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1、第一第一节基因的分离定律基因的分离定律一二三一、基因的分离定律1.1对相对性状的杂交实验(1)实验过程P紫花白花 F1 紫花F2 紫花白花 3 1一二三(2)相关概念P代表亲本;F1代表子一代;F2代表子二代;代表杂交; 代表自交。性状与相对性状生物体的形态、结构和生理特性等特征称为性状;一种生物的同一种性状的不同表现类型,叫做相对性状。如白花和紫花。具有1对相对性状的亲本杂交,通常把F1表现出来的亲本性状称为显性性状,如紫花性状;没有表现出来的亲本性状称为隐性性状,如白花性状。F1自花受粉(自交)产生的子二代中,有些植株表现显性性状,有些植株表现隐性性状,这种在杂种后代中出现不同于亲本性状的
2、现象,称为性状分离。一二三2.对分离现象的解释和验证(1)解释在卵细胞和花粉细胞中存在着控制性状的遗传因子。遗传因子在亲本体细胞中成对存在。杂种F1体细胞内的遗传因子A和a彼此保持独立,在形成生殖细胞时,F1可以产生数量相等的A型和a型花粉,也可以产生数量相等的A型和a型卵细胞。F1自交时,不同类型的两性生殖细胞(花粉和卵细胞)之间结合的概率相等,产生3种类型的F2。一二三遗传图解:遗传学家将控制性状的遗传因子称为基因,将一对同源染色体上决定相对性状的基因称为等位基因。一二三(2)分离假设的验证方法:测交,即让F1与隐性纯合子杂交。测交实验图解:结论:测交后代分离比接近11,符合预期的设想,从
3、而证实F1是杂合子,产生A和a两种配子,这两种配子的比例是11。一二三自主思考孟德尔在1对相对性状的杂交实验中,得出F2的性状分离比为31。请思考,若F2共得到20株豌豆,矮茎个体一定是5株吗?说明其原因。提示:不一定。因为孟德尔实验中的比例是在实验材料足够多的情况下统计出来的。若实验材料较少,则不一定得到这样的结果。一二三3.分离定律在细胞进行减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随着同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代。这就是基因的分离定律。4.分离定律的应用(1)在育种实践中,如果发现某一个体的某种性状在生产上具有增加产量或提高产品质量的价值,就可以应用基因
4、的分离定律设计育种过程。(2)基因的分离定律在医学实践中的应用在医学实践中,人们常利用基因的分离定律对遗传病的基因型和发病概率做出科学的推断。一二三自主思考种子公司培育的玉米种子一般都是杂种,目的是发挥玉米的杂种优势,产量高,但是该玉米不能留种,若第二年种植将会大量减产,原因是什么?提示:该玉米是杂种,自交后代会出现性状分离。一二三二、孟德尔获得成功的原因1.正确地选用实验材料是孟德尔实验获得成功的首要原因。2.由单因子到多因子的研究方法,也是孟德尔获得成功的重要因素。3.应用统计学方法对实验结果进行分析,是孟德尔获得成功的另一个重要因素。4.孟德尔科学设计了实验程序,在对大量实验数据进行分析
5、的基础上,合理地进行了推断,提出了解释问题的假说并设计了新的实验来验证推断的正确性。一二三三、豌豆作杂交实验材料的优点1.豌豆是严格的自花受粉植物,在自然情况下一般都是纯种。2.豌豆花大,易去雄和人工授粉。3.豌豆具有稳定的、易于区分的相对性状,如植株茎的高与矮,种子的圆粒与皱粒等。探究点一探究点二易错点排查实验设计探究点三当堂检测基因的分离定律基因的分离定律问题导引请结合紫花和白花豌豆的杂交实验,思考:在杂交过程中,若选紫花作为父本(提供花粉),白花作为母本(接受花粉),应如何操作?提示:开花前(花蕾期)剪去白花的雄蕊套袋待雌蕊成熟后,授以紫花的花粉套袋,防止其他花粉的干扰。探究点一探究点二
