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第16講基因的分離定律 1 1 第五單元遺傳的基本規(guī)律 考綱要求1 孟德爾遺傳實(shí)驗(yàn)的科學(xué)方法 2 基因的分離定律 一 基本概念 1 生物性狀類 生物體形態(tài)特征和生理特征的總稱 5 性狀重組 F1自交 后代出現(xiàn)不同于P的表現(xiàn)型 性狀組合 2 生物個(gè)體類 表現(xiàn)型是基因型和環(huán)境共同作用的結(jié)果 基因型相同 表現(xiàn)型不一定相同 表現(xiàn)型相同 基因型不一定相同 3 配子 合子 配子 成熟生殖細(xì)胞配子結(jié)合成合子 4 純合體 子 概念 特點(diǎn) 能穩(wěn)定遺傳 自交后代不發(fā)生性狀分離 5 雜合體 子 概念 特點(diǎn) 不能穩(wěn)定遺傳 自交后代會(huì)發(fā)生性狀分離 6 雜種后代 雜交產(chǎn)生的子代稱為雜種后代 如雜種子一代 F1 雜種子二代 F2 由含有相同基因的配子結(jié)合成的合子發(fā)育而成的個(gè)體 由含有不同基因的配子結(jié)合成的合子發(fā)育而成的個(gè)體 控制顯性性狀的基因 一般用大寫英文字母表示 如A B D等 控制隱性性狀的基因 一般用小寫英文字母表示 如a b d等 一對(duì)同源染色體的同一位置上控制相同性狀的基因 一對(duì)同源染色體的同一位置上控制相對(duì)性狀的基因 3 基因類 3 非等位基因 位于非同源染色體 自由組合 位于同源染色體 基因連鎖 4 復(fù)等位基因 同源染色體上同一位置的等位基因的數(shù)目在兩個(gè)以上 如 控制人類ABO血型的IA IB i 位于同源染色體的不同位置上或非同源染色體上的基因 4 交配方式類 1 雜交 2 自交 3 測(cè)交 基因型不同的生物體 通過雌雄生殖細(xì)胞的結(jié)合產(chǎn)生后代的過程 用 表示 雜種子一代與隱性個(gè)體相交 用來測(cè)定F1的基因型 自花傳粉也叫自交 是指兩性花的花粉 落到同一朵花的雌蕊柱頭上的過程 4 反交 正交 是一組相對(duì)概念 若甲 乙 的交配方式稱為正交 則甲 乙 的交配方式稱為反交 異花傳粉同株或異株的兩朵花之間的傳粉過程叫異花傳粉 供應(yīng)花粉的植株叫父本 接收花粉的植株叫母本 5 自由 隨機(jī) 交配 種群中所有雌雄個(gè)體間交配概率相同 二 基因分離定律的發(fā)現(xiàn) 1 實(shí)驗(yàn)材料 豌豆 是自花傳粉 閉花受粉植物 自然狀態(tài)下都是純種有易于區(qū)分的相對(duì)性狀 歸納了7對(duì) 花較大 易進(jìn)行人工雜交實(shí)驗(yàn)子粒多 統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果可靠 易種植 思考 果蠅為什么常用做遺傳實(shí)驗(yàn)材料 相對(duì)性狀明顯 繁殖周期短 子代數(shù)量多染色體數(shù)少 被子植物的兩性花和單性花 介紹 被子植物的雙受精 單子葉植物 種子中有胚乳 如 水稻 玉米 小麥等 雙子葉植物 種子中無胚乳 如 豌豆 花生 大豆等 2 實(shí)驗(yàn)方法 人工異花傳粉 去雄 套袋 套袋 人工授粉 3 科學(xué)發(fā)現(xiàn)模式 假說演繹法P7 在觀察和分析基礎(chǔ)上提出問題以后 通過推理和想像提出解釋問題的假說 根據(jù)假說進(jìn)行演繹推理 再通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)演繹推理的結(jié)論 