高三生物一轮复习讲义第一讲孟德尔的豌豆杂交实验.docx
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1、遗传:亲代与子代之间的相似性。 变异:亲代与子代之间的差异性。 遗传和变异是进化的基础遗传与进化第一讲孟德尔的豌豆杂交实验(一) 考点一基因分离定律及其验证曾经认为两个亲本杂交后,双亲的遗传物质会在子代发生混合,使子代表现出介于双亲之间的性状,这个观点叫融合遗传。 孟德尔:生于奥地利,遗传学的奠基人。父母都是园艺家,家境贫寒,21岁起做修道士,29岁起进修自然科学和数学,研究豌豆杂交实验长达8年,1865年宣读了实验论文植物杂交实验,未能引起当时学术界的重视。1884年逝世。直到1900年,来自三个国家的三位学者同时独立地重新发现孟德尔遗传定律。从此遗传学进入了孟德尔时代。主要贡献有: (1)
2、提出了遗传单位是遗传因子;【不知基因和染色体】(2)发现了两大遗传规律:基因的分离定律和基因的自由组合定律。两性花:一朵花中既有雌蕊又有雄蕊的花。 单性花:一朵花中只有雌蕊或雄蕊的花。 自花传粉:两性花的花粉,落到同一朵花的雌蕊柱头上的过程。异花传粉:两朵花之间的传粉过程。不同植株的花进行异花传粉时,提供花粉的植株叫做父本( 战神的矛和盾),接受花粉的植株叫做母本( 爱神的镜子)。亲本(P Parents)1豌豆作杂交实验材料的优点豌豆是严格的自花传粉、闭花受粉植物,避免外来花粉的干扰,自然状态下一般是纯种;豌豆花大,便于进行人工异花杂交;豌豆具有易于区分的相对性状。性状:生物体所有特征的总和
3、,包括形态结构、生理特征和行为方式等。【表现型(性状)=基因型(可遗传,决定作用)+环境(不可遗传,影响作用)】形态特征如豌豆种子的形状、颜色; 生理特性如植物抗病性、耐寒耐旱性等。 相对性状:同种生物同一性状的不同表现类型。 如同种生物:豌豆 同一性状:茎的高度 不同表现类型:高茎&矮茎 生长周期短,易栽培:籽粒多,易于统计实验结果。【统计学方法】2孟德尔遗传实验的杂交操作“四步曲” 【视频】人工杂交(异花传粉):【两性花】选择亲本,母本去雄(未成熟/花蕾期/开花前/自花受粉前。应干净、全部、彻底)套袋(父本和母本)授粉(已成熟)套袋(母本)思考两次套袋的目的?若为单性花(如玉米):套袋(父
4、本和母本)授粉套袋(母本)3一对相对性状杂交实验的“假说演绎”分析(1)显性的相对性完全显性:F1的显性性状和亲本的显性性状表现一样不完全显性:F1的性状介于显性和隐性性状之间共显性:两亲本的性状同时在F1中显现出来镶嵌显性:两亲本的性状在F1的不同部位表现出来(2)性状分离:在杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象显性性状:在F1中显现出来的性状隐性性状:在F1中没有显现出的性状纯合子:遗传因子组成相同的个体(可稳定遗传)杂合子:遗传因子组成不同的个体(不可稳定遗传)(3)一对相对性状的遗传学实验过程【视频】分析:第一年:纯种高茎与纯种矮茎(正反交结果一致)第二年:高茎(显性性状)第三年
5、:高茎:矮茎=3:1【出现性状分离,若观察种子性状,第二年可见性状分离】(4)孟德尔对分离现象的解释(作出假说)1)生物的性状是由遗传因子决定的。 显性(大写字母)、隐性(小写字母)“颗粒遗传”(三大特性:独立性、分离性、随机性)2)体细胞中遗传因子是成对存在的 纯合子、杂合子3)生物体在形成生殖细胞配子时,成对的遗传因子彼此分离(实质),分别进入不同的配子中。配子中只含每对遗传因子的一个 4)受精时,雌雄配子的结合是随机的。(雄配子的数量远远多于雌配子的)(5)性状分离比模拟实验 【视频】1、两个小桶代表什么?两个小桶中的D小球和d小球代表什么?【两个小桶分别代表雌、雄生殖器官;D小球和d小
