一、融合遺傳
1.定義:兩個親本雜交後,雙親的遺傳物質會在子代體內發生混合,使子代表現出介於雙親之間的性狀。如紅花+白花=粉花
2.錯誤的觀點:課本提示,「曾經認為」,如無法解釋身高,毛的顏色等
二、為什麼孟德爾能揭示遺傳規律
1.自然科學和數學,提供了進化思想及分析方法
2.種植豌豆、山柳菊、玉米等植物進行雜交實驗,嘗試對比實驗
3.潛心研究8年,堅持不懈
三、為什麼用豌豆易取得成功
1.相關概念
(1)單性花:一朵花中只有雄蕊或只有雌蕊的花。
① 雌雄同株,即一株植株上雌、雄花同時有,如玉米,無性染色體
② 雌雄異株,即一株植株上只有雌雄花一種
③ 定是異花傳粉
(2)兩性花:同一朵花中既有雄蕊又有雌蕊的花
① 定是雌雄同株:即一株植株上雌雄同時有,且在一朵花中,如豌豆花。可能是閉花傳粉,取決於開花狀態及受粉時間。
② 沒有性染色體
(3)閉花傳粉:花在未開放前,因雄蕊和雌蕊都緊緊地被花瓣包裹著,雄蕊花葯中花粉傳到雌蕊的柱頭上
♂♀在同朵花內
♂♀在同株植物的兩朵花內
♂♀分別在兩株植物的花內
兩性花
單性花(一朵花中只有雌蕊或雄蕊)
可能自花傳粉(成熟後開花必為自花傳粉;未成熟開花不一定)
定是異花傳粉
雌雄同株
雌雄異株
2.自花傳粉:也稱自交,兩性花的花粉,落到同一朵花的雌蕊柱頭上;決定於豌豆花的結構:蝶形花冠中,一對花瓣始終緊緊包裹雄蕊和雌蕊
3.閉花受粉:豌豆花未開放時,就已經完成了受粉。避免外來花粉的幹擾;自然狀態下一般是純種;實驗可靠易分析;定為自花傳粉
4.花大,易於人工雜交
(1)相關概念
① 異花傳粉:兩朵花之間的傳粉過程。父本♂,不同植物的花進行異花傳粉時,供應花粉的植物。母本♀,接受花粉的植物
② 人工異花傳粉/培育植物雜交種:
1)去雄:在花蕾期,先除去未成熟花的全部雄蕊,即創造只有雌性的母本
2)套袋:防止其他花粉幹擾
3)授粉:待雌蕊成熟時,採集另一植物的花粉,撒在去雄花的雌蕊的柱頭上
4)再套袋:防止其他豌豆花粉的幹擾
③ 有穩定易於區分的性狀:莖的高矮,子葉的黃綠,種子形狀的圓滑和皺縮等
④ 容易栽培,生長周期短
⑤ 一次繁殖大量後代,易於收集大量數據,利於統計
四、相關概念
1.符號類
(1)P:親代
(2)F:子代;F1子一代,F2子二代
2.交配類
(1)雜交:基因型不同的個體間交配。符號×。作用:集中優良性狀;判斷顯、隱性(創造出所要判斷顯隱性基因的單雜合體,如AaBBcc,可判斷A與a的顯隱)
(2)自交:基因型相同的個體間交配。自花受粉,雌雄異花的同株受粉。符號×。作用:驗證遺傳規律;提高純合子概率(連續自交);純、雜合子鑑別(是否出現性狀分離)
(3)自由交配:群體中所有的個體進行隨機交配。如DD、Dd群體的自由交配,有DD×DD,Dd×Dd,DD(♂)×Dd(♀),DD(♀)×Dd(♂)
(4)正交/反交:相對而言的,如果把一個親本組合稱為正交,那麼交換性別的親本組合就稱為反交。實例,甲♂×乙♀為正交,那麼乙♂×甲♀為反交。作用:判斷基因位於何種染色體上,不能判斷顯隱性;若正反交的子代性狀一致,1.為常染色體遺傳;2.純種;3性染色體的同源區;若正反交的子代性狀不一致,為伴性遺傳或細胞質遺傳
