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第五单元 遗传因子的发现,第十三讲 孟德尔的豌豆 杂交实验(一),1豌豆为自花传粉、闭花受粉植物，在自然状态下一般是纯种。 2孟德尔研究遗传定律的方法为假说演绎法；验证遗传规律的方法为测交法。 3基因分离定律的实质为减数第一次分裂后期等位基因随同源染色体的分开而分离。 4等位基因是指位于同源染色体相同位置上控制一对相对性状的两个基因。,5性状分离是指杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象。 6相对性状是指一种生物同一种性状的不同表现类型。 7纯合子自交后代一定是纯合子，杂合子自交后代既有纯合子也有杂合子。,基础回扣 一、一对相对性状的杂交实验发现问题 1遗传学实验的科学杂交方法 (1) (图中)：确定被研究的相对性状，选择好父本和母本，先除去母本 花的全部 ，然后 。 (2) (图中)：待雌蕊成熟时，采集另一植株的花粉，撒在去雄的花的雌蕊柱头上，再 。,去雄,未成熟,雄蕊,套上纸袋,人工授粉,套上纸袋,(3)记录数据、统计分析：详细记录杂交各代的系谱，用 法处理结果。,统计,2选用豌豆作为实验材料的优点 (1)豌豆是 传粉植物，而且是闭花受粉，所以自然状态下一般是纯种(提醒：用纯种作为实验材料进行杂交实验，结果可靠且容易分析)。 (2)豌豆具有许多 的相对性状，这些性状能够稳定地遗传给后代。 3异花传粉的步骤： 。(去雄，套袋处理，人工授粉),自花,易于区分,4常用符号及含义 P： ；F1： ；F2： ；： ；： ；： ；： 。 5杂交实验,亲本,子一代,子二代,杂交,自交,母本,父本,高茎,性状分离,6实验结果：(1)F1全部为 ；(2)F2发生了 。,二、对分离现象的解释作出假说 1理论假说 (1)生物的性状是由 决定的。 (2)体细胞中遗传因子是 存在的。 (3)在形成 时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中，配子中只含有每对遗传因子中的一个。 (4)受精时，雌雄配子的结合是 。,遗传因子,成对,生殖细胞,随机的,2遗传图解,三、对分离现象解释的验证演绎推理 1验证的方法：测交实验，选用F1和 作为亲本，目的是为了验证F1的 。,隐性纯合子,基因型,2演绎推理 3实验验证：让F1豌豆与矮茎豌豆测交，发现F2代高茎与矮茎比例约为11，说明F1产生的配子为D和d为11，因此F1为杂合子Dd，从而证明分离定律的解释是正确的。 解惑 测交子代的表现型和比例能真实地反映出F1产生配子的类型及比例，从而也能够推知F1的基因型。,四、分离定律的实质及发生时间得出结论 1实质：等位基因随 的分开而分离。(如图所示),同源染色体,2时间：有性生殖形成配子时( )。 3研究对象：位于一对同源染色体上的 基因。,减数第一次分裂的后期,一对等位,优化落实 考查一 一对相对性状的杂交实验 1判一判 (1)生物体能表现出来的性状就是显性性状( ) (2)性状分离是子代同时出现显性性状和隐性性状的现象 ( ) (3)用豌豆杂交时，须在开花前除去母本的雌蕊( ) (4)等位基因是指位于一对同源染色体相同位置上的控制一对相对性状的基因( ),(5)组成生物体的多对基因中只要有一对杂合，不管有多少对纯合都是杂合子( ) (6)纯合子与纯合子杂交，后代全部都是纯合子 ( ) (7)F1产生雌、雄配子的比例为11，此比例为雌、雄配子的数量之比( ) (8)A和a、A和A、a和a均为等位基因 ( ) (9)F2中31的结果必须在统计大量植株后才能得到 ( ),(10)符合基因分离定律并不一定出现31的性状分离比 ( ) (11)运用假说演绎法验证的实验结果总与预期相符( ) (12)孟德尔所作假设的核心内容是“生物体能产生数量相等的雌雄配子”( ) 提示 核心内容是“生物性状是由遗传因子控制”,考查二 分离定律的实质 2判一判 (1)在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性( ) (2)在减数分裂形成配子过程中，等位基因随着同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代( ),3下图能正确表示基因分离定律实质的是( ),解析 基因分离定律的实质是等位基因随着同源染色体的分开而分离。 