基因显隐性:
(1)等位基因:
①存在:存在于杂合子的所有体细胞中。
②位置:位于一对同源染色体的同一位置上,
如图中的B和b、C和c。
③特点:能控制一对相对性状,具有一定的独立性。
④形成时间:受精卵形成时。
⑤分离的时间:减数第一次分裂后期。
⑥遗传行为:随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
(2)相同基因:位于同源染色体的同一位置上,控制同一性状的基因,如上图中的A和A。
(3)显性基因:控制显性性状的基因,用大写英文字母表示。
(4)隐性基因:控制隐性性状的基因,用小写英文字母表示。
显隐性的判断与实验探究:
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
具一对相对性状的亲本杂交
子代性状分离比为3:1
分离比占3/4的性状为显性性状。
3.遗传系谱图中的显隐性判断若双亲正常,子代有患者,则为隐性遗传病;若双亲患病,子代有正常者,则为显性遗传病。即无中生有为隐性,有中生无为显性。
知识点拨:
1、等位基因的根本区别在于其碱基排列顺序不同。
2、显隐性关系不是绝对的,生物体内在环境和所处的外界环境的改变都会影响显性性状的表现。
知识拓展:
分离定律的异常情况分析
1、不完全显性导致比例改变
(1)不完全显性:如红花AA、白花aa,若杂合子Aa 开粉红花,则AA×aa杂交再自交F
2代性状比为红花:粉红花:白花=1:2:1,不再是3:1。
(2)当子代数目较少时,不一定符合预期的分离比。如两只杂合黑豚鼠杂交,生下的4只小豚鼠不一定符合3黑1白,有可能只有黑色或只有白色,也有可能既有黑色又有白色,甚至还可能3白1黑。
2、显性或隐性纯合致死导致比例改变
(1)若某一性状的个体自交总出现特定的比例 2:1,而非正常的3:1,则推断是显性纯合致死,并且显性性状的个体(存活的)有且只有一种基因型(Aa)。
(2)某些致死基因导致遗传分离比变化
①隐性致死:隐性基因纯合时,对个体有致死作用。如:镰刀型细胞贫血症(红细胞异常,使人死亡);植物中的白化基因纯合时,使植物不能形成叶绿素,从而不能进行光合作用而死亡。
②显性致死:显性基因具有致死作用,如人的神经胶质症(皮肤畸形生长,智力严重缺陷,出现多发性肿瘤等症状)基因。显性致死又分为显性纯合致死和显性杂合致死,若为显性纯合致死,杂合子自交后代显:隐 =2:1。
③配子致死:指致死基因在配子时期发生作用,从而不能形成有生活力的配子的现象。
3、某一基因型在雌、雄(或男、女)个体中表现型不同造成分离比异常。
例 原产于乌兹别克、土库曼、哈萨克等国的卡拉库尔羊以适应荒漠和半荒漠地区而深受牧民喜爱,卡拉库尔羊的长毛(B)对短毛(b)为显性,有角(H)对无角 (h)为显性,卡拉库尔羊毛色的银灰色(D)对黑色(d)为显性。三对等位基因独立遗传,请回答以下问题:
(1)现将多头纯种长毛羊与短毛羊杂交,产生的F1 代进行雌雄个体间交配产生F2代,将F2代中所有短毛羊除去,让剩余的长毛羊自由交配,理论上F3中短毛个体的比例为()。
(2)多头不同性别的基因型均为Hh的卡拉库尔羊交配,雄性卡拉库尔羊中无角此例为1/4,但雌性卡拉库尔羊中无角比例为3/4,你能解释这个现象吗?
(3)银灰色的卡拉库尔羊皮质量非常高,牧民让银灰色的卡拉库尔羊自由交配,但发现每一代中总会出现约1/3的黑色卡拉库尔羊,其余均为银灰色,试分析产生这种现象的原因?
思路点拨:
(1)F2中的基因型应为l/4BB、 2/4Bb、1/4bb,当除去全部短毛后,所有长毛基因型应为1/3BB、2/3Bb,让这些长毛羊自由交配时,该群体产生两种配子的概率:B=2/3,b=1/3,则bb=1/9,B_=8/9。
(2)若双亲基因型为Hh,则子代HH、Hh、hh的比例为1:2:1,HH的表现有角,hh的表现无角,Hh的公羊有角,母羊无角,故雄性羊中无角比例为1/4,雌性羊中无角比例为3/4。
(3)当出现显性纯合致死时,某一性状的个体自交总出现特定的比例2:1,而非正常的3:1,本题中卡拉库尔羊毛色的遗传属于此类情况。
答案:
(1)1/9
(2)Hh的公羊有角,母羊无角
(3)显性纯合的卡拉库尔羊死亡(或DD的卡拉库尔羊死亡)
基因的分离定律及应用:
1.基因的分离定律
(1)内容: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。
(2)实质:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会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。
(3)适用范围:①一对相对性状的遗传;②细胞核内染色体上的基因;③进行有性生殖的真核生物。
(4)细胞学基础:同源染色体分离。
(5)作用时间:有性生殖形成配子时(减数第一次分裂后期)。
2、分离定律在实践中的应用
(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。
(2)指导杂交育种
①优良性状为显性性状:连续自交,直到不发生性状分离为止,收获性状不发生分离的植株上的种子,留种推广。
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:两个纯和的不同性状个体杂交后代就是杂合子,但每年都要配种。
(3)禁止近亲结婚的原理每个人都携带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。
交配方式类:
1、杂交:基因型不同的个体间相互交配的过程。