如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期結(jié)論相符 就證明假說是正確的 反之 則說明假說是錯(cuò)誤的 這是現(xiàn)代科學(xué)研究中常用的一種科學(xué)方法 叫做假說 演繹法 觀察現(xiàn)象 提出問題 分析問題 提出假說 演繹推理 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 得出結(jié)論 歸納法是對(duì)觀察 實(shí)驗(yàn)和調(diào)查所得的個(gè)別事實(shí) 概括出一般原理的一種研究方法 4 孟德爾的一對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn) 什么是融合遺傳 兩個(gè)親本雜交后 雙親的遺傳物質(zhì)會(huì)在子代體內(nèi)發(fā)生混合 使子代表現(xiàn)出介于雙親之間的性狀 觀察現(xiàn)象 提出問題 為什么F1全是高莖 為什么F2矮莖又出現(xiàn)了 為什么會(huì)出現(xiàn)一定性狀分離比 為什么正反交一樣 思考 如何證明性狀分離比的出現(xiàn)不是偶然 性狀分離比是第幾年統(tǒng)計(jì)的結(jié)果 如果是粒形呢 分析問題 提出假說 對(duì)性狀分離現(xiàn)象的解釋P5 生物的性狀是由遺傳因子 后來改為基因 控制的 且相互獨(dú)立 體細(xì)胞中的基因都是成對(duì)存在的 生物體在形成配子時(shí) 成對(duì)的基因彼此分離 分別進(jìn)入不同的配子中 在受精時(shí) 雌雄配子是隨機(jī)結(jié)合的 內(nèi)容 用遺傳圖解解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果 親代的表現(xiàn)型 性別 基因型配子類型 3代可省 交配方式 箭頭方向后代的基因型 表現(xiàn)型及比例P 配子 F1等 遺傳圖解 F2的基因型及比例為 F2的表現(xiàn)型及其比例為 DD Dd dd 1 2 1 高莖 矮莖 3 1 驗(yàn)證假說 測(cè)交實(shí)驗(yàn) 讓F1與隱性純合親本相交 D d 配子 高莖 矮莖 測(cè)交后代 1 1 預(yù)期結(jié)果 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 正反交 高莖 矮莖 1 1 高莖 30 矮莖 34 1 1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期結(jié)果相符 證實(shí)了對(duì)分離現(xiàn)象解釋的假說是正確的 演繹推理 測(cè)交的作用 驗(yàn)證孟德爾定律 間接證明了F1的基因型及其配子的種類及比例 得出結(jié)論 基因分離定律 關(guān)鍵點(diǎn) 1 時(shí)間 減數(shù)第一次分裂后期 2 細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ) 同源染色體的分離 3 實(shí)質(zhì) 等位基因的分離 孟德爾基因分離定律的得出采用的研究方法 采用的數(shù)據(jù)處理方法 假說演繹法 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 薩頓用類比推理提出 基因在染色體上 摩爾根果蠅實(shí)驗(yàn)證實(shí) 沃 克提出 半保留復(fù)制 同位素標(biāo)記大腸桿菌證實(shí) 