第20講 分離定律的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用
1.分析孟德爾遺傳實(shí)驗(yàn)的科學(xué)方法。2.闡明基因的分離定律。
考點(diǎn)一　分離定律的發(fā)現(xiàn)
考點(diǎn)二　基因分離定律重點(diǎn)題型突破
主要考點(diǎn) 必備知識
兩性花/單性花/雌雄同株/雌雄異株
一朵花的雄蕊產(chǎn)生的花粉粒，落在同一朵花雌蕊的柱頭上。
借助外力作用，一朵花的雄蕊產(chǎn)生的花粉粒，落在另一朵花雌蕊的柱頭上。
(1)豌豆是自花傳粉閉花受粉的植物,自然狀態(tài)下是純種。
(2) 同時(shí)，豌豆還有易于區(qū)分的性狀，實(shí)驗(yàn)結(jié)果很容易觀察和分析﹔
(3)豌豆的花大,便于人工異花粉。 (4)子代數(shù)目多，便于進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。因此，豌豆是理想的遺傳實(shí)驗(yàn)材料。
1.豌豆用作遺傳實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)
高莖（或矮莖）豌豆的花
不同植株的花進(jìn)行異花傳粉時(shí)，供應(yīng)花粉的植株叫做父本（♂)，接受花粉的植株叫做母本（♀）。孟德爾在做雜交實(shí)驗(yàn)時(shí)，先除去未成熟花的全部雄蕊，這叫做去雄。然后，套上紙袋。待雌蕊成熟時(shí)，釆集另一植株的花粉，撒在去雄花的雌蕊的柱頭上，再套上紙袋。
去雄要在豌豆花未成熟時(shí)進(jìn)行，是因?yàn)橥愣够ㄒ坏┏墒?，就自行完成了受粉，無法達(dá)到去雄的目的。
人工異花傳粉（雜交）示意圖
2.孟德爾遺傳實(shí)驗(yàn)的雜交操作
3.一對相對性狀雜交實(shí)驗(yàn)的“假說—演繹”分析
為什么子一代都是高莖而沒有矮莖呢？另一個(gè)親本的性狀是永遠(yuǎn)消失了還是暫時(shí)隱藏起來了呢？
787高莖 ： 277矮莖
一對相對性狀的親本雜交，雜種子一代顯現(xiàn)出來的性狀
一對相對性狀的親本雜交，雜種子一代未顯現(xiàn)出來的性狀
在雜種后代中，同時(shí)顯現(xiàn)出顯性性狀和隱性性狀的現(xiàn)象
為什么子二代中矮莖性狀又出現(xiàn)了呢？
F2中出現(xiàn)3∶1的性狀分離比是偶然的嗎？
面對這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，你能找出其中的規(guī)律嗎？又要如何解釋這些現(xiàn)象呢？
（1）生物的性狀是由遺傳因子決定的。 顯性遺傳因子 顯性性狀（大寫字母表示，如D） 隱性遺傳因子 隱性性狀（小寫字母表示，如d）（2）體細(xì)胞中遺傳因子成對存在。 純合子：遺傳因子組成相同的個(gè)體。 顯性純合子：DD 隱性純合子：dd 雜合子：遺傳因子組成不同的個(gè)體。如Dd（3）生物體在形成生殖細(xì)胞——配子時(shí)，成對的遺傳因子彼此分離，分別進(jìn)入不同的配子中。配子中只含有每對遺傳因子中的一個(gè)。（4）受精時(shí)，雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的。
遺傳因子不融合、不消失
高莖：矮莖=3 ： 1
3（高莖）∶1（矮莖）
思考：假如雌雄配子的結(jié)合不是隨機(jī)的，F(xiàn)2中還會出現(xiàn)3∶1的性狀分離比嗎？
提示：不會。因?yàn)闈M足孟德爾實(shí)驗(yàn)條件之一是雌雄配子結(jié)合機(jī)會是相等的。
理論上測交結(jié)果： 高莖：矮莖=1:1
在得到的64株后代中，30株是高莖，34株是矮莖，這兩種性狀的分離比接近1∶1。孟德爾所做的測交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果驗(yàn)證了他的假說。
