专题七 遗传的基本规律
一、考点解读
1、考点盘点
内容 说明
(1)孟德尔的豌豆杂交实验一
(2)孟德尔的豌豆杂交实验二
分离定律,自由组合定律,杂交,自交,亲本,子代,基因型,表现型
2、考点解读
本专题的主要复习孟德尔的豌豆杂交实验一------分离定律和豌豆的杂交实验二----自由组合定律。该部分内容,在仅今年的高考中,考查的的比较多,一直是各地高考命题的重中之重。遗传规律是高中生物的主干知识,是高考考查的重点内容之一。他是后面遗传育种的理论依据,在实际生产生活中被广泛的应用。
从今几年的高考来看,高考试题往往会以孟德尔遗传实验过程、分子水平的解释、遗传图解、遗传图谱的判定等内容上做文章,特别是将减数分裂与不同基因的传递过程联系在一起,可以出一些大型的综合题目的素材,成为每年各地高考考查的必考内容之一。该部分在高考站的比重比较大。从选择题型来看,单科考试一般有两个左右的分选择题,占的分值约为20%到30%之间;综合考试一般会有一个非选择题,所占的比重约30%到40%之间。
所以在一轮复习的过程中,该部分内容应该作为复习的中心来复习,要结合减数分裂来复习,结合人们的生产生活实践来复习。切记脱离生产,打高题海战术。
二、知识网络
三、本单元分课时复习方案
第一节 孟德尔的豌豆杂交实验一
1.区分性状、相对性状、显性性状、隐性性状、性状分离
(1)性状:生物的性状是指生物体的外在表现即表现型。
(2)相对性状:同种生物,同一性状的不同表现类型叫相对性状。
(3)显性性状、隐性性状:若具相对性状的纯合子亲本相交,则f1表现出的那个亲本性状为显性性状,f1未表现出的那个亲本性状为隐性性状,在有些生物性状遗传中,一对等位基因间无明显的显隐关系,若f1的性状表现介于显性和隐性亲本之间,这种显性表现叫做不完全显性,
(4)性状分离:具相同性状的亲本相交,后代有不同性状表现的现象。
2.区分基因型、表现型、纯合子、杂合子
(1)基因型与表现型
基因型:是生物的内在遗传组成,是由亲代遗传得来的基因组合,它是生物个体性状表现的内因.基因通过控制蛋白质合成而控制生物的性状.因此,生物的性状表现从根本上讲是由于基因控制的缘故,即dna决定mrna,mrna决定蛋白质,蛋白质体现性状。表现型:是生物性状的外在表现即性状。其体现者是蛋白质。
基因型与表现型存在如下关系:
表现型是基因型与环境共同作用的结果,基因型是性状表现的内在因素,而表现型是基因型的表现形式,在同一环境中基因型相同,表现型一定相同,而表现型相同时基因型未必相同。
(2)纯合子、杂合子:由相同基因型的配子结合成的合子发育来的个体为纯合子,由不同基因型配子结合成的合子发育来的个体为杂合子.
