8知識講解_遺傳學研究方法及其應用

1、高考總復習8遺傳學研究方法及其應用【考綱要求】1. 理解孟德爾遺傳實驗思路。2. 能夠推導分析親子代的基因型、表現(xiàn)型及有關比例概率方面的問題。3. 掌握一些分析解決遺傳學應用題時的方法和技巧。【考點梳理】考點一、回顧孟德爾一對相對性狀的遺傳實驗705祥3考點二、基因分離定律的研究方法孟德爾在研究基因分離規(guī)律時采用了“假說一演繹法”。對學生來講是“授之以“假說一演繹法”是形成和構造科學理論的一種重要思維方法。漁”的過程重要手段之一；學完課程以后，別的都可以忘記，這些方法會存留下來，這就是真正的素養(yǎng)和能力?？季V也明確要求：能運用“假說一演繹法”等科學探究的方法解決基本的生物學現(xiàn)象。在孟德爾證明遺傳

2、因子的分離規(guī)律時，他以“假說”作為理論依據(jù)，推導出可出現(xiàn)的具體事例(測交后代會出現(xiàn) 1:1)，并以實驗去驗證，這一發(fā)現(xiàn)過程就是“假說一演繹法”基 本思路的完整體現(xiàn)。1現(xiàn)象高莖豌豆與矮莖豌豆雜交Fi代全為高莖，高莖自交后代高莖和矮莖的比例為3：1，其他6對相對性狀均如此。2提出問題(1) F1代中全為高莖，矮莖哪里去了呢？(2) 為什么后代的比值都接近3:1?3分析問題(1) 矮莖可能并沒有消失，只是在F1代中未表現(xiàn)出來。因為 F2代中出現(xiàn)了矮莖。(2) 高莖相對于矮莖來說是顯性性狀。(3) 顯性性狀可能受遺傳因子的控制，遺傳因子成對存在，可能有顯隱之分。 4形成假說(1) 生物的性狀是由遺傳因

3、子決定的。體細胞中遺傳因子是成對存在的。(2) 遺傳因子有顯性與隱性之分。(3) 生物體在形成生殖細胞配子時，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。(4)5演繹推理6實驗驗證7得出結論受精時，雌雄配子的結合是隨機的。將F1代植株與矮莖豌豆雜交，預期后代中高莖植株與矮莖植株的比例為1:實際結果：后代中高莖植株與矮莖植株的比例為1:1預期結果與真實結果一致，假說正確，得出基因的分離定律?？键c三、假說演繹法及其應用所謂假說-演繹法是指:在觀察和分析的基礎上提出問題以后 ,通過推理和想像提出解釋 問題的假說，根據(jù)假說進行演繹推理,再通過實驗檢驗演繹推理的結論。

4、 如果實驗結果與預期 相符,就證明假說是正確的,反之,則說明假說是錯誤的。在教學中，我們利用這一科學方法證明了分離定律、自由組合定律、基因在染色體上等事實。其實，這一科學方法在解題中也有著較為廣泛的應用，只是在解題中沒有實驗的過程，我們可以把題干中的事實作為實驗的結果來支持假設。下面舉例說明：用親本黃色圓粒豌豆和綠色皺粒豌豆雜交產(chǎn)生Fi，F(xiàn)i自交產(chǎn)生F2，F(xiàn)2中黃圓：黃皺：綠圓：綠皺 =9 ： 15 ： 15 ： 25.請判定親本黃色圓?；蛐?.對學生來說，這是一個 不熟悉的比例，一時無從著手。=(9+15) : (15+25)=3 : 5，圓粒：皺粒首先我們分別分析一對相對性狀。黃色：綠色

5、=(9+15) : (15+25)=3 : 5。然后利用假說-演繹的方法分析，親本黃色基因型為 YY或Yy。假設親本黃色為 YY，則R 為Yy，F(xiàn)1自交后代應為黃：綠 =3 ： 1,與事實不符。假設親本黃色為 Yy，則F1為Yy : yy=1 : 1,自交結果為3：5,與結果相符。同理可假設圓粒的基因型，所以親本黃色圓粒的基因型為YyRr.【高清課堂：02-遺傳學研究方法及應用】 考點四、雜交實驗法及其應用且寧相 對I時犬的純含 體I = = =性伏表現(xiàn)護計.分折瞰得出結追考點五、調(diào)查法確定要調(diào)直的遺傳病，掌握其癥狀及衰現(xiàn)設計也錄表格及調(diào)畳要點分多+小組調(diào)査疇隱常群體數(shù)量要足醪多7-馬*士.記

