基因的分离定律教学设计第二课时

第3章 遗传因子的发现

1、本章提要：

1.孟德尔遗传实验的科学方法

2.遗传规律中的相关概念的辨析

3.基因的分离定律

4.基因的自由组合定律

5.基因在染色体上

6.伴性遗传

2、技能

1.区分正交、反交和随机交配

2.孟德尔遗传规律的适用条件及限制因素

3.概率计算的两个基本定律

4.经典分离比的变式题解题步骤

5.性状分离比的模拟

6.“三步法”快速突破遗传系谱题

3、题型

1.孟德尔的豌豆杂交实验

2.遗传规律的应用

3.伴性遗传

本章知识点：

一、相关概念和符号

1、相对性状

（1）性状：生物体所表现出来的的形态特征、生理生化特征或行为方式等。

（2）相对性状：同一种生物的同一种性状的不同表现类型。

区分：兔的长毛和短毛；人的卷发和直发等；

兔的长毛和黄毛；牛的黄毛和羊的白毛

2、显性性状与隐性性状

（1）显性性状：具有相对性状的两个亲本杂交，F1表现出来的性状。

在DD×dd 杂交试验中，F1表现出来的性状；如教材中F1代豌豆表现出高茎，即高茎为显性。决定显性性状的为显性遗传因子（基因），用大写字母表示。如高茎用D表示。

（2）隐性性状：具有相对性状的两个亲本杂交，F1没有表现出来的性状。

在DD×dd杂交试验中，F1未显现出来的性状；如教材中F1代豌豆未表现出矮茎，即矮茎为隐性。决定隐性性状的为隐性基因，用小写字母表示，如矮茎用d表示。

（3）性状分离：在杂种后代中，同时出现显性和隐性性状的现象

如在DD×dd杂交实验中，杂合F1代自交后形成的F2代同时出现显性性状（DD及Dd）和隐性性状（dd）的现象。

（4）显性与隐性性状的判断：

①双亲具相对性状，子代只有一种性状（数量要足够多），子代性状为显性。

②双亲具相同性状，子代出现性状分离，双亲性状为显性。

3、显性基因与隐性基因

（1）显性基因：控制显性性状的基因。

（2）隐性基因：控制隐性性状的基因。

（3）基因：控制性状的遗传因子（丹麦生物学家约翰逊于1909年提出“基因”P12）

（4）等位基因：决定1对相对性状的两个基因（位于一对同源染色体上的相同位置上）。

非等位基因就是位于同源染色体的不同位置上或非同源染色体上的基因，

4、纯合子与杂合子

（1）纯合子：由相同基因的配子结合成的合子发育成的个体（能稳定的遗传，不发生性状分离）。包括：显性纯合子（如AA的个体），隐性纯合子（如aa的个体）

（2）杂合子：由不同基因的配子结合成的合子发育成的个体（不能稳定的遗传，后代会发生性状分离）

（3）显性纯合子与杂合子的鉴别方法

①测交法： 待测个体×隐性纯合子

结果分析:

若后代无性状分离，则为纯合子；若后代有性状分离，则为杂合子。

②自交法:

