【期中复习】人教版2019必修2023-2024学年高一下册生物 第1章 遗传因子的发现（知识点梳理）

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遗传因子的发现
第1节 孟德尔的豌豆杂交实验（一）
1．用豌豆做杂交实验易于成功的原因：（1）豌豆是自花传粉、闭花授粉，所以自然状态下豌豆都是纯种。（2）豌豆有多对易于区分的相对性状。（3）花大，易于操作。
2．人们将杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象，叫作性状分离。（P4）
3．孟德尔发现遗传定律用的研究方法是假说—演绎法，两大定律的适用范围：真核生物、有性生殖、细胞核遗传。
4．分离定律实质：减数分裂Ⅰ后期等位基因随同源染色体的分开而分离。
5．判断基因是否遵循两大定律的方法：花粉鉴定法、测交、自交、单倍体育种法。
6．孟德尔验证假说的方法是测交
7．测交实验结果能说明：F1的配子种类及比例、F1的基因型。
8．判断一对相对性状的显隐性方法是杂交；不断提高纯合度的方法是连续自交；判断纯合子和杂合子的方法是自交（植物常用）、测交（动物常用）。
9．孟德尔对分离现象提出的假说内容：（1）生物性状是由遗传因子决定的。（2）在体细胞中，遗传因子是成对存在的。（3）形成生殖细胞时，成对的遗传因子彼此分离，进入不同的配子。（4）受精时，雌雄配子的结合是随机的。（P5）
第2节 孟德尔的豌豆杂交实验（二）
1．孟德尔针对豌豆的两对相对性状杂交实验提出的“自由组合假设”：F1（YyRr）在产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子可以自由组合。这样F1产生的雌配子和雄配子各有4种：YR、Yr、yR、yr，它们之间的数量比为1∶1∶1∶1。（P10）
2．孟德尔用测交实验验证了其“自由组合假设”是正确的。（P11）
3．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。（P12）
4．自由组合定律实质：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。一对同源染色体上有很多个基因，一对同源染色体的相同位点的基因可能是等位基因或者相同基因。
5．孟德尔用豌豆做遗传实验取得成功的原因：
①选用了正确的实验材料：豌豆；②用统计学方法对结果进行分析；③科学地设计了实验的程序：试验→分析→假说→验证→结论，即假说—演绎法。④由一对到多对的研究思路；⑤用不同的字母代表不同的遗传因子，有利于逻辑分析遗传的本质。
6．两对相对性状杂交实验中的有关结论
（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上。
（2） F1减数分裂产生配子时，等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
（3）F2中有16种雌雄配子结合方式；9种基因型；4种表型，比例为9∶3∶3∶1。
7．约翰逊将孟德尔的“遗传因子”命名为“基因”，并且提出了基因型和表型的概念。基因型是性状表现的内在因素，表型是基因型的表现形式。（P15“本章小结”）
易错点1：混淆遗传学中常用的一些概念
精析：（1）性状类：相对性状、性状分离、显性性状、隐性性状（详见“回归教材1”）
（2）基因类：如下图所示，相同基因是指同源染色体相同位置上控制相同性状的基因,如图中A和A。等位基因是指同源染色体相同位置上控制相对性状的基因,如图中B和b、C和c、D和d。非等位基因是指一种位于同源染色体上不同位置,如A和b;另一种位于非同源染色体上的不同位置,如A和D。
（3）纯合子和杂合子:纯合子是指遗传因子组成相同的个体(如AA、aa、AABB、AAbb)。杂合子是指遗传因子组成不同的个体(如Aa、AaBB、AaBb、AAaa)。
（4）交配类:杂交是指基因型不同的同种生物体之间的交配（应用：探索控制生物性状的基因的传递规律；将不同的优良性状集中到一起，培育新品种；显隐性的判断）。自交:植物的自花(或同株异花)传粉;基因型相同的动物个体间的交配（应用：通过连续自交并筛选可能不断提高种群中显性纯合子的比例；用于植物纯合子、杂合子的鉴定）。测交是指杂合子与隐性纯合子之间的一种特殊方式的杂交（应用：用于测定待测个体的基因型、产生的配子类型及其比例）。正交与反交是相对而言的,正交和反交中的父本、母本互换（应用：常用于判断某待测性状是细胞核遗传还是细胞质遗传，基因在常染色体上还是在X染色体上）。自由交配是指在一个有性生殖的生物种群中,任何一个雌性或雄性个体与任何一个异性个体交配的机会均等。
