高中生物必修第二章 细胞的结构和生命活动-基因的分离定律

1、基因的分离定律1.豌豆作为实验材料的优点 自花 闭花相对性状异花2.用豌豆做杂交实验的方法 (1)人工异花传粉的步骤为。(2)去雄是指除去未成熟花的全部雄蕊,其目的是防止;应在 _ _进行。去雄套袋人工授粉套袋自花传粉开花前(花蕾期)(3)套袋的目的是防止_干扰,从而保证杂交得到的种子是人工传粉后所结。(4)异花传粉时,父本是指提供花粉的植株;母本是指接受花粉的植株。外来花粉3.运用假说演绎法分析一对相对性状的杂交实验 相对显性高茎性状分离矮茎遗传因子成对成单成对的遗传因子随机结合411114.分离定律的实质(1)分离定律实质与各种比例的关系等位基因随同源染色体1131111111(2)发生时

2、间:。(3)适用范围(填“真核”或“原核”)生物(填“无性”或“有性”)生殖的(填“细胞核”或“细胞质”)遗传。对等位基因控制的对相对性状的遗传。减数分裂后期 真核有性细胞核一一5.分离定律的应用(1)农业生产:指导杂交育种优良性状为显性性状:利用杂合子选育显性纯合子时,可进行连续自交,直到 _为止,即可留种推广使用。优良性状为隐性性状:一旦出现就能遗传,便可留种推广。优良性状为杂合子:两个纯合的不同性状个体杂交的后代就是杂合子,但每年都要育种。(2)医学实践:分析单基因遗传病的基因型和发病率;为禁止和进行 _提供理论依据。不再发生性状分离稳定近亲结婚遗传咨询1.显隐性性状的判断(1)根据子代

3、性状判断具有不同性状的纯合亲本杂交,若子代只表现一种性状,则子代所表现的性状为性状,未表现的性状为性状。具有相同性状的亲本杂交,若子代表现出不同于亲本的性状,则子代所表现的新性状为性状。显性隐性隐性(2)根据子代性状分离比判断具有一对相对性状的亲本杂交,若F2性状分离比为31,则所占比例大的性状为_性状。(3)合理设计杂交实验,判断性状的显隐性显性隐性显性显性显性(4)根据遗传系谱图进行判断双亲表现正常,后代出现患者,则致病性状为隐性性状,如图甲所示;双亲表现患病,后代出现正常个体,则致病性状为显性性状,如图乙所示。2.纯合子与杂合子的判断(1)自交法此法主要用于植物纯合子与杂合子的判定,而且

4、是最简便的方法。待测个体自交 纯合子 杂合子 (2)测交法(在已确定显隐性性状的条件下)待测个体为雄性动物时,应注意与多个隐性雌性个体交配,以产生更多的后代,使结果更有说服力。待测个体 隐性纯合子纯合子 杂合子 (3)单倍体育种法(此法只能用于植物) 纯合子 杂合子 概念检测1.基于孟德尔豌豆杂交实验的原理和过程,判断下列表述是否正确。(1)F1测交子代表型及比例能直接真实地反映出F1配子种类及比例,但无法推测被测个体产生配子的数量。()(2)孟德尔利用豌豆作为实验材料,通过测交的方法对遗传现象提出了合理的解释,然后通过自交等方法进行了证明。()(3)F2的表型比为31的结果最能说明基因分离定

5、律的实质。()(4)孟德尔首先提出假说,并据此开展豌豆杂交实验并设计测交实验进行演绎。()答案 (1)(2)(3)(4) 2.基于对相关概念的理解,判断下列相关叙述是否正确。(1)小芳的直发和小美的短发、兔的长毛与狗的短毛都是一对相对性状。()(2)孟德尔一对相对性状的杂交实验中,F1出现的性状是显性性状。()(3)“F1的短毛雌兔与短毛雄兔交配,后代中既有短毛兔又有长毛兔”属于性状分离现象。()(4)测交和自交都可以用来判断某一显性个体的基因型,也都可以用来判断一对相对性状的显隐性。()(5)杂合子不能稳定遗传,自交后代会出现性状分离现象。()(6)生物的表型是由基因型决定的。基因型相同,表

6、型一定相同;表型相同,基因型不一定相同。()(7)一对黑毛豚鼠,生了5只小豚鼠,其中3只是白色的,两只是黑色的,据此可判断,豚鼠毛色的遗传不遵循孟德尔分离定律。()答案 (1)(2)(3)(4)(5)(6)(7) 考点一分离定律合作探究探究孟德尔一对相对性状的杂交实验孟德尔创造性地选择了豌豆作为杂交实验材料,采用科学的实验方法,获得了成功。结合下图信息分析思考。F1高茎(Dd) F2雌配子雄配子1/2D1/2d1/2D1/4DD高1/4Dd高1/2d1/4Dd高1/4dd矮(1)孟德尔的豌豆杂交实验,“去雄套袋”是关键操作。对植物进行杂交时,都要去雄套袋吗?请举例说明。提示 不同的植物花的类型