6、易错点排查实验设计探究点三当堂检测名师精讲基因的分离定律1.常用符号的含义2.关于遗传规律的几组概念 探究点一探究点二易错点排查实验设计探究点三当堂检测探究点一探究点二易错点排查实验设计探究点三当堂检测3.基因分离定律的实质、验证方法、适用范围(1)分离定律的实质减数分裂中同源染色体分离基础上的等位基因分离(见下图)。探究点一探究点二易错点排查实验设计探究点三当堂检测掌握基因分离的规律,应抓住以下三点。等位基因的独立性:等位基因虽然存在于一个细胞内,但分别位于一对同源染色体上,既不融合,也不混杂,各自保持独立。等位基因的分离性:正是由于等位基因在杂合子内独立存在,才使得等位基因在减数分裂形成配
7、子时,会随同源染色体的分开而彼此分离,分别进入不同的配子中。随机组合性:受精作用中雌雄配子结合的机会均等,等位基因随配子遗传给子代。探究点一探究点二易错点排查实验设计探究点三当堂检测(2)基因分离定律的验证方法测交法:杂种F1与隐性纯合子杂交,后代出现两种基因型与表现型的个体,证明了杂种F1产生了两种配子,即等位基因彼此分离。自交法:杂种F1自交,后代F2中出现显、隐性两种表现型的个体,也是由于F1产生了两种配子,即等位基因彼此分离。花粉鉴定法:非糯性与糯性水稻的花粉遇碘呈现不同颜色,杂种非糯性水稻的花粉遇碘液呈现两种不同颜色,且比例为11,从而直接证明了杂种非糯性水稻在产生花粉的减数分裂过程
8、中,等位基因彼此分离。探究点一探究点二易错点排查实验设计探究点三当堂检测(3)基因分离定律的适用范围进行有性生殖的生物的性状遗传:进行有性生殖的生物产生生殖细胞时,控制同一性状的遗传因子发生分离,分别进入不同的配子中。细胞核遗传:真核生物细胞核内有染色体规律性的变化,而细胞质中的遗传物质在遗传过程中随机分配,变化无规律。一对相对性状的遗传:2对或2对以上的相对性状的遗传,每一对相对性状的遗传,仍遵循分离定律。探究点一探究点二易错点排查实验设计探究点三当堂检测典例剖析【例题1】老鼠毛色有黑色和黄色,这是一对相对性状(由一对遗传因子B、b控制)。有下列三组交配组合,请据此回答相关问题。(1)根据交
9、配组合可判断显性性状是,隐性性状是。(2)表中亲本的遗传因子组成最可能依次是:甲为;乙为;丙为;丁为。属于纯合子的有。(3)第组交配组合产生的子代中,能稳定遗传的概率为。探究点一探究点二易错点排查实验设计探究点三当堂检测解析:根据交配组合可判断出相对性状的显隐性:具有相同性状的双亲交配,产生的后代发生了性状分离,新出现的不同于双亲的性状(黄色)为隐性性状,且双亲均为杂合子,即丙、乙的遗传因子组成均为Bb。组合中,具有相对性状的双亲杂交,后代全为一种性状(黑色),又由判断出黑色是显性性状,故甲和丁的遗传因子组成最可能分别是bb、BB。交配组合相当于测交实验,即bb(甲)Bb(乙)Bb(黑色)、b
10、b(黄色),后代中黄色个体为纯合子,能稳定遗传,而黑色个体为杂合子,不能稳定遗传。答案:(1)黑色黄色(2)bbBbBbBB甲和丁(3)1/2探究点一探究点二易错点排查实验设计探究点三当堂检测典型方法性状显隐性的判断方法1.根据定义判断具有一对相对性状的两纯合亲本杂交,后代只表现出一种性状,该性状为显性。2.根据性状分离现象进行判断具有相同性状的两亲本杂交,后代出现性状分离,则分离出来的性状为隐性,亲本性状为显性。3.根据性状分离比判断具有一对相同性状的亲本杂交,子代性状分离比为31,则比例大的性状为显性。探究点一探究点二探究点三易错点排查实验设计当堂检测基因分离定律的应用基因分离定律的应用问
