专题 遗传的基本规律
专题五 遗传的基本规律(含伴性遗传) 〔必修2:第1章、第2章第2、3节〕 遗传学的三大基本规律。 孟德尔 摩尔根 分离规律 自由组合定律 专题五 遗传的基本规律(含伴性遗传) 〔必修2:第1章、第2章第2、3节〕 遗传学的三大基本规律。 分离规律 自由组合定律 连锁与交换定律 孟德尔 摩尔根
(2)基因的分离规律和自由组合规律(II) (3)基因与性状的关系( II ) (4)伴性遗传( II) [考纲解读] 结合问题探讨,思考本专题的考点有哪些? (1)孟德尔遗传实验的科学方法(II) (2)基因的分离规律和自由组合规律(II) (3)基因与性状的关系( II ) (4)伴性遗传( II)
[高考预测] 历年高考必考内容。 命题的趋势 : 孟德尔遗传实验的科学方法 常规试题及其变化: 遗传实验设计题 考查两对相对性状的遗传 该专题在高考中所占的比例较大,并且多以非选择题的形式出现 。 命题的趋势 : 孟德尔遗传实验的科学方法 常规试题及其变化: 考查两对相对性状的遗传 遗传实验设计题
相关概念归纳 1.性状类 (1)性状:生物体的形态特征和生理特性的总称。 (2)相对性状:同种生物同一性状的不同表现类型。 (3)显性性状:在杂种子一代中显现出来的性状。 (4)隐性性状:在杂种子一代中未表现出来的性状。 (5)性状分离:杂种的后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象。
(1)显性基因:控制显性性状的基因,一般用大写英文字母表示。 2.基因类 (1)显性基因:控制显性性状的基因,一般用大写英文字母表示。 (2)隐性基因:控制隐性性状的基因,一般用小写英文字母表示。 (3)等位基因:在一对同源染色体的同一位置上控制相对性状的基因。 (4)非等位基因:位于同源染色体上不同位置或非同源染色体上的基因。
(1)纯合子:由相同基因的配子结合成的合子发育而成的个体。 3.个体类 (1)纯合子:由相同基因的配子结合成的合子发育而成的个体。 (2)杂合子:由不同基因的配子结合成的合子发育而成的个体。 (3)表现型:生物个体所表现出来的性状。 (4)基因型:由与表现型有关的基因组成,它是性状表现的内在因素。
(1)自花传粉:两性花的花粉落在同一朵花的雌蕊的柱头上的过程。 4.交配类 (1)自花传粉:两性花的花粉落在同一朵花的雌蕊的柱头上的过程。 (2)异花传粉:同种的两朵花之间的传粉过程。 (3)自交:基因型相同的生物个体间的相互交配。 (4)杂交:基因型不同的生物个体间的相互交配。 (5)测交:测交是指让杂种子一代(F1)与纯合隐形个体相交,来测定F1的遗传因子组成。 (6)回交:杂种子一代与亲代或亲本基因型相同的个体的杂交。
考点一 孟德尔遗传实验的科学方法及规律 1.孟德尔遗传实验的科学方法 (1)选择理想的模式生物——豌豆。 考点一 孟德尔遗传实验的科学方法及规律 1.孟德尔遗传实验的科学方法 (1)选择理想的模式生物——豌豆。 (2)单因子分析法:分别观察和分析在一个时期内某一对相对性状的遗传规律。 (3)数学统计分析法和模型方法:在一对相对性状的杂交实验中,子二代不同性状的数据虽然有差异,但都接近3∶1的比例关系。 (4)假说—演绎法:孟德尔设计了F1与隐性纯合子进行测交的实验,并预测后代性状分离比在理论上为1∶1,然后通过实验,证明了假说的正确性。在判断某显性个体是否为纯合子时,测交至今仍然是最简单而有效的方法。 9
孟德尔在研究豌豆杂交实验时,采用了什么科学方法?除此之外,人类在探索遗传的奥秘历程中还采用了哪些科学实验方法及技术? 利用假说演绎法: 孟德尔发现了两大遗传定律 利用放射性同位素标记法: 赫尔希和蔡斯证实了DNA是遗传物质 利用建立模型法 : 沃森和克里克发现了DNA双螺旋结构 利用类比推理 : 萨顿提出基因位于染色体上的假说
假说 ----- 演绎法 进行测交试验 得到分离(自由组合)定律 一对(两对)相对性状的杂交实验 ① 观察现象,提出问题 ②分析问题,提出假说 对分离(自由组合)现象的 解释 ③演绎推理 设计测交实验 ④实验检验,验证假说 进行测交试验 ⑤得出结论 得到分离(自由组合)定律
