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2024届人教版高中生物