生物教材梳理第一章第節(jié)孟德?tīng)柕耐愣闺s交實(shí)驗(yàn)（二）

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精庖丁巧解牛知識(shí)·巧學(xué)一、兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)孟德?tīng)栠x擇純種的黃色圓粒豌豆和綠色皺粒豌豆作親本讓它們進(jìn)行雜交,雜交前要對(duì)母本植株進(jìn)行嚴(yán)格地去雄和套袋處理,然后把父本植株的花粉授在母本植株雌蕊的柱頭上，再套袋。這樣以保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。雜交時(shí)，無(wú)論正交還是反交，得到的F1都表現(xiàn)為黃色圓粒.說(shuō)明豌豆種子的黃色對(duì)綠色為顯性，圓粒對(duì)皺粒為顯性。F1自交得到的F2（子二代）出現(xiàn)四種類(lèi)型：黃色圓粒、綠色圓粒、黃色皺粒和綠色皺粒，其數(shù)量比接近于9∶3∶3∶1。疑點(diǎn)突破兩對(duì)相對(duì)性狀豌豆雜交后，子二代的9∶3∶3∶1的比例是否符合孟德?tīng)柗蛛x比呢？我們來(lái)驗(yàn)證一下，把兩對(duì)相對(duì)性狀分開(kāi)來(lái)看,子二代中黃色種子占9/16+3/16=12/16，綠色種子占3/16+1/16=4/16，其比為（12/16）∶(4/16)=3∶1；子二代中圓粒種子占9/16+3/16=12/16，皺粒種子占3/16+1/16=4/16,其比為(12/16）∶(4/16）=3∶1。因此，多對(duì)相對(duì)性狀遺傳時(shí)每一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳都符合分離定律。從數(shù)學(xué)角度看,（3∶1)2的展開(kāi)式為9∶3∶3∶1，即9∶3∶3∶1的比例可以表示為兩個(gè)3∶1的乘積.對(duì)于兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳表現(xiàn)，如果將每一對(duì)性狀單獨(dú)分析其分離比分別為:圓?！冒櫫?3∶1，黃色∶綠色=3∶1，即每對(duì)性狀遺傳都遵循了分離定律.這也說(shuō)明了兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳結(jié)果可以表示為它們各自遺傳結(jié)果的乘積。二、對(duì)自由組合現(xiàn)象的解釋豌豆種子黃色和綠色這對(duì)相對(duì)性狀是由一對(duì)遺傳因子控制的，用Y和y來(lái)表示；豌豆種子的圓粒和皺粒這對(duì)相對(duì)性狀是由另一對(duì)遺傳因子控制的，用R和r表示，所以純種黃色圓粒豌豆和綠色皺粒豌豆的遺傳因子組成分別為YYRR和yyrr。它們產(chǎn)生的配子類(lèi)型分別為YR和yr，F(xiàn)1的遺傳因子組成即為YyRr。F1在產(chǎn)生配子時(shí)，每對(duì)遺傳因子彼此分離,不同對(duì)的遺傳因子自由組合，也就是Y和y、R和r一定分離，Y和R或r組合，y和r或R組合，因此形成四種數(shù)目相等的配子,分別是YR、Yr、yR、yr。受精時(shí)雌、雄配子的結(jié)合機(jī)會(huì)是均等的，有16種結(jié)合方式，形成9種基因組成，性狀表現(xiàn)型有四種,比例為9∶3∶3∶1。方法點(diǎn)撥記憶F1產(chǎn)生配子的組合方式,F2的遺傳因子組成情況和性狀表現(xiàn)及其所占的比例可采用棋盤(pán)法記憶?？上犬?huà)一個(gè)九格棋盤(pán)，在棋盤(pán)上可以走棋子的位置一共有16個(gè)(用阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)出)，表示配子的16種組合方式.先從16號(hào)位置記起,此位置為綠色皺粒的性狀表現(xiàn),遺傳因子組成為yyrr，占F2的1/16.然后在棋盤(pán)上以16號(hào)為中心向外擴(kuò)展一周，圍繞16號(hào)的有3個(gè)，即11號(hào)、12號(hào)和15號(hào),都是黃色皺粒的性狀表現(xiàn)占3/16，其中，中央11號(hào)為黃色皺粒的純合子，其遺傳因子組成為YYrr占1/16,其他兩個(gè)相互對(duì)稱(chēng)的點(diǎn)即12號(hào)和15號(hào)的遺傳因子組成相同,都為黃色皺粒的雜合子即Yyrr占2/16。