[教师备用习题]题考查的是孟德尔的“假说—演绎法”,可作为考点一的补充。 1.孟德尔在豌豆纯合亲本杂交和F1自交遗传实验基础上,利用“假说—演绎法”成功提出基因分离定律,他做出的“演绎”是( ) A.亲本产生配子时,成对的等位基因发生分离 B.杂合子自交产生3∶1的性状分离比 C.两对相对性状杂合子产生配子时非等位基因自由组合 D.杂合子与隐性亲本杂交后代出现1∶1的性状分离比 12
[答案] D [解析] 假说—演绎法分为观察现象,提出问题→作出假设→演绎推理→实验验证, A项中亲本产生配子时,成对的等位基因发生分离属于假设过程;B项中杂合子自交产生3∶1的性状分离比属于根据性状分离现象提出问题阶段;两对相对性状杂合子产生配子时非等位基因自由组合属于两对相对性状的杂交实验中的假设;D项属于演绎过程。 13
变式训练: 假说—演绎法是在观察和分析基础上提出问题,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科学方法。果蝇体表硬而长的毛称为刚毛,一个自然繁殖的直刚毛果蝇种群中,偶然出现了一只卷刚毛雄果蝇。请回答下列问题: (1)卷刚毛性状是如何产生和遗传的呢?有一种假说认为这是亲代生殖细胞中X染色体上的基因发生显性突变,请尝试再写出两种假说: ① 。 ② 。 (2)已知这只卷刚毛雄果蝇与直刚毛雌果蝇杂交,F1全部直刚毛, Fl雌雄果蝇随机交配,F2的表现型及比例是直刚毛雌果蝇:直刚毛雄果蝇:卷刚毛雄果蝇=2:1 : l, 此时最合理的假说是 。 亲代生殖细胞中X染色体上的基因发生隐性突变 亲代生殖细胞中常染色体上的基因发生显性突变 亲代生殖细胞中X染色体上的基因 发生隐性突变
1,遗传规律内容 分离定律:在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,不相融合;在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代。 自由组合定律:控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。 15
2.遗传的基本规律比较 项目 基因的分离定律 基因的自由组合定律 研究性状 一对 两对及以上 控制性状的 等位基因 等位基因与 染色体的关系 位于一对同源染色体上 分别位于两对或两对以上的同源染色体上 细胞学基础 (染色体活动) 减数第一次分裂后期同源染色体分离 减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合 16
非同源染色体上非等位基因之间的重组互不干扰 遗传实质 等位基因分离 非同源染色体上非等位基因之间的重组互不干扰 F1形成配子的种类 2种 22或2n种 F2 基因型种类 3种 32或3n种 表现型种类 表现型比例 3∶1 9∶3∶3∶1或(3∶1)n F1测交后代 1∶1 1∶1∶1∶1或(1∶1)n 17
①作物育种——所需性状为显性纯合:连续自交选择;所需性状为隐性:在F2出现,即能稳定遗传 意义 ①作物育种——所需性状为显性纯合:连续自交选择;所需性状为隐性:在F2出现,即能稳定遗传 ②预防遗传病 ①由于基因重组而引起的变异,有利于生物进化 ②作物育种 联系 基因的分离定律是自由组合定律的基础,非等位基因自由组合的前提是等位基因的分离 18
例1 水稻的非糯性与糯性是一对相对性状,由等位基因A、a控制。已知非糯性花粉遇碘呈蓝黑色,糯性花粉遇碘呈橙红色。 验证两大定律常用的三种方法 3.1 看F1配子的方法 例1 水稻的非糯性与糯性是一对相对性状,由等位基因A、a控制。已知非糯性花粉遇碘呈蓝黑色,糯性花粉遇碘呈橙红色。 某生物小组同学获得了一品系水稻种子,为了较快地鉴定出这种水稻的基因型,他们将种子播种,开花后收集花粉加碘液染色,在光学显微镜下观察到有呈蓝黑色和呈橙红色的花粉粒。图3表示在同一载玻片上随机所得的4个视野中花粉粒的分布状况(黑色圆点表示蓝黑色花粉粒白色圆点表示橙红色花粉粒)。