6、求訓査的總?cè)藬?shù)及調(diào)查對象的性別 山求7V己錄人群中的發(fā)炳人數(shù)匯總結杲， 統(tǒng)減幣牌發(fā)病人數(shù) 一詢亠記求調(diào)査對象的性別家系調(diào)查J記錄調(diào)査對象的性狀表現(xiàn)II遠錄調(diào)杳對象前親子關系匯總、統(tǒng)計結杲，進行遺傳病類型及遺傳方式的分析 考點六、經(jīng)典遺傳學的研究方法丄一雜交實騙法J植物雜立1動物交配2假徴演緯法2學統(tǒng)計法進器聶位人栄 傳學能用上述硏方法嗎？_亠f群體調(diào)査一調(diào)査某種遺傳病的絞病辜I家兼調(diào)査一調(diào)査某種病的遺傳方戎【典型例題】類型一：假說演繹法的應用【例1】（2014天津卷）（16分）果蠅是遺傳學研究的經(jīng)典材料，其四對相對性狀中紅眼（日對白眼（e）、灰身（B）對黑身（b）、長翅（V）對殘翅（V）、細眼

7、（R）對粗眼（r）為顯性。下圖是雄果蠅 M的四對等位基因在染色體上的分布。（1）果蠅M眼睛的表現(xiàn)型是（2）欲測定果蠅基因組的序列， 需對其中的條染色體1進行DNA測序。Iti 2（3）果蠅M與基因型為的個體雜交，子代的雄果蠅既有紅眼性狀又有白眼性狀。（4）果蠅M產(chǎn)生配子時，非等位基因不遵循自由組合規(guī)律。若果蠅M與黑身殘翅個體測交，出現(xiàn)相同比例的灰身長翅和黑身殘翅后代，則表明果蠅，導致基因在產(chǎn)生配子過程中 重組，產(chǎn)生新的性狀組合。M雜交，F(xiàn)1（5）在用基因型為 BBvvRRXy和bbWrrXEXE的有眼親本進行雜交獲取果蠅M的同時,發(fā)現(xiàn)了一只無眼雌果蠅。為分析無眼基因的遺傳特點，將該無眼雌果蠅與

8、果蠅性狀分離比如下:F1雌性：雄性 灰身：黑身長翅：殘翅細眼：粗眼 紅眼：白眼12有眼12無眼從實驗結果推斷，果蠅無眼基因位于號（填寫圖中數(shù)字）染色體上，理由以F1果蠅為材料，設計一步雜交實驗判斷無眼性狀的顯隱性。 雜交親本：實驗分析:【答案】（1）紅眼細眼(2)（3）xy(4) B (或 b)v (或 V)V和v （或B和b）基因隨非姐妹染色單體的交換而發(fā)生交換定律(5) 7、8 （或7、或8）無眼、有眼基因與其他各對基因間的遺傳均遵循自由組合示例:雜交親本:F1中的有眼雌雄果蠅實驗分析:若后代出現(xiàn)性狀分離，則無眼為隱性性狀；若后代不出現(xiàn)形狀分離，則無眼為顯性性狀。【解析】（1）據(jù)圖中信息，

9、果蠅 M含有顯性基因E、R,所以眼色的表現(xiàn)型為紅眼和細眼的顯性性狀。（2）要測定基因組的序列需要測定該生物所有的基因，由于X和丫染色體非同源區(qū)段上的基因不同，所以需要測定3條常染色體+X染色體+Y染色體，即5條染色體上的基因序列。（3）子代雄性的紅眼和白眼均只能來自于母本，因此需要母本同時具有紅眼和白眼的 基因，即XX O（4）自由組合定律是指位于非同源染色體上的非等位基因的自由組合，而B、v 和 b、V分別位于一對同源染色體的不同位置上，不遵循自由組合定律。根據(jù)減數(shù)分裂同源染色體的分離及配子的組合，理論上后代只有灰身殘翅和黑身長翅,出現(xiàn)等比例的灰身長翅和黑身殘翅后代，說明發(fā)生了非姐妹染色單體

