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1、第14講基因的分離定律,突破1遺傳學(xué)基本概念的辨析,突破2基因分離定律的實(shí)質(zhì),總綱目錄,一、孟德爾遺傳實(shí)驗(yàn)的科學(xué)雜交方法 1.豌豆作為實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn) (1)自花傳粉,閉花受粉,自然狀態(tài)下為純種。 (2)具有易于區(qū)分的相對(duì)性狀。,2.假說演繹法,二、一對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn) 1.提出問題(純合親本的雜交和F1的自交):具一對(duì)相對(duì)性狀的純合子雜交得F1,F1自交得F2,其中顯性純合個(gè)體占1/4,雜合子占1/2。,2.解釋,3.測交驗(yàn)證:F1隱性純合子顯隱=11。 三、分離定律的內(nèi)容 四、分離定律的應(yīng)用,1.農(nóng)業(yè)生產(chǎn):指導(dǎo)雜交育種。,2.醫(yī)學(xué)實(shí)踐:分析單基因遺傳病的基因型和發(fā)病概率;為禁止近親結(jié)婚 提
2、供理論依據(jù)。,1.雜合子與純合子基因組成不同,性狀表現(xiàn)也不同。( ),6.基因分離定律的實(shí)質(zhì)是等位基因隨同源染色體分開而分離。 ( ),5.分離定律中F1(Dd)產(chǎn)生的雌、雄配子的數(shù)目相等。( ),4.孟德爾利用了豌豆自花傳粉、閉花受粉的特性。( ),3.孟德爾巧妙設(shè)計(jì)的測交方法只能用于檢測F1的基因型。( ),2.豌豆雜交實(shí)驗(yàn)的操作是:去雄套袋授粉套袋。( ),8.等位基因分離發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的后期。( ),7.純合子的自交后代不會(huì)發(fā)生性狀分離,雜合子的自交后代中不會(huì)出現(xiàn)純合子。( ),突破1遺傳學(xué)基本概念的辨析,1.幾種交配類型的區(qū)分,2.性狀、相對(duì)性狀的顯隱性及性狀分離 (1)性狀
3、含義:生物體的形態(tài)特征和生理特征等的總稱。 控制者:核酸。 體現(xiàn)者:蛋白質(zhì)。 (2)相關(guān)概念理解 能表現(xiàn)出來的性狀不一定是顯性性狀。如隱性純合子(dd)表現(xiàn)出來的性狀是隱性性狀。 理解相對(duì)性狀要抓住“兩個(gè)相同”和“一個(gè)不同”?！皟蓚€(gè)相同”是同種生物、同一性狀;“一個(gè)不同”是不同表現(xiàn)類型。如豌豆(同種生物)的高莖和矮莖(高度這一性狀的不同表現(xiàn)類型)。,3.基因型與表現(xiàn)型的關(guān)系 (1)基因型是性狀表現(xiàn)的內(nèi)因,表現(xiàn)型是基因型與環(huán)境共同作用的結(jié)果。 (2)表現(xiàn)型是基因型的表現(xiàn)形式,表現(xiàn)型相同,基因型不一定相同,如DD和Dd均表現(xiàn)為高莖。 (3)在相同的環(huán)境條件下,基因型相同,表現(xiàn)型一定相同;在不同環(huán)境