根据统计结果,这一水稻品系中两种花粉粒数量的比例约为____,上述结果说明该对基因的遗传遵循_______定律。 解析此题中只有一对等位基因,由孟德尔的分离定律可知,杂合体F1将产生两种类型的配子,且比例接近1:1,此法是验证基因分离定律最直接的方法。
例2 水稻花粉粒中淀粉的非糯性(W)对糯性(w)为显性,非糯性的花粉粒遇碘呈蓝黑色,糯性的花粉粒遇碘呈橙红色。圆花粉粒(L)对长花粉粒(l)为显性。已知W、w与L、l两对遗传因子独立遗传。请用花粉粒作为研究对象,设计实验验证自由组合定律。 (1)实验步骤 ①纯种的非糯性圆花粉粒与纯种的糯性长花粉粒(或纯种的非糯性长花粉粒与纯种的糯性圆花粉粒)杂交得F1植株; ②取___加碘染色后,经显微镜观察花粉粒的___ ,并记录数目。 ③当花粉粒的表现型及其比例为____时,则可验证自由组合定律。 答案 (1) F1的花粉粒 颜色和形状 蓝黑色圆形:蓝黑色长形:橙红色圆形:橙红色长形=1:1:1:1(接近相等)
3.2 F1自交看F2的表现型及比例或F1测交看测交后代的表现型及比例 例3玉米子粒的有色对无色为显性,子粒的饱满对皱缩为显性。现提供纯种有色饱满子粒和纯种无色皱缩子粒若干,请设计实验,探索这两对性状的遗传是否符合自由组合定律(假设实验条件满足实验要求)。 (1)实验原理:具有两对相对性状的纯合亲本杂交得F1,按自由组合定律遗传时,F1产生比例相等的四种基因型配子,F1自交后代表现型有四种,比例为9:3:3:1,F1的测交后代表现型有四种,比例为1:1:1:1。 (2)方法步骤:____。 (3)结果及结论:____。
答案(2)第一:选取纯种有色饱满玉米和纯种无色皱缩玉米作为亲本进行杂交,收获F1;第二:取F1植株10株自交,另取F1植株10株测交;第三:收获种子并统计不同表现型的数量比例
例5某种昆虫长翅(A)对残翅(a)为显性,直翅(B)对弯翅(b)为显性,有刺刚毛(D)对无刺刚毛(d)为显性,控制这3对性状的基因均位于常染色体上。现有一种昆虫,个体基因型如图5所示,请回答下列问题: 为验证基因自由组合定律,可用来与 该种昆虫进行交配的异性个体的基因型分别是_____________。 解析:明确减数分裂过程中,一对同源染色体上的等位基因发生分离,非同源染色体上的非等位基因发生自由组合。所以Aa与Dd可以自由组合,我们只要能证明此二者自由组合,就能验证基因自由组合定律,则可用的方法是自交或测交,即可选用基因型为AaDd、aadd的个体与之交配。同时,要能控制bb这对基因不对后代有影响,即该对基因在后代中的表现型只有一种,则可选择的昆虫的基因型为BB或bb。 答案 aabbdd、aaBBdd、AabbDd、AaBBDd
基因分离定律解题方法
解题思路: 1.判断显、隐性 方法1:相同表现型杂交: 表现型A X表现型 A A 、B 说明:B为隐性 方法2 :不同表现型杂交: 表现型A X表现型 B 全部为A ( 或B) 说明:A为显性(或B为显性)
1.1 利用杂交法判断纯合体的显、隐性 若已知亲本皆为纯合体,可利用显、隐性性状的概念,用杂交的方法,即选取具有不同性状的两亲本杂交,后代表现出的那一种亲本的性状即为显性性状,另一亲本的性状为隐性性状。 例1 果蝇的翅有残翅和长翅,且此性状是细胞核遗传,现若有实验过程中所需要的纯种果蝇,请设计实验确定长翅和残翅的显、隐性。
1.2利用自交判断野生型个体的显、隐性 若已知亲本是野生型(显性中既有纯合体也有杂合体),可利用显性杂合体自交会出现性状分离的原理,选取具有相同性状的两亲本杂交,看后代有无性状分离,若有则亲本的性状为显性性状。 例2 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群牛中(无角的基因频率与有角的基因频率相等),为了确定有角与无角这对相对性状的显、隐性关系,用上述自由放养的牛群(假设无突变发生)作为实验材料,再进行新的杂交实验,应该怎样进行?
