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(新高考)高考生物一轮复习课件第五单元第1课基因的分离定律(含解析)
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这是一份(新高考)高考生物一轮复习课件第五单元第1课基因的分离定律(含解析)，共60页。PPT课件主要包含了核心概念·自查，自花传粉，开花前，花蕾期，防止外来花粉，等位基因随同源染色体，减数第一次分裂后期，细胞核，关键能力·进阶，基因类概念辨析等内容，欢迎下载使用。
【概念导图】一图知全局
【概念梳理】闭书测基础 1.孟德尔遗传实验的科学方法:(1)豌豆作为杂交实验材料的优点①在传粉方面表现为_____传粉,闭花受粉→保证自然状态下都是___种。②在性状方面表现为具有易于区分且能_______________________。③在操作方面表现为花大,便于进行人工异花授粉操作。
稳定地遗传给后代的性状
(2)用豌豆做杂交实验的方法
①人工异花传粉的步骤为___________________________。②去雄是指除去未成熟花的全部雄蕊,其目的是防止_________;应在________________进行。③套袋的目的是_____________干扰,从而保证杂交得到的种子是人工传粉后所结。④异花传粉时,父本是指提供_____的植株;母本是指_____花粉的植株。
去雄→套袋→人工传粉→套袋
2.“假说—演绎”法对一对相对性状杂交实验的分析:
3.分离定律的实质:(1)细胞学基础(如图所示)
(2)分离定律实质:_____________________分开而分离。(3)发生时间:___________________。(4)适用范围①_____(填“真核”或“原核”)生物_____(填“无性”或“有性”)生殖的_______(填“细胞核”或“细胞质”)遗传。②___对等位基因控制的___对相对性状的遗传。
【概念辨析】全面清障碍 1.判断下列有关一对相对性状杂交和测交实验的叙述:(1)豌豆杂交实验中“去雄套袋”应处理的对象是父本,去雄应在雌蕊刚刚成熟时进行。( )分析: “去雄套袋”应处理的对象是母本,除去未成熟母本 的雄蕊,套袋处理,成熟后授予父本花粉。(2)在对实验结果进行分析时,孟德尔用了数学统计学的方法。( )(3)因为F2出现了性状分离,所以该实验能否定融合遗传。( )(4)F1测交子代表现型及比例能直接真实地反映出F1配子种类及比例,但无法推测被测个体产生配子的数量。( )
2.判断下列有关一对相对性状杂交实验的“假说—演绎法”的叙述:(1)F1自交后代出现性状分离现象,分离比为3∶1属于观察现象阶段。( )(2)孟德尔的豌豆杂交实验中,演绎过程就是孟德尔用F1与矮茎杂交得到30株高茎和34株矮茎的过程。( )分析: 演绎过程不等于测交实验,前者只是理论推导,后者则是进行杂交实验的过程。(3)“生物的性状是由遗传因子决定的;体细胞中遗传因子成对存在;配子中遗传因子成单存在;受精时,雌雄配子随机结合”属于假说内容。( )
(4)孟德尔在一对相对性状的遗传实验中提出了性状是由染色体上的遗传因子控制的假说。( )分析:孟德尔只是提出生物的性状是由遗传因子决定的,至于遗传因子的位置并未给出。另外,基因在染色体上这部分内容是由萨顿利用类比推理法提出推论,由摩尔根等人通过实验来证实的。
3.判断下列相关概念的辨析叙述:(1)小芳的直发和小美的短发、兔的长毛与黑毛都是一对相对性状。( )分析:相对性状是指同一性状的不同表现类型,即直发与卷发,长毛与短毛。(2)“F1的短毛雌兔与短毛雄兔交配,后代中既有短毛兔又有长毛兔”体现出性状分离现象。( )(3)两个个体的身高不相同,二者的基因型可能相同,也可能不相同。( )(4)测交和自交都可以用来判断某一显性个体的基因型,也都可以用来判断一对相对性状的显隐性。( )分析:一般来说,自交是对于植物来说最简便的检测个体基因型的方法,测交适用于动物,但不能用测交来判断一对相对性状的显隐性。
(5)杂合子不能稳定遗传,自交后代会出现性状分离现象。( )(6)具有隐性基因的个体一定表现为隐性性状,具有显性基因的个体一定表现为显性性状。( )分析:含有隐性基因的个体可以是隐性纯合子,也可以是显性杂合子。
【概念活用】教材命题源1.教材必修2P4杂交实验改编:选有角牛和无角牛杂交,后代既有有角牛又有无角牛,能否确定有角和无角这对相对性状的显隐性?若能,请阐明理由;若不能,请提出解决方案。提示:不能。可选用多对有角牛和有角牛杂交或多对无角牛和无角牛杂交,若后代发生性状分离,则亲本性状为显性性状。
2.教材必修2 P5改编:孟德尔豌豆杂交实验中F2出现3∶1的分离比的条件是什么?提示: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。
考点一 分离定律的发现及应用 【典例精研引领】玉米(2N=20)是雌雄异花、雌雄同株的作物。自然状态下的玉米可以在植株间相互传粉,也可以同株异花传粉(自交)。请回答:(1)在杂交过程中,玉米相对于豌豆可以省去 环节,在开花前直接对雌、雄花序进行 处理即可。 (2)玉米的高茎对矮茎为显性。为研究一纯合高茎玉米植株的果穗上所结籽粒全为纯合子、全为杂合子还是既有纯合子又有杂合子,某同学选取了该玉米
果穗上两粒种子作为亲本,单独隔离种植,分别收获两植株上的所有种子,然后再分别单独种植,观察、记录并分别统计子一代植株的株高。子一代全为高茎,他就判断该玉米果穗所有籽粒为纯合子,可老师认为他的结论不科学,理由是_________________________________________________________________。请以该果穗为实验材料,写出科学的实验思路: __________________________________________________________________________________________。
预期现象及结论:①若子一代全为高茎,则说明 _______________________________________; ②若全部亲本的子一代都既有高茎又有矮茎,则说明 ___________________; ③若部分亲本的子一代全为高茎,另一部分亲本的子一代既有高茎又有矮茎,则说明 ____________________________________________________________________________________________________________________________。
【名师授法解题】抓题眼练思维
【解析】(1)玉米(2N=20)是雌雄异花植物,因此在杂交过程中,玉米相对于豌豆可以省去去雄环节,在开花前直接对雌、雄花序进行套袋处理即可。(2)玉米的高茎对矮茎为显性。为研究一纯合高茎玉米植株的果穗上所结籽粒全为纯合子、全为杂合子还是既有纯合子又有杂合子,某同学选取了该玉米果穗上两粒种子作为亲本,分别统计子一代植株的性状。子一代全为高茎,他就判断该玉米果穗所有籽粒为纯合子,但由于选择的样本太少,实验具有一定的偶然性,不能代表全部籽粒的基因型,故其结论不科学。为减少实验的偶然性,可设计实验如下:用该玉米果穗所有籽粒作为亲本,单独隔离种植,观察、记录并
