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第一节孟德尔的豌豆杂交实验（一）一、遗传规律相关概念辨析1．杂交实验常用方法、符号及含义⑴P：亲本(♀、♂分别表示母本、父本)。（爱神丘比特的弓箭袋状如“♂”，女神维纳斯爱美，常持小镜子形似“♀”）⑵F：子代（F1为杂种一代，F2为杂种二代……）。⑶杂交(×)：两个基因型不同的个体相交。也指不同品种间的交配。植物可指不同品种间的异花传粉。⑷自交()：两个基因型相同的个体相交。植物指自花传粉及同一植株上的雌雄异花传粉(如玉米)。2．与性状有关的重要概念(1)相对性状：一种生物同一种性状的不同表现类型，如兔的长毛与短毛。(2)显、隐性性状：具有相对性状的两纯种亲本杂交，F1显现出来的性状叫显性性状，F1未显现出来的性状叫隐性性状。(3)性状分离：杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象。(4)显性相对性：具有相对性状的亲本杂交，杂种子一代中不分显隐性，表现出两者的中间性状(不完全显性)或者是同时表现出两个亲本的性状(共显性)。3．与基因有关的概念(1)显性基因：又叫显性遗传因子，决定显性性状的基因。(2)隐性基因：又叫隐性遗传因子，决定隐性性状的基因。(3)等位基因：位于一对同源染色体的相同位置上，控制相对性状的基因，如：(4)相同基因：同源染色体相同位置上控制同一性状的基因。在纯合子中由两个相同基因组成，控制同一性状的基因。(5)非等位基因：非等位基因有两种，即一种是位于非同源染色体上的非等位基因，符合自由组合定律，还有一种是位于同源染色体上的非等位基因。4．个体类：纯合子与杂合子、基因型与表现型(1)纯合子：含有相同基因的配子结合成的合子发育而成的个体。如DD、dd、AABBCC、ddeerr。(2)杂合子：含有不同基因的配子结合成的合子发育而成的个体。如Dd、AaBb、DdEeRr。(3)基因型：与表现型有关的基因组成。(4)表现型：生物个体所表现出来的性状。基因型与表现型的关系：在相同的环境条件下，基因型相同，表现型一定相同；在不同环境中，即使基因型相同，表现型也未必相同。表现型是基因型与环境共同作用的结果。即表现型＝基因型(决定)＋环境(影响)。5.交配类⑴杂交：基因型不同的生物个体间相互交配作用：①用于探索控制生物性状的基因的传递规律②用于将不同的优良性状集中到一起，得到具有杂种优势的新品种③用于显、隐性性状的判断⑵自交：基因型相同的个体间交配作用：①可不断按一定比例提高种群中纯合子的比例②可用于植物的纯合子、杂合子的鉴别⑶测交：F1与隐性纯合子相交，从而测定F1的基因组成作用：①用于验证遗传基本规律理论解释的正确性②也可用于高等动物个体纯合子、杂合子的鉴别⑷正交和反交：相对而言，正交中的父方和母方恰好是反交中的母方和父方作用：用来检验是细胞核遗传，还是细胞质遗传二、一对相对性状的杂交实验1、实验材料：豌豆豌豆的优点：自花传粉，且闭花受粉，自然状态下都为纯合子，还具有容易区分的相对性状2、实验方法：杂交试验程序：人工去雄---套袋隔离---人工授粉---再套袋隔离（防止外来花粉干扰）3、实验过程F1只表现显性性状实验现象（提出问题）F2出现性状分离F2中显性与隐性个体数之比为3:1三、对分离现象的解释1、解释：⑴生物的性状是由基因决定的⑵体细胞中基因是成对存在的⑶生物体在形成生殖细胞（配子）时，成对的基因彼此分离，分别进入不同的配子中，形成D、d两种配子⑷受精时，雌雄配子的结合是随机的，由此可见，F2性状表现及比例为高茎：矮茎=3:1基因型的比例：DD：Dd：dd=1:2:1表现型的比例：高茎：矮茎=3:1四、对分离现象解释的验证-----测交实验(1)假说—演绎法：在观察和分析的基础上提出问题以后，通过推理和想像提出解释问题的假说，根据假说进行演绎推理，再通过实验检验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符，就证明假说是正确的，反之，则说明假说是错误的。