1.正推类型:已知亲本的基因型、表现型,推测子代的基因型表现型。 2.逆推类型: 根据子代的基因型和表现型推亲本的基因型。 2、确定基因型、表现型: 1.正推类型:已知亲本的基因型、表现型,推测子代的基因型表现型。 2.逆推类型: 根据子代的基因型和表现型推亲本的基因型。 突破方法:1、隐性纯合突破法 2、根据后代比例解题
1、隐性纯合突破法: 例题: 现有一只白公羊与一只白母羊交配,生了一只小黑羊。试问:那只公羊和那只母羊的基因型分别是什么?它们生的那只小黑羊是什么基因型。(用字母B、b表示) 1.确定显性、隐性,列出遗传图解 2.隐性纯合突破 公羊:Bb 母羊:Bb 小羊:bb
⇒子代全部显性 子代全部隐性 2、根据后代比例解题 确定性状的显、隐性,知道最基本的六种杂交组合。 以豌豆的高茎D和矮茎d为例: (1)DD x DD (2) DD x Dd (3) DD x dd DD ⇒子代全部显性 DD、Dd Dd (4) Dd x Dd (5) Dd x dd ⇒显性:隐性=3:1 ⇒显性:隐性=1:1 (6) dd x dd 子代全部隐性
根据后代比例解题 例:豌豆的种子黄色(A)对绿色(a)显性。结黄色种子与结绿色种子的豌豆杂交,子代个体表现型及比例为黄色种子:绿色种子为1:1,子代结黄色种子的个体自交,其后代表现型的比例是( ) A、1:1 B、1:0 C、3:1 D、1 :2:1 C
综合: A 下图是某白化病家庭的遗传系谱,请推测Ⅱ-2与Ⅱ-3这对夫妇生白化病孩子的几率是 A、1/9 B、1/4 C、1/36 D、1/18 A Ⅲ Ⅰ Ⅱ ? 1 2 3 4 正常男女 患病男女 解析:2/3Aa x 2/3Aa
基因分离定律在实践中的应用 1、杂交育种中,人们可按照育种目标,经过杂交和有目的的选育,最终 培育出具有稳定遗传性状的品种(纯合子)。 一般采用逐代自交,逐代淘汰不符合者的方法。 如果每代aa不能成活呢? 如果每代个体间自由杂交呢?
