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第四章
生物的遗传和变异
第二节
性状的遗传
“牛羊同食原上草,各自生仔不相淆。”人类很早以前就认识到,自然界中的生物都具有独特且代代相传的形态结构及生活习性,并利用这一现象驯养动物、栽培植物。随若科学的发展,人们逐渐发现了其中的奥秘, 并认识到生物这些基本特征的遗传是在基因的控制下完成的。你知道基因与性状之间的关系吗?
学习目标
1、举例说出身边生物的性状和相对性状。
2、举例说出生物的性状是由基因控制的。
3、通过研究“豌豆花色的遗传”“果蝇翅形遗传”,尝试写出遗传图解,并能根据图解说出亲代与子代的基因组成和性状表现。
生物的性状
性 状:
(1)概念:
生物的形态、结构、生理特征和行为方式统称为性状。
例如,兔的毛色、南瓜的果皮颜色、小麦芒的有无、鸡冠的形状等都是性状。
(2)类型:
①形态结构:
②生理特征:
③行为方式:
如羊的毛色、形状,小麦有无芒等肉眼可见。
如李子的味道、人的血型、种子成分含量等肉眼不可见。
如蜘蛛结网、鸟的迁徙、左右手嵌合等。
相对性状
生物体的每一种性状,往往有不同的表现类型。
(1)概念:
在遗传学上,把同种生物同一性状的不同表现类型称为相对性状。
(2)判断三要点:
“两同”
“一不同”
同种生物
同一性状
不同表现类型
人
眼皮
单眼皮
双眼皮
特别提醒
1、生物相对性状的判断:“两同一不同”,即同种生物、同一性状、不同表现类型。
2、同一性状不同表现类型不是指只有两种性状。如兔的毛色有白色、黑色、褐色、灰色等,它们之间互为相对性状。
判断下列性状是否属于相对性状,为什么?
1.羊的白毛和牛的黑毛
2.家兔的短毛和白毛
3.番茄的黄果和红果
4.圆滑的豌豆和皱缩的豌豆
否、不是同种生物
否,不是同种性状
是
是
5. 豌豆的高茎和蚕豆的矮茎
6. 人的身高和体重
7. 狗的短毛和卷毛
否、不是同种生物
否,不是同种性状
否,不是同种性状
随堂练习
1、下列各组生物性状中,不属于相对性状的是( )
A.羊的黑毛和短腿
B.小刚的A型血和小强的B型血
C.番茄的红色果皮和黄色果皮
D.小麦的高杆和矮杆
A
2、下列各对生物性状中,属于相对性状的是( )
A.狗的短毛和狗的卷毛
B.波斯猫的蓝眼和棕眼
C.豌豆的红花和豌豆的高茎
D.羊的黑毛和兔的白毛
B
3、下列人的性状中,不属于相对性状的是( )
A.A型、B型、O型、AB型血
B.惯用左手和惯用右手
C.卷发和黑发
D.黄皮肤和黑皮肤
C
4、杜鹃不筑巢、不孵卵也不育雏,这些行为全由义父母代劳。如图为苇莺在精心喂食杜鹃的雏鸟,对苇莺的这种行为解释正确的是( )
①先天性行为 ②由环境因素决定
③学习行为 ④由遗传物质决定
A.①② B.②③
C.①④ D.③④
C
基因与性状遗传
每一种生物的不同个体之间都有很多相对性状,这些性状在亲代和子代之间的遗传都有一定规律的。
分析讨论
在生物体的许多性状中,选择一对相对性状进行杂交实验,对其在亲代与子代中的表现进行对比分析,找出其中的相互联系,是学习和研究性状遗传的基本方法。豌豆和果蝇是研究植物和动物性状遗传的常用材料。图 4.4-6 和图4.4-7分别是豌豆和果蝇的某一性状在亲代与子代的表现。请根据以下资料分析有关问题。
1.在图示的遗传实验中,分别研究了豌豆和果蝇的哪一对相对性状
2.相对性状在豌豆和果蝇的亲代与子代之间是怎么传递的
相关连接
孟德尔与豌豆性状遗传实验
孟德尔(Gregor Johann Mendel) 是一位奥地利修道士。从 1856 年开始,他进行了长达 8年的豌豆杂交实验,从中发现了重要的遗传规律,并将研究成果整理成论文《植物杂交实验》发表,被公认为遗传学的奠基人。
孟德尔成功的主要原因之一是选取豌豆做实验材料。豌豆是严格的自花传粉植物,在自然状态下容易控制外界因素对实验的干扰,且豌豆的相对性状明显,是杂交实验的好材料。
一、性状的控制:
生物的性状是由染色体上的基因控制的。
1、基因的存在形式:
染色体在生物体细胞内是成对存在的。因此,基因也是成对存在的。在形成生殖细胞时,母细胞通过减数分裂,成对的染色体会分开,染色体上的基因也随之分开,分别分配到两个不同的生殖细胞中。
