【教學導航】高三生物復習 第12講 孟德爾的豌豆雜交實驗課件 新人教版必修2.ppt

第12講孟德爾的豌豆雜交實驗 一 實驗材料 豌豆1 豌豆是自花傳粉的植物 而且是閉花受粉 在自然狀態(tài)下能避開外來花粉的干擾 是純種 所以用豌豆做實驗材料結果可靠又易于分析 2 豌豆的一些品種具有易于區(qū)分的相對性狀 實驗結果易于分析 3 豌豆繁殖周期短 產生的后代數量大 二 科學的實驗方法符號系列 三 一對相對性狀的雜交實驗1 過程 p 純種高莖 純種矮莖 f1 高莖 f1自交得f2 高莖 矮莖 3 1 具有相對性狀的親本雜交 f1中顯現出來的性狀 叫做 未顯現出來的性狀 叫做 性狀 在雜種后代中 同時出現顯性性狀和隱性性狀的現象叫做 顯性性狀 隱性 性狀分離 2 解釋 生物的性狀是由 決定的 每個遺傳因子決定著一種特定的性狀 其中決定顯性性狀的為 用大寫英文字母來表示 決定隱性性狀的為 用小寫英文字母來表示 體細胞中遺傳因子是 存在的 遺傳因子組成相同的個體叫做 遺傳因子組成不同的個體叫做 生物體在形成配子時 成對的遺傳因子彼此分離 分別進入不同的配子中 配子中只含有每對遺傳因子中的一個 受精時 雌雄配子的結合是 的 遺傳因子 顯性遺傳因子 隱性遺傳因子 成對 純合子 雜合子 隨機 3 驗證 孟德爾巧妙地設計了 實驗 讓f1與 雜交 如果孟德爾的假說是正確的 測交后代兩性狀的分離比應為1 1 孟德爾的實驗結果與實驗預期的結果一致 4 分離定律在生物的體細胞中 控制 的遺傳因子成對存在 不相融合 在形成配子時 成對的遺傳因子發(fā)生分離 分離后的遺傳因子分別進入 中 隨配子遺傳給后代 測交 隱性純合子 同一性狀 不同的配子 四 兩對相對性狀的遺傳實驗1 以純種黃圓和純種綠皺豌豆雜交 2 f1全為 說明黃色對綠色為顯性 圓粒對皺粒為顯性 3 f1自交產生f2 4 f2出現四種性狀表現 黃圓 黃皺 綠圓 綠皺 比例為 f2有兩種與親本性狀表現相同 黃色圓粒占9 16 綠色皺粒占1 16 f2有兩種與親本性狀表現不同 叫重組類型 黃色皺粒 綠色圓粒各占3 16 黃色圓粒 9 3 3 1 5 對自由組合現象的解釋 1 兩對相對性狀 粒色和粒形 2 親本遺傳因子組成 yyrr和yyrr 分別產生yr和yr配子 3 f1的遺傳因子組成為yyrr 4 f1產生雌 雄配子各四種 即yr yr yr yr 且各自 5 f2形成 種結合方式 種基因型 種表現型 比例為 性狀表現為黃色圓粒 數目相等 16 9 4 9 3 3 1 6 對自由組合現象解釋的驗證 測交驗證 1 f1與 yyrr 個體雜交 測交 2 測交后代 性狀表現 黃圓 黃皺 綠圓 綠皺 遺傳因子組成 yyrr yyrr yyrr yyrr 遺傳因子組成比例 7 自由組合定律控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是 的 在形成配子時 決定 的成對的遺傳因子彼此分離 決定不同性狀的遺傳因子自由組合 隱性純合子 1 1 1 1 互不干擾 同一性狀 一 假說 演繹法 的理解 二 幾種交配類型的比較 三 關于基因分離定律中的幾個問題1 關于雜合子連續(xù)自交的問題雜合子連續(xù)自交 可使后代的純合子越來越多 雜合子越來越少 所以當雜交育種選擇顯性性狀時 常采用連續(xù)自交的方法 在連續(xù)自交中純合子出現的概率為 1 1 2 n 雜合子出現的概率為 1 2 n 如下圖解 2 一對相對性狀遺傳的各種雜交組合情況 3 有關分離定律習題的解題思路 1 分離定律的習題主要有正推和逆推兩類 正推 已知雙親的基因型及表現型 推后代的基因型或表現型及比例 逆推 根據后代的表現型及比例推親代的基因型 2 常用解題方法 隱性突破法 若子代出現隱性性狀 則基因型一定為aa 其中一個來自父本 一個來自母本 根據后代分離比解題 若后代顯性 隱性 3 1 則親本基因型為aa aa 若后代顯性 