10、的交叉互換。（5）根據(jù)表格結果，若無眼基因位于性染色體上，則M與無眼雌果蠅的后代中雄性都為無眼，與表格結果不符，所以該基因位于常染色體上，且子代有眼：無眼=1 : 1,同時其他性狀均為3 : 1,說明有眼無眼性狀的遺傳和其他性狀不連鎖，為自由組合，因此和其他基因不在同一對染色體上，據(jù)圖可知應該位于7號或8號染色體上。由于子代有眼：無眼=1:1，說明親代為雜合子與隱性純合子雜交，若判斷其顯隱性，可選擇自交法(即有眼雌性X有眼雄性)，若有眼為顯性，則親代均為雜合子，后代有性狀分離，若無眼為顯性，則親代均為隱性純合子，后代無性狀分離。 舉一反三： 【變式1】摩爾根用位于果蠅常染色體上的兩對等位基因控

11、制的體色和翅長兩對性狀進行了 如下雜交實驗F罕電合茨* 罠刪 X4細合眾菊左可翅X電合翅測立刪文陌代衣片 好旋1 黑身少至衛(wèi) 祝爭豆翅S.例a.就 對上述現(xiàn)象作出假設 請再設計一個實驗，驗證你的假設并預測實驗結果 【答案】(1 )假設：控制兩對相對性狀的兩對等位基因位于一對同源染色體上減數(shù)分裂時出現(xiàn)交叉互換配子配子AbAbaB(2)再設計實驗驗證假設并預期結果P卒純含決與長翅 XT純含熙劈炬翅Fl；冉長翹irtt嫦體陸機交配觀察卩卻的狀表現(xiàn)及其比例預測實驗結果：灰身長翅和黑身短翅的比例約為3:1出現(xiàn)少量的灰身短翅和黑身長翅個體 類型二：雜交實驗法應用。為驗證該性狀是由一對【例2】某人從玉米突變

12、植株中獲得了顯性高蛋白植株(純合子) 等位基因控制，請參與實驗設計并完善實驗方案：雜交。步驟1:選擇 預期結果：_步驟2： _預期結果：觀察實驗結果，進行統(tǒng)計分析 如果可證明該性狀由一對基因控制。【解析】步驟1:高蛋白（純合）植株和低蛋白植株雜交 預期結果：后代（或 F1）表現(xiàn)型都是高蛋白植株 步驟2： F1自交（或F1與低蛋白植株測交） 預期結果：后代高蛋白和低蛋白植株的比例為 如果實驗結果和預期結果相符 證明該性狀由一對基因控制【答案】高蛋白（純合）植株；低蛋白植株雜交；F全為高蛋白植株；F1自交；F2的表現(xiàn)為高蛋白植株：低蛋白植株=3:1;實驗結果；預期結果；【總結升華】雜交實驗法是研究

13、遺傳學問題的基本思想和實驗方法，解決此類問題的基本思維方式是假設演繹法，一般是”分析問題-提出假設-推斷預測-實驗驗證,若有關的預測正確， 則假設成立；若有關預測不正確，則假設不成立.舉一反三：【變式1】（2015 海淀區(qū)二模）某種果蠅野生型個體的翅為圓形.該種果蠅有兩種純合的突變品系， 一種為橢圓形翅， 不合理的是（相符,3: 1 （或 1: 1）另一種為鐮刀形翅.）將這三種果蠅相互雜交得到下表所示結果.據(jù)此判斷雜交雌蠅親本F1雄蠅雄蠅雌蠅1鐮刀形圓形鐮刀形鐮刀形2圓形鐮刀形鐮刀形圓形3鐮刀形橢圓形橢圓形鐮刀形A .鐮刀形相對于圓形為顯性B .控制翅形的基因位于 X染色體上C .鐮刀形相對于橢圓形為顯性D F1橢圓形與圓形雜交可產(chǎn)生鐮刀形后代【答案】C正確；B正確;【答案】A、由雜交1的親本和子代的表現(xiàn)型可知，鐮刀型對圓形是顯性，AB、 由雜交組合2和雜交組合3可知，果蠅