专题十二 基因的分离定律 一、融合遗传 人们曾经认为，两个亲本杂交后，双亲的遗传物质会在子代体 内发生混合，使子代表现出介于双亲之间的性状。 （生物体具有的形 态特征和生理特性） 二、孟德尔与他的实验材料：豌豆 豌豆用作遗传实验材料的优点： （ 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， 自然状态下一般都是纯种。 （ 2）豌豆具有易于区分的相对性状，且能稳定地遗传给后代 （ 3）豌豆花大，便于进行人工异花传粉，子代数量多，便于进行 数 学统计和分析。 相关概念辨析： ① 花的类型：单性花（花中只有雄蕊的为雄花，只有雌蕊的为雌 花） 两性花（一朵花中既有雌蕊又有雄蕊的花） ② 植株类型：雌雄同株（一株植物上的花有雌蕊、也有雄蕊，如 玉米、 豌豆，雌雄同株植物的花可以是两性花，也可以是单性花） 雌雄异株（具有单性花的植物，雌花与雄花分别长在不同的植株 上，如大麻） ③ 传粉类型：自花传粉（两性花的花粉落在同一朵花内雌蕊柱头 上完成受粉的过程）、异花传粉（一朵花的花粉落到另一朵花的 雌蕊柱头上完成传粉的过程）、人工异花传粉。 人工异花传粉的过程： ④ 性状概念 性状：生物体具有的形态特征和生理特性（如植物的抗病性等）。 相对性状：同种生物同一性状的不同表现类型。如狗的长毛和短 毛 （不一定是两种表现类型，如 ABO 血型） 显性性状：杂种 F1 中表现出来的亲本的性状。 隐性性状：杂种 F1 中未表现出来的亲本的性状。 三、一对相对性状的杂交实验 ⑤ 亲代和子代 亲本 P 父本：供应花粉的植株叫父本（♂ ） 母本：接受花粉的植株叫母本（ ♀） 子代 F 子一代 F1、子二代 F2 ⑥ 交配方式：自交：相同类型个体间的交配。（ 学案 p11） 杂交 ×：不同类型个体间的交配。 正交和反交：若甲作父本、乙做母本为正交，反之则为反交。 测交：某个体与隐性纯合子交配，测定该个体的基因型。 （ 1）观察现象，提出问题： 用豌豆做杂交试验，纯种的高茎和纯种的矮茎杂交，无论正交还 是反交， F1 都是高茎。 F1 自交后， F2 出现性状分离，高茎和矮茎 的比是 3:1。 1、为什么子一代都是高茎没有矮茎呢？ 2、为什么子一代没有矮茎的，而子二代 又出现了矮茎的呢？ 显性性状：具有相对性状的两纯种亲本杂交，F1 表现出来 的那个亲本的性状。如高茎 隐性性状：具有相对性状的两 纯种亲本杂交， F1 没有表 现出来的那个亲本的性状。如矮茎 性状分离：杂种的后代中，同时出现显性性状和隐性性状 的现象。（亲本性状相同，子代出现“不同类型”的现象） 3、子二代中出现 3:1 的性状分离比是偶然的吗？ 四、对分离现象的解释（提出假说） 1、生物的性状是由遗传因子决定的。遗传因子不融合、也不消失。 显性遗传因子（ D）决定显性性状，隐性遗传因子（ d）决定隐性性状 2、体细胞中遗传因子是成对存在。 纯合子：遗传因子组成相同的个体，如 DD、 dd、 AAbbCC （只能产生一种配子，自交后代不发生性状分离） 杂合子：遗传因子组成不同的个体，如 Dd、 AabbCC （能产生不止一种配子，自交后代发生性状分离） 3、生物体在形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入 不同的配子中。配子中只含每对遗传因子中的一个。（核心内 容） 4、受精时，雌雄配子的结合是随机的。 注意： F1 配子的种类有两种是指雌雄配子分别为两种（ D 和 d),D 和 d 的 比例为 1:1,而不是雄雄配子数量的比例为 1:1。 一对相对性状杂交实验的遗传图解： 遗传图解的写法： 1、标清亲本、配子和子代； 2、写出亲本、子代、配子的遗传因子组成及亲本与子代的性状； 3、写出子代的分离比； 五、性状分离比的模拟实验 （ 1）小桶代表雌雄生殖器官，桶内彩球代表雌雄配子； （ 2）杂合子 Dd 的雌性个体产生的雌配子类型及比例为： D:d=1:1， 杂合子 Dd 的雄性个体产生的雄配子类型及比例也为 D:d=1:1； （ 3）不同彩球的随机组合模拟生物生殖过程中雌雄配子的随机结 合。 （ 4）要随机抓取，且抓完一次将彩球放回原来的小桶并摇匀。重 复 的次数越多， DD:Dd:dd 的比例越接近 1:2:1。 （ 5）甲乙小桶的彩球总数可以不同，这是因为一般来说生物产生 的 雄配子数远远大于雌配子数，但甲乙小桶各自的 D 与 d 彩球 数 一定保证相同。 六、对分离现象解释的验证——测交实验 （ 1）目的：验证对分离现象的解释 （ 2）选材： F1 高茎豌豆（ Dd）与隐性纯合子矮茎豌豆（ dd） （ 3）推测结果（演绎推理） （ 4）实验结果：得到 166 株后代中， 87 株是高茎的， 79 株是 矮茎 的，高茎与矮茎的数量比接近 1:1。 （ 5）结论： F1 的遗传因子组成为 Dd,形成配子时，成对的遗传 因子相互分离，分别进入不同的配子中，产生 D、 d 两种比例相 等的配子。 （ 6）测交实验的巧妙之处：隐性纯合子产生的配子只含一种隐性 遗传因子，后代性状表现及比例能真实地反映 F1 产生的配子种类 及比例。 