從“孟德爾遺傳實驗的科學方法”解讀高考遺傳規(guī)律的考察課件

孟德爾遺傳實驗的科學方法”解讀

高考遺傳規(guī)律的考察洛陽中成外國語學校楊振龍2012年4月考綱要求孟德爾遺傳實驗的科學方法（Ⅱ）基因的分離定律（Ⅱ）基因的自由組合定律（Ⅱ）

孟德爾遺傳實驗的科學方法（Ⅱ）孟德爾成功的原因(1)科學選用了豌豆作為實驗的材料。(2)由單因素（先研究一對相對性狀的遺傳規(guī)律）到多因素（再研究多對相對性狀的遺傳規(guī)律）的研究方法。(3)應(yīng)用了統(tǒng)計學方法對實驗結(jié)果進行統(tǒng)計分析。(4)創(chuàng)造性地運用科學方法—假說—演繹法。以玉米為材料的遺傳習題例1；玉米是雌雄同株植物，頂部生雄花序，側(cè)面生雌花序。玉米粒的顏色有黃色和紫色，這一對相對性狀由一對等位基因Y和y控制。一株由紫色玉米粒發(fā)育而成的植株A，與一株由黃色玉米粒發(fā)育而成的植株B相鄰種植，發(fā)現(xiàn)A植株玉米穗上的子粒均為紫色，而B植株玉米穗上的子粒有黃色和紫色兩種。取B植株玉米穗上的紫粒玉米單獨種植，發(fā)育成植株C。右圖表示植株C上所結(jié)的玉米穗的一面。請回答下面的問題。

⑴根據(jù)圖中紫色粒和黃色粒的數(shù)目，兩者之間大致的比例為______。⑵據(jù)圖中的玉米粒色及數(shù)量比例，推測玉米植株C的基因型為______。⑶某同學為檢驗A植株所結(jié)紫色玉米粒的遺傳因子組合類型，他任意選取A穗上紫色玉米粒兩粒，單獨種植，長成后的兩個植株所結(jié)的全是紫色子粒。由此推斷：A植株玉米穗上的紫色子粒均為純種。 我們認為這個實驗不夠科學，請你設(shè)計實驗予以證明，并預(yù)測結(jié)果和得出相應(yīng)結(jié)論。 實驗設(shè)計：__________________

______。 預(yù)測結(jié)果和得出相應(yīng)結(jié)論： ①__________________； ②__________________； ③________________

。紫色：黃色=3：1Yy答案：任意選取A穗上紫色玉米粒50粒各自單獨種植，觀察、記錄長成后各個植株上所結(jié)玉米子粒的顏色。預(yù)測結(jié)果和得出相應(yīng)結(jié)論：預(yù)測結(jié)果和得出相應(yīng)結(jié)論：①如果全為紫色，說明A植株玉米穗上的紫色子粒均為純種；②如果所有植株玉米穗上都既有紫色又有黃色，說明A植株玉米穗上的紫色子粒均為雜種；③如果有的植株玉米穗上既有紫色又有黃色，有的植株玉米穗上全為紫色，說明A植株玉米穗上的紫色子粒有純種和雜種兩種。以果蠅為材料的遺傳習題例2.已知果蠅中，灰身與黑身為一對相對性狀（顯性基因用B表示，隱性基因用b表示）；直毛與分叉毛為一對相對性狀（顯性基因用F表示，隱性基因用f表示）。兩只親代果蠅雜交得到以下子代類型和比例：請回答：（1）控制灰身與黑身的基因位于______；控制直毛與分叉毛的基因位于______。（2）親代果蠅的表現(xiàn)型為♀：______♂：______。（3）親代果蠅的基因型為_________、_________。（4）子代表現(xiàn)型為灰身直毛的雌蠅中，純合子與雜合體的比例為_________。（5）子代雄蠅中，灰身分叉毛的基因型為_______、_______；黑身直毛的基因型為_______。常染色體上X染色體上灰身直毛灰身直毛BbXFXfBbXFY1:5BBXfY

