内容正文:
考情分析
考点 由高考知核心知识点 预测
基因的分离定律 考点一:豌豆用作遗传实验的材料 (2025·广东卷)基因分离定律的实质和应用
(2024·广东卷)基因分离定律的实质和应用
(2023·广东卷)基因分离定律的实质和应用 题型:选择题、解答题
内容:
基因的分离定律和自由组合定律
题型:对于新高考来说,是重点的考察内容之一,大概率有一道多选题和一道简答题。
考点二:一对相对性状的杂交实验
考点三:基因分离定律的重点题型突破
第14讲 基因的分离定律
1
2
分离定律及其验证
3
分离定律的重点题型突破
分离定律的遗传特例
考点一 孟德尔遗传实验的科学方法
1. 孟德尔遗传实验的选材与杂交操作
(1)豌豆作为实验材料的优点
①自花传粉;
自然状态下一般都是纯种;
②具有稳定遗传的,易于区分的相对性状;
③花大,便于进行人工异花传粉。
④豌豆能产生众多子代,便于统计分析。
相对性状:
同种生物的同一性状的不同表现类型。
高茎
矮茎
豌豆的高度
知识拓展
遗传实验常用材料及特点
A. 玉米:
①雌雄同株且为单性花,便于人工授粉;
②生长周期短,繁殖速度快;
③具有易于区分相对性状;
④能产生众多子代,便于统计分析。
知识拓展
遗传实验常用材料及特点
B. 果蝇
①易于培养,繁殖速度快;
②染色体数目少且大;
③具有易于区分相对性状;
④能产生众多子代,便于统计分析。。
①与遗传实验有关的生物学知识
单性花 一朵花中只有雄蕊或只有雌蕊,如黄瓜的花
两性花 同一朵花中既有雄蕊又有雌蕊,如豌豆的花
__________ 花在未开放前,因雄蕊和雌蕊都紧紧地被花瓣包裹着,雄蕊花药中的花粉传到雌蕊的柱头上的过程
父本和母本 不同植株的花进行异花传粉时,提供花粉的植株叫作父本,接受花粉的植株叫作母本
闭花受粉
(2)孟德尔遗传实验的杂交操作
人工去雄
除去母本未成熟的全部____
隔离
套上纸袋, 防止__________干扰
________
雌蕊成熟时将另一植株的花粉撒在去雄
花的雌蕊柱头上
再套袋隔离
保证杂交得到的种子是________后所结
↓
↓
↓
雄蕊
外来花粉
人工授粉
人工授粉
套袋
时间:花蕊成熟前,花蕾期
目的: 防止自花传粉
(2)孟德尔遗传实验的杂交操作
②操作图示
【检测】1866年,孟德尔发表论文将所获得的遗传规律正式公布于众,下图为孟德尔开展豌豆杂交实验的示意图。下列叙述正确的是( )
A.豌豆开花后要及时进行人工去雄
B.去雄后需要套袋,防止自花传粉
和异花传粉
C.人工异花传粉后要进行套袋,防
止再次异花传粉
D.图中亲本高茎的花不需要去雄,矮茎的花需要去雄
需在花粉未成熟前(开花前)进行人工去雄
去雄后需要套袋,防止异花传粉
图中亲本高茎的花需要去雄,矮茎的花作为父本(一般用毛笔笔尖挑取花粉),不需要去雄
C
【教材隐性知识】源于必修2 P2“相关信息”: 玉米也可以作为遗传实验的材料,结合玉米花序与受粉方式模式图思考:
(1)玉米为雌雄同株且为 (填“单性”
或“两性”)花。
(2)图中两种受粉方式中,方式Ⅰ属于
_____(填“自交”或“杂交”),方式
Ⅱ属于 (填“自交”或“杂交”),
因此自然状态下,玉米能进行 。
单性
自交
杂交
自由交配