答案 C,考点一 基因分离定律的相关概念 关键点击 1等位基因与非等位基因 等位基因和非等位基因的区分点主要是看基因在染色体上的位置，如下图中非同源染色体上的D与E、D与e、d与E、d与e为非等位基因；或同源染色体上的不同位置的两个基因，如图中的A与B、A与b、a与B、a与b也为非等位基因。,从以下几点来理解等位基因： (1)存在：存在于杂合子的所有体细胞中。 (2)位置：位于一对同源染色体的同一位置上。 (3)特点：能控制一对相对性状，具有一定的独立性。 (4)分离的时间：减数第一次分裂的后期随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。,2假说演绎法,(2)下图为遗传因子组成为Aa的性原细胞产生配子的过程： 由图得知，遗传因子组成为Aa的精(卵)原细胞可能产生A和a两种类型的雌雄配子，比例为11。,易错清零 易错点1 孟德尔遗传规律所研究的每一对相对性状只受一对等位基因控制，且相对性状为完全显性。 易错点2 出现特定性状分离比需每一代不同类型的配子都能发育良好，且不同配子结合机会相等。 易错点3 出现特定性状分离比所有后代都处于比较一致的环境中，且存活率相同。 易错点4 出现特定性状分离比供实验的群体要大，个体数量要足够多。,演练提升 1下列有关孟德尔豌豆杂交实验的叙述不正确的是( ) A实验过程中孟德尔运用了杂交实验法和假说演绎法 B用闭花传粉的豌豆做人工杂交实验，结果既可靠又容易分析 C“成对的遗传因子彼此分离”是孟德尔提出假说的主要内容之一 D测交实验证明了具有一对相对性状的杂合子所产生的雌雄配子数量比为11,解析 测交实验证明了具有一对相对性状的杂合子所产生的具有显性遗传因子的配子和具有隐性遗传因子的配子数量比为11，豌豆产生的雌配子数量远远少于雄配子数量。 答案 D,2(2015衡阳六校联考)假说演绎法是现代科学研究中常用的方法，包括“提出问题、提出假说、演绎推理、检验推理、得出结论”五个基本环节。利用该方法，孟德尔发现了两个遗传定律。下列关于孟德尔的研究过程的分析正确的是( ) A孟德尔提出的假说的核心内容是“性状是由位于染色体上的基因控制的” B孟德尔依据减数分裂的相关原理进行“演绎推理”的过程 C为了验证提出的假说是否正确，孟德尔设计并完成了测交实验 D测交后代性状分离比为11，可以从细胞水平上说明基因分离定律的实质,解析 在孟德尔提出的假说的核心内容中，性状是由成对的遗传因子控制，而不是由位于染色体上的基因控制，故A错误；孟德尔演绎推理的是F1和隐性个体杂交后代的情况，并据此设计和完成了测交实验，故B错误，C正确；测交后代性状比为11，是从个体水平证明基因的分离定律，故D错误。 答案 C,【解题技巧】 1“假说演绎法”中“假说”与“演绎”的内容 (1) “生物性状是由遗传因子决定的”、“体细胞中遗传因子成对存在”、“配子中遗传因子成单存在”、“受精时雌雄配子随机结合”属于假说内容。 (2) “F1(Dd)能产生数量相等的两种配子(Dd11)”属于演绎推理内容。,2杂合子(Aa)产生雌雄配子数量不相等 基因型为Aa的杂合子产生雌配子有两种Aa11或产生雄配子有两种Aa11，但雌雄配子的数量比不相等，一般来说，生物产生的雄配子数远远多于雌配子数。 3符合基因分离定律并不一定就会出现特定性状分离比 (1)F2中31的结果必须在统计大量子代后才能得到；子代数目较少，不一定符合预期的分离比。 (2)某些致死基因可能导致遗传分离比变化，如隐性致死、纯合致死、显性致死等。,3基因型和表现型的推导 (1)由亲代推断子代的基因型、表现型(正推型),(2)由子代推断亲代的基因型(逆推型),根据上表比例，杂合子、纯合子所占比例的坐标曲线图为：,易错清零 易错点1 测交与自交：鉴定某生物个体是纯合子还是杂合子，当被测个体是动物时，常采用测交法；当被测个体是植物时，测交法、自交法均可以，但自交法较简单。 易错点2 自交强调的是相同基因型个体之间的交配。对于植物，自花传粉是一种最为常见的自交方式；对于动物(雌雄异体)自交更强调参与交配的雌雄个体基因型相同。如基因型为AA、Aa群体中自交是指：AAAA、AaAa。自由交配强调的是群体中所有个体进行随机交配。如基因型为AA、Aa群体中自由交配是指：AAAA、AaAa、AAAa、AaAA。,易错点3 在杂合子连续自交过程中，若逐代淘汰隐性个体，则Fn中显性纯合子所占比例为(2n1)/(2n1),演练提升 3(2015南充质检)菜豆是一年生自花传粉的植物，其有色花对白色花为显性。一株有色花菜豆(Cc)生活在某海岛上，该海岛上没有其他菜豆植株存在，三年之后开有色花菜豆植株和开白色花菜豆植株的比例是( ) A31 B157 C97 D159,解析 根据杂合子自交n代，其第n代杂合子的概率为：1/2n，三年之后F3的杂合子概率为：1/231/8。则F3中纯合子的概率为11/87/8(其中显性纯合子7/16，隐性纯合子7/16)。所以三年之后，有色花植株白色花植株(1/87/16)7/1697。 答案 C,4豌豆种子的颜色，是从种皮透出的子叶的颜色，若结黄色种子(YY)与结绿色种子(yy)的两纯种豌豆亲本杂交，F1的种子都是黄色的，F1自交，F2的种子中有黄色的，也有绿色的，比例为31，那么，F2的两种表现型种子出现的情况为( ) A约3/4F1植株上结黄色种子，1/4F1植株上结绿色种子 B约3/4F1植株上结黄色种子，1/4F2植株上结绿色种子 C每一F1植株上所结的种子，约3/4为黄色种子，1/4为绿色种子 D每一F2植株上所结的种子，约3/4为黄色种子，1/4为绿色种子,解析 子叶是胚的一部分，因此可在当年母本植株上统计。F1自交所结种子的胚即为F2代，每株F1植株上所结种子黄色绿色31。 答案 C,【解题技巧】 基因分离定律的鉴定方法要依据基因分离定律的实质来确定。 (1)测交法：让杂合子与隐性纯合子杂交，后代的性状分离比为11。 (2)杂合子自交法：让杂合子自交(若为雌雄异体或雌雄异株个体，采用同基因型的杂合子相互交配)，后代的性状分离比为31。,(3)花粉鉴定法：取杂合子的花粉，对花粉进行特殊处理后，用显微镜观察并计数，可直接验证基因的分离定律。 (4)花药离体培养法：将花药离体培养，只统计某一种性状，其性状分离比为11。,易错清零 易错点1 如果孟德尔当时只统计10株豌豆杂交的结果就很难正确解释，因为实验统计的样本数目足够多，是孟德尔能够正确分析实验结果的前提条件之一。若对10株豌豆的个体做统计，会出现较大的误差。 易错点2 模拟实验的结果与孟德尔的假说是相吻合的，出现了31的结果。但并不能证明孟德尔的假说合理，要证明假说合理还需实验验证。,易错点3 模拟实验中影响配子出现概率的因素主要是是否随机抓取；两小桶内装入两种小玻璃球数目是否相等；每次抓取后是否又放回；每次抓取前是否将小桶内两种玻璃球混匀。,演练提升 5做“性状分离比的模拟实验”时，某同学在甲、乙两只桶内均装有两种颜色的乒乓球各10个，该同学模拟的是( ) AF2形成配子时，成对的遗传因子进入两个配子 BF1形成配子时，成对的遗传因子进入两个配子 CF1的基因型 DF1与隐性类型亲本的测交,解析 形成配子时，成对的遗传因子会发生分离，杂合子将会产生两种配子；受精时，雌雄配子随机结合成合子。 答案 B,6甲、乙两位同学分别用小球做遗传规律模拟实验。