北京专用高考生物一轮复习第5单元遗传的基本规律第14讲基因的分离定律.ppt

,总纲目录,教材研读,考点突破,核心构建,栏目索引,第14讲基因的分离定律,突破,1,遗传学基本概念的辨析,突破,2,基因分离定律的实质,总纲目录,一、孟德尔遗传实验的科学杂交方法,1.豌豆作为实验材料的优点,(1),自花,传粉,闭花,受粉,自然状态下为纯种。,(2)具有易于区分的,相对性状,。,2.假说演绎法,二、一对相对性状的杂交实验,1.提出问题(纯合亲本的杂交和F,1,的自交):具一对相对性状的纯合子杂,交得F,1,F,1,自交得F,2,其中显性纯合个体占,1/4,杂合子占,1/2,。,2.解释,3.测交验证:F,1,隐性纯合子,显隐=11。,三、分离定律的内容,四、分离定律的应用,1.农业生产:指导,杂交育种,。,2.医学实践:分析单基因遗传病的基因型和发病概率;为,禁止近亲结婚,提供理论依据。,1.杂合子与纯合子基因组成不同,性状表现也不同。,(,),6.基因分离定律的实质是等位基因随同源染色体分开而分离。,(),5.分离定律中F,1,(Dd)产生的雌、雄配子的数目相等。,(,),4.孟德尔利用了豌豆自花传粉、闭花受粉的特性。,(),3.孟德尔巧妙设计的测交方法只能用于检测F,1,的基因型。(,),2.豌豆杂交实验的操作是:去雄套袋授粉套袋。,(),8.等位基因分离发生在减数第一次分裂的后期。,(),7.纯合子的自交后代不会发生性状分离,杂合子的自交后代中不会出现,纯合子。,(,),突破1遗传学基本概念的辨析,1.几种交配类型的区分,项目,含义,应用,杂交,基因型不同的生物个体间相互交配,探索控制生物性状的基因的传递规律,将不同优良性状集中到一起,经过选择得到新品种,显隐性性状的判断,自交,植物的自花(或同株异花)受粉,基因型相同的动物个体间的交配,可不断提高种群中纯合子的比例,可用于植物纯合子和杂合子的鉴定,测交,杂合子与隐性纯合子相交,是一种特殊方式的杂交,验证遗传基本定律理论解释的正确性,高等动物纯合子、杂合子的鉴定,正交和,反交,二者是相对而言的,正交的父方和母方分别是,反交的母方和父方,检验是细胞核遗传还是细胞质遗传,检验是常染色体遗传还是性染色体遗传,2.性状、相对性状的显隐性及性状分离,(1)性状,含义:生物体的形态特征和生理特征等的总称。,控制者:核酸。,体现者:蛋白质。,(2)相关概念理解,能表现出来的性状不一定是显性性状。如隐性纯合子(dd)表现出来,的性状是隐性性状。,理解相对性状要抓住“两个相同”和“一个不同”。“两个相同”,是同种生物、同一性状;“一个不同”是不同表现类型。如豌豆(同种,生物)的高茎和矮茎(高度这一性状的不同表现类型)。,3.基因型与表现型的关系,(1)基因型是性状表现的内因,表现型是基因型与环境共同作用的结,果。,(2)表现型是基因型的表现形式,表现型相同,基因型不一定相同,如DD,和Dd均表现为高茎。,(3)在相同的环境条件下,基因型相同,表现型一定相同;在不同环境中,即,使基因型相同,表现型也未必相同。,知能拓展,概念间相互关系的图解,1.纯合子、杂合子的比较与判断方法,项目,纯合子,杂合子,概念,由含有相同基因的配子结合成的,合子发育而来的个体,由含有不同基因的配子结合成的,合子发育而来的个体,特点,不含等位基因,自交后代不发生性状分离,至少含一对等位基因,自交后代会发生性状分离,实验,鉴定,测,交,纯合子,隐性类型,测交后代只有一种类型(表现型一致),杂合子,隐性类型,测交后代出现性状分离,自,交,纯合子,自交后代不发生性状分离,杂合子,自交后代发生性状分离,如3显1隐,花粉鉴,定法,花粉的基因组成只有一种,花粉的基因组成至少有两种,2.