因此,基因在生殖细胞中成单存在。
2、显性性状与隐性性状:
在性状遗传的过程中,亲代的性状有的能够在后代中表现出来,有的则不能表现出来。在后代中表现出来的性状叫显性性状;没有表现出来的叫隐性性状。
如豌豆花色,紫色是显性性状、白色是隐性性状。
3、显性基因与隐性基因:
根据性状在亲代和子代中的表现规律,我们把相对性状分为显性性状和隐性性状。
控制显性性状的基因叫做显性基因。
如控制花色为紫色的基因是显性基因,控制花色为白色的基因是隐性基因。
(1) 概念及事例:
显性基因 通常用大写英文字母表示,如A;
隐性基因 通常用小写英文字母表示,如a。
(2) 表示方法:
是指某一生物个体全部基因组合的总称。它反映生物体的遗传构成,即从双亲获得的全部基因的总和。遗传学上指控制某一性状的基因组合。
(1) 概念:
基因型:
4、基因型与表现型:
指生物个体表现出来的性状,是基因和环境共同作用的结果。例如豌豆的高茎和矮茎。
表现型:
倘若细胞内控制某性状的一对基因为 AA或Aa,该生物个体就表现为显性基因 A所控制的性状,即显性性状;
当细胞内控制某性状的一对基因为 aa 时,该个体表现的就是隐性性状。
(2) 基因型与表现型的关系:
表现型=基因型+环境
表现型相同:基因型不一定相同。
基因型相同:环境相同,表现型相同。
环境不同,表现型不一定相同。
配对的两条染色体,在形状、结构和大小一般都相同,一条来自父方,一条来自母方,叫做同源染色体。
5、同源染色体:
6、等位基因:
(1) 概念:
在同源染色体同一(对等位置)位置上,控制一对相对性状的基因,称为等位基因。
(2)表示方法:
(3)画法:
用同一英文字母表示,显性基因用大写字母,隐性基因用小写字母。例如:AA Aa aa
二、性状的遗传 :
假设长翅果蝇体细胞内的基因组成是 AA,残翅果蝇体细胞内的基因组成是aa,它们所产生的生殖细胞的基因组成分别是 A、a,这两只果蝇交配后就能繁殖出长翅果蝇(图 4.4-9)。
假设雌、雄长翅果蝇体细胞内的基因组成都是 Aa,它们都会产生两种类型的生殖细胞,其基因组成分别为 A、a。这两只果蝇交配后,就能繁殖出长翅和残翅两种类型的果蝇(图4.4-10)。
1. 基因的传递:
在生殖过程中,亲代的基因随样染色体传递给子代,并控制看子代的性状表现。正是由于基因在亲代和子代之间的传递,才使得生物的特征具有相对稳定性。这也足桩种生物的固有特征能够代代相传的根本原因。
亲代是通过生殖细胞把基因传递给后代的。在生殖细胞的形成过程中,通过减数分裂,成对同源染色体分开,平均分配到不同的生殖细胞中。当精卵结合形成受精卵时,又恢复到与亲代相同数目的染色体。这样亲代通过生殖细胞把染色体上的基因传递给后代,并控制着子代的性状表现。
特别提醒
1、在形成精子和卵细胞的过程中,染色体(基因)都减半。并不是任意一半,而是成对的同源染色体分开,分别进入两个不同的生殖细胞中。
2. 生殖过程中染色体、DNA和基因数目的变化规律:
2、性状的遗传:
(1) 已知:控制白花的为隐性基因a,控制紫花的为显性基因A,用显性纯种和隐性纯种杂交,F1中只出现显性性状。
亲代
生殖细胞
后代
后代性状
紫花 白花
AA aa
A
a
Aa
紫花
×
具有相对性状的纯合亲本杂交,子一代中显性出来的那个亲本的形状,就是显性性状。
反之,具有相对性状的亲本杂交,子一代中只显示一个亲本的形状,则这个亲本的形状就是显性性状;
且 这个亲本为显性基因纯合体,另一个亲本为隐性基因纯合体。
显性纯种(AA)和隐性纯种(aa)杂交F1中只出现显性性状
具有相对性状的纯合亲本杂交,子一代中显示出具有显性性状的亲本的形状。后代基因型均为Aa。
(2) 已知:控制白花的为隐性基因a ,控制紫花的为显性基因A,用显性杂种和隐性纯种杂交,F1中即出现显性性状又出现隐性性状,且比例为1∶1。
亲代
生殖细胞
后代
后代性状
紫花 白花
Aa aa
A a
a
Aa
紫花 白花
具有相对性状的两个亲本杂交,子一代中显示出两个亲本的性状,且比例为1∶1,则两个亲本的基因型为:Aa × aa.
