高中生物【必修二】第一章 ：遗传因子的发现

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高中生物【必修二】

第一章 遗传因子的发现

《AdeL生物》整理

知识清单

孟德尔的豌豆杂交实验

一、相对性状

性状：生物体所表现出来的的形态特征、生理生化特征或行为方式等。

相对性状：同一种生物的同一种性状的不同表现类型。

1、显性性状与隐性性状

显性性状：具有相对性状的两个亲本杂交，F1表现出来的性状。

隐性性状：具有相对性状的两个亲本杂交，F1没有表现出来的性状。

附：性状分离：在杂种后代中出现不同于亲本性状的现象）

2、显性基因与隐性基因

显性基因：控制显性性状的基因。

隐性基因：控制隐性性状的基因。

附：基因：控制性状的遗传因子（ DNA分子上有遗传效应的片段）

等位基因：决定1对相对性状的两个基因（位于一对同源染色体上的相同位置上）。

3、纯合子与杂合子

纯合子：由相同基因的配子结合成的合子发育成的个体（能稳定的遗传，不发生性状分离）：显性纯合子（如AA的个体）隐性纯合子（如aa的个体）

杂合子：由不同基因的配子结合成的合子发育成的个体如：Aa（不能稳定的遗传，后代会发生性状分离）

4、表现型与基因型

表现型：指生物个体实际表现出来的性状。

基因型：与表现型有关的基因组成。（关系：基因型＋环境 → 表现型）

5、杂交与自交

杂交：基因型不同的生物体间相互交配的过程。

自交：基因型相同的生物体间相互交配的过程。

（指植物体中自花传粉和雌雄异花植物的同株受粉）

附：测交：让F1与隐性纯合子杂交。（可用来测定F1的基因型，属于杂交）

二、孟德尔实验成功的原因：

（1）正确选用实验材料：

（2）由一对相对性状到多对相对性状的研究 （从简单到复杂）

（3）对实验结果进行统计学分析

（4）严谨的科学设计实验程序：假说-------演绎法

三、孟德尔豌豆杂交实验

（一）一对相对性状的杂交：

基因分离定律

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。

（1）生物的性状是由遗传因子决定的。

（2）体细胞中遗传因子是成对存在的。

（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，分别进入不同的配子中。

（4）受精时，雌雄配子的结合是随机的。

实质：在减数分裂形成配子过程中，等位基因随同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代

（二）两对相对性状的杂交：

基因自由组合定律

实质：在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。

考点分析

考点一 遗传学的核心概念及相互关系

1．与性状有关的概念

(1)性状：生物所表现出的形态特征和生理特性。

(2)相对性状：一种生物的同一种性状的不同表现类型。

(3)显、隐性性状：具有相对性状的两纯种亲本杂交，F1中表现出来的性状叫显性性状，F1中没有表现出来的性状叫隐性性状。

(4)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。

2．与基因有关的概念

(1)相同基因：同源染色体上相同位置，控制同一性状的相同基因，如图中的A和A。

(2)等位基因：生物杂合子中在一对同源染色体的同一位置上、控制着相对性状的基因，如图中的C和c。

(3)非等位基因：有两种，一种是位于非同源染色体上的基因，如图中的A和D；还有一种是位于同源染色体上的非等位基因，如图中的A和b。

3．基因型与表现型

(1)基因型：与表现型有关的基因组成。

(2)表现型：生物个体表现出来的性状。

4．纯合子与杂合子

(1)纯合子：由相同基因的配子结合成的合子发育成的个体，如 DD、dd、AABB、aabb等。

(2)杂合子：由不同基因的配子结合成的合子发育成的个体，如Dd、AaBB、AaBb等。

考点二 分离定律的应用

1．显隐性性状的判断

(1)根据子代性状判断

①不同性状的亲本杂交⇒子代只出现一种性状⇒子代所出现的性状为显性性状。

②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

具有一对相对性状的亲本杂交，子代出现性状分离，性状分离比为3∶1⇒分离比为3的性状为显性性状

(3)合理设计杂交实验，判断显隐性

3．遗传病预测

两个有病的双亲生出无病的孩子，即“有中生无”，肯定是显性遗传病；两个无病的双亲生出有病的孩子，即“无中生有”，肯定是隐性遗传病。

4．指导杂交育种

(1)优良性状为显性性状：连续自交可提高纯合度，因此在育种过程中，符合人们要求的性状若是显性，可进行连续自交，直到性状不再发生分离，即可留种推广使用。

图解如下：

(2)优良性状为隐性性状：一旦出现就能稳定遗传，便可留种推广。

(3)优良性状为杂合子：两个纯合的不同性状个体杂交后代就是杂合子，但每年都要育种。

1．测交与自交的应用范围

测交与自交的选取视生物类型而定：鉴定某生物个体是纯合子还是杂合子，当被测个体是动物时，常采用测交法；当被测个体是植物时，测交法、自交法均可以，但自交法较简单。

2．杂合子连续自交n代后，纯合子与杂合子所占比例的计算

当杂合子(Aa)连续自交n代后，后代中的杂合子(Aa)所占比例为1/2n，纯合子(AA＋aa)所占比例为1－1/2n，其中AA、aa所占比例分别为(1－1/2n)×1/2。当n无限大时，纯合子概率接近100%。这就是自花传粉植物(如豌豆)在自然情况下一般为纯合子的原因。如图曲线表示随着自交代数的变化，纯合子、杂合子所占比例的变化。