× 2、在医学实践上,利用基因分离定律对遗传病的基因型和发病概率做出 科学的的推断。(遗传系谱图) Aa A a AA aa 亲代 配子 子代 正常(携带者) 正常 (携带者) 患者 1 ∶ 2 ∶ 1 白化病遗传图解
自由组合定律解题思路 1、根据题意判断显隐性 2、根据亲本表现型推亲本基因型 3、分解组合法,分析子代基因型、表现型 例:写出黄圆、黄皱、绿圆、绿皱的基因型 Y_R_ Y_rr yyR_ yyrr 3、分解组合法,分析子代基因型、表现型 例:基因型为AaBbCC的个体可产生( )种类型的配子,他们分别是( ),产生基因组成AbC配子的概率为( )。(注:三对基因互不影响) 4 ABC\AbC\aBC\abC 1/4 4、计算子代表现型、基因型比例
配子类型的问题 配子类型=独立遗传的每对等位基因 产生的配子种类的乘积。 例:AaBbCc产生的配子种类数 Aa Bb Cc 2 × 2 × =8
基因型类型的问题 基因型类型=独立遗传的每对等位基因 产生的基因型种类的乘积。 例:AaBbCc与AaBBCc杂交,求其后代的基因型数。 Aa × Aa AA、Aa、aa 3种 Bb× BB BB、Bb 2种 Cc× Cc CC、Cc、cc 3种 3×2 ×3=18种基因型
表现型类型的问题 表现类型=独立遗传的每对等位基因 产生的表现型种类的乘积。 例:AaBbCc与AabbCc杂交,求其后代可能的表现型数。 Aa × Aa AA、Aa、aa 2种表现型 Bb× bb Bb、bb 2种表现型 Cc× Cc CC、Cc、cc 2种表现型 2×2×2=8种表现型
如何计算子代表现型比例? 特殊规律 亲代 分解 子代表现型比 AaBb ×aabb (1:1:1:1) (1:1)(1:1) 亲代 分解 子代表现型比 AaBb ×aabb (Aa ×aa)(Bb ×bb) (1:1:1:1) (1:1)(1:1) AaBb ×Aabb (Aa ×Aa)(Bb ×bb) (3:1:3:1) (3:1)(1:1) AaBb ×AaBb (Aa ×Aa)(Bb ×Bb) (9:3:3:1) (3:1)(3:1)
两对相对性状与一对相对性状子二代分离比之间的关系: 拓展:多对相对性状的遗传(每对基因独立遗传) 计算:后代的基因型,表现型,种类,比值,所占比例都可以:分别写出每对的情况------然后相乘就可以了!
(2014.新课标卷)32.(9分) 现有两个纯合的某作物品种:抗病高秆(易倒伏)和感病矮秆(抗倒伏)品种,已知抗病对感病为显性,高秆对矮秆为显性,但对于控制这两对相对性状的基因所知甚少。 回答下列问题: (1)在育种实践中,若利用这两个品种进行杂交育种,一般来说,育种目的是获得具有 优良性状的新品种。 (2)杂交育种前,为了确定F2代的种植规模,需要正确预测杂交结果。若按照孟德尔遗传定律来预测杂交结果,需要满足3个条件:条件之一是抗病与感病这对相对性状受一对等位基因控制,且符合分离定律;其余两个条件是 。 (3)为了确定控制上述这两对性状的基因是否满足上述3个条件,可用测交实验来进行检验。请简要写出该测交实验的过程。
81/(81+175)=81/256=(3/4)*(3/4)*(3/4) )*(3/4)=(3/4)4 (2011年新课标卷)32.(8分) 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: F2 红色所占比例: 81/(81+175)=81/256=(3/4)*(3/4)*(3/4) )*(3/4)=(3/4)4 根据杂交结果回答问题: (1)这种植物花色的遗传符合哪些遗传定律? (2)本实验中,植物的花色受几对等位基因的控制,为什么?
