第18讲 孟德尔的豌豆杂交实验一Word文件下载.docx

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　3∶1　

2．提出问题：

由F1、F2的现象分析，提出了__是什么原因导致遗传性状在杂种后代中按一定的比例分离__的问题。

三、对分离现象的解释——提出假说

　答案遗传因子　成对　单个　分离　随机　4

四、对分离现象解释的验证——演绎推理

1．演绎推理过程

（1）原理：

隐性纯合子只产生一种含__隐性基因__的配子，所以不会掩盖F1配子中基因的表达。

（2）方法：

__测交__实验，即让F1与__隐性纯合子__杂交。

（3）画出测交实验的遗传图解：

答案如图

（4）预期：

　测交后代高茎与矮茎的比例为1∶1　。

2．测交实验结果：

测交后代的高茎和矮茎比接近1∶1。

3．结论：

实验数据与理论分析相符，证明对分离现象的理论解释是正确的。

五、分离定律——得出结论

1．内容

（1）研究对象：

控制__同一性状__的遗传因子。

（2）时间：

形成__配子__时。

（3）行为：

成对的遗传因子发生__分离__。

（4）结果：

分离后的遗传因子分别进入__不同配子__中，随__配子__遗传给后代。

2．实质：

__等位基因__随__同源染色体__的分开而分离。

3．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。

六、性状分离比的模拟实验

1．实验原理：

甲、乙两个小桶分别代表__雌、雄生殖器官__，桶内的彩球分别代表__雌、雄配子__，用不同彩球随机组合模拟生物在生殖过程中雌、雄配子的随机结合。

2．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。

遗传规律研究方法——“假说—演绎”法

（1）提出问题→为什么F2中总是出现3∶1的比例？

（2）假说解释→提出遗传因子控制相对性状等观点。

（3）演绎推理→F1为杂合子，其测交后代为1∶1。

（4）实验验证→测交实验验证演绎推理。

（5）总结规律→通过实验验证，假说成立。

严格的假说—演绎过程，再加上合适的材料和科学的方法，奠定了孟德尔成功的基础。

1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×

”。

（1）孟德尔利用了豌豆自花传粉、闭花受粉的特性。

（　√　）

（2）孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质。

（　×

　）

（3）孟德尔巧妙设计的测交方法只能用于检测F1的基因型。

（4）孟德尔根据亲本中不同个体表现型来判断亲本是否纯合。

2．在孟德尔的豌豆杂交实验中，涉及自交和测交。

下列相关叙述中正确的是（　C　）

A．自交可以用来判断某一显性个体的基因型，测交不能

B．测交可以用来判断一对相对性状的显隐性，自交不能

C．自交可以用于显性优良性状的品种培育过程

D．自交和测交都不能用来验证分离定律和自由组合定律

解析　自交和测交均可以用来判断某一显性个体的基因型，A项错误；

自交可以用来判断一对相对性状的显隐性，但测交不可以用来判断一对相对性状的显隐性，B项错误；

自交子代可能发生性状分离，所以自交可用于淘汰隐性个体，提高显性基因的频率，即可用于显性优良性状的品种培育过程，C项正确；

自交和测交均能用来验证分离定律和自由组合定律，D项错误。

3．“假说—演绎法”是现代科学研究中常用的方法。

包括“提出问题→作出假设→演绎推理→检验推理→得出结论”五个基本环节。

孟德尔利用该方法发现了两大遗传定律。

下列对孟德尔的研究过程的分析中，正确的是（　B　）

A．孟德尔的杂交实验，F1的表现型否定了融合遗传，证实了基因的分离定律

B．孟德尔所作假设的核心内容有：

生物的性状是由遗传因子决定的，而且遗传因子在体细胞中是成对存在的，形成配子时成对的遗传因子分离

C．孟德尔发现的遗传规律同样适用于对细菌等原核生物的研究

D．萨顿的假说、摩尔根证明基因在染色体上的有关研究，也运用了该科研方法

解析　孟德尔的杂交实验，F1只有一种表现型，不能证实基因的分离定律；

孟德尔的两大遗传定律只适合于真核生物的有性生殖；

萨顿的假说运用了类比推理法，并未使用假说—演绎法。

一　孟德尔遗传实验的科学方法

1．孟德尔选用严格自花传粉的豌豆作为实验材料，用统计学的方法，假说—演绎思路得出了基因的分离定律，测交实验是假说—演绎推理的体现。

2．相对性状是指同种生物同一种性状的不同表现类型。