性状的显、隐性判断方法,(1)根据子代性状判断,具有一对相对性状的亲本杂交子代只出现一种性状子代所出现,的性状为显性性状。,相同性状的亲本杂交子代出现不同性状子代所出现的新的性状,为隐性性状。,(2)根据子代性状分离比判断,具一对相对性状的亲本杂交F,2,性状分离比为31“3”所对应的,性状为显性性状。,(3)遗传系谱图中的显隐性判断,若双亲正常,子代有患病者,则为隐性遗传病;若双亲患病,子代有正常者,则为显性遗传病,。,(4)显隐性判断的杂交实验设计,易混辨析,(1)只要有一对基因杂合(具一对等位基因)就可称为杂合,子,即杂合子至少含一对等位基因。例如:Aa、AaBB。纯合子内不含等,位基因。例如:AA、AAbb、aabb。,(2),鉴定某生物个体是纯合子还是杂合子,当被测个体为动物时,常采用,测交法,当待测对象为生育后代少的雄性动物时,应让其与多个隐性雌,性个体交配,以产生较多子代个体,使结果更有说服力。当被测个体为,植物时,测交法、自交法均可以,但自交法更简便。,1.(2017课标全国)下列有关基因型、性状和环境的叙述,错误的是,(),A.两个个体的身高不相同,二者的基因型可能相同,也可能不相同,B.某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色,这种变化是由环境造成的,C.O型血夫妇的子代都是O型血,说明该性状是由遗传因素决定的,D.高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎,说明该相对性状是由环境决定的,考向1以基础判断的形式,考查对遗传学基本概念的理解,D,答案D,本题考查遗传相关概念等内容。表现型不同的个体基因型,可能相同,也可能不相同,A正确。幼苗在黑暗环境中不能合成叶绿素,故呈黄色,这是由环境因素造成的,B正确。O型血夫妇的子代都是O型,血,说明该性状是由遗传因素决定的,C正确。高茎豌豆产生的子代同时,有高茎与矮茎,主要是由遗传物质决定的,也可能是由环境因素影响的,D错误。,2.用豌豆进行遗传实验时,下列操作错误的是,(),A.杂交时,须在开花前除去母本的雄蕊,B.自交时,雌蕊和雄蕊都无需除去,C.杂交时,须在开花前除去母本的雌蕊,D.人工授粉后,应套袋,C,答案C,由于豌豆“自花传粉、闭花受粉”的特殊性,杂交时,要在花,蕾期除去母本的雄蕊,但不能除去母本的雌蕊,A正确,C错误;自交时,不,需要除去雌蕊和雄蕊,B正确;进行杂交时,人工授粉后,应套袋处理,D正,确。,考向2以基础判断的形式,考查显隐性以及纯合子与杂合子的判断,3.野生型果蝇的腹部和胸部都有短刚毛,而一只突变果蝇S的腹部却生,出长刚毛。研究者对果蝇S的突变进行了系列研究。用这两种果蝇进,行杂交实验的结果见图。,(1)根据实验结果分析,果蝇腹部的短刚毛和长刚毛是一对,性状,其中长刚毛是,性性状。图中、基因型(相关基因用A和a表示)依次为,。,(2)实验2结果显示:与野生型不同的表现型有,种。基因型为,在实验2后代中该基因型的比例是,。,(3)根据果蝇和果蝇S基因型的差异,解释导致前者胸部无刚毛、后者,胸部有刚毛的原因:,。,(4),检测发现突变基因转录的,mRNA,相对分子质量比野生型的小,推测,相关基因发生的变化为,。,(5),实验,2,中出现的胸部无刚毛的性状不是由,F,1,新发生突变的基因控制,的,作出这一判断的理由是,:,虽然胸部无刚毛是一个新出现的性状,但,说明控制这个性状的基因不是一个新突变的基因。,答案,(17分)(1)相对显Aa、aa,(2)两AA1/4,(3)两个A基因抑制胸部长出刚毛,只有一个A基因时无此效应,(4)核苷酸数量减少/缺失,(5)新的突变基因经过个体繁殖后传递到下一代中不可能出现比例高达,25%的该基因纯合子,解析,(1)根据实验2可判断,长刚毛是显性性状。