2021高考生物人教版一轮教师用书第五单元素养提升课4基因分离定律的异常、特殊分离比

素养提升课4　基因分离定律的异常、特殊分离比

突破点一　基因分离定律的特殊现象

(2017·全国Ⅰ卷,节选)公羊中基因型为NN或Nn的表现为有角,nn无角;母羊中基因型为NN的表现为有角,nn或Nn无角。若多对杂合体公羊与杂合体母羊杂交,则理论上,子一代群体中母羊的表现型及其比例为　　　　　　　　;公羊的表现型及其比例为　　　　　　　　。 

[审题指导]

(1)明确基因型与表现型的对应关系:题目信息给出了羊的有角和无角性状在公羊和母羊中的差别即公羊和母羊中NN都为有角,公羊和母羊中nn都为无角。Nn基因型的公羊有角,母羊无角,同一基因型在公羊和母羊中表现型不同。

(2)依据分离定律确定子代的表现型及比例:杂合体的公羊与杂合体的母羊杂交,子一代的基因型为NN∶Nn∶nn=1∶2∶1。分别分析公羊和母羊有角和无角的比例。

解析:多对杂合体公羊与杂合体母羊杂交,子一代的基因型及比例为NN∶Nn∶nn=1∶2∶1。基因型为Nn的公羊表现为有角,则公羊的表现型及比例为有角∶无角=3∶1;基因型为Nn的母羊表现为无角,则母羊的表现型及比例为有角∶无角=1∶3。

答案:有角∶无角=1∶3　有角∶无角=3∶1

1.了解与分离定律有关的四类特殊现象

(1)不完全显性:如等位基因A和a分别控制红花和白花,在完全显性时,Aa自交后代中红∶白=3∶1;在不完全显性时,Aa自交后代中红(AA)∶粉红(Aa)∶白(aa)=1∶2∶1。

(2)复等位基因:一对同源染色体的同一位置上的基因有多种,最常见的如人类ABO血型的遗传,涉及3个基因——IA、IB、i,其基因型与表现型的关系如表:

(3)从性遗传:常染色体上的基因,由于性别的差异而表现出男女性分布比例上或表现程度上的差别。如男性秃顶的基因型为Bb、bb,女性秃顶的基因型只有bb。

从性遗传与伴性遗传的根本区别在于:

(4)环境影响:由于受环境影响,导致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.解题指导

(1)透过现象理解本质

①不完全显性只是两个基因间的作用关系不同于完全显性,它们在形成配子时基因仍存在分离现象。

②复等位基因尽管有多个,但遗传时仍符合分离定律,彼此之间有显隐性关系,表现特定的性状。

③从性遗传的本质为表现型=基因型+环境条件(性激素种类及含量差异等)。

(2)掌握一个解题原则

此类问题遵循基因的分离定律,解题的关键是准确区分基因型和表现型的关系,明确特殊情境下的个体比例变化。

1.在牵牛花的遗传实验中,用纯合红色牵牛花(AA)和纯合白色牵牛花(aa)杂交,F1全是粉红色牵牛花。将F1自交后,F2中出现红色、粉红色和白色三种类型的牵牛花,比例为1∶2∶1,如果取F2中的全部粉红色牵牛花和红色牵牛花分别进行自交,则后代表现型及比例应该为(　B　)

A.红色∶粉红色∶白色=1∶2∶1

B.红色∶粉红色∶白色=3∶2∶1

C.红色∶粉红色∶白色=1∶4∶1

D.红色∶粉红色∶白色=4∶4∶1

解析:由题意分析可知,F2中粉红色与红色的比例为2∶1,因此自交时,1/3AA自交子代为1/3AA;2/3Aa自交子代1/6AA、2/6Aa、1/6aa,整体下来为3/6AA、2/6Aa、1/6aa,对应表现型及比例为红色∶粉红色∶白色=3∶2∶1。

2.二倍体喷瓜有雄性(G)、两性(g)、雌性(g-)三种性别,三个等位基因的显隐性关系为G>g>g-,下列有关叙述错误的是(　C　)

A.雄性喷瓜的基因型中不存在GG个体

B.两性植株自交后代中不存在雄株

C.雄株与雌株杂交子代中雄株所占比例为2/3

D.两性植株群体内随机传粉,子代纯合子比例>50%

解析:依题意可知,雌性(g-)植株和两性(g)植株均不能产生基因型为G的卵细胞,因此没有基因型为GG的受精卵,雄性喷瓜的基因型中不存在GG个体;两性植株的基因型为gg、gg-,其自交后代中不存在含有G基因的个体,即不存在雄株;雄株的基因型为Gg、Gg-,雌株的基因型为g-g-,二者杂交子代中雄株所占比例为50%;两性植株的基因型为gg、gg-,若群体内随机传粉,gg自交后代均为纯合子,gg-自交和gg×gg-杂交,其后代纯合子与杂合子比例相等,因此子代纯合子比例>50%。