(5)測交:狹義上指,讓F1與隱性純合子雜交,用來測定F1的基因型;廣義上指,讓未知遺傳因子組成的個體與隱性純合子雜交,以測定該個體的遺傳因子組成。原理,測交後代的基因組成中除去隱性純合子產生的配子中的基因,剩下的就是被測個體產生的配子的基因組成。∴不可判斷顯隱性:Aa×aa→Aa:aa,即子代與親本的性狀及比例一致。作用:驗證遺傳規律;純、雜鑑別或顯性個體的基因型。若如純種,測交後代表現型及基因型只有一種;親本產生配子的種類及比例:每個測交後代去除隱性純合子的基因,即為親本配子的基因;親本的基因型
(6)回交:讓F1與親本之一交配。作用:積累親本的優良遺傳物質及優良性狀
3.性狀類
(1)性狀:生物的形態、生理特徵的總稱
(2)相對性狀:一種生物的同一種性狀的不同表現類型。如豌豆莖的高矮;豌豆種子的形狀為圓滑或皺縮。這些性狀能夠穩定遺傳給後代,且進行雜交實驗時,實驗結果容易觀察和分析
(3)顯性性狀:顯現出來的性狀,由顯性遺傳因子控制,用大寫字母表示
(4)隱性性狀:未顯現出來的性狀,由隱性遺傳因子控制,用小寫字母表示
(5)性狀分離:在雜種後代中,同時出現顯性性狀和隱性性狀的現象。其親本只有顯性性狀;若出現性狀分離,則雙親都為雜合子
4.個體類
(1)純合子:也稱純種,體細胞中遺傳因子成對存在的,遺傳因子組成相同的個體。如顯性純合子DD,隱性純合子dd。特徵:必無等位基因,如DDrrYY是純合子
(2)雜合子:也稱雜種,遺傳因子組成不同的個體,如Dd。特徵:必有等位基因,如DDRrYY是雜合子
五、一對相對性狀的雜交實驗
1.親代雜交
(1)親代性狀:高莖,矮莖
(2)無論正交還是反交,結果一致。子一代性狀:全是高莖。子一代自交
(3)子二代性狀:出現矮莖→性狀分離現象→性狀分離比為3:1(數量統計)。也適用於其他性狀的雜交實驗;不涉及性別,即雌雄群體中,也是3:1
六、對分離現象的解釋:是孟德爾為雜交實驗提出的假說
1.內容
(1)生物的性狀是由遺傳因子決定的:每個因子決定著一種特定的性狀
(2)體細胞中遺傳因子是成對存在的:遺傳因子用字母表示。顯性遺傳因子,大寫字母表示。隱性遺傳因子,小寫字母表示。三種可能,DD,Dd,dd
(3)生物體在形成生殖細胞——配子,成對的遺傳因子彼此分離,分別進入不同的配子中,配子中只含有每對遺傳因子中的一個。如Dd,形成D配子及d配子
(4)受精時,雌雄配子的結合是隨機的
2.實質:F1的配子類型比為1:1
3.圖解
(1)相交線法
① 親代通過減數分裂形成配子
② 配子通過受精作用形成合子
③ 交配方式:雜交,自交,測交
④ 母本與父本的配子兩兩結合
⑤ 相交線:注意子代的基因型比及表現型比
(2)棋盤格法
① 首行為母本配子
② 首列為父本配子
③ 表格為兩兩組合:注意子代的基因型比及表現型比
(3)連線法:交配符號前後兩兩相連。Dd×Dd
七、實驗
1.標題:性狀分離比的模擬(模擬實驗)
2.目的:體驗孟德爾的假說;通過模擬實驗,認識和理解遺傳因子的分離和配子的隨機結合與性狀之間的數量關係
3.操作
(1)甲乙兩個小桶,分別代表雌雄生殖器官
(2)甲乙小桶內的不同顏色的彩球各10個,分別代表雌雄配子,用D,d標記
(3)用不同彩球的隨機組合,模擬生物在生殖過程中, 雌雄配子的隨機結合
(4)搖動兩個小桶,使小桶內的彩球充分混合
(5)分別從兩個桶內隨機抓取一個小球,組合在一起,記下字母組合
(6)將小球放回原來小桶內,搖勻,重複50-100次
4.注意
(1)彩球大小、質地、手感相同,且要有一定重量,以避免人為誤差
(2)用小桶不用方形的,不利於混合均勻
(3)各桶內兩種小球的數量應相等,且抓取後放回,以保證概率的準確
(4)抓取時雙手同時且閉眼,避免人為誤差