BbXfY

bbXFY變式訓(xùn)練2:近百年來，果蠅被應(yīng)用于遺傳學研究的各個方面，而且它是早于人類基因組計劃之前而被測序的一種動物。請回答下列有關(guān)問題：(1)對果蠅基因組進行研究，應(yīng)測序______條染色體，它們是____________。(2)請說出果蠅作為遺傳學研究好材料的理由（至少2條）：

______________________________。(3)下面為果蠅Ⅰ、Ⅱ兩個不同的突變品系與野生型正交與反交的結(jié)果

5

3對常染色體中各一條＋XY①細胞內(nèi)染色體數(shù)目少，便于觀察；②有很多明顯地、容易區(qū)分的相對性狀；③后代數(shù)量多，便于統(tǒng)計分析實驗結(jié)果；考點二：由單因素到多因素的思維方法

例3；已知柿子椒果實圓錐形（A）對燈籠（a）為顯性，紅色（B）對黃色（b）為顯性，辣味（C）對甜味（c）為顯性，假定這三對基因自由組合?，F(xiàn)有以下4個純合親本：（1）利用以上親本進行雜交，F(xiàn)2能出現(xiàn)燈籠形、黃色、甜味果實的植株的親本組合有_____________________________。（2）上述親本組合中，F(xiàn)2出現(xiàn)燈籠形、黃色、甜味果實的植株比例最高的親本組合是_______，其基因型為_________________，這種親本組合雜交F1的基因型和表現(xiàn)型是_______________

，

其F2的全部表現(xiàn)型有___________________，

燈籠形、黃色、甜味果實的植株在該F2中出現(xiàn)的比例是______________。甲X丁、乙X丙、乙X丁乙X丁aabbCC與AAbbcc1/16AabbCc，圓錐形黃色辣味圓錐形黃色辣味、圓錐形黃色甜味、燈籠形黃色辣味、燈籠形黃色甜味變式訓(xùn)練3:雞的羽腿（F）對光腿（f）是顯性，豌豆冠（E）對單冠（e）是顯性，這兩對等位基因均按自由組合規(guī)律遺傳。現(xiàn)有A和B兩只公雞，C和D兩只母雞，均為羽腿豌豆冠，它們交配產(chǎn)生的后代性狀如下： ①C×A→羽腿豌豆冠 ②D×A→羽腿豌豆冠 ③C×B→羽腿豌豆冠和光腿豌豆冠 ④D×B→羽腿豌豆冠和羽腿單冠（1）這四只雞的基因型分別為：A______、B______、C______、D______。（2）D×B交配后代中，羽腿單冠雞的基因型為______；C×B交配后代中，光腿豌豆冠雞的基因型為______。

FFEEFfEeFfEEFFEeFfee，F(xiàn)FeeffEE，ffEe考點三：應(yīng)用統(tǒng)計學方法對實驗結(jié)果進行統(tǒng)計分析基因間的相互作用(即9∶3∶3∶1的變式)題干中如果出現(xiàn)特殊附加條件，可能會出現(xiàn)9∶7、9∶3∶4、9∶6∶1、15∶1等比例，分析時可以按兩對性狀自由組合的思路來分析。(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)。遺傳圖解為：(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(jié)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(xiàn)型及其數(shù)量比為