基因自由组合定律在实践中的应用 1、在育种工作中,用杂交的方法,有目的地使生物不同品种间的基因重新组合,以使不同亲本的优良基因组合到一起,从而创造出对人类有益的新品种。 2、在医学实践中,可以根据基因的自由组合定律来分析家系中两种遗传病同时发病的情况,并且推断出后代的基因型和表现型以及它们出现的概率,为遗传病的预测和诊断提供理论依据。
1.自由组合定律类题目的快速解法 方法一: (1)将自由组合定律分解成分离定律。 (2)根据亲本的基因型或表现型推出子代基因型概率或表现型概率(或根据子代的表现型比或基因型比推出亲本的表现型或基因型)。 46
专题 遗传的基本规律及应用 (3)得出最后结果。 专题 遗传的基本规律及应用 (3)得出最后结果。 例1 基因型为AaBb(甲)和Aabb(乙)的亲本杂交,求子代中与亲本的基因型和表现型相同的概率。 ③计算结果:子代基因型为AaBb(同亲本甲)的概率:1/2(Aa)×1/2(Bb)=1/4; 子代基因型为Aabb(同亲本乙)的概率:1/2(Aa)×1/2(bb)=1/4; 47
子代基因型与亲本相同的概率:1/4+1/4=1/2。 子代表现型与亲本相同的概率: 专题 遗传的基本规律及应用 子代基因型与亲本相同的概率:1/4+1/4=1/2。 子代表现型与亲本相同的概率: (3/4A-显×1/2B-显)+(3/4A-显×1/2bb隐)=3/4。 例2 用绿圆豌豆和黄圆豌豆杂交,得到子代四种豌豆:黄圆196,黄皱67,绿圆189,绿皱61。写出亲本的基因型。(已知黄色性状受基因Y控制、圆粒性状受基因R控制) 48
方法二: ③得出结果⇨亲本绿圆豌豆的基因型是yyRr,黄圆豌豆的基因型是YyRr。 专题 遗传的基本规律及应用 ③得出结果⇨亲本绿圆豌豆的基因型是yyRr,黄圆豌豆的基因型是YyRr。 方法二: (1)根据亲本和子代的表现型写出亲本和子代的基因式,如基因式可表示为A_B_,A_bb。 (2)根据基因式推出基因型(此方法只适用于亲本和子代的表现型已知且显隐关系已知时)。 49
①根据亲本和子代的表现型写出亲本和子代的基因式(如下图)。 专题 遗传的基本规律及应用 例 番茄的紫茎(A)对绿茎(a),缺刻叶(B)对马铃薯叶(b)均为显性,亲本紫缺番茄与紫马番茄杂交,子代出现了紫缺、紫马、绿缺、绿马四种番茄。求亲本的基因型和子代的表现型比。 ①根据亲本和子代的表现型写出亲本和子代的基因式(如下图)。 50
由于子代有隐性纯合个体出现,因此亲本的基因型是AaBb(紫缺)和Aabb(紫马)。 ③利用分离定律推出子代表现型比(如下图)。 专题 遗传的基本规律及应用 ②根据基因式推出亲本基因型。 由于子代有隐性纯合个体出现,因此亲本的基因型是AaBb(紫缺)和Aabb(紫马)。 ③利用分离定律推出子代表现型比(如下图)。 图3-7-6 51
(1)因为子代的表现型比之和就是子代的组合数,所以根据子代的组合数可推出亲本产生的可能的配子种类数。 专题 遗传的基本规律及应用 方法三: (1)因为子代的表现型比之和就是子代的组合数,所以根据子代的组合数可推出亲本产生的可能的配子种类数。 (2)根据亲本产生的可能的配子种类可推出亲本可能的基因型,再根据亲本相关信息最后确定亲本的基因型或表现型。 52
专题 遗传的基本规律及应用 例 番茄的紫茎(A)和绿茎(a),缺刻叶(B)对马铃薯叶(b)均为显性。亲本紫缺番茄与绿缺番茄杂交,子代出现了紫缺、紫马、绿缺、绿马四种番茄类型,其比例为3∶1∶3∶1。求亲本产生的可能的配子种类。 由题意可知,子代的表现型比之和为(3+1+3+1),8种组合数,由此可知,亲本产生的配子种类为:一个亲本产生4种配子,另一亲本产生2种配子(只能是4种配子与2种配子的组合才有8种组合数,因为一方产生8种配子,另一方产生1种配子的组合不可能)。 53
(1)熟练运用三种方法可以进行口算心算,大大提高解题速度。 (2)三种方法中方法一最实用,适合各种情况,提倡使用该方法。 专题 遗传的基本规律及应用 [特别提醒] (1)熟练运用三种方法可以进行口算心算,大大提高解题速度。 (2)三种方法中方法一最实用,适合各种情况,提倡使用该方法。 (3)后两种方法的应用需要一定条件,有一定局限性。 54