3.(2019·云南昆明检测)在某种安哥拉兔中,长毛(由基因HL控制)与短毛(由基因HS控制)是由一对等位基因控制的相对性状。某育种基地利用纯种安哥拉兔进行如表杂交实验,产生了大量的F1与F2个体,统计结果如表所示。请分析回答下列问题:

(1)根据实验结果判断控制安哥拉兔长毛、短毛的等位基因(HL、HS)位于　　　　染色体上,F1雌雄个体的基因型分别为　　　　　　　　　　　　。 

(2)F2中短毛雌兔的基因型及比例为　　　　　　　　。 

(3)若规定短毛为隐性性状,需要进行测交实验以验证上述有关推测,既可让F1长毛雄兔与多只纯种短毛雌兔杂交,也可让　　　　　　　　　　　　杂交,后者测交子代雌兔和雄兔的表现型及比例为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

解析:据实验分析可知,雄兔中长毛(由基因HL控制)为显性,雌兔中短毛(由基因HS控制)是显性,因此亲本基因型为(雄)HLHL、(雌)HSHS,F1的基因型为(雄)HLHS、(雌)HLHS,F1雌雄个体交配得到的F2中,雄性:长毛(1HLHL、2HLHS)∶短毛(1HSHS)=3∶1,雌性:长毛(1HLHL)∶短毛(2HLHS、1HSHS)=1∶3。若规定短毛为隐性性状,需要进行测交实验以验证上述有关推测,既可让F1长毛雄兔与多只纯种短毛雌兔杂交,也可让多只F1短毛雌兔与短毛雄兔杂交,后者为测交,子代雌兔、雄兔的表现型及比例为雄兔既有长毛,又有短毛,且比例为1∶1,雌兔全为短毛。

答案:(1)常　HLHS、HLHS(或HSHL、HSHL)

(2)HLHS∶HSHS=2∶1

(3)多只F1短毛雌兔与短毛雄兔　雄兔既有长毛,又有短毛,且比例为1∶1,雌兔全为短毛

4.(2019·河北衡水中学月考)观赏植物藏报春是一种多年生草本植物,两性花、异花传粉。在温度为20～25 ℃的条件下,红色(A)对白色(a)为显性。基因型AA和Aa为红花,基因型aa为白花,若将开红花的藏报春移到30 ℃的环境中,基因型AA、Aa也为白花。请回答下列问题:

(1)根据基因型为AA的藏报春在不同温度下表现型不同,说明 　       。 

温度对藏报春花颜色的影响最可能是由于温度影响了　　　　　　。 

(2)现有一株开白花的藏报春,如何判断它的基因型?

①在人工控制的20～25 ℃温度条件下种植藏报春,选取开白花的植株作亲本A;

②在　　　　期,去除待鉴定的白花藏报春(亲本B)的雄蕊,并套纸袋; 

③待亲本B的雌蕊成熟后,　　　　　　　　　　　　并套袋; 

④收取亲本B所结的种子,并在　　　　(温度)下种植,观察　　　　　　　。 

⑤预期结果:若杂交后代都开白花,则待鉴定藏报春的基因型为　　　　;若杂交后代　　　　　　,则待鉴定藏报春的基因型为AA;若杂交后代既有红花,又有白花,则待鉴定藏报春的基因型为　　　　。 

解析:(1)基因型为AA的藏报春在不同温度下表现型不同,说明其表现型是基因型和环境共同作用的结果。温度对藏报春花的颜色的影响最可能是由于温度影响了酶的活性,间接影响其性状。(2)在植物杂交实验中,去雄要在花蕾期完成,去雄的植株应作为母本,观察的指标是花的颜色,该实验的培养温度应为20～25 ℃,目的是排除温度对实验结果的影响,实验的预期结果有三种:一是杂交后代只开白花,说明待鉴定藏报春的基因型为aa,二是杂交后代只开红花,说明待鉴定藏报春的基因型为AA,三是杂交后代既有红花,又有白花,说明待鉴定藏报春的基因型为Aa。

答案:(1)生物的表现型是基因型与环境共同作用的结果(或“环境影响基因的表达”)　酶的活性

(2)②花蕾　③取亲本A的花粉授于亲本B　④20～25 ℃　花的颜色　⑤aa　都开红花　Aa

突破点二　基因分离定律中的致死问题

(2019·高考仿真)某雌雄同株的植物,因一条染色体上的某基因发生了突变,使野生性状变为突变性状。用该突变型植株进行杂交实验,结果如表。请回答下列问题:

(1)由题意可知,该突变性状属于　　　　(填“显性”或“隐性”)性状。突变基因　　　　(填“位于”或“不位于”)性染色体上,理由是　     　。 

(2)由乙组杂交结果推测,可能有致死或存活率下降的现象。有人推测产生乙组杂交的结果是合子致死引起的,即　　　　　　　　　　致死。为证明该推测是否正确,可以让乙组中F1个体进行自由传粉,若后代表现型及比例为　　　　　　　　　　　　,则推测正确。 

[审题指导]