4、中,即使基因型相同,表現(xiàn)型也未必相同。,知能拓展概念間相互關(guān)系的圖解,1.純合子、雜合子的比較與判斷方法,2.性狀的顯、隱性判斷方法 (1)根據(jù)子代性狀判斷 具有一對(duì)相對(duì)性狀的親本雜交子代只出現(xiàn)一種性狀子代所出現(xiàn)的性狀為顯性性狀。 相同性狀的親本雜交子代出現(xiàn)不同性狀子代所出現(xiàn)的新的性狀為隱性性狀。 (2)根據(jù)子代性狀分離比判斷 具一對(duì)相對(duì)性狀的親本雜交F2性狀分離比為31“3”所對(duì)應(yīng)的性狀為顯性性狀。 (3)遺傳系譜圖中的顯隱性判斷 若雙親正常,子代有患病者,則為隱性遺傳病;若雙親患病,子代有正常者,則為顯性遺傳病。,(4)顯隱性判斷的雜交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),易混辨析(1)只要有一對(duì)基因雜合(具一對(duì)等位
5、基因)就可稱為雜合 子,即雜合子至少含一對(duì)等位基因。例如:Aa、AaBB。純合子內(nèi)不含等位基因。例如:AA、AAbb、aabb。 (2)鑒定某生物個(gè)體是純合子還是雜合子,當(dāng)被測個(gè)體為動(dòng)物時(shí),常采用測交法,當(dāng)待測對(duì)象為生育后代少的雄性動(dòng)物時(shí),應(yīng)讓其與多個(gè)隱性雌性個(gè)體交配,以產(chǎn)生較多子代個(gè)體,使結(jié)果更有說服力。當(dāng)被測個(gè)體為植物時(shí),測交法、自交法均可以,但自交法更簡便。,1.(2017課標(biāo)全國)下列有關(guān)基因型、性狀和環(huán)境的敘述,錯(cuò)誤的是 () A.兩個(gè)個(gè)體的身高不相同,二者的基因型可能相同,也可能不相同 B.某植物的綠色幼苗在黑暗中變成黃色,這種變化是由環(huán)境造成的 C.O型血夫婦的子代都是O型血,說
6、明該性狀是由遺傳因素決定的 D.高莖豌豆的子代出現(xiàn)高莖和矮莖,說明該相對(duì)性狀是由環(huán)境決定的,考向1以基礎(chǔ)判斷的形式,考查對(duì)遺傳學(xué)基本概念的理解,D,答案D本題考查遺傳相關(guān)概念等內(nèi)容。表現(xiàn)型不同的個(gè)體基因型可能相同,也可能不相同,A正確。幼苗在黑暗環(huán)境中不能合成葉綠素,故呈黃色,這是由環(huán)境因素造成的,B正確。O型血夫婦的子代都是O型血,說明該性狀是由遺傳因素決定的,C正確。高莖豌豆產(chǎn)生的子代同時(shí)有高莖與矮莖,主要是由遺傳物質(zhì)決定的,也可能是由環(huán)境因素影響的,D錯(cuò)誤。,2.用豌豆進(jìn)行遺傳實(shí)驗(yàn)時(shí),下列操作錯(cuò)誤的是() A.雜交時(shí),須在開花前除去母本的雄蕊 B.自交時(shí),雌蕊和雄蕊都無需除去 C.雜交時(shí)
7、,須在開花前除去母本的雌蕊 D.人工授粉后,應(yīng)套袋,C,答案C由于豌豆“自花傳粉、閉花受粉”的特殊性,雜交時(shí),要在花蕾期除去母本的雄蕊,但不能除去母本的雌蕊,A正確,C錯(cuò)誤;自交時(shí),不需要除去雌蕊和雄蕊,B正確;進(jìn)行雜交時(shí),人工授粉后,應(yīng)套袋處理,D正確。,考向2以基礎(chǔ)判斷的形式,考查顯隱性以及純合子與雜合子的判斷 3.野生型果蠅的腹部和胸部都有短剛毛,而一只突變果蠅S的腹部卻生出長剛毛。研究者對(duì)果蠅S的突變進(jìn)行了系列研究。用這兩種果蠅進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果見圖。,(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,果蠅腹部的短剛毛和長剛毛是一對(duì)性狀,其中長剛毛是性性狀。圖中、基因型(相關(guān)基因用A和a表示)依次為。 (2)實(shí)