隱性 1 1 則親本基因型為aa aa 若后代只有顯性性狀 則親本基因型為aa aa或aa aa或aa aa 若后代全為隱性 則親本基因型為aa aa 4 分離定律的驗證 1 測交法 孟德爾最先提出 即將未知基因型的個體 與有關的隱性純合子進行雜交 用以測定該個體基因型的雜交方式 如果用于測交的隱性純合子剛好是該個體的親本 則又稱為 回交 測交 aa aa 的子一代比例應是1 1 2 自交法 是孟德爾用來驗證遺傳基因分離的另一種方法 即讓未知基因型的個體 進行自花傳粉 其雄蕊產生的花粉傳給本身的雌蕊 產生子一代 然后根據子一代的分離比來測定未知個體基因型的方法 如果子一代有兩種表現型 且其比例是3 1 則該個體是雜合子 如果子一代只有一種表現型 則該個體是純合子 3 花粉鑒定法 由于基因的作用在花粉粒中就已充分顯示出來 因此 可以直接用雜種一代的花粉來驗證基因分離的真實性 這種方法簡單易行 但只對一些能控制花粉粒性狀的基因有效 如單子葉植物玉米 高粱 水稻等的籽粒有糯性與非糯性之分 是一對相對性狀 是由一對等位基因控制的 但這對基因同時控制著花粉粒中的淀粉是糯性還是非糯性 我們知道 淀粉的化學性質是由淀粉的分子結構決定的 糯性淀粉的分子中具有豐富的支鏈 碘液鑒定時呈紅色 非糯性淀粉的分子中只有直鏈而無支鏈 碘液鑒定時呈藍色 如果對未知基因型個體的花粉粒進行碘液處理 然后置于顯微鏡下觀察 就可根據觀察結果測出其基因型 若經碘液處理后的花粉粒有紅色和藍色兩種 且比例是1 1 則是雜合子 若經碘液處理后的花粉粒只有紅色或藍色一種 則是純合子 四 關于基因自由組合定律中的幾個問題1 孟德爾遺傳試驗中f2的結果分析 棋盤法 由上表可知 f1的雌雄配子隨機結合的方式有16種 f2的基因型有9種 表現型有4種 每種表現型的純合子 基因型為yyrr yyrr yyrr yyrr 各占1 16 雙雜合子 基因型為yyrr的個體 占4 16 單雜合子4種 基因型為yyrr yyrr yyrr yyrr 每種基因型各占2 16 2 判斷親代和子代基因型總的思路 運用分離定律 簡化 自由組合定律 解答此類題型的方法可概括為以下四種 比例法 填空法 隱性法 分支法 法一 比例法包括根據配子的比例直接求出親本基因型和根據后代中各種表現型的不同比例 來推知親本的結合方式 雜交 自交或測交等 遵循何種遺傳規(guī)律 自由組合或連鎖互換 常染色體遺傳或伴性遺傳等 從而來判定親本基因型 1 根據親代產生的配子的比例求基因型 若親代產生四種類型的配子且比值為1 1 1 1 則親本為雙雜合子 yyrr 若親代產生兩種類型的配子且比值為1 1 則親本為含一對等位基因的單雜合子 如yyrr yyrr yyrr yyrr 若親代只產生一種類型的配子 則親本為純合子 如yyrr yyrr yyrr yyrr 2 根據子代表現型的比例求親代基因型 熟記以下特殊雜交組合的結果 具有兩對相對性狀的親本雜交 子代表現型比值也可出現3 1或1 1 如yyrr yyrr或yyrr yyrr等 子代表現型比值為3 1 如yyrr yyrr或yyrr yyrr等 子代表現型比值為1 1 法二 填空法就是先將題目中已知基因寫出 而未知基因則留空即寫出基因型通式 如雙顯性個體可表示為 ab 待解題過程中 再根據其他條件逐一判斷填寫 法三 隱性純合子突破法主要用于根據后代表現型來判定親本基因型的題目 其道理極為簡單 即后代中若出現隱性性狀 則兩個親本都必然含有隱性基因 此法看似淺顯 卻極為有用 抓住后代的隱性個體常是解這類題型的關鍵出發(fā)點 法四 分支法 或分解法 是將每對性狀的遺傳分別考慮 逐一求解的一種簡便方法 含有兩對和兩對以上相對性狀的個體的遺傳常遵循自由組合定律 但若單獨考慮其中每一對性狀的遺傳時 又都遵循分離定律 因此 分支法實質就是將自由組合定律化為分離定律進行求解 從而簡化解題過程的一種方法 如用分支法求f1自交 yyrr 后代f2的基因型種類 