显性纯合子与杂合子的区分方法:纯合子能稳定遗传,自交后代不发生性状分离;杂合子不能稳定遗传,自交后代往往会发生性状分离。对于植物来说,区分的方法主要有两种:一是测交,即与隐性类型杂交,若后代不发生性状分离,则说明该个体是纯合子;若出现性状分离,则说明该个体是杂合子。二是自交,若后代不发生性状分离,则该个体是纯合子;若发生性状分离,则说明该个体是杂合子。对动物来说则主要以测交法来区分。
孟德尔遗传实验的科学方法
1、恰当地选择实验材料。
(1)豌豆是严格的自花传粉植物.不受外界花粉的干扰
(2)豌豆花大容易去雄和人工授粉
(3)豌豆具有稳定的,可以明显区分的相对性状。
2、精心设计实验
(1)取单一变量分析法,即分别观察和分析在一个时期内的一对性状的差异,最大限度地排除各种复杂因素的干扰。
(2)遵循了由简单到复杂的原则.即先研究一对相对性状的遗传定律.再研究两对甚至多对性状的遗传,最终发现了基因的自由组合定律。
3、合理地运用数理统计
通过对一对相对性状、两对相对性状杂交实验的子代出现的性状进行分类、计数和数学归纳,找出实验显示出来的规律性,并深刻认识到数字比例中所隐藏的深刻意义和规律。孟德尔成功地运用数理统计的方法求研究生物的遗传问题.。而把遗传学研究从单纯的描述推进到定理的计算分析,化无形为有形,开拓了遗传学研究的新途径。
4、严密的假说演绎。孟德尔在假说——演绎的科学思维方法指导下,针对已有事实,发现问题,提出假说.更重要的是设计试验验证假说-巧妙地设计了测交方法.令人信服地证明了他的预测假说的正确性,从而使假说变成普遍的规律。
第二节 豌豆的杂交实验二
孟德尔试验成功的原因
1.正确的选用实验材料是孟德尔获得成功的首要条件
2.在对生物性状进行分析时,孟德尔首先只针对一对相对性状的传递情况进行研究,然后再研究两对、三对甚至多对性状的传递情况,这种由单因素到多因素的研究方法也是成功的重要原因
f1: yyrr
f1配子 2 n yr yr yr yr
9 y-r-双显性 1/16yyrr 2/16yyrr 2/16yyrr 4/16 yyrr
3 y-rr单显性 1/16yyrr 2/16yyrr
f2 3 yyr-单显性1/16yyrr 2/16yyrr
1 yyrr双隐性 1/16yyrr
2种亲本类型:黄圆 绿皱
2种重组类型:黄皱 绿圆
自由组合定律
1、使用条件:进行有性生殖生物的性状遗传;真核生物的性状遗传;是胞核遗传;控制两对或两对以上相对性状的等位基因位于不同对的同源染色体上
2、内容:控制不同性状的中遗传因子的分离和组合是不干扰的,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。
按自由组合定律遗传的两种疾病的发病情况:
当两种遗传病之间有自由组合关系时,各种患病情况的概率如下:
(1)患甲病的概率 m 则非甲概率为1—m
(2)患乙病的概率 n 则非乙概率为1—n
(3)只患甲病的概率 m —mn
(4)只患乙病的概率 n —mn
(5同时患两种病的概率 mn
(6)只患一种病的概率 m+n—2mn 或 m(1—n)+n(1—m)
(7)患病的概率 m+n—mn 或 1—不患病率
(8)不患病的概率 (1—m)(1—n)
杂合子产生配子的情况:
f1杂合子(yyrr)产生配子的情况可总结如下
可能产生配子的种类 实际能产生配子的种类
利用基因的分离定律解决自由组合定律的问题
1、首先将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题。先研究每一对相对性状(基因),再把它们的结果综合起来。即“分开来、再组合”的解题思路这样可以化繁为简,又不易出错。如课本中结合黄圆豌豆(yyrr)和绿皱豌豆(yyrr)杂交,做出f2代中表现型及其比例的推导。