分别统计子一代植株的高茎、矮茎个体数量。预期现象及结论:①若子一代全为高茎,说明该玉米果穗所有籽粒全是纯合子;②若全部亲本的子一代都既有高茎又有矮茎,说明该玉米果穗上的籽粒全是杂合子;③若部分亲本的子一代全为高茎,另一部分亲本的子一代既有高茎又有矮茎,说明该玉米果穗上的籽粒既有纯合子也有杂合子。
答案:(1)去雄 套袋(2)选择的样本太少,实验具有一定的偶然性,不能代表全部籽粒的基因型 用该玉米果穗所有籽粒作为亲本,单独隔离种植,分别统计子一代植株的高茎、矮茎个体数量①该玉米果穗所有籽粒全是纯合子②该玉米果穗上的籽粒全是杂合子③该玉米果穗上的籽粒既有纯合子也有杂合子
【母题变式延伸】核心素养新命题 (1)如果题干中不是玉米,而是豌豆,则如何使其杂交呢?(科学思维:比较与分类)提示:豌豆是自花传粉、闭花受粉植物,人工杂交实验过程中需要在母本花蕾期去雄。基本操作如下:开花前去雄→套袋→传粉→套袋。
(2)杂种优势是指杂合子表现出来的性状优于纯系品种的现象。若制取杂种高茎玉米种子应注意哪些问题?提示:①要选取纯种高茎和矮茎单独隔离种植。②开花前对所有的雌、雄花序进行套袋。③以高茎为母本,以矮茎为父本(或以高茎为父本,以矮茎为母本)进行人工杂交,收获所结的种子即为所要制取的杂种高茎种子。
【知能素养提升】 各核心概念之间的联系:(科学思维:比较、归纳)
1.性状类概念辨析:(1)性状是指生物体所有特征的总和,任何生物都有许许多多的性状。(2)相对性状的理解要点。“两个同”:同种生物、同一种性状;“一个不同”:不同表现型。(3)显性性状:具有相对性状的两纯种亲本杂交,子一代表现出的亲本性状。(4)隐性性状:具有相对性状的两纯种亲本杂交,子一代未表现出的亲本性状。(5)性状分离:在杂交后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象。
(1)显性基因:决定显性性状的基因,如图中A、B、C和D。(2)隐性基因:决定隐性性状的基因,如图中b、c和d。(3)相同基因: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。(4)等位基因:同源染色体的同一位置上控制相对性状的基因,如图中B和b、C和c、D和d。(5)非等位基因(有两种情况):一种是位于非同源染色体上的非等位基因,如图中A和D;还有一种是位于同源染色体上的非等位基因,如图中A和b。
3.个体类概念辨析:(1)基因型与表现型①基因型:与表现型有关的基因组成。②表现型:生物个体表现出来的性状。③二者的关系:在相同的环境条件下,基因型相同,表现型一定相同;在不同环境中,即使基因型相同,表现型也未必相同。表现型是基因型与环境共同作用的结果。
(2)纯合子与杂合子①纯合子:遗传因子组成相同的个体(如DD、dd、AABB、AAbb)。②杂合子:遗传因子组成不同的个体(如Dd、AaBB、AaBb)。
4.交配类概念辨析:(1)杂交:基因型不同的同种生物体之间相互交配。(2)自交:①植物的自花(或同株异花)受粉;②基因型相同的动物个体间的交配。(3)测交:杂合子与隐性纯合子之间的一种特殊方式的杂交。(4)正交与反交:是相对而言的,正交中的父本和母本分别是反交中的母本和父本。(5)自由交配(或随机交配):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。
【热点考向演练】考向一 结合遗传学相关概念,考查生命观念1.(2020·合肥模拟)下列对遗传学概念的解释,不正确的是( )A.性状分离:杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象B.纯合子:成对的基因组成相同的个体C.显性性状:两个亲本杂交,子一代中显现出来的性状D.等位基因:位于同源染色体的相同位置上,控制相对性状的基因
【解析】选C。相对性状是指同种生物的同一性状的不同表现类型,具有相对性状的纯合亲本杂交,F1表现出来的性状是显性性状,不表现出来的性状是隐性性状,C错误。
2.下列鉴定生物遗传特性的方法中,不合理的是( )A.鉴定一只灰毛兔是否是纯合子用测交B.区分狗的长毛与短毛的显隐性关系用杂交C.不断提高小麦抗病系的纯度宜用连续自交D.测定杂种豌豆F1的遗传因子组成宜用杂交
【解析】选D。鉴定一只具有显性性状的动物是否是纯合子可用测交法,A项正确;区分狗的长毛与短毛的显隐性关系可用杂交法,B项正确;用自交法可不断提高小麦抗病品种的纯度,因为杂合子自交后代能出现显性纯合子,并淘汰隐性个体,C项正确;测定杂种豌豆F1的遗传因子组成宜用测交法,D项错误。
考向二 结合孟德尔的实验方法,考查科学方法的运用能力3.(2021·赣州模拟)下列有关孟德尔的一对相对性状豌豆杂交实验中提出的假说的叙述,正确的是( )A.基因在染色体上是孟德尔提出假说的依据B.形成配子时,成对的遗传因子彼此分离是孟德尔假说的内容之一C.孟德尔提出的假说能成功解释性状分离现象,从而证明假说正确D.亲本产生的雄配子和雌配子数量相等,且随机结合
【解析】选B。孟德尔所在的年代还没有基因一词,也不知道基因位于染色体上,基因位于染色体上是由萨顿提出的,A错误;形成配子时,成对的遗传因子彼此分离是孟德尔假说的内容之一,B正确;孟德尔提出的假说能成功解释性状分离现象,但这不能证明假说正确,孟德尔通过测交实验验证假说正确,C错误;亲本产生的雄配子和雌配子数量不相等,雄配子数量要远多于雌配子,D错误。
4.(2020·福州模拟)假说—演绎法是现代科学研究中常用的一种科学方法,下列属于孟德尔在发现分离定律时的假说的内容是( )A.子一代自交,后代出现3∶1的性状分离比B.受精时,雌雄配子的结合是随机的,雌雄配子的数量比例为1∶1C.生物体产生配子时,成对的遗传因子随着同源染色体的分离而彼此分离D.生物的性状是由遗传因子决定的,这些因子就像独立的颗粒,不会相互融合
【解析】选D。子一代自交,后代出现3∶1的性状分离比属于实验现象,A错误;雌雄配子的数量不相等,B错误;生物体产生配子时,成对的遗传因子彼此分离,孟德尔未涉及“同源染色体分离”的观点,C错误;生物的性状是由遗传因子决定的,这些因子就像独立的颗粒,不会相互融合,这属于假说内容,D正确。
考向三 结合分离定律的实质与验证,考查科学探究能力5.(2019·全国卷Ⅲ)玉米是一种二倍体异花传粉作物,可作为研究遗传规律的实验材料,玉米籽粒的饱满与凹陷是一对相对性状,受一对等位基因控制。回答下列问题。(1)在一对等位基因控制的相对性状中,杂合子通常表现的性状是______________。 (2)现有在自然条件下获得的一些饱满的玉米籽粒和一些凹陷的玉米籽粒,若要用这两种玉米籽粒为材料验证分离定律,写出两种验证思路及预期结果。
【解析】(1)杂合子同时含有显性基因和隐性基因,由于显性基因的显性作用,隐性基因不能表达,所以杂合子表现为显性性状。(2)获得的饱满玉米籽粒和凹陷玉米籽粒中,必有一种类型为隐性性状,为隐性纯合子,则另一种类型为显性性状,为显性纯合子或杂合子。有下面两种思路验证基因的分离定律:第一种思路:让其分别自交,若某一类型后代出现两种表现型,且比例为3∶1,则证明这对相对性状的遗传遵循分离定律;若其后代均未出现性状分离,则二者皆为纯合子,可让二者杂交得F1,然后让F1自交得F2,若F2出现两种表现型,且比例为3∶1,则证明这对相对性状的遗传遵循分离定律。第二种思路:让其先杂交,