(3)如果人工杂交实验材料换成玉米,则操作步骤为 。
套袋→人工授粉→套袋
2. 相关概念
(1)与性状相关的概念
①相对性状:
同种生物的同一种性状的不同表现类型。
②显性性状:
具有一对相对性状的两纯合亲本杂交,F1表现出来的性状。
③隐性性状:
具有一对相对性状的两纯合亲本杂交,F1未表现出来的性状。
④性状分离:
杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象。
2. 相关概念
(2)与基因相关的概念
①等位基因:
位于一对同源染色体的相同位置上,控制着相对性状的一对基因
如图中A和a、D和d、E和e就是等位基因。
②非等位基因:
(有两种存在类型)
一是位于非同源染色体上的非等位基因
如图中的A与E或e
其遗传符合自由组合定律
二是位于一对同源染色体上的非等位基因
如图中的A与D或d;
其遗传不符合自由组合定律
相同基因
位于同源染色体的同一位置上,控制相同性状的基因(如B与B)
③显性基因:
控制显性性状的基因
用大写英文字母表示
④隐性基因:
控制隐性性状的基因
用小写英文字母表示
如:高茎(D)
如:矮茎(d)
(3)纯合子和杂合子的概念
①纯合子:
遗传因子组成相同的个体
如DD、dd、AABB、AAbb等
②杂合子:
遗传因子组成不同的个体
如Aa、Dd、AAaa、AaBb等
注意: 有多对基因时,只要有一对杂合的就是杂合子。
(5)分离定律核心概念间的联系
3.交配类概念
(1)杂交: 基因型不同的同种生物体之间相互交配。
(2)自交: ①植物的自花(或同株异花)受粉;②基因型相同的动物个体间的交配。
(3)测交: 杂合子与隐性纯合子之间的杂交。
(4)正交与反交: 是相对而言的,正交中的父本和母本分别是反交中的母本和父本。
(5)自由交配(或随机交配): 指在一个有性生殖的生物种群中,任何一个雌性或雄性个体与任何一个异性个体交配的机会均等。
【检测】下列关于遗传学中的一些基本概念叙述正确的是( )
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. 位于同源染色体上同一位点的两个基因称为等位基因,等位基因的本质区别是控制的性状不同
C. 纯合子之间交配产生的子一代所表现的性状就是显性性状
D. 隐性性状是指生物体不能表现出来的性状
E. 性染色体上可能存在等位基因
E
杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象
本质区别是基因中脱氧核苷酸的排列顺序不同
具有相对性状的纯合子杂交产生的子一代所表现的性状就是显性性状.
或相同基因
隐性性状是指具有相对性状的纯合子杂交, 子一代不能表现出的性状
A、性状分离的概念是杂种后代中同时显现显性性状和隐性性状的现象,A错误;
B、等位基因是位于同源染色体的同一位置上控制同一性状的不同表现类型的基因,本质区别是基因中脱氧核苷酸的排列顺序不同,B错误;
C、非同染色体自由组合之时,位于非同源染色体上的非等位基因发生自由组合,位于同一对同源染色体上的非等位基因不发生自由组合,C错误;
D、a、b位于不同染色体上,因此减数第一次分裂后期,会发生非同源染色体的自由组合,D正确.