待测个体自交

结果分析：若后代无性状分离，则为纯合子；若后代有性状分离，则为杂合子。

③花粉鉴别法: 让待测个体长大开花后，取出花粉放在载玻片上，染色观察。

结果分析：若花粉有两种颜色，则为杂合子；若花粉全为一种颜色，则为纯合子

注意：当待测个体为动物时，常采用测交法；当待测个体为植物时，测交法、自交法均可以，但自交法较简单。

6、表现型与基因型

（1）表现型：指生物个体实际表现出来的性状。

（2）基因型：与表现型有关的基因组成。

（3）关系：基因型＋环境

→

表现型）

7、杂交与自交

（1）杂交：基因型不同的生物体间相互交配的过程。

（2）自交：基因型相同的生物体间相互交配的过程。（植物体中自花传粉和雌雄异花植物的同株受粉）

（3）测交：让F1与隐性纯合子杂交。（可用来测定F1的基因型，属于杂交）

（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）杂合子和纯合子的鉴别方法

若后代无性状分离，则待测个体为纯合子

测交法

若后代有性状分离，则待测个体为杂合子

若后代无性状分离，则待测个体为纯合子

自交法

若后代有性状分离，则待测个体为杂合子

（6）.常见问题解题方法

①

如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。

即为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

8、常用符号的含义

符号

含义

P 亲代

F1

F2

×

杂交

自交

♀

雌

♂

雄

子一代

子二代

9、关系图：

相同

等

纯合子

基

组合

基

同源染色体

位

因

基

因

上相同位置

不同

型

杂合子

因

隐性基因

显性基因

决

决

决

决定

决定

定

定

定

显性性状

隐性性状

相

显性性状

表

对

构成

性状

性

同一性状的

现

性

分离

状

不同表现

型

隐性性状

状

知识点一、

一、孟德尔的的遗传规律

1、实质：

（1）基因分离定律的实质：在减I分裂后期，等位基因随着同源染色体的分开而分离。（在杂合子细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；当细胞进行减数分裂，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子当中，独立地随配子遗传给后代。）

（2）基因自由组合定律的实质：在减I分裂后期，非等位基因随着非同源染色体的自由组合而自由组合。（注意：非等位基因要位于非同源染色体上才满足自由组合定律）揭示了非同源染色体上非等位基因之间的关系。

（约翰逊命名表现型和基因型）

2、适用范围：

真核生物；有性生殖；细胞核遗传；

二、孟德尔实验成功的原因：

科学方法——假说-演绎法

又称为假说演绎推理，是指在观察和分析基础上提出问题以后，通过推理和想象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。

基因的分离定律：实验过程-解释-验证-实质

基因的自由组合定律：实验过程-解释-验证-实质

1、正确选用实验材料：

（1）豌豆是严格自花传粉植物（闭花授粉），自然状态下一般是纯种。

（2）具有易于区分的性状。 2、由一对相对性状到多对相对性状的研究

（从单因子到多因子）。 3、对实验结果进行统计学分析。 4、严谨的科学设计实验程序：假说—演绎法。

观察分析（为什么F2中出现3：1）——提出假说（4点）——演绎推理——实验验证（测交）

三、孟德尔豌豆杂交实验

1、一对相对性状的杂交：

（1）实验过程（看书P4）

（2）对分离现象的解释（看书P5）

（3）对分离现象解释的验证：测交（看书P6）

2、两对相对性状的杂交：

（1）实验过程，（看书P9）

（2）对自由组合现象的解释（看书P10）

（3）对自由组合现象解释的验证：测交（看书P10）

2.1 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

2.2 常见组合问题(自由组合定律的解题方法统一用分枝法

[先一对一对分析,再进行组合]: 都可以简化为用分离定理来解决，即先求一对相对性状的，最后把结果相乘，即进行组合,因此，要熟记分离定理的6种杂交结果) （1）配子类型问题