若后代出现两种表现型,且比例为1∶1,则证明这对相对性状的遗传遵循分离定律;若后代只出现一种表现型,则说明双亲均为纯合子,F1为杂合子,让F1自交,若F2出现两种表现型,且比例为3∶1,则证明这对相对性状的遗传遵循分离定律。
答案:(1)显性性状 (2)验证思路及预期结果:①两种玉米分别自交,若某些玉米自交后,子代出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律。②两种玉米分别自交,在子代中选择两种纯合子进行杂交,F1自交,得到F2,若F2中出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律。③让籽粒饱满的玉米和籽粒凹陷的玉米杂交,如果F1都表现一种性状,则用F1自交,得到F2,若F2中出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律。④让籽粒饱满的玉米和籽粒凹陷的玉米杂交,如果F1表现两种性状,且表现为1∶1的性状分离比,则可验证分离定律。
【加固训练·拔高】(2020·青岛模拟)多瓦夫兔毛色有黑、灰、黄和白四种,分别由基因PA、PB、PC、PD控制。某兴趣小组为确定控制毛色基因的显隐性关系,取多只毛色纯合个体分别与其他毛色纯合个体杂交,并形成6组杂交组合(不考虑正反交),子代毛色有3组为黑毛,2组为灰毛,1组为黄毛。 下列相关分析正确的是( )A. PA分别对PB、PC、PD为显性B.该种群决定毛色的基因型有6种C. PA、PB、PC、PD在同源染色体上位置不同D.基因型为PAPB与PCPD的个体杂交,子代毛色有3种
【解析】选A。由于杂交子代毛色有3组为黑毛,2组为灰毛,1组为黄毛,所以可判断PA分别对PB、PC、PD为显性,A项正确;该种群决定毛色的基因型有4+3+2+1=10种,B项错误;PA、PB、PC、PD在同源染色体上位置相同,属于复等位基因,C项错误;基因型为PAPB与PCPD的个体杂交,子代毛色只有黑毛和灰毛2种,D项错误。
考点二 分离定律的题型归纳【典例精研引领】(2019·全国卷Ⅱ)某种植物的羽裂叶和全缘叶是一对相对性状。某同学用全缘叶植株(植株甲)进行了下列四个实验。①植株甲进行自花传粉,子代出现性状分离②用植株甲给另一全缘叶植株传粉,子代均为全缘叶③用植株甲给羽裂叶植株传粉,子代中全缘叶与羽裂叶的比例为1∶1④用植株甲给另一全缘叶植株传粉,子代中全缘叶与羽裂叶的比例为3∶1其中能够判定植株甲为杂合子的实验是( )A.①或②B.①或④C.②或③D.③或④
【解析】选B。①植株甲进行自花传粉,子代出现性状分离,说明植株甲的全缘叶性状是显性性状,植株甲是杂合子;②用植株甲给另一全缘叶植株传粉,子代全为全缘叶,植株甲既可能是纯合子、也可能是杂合子;③如果植株甲是隐性纯合子,而羽裂叶为杂合子,则其后代全缘叶与羽裂叶的比例也为1∶1;④用植株甲给另一全缘叶植株传粉,子代中全缘叶与羽裂叶的比例为3∶1,说明全缘叶为显性性状,植株甲及另一全缘叶植株均为杂合子。
【母题变式延伸】核心素养新命题 (1)上题中①～④哪个实验能判断显性关系?(科学思维:分析与综合)提示:①或④。(2)设计实验验证控制植物羽裂叶和全缘叶这对相对性状的基因在遗传中符合分离定律。简要写出实验的设计思路和预期结果。(科学探究:实验设计)提示:模仿孟德尔遗传实验设计思路。
答案一:若植株甲进行自花传粉,子代出现性状分离且子代中全缘叶与羽裂叶的比例为3∶1,则证明控制植物羽裂叶和全缘叶这对相对性状的基因在遗传中符合分离定律。答案二:若用植株甲给羽裂叶植株传粉,子代中全缘叶与羽裂叶的比例为1∶1,则证明控制植物羽裂叶和全缘叶这对相对性状的基因在遗传中符合分离定律。答案三:取杂合子植株甲花药进行离体培养,用秋水仙素处理单倍体幼苗,若植株有两种表现型且比例为1∶1,则证明控制植物羽裂叶和全缘叶这对相对性状的基因在遗传中符合分离定律。
【备选典例】 果蝇的翅型由位于常染色体上的一对等位基因(A、a)决定,但是也受环境温度的影响(如表1),现用6只果蝇进行3组杂交实验(如表2),且雄性亲本均在室温20 ℃条件下饲喂。下列分析错误的是( )表1
A.雌性亲本果蝇中⑤一定是在低温(0 ℃)条件下饲喂的B.亲本果蝇中③的基因型一定是AaC.若第Ⅱ组的子代只有两只果蝇存活,则子代果蝇中出现残翅果蝇的概率为1/2D.果蝇翅型的遗传说明了生物性状是由基因与环境共同调控的
【解析】选C。果蝇的翅型受基因和环境(温度)两方面的影响,低温全为残翅,室温时残翅基因型为aa,A、D正确。③与④杂交后代在室温条件下,子代果蝇出现正常翅∶残翅≈1∶1,则亲本的基因型为Aa和aa,即亲本果蝇中③的基因型一定是Aa,B正确。若其子代只有两只果蝇存活,则都为正常翅的概率为1/2×1/2=1/4,出现残翅的概率为1-1/4=3/4,C错误。
【拓展提升】表型模拟问题(1)生物的表现型=基因型+环境,由于受环境影响,导致出现表现型与基因型不符合的现象。例如果蝇长翅(V)和残翅(v)的遗传受温度的影响,其表现型、基因型与环境的关系如表:
(2)设计实验确认隐性个体是“aa”的纯合子还是“Aa”的表型模拟。
【知能素养提升】1.性状显、隐性的判断方法:(科学思维:方法、技巧)(1)根据子代表现型推断:
(2)“实验法”判断性状的显隐性:
(3)根据遗传系谱图进行判断:
2.纯合子与杂合子的判断方法:(科学思维:比较、归纳)
3.基因型、表现型的判断思路:(科学思维:方法、技巧)(1)由亲代推断子代基因型与表现型(正推型):
(2)由子代推断亲代的基因型(逆推型)。①基因填充法:根据亲代表现型写出能确定的基因(如显性性状的基因型用A_表示,隐性性状的基因型为aa),根据子代一对基因分别来自两个亲本,推知亲代未知基因。②隐性突破法:如果子代中有隐性个体,则亲代基因型中必定含有一个基因a,然后再根据亲代的表现型作出进一步判断。③根据分离定律中规律性比值直接判断(用基因B、b表示):
4.分离定律的概率计算:(科学思维:模型构建、规律方法)(1)自交的概率计算①杂合子Aa连续自交n代,杂合子比例为( )n,纯合子比例为1-( )n,显性纯合子比例=隐性纯合子比例=[1-( )n]× 。纯合子、杂合子所占比例的坐标曲线如图所示。
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 ,杂合子比例为 。如图所示:
(2)自由交配的概率计算①若杂合子Aa连续自由交配n代,杂合子比例为 ,显性纯合子比例为 ,隐性纯合子比例为 ;若杂合子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 ,杂合子比例为 。②自由交配问题的两种分析方法:如某种生物的基因型AA占1/3,Aa占2/3,个体间可以自由交配,求后代中AA的比例。棋盘法:在表格的第一行和第一列列出雌雄个体可能的基因型,分别分析每种杂交类型后代的基因型,然后综合分析所有后代中基因型和表现型的比例。