求f1自交 yyrr 后代的f2表現型種類 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 具有兩對及以上相對性狀的兩親本雜交 子代基因型的概率等于每對相對性狀所得基因型概率的乘積 例 已知雙親基因型為aabb aabb 兩對基因獨立遺傳 求子代基因型為aabb的概率 解 因為aa aa 1 2aa bb bb 1 4bb 所以子代基因型為aabb的概率 1 2 1 4 1 8 2 用乘法定律求子代表現型概率 具有兩對及以上相對性狀的兩親本雜交 子代表現型的概率等于每對相對性狀所得表現型概率的乘積 例 已知雙親基因型為aabb aabb 求子代雙顯性狀的概率 解 因為aa aa 全顯 bb bb 3 4顯性 所以子代雙顯性狀的概率 1 3 4 3 4 3 用乘法定律求子代基因型種數 具有兩對及以上相對性狀的兩親本雜交 子代基因型的種數等于每對相對性狀所得基因型種數的乘積 例 已知雙親基因型為aabb aabb 求子代有幾種基因型 解 因為aa aa 2種 aa aa bb bb 3種 bb bb bb 所以子代有2 3 6種基因型 4 用乘法定律求子代表現型種數 具有兩對及以上相對性狀的兩親本雜交 子代表現型的種數等于每對相對性狀所得表現型種數的乘積 例 已知雙親基因型為aabb aabb 求子代有幾種表現型 解 因為aa aa 2種 aa aa bb bb 2種 b bb 所以子代有2 2 4種表現型 5 用乘法定律求子代表現型比值 具有兩對及以上相對性狀的兩親本雜交 子代各表現型的比值等于每對相對性狀所得表現型比值的乘積 例 已知雙親基因型為aabb aabb 求子代各表現型及比值 解 因為aa aa 顯 隱 1 1 bb bb 顯 隱 3 1 所以子代各表現型的比值 1顯 1隱 3顯 1隱 3顯顯 1顯隱 3隱顯 1隱隱 五 兩大遺傳定律的聯系和區(qū)別1 兩大遺傳定律的聯系 1 兩大遺傳定律在生物的性狀遺傳中同時進行 同時起作用 2 兩大遺傳定律都是對進行有性生殖的真核生物而言的 揭示的是親代細胞核內染色體上的基因 通過有性生殖隨配子傳給子代的規(guī)律 所以原核生物 無染色體 細胞質中基因 如線粒體 葉綠體中的基因 的遺傳都不屬于這兩大定律的研究范圍 3 兩大遺傳定律的細胞學基礎 細胞中成對的基因 等位基因或相同基因 是存在于成對的同源染色體上的 因此 基因的傳遞規(guī)律實際上是伴隨著細胞分裂 特別是減數分裂 過程中同源染色體的行為而發(fā)揮作用的 4 基因的分離定律是基因自由組合定律的基礎 對于兩對或兩對以上同源染色體上的等位基因 若單獨考慮某一對等位基因的遺傳時 它們都符合分離定律 從實質中可知 非同源染色體上的非等位基因自由組合 的前提是 同源染色體上的等位基因彼此分離 因此基因的分離定律是基因自由組合定律的基礎 2 兩大遺傳定律的區(qū)別 1 兩大遺傳定律的適用范圍不同 基因的分離定律揭示了控制一對相對性狀的一對等位基因的遺傳行為 兩對或兩對以上等位基因的遺傳行為不屬于該定律的適用范圍 基因的自由組合定律適用于兩對及兩對以上相對性狀的遺傳 且控制兩對或兩對以上相對性狀的等位基因位于不同對的同源染色體上 2 性狀傳遞過程中的區(qū)別 知識點1 孟德爾豌豆雜交實驗的分析 例1 下列有關孟德爾豌豆雜交實驗的敘述 正確的是 a 孟德爾在豌豆開花時進行去雄和授粉 實現親本的雜交b 孟德爾研究豌豆花的構造 但無需考慮雌蕊 雄蕊的發(fā)育程度c 孟德爾根據親本中不同個體表現型來判斷親本是否純合d 孟德爾利用了豌豆自花傳粉 閉花受粉的特性 d 思路點撥 豌豆為自花傳粉 閉花受粉 為實現親本雜交 應在開花前去雄 研究花的構造必須研究雌 雄蕊的發(fā)育程度 不能根據表現型判斷親本的純合 對于完全顯性的性狀而言 顯性雜合子和顯性純合子表現型相同 舉一反三 孟德爾通過雜交實驗發(fā)現了一些有規(guī)律的遺傳現象 