3．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。

4．纯合子体内基因组成相同，杂合子体内基因组成不同。

5．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。

[例1]（全国卷Ⅰ）若用玉米为实验材料验证孟德尔分离定律，下列因素对得出正确实验结论影响最小的是（　A　）

A．所选实验材料是否为纯合子

B．所选相对性状的显隐性是否易于区分

C．所选相对性状是否受一对等位基因控制

D．是否严格遵守实验操作流程和统计分析方法

解析　验证分离定律可以采用测交法（杂合子与隐性纯合子杂交），也可以用杂合子自交的方法，因此所选实验材料是否为纯合子不影响实验结果。

二　一对相对性状的杂交实验

1．相同基因、等位基因与非等位基因

（1）相同基因：

同源染色体相同位置上控制同一性状的基因。

如图中A和A叫相同基因。

（2）等位基因：

同源染色体的同一位置控制相对性状的基因。

如图中B和b、C和c、D和d都是等位基因。

（3）非等位基因：

非等位基因有两种情况。

一种是位于非同源染色体上的非等位基因，符合自由组合定律，如图中A和D；

还有一种是位于同源染色体上的非等位基因，如图中A和b。

2．与杂交方式相关的概念及其作用

概念

作用

杂交

基因型不同的个体间雌雄配子的结合

①通过杂交将不同优良性状集中到一起，得到新品种

②通过后代性状分离比，判断显、隐性性状

自交

基因型相同的个体间雌雄配子的结合

①不断提高种群中纯合子的比例

②可用于植物纯合子、杂合子的鉴定

测交

F1与隐性纯合子杂交

①测定F1的基因组成

②可验证基因分离定律理论解释的正确性

③高等动物纯合子、杂合子的鉴定

[例2]孟德尔用豌豆进行杂交实验，成功地揭示了遗传的两个基本定律，为遗传学的研究做出了杰出的贡献，被世人公认为“遗传学之父”。

下列有关孟德尔一对相对性状杂交实验的说法中，错误的是（　A　）

A．豌豆是自花受粉植物，实验过程中免去了人工授粉的麻烦

B．在实验过程中，提出的假说是F1产生配子时，成对的遗传因子分离

C．解释性状分离现象的“演绎”过程是若F1产生配子时，成对的遗传因子分离，则测交后代出现两种表现型，且数量比接近1∶1

D．验证假说阶段完成的实验是让子一代与隐性纯合子杂交

解析　豌豆是自花传粉植物，在杂交时，要严格“去雄”并“套袋”，进行人工授粉。

三　分离定律的实质与验证

1．分离定律的实质

下图表示一个基因型为Aa的性原细胞产生配子的过程：

由图得知，基因型为Aa的精（卵）原细胞能产生A和a两种类型的配子，比例为1∶1。

2．分离定律的适用范围及条件

（1）

（2）

3．验证方法

（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1∶1。

（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3∶1。

（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1∶1。

上述四种方法都能揭示分离定律的实质，但有的操作简便，如自交法；

有的能在短时间内做出判断，如花粉鉴定法等。

由于四种方法各有优缺点，因此解题时要根据题意选择合理的实验方案（对于动物而言，常采用测交法）。

[例3]有关下面遗传图解的说法，正确的是（　A　）

A．基因分离定律的实质表现在图中的①②

B．基因自由组合定律的实质表现在图中的③

C．Aa产生的雌雄两种配子的数量比为1∶1

D．基因（A）与基因（a）的根本区别在于所含的密码子不同

解析　①②所示的过程为等位基因分离，③所示的过程为受精作用，A项正确；

图中只有一对等位基因，而基因的自由组合定律是针对两对或两对以上的等位基因，B项错误；

等位基因A、a分离然后进入不同的配子中，则A∶a＝1∶1，但雄配子数量远远多于雌配子数量，C项错误；

等位基因不同的根本原因在于碱基对的排列顺序不同，D项错误。

[例1]下列关于遗传学中的一些基本概念的叙述正确的是（　　）

A．杂种显性个体与隐性个体杂交子代同时出现显性和隐性性状可称为性状分离

B．等位基因的本质区别是控制的性状不同

C．非同源染色体自由组合之时，所有的非等位基因也发生自由组合

D．纯合子aabb（a、b位于不同染色体上）减Ⅰ后期会发生非同源染色体的自由组合

[答题送检]来自阅卷名师报告

错误

致错原因

扣分

A

考生混淆显性性状、隐性性状和性状分离的概念

－2

B

考生审题时没有注意关键词“本质区别”