实验1的杂交后代中,显、隐性比例为11,且与性别无关,结合实验1亲本表现型得出实验1,亲本杂交方式为测交,相应基因型为Aa,aa。(2)实验2中,与野生型不同,的表现型有2种,一种是腹部长刚毛、胸部短刚毛,基因型为Aa。另一种,是腹部长刚毛、胸部无刚毛,基因型为AA,占全部后代的1/4。(3)果蝇,腹部长刚毛,胸部无刚毛的原因可能是A基因的纯合抑制胸部长出刚,毛,只有一个A基因时无此效应。(4)突变基因转录的mRNA相对分子质,量比野生型的小,这说明基因突变类型为碱基对的缺失。(5)果蝇胸,部无刚毛是一个新性状,但由于数量较多,占全部后代的1/4,说明该性状,的出现不是基因突变的结果,而是A基因的纯合导致的。,4.(2016北京理综)研究植物激素作用机制常使用突变体作为实验材,料。通过化学方法处理萌动的拟南芥种子可获得大量突变体。,(1)若诱变后某植株出现一个新性状,可通过,交判断该性状是,否可以遗传。如果子代仍出现该突变性状,则说明该植株可能携带,性突变基因,根据子代,可判断该突变是否为,单基因突变。,(2)经大量研究,探明了野生型拟南芥中乙烯的作用途径,简图如下。,由图可知,R蛋白具有结合乙烯和调节酶T活性两种功能。乙烯与,结合后,酶T的活性,不能催化E蛋白磷酸化,导致E蛋白,被剪切。剪切产物进入细胞核,调节乙烯响应基因的表达,植株表现有,乙烯生理反应。,(3),酶,T,活性丧失的纯合突变体,(1#),在无乙烯的条件下出现,(,填,“有”或“无”,),乙烯生理反应的表现型。,1#,与野生型杂交,在无乙烯,的条件下,F,1,的表现型与野生型相同。请结合上图从分子水平解释,F,1,出,现这种表现型的原因,:,。,(4)R蛋白上乙烯结合位点突变的纯合个体(2#)仅丧失了与乙烯结合的,功能。请判断在有乙烯的条件下,该突变基因相对于野生型基因的显隐,性,并结合乙烯作用途径陈述理由:,。,(5)番茄中也存在与拟南芥相似的乙烯作用途径。若番茄R蛋白发生了,与2#相同的突变,则这种植株的果实成熟期会,。,答案,(1)自显表现型的分离比,(2)R蛋白被抑制,(3)有杂合子有野生型基因,可产生有活性的酶T,最终阻断乙烯作用途,径,(4)2#与野生型杂交,F,1,中突变基因表达的R蛋白不能与乙烯结合,导致酶,T持续有活性,阻断乙烯作用途径,表现为无乙烯生理反应,其表现型与2,#一致,因此突变基因为显性,(5)推迟,解析,本题以植物激素的作用机制为载体考查遗传、变异的相关知,识。(1)诱变后某植株出现一个新性状,要判断该性状是否可以遗传,可,以通过自交方法,自交后代若仍出现该突变性状,则说明该植株可能携,带显性突变基因,根据子代的表现型及比例,可判断该突变是否为单基,因突变。(2)由乙烯作用途径简图可知:在有乙烯的条件下,乙烯与R蛋,白结合,抑制酶T催化E蛋白的磷酸化,导致未磷酸化的E蛋白被剪切,剪,切产物通过核孔进入细胞核,调节乙烯响应基因的表达,植株表现有乙,烯生理反应,同理在无乙烯的条件下,酶T催化E蛋白的磷酸化,最终表现,无乙烯生理反应。(3)酶T活性丧失的纯合突变体(1#),不能催化E蛋白,磷酸化,无乙烯存在条件下,出现有乙烯生理反应的表现型。野生型在,无乙烯存在的条件下,出现无乙烯生理反应。1#与野生型杂交,在无乙,烯条件下,F,1,的表现型与野生型相同,是因为F,1,为杂合子,杂合子有野生,型基因,可产生有活性的酶T,最终阻断乙烯作用途径,表现为无乙烯生,理反应。(4)2#与野生型杂交,F,1,中突变基因表达的R蛋白不能与乙烯结,合,导致酶T持续有活性,阻断乙烯作用途径,表现为无乙烯生理反应,其,表现型与2#一致,因此突变基因为显性。