从“孟德尔遗传实验的科学方法”解读高考遗传规律的考察课件

孟德尔遗传实验的科学方法”解读

高考遗传规律的考察洛阳中成外国语学校杨振龙2012年4月考纲要求孟德尔遗传实验的科学方法（Ⅱ）基因的分离定律（Ⅱ）基因的自由组合定律（Ⅱ）

孟德尔遗传实验的科学方法（Ⅱ）孟德尔成功的原因(1)科学选用了豌豆作为实验的材料。(2)由单因素（先研究一对相对性状的遗传规律）到多因素（再研究多对相对性状的遗传规律）的研究方法。(3)应用了统计学方法对实验结果进行统计分析。(4)创造性地运用科学方法—假说—演绎法。以玉米为材料的遗传习题例1；玉米是雌雄同株植物，顶部生雄花序，侧面生雌花序。玉米粒的颜色有黄色和紫色，这一对相对性状由一对等位基因Y和y控制。一株由紫色玉米粒发育而成的植株A，与一株由黄色玉米粒发育而成的植株B相邻种植，发现A植株玉米穗上的子粒均为紫色，而B植株玉米穗上的子粒有黄色和紫色两种。取B植株玉米穗上的紫粒玉米单独种植，发育成植株C。右图表示植株C上所结的玉米穗的一面。请回答下面的问题。

⑴根据图中紫色粒和黄色粒的数目，两者之间大致的比例为______。⑵据图中的玉米粒色及数量比例，推测玉米植株C的基因型为______。⑶某同学为检验A植株所结紫色玉米粒的遗传因子组合类型，他任意选取A穗上紫色玉米粒两粒，单独种植，长成后的两个植株所结的全是紫色子粒。由此推断：A植株玉米穗上的紫色子粒均为纯种。 我们认为这个实验不够科学，请你设计实验予以证明，并预测结果和得出相应结论。 实验设计：__________________

______。 预测结果和得出相应结论： ①__________________； ②__________________； ③________________

。紫色：黄色=3：1Yy答案：任意选取A穗上紫色玉米粒50粒各自单独种植，观察、记录长成后各个植株上所结玉米子粒的颜色。预测结果和得出相应结论：预测结果和得出相应结论：①如果全为紫色，说明A植株玉米穗上的紫色子粒均为纯种；②如果所有植株玉米穗上都既有紫色又有黄色，说明A植株玉米穗上的紫色子粒均为杂种；③如果有的植株玉米穗上既有紫色又有黄色，有的植株玉米穗上全为紫色，说明A植株玉米穗上的紫色子粒有纯种和杂种两种。以果蝇为材料的遗传习题例2.已知果蝇中，灰身与黑身为一对相对性状（显性基因用B表示，隐性基因用b表示）；直毛与分叉毛为一对相对性状（显性基因用F表示，隐性基因用f表示）。两只亲代果蝇杂交得到以下子代类型和比例：请回答：（1）控制灰身与黑身的基因位于______；控制直毛与分叉毛的基因位于______。（2）亲代果蝇的表现型为♀：______♂：______。（3）亲代果蝇的基因型为_________、_________。（4）子代表现型为灰身直毛的雌蝇中，纯合子与杂合体的比例为_________。（5）子代雄蝇中，灰身分叉毛的基因型为_______、_______；黑身直毛的基因型为_______。常染色体上X染色体上灰身直毛灰身直毛BbXFXfBbXFY1:5BBXfY

BbXfY

bbXFY变式训练2:近百年来，果蝇被应用于遗传学研究的各个方面，而且它是早于人类基因组计划之前而被测序的一种动物。请回答下列有关问题：(1)对果蝇基因组进行研究，应测序______条染色体，它们是____________。(2)请说出果蝇作为遗传学研究好材料的理由（至少2条）：

______________________________。(3)下面为果蝇Ⅰ、Ⅱ两个不同的突变品系与野生型正交与反交的结果

5

3对常染色体中各一条＋XY①细胞内染色体数目少，便于观察；②有很多明显地、容易区分的相对性状；③后代数量多，便于统计分析实验结果；考点二：由单因素到多因素的思维方法

例3；已知柿子椒果实圆锥形（A）对灯笼（a）为显性，红色（B）对黄色（b）为显性，辣味（C）对甜味（c）为显性，假定这三对基因自由组合。现有以下4个纯合亲本：（1）利用以上亲本进行杂交，F2能出现灯笼形、黄色、甜味果实的植株的亲本组合有_____________________________。（2）上述亲本组合中，F2出现灯笼形、黄色、甜味果实的植株比例最高的亲本组合是_______，其基因型为_________________，这种亲本组合杂交F1的基因型和表现型是_______________