通過對這些現象的研究他揭示了遺傳的兩個基本規(guī)律 在下列各項中 除哪項外 都是出現這些有規(guī)律遺傳現象不可缺少的因素 a f1體細胞中各基因遺傳信息表達的機會相等b f1自交后代各種基因型發(fā)育成活的機會相等c 在f2中各基因出現的機會相等d 每種類型雌配子和每種類型雄配子相遇的機會相等 a 思路點撥 a選項 f1體細胞中只有顯性基因表達 且基因選擇性表達 b選項 f1自交后代f2有三種基因型 如dd dd dd 均成活 c選項 f2體細胞中基因型比例為1dd 2dd dd 而d和d兩種基因出現的機會相等 d選項 f1產生d和d兩種數量相等的雄配子 也產生兩種數量相等的雌配子 雌雄配子結合機會均等 才會出現f2基因型1dd 2dd 1dd 知識點2 假說 演繹法 例2 2010 江蘇泰興調研 假說 演繹法 是現代科學研究中常用的一種科學方法 下列屬于孟德爾在發(fā)現基因分離定律時的 演繹 過程的是 a 生物的性狀是由遺傳因子決定的b 由f2出現了 3 1 推測生物體產生配子時 成對遺傳因子彼此分離c 若f1產生配子時成對遺傳因子分離 則測交后代會出現兩種性狀比接近1 1d 若f1產生配子時成對遺傳因子分離 則f2中三種基因型個體比接近1 2 1 c 思路點撥 假說 演繹法 是在觀察和分析的基礎上提出問題后 通過推理和想象提出解決問題的假說 根據假說進行演繹推理 再通過實驗檢驗演繹推理的結論 孟德爾為了證明 假說 的正確性 設計了測交實驗進行驗證 就是我們說的 演繹 舉一反三 孟德爾對遺傳定律的探索經過了 a 分析 假設 實驗 驗證b 假設 實驗 結論 驗證c 實驗 分析 假設 結論d 實驗 假設 驗證 結論 思路點撥 熟悉孟德爾實驗的一般程序 掌握假說 演繹法的一般方法 d 知識點3 遺傳因子顯隱性的判斷 例1 2010 福建理綜 已知桃樹中 樹體喬化與矮化為一對相對性狀 由等位基因d d控制 蟠桃果形與圓桃果形為一對相對性狀 由等位基因h h控制 蟠桃對圓桃為顯性 下表是桃樹兩個雜交組合的實驗統(tǒng)計數據 1 根據組別 的結果 可判斷桃樹樹體的顯性性狀為 2 甲組的兩個親本基因型分別為 3 根據甲組的雜交結果可判斷 上述兩對相對性狀的遺傳不遵循自由組合定律 理由是 如果這兩對性狀的遺傳遵循自由組合定律 則甲組的雜交后代應出現 種表現型 比例應為 4 桃樹的蟠桃果形具有較高的觀賞性 已知現有蟠桃樹種均為雜合子 欲探究蟠桃是否存在顯性純合致死現象 即hh個體無法存活 研究小組設計了一個遺傳實驗 請補充有關內容 實驗方案 分析比較子代的表現型及比例 預期實驗結果及結論 如果子代 則蟠桃存在顯性純合致死現象 如果子代 則蟠桃不存在顯性純合致死現象 思路點撥 1 根據組別乙可知 喬化與喬化的桃樹雜交的后代出現了矮化桃樹 所以喬化為顯性 2 根據表現型先寫出親本不完整的基因型是d h 和ddhh 因為后代出現了矮化桃樹和圓桃桃樹 所以親本為ddhh和ddhh 3 甲組的親本為ddhh和ddhh 如果這兩對性狀滿足自由組合定律 則后代的性狀分離比是1 1 1 1 而表格中的甲組的后代只有喬化蟠桃和矮化圓桃 且性狀分離比是1 1 所以ddhh只能產生dh和dh兩種配子 故這兩對基因位于同一對同源染色體上 不滿足自由組合定律 4 現有蟠桃樹種均為雜合子hh hh自交后如果后代的性狀分離比為正常的蟠桃 圓桃 3 1 則不存在顯性純合致死現象 反之如果出現蟠桃 圓桃 2 1 則存在顯性純合致死 答案 1 乙喬化 2 ddhh ddhh 3 41 1 1 1 4 蟠桃 hh 自交或蟠桃和蟠桃雜交 表現型為蟠桃和圓桃 比例為2 1 表現型為蟠桃和圓桃 比例為3 1 規(guī)律方法 拆比例法反推親本的基因型 假設兩對性狀分別由a a和b b控制 某兩個親本雜交的后代出現a b 的比例如果是 1 3 8 拆成3 4 1 2 推出親本的基因型是aabb aabb或aabb