假說—演繹 在觀察和分析基礎(chǔ)上提出問題以后，通過推理和想像提出解釋問題的假說，根據(jù)假說進(jìn)行演繹推理，再通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)演繹推理的結(jié)論。如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期結(jié)論相符，就證明假說是正確的，反之，則說明假說是錯誤的。這是現(xiàn)代科學(xué)研究中常用的一種科學(xué)方法，叫做假說—演繹法。
為什么F1中沒有矮莖？F2中又出現(xiàn)矮莖，并出現(xiàn)3：1的性狀分離比？
遺傳因子決定生物的性狀遺傳因子成對存在遺傳因子在形成配子時(shí)分離雌雄配子在受精時(shí)隨機(jī)結(jié)合
測交結(jié)果預(yù)測： 性狀分離比為1：1
實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全符合！假說完全正確！
孟德爾一對相對性狀的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其解釋，后人把它歸納為孟德爾第一定律,又稱分離定律（law f segregatin）：在生物的體細(xì)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(shí)，成對的遺傳因子發(fā)生分離，分離后的遺傳因子分別進(jìn)入不同的配子中，隨配子遺傳給后代。
4.性狀分離比的模擬實(shí)驗(yàn)
模擬內(nèi)容：用甲、乙兩個(gè)小桶分別代表雌、雄生殖器官。甲、乙內(nèi)的彩球分別代表雌、雄配子，用不同彩球隨機(jī)組合模擬雌雄配子的隨機(jī)結(jié)合。
結(jié)果和結(jié)論：彩球組合類型數(shù)量比為DD∶Dd∶dd≈1∶2∶1，彩球代表的顯隱性數(shù)值比為顯性∶隱性≈3∶1。
5.分離定律的實(shí)質(zhì)(1)細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)(如圖所示)
(2)研究對象、發(fā)生時(shí)間、實(shí)質(zhì)及適用范圍
1909年，丹麥生物學(xué)家約翰遜“遺傳因子”→“基因”
控制相對性狀的基因，叫做等位基因。如D和d。
生物個(gè)體表現(xiàn)出來的性狀叫做表現(xiàn)型。如豌豆的高莖和矮莖。
與表現(xiàn)型有關(guān)的基因組成叫做基因型。如高莖豌豆的基因型是DD或Dd，矮莖豌豆的基因型是dd。（成對的遺傳因子）
性狀類（1）性狀：生物體的形態(tài)特征和生理特性的總稱 （2）相對性狀：同種生物同一性狀的不同表現(xiàn)類型 （3）顯性性狀：雜種子一代中顯現(xiàn)出來的性狀 （4）隱型性狀：雜種子一代中未顯現(xiàn)出來的性狀 （5）性狀分離：雜種自交后代中，同時(shí)出現(xiàn)顯性性狀和隱性性狀的現(xiàn)象叫性狀分離 （6）顯性的相對性：具有相對性狀的親本雜交，雜種子一代中表現(xiàn)出某一親本的特征（完全顯性）或者雜種子一代中不分顯隱性，表現(xiàn)出兩者的中間性狀(不完全顯性)或者是同時(shí)表現(xiàn)出兩個(gè)親本的性狀(共顯性)
顯性基因：又叫顯性遺傳因子，控制顯性性狀。隱性基因：又叫隱性遺傳因子，控制隱性性狀。等位基因：控制相對性狀的一對基因。相同基因：純合體內(nèi)，一對同源染色體的同一位置上控制相同性狀的基因如DD。雜交后代不發(fā)生性狀分離非等位基因：控制不同性狀的不同對等位基因之間互為非等位基因，它在體細(xì)胞中有三種表現(xiàn)形式：a. 一對同源染色體的不同位置上的基因；b.同一條染色體的不同位置的基因；c.非同源染色體上的基因。