由表可知,杂交类型有AA×AA、Aa×Aa、AA×Aa、Aa×AA共4种,后代中AA的比例为1/3×1/3+2/3×2/3×1/4+2×1/3×2/3×1/2=4/9。配子比例法:1/3AA个体产生一种配子A;2/3Aa个体产生两种数量相等的配子A和a,所占比例均为1/3,则A配子所占比例为2/3,a配子所占比例为1/3。
由表可知:F1基因型的比例为AA∶Aa∶aa=(4/9)∶(4/9)∶(1/9)=4∶4∶1;F1表现型的比例为A_∶aa=(8/9)∶(1/9)=8∶1。
【热点考向演练】考向一 通过显隐性性状和纯合子、杂合子的判断,考查归纳与概括能力1.(2021·赣州模拟)一匹家系不明雄性黑马与若干纯种枣红马杂交,生出20匹枣红马和22匹黑马,据此能判断出( )A.雄性黑马是纯合子B.黑色为隐性性状C.20匹枣红马中有杂合子D.枣红色是隐性性状
【解析】选D。雄性黑马如果是纯合子,则其子代不会出现枣红马,A错误;如果黑色是隐性性状、枣红色是显性性状,由于亲代枣红马是纯种,所以后代不可能出现黑色,因此,黑色是显性性状、枣红色是隐性性状,B错误;若枣红色是显性性状,由于亲代枣红马是纯种,所以后代不可能出现黑色,因此,黑色是显性性状、枣红色是隐性性状,因此后代中20匹枣红马全是隐性纯合子,C错误;根据杂交后代的表现型,可以判断黑色是显性性状、枣红色是隐性性状,D正确。
2.已知牛的有角与无角为一对相对性状,由常染色体上的等位基因A与a控制。在自由放养多年的一牛群中,A与a基因频率相等,每头母牛一次只生产1头小牛。以下关于该性状遗传的研究方法及推断,不正确的是( )A.选择多对有角牛和无角牛杂交,若后代有角牛明显多于无角牛,则有角为显性性状;反之,则无角为显性性状B.自由放养的牛群自由交配,若后代有角牛明显多于无角牛,则说明有角为显性性状C.选择多对有角牛和有角牛杂交,若后代全部是有角牛,则说明有角为隐性性状D.随机选出1头有角公牛和3头无角母牛分别交配,若所产3头牛全部是无角,则无角为显性性状
【解析】选D。选择多对有角牛和无角牛杂交,由于显性基因可能为杂合子或纯合子,故后代中显性个体多于隐性个体;若后代有角牛明显多于无角牛,则有角为显性性状;反之,则无角为显性性状,A正确;由于两个基因的基因频率相等,自由放养的牛群自由交配,若后代有角牛明显多于无角牛,则说明有角为显性性状,B正确;选择多对有角牛和有角牛杂交,若后代全部是有角牛,则说明有角为隐性性状,C正确;随机选出1头有角公牛和3头无角母牛分别交配,若所产3头牛全部无角,不能判断无角为显性性状,因后代个体数太少,亲代测交也有可能为此结果,不能判断显隐性,D错误。
考向二 亲代与子代基因型和表现型的相互推导,考查科学思维能力3.(2020·海口模拟改编)控制蛇皮颜色的基因遵循分离定律,现进行如下杂交实验:甲: P 黑斑蛇×黄斑蛇 乙:P 黑斑蛇×黑斑蛇 ↓ ↓ F1 黑斑蛇、黄斑蛇 F1 黑斑蛇、黄斑蛇根据上述杂交实验,下列结论不正确的是( )
A.所有黑斑蛇的亲本至少有一方是黑斑蛇B.黄斑是隐性性状C.甲实验中, F1黑斑蛇与亲本黑斑蛇的基因型相同D.乙实验中, F1黑斑蛇与亲本黑斑蛇的基因型相同
【解析】选D。乙组P:黑斑蛇×黑斑蛇的后代出现了黄斑蛇,说明黑斑对黄斑为显性,所有黑斑蛇的亲本至少有一方是黑斑蛇;设黑斑基因为A,则黄斑基因为a,则甲组F1和P中黑斑蛇基因型都为Aa;乙组P中黑斑蛇基因型为Aa,F1中黑斑蛇基因型为AA或Aa。
4.番茄果实的颜色由一对等位基因A、a控制,如表是关于 番茄果实颜色的三个杂交实验及其结果。请回答下列问题。
(1)写出亲本的基因型:实验1:____________;实验2:____________;实验 3:____________。 (2)实验2的F1中红果自交后代的表现型种类和比例为____________________,实验3的后代中红果的基因型为____________。
【解析】由实验2和实验3都能判断出红果为显性性状,黄果为隐性性状。因红果为显性而黄果为隐性,则可推知实验1、2、3中亲本的基因型分别为A_×aa,A_×aa,A_×A_; 又因实验1和3的子代中都有黄果个体,而实验2中的子代都是红果,则实验1、2、3中亲本的基因型分别为Aa ×aa,AA×aa,Aa×Aa;实验3的后代中红果的基因型为AA或Aa。实验2的F1中红果的基因型为Aa,则其自交后代的表现型种类和比例为红果∶黄果=3∶1。答案:(1)Aa×aa AA×aa Aa×Aa(2)红果∶黄果 = 3∶1 AA 或 Aa
考向三 不同条件下自交与自由交配及概率计算5.(2020·黄山八校联考)现有一个随机交配的动物种群,由AA、Aa、aa三种基因型个体组成,且AA∶Aa∶aa=4∶4∶1,该种群中具有繁殖能力的个体间进行繁殖,而aa个体不具有繁殖能力。该种群繁殖一代,则子代中AA、Aa和aa的数量比可能为( )A.4∶4∶1B.9∶6∶1C.4∶2∶3D.4∶1∶4
【解析】选B。一个随机交配的种群由AA、Aa、aa三种基因型个体组成,且AA∶Aa∶aa=4∶4∶1,该种群中的aa个体没有繁殖能力,则具有繁殖能力的个体中,AA占1/2,Aa占1/2,因此A的基因频率为1/2+1/2×1/2=3/4,a的基因频率为1/4,根据遗传平衡定律,该种群繁殖一代,后代中AA的基因型频率为3/4×3/4=9/16,Aa的基因型频率为2×1/4×3/4=6/16,aa的基因型频率为1/4×1/4=1/16,因此子代中AA、Aa和aa的数量比可能为9/16∶6/16∶1/16=9∶6∶1。
【命题新情境】牡丹的花色红花与白花是一对相对性状,受基因A、a控制。某生物兴趣小组利用300对亲本分3组进行杂交实验,实验结果如下。甲组:红花牡丹×红花牡丹。F1的表型:红花牡丹108,白花牡丹3。乙组:红花牡丹×白花牡丹。F1的表型:红花牡丹70,白花牡丹10。丙组:白花牡丹×白花牡丹。F1的表型:全部为白花。请回答下列问题:
【命题新角度】1.红花属于__________性状,白花属于__________性状,判断依据是__________组,理由是_________________________________________________________________________________________________________________。 2.基因A和a的碱基排列顺序__________(填“相同”或“不同”)。 3.随机选取乙组亲本中的一株红花牡丹,让其自交,理论上,子代的表型及比例是__________。 4.据乙组可以推出,亲本红花牡丹中纯合子与杂合子的比例为__________。
【解析】1.红花牡丹与红花牡丹杂交后代出现性状分离,可判断白花为隐性性状,红花为显性性状。2.A和a是等位基因,是具有遗传效应的DNA片段,控制相对性状,碱基排列顺序不同。3.随机选取乙组的一株亲本中的红花牡丹,基因型可能是AA、Aa,让其自交,F1有两种结果:①全为红花牡丹;②红花牡丹∶白花牡丹=3∶1。4.乙组F1的表型及比例:红花牡丹∶白花牡丹=7∶1,白花为aa,红花牡丹为AA、Aa,设Aa占红花的比例为X,AA占红花的比例为(1-X),则1/2X+(1-X)=7/8,X=1/4,即Aa=1/4,AA=3/4,AA∶Aa=3∶1。