植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn) 斯他林和貝利斯激素調(diào)節(jié)的發(fā)現(xiàn) 遺傳密碼的破譯 克里克3個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸等 三 模擬實(shí)驗(yàn) 性狀分離比 要出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的3 1性狀分離比的條件 配子的數(shù)目相等且生活力相同 雌雄配子結(jié)合的機(jī)會(huì)相等 不同基因型個(gè)體存活率相同 子代數(shù)量足夠多 細(xì)胞核遺傳且為完全顯性等 兩個(gè)小桶 分別標(biāo)記甲 乙 內(nèi)置藍(lán)球和黃球各10個(gè) 搖勻小球 隨機(jī)抓取 組合 放回 搖勻 重復(fù)50 100次 小桶代表 雌 雄生殖器官 小球代表 雌雄配子 小球顏色代表 配子種類 顯性 隱形配子 兩桶內(nèi)的小球數(shù)量必需相同 每桶內(nèi)不同顏色的小球必需相同 抓了球后是否必需放回原桶才能再抓下一次 若甲桶放A a兩種小球乙桶放B b兩種小球 則模擬的是 四 數(shù)學(xué)算法歸納 1 Aa連續(xù)自交 2 Aa連續(xù)自交 且逐代淘汰隱性個(gè)體 先假設(shè)不淘汰 最后一代再淘汰 自交n代后 顯性個(gè)體中 雜合子比例為純合子比例為 連續(xù)自交 基因型頻率改變 基因頻率不變 1 2n 1 3 雜合子Aa連續(xù)自由交配n次 雜合子比例為 顯性純合子比例為 隱性純合子比例為 4 雜合子Aa連續(xù)自由交配n代 且逐代淘汰隱性個(gè)體后 顯性個(gè)體中 雜合子比例為 純合子比例為 自由交配 符合遺傳平衡定律 后代 基因頻率 基因型頻率都不變 遺傳平衡定律 A a p q 1 AA Aa aa p2 2pq q2 1 練 用基因型為Aa的小麥分別進(jìn)行連續(xù)自交 隨機(jī)交配 連續(xù)自交并逐代淘汰隱性個(gè)體 隨機(jī)交配并逐代淘汰隱性個(gè)體 根據(jù)各代Aa基因型頻率繪制曲線如圖 下列分析錯(cuò)誤的是 A 曲線 的F3中Aa基因型頻率為0 4B 曲線 的F2中Aa基因型頻率為0 4C 曲線 的Fn中純合子的比例比上一代增加 1 2 n 1D 曲線 和 的各子代間A和a的基因頻率始終相等 C 練 某常染色體顯性遺傳病在人群中的發(fā)病率為36 現(xiàn)有一對(duì)患病的夫婦 他們所生小孩正常的概率是多少 若他們已經(jīng)生有一個(gè)正常男孩 那他們?cè)偕粋€(gè)正常女孩的概率是多少 A 16 811 8B 16 811 4C 81 100001 8D 81 100001 4 A 五 特殊的分離現(xiàn)象 1 不完全顯性 共顯性 鑲嵌顯性 1 2 1 2 致死效應(yīng) 個(gè)體致死 單性配子致死 練習(xí) 一雜合子植物自交時(shí) 含有隱性配子的花粉有50 的死亡率 則自交后代的顯性性狀出現(xiàn)概率是 5 6 如 紫茉莉的花色 馬的毛色 練 在雌果蠅中 胚胎發(fā)育所需要的部分養(yǎng)分 蛋白質(zhì)和mRNA由卵母細(xì)胞旁邊的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞和濾泡細(xì)胞提供 有一個(gè)位于常染色體上的基因所產(chǎn)生的mRNA被運(yùn)送到卵母細(xì)胞 從而保證受精后形成的胚胎正常發(fā)育 如果此基因發(fā)生突變將會(huì)導(dǎo)致胚胎畸形而且無法存活 