個(gè)體類 （1）基因型：與表現(xiàn)型有關(guān)的基因組成。 （2）表現(xiàn)型：生物個(gè)體表現(xiàn)出來的性狀。 （3）純合子：由相同基因的配子結(jié)合成的合子發(fā)育成的個(gè)體，如 DD、BBdd、AABB、aabb、XAY等。 （4）雜合子：由不同基因的配子結(jié)合成的合子發(fā)育成的個(gè)體，如Dd、AaBB、AaBb、XAXa等。
雜交：基因型 不同的生物相互交配的過程。自交：基因型相同的生物體間相互交配；如豌豆的自花授粉。測交：就是讓雜種第一代（F1）與隱性個(gè)體相交。正交和反交：兩植株雜交的兩種情況。 若甲♀× 乙♂為正交 則甲♂×乙♀為反交回交：是指雜種與雙親之一相交，其中雜種與隱性親本回交即測交。自由交配：在一定范圍內(nèi)的隨機(jī)交配。各個(gè)體間均有交配機(jī)會，即各種基因之間可交配，產(chǎn)生子代的情況應(yīng)將各自由交配后代的全部結(jié)果一一統(tǒng)計(jì)。
7.驗(yàn)證分離定律的方法(1)最能體現(xiàn)分離定律實(shí)質(zhì)的是： 。(2)一對等位基因的遺傳是否遵循分離定律的驗(yàn)證方法：a.自交法
F1產(chǎn)生配子的比例為1∶1
7.驗(yàn)證分離定律的方法
考向　豌豆雜交實(shí)驗(yàn)過程及遺傳學(xué)概念辨析1.下列有關(guān)孟德爾一對相對性狀的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)的敘述中，錯誤的是( )A.豌豆在自然狀態(tài)下一般是純合子，可使雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果更可靠B.進(jìn)行人工雜交時(shí)，必須在豌豆花未成熟時(shí)除盡母本的雄蕊C.在統(tǒng)計(jì)時(shí)，若F2的數(shù)量過少，其性狀分離比可能偏離3∶1D.孟德爾提出雜合子測交后代性狀分離比為1∶1的假說，并通過實(shí)際種 植來演繹
解析:孟德爾根據(jù)對豌豆遺傳現(xiàn)象的分析提出假說，然后在假說的基礎(chǔ)上演繹推理出測交后代性狀分離比應(yīng)為1∶1，并通過實(shí)際種植進(jìn)行測交實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，D錯誤。
考向　“假說—演繹法”辨析及交配類型的應(yīng)用1.孟德爾用豌豆進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，成功地揭示了遺傳的兩個(gè)基本定律，為遺傳學(xué)的研究做出了杰出的貢獻(xiàn)。下列有關(guān)孟德爾一對相對性狀雜交實(shí)驗(yàn)的說法中，錯誤的是( )A.在實(shí)驗(yàn)過程中，“F1產(chǎn)生配子時(shí)，成對的遺傳因子分離”屬于假說內(nèi)容B.解釋性狀分離現(xiàn)象的“演繹”過程是若F1產(chǎn)生配子時(shí)，成對的遺傳因子分離，　則測交后代出現(xiàn)兩種表型，且比例接近1∶1C.孟德爾的雜交實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)1的表型否定了融合遺傳，也證實(shí)了基因的分離定律D.驗(yàn)證假說階段完成的實(shí)驗(yàn)是讓子一代與隱性純合子雜交
