小專題9孟德爾遺傳定律的應(yīng)用與拓展

1、小專題9孟德爾遺傳定律的應(yīng)用與拓展 1孟德爾成功的原因孟德爾成功的原因(1)選用豌豆作雜交實(shí)驗(yàn)的材料。豌豆是自花傳粉植物，而且是閉花受粉。豌豆花較大，易于操作。豌豆具有易于區(qū)分的相對(duì)性狀。人工異花傳粉的操作步驟：花蕾期人工去雄套袋傳粉套袋隔離。(2)先研究一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳規(guī)律，再研究 多對(duì)相對(duì)性狀的遺傳規(guī)律。(3)對(duì)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。(4)創(chuàng)造性地運(yùn)用科學(xué)方法假說演繹法。2遺傳規(guī)律相關(guān)概念遺傳規(guī)律相關(guān)概念(1)等位基因：等位基因：位于同源染色體的同一位置，控制相對(duì)性狀的基因。非等位基因有兩種，一種是位于非同源染色體上的非等位基因，其遺傳符合 (符合/不符合)基因的自由組合定律；還有一種是位

2、于同源染色體上不同位置的非等位基因，其遺傳不符合(符合/不符合)基因的自由組合定律。(2)相對(duì)性狀：相對(duì)性狀：同種生物同一性狀的不同表現(xiàn)類型。性狀分離：在雜種后代中，同時(shí)出現(xiàn)顯性性狀和隱性性狀的現(xiàn)象(3)區(qū)分雜交、自交、測(cè)交、回交、正交及反交 3遺傳圖解符號(hào)的書寫遺傳圖解符號(hào)的書寫親本親本父本父本母本母本 雜交雜交子一子一代代子二子二代代自交自交PF1F24.一對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)一對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)(1)生物的性狀是由基因(遺傳因子)決定的。體細(xì)胞中遺傳因子是成對(duì)存在的。在形成配子時(shí)，成對(duì)的等位基因(成對(duì)的遺傳因子)彼此分離，分別進(jìn)入不同的配子中。受精時(shí)，雌雄配子的結(jié)合是隨 機(jī) 的 。 F

3、2基 因 型 及 其 比 例 為DD Dd dd=1 2 1，F(xiàn)2表現(xiàn)型及其比例為高莖 矮莖=3 1。(2)分離定律的實(shí)質(zhì)：在雜合子的細(xì)胞中，位于一對(duì)同源染色體上的等位基因，具有一定的獨(dú)立性，在進(jìn)行減數(shù)分裂形成配子時(shí)，等位基因會(huì)隨著同源染色體的分開而分離，分別進(jìn)入不同配子中，獨(dú)立地隨著配子遺傳給后代。 5兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn) (1)兩對(duì)相對(duì)性狀分別由兩對(duì)遺傳因子控制。F1產(chǎn)生配子時(shí)，同源染色體上的等位基因彼此分離，非同源染色體上的非等位基因可以自由組合。F1產(chǎn)生的雌配子和雄配子各有4種，且每種配子數(shù)目相等。受精時(shí)，雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)、均等的。(2)孟德爾實(shí)驗(yàn)中，黃色圓

4、粒(YyRr)豌豆自交，子代表現(xiàn)型及其比例：黃圓 黃皺 綠圓 綠皺=9 3 3 1；子代基因型及其比例：YYRR YYRr YyRR YyRr YYrr Yyrr yyRR yyRr yyrr=1 2 2 4 1 2 1 2 1。(3)兩對(duì)相對(duì)性狀的交配情況組組別別親本組合舉例親本組合舉例后代基后代基因型種因型種類類后代后代表表后代表后代表現(xiàn)型比現(xiàn)型比例例1 黃圓綠皺(YYRRyyrr)11 全為黃圓2 黃圓黃圓(YyRrYyRr)949:3:3:13黃圓綠皺(YyRryyrr)441:1:1:14黃圓綠皺(YYRryyrr)221:15 黃圓黃皺(YyRRYyrr)323:16黃圓黃皺(Yy

5、RrYyrr)643:1:3:1(4)基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)：基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)：位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的，在減數(shù)分裂過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時(shí)，非同源染色體上的非等位基因自由組合。 一、孟德爾遺傳規(guī)律的適用范圍和條件一、孟德爾遺傳規(guī)律的適用范圍和條件 1適用范圍：適用范圍：以染色體為載體的細(xì)胞核基因的遺傳。 等位基因的分離符合基因的分離定律；非同源染色體 上的非等位基因的遺傳符合基因的自由組合定律。 2發(fā)生時(shí)間：發(fā)生時(shí)間：減數(shù)第一次分裂。 3真核細(xì)胞進(jìn)行無性生殖時(shí)，其細(xì)胞核基因的遺傳不遵循孟德爾的遺傳規(guī)律。 4真核生物細(xì)胞質(zhì)基因的遺傳，不遵