甲同学每次分别从、小桶中随机抓取一个小球并记录字母组合；乙同学每次分别从、小桶中随机抓取一个小球并记录字母组合。将抓取的小球分别放回原来小桶后，再多次重复。分析下列叙述，正确的是( ),A乙同学的实验只模拟了遗传因子的分离和配子随机结合的过程 B实验中每只小桶内两种小球的数量和小球总数都必须相等 C甲同学的实验可模拟非同源染色体上非等位基因自由组合的过程 D甲、乙重复100次实验后，Dd和AB组合的概率约为1/2和1/4,解析 、小桶中均是一对相同等位基因，甲同学每次分别从、小桶随机抓取一个小球并记录字母组合，实际上就是模拟等位基因分离和配子随机结合的过程，C错误；为了使实验接近实际，两小桶中两种球的比例应相同，这才能模拟杂合子产生的配子比例为11，但是两桶小球数量可以不同，B错误；乙同学的实验模拟的是同源染色体上等位基因分离的过程和非同源染色体上的非等位基因自由组合的过程，A错误；甲、乙重复实验中，Dd、AB的组合是随机出现的，其概率分别为1/21/21/21/21/2和1/21/21/4，D正确。 答案 D,考向一 基因分离定律的相关概念(5年17考) 典例1 下列关于遗传学的基本概念的叙述中正确的是( ) A后代同时出现显性性状和隐性性状的现象就叫性状分离 B纯合子杂交产生的子一代所表现出的性状就是显性性状 C不同环境下，基因型相同，表现型不一定相同 D兔的白毛和黑毛，狗的长毛和卷毛都是相对性状,思路点拨 相对性状、性状分离、显性性状、基因型与表现型之间的关系，是遗传的基本概念，需准确理解。 解析 性状分离是指杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象；显性性状是指具有相对性状的两纯种亲本杂交F1表现出来的性状；相对性状是指一种生物同一种性状的不同表现类型。表现型是基因型和环境共同作用的结果。 答案 C,易错辨析 (1)相对性状是指一种生物同一种性状的不同表现类型，如狗的长毛和短毛，直毛与卷毛。 (2)相对性状的亲本杂交，子代只表现一种性状，子代所表现出的性状就是显性性状。,考向二 基因分离定律的应用(5年16考) 典例2 (2014海南卷， 25)某二倍体植物中，抗病和感病这对相对性状由一对等位基因控制，要确定这对性状的显隐性关系，应该选用的杂交组合是 A抗病株感病株 B抗病纯合体感病纯合体 C抗病株抗病株，或感病株感病株 D抗病纯合体抗病纯合体，或感病纯合体感病纯合体,思路点拨 本题考查性状的显、隐性关系及基因型和表现型，要求考生掌握基因分离定律的实质及判断相对性状显隐性关系的两种方法，能准确判断各选项选出正确的答案，属于考纲理解层次的考查。,解析 抗病株与感病株杂交，若子代有两种性状，则不能判断显隐性关系，故A选项错误；抗病纯合体感病纯合体，后代表现出来的性状即为显性性状，据此可以判断显隐性关系，故B选项正确；抗病株抗病株(或感病株感病株)，只有后代出现性状分离时才能判断显隐性，故C选项错误；抗病纯合体抗病纯合体(或感病纯合体感病纯合体)，后代肯定为抗病(或感病)，据此不能判断显隐性关系，故D选项错误。 答案 B,易错辨析 显隐性判断：(1)相同性状的亲本杂交，子代出现不同于亲本的形状，则这种性状为隐性性状；(2)不同性状的亲本杂交，子代只有一种性状，则这种性状为显性性状。,考向三 性状分离比的模拟实验(5年3考) 典例3 (2013上海高考)在性状分离比的模拟实验中，甲、乙容器分别代表某动物的雌、雄生殖器官，小球的颜色和字母表示雌、雄配子的种类，每个容器中小球数量约为12个。则下列装置正确的是( ),思路点拨 甲、乙容器分别代表某动物的雌、雄生殖器官，小球表示雌、雄配子，模拟的是性状分离比实验。 解析 用两种颜色的小球模拟含不同遗传因子的配子，每个容器中应含有等量的两种小球，模拟雌性生殖器官和雄性生殖器官内各产生两种数量相等的配子。 答案 D,易错辨析 甲、乙容器中小球的数量可以不用相等，但每个容器中应含有等量的两种小球；绝大多数生物，都是产生雄配子数目远远多于雌配子数目。