故选:D.具有相对性状的纯合子杂交产生的子一代所表现的性状就是显性性状
15
考点二 一对相对性状的遗传实验
(1)一对相对性状的遗传实验图解
1. 对“性状分离”现象的解释和“假说—演绎”过程
假说--演绎法:
在观察和分析基础上提出问题以后,通过推理和想象提出解释问题的假说,根据假说进行演绎推理,再通过实验检验演绎推理的结论。如果实验结果和预期结论相符,就可证明假说是正确的;反之是错误的。
这是现代科学研究中常用的一种科学方法。
即假说--演绎包括四个基本环节:
①观察现象、提出问题 ②分析问题、提出假说
③演绎推理、实验验证 ④得出结论、总结规律
发现问题:无论正交和反交,F1都表现高茎,F2出现性状分离,分离比接近3:1
①生物体性状都是由遗传因子控制的;
②体细胞中,遗传因子成对存在;
③形成配子时,成对的遗传因子彼此分离,分别进入不同的配子(核心)。
④受精时,雌雄配子的结合是随机的。
演绎推理: ①测交(预期结果)
②验证(实际结果)
结果一致
分离定律
(2)对分离现象解释的遗传图解
配子中遗传因子成单存在
(3)演绎推理验证假说
①方法:
测交实验,即让F1与隐性纯合子杂交。
②实验遗传图解
③预期结果:
高茎 : 矮茎=1 : 1
(4)分析结果得出结论
①测交实验结果:
测交后代的高茎和矮茎比接近1 : 1。
②真实结果与推理结果一致,假说正确,得出基因的分离定律。
(属于“演绎推理”部分)
(属于“验证”部分)
(5)分离定律的内容:
在生物的体细胞中, 控制同一性状的遗传因子_________,不相____;在形成配子时,成对的遗传因子发生______,______后的遗传因子分别进入不同的配子中,随_____遗传给后代。
成对存在
融合
分离
分离
配子
【检测】下列关于孟德尔“假说—演绎法”研究过程的描述中,属于假说内容的是( )属于提出问题的是( )属于演绎推理的是( )
A.形成配子时,成对的遗传因子彼此分离,分别进入不同的配子中
B.F2中高茎和矮茎的比例接近3:1
C.生物性状是由遗传因子决定的
D.由F1产生配子时成对遗传因子分离,推测测交后代会出现两种性状,数量比接近1∶1
E.受精时,雌雄配子随机结合
F.纯种的高茎和矮茎豌豆杂交,F1都是高茎的
ACE
BF
D
【检测】(2022·山东卷,T1)某种干细胞中,进入细胞核的蛋白 可
作用于细胞核骨架和异染色质蛋白,诱导这些蛋白发生自噬性降解,
影响异染色质上的基因的表达,促进该种干细胞的衰老。下列说法
错误的是( )。
C
A.细胞核中的 可改变细胞核的形态
B.敲除 基因可延缓该种干细胞的衰老
C.异染色质蛋白在细胞核内发生自噬性降解
D.异染色质蛋白的自噬性降解产物可被再利用
自噬是在溶酶体(如动物)或液泡(如植物、酵母菌)中进行的,不在细胞核内,C错误
2. 基因的分离定律的实质
(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:
减数第一次分裂后期
(3)实质:
(4)适用范围:
①一对相对性状的遗传。
②细胞核内染色体上的基因。
③进行有性生殖的真核生物。
等位基因随着同源染色体的分开而分离。
利用模型解读基因分离定律发生的实质
分离定律的实质:
在减数分裂形成配子时,等位基因随同源染色体分开而分离。
(1)F2性状分离比出现3:1应
满足的条件有(至少写出三点)
。
。
。
④ 。
⑤ 等。
深挖教材
F1形成的配子数目相等且生活力相同
雌雄配子随机结合
F2中不同基因型的个体存活率相同
观察子代样本数量足够多
相对性状的显隐关系为完全显性
【思考】的表型比为 的结果最能说明基因分离定律的实质( )。
的表型比为 ,是杂合子自交的性状分离比,不能说明基因分离定律的实质,最能说明基因分离定律实质的是杂合子产生的配子比例为 。
×
(2)符合基因分离定律,一定会出现特定的性状分离比吗?
①F2中3 : 1的结果是在统计大量子代后得到的;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某些性状遗传为从性遗传,基因型相同的雌雄个体表现型不一定相同。
(3)杂合子(Aa)产生的雌雄配子数量相等吗?