这是现代科学研究中常用的一种科学方法，叫做假说—演绎法。1、目的：测定F1的基因型，验证杂合子形成配子时等位基因分离的正确性2、方法：让F1与隐性纯合子杂交3、预测：子代性状分离比为高茎：矮茎=1:14、实验：F1子代高茎（30）：矮茎（34）≈1:15、结论：①F1是杂合子（Dd）②F1形成配子时，等位基因彼此分离，分别进入不同的配子中，产生D、d两种比例相等的配子，从而证明对分离现象理论解释的正确性。五、分离定律（内容、细胞学基础、实质）1、内容：在生物体细胞中，控制同一性状的基因成对存在，不相融合。在形成配子时，成对的基因发生分离，分离后的基因分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。2、细胞学基础：减数第一次分裂后期同源染色体的分离3、实质：在杂合子形成配子时，成对的遗传因子随着同源染色体的分开而分离，分别进入两个不同的配子中，独立地随着配子遗传给后代。(如图所示)六、基因分离定律的考点：1、表现型和基因型的相互推导⑴由亲代推导子代（正推）例如：Aa与aa杂交，子代基因型和表现型⑵由子代推断亲代的基因型(逆推型)方法一：基因填充法。先根据亲代表现型写出能确定的基因，如显性性状的基因型可用A_来表示，那么隐性性状的基因型只有一种aa，根据子代中一对基因分别来自两个亲本，可推出亲代中未知的基因。方法二：隐性纯合突破法。如果子代中有隐性个体存在，它往往是逆推过程中的突破口，因为隐性个体是纯合子(aa)，所以亲代基因型中必然都有一个a基因，然后再根据亲代的表现型进一步判断。2、显、隐性的判断相对性状中显隐性的判断(设A、B为一对相对性状)杂交法：A×B----若只有A则A为显性B为隐性自交法：A、B分别自交，若发生性状分离，则亲本性状一定为显性性状；若不发生性状分离，则无法判断显隐性，说明A、B均为纯合子，再用杂交法判定A、B显隐性关系。3、纯合子、杂合子的判断[重点关注](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。分析：子一代杂合子概率为1/2纯合子概率为1/2子二代杂合子为1/4纯合子为3/4（显性和隐性各为3/8）Aa自交n代，第n代中的杂合子的概率是（1/2）n，纯合子的概率是1-（1/2）nAA=aa=½[1-（1/2）n](3)由该曲线得到启示：在育种过程中，选育符合人们要求的个体，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。【例题】具有一对相对性状的杂合体，要使其后代中出现的纯合体占总数的95％以上时，至少要自交几代后能达到目的（）A．3B．4C．5D．6解析：假设这个杂合体是Aa假设自交n代，则纯合子的比例是1-1/2n95%，则至少要第五代5、分离定律在医学实践中的应用(1)正确解释某些遗传现象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。每个人都携带5～6种不同的隐性致病遗传因子。近亲结婚的双方很可能是同一种致病遗传因子的携带者，他们的子女患隐性遗传病的机会大大增加，因此法律禁止近亲结婚。(2)禁止近亲结婚的原理6、基因分离定律指导杂交育种第一步：按照育种的目标，选择亲本进行杂交；第二步：根据性状的表现选择符合需要的杂种类型；第三步：有目的地选育，培育出稳定遗传的新品种：如果优良性状是隐性的，可直接在F2代中选种培育；如果优良性状是显性的，则必须从F2代起连续自交，选择若干代(一般5～6代)，直至不再发生性状分离为止，如果优良性状是杂合子，则需要每年都配种。7、由亲代求子代某一性状发生的概率【1】有一对表现型正常的夫妇，生下一个患白化病的儿子，一个正常儿子和一个正常女儿，问：（1）这对夫妇生育不患白化病儿子的几率是。（2）这对夫妇生育的儿子中，不患白化病的几率是。（3）这对夫妇生育出不带白化病基因的正常儿子的几率是。（4）这对夫妇生育的那个正常儿子，不带白化病基因的几率是。（5）这对夫妇又生了一个女儿，她患白化病的几率是。