内容正文:
专题一 遗传的基本规律(必备清单)
考点01 一对相对性状的杂交实验 考点02 模拟性状分离比
考点03 分离定律及其应用 考点04 分离定律常见题型
考点05 与分离定律有关的几类特殊现象 考点06 两对相对性状的杂交实验
考点07 孟德尔获得成功的原因 考点08 自由组合定律及其应用
考点07 遗传规律的特例分析
▉考点01 一对相对性状的杂交实验
知识1 孟德尔实验的选材和杂交操作
1. 选材——豌豆作为遗传实验材料的优点
(1) 豌豆是 、 ,所以自然状态下豌豆都是 。
(2)豌豆有多对易于区分的 。(3) ,易于操作。
2.豌豆人工异花传粉(杂交)的一般步骤
(1) :除去未成熟花的全部雄蕊;
(2)套袋隔离:套上纸袋, ;
(3) :雌蕊成熟时将另一植株的花粉撒在去雄花的雌蕊柱头上;
(4)再套袋隔离:保证杂交得到的种子是人工授粉后所结出的。
3.遗传学相关概念理解
(1)作为纯种,能够稳定遗传。
(2)性状:对生物某一特征的描述,如株高。
(3)相对性状:同种生物同一性状的不同表现类型,如豌豆的高茎和矮茎。
(4)植物的花包括两性花(如豌豆)和单性花(如玉米)。
知识2 一对相对性状的杂交实验过程、思路
1.孟德尔的豌豆杂交实验,运用的科学方法为 。
2.孟德尔对分离现象提出的假说内容:
(1)生物性状是由 决定的。
(2)在体细胞中,遗传因子是 存在的。
(3)形成生殖细胞时,成对的遗传因子彼此 ,进入不同的配子。
(4)受精时,雌雄配子的结合是 的。
3.遗传学相关概念理解
具有相对性状的两纯种亲本杂交,F1表现出来的那个亲本的性状
具有相对性状的两纯种亲本杂交,F1未表现出来的那个亲本的性状
杂种的后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象
杂交
a.植物的异株异花传粉;
b.基因型 的动物个体间的交配
自交
a.植物的自花传粉或同株异花传粉或基因型相同的异株传粉;
b.基因型 的动物个体间的交配
正交与反交
这是一对相对概念,基因型不同的两种个体,若将甲性状为父本、乙性状为母本定为正交,则以乙性状为 、甲性状为 间的交配称为反交,如(DD×dd)与(dd×DD)、(DDXbXb×ddXBY)与(ddXBXB×DDXbY)
回交
Fn×P(子代与亲本进行杂交,有时甚至连续回交),如摩尔根的果蝇杂交实验:F1雌性红眼×P雄性白眼
表型
生物个体表现出来的性状,如豌豆的高茎和矮茎
与表型有关的基因组成,如DD、Dd和dd
等位基因(与非等位基因、相同基因相区别)
等位基因一般是指位于 的同一位置控制 的基因,如图中B和b、C和c。
注:图中A和C(或c)、A和B(或b)是 ,A和A是 。而A和B(或b)一般不发生自由组合,其遗传遵循 。
每对遗传因子(基因)组成相同的个体,如DD、dd、AAbb、XbXb、XBY
杂合子
成对遗传因子(基因)组成 的个体,如Dd、AABb、AAXBXb
测交
F1与 相交,如Dd×dd、XBXb×XbY
自由交配
(随机交配)
种群中不同个体之间随机交配,即遗传因子组成(基因型)相同或不同的个体之间都有交配的机会,且机会相等
注:区分“测交”“自交”和“自由交配”,遗传学实验设计时,优先考虑“测交”和“自交”。
▉考点02 模拟性状分离比
1. 实验原理
用两个小桶表示雌、雄 ,小桶内的两种彩球各代表两种 。
用不同彩球的随机组合模拟 。
2. 实验装置
小桶两个,分别标记甲、乙;两种大小相同、不同颜色的彩球各20个,
一种彩球标记D,另一种彩球标记d。
3. 实验过程
(1)在甲、乙两个小桶中放入两种彩球各10个。
(2)摇动两个小桶,使小桶内的彩球充分混合。
(3)分别从两个桶内随机抓取一个彩球,组合在一起,记下两个彩球的字母组合。
(4)将抓取的彩球放回原来的小桶内,摇匀。
(5)按步骤(3)和(4)重复做30次以上。
4.实验结果
彩球组合中,DD∶Dd∶dd接近1∶2∶1。易错警示
(1)盛放彩球的容器最好为圆柱形小桶或其他圆柱形容器,以便摇动时彩球能够充分混匀。
(2)彩球的规格、质地要统一,手感要相同,以避免人为的误差。
(3)为模拟雌性或雄性生殖器官在产生配子时,产生了两种类型的配子且数量相等。
两个小桶内小球总数可以不相等,但每个小桶内 必须相等。
(4)每次抓取时不能从一个小桶内同时抓取两个彩球。
(5)记录统计要如实、准确;统计数据时不能主观更改实验数据。
(6)要 并进行统计,这样才能接近理论值,否则偏差太大。
▉考点03 分离定律及其应用
知识1 分离定律