(5)据(4)知,若番茄R蛋白发生,了与2#相同的突变时,无法识别乙烯信号,表现为无乙烯生理反应,果实,的成熟期会推迟。,突破2基因分离定律的实质,1.分离定律的实质,等位基因行为,结果,基因关系,位于同源染色体的相同位置上,保持基因独立性,减数分裂,随同源染色体的分开而分离,两类配子比11,2.分离定律的细胞学基础,如图表示含一对等位基因D、d的精(卵)原细胞减数分裂图解:,由图分析可知,分离定律的实质是在减数第一次分裂的后期,等位基因,随同源染色体的分开而分离,形成数量相等的两种类型的配子。,3.分离定律适用范围及作用条件,分离定律只适用于一对等位基因控制的一对相对性状的遗传,且需满足,以下条件:,(1)产生两种类型配子的数量相等,且生活力相同。,(2)雌、雄配子结合的机会均等。,(3)子代不同基因型个体的存活率相等。,(4)子代个体数量足够大。,(5)真核生物、有性生殖的细胞核遗传。,4.杂合子Aa(亲代)连续自交,第,n,代的比例分析,根据表中比例,杂合子、纯合子所占比例坐标曲线图为:,F,n,杂合子,纯合子,显性,纯合子,隐性,纯合子,显性性,状个体,隐性性,状个体,所占,比例,1/2,n,1-1/2,n,-1/2,n+1,1/2-,1/2,n+1,1/2+,1/2,n+1,1/2-,1/2,n+1,5.分离定律的异常情况,(1)不完全显性:F,1,的性状表现是介于显性和隐性亲本之间的显性表现形,式,如紫茉莉的花色遗传中,红色花(RR)与白色花(rr)杂交产生的F,1,为粉,红花(Rr),F,1,自交后代有3种表现型:红花、粉红花、白花,性状分离比为,121。,(2)致死现象,(3)从性遗传,由常染色体上基因控制的性状,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。,1.推断个体基因型与表现型的一般方法,(1)由亲代推断子代的基因型与表现型(正推型),亲本,子代基因型,子代表现型,AA,AA,AA,全为显性,AA,Aa,AAAa=11,全为显性,AA,aa,Aa,全为显性,Aa,Aa,AAAaaa=121,显性隐性=31,aa,Aa,Aaaa=11,显性隐性=11,aa,aa,aa,全为隐性,后代分离比推断法:,后代表现型,亲本基因型组合,亲本表现型,全显,AA,AA(或Aa或aa),亲本中一定有一个是显性纯合子,aa,aa,双亲均为隐性纯合子,显隐=11,Aa,aa,亲本一方为杂合子,一方为隐性纯合子,显隐=31,Aa,Aa,双亲均为杂合子,(2)由子代推断亲代的基因型(逆推型),隐性纯合突破法:若子代出现隐性性状,则其基因型一定是aa,其中一,个a来自父本,另一个a来自母本。,2.分离定律的概率计算,(1)用经典公式计算,概率=(某性状或遗传因子组合数/总组合数),100%,(2)根据分离比推理计算,AA、aa出现的概率都是1/4,Aa出现的概率是1/2;显性性状出现的概率,是3/4,隐性性状出现的概率是1/4。,(3)根据配子的概率计算,先计算出亲本产生每种配子的概率,再根据题目要求将相关的两种配子,的概率相乘,即可得出某一遗传因子所组成个体的概率;计算表现型概,率时,再将相同表现型个体的概率相加即可。,考向1以基础判断的形式,考查基因分离定律的实质,1.下列四项能正确表示基因分离定律实质的是,(),C,答案C,基因分离定律的实质是杂合子在减数分裂形成配子的过程,中,等位基因随同源染色体的分开而分离,分别进入不同的配子中,独立,地随配子遗传给后代。,考向2以基础判断的形式,考查个体基因型与表现型的推测,2.