2.含限制条件的遗传分离比的应用 (1)不完全显性:一对相对性状的杂交实验的F2的性状分离比为3∶1,若显性不完全,则分离比为1∶2∶1。 专题 遗传的基本规律及应用 2.含限制条件的遗传分离比的应用 (1)不完全显性:一对相对性状的杂交实验的F2的性状分离比为3∶1,若显性不完全,则分离比为1∶2∶1。 (2)多因一效:两对相对性状的杂交实验的F2的性状分离比为9∶3∶3∶1,若题干中出现两对基因共同决定一对相对性状,则可能会出现9∶3∶4;9∶6∶1;15∶1;9∶7等比例,如只要有一个显性基因存在,该性状就能表现时,9A_B_、3A_bb和3aaB_表现一种性状,1aabb表现另一种性状,F2产生15∶1的性状分离比。 55
专题 遗传的基本规律及应用 (3)致死效应:致死效应有配子致死、胚胎致死、纯合致死等。如显性纯合致死时,分离定律的F2的性状分离比为2∶1,自由组合定律的F2的性状分离比为4∶2∶2∶1。 (4)基因的等同叠加效应:多种基因对某一性状的控制出现同等效应。如在基因对人类皮肤中黑色素的控制中,A基因与B基因可以使黑色素的量增加,两者增加的量相等,并且可以累加,此时,自由组合定律的F2的性状分离比为1∶4∶6∶4∶1。 56
思考:三对,四对甚至多对独立遗传的杂交实验有没有变式呢? 变式: F2 分离比的变式 F1 测交比的变式 思考:三对,四对甚至多对独立遗传的杂交实验有没有变式呢? 9:3:3:1 9:6:1 9:3:4 13:3 15:1 9:7 12:3:1 1:2:1 1:1:2 3:1 1:3 2:1:1 1:1:1:1
专题 遗传的基本规律及应用 例4 番茄中基因A和a控制植株的有茸毛和无茸毛,基因B和b控制果实颜色,两对基因独立遗传,且基因A具有纯合致死效应。育种工作者为培育有茸毛黄果品种进行了如下杂交实验。 图3-7-7 58
专题 遗传的基本规律及应用 请回答下列问题: (1)F2个体中基因型有________种,4 种表现型。有茸毛红果∶无茸毛红果∶有茸毛黄果∶无茸毛黄果的数量比为______________。 (2)为了验证两种性状的遗传特点,可将F2植株自交,单株收获F2中有茸毛红果植株所结种子,每株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________株系的F3的表现型及其数量比与F2相同;有________株系的F3的表现型及其数量比为__________________________。 59
[解析] 题干提到基因A具有纯合致死效应,则该遗传过程为 专题 遗传的基本规律及应用 [答案] (1)6 6∶3∶2∶1 (2)2/3 1/3 有茸毛红果∶无茸毛红果=2∶1 [解析] 题干提到基因A具有纯合致死效应,则该遗传过程为 60
专题 遗传的基本规律及应用 故F2有6种基因型,4 种表现型;有茸毛红果∶无茸毛红果∶有茸毛黄果∶无茸毛黄果的数量比为6∶3∶2∶1。F2中有茸毛红果植株自交,若F3的表现型及其数量比与F2相同,则亲本基因型为AaBb,占4/6=2/3;剩下的基因型为AaBB,占1/3,自交后代表现型种类和比例为有茸毛红果∶无茸毛红果=2∶1。 61
专题 遗传的基本规律及应用 [点评] 在基因的分离定律中,当后代的比例是1∶1时,一般为测交。当后代的分离比为3∶1时,则亲本必为显性性状,且亲本都为杂合子;在基因的自由组合定律中,当后代的比例为1∶1∶1∶1时,一般为测交,而当出现9∶3∶3∶1时,则亲本必为双显性性状,且亲本必为双杂合子。上述分离比和测交比指的是一般情况,在特殊情况下,分离比和测交比可能会出现一些变化。解答此类问题的基本出发点仍然是遗传的基本规律。由于情况的特殊性,后代性状的比例不会严格符合这些数值,但灵活运用这些数据却是解决此类问题的突破口。做题时应先按照正常情况,根据所学知识写出正常的后代比例,然后再根据题意写出实际的后代比例。 62