8、驗(yàn)2結(jié)果顯示:與野生型不同的表現(xiàn)型有種?；蛐蜑?在實(shí)驗(yàn)2后代中該基因型的比例是。 (3)根據(jù)果蠅和果蠅S基因型的差異,解釋導(dǎo)致前者胸部無剛毛、后者胸部有剛毛的原因:。,(4)檢測發(fā)現(xiàn)突變基因轉(zhuǎn)錄的mRNA相對(duì)分子質(zhì)量比野生型的小,推測相關(guān)基因發(fā)生的變化為 。 (5)實(shí)驗(yàn)2中出現(xiàn)的胸部無剛毛的性狀不是由F1新發(fā)生突變的基因控制的,作出這一判斷的理由是:雖然胸部無剛毛是一個(gè)新出現(xiàn)的性狀,但 ,說明控制這個(gè)性狀的基因不是一個(gè)新突變的基因。,答案(17分)(1)相對(duì)顯Aa、aa (2)兩AA1/4 (3)兩個(gè)A基因抑制胸部長出剛毛,只有一個(gè)A基因時(shí)無此效應(yīng) (4)核苷酸數(shù)量減少/缺失 (5)新的突變
9、基因經(jīng)過個(gè)體繁殖后傳遞到下一代中不可能出現(xiàn)比例高達(dá)25%的該基因純合子 解析(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)2可判斷,長剛毛是顯性性狀。實(shí)驗(yàn)1的雜交后代中 顯、隱性比例為11,且與性別無關(guān),結(jié)合實(shí)驗(yàn)1親本表現(xiàn)型得出實(shí)驗(yàn)1親本雜交方式為測交,相應(yīng)基因型為Aaaa。(2)實(shí)驗(yàn)2中,與野生型不同的表現(xiàn)型有2種,一種是腹部長剛毛、胸部短剛毛,基因型為Aa。另一種是腹部長剛毛、胸部無剛毛,基因型為AA,占全部后代的1/4。(3)果蠅,腹部長剛毛,胸部無剛毛的原因可能是A基因的純合抑制胸部長出剛毛,只有一個(gè)A基因時(shí)無此效應(yīng)。(4)突變基因轉(zhuǎn)錄的mRNA相對(duì)分子質(zhì)量比野生型的小,這說明基因突變類型為堿基對(duì)的缺失。(5)果蠅胸
10、部無剛毛是一個(gè)新性狀,但由于數(shù)量較多,占全部后代的1/4,說明該性狀的出現(xiàn)不是基因突變的結(jié)果,而是A基因的純合導(dǎo)致的。,4.(2016北京理綜)研究植物激素作用機(jī)制常使用突變體作為實(shí)驗(yàn)材料。通過化學(xué)方法處理萌動(dòng)的擬南芥種子可獲得大量突變體。 (1)若誘變后某植株出現(xiàn)一個(gè)新性狀,可通過交判斷該性狀是否可以遺傳。如果子代仍出現(xiàn)該突變性狀,則說明該植株可能攜帶性突變基因,根據(jù)子代,可判斷該突變是否為單基因突變。 (2)經(jīng)大量研究,探明了野生型擬南芥中乙烯的作用途徑,簡圖如下。,由圖可知,R蛋白具有結(jié)合乙烯和調(diào)節(jié)酶T活性兩種功能。乙烯與結(jié)合后,酶T的活性,不能催化E蛋白磷酸化,導(dǎo)致E蛋白被剪切。剪切產(chǎn)