答案:1.显性 隐性 甲 红花牡丹与红花牡丹杂交后代出现性状分离2.不同3.全为红花牡丹或红花牡丹∶白花牡丹=3∶14.3∶1
【概念导图】一图知全局
【概念梳理】闭书测基础 1.孟德尔遗传实验的科学方法:(1)豌豆作为杂交实验材料的优点①在传粉方面表现为_____传粉,闭花受粉→保证自然状态下都是___种。②在性状方面表现为具有易于区分且能_______________________。③在操作方面表现为花大,便于进行人工异花授粉操作。
稳定地遗传给后代的性状
(2)用豌豆做杂交实验的方法
①人工异花传粉的步骤为___________________________。②去雄是指除去未成熟花的全部雄蕊,其目的是防止_________;应在________________进行。③套袋的目的是_____________干扰,从而保证杂交得到的种子是人工传粉后所结。④异花传粉时,父本是指提供_____的植株;母本是指_____花粉的植株。
去雄→套袋→人工传粉→套袋
2.“假说—演绎”法对一对相对性状杂交实验的分析:
3.分离定律的实质:(1)细胞学基础(如图所示)
(2)分离定律实质:_____________________分开而分离。(3)发生时间:___________________。(4)适用范围①_____(填“真核”或“原核”)生物_____(填“无性”或“有性”)生殖的_______(填“细胞核”或“细胞质”)遗传。②___对等位基因控制的___对相对性状的遗传。
【概念辨析】全面清障碍 1.判断下列有关一对相对性状杂交和测交实验的叙述:(1)豌豆杂交实验中“去雄套袋”应处理的对象是父本,去雄应在雌蕊刚刚成熟时进行。( )分析: “去雄套袋”应处理的对象是母本,除去未成熟母本 的雄蕊,套袋处理,成熟后授予父本花粉。(2)在对实验结果进行分析时,孟德尔用了数学统计学的方法。( )(3)因为F2出现了性状分离,所以该实验能否定融合遗传。( )(4)F1测交子代表现型及比例能直接真实地反映出F1配子种类及比例,但无法推测被测个体产生配子的数量。( )
2.判断下列有关一对相对性状杂交实验的“假说—演绎法”的叙述:(1)F1自交后代出现性状分离现象,分离比为3∶1属于观察现象阶段。( )(2)孟德尔的豌豆杂交实验中,演绎过程就是孟德尔用F1与矮茎杂交得到30株高茎和34株矮茎的过程。( )分析: 演绎过程不等于测交实验,前者只是理论推导,后者则是进行杂交实验的过程。(3)“生物的性状是由遗传因子决定的;体细胞中遗传因子成对存在;配子中遗传因子成单存在;受精时,雌雄配子随机结合”属于假说内容。( )
(4)孟德尔在一对相对性状的遗传实验中提出了性状是由染色体上的遗传因子控制的假说。( )分析:孟德尔只是提出生物的性状是由遗传因子决定的,至于遗传因子的位置并未给出。另外,基因在染色体上这部分内容是由萨顿利用类比推理法提出推论,由摩尔根等人通过实验来证实的。
3.判断下列相关概念的辨析叙述:(1)小芳的直发和小美的短发、兔的长毛与黑毛都是一对相对性状。( )分析:相对性状是指同一性状的不同表现类型,即直发与卷发,长毛与短毛。(2)“F1的短毛雌兔与短毛雄兔交配,后代中既有短毛兔又有长毛兔”体现出性状分离现象。( )(3)两个个体的身高不相同,二者的基因型可能相同,也可能不相同。( )(4)测交和自交都可以用来判断某一显性个体的基因型,也都可以用来判断一对相对性状的显隐性。( )分析:一般来说,自交是对于植物来说最简便的检测个体基因型的方法,测交适用于动物,但不能用测交来判断一对相对性状的显隐性。
(5)杂合子不能稳定遗传,自交后代会出现性状分离现象。( )(6)具有隐性基因的个体一定表现为隐性性状,具有显性基因的个体一定表现为显性性状。( )分析:含有隐性基因的个体可以是隐性纯合子,也可以是显性杂合子。
【概念活用】教材命题源1.教材必修2P4杂交实验改编:选有角牛和无角牛杂交,后代既有有角牛又有无角牛,能否确定有角和无角这对相对性状的显隐性?若能,请阐明理由;若不能,请提出解决方案。提示:不能。可选用多对有角牛和有角牛杂交或多对无角牛和无角牛杂交,若后代发生性状分离,则亲本性状为显性性状。
2.教材必修2 P5改编:孟德尔豌豆杂交实验中F2出现3∶1的分离比的条件是什么?提示: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。
考点一 分离定律的发现及应用 【典例精研引领】玉米(2N=20)是雌雄异花、雌雄同株的作物。自然状态下的玉米可以在植株间相互传粉,也可以同株异花传粉(自交)。请回答:(1)在杂交过程中,玉米相对于豌豆可以省去 环节,在开花前直接对雌、雄花序进行 处理即可。 (2)玉米的高茎对矮茎为显性。为研究一纯合高茎玉米植株的果穗上所结籽粒全为纯合子、全为杂合子还是既有纯合子又有杂合子,某同学选取了该玉米
果穗上两粒种子作为亲本,单独隔离种植,分别收获两植株上的所有种子,然后再分别单独种植,观察、记录并分别统计子一代植株的株高。子一代全为高茎,他就判断该玉米果穗所有籽粒为纯合子,可老师认为他的结论不科学,理由是_________________________________________________________________。请以该果穗为实验材料,写出科学的实验思路: __________________________________________________________________________________________。
预期现象及结论:①若子一代全为高茎,则说明 _______________________________________; ②若全部亲本的子一代都既有高茎又有矮茎,则说明 ___________________; ③若部分亲本的子一代全为高茎,另一部分亲本的子一代既有高茎又有矮茎,则说明 ____________________________________________________________________________________________________________________________。
【名师授法解题】抓题眼练思维
【解析】(1)玉米(2N=20)是雌雄异花植物,因此在杂交过程中,玉米相对于豌豆可以省去去雄环节,在开花前直接对雌、雄花序进行套袋处理即可。(2)玉米的高茎对矮茎为显性。为研究一纯合高茎玉米植株的果穗上所结籽粒全为纯合子、全为杂合子还是既有纯合子又有杂合子,某同学选取了该玉米果穗上两粒种子作为亲本,分别统计子一代植株的性状。子一代全为高茎,他就判断该玉米果穗所有籽粒为纯合子,但由于选择的样本太少,实验具有一定的偶然性,不能代表全部籽粒的基因型,故其结论不科学。为减少实验的偶然性,可设计实验如下:用该玉米果穗所有籽粒作为亲本,单独隔离种植,观察、记录并
分别统计子一代植株的高茎、矮茎个体数量。预期现象及结论:①若子一代全为高茎,说明该玉米果穗所有籽粒全是纯合子;②若全部亲本的子一代都既有高茎又有矮茎,说明该玉米果穗上的籽粒全是杂合子;③若部分亲本的子一代全为高茎,另一部分亲本的子一代既有高茎又有矮茎,说明该玉米果穗上的籽粒既有纯合子也有杂合子。