aabb 2 3 4 拆成3 4 1 推出親本的基因型是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 推出親本的基因型是aabb aabb或aabb aabb 舉一反三 番茄果實的顏色由一對基因a a控制 下表是關于番茄果實顏色的3個雜交實驗及其結果 下列分析正確的是 a 番茄的果實顏色中 黃色為顯性性狀b 實驗1的親本基因型 紅果為aa 黃果為aac 實驗2的f1紅果番茄均為雜合子d 實驗3的f1中黃果番茄的基因型可能是aa或aa 思路點撥 由實驗3 紅果 紅果 子代中有黃果出現 可確認黃果為隱性性狀 紅果為顯性性狀 實驗1的親本遺傳因子組成紅果為aa 黃果為aa 實驗2親本組合為aa aa 故子代均為aa 實驗3的后代中黃果的遺傳因子組成全為aa 紅果的遺傳因子組成為aa或aa 答案 c 規(guī)律方法 1 具有相對性狀的純合子親本雜交 f1中表現出來的性狀為顯性性狀 未表現出來的為隱性性狀 2 雜合子表現出來的性狀為顯性性狀 3 表現為同一性狀的兩親本 后代如果出現性狀分離現象 則親本具有的性狀為顯性性狀 新出現的性狀為隱性性狀 知識點4 有關分離定律的概率計算 例4 2010 安徽安慶聯考 果蠅灰身 b 對黑身 b 為顯性 現將純種灰身果蠅與黑身果蠅雜交 產生的f1再自交產生f2 將f2中所有黑身果蠅除去 讓灰身果蠅自由交配 產生f3 問f3果蠅中灰身與黑身的比例是 a 3 1b 5 1c 8 1d 9 1 思路點撥 兩個親本的基因型是bb bb f1的基因型是bb f2中的灰身果蠅基因型是1 3bb 2 3bb 除去黑身果蠅的基因型是bb 所以f2中灰身雌果蠅與灰身雄果蠅交配產生的f3中 黑身果蠅的比例為2 3 1 2b 2 3 1 2b 1 9bb c 舉一反三 金魚草的紅花 a 對白花 a 為不完全顯性 紅花金魚草與白花金魚草雜交得到f1 f1自交產生f2 f2中紅花個體所占的比例為 a 1 4b 1 2c 3 4d 1 思路點撥 由于金魚草的紅花對白花為不完全顯性 也就是說雜合子不顯紅色 而顯粉紅色 只有顯性純合子才顯紅色 故f1自交得到的f2會發(fā)生性狀分離 f2中只有1 4的顯性純合子才顯紅色 a 知識點5 綜合考查自由組合定律 例5 2010 全國新課標 某種自花受粉植物的花色分為白色 紅色和紫色 現有4個純合品種 1個紫色 紫 1個紅色 紅 2個白色 白甲和白乙 用這4個品種做雜交實驗 結果如下 實驗1 紫 紅 f1表現為紫 f2表現為3紫 1紅 實驗2 紅 白甲 f1表現為紫 f2表現為9紫 3紅 4白 實驗3 白甲 白乙 f1表現為白 f2表現為白 實驗4 白乙 紫 f1表現為紫 f2表現為9紫 3紅 4白 綜合上述實驗結果 請回答 1 上述花色遺傳所遵循的遺傳定律是 2 寫出實驗1 紫 紅 的遺傳圖解 若花色由一對等位基因控制 用a a表示 若由兩對等位基因控制 用a a和b b表示 以此類推 3 為了驗證花色遺傳的特點 可將實驗2 紅 白甲 得到的f2植株自交 單株收獲f2中紫花植株所結的種子 每株的所有種子單獨種植在一起可得到一個株系 觀察多個這樣的株系 則理論上 在所有株系中有4 9的株系f3花色的表現型及其數量比為 思路點撥 1 由9紫 3紅 4白的比例可確定花色由兩對等位基因控制 且符合基因的自由組合定律 2 由9紫 3紅 4白可知 紫花的基因型為a b 純合紫花與純合紅花雜交 f1表現為紫花 f2表現為3紫 1紅 即f2中紫花 a b 占3 4 將3 4拆成3 4 1 結合f1全是紫花可知f1為aabb或aabb 所以親本是aabb和aabb或aabb和aabb 雜交的遺傳圖解參考答案 3 實驗2獲得的紫花植株中 有4種基因型 即aabb aabb aabb aabb 其比例為1 2 2 4 aabb個體所占比例為4 9 自交后代花色的表現型及其數量比為9紫 3紅 4白 答