6、球分别代表含有显性遗传因子和隐性遗传因子的配子】2、分别从两个小桶内抓取一个小球组合在一起的含义是什么?【模拟雌、雄配子的随机结合】3、为什么选择形状、大小、质量等同的彩球?【模拟雌、雄配子结合的机会相等】4、将抓取的小球放回原来的小桶内,摇匀,按步骤(3)重复做50100次的含义是什么? 【确保观察样本数目足够多】(6)对分离现象解释的验证 方法:测交为什么测交是利用待测个体与隐性纯合子杂交?【利用遗传组成未知的亲本与隐性亲本杂交,由于隐性纯合子对待测个体无显性作用,不会干扰另一亲本的性状表现,能使待测个体中各遗传因子控制的性状全部表现出来。】测交的作用:测定F1配子种类及比例测定F1的遗传
7、因子组成预测F1在形成配子时遗传因子的行为(根本目的)(7)假说-演绎法:发现问题提出假说演绎推理验证假说得出结论(8)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。适用范围:1、真核生物、有性生殖、细胞核遗传(细胞质遗传特点:母系遗传,子代不出现一定分离比)2、只适用于一对相对性形状的遗传(局限性)适用条件:杂交的两亲本必须是纯合子所研究的每一对性状都受一对等位基因控制,且相对性状要完全显性控制不同对的相对性状的等位基因位于不同对的同源染色体上,且分别独立分配F1形成的配子数
8、目相等且生活力相同,同时雌雄配子结合机会相等F2不同基因型都应处在比较一致的环境中且存活相等 供实验的群体要大,个体数量要足够多注意:符合基因分离定律,但并不一定出现特定性状分离比的原因:统计子代数目少致死基因等4基因分离定律的实质(1)细胞学基础(2)解读补充知识:若P:AA() X aa()F1 Aa则:F1子房壁果皮(AA) 子房果实(AA) 珠被种皮(AA)属于亲代种子(F1)=胚+胚乳受精卵胚(Aa)(包括:胚芽、胚轴、胚根子叶)受精极核胚乳(AAa)【2个极核细胞+1个精子,含三个染色体组】核心素养基因分离定律及其验证知识拓展1相同基因、等位基因、非等位基因辨析(1)相同基因:同源
9、染色体相同位置上控制同一性状的基因。如下图中A和A就叫相同基因。(2)等位基因:同源染色体的同一位置上控制相对性状的基因。如下图中B和b、C和c、D和d就是等位基因。(3)非等位基因:非等位基因有两种情况,一种是位于非同源染色体上的非等位基因,其遗传符合自由组合定律,如下图中A和D;另一种是位于同源染色体上的非等位基因,如下图中C和D(在一条染色体上),C和d(在同源染色体的两条上,会分离)。2相关概念间的关系归纳3“三法”验证基因的分离定律(1)自交法 (2)测交法(3)配子法(花粉鉴定法) 概念检测1豌豆杂交实验中“去雄套袋”应处理的对象是父本,去雄应在雌蕊刚刚成熟时进行()2孟德尔在豌豆
10、开花时进行去雄和传粉,实现亲本的杂交()3因为F2出现了性状分离,所以该实验能否定融合遗传()4F1测交子代表现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()5F1自交后代出现性状分离现象,分离比为31属于观察现象阶段()6“生物的性状是由遗传因子决定的;体细胞中遗传因子成对存在;配子中遗传因子成单存在;受精时,雌雄配子随机结合”属于假说内容()7“若F1产生配子时成对的遗传因子彼此分离,则测交后代会出现两种性状,且性状分离比接近11”属于推理演绎内容()教材拾遗1(必修2 P5)孟德尔豌豆杂交实验中F2出现31的分离比的条件是什么?提示:所研究的每一对相对
11、性状只受一对等位基因控制,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。2(必修2 P7)本来开白花的花卉,偶然出现了开紫花的植株,怎样获得开紫花的纯种呢?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止。3(必修2 P7)观察下列图示回答问题:(1)能正确表示基因分离定律实质的图示是中的,其具体内涵是控制相对性状的遗传因子在形成配子时彼此分离;发生时间为减数第一次分裂后期,细胞学基础是