6、循孟德爾的遺傳規(guī)律。 5原核生物的細(xì)胞沒有染色體，且不發(fā)生減數(shù)分裂，其基因的遺傳不遵循孟德爾的遺傳規(guī)律。 二、性狀顯隱性的確定二、性狀顯隱性的確定說明：說明： 1.具有一對(duì)相對(duì)性狀的純合子雜交，F(xiàn)1表現(xiàn)出來的親本性狀是顯性性狀。如：豌豆的高莖和矮莖進(jìn)行雜交，F(xiàn)1中只出現(xiàn)高莖，由此可判斷高莖是顯性性狀。 2.具有相對(duì)性狀的親本雜交，若后代出現(xiàn)性狀分離，無法確定性狀的顯隱性，只能說明兩親本的基因型分別為Aa、aa，但哪個(gè)是顯性親本(Aa)，哪個(gè)是隱性親本(aa)無法確定。我們可利用“讓與親本具有相同性狀的子代與親本回交”的方法，若回交子代有性狀分離，則該性狀為顯性(AaAa)，若回交子代無性狀分離

7、，則該性狀為隱性性狀(aaaa)。 三、純合子、雜合子的鑒定三、純合子、雜合子的鑒定 1自交：自交：讓某顯性性狀的個(gè)體進(jìn)行自交， 若后代無性狀分離，則可能為純合子。此法不適用于動(dòng)物，適用于植物，而且是最簡(jiǎn)便的方法。 2測(cè)交：測(cè)交：讓待測(cè)個(gè)體與隱性類型雜交，若后代出現(xiàn)隱性類型，則一定為雜合子，若后代只有顯性性狀個(gè)體，則可能為純合子。四、兩對(duì)基因控制一對(duì)性狀的特殊遺傳現(xiàn)象四、兩對(duì)基因控制一對(duì)性狀的特殊遺傳現(xiàn)象在兩對(duì)基因控制一對(duì)性狀的遺傳中，會(huì)出現(xiàn)一些非常規(guī)的表現(xiàn)型分離比，這是由于基因間相互作用或環(huán)境條件對(duì)基因表達(dá)的影響所致，其遺傳實(shí)質(zhì) 不 變 ， 依 然 遵 循 自 由 組 合 定 律 ， 符 合

8、A_B_ A_bb aaB_ aabb=9 3 3 1的分離比，只是表現(xiàn)型比例有所改變而已。F1(AaBb)自交后代比自交后代比例例原因分析原因分析表現(xiàn)表現(xiàn)型種型種類類9 3 3 1正常的完全顯性49 7，即9 (3 3 1)A、B同時(shí)存在時(shí)表現(xiàn)為一種性狀，否則表現(xiàn)為另一種性狀29 3 4，即9 3 (3 1)aa(或bb)成對(duì)存在時(shí)，表現(xiàn)為雙隱性狀，其余表現(xiàn)正常39 6 1，即9 (3 3) 1存在一種顯性基因(A或B)時(shí)，表現(xiàn)為一種性狀，其余表現(xiàn)正常315 1，即(9 3 3) 1只要存在顯性基因(A或B)就表現(xiàn)為同一種性狀，其余表現(xiàn)正常2【例【例1】(2011海南卷海南卷)假定五對(duì)等位基

9、因自由組合。則雜交組合AaBBCcDDEeAaBbCCddEe產(chǎn)生的子代中，有一對(duì)等位基因雜合、四對(duì)等位基因純合的個(gè)體所占的比率是() A1/32 B1/16 C1/8 D1/4【 熱點(diǎn)考向熱點(diǎn)考向1】遺傳的基本定律及其應(yīng)用】遺傳的基本定律及其應(yīng)用【解析】【解析】從題中可知DDdd的后代為Dd，則其他四對(duì)基因組合的后代都必須為純合的，AaAa后代純合的概率為1/2，BBBb后代純合的概率為1/2，CcCC后代純合的概率為1/2，EeEe后代純合的概率為1/2，故有一對(duì)等位基因雜合、四對(duì) 等 位 基 因 純 合 的 個(gè) 體 所 占 的 比 率 是1/21/21/21/21/16。 【答案】【答案