1. 内容:在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子(基因) 存在,不相融合;在形成配子时,成对的遗传因子(基因)发生 ,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代。
2. 细胞学基础:
3. 验证:
验证方法
结论
自交法
自交后代的分离比为 ,则符合基因的分离定律,由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制
测交法
测交后代的性状比例为 ,则符合分离定律,由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制
花粉
鉴定法
花粉有2种表型(有些花粉能通过一定方法观察),比例为1∶1,则符合分离定律
知识2 基因分离定律的应用易错警示
其中, 最简捷, 最佳,而 是对分离定律最直观的验证(因为可以通过染色直接观测到配子的种类)。
分离定律:
①研究对象:位于一对同源染色体上的一对等位基因
②发生时间:减数分裂Ⅰ后期
③实质:等位基因随着同源染色体的分开而分离,杂合子形成数量相等的两种配子
④适应范围:一对基因控制的遗传;细胞核内染色体上的基因;有性生殖的真核生物。
1. 指导 育种
(1)优良性状为显性性状。连续自交并筛选,直到 为止,收获不发生性状分离的植株上的种子,留种推广。
(2)优良性状为 性状。一旦出现就能稳定遗传,便可留种推广。
(3)优良性状为杂合子。两个纯合的具有相对性状的个体杂交后代就是杂合子,F1就具有 ,
由于 ,所以农业生产上每年都要培育杂种优势种。
2. 在医学实践中的应用
解释某些 现象
▉考点04 分离定律常见题型
1. 一对相对性状的杂交实验中相关规律
亲本
子代基因型
子代表型
DD×DD
DD
全为显性
DD×Dd
DD∶Dd=1∶1
全为显性
DD×dd
Dd
全为 性(可用于判断显隐性)
Dd×Dd
DD∶Dd∶dd=1∶2∶1
显性∶隐性= (可用于判断显隐性)
Dd×dd
Dd∶dd=1∶1
显性∶隐性=1∶1
dd×dd
dd
全为隐性
2. 显隐性的判断
(1)根据子代性状表现推断
①双亲性状不同:子代只有一种性状→子代的性状为 性状。
②双亲性状相同:子代出现不同于亲本的新性状→新出现的性状为 性状(子代性状分离比为3∶1→“3”为显性性状,“1”为隐性性状)。
(2)根据遗传系谱图判断
3. 显性纯合子与杂合子的鉴定
比较
纯合子
杂合子
特点
①不含等位基因;
②自交后代不发生性状分离
①至少含一对等位基因;
②自交后代会发生性状分离
实验鉴定
测交(已确定显隐性)
纯合子×隐性类型
↓
后代只有1种类型(表型一致)
杂合子×隐性类型
↓
后代出现2种类型
自交(植物中最简便)
纯合子
↓⊗
后代不发生性状分离
杂合子
↓⊗
后代发生性状分离
花粉鉴定法
花粉的基因型只有1种
花粉的基因型至少有2种
易错警示
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 ;当被测个体是植物时,上述四种方法均可视情况采用,其中自交法较简单。
上述四种方法均可视情况采用,其中 较简单。
4. 育种中杂合子Aa连续多代自交和自由交配问题分析
(1)杂合子Aa连续自交n代,产生的后代类型及其比例。如图表所示:
Fn
杂合子
纯合子
显性纯
合子
隐性纯
合子
显性性
状个体
所占
比例
从上表可看出,一对等位基因杂合子连续自交,随自交代数增加,子代显性纯合子所占比例越大,这一原理常用于育种时选择具有优良性状的 。
(2)杂合子Aa连续自交,且逐代淘汰隐性个体,自交n代后,显性个体中,纯合子比例为 ,杂合子比例为杂合/(1-隐性)= 。
(3)杂合子Aa连续自由交配n代,杂合子比例为 ,显性纯合子比例为1/4,隐性纯合子比例为1/4。以后每代均为如此。
(4)杂合子Aa连续自由交配n代,且逐代淘汰隐性个体后,显性个体中,纯合子比例为 ,杂合子比例为 。
易错警示
(1)审题时严格区分“自交”和“自由交配”。
(2)熟记:亲本为1/3AA、2/3Aa时,自交后代基因及比例为“AA∶Aa∶aa=3∶2∶1”,表型之比为“显性∶隐性=5∶1”,自由交配后代基因及比例为“AA∶Aa∶aa=4∶4∶1”,表型之比为“显性∶隐性=8∶1”。
▉考点05 与分离定律有关的几类特殊现象
1. 复等位基因问题
若同源染色体的同一位置上的等位基因的数目在两个以上,此时这些基因就称为复等位基因。复等位基因在体细胞中仍然是成对存在的。如控制人类ABO血型的IA、IB、i三个基因,就属于复等位基因。因为IA对i是显性,IB对i是显性,IA和IB是共显性,一般该性状的基因型与表型的关系如下表所示:
表型
A型