aa
×
显性杂合体 (Aa) 与隐性基因纯合体(aa) 杂交,后代出现两个亲本的性状
具有相对性状的两个亲本杂交,子一代中显示出两个亲本的形状,且比例为1∶1,后代的基因型为:Aa、aa。
反之,若具有不同性状的亲本杂交,后代出现两个亲本的性状,且性状比例为1∶1,则两个亲本的基因型为:Aa × aa 。
若已知一个亲本为隐性性状,则另一个亲本为杂合体。
(3) 已知:控制白花的为隐性基因a,控制紫花的为显性基因A,用显性杂合体进行自交,F1中即出现显性性状又出现隐性性状,后代基因型 AA∶Aa∶aa=1∶2∶1。
亲代
生殖细胞
后代
后代性状
紫花 白花
Aa Aa
A a
A a
Aa
紫花 紫花 紫花 白花
两个具有相同性状的亲本杂交,子一代中出现了性状分离,则分离出来的那个性状为隐性性状。且显阴性状比例为3∶1。
aa
Aa
AA
×
杂合体(Aa)之间的杂交,其后代出现性状分离。
两个具有相同性状的亲本杂交,子一代中出现了性状分离,则分离出来的那个性状为隐性性状。显阴性状比例为3∶1,后代基因型 AA∶Aa∶aa=1∶2∶1.
反之,亲本性状相同,后代出现性状分离,则新出现的性状为隐性性状。两个亲本基因组成均为Aa。
特别提醒
友情提示:写遗传图解应注意以下几点:
1、左边要注明亲代基因、生殖细胞基因、后代基因、性状表现四项内容。
2、亲代之间的杂交符号(×)不能遗漏。
3、用箭头表示基因在体细胞、生殖细胞和受精卵之间的传递过程。
4、用题目中给出的大小写英文字母表示基因的显、隐性。
随堂练习
1、无花果有红色和黄色之分,如果红色由显性基因(T)控制,现用两种红色无花果进行杂交实验,结果如图。该实验亲代的基因型分别是( )
A.TT、TT B.TT、Tt
C.Tt、TT D.Tt、Tt
D
2、若樱桃果皮红色(D)对黄色(d)为显性,现将黄果樱桃(dd)的枝条嫁接到红果樱桃(DD)植株上,嫁接的枝条成活后所结果实的颜色及果皮的基因组成是( )
A.红色,DD B.红色,Dd
C.黄色,Dd D.黄色,dd
D
3、有的人一次性饮用大量牛奶后,会出现腹泻、腹胀等乳糖不耐受症状(如图),这是因为体内缺少乳糖酶所致。先天性乳糖不耐受症属于常染色体隐形遗传,乳糖耐受为显性性状,乳糖不耐受为隐性性状(用A、a表示)。现有一对夫妇,父亲为乳糖不耐受,母亲为乳糖耐受,他们
已有一个乳糖不耐受的女儿。那么,他们再
生一个乳糖耐受儿子的可能性是( )
A.0 B.25% C.50% D.100%
B
4、如图为遗传学之父—孟德尔的豌豆杂交实验的部分过程示意图,有关分析错误的是( )
A.高茎与矮茎为豌豆同一性状的不同表
现形式
B.子一代豌豆体细胞中控制高茎的基因
单个存在
C.子一代与亲本中的高茎个体基因组成相同
D.子一代豌豆自交后代表现为高茎的几率较大
C
5、遗传学家把同种生物同一性状的不同表现形式称、为相对性状。下列叙述正确的是( )
A.控制相对性状的基因携带有相同的遗传信息
B.具有隐性性状的个体只能产生一种类型的生殖细胞
C.具有显性性状的个体自交,其子代只表现显性性状
D.具有相对性状的两亲本杂交,后代只表现显性性状
B