基因型为Aa的杂合子产生的雌配子有两种A : a=1 : 1或产生的雄配子有两种A : a=1 : 1,但生物产生的雄配子数远远多于雌配子数。
3.基因分离定律的验证方法
杂种非糯性水稻的花粉遇碘液呈现两种不同颜色,且比例为1:1,直接证明了杂种非糯性水稻在产生花粉的减数分裂过程中,等位基因是彼此分离的。
(1)直接验证——花粉鉴定法。
(2)间接验证:
①测交法
杂种F1与隐性纯合子杂交, 后代出现显性、隐性两种表现型的个体, 且比例为1:1,间接证明了杂种F1产生了两种配子,即等位基因彼此分离。
②自交法
杂种F1自交后代F2中出现了显、隐两种表现型的个体,且比例为3∶1,这也是F1产生了两种配子,即等位基因彼此分离的结果。
③单倍体育种法
将杂种F1进行花药离体培养,用秋水仙素处理单倍体幼苗,若植株有两种表现型且比例为1∶1, 证明F1产生两种配子, 即等位基因分离的结果。
【检测】水稻体细胞有24条染色体,非糯性和糯性是一对相对性状。非糯性花粉中所含的淀粉为直链淀粉,遇碘变蓝黑色。而糯性花粉中所含的淀粉为支链淀粉,遇碘变橙红色。下列有关水稻的叙述正确的是( )A. 要验证孟德尔的基因分离定律,必须用纯种非糯性水稻(AA)和糯性水稻(aa)杂交,获得F1,F1再自交B. 用纯种非糯性水稻(AA)和糯性水稻(aa)杂交获得F1,F1再自交获得F2,取F1花粉加碘染色,在显微镜下观察到蓝黑色花粉粒占3/4C. 二倍体水稻的花粉经离体培养,可得到单倍体水稻,稻穗、米粒变小D. 若含有a基因的花粉50%的死亡,则非糯性水稻(Aa)自交后代基因型(AA : Aa : aa)比例是2 : 3 : 1
D
1/2
F1不用自交,对其花粉用碘液检验,
观察统计不同颜色的花粉的数量即可。
C项: 高度不育,不产生种子。
【易错点拨】
1.测交实验的作用有?(至少写出两个)
(1) 。
(2) 。
(3) 。
(4) 。
2.正交与反交实验的用途有?
(1) 。
(2) 。
证明假说的正确性
用来测定F1的遗传因子(基因型)组成
检测F1产生的配子的种类及比例
用来验证是核基因还是质基因遗传
用来验证核基因是位于常染色体上还是性(X)染色体上
用于植物纯合子和杂合子的鉴定
实验: 性状分离比的模拟
一. 实验原理:
①甲、乙两个小桶分别代表:
雄生殖器官(精巢) 和雌生殖器官(卵巢)
②桶内的彩球分别代表:
雄、雌配子
③用不同彩球的随机组合,模拟生物在生殖过程中
雌雄配子的随机结合
二. 实验注意问题
1. 要随机抓取,且每抓完一次将小球放回原小桶并搅匀。
2.重复的次数足够多。
【思考1】甲、乙两小桶内的彩球数可以不相同吗?
【思考2】每个小桶中两种颜色的小球可以不相同吗?