七、分离定律的内容 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。 八、分离定律的相关要点 1、研究对象：控制一对相对性状的遗传因子 2、时间：配子形成时，具体时间为：减数分裂Ⅰ后期 3、细胞学基础：减数分裂中同源染色体的分离。 4、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，分别进入不同的配子中， 独立的随配子遗传给后代。 九、分离定律的适用范围 ① 一对等位基因控制的一对相对性状的遗传；②细胞核内染色体 上基因的遗传；③进行有性生殖的真核生物。 十、分离定律的验证方法（四种方法） ① 自交法：让杂合子自交，后代性状分离比为 3:1，则符合分离 定律。 ② 测交法：让杂合子和隐性纯合子测交，后代的性状之比为 1:1，则符合分离定律。 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，两种花粉的比为 1:1。（直接证据）（只适用 特殊植物，如水稻，课本 P8 拓展应用 1） ④ 单倍体育种法：杂合子花药离体培养后，用秋水仙素处理单倍 体幼苗，若获得 2 种纯合植株，比例为 1:1，则符合分离定律。 十一、科学方法：假说－演绎法 十二、实现 F2 性状分离比 3:1 的条件 ① 子一代个体形成的配子数目相等且生活力相同。 ② 雌雄配子结合的机会相等。 ③ 子二代不同基因型的个体存活率相同。 ④ 遗传因子间的显隐性关系为完全显性 ⑤ 观察子代样本数目足够多。 十三、分离定律的应用 1、一对相对性状的亲子代基因型、表型推导方法 （ 1）由亲代推断子代的基因型与表型（正推型） (2）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型进一步判 断。 方法三：分离比法。 2、性状显隐性的判断方法 ① 定义法：若具有相对性状的个体杂交，后代只表现一种性状， 则该性状为显性性状。（甲 ×乙→甲，亲本甲和乙为纯合子） 若具有相同性状的亲本杂交，子代出现性状分离，子代出现的不 同于亲本的性状为隐性性状。（甲 ×甲→甲 +乙，乙为隐性性状） ② 比例法：两亲本杂交，若子代分离比为 3:1，则 3 代表的为显 性性， 1 代表的为隐性性。（甲 ×甲→ 3 甲 +1 乙，亲本甲为杂合 子） ③ 遗传系谱图口诀：无中生有为隐性，有中生无为显性。 ④ 设计杂交实验判断： （“能自交”表示雌雄同体，“不能自交”表示雌雄异体） 3、纯合子与杂合子的判断方法 4、连续自交和自由交配的概率计算 （ 1）杂合子连续自交后代概率计算 说明：①具有一对相对性状的杂合子自交，后代中纯合子比例随 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 0。因此，在育种过程中，选育符合人们要求的个体（显性） ,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。 （ 2）杂合子连续自交且逐代淘汰隐性个体的概率计算 （推导过程见 学案～） 总结：杂合子自交 n 代，淘汰隐性个体后，杂合子占 2/(2n＋ 1)，显性纯合子的概率为： 1-2/(2n＋ 1)= (2n-1) /(2n＋ 1) （ 3）自由交配的概率计算 自由交配：即随机交配，指种群内雌雄个体可以任意交配，不受 基因型的限制，在动植物中均适用。 例：某种群中，现有基因型及其比例为 DD:Dd=1:2 的生物若干， 若种群中的雌雄个体自由交配，则后代中基因型为 DD 的个体所 占的比例为 方法一：棋盘法 项目 1/3 DD♂ 2/3 Dd♂ 4/9。 1/3 DD♀ 2/3 Dd♀ DD=1/3×1/3+2/3×1/3×1/2+1/3×2/3×1/2+2/3×2/3×1/ 4=4/9 方法二：基因频率计算法 DD:Dd=1:2 → D 的频率＝ 2/3， d 的频率＝ 1/3 → DD 的频率＝ 2/3×2/3＝ 4/9 （ 4）自交和自由交配对种群基因频率和基因型频率的影响 基因频率：一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因的比例。 基因型频率：一个种群中，某基因型个体占全部种群个体总数的 比例。 基因频率与基因型频率的关系： （学案 98 页典例 8） 例：某种群中有 100 个个体，其中 AA、 Aa、 aa 的个体分别有 30、 60、 10 个，求 A 基因的频率和 a 基因的频率。 ① 在一个足够大的种群中，如果不存在突变和选择，自交后代基 因频率不变，基因型频率发生改变，表现为纯合子频率不断增大， 杂合子频率不断减小。 ② 在无基因突变、各种基因型的个体生活力相同时，自由交配遵 循遗传平衡定律，上下代之间种群的基因频率及基因型频率不变。 5、杂合子 Aa 自由交配后代 ① 杂合子 Aa 连续自由交配 n 代，杂合子的比例为 1/2，显性纯 合子的比例为 1/4，隐性纯合子的比例为 1/4。 ② 杂合子 Aa 连续自由交