7、和结构不同。首先要弄清花的结构,黄瓜、玉米等均为单性花植物,授粉前不用去雄,只需套袋;桃花、豌豆花等为两性花,授粉前需去雄、套袋。可见,人工异花授粉过程中的“去雄”“套袋”“授粉”都是针对母本进行的操作,去雄应在花蕾期进行。(2)孟德尔一对相对性状的杂交实验中,实现31的分离比必须同时满足哪些条件?提示 一对等位基因控制的相对性状的遗传,显性对隐性必须是完全显性(不完全显性、共显性均不符合);同种类型的配子(雄配子或雌配子)中,Dd=11,且配子活力相同,雌、雄配子结合是随机的;各种基因型胚胎的存活率相同、子代个体的存活率等均相同;子代数目足够多,基于较大数据的统计处理。(3)运用测交法进行实

8、验的验证是孟德尔的创新性思路。测交法可用于检测F1基因型的关键原因是什么?提示 孟德尔用隐性纯合子对F1进行测交实验,隐性纯合子只产生一种含隐性基因的配子,分析测交后代的性状表现及比例即可推知F1产生的配子种类及比例,从而检测出F1的基因型。遗传学核心概念之间的联系 归纳总结考向1遗传学的科学实验方法1.关于孟德尔的豌豆遗传学实验,下列说法错误的是()A.选择豌豆作实验材料是因为自然条件下豌豆是纯合子,且具有易于区分的相对性状B.杂交实验时,对母本的操作程序为去雄套袋人工授粉套袋C.孟德尔首先提出假说,并据此开展豌豆杂交实验并设计测交进行演绎D.在对实验结果进行分析时,孟德尔用了统计学的方法考

9、向突破答案 C 解析 选择豌豆作实验材料是因为自然条件下豌豆是纯合子,且具有易于区分的相对性状,A项正确;杂交实验时,对母本的操作程序为去雄套袋人工授粉套袋,B项正确;孟德尔首先进行豌豆杂交和自交实验,并在此基础上提出假说,根据假说设计测交实验进行验证,C项错误;在对实验结果进行分析时,孟德尔用了统计学的方法,D项正确。考向2分离定律的实质与验证2.水稻中非糯性(W)对糯性(w)为显性,非糯性品系所含淀粉遇碘呈蓝黑色,糯性品系所含淀粉遇碘呈红褐色。下面是对纯种的非糯性与糯性水稻的杂交后代进行观察的结果,其中能直接证明孟德尔的基因分离定律的一项是()A.杂交后亲本植株上结出的种子(F1)遇碘全部

10、呈蓝黑色B.F1自交后结出的种子(F2)遇碘后,3/4呈蓝黑色,1/4呈红褐色C.F1产生的花粉遇碘后,一半呈蓝黑色,一半呈红褐色D.F1测交所结出的种子遇碘后,一半呈蓝黑色,一半呈红褐色答案 C 解析 基因分离定律的实质:杂合子在减数分裂形成配子时,等位基因分离并分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代,由此可知,分离定律的直接体现是F1形成配子时等位基因分离并分别进入了两个配子中。“四法”验证分离定律(1)自交法:自交后代的性状分离比为31,则符合基因的分离定律,性状由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制。(2)测交法:若测交后代的性状分离比为11,则符合基因的分离定律,性状由位于一对

11、同源染色体上的一对等位基因控制。(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,若花粉粒类型比例为11,则可直接验证基因的分离定律。(4)单倍体育种法:取杂合子花药进行离体培养,用秋水仙素处理单倍体幼苗,若植株有两种表型且比例为11,则符合基因的分离定律。方法技巧考向3分离定律的实践应用3.(多选)下图是某单基因遗传病的家系图,下列有关分析不合理的是()A.若该家系中的遗传病是显性,则图中所有的患者均为杂合子B.若该家系中的遗传病是隐性,则致病基因可能只位于X染色体上C.若-12与-13近亲婚配,则他们所生后代患该病的概率是1/2D.若-6不含致病基因,则他与-5所

12、生女儿都是致病基因携带者答案 ABD 解析 若该家系中的遗传病是显性,由于-4有病,-10正常,说明该致病基因不可能在X染色体上,则该病为常染色体显性遗传病,而图中-1的后代全部患病,因此-1的基因型是AA或Aa,A项错误;若该家系中的遗传病是隐性,由于-2不患病但-5患病,说明该致病基因不可能在X染色体上,B项错误;该病为常染色体显性或隐性遗传病,-12与-13其中一个为杂合子,另一个为隐性纯合子,后代的发病率为1/2,C项正确;若-6不含致病基因,说明该病为常染色体显性遗传病,他与-5所生女儿正常或者患病,D项错误。考点二分离定律的解题规律及方法合作探究探究显、隐性的判断已知牛的有角与无角