B型
AB型
O型
基因型
IAIA、IAi
IBIB、IBi
IAIB
ii
涉及复等位基因的试题,解题时首先是理清所有的基因型与表型之间的对应关系,然后再用正推(亲代→子代)或逆推(子代→亲代)的分析方法,进行基因型或表型的推断。需要提醒的是,复等位基因来源于基因突变,遵循基因的分离定律。
2. 从性遗传问题
常染色体上一对等位基因控制的性状遗传中,有时会出现某一基因型在雌雄(或男女)个体中表型不同的现象,即为从性遗传现象,但这类基因在传递时并不与性染色体相联系,这与位于性染色体上的基因的传递有本质区别。如男性中,非秃顶的基因型为BB,秃顶的基因型为Bb、bb。女性中,非秃顶的基因型为BB、Bb,秃顶的基因型只有bb。从性遗传的本质:表型=基因型+环境条件(性激素种类及含量差异)。
从性遗传的一对基因仍然遵循分离定律,解题关键是准确区分基因型和表型的对应关系。如上例中基因型Bb,在男性中表现为秃顶,在女性中表现为非秃顶。
3. 不完全显性
F1的性状表现介于显性和隐性的亲本之间的显性表现形式,如紫茉莉的花色遗传中,红色花(RR)与白色花(rr)杂交产生的F1为粉红色(Rr),F1自交后代有3种表型:红色、粉红色、白色,性状分离比为1∶2∶1。
4. 致死问题
(1)致死类型归纳
隐性致死
隐性基因存在于同一对同源染色体上时,对个体有致死作用。如植物中的白化苗(aa),植物不能形成叶绿素,从而因不能进行光合作用而死亡
显性致死
显性致死又分为显性纯合致死和显性杂合致死,若为显性纯合(AA)致死,杂合子自交后代显性∶隐性=2∶1
配子致死
指致死基因在配子时期发挥作用,导致不能形成有生活力的配子的现象
合子致死
指致死基因在胚胎时期或幼体阶段发挥作用,导致不能形成活的幼体或个体的现象
▉考点06 两对相对性状的杂交实验
1. 两对相对性状的杂交实验过程分析
(1)亲本具有两对相对性状
①粒色:黄色与绿色,且黄色对绿色为显性。②粒形:圆粒与皱粒,且圆粒对皱粒为显性。
(2)F1的性状:全为黄色圆粒。
(3)F2的性状:4种表型。
①不同性状之间出现了 。②F2中出现了不同于亲本性状的重组类型: 。
③每对相对性状都遵循基因的分离定律,即黄色∶绿色= ,圆粒∶皱粒= 。
(4)F2中,能稳定遗传的个体数所占的比值为1/4;F2黄色圆粒个体中,能稳定遗传的个体数所占的比值为 。
用分离定律分析两对相对性状的杂交实验,先拆分后组合,拆分后把基因型及比例也写出来,如Yy×Yy→YY∶Yy∶yy=1∶2∶1。如下图所示:
2. 测交实验要点
(1)对F1进行测交,产生的F2中,黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒表型比例为 。
(2)F1产生配子时,产生了 4种类型的配子,其比例为 。
▉考点07 孟德尔获得成功的原因
1. 孟德尔获得成功的原因
1. 正确地选择了实验材料—— 。
2. 由单因素到多因素的研究方法,即由 到多对相对性状的遗传研究。
3. 应用 方法对实验结果进行分析。
4. 科学地设计实验程序。
对大量实验数据进行分析→进行合理推断→设计 验证对现象的推测→得出分离(或自由组合)定律的结论,这种现代科学研究方法叫 。
2.孟德尔遗传规律的再发现
1. 1909年,丹麦生物学家约翰逊把“ ”叫作基因。
2. 因为孟德尔的杰出贡献,他被公认为“遗传学之父”。
▉考点08 自由组合定律及其应用
知识1 基因的自由组合定律
1.实质:非同源染色体上的非等位基因自由组合。
2.时间:减数第一次分裂后期。
3.范围:有性生殖的生物,真核细胞的核内染色体上的基因。无性生殖和细胞质基因遗传时不遵循。
4.注意:(1)自由组合定律适用于多对相对性状的遗传,也可能适用于一对相对性状的遗传,如多对非同源染色体上的基因共同控制某种动物的毛色。
(2)上图中细胞所代表的个体基因型为AaBb,基因的遗传遵循自由组合定律,该个体会产生 种配子;自交后代表型有4种,性状分离比为 ,基因型有 种;测交后代表型有4种,性状分离比为 ,基因型有 种。
(3)若A、a与B、b基因完全连锁(不考虑交换),则遵循分离定律。
知识2 自由组合定律的应用及解题规律
1. 指导 育种,把不同个体具有的优良性状集中在一个个体上,用于生产。
2. 为遗传病的 提供理论依据。
3.巧用分离定律解决自由组合问题
(1)将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题,再运用乘法原理进行组合。
题型分类
解题规律
示例
种类问题
配子类型(配子种类数)
2n(n为等位基因对数)
AaBbCCDd产生配子种类数为2×2×1×2=8种