11、题导引控制双眼皮的基因是显性基因(A),小王夫妇都是单眼皮,他们夫妇二人很想生一个双眼皮女儿,从理论上讲,他们的想法能实现吗?提示:不能实现。因为他们夫妇的基因型均为aa,所生子女只能是单眼皮(aa),不会是双眼皮(AA或Aa)。探究点一探究点二探究点三易错点排查实验设计当堂检测名师精讲1.在育种实践中,可用于选育优良品种。探究点一探究点二探究点三易错点排查实验设计当堂检测2.在医学实践中的应用(1)单基因遗传病显、隐性的判断根据性状分离现象,判断患病与正常这对相对性状的显隐性。如上图中图1所示遗传病为显性遗传病,图2所示遗传病为隐性遗传病。探究点一探究点二探究点三易错点排查实验设计当堂检测(
12、2)为禁止近亲结婚提供科学的依据近亲结婚的双方很可能是同一种致病基因的携带者,他们的子女患隐性遗传病的机会会大大增加,因此我国禁止近亲结婚。如果某一家庭中有一个隐性致病基因的携带者,其后代在近亲结婚的情况下,发病情况图解如下:探究点一探究点二探究点三易错点排查实验设计当堂检测典例剖析【例题2】 水稻抗瘟病对易感瘟病为显性,现有甲、乙两种抗瘟病的水稻,其中一种为杂合子。现在需要鉴别和保留纯合的抗瘟病水稻,下列方法中最为简便、易行的是 ()A.甲乙B.甲乙得F1再自交C.甲、乙分别与隐性类型测交D.让甲、乙分别自交解析:自交的优点是简便易行,子代数量较多时,能根据子代是否发生性状分离判断亲本的基因
13、组成,缺点是子代数量较少时不可靠;测交能较可靠地判断亲本的基因组成,但子代中显性性状的个体全为杂合子,操作起来也比自交复杂;杂交可根据子代性状表现判断显隐性并得到杂合子,但必须以亲本是纯合子为前提。答案:D探究点一探究点二探究点三易错点排查实验设计当堂检测变式训练变式训练1已知豌豆的高茎对矮茎为显性,现有一株高茎豌豆甲,要确定甲的遗传因子组成,最简便易行的办法是()A.选另一株矮茎豌豆与甲杂交,子代中若有矮茎出现,则甲为杂合子B.选另一株矮茎豌豆与甲杂交,子代若都表现为高茎,则甲为纯合子C.让甲豌豆进行自花传粉,子代中若有矮茎出现,则甲为杂合子D.让甲与多株高茎豌豆杂交,子代中若高、矮茎之比接
14、近31,则甲为杂合子解析:要确定甲的遗传因子组成,最简便易行的办法是让甲豌豆进行自花传粉,子代中若有矮茎出现,则甲为杂合子。答案:C探究点一探究点二探究点三易错点排查实验设计当堂检测分离定律的解题方法、技巧分离定律的解题方法、技巧问题导引杂合子Aa连续自交,第n代中纯合子、杂合子的比例具有什么特点?提示:具有一对相对性状的杂合子自交,后代中纯合子的比例随自交代数的增加而增大,最终接近于1,且显性纯合子和隐性纯合子各占一半。具有一对相对性状的杂合子自交,后代中杂合子比例随自交代数的增加而递减,最终接近于零。坐标曲线图如下:探究点一探究点二探究点三易错点排查实验设计当堂检测名师精讲1.最基本的6种
15、交配组合探究点一探究点二探究点三易错点排查实验设计当堂检测2.根据后代的表现型及比例推断亲代的基因型(1)若后代性状分离比为显性隐性=31,则双亲一定是杂合子(Bb),即BbBb3B_1bb。(2)若后代性状分离比为显性隐性=11,则双亲一定是测交类型,即Bbbb1Bb1bb。(3)若后代性状只有显性性状,则双亲至少有一方为显性纯合子,即BBBB或BBBb或BBbb。(4)若后代只有隐性性状,则双亲一定都是隐性纯合子(bb)。3.后代基因型(表现型)及比例的计算(1)概率计算方法用经典公式计算:概率=(某性状组合数/总组合数)100%。用配子的概率计算:先计算出亲本产生每种配子的概率,再根据题
