2021届高考生物一轮复习知识点讲解专题5-1 孟德尔的豌豆杂交实验(一)【含答案】
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孟德尔的豌豆杂交实验(一)知识点总结(原创版)目录一、孟德尔豌豆杂交实验概述二、实验过程中的显性性状和隐性性状三、测交法验证 F1 遗传因子组合四、实验结果分析与假说演绎法五、孟德尔豌豆杂交实验的意义正文一、孟德尔豌豆杂交实验概述孟德尔的豌豆杂交实验是遗传学史上的一项重要实验,它由奥地利科学家孟德尔于 1866 年完成。
这个实验旨在研究豌豆的遗传规律,并通过实验验证和假说演绎法揭示了遗传的基本规律。
二、实验过程中的显性性状和隐性性状在孟德尔的豌豆杂交实验中,他选用了高茎和矮茎两个具有显性和隐性性状的豌豆品种进行杂交。
高茎和矮茎的性状分别由显性基因 D 和隐性基因 d 控制。
在实验过程中,孟德尔发现 F1 代(即第一代杂交后代)表现出显性性状,而 F2 代(即第二代杂交后代)则出现了显性和隐性性状的分离。
三、测交法验证 F1 遗传因子组合为了验证 F1 代的遗传因子组合,孟德尔采用了测交法。
他将 F1 代与隐性纯合子(即基因型为 dd 的豌豆)进行杂交。
通过测交实验,孟德尔发现 F1 代的遗传因子组合为 Dd,且在后代中表现出 1:1 的显性性状和隐性性状的比例。
四、实验结果分析与假说演绎法孟德尔通过对实验结果的分析,提出了遗传的分离定律和组合定律。
他运用假说演绎法,根据实验数据推导出遗传规律。
这些规律揭示了遗传因子在生殖过程中的分离和重新组合,从而解释了豌豆遗传性状的传递规律。
五、孟德尔豌豆杂交实验的意义孟德尔的豌豆杂交实验对遗传学的发展具有重要意义。
它不仅揭示了遗传的基本规律,而且为后来的遗传学家提供了研究遗传问题的基本方法。
遗传:亲代与子代之间的相似性。
变异:亲代与子代之间的差异性。
遗传和变异是进化的基础——《遗传与进化》第一讲孟德尔的豌豆杂交实验(一)考点一基因分离定律及其验证曾经认为两个亲本杂交后,双亲的遗传物质会在子代发生混合,使子代表现出介于双亲之间的性状,这个观点叫融合遗传。
孟德尔:生于奥地利,遗传学的奠基人。
父母都是园艺家,家境贫寒,21岁起做修道士,29岁起进修自然科学和数学,研究豌豆杂交实验长达8年,1865年宣读了实验论文《植物杂交实验》,未能引起当时学术界的重视。
1884年逝世。
直到1900年,来自三个国家的三位学者同时独立地重新发现孟德尔遗传定律。
从此遗传学进入了孟德尔时代。
主要贡献有: (1)提出了遗传单位是遗传因子;【不知基因和染色体】(2)发现了两大遗传规律:基因的分离定律和基因的自由组合定律。
两性花:一朵花中既有雌蕊又有雄蕊的花。
单性花:一朵花中只有雌蕊或雄蕊的花。
自花传粉:两性花的花粉,落到同一朵花的雌蕊柱头上的过程。
异花传粉:两朵花之间的传粉过程。
不同植株的花进行异花传粉时,提供花粉的植株叫做父本(♂‘战神的矛和盾’),接受花粉的植株叫做母本(♀‘爱神的镜子’)。
亲本(P Parents)1.豌豆作杂交实验材料的优点①豌豆是严格的自花传粉、闭花受粉植物,避免外来花粉的干扰,自然状态下一般是纯种;②豌豆花大,便于进行人工异花杂交;③豌豆具有易于区分的相对性状。
性状:生物体所有特征的总和,包括形态结构、生理特征和行为方式等。
【表现型(性状)=基因型(可遗传,决定作用)+环境(不可遗传,影响作用)】形态特征如豌豆种子的形状、颜色;生理特性如植物抗病性、耐寒耐旱性等。
相对性状:同种生物同一性状的不同表现类型。
如同种生物:豌豆同一性状:茎的高度不同表现类型:高茎&矮茎④生长周期短,易栽培:籽粒多,易于统计实验结果。