配子间结合方式
配子间结合方式种类数=配子种类数的乘积
AABbCc×aaBbCC,配子间结合方式种类数=1×3×2=6种
子代基因型(或表型)种类
双亲杂交(已知双亲基因型),子代基因型(或表型)种类=各性状按分离定律所求基因型(或表型)种类的乘积
AaBbCc×AaBBcc,基因型有3×2×2=12种,表型有 种(写出表达式及结果)
概率问题
基因型(或表型)的比例
按分离定律求出相应基因型(或表型)的比例,然后利用乘法原理进行组合
AABbDd×aaBbdd,F1中AaBbDd的比例为 (写出表达式及结果)
纯合子或杂合子出现的比例
按分离定律求出的纯合子概率的乘积为纯合子出现的比例,杂合子概率=1-纯合子概率
AaBbDd×AaBBdd,F1中杂合子的比例为1-(AABBdd+aaBBdd)
= (写出表达式及结果)
求子代不同于亲本基因型或不同于亲本表型的概率
不同于亲本的类型=1-亲本类型
AaBbCC×AabbCc,F1不同于亲本的基因型=1-亲本基因型=1-(AaBbCC+AabbCc)=1-(2/4)×(1/2)×(1/2)+(2/4)×(1/2)×(1/2)=3/4;不同于亲本的表型=1-亲本表型=1-(A_B_C_+A_bbC_)=1-[(3/4)×(1/2)×1+(3/4)×(1/2)×1]=1/4
(2)根据子代表型及比例推断亲本基因型(逆向组合法)
1. 基因填充法
根据亲代表型可大概写出其基因型,如A_B_、aaB_等,再根据子代表型将所缺处补充完整,特别要学会利用后代中的隐性性状,因为后代中一旦存在双隐性个体,那亲代基因型中一定存在a、b等隐性基因。
2. 分解组合法
根据子代表型比例拆分为分离定律的分离比,确定每一对相对性状的亲本基因型,再组合。
(1)3∶1⇒Aa×Aa或AaBB×AaBB等。
(2)1∶1⇒Aa×aa或AaBB×aaBB等。
(3)9∶3∶3∶1⇒(3∶1)(3∶1)⇒(Aa×Aa)×(Bb×Bb)。
(4)1∶1∶1∶1⇒(1∶1)(1∶1)⇒(Aa×aa)×(Bb×bb)。
(5)3∶3∶1∶1⇒(3∶1)(1∶1)⇒(Aa×Aa)×(Bb×bb)或(Bb×Bb)×(Aa×aa)。
出现(3)(4)(5)中分离比即说明遵循自由组合定律,但出现(1)(2)也可能遵循自由组合定律。
(3)自由组合定律中9∶3∶3∶1变式分析
具相对性状的纯合子亲本杂交,若F2表型比例之和是16,不管以什么样的比例呈现,都符合基因的自由组合定律。将异常分离比与正常分离比9∶3∶3∶1进行对比,分析合并性状的类型。
F1(AaBb)自交后代表型比例
原因分析
测交后代
表型比例
9∶3∶3∶1
正常的完全显性
1∶1∶1∶1
9∶7
当双显性基因同时出现时为一种表型,其余的基因型为另一种表型(9A_B_)∶(3A_bb+3aaB_+1aabb)
1∶3
15∶1
只要具有显性基因其表型就一致,其余基因型为另一种表型(9A_B_+3A_bb+3aaB_)∶(1aabb)
3∶1
13∶3
双显性、双隐性和一种单显性表现为一种性状,另一种单显性表现为另一种性状(9A_B_+3aaB_+1aabb)∶(3A_bb)或(9A_B_+3A_bb+1aabb)∶(3aaB_)
3∶1
1∶4∶6∶4∶1
A与B的作用效果相同,但显性基因越多,其效果越强
(1AABB)∶(2AaBB+2AABb)∶(4AaBb+1AAbb+1aaBB)∶(2Aabb+2aaBb)∶(1aabb)
1∶2∶1
(4)AaBb自交后代分离比之“和”小于16的特殊分离比成因
成因
后代比例
显性纯合致死(AA、BB致死)
自交子代AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=4∶2∶2∶1,其余基因型个体致死
测交子代AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=1∶1∶1∶1
隐性纯合致死(自交情况)
若是双隐性致死,自交子代出现9∶3∶3的比值;若是单隐性致死,自交子代出现9∶3的比值
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专题一 遗传的基本规律(必备清单)
考点01 一对相对性状的杂交实验 考点02 模拟性状分离比
考点03 分离定律及其应用 考点04 分离定律常见题型
考点05 与分离定律有关的几类特殊现象 考点06 两对相对性状的杂交实验
考点07 孟德尔获得成功的原因 考点08 自由组合定律及其应用
考点07 遗传规律的特例分析
▉考点01 一对相对性状的杂交实验
知识1 孟德尔实验的选材和杂交操作
1. 选材——豌豆作为遗传实验材料的优点