，

其F2的全部表现型有___________________，

灯笼形、黄色、甜味果实的植株在该F2中出现的比例是______________。甲X丁、乙X丙、乙X丁乙X丁aabbCC与AAbbcc1/16AabbCc，圆锥形黄色辣味圆锥形黄色辣味、圆锥形黄色甜味、灯笼形黄色辣味、灯笼形黄色甜味变式训练3:鸡的羽腿（F）对光腿（f）是显性，豌豆冠（E）对单冠（e）是显性，这两对等位基因均按自由组合规律遗传。现有A和B两只公鸡，C和D两只母鸡，均为羽腿豌豆冠，它们交配产生的后代性状如下： ①C×A→羽腿豌豆冠 ②D×A→羽腿豌豆冠 ③C×B→羽腿豌豆冠和光腿豌豆冠 ④D×B→羽腿豌豆冠和羽腿单冠（1）这四只鸡的基因型分别为：A______、B______、C______、D______。（2）D×B交配后代中，羽腿单冠鸡的基因型为______；C×B交配后代中，光腿豌豆冠鸡的基因型为______。

FFEEFfEeFfEEFFEeFfee，FFeeffEE，ffEe考点三：应用统计学方法对实验结果进行统计分析基因间的相互作用(即9∶3∶3∶1的变式)题干中如果出现特殊附加条件，可能会出现9∶7、9∶3∶4、9∶6∶1、15∶1等比例，分析时可以按两对性状自由组合的思路来分析。(2)写出实验1(紫×红)的遗传图解(若花色由一对等位基因控制，用A、a表示，若由两对等位基因控制，用A、a和B、b表示，以此类推)。遗传图解为：(3)为了验证花色遗传的特点，可将实验2(红×白甲)得到的F2植株自交，单株收获F2中紫花植株所结的种子，每株的所有种子单独种植在一起可得到一个株系，观察多个这样的株系，则理论上，在所有株系中有4/9的株系F3花色的表现型及其数量比为