以下敘述正確的是A 如果此突變是顯性的 則突變雜合子雄果蠅和正常雌果蠅交配所生的雌性子代不可以存活B 如果此突變是顯性的 則可觀察到存活的突變純合子個(gè)體C 如果此突變是隱性的 則對(duì)于突變雜合子母體所生的雌 雄性胚胎都有一半可正常發(fā)育D 如果此突變是隱性的 兩個(gè)突變雜合子的個(gè)體雜交 子二代中有1 6是突變純合子 D 3 復(fù)等位基因 如 人的ABO血型 若一家三口做血型鑒定 分別為A AB O型 問 孩子的血型是 A型 4 從性遺傳 練 雞的雄羽與母羽是一對(duì)相對(duì)性狀 受常染色體上的一對(duì)等位基因控制 母雞只能表現(xiàn)為母羽 公雞既有雄羽也有母羽 現(xiàn)用兩只母羽雞雜交 F1公雞中母羽 雄羽 3 1 讓F1母羽雞隨機(jī)交配 后代出現(xiàn)雄羽雞的比例為 A 1 8B 1 12C 1 16D 1 24 有些基因雖然位于常染色體上 但由于受到性激素的作用 因而使得它在不同性別中的表達(dá)不同 B 5 母性效應(yīng) 母性效應(yīng) 是指子代某一性狀的表現(xiàn)型由母體的染色體基因型決定 而不受本身基因型的支配 椎實(shí)螺是一種雌雄同體的軟體動(dòng)物 一般通過異體受精繁殖 但若單獨(dú)飼養(yǎng) 也可以進(jìn)行自體受精 其螺殼的旋轉(zhuǎn)方向有左旋和右旋的區(qū)分 旋轉(zhuǎn)方向符合 母性效應(yīng) 遺傳過程如圖所示 現(xiàn)有右旋和左旋椎實(shí)螺若干 回答下列問題 1 母性效應(yīng) 現(xiàn)象是否符合孟德爾遺傳定律 2 螺殼表現(xiàn)為左旋的個(gè)體其基因型可能為 螺殼表現(xiàn)為右旋的個(gè)體其基因型可能為 1 符合 2 dd或Dddd或Dd或DD 3 F2出現(xiàn)三種基因型的根本原因是 4 欲判斷某左旋椎實(shí)螺的基因型 可用任意的右旋椎實(shí)螺作父本進(jìn)行交配 統(tǒng)計(jì)雜交后代F1的性狀 若子代表現(xiàn)情況是 則該左旋椎實(shí)螺是純合子 若子代的表現(xiàn)情況是 則該左旋椎實(shí)螺是雜合子 3 F1形成配子時(shí) 等位基因發(fā)生分離 4 左旋螺右旋螺 6 環(huán)境對(duì)性狀的影響 表型模寫 六 判斷顯隱性 1 定義法 具有相對(duì)性狀的純合親本雜交 F1表現(xiàn)出來的親本性狀是顯性性狀 性狀A(yù) 性狀B 子代全為性狀A(yù) 則A為顯性性狀 2 自交法 性狀A(yù) 性狀A(yù) 子代有性狀A(yù)也有性狀B 則B為隱性性狀 要求子代數(shù)量較多 相同性狀親本雜交 后代出現(xiàn)不同性狀 新出現(xiàn)的性狀為隱性性狀 親本都為雜合子 相同性狀親本雜交 后代出現(xiàn)不同性狀 新出現(xiàn)的性狀為隱性性狀 親本都為雜合子 3 大量樣本覆蓋法 多對(duì)性狀A(yù) 性狀A(yù) 若子代有性狀A(yù)也有性狀B 則B為隱性性狀 若子代只有性狀A(yù) 則A為隱性性狀 較適用于野生群體 4 遺傳平衡法 基因頻率相同 自由交配群體 后代表現(xiàn)顯多隱少 A 據(jù)上表中第一組的調(diào)查結(jié)果可以判斷出 顯性性狀是有耳垂 隱性性狀是無耳垂B 從第三組的調(diào)查結(jié)果基本可以判斷出 隱性性狀是無耳垂C 第二組家庭中 某一雙親的基因型有可能都是純合子D 在第一組的抽樣家庭中 比例不為3 1 是因?yàn)槌闃拥臉颖咎?