C

考生没有掌握自由组合定律涉及的对象，或没有理解非等位基因的含义

[解析]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项错误；

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项错误；

非同源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，位于一对同源染色体上的非等位基因不发生自由组合，C项错误。

[规范答题]D（2分）

1．下列关于孟德尔遗传规律的得出过程的说法，错误的是（　D　）

A．豌豆自花传粉、闭花受粉的特点是孟德尔杂交实验获得成功的原因之一

B．统计学方法的使用有助于孟德尔总结数据规律

C．进行测交实验是为了对提出的假说进行验证

D．假说中具有不同遗传因子的配子之间随机结合，体现了自由组合定律的实质

解析　孟德尔杂交实验获得成功的原因之一是豌豆是自花传粉、闭花受粉的植物，并且具有容易区分的性状；

孟德尔在总结数据、分析数据时应用了统计学的方法；

测交实验对假说进行了验证；

自由组合定律的实质是非同源染色体上非等位基因在形成配子时自由组合。

考点二　基因分离定律的应用及解题方法

1．表现型与基因型的相互推导

由亲代推断子代的基因型与表现型（正推型）

亲本

子代基因型

子代表现型

AA×

AA

__AA__

全为显性

Aa

AA∶Aa＝1∶1

__全为显性__

__AA×

aa__

Aa×

　AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1　

显性∶隐性＝3∶1

aa

Aa∶aa＝1∶1

　显性∶隐性＝1∶1　

aa×

全为隐性

2.性状显隐性的判断

（1）根据子代性状判断

①不同性状的亲本杂交→子代只出现一种性状→子代所出现的性状为__显性性状__。

②相同性状的亲本杂交→子代出现不同性状→子代所出现的__新性状__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→分离比占__3/4__的性状为显性性状。

3．纯合子与杂合子的比较与鉴定

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__1__对等位基因

②自交后代会发生性状分离

实验

鉴定

花粉鉴定方法

花粉的表现型只有__1__种

花粉的表现型至少__2__种

（1）杂合子与纯合子基因组成不同，性状表现也不同。

（2）符合基因分离定律并不一定出现特定性状分离比。

（3）A和a、A和A、a和a均为等位基因。

（4）AABBccDd是杂合子，AABBccXdY是纯合子。

（5）F2出现3∶1性状分离比一定依赖于雌雄配子的随机结合。

（6）基因型为DD的生物个体产生含有D的配子体现了基因分离定律的实质。

2．南瓜的花色是由一对等位基因（A和a）控制的，用一株开黄花的南瓜和一株开白花的南瓜杂交，子代（F1）既有开黄花的，也有开白花的。

让F1自交产生F2，表现型如图所示。

下列说法正确的是（　B　）

A．①过程发生了性状分离

B．由③可知白花是显性性状

C．F1中白花的基因型是Aa或AA

D．F2中白花的各基因型比为1∶1

解析　图中③过程中白花南瓜自交后代发生性状分离，说明该白花的基因型是Aa，同时可知白花是显性性状，黄花是隐性性状。

③过程发生了性状分离，因此F1中白花的基因型是Aa，F2中白花的基因型为2/3Aa、1/3AA。

3．科学家利用小鼠进行杂交实验，结果如下：

①黄鼠×

黑鼠→黄2378∶黑2398；

②黄鼠×

黄鼠→黄2396∶黑1235。

下列有关分析不正确的是（　A　）

A．实验①能判断小鼠皮毛黄色是隐性性状

B．实验②中黄鼠很可能是杂合子

C．实验②中亲本小鼠均不是纯合子

D．纯合的黄色小鼠可能在胚胎期死亡

解析　实验②中亲代黄鼠产生黑色子代，说明黄色是显性性状，黑色是隐性性状，亲代均为杂合子，子代正常比例应为3∶1，但实际为2∶1，说明纯合的黄色小鼠可能在胚胎期死亡，故A项错误，B、C、D项正确。

基因型与表现型的推导

方法1：

基因填充法

先根据亲代表现型写出能确定的基因，如显性亲本的基因型可用A_来表示，那么隐性亲本的基因型只有一种aa，再根据子代中一对基因分别来自两个亲本，可推出亲代中未知的基因。