【统计学方法】2.孟德尔遗传实验的杂交操作“四步曲”【视频】人工杂交(异花传粉):【两性花】选择亲本,母本去雄(未成熟/花蕾期/开花前/自花受粉前。
专题5-1 孟德尔的豌豆杂交实验(一)【考情分析】1.孟德尔遗传实验的科学方法(Ⅱ)。
2.基因的分离定律(Ⅱ)。
【核心素养分析】1.生命观念:从细胞水平和分子水平阐述基因的分离定律。
2.科学思维:解释一对相对性状的杂交实验,总结分离定律的实质。
3.科学探究:验证基因的分离定律,分析杂交实验。
4.社会责任:解释、解决生产与生活中的遗传问题。
【重点知识梳理】知识点一基因分离定律的发现与相关概念1.一对相对性状的杂交实验(1)分析豌豆作为实验材料的优点①传粉:自花传粉,闭花受粉,自然状态下为纯种。
②性状:具有易于区分的相对性状。
(2)过程图解P 纯种高茎×纯种矮茎↓F1高茎↓⊗F2高茎矮茎比例 3 ∶ 1归纳总结:①F1全部为高茎;②F2发生了性状分离。
2.对分离现象的解释——提出假说(1)理论解释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时,成对的遗传因子彼此分离,分别进入不同的配子中,配子中只含有每对遗传因子中的一个。
④受精时,雌雄配子的结合是随机的。
(2)遗传图解3.设计测交实验方案及验证——演绎推理(1)验证的方法:测交实验,选用F1和隐性纯合子作为亲本杂交,目的是为了验证F1的基因型。
(2)遗传图解4.分离定律的实质——得出结论观察下列图示,回答问题:(1)能正确表示基因分离定律实质的图示是C。
(2)发生时间:减数第一次分裂后期。
(3)基因分离定律的细胞学基础是同源染色体分离。
(4)适用范围①真核(原核、真核)生物有性(无性、有性)生殖的细胞核(细胞核、细胞质)遗传。
②一对等位基因控制的一对相对性状的遗传。
5.与植物杂交有关的小知识6.图解遗传规律相关概念的联系知识点二基因分离定律的题型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。
孟德尔的豌豆杂交实验一知识点孟德尔的豌豆杂交实验知识点1. 实验背景格雷戈尔·孟德尔(Gregor Mendel)是现代遗传学的奠基人,他在19世纪中叶通过对豌豆植物进行杂交实验,发现了遗传的基本规律。
孟德尔的实验是在奥地利的布尔诺(Brno)的修道院花园里进行的,他选择了豌豆作为实验材料,因为豌豆具有多种明显不同的性状,且易于人工控制授粉。
2. 豌豆的选择与性状孟德尔选择了7对不同的性状进行研究,包括种子形状、种子颜色、花的颜色、豆荚形状、豆荚颜色、植株高度和花位。
他通过人工授粉的方式,将具有不同性状的豌豆进行杂交,观察并记录了后代的表现型和比例。
3. 一对性状的分离定律(孟德尔第一定律)孟德尔发现,在F1代(第一代杂交后代)中,每一对性状都表现出一个优势表现型,而另一个表现型则暂时消失。
在F2代(第二代杂交后代)中,这两个性状会以3:1的比例重新出现。
这就是孟德尔的第一定律,也称为分离定律,它表明在生殖细胞形成时,一对性状的两个等位基因会分离,每个生殖细胞只带有一个等位基因。
4. 两对及多对性状的独立分配定律(孟德尔第二定律)孟德尔进一步研究了两对或更多对性状的遗传,发现不同性状的基因在形成生殖细胞时,各自独立分配,互不干扰。
这就是孟德尔的第二定律,也称为独立分配定律。
5. 遗传因子的概念孟德尔提出了遗传因子(现在称为基因)的概念,他认为遗传因子是遗传信息的载体,存在于细胞中,并在生物体的性状表现中发挥作用。
6. 显性和隐性孟德尔的实验还揭示了性状的显性和隐性关系。
在一对性状中,如果一个性状能够在F1代中表现出来,而另一个性状则不表现,那么表现出来的性状就是显性性状,不表现的性状则是隐性性状。