練 人的耳朵有的有耳垂 有的無耳垂 某醫(yī)學(xué)小組調(diào)查了人群中有耳垂性狀和無耳垂性狀的遺傳情況 統(tǒng)計(jì)情況如表 下列說法不正確的是 D 雙親有顯性的純合子或雜合子兩種可能 只有都為雜合子才有3 1分離比 練 14 海南 某二倍體植物中 抗病和感病這對(duì)相對(duì)性狀由一對(duì)等位基因控制 要確定這對(duì)性狀的顯隱性關(guān)系 應(yīng)該選用的雜交組合是A 抗病株 感病株B 抗病純合子 感病純合子C 抗病株 抗病株 或感病株 感病株D 抗病純合子 抗病純合子 或感病純合子 感病純合子 B 練 已知牛的有角與無角為一對(duì)相對(duì)性狀 由常染色體上的等位基因A與a控制 在自由放養(yǎng)多年的一牛群中 兩基因頻率相等 每頭母牛一次只生產(chǎn)1頭小牛 以下關(guān)于性狀遺傳的研究方法及推斷不正確的是A 選擇多對(duì)有角牛和無角牛雜交 若后代有角牛明顯多于無角牛則有角為顯性 反之 則無角為顯性B 自由放養(yǎng)的牛群自由交配 若后代有角牛明顯多于無角牛 則說明有角為顯性C 選擇多對(duì)有角牛和有角牛雜交 若后代全部是有角牛 則說明有角為隱性D 隨機(jī)選出1頭有角公牛和3頭無角母牛分別交配 若所產(chǎn)的3頭牛全部是無角 則無角為顯性 D 已知牛的有角和無角為一對(duì)相對(duì)性狀 由常染色體上的等位基因A a控制 在自由放養(yǎng)多年的一群牛中 無角的基因頻率與有角的基因頻率相等 隨機(jī)選出1頭無角公牛與6頭有角母牛 分別交配 每頭母牛只產(chǎn)了1頭小牛 在6頭小牛中 3頭有角 3頭無角 1 根據(jù)上述結(jié)果能否確定這對(duì)相對(duì)性狀的顯性性狀 簡(jiǎn)要說明推斷過程 不能確定 假設(shè)無角為顯性 則公牛的基因型為Aa 6頭母牛的基因型都為aa 每個(gè)交配組合的后代或?yàn)橛薪腔驗(yàn)闊o角 概率各占1 2 6個(gè)組合后代合計(jì)會(huì)出現(xiàn)3頭無角小牛 3頭有角小牛 假設(shè)有角為顯性 則公牛的基因型為aa 6頭母?？赡苡袃煞N基因型 即AA和Aa AA的后代均為有角 Aa的后代或?yàn)闊o角或?yàn)橛薪?概率各占1 2 由于配子的隨機(jī)結(jié)合及后代數(shù)量少 實(shí)際分離比例可能偏離1 2 所以 只要母牛中具有Aa基因型的頭數(shù)大于或等于3頭 那么6個(gè)組合后代合計(jì)也會(huì)出現(xiàn)3頭無角小牛 3頭有角小牛 綜合上述分析 不能確定有角為顯性 還是無角為顯性 2 為了確定有角和無角這對(duì)相對(duì)性狀的顯隱性關(guān)系 用上述自由放養(yǎng)的牛群 假設(shè)無突變的發(fā)生 為實(shí)驗(yàn)材料 再進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn) 應(yīng)怎樣進(jìn)行 從牛群中選擇多對(duì)有角牛與有角牛雜交 有角牛 有角牛 如果后代出現(xiàn)無角小牛 則有角為顯性 無角為隱性 如果后代全部為有角小牛 則無角為顯性 有角為隱性 1 自交法 若后代有性狀分離 則待測(cè)個(gè)體為雜合子 若后代無性狀分離 則待測(cè)個(gè)體為純合子 此法對(duì)于植物是最簡(jiǎn)便方法 不適用于動(dòng)物 2 測(cè)交法 待測(cè)個(gè)體 隱性純合子 若后代有性狀分離 則待測(cè)個(gè)體為雜合子 若后代無性狀分離 則待測(cè)個(gè)體為純合子 此法通常用于動(dòng)物 若待測(cè)對(duì)象為雄性動(dòng)物 注意與多個(gè)隱性雌性個(gè)體交配 以產(chǎn)生更多的后代個(gè)體 