由上述分析可看出，自交≠自由交配，自交强调的是相同基因型个体的交配，如基因型为AA、Aa群体中自交是指：AA×AA、Aa×Aa；自由交配强调的是群体中所有个体进行随机交配，如基因型为AA、Aa群体中自由交配是指：AA×AA、Aa×Aa、AA♀×Aa♂、Aa♀×AA♂。
另外，在选择交配类型时要注意：①动物一般不能选用自交法,一般选择杂交或测交。②豌豆等自花传粉和闭花受粉的植物自然状态下一般不能选用自由交配法,自然状态下可以选择自交,人为操作下可以选择杂交、测交等。
易错点2：误认为“杂合子产生雌雄配子数量相等”
精析：基因型为Aa的杂合子产生的雌配子有两种A∶a＝1∶1或产生的雄配子有两种A∶a＝1∶1，雌雄配子的数量不相等，一般来说，生物产生的雄配子数远远多于雌配子数。
错点3：符合基因分离定律并不一定就会出现特定性状分离比(针对完全显性)
精析：孟德尔豌豆杂交实验中，F2中3∶1的结果是在统计大量子代后才能得到；小样本不一定符合预期的分离比。另外，某些致死基因可能导致遗传分离比变化，如隐性致死、纯合致死、显性致死等。分离定律的致死问题常见的有：①隐性致死：隐性基因存在于同一对同源染色体上时，对个体有致死作用，如镰刀型细胞贫血症(红细胞异常，使人死亡)；植物中的白化基因，使植物不能形成叶绿素，从而不能进行光合作用而死亡。②显性致死：显性基因具有致死作用，如人的神经胶质症(皮肤畸形生长，智力严重缺陷，出现多发性肿瘤等症状)。显性致死又分为显性纯合致死和显性杂合致死，若为显性纯合致死，杂合子自交后代显：隐＝2：1。③配子致死：指致死基因在配子时期发生作用，从而不能形成有活力的配子的现象。④合子致死：指致死基因在胚胎时期或幼体阶段发生作用，从而不能形成活的幼体或个体的现象。
错点4：混淆假说演绎法中的“演绎推理”与“测交实验验证”
精析：“演绎推理”内容——如果假说正确，则F1的遗传因子组成为Dd。将F1代植株与矮茎豌豆杂交，则F1(Dd)能产生数量相等的两种配子(D∶d＝1∶1)，预期后代中高茎植株与矮茎植株的比例为1∶1(理论推测)。“实验验证”——完成测交实验(在大田中做种植杂交实验)。所以，“演绎”不同于测交实验，前者只是理论推导，后者则是在大田中进行测交实验。
错点5：混淆了孟德尔杂交实验F2中表型比（性状分离比）与基因型比而出错
精析：在孟德尔所做豌豆一对相对性状杂交实验中，F2中表型比（性状分离比）为显性（高茎）：隐性（矮茎）=3：1，即F2中，显性占3/4，隐性占1/4；F2中基因型比为DD:Dd:dd=1:2:1，即F2的显性中，纯合子占2/3，杂合子占1/3。
错点6：混淆“男孩患病”与“患病男孩”的计算
精析：(1)由常染色体上的基因控制的遗传病
①男孩患病概率＝女孩患病概率＝患病孩子概率。
以男孩患病概率为例推理如下：
男孩患病概率＝患病男孩/所有男孩＝（1/2患病孩子）/（1/2所有后代）＝患病孩子/所有后代＝患病孩子概率。
②患病男孩概率＝患病女孩概率＝患病孩子概率×1/2。
以患病男孩概率为例推理如下：
患病男孩概率＝患病男孩/所有后代＝（1/2患病孩子）/（所有后代）＝（患病孩子/所有后代）×1/2＝患病孩子概率×1/2。
(2)由性染色体上的基因控制的遗传病
①若病名在前、性别在后，则从全部后代(即XX＋XY)中找出患病男(女)，即可求得患病男(女)的概率。
②若性别在前、病名在后，求概率时只考虑相应性别中的发病情况，如男孩患病概率则是指所有男孩即(XY)中患病的男孩占的比例。
综上可知，“男孩患病”和“患病男孩”的概率问题若是在伴性遗传中，则患病与否与性别相联系，因此有别于常染色体遗传。
错点7：不熟悉一对等位基因杂合时连续自交、自由交配等不同交配方式产生子代中类型及比例而出错
精析：(1)杂合子Aa连续自交n代,产生的后代类型及其比例。如图表所示:
从上表可看出，一对等位基因杂合子连续自交，随自交代数增加，子代显性纯合子所占比例越大，这一原理常用于育种时选择具有优良性状的显性纯合子，如，“回归教材9、10”
（2）杂合子Aa连续自交,且逐代淘汰隐性个体,自交n代后,显性个体中,纯合子比例为显纯/(1-隐性)=(2n-1)/(2n+1),杂合子比例为杂合/(1-隐性)=2/(2n+1)。
(3)杂合子Aa连续自由交配n代,杂合子比例为1/2,显性纯合子比例为1/4,隐性纯合子比例为1/4。以后每代均为如此。