然后,再向外擴(kuò)展一圈，6號(hào)、8號(hào)、14號(hào)這3個(gè),都是綠色圓粒的性狀占3/16,其中，中央的6號(hào)為綠色圓粒的純合子yyRR占1/16,其余兩個(gè)是相互對(duì)稱(chēng)的綠色圓粒的雜合子，遺傳因子組成為yyRr,占2/16.剩下的1、2、3、4、5、7、9、10、13號(hào)這9個(gè)全在一個(gè)三角形邊上,是黃色圓粒的性狀占9/16，其中，中間左上方的1號(hào)為黃色圓粒的純合子YYRR，占1/16，2號(hào)和5號(hào)相同為YyRR，占2/16，3號(hào)和9號(hào)相同為YYRr，占2/16，4、7、10、13號(hào)相同為YyRr，占4/16。如下圖：采用棋盤(pán)法記憶，能更系統(tǒng)詳細(xì)地了解兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳表現(xiàn)特點(diǎn),及各遺傳因子組成和性狀表現(xiàn)及其比例。三、對(duì)自由組合現(xiàn)象解釋的驗(yàn)證對(duì)自由組合現(xiàn)象解釋的驗(yàn)證：測(cè)交法,即讓子一代與隱性純合子雜交，通過(guò)觀察測(cè)交后代的性狀表現(xiàn)來(lái)推測(cè)F1的遺傳因子組成，若后代性狀表現(xiàn)有四種類(lèi)型且比例為1∶1∶1∶1，則可推測(cè)F1能產(chǎn)生四種數(shù)目相等的配子，也就進(jìn)一步推測(cè)F1的遺傳因子組成為YyRr。如下圖：上圖表示了孟德?tīng)栠M(jìn)行的對(duì)自由組合現(xiàn)象解釋的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，也就是測(cè)交實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和結(jié)果，子一代在產(chǎn)生配子的過(guò)程中能產(chǎn)生四種數(shù)量相等的配子:YR、yR、Yr、yr,隱性純合子能產(chǎn)生一種配子yr，通過(guò)受精作用，產(chǎn)生了四種數(shù)目相等的后代類(lèi)型：YyRr、Yyrr、yyRr和yyrr，比例為1∶1∶1∶1。孟德?tīng)柕膶?shí)驗(yàn)結(jié)果符合預(yù)期的設(shè)想,說(shuō)明解釋成立。深化升華孟德?tīng)栐趯?duì)子一代進(jìn)行測(cè)交的時(shí)候,用的是雙隱性個(gè)體.由于使用雙隱性個(gè)體，根據(jù)孟德?tīng)柕募僭O(shè)，其只能產(chǎn)生出一種配子,并且只含有隱性基因,所以這樣的配子產(chǎn)生的后代的表現(xiàn)型就要看與其結(jié)合的配子的基因，如果遇到顯性基因就表現(xiàn)顯性性狀，如果遇到隱性基因就表現(xiàn)隱性性狀，由于配子間的結(jié)合都是隨機(jī)的,所以，后代表現(xiàn)型的種類(lèi)反映的是子一代個(gè)體產(chǎn)生配子的種類(lèi)，比值反映的是子一代產(chǎn)生配子數(shù)量的比值。因此利用測(cè)交方法可以用來(lái)檢測(cè)個(gè)體的基因型。四、自由組合定律控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不干擾的，在形成配子時(shí)，決定同一性狀的成對(duì)的遺傳因子彼此分離,決定不同性狀的遺傳因子自由組合.辨析比較分離定律和自由組合定律的比較比較項(xiàng)目分離定律自由組合定律研究性狀一對(duì)兩對(duì)或兩對(duì)以上等位基因一對(duì)兩對(duì)或兩對(duì)以上F1產(chǎn)生的配子種類(lèi)及比例兩種1∶1四種，1∶1∶1∶1F2表現(xiàn)型種類(lèi)及比例兩種3∶1四種，9∶3∶3∶1F2基因型種類(lèi)及比例三種1∶2∶1九種，1∶1∶1∶1∶2∶2∶2∶2∶4F1測(cè)交后代表現(xiàn)型種類(lèi)及比例兩種1∶1四種，1∶1∶1∶1F2測(cè)交后代基因型種類(lèi)及比例兩種1∶1四種，1∶1∶1∶1五、孟德?tīng)枌?shí)驗(yàn)方法的啟示1.科學(xué)地選擇實(shí)驗(yàn)材料是科學(xué)研究取得成功的重要保障之一。孟德?tīng)栍猛愣棺鲗?shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)是：具有穩(wěn)定的易于區(qū)分的相對(duì)性狀；豌豆嚴(yán)格自花傳粉、閉花受粉，自然狀態(tài)下獲得的都是純種;花比較大,易于做人工雜交實(shí)驗(yàn)。