7. 遗传的数学比例孟德尔通过对大量数据的统计分析,发现遗传过程中的数学比例关系。
例如,在F2代中,显性性状和隐性性状出现的比例接近3:1,这一发现为后来的遗传学研究提供了重要的数学基础。
8. 孟德尔实验的意义孟德尔的豌豆杂交实验不仅揭示了遗传的基本规律,也为后来的遗传学研究奠定了坚实的基础。
2021届高考生物一轮复习知识点讲解专题5-1 孟德尔的豌豆杂交实验(一)【考情分析】1.孟德尔遗传实验的科学方法(Ⅱ)。
2.基因的分离定律(Ⅱ)。
【核心素养分析】1.生命观念:从细胞水平和分子水平阐述基因的分离定律。
2.科学思维:解释一对相对性状的杂交实验,总结分离定律的实质。
3.科学探究:验证基因的分离定律,分析杂交实验。
4.社会责任:解释、解决生产与生活中的遗传问题。
【重点知识梳理】知识点一基因分离定律的发现与相关概念1.一对相对性状的杂交实验(1)分析豌豆作为实验材料的优点①传粉:自花传粉,闭花受粉,自然状态下为纯种。
②性状:具有易于区分的相对性状。
(2)过程图解P纯种高茎×纯种矮茎↓F1高茎↓⊗F2高茎矮茎比例 3 ∶ 1归纳总结:①F1全部为高茎;②F2发生了性状分离。
2.对分离现象的解释——提出假说(1)理论解释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时,成对的遗传因子彼此分离,分别进入不同的配子中,配子中只含有每对遗传因子中的一个。
④受精时,雌雄配子的结合是随机的。
(2)遗传图解3.设计测交实验方案及验证——演绎推理(1)验证的方法:测交实验,选用F1和隐性纯合子作为亲本杂交,目的是为了验证F1的基因型。
(2)遗传图解4.分离定律的实质——得出结论观察下列图示,回答问题:(1)能正确表示基因分离定律实质的图示是C。
(2)发生时间:减数第一次分裂后期。
(3)基因分离定律的细胞学基础是同源染色体分离。
(4)适用范围①真核(原核、真核)生物有性(无性、有性)生殖的细胞核(细胞核、细胞质)遗传。
②一对等位基因控制的一对相对性状的遗传。
5.与植物杂交有关的小知识单性花一朵花中只有雄蕊或只有雌蕊两性花同一朵花中既有雄蕊又有雌蕊,如豌豆花自花传粉两性花的花粉,落到同一朵花的雌蕊柱头上的过程异花传粉两朵花之间的传粉过程花在未开放前,因雄蕊和雌蕊都紧紧地被花瓣包裹着,雄蕊花药中的花闭花受粉粉传到雌蕊的柱头上的过程不同植株的花进行异花传粉时,供应花粉的植株叫做父本,接受花粉的父本和母本植株叫做母本6.图解遗传规律相关概念的联系知识点二基因分离定律的题型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⇒F2代性状分离比为3∶1⇒分离比为3的性状为显性性状。
2.分离定律的应用(1)由亲代推断子代的基因型和表现型(正推型)亲本子代基因型子代表现型AA×AA AA 全为显性AA×Aa AA∶Aa=1∶1 全为显性AA×aa Aa 全为显性Aa×Aa AA∶Aa∶aa=1∶2∶1 显性∶隐性=3∶1Aa×aa Aa∶aa=1∶1 显性∶隐性=1∶1aa×aa aa 全为隐性(2)由子代分离比推断亲本基因型(逆推型)后代显隐性关系双亲类型结合方式显性∶隐性=3∶1 都是杂合子Bb×Bb显性∶隐性=1∶1 测交类型Bb×bb只有显性性状至少一方为显性纯合子BB×BB或BB×Bb或BB×bb只有隐性性状一定都是隐性纯合子bb×bb→bb【典型题分析】高频考点一基因分离定律【例1】(2020·课标Ⅰ)已知果蝇的长翅和截翅由一对等位基因控制。
多只长翅果蝇进行单对交配(每个瓶中有1只雌果蝇和1只雄果蝇),子代果蝇中长翅∶截翅=3∶1。