考向　分離定律的實(shí)質(zhì)與驗(yàn)證1.水稻的非糯性(W)對糯性(w)為顯性，非糯性品系所含淀粉遇碘呈藍(lán)色，糯性品系所含淀粉遇碘呈紅色。將W基因用紅色熒光標(biāo)記，w基因用藍(lán)色熒光標(biāo)記(不考慮基因突變)。下面對純種非糯性與糯性水稻雜交的子代的敘述錯誤的是( )A.觀察F1未成熟花粉時(shí)，發(fā)現(xiàn)2個(gè)紅色熒光點(diǎn)和2個(gè)藍(lán)色熒光點(diǎn)分別移向兩極，是分離定律的直觀證據(jù)B.觀察F1未成熟花粉時(shí)，發(fā)現(xiàn)1個(gè)紅色熒光點(diǎn)和1個(gè)藍(lán)色熒光點(diǎn)分別移向兩極，說明形成該細(xì)胞時(shí)發(fā)生過染色體片段互換C.選擇F1成熟花粉用碘液染色，理論上藍(lán)色花粉和紅色花粉的比例為1∶1D.選擇F2所有植株成熟花粉用碘液染色，理論上藍(lán)色花粉和紅色花粉的比例為3∶1
解析：依據(jù)題干可知，F(xiàn)1的基因型為Ww，F(xiàn)2所有植株中非糯性(W_)∶糯性(ww)＝3∶1，但所有F2植株產(chǎn)生的成熟花粉比例是W∶w＝1∶1，用碘液染色，理論上藍(lán)色花粉和紅色花粉的比例是1∶1，D錯誤。
1.用豌豆做雜交實(shí)驗(yàn)需要高莖豌豆作父本，矮莖豌豆作母本(　　)2.“F1的短毛雌兔與長毛雄兔交配，后代中既有短毛兔又有長毛兔”體現(xiàn)出了性狀分離現(xiàn)象(　　)3.“若F1產(chǎn)生配子時(shí)成對的遺傳因子彼此分離，則測交后代會出現(xiàn)高莖和矮莖兩種性狀，且高莖和矮莖的數(shù)量比接近1∶1”屬于演繹推理內(nèi)容(　　)4.F1測交子代表型及比例能直接真實(shí)地反映出F1配子種類及數(shù)量(　　)5.F2的表型比為3∶1的結(jié)果最能說明基因分離定律的實(shí)質(zhì)(　　)6.基因分離定律中“分離”指的是同源染色體上的等位基因的分離(　　)
1.(必修2 P2相關(guān)信息)玉米也可以作為遺傳實(shí)驗(yàn)的材料，結(jié)合玉米花序與受粉方式模式圖思考：
(1)玉米為雌雄同株且為 (填“單性”或“兩性”)花。(2)圖中兩種受粉方式中，方式Ⅰ屬于 (填“自交”或“雜交”)，方式Ⅱ?qū)儆? (填“自交”或“雜交”)，因此自然狀態(tài)下，玉米能進(jìn)行 。(3)如果人工雜交實(shí)驗(yàn)材料換成玉米，則操作步驟為 。
2.(必修2 P4)人們將 的現(xiàn)象，叫作性狀分離。3.(必修2 P32)基因的分離定律的實(shí)質(zhì)是：在雜合子的細(xì)胞中，位于一對同源染色體上的 ，具有一定的 ；在減數(shù)分裂形成 的過程中，等位基因會隨 的分開而分離，分別進(jìn)入 中，________隨配子遺傳給后代。
雜種后代中同時(shí)出現(xiàn)顯性性狀和隱性性狀
4.必修2 P6“討論”：如果孟德爾當(dāng)時(shí)只統(tǒng)計(jì)10株豌豆雜交的結(jié)果，則高莖與矮莖的數(shù)量比值一定為3∶1嗎？
不一定。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)的樣本數(shù)目足夠多，是孟德爾能夠正確分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提條件之一。只對10株豌豆的性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，會出現(xiàn)較大的誤差。