(5)重複次數越多,結果越準確,偶然性越小
(6)在模擬雄性生殖器官的容器中,可以按1:1多放一些兩種顏色的小球,以模擬生物產生的精子數目遠遠大於卵細胞的數目
八、對分離現象解釋的驗證
1.假說——演繹法
(1)觀察分析:基礎
(2)提出問題
(3)提出假說:通過推理和想像提出解釋問題的假說
(4)演繹推理:根據假說進行演繹推理
(5)實驗檢驗:結果與預期相符→假說正確;與預期不符→假說錯誤
2.測交驗證法
(1)隱性純合子只能產生一種含有隱性遺傳因子的配子d
(2)且隱性遺傳因子不影響其他因子的表達:與D結合表現D性狀,與d結合表現d性狀
(3)根據測交後代的性狀之比,確定測交對象的類型和比例
九、分離定律
1.內容:即孟德爾第一定律。在生物的體細胞中,控制同一性狀的遺傳因子成對存在,不相融合。在形成配子時,成對的遺傳因子發生分離;分離後的遺傳因子分別進入不同的配子中,隨配子遺傳給後代
2.適用條件
(1)一定是真核生物:原核生物、非細胞結構生物不遵循
(2)一定要進行有性生殖:進行無性生殖的真核生物不遵循
(3)一定是細胞核中的遺傳因子:有性生殖的真核生物的細胞質不遵循
(4)只研究一對相對性狀的遺傳
3.解題
(1)判斷顯隱性關係
(2)確定遺傳因子的組成,即純合子或雜合子
(3)根據條件,得出結論:正常的減數分裂、正常的受精作用、能產生正常的子代,定符合分離定律
4.圖解
5.特殊情況:以Aa自交產生1AA、2Aa、1aa為例
(1)完全顯性
① F1性狀表現:表現顯性親本性狀。如豌豆七大性狀
② F2性狀表現比例:3:1
(2)不完全顯性
① F1性狀表現:介於雙親性狀之間。如捲髮,紫茉莉花色;DD黑毛,dd白毛,Dd灰毛
② F2性狀表現比例:1:2:1
(3)共顯性
① F1性狀表現:雙親性狀同時出現,如ABO血型
② F2性狀表現比例:遺傳圖解觀察、計算。如iAiB×ii→iAi×iBi→iAiB:iAi:iBi:ii
(4)鑲嵌顯性
① F1性狀表現:雙親的性狀表現在同一子代個體的不同部位。如瓢蟲鞘翅色斑、花臉豆
② F2性狀表現比例:1:2:1
(5)致死現象
① 顯性純合致死:Aa自交後代,顯:隱=2:1
② 隱性純合致死:Aa自交後代,無隱
③ 配子致死:不能形成配子
④ 合子致死:不能形成幼體或成體
⑤ 其他基因致死,如Aabb死亡是由於bb致死
(6)從性遺傳
① 遺傳因子組成相同,但在雌雄個體中的性狀表現不同。如Hh在公羊中表現為有角,而在母羊中表現為無角
② 解題時,列表:第一橫行→基因型,第一縱列→雌雄性別,表格內容→表現型;描述後代的表現型時,必須強調顯:隱=X:Y,(可附帶顯性性狀中雌雄比例,隱性性狀中雌雄比例;或雌性個體中顯性性狀比例,雄性個體中顯性性狀比例)
(7)多對基因位於一對同源染色體上
① 每對性狀都符合分離定律;但每兩對相對性狀不符合自由組合定律
② 解題時,用示意圖(可書寫成類似於伴性遺傳的格式),且考慮交叉互換
(8)一對基因控制多對相對性狀
① 示例:等位基因CL和C控制雞的小腿長度,CLC為短腿,CC為正常,CLCL胚胎致死
② 在決定小腿長度性狀上,CL是顯性;在控制致死效應上,CL是隱性
(9)復等位基因
① 定義:在一對同源染色體上的同一個位置,有多個基因
② 分類
1)血型
a.表示方法1:iA=iB>i
b.表示方法2:iA、iB同時有為AB血型;有iA無iB為A型血,反之為B型血;只有i為O型血
c.