从图表可解读以下信息：

(1)具有一对相对性状的杂合子自交，后代中纯合子的比例随自交代数的增加而增大，最终接近于1，且显性纯合子和隐性纯合子各占一半。

(2)具有一对相对性状的杂合子自交，后代中杂合子比例随自交代数的增加而递减，每代递减50%，最终接近于零。 (3)由该曲线得到的启示：在育种过程中，选育符合人们要求的显性个体，可进行连续自交，直到性状不再发生分离为止，即可留种推广使用。

考点三自由组合定律的实质及相关遗传分析

1.基因自由组合定律的细胞学基础

2．基因分离定律和自由组合定律关系及相关比例图解

解读

(1)上述比例最能体现基因分离定律和基因自由组合定律实质的分别是F1所产生配子的比为1∶1和1∶1∶1∶1，其他比例的出现都是以此为基础。该基础源自于减数分裂等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合的结果。

(2)探讨一对或两对等位基因是否遵循基因分离定律或基因自由组合定律的方法。既可采用测交法、花粉鉴定法和单倍体育种法看比例是否为1∶1或1∶1∶1∶1；又可采用自交法，看后代性状分离比是否为3∶1或9∶3∶3∶1来判断。

(3)利用分枝法理解比例关系：因为黄色和绿色、圆粒和皱粒两对相对性状独立遗传，所以9∶3∶3∶1的实质为(3∶1)×(3∶1)，1∶1∶1∶1的实质为(1∶1)×(1∶1)，因此若出现3∶3∶1∶1，其实质为(3∶1)×(1∶1)。此规律可以应用在基因型的推断中。

考点四两对相对性状遗传中出现异常分离比的分析方法

双杂合的F1自交和测交后代的表现型比例分别为9∶3∶3∶1和1∶1∶1∶1，但如果基因之间相互作用及出现致死等原因，会导致自交和测交后代的比例发生改变。根据下表中不同条件，总结自交和测交后代的比例。

考点五自由组合定律的解题规律及方法

1.用分离定律解决自由组合问题

(1)配子类型的问题：

①具有多对等位基因的个体，在减数分裂时，产生配子的种类数是每对基因产生配子种类数的乘积。

②多对等位基因的个体产生某种配子的概率是每对基因产生相应配子概率的乘积。

示例：某生物雄性个体的基因型为AaBbcc，这三对基因为独立遗传，则它产生的精子的种类有：

(3)子代表现型种类的问题：

示例：AaBbCc×AabbCc，其杂交后代可能的表现型数先分解为三个分离定律：

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。

(4)子代基因型、表现型的比例：

示例：求ddEeFF与DdEeff杂交后代中基因型和表现型比例分析：将ddEeFF×DdEeff分解：

dd×Dd后代：基因型比1∶1，表现型比1∶1；

Ee×Ee后代：基因型比1∶2∶1，表现型比3∶1；

FF×ff后代：基因型1种，表现型1种。

所以，后代中：

基因型比为(1∶1)×(1∶2∶1)×1＝1∶2∶1∶1∶2∶1； •表现型比为(1∶1)×(3∶1)×1＝3∶1∶3∶1。

(5)性状分离比推断法：

①9∶3∶3∶1→AaBb×AaBb

②1∶1∶1∶1→AaBb×aabb或Aabb×aaBb ③3∶3∶1∶1→AaBb×Aabb或AaBb×aaBb ④3∶1→Aabb×Aabb、AaBB×AaBB、AABb×AABb等(只要其中一对符合一对相对性状遗传实验的F1自交类型，另一对相对性状杂交只产生一种表现型即可)。

1．自由组合定律的2个应用分析

(1)F2的4种表现型中，把握住相关基因组合A__B__∶A__bb∶aaB__∶aabb＝9∶3∶3∶1。

(2)含两对相对性状的纯合亲本杂交，F2中重组性状所占比例并不都是(3＋3)/16。

①当亲本基因型为AABB和aabb时，F2中重组性状所占比例是(3＋3)/16。

②当亲本基因型为AAbb和aaBB时，F2中重组性状所占比例是1/16＋9/16＝10/16。 不要机械地认为只有一种亲本组合方式，重组性状只能是(3＋3)/16。

2．自由组合定律的验证

(1)常用方法：植物体常采用测交法或自交法；动物体常采用测交法。自交后的比例为9∶3∶3∶1；测交后的比例为1∶1∶1∶1。

(2)结果分析：若出现相应性状的分离比，则符合自由组合定律；否则，不符合自由组合定律。