。9紫：3紅：4白例5(2011·全國新課標卷)某植物紅花和白花這對相對性狀同時受多對等位基因控制(如A、a；B、b；C、c……)。當個體的基因型中每對等位基因都至少含有一個顯性基因時(即A_B_C_……)才開紅花，否則開白花。現(xiàn)有甲、乙、丙、丁4個純合白花品系，相互之間進行雜交，雜交組合、后代表現(xiàn)型及其比例如下：變式訓(xùn)練5（鄭州二模）某植物子葉的黃色（Y)對綠色（y)為顯性，圓粒種子（R)對皺粒種子（r)為顯性。某人用該楫物黃色圓粒和綠色圓粒作親本進行雜交，發(fā)現(xiàn)后代出現(xiàn)4種類型,對性狀的統(tǒng)計結(jié)果如下圖所示，請據(jù)圖回答問題。(1)親本的基因型組成是______________。(2)讓F1中一株黃色圓粒植株與綠色皺粒植株雜交，得到的F2的表現(xiàn)型及比例有兩種可能，分別為_______或_______。YyRr、yyRr黃圓∶綠圓=1∶1黃圓∶綠圓∶黃皺∶綠皺=1∶1∶1∶1(3)讓F1中黃色圓粒植株與綠色皺粒植株雜交，F(xiàn)2的表現(xiàn)型及其性狀分離比是：_____________________(2分）。(4)讓F1中黃色圓粒植株自交，F(xiàn)2的表現(xiàn)型及其性狀分離比是：______________(2分）。(5)去掉花瓣，讓F1中黃色圓粒植株相互授粉，F(xiàn)2的表現(xiàn)型及其性狀分離比是：_______(2分)。黃圓∶綠圓∶黃皺∶綠皺=2∶2∶1∶1（或2/6黃圓，2/6綠圓，1/6黃皺，1/6綠皺）黃圓∶綠圓∶黃皺∶綠皺=15∶5∶3∶1（或15/24黃圓，5/24綠圓，3/24黃皺，1/24綠皺）黃圓∶綠圓∶黃皺∶綠皺=24∶8∶3∶1（或24/36黃圓，8/36綠圓，3/36黃皺，1/36綠皺）另外；還要注意自然界中由于致死基因造成的比例異常問題：（1）隱性致死；某隱性基因成對存在時，對個體發(fā)育有致死作用。顯性致死；某顯性基因存在時，對個體發(fā)育有致死作用。（2）配子致死；指某致死基因在配子時期發(fā)生作用，從而不能形成有生活力的某種配子。合子致死；指致死基因在胚胎時期發(fā)生作用，從而不能形成活的幼體。(3)完全致死和不完全致死；指某染色體由于片段缺失而造成的有該染色體的個體，全部死亡或部分死亡。例6（2011福建）5.火雞的性別決定方式是♀ZW♂ZZ型。曾有人發(fā)現(xiàn)少數(shù)雌火雞（ZW）的卵細胞未與精子結(jié)合，也可以發(fā)育成二倍體后代。遺傳學家推測，該現(xiàn)象產(chǎn)生的原因可能是：卵細胞與其同時產(chǎn)生的三個極體之一結(jié)合，形成二倍體后代（WW的胚胎不能存活）。若該推測成立，理論上這種方式產(chǎn)生后代的雌雄比例是A.雌：雄=1:1B.雌：雄=1:2C.雌：雄=3:1D.雌：雄=4:1D考點四：“假說—演繹法”的應(yīng)用“假說—演繹法” 是現(xiàn)代科學研究中常用的一種思想方法，它是指在觀察和分析的基礎(chǔ)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(jié)果。如果實驗結(jié)果與預(yù)期結(jié)果相符，就證明假說是正確的，反之，則說明假說是錯誤的。以下為假說—演繹推理的邏輯關(guān)系。有很多同學其實并不理解孟德爾的“假說—演繹法”；如（1）；一對相對性狀的純合親本雜交，無論正交、反交F1總表現(xiàn)為顯性性狀；F1自交F2出現(xiàn)性狀分離…，以上論述屬于“假說—演繹法”中的？（2）；那么孟德爾的“假說”又是什么？其核心又是什么？（3）；我們常說的“演繹”又指什么？“假說—演繹法”在科學發(fā)展中起著十分重要的作用，例如，孟德爾發(fā)現(xiàn)基因分離定律和自由組合定律的過程；摩爾根證明基因在染色體上的實驗過程；DNA分子的半保留復(fù)制特點的提出，等科學發(fā)現(xiàn)都是“假說—演繹法”的生動體現(xiàn)。一、在解決判斷遺傳方式問題中的應(yīng)用例7(2006年全國I卷的第31題)從一個自然果蠅種群中選出一部分未交配過的灰色和黃色兩種體色的果蠅，這兩種體色的果蠅數(shù)量相等，每種體色的果蠅雌雄各半。已知灰色和黃色這對相對性狀受一對等位基因控制，所有果蠅均能正常生活，性狀的分離符合遺傳的基本定律。 請回答下列問題：（1）種群中的個體通過繁殖將各自的______傳遞給后代。（2）確定某性狀由細胞核基因決定，還是由細胞質(zhì)基因決定，可采用的雜交方法 是__________________?；蛘缓头唇唬?）如果控制體色的基因位于常染色上，則該自然果蠅種群中控制體色的基因型有______種；如果控制體色的基因位于X染色體上，則種群中控制體色的基因型有____________種。(4)現(xiàn)用兩個雜交組合：灰色雌蠅×黃色雄蠅、黃色雌蠅×灰色雄蠅，只做一代雜交試驗，每個雜交組合選用多對果蠅。推測兩個雜交組合的子一代可能出現(xiàn)的性狀，并以此為依據(jù)，對哪一種體色為顯性性狀，以及控制體色的基因位于X染色體上還是常染色體上這兩個問題，做出相應(yīng)的推斷。(要求：只寫出子一代的性狀表現(xiàn)和相應(yīng)推斷的結(jié)論)335