。9紫：3红：4白例5(2011·全国新课标卷)某植物红花和白花这对相对性状同时受多对等位基因控制(如A、a；B、b；C、c……)。当个体的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时(即A_B_C_……)才开红花，否则开白花。现有甲、乙、丙、丁4个纯合白花品系，相互之间进行杂交，杂交组合、后代表现型及其比例如下：变式训练5（郑州二模）某植物子叶的黄色（Y)对绿色（y)为显性，圆粒种子（R)对皱粒种子（r)为显性。某人用该楫物黄色圆粒和绿色圆粒作亲本进行杂交，发现后代出现4种类型,对性状的统计结果如下图所示，请据图回答问题。(1)亲本的基因型组成是______________。(2)让F1中一株黄色圆粒植株与绿色皱粒植株杂交，得到的F2的表现型及比例有两种可能，分别为_______或_______。YyRr、yyRr黄圆∶绿圆=1∶1黄圆∶绿圆∶黄皱∶绿皱=1∶1∶1∶1(3)让F1中黄色圆粒植株与绿色皱粒植株杂交，F2的表现型及其性状分离比是：_____________________(2分）。(4)让F1中黄色圆粒植株自交，F2的表现型及其性状分离比是：______________(2分）。(5)去掉花瓣，让F1中黄色圆粒植株相互授粉，F2的表现型及其性状分离比是：_______(2分)。黄圆∶绿圆∶黄皱∶绿皱=2∶2∶1∶1（或2/6黄圆，2/6绿圆，1/6黄皱，1/6绿皱）黄圆∶绿圆∶黄皱∶绿皱=15∶5∶3∶1（或15/24黄圆，5/24绿圆，3/24黄皱，1/24绿皱）黄圆∶绿圆∶黄皱∶绿皱=24∶8∶3∶1（或24/36黄圆，8/36绿圆，3/36黄皱，1/36绿皱）另外；还要注意自然界中由于致死基因造成的比例异常问题：（1）隐性致死；某隐性基因成对存在时，对个体发育有致死作用。显性致死；某显性基因存在时，对个体发育有致死作用。（2）配子致死；指某致死基因在配子时期发生作用，从而不能形成有生活力的某种配子。合子致死；指致死基因在胚胎时期发生作用，从而不能形成活的幼体。(3)完全致死和不完全致死；指某染色体由于片段缺失而造成的有该染色体的个体，全部死亡或部分死亡。例6（2011福建）5.火鸡的性别决定方式是♀ZW♂ZZ型。曾有人发现少数雌火鸡（ZW）的卵细胞未与精子结合，也可以发育成二倍体后代。遗传学家推测，该现象产生的原因可能是：卵细胞与其同时产生的三个极体之一结合，形成二倍体后代（WW的胚胎不能存活）。若该推测成立，理论上这种方式产生后代的雌雄比例是A.雌：雄=1:1B.雌：雄=1:2C.雌：雄=3:1D.雌：雄=4:1D考点四：“假说—演绎法”的应用“假说—演绎法” 是现代科学研究中常用的一种思想方法，它是指在观察和分析的基础上提出问题以后，通过推理和想像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果。如果实验结果与预期结果相符，就证明假说是正确的，反之，则说明假说是错误的。以下为假说—演绎推理的逻辑关系。有很多同学其实并不理解孟德尔的“假说—演绎法”；如（1）；一对相对性状的纯合亲本杂交，无论正交、反交F1总表现为显性性状；F1自交F2出现性状分离…，以上论述属于“假说—演绎法”中的？（2）；那么孟德尔的“假说”又是什么？其核心又是什么？（3）；我们常说的“演绎”又指什么？“假说—演绎法”在科学发展中起着十分重要的作用，例如，孟德尔发现基因分离定律和自由组合定律的过程；摩尔根证明基因在染色体上的实验过程；DNA分子的半保留复制特点的提出，等科学发现都是“假说—演绎法”的生动体现。一、在解决判断遗传方式问题中的应用例7(2006年全国I卷的第31题)从一个自然果蝇种群中选出一部分未交配过的灰色和黄色两种体色的果蝇，这两种体色的果蝇数量相等，每种体色的果蝇雌雄各半。已知灰色和黄色这对相对性状受一对等位基因控制，所有果蝇均能正常生活，性状的分离符合遗传的基本定律。 请回答下列问题：（1）种群中的个体通过繁殖将各自的______传递给后代。（2）确定某性状由细胞核基因决定，还是由细胞质基因决定，可采用的杂交方法 是__________________。基因正交和反交（3）如果控制体色的基因位于常染色上，则该自然果蝇种群中控制体色的基因型有______种；如果控制体色的基因位于X染色体上，则种群中控制体色的基因型有____________种。(4)现用两个杂交组合：灰色雌蝇×黄色雄蝇、黄色雌蝇×灰色雄蝇，只做一代杂交试验，每个杂交组合选用多对果蝇。推测两个杂交组合的子一代可能出现的性状，并以此为依据，对哪一种体色为显性性状，以及控制体色的基因位于X染色体上还是常染色体上这两个问题，做出相应的推断。(要求：只写出子一代的性状表现和相应推断的结论)335

解析：此题的前三小题都比较简单，我重点来分析第四小题： 我们不妨采用假说演绎法进行解答。假设1

黄色为显性，基因位于常染色体上。则P

灰色雌蝇×黄色雄蝇

P

黄色雌蝇×灰色雄蝇

aa

×

AA(或Aa)

AA(或Aa)

×aa

↓

↓

F1

Aa(Aa

aa)

F1

Aa(Aa

aa）

黄色

黄色

灰色

黄色

黄色

灰色

后代的性状表现都是：黄色个体多于灰色个体，

并且体色的遗传与性别无关。

假设2

灰色为显性，基因位于常染色体上。后代的性状表现都是：灰色个体多于黄色个体，

并且体色的遗传与性别无关。

假设3

黄色为显性，基因位于X染色体上。则

P

灰色雌蝇×黄色雄蝇

XaXa

×

XAY

↓

F1

XAXa

XaY

黄色雌性

灰色雄性

后代的性状表现：雄性全部表现灰色，雌性全部表现黄色。 P

黄色雌蝇×灰色雄蝇

XAXA(或XAXa)