5.孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳定律用的研究方法是 ，其中孟德爾通過分析豌豆的 實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出了問題；演繹推理的做法是________________________；孟德爾用 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其“分離假設(shè)”是正確的。分離定律的適用范圍：___________________________________________________________________。6.判斷基因的遺傳是否遵循分離定律時(shí)，應(yīng)選擇 (填“P”“F1”或“F2”)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，方法有： 。7.測交實(shí)驗(yàn)結(jié)果能說明： 。
一對相對性狀的遺傳；細(xì)胞核內(nèi)染色體上的基因；進(jìn)行有性生殖的真核生物
測交、自交、花粉鑒定法、單倍體育種法
F1的配子種類及比例、F1的基因型等
基因分離定律重點(diǎn)題型突破
題型1　一對相對性狀遺傳中親子代基因型和表型的推斷
（1）正推型：知道親代信息推子代信息。
對于一對相對性狀來說，正推只有以下6種情況：
（2）逆推型：知道子代信息推親代信息。
題型2　顯、隱性性狀的判斷
根本大法：假設(shè)法（也叫反證法） 原理：當(dāng)一個(gè)事件只有2種可能時(shí)，可先假設(shè)為其中的一種可能，帶入題目，看是否和題意矛盾。若出現(xiàn)矛盾則說明這種假設(shè)是錯的，那就可反證另一種假設(shè)是對的。
按假設(shè)一帶入題意，未出現(xiàn)明顯矛盾，說明假設(shè)一是有可能的，但只是可能。
按假設(shè)二帶入題意，出現(xiàn)明顯矛盾，說明假設(shè)二是錯的，從而反證假設(shè)一是正確的。
按假設(shè)二帶入題意，也未出現(xiàn)明顯矛盾，說明假設(shè)二也是有可能的，那么此題無法辨別顯隱性。
兩個(gè)有病的雙親生出無病的孩子，即“有中生無”，說明患病為顯性。
兩個(gè)無病的雙親生出有病的孩子，即“無中生有”，說明患病為隱性。
題型3　純合子與雜合子的判斷
特別提醒　鑒定某生物個(gè)體是純合子還是雜合子，當(dāng)被測個(gè)體是動物時(shí)，常采用測交法；當(dāng)被測個(gè)體是植物時(shí)，上述四種方法均可，其中自交法較簡單。
例：某種植物的羽裂葉和全緣葉是一對相對性狀。某同學(xué)用全緣葉植株(植株甲)進(jìn)行了下列四個(gè)實(shí)驗(yàn)。①讓植株甲進(jìn)行自花傳粉，子代出現(xiàn)性狀分離②用植株甲給另一全緣葉植株授粉，子代均為全緣葉③用植株甲給羽裂葉植株授粉，子代中全緣葉與羽裂葉的比例為1∶1④用植株甲給另一全緣葉植株授粉，子代中全緣葉與羽裂葉的比例為3∶1其中能夠判定植株甲為雜合子的實(shí)驗(yàn)是( )A.①或② B.①或④C.②或③ D.③或④
解析:實(shí)驗(yàn)①中植株甲自交，子代出現(xiàn)了性狀分離，說明作為親本的植株甲為雜合子；實(shí)驗(yàn)④中植株甲與另一具有相同性狀的個(gè)體雜交，后代出現(xiàn)3∶1的性狀分離比，說明親本均為雜合子；在相對性狀的顯隱性不確定的情況下，無法依據(jù)實(shí)驗(yàn)②、③判定植株甲是否為雜合子，故選B。
先寫出題目的相對性狀
判斷相對性狀 的顯隱關(guān)系
根據(jù)1.2寫出遺傳圖解
例:人眼的虹膜有褐色的和藍(lán)色的，褐色是由顯性遺傳因子控制的，藍(lán)色是由隱性遺傳因子控制的。已知一個(gè)藍(lán)眼男人與一個(gè)褐眼女人（這個(gè)女人的母親是藍(lán)眼）結(jié)婚，這對夫婦生下藍(lán)眼女孩的可能性是：
P: aa × A _
1Aa：1aa1褐：1藍(lán)
藍(lán)眼女孩：1/2 aa × 1/2 = 1/4
變式訓(xùn)練：如圖是白化病的系譜圖，回答以下問題：
(1)7號和8號再生一個(gè)孩子患白化病的概率是____。

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