13、为一对相对性状,由常染色体上的等位基因A与a控制。在自由放养多年的一牛群中,A与a基因频率相等,每头母牛一次只生产1头小牛。下列实验能否确定这对相对性状的显隐性,若能确定,预期实验结果并得出结论。(1)选择多对有角牛和无角牛杂交。提示 能。若后代有角牛明显多于无角牛,则有角为显性性状;反之,则无角为显性性状。(2)自由放养的牛群自由交配。 提示 能。若后代有角牛明显多于无角牛,则说明有角为显性性状。 (3)选择多对有角牛和有角牛杂交。 提示 能。若后代全部是有角牛,则说明有角为隐性性状。 (4)随机选出1头有角公牛和3头无角母牛分别交配。 提示 不能。因后代个体数太少,不能判断显隐性。 考向突

14、破考向1相对性状中显、隐性的判断1.玉米的甜和非甜是一对相对性状,随机取非甜玉米和甜玉米进行间行种植,其中一定能够判断甜和非甜的显隐性关系的是()答案 C 解析 A项中,若自交后代不发生性状分离,则不能确定显隐关系,若其中一种性状发生性状分离,则其为显性,另一性状为隐性,不符合题意;B项中,若正交、反交结果都表现为一种性状,则表现出来的性状为显性,不表现的那一性状为隐性,若后代发生性状分离,则无法确定显隐关系,不符合题意;C项中,非甜自交,若后代发生性状分离,则非甜为显性,甜为隐性,若自交后代均为非甜,则非甜为纯合子(AA或aa),进一步看杂交结果,若杂交后代表现一种性状,则表现出来的性状为显

15、性,不表现出来的为隐性,若杂交后代发生性状分离,则甜为显性,非甜为隐性,符合题意;D项中,若杂交后代只表现一种性状,则表现出来的为显性,不表现的那一性状为隐性,若杂交后代出现性状分离,则不能确定显隐关系,不符合题意。考向2基因型、表型的推导(含纯合子、杂合子的判断)及概率计算2.(多选)(2020山东泰安三模)某雌雄异株的植物的叶片有羽状浅裂和羽状深裂两种类型,雌株叶片都是羽状浅裂,叶形由基因A、a控制。某小组做了如图所示的杂交实验。下列相关叙述正确的是()P羽状浅裂()羽状深裂()F1羽状浅裂()羽状浅裂()羽状深裂()4 13实验一 羽状浅裂()羽状浅裂() 羽状浅裂()羽状深裂()11实

16、验二A.实验一F1中羽状浅裂雌株有3种基因型,且其中杂合子占1/2B.实验二亲本雌株的基因型为AA,亲本雄株的基因型为aaC.实验一F1雌株的基因型与实验二F1雌株的基因型相同的概率是1/2D.若要确定某羽状浅裂雌株的基因型,最适合选用羽状深裂雄株与之杂交答案 ABC 解析 由于雌性叶片均为羽状浅裂,根据实验一的子代雄性中羽状浅裂羽状深裂=13,可判断羽状浅裂雄株的基因型为aa,羽状深裂雄株的基因型为AA、Aa,即实验一的亲本基因型均为Aa,F1中羽状浅裂雌株有AA、Aa、aa共3种基因型,且其中杂合子占1/2,A项正确;实验二的子代中雄性均为羽状深裂(A-),亲本雄性为羽状浅裂(aa),所以

17、亲本雌性基因型为AA,亲本雄性的基因型为aa,B项正确;实验一F1雌株的基因型(1/4AA、1/2Aa、1/4aa)与实验二F1雌株的基因型(Aa)相同的概率是1/2,C项正确;若要确定某羽状浅裂雌株的基因型,最适合选用羽状浅裂雄株(aa)与之杂交,D项错误。考向3自交和自由交配的相关计算3.某种群中,AA的个体占25%,Aa的个体占50%,aa的个体占25%。若种群中的雌雄个体自由交配,且基因型为aa的个体无繁殖能力,则子代中AAAaaa是()A.323B.441C.110D.120答案 B 解析 本题计算自由交配后子代的基因型比例,可以采用不同的解法。解法一(杂交组合法):由于aa的个体无

18、繁殖能力,因此种群中雌雄自由交配的个体中,AA个体占1/3,Aa个体占2/3。个体间自由交配的方式如表所示:1/3AA2/3Aa1/3AA1/9AA1/9AA,1/9Aa2/3Aa1/9AA,1/9Aa1/9AA,2/9Aa,1/9aa子代中AA个体所占比例=1/31/3+1/32/31/2+1/32/31/2+2/32/31/4=4/9,aa个体所占比例=2/32/31/4=1/9,Aa个体所占比例=1-1/9-4/9=4/9,故子代中AAAaaa=441。解法二(配子比例法):由于aa的个体无繁殖能力,因此种群中雌雄自由交配的个体中,AA个体占1/3,Aa个体占2/3。那么在雌性群体中产生的卵细胞的种类及比例是2/3A,1/3a;在雄性群体中产生的精子的种类及比例也是2/3A,1/3a;雌雄配子间随机组合的方式如表所示:2/3A1/3a2/3A4/9AA2/9Aa1/3a2/9Aa1/9aa因此,子代中AA=2/32/3=4/9;Aa=21/32/3=4/9;aa=1