如图为豌豆的一对相对性状的遗传实验过程图解和花色产生代谢途径,请仔细阅图后回答下列问题:
( 1)操作②叫 _______ ;为了确保杂交实验成功, ①的操作过程中应注意: _____________ 。
( 2)花色遗传遵循 ___________ 定律;基因型为 __________ 的紫花植株各自自交,子代都表现为紫花植株 ∶白花植株=3∶1。若将基因型为AaBb的个体进行花药离体培养,预计所得植株中可育的紫花纯种所占比例是 _______ 。
( 3)用这4个品种做杂交实验,结果如下:
实验 1:紫花×白甲,F 1 表现为紫花, F 1 自交, F 2 表现为紫花 ∶白花=9∶7
实验 2:白乙×白丙,F 1 表现为紫花, F 1 自交, F 2 表现为紫花 ∶白花=9∶7
若要鉴定 F 2 白花植株的基因型,请你设计杂交实验方案(实验条件满足要求):
让该植株分别与亲本白乙、白丙杂交。
结果及结论: ①若 _________________________ ,则该白花植株的基因型是 aaB_(或A_bb);
②若 _________________________ ,则该白花植株的基因型是 aabb。
授粉 套袋处理,防止其他豌豆花粉的干扰 自由组合 AABb、AaBB 0 两个杂交后代之一中出现紫花植株 两个杂交后代均为白花植株
【解析】
豌豆的花色是由两对基因共同控制的,当基因型为 aa_ _ 时,花色均为白色,当基因型为 A_bb 时,花色为白色,当基因型为 A_B_ 时,花色为紫色。因此遗传规律是基因自由组合定律 9 : 3 : 3 : 1 的变式。
【详解】
( 1 )操作 ②叫授粉。操作①为去雄,为了确保杂交实验成功,去雄要在花粉未成熟之前进行且操作后要进行套袋处理,以避免外来花粉的干扰。
( 2 )据图可知,控制花色的基因分别位于两对同源染色体上,所以花色的遗传遵循自由组合定律。根据图形分析可知,紫花植株的基因型为 A_B_ 。题中紫花植株自交,后代的表现型及比例为紫花植株:白花植株 =3 : 1 ,说明两对等位基因中有一对基因纯合,即该紫花植株的基因型为 AABb 或 AaBB 。若将基因型为 AaBb 的个体进行花药离体培养,则得到的都是单倍体植株,单倍体植株小而弱,而且高度不育,故所得植株中可育的紫花纯种所占比例是 0 。
( 3 )据分析可知,亲本甲、乙和丙的基因型分别为 aabb、AAbb 、 aaBB , F 2 白花植株的基因型可能为 A_bb 、 aaB_ 或 aabb ,欲鉴定其基因型可让其分别与基因型为 AAbb 和 aaBB 的亲本植株杂交,若该 F 2 白花植株基因型为 A_bb 或 aaB_ ,则两组杂交后代中有一组出现紫花植株,一组均为白花植株;若该 F 2 白花植株基因型为 aabb ,则两组杂交后代均为白花植株。
【点睛】
9 : 3 : 3 : 1 是典型的基因自由组合定律的考点。属于双性状考点, AaBb 。首先 Aa 这对基因产生 3 : 1 的结果,同理 Bb 这对基因产生 3 : 1 结果。两者乘积表现为 9 : 3 : 3 : 1 。前提两者之间不连锁,相互独立。而类似的,基因型可以看成( AA , Aa , Aa , aa )与( BB , Bb , Bb , bb )的乘积,所以可以得出 AABB 为十六分之一,同理得出 AAbb , aaBB , aabb 均为十六分之一。
基因的自由组合定律与应用:
1.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。
2. 实质
(1)位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的。
(2)在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
3.适用条件
(1)有性生殖的真核生物。
(2)细胞核内染色体上的基因。
(3)两对或两对以上位于非同源染色体上的非等位基因。
4.细胞学基础:基因的自由组合定律发生在减数第一次分裂后期。
5.应用
(l)指导杂交育种,把优良性状重组在一起。
(2)为遗传病的预测和诊断提供理沦依据。
条件 | 种类和分离比 | 相当于孟德尔的分离比 |
显性基因的作用可累加 | 5种,1:4:6:4:1 | 按基因型中显性基因个数累加 |
正常的完全显性 | 4种,9:3:3:1 | 正常比例 |
只要A(或B)存在就表现为同一种,其余正常为同一种,其余正常表现 | 3种,12:3:1 | (9:3):3:1 |
单独存在A或B时表现同一种,其余正常表现 | 3种,9:6:1 | 9:(3:3):1 |
aa(或hb)存在时表现为同一种,其余正常表现 | 3种,9:3:4 | 9:3:(3:1) |
A_bb(或aaB_)的个体表现为一种,其余都是另一种 | 2种,13:3 | (9:3:1):3 |
A、B同时存在时表现为同一种,其余为另一种 | 2种,9:7 | 9:(3:3:1) |
只要存在显性基因就表现为同一种 | 2种,15:1 | (9:3:3):1 |
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 |
知识拓展:
1、两对相对性状杂交试验中的有关结论
(1)两对相对性状由两对等位基因控制,且两对等位基因分别位于两对同源染色体。
(2)F1减数分裂产生配子时,等位基因一定分离,非等位基因(位于非同源染色体上的非等位基因)自由组合,且同时发生。
(3)F2中有16种组合方式,9种基因型,4种表现型,比例9:3:3:1。
2、自由组合定律的实质:减I分裂后期等位基因分离,非等位基因自由组合。
3、孟德尔成功的原因分析
(1)正确选择实验材料豌豆适合作杂交实验材料酌优点有:
①具有稳定的、易于区分的相对性状。
②严格自花传粉,闭花受粉,在自然状态下均是纯种。
③花比较大,易于做人工杂交实验。
(2)精心设计实验程序
①采取单一变量分析法,即分别观察和分析在一个时期内的一对相对性状的差异,最大限度地排除各种复杂因素的干扰。
②遵循了由简单到复杂的原则,即先研究一对相对性状的遗传,再研究多对相对性状的遗传,由此从数学统计中发现遗传规律。
③运用了严密的假说—演绎法。针对发现的问题提出假说,并设计实验验证假说,在不同的杂交实验中分别验证假说的正确性,从而使假说变成普遍的规律。
(3)精确的统计分析通过对一对相对性状、两对相对性状杂交实验中子代出现的性状进行分类、计数和数学归纳,找出实验显示出来的规律性,并深刻的认识到比例中所隐藏的意义和规律。
(4)首创了测交的方法巧妙地设计了测交方法,证明了假说的正确性。这种以杂交子一代个体与隐性纯合子进行测交的方法,已成为遗传学分析的经典方法。
4、遗传规律的再发现
(1)1909年,丹麦生物学家约翰逊把“遗传因子”叫做基因。
(2)因为孟德尔的杰出贡献,他被公认为“遗传学之父”。
例 下列哪项不是孟德尔选用豌豆作实验材料并获得成功的原因( )
A.豌豆具有稳定的、容易区分的相对性状
B.豌豆是严格闭花受粉的植物
C.用统计学的方法引入对实验结果的分析
D.豌豆在杂时,母本不需去雄
思路点拨:孟德尔获得成功的原因有:①正确选择实验材料;②精心设计实验程序;③精确的统计分析; ④首创了测交方法。孟德尔的杂交实验中,母本是必须去雄的。所以D选项错误。答案D
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