基因型及比例: 1yy:2yy:1yy
表现型及比例:3黄:1绿
基因型及比例: 1rr:2 rr:1rr
rr ○× 表现型及比例: 3圆粒:4皱粒
(1yy:2yy:1yy)×(1rr:2 rr:1rr)
(3黄色:1绿色)×(圆粒:皱粒)
在独立遗传的情况下.有几对基因就可以分解为几个分离定律。 如aabb×aabb可分解为如下两个分离定律:aa×aa;bb×bb。
2.用分离定律解决自由组合的不同类型的问题。
(1)配子类型的问题
如aabbcc产生的配子种类数
(2)配子间结合方式问题
如:aabbcc与aabbcc杂交过程中,配子间结合方式有多少种?先求aabbcc、aabbcc各自产生多少种配子.:aabbcc—→8种配子 aabbcc—→4种配子;再求两亲本配子间结合方式。由于两性配子间结合是随机的,因而aabbcc与aabbcc配子间有8×4=32种结合方式。
(3)基因型类型的问题
如aabbcc与aabbcc杂交,其后代有多少种基因型? 先分解为三个分离定律; aa×aa――后代有3种基因型(1aa: 2aa:laa)};bb×bb――后代有2种基因型(1bb:1bb); cc×cc――后代有3种基因型(1cc: 2cc:1cc); 因而aabbcc×aabbcc后代中有3×2×3=18种基因型
(4)表现型类型的问题
如aabbcc×aabbcc,其杂交后代可能有多少种表现型? 可分为三个分离定律: aa×aa――后代有2种表现型;bb×bb――后代有2种表现型;cc×cc――后代有2种表现型, 所以aabbcc×aabbcc后代中有2×2×2=8种表现型
(5)某种配子占所有配子的比例的问题
如:aabbcc产生abc配子的概率是多少? a产生a配子的概率是1/2; bb产生b配子的概率是1/2; cc产生c配子的概率是1/2, 所以,产abc配子的概率是1/2×1/2×1/2×=1/8
(6)任何两种基因型的亲本相交,子代个别基因型(或表现型)所占比例的问题。
i.求子代个别基因型所占的比例:先让两亲本中对应的各对基因单独相交,求出该个别基因型中相应组(对)基因出现的概率,得出的各个概率的乘积就是要求的个别基因型出现的整体概率。
多对基因的杂合体自交产生子代的情况
生物的性状是多种多样的,控制这些性状的基因也多种多样,位于非同源染色体上的非等位基因,遗传时遵循自由组合定律, (f1有n对等位基因),归纳如下:
f1配子种类 2 n
f1配子组合数 4 n
f2基因型 3n
f2表现型 2 n
f2纯合子之比 (1/2)n
f2杂合子之比 1—(1/2)n
f2基因型之比 (1:2:1)n
f2表现型之比 (3:1)n
自由组合定律的解题思路
1、基因型与表现型的互推。
(1)隐性纯合突破法,出现隐性性状就可以直接写出基因型.再根据受精作用原理和亲代表现型,即可求出基因型。
(2)分解综合法.先就一对相对性状或等位基因考虑.再把它们组合在起。
(3)根据后代分离比直接推知:
9:3:3:1→yyrr×yyr
1:1:1:1→yyr×yyrr
3:1:3:1→yyrr×yyrr或yyrr×yyrr
(09全国卷ⅰ)5.已知小麦抗病对感病为显性,无芒对有芒为显性,两对性独立遗传。用纯合德抗病无芒与感病有芒杂交,f1自交,播种所有的f2,假定所有f2植株都能成活,在f2植株开花前,拔掉所有的有芒植株,并对剩余植株套袋,假定剩余的每株f2收获的种子数量相等,且f3的表现型符合遗传定律。从理论上讲f3中表现感病植株的比例为
a.1/8 b.3/8 c.1/16 d.3/16
答案:b