6、双、单眼皮为一对相对性状(用A、a字母表示),单眼皮的夫妇生育不出双眼皮的孩子。一对双眼皮的夫妇生育了一个单眼皮的孩子,你认为孩子母亲的基因型应是( )
A.AA B.Aa
C.aa D.AA或Aa
B
7.人的棕眼和蓝眼是由一对基因控制的。 如图表示一个家族眼色的遗传情况。下列叙述错误的是( )
A.由个体3、4、10可推断,棕眼是显性性状
B.如果个体5和6再生一个孩子,孩子可能为蓝眼
C.个体3和4再生一个蓝眼男孩的可能性是
D.从含性染色体来说,个体8会产生两种类型的精子
8. 为了探究有耳垂和无耳垂到底是怎么遗传的,同学们利用假期分组做了一个调查,结果如下表(相关基因用A和a表示),下列说法错误的是( )
A.第一组的父母的基因组成一定都是Aa
B.第三组的父母的基因组成一定都是aa
C.根据第一组可以判断出无耳垂是隐性性状
D.第二组中有耳垂孩子的基因组成一定都是Aa
9. 人的棕眼和蓝眼是由一对基因控制的,显性基因用D表示,隐性基因用d表示。如图一是一个家庭眼睛颜色的遗传系谱,据图一回答:
(1)人的棕眼和蓝眼称为一对___________,其中显性性状是_______。
(2)第三代6号的基因组成为dd,他的两个d基因分别来自于第二代中的_____号和_____号。
相对性状
棕色
3
4
(3)第一代2号的基因组成为_____,第二代5号的基因组成为_____。
dd
Dd
巩固提高
1. 有些同学认为,“安康羊的短腿与安康羊的长腿”和“安康羊的白毛与兔的黑毛”都可以看作是相对性状。你认同他们的观点吗 为什么
不认同。“安康羊的短腿与安康羊的长腿”是一对相对性状;“安康羊的白毛与兔的黑毛”不是一对相对性状,因为安康羊和兔不是同一种生物。
2. 人的有耳垂(D)和无耳垂(d) 是一对相对性状。若一对夫妇都有耳垂且基因组成均为 Dd,请分析回答:
(1) 这对夫妇分别能产生几种类型的生殖细胞
两种,一种是含D的生殖细胞,一种是含d的生殖细胞。
(2) 这对夫妇的子女中有几种可能的基因组成?
三种,即 DD;Dd;dd。
(3) 尝试写出这对夫妇及其子女的遗传图解。
亲代 有耳垂(父亲) 有耳垂(母亲)
Dd Dd
生殖细胞 D d D d
子代 DD Dd Dd dd
有耳垂 有耳垂 有耳垂 无耳垂
3. 玉米能产生叶绿素是由于它拥有显性基因 (B),而隐性基因(b) 则令玉米丧失产生叶绿素的能力。将两株绿色玉米杂交后,收集种子种植。在 935粒成功萌发的种子中,有 705 粒发育成绿色幼苗,余下的则不是绿色的。
请尝试利用遗传图解的方式,说明亲代及其子代中各个体的基因组成。
生物的性状由基因控制,基因有显性和隐性之分,当细胞内控制某种性状的一对基因都是显性基因或一个是显性一个是隐性基因时,生物体表现出显性基因控制的性状;当控制某种性状的基因都是隐性时,隐性基因控制的性状才会表现出来,亲代都是绿色,后代出现了非绿色说明非绿色是隐性性状,绿色为显性性状,其完整的遗传图解是:
亲代
生殖细胞
子代
绿色 绿色
Bb Bb
B b
B b
Bb
绿色 绿色 绿色 非绿色
bb
Bb
BB
×
课堂小结
性状的遗传
生物的性状
基因与性状的遗传
性状
相对性状
性状的遗传现象
基因的传递
相对性状分类
显、阴性基因
性状的遗传规律