2?？茖W(xué)的實(shí)驗(yàn)思路:先研究一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳情況,再研究多對(duì)相對(duì)性狀的遺傳情況。3。利用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，孟德?tīng)柊l(fā)現(xiàn)了生物性狀遺傳在數(shù)量上呈現(xiàn)一定的數(shù)學(xué)比例，這引發(fā)他揭示其實(shí)質(zhì)的興趣；同時(shí)也使孟德?tīng)栆庾R(shí)到數(shù)學(xué)概率也適用于遺傳研究,從而將數(shù)學(xué)方法引入對(duì)遺傳實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理和分析上。4.科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)程序和鍥而不舍的精神是取得科研成就的重要因素。六、孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn)1900年三位科學(xué)家分別重新發(fā)現(xiàn)了孟德?tīng)柕墓ぷ?，認(rèn)識(shí)到孟德?tīng)柼岢龅睦碚摰闹匾饬x.1909年，丹麥生物學(xué)家約翰遜把遺傳因子命名為基因，并且提出了表現(xiàn)型和基因型的概念.隨著孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn)，基因的本質(zhì)和作用原理成為遺傳學(xué)研究的中心問(wèn)題，這些問(wèn)題的研究使人們對(duì)生物的認(rèn)識(shí)越來(lái)越接近生命活動(dòng)的本質(zhì)，并且為基因工程等現(xiàn)代生物技術(shù)的興起奠定了理論基礎(chǔ).正是因?yàn)槊系聽(tīng)柕慕艹鲐暙I(xiàn)，他后來(lái)被世人公認(rèn)為“遺傳學(xué)之父”.問(wèn)題·探究問(wèn)題1孟德?tīng)杻蓪?duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)采用的是純種黃色圓粒豌豆和純種綠色皺粒豌豆作親本雜交,通過(guò)分析子一代和子二代的特征得出存在的規(guī)律性的知識(shí)。孟德?tīng)枌?duì)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析發(fā)現(xiàn)子二代出現(xiàn)四種表現(xiàn)型,比例為9∶3∶3∶1.此結(jié)果是否與分離定律毫無(wú)關(guān)系？若一對(duì)一對(duì)地分析會(huì)發(fā)現(xiàn)什么問(wèn)題？在子二代中出現(xiàn)了新類(lèi)型,這些新類(lèi)型有什么特點(diǎn)？探究：如果一對(duì)一對(duì)地分析便可發(fā)現(xiàn)以下現(xiàn)象:黃色∶綠色=（315+101)∶（108+32)=3∶1圓?！冒櫫?（315+108）∶(101+32)=3∶1說(shuō)明兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳現(xiàn)象與基因分離定律有關(guān),其中一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳，子二代表現(xiàn)型符合基因的分離定律。在子二代中出現(xiàn)的新類(lèi)型是親代個(gè)體沒(méi)有的性狀，是兩種重組性狀.問(wèn)題2如何理解多對(duì)基因遺傳的特點(diǎn)？探究:孟德?tīng)杻蓪?duì)相對(duì)性狀的實(shí)驗(yàn)表明，多對(duì)相對(duì)性狀的遺傳現(xiàn)象與一對(duì)相對(duì)性狀的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是存在著一定聯(lián)系的，以下表來(lái)表示:等位基因的數(shù)目（對(duì)）F1產(chǎn)生的配子F2基因型F2表現(xiàn)型種類(lèi)比例結(jié)合方式種類(lèi)比例種類(lèi)比例121∶1431∶2∶123∶1241∶1∶1∶11691∶1∶1∶1∶2∶2∶2∶2∶449∶3∶3∶1323（1∶1）34333(1∶2∶1）323（3∶1)3……n2n(1∶1)n4n3n（1∶2∶1）n2n（3∶1)n典題·熱題例1豌豆子葉黃色(Y）對(duì)綠色（y）是顯性,圓粒(R)對(duì)皺粒（r）是顯性。