11、物進(jìn)入細(xì)胞核,調(diào)節(jié)乙烯響應(yīng)基因的表達(dá),植株表現(xiàn)有乙烯生理反應(yīng)。 (3)酶T活性喪失的純合突變體(1#)在無乙烯的條件下出現(xiàn)(填“有”或“無”)乙烯生理反應(yīng)的表現(xiàn)型。1#與野生型雜交,在無乙烯的條件下,F1的表現(xiàn)型與野生型相同。請(qǐng)結(jié)合上圖從分子水平解釋F1出現(xiàn)這種表現(xiàn)型的原因:。,(4)R蛋白上乙烯結(jié)合位點(diǎn)突變的純合個(gè)體(2#)僅喪失了與乙烯結(jié)合的功能。請(qǐng)判斷在有乙烯的條件下,該突變基因相對(duì)于野生型基因的顯隱性,并結(jié)合乙烯作用途徑陳述理由:。 (5)番茄中也存在與擬南芥相似的乙烯作用途徑。若番茄R蛋白發(fā)生了 與2#相同的突變,則這種植株的果實(shí)成熟期會(huì)。,答案(1)自顯表現(xiàn)型的分離比 (2)R蛋白
12、被抑制 (3)有雜合子有野生型基因,可產(chǎn)生有活性的酶T,最終阻斷乙烯作用途徑 (4)2#與野生型雜交,F1中突變基因表達(dá)的R蛋白不能與乙烯結(jié)合,導(dǎo)致酶T持續(xù)有活性,阻斷乙烯作用途徑,表現(xiàn)為無乙烯生理反應(yīng),其表現(xiàn)型與2#一致,因此突變基因?yàn)轱@性 (5)推遲 解析本題以植物激素的作用機(jī)制為載體考查遺傳、變異的相關(guān)知識(shí)。(1)誘變后某植株出現(xiàn)一個(gè)新性狀,要判斷該性狀是否可以遺傳,可以通過自交方法,自交后代若仍出現(xiàn)該突變性狀,則說明該植株可能攜,帶顯性突變基因,根據(jù)子代的表現(xiàn)型及比例,可判斷該突變是否為單基因突變。(2)由乙烯作用途徑簡圖可知:在有乙烯的條件下,乙烯與R蛋白結(jié)合,抑制酶T催化E蛋白的磷
13、酸化,導(dǎo)致未磷酸化的E蛋白被剪切,剪切產(chǎn)物通過核孔進(jìn)入細(xì)胞核,調(diào)節(jié)乙烯響應(yīng)基因的表達(dá),植株表現(xiàn)有乙烯生理反應(yīng),同理在無乙烯的條件下,酶T催化E蛋白的磷酸化,最終表現(xiàn)無乙烯生理反應(yīng)。(3)酶T活性喪失的純合突變體(1#),不能催化E蛋白磷酸化,無乙烯存在條件下,出現(xiàn)有乙烯生理反應(yīng)的表現(xiàn)型。野生型在無乙烯存在的條件下,出現(xiàn)無乙烯生理反應(yīng)。1#與野生型雜交,在無乙烯條件下,F1的表現(xiàn)型與野生型相同,是因?yàn)镕1為雜合子,雜合子有野生型基因,可產(chǎn)生有活性的酶T,最終阻斷乙烯作用途徑,表現(xiàn)為無乙烯生理反應(yīng)。(4)2#與野生型雜交,F1中突變基因表達(dá)的R蛋白不能與乙烯結(jié),合,導(dǎo)致酶T持續(xù)有活性,阻斷乙烯作用
14、途徑,表現(xiàn)為無乙烯生理反應(yīng),其表現(xiàn)型與2#一致,因此突變基因?yàn)轱@性。(5)據(jù)(4)知,若番茄R蛋白發(fā)生了與2#相同的突變時(shí),無法識(shí)別乙烯信號(hào),表現(xiàn)為無乙烯生理反應(yīng),果實(shí)的成熟期會(huì)推遲。,突破2基因分離定律的實(shí)質(zhì),1.分離定律的實(shí)質(zhì),2.分離定律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ) 如圖表示含一對(duì)等位基因D、d的精(卵)原細(xì)胞減數(shù)分裂圖解: 由圖分析可知,分離定律的實(shí)質(zhì)是在減數(shù)第一次分裂的后期,等位基因隨同源染色體的分開而分離,形成數(shù)量相等的兩種類型的配子。,3.分離定律適用范圍及作用條件 分離定律只適用于一對(duì)等位基因控制的一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳,且需滿足以下條件: (1)產(chǎn)生兩種類型配子的數(shù)量相等,且生活力相同。 (2)
