假期复习:第一章:遗传因子的发现
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暑假,对于即将步入高二和高三的孩子们来说,这是一个弯道超车的好时机。对于准高一的孩子们来说,这个暑假也是你比人家高起点的台阶。接下来,我们将按照章节或一章或一节地来串高中生物学的知识点。希望能让孩子开学后能有一个全新的自己。本文内容可能不会面面俱到,但后面相关阅读的超链接部分有更多内容,可以选择阅读。
一、豌豆用作实验材料的优势
(1)豌豆自花传粉、闭花授粉,可以避免外来花粉的干扰
(2)豌豆花较大,容易进行杂交实验。
说明:两性花植物杂交实验的一般程序是:花粉成熟前去雄→套袋→散粉时异花授粉→套袋→(受精完成)结出种子后去除袋子。
(3)豌豆具有易于区分的相对性状。相对性状是指同一性状的不同表现类型。
如:豌豆茎的高度有高茎和矮茎两种表现类型,这是一对相对性状。孟德尔选择的性状属于不连续变异的性状(质量性状),人的身高属于连续变异的性状(数量性状)。
二、假说—演绎法
在观察和分析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,推出预期的结果,再通过实验来检验。如果实验结果与预测相符,就可以认为假说是正确的,反之,则可以认为假说是错误的。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。
利用假说—演绎法解决问题的一般程序是:观察现象、提出问题——分析问题、作出假说——-演绎推理、预期结果——实验验证、得出结论。
三、一对相对性状的杂交实验
1.观察现象:
2.提出问题:为什么子一代都是高茎?为什么子二代既有高茎,又有矮茎,且高茎与矮茎之比接近3:1?
3.作出假说(对分离实验现象进行解释)
(1)性状由遗传因子决定。显性性状由显性遗传因子D决定,隐性性状由隐性遗传因子d决定。
(2)体细胞中遗传因子成对存在,形成配子时,成对存在的遗传因子分离,进入不同的配子中。配子中遗传因子成单存在。(分离假说)
(3)雌雄配子随机结合
(4)D对d具有显性作用,也就是说遗传因子组成为Dd的个体表现为高茎。(显性假说)
根据这个假说,能完美地解释观察到的现象,也能解释提出的问题,那么这个假说是否正确,还需要进一步的验证。即一种正确的假说,仅能解释已有的实验结果是不够的,还应该能够预测另一些实验结果。
4.演绎推理
假如孟德尔的假说是正确的,那么F1的遗传因子组成应该是Dd,它与隐性纯合子杂交(测交),结果应该是这样的。即测角后代高矮之比应该是1:1。
5.实验验证
孟德尔真正按照演绎推理的测交方案进行试验,结果实验结果与预期相符合。
6.得出结论
即假说是正确的,即分离定律: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。
四、两对相对性状的杂交实验
1.观察现象:
2.提出问题:为什么子二代出现了新的性状组合?为什么子二代是9:3:3:1?