解析:设抗病基因为a,感病为a,无芒为b ,则有芒为b。依题意,亲本为aabb和aabb,f1为aabb,f2有4种表现型,9种基因型,拔掉所有有芒植株后,剩下的植株的基因型及比例为1/2aabb,1/4aabb,1/4aabb,剩下的植株套袋,即让其自交,则理论上f3中感病植株为1/2×1/4(aabb自交得1/4 aabb)+1/4(aabb)=3/8。故选b。
(09四川卷)31.(20分)大豆是两性花植物。下面是大豆某些性状的遗传实验:
(1)大豆子叶颜色(bb表现深绿;bb表现浅绿;bb呈黄色,幼苗阶段死亡)和花叶病的抗性(由r、r基因控制)遗传的实验结果如下表:
组合 母本 父本 f1的表现型及植株数
一 子叶深绿不抗病 子叶浅绿抗病 子叶深绿抗病220株;子叶浅绿抗病217株
二 子叶深绿不抗病 子叶浅绿抗病 子叶深绿抗病110株;子叶深绿不抗病109株;
所以后代中f2成熟群体中有9/16bb 6/16bb (1/16bb死),即二者的比值为3:2
所以在成活的个体中有3/5bb 、2/5bb,计算b基因频率=3/5+2/5×1/2=4/5=80%;
2.育种方案的设计
第④题中欲获得子叶深绿抗病(bbr_)植株,则需要br与br、br与br 的单倍体植株的原生质体融合;第⑤题考察了杂交育种方案的设计,要求选用表中植物材料设计获得bbrr的植株,最短的时间内可用组合一的父本植株自交,在子代中选出子叶深绿类型即为纯合的子叶深绿抗病大豆材料。
3.基因工程的相关问题
第(2)题中考察了基因工程用到的工具酶,以及目的基因是否表达的检测问题。在基因工程中用到的酶有限制性内切酶和dna连接酶。欲检测目的基因是否表达可用病毒分别感染转基因大豆植株和不抗病植株,观察比较植株的抗病性。
4.实验设计验证问题
本题要求验证芽黄性状属于细胞质遗传,首先明确细胞质遗传属于母系遗传,即如果母本出现芽黄性状,则子代全出现芽黄性状,这样可以通过芽黄突变体和正常绿色植株进行正反交实验来验证芽黄性状属于细胞质遗传。
(09北京卷)29.(18分)
鸭蛋蛋壳的颜色主要有青色和白色两种。金定鸭产青色蛋,康贝尔鸭产白色蛋。为研究蛋壳颜色的遗传规律,研究者利用这两个鸭群做了五组实验,结果如下表所示。
杂交组合 第1组 第2组 第3组 第4组 第5组
康贝尔鸭♀×金定鸭♂ 金定鸭♀×康贝尔鸭♂ 第1组的f1自交 第2组的f1自交 第2组的f1♀×康贝尔鸭♂
后代所产蛋(颜色及数目) 青色(枚) 26178 7628 2940 2730 1754
白色(枚) 109 58 1050 918 1648
请回答问题:
(1)根据第1、2、3、4组的实验结果可判断鸭蛋壳的 色是显性性状。
(2)第3、4组的后代均表现出 现象,比例都接近 。
(3)第5组实验结果显示后代产青色蛋的概率接近 ,该杂交称为 ,用于检验 。
(4)第1、2组的少数后代产白色蛋,说明双亲中的 鸭群混有杂合子。
(5)运用 方法对上述遗传现象进行分析,可判断鸭蛋壳颜色的遗传符合孟德尔的 定律。
答案:
(1)青
(2)性状分离 3∶1
(3)1/2 测交 f1相关的基因组成
(4)金定
(5)统计学 基因分离
解析:(1)(2)第1组和第2组中康贝尔鸭和金定鸭杂交,不论是正交还是反交,后代所产蛋颜色几乎为青色。第3组和第4组为f1自交,子代出现了不同的性状,即出现性状分离现象,且后代性状分离比 第3组︰青色︰白色=2940︰1050
4、单元测试题目(xx年高考题+xx年模拟题+经典题)
一、选择题
1. (09瑞安中学三模)以二倍体黄色圆粒和黄色皱粒两个品种的豌豆(2n=28)为实验材料,下列有关实验数据的分析,错误的是
a.甲图说明该蛋白质含有两条肽链
b.乙图说明该细胞正在进行有丝分裂或减数分裂
c.丙图说明杂交的两个亲本都是杂合子
d.丁图说明豌豆根细胞内离子浓度大小si4+ >ca2+ >mg2+