10、】B 【變式【變式1】(2011全國(guó)新課標(biāo)卷全國(guó)新課標(biāo)卷)某植物紅花和白花這對(duì)相對(duì)性狀同時(shí)受多對(duì)等位基因控制(如A、a；B、b；C、c)。當(dāng)個(gè)體的基因型中每對(duì)等位 基 因 都 至 少 含 有 一 個(gè) 顯 性 基 因 時(shí) ( 即A_B_C_)才開紅花，否則開白花。現(xiàn)有甲、乙、丙、丁4個(gè)純合白花品系，相互之間進(jìn)行雜交，雜交組合、后代表現(xiàn)型及其比例如下： 根據(jù)雜交結(jié)果回答問題：(1)這種植物花色的遺傳符合哪些遺傳定律？基因的分離定律和自由組合定律(或者基因的自由組合定律) 。(2)本實(shí)驗(yàn)中，植物的花色受幾對(duì)等位基因的控制，為什么？4對(duì)。本實(shí)驗(yàn)的乙丙和甲丁兩個(gè)雜交組合中，F(xiàn)2中紅色個(gè)體占全部個(gè)體的比例

11、為81/(81175)(3/4)4，根據(jù)n對(duì)等位基因自由組合且完全顯性時(shí)，F(xiàn)2中顯性個(gè)體的比例為(3/4)n，可判斷這兩個(gè)雜交組合都涉及4對(duì)等位基因。綜合雜交組合的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可進(jìn)一步判斷乙丙和甲丁兩個(gè)雜交組合中所涉及的4對(duì)等位基因相同?！窘馕觥俊窘馕觥勘绢}考查孟德爾的遺傳定律的應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)。(1)由各組雜交組合的后代的性狀及比例看出遵循孟德爾的遺傳定律，即遵循了基因的自由組合定律和基因的分離定律。(2)題干中個(gè)體基因型中每對(duì)等位基因至少含有一個(gè)顯性基因時(shí)才開紅花，否則開白花。本實(shí)驗(yàn)的乙丙和甲丁兩個(gè)雜交組合中，F(xiàn)2代中紅色個(gè)體占全部個(gè)體的比例為81/(81175)81/256(3/4)4，依據(jù)

12、自由組合的計(jì)算規(guī)律，n對(duì)等位基因自由組合且完全顯性時(shí)，F(xiàn)2代中顯性個(gè)體的比例是(3/4)n，可判斷這兩對(duì)雜交組合涉及4對(duì)等位基因，綜合雜交組合的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)一步分析各對(duì)組合的結(jié)果，確定乙丙和甲丁兩個(gè)雜交組合中的4對(duì)等位基因相同?！?熱點(diǎn)考向熱點(diǎn)考向2】特殊遺傳現(xiàn)象特殊遺傳現(xiàn)象 【例【例2】 (2011全國(guó)大綱卷全國(guó)大綱卷)人類中非禿頂和禿頂受常染色體上的等位基因(B、b)控制，其中男性只有基因型為BB時(shí)才表現(xiàn)為非禿頂，而女性只有基因型為bb時(shí)才表現(xiàn)為禿頂。控制褐色眼(D)和藍(lán)色眼(d)的基因也位于常染色體上，其表現(xiàn)型不受性別影響。這兩對(duì)等位基因獨(dú)立遺傳?；卮饐栴}：(1)非禿頂男性與非禿頂女性結(jié)

13、婚，子代所有可能的表現(xiàn)型為_。(2)非禿頂男性與禿頂女性結(jié)婚，子代所有可能的表現(xiàn)型為_?！纠纠?】 (2011全國(guó)大綱卷全國(guó)大綱卷)人類中非禿頂和禿頂受常染色體上的等位基因(B、b)控制，其中男性只有基因型為BB時(shí)才表現(xiàn)為非禿頂，而女性只有基因型為bb時(shí)才表現(xiàn)為禿頂?？刂坪稚?D)和藍(lán)色眼(d)的基因也位于常染色體上，其表現(xiàn)型不受性別影響。這兩對(duì)等位基因獨(dú)立遺傳?；卮饐栴}：(3)一位其父親為禿頂藍(lán)色眼而本人為禿頂褐色眼的男性與一位非禿頂藍(lán)色眼的女性結(jié)婚。這位男性的基因型為_或_，這位女性的基因型為_或_。若兩人生育一個(gè)女兒，其所有可能的表現(xiàn)型為_。 【解析】【解析】(1)非禿頂男性基因型為