12、同源染色体分离。(2)图示基因分离过程适用范围是真核生物有性生殖时核基因的遗传。 能力一结合遗传学相关概念,考查理解能力1(2021北海市期中)测交是一种特殊形式的杂交,是指显性个体与隐性纯合个体之间的交配。下列有关说法正确的是()A通过测交可以判断是否是细胞质遗传B通过测交可以纯化显性优良性状品种C测交不能用于性染色体上基因组成的测定D测交后代表现型种类反映了待测个体产生配子的种类解析:D2(2021焦作模拟)对下列实例的判断,正确的是()A有耳垂的双亲生出了无耳垂的子女,因此无耳垂为隐性性状B杂合子的自交后代不会出现纯合子C高茎豌豆和矮茎豌豆杂交,子一代出现了高茎和矮茎,所以高茎是显性性状
13、D杂合子的测交后代都是杂合子解析:A能力二通过孟德尔一对相对性状遗传实验的分析,考查理解能力3(2021福州模拟)假说演绎法是现代科学研究中常用的一种科学方法,下列属于孟德尔在发现分离定律时的假说的内容是()A子一代自交,后代出现31的性状分离比B受精时,雌雄配子的结合是随机的,雌雄配子的数量比为11C生物体产生配子时,成对的遗传因子随着同源染色体的分离而彼此分离D生物的性状是由遗传因子决定的,这些因子就像独立的颗粒,不相融合解析:D4假说演绎法是现代科学研究中常用的一种科学方法。下列属于孟德尔在发现基因分离定律时的“演绎”过程的是()A生物的性状是由遗传因子决定的,体细胞中遗传因子是成对存在
14、的B形成配子时,成对遗传因子彼此分离,分别进入不同的配子中C由F1产生配子时成对遗传因子分离,推测测交后代会出现两种性状,数量比接近11D受精时,雌雄配子的结合是随机的,F2会出现31的性状分离比解析:C。演绎过程不等于测交实验,前者只是理论推导,即预测测交实验结果;后者则是进行测交实验对演绎推理的结论进行验证。考点二基因分离定律遗传实验设计与分析基因分离定律遗传实验设计相关知识拓展1显隐性性状的判断与探究(1)根据子代性状推断(2)“实验法”判断性状的显隐性(3)根据遗传系谱图判断2纯合子、杂合子的实验探究(1)自交法主要用于植物,且是最简便的方法(2)测交法待测动物若为雄性,应与多只隐性雌
15、性交配,以产生更多子代(3)花粉鉴定法和单倍体育种法方法实验设计结果分析花粉鉴定法待测个体花粉若产生2种或2种以上的花粉,则待测个体为杂合子若只产生1种花粉,则待测个体为纯合子单倍体育种法待测个体花粉幼苗秋水仙素处理获得植株若得到两种类型的植株且数量基本相等,则说明亲本能产生两种类型的花粉,即为杂合子若只得到一种类型的植株,则说明亲本只能产生一种类型的花粉,即为纯合子能力一借助显隐性性状的判断,考查实验探究能力1(2021平凉市庄浪县第一中学高三模拟)从下列四组亲本和子代的性状表现中,能判断显性和隐性关系的是()红花白花红花白花非甜玉米非甜玉米301非甜玉米101甜玉米盘状南瓜球状南瓜盘状南瓜
16、牛的黑毛白毛98黑毛102白毛A和B和C和D和解析:D2玉米的常态叶与皱叶是一对相对性状。某研究性学习小组计划以自然种植多年后收获的一批常态叶与皱叶玉米的种子为材料,通过实验判断该相对性状的显隐性。请回答下列问题:(1)甲同学的思路是随机选取等量常态叶与皱叶玉米种子各若干粒,分别单独隔离种植,观察子一代性状。若子一代发生性状分离,则亲本为_性状;若子一代未发生性状分离,则需要_。(2)乙同学的思路是随机选取等量常态叶与皱叶玉米种子各若干粒,种植,杂交,观察子代性状,请帮助预测实验结果及得出相应结论。_。答案:(1)显性分别从子代中各取出等量若干玉米种子,种植,杂交,观察其后代叶片性状,表现出的
17、叶形为显性性状,未表现出的叶形为隐性性状(2)若后代只表现一种叶形,该叶形为显性性状,另一种为隐性性状;若后代既有常态叶又有皱叶,则不能作出显隐性判断能力二通过验证纯合子、杂合子的实验探究过程,考查综合应用能力3(2019海南高考)某自花传粉植物的矮茎/高茎、腋花/顶花这两对相对性状各由一对等位基因控制,这两对等位基因自由组合。现有该种植物的甲、乙两植株,甲自交后,子代均为矮茎,但有腋花和顶花性状分离;乙自交后,子代均为顶花,但有高茎和矮茎性状分离。回答下列问题。(1)根据所学的遗传学知识,可推断这两对相对性状的显隐性。仅通过对甲、乙自交实验结果的分析进行推断的思路是_。(2)经分析,确定高茎
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