(1) 豌豆是自花传粉、闭花授粉,所以自然状态下豌豆都是纯种。
(2)豌豆有多对易于区分的相对性状。(3)花大,易于操作。
2.豌豆人工异花传粉(杂交)的一般步骤
(1)去雄:除去未成熟花的全部雄蕊;
(2)套袋隔离:套上纸袋,防止外来花粉干扰;
(3)人工授粉:雌蕊成熟时将另一植株的花粉撒在去雄花的雌蕊柱头上;
(4)再套袋隔离:保证杂交得到的种子是人工授粉后所结出的。
3.遗传学相关概念理解
(1)作为纯种,能够稳定遗传。
(2)性状:对生物某一特征的描述,如株高。
(3)相对性状:同种生物同一性状的不同表现类型,如豌豆的高茎和矮茎。
(4)植物的花包括两性花(如豌豆)和单性花(如玉米)。
知识2 一对相对性状的杂交实验过程、思路
1.孟德尔的豌豆杂交实验,运用的科学方法为 假说-演绎法 。
2.孟德尔对分离现象提出的假说内容:
(1)生物性状是由遗传因子决定的。
(2)在体细胞中,遗传因子是成对存在的。
(3)形成生殖细胞时,成对的遗传因子彼此分离,进入不同的配子。
(4)受精时,雌雄配子的结合是随机的。
3.遗传学相关概念理解
显性性状
具有相对性状的两纯种亲本杂交,F1表现出来的那个亲本的性状
隐性性状
具有相对性状的两纯种亲本杂交,F1未表现出来的那个亲本的性状
性状分离
杂种的后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象
杂交
a.植物的异株异花传粉;
b.基因型 不同 的动物个体间的交配
自交
a.植物的自花传粉或同株异花传粉或基因型相同的异株传粉;
b.基因型 相同 的动物个体间的交配
正交与反交
这是一对相对概念,基因型不同的两种个体,若将甲性状为父本、乙性状为母本定为正交,则以乙性状为 父本 、甲性状为 母本 间的交配称为反交,如(DD×dd)与(dd×DD)、(DDXbXb×ddXBY)与(ddXBXB×DDXbY)
回交
Fn×P(子代与亲本进行杂交,有时甚至连续回交),如摩尔根的果蝇杂交实验:F1雌性红眼×P雄性白眼
表型
生物个体表现出来的性状,如豌豆的高茎和矮茎
基因型
与表型有关的基因组成,如DD、Dd和dd
等位基因(与非等位基因、相同基因相区别)
等位基因一般是指位于 同源染色体 的同一位置控制 一对相对性状 的基因,如图中B和b、C和c。
注:图中A和C(或c)、A和B(或b)是 非等位基因 ,A和A是 相同基因 。而A和B(或b)一般不发生自由组合,其遗传遵循 分离定律 。
纯合子
每对遗传因子(基因)组成相同的个体,如DD、dd、AAbb、XbXb、XBY
杂合子
成对遗传因子(基因)组成 不同 的个体,如Dd、AABb、AAXBXb
测交
F1与 隐性纯合子 相交,如Dd×dd、XBXb×XbY
自由交配
(随机交配)
种群中不同个体之间随机交配,即遗传因子组成(基因型)相同或不同的个体之间都有交配的机会,且机会相等
注:区分“测交”“自交”和“自由交配”,遗传学实验设计时,优先考虑“测交”和“自交”。
▉考点02 模拟性状分离比
1. 实验原理
用两个小桶表示雌、雄 生殖器官 ,小桶内的两种彩球各代表两种 雌雄配子 。
用不同彩球的随机组合模拟 雌雄配子随机结合 。
2. 实验装置
小桶两个,分别标记甲、乙;两种大小相同、不同颜色的彩球各20个,
一种彩球标记D,另一种彩球标记d。
3. 实验过程
(1)在甲、乙两个小桶中放入两种彩球各10个。
(2)摇动两个小桶,使小桶内的彩球充分混合。
(3)分别从两个桶内随机抓取一个彩球,组合在一起,记下两个彩球的字母组合。
(4)将抓取的彩球放回原来的小桶内,摇匀。
(5)按步骤(3)和(4)重复做30次以上。
4.实验结果
彩球组合中,DD∶Dd∶dd接近1∶2∶1。易错警示
(1)盛放彩球的容器最好为圆柱形小桶或其他圆柱形容器,以便摇动时彩球能够充分混匀。
(2)彩球的规格、质地要统一,手感要相同,以避免人为的误差。
(3)为模拟雌性或雄性生殖器官在产生配子时,产生了两种类型的配子且数量相等。
两个小桶内小球总数可以不相等,但每个小桶内 两种彩球的数量 必须相等。
(4)每次抓取时不能从一个小桶内同时抓取两个彩球。
(5)记录统计要如实、准确;统计数据时不能主观更改实验数据。
(6)要 多次抓取 并进行统计,这样才能接近理论值,否则偏差太大。
▉考点03 分离定律及其应用
知识1 分离定律
1. 内容:在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子(基因) 成对 存在,不相融合;在形成配子时,成对的遗传因子(基因)发生 分离 ,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代。
