1、第第1616讲讲 孟德尔的豌豆杂交实验孟德尔的豌豆杂交实验( (一一) ) 第第6 6单元单元 2022 内 容 索 引 01 02 03 素养导读素养导读 必备知识必备知识 固本夯基固本夯基 核心考点核心考点 能力提升能力提升 素养导读素养导读 必备知识必备知识 固本夯基固本夯基 一、分离定律及应用 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
2、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 4 11 11 4.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 11 31 11 11 11 (2)发生时间: 。 (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:
3、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 二、显隐性性状及纯合子与杂合子 1.显隐性性状的判断 (1)根据子代性状判断 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
4、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,而且是最简便的方法。 待测 个体 自交 若后代无性状分离,则待测个体为 若后代有性状分离,则待测个体为 纯合
5、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 若后代无性状分离,则待测个 体为 若后代有性状分离,则待测个 体为 纯合子 杂合子 (3)单倍体育种法(此法只能用于植物) 待测个体单倍体幼苗纯合子 植株 若得到两种类型的植株,则待测个体为 若得到一种类型的植株,则待测个体为 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。( ) (
6、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
7、)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) 教材拓展 (人教版必修2 P8“思维训练”)假设你正在一个花卉生产基地工作。有一天, 你突然发现一种本来开白花的花卉,出现了开紫花的植株。你立刻意识到 它的
8、观赏价值,决定培育这样的花卉新品种。当你知道这种花是自花传粉 以后,将这株开紫花的植株的种子种下去,可惜的是,在长出的126株新植株 中,却有36株是开白花的。 (1)开紫花的植株的种子种下去,在长出的126株新植株中,却有36株是开白 花的,你能给出合理的解释吗? 提示 该开紫花的植株的种子种下去,出现开白花的,说明后代发生性状分 离,紫花对白花为显性,该开紫花的植株为杂合子。 (2)怎样才能获得开紫花的纯种植株呢?请你写出解决这一问题的实验方案。 提示 方法一:用紫花植株的花粉进行花药离体培养,然后用秋水仙素处理, 保留紫花的品种。 方法二:让该紫花植株连续自交,直到后代不再出现性状分离为
9、止。 核心考点核心考点 能力提升能力提升 考点一考点一 分离定律分离定律 合作探究合作探究 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 1/2D 1/2d 1/2D 1/4DD高 1/4Dd高 1/2d 1/4Dd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
10、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
11、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。 归纳总结遗传学核心概念之间的联系 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 考向突破考向突破 答案 C 解析 选择豌豆作实验材料是因为自然
12、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)遇碘全部呈蓝黑色 B.F1自交后结
13、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。 方法技巧“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
14、一对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。 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1/2 D.若-6不含致
15、病基因,则他与-5所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。 考点二考点二 分离定律的解题规律及方
16、法分离定律的解题规律及方法 合作探究合作探究 探究显、隐性的判断 已知牛的有角与无角为一对相对性状,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
17、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。 考向突破考向突破 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
18、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
19、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 1 3 实验一 羽状浅裂()羽状浅裂() 羽状浅裂()羽状深裂() 1 1 实验二 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1/2 B.实验二亲本雌株的基因型为AA,亲本雄株的基因型为aa C.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1/2 D.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
20、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
21、为aa的个体无繁殖能力,则子代中 AAAaaa是( ) A.323 B.441 C.110 D.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: 1/3AA 2/3Aa 1/3AA 1/9AA 1/9AA,1/9Aa 2/3Aa 1/9AA, 1/9Aa 1/9AA,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
22、=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: 2/3A 1/3a 2/3A 4/9AA 2/9Aa 1/3a 2/9Aa 1/9aa 因此,子代中AA=2/32/3=4/9;Aa=21/32/3=4/9;aa=1/31/3=1/9,故子 代中AAAaaa=4
23、41。 考向4 基因分离定律的异常分离比 4.(2020江苏)有一观赏鱼品系体色为橘红带黑斑,野生型为橄榄绿带黄斑, 该性状由一对等位基因控制。某养殖者在繁殖橘红带黑斑品系时发现,后 代中2/3为橘红带黑斑,1/3为野生型性状,下列叙述错误的是( ) A.橘红带黑斑品系的后代中出现性状分离,说明该品系为杂合子 B.突变形成的橘红带黑斑基因具有纯合致死效应 C.自然繁育条件下,橘红带黑斑性状容易被淘汰 D.通过多次回交,可获得性状不再分离的橘红带黑斑品系 答案 D 解析 由橘红带黑斑品系的后代出现性状分离,说明该品系均为杂合子,A 项正确;杂合橘红带黑斑鱼相互交配,子代表型比例为21,可推测橘红
24、带 黑斑基因具有纯合致死效应,B项正确;由于橘红带黑斑基因具有纯合致死 效应,自然繁育条件下,该显性基因的频率会逐渐下降,则橘红带黑斑性状 容易被淘汰,C项正确;橘红带黑斑基因显性纯合致死,则无论回交多少次, 所得橘红带黑斑品系均为杂合子,D项错误。 归纳总结基因分离定律的特殊形式 类 型 亲本组合 子代的基因型比 子代的表型比 一般形式 AaAa AA Aa aa=1 21 显性隐性=31 特 殊 形 式 相对显性 AaAa AA Aa aa=1 21 显性相对显性 隐性=121 显性纯合致死 AaAa Aaaa=21 显性隐性=21 隐性纯合致死 AaAa AAAa=12 显性 单性隐性配子致死 AaAa AAAa=11 显性 单性显性配子致死 AaAa Aaaa=11 显性隐性=11