使結(jié)果更有說服力 七 判斷顯性個(gè)體純雜合 3 花粉鑒定法 如 非糯性與糯性水稻的花粉遇碘呈現(xiàn)不同顏色 若花粉有兩種顏色比例為1 1 則親本為雜合子 若花粉只有一種顏色 則親本為純合子 4 花藥離體培養(yǎng)法 將待測(cè)個(gè)體的花藥離體培養(yǎng)為植株 觀察植株性狀若所有植株均為一種性狀 則待測(cè)個(gè)體為純合子 若植株有兩種性狀比例為1 1 則待測(cè)個(gè)體為雜合子 練 采用下列哪組方法 可以依次解決 中的遺傳問題 鑒定一只白羊是否純種 在一對(duì)相對(duì)性狀中區(qū)分顯隱性 不斷提高小麥抗病品種的純合度 檢驗(yàn)雜種F1的基因型A 雜交 自交 測(cè)交 測(cè)交B 測(cè)交 雜交 自交 測(cè)交C 測(cè)交 測(cè)交 雜交 自交D 雜交 雜交 雜交 測(cè)交 B 八 基因分離定律的驗(yàn)證 1 自交法 F1 顯 隱 3 1即可證明 2 測(cè)交法 F1 隱性純合子 顯 隱 1 1即可證明 3 花粉檢驗(yàn)驗(yàn)證法 4 花藥離體培養(yǎng)法 F1的花粉有兩種比例是1 1 F1的花藥離體培養(yǎng)產(chǎn)生的個(gè)體有兩種 比例是1 1 13 新課標(biāo) 若用玉米為實(shí)驗(yàn)材料驗(yàn)證孟德爾分離定律 下列因素對(duì)得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論影響最小的是 A 所選實(shí)驗(yàn)材料是否為純合子B 所選相對(duì)性狀的顯隱性是否易于區(qū)分C 所選相對(duì)性狀是否受一對(duì)等位基因控制D 是否嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)操作流程和統(tǒng)計(jì)分析方法 A 九 正反交法在遺傳方式判斷中的應(yīng)用 1 細(xì)胞核遺傳中的常染色體遺傳 具有一對(duì)相對(duì)性狀的純合親本雜交試驗(yàn) 正反交結(jié)果相同 2 細(xì)胞核遺傳中的伴性遺傳 具有一對(duì)相對(duì)性狀的純合親本雜交試驗(yàn) 正反交結(jié)果不同 且各代性狀表現(xiàn)與性別有關(guān) 3 細(xì)胞質(zhì)遺傳 具有一對(duì)相對(duì)性狀的純合親本雜交試驗(yàn) 正反交結(jié)果不同 F1代表現(xiàn)出對(duì)應(yīng)的母本性狀 以后各代無論雌雄均表現(xiàn)親本中母本性狀 4 種皮果皮遺傳 具有一對(duì)相對(duì)性狀的純合親本雜交試驗(yàn) 正反交結(jié)果不同 親代個(gè)體上收獲的果實(shí)果皮 種皮的表現(xiàn)出母本性狀 F1個(gè)體收獲的果實(shí)全為顯性性狀 F2個(gè)體收獲的果實(shí)出現(xiàn)3 1的性狀分離比 果皮 種皮的基因型 表現(xiàn)型與母本完全相同 受精卵中控制果實(shí) 種皮的性狀基因 在F1結(jié)果實(shí)時(shí)才能表現(xiàn) 種皮的性狀要出現(xiàn)3 1的分離比要等第幾年統(tǒng)計(jì) C 練 豌豆灰種皮 G 對(duì)白種皮 g 為顯性 黃子葉 Y 對(duì)綠子葉 y 為顯性 每對(duì)性狀的雜合體 F1 自交后代 F2 均表現(xiàn)3 1的性狀分離比 以上種皮顏色的分離比和子葉顏色的分離比分別來自對(duì)以下哪代植株群體所結(jié)種子的統(tǒng)計(jì) A F1植株和F1植株B F2植株和F2植株C F2植株和F1植株D F1植株和F2植株