表示方法3
A型血
iAiA
iAi
B型血
iBiB
iBi
O型血
ii
2)花色
a.表示方法1:A1控制紅色、A2控制粉色、A3控制白色,且A1>A2>A3
b.表示方法2:只要有A1即為紅色;無A1且有A2即為粉色;只有A3才為白色
c.
表示方法3
紅色
A1A1
A1A2
A1A3
粉色
A2A2
A2A3
白色
A3A3
d.註:若為控制性別,假設雄性必有A1,雌雄同體定無A2,雌性只有A3→雄性只有A1A2、A1A3,定無A1A1(考慮其來源,後代為A1A1,則雙親必為A1A ,則都為雄性個體無法交配);兩性為A2A2、A2A3;雌性為A3A3
十、分離定律的應用
1.解釋某些遺傳現象
2.指導雜交育種工作:如提高純種率
3.指導優生工作
十一、相對性狀的判斷
1.定義判斷:具有一對相對性狀的兩親本雜交,後代只表現出一種性狀,該性狀為顯性。遺傳因子表示:AA×aa→Aa。(二狀顯一為顯性)
2.語言描述:控制一對相對性狀的基因分別為A、a→A控制顯,a控制隱。控制一對相對性狀的基因為A、a表示→性狀的顯性性無法判斷
3.性狀分離現象判斷:具有相同性狀的兩親本雜交(自交),後代出現性狀分離→則分離出來的性狀為隱性,親本性狀為顯性。遺傳因子表示:Aa×Aa→1AA,2Aa,1aa。(無中生有為隱性)
4.性狀分離比判斷:具有一對相對性狀的兩親本雜交,若子代性狀分離比為3:1,則分離比為3的性狀為顯性,1為隱性。遺傳因子表示:Aa×Aa→1AA,2Aa,1aa=3顯,1隱(無中生有為隱性)
十二、性狀分離比:足夠多的樣本,越多越精確,減少偶然性
1.正推法
親本組合
子代遺傳因子組成及比例
子代性狀表現
交配方式
純合子×純合子
AA×AA
AA
全為顯性
雜交,自交
AA×aa
Aa
全為顯性
雜交,測交
aa×aa
aa
全為隱性
雜交,自交,測交
雜合子×雜合子
Aa×Aa
AA:Aa:aa=1:2:1
顯:隱=3:1
雜交,自交
純合子×雜合子
AA×Aa
AA:Aa=1:1
全為顯性
雜交
Aa×aa
Aa:aa=1:1
顯:隱=1:1
雜交,測交
交配方式:性狀相同,可異株雜交,同株自交(豌豆連續種植);性狀不同,可雜交,測交(必有隱性純合子)
2.逆推法
(1)遺傳因子填空法:顯性性狀可表示為A ;隱性性狀定為aa
(2)隱性突破法:子代為隱性,則定為aa,則親代各有一個a,表示為: a× a
(3)據後代分離比推斷
① 後代顯:隱=3:1,則親代為Aa×Aa→3A:1aa
② 後代顯:隱=1:1,則親代為Aa×aa→1Aa:1aa
③ 後代顯:隱=1:0(全為顯性),則親代至少有一方是顯性純合子,AA×Aa,AA×AA,AA×aa
④ 後代顯:隱=0:1(全為隱性),則雙親均為隱性純合子,aa×aa
十三、辨別純、雜合子的方法
1.純合子:只能產生一種類型配子,測交時只能產生一種類型的個體。能穩定遺傳,自交後代無性狀分離
2.雜合子:可產生多種類型的配子,測交時可產生多種類型的個體。不能穩定遺傳,自交後代有性狀分離
3.植物
(1)多用自交:植物的連續種植。後代為性狀分離,則待測個體為純合子;後代有性狀分離,則待測個體為雜合子
(2)測交:後代表現為一種性狀,則待測個體為純合子;後代表現為兩種性狀,則待測個體為雜合子
(3)花粉鑑別法
① 原理:非糯性與糯性水稻的花粉遇碘呈現不同的顏色。非糯性呈藍黑色,糯性呈棕紅色
② 操作:讓待測個體長大開花後,取出花粉粒放在載玻片上,加一滴碘酒,用顯微鏡觀察
③ 分析:呈現不同顏色,則待測個體為雜合子;呈現一種顏色,則為純合子
(4)動物
(5)測交:動物的生長周期長,父本可與多個母本交配;後代有隱性類型出現,則待測個體定為雜合子;後代沒有隱性個體出現,則可能是純合子