15、雌、雄配子結(jié)合的機(jī)會(huì)均等。 (3)子代不同基因型個(gè)體的存活率相等。 (4)子代個(gè)體數(shù)量足夠大。 (5)真核生物、有性生殖的細(xì)胞核遺傳。,4.雜合子Aa(親代)連續(xù)自交,第n代的比例分析,根據(jù)表中比例,雜合子、純合子所占比例坐標(biāo)曲線圖為:,5.分離定律的異常情況 (1)不完全顯性:F1的性狀表現(xiàn)是介于顯性和隱性親本之間的顯性表現(xiàn)形式,如紫茉莉的花色遺傳中,紅色花(RR)與白色花(rr)雜交產(chǎn)生的F1為粉紅花(Rr),F1自交后代有3種表現(xiàn)型:紅花、粉紅花、白花,性狀分離比為121。 (2)致死現(xiàn)象,(3)從性遺傳 由常染色體上基因控制的性狀,在表現(xiàn)型上受個(gè)體性別影響的現(xiàn)象,如綿羊的有角和無角受常
16、染色體上一對(duì)等位基因控制,有角基因H為顯性,無角基因h為隱性,在雜合子(Hh)中,公羊表現(xiàn)為有角,母羊則表現(xiàn)為無角。,1.推斷個(gè)體基因型與表現(xiàn)型的一般方法 (1)由親代推斷子代的基因型與表現(xiàn)型(正推型),后代分離比推斷法:,(2)由子代推斷親代的基因型(逆推型) 隱性純合突破法:若子代出現(xiàn)隱性性狀,則其基因型一定是aa,其中一個(gè)a來自父本,另一個(gè)a來自母本。,2.分離定律的概率計(jì)算 (1)用經(jīng)典公式計(jì)算 概率=(某性狀或遺傳因子組合數(shù)/總組合數(shù))100% (2)根據(jù)分離比推理計(jì)算 AA、aa出現(xiàn)的概率都是1/4,Aa出現(xiàn)的概率是1/2;顯性性狀出現(xiàn)的概率是3/4,隱性性狀出現(xiàn)的概率是1/4。,
17、(3)根據(jù)配子的概率計(jì)算 先計(jì)算出親本產(chǎn)生每種配子的概率,再根據(jù)題目要求將相關(guān)的兩種配子 的概率相乘,即可得出某一遺傳因子所組成個(gè)體的概率;計(jì)算表現(xiàn)型概率時(shí),再將相同表現(xiàn)型個(gè)體的概率相加即可。,考向1以基礎(chǔ)判斷的形式,考查基因分離定律的實(shí)質(zhì) 1.下列四項(xiàng)能正確表示基因分離定律實(shí)質(zhì)的是(),C,答案C基因分離定律的實(shí)質(zhì)是雜合子在減數(shù)分裂形成配子的過程中,等位基因隨同源染色體的分開而分離,分別進(jìn)入不同的配子中,獨(dú)立地隨配子遺傳給后代。,考向2以基礎(chǔ)判斷的形式,考查個(gè)體基因型與表現(xiàn)型的推測 2.(2017北京海淀零模)昆蟲附肢可分為基節(jié)、中節(jié)和梢節(jié),各節(jié)中有數(shù)量不等的剛毛。研究發(fā)現(xiàn),a、b、c三個(gè)基