14、BB，非禿頂女性基因型為BB或Bb，二人的后代基因型為BB、Bb。BB表現(xiàn)型為非禿頂男性、非禿頂女性。Bb表現(xiàn)型為禿頂男性、非禿頂女性。(2)非禿頂男性(BB)與禿頂女性結(jié)婚(bb)，后代基因型為Bb，表現(xiàn)型為禿頂男性、非禿頂女性。(3)其父親基因型為Bbdd或bbdd；這位男性的基因型為BbDd或bbDd。這位女性的基因型為Bbdd或BBdd。若兩人結(jié)婚，所生后代基因型有BBDd、BBdd、Bbdd、BbDd、bbDd、bbdd。女兒所有可能的表現(xiàn)型為非禿頂褐色眼、禿頂褐色眼、非禿頂藍(lán)色眼、禿頂藍(lán)色眼。【答案】【答案】(1)女兒全部為非禿頂，兒子為禿頂或非禿頂(2)女兒全部為非禿頂，兒子全部

15、為禿頂(3) BbDdbbDdBbddBBdd非禿頂褐色眼、非禿頂藍(lán)色眼、禿頂褐色眼和禿頂藍(lán)色眼【變式【變式2】 (2011湖北省聯(lián)考湖北省聯(lián)考)某植物花的顏色由兩對(duì)非等位基因A(a)和B(b)調(diào)控，A基因控制色素的合成(A：出現(xiàn)色素，AA和Aa的效應(yīng)相同)，B為修飾基因，淡化顏色的深度(B：修飾效應(yīng)出現(xiàn)，BB和Bb的效應(yīng)不同)?，F(xiàn)有親代P1(aaBB白色)和P2(AAbb紅色)，雜交實(shí)驗(yàn)如圖：(1)若對(duì)粉紅色的F1植株進(jìn)行單倍體育種，那么育出的植株花色的表現(xiàn)型及比例是_。(2) F2中白花植株的基因型有_種，其中純合子在F2中大約占_。(3) F2紅花植株中雜合子出現(xiàn)的幾率是_。若對(duì)雜合的紅

16、花植株幼苗用秋水仙素處理，那么形成的植株為_倍體。紅色 白色1 353/162/3四 (4)為了驗(yàn)證花色遺傳的特點(diǎn)，可將F2中粉紅色花植株自交，單株收獲所結(jié)的種子，每株的所有種子單獨(dú)種植在一起可得到一個(gè)株系，則理論上在所有株系中有_的株系F3花色的表現(xiàn)型及其數(shù)量比與題中F2相同；其余的株系F3花色的表現(xiàn)型及其數(shù)量比為_ 2/3紅色 粉紅色 白色1 2 1【解析】(1)親代P1(aaBB白色)和P2(AAbb紅色)雜交，F(xiàn)1的基因型為AaBb，表現(xiàn)為粉紅色。粉紅色的F1植株(AaBb)會(huì)產(chǎn)生四種配子：AB、ab、aB、Ab，若進(jìn)行單倍體育種，那么育出的植株基因型為AABB、aabb、aaBB、A

17、Abb，比例為1 1 1 1，基因型為AAbb植株花色表現(xiàn)為紅色，而基因型為AABB、aabb、aaBB的植株花色表現(xiàn)為白色，比例為紅色 白色1 3。(2)由于AA與Aa的效應(yīng)相同，可見A_Bb表現(xiàn)為粉紅色。只有A無B時(shí)為紅色，故紅色為A_bb。F2中A_B_(9) A_bb(3) aaB_ (3) aabb(1), A_Bb是粉紅色，在F2中占6/16；A_bb為紅色，在F2代中占3/16；A_BB、aaB_、aabb為白色，占F2的7/16?；ㄉ珵榘咨膫€(gè)體基因型有5種， 其中純合個(gè)體在F2中大約占3/16。【解析】【解析】(3) F2紅花植株基因型為A_bb，其中雜合子即AaBb占2/3