方法2：

隐性纯合突破法

如果子代中有隐性个体存在，它往往是逆推过程中的突破口，因为隐性个体是纯合子（aa），所以亲代基因型中必然都有一个a基因，然后再根据亲代的表现型进一步判断。

方法3：

分离比法

亲代基因型、表现型

子代基因型、表现型

一　纯合子、杂合子的判定

（1）自交法：

此法主要用于植物，而且是最简便的方法。

（2）测交法：

待测对象若为雄性动物，注意与多个隐性雌性个体交配，以产生更多的后代个体，使结果更有说服力。

（3）单倍体育种法：

此法只适用于植物。

（4）花粉鉴定法：

此法只适用于一些特殊的植物。

如非糯性与糯性水稻的花粉遇碘液呈现不同颜色。

如果花粉有两种，且比例为1∶1，则被鉴定的亲本为杂合子；

如果花粉只有一种，则被鉴定的亲本为纯合子。

[例1]老鼠毛色有黑色和黄色，这是一对相对性状。

有下面三组交配组合，请判断四个亲本中是纯合子的是（　D　）

交配组合

子代表现型及数目

①

甲（黄色）×

乙（黑色）

12（黑）、4（黄）

②

丙（黑色）

8（黑）、9（黄）

③

丁（黑色）

全为黑色

A.甲和乙B．乙和丙

C．丙和丁D．甲和丁

解析　根据三组杂交组合的子代表现型可知，黑色鼠出现的频率高于黄色鼠，且第③组子代全为黑色鼠，说明黑色为显性，黄色为隐性。

故甲为隐性纯合子，丁为显性纯合子。

二　自交与自由交配的相关计算

1．自交

（1）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2/3AA、1/3Aa植物在群体中自交是指：

2/3AA×

AA、1/3Aa×

Aa，其后代基因型及概率为3/4AA、1/6Aa、1/12aa，后代表现型及概率为11/12A_、1/12aa。

（2）淘汰和不淘汰隐性个体的连续自交类

①杂合子Aa连续自交n次，杂合子比例为（1/2）n，纯合子比例为1－（1/2）n，显性纯合子比例＝隐性纯合子比例＝[1－（1/2）n]×

1/2。

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

。

2．自由交配

（1）自由交配强调的是群体中所有个体进行随机交配，以基因型为2/3AA、1/3Aa的动物群体为例，说明进行随机交配的情况。

如

♂×

♀

欲计算自由交配后代基因型、表现型的概率，主要有以下2种解法：

解法一　自由交配方式（四种）展开后再合并：

（1）♀2/3AA×

♂2/3AA→4/9AA

（2）♀2/3AA×

♂1/3Aa→1/9AA＋1/9Aa

（3）♀1/3Aa×

♂2/3AA→1/9AA＋1/9Aa

（4）♀1/3Aa×

♂1/3Aa→1/36AA＋1/18Aa＋1/36aa

合并后，基因型为25/36AA、10/36Aa、1/36aa，表现型为35/36A_、1/36aa。

解法二　利用基因频率推算：

已知群体基因型为2/3AA、1/3Aa，不难得出A、a的基因频率分别为5/6、1/6，根据遗传平衡定律，后代中：

AA＝（5/6）2＝25/36，Aa＝2×

5/6×

1/6＝10/36，aa＝（1/6）2＝1/36。

（2）淘汰和不淘汰隐性个体的随机交配类

①在连续随机交配不淘汰隐性个体的情况下，随着随机交配代数的增加，基因型及表现型的比例均不变。

②在连续随机交配但逐代淘汰隐性个体的情况下，随着随机交配代数的增加，基因型及表现型的比例都发生改变。

③自由交配情况下，运用配子概率法解决后代表现型、基因型问题最为简便。

[例2]已知牛的体色由一对等位基因（A、a）控制，其中基因型为AA的个体为红褐色，aa为红色，在基因型为Aa的个体中，雄牛为红褐色，雌牛为红色。

现有一群牛，只有AA、Aa两种基因型，其比例为1∶2，且雌∶雄＝1∶1。

若让该群体的牛分别进行自交（基因型相同的雌雄个体交配）和自由交配，则子代的表现型及比例分别是（　C　）