据此无法判断的是()A. 长翅是显性性状还是隐性性状B. 亲代雌蝇是杂合子还是纯合子C. 该等位基因位于常染色体还是X染色体上D. 该等位基因在雌蝇体细胞中是否成对存在【答案】C【解析】由题意可知,长翅与长翅果蝇杂交的后代中出现截翅果蝇,说明截翅是隐性性状,长翅是显性性状。
根据截翅为无中生有可知,截翅为隐性性状,长翅为显性性状,A不符合题意;根据杂交的后代发生性状分离可知,亲本雌蝇一定为杂合子,B不符合题意;无论控制翅形的基因位于X染色体上还是常染色体上,后代中均会出现长翅:截翅=3:1的分离比,C符合题意;根据后代中长翅:截翅=3:1可知,控制翅形的基因符合基因的分离定律,故可推测该等位基因在雌蝇体细胞中是成对存在的,D不符合题意。
故选C。
【变式探究】(2019全国卷III·32)玉米是一种二倍体异花传粉作物,可作为研究遗传规律的实验材料。
玉米子粒的饱满与凹陷是一对相对性状,受一对等位基因控制。
回答下列问题。
(1)在一对等位基因控制的相对性状中,杂合子通常表现的性状是___________。
(2)现有在自然条件下获得的一些饱满的玉米子粒和一些凹陷的玉米子粒,若要用这两种玉米子粒为材料验证分离定律。
写出两种验证思路及预期结果。
【答案】(1)显性性状(2)答:思路及预期结果①两种玉米分别自交,若某些玉米自交后,子代出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律。
②两种玉米分别自交,在子代中选择两种纯合子进行杂交,F1自交,得到F2,若F2中出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律。
③让子粒饱满的玉米和子粒凹陷的玉米杂交,如果F1都表现一种性状,则用F1自交,得到F2,若F2中出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律。
④让子粒饱满的玉米和子粒凹陷的玉米杂交,如果F1表现两种性状,且表现为1∶1的性状分离比,则可验证分离定律。
【解析】(1)在一对等位基因控制的相对性状中,杂合子中存在控制该性状的一对等位基因,其通常表现的性状是显性性状。
(2)玉米是异花传粉作物,茎顶开雄花,叶腋开雌花,因自然条件下,可能自交,也可能杂交,故饱满的和凹陷玉米子粒中可能有杂合的,也可能是纯合的,用这两种玉米子粒为材料验证分离定律,首先要确定饱满和凹陷的显隐性关系,再采用自交法和测交法验证。
思路及预期结果:①两种玉米分别自交,若某些玉米自交后,子代出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律。
②两种玉米分别自交,在子代中选择两种纯合子进行杂交,F1自交,得到F2,若F2中出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律。
③让子粒饱满的玉米和子粒凹陷的玉米杂交,如果F1都表现一种性状,则用F1自交,得到F2,若F2中出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律。
④让子粒饱满的玉米和子粒凹陷的玉米杂交,如果F1表现两种性状,且表现为1∶1的性状分离比,则可验证分离定律。
【方法技巧】“四法”验证分离定律1.自交法:若自交后代的性状分离比为3∶1,则符合基因的分离定律,由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制。
2.测交法:若测交后代的性状分离比为1∶1,则符合基因的分离定律,由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制。