可以,雌、雄配子的数量可以不相同,一般雄配子多于雌配子。
不可以,产生D和d两种配子的比例是1 : 1
三. 结果与结论
彩球组合类型数量比DD:Dd:dd≈1:2:1
彩球代表的显隐性性状的数值比接近3:1。
【检测】在性状分离比的模拟实验中,将甲袋子内的小球(D:d=1:1)总数增加到乙袋子内的小球总数(D:d=1:1)的10倍,之后进行上百次模拟实验,则下列说法错误的是( )
A. 甲、乙袋子分别模拟的是雄性和雌性的生殖器官B. 该变化脱离了模拟雌雄配子随机结合的实际情况C. 最终的模拟结果是DD:Dd:dd接近于1:2:1D. 袋子中小球每次被抓取后要放回原袋子再进行下一次抓取
B
科学方法系列8 假说—演绎法
(3)实例: 孟德尔提出分离定律和自由组合定律,摩尔根证明基
因在染色体上,梅塞尔森和斯塔尔验证 复制方式为半保留复制。
考点二 基因分离定律的重点题型突破
一. 判断显、隐性性状方法
1. 根据子代性状判断
(1)具有一对相对性状的亲本杂交⇒子代只出现一种性状⇒子代所出现的性状为显性性状。(杂交法)
红花×白花
全是红花
例:
(2)具有相同性状的亲本杂交⇒子代出现不同性状⇒子代所出现的新的性状为隐性性状。(自交法)
甲×甲→甲+乙
⇒甲为显性性状, 乙为隐性性状
⇒红花为显性性状, 白花为隐性性状
2. 根据子代性状分离比判断
具一对相对性状的亲本杂交⇒F2性状分离比为3 : 1
⇒分离比为3的性状为 。
3. 根据遗传系谱图判断
a. 若双亲正常, 子代有患者, 则为 性遗传病;(无中生有), 如图甲
b. 若双亲患病, 子代有正常者, 则为 性遗传病。(有中生无),如图乙
显性性状
隐
显
【检测】图甲和图乙分别表示两个家系中不同遗传病的表现情况,据图回答下列问题:
(1)由图甲可知,该遗传病的致病基因为 性基因,判断依据是____________________________________________________________。
显
5号个体和6号个体均为患者,而其子代9号个体表现正常
(2)由图乙可知,该遗传病的致病基因为____性基因,判断依据是____________________________________________________________。
隐
7号个体和8号个体均为正常,而其子代11号个体表现为患者
(其他答案合理也可)
【检测】若马的毛色受常染色体上一对等位基因控制,棕色马与白色
马交配,均为淡棕色马,随机交配, 中棕色马∶淡棕色马∶白
色马 。下列叙述正确的是( )。
D
A.马的毛色性状中,棕色对白色为完全显性
B. 中出现棕色、淡棕色和白色是基因重组的结果
C. 中相同毛色的雌雄马交配,其子代中雌性棕色马所占的比例为
D. 中淡棕色马与棕色马交配,其子代基因型的比例与表型的比例
相同
不完全显性
基因分离的结果
F2中淡棕色马与棕色马交配,其子代基因型的比例为1:1,表型为淡棕色马与棕色马,比例为1:1 ;
1/4+(2/4)×(1/4)=3/8, 雌性棕色马所占的比例为3/8
1.测交法(在已确定显隐性性状的条件下)
待测个体×隐性纯合子――→子代
结果分析
若子代只有一种性状,则待测个体为纯合子
若子代有两种性状,则待测个体为杂合子
2.自交法
结果分析
若后代无性状分离,则待测个体为纯合子
若后代有性状分离,则待测个体为杂合子
二. 纯合子、杂合子的判断
待测个体 → 子代
3.花粉鉴定法
结果分析
若产生2种花粉,则待测个体为杂合子
若只产生1种花粉,则待测个体为纯合子
4.单倍体育种法
待测个体―→花粉―→单倍体幼苗―→秋水仙素处理获得纯合植株
结果分析
若有两种类型的植株,则亲本能产生两种类型 的花粉,为杂合子。
若只得到一种类型的植株,则亲本只能产生
一种类型的花粉,为纯合子
特别提醒
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,上述四种方法均可以,但 较简单。
测交法
自交法
【检测】现有两瓶世代连续的果蝇,甲瓶中的个体全为灰身,乙瓶中
的个体既有灰身也有黑身。让乙瓶中的全部灰身果蝇与异性黑身果
蝇交配,若后代只出现一种性状,则可认为( )。
D
A.甲瓶中果蝇为乙瓶中果蝇的亲本,乙瓶中灰身果蝇为杂合子
B.甲瓶中果蝇为乙瓶中果蝇的亲本,乙瓶中灰身果蝇为纯合子
C.乙瓶中果蝇为甲瓶中果蝇的亲本,乙瓶中灰身果蝇为杂合子
D.乙瓶中果蝇为甲瓶中果蝇的亲本,乙瓶中灰身果蝇为纯合子
待测个体花粉
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