2.(09广东理基44)基因a、a和基因b、b分别位于不同对的同源染色体上,一个亲本与aabb测交,子代基因型为aabb和aabb,分离比为1∶1,则这个亲本基因型为
a.aabb b.aabb
c.aabb d.aabb
3.(09江苏卷7)下列有关孟德尔豌豆杂交实验的叙述,正确的是
a.孟德尔在豌豆开花时进行去雄和授粉,实现亲本的杂交
b.孟德尔研究豌豆花的构造,但元需考虑雌蕊、雄蕊的发育程度
c.孟德尔根据亲本中不同个体表现型来判断亲本是否纯合
d.孟德尔利用了豌豆白花传粉、闭花受粉的特性
4.(09江苏卷10)已知a与a、b与b、c与c 3对等位基因自由组合,基因型分别为aabbcc、aabbcc的两个体进行杂交。下列关于杂交后代的推测,正确的是
a.表现型有8种,aabbcc个体的比例为1/16
b.表现型有4种,aabbcc个体的比例为1/16
c.表现型有8种,aabbcc个体的比例为1/8
d.表现型有8种,aabbcc个体的比例为1/16
5.(09辽宁、宁夏卷6 ) 已知某闭花受粉植物高茎对矮茎为显性,红花对白花为显性,两对性状独立遗传。用纯合的高茎红花与矮茎白花杂交,f1自交,播种所有的f2,假定所有的f2植株都能成活,f2植株开花时,拔掉所有的白花植株,假定剩余的每株f2自交收获的种子数量相等,且f3的表现性符合遗传的基本定律。从理论上讲f3中表现白花植株的比例为
a.1/4 b.1/6 c.1/8 d.1/16
7.(09上海卷4)基因型为aabbccdd的二倍体生物,可产生不同基因型的配子种类数是
a.2 b. 4 c. 8 d. 16
8.(09上海卷14)用豌豆进行遗传试验时,下列操作错误的是
a. 杂交时,须在开花前除去母本的雌蕊
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
答案:c
9.(09上海卷29)小麦的粒色受不连锁的两对基因 和 、和 和 控制。 和 决定红色, 和 决定白色,r对r不完全显性,并有累加效应,所以麦粒的颜色随r的增加而逐渐加深。将红粒 与白粒 杂交得 , 自交得 ,则 的表现型有
a. 4种 b. 5种
c. 9种 d. 10种
10.(09贵州奥赛初赛54)让杂合体(子)aa连续自交三代,则第四代中杂合体所占比例为
a.1/4 b.1/8 c.1/16 d.1/32
11.( 9贵州奥赛初赛,59)a型血色觉正常的女人曾结过两次婚,第一个丈夫的血型是b型,且色盲;第二个丈夫血型为a型,色觉正常。此妇人生的4个小孩中,属第二个丈夫的孩子是
a.女孩、a型血、色盲 b.男孩、o型血、色盲
c.女孩、o型血、色盲 d.女孩、b型血、色觉正常
12.( 安徽省安庆市新安中学xx届高三高考模拟卷,2)育种工作者选用野生纯台子的家兔,进行右图所示杂交实验,下列有关说法正确的是( )(命题人:余召勇)
a. 家兔的体色是由一对基因决定的
b. 控制家兔体色的基因不符合孟德尔遗传定律
c. 灰色家兔中基因型有3种
d. 表现型为白色的家兔中,与亲本基因型相同的占1/4
13(广东省揭阳市xx年普通高中学业水平质量调研考试,11)下列各组中不属于相对性状的是
a.水稻早熟和晚熟 b.豌豆的紫花和红花
c.小麦的抗病和易感染疾病 d.绵羊的长毛和细毛
14.( 广东省揭阳市xx年普通高中学业水平质量调研考试,12)基因分离定律的实质是
a.子二代出现性状分离 b.子二代性状的分离比为3:1
c.测交后代性状的分离比为3:1 d.等位基因随同源染色体的分开而分离
15.( 广东省揭阳市xx年普通高中学业水平质量调研考试,13)基因型为aabb的个体与某个体杂交后代的比例是1:1:1:1,则某个体的基因型是