16、意要求用相关的两种配子概率相乘,相关个体的概率相加即可。探究点一探究点二探究点三易错点排查实验设计当堂检测【实例】 一对表现正常的夫妇,生了一个患白化病的孩子。如果他们再生一个孩子,表现正常的概率是多少?患白化病的概率是多少?分析:首先确定双亲的基因组成。正常双亲生了一个患病的孩子,说明双亲都是杂合子,设基因组成是Aa。因此正常孩子的基因组成是AA或Aa,患病孩子的基因组成是aa。方法一:用分离比直接推出由图示可知,这对夫妇若再生一个孩子,表现正常的概率是3/4,患白化病的概率是1/4。探究点一探究点二探究点三易错点排查实验设计当堂检测方法二:用配子的概率计算先计算出亲本产生每种配子的概率,再
17、根据题意要求用相关的两种配子的概率相乘。Aa亲本产生A、a配子的概率都是1/2。a.后代为aa的概率=a()概率a()概率=1/21/2=1/4;b.后代为AA的概率=A()概率A()概率=1/21/2=1/4;c.后代为Aa的概率=a()概率A()概率+a()概率A()概率=1/21/2+1/21/2=1/2。对于随机交配的种群,用配子的概率计算探究点一探究点二探究点三易错点排查实验设计当堂检测【实例】 假设某植物种群非常大,可以随机交配,没有迁入和迁出,基因不产生突变。抗病基因R对感病基因r为完全显性。现种群中感病植株rr占1/9,抗病植株RR和Rr各占4/9,抗病植株可以正常开花和结实,
18、而感病植株在开花前全部死亡。则子一代中感病植株占多少?分析:根据题干信息“感病植株在开花前全部死亡”,可知亲代参与交配的全为抗病植株,且RRRr=11,由此可计算出产生R配子的概率为1/21+1/21/2=3/4,产生r配子的概率为1/21/2=1/4。当随机交配时,遗传图解如下:由此可见,子一代中感病植株占1/16。探究点一探究点二探究点三易错点排查实验设计当堂检测(2)特殊情况下的性状分离比不完全显性:具有相对性状的纯合亲本杂交,F1表现中间类型的现象。如红花的基因型为AA,白花的基因型为aa,杂合子的基因型为Aa,开粉红花。致死现象:自然界中由于致死原因造成的比例异常问题。a.隐性致死:
19、隐性基因成对存在时,对个体发育有致死作用。如植物中白化基因(bb),使植物不能形成叶绿素,植物因不能进行光合作用而死亡。b.显性致死:显性基因具有致死作用。如人的神经胶质症(皮肤畸形生长,智力严重缺陷,出现多发性肿瘤等症状)。c.配子致死:指致死基因在配子时期发生作用,从而不能形成有活力的配子的现象。d.合子致死:指致死基因在胚胎时期或成体阶段发生作用,从而不能形成活的幼体或个体夭折的现象。探究点一探究点二探究点三易错点排查实验设计当堂检测探究点一探究点二探究点三易错点排查实验设计当堂检测从性遗传:由常染色体上的基因控制的性状,在表现型上受个体性别影响的现象。如绵羊的有角和无角受常染色体上一对
20、等位基因控制,有角基因H为显性,无角基因h为隐性,在杂合子(Hh)中,公羊表现为有角,母羊则表现为无角。注意:上述情况下虽出现异常的分离比,但遗传时仍遵循基因的分离定律。探究点一探究点二探究点三易错点排查实验设计当堂检测规律总结F2出现31的性状分离比的条件所研究的每一对相对性状只受一对遗传因子控制,且相对性状为完全显性;每一代不同类型的配子都能发育良好,且不同配子结合机会相等;所有后代都处于比较一致的环境中,且存活率相同;供实验的群体要大,个体数量要足够多。探究点一探究点二探究点三易错点排查实验设计当堂检测拓展延伸ABO血型人类的ABO血型也是一种遗传性状,是由3个基因控制的,它们是IA、I