如：AaBbCc产生的配子种类数为2x2x2=8种

（2）基因型类型

如：AaBbCc×AaBBCc，后代基因型数为多少？

先分解为三个分离定律：

Aa×Aa后代3种基因型（1AA：2Aa：1aa）Bb×BB后代2种基因型（1BB：1Bb）Cc×Cc后代3种基因型（1CC ：2Cc：1cc）

所以其杂交后代有3x2x3=18种类型。

（3）表现类型问题

如：AaBbCc×AabbCc，后代表现数为多少？

先分解为三个分离定律：

Aa×Aa后代2种表现型Bb×bb后代2种表现型Cc×Cc后代2种表现型所以其杂交后代有2x2x2=8种表现型。

3、分离定律和组合定律的比较：

分离定律

自由组合定律

研究性状

一对

两对或两对以上

控制性状的等位基因

一对

两对或两对以上

等位基因与染色体的关位于两对及两对以上同源染色位于一对同源染色体

系

体

细胞学基础

减数第一次分裂后期

减数第一次分裂后期

（染色体的活动）

同源染色体分离

非同源染色体自由组合

遗传实质

等位基因分离

非等位基因之间自由组合

F1

基因对数

1 2或n 配子类型及比例

2 1:1 22或2n (1:1)2或(1:1)n

配子组合数

4 42或4n

F2

基因型种类及比3 1：2:1 32或3n (1:2:1)2或(1:2:1)n

例

表现型种类及比2 3:1 22或2n (3:1)2或(3:1)n

例

测基因型种类及比2n 2n2 1:1 2或2(1:1)或(1:1)

交

例

表现型种类及比2 1:1 22或2n (1:1)2或(1:1)n

例

五、利用基因分离定律解题：

1、

正推类型：（亲代→子代）

（1）交叉连线法

（2）棋盘法

2、

逆推类型：（子代→亲代）

（1）从子代隐性入手

（2）从子代性状分离比入手

①子代全显→亲代至少有一方是AA（AA×AA,AA×Aa，AA×aa）

①子代全隐→亲代aa×aa ②子代显：隐=1:1→亲代Aa×aa ④子代显：隐=3:1→亲代Aa×Aa 3、多代自交的计算：Aa连续自交n代

Aa=1/2n，AA=aa=（1-1/2n）/2 六、利用自由组合定律解题：（思路：“以分离定律为基础，先分开、再组合”）

1、配子问题：

配子类型=每对等位基因产生配子种类相乘，即2n（n表示等位基因对数）

例1：某个体的基因型为AABbDdeeFf，这些基因独立遗传，问此个体产生配子的类型数（ B ）。 A.4种 B.8种 C.16种 D.32种

2、子代基因型、表现型种类数问题：

子代基因型(表现型) = 亲本每对相对性状相交所得基因型（表现型）种数的乘积

例2：已知双亲基因型为TtRr×ttRr，则子代的基因型种数（ C ）表现种数（ A ）。

A.4种 B.8种 C.6种 D.32种

3、子代某种基因型、表现型概率问题：

子代某基因型(表现型)的概率 = 亲本每对相对性状相交所得基因型（表现型）概率的乘积

例3：已知双亲基因型为AaBb×AABb，则子代基因型为AaBb的概率（ B ）表现型为A B 的概率（ D ） A.1/2 B.1/4 C.1/8 D.3/4 4、子代基因型、表现型比值问题：

子代基因型（表现型）的比值=每对相对性状相交所得基因型（表现型）比值的乘积

例4：基因型RrYY的个体自交后代的基因型比例应该是（ B ）

A.3：1 B.1：2：1 C.1：1：1：1 D.9：3：3：1 例5：基因型为AabbDd的个体自交后，其后代表现型的比例接近于（ A ）

A.9：3：3：1 B.3：3：1；1 C.1：2：1 D.3：1

5、推测双亲基因型的问题：

例6:鼠粗毛（R）对光毛（r）为显性，黑毛（B）对白毛（b）为显性（两对基因符合自由组合定律）。将粗毛黑鼠与粗毛白鼠杂交，产生的后代中有：28只粗毛黑鼠；31只粗毛白鼠；11只光毛黑鼠；9只光毛白鼠。则亲本的基因型为（ B ）

A．RRBb×RRbb B．RrBb×Rrbb C．RrBb×RRBb D．RrBB×Rrbb 例7:已知子代基因型及比例为：YYRR：YYrr：YyRR：Yyrr：YYRr：YyRr=1:1:1:1:2:2。按自由组合规律推测双亲的基因型是（ B ）