(4)杂合子Aa连续自由交配n代,且逐代淘汰隐性个体后,显性个体中,纯合子比例为n/(n+2),杂合子比例为2/(n+2)。
错点8：不明确果皮、种皮及胚、胚乳来源及相关性状统计时机
精析：(1)果皮(包括豆荚)、种皮分别由子房壁、珠被(母本体细胞)发育而来，基因型与母本相同。
(2)胚(由胚轴、胚根、胚芽、子叶组成)由受精卵发育而来，基因型与其发育成的植株相同。
(3)胚乳由受精极核发育而来，基因型为母本配子基因型的两倍加上父本配子基因型，如图表示：
(4)相关性状统计(欲统计甲、乙杂交后的F1性状)
①种子胚(如子叶颜色)和胚乳性状的统计：在本次杂交母本植株所结种子内直接统计即可。
②其他所有性状的统计(包括F1的种皮颜色、植株高矮、花的颜色、果皮的颜色或味道等)均需将上述杂交后所产生的种子种下，在新长成的植株中做相应统计。
错点9：对F2重组类型理解有误而出错
精析：(1)明确重组类型的含义：重组类型是指F2中与亲本表型不同新的性状组合，而不是出现了新的性状，也不是基因型与亲本不同的个体。
(2)含两对相对性状的纯合亲本杂交，F2中重组类型所占比例并不都是6/16。
①当亲本基因型为YYRR（黄色圆粒）和yyrr（绿色皱粒）时，F1基因型仍为YyRr（黄色圆粒），但F2中重组类型（3/16黄色皱粒、3/16绿色圆粒）所占比例是6/16。
②当亲本基因型为YYrr（黄色皱粒）和yyRR（绿色圆粒）时，F1基因型仍为YyRr（黄色圆粒），但F2中重组类型（9/16黄色圆粒、1/16绿色皱粒）所占比例是1/16+9/16=10/16。
错点10：不能灵活运用孟德尔实验中F2出现相关表型比的条件
精析：(1)孟德尔豌豆杂交实验中F2出现3∶1的分离比的条件是:①所研究的该对相对性状只受一对等位基因控制,且相对性状为完全显性。②每一代不同类型的配子都能发育良好,且不同配子结合机会相等。③所有后代都处于比较一致的环境中,且存活率相同。④供实验的群体要大,个体数量要足够多。
(2)孟德尔豌豆杂交实验中F2出现9∶3∶3∶1的表型比的条件是:①所研究的每一对相对性状只受一对等位基因控制，而且等位基因要完全显性。②不同类型的雌、雄配子都能发育良好，且受精的机会均等。③所有后代都应处于比较一致的环境中，而且存活率相同。④供实验的群体要足够大，个体数量要足够多。
错点11：误认为“只要符合基因分离定律就一定符合自由组合定律”
精析：如某一个体的基因型为AaBb，两对非等位基因(A、a、B、b)位置可包括：

无论图中的哪种情况，两对等位基因各自分别研究，都遵循基因分离定律，但只有两对等位基因分别位于两对同源染色体上(或独立遗传)时，才遵循自由组合定律。因此遵循基因分离定律不一定遵循自由组合定律，但只要遵循基因自由组合定律就一定遵循基因分离定律。
错点12：误认为“雌雄配子的随机结合就是自由组合”
精析：配子的随机结合发生在受精过程中，配子的随机结合不是基因的自由组合，基因的自由组合发生在减数第一次分裂过程中，而不是受精作用时。
错点5：不明确“9∶3∶3∶1”变式出现的原因而出错
精析：要从根本上理解并灵活运用子代表型比偏离“9∶3∶3∶1”类问题，首先需明确“9∶3∶3∶1”对应的各种基因型、表型等（详见“回归教材4”），在此基础上，再掌握下面两大类特殊比的成因。
第一类：“和”为16的特殊比的成因
(1)基因互作
(2)显性基因累加效应
①表现：
F1(AaBb)―→eq \f(自交, )5种表现型，比例为1∶4∶6∶4∶1eq \f(测交, )3种表现型，比例为1∶2∶1
②原因：A与B的作用效果相同，但显性基因越多，其效果越强。
第二类：“和”小于16的特殊比的成因
强调：在有些题目中需确定致死原因或类型，对些可根据下列方法推导：
当出现致死效应时，应首先将异常的性状分离比与正常的性状分离比进行比较，以确定致死效应的类型。当出现合子致死时，先不考虑致死效应，直接分析基因型的遗传，最后将致死的合子去掉即可；当出现配子致死时，则在分析基因型时就要去掉致死的配子，然后推出后代的基因型及比例。
①从每对相对性状分离比角度分析，如：
6：3：2：1⇒(2：1)(3：1)⇒一对显性基因纯合致死。
4：2：2：1⇒(2：1)(2：1)⇒两对显性基因纯合致死。
②从F2每种性状的基因型种类及比例分析，如BB致死：
Fn
杂合子
纯合子
显性纯
合子
隐性纯
合子
显性性
状个体
所占
比例
(1/2)n
1-(1/2)n
1/2-(1/2)n+1
1/2-(1/2)n+1
1/2+(1/2)n+1