下表是四種不同雜交組合以及各種雜交組合所產(chǎn)生的子代數(shù)，請(qǐng)寫(xiě)出①~④的基因型。親代子代表現(xiàn)型及數(shù)目黃色圓粒黃色皺粒綠色圓粒綠色皺粒①黃圓×綠皺16171415②黃圓×綠圓217206③綠圓×綠圓004314④黃皺×綠圓15161817解析:此題是已知親代表現(xiàn)型和子代表現(xiàn)型及比例推導(dǎo)親代基因型,屬逆推類(lèi)型的遺傳問(wèn)題。答案：①YyRr×yyrr;②YyRr×yyRr;③yyRr×yyRr；④Yyrr×yyRr。方法歸納(1）基因填充法第①組：根據(jù)表現(xiàn)型寫(xiě)出親本的大體基因型：Y_R_×yyrr，再看子代有沒(méi)有隱性類(lèi)型：綠色和皺粒,若有就說(shuō)明兩親本各含有一個(gè)y和一個(gè)r。因此親本①的基因型為:YyRr×yyrr。（2）分解組合法第②組：將黃和綠與圓和皺分開(kāi)研究。子代中，黃∶綠=（21+7)∶（20+6)=28∶26≈1∶1，說(shuō)明兩親本基因組成為Yy×yy；圓∶皺=（21+20）∶（7+6）=41∶13≈3∶1,說(shuō)明兩親本的基因組成為Rr×Rr.綜合以上兩種情況，可知親本②的基因型為YyRr×yyRr.（3）特殊分離法第④組，兩親本雜交后代有四種表現(xiàn)型且比例為1∶1∶1∶1。說(shuō)明親本的基因型為YyRr×yyrr或Yyrr×yyRr，再考慮親本的表現(xiàn)型，可最后確定親本④的基因型為Yyrr×yyRr。例2白色盤(pán)狀南瓜與黃色球狀南瓜雜交，F(xiàn)1全是白色盤(pán)狀南瓜。F1自交，F(xiàn)2中雜合的白色球狀南瓜有4008株，問(wèn)理論讓純合的黃色盤(pán)狀南瓜有多少株？解析：解答本題可用棋盤(pán)法求解。也可以用其他方法，如分解組合法,將F1（AaBb）的兩對(duì)基因分別研究，再綜合求解.（1）首先確定兩對(duì)相對(duì)性狀中的顯性性狀.白色盤(pán)狀×黃色球狀→F1全是白色盤(pán)狀，說(shuō)明白色與盤(pán)狀分別對(duì)黃色、球狀是顯性.（2）根據(jù)棋盤(pán)記憶法可知：F2中雜合的白色球狀（Aabb）植株占F2總數(shù)的2/16,純合的黃色盤(pán)狀植株占F2總數(shù)的1/16,二者之間是2倍關(guān)系，所以純合的黃色盤(pán)狀南瓜應(yīng)為4008÷2=2004株。答案:2004株。方法點(diǎn)撥解決此題的關(guān)鍵是分析清楚題目中的已知條件和所求內(nèi)容，通過(guò)分析可得知，上題中的已知條件和所求內(nèi)容都屬于子二代的個(gè)體，它們之間存在著一定的數(shù)量關(guān)系，只要能夠求出兩者之間的關(guān)系，此題便迎刃而解。例3人類(lèi)的多指(A)對(duì)正常指（a）為顯性，膚色正常（B）對(duì)白化（b）為顯性,兩對(duì)基因的遺傳符合自由組合定律?，F(xiàn)有一個(gè)家庭,父親為多指,母親正常,他們卻有一個(gè)白化、手指正常的孩子，若他們?cè)偕粋€(gè)孩子，患病的概率為多少？解析：本題的關(guān)鍵是求出父母的基因型。父親多指，其可能的基因型為A_B_,母親正常，其可能的基因型為aaB_,他們的白化、手指正常的孩子的基因型一定是aabb。由此推出父母親確定的基因型是AaBb和aaBb。然后求下一個(gè)孩子患病的概率，有三種可能性，只患白化病、只患多指病和兩病皆患,再生一個(gè)孩子，患病的可能性是以上三種情況之和。(此處運(yùn)用的是加法原理，即當(dāng)一個(gè)事件出現(xiàn)時(shí)，另一個(gè)事件就被排除，這樣的兩個(gè)事件稱(chēng)為互斥或交互事件,這種互斥事件出現(xiàn)的概率是它們各自概率之和）答案：5/8。方法歸納分離定律的習(xí)題主要有兩類(lèi):一是正推類(lèi)型，即已知雙親的基因型或表現(xiàn)型，推后代的基因型、表現(xiàn)型及其比例，此類(lèi)型題目較簡(jiǎn)單。二是逆推類(lèi)型，即根據(jù)后代的基因型和表現(xiàn)型推雙親的基因型,這類(lèi)題目最多也較復(fù)雜。方法一：隱性純合突破法:后代中有隱性個(gè)體出現(xiàn)，則雙親中一定都有一個(gè)隱性基因。方法二：比例法：（1)若后代性狀分離比為:顯∶隱=3∶1,則雙親一定是雜合子。（2)若后代性狀分離比為：顯∶隱=1∶1，則雙親中一個(gè)為雜合子,一個(gè)為隱性純合子.(3）若后代性狀只有顯性性狀,則雙親至少有一方為顯性純合子,另一方不