2. 细胞学基础:
3. 验证:
验证方法
结论
自交法
自交后代的分离比为 3:1 ,则符合基因的分离定律,由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制
测交法
测交后代的性状比例为 1:1 ,则符合分离定律,由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制
花粉
鉴定法
花粉有2种表型(有些花粉能通过一定方法观察),比例为1∶1,则符合分离定律
知识2 基因分离定律的应用易错警示
其中, 自交法 最简捷, 测交法 最佳,而 花粉鉴定法 是对分离定律最直观的验证(因为可以通过染色直接观测到配子的种类)。
分离定律:
①研究对象:位于一对同源染色体上的一对等位基因
②发生时间:减数分裂Ⅰ后期
③实质:等位基因随着同源染色体的分开而分离,杂合子形成数量相等的两种配子
④适应范围:一对基因控制的遗传;细胞核内染色体上的基因;有性生殖的真核生物。
1. 指导 杂交 育种
(1)优良性状为显性性状。连续自交并筛选,直到 不发生性状分离 为止,收获不发生性状分离的植株上的种子,留种推广。
(2)优良性状为 隐性 性状。一旦出现就能稳定遗传,便可留种推广。
(3)优良性状为杂合子。两个纯合的具有相对性状的个体杂交后代就是杂合子,F1就具有 杂种优势 ,由于 杂合子后代会发生性状分离 ,所以农业生产上每年都要培育杂种优势种。
2. 在医学实践中的应用
解释某些 遗传 现象
▉考点04 分离定律常见题型
1. 一对相对性状的杂交实验中相关规律
亲本
子代基因型
子代表型
DD×DD
DD
全为显性
DD×Dd
DD∶Dd=1∶1
全为显性
DD×dd
Dd
全为 显 性(可用于判断显隐性)
Dd×Dd
DD∶Dd∶dd=1∶2∶1
显性∶隐性= 3:1 (可用于判断显隐性)
Dd×dd
Dd∶dd=1∶1
显性∶隐性=1∶1
dd×dd
dd
全为隐性
2. 显隐性的判断
(1)根据子代性状表现推断
①双亲性状不同:子代只有一种性状→子代的性状为 显 性状。
②双亲性状相同:子代出现不同于亲本的新性状→新出现的性状为 隐 性状(子代性状分离比为3∶1→“3”为显性性状,“1”为隐性性状)。
(2)根据遗传系谱图判断
3. 显性纯合子与杂合子的鉴定
比较
纯合子
杂合子
特点
①不含等位基因;
②自交后代不发生性状分离
①至少含一对等位基因;
②自交后代会发生性状分离
实验鉴定
测交(已确定显隐性)
纯合子×隐性类型
↓
后代只有1种类型(表型一致)
杂合子×隐性类型
↓
后代出现2种类型
自交(植物中最简便)
纯合子
↓⊗
后代不发生性状分离
杂合子
↓⊗
后代发生性状分离
花粉鉴定法
花粉的基因型只有1种
花粉的基因型至少有2种
易错警示
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,上述四种方法均可视情况采用,其中自交法较简单。
上述四种方法均可视情况采用,其中 较简单。
4. 育种中杂合子Aa连续多代自交和自由交配问题分析
(1)杂合子Aa连续自交n代,产生的后代类型及其比例。如图表所示:
Fn
杂合子
纯合子
显性纯
合子
隐性纯
合子
显性性
状个体
所占
比例
(1/2)n
1-(1/2)n
1/2-(1/2)n+1
1/2-(1/2)n+1
1/2+(1/2)n+1
从上表可看出,一对等位基因杂合子连续自交,随自交代数增加,子代显性纯合子所占比例越大,这一原理常用于育种时选择具有优良性状的显性纯合子。
(2)杂合子Aa连续自交,且逐代淘汰隐性个体,自交n代后,显性个体中,纯合子比例为显纯/(1-隐性)=(2n-1)/(2n+1),杂合子比例为杂合/(1-隐性)=2/(2n+1)。
(3)杂合子Aa连续自由交配n代,杂合子比例为1/2,显性纯合子比例为1/4,隐性纯合子比例为1/4。以后每代均为如此。
(4)杂合子Aa连续自由交配n代,且逐代淘汰隐性个体后,显性个体中,纯合子比例为n/(n+2),杂合子比例为2/(n+2)。
易错警示
(1)审题时严格区分“自交”和“自由交配”。
(2)熟记:亲本为1/3AA、2/3Aa时,自交后代基因及比例为“AA∶Aa∶aa=3∶2∶1”,表型之比为“显性∶隐性=5∶1”,自由交配后代基因及比例为“AA∶Aa∶aa=4∶4∶1”,表型之比为“显性∶隐性=8∶1”。
▉考点05 与分离定律有关的几类特殊现象
1. 复等位基因问题