21、B、i,其中IA和IB都对i为显性,而IA与IB为共显性。但是,对每个人来说,每个细胞只能有其中的两个基因。人类的血型与基因型的关系探究点一探究点二探究点三易错点排查实验设计当堂检测典例剖析【例题3】 番茄的红果(R)对黄果(r)为显性,杂合的红果番茄自交得F1,淘汰F1中的黄果番茄,然后让F1自交,则F2中RR、Rr、rr三种基因型的比例是()A.121B.441C.321D.931解析:由题意可知,F1的基因型为1/4RR、1/2Rr、1/4rr,淘汰rr后,则RRRr=12。RR自交,后代基因型全为RR,Rr自交,后代基因型为1/4RR、1/2Rr、1/4rr,故F2中RRRrrr=(1
22、/3+2/31/4)(2/31/2)(2/31/4)=321。答案:C探究点一探究点二探究点三易错点排查实验设计当堂检测变式训练变式训练2一对夫妇的血型分别为A型和B型,他们生了一个血型为O型的男孩,他们再生一个血型为O型的男孩的概率是()A.1/6 B.1/8 C.1/4 D.1/2解析:解答本题的关键是判断该男孩父母的血型基因型。由该夫妇的表现型A型和B型可知,其中一方一定有IA,另一方一定有IB,又因为生了一O型血男孩,可知该夫妇都有i基因,所以该夫妇的基因型为IAi、IBi,他们再生一个O型血男孩的概率是1/41/2=1/8。答案:B探究点一探究点二探究点三易错点排查实验设计当堂检测判
23、断正误(正确的画“”,错误的画“”)。1.豌豆的高茎和矮茎是一对相对性状。()提示:2.纯合子自交后代都是纯合子,杂合子自交后代都是杂合子。()提示:纯合子自交后代都是纯合子,但是杂合子自交后代既有杂合子,又有纯合子。例如,Dd自交后代既有Dd,又有DD和dd。3.在杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象叫做性状分离。()提示:4.凡子代表现出来的性状即是显性性状,子代不能表现的性状是隐性性状。()提示:具有一对相对性状的亲本杂交,F1表现出来的亲本的性状是显性性状,F1未表现出来的亲本的性状是隐性性状。探究点一探究点二探究点三易错点排查实验设计当堂检测5.体细胞中成对的遗传因子在形成配
24、子时彼此分离,互不干扰。()提示:6.豌豆是严格的自花受粉植物,具有一些稳定的、容易区分的相对性状。()提示:7.采用由多因子到单因子的研究方法是孟德尔遗传实验获得成功的原因之一。()提示:孟德尔采用的是由单因子到多因子的研究方法。探究点一探究点二探究点三易错点排查实验设计当堂检测性状分离比的模拟实验【实验指导】【实验指导】1.实验原理进行有性生殖的生物,在形成配子时,等位基因随着同源染色体的分开而彼此分离,分别进入不同的配子中,杂合子将会产生比例相等的两种配子。受精时,比例相等的两种雌配子和比例相等的两种雄配子随机结合,结果是后代发生性状分离。实验操作的模拟对象见下表。探究点一探究点二探究点
25、三易错点排查实验设计当堂检测特别提醒本实验没有模拟等位基因分离的过程即分离定律的实质。两个小罐的小球总数可以不相等,但每个小罐内的两种颜色的小球的数量一定要相等。探究点一探究点二探究点三易错点排查实验设计当堂检测2.实验注意事项(1)代表配子的物品必须为球形,以便充分混合,球的大小要一致,质地要统一,手感要相同。(2)装小球的容器避免用方形的,便于小球均匀分布。(3)抓球时应双手同时进行,或由两位同学同时抓取,而且要闭眼,以避免主观因素的干扰,减少人为误差。(4)罐内两种球的数量必须相等,每做一次模拟实验,要将小球放回原来的小罐内并摇匀,然后做下一次模拟实验。(5)多重复几次模拟实验,重复次数