答案:(1)去雄 套袋(2)选择的样本太少,实验具有一定的偶然性,不能代表全部籽粒的基因型 用该玉米果穗所有籽粒作为亲本,单独隔离种植,分别统计子一代植株的高茎、矮茎个体数量①该玉米果穗所有籽粒全是纯合子②该玉米果穗上的籽粒全是杂合子③该玉米果穗上的籽粒既有纯合子也有杂合子
【母题变式延伸】核心素养新命题 (1)如果题干中不是玉米,而是豌豆,则如何使其杂交呢?(科学思维:比较与分类)提示:豌豆是自花传粉、闭花受粉植物,人工杂交实验过程中需要在母本花蕾期去雄。基本操作如下:开花前去雄→套袋→传粉→套袋。
(2)杂种优势是指杂合子表现出来的性状优于纯系品种的现象。若制取杂种高茎玉米种子应注意哪些问题?提示:①要选取纯种高茎和矮茎单独隔离种植。②开花前对所有的雌、雄花序进行套袋。③以高茎为母本,以矮茎为父本(或以高茎为父本,以矮茎为母本)进行人工杂交,收获所结的种子即为所要制取的杂种高茎种子。
【知能素养提升】 各核心概念之间的联系:(科学思维:比较、归纳)
1.性状类概念辨析:(1)性状是指生物体所有特征的总和,任何生物都有许许多多的性状。(2)相对性状的理解要点。“两个同”:同种生物、同一种性状;“一个不同”:不同表现型。(3)显性性状:具有相对性状的两纯种亲本杂交,子一代表现出的亲本性状。(4)隐性性状:具有相对性状的两纯种亲本杂交,子一代未表现出的亲本性状。(5)性状分离:在杂交后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象。
(1)显性基因:决定显性性状的基因,如图中A、B、C和D。(2)隐性基因:决定隐性性状的基因,如图中b、c和d。(3)相同基因: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。(4)等位基因:同源染色体的同一位置上控制相对性状的基因,如图中B和b、C和c、D和d。(5)非等位基因(有两种情况):一种是位于非同源染色体上的非等位基因,如图中A和D;还有一种是位于同源染色体上的非等位基因,如图中A和b。
3.个体类概念辨析:(1)基因型与表现型①基因型:与表现型有关的基因组成。②表现型:生物个体表现出来的性状。③二者的关系:在相同的环境条件下,基因型相同,表现型一定相同;在不同环境中,即使基因型相同,表现型也未必相同。表现型是基因型与环境共同作用的结果。
(2)纯合子与杂合子①纯合子:遗传因子组成相同的个体(如DD、dd、AABB、AAbb)。②杂合子:遗传因子组成不同的个体(如Dd、AaBB、AaBb)。
4.交配类概念辨析:(1)杂交:基因型不同的同种生物体之间相互交配。(2)自交:①植物的自花(或同株异花)受粉;②基因型相同的动物个体间的交配。(3)测交:杂合子与隐性纯合子之间的一种特殊方式的杂交。(4)正交与反交:是相对而言的,正交中的父本和母本分别是反交中的母本和父本。(5)自由交配(或随机交配):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。
【热点考向演练】考向一 结合遗传学相关概念,考查生命观念1.(2020·合肥模拟)下列对遗传学概念的解释,不正确的是( )A.性状分离:杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象B.纯合子:成对的基因组成相同的个体C.显性性状:两个亲本杂交,子一代中显现出来的性状D.等位基因:位于同源染色体的相同位置上,控制相对性状的基因
【解析】选C。相对性状是指同种生物的同一性状的不同表现类型,具有相对性状的纯合亲本杂交,F1表现出来的性状是显性性状,不表现出来的性状是隐性性状,C错误。
2.下列鉴定生物遗传特性的方法中,不合理的是( )A.鉴定一只灰毛兔是否是纯合子用测交B.区分狗的长毛与短毛的显隐性关系用杂交C.不断提高小麦抗病系的纯度宜用连续自交D.测定杂种豌豆F1的遗传因子组成宜用杂交
【解析】选D。鉴定一只具有显性性状的动物是否是纯合子可用测交法,A项正确;区分狗的长毛与短毛的显隐性关系可用杂交法,B项正确;用自交法可不断提高小麦抗病品种的纯度,因为杂合子自交后代能出现显性纯合子,并淘汰隐性个体,C项正确;测定杂种豌豆F1的遗传因子组成宜用测交法,D项错误。
考向二 结合孟德尔的实验方法,考查科学方法的运用能力3.(2021·赣州模拟)下列有关孟德尔的一对相对性状豌豆杂交实验中提出的假说的叙述,正确的是( )A.基因在染色体上是孟德尔提出假说的依据B.形成配子时,成对的遗传因子彼此分离是孟德尔假说的内容之一C.孟德尔提出的假说能成功解释性状分离现象,从而证明假说正确D.亲本产生的雄配子和雌配子数量相等,且随机结合
【解析】选B。孟德尔所在的年代还没有基因一词,也不知道基因位于染色体上,基因位于染色体上是由萨顿提出的,A错误;形成配子时,成对的遗传因子彼此分离是孟德尔假说的内容之一,B正确;孟德尔提出的假说能成功解释性状分离现象,但这不能证明假说正确,孟德尔通过测交实验验证假说正确,C错误;亲本产生的雄配子和雌配子数量不相等,雄配子数量要远多于雌配子,D错误。
4.(2020·福州模拟)假说—演绎法是现代科学研究中常用的一种科学方法,下列属于孟德尔在发现分离定律时的假说的内容是( )A.子一代自交,后代出现3∶1的性状分离比B.受精时,雌雄配子的结合是随机的,雌雄配子的数量比例为1∶1C.生物体产生配子时,成对的遗传因子随着同源染色体的分离而彼此分离D.生物的性状是由遗传因子决定的,这些因子就像独立的颗粒,不会相互融合
【解析】选D。子一代自交,后代出现3∶1的性状分离比属于实验现象,A错误;雌雄配子的数量不相等,B错误;生物体产生配子时,成对的遗传因子彼此分离,孟德尔未涉及“同源染色体分离”的观点,C错误;生物的性状是由遗传因子决定的,这些因子就像独立的颗粒,不会相互融合,这属于假说内容,D正确。
考向三 结合分离定律的实质与验证,考查科学探究能力5.(2019·全国卷Ⅲ)玉米是一种二倍体异花传粉作物,可作为研究遗传规律的实验材料,玉米籽粒的饱满与凹陷是一对相对性状,受一对等位基因控制。回答下列问题。(1)在一对等位基因控制的相对性状中,杂合子通常表现的性状是______________。 (2)现有在自然条件下获得的一些饱满的玉米籽粒和一些凹陷的玉米籽粒,若要用这两种玉米籽粒为材料验证分离定律,写出两种验证思路及预期结果。
【解析】(1)杂合子同时含有显性基因和隐性基因,由于显性基因的显性作用,隐性基因不能表达,所以杂合子表现为显性性状。(2)获得的饱满玉米籽粒和凹陷玉米籽粒中,必有一种类型为隐性性状,为隐性纯合子,则另一种类型为显性性状,为显性纯合子或杂合子。有下面两种思路验证基因的分离定律:第一种思路:让其分别自交,若某一类型后代出现两种表现型,且比例为3∶1,则证明这对相对性状的遗传遵循分离定律;若其后代均未出现性状分离,则二者皆为纯合子,可让二者杂交得F1,然后让F1自交得F2,若F2出现两种表现型,且比例为3∶1,则证明这对相对性状的遗传遵循分离定律。第二种思路:让其先杂交,