若同源染色体的同一位置上的等位基因的数目在两个以上,此时这些基因就称为复等位基因。复等位基因在体细胞中仍然是成对存在的。如控制人类ABO血型的IA、IB、i三个基因,就属于复等位基因。因为IA对i是显性,IB对i是显性,IA和IB是共显性,一般该性状的基因型与表型的关系如下表所示:
表型
A型
B型
AB型
O型
基因型
IAIA、IAi
IBIB、IBi
IAIB
ii
涉及复等位基因的试题,解题时首先是理清所有的基因型与表型之间的对应关系,然后再用正推(亲代→子代)或逆推(子代→亲代)的分析方法,进行基因型或表型的推断。需要提醒的是,复等位基因来源于基因突变,遵循基因的分离定律。
2. 从性遗传问题
常染色体上一对等位基因控制的性状遗传中,有时会出现某一基因型在雌雄(或男女)个体中表型不同的现象,即为从性遗传现象,但这类基因在传递时并不与性染色体相联系,这与位于性染色体上的基因的传递有本质区别。如男性中,非秃顶的基因型为BB,秃顶的基因型为Bb、bb。女性中,非秃顶的基因型为BB、Bb,秃顶的基因型只有bb。从性遗传的本质:表型=基因型+环境条件(性激素种类及含量差异)。
从性遗传的一对基因仍然遵循分离定律,解题关键是准确区分基因型和表型的对应关系。如上例中基因型Bb,在男性中表现为秃顶,在女性中表现为非秃顶。
3. 不完全显性
F1的性状表现介于显性和隐性的亲本之间的显性表现形式,如紫茉莉的花色遗传中,红色花(RR)与白色花(rr)杂交产生的F1为粉红色(Rr),F1自交后代有3种表型:红色、粉红色、白色,性状分离比为1∶2∶1。
4. 致死问题
(1)致死类型归纳
隐性致死
隐性基因存在于同一对同源染色体上时,对个体有致死作用。如植物中的白化苗(aa),植物不能形成叶绿素,从而因不能进行光合作用而死亡
显性致死
显性致死又分为显性纯合致死和显性杂合致死,若为显性纯合(AA)致死,杂合子自交后代显性∶隐性=2∶1
配子致死
指致死基因在配子时期发挥作用,导致不能形成有生活力的配子的现象
合子致死
指致死基因在胚胎时期或幼体阶段发挥作用,导致不能形成活的幼体或个体的现象
▉考点06 两对相对性状的杂交实验
1. 两对相对性状的杂交实验过程分析
(1)亲本具有两对相对性状
①粒色:黄色与绿色,且黄色对绿色为显性。②粒形:圆粒与皱粒,且圆粒对皱粒为显性。
(2)F1的性状:全为黄色圆粒。
(3)F2的性状:4种表型。
①不同性状之间出现了自由组合 。②F2中出现了不同于亲本性状的重组类型: 黄色皱粒和绿色圆粒 。
③每对相对性状都遵循基因的分离定律,即黄色∶绿色= 3∶1 ,圆粒∶皱粒= 3∶1 。
(4)F2中,能稳定遗传的个体数所占的比值为1/4;F2黄色圆粒个体中,能稳定遗传的个体数所占的比值为 1/9 。
用分离定律分析两对相对性状的杂交实验,先拆分后组合,拆分后把基因型及比例也写出来,如Yy×Yy→YY∶Yy∶yy=1∶2∶1。如下图所示:
2. 测交实验要点
(1)对F1进行测交,产生的F2中,黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒表型比例为 1∶1∶1∶1 。
(2)F1产生配子时,产生了 YR、Yr、yR、yr 4种类型的配子,其比例为 1∶1∶1∶1 。
▉考点07 孟德尔获得成功的原因
1. 孟德尔获得成功的原因
1. 正确地选择了实验材料—— 豌豆 。
2. 由单因素到多因素的研究方法,即由 一对相对性状 到多对相对性状的遗传研究。
3. 应用 统计 方法对实验结果进行分析。
4. 科学地设计实验程序。
对大量实验数据进行分析→进行合理推断→设计 测交实验 验证对现象的推测→得出分离(或自由组合)定律的结论,这种现代科学研究方法叫 假说—演绎法 。
2.孟德尔遗传规律的再发现
1. 1909年,丹麦生物学家约翰逊把“ 遗传因子 ”叫作基因。
2. 因为孟德尔的杰出贡献,他被公认为“遗传学之父”。
▉考点08 自由组合定律及其应用
知识1 基因的自由组合定律
1.实质:非同源染色体上的非等位基因自由组合。
2.时间:减数第一次分裂后期。
3.范围:有性生殖的生物,真核细胞的核内染色体上的基因。无性生殖和细胞质基因遗传时不遵循。
4.注意:(1)自由组合定律适用于多对相对性状的遗传,也可能适用于一对相对性状的遗传,如多对非同源染色体上的基因共同控制某种动物的毛色。
(2)上图中细胞所代表的个体基因型为AaBb,基因的遗传遵循自由组合定律,该个体会产生 4 种配子;自交后代表型有4种,性状分离比为 9∶3∶3∶1 ,基因型有 9 种;测交后代表型有4种,性状分离比为 1∶1∶1∶1 ,基因型有 4 种。
(3)若A、a与B、b基因完全连锁(不考虑交换),则遵循分离定律。
知识2 自由组合定律的应用及解题规律
1. 指导 杂交 育种,把不同个体具有的优良性状集中在一个个体上,用于生产。