解析：此題的前三小題都比較簡單，我重點來分析第四小題： 我們不妨采用假說演繹法進行解答。假設(shè)1

黃色為顯性，基因位于常染色體上。則P

灰色雌蠅×黃色雄蠅

P

黃色雌蠅×灰色雄蠅

aa

×

AA(或Aa)

AA(或Aa)

×aa

↓

↓

F1

Aa(Aa

aa)

F1

Aa(Aa

aa）

黃色

黃色

灰色

黃色

黃色

灰色

后代的性狀表現(xiàn)都是：黃色個體多于灰色個體，

并且體色的遺傳與性別無關(guān)。

假設(shè)2

灰色為顯性，基因位于常染色體上。后代的性狀表現(xiàn)都是：灰色個體多于黃色個體，

并且體色的遺傳與性別無關(guān)。

假設(shè)3

黃色為顯性，基因位于X染色體上。則

P

灰色雌蠅×黃色雄蠅

XaXa

×

XAY

↓

F1

XAXa

XaY

黃色雌性

灰色雄性

后代的性狀表現(xiàn)：雄性全部表現(xiàn)灰色，雌性全部表現(xiàn)黃色。 P

黃色雌蠅×灰色雄蠅

XAXA(或XAXa)

XaY

后代的性狀表現(xiàn)：雌雄都有黃色和灰色，黃色個體多于灰色個體。

假設(shè)4

灰色為顯性，基因位于X染色體上。（請同學們自己演繹一下）

根據(jù)以上分析，我們可以比較方便的寫出第(4)小題的正確答案。 如果兩個雜交組合的子一代中都是黃色個體多于灰色個體，并且體色的遺傳與性別無關(guān)，則黃色為顯性，基因位于常染色體上。 如果兩個雜交組合的子一代中都是灰色個體多于黃色個體，并且體色的遺傳與性別無關(guān)，則灰色為顯性，基因位于常染色體上。 如果在雜交組合灰色雌蠅×黃色雄蠅中，子一代中的雄性全部表現(xiàn)灰色，雌性全部表現(xiàn)黃色；在雜交組合黃色雌蠅×灰色雄蠅中，子一代中的黃色個體多于灰色個體，則黃色為顯性，基因位于X染色體上。 如果在雜交組合黃色雌蠅×灰色雄蠅中，子一代中的雄性全部表現(xiàn)黃色，雌性全部表現(xiàn)灰色；在雜交組合灰色雌蠅×黃色雄蠅中，子一代中的灰色個體多于黃色個體，則灰色為顯性，基因位于X染色體上。二、在解決伴性遺傳問題中的應(yīng)用例8：鴿子從出生到成年，雌雄個體在外觀上幾乎完全一樣，僅憑肉眼難以區(qū)別性別，已知雌性鴿子的性染色體組成為ZW，雄性鴿子的性染色體組成為ZZ。在鴿子中，有一伴Z染色體的復(fù)等位基因系列，BA(灰紅色)對B(藍色)顯性，B對b(巧克力色)顯性?，F(xiàn)有一只灰紅色鴿子和一只藍色鴿子，它們的后代中出現(xiàn)了一只巧克力色的個體，據(jù)此：(1)能否判斷出這3只鴿子的性別?