若后代出现两种表现型,且比例为1∶1,则证明这对相对性状的遗传遵循分离定律;若后代只出现一种表现型,则说明双亲均为纯合子,F1为杂合子,让F1自交,若F2出现两种表现型,且比例为3∶1,则证明这对相对性状的遗传遵循分离定律。
答案:(1)显性性状 (2)验证思路及预期结果:①两种玉米分别自交,若某些玉米自交后,子代出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律。②两种玉米分别自交,在子代中选择两种纯合子进行杂交,F1自交,得到F2,若F2中出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律。③让籽粒饱满的玉米和籽粒凹陷的玉米杂交,如果F1都表现一种性状,则用F1自交,得到F2,若F2中出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律。④让籽粒饱满的玉米和籽粒凹陷的玉米杂交,如果F1表现两种性状,且表现为1∶1的性状分离比,则可验证分离定律。
【加固训练·拔高】(2020·青岛模拟)多瓦夫兔毛色有黑、灰、黄和白四种,分别由基因PA、PB、PC、PD控制。某兴趣小组为确定控制毛色基因的显隐性关系,取多只毛色纯合个体分别与其他毛色纯合个体杂交,并形成6组杂交组合(不考虑正反交),子代毛色有3组为黑毛,2组为灰毛,1组为黄毛。 下列相关分析正确的是( )A. PA分别对PB、PC、PD为显性B.该种群决定毛色的基因型有6种C. PA、PB、PC、PD在同源染色体上位置不同D.基因型为PAPB与PCPD的个体杂交,子代毛色有3种
【解析】选A。由于杂交子代毛色有3组为黑毛,2组为灰毛,1组为黄毛,所以可判断PA分别对PB、PC、PD为显性,A项正确;该种群决定毛色的基因型有4+3+2+1=10种,B项错误;PA、PB、PC、PD在同源染色体上位置相同,属于复等位基因,C项错误;基因型为PAPB与PCPD的个体杂交,子代毛色只有黑毛和灰毛2种,D项错误。
考点二 分离定律的题型归纳【典例精研引领】(2019·全国卷Ⅱ)某种植物的羽裂叶和全缘叶是一对相对性状。某同学用全缘叶植株(植株甲)进行了下列四个实验。①植株甲进行自花传粉,子代出现性状分离②用植株甲给另一全缘叶植株传粉,子代均为全缘叶③用植株甲给羽裂叶植株传粉,子代中全缘叶与羽裂叶的比例为1∶1④用植株甲给另一全缘叶植株传粉,子代中全缘叶与羽裂叶的比例为3∶1其中能够判定植株甲为杂合子的实验是( )A.①或②B.①或④C.②或③D.③或④
【解析】选B。①植株甲进行自花传粉,子代出现性状分离,说明植株甲的全缘叶性状是显性性状,植株甲是杂合子;②用植株甲给另一全缘叶植株传粉,子代全为全缘叶,植株甲既可能是纯合子、也可能是杂合子;③如果植株甲是隐性纯合子,而羽裂叶为杂合子,则其后代全缘叶与羽裂叶的比例也为1∶1;④用植株甲给另一全缘叶植株传粉,子代中全缘叶与羽裂叶的比例为3∶1,说明全缘叶为显性性状,植株甲及另一全缘叶植株均为杂合子。
【母题变式延伸】核心素养新命题 (1)上题中①～④哪个实验能判断显性关系?(科学思维:分析与综合)提示:①或④。(2)设计实验验证控制植物羽裂叶和全缘叶这对相对性状的基因在遗传中符合分离定律。简要写出实验的设计思路和预期结果。(科学探究:实验设计)提示:模仿孟德尔遗传实验设计思路。
答案一:若植株甲进行自花传粉,子代出现性状分离且子代中全缘叶与羽裂叶的比例为3∶1,则证明控制植物羽裂叶和全缘叶这对相对性状的基因在遗传中符合分离定律。答案二:若用植株甲给羽裂叶植株传粉,子代中全缘叶与羽裂叶的比例为1∶1,则证明控制植物羽裂叶和全缘叶这对相对性状的基因在遗传中符合分离定律。答案三:取杂合子植株甲花药进行离体培养,用秋水仙素处理单倍体幼苗,若植株有两种表现型且比例为1∶1,则证明控制植物羽裂叶和全缘叶这对相对性状的基因在遗传中符合分离定律。
【备选典例】 果蝇的翅型由位于常染色体上的一对等位基因(A、a)决定,但是也受环境温度的影响(如表1),现用6只果蝇进行3组杂交实验(如表2),且雄性亲本均在室温20 ℃条件下饲喂。下列分析错误的是( )表1
A.雌性亲本果蝇中⑤一定是在低温(0 ℃)条件下饲喂的B.亲本果蝇中③的基因型一定是AaC.若第Ⅱ组的子代只有两只果蝇存活,则子代果蝇中出现残翅果蝇的概率为1/2D.果蝇翅型的遗传说明了生物性状是由基因与环境共同调控的
【解析】选C。果蝇的翅型受基因和环境(温度)两方面的影响,低温全为残翅,室温时残翅基因型为aa,A、D正确。③与④杂交后代在室温条件下,子代果蝇出现正常翅∶残翅≈1∶1,则亲本的基因型为Aa和aa,即亲本果蝇中③的基因型一定是Aa,B正确。若其子代只有两只果蝇存活,则都为正常翅的概率为1/2×1/2=1/4,出现残翅的概率为1-1/4=3/4,C错误。
【拓展提升】表型模拟问题(1)生物的表现型=基因型+环境,由于受环境影响,导致出现表现型与基因型不符合的现象。例如果蝇长翅(V)和残翅(v)的遗传受温度的影响,其表现型、基因型与环境的关系如表:
(2)设计实验确认隐性个体是“aa”的纯合子还是“Aa”的表型模拟。
【知能素养提升】1.性状显、隐性的判断方法:(科学思维:方法、技巧)(1)根据子代表现型推断:
(2)“实验法”判断性状的显隐性:
(3)根据遗传系谱图进行判断:
2.纯合子与杂合子的判断方法:(科学思维:比较、归纳)
3.基因型、表现型的判断思路:(科学思维:方法、技巧)(1)由亲代推断子代基因型与表现型(正推型):
(2)由子代推断亲代的基因型(逆推型)。①基因填充法:根据亲代表现型写出能确定的基因(如显性性状的基因型用A_表示,隐性性状的基因型为aa),根据子代一对基因分别来自两个亲本,推知亲代未知基因。②隐性突破法:如果子代中有隐性个体,则亲代基因型中必定含有一个基因a,然后再根据亲代的表现型作出进一步判断。③根据分离定律中规律性比值直接判断(用基因B、b表示):
4.分离定律的概率计算:(科学思维:模型构建、规律方法)(1)自交的概率计算①杂合子Aa连续自交n代,杂合子比例为( )n,纯合子比例为1-( )n,显性纯合子比例=隐性纯合子比例=[1-( )n]× 。纯合子、杂合子所占比例的坐标曲线如图所示。
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 ,杂合子比例为 。如图所示:
(2)自由交配的概率计算①若杂合子Aa连续自由交配n代,杂合子比例为 ,显性纯合子比例为 ,隐性纯合子比例为 ;若杂合子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 ,杂合子比例为 。②自由交配问题的两种分析方法:如某种生物的基因型AA占1/3,Aa占2/3,个体间可以自由交配,求后代中AA的比例。棋盘法:在表格的第一行和第一列列出雌雄个体可能的基因型,分别分析每种杂交类型后代的基因型,然后综合分析所有后代中基因型和表现型的比例。
由表可知,杂交类型有AA×AA、Aa×Aa、AA×Aa、Aa×AA共4种,后代中AA的比例为1/3×1/3+2/3×2/3×1/4+2×1/3×2/3×1/2=4/9。配子比例法:1/3AA个体产生一种配子A;2/3Aa个体产生两种数量相等的配子A和a,所占比例均为1/3,则A配子所占比例为2/3,a配子所占比例为1/3。