(1)明确雌雄同株的含义:题干给出了植物为雌雄同株,说明不存在性别问题。

(2)明确致死类型:根据乙组杂交结果可判断致死情况。

(3)明确自由传粉的含义:让乙组的F1个体自由传粉,要分析F1的基因型及比例,需知道F1产生的雌、雄配子的种类和比例,进而推测后代的表现型及比例。

解析:(1)根据题意可知,突变性状为显性性状,且由于该植物为雌雄同株,不存在性染色体,所以控制该性状的基因不位于性染色体上。(2)设控制该性状的基因为A、a,根据(1)的分析以及乙组杂交的后代出现野生型,可推知乙组中亲本基因型为Aa(雌性)、Aa(雄性),理论上后代突变型∶野生型应为3∶1,但实际上只有2∶1,若为合子致死造成的,则应是AA致死造成的。若该推测是正确的,让乙组中F1个体(Aa∶aa=2∶1)进行自由传粉,根据F1产生的雌雄配子均为A∶a=1∶2,所以自由传粉的后代AA占1/3×1/3=1/9,Aa占1/3×2/3×2=4/9,aa占2/3×2/3=4/9,若AA致死的推测正确,则后代表现型及比例应为突变型∶野生型=1∶1。

答案:(1)显性　不位于　该种植株为雌雄同株,没有性染色体

(2)含突变基因纯合的个体　突变型∶野生型=1∶1

1.理解五种常见的致死现象

(1)显性致死:显性基因具有致死作用。若为显性纯合致死,杂合子自交后代显性∶隐性=2∶1。

(2)隐性致死:隐性基因同时存在于同一对同源染色体上时,对个体有致死作用。如植物中的白化基因(bb)使植物不能形成叶绿素,不能进行光合作用而死亡。

(3)配子致死:致死基因在配子时期发生作用,不能形成有生活力的配子的现象。

(4)合子致死:致死基因在胚胎时期或成体阶段发生作用,不能形成活的幼体或个体早夭的现象。

(5)染色体缺失也有可能造成致死现象。

2.抓住一个解题关键

无论哪一种致死情况,只要掌握分离定律的实质,及一对相对性状遗传的各种组合方式和分离比,结合题目中的信息,通过和正常杂交对比就可以判断出造成比例异常的可能原因,进而快速解题。

1.(2019·全国Ⅲ卷)假设在特定环境中,某种动物基因型为BB和Bb的受精卵均可发育成个体,基因型为bb的受精卵全部死亡。现有基因型均为Bb的该动物1 000对(每对含有1个父本和1个母本),在这种环境中,若每对亲本只形成一个受精卵,则理论上该群体的子一代中BB、Bb、bb个体的数目依次为(　A　)

A.250、500、0 B.250、500、250

C.500、250、0 D.750、250、0

解析:依据分离定律可知Bb×Bb→1/4Bb∶1/2Bb∶1/2bb(死亡),即子代中BB∶Bb∶bb=1∶2∶0,结合题意“该动物1 000对,每对亲本只形成一个受精卵”,因此理论上子一代中BB、Bb、bb个体数依次为250、500、0。

2.(2019·河北衡水中学五调)某二倍体自花传粉植物叶片的有茸毛和无茸毛是受一对等位基因控制的相对性状。某研究小组经过大量重复实验,得到下表所示实验结果。下列有关分析错误的是(　D　)

A.该植物叶片的有茸毛对无茸毛为显性

B.亲本有茸毛植株能产生比例相等的两种基因型的配子

C.实验丙出现特殊分离比的原因可能是显性基因纯合致死

D.实验丙的子代随机杂交,下一代有茸毛基因的频率为0.125

解析:由实验丙可判断无茸毛为隐性性状,且有茸毛纯合致死。实验丙的子代中杂合子∶隐性纯合子=2∶1,若子代随机杂交,下一代有茸毛(杂合子)∶无茸毛=1∶1,因此有茸毛基因的频率为0.25。

3.一豌豆杂合子(Aa)植株自交时,下列叙述错误的是(　B　)

A.若自交后代的基因型比例是2∶3∶1,可能是含有隐性基因的花粉50%的死亡造成

B.若自交后代的基因型比例是2∶2∶1,可能是隐性个体有50%的死亡造成

C.若自交后代的基因型比例是4∶4∶1,可能是含有隐性基因的配子有50%的死亡造成

D.若自交后代的基因型比例是1∶2∶1,可能是花粉有50%的死亡造成

解析:一豌豆杂合子Aa植株自交时,后代基因型及比例理论上应该是AA∶Aa∶aa=1∶2∶1。若含有隐性基因的花粉50%死亡,则该豌豆杂合子Aa植株产生的雌配子为1/2A、1/2a,雄配子为2/3A、1/3a,其自交后代基因型比例是2∶3∶1;若自交后代的基因型比例是2∶2∶1,可能是显性杂合子和隐性个体都有50%的死亡造成;若含有隐性基因的配子有50%的死亡,则该豌豆杂合子Aa植株可以产生雌、雄配子均为2/3A、1/3a,其自交后代的基因型比例是 4∶4∶1;若花粉有50%的死亡,并不影响花粉的基因型比例,所以后代的性状分离比仍然是1∶2∶1。