XaY

后代的性状表现：雌雄都有黄色和灰色，黄色个体多于灰色个体。

假设4

灰色为显性，基因位于X染色体上。（请同学们自己演绎一下）

根据以上分析，我们可以比较方便的写出第(4)小题的正确答案。 如果两个杂交组合的子一代中都是黄色个体多于灰色个体，并且体色的遗传与性别无关，则黄色为显性，基因位于常染色体上。 如果两个杂交组合的子一代中都是灰色个体多于黄色个体，并且体色的遗传与性别无关，则灰色为显性，基因位于常染色体上。 如果在杂交组合灰色雌蝇×黄色雄蝇中，子一代中的雄性全部表现灰色，雌性全部表现黄色；在杂交组合黄色雌蝇×灰色雄蝇中，子一代中的黄色个体多于灰色个体，则黄色为显性，基因位于X染色体上。 如果在杂交组合黄色雌蝇×灰色雄蝇中，子一代中的雄性全部表现黄色，雌性全部表现灰色；在杂交组合灰色雌蝇×黄色雄蝇中，子一代中的灰色个体多于黄色个体，则灰色为显性，基因位于X染色体上。二、在解决伴性遗传问题中的应用例8：鸽子从出生到成年，雌雄个体在外观上几乎完全一样，仅凭肉眼难以区别性别，已知雌性鸽子的性染色体组成为ZW，雄性鸽子的性染色体组成为ZZ。在鸽子中，有一伴Z染色体的复等位基因系列，BA(灰红色)对B(蓝色)显性，B对b(巧克力色)显性。现有一只灰红色鸽子和一只蓝色鸽子，它们的后代中出现了一只巧克力色的个体，据此：(1)能否判断出这3只鸽子的性别?请用遗传图解辅以文字表达的方式推导结果。(2)若题中灰红色鸽子和蓝色鸽子进行多次杂交，请求出后代的表现型及其比例(理论值),写出推导过程。(1)解析假设一：灰红色鸽子为雄性，蓝色鸽子为雌性，则有：P：♂ZBAZ-（灰红色）×♀ZBW（蓝色）

↓F1

Zb－（巧克力色）由子代的表现型可知，亲本中灰红色鸽子的基因型必然为ZBAZb，所以子代鸽子的基因型必然为ZbW，为雌性。假设二：灰红色鸽子为雌性，蓝色鸽子为雄性，则有：P：♀ZBAW（灰红色）×♂ZBZ-（蓝色）

↓F1

Zb－（巧克力色）由子代的表现型可知，亲本中蓝色鸽子的基因型必然为ZBZb，所以子代鸽子的基因型必然为ZbW，为雌性。结论：两种假设中，子代巧克力色鸽子的基因型均为ZbW，所以其性别可以确定为雌性，但两种假设都成立，故亲本的性别无法确定。（2）解析若假设一成立，则有：P：♂ZBAZb（灰红色）×♀ZBW（蓝色） ↓F1

：ZBAZBZBAWZBZbZbW（灰红色）（灰红色）（蓝色）（巧克力色） 2：1：1若假设二成立：则有：P：♀ZBAW（灰红色）×♂ZBZb（蓝色） ↓F1

：ZBAZBZBAZbZBWZbW（灰红色）（灰红色）（蓝色）（巧克力色） 2：1：1故灰红色鸽子和蓝色鸽子进行多次杂交后，后代的表现型及其比例为：灰红色：蓝色：巧克力色＝2：1：1三、在解决遗传系谱问题中的应用例9：（06·天津）某种遗传病受一对等位基因控制，下图为该遗传病的系谱图。下列叙述正确的是A．该病为伴X染色体隐性遗传病，Ⅱ1为纯合子B．该病为伴X染色体显性遗传病，Ⅱ4为纯合子C．该病为常染色体隐性遗传病，Ⅲ2为杂合子D．该病为常染色体显性遗传病，Ⅱ3为纯合子解析：平时我们可以根据口诀：无中生有为隐性，隐性遗传看女病，父（子）无病为常体；有中生无为显性，显性遗传看男病，母（女）无病为常体。但是由于这个题目既无“无中生有”也无“有中生无”，所以该遗传图所示遗传病的显隐性和位置均不可确定，所以宜用“假说-演绎法”，假定这对等位基因为A和a，假设是隐性遗传病并且位于X染色体上，则Ⅱ1的基因型为XAXa;所以A错；假设是隐性遗传病并且位于常染色体上，则Ⅲ2的基因型为Aa，满足题意，所以C正确;假设是显性遗传病并且位于X染色体上，由于Ⅱ3患病，所以Ⅲ2必患病，与题意不符，所以B错；假设是显性遗传病并且位于常染色体上