由表可知:F1基因型的比例为AA∶Aa∶aa=(4/9)∶(4/9)∶(1/9)=4∶4∶1;F1表现型的比例为A_∶aa=(8/9)∶(1/9)=8∶1。
【热点考向演练】考向一 通过显隐性性状和纯合子、杂合子的判断,考查归纳与概括能力1.(2021·赣州模拟)一匹家系不明雄性黑马与若干纯种枣红马杂交,生出20匹枣红马和22匹黑马,据此能判断出( )A.雄性黑马是纯合子B.黑色为隐性性状C.20匹枣红马中有杂合子D.枣红色是隐性性状
【解析】选D。雄性黑马如果是纯合子,则其子代不会出现枣红马,A错误;如果黑色是隐性性状、枣红色是显性性状,由于亲代枣红马是纯种,所以后代不可能出现黑色,因此,黑色是显性性状、枣红色是隐性性状,B错误;若枣红色是显性性状,由于亲代枣红马是纯种,所以后代不可能出现黑色,因此,黑色是显性性状、枣红色是隐性性状,因此后代中20匹枣红马全是隐性纯合子,C错误;根据杂交后代的表现型,可以判断黑色是显性性状、枣红色是隐性性状,D正确。
2.已知牛的有角与无角为一对相对性状,由常染色体上的等位基因A与a控制。在自由放养多年的一牛群中,A与a基因频率相等,每头母牛一次只生产1头小牛。以下关于该性状遗传的研究方法及推断,不正确的是( )A.选择多对有角牛和无角牛杂交,若后代有角牛明显多于无角牛,则有角为显性性状;反之,则无角为显性性状B.自由放养的牛群自由交配,若后代有角牛明显多于无角牛,则说明有角为显性性状C.选择多对有角牛和有角牛杂交,若后代全部是有角牛,则说明有角为隐性性状D.随机选出1头有角公牛和3头无角母牛分别交配,若所产3头牛全部是无角,则无角为显性性状
【解析】选D。选择多对有角牛和无角牛杂交,由于显性基因可能为杂合子或纯合子,故后代中显性个体多于隐性个体;若后代有角牛明显多于无角牛,则有角为显性性状;反之,则无角为显性性状,A正确;由于两个基因的基因频率相等,自由放养的牛群自由交配,若后代有角牛明显多于无角牛,则说明有角为显性性状,B正确;选择多对有角牛和有角牛杂交,若后代全部是有角牛,则说明有角为隐性性状,C正确;随机选出1头有角公牛和3头无角母牛分别交配,若所产3头牛全部无角,不能判断无角为显性性状,因后代个体数太少,亲代测交也有可能为此结果,不能判断显隐性,D错误。
考向二 亲代与子代基因型和表现型的相互推导,考查科学思维能力3.(2020·海口模拟改编)控制蛇皮颜色的基因遵循分离定律,现进行如下杂交实验:甲: P 黑斑蛇×黄斑蛇 乙:P 黑斑蛇×黑斑蛇 ↓ ↓ F1 黑斑蛇、黄斑蛇 F1 黑斑蛇、黄斑蛇根据上述杂交实验,下列结论不正确的是( )
A.所有黑斑蛇的亲本至少有一方是黑斑蛇B.黄斑是隐性性状C.甲实验中, F1黑斑蛇与亲本黑斑蛇的基因型相同D.乙实验中, F1黑斑蛇与亲本黑斑蛇的基因型相同
【解析】选D。乙组P:黑斑蛇×黑斑蛇的后代出现了黄斑蛇,说明黑斑对黄斑为显性,所有黑斑蛇的亲本至少有一方是黑斑蛇;设黑斑基因为A,则黄斑基因为a,则甲组F1和P中黑斑蛇基因型都为Aa;乙组P中黑斑蛇基因型为Aa,F1中黑斑蛇基因型为AA或Aa。
4.番茄果实的颜色由一对等位基因A、a控制,如表是关于 番茄果实颜色的三个杂交实验及其结果。请回答下列问题。
(1)写出亲本的基因型:实验1:____________;实验2:____________;实验 3:____________。 (2)实验2的F1中红果自交后代的表现型种类和比例为____________________,实验3的后代中红果的基因型为____________。
【解析】由实验2和实验3都能判断出红果为显性性状,黄果为隐性性状。因红果为显性而黄果为隐性,则可推知实验1、2、3中亲本的基因型分别为A_×aa,A_×aa,A_×A_; 又因实验1和3的子代中都有黄果个体,而实验2中的子代都是红果,则实验1、2、3中亲本的基因型分别为Aa ×aa,AA×aa,Aa×Aa;实验3的后代中红果的基因型为AA或Aa。实验2的F1中红果的基因型为Aa,则其自交后代的表现型种类和比例为红果∶黄果=3∶1。答案:(1)Aa×aa AA×aa Aa×Aa(2)红果∶黄果 = 3∶1 AA 或 Aa
考向三 不同条件下自交与自由交配及概率计算5.(2020·黄山八校联考)现有一个随机交配的动物种群,由AA、Aa、aa三种基因型个体组成,且AA∶Aa∶aa=4∶4∶1,该种群中具有繁殖能力的个体间进行繁殖,而aa个体不具有繁殖能力。该种群繁殖一代,则子代中AA、Aa和aa的数量比可能为( )A.4∶4∶1B.9∶6∶1C.4∶2∶3D.4∶1∶4
【解析】选B。一个随机交配的种群由AA、Aa、aa三种基因型个体组成,且AA∶Aa∶aa=4∶4∶1,该种群中的aa个体没有繁殖能力,则具有繁殖能力的个体中,AA占1/2,Aa占1/2,因此A的基因频率为1/2+1/2×1/2=3/4,a的基因频率为1/4,根据遗传平衡定律,该种群繁殖一代,后代中AA的基因型频率为3/4×3/4=9/16,Aa的基因型频率为2×1/4×3/4=6/16,aa的基因型频率为1/4×1/4=1/16,因此子代中AA、Aa和aa的数量比可能为9/16∶6/16∶1/16=9∶6∶1。
【命题新情境】牡丹的花色红花与白花是一对相对性状,受基因A、a控制。某生物兴趣小组利用300对亲本分3组进行杂交实验,实验结果如下。甲组:红花牡丹×红花牡丹。F1的表型:红花牡丹108,白花牡丹3。乙组:红花牡丹×白花牡丹。F1的表型:红花牡丹70,白花牡丹10。丙组:白花牡丹×白花牡丹。F1的表型:全部为白花。请回答下列问题:
【命题新角度】1.红花属于__________性状,白花属于__________性状,判断依据是__________组,理由是_________________________________________________________________________________________________________________。 2.基因A和a的碱基排列顺序__________(填“相同”或“不同”)。 3.随机选取乙组亲本中的一株红花牡丹,让其自交,理论上,子代的表型及比例是__________。 4.据乙组可以推出,亲本红花牡丹中纯合子与杂合子的比例为__________。
【解析】1.红花牡丹与红花牡丹杂交后代出现性状分离,可判断白花为隐性性状,红花为显性性状。2.A和a是等位基因,是具有遗传效应的DNA片段,控制相对性状,碱基排列顺序不同。3.随机选取乙组的一株亲本中的红花牡丹,基因型可能是AA、Aa,让其自交,F1有两种结果:①全为红花牡丹;②红花牡丹∶白花牡丹=3∶1。4.乙组F1的表型及比例:红花牡丹∶白花牡丹=7∶1,白花为aa,红花牡丹为AA、Aa,设Aa占红花的比例为X,AA占红花的比例为(1-X),则1/2X+(1-X)=7/8,X=1/4,即Aa=1/4,AA=3/4,AA∶Aa=3∶1。
答案:1.显性 隐性 甲 红花牡丹与红花牡丹杂交后代出现性状分离2.不同3.全为红花牡丹或红花牡丹∶白花牡丹=3∶14.3∶1
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