26、越多,结果越准确。(6)实验结果为小组统计和全班综合统计相结合。探究点一探究点二探究点三易错点排查实验设计当堂检测【设计体验】【设计体验】关于性状分离比的模拟实验,下列叙述不正确的是 ()A.甲、乙两个小罐分别代表雌、雄生殖器官B.甲、乙两个小罐内的小球分别代表雌、雄配子C.每次抓取的小球都要放回原罐中再进行下一次抓取D.两个小罐中小球的数量一定要相等解析:性状分离比的模拟实验的实验原理:甲、乙两个小罐分别代表雌、雄生殖器官,甲、乙小罐内的小球分别代表雌、雄配子,用不同小球随机组合模拟生物在生殖过程中雌、雄配子的随机结合。两个小罐中小球的数量可以不相等,但每个小罐中两种颜色的小球的数量必须相等
27、;要随机抓取,且抓完一次后要将小球放回原小罐并摇匀;重复的次数要足够多。答案:D探究点一探究点二探究点三易错点排查实验设计当堂检测1.下列各组中不属于相对性状的是()A.水稻的早熟和晚熟B.豌豆的紫花和红花C.小麦的抗病和不抗病D.绵羊的长毛和细毛解析:相对性状是指同种生物同一性状的不同表现形式。所以绵羊的长毛对短毛、细毛对粗毛分别是一对相对性状。答案:D探究点一探究点二探究点三易错点排查实验设计当堂检测2.下图能正确表示基因分离定律实质的是()解析:基因分离定律的实质是减数分裂时同源染色体上的等位基因分离,分别进入不同的配子。答案:C探究点一探究点二探究点三易错点排查实验设计当堂检测3.下列
28、有关性状分离比的模拟实验的叙述,错误的是()A.两种小球的大小、形状、质地、重量等要一致B.每次抓小球以前必须摇动小罐,使小球充分混合C.抓小球时应双手同时进行,最好闭眼D.每次抓出的小球在统计后不必放回罐内,共进行多次即可解析:每次抓出的小球在统计后都要放回原来的小罐内摇匀,保证罐内两种小球数量相等,重复做50100次,重复的次数越多,越接近理论比。答案:D探究点一探究点二探究点三易错点排查实验设计当堂检测4.两株高茎豌豆杂交,后代中高茎和矮茎的比例如右图所示,则亲本的遗传因子组成为 ()A.GGggB.GGGgC.GgGgD.gggg解析:题图中显示后代中高茎和矮茎的比例为31,而A、B项
29、后代都是高茎,D项后代都是矮茎。答案:C探究点一探究点二探究点三易错点排查实验设计当堂检测5.水稻的非糯性(W)和糯性(w)是一对相对性状,前者花粉(含W遗传因子)遇碘变蓝,后者花粉(含w遗传因子)遇碘不变蓝。把WW和ww杂交得到的种子种下去,长大开花后取一个成熟的花药,挤出全部花粉,滴上碘液,显微镜下看到颜色有,比例是,原因是。这株水稻穗上所结米粒的非糯性的遗传因子组成是,糯性的遗传因子组成是,这符合孟德尔的定律。探究点一探究点二探究点三易错点排查实验设计当堂检测解析:遗传因子组成为WW与ww的两亲本杂交,得到的后代的遗传因子组成是Ww。具有这种遗传因子组成的水稻植株在形成配子(花粉)时,W和w这对遗传因子分离,分别进入两个配子中,即形成比例相等的含W遗传因子的配子(花粉)与含w遗传因子的配子(花粉)。含W遗传因子的配子(花粉)遇碘变蓝,含w遗传因子的配子(花粉)遇碘不变蓝。这株水稻(Ww)穗上所结的米粒为其子代,既有非糯性的(WW和Ww),也有糯性的(ww),符合基因的分离定律。答案:蓝色和非蓝色11形成配子时,成对的遗传因子分离WW和Wwww分离