(2017北京海淀零模)昆虫附肢可分为基节、中节和梢节,各节中有数,量不等的刚毛。研究发现,a、b、c三个基因与不同节段的发育有关,a,+,、b,+,、c,+,为野生型基因,a,-,、b,-,、c,-,为突变型基因。下图为不同基因型个,体发育到同一阶段的表现型。据图分析,下列推论不合理的是,(),A.a,+,仅影响梢节的发育,B.b,+,仅影响基节的发育,C.基节的发育受到b,+,与c,+,的影响,D.中节的发育受到a,+,与c,+,的影响,答案A,a,+,发生突变,中节和梢节上都没有刚毛,A错误;b,+,发生突变,基,节上没有刚毛,c,+,发生突变,基节上也没有刚毛,由此可知,基节的发育受,到b,+,与c,+,的影响,B、C正确;野生型个体的中节下面没有刚毛,a,+,发生突,变后,中节和梢节上都没有刚毛,c,+,发生突变后,中节下面有刚毛,因此中,节的发育受到a,+,与c,+,的影响,D正确。,3.扁豆具有多种外皮性状,是由同一基因位点的多个不同基因控制的。,将纯种不同性状的扁豆杂交得到F,1,然后自交得到F,2,结果如下表。据表,判断,不正确,的是,(),杂交组合(亲本),F,1,表现型及比例,F,2,表现型及比例,麻面A,麻面B,全部麻面A,麻面A麻面B=31,麻面B,斑点A(或B),全部麻面B,麻面B斑点,A(或B)=31,斑点A,斑点B,斑点A、B混合,斑点A斑点A、B,混合斑点B=121,斑点A(或B),光面,全部斑点A(或B),斑点A(或B)光面=31,A.一株扁豆的外皮性状由多对等位基因控制,B.光面扁豆自交后代不会出现性状分离,C.亲本麻面A和斑点B杂交后代全为麻面A,D.控制斑点A和B的基因是共显性关系,答案A,由实验结果可知,F,2,的性状分离比基本都为31,说明性状受,1对等位基因控制,A错误;光面性状为隐性性状,故光面扁豆自交后代不,会出现性状分离,B正确;麻面B的基因对斑点A(或B)的基因为显性,而麻,面A对麻面B的基因为显性,因此亲本麻面A和斑点B杂交后代全为麻面,A,C正确;斑点A,斑点B的后代为斑点A、B混合,说明控制斑点A和B的,基因是共显性关系,D正确。,考向3以演绎计算的形式,考查与基因分离定律相关的计算,4.(2017北京师大附中期中)已知果蝇的灰身和黑身是一对相对性状。,将纯种的灰身果蝇和黑身果蝇杂交,F,1,全为灰身。让F,1,自交产生F,2,若将,F,2,中的灰身果蝇取出,让其自由交配,后代中灰身和黑身果蝇的比例为,(),A.11B.31C.51D.81,D,答案D,假设控制果蝇的灰身和黑身性状的等位基因用A、a表示。,分析可知,去除F,2,中的黑身果蝇,剩余果蝇中A基因占2/3、a基因占1/3。,让F,2,的灰身果蝇自由交配,根据遗传平衡定律,其子代果蝇基因型及比,例为AAAaaa=(2/3,2/3)(2,1/3,2/3)(1/3,1/3)=441,所以后,代中灰身和黑身果蝇的比例为81。,5.低磷酸酯酶症是一种遗传病,一对夫妇均表现正常,他们的父母也均表,现正常,丈夫的父亲不携带致病基因,而母亲是携带者,妻子的妹妹患有,低磷酸酯酶症。这对夫妇生育一个正常孩子是纯合子的概率是,(),A.1/3B.1/2C.6/11D.11/12,C,答案C,由“他们的父母均正常”和“妻子的妹妹患有低磷酸酯酶,症”可推知,该病为常染色体隐性遗传病。妻子的基因型(相关的基因,用A、a表示)及比例为1/3AA、2/3Aa;由“丈夫的父亲完全正常,母亲是,携带者”可推知,丈夫的基因型及比例为1/2AA、1/2Aa。他们的后代,是纯合子AA的概率是1/2,是杂合子Aa的概率是5/12,是纯合子aa的概率,是1/12。他们生育一个正常孩子是纯合子的概率是6/11,C正确。,核心构建,