专题 遗传的基本规律及应用 变式3 矮牵牛的花瓣中存在着三种色素:红色、黄色和蓝色,红色与蓝色混合呈现紫色,蓝色与黄色混合呈现绿色,缺乏上述色素的花瓣呈白色,各种色素的合成途径如图3-7-8所示,控制相关酶合成的基因均为显性。当B基因存在时,黄色素会全部转化为红色素。当E基因存在时,白色物3只转化为白色物4,但E不存在时,白色物3会在D基因控制下转化为黄色素,请据图回答下列问题: 图3-7-8 63
专题 遗传的基本规律及应用 (1)如果只考虑途径一(G、g)和途径二(A、a,B、b),纯种紫色矮牵牛(甲)与另一纯种蓝色矮牵牛(乙)杂交,F1表现为紫色,F2的表现型及比例为9紫色∶3绿色∶4蓝色,那么亲本基因型分别是甲__________、乙__________。 F2紫色矮牵牛中能稳定遗传的比例占________。 (2)如果只考虑途径一(G、g)和途径三(B、b,D、d,E、e),两株纯合亲本杂交(BBDDeeGG×BBddeegg),那么F1的花色为________,F2的表现型及比例为_____________。 (3)如果三条途径均考虑,两株纯合亲本杂交,F2的表现型及比例为13紫色∶3蓝色,那么推知F1的基因型为____ (按字母顺序书写),两亲本组合的表现型分别为_______或__________。 64
专题 遗传的基本规律及应用 [答案](1)AABBGG aabbGG 1/9 (2)紫色 紫色∶红色∶蓝色∶白色=9∶3∶3∶1 专题 遗传的基本规律及应用 [答案](1)AABBGG aabbGG 1/9 (2)紫色 紫色∶红色∶蓝色∶白色=9∶3∶3∶1 (3)AaBBDDEeGG 紫色×紫色 紫色×蓝色 [解析] (1)由题意可知,紫色矮牵牛体细胞中,A、B和G基因同时存在,纯种基因组成为AABBGG;蓝色矮牵牛体细胞中存在G基因,不存在A和B基因,纯种基因组成为aabbGG。F2中,紫色矮牵牛的基因组成及比例为AABBGG∶ AaBBGG∶AABbGG∶AaBbGG=1∶2∶2∶4。(2)BBDDeeGG和BBddeegg杂交,子一代的基因组成为BBDdeeGg;由于G基因存在,蓝色素能够合成,B和D基因存在,红色素能够合成,因此表现为紫色。因为子一代个体中,D和d、E和e杂 65
EeGG。亲本的基因组成为AABBDDEEGG(紫色)、aaBBDDeeGG 专题 遗传的基本规律及应用 合,子二代中BBD_eeG_(表现紫色)、BBD_eegg(表现红色)、BBddeeG_(表现蓝色)、BBddeegg(表现白色)之间的比例为9∶3∶3∶1。(3)由13∶3为9∶3∶3∶1的变形可推出,F1个体中有两对基因杂合,其他基因均为纯合;紫色和蓝色个体中都具有G基因,且蓝色个体中应具有G基因和E基因,且不具有A基因,由此推测,F1个体中有A和a、E和e两对基因杂合,其他为显性基因且纯合,即为AaBBDD EeGG。亲本的基因组成为AABBDDEEGG(紫色)、aaBBDDeeGG (紫色)或aaBBDDEEGG(蓝色)、AABBDDeeGG(紫色)。 66
1两大遗传定律的实质 1.1 基因分离定律的实质 在杂合体的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性,在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分离而分开,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给子代。 1.2基因自由组合定律的实质 位于非同源染色体上的非等位基因的分离和组合是互不干扰的,在减数分裂过程中,在同源染色体上的等位基因分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
2两大遗传定律的细胞学基础 2.1基因分离定律的细胞学基础是同源染色体分离(图1)
2.2自由组合定律的细胞学基础是非同源染色体的自由组合(图2)