十四、分離定律概率計算
1.經典公式:概率=某性狀或遺傳因子組合數/總組合數×100%
2.分離比
(1)Aa自交一次
① 基因型比:AA出現的概率各是1/4;aa出現的概率各是1/4;Aa出現的概率是1/2
② 表現型比,顯/隱性狀比:顯:隱=3:1;顯性性狀出現的概率是3/4;隱性性狀出現的概率是1/4;顯性性狀中雜合體出現的概率是2/3
③ 純/雜合子比:純合子(AA,aa)出現的概率是1/2;雜合子(Aa)出現的概率是1/2
(2)Aa連續自交n代:則雜合體為1/2n;純合體為1-1/2n;顯/隱性純合體為1/2×(1-1/2n)
(3)去除隱性的連續自交:PAa=2/(2n+1);PAA=Paa=(2n-1)/(2n+1)
3.配子的概率計算
(1)先計算出親本產生每種配子的概率:如Aa產生A、a兩種配子,概率分別為1/2
(2)再根據題意要求將相關的兩種配子概率相乘:若要求子代為AA,則A×A=1/2×1/2;若要求性別,則再×1/2
(3)相關概率相加:子代為Aa,有兩種情況。父A母a→A×a=1/2×1/2;父a母A→a×A=1/2×1/2。∴子代概率為A×a+a×A=(1/2×1/2)+(1/2×1/2)=1/2
十五、群體中某性狀的存在概率
1.X人中有1人為某性狀的攜帶者:Aa=1/X
2.交配方式:連續自交:兩種性狀的豌豆自然狀態下種植;自由交配
3.自交
(1)相交線法:單獨表示後相加;注意淘汰問題
(2)例:若Dd佔¼、DD佔¾的豌豆自然狀態下種植,求F1代的基因型比,表現型比
P
¾DD自交=¾(DD×DD)
¼Dd自交=¼(Dd×Dd)
配子
¾(D:D)
¼×{(½D:½d)×(½D:½d)}
F1
¾DD
¼{½×½DD:2×(½×½)Dd:½×½dd}
基因型比
DD:Dd:dd=13:2:1
表現型比/顯:隱
D :dd=(DD+Dd):dd=15:1;隱性突破:dd=¼(Dd×Dd)=¼×¼dd=1/16
(3)變形:已知群體自交後代的表現型比,求親代基因型比。逆向考點
① 例:一對基因控制的相對性狀,已知子代顯:隱=3:5,求親代基因型比
② 思路:子代基因型及比例為:Aa:aa=3:5;子代各基因型中去除1個隱性即a,可得到親本的顯隱基因比例,即親本A:a=3:5;轉換成基因型,且1個a必配對1個A,多餘的a只能組合成aa;∴親本基因型及比例為3Aa:1aa
4.自由交配
(1)親本基因型及比例:3/4AA,1/4Aa;基因頻率為A:3/4+1/4×1/2=7/8;a:1/4×1/2=1/8
(2)各種交配方式的總和表示組合類型及概率:AA、Aa自交;2AA×Aa雜交(正交+反交)
(3)個體的概率+棋盤格法表示組合類型及概率
①
¾AA
¼Aa
¾AA
9/16AA
3/16(½AA:½Aa)
¼Aa
3/16(½AA:½Aa)
1/16(¼AA:½Aa:¼aa)
基因型比
AA:Aa:aa=49:14:1
表現型比
(AA+Aa):aa=63:1
② 二項式定理:棋盤格法的簡易法。(¾AA+¼Aa)×(¾AA+¼Aa)
(4)用配子的概率+棋盤格法表示組合類型及概率
①
7/8A
1/8a
7/8A
49/64AA
7/64Aa
1/8a
7/64Aa
1/64aa
基因型比
AA:Aa:aa=49:14:1
表現型比
(AA+Aa):aa=63:1
② 二項式定理:棋盤格法的簡易法。(7/8A+1/8a)(7/8A+1/8a)
③ 隱性突破法:求表現型比時,直接求隱性的比例。
aa只能來於¼Aa×¼Aa=1/16(¼aa)=1/64→顯性比例=1-隱=63/64