3.花粉鉴定法:取杂合子的花粉,对花粉进行特殊处理后,用显微镜观察并计数,若花粉粒类型比例为1∶1,则可直接验证基因的分离定律。
4.单倍体育种法:取花药离体培养,用秋水仙素处理单倍体幼苗,若植株有两种表现型且比例为1∶1,则符合基因的分离定律。
【举一反三】(2018江苏卷,6)一对相对性状的遗传实验中,会导致子二代不符合3∶1性状分离比的情况是()A.显性基因相对于隐性基因为完全显性B.子一代产生的雌配子中2种类型配子数目相等,雄配子中也相等C.子一代产生的雄配子中2种类型配子活力有差异,雌配子无差异D.统计时子二代3种基因型个体的存活率相等【答案】C【解析】一对相对性状的遗传实验中,若显性基因相对于隐性基因为完全显性,则子一代为杂合子,子二代性状分离比为3:1,A正确;若子一代雌雄性都产生比例相等的两种配子,则子二代性状分离比为3:1,B正确;若子一代产生的雄配子中2种类型配子活力有差异,雌配子无差异,则子二代性状分离比不为3:1,C错误;若统计时,子二代3种基因型个体的存活率相等,则表现型比例为3:1,D正确。
高频考点二显性性状与隐性性状的判断【例2】(2019全国卷II·32)某种甘蓝的叶色有绿色和紫色。
已知叶色受2对独立遗传的基因A/a和B/b控制,只含隐性基因的个体表现隐性性状,其他基因型的个体均表现显性性状。
某小组用绿叶甘蓝和紫叶甘蓝进行了一系列实验。
实验①:让绿叶甘蓝(甲)的植株进行自交,子代都是绿叶实验②:让甲植株与紫叶甘蓝(乙)植株进行杂交,子代个体中绿叶∶紫叶=1∶3回答下列问题。
(1)甘蓝叶色中隐性性状是__________,实验①中甲植株的基因型为__________。
(2)实验②中乙植株的基因型为________,子代中有________种基因型。
(3)用另一紫叶甘蓝(丙)植株与甲植株杂交,若杂交子代中紫叶和绿叶的分离比为1∶1,则丙植株所有可能的基因型是________;若杂交子代均为紫叶,则丙植株所有可能的基因型是_______;若杂交子代均为紫叶,且让该子代自交,自交子代中紫叶与绿叶的分离比为15∶1,则丙植株的基因型为________。
【答案】(1)绿色aabb(2)AaBb 4(3)Aabb、aaBb AABB、AAbb、aaBB、AaBB、AABb AABB【解析】依题意:只含隐性基因的个体表现为隐性性状,说明隐性性状的基因型为aabb。
实验①的子代都是绿叶,说明甲植株为纯合子。
实验②的子代发生了绿叶∶紫叶=1∶3性状分离,说明乙植株产生四种比值相等的配子,并结合实验①的结果可推知:绿叶为隐性性状,其基因型为aabb,紫叶为A_B_、A_bb 和aaB_。
(1)依题意可知:只含隐性基因的个体表现为隐性性状。
实验①中,绿叶甘蓝甲植株自交,子代都是绿叶,说明绿叶甘蓝甲植株为纯合子;实验②中,绿叶甘蓝甲植株与紫叶甘蓝乙植株杂交,子代绿叶∶紫叶=1∶3,说明紫叶甘蓝乙植株为双杂合子,进而推知绿叶为隐性性状,实验①中甲植株的基因型为aabb。
(2)结合对(1)的分析可推知:实验②中乙植株的基因型为AaBb ,子代中有四种基因型,即AaBb 、Aabb 、aaBb 和aabb 。
(3)另一紫叶甘蓝丙植株与甲植株杂交,子代紫叶∶绿叶=1∶1,说明紫叶甘蓝丙植株的基因组成中,有一对为隐性纯合、另一对为等位基因,进而推知丙植株所有可能的基因型为aaBb 、Aabb 。
若杂交子代均为紫叶,则丙植株的基因组成中至少有一对显性纯合的基因,因此丙植株所有可能的基因型为AABB 、AABb 、AaBB 、AAbb 、aaBB 。
若杂交子代均为紫叶,且让该子代自交,自交子代中紫叶∶绿叶=15∶1,为9∶3∶3∶1的变式,说明该杂交子代的基因型均为AaBb ,进而推知丙植株的基因型为AABB 。