3.作出假说(对分离实验现象进行解释)
(1)两对相对性状分别由两对遗传因子控制。
(2)F1产生配子时,每对遗传因子彼此分离,不同对的遗传因子可以自由组合。
(3)F1产生配子种类及比例:YR∶Yr∶yR∶yr=1∶1∶1∶1。
(4)受精时,雌雄配子的结合是随机的,配子结合方式为16种。
遗传图解如下:
根据这个假说,能完美地解释观察到的现象,也能解释提出的问题,那么这个假说是否正确,还需要进一步的验证。即一种正确的假说,仅能解释已有的实验结果是不够的,还应该能够预测另一些实验结果。
4.演绎推理
假如孟德尔的假说是正确的,那么F1的遗传因子组成应该是YyRr,它与隐性纯合子杂交(测交),结果应该是这样的。即测角后代高矮之比应该是1:1:1:1。
5.实验验证
孟德尔真正按照演绎推理的测交方案进行试验,结果实验结果与预期相符合。
6.得出结论
即假说是正确的,即自由组合定律:控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。
五、孟德尔获得成功的原因
1.选择豌豆作为实验材料(自花传粉、闭花授粉,容易杂交;有易于区分的质量性状;世代短,子代数量多;进行有性生殖;二倍体……)
2.从简单到复杂,从一对相对性状杂交实验入手,然后分析多对相对性状杂交实验。
3.对实验结果进行统计学分析。
4.运用了假说演绎法。
六、遗传基本规律解题分析:遗传基本定律的核心是配子(理解)
1.遗传主要关心亲代产生子代的问题,简单来说就是亲代产生配子,配子之间随机结合形成子代。
2.解题时:先弄清亲代产生的配子,然后让配子随机结合即可以得到子代。
3.为了便于计算,我们把雌配子或雄配子的各种可能性之和视为100%(1),那么配子相乘(相当于随机结合)后展开的各项系数之和也为1,每一项前的系数就是该项出现的概率。
七、高考题在线
1.[2019年·全国卷I,5]某种二倍体高等植物的性别决定类型为XY型。该植物有宽叶和窄叶两种叶形,宽叶对窄叶为显性。控制这对相对性状的基因(B/b)位于X染色体上,含有基因b的花粉不育。下列叙述错误的是
A、窄叶性状只能出现在雄株中,不可能出现在雌株中
B、宽叶雌株与宽叶雄株杂交,子代中可能出现窄叶雄株
C、宽叶雌株与窄叶雄株杂交,子代中既有雌株又有雄株
D、若亲本杂交后子代雄株均为宽叶,则亲本雌株是纯合子
答案:C
2.[2019年·全国卷I,32]某实验室保存有野生型和一些突变型果蝇。果蝇的部分隐性突变基因及其在染色体上的位置如图所示。回答下列问题。
(1)同学甲用翅外展粗糙眼果蝇与野生型(正常翅正常眼)纯合子果蝇进行杂交,F2中翅外展正常眼个体出现的概率为 。图中所列基因中,不能与翅外展基因进行自由组合的是 。
(2)同学乙用焦刚毛白眼雄蝇与野生型(直刚毛红眼)纯合子雌蝇进行杂交(正交),则子代雄蝇中焦刚毛个体出现的概率为 ;若进行反交,子代中白眼个体出现的概率为 。
(3)为了验证遗传规律,同学丙让白眼黑檀体雄果蝇与野生型(红眼灰体)纯合子雌果蝇进行杂交得到F1,F1相互交配得到F2。那么,在所得实验结果中,能够验证自由组合定律的F1表现型是 ,F2表现型及其分离比是 ;验证伴性遗传时应分析的相对性状是 ,能够验证伴性遗传的F2表现型及其分离比是 。
答案:(1)3/16 紫眼基因
(2)0 1/2
(3)红眼灰体
红眼灰体:红眼黑檀体:白眼灰体:白眼黑檀体=9:3:3:1
红眼/白眼
红眼雌蝇:红眼雄蝇:白眼雄蝇=2:1:1
3.[2019年·全国卷II,5]某种植物的羽裂叶和全缘叶是一对相对性状。某同学用全缘叶植株(植株甲)进行了下列四个实验。
①植株甲进行自花传粉,子代出现性状分离
②用植株甲给另一全缘叶植株授粉,子代均为全缘叶
③用植株甲给羽裂叶植株授粉,子代中全缘叶与羽裂叶的比例为1∶1
④用植株甲给另一全缘叶植株授粉,子代中全缘叶与羽裂叶的比例为3∶1
其中能够判定植株甲为杂合子的实验是
A.①或② B.①或④ C.②或③ D.③或④
答案:B
4.[2019年·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
5.[2019年·全国卷III,32]玉米是一种二倍体异花传粉作物,可作为研究进传规律的实验材料,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。
其他题目就不一一列举,每年都有,下面几个是全国卷的,点击即可查看:
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