18、因與不同節(jié)段的發(fā)育有關(guān),a+、b+、c+為野生型基因,a-、b-、c-為突變型基因。下圖為不同基因型個(gè)體發(fā)育到同一階段的表現(xiàn)型。據(jù)圖分析,下列推論不合理的是(),A.a+僅影響梢節(jié)的發(fā)育 B.b+僅影響基節(jié)的發(fā)育 C.基節(jié)的發(fā)育受到b+與c+的影響 D.中節(jié)的發(fā)育受到a+與c+的影響,答案Aa+發(fā)生突變,中節(jié)和梢節(jié)上都沒有剛毛,A錯(cuò)誤;b+發(fā)生突變,基節(jié)上沒有剛毛,c+發(fā)生突變,基節(jié)上也沒有剛毛,由此可知,基節(jié)的發(fā)育受到b+與c+的影響,B、C正確;野生型個(gè)體的中節(jié)下面沒有剛毛,a+發(fā)生突變后,中節(jié)和梢節(jié)上都沒有剛毛,c+發(fā)生突變后,中節(jié)下面有剛毛,因此中節(jié)的發(fā)育受到a+與c+的影響,D正確。
19、,3.扁豆具有多種外皮性狀,是由同一基因位點(diǎn)的多個(gè)不同基因控制的。將純種不同性狀的扁豆雜交得到F1,然后自交得到F2,結(jié)果如下表。據(jù)表判斷,不正確的是(),A.一株扁豆的外皮性狀由多對(duì)等位基因控制 B.光面扁豆自交后代不會(huì)出現(xiàn)性狀分離 C.親本麻面A和斑點(diǎn)B雜交后代全為麻面A D.控制斑點(diǎn)A和B的基因是共顯性關(guān)系,答案A由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,F2的性狀分離比基本都為31,說明性狀受1對(duì)等位基因控制,A錯(cuò)誤;光面性狀為隱性性狀,故光面扁豆自交后代不會(huì)出現(xiàn)性狀分離,B正確;麻面B的基因?qū)Π唿c(diǎn)A(或B)的基因?yàn)轱@性,而麻面A對(duì)麻面B的基因?yàn)轱@性,因此親本麻面A和斑點(diǎn)B雜交后代全為麻面A,C正確;斑點(diǎn)A斑點(diǎn)
20、B的后代為斑點(diǎn)A、B混合,說明控制斑點(diǎn)A和B的基因是共顯性關(guān)系,D正確。,考向3以演繹計(jì)算的形式,考查與基因分離定律相關(guān)的計(jì)算 4.(2017北京師大附中期中)已知果蠅的灰身和黑身是一對(duì)相對(duì)性狀。將純種的灰身果蠅和黑身果蠅雜交,F1全為灰身。讓F1自交產(chǎn)生F2,若將F2中的灰身果蠅取出,讓其自由交配,后代中灰身和黑身果蠅的比例為() A.11B.31C.51D.81,D,答案D假設(shè)控制果蠅的灰身和黑身性狀的等位基因用A、a表示。分析可知,去除F2中的黑身果蠅,剩余果蠅中A基因占2/3、a基因占1/3。讓F2的灰身果蠅自由交配,根據(jù)遺傳平衡定律,其子代果蠅基因型及比例為AAAaaa=(2/32/
21、3)(21/32/3)(1/31/3)=441,所以后代中灰身和黑身果蠅的比例為81。,5.低磷酸酯酶癥是一種遺傳病,一對(duì)夫婦均表現(xiàn)正常,他們的父母也均表現(xiàn)正常,丈夫的父親不攜帶致病基因,而母親是攜帶者,妻子的妹妹患有低磷酸酯酶癥。這對(duì)夫婦生育一個(gè)正常孩子是純合子的概率是() A.1/3B.1/2C.6/11D.11/12,C,答案C由“他們的父母均正常”和“妻子的妹妹患有低磷酸酯酶癥”可推知,該病為常染色體隱性遺傳病。妻子的基因型(相關(guān)的基因用A、a表示)及比例為1/3AA、2/3Aa;由“丈夫的父親完全正常,母親是攜帶者”可推知,丈夫的基因型及比例為1/2AA、1/2Aa。他們的后代是純合子AA的概率是1/2,是雜合子Aa的概率是5/12,是純合子aa的概率是1/12。他們生育一個(gè)正常孩子是純合子的概率是6/11,C正確。,核心構(gòu)建,
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