2、自交:植物中自花传粉和雌雄异花的同株传粉。广义上讲,基因型相同的个体间交配均可称为自交。自交是获得纯合子的有效方法。
3、测交:就是让杂种(F1)与隐性纯合子杂交,来测F1基因型的方法。
4、正交与反交:对于雌雄异体的生物杂交,若甲♀×乙♂为正交,则乙♀×甲♂为反交。
5、常用符号的含义
符号 |
P |
F1 |
F2 |
× |
|
♂ |
♀ |
C、D等 |
c、d等 |
含义 |
亲本 |
子一代 |
子二代 |
杂交 |
自交 |
父本(雄配子) |
母本(雌配子) |
显性遗传因子 |
隐性遗传因子 |
孟德尔杂交实验的科学方法:
1.遗传学实验的科学杂交方法
2.假说一演绎法分析
(1)假说一演绎法: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,叫做假说一演绎法。
(2)一对相对性状的杂交实验“假说一演绎分析”
一对相对性状的杂交实验:
1、实验过程及结果(如下图)
2、对分离现象的解释
(l)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。
3、对分离现象解释的验证——测交(如下图)
结果证实了:
①F1是杂合子,基因型为Dd;
②F1能产生D和d两种配子且比例相等;
③F1在形成配子过程中,D和d能彼此分离(即没有融合)。
4、孟德尔的研究思路:假说一演绎法
(3)设计测交实验,验证假说。
(4)归纳综合,总结规律:基因的分离定律。
表解基因的分离定律和自由组合定律的不同:
|
分离定律 |
自由组合定律 |
两对相对性状 |
n对相对性状 |
相对性状的对数 |
1对 |
2对 |
n对 |
等位基因及位置 |
1对等位基因位于1对同源染色体上 |
2对等位基因位于2对同源染色体上 |
n对等位基因位于n对同源染色体上 |
F1的配子 |
2种,比例相等 |
4种,比例相等 |
2n种,比例相等 |
F2的表现型及比例 |
2种,3:1 |
4种,9:3:3:1 |
2n种,(3:1)n |
F2的基因型及比例 |
3种,1:2:1 |
9种,(1:2:1)2 |
3n种,(1:2:1)n |
测交后代表现型及比例 |
2种,比例相等 |
4种,比例相等 |
2n种,比例相等 |
遗传实质 |
减数分裂时,等位基因随同源染色体的分离而分开,分别进入不同配子中 |
减数分裂时,在等位基因随同源染色体分开而分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合,进而进入同一配子中 |
实践应用 |
纯种鉴定及杂种自交纯合 |
将优良性状重组在一起 |
联系 |
在遗传中,分离定律和自由组合定律同时起作用:在减数分裂形成配子时,既有同源染色体上等位基因的分离,又有非同源染色体上非等位基因的自由组合 |
知识点拨:
分离定律实验注意
1、亲本上结的种子为F
1,F
1植株上结的种子为F
2。
2、亲本产生的雌雄配子数量不等,雄配子数量远远多于雌配子,基因型为Dd的植物产生的雄配子中,含D的和含d的相等,雌配子中含D的和含d的相等。
杂合子Aa连续自交后代分析:
1、杂合子连续自交n次后,第n代的情况如下表:
Fn |
杂合子 |
纯合子 |
显性纯合子 |
隐性纯合子 |
显性性状个体 |
隐性性状个体 |
所占比例 |
1/2n |
1-1/2n |
1/2-1/2n+1 |
1/2-1/2n+1 |
1/2+1/2n+1 |
1/2-1/2n+1 |
2 、曲线分析
根据上表比例,杂合子、纯合子所占比例坐标曲线图为:
注:1、自交n次后,第n代杂合子比例为1/2
n,其余为纯合子,且显性纯合子与隐性纯合子比例为1:1,据此原理,可只记忆杂合子的计算公式,其他比例由此推到即可。
2、在育种实践中,可通过让杂合子连续自交的方法来提高纯合子所占的比例。
知识拓展:
1、孟德尔遗传规律的发现是运用了“假说一演绎法”的结果,孟德尔以高茎纯种豌豆和矮茎纯种豌豆作亲本,分别设计了纯合亲本杂交、F
1的自交、F
1的测交三组实验
①在现象分析阶段完成的实验是纯合亲本杂交和 F
1的自交。
②孟德尔在解释一对相对性状的杂交实验现象时,提出的假设是控制生物性状的成对的遗传因子在形成配子时会彼此分离,分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代。
③在检验假设阶段完成的实验是F
2的测交。
2、萨顿利用类比推理,提出“基因在染色体上” 的假说;摩尔根利用“假说—演绎法”找到基因在染色体上的实验证据。
3、DNA半保留复制的提出也是“假说一演绎法” 的正确运用。沃森和克里克在发现了DNA分子的双螺旋结构后,又提出了遗传物质半保留复制的假说。 1958年,科学家以大肠杆菌为实验材料,运用同位素标记法设计了巧妙的实验,实验结果与根据假说一演绎推导的预期现象一致,证实了DNA的确是以半保留方式复制的。
4、基因的分离定律和自由组合定律中,F
1和F
2要表现特定的分离比,应具备以下条件。
①所研究的每一对相对性状只受一对等位基因控制,且相对性状为完全显性。
②不同类型的雌、雄配子都能发育良好,且受精的机会均等。
③所有后代都处于比较一致的环境中,且存活率相同。
④进行实验的群体要大,个体数量要足够多。
5、常见问题解题方法
(1)如果后代性状分离比为显:隐=3:1,则双亲一定都是杂合子(Dd)。即Dd×Dd→3D_:1dd
(2)若后代性状分离比为显:隐=1:1,则双亲一定是测交类型。即Dd×dd→1Dd:1dd
(3)若后代性状只有显性性状,则双亲至少有一方为显性纯合子。即DD×DD或DD×Dd或DD×dd
分离定律的实质:减Ⅰ分裂后期等位基因分离。