18、。(4) F2中粉紅色花植株基因型有兩種：AABb與AaBb，其比例為1 2，將它們分別自交，A a B b A a B b 的 結(jié) 果 與 題 中 F 2 相 同 ，AABbAABb1/4AABB(白色)、2/4AABb(粉紅色)、1/4AAbb(紅色)。 【 熱點(diǎn)考向熱點(diǎn)考向3】遺傳實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)遺傳實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì) 【例【例3】(2011山東卷山東卷)薺菜的果實(shí)形狀有三角形和卵圓形兩種，該性狀的遺傳涉及兩對(duì)等位基因，分別用A、a和B、b表示。為探究薺菜果實(shí)形狀的遺傳規(guī)律，進(jìn)行了雜交實(shí)驗(yàn)(如圖)。(1)圖中親本基因型為_。根據(jù)F2表現(xiàn)型比 例 判 斷 ， 薺 菜 果 實(shí) 形 狀 的 遺 傳 遵 循_

19、。F1測(cè)交后代的表現(xiàn)型及比例為_。另選兩種基因型的親本雜交，F(xiàn)1和F2的性狀表現(xiàn)及比例與圖中結(jié)果相同，推斷親本基因型為_。(2)圖中F2三角形果實(shí)薺菜中，部分個(gè)體無論自交多少代，其后代表現(xiàn)型仍為三角形果實(shí)，這樣的個(gè)體在F2三角形果實(shí)薺菜中的比例為_；還有部分個(gè)體自交后發(fā)生性狀分離，它們的基因型是_。AABB和aabb基因的自由組合定律三角形 卵圓形3 1AAbb和aaBB7/15AaBb、Aabb和aaBb(3)薺菜果實(shí)形狀的相關(guān)基因a、b分別由基因A、B突變形成，基因A、B也可以突變成其他多種形式的等位基因，這體現(xiàn)了基因突變具有_的特點(diǎn)。自然選擇可積累適 應(yīng) 環(huán) 境 的 突 變 ， 使 種

20、群 的 基 因 頻 率 發(fā) 生_，導(dǎo)致生物進(jìn)化。(4)現(xiàn)有3包基因型分別為AABB、AaBB和aaBB的薺菜種子，由于標(biāo)簽丟失而無法區(qū)分。根據(jù)以上遺傳規(guī)律，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案確定每包種子的基因型。有已知性狀(三角形果實(shí)和卵圓形果實(shí))的薺菜種子可供選用。不定向性(或多方向性)定向改變實(shí)驗(yàn)步驟：_；_；_。結(jié)果預(yù)測(cè)：如果_，則包內(nèi)種子基因型為AABB；如果_，則包內(nèi)種子基因型為AaBB；如果_，則包內(nèi)種子基因型為aaBB?！窘馕觥俊窘馕觥克j菜的果實(shí)形成有三角形和卵圓形兩種，該性狀的遺傳涉及兩對(duì)等位基因，由題中F2中三角形與卵圓形植株的比例約為15 1，可知卵圓形果實(shí)植株的基因型為aabb，三角形果實(shí)植

21、株的基因型為A_B_，aaB_，A_bb。基因型分別為AABB、AaBB、和aaBB的薺菜種子，均為三角形果實(shí)，要想確定每包種子的基因型，應(yīng)讓這些種子分別與卵圓形果實(shí)種子長(zhǎng)成的植株雜交，得F1種子后再自交或測(cè)交?！敬鸢浮敬鸢浮?(4)答案一：用三包種子長(zhǎng)成的植株分別與卵圓形果實(shí)的種子長(zhǎng)成的植株雜交，得F1種子用F1種子長(zhǎng)成的植株自交，得F2種子F2種子長(zhǎng)成植株后，按果實(shí)的表現(xiàn)型統(tǒng)計(jì)植株的比例F2三角形和卵圓形果實(shí)的植株比例為15 1F2三角形和卵圓形果實(shí)的植株比例為27 5F2三角形和卵圓形果實(shí)的植株比例為3 1【答案【答案】(4)答案二：用三包種子長(zhǎng)成的植株分別與卵圓形果實(shí)的種子長(zhǎng)成的植株雜交，得F1種子用F1種子長(zhǎng)成的植株與卵圓形果實(shí)種子長(zhǎng)成的植株雜交，得F2種子F2種子長(zhǎng)成植株后，按果實(shí)的表現(xiàn)型統(tǒng)計(jì)植株的比例F2三角形和卵圓形果實(shí)的植株比例為3 1F2三角形和卵圓形果實(shí)的植株比例為5 3F2三角形和卵圓形果實(shí)的植株比例為1 1【變式【變式3】 (2011雅禮中學(xué)月考雅禮中學(xué)月考)某種牽牛花有紫、粉、白三種顏色，顏色與物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化有關(guān)，其轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示： 某