A．自交　红褐色∶红色＝5∶1；

自由交配　红褐色∶红色＝8∶1

B．自交　红褐色∶红色＝3∶1；

自由交配　红褐色∶红色＝4∶1

C．自交　红褐色∶红色＝2∶1；

自由交配　红褐色∶红色＝2∶1

D．自交　红褐色∶红色＝1∶1；

自由交配　红褐色∶红色＝4∶5

解析　先求出不同交配类型产生的后代的基因型及概率，然后再根据题意求出表现型的比例。

亲本的基因型及概率为1/3AA、2/3Aa，雌∶雄＝1∶1，自交的子代中基因型AA占（1/3）×

1＋（2/3）×

（1/4）＝1/2，Aa占（2/3）×

（1/2）＝1/3，aa占1/6；

在基因型为Aa的个体中有1/2为红褐色雄牛，1/2为红色雌牛，因此，子代中红褐色个体占（1/2）＋（1/3）×

（1/2）＝2/3，则红色占1/3，即红褐色∶红色＝2∶1。

求自由交配产生子代的基因型时，可利用配子的概率求解，亲本产生的雄（或雌）配子中A占2/3，a占1/3，则自由交配产生子代的基因型及概率：

AA的概率＝（2/3）×

（2/3）＝4/9，Aa的概率＝2×

（2/3）×

（1/3）＝4/9，aa的概率＝（1/3）×

（1/3）＝1/9。

再根据前面的计算方法可知，子代的表现型及比例为红褐色∶红色＝2∶1。

连续自交、自由交配、淘汰隐性个体后杂合子的比例

连续自交

自由交配

连续自交并逐代淘汰隐性个体

自由交配并逐代淘汰隐性个体

P

1

F1

F2

F3

F4

Fn

[注]计算自由交配子代基因型、表现型概率用配子法较简便，但自交的子代概率不可用配子法计算。

三　异常分离比的情况考查

1．复等位基因的遗传

复等位基因之间有特定的显隐性关系，遗传时遵循基因的分离定律，常见的有人类ABO血型的遗传，涉及三个基因——IA、IB、i，可组成6种基因型：

IAIA、IAi、IBIB、IBi、IAIB、ii。

2．隐性纯合致死

隐性基因纯合时，对个体有致死作用（如白化苗）。

3．显性致死

分为显性纯合致死和显性杂合致死。

若为显性纯合致死，杂合子自交后代显∶隐＝2∶1。

4．配子致死

指致死基因在配子时期发挥作用，从而不能形成有活力配子的现象。

5．从性遗传

指控制相对性状的基因位于常染色体上，但是杂合子在雌、雄性个体中的表现型不同，例如绵羊的有角、无角。

解答此类试题时，首先要根据题干信息判断，题目给定的性状是否符合基因的分离或自由组合定律，如果符合再根据信息找出导致异常比例出现的原因，从而快速解题；

如果发现不符合孟德尔遗传规律，则要考虑所考查的性状是否属于伴性遗传或母系遗传。

[例3]食指长于无名指为长食指，反之为短食指，该相对性状由常染色体上一对等位基因控制（TS表示短食指基因，TL表示长食指基因）。

此等位基因表达受性激素影响，TS在男性中为显性，TL在女性中为显性。

若一对夫妇均为短食指，所生孩子中既有长食指又有短食指，则该夫妇再生一个孩子是长食指的概率为（　A　）

A．1/4B．1/3

C．1/2D．3/4

解析　因TS在男性中为显性，TL在女性中为显性，该夫妇均为短食指，则女性的基因型为TSTS，男性的基因型为TSTL或TSTS。

如果该男性的基因型为TSTS，则子代基因型都为TSTS，全部为短食指，与题干信息不符，因此男性的基因型为TSTL。

其子代的基因型和表现型分别为男性：

TSTS（短食指）、TSTL（短食指），女性：

TSTS（短食指）、TLTS（长食指），且每种基因型所占比例为1/4，因此再生一个孩子为长食指的概率为1/4。

四　考查分离定律的概率计算

1．用经典公式或分离比计算

（1）概率＝

×

100%。

（2）根据分离比计算：

AA、aa出现的概率都是1/4，Aa出现的概率是1/2，显性性状出现的概率是3/4，隐性性状出现的概率是1/4，显性性状中杂合子的概率是2/3。

2．根据配子概率计算

（1）先计算亲本产生每种配子的概率。

（2）根