A．YYRR×YYRr B．YYRr×YyRr C．YyRr×YyRr D．Yyrr×YyRr

基因在染色体上

1、萨顿的假说 (1)内容:基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的,即基因就在染色体上。 (2)原因:基因和染色体行为存在着明显的平行关系 (3)研究方法:类比推理法。由两个或两类对象在某些属性上相同的现象，推断出它们在另外的属性上也相同的一种推理方法。 (4)推理:①独立性:基因在杂交过程中保持完整性和独立性,染色体在配子形成和受精过程中,也有相对稳定的形态结构 ②存在方式:体细胞中染色体和基因成对存在,在配子中只有成对中的一个。

③来源:体细胞中成对的基因一个来自父方,一个来自母方,同源染色体也是如此。 ④非等位基因在形成配子时自由组合,非同源染色体在减数第一次分裂后期也是自由组合。 思考:萨顿认为基因和染色体存在什么关系? 提示:平行关系。

2.基因位于染色体上的实验证据

(1)实验者:摩尔根。 (2)实验材料:果蝇。（相对性状多且明显、培养周期短、成本低易饲养、染色体数目少便于观察、繁殖率高）

(3)实验过程及现象:

(4)提出问题:白眼性状与性别相联系。 (5)作出假设:控制白眼的基因在X染色体上,Y染色体上不含有它的等位基因。 (6)理论解释:

知识点十：孟德尔遗传规律的现代解释

基因分离定律的实质是：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，分别进入两个配子中，随配子遗传给后代。

基因自由组合定律的实质是：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；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。

注意：

①比较科学发展的不同时期对同一事物的认识，知道孟德尔所说的一对遗传因子为同源染色体上的等位基因，不同对的遗传因子为非同源染色体上的非等位基因。

②现代解释对分离定律发挥作用的时间做了明确阐述，即发生于减数分裂形成配子的过程中，同源染色体的分离发生于减数第一次分裂后期。

③掌握自由组合定律时应抓住以下两点：

a.同时性：同源染色上等位基因的分离与非同源染色体上的非等位基因间的自由组合同时进行。

b.独立性：同源染色体上等位基因的相互分离与非同源染色体上非等位基因的自由组合互不干扰，各自独立地分配到配子中。

知识点十一：伴性遗传规律

伴X染色体隐性遗传病的遗传规律（以色盲为例）：

（1）患者男性多于女性，因为色盲基因是隐性基因，女性只有bbXX时才表现为色盲，而男性只要X染色体上带有色盲基因b，就表现为色盲，所以男性色盲多。

（2）遗传途径：一般是由男性患者能过他的女儿传给外孙（交叉遗传），也可以由女性能过她的女儿传给她的外孙。

（3）女性色盲，她的父亲和儿子肯定都是色盲。

伴X染色体显性遗传病的遗传规律（以抗维生素D佝偻病为例）

其特点是：女性患者多于男性患者；具有世代连续性，即代代都有患者；男性患者的母亲和女儿一定是患者。

知识点十二：细胞分裂图像的辨析

常用“三看识别法”判别细胞分裂图，此法又可称为“同源染色体识别法”，由名称可知同源染色体这一知识中其中起着非常重要的作用，所以一定要掌握这一概念。同源染色体概念的掌握要点有二：一是形态、大小相同；二是来源不同（一条来自父方，一条来自母方）而所谓“三看识别法”即“一看染色体，二看有无同源染色体，三看同源染色体的行为”在此“一看有3个切入点：