請用遺傳圖解輔以文字表達的方式推導(dǎo)結(jié)果。(2)若題中灰紅色鴿子和藍色鴿子進行多次雜交，請求出后代的表現(xiàn)型及其比例(理論值),寫出推導(dǎo)過程。(1)解析假設(shè)一：灰紅色鴿子為雄性，藍色鴿子為雌性，則有：P：♂ZBAZ-（灰紅色）×♀ZBW（藍色）

↓F1

Zb－（巧克力色）由子代的表現(xiàn)型可知，親本中灰紅色鴿子的基因型必然為ZBAZb，所以子代鴿子的基因型必然為ZbW，為雌性。假設(shè)二：灰紅色鴿子為雌性，藍色鴿子為雄性，則有：P：♀ZBAW（灰紅色）×♂ZBZ-（藍色）

↓F1

Zb－（巧克力色）由子代的表現(xiàn)型可知，親本中藍色鴿子的基因型必然為ZBZb，所以子代鴿子的基因型必然為ZbW，為雌性。結(jié)論：兩種假設(shè)中，子代巧克力色鴿子的基因型均為ZbW，所以其性別可以確定為雌性，但兩種假設(shè)都成立，故親本的性別無法確定。（2）解析若假設(shè)一成立，則有：P：♂ZBAZb（灰紅色）×♀ZBW（藍色） ↓F1

：ZBAZBZBAWZBZbZbW（灰紅色）（灰紅色）（藍色）（巧克力色） 2：1：1若假設(shè)二成立：則有：P：♀ZBAW（灰紅色）×♂ZBZb（藍色） ↓F1

：ZBAZBZBAZbZBWZbW（灰紅色）（灰紅色）（藍色）（巧克力色） 2：1：1故灰紅色鴿子和藍色鴿子進行多次雜交后，后代的表現(xiàn)型及其比例為：灰紅色：藍色：巧克力色＝2：1：1三、在解決遺傳系譜問題中的應(yīng)用例9：（06·天津）某種遺傳病受一對等位基因控制，下圖為該遺傳病的系譜圖。下列敘述正確的是A．該病為伴X染色體隱性遺傳病，Ⅱ1為純合子B．該病為伴X染色體顯性遺傳病，Ⅱ4為純合子C．該病為常染色體隱性遺傳病，Ⅲ2為雜合子D．該病為常染色體顯性遺傳病，Ⅱ3為純合子解析：平時我們可以根據(jù)口訣：無中生有為隱性，隱性遺傳看女病，父（子）無病為常體；有中生無為顯性，顯性遺傳看男病，母（女）無病為常體。但是由于這個題目既無“無中生有”也無“有中生無”，所以該遺傳圖所示遺傳病的顯隱性和位置均不可確定，所以宜用“假說-演繹法”，假定這對等位基因為A和a，假設(shè)是隱性遺傳病并且位于X染色體上，則Ⅱ1的基因型為XAXa;所以A錯；假設(shè)是隱性遺傳病并且位于常染色體上，則Ⅲ2的基因型為Aa，滿足題意，所以C正確;假設(shè)是顯性遺傳病并且位于X染色體上，由于Ⅱ3患病，所以Ⅲ2必患病，與題意不符，所以B錯；假設(shè)是顯性遺傳病并且位于常染色體上