,考情一 基因分离定律的相关概念 1(2012江苏高考)下列关于遗传实验和遗传规律的叙述，正确的是( ) A非等位基因之间自由组合，不存在相互作用 B杂合子与纯合子基因组成不同，性状表现也不同 C孟德尔巧妙设计的测交方法只能用于检测F1的基因型 DF2的31性状分离比一定依赖于雌雄配子的随机结合,解析 非等位基因之间自由组合，可能存在相互影响，如F2中出现934这样的性状分离比，故A错；在完全显性的条件下，杂合子与显性纯合子性状表现相同，故B错；测交方法可检测任一未知基因型，故C错；F2的31性状分离比依赖于雌雄配子的随机结合，故D对。 答案 D,2. (2011海南高考)孟德尔对于遗传学的重要贡献之一是利用设计巧妙的实验否定了融合遗传方式。为了验证孟德尔遗传方式的正确性，有人用一株开红花的烟草和一株开白花的烟草作为亲本进行实验。在下列预期结果中，支持孟德尔遗传方式而否定融合遗传方式的是( ) A红花亲本与白花亲本杂交的F1代全为红花 B红花亲本与白花亲本杂交的F1代全为粉红花 C红花亲本与白花亲本杂交的F2代按照一定比例出现花色分离 D红花亲本自交，子代全为红花；白花亲本自交，子代全为白花,解析 融合遗传主张子代的性状是亲代性状的平均结果，融合遗传方式传递的遗传性状在后代中不分离。基因的分离定律是双亲杂交F1表现显性亲本性状(或显性的相对性)，F1自交产生的F2后代会出现一定的分离比。 答案 C,考情二 基因分离定律的应用 3南瓜果实的黄色和白色是由一对等位基因(A和a)控制的，用一株黄色果实南瓜和一株白色果实南瓜杂交，子代(F1)既有黄色果实南瓜也有白色果实南瓜，让F1自交产生的F2表现型如图所示。下列说法不正确的是 ( ),A由可知黄果是隐性性状 B由可以判定白果是显性性状 CF2中，黄果与白果的理论比例是53 DP中白果的基因型是aa,4(2015福建质检)苏格兰牛的耳尖V形与非V形是一对相对性状，由一对等位基因控制。以下是苏格兰牛耳尖性状遗传的家系图，下列叙述正确的是( ),AV形耳尖由X染色体上的显性基因控制 B由2的表现型可推定1为杂合子 C3中控制非V形耳尖的基因可来自I1 D2与5生出V形耳尖子代的可能性为1/3,解析 由1、2都是V形耳尖生出非V形耳尖2，可知，控制耳尖性状的V形基因是显性基因，但是代的女儿有非V形的，因此V形耳尖由常染色体上的显性基因控制，A错误；由2的表现型可推定1和2均为杂合子，但是1是否是杂合子未知，B错误；3中控制非V形耳尖的基因，父母均提供一个，其母亲的非V形耳尖的基因也可能形耳尖子代的可能性为1/2，D错误。 答案 C,考情三 性状分离比的模拟实验 5某同学在利用红色彩球(标记D)和绿色彩球(标记d)进行“性状分离比模拟实验”的过程中进行了以下操作，其中错误的做法是( ) A在代表雌配子的小桶中放入两种彩球各10个 B在代表雄配子的小桶中放入两种彩球各10个 C在每次随机抓取彩球之前摇均小桶中的彩球 D在抓取10次后记录并统计分析彩球组合类型比例 解析 抓取10次后记录并统计分析，会出现较大的误差。 答案 D,6为了加深对基因分离定律的理解，某同学在2个小桶内各装入20个等大的方形积木(红色、蓝色各10个，分别代表“配子”D、d)。分别从两桶内随机抓取1个积木并记录，直至抓完桶内积木。结果，DDDddd1055，该同学感到失望。你应该给他的建议和理由是( ),把方形积木改换为质地、大小相同的小球；以便充分混合，避免人为误差 将某桶内的2种配子各减少到1个；因为卵细胞的数量比精子少得多 改变桶内配子的比例，继续重复抓取；保证基因的随机分配和足够大的样本数 每次抓取后，应将抓取的配子放回原桶；保证每种配子被抓取的概率相等 A B C D,解析 要随机抓取，且每抓完一次将小球放回原小桶并搅匀，目的是保证两种雌配子或两种雄配子比例相同。 答案 A,
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