答案：（1）3／8；（2）3／4；（3）1／8；（4）1／3；（5）1／4解析：白化病是隐性遗传病，由题意，得知父母均是携带者，生的孩子中患病概率1／4男孩子和女孩子出生的概率各自为1/2【2】已知白化病基因携带者在人数中的概率为1／200。现有一表现型正常的女人，其双亲表现型均正常，但其弟弟是白化病患者，该女人和一个没有亲缘关系的男人结婚。试问，生一个白化病孩子的概率为（）A．1/1200B．1/9C．1/600D．1/6解析：该女子是携带者2/3Aa,没有亲缘关系的男人为Aa的概率为1／200A同卵双生异卵双生与自交和自由交配11．豌豆的高茎对矮茎是显性，现进行高茎豌豆间的杂交，后代既有高茎豌豆又有矮茎豌豆豌豆，若后代全部高茎进行自交，则所有自交后代的表现型比为（）A．3∶1B．5∶1C．9∶6D．1∶1B解析：后代全部高茎包括DD（1/3）和Dd（2/3），只有Dd自交的后代会出现dd（2/3*1/4=1/6）所以后代中高茎：矮茎=5:1若换成自由交配的话，只有Dd（2/3）与Dd（2/3）交配，后代才有dd（2/3*2/3*1/4）=1/9所以后代中高茎：矮茎=8:1【自由交配的解题方法】可以用遗传平衡定律如上题：后代全部高茎包括DD（1/3）和Dd（2/3），所以在高茎种群中，D的基因频率为1/3+1/2*2/3=2/3，d的基因频率为1/3，故自由交配的后代中dd=1/3*1/3=1/9遗传平衡定律解题：遗传平衡定律（哈迪-温伯格定律、哈代温伯格定律）在一定条件下，群体的基因频率和基因型频率在一代一代繁殖传代中保持不变。条件：（1）在一个很大的群体；（2）随机婚配而非选择性婚配；（3）没有自然选择；（4）没有突变发生；（5）没有大规模迁移。假设在一个理想的群体中，某个基因座上的两个等位基因A和a，基因频率A=p基因频率a=qp+q=1按数学原理（p+q）2=1。二项式展开p2+2pq+q2=1这里基因型AA的频率为p2，基因型aa的频率为q2，基因型Aa的频率为2pqA=p2+1/2（2pq）a=q2+1/2（2pq）第一节孟德尔的豌豆杂交实验（二）一、两对相对性状的杂交实验1、实验过程（发现问题）2、现象分析两对相对性状中显性性状依次是黄色圆粒F2中出现不同性状之间的自由组合，新类型是黄色皱粒和绿色圆粒（重组类型占3/8）二、对自由组合现象的解释1、解释（假设）⑴两对相对性状分别由非同源染色体上的两对等位基因控制⑵F1产生配子时，等位基因彼此分离，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合，F1产生的雌配子和雄配子各有4种，且数目相等⑶受精时，雌雄配子随机结合2、图解F1的配子分析F1在产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子自由组合，F1产生的雌、雄配子各4种：YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1。F2表现型分析(1)在自由组合定律中的每一对相对性状，若单独地分析，都遵守基因的分离定律，即黄∶绿(或圆∶皱)＝3∶1。(2)亲本中只有黄圆和绿皱两种表现型，F2中不但有黄圆和绿皱(叫做亲本组合，共占10/16)，还出现了亲本没有的黄皱和绿圆(叫做重组类型，共占6/16)，四种比例为黄圆∶黄皱∶绿圆∶绿皱＝9∶3∶3∶1。(3)双显性性状的个体占9/16，单显性性状的个体(绿圆、黄皱)各占3/16，双隐性性状的个体占1/16。(4)纯合子占4/16(1/16YYRR＋1/16YYrr＋1/16yyRR＋1/16yyrr)，杂合子占：1－4/16＝12/16。(5)F2中亲本类型(Y_R_＋yyrr)占10/16，重组类型占6/16(3/16Y_rr＋3/16yyR_)。F2基因型分析F1的雌雄配子的结合是随机的，雌雄配子的结合有16种方式，产生9种基因型，比例是：YYRR∶YyRR∶YYRr∶YyRr∶YYrr∶Yyrr∶yyRR∶yyRr∶yyrr＝1∶2∶2∶4∶1∶2∶1∶2∶1[重点关注](1)重组类型