1、第一个切入点：从染色体数是奇数或偶数入手

（1）一看细胞中的染色体数目：如果细胞中染色体数为奇数，一定是减数第二次分裂，而且细胞中没有同源染色体存在；如果染色体数为偶数，则进行第二看。

（2）二看细胞中有无同源染色体：如果没有同源染色体，一定是减数第一次分裂；

如果有同源染色体，则进行第三看；

（3）三看细胞中同源染色体的行为：若出现联会、四分体、着丝点位于赤道板两侧、同源染色体分离等现象，一定是减数第一次分裂；若无上述特殊行为，则为有丝分裂。

2、第二个切入点：从染色体数目区别

这种方法只适用于已知该生物体细胞中染色体数目的情况。此方法重点在会数染色体数目，方法是着丝点数目。若已知该生物体细胞染色体数目，就可以根据有丝分裂和减数分裂过程中染色体数目变化来判别。如若某生物体细胞染色体数目为2N，则有丝分裂过程中染色体数目变化为2N（前期，中期）→4N（后期）→2N（子细胞）；减数第一次分裂过程中染色体数目变化为2N（前期，中期）→2N（后期）→N〔次级精（卵）母细胞〕。

3、第三个切入点：从染色体有无姐妹染色单体来判别

知识点十三：不同遗传病遗传方式的判断依据与方法

1、先确定是显性还是隐性遗传病

（1）遗传系谱图中，只要双亲正常，他们子代有患病的，该病一定是由隐性基因控制的遗传病。

（2）遗传系谱图中，只要双亲都表现患病，他们的子代中有表现正常的，该病一定是由显性基因控制的遗传病。

2、判断是常染色体遗传还是伴性遗传病

（1）隐性遗传情况的判断

在确定是隐性遗传的情况下，就不要考虑显性情况，只考虑是常染色体隐性遗传还是伴X染色体隐性遗传（伴Y染色体遗传很容易区分开）

第一，在隐性遗传的系谱图里，只要有父亲正常、女儿中有表现患病的情况（父正女病），就一定是常染色体上的隐性遗传病。

第二，在隐性遗传的系谱图中，只要有母亲有病、儿子中有表现正常的情况（母病儿正），就一定是常染色体上的隐性遗传病。

（2）显性遗传情况的判定

第一，在显性遗传的系谱图中，只要有父亲有病、女儿中有表现正常的情况（父病女正），就一定是常染色体上的显性遗传病。

第二，在显性遗传的系谱图中，只要有母亲正常、儿子中有表现有病的情况（母正儿病），就一定是常染色体上的显性遗传病。

3、不能确定的类型判断

若系谱图中无上述特征，就只能做不确定判断，只能从可能性大小方面推断，通常的原则是：若该病在代与代之间呈连续性，则该病很可能为显性遗传；若系1谱图中的患病者无性别差民，男、女患病的各占，则该病很可能是常染色体上2的基因控制的遗传病；若系谱图中的患者有明显的性别差民，男、女患者相差较大，则该病很可能是性染色体上的基因控制的遗传病，它又分以下三种情况：

（1）若系谱图中男性患者明显多于女性患者，则该遗传病更可能是伴X染色体隐性遗传病；

（2）若系谱图中女性患者明显多于男性患者，则该遗传病更可能是伴X染色体显性遗传病；

（3）若系谱图中每个世代表现为：父亲有病，儿子全病，女儿全正常，患者只在男性表现，则更可能是伴Y染色体遗传病。

步骤

系谱图

判定

双亲正常，子女中有患病孩子时，则该病必定是由隐性基因控制的遗传病

（1）确定系谱图中的遗传病是显性遗传还是隐性遗传

双亲患病，子女中有正常孩子时，则该病一定是由显性基因控制的遗传病

父亲表现正常，而其女儿中有患病者，则此病一定是常染色体上的隐性遗传病

隐性

遗传

母亲是患者，而其儿子表现正常，则此病一定是常染色体上的隐性遗传病

（2）判断遗传病是常染色体遗传还是伴X染色体遗传

父亲是患者，而其女儿有正常的，则此病一定是常染色体上的显性遗传病

显性

遗传

母亲是患者，而其女儿有正常的，则此病一定是常染色体上的显性遗传病

（3）不能确定的遗传病类型（无上述特征）

若该病在代与代之间呈连续性遗传→显性遗传

若该病在系谱图中表现出隔代遗传→隐性遗传

患者性别无差别→常染色体上

患者女多于男→X染色体上

注：只能从可能患者性别无差别→常染色体性大小方面推测

上

患者男多于女→X染色体上

4

ABC ABc AbC Abc

C

C

答案

（1）

（2）

（3）

（4）

（5）

解析（1）白化病是常染色体隐性遗传病，并指是常染色体显性遗传病，白化病且手指正常的孩子的基因型为aabb，则正常女人的基因型为Aabb，并指男人的基因型为AaBb，再生一个孩子出现只并指即基因型为A_Bb的概率为。