2. 为遗传病的 预测和诊断 提供理论依据。
3.巧用分离定律解决自由组合问题
(1)思路:将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题,再运用乘法原理进行组合。
题型分类
解题规律
示例
种类问题
配子类型(配子种类数)
2n(n为等位基因对数)
AaBbCCDd产生配子种类数为2×2×1×2=8种
配子间结合方式
配子间结合方式种类数=配子种类数的乘积
AABbCc×aaBbCC,配子间结合方式种类数=1×3×2=6种
子代基因型(或表型)种类
双亲杂交(已知双亲基因型),子代基因型(或表型)种类=各性状按分离定律所求基因型(或表型)种类的乘积
AaBbCc×AaBBcc,基因型有3×2×2=12种,表型有 种(写出表达式及结果)
概率问题
基因型(或表型)的比例
按分离定律求出相应基因型(或表型)的比例,然后利用乘法原理进行组合
AABbDd×aaBbdd,F1中AaBbDd的比例为 (写出表达式及结果)
纯合子或杂合子出现的比例
按分离定律求出的纯合子概率的乘积为纯合子出现的比例,杂合子概率=1-纯合子概率
AaBbDd×AaBBdd,F1中杂合子的比例为1-(AABBdd+aaBBdd)
= (写出表达式及结果)
求子代不同于亲本基因型或不同于亲本表型的概率
不同于亲本的类型=1-亲本类型
AaBbCC×AabbCc,F1不同于亲本的基因型=1-亲本基因型=1-(AaBbCC+AabbCc)=1-(2/4)×(1/2)×(1/2)+(2/4)×(1/2)×(1/2)=3/4;不同于亲本的表型=1-亲本表型=1-(A_B_C_+A_bbC_)=1-[(3/4)×(1/2)×1+(3/4)×(1/2)×1]=1/4
(2)根据子代表型及比例推断亲本基因型(逆向组合法)
1. 基因填充法
根据亲代表型可大概写出其基因型,如A_B_、aaB_等,再根据子代表型将所缺处补充完整,特别要学会利用后代中的隐性性状,因为后代中一旦存在双隐性个体,那亲代基因型中一定存在a、b等隐性基因。
2. 分解组合法
根据子代表型比例拆分为分离定律的分离比,确定每一对相对性状的亲本基因型,再组合。
(1)3∶1⇒Aa×Aa或AaBB×AaBB等。
(2)1∶1⇒Aa×aa或AaBB×aaBB等。
(3)9∶3∶3∶1⇒(3∶1)(3∶1)⇒(Aa×Aa)×(Bb×Bb)。
(4)1∶1∶1∶1⇒(1∶1)(1∶1)⇒(Aa×aa)×(Bb×bb)。
(5)3∶3∶1∶1⇒(3∶1)(1∶1)⇒(Aa×Aa)×(Bb×bb)或(Bb×Bb)×(Aa×aa)。
出现(3)(4)(5)中分离比即说明遵循自由组合定律,但出现(1)(2)也可能遵循自由组合定律。
(3)自由组合定律中9∶3∶3∶1变式分析
具相对性状的纯合子亲本杂交,若F2表型比例之和是16,不管以什么样的比例呈现,都符合基因的自由组合定律。将异常分离比与正常分离比9∶3∶3∶1进行对比,分析合并性状的类型。
F1(AaBb)自交后代表型比例
原因分析
测交后代
表型比例
9∶3∶3∶1
正常的完全显性
1∶1∶1∶1
9∶7
当双显性基因同时出现时为一种表型,其余的基因型为另一种表型(9A_B_)∶(3A_bb+3aaB_+1aabb)
1∶3
15∶1
只要具有显性基因其表型就一致,其余基因型为另一种表型(9A_B_+3A_bb+3aaB_)∶(1aabb)
3∶1
13∶3
双显性、双隐性和一种单显性表现为一种性状,另一种单显性表现为另一种性状(9A_B_+3aaB_+1aabb)∶(3A_bb)或(9A_B_+3A_bb+1aabb)∶(3aaB_)
3∶1
1∶4∶6∶4∶1
A与B的作用效果相同,但显性基因越多,其效果越强
(1AABB)∶(2AaBB+2AABb)∶(4AaBb+1AAbb+1aaBB)∶(2Aabb+2aaBb)∶(1aabb)
1∶2∶1
(4)AaBb自交后代分离比之“和”小于16的特殊分离比成因
成因
后代比例
显性纯合致死(AA、BB致死)
自交子代AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=4∶2∶2∶1,其余基因型个体致死
测交子代AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=1∶1∶1∶1
隐性纯合致死(自交情况)
若是双隐性致死,自交子代出现9∶3∶3的比值;若是单隐性致死,自交子代出现9∶3的比值
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