，包括“提出問題、提出假說、演繹推理、實驗驗證、得出結(jié)論”五個基本環(huán)節(jié)。利用該方法，孟德爾發(fā)現(xiàn)了兩個遺傳定律。下列關(guān)于孟德爾的研究過程的分析正確的是 ( ) A．孟德爾提出的假說的核心內(nèi)容是“性狀是由位于染色體上的基因控制的” B．孟德爾依據(jù)減數(shù)分裂的相關(guān)原理進行“演繹推理”的過程,C．為了驗證提出的假說是否正確，孟德爾設(shè)計并完成了測交實驗 D．測交后代性狀分離比為1∶1，可以從細胞水平上說明基因分離定律的實質(zhì),解析：在孟德爾提出的假說的內(nèi)容中性狀是由成對的遺傳因子控制，而不是由位于染色體上的基因控制，故A錯誤；孟德爾演繹推理的是F1和隱性個體雜交后代的情況，并據(jù)此設(shè)計和完成了測交實驗，故B錯誤，C正確；測交后代性狀分離比為1∶1，是從個體水平證明基因的分離定律，故D錯誤。 答案：C,3．無尾貓是一種觀賞貓。貓的無尾、有尾是一對相對性狀，其遺傳符合基因的分離定律。為了選育純種的無尾貓，讓無尾貓自由交配多代，但發(fā)現(xiàn)每一代中總會出現(xiàn)約1/3的有尾貓，其余均為無尾貓。由此推斷正確的是 ( ) A．貓的有尾性狀是由顯性基因控制的 B．自由交配后代出現(xiàn)有尾貓是基因突變所致 C．自由交配后代無尾貓中既有雜合子又有純合子 D．無尾貓與有尾貓雜交后代中無尾貓約占1/2,解析：依題意可知：貓的無尾是顯性性狀，且表現(xiàn)出顯性純合致死。無尾貓自由交配后代中的無尾貓全部是雜合子，有尾貓的出現(xiàn)是隱性基因所致。無尾貓與有尾貓雜交屬于測交，后代中無尾貓和有尾貓各約占1/2。 答案：D,4．已知某環(huán)境條件下某種動物的AA和Aa個體全部存活，aa個體在出生前會全部死亡?，F(xiàn)有該動物的一個大群體，只有AA、Aa兩種基因型，其比例為1∶2。假設(shè)每對親本只交配一次且成功受孕，均為單胎。在上述環(huán)境條件下，理論上該群體隨機交配產(chǎn)生的第一代中AA和Aa的比例是 ( ) A．1∶1 B．1∶2 C．2∶1 D．3∶1,解析：由已知條件可知：AA∶Aa＝1∶2，在該群體中A＝2/3，a＝1/3，所以后代中AA＝4/9，Aa＝22/31/3＝4/9，aa致死，所以理論上AA∶Aa＝1∶1。 答案：A,5．紫色企鵝的羽毛顏色是由復(fù)等位基因決定的。Pd深紫色、pm中紫色、P1淺紫色、Pvl很淺紫色(接近白色)。其顯隱性關(guān)系是：Pd＞Pm＞P1＞Pvl(前者對后者為完全顯性)。 若有淺紫色企鵝(P1Pvl)與深紫色企鵝交配，則后代小企鵝的羽毛顏色和比例可能是 ( ) A．1中紫色∶1淺紫色 B．2深紫色∶1中紫色∶1淺紫色 C．1深紫色∶1中紫色 D．1深紫色∶1中紫色∶1淺紫色∶1很淺紫色,解析： 深紫色個體的基因型為PdPd時，子代全為深紫色；深紫色個體的基因型為PdPm時，子代的性狀分離比為1深紫色∶1中紫色；深紫色個體的基因型為PdP1時，子代的性狀分離比為1深紫色∶1淺紫色；深紫色個體的基因型為PdPvl時，子代的性狀分離比為2深紫色∶1淺紫色∶1很淺紫色。 答案：C,6．人類常染色體上β－珠蛋白基因(A＋)，既有顯性突變(A)又有隱性突變(a)，突變均可導(dǎo)致地中海貧血病。一對皆患地中海貧血病的夫妻生下了一個正常的孩子，這對夫妻可能( ) A．都是純合子(體) B．都是雜合子(體) C．都不攜帶顯性突變基因 D．都攜帶隱性突變基因,解析：突變的結(jié)果是產(chǎn)生相應(yīng)的等位基因，若為顯性突變，則患者的基因型為A＋A或AA，若為隱性突變，則患者為aa。由于一對皆患地中海貧血的夫妻生下了一個正常的孩子，則這個正常孩子必含A＋基因，故夫妻雙方中不可能有AA，而只能有A＋A，據(jù)此可排除A、C、D三項。 答案：B,7．(2013揭陽模擬)將基因型為Aa的豌豆連續(xù)自交，在后代中的純合子和雜合子按所占的比例得如下圖所示曲線圖，據(jù)圖分析，錯誤的說法是( ),,A．a(chǎn)曲線可代表自交n代后純合子所占的比例 B．b曲線可代表自交n代后顯性純合子所占的比例 C．隱性純合子的比例比b曲線所對應(yīng)的比例要小 D．c曲線可代表后代中雜合子所占比例隨自交代數(shù)的變化 解析：隱性純合子與顯性純合子的比例相同，并且隨自交代數(shù)增多與b的趨勢相同。 答案：C,8．(2013浙江金華十校聯(lián)考)已知綿羊角的表現(xiàn)型與基因型的關(guān)系如下表，下列判斷正確的是( ) A.若雙親無角，則子代全部無角 B．若雙親有角，則子代全部有角 C．若雙親基因型為Hh，則子代有角與無角的數(shù)量比為1∶1 D．綿羊角的性狀遺傳不遵循基因的分離定律,答案：C,9．(2013吉林模擬)科學(xué)家選用萌發(fā)的普通甜椒的種子搭載“神舟”飛船，在從太空返回后種植得到的植株中選擇果實較大的個體，培育出大果實“太空甜椒”。假設(shè)果實大小是一對相對性狀，且是由單基因控制的完全顯性遺傳，請你用原有的純種小果實普通甜椒和大果實甜椒為實驗材料，設(shè)計一個實驗方案，以鑒別“太空甜椒”大果實這一性狀的顯隱性。,(1)你的實驗方案： __________________________________________。 (2)分析實驗，預(yù)測結(jié)果： ①如果后代全部表現(xiàn)為小果實，則_______________ ___________________________________________； ②___________________________________________ _____________________________，則大果實為顯性性狀。,解析：由于萌發(fā)的種子在太空中接受了大劑量的射線輻射，突變概率會大大提高。突變時既可單個基因突變，也可同一位置上的一對基因同時發(fā)生突變，即突變個體既可是雜合子，又可是純合子；又由于選用的原有的小果實普通甜椒是純種，因此讓突變個體與純種小果實普通甜椒進行雜交，根據(jù)后代的表現(xiàn)型就可判斷出顯、隱性性狀。若小果實為顯性，則大果實個體全為純合子隱性，則雜交后代全為小果實；若大果實為顯性，則大果實個體既有純合子，又有雜合子，則雜交后代只要出現(xiàn)大果實個體，即可證實大果實為顯性性狀。,答案：(1)直接用純種小果實個體與大果實個體雜交，觀察后代的性狀 (2)①小果實為顯性性狀 ②如果后代出現(xiàn)大果實性狀,10．(2013鹽城模擬)豚鼠的毛色中，白色與黑色是一對相對性狀。有編號為①～⑨的9只豚鼠，其中編號是奇數(shù)的為雄性，編號是偶數(shù)的為雌性。已知①②→③和④，⑤⑥→⑦和⑧，④⑦→⑨，③和⑧是白色，其余的均為黑色。用B、b分別表示其顯、隱性基因。請作答：,(1)豚鼠的毛色中，________是顯性性狀。 (2)控制豚鼠的毛色基因位于________染色體上。個體④的基因型是________。 (3)個體⑦為雜合子的概率為________。 (4)若利用以上豚鼠檢測⑨的基因型，可采取的方法和得出的結(jié)論是__________。,(4)檢測⑨的基因型，動物一般用測交的方法。⑨是雄性，可與⑧交配。若后代中出現(xiàn)白色個體，說明其是雜合子，若后代全為黑色個體，說明其很可能為純合子。,