（2）只患白化病的基因型为aabb，概率为。

，生男孩。

。

（3）既患白化病又患并指的孩子的基因型为aaBb，概率为的概率为，所以生一个既患白化病又患并指的男孩的概率是（4）后代只患一种病的概率为只患并指和只患白化病的概率的和：

（5）后代中不患病的基因型为

A_bb，概率为：。

扩展: 人类遗传病分类及举例如下：

，则患病的可能性是

例：一对性状表现正常的夫妇,他们的父母性状表现也正常,但丈夫的哥哥和妻子的妹妹都是黑尿症患者.若该夫妇生育一个正常儿子,他是黑尿症携带者的概率是( ) A .1/9

B .4/9

c. 1/4

D . 1/2 （1）错解

由题意可知黑尿症为隐形遗传病，遗传因子用B和b表示。这对夫妇的遗传因子组成及比例都是1/3BB、2/3Bb。该夫妇已经生育了一个正常儿子是已经发生的事件。所以，在计算时不予要考虑患病的情况了，这个儿子是黑尿症携带者的概率计算为：

2/3Bb（夫）× 2/3Bb（妇）→1/9BB,2/9Bb 2/3Bb（夫）× 1/3BB（妇）→1/9BB,1/9Bb 1/3BB（夫）× 2/3Bb（妇）→1/9BB,1/9Bb

所以，这个儿子是黑尿症携带者的概率是4/9. 错误遗漏：漏掉1/3BB×1/3BB产生正常孩子的概率。

正确解法：

2/3Bb（夫）× 2/3Bb（妇）→1/9BB,2/9Bb 2/3Bb（夫）× 1/3BB（妇）→1/9BB,1/9Bb 1/3BB（夫）× 2/3Bb（妇）→1/9BB,1/9Bb 1/3BB（夫）×1/3BB（妇）→1/9BB 因此，是黑尿症携带者的概率是4/9，正常者的概率是8/9。

因此，这个儿子是黑尿症携带者的概率是(4/9)/(8/9)=1/2 雌雄配子结合法夫：精子类型

1/3BB→精子1/3B

2/3×1/2B→1/3B 2/3Bb→精子

2/3×1/2b→1/3b

妇：卵细胞

卵细胞

2/3B 2/3B 1/3b 4/9BB 2/9Bb 精子

1/3b 2/9Bb 1/9bb

正常孩子中携带黑尿症遗传因子的概率是：

2、老鼠的皮毛黄色(A)对灰色(a)呈显性,由常染色体上的一对等位基因控制的.有一位遗传学家在实验中发现含显性基因(A)的精子和含显性基因(A)的卵细胞不能结合.如果黄鼠与黄鼠(第一代)交配得到第二代,第二代老鼠自由交配一次得到第三代,那么在第三代中黄鼠的比例是( ) A. 4/9 B. 1/2 C. 5/9 D. 1 根据题干叙述，含显性遗传因子的精子和含显性遗传因子的卵细胞结合致死，则黄鼠的遗传因子组成没有AA，只有Aa. 配子法：

第一代： Aa × Aa

↓

AA（致死）、2/3 Aa、1/3 aa 配子类型：

↓

1/3 A

2/3 a

卵细胞

1/3A 1/3A 2/3a 1/9AA(致死) 2/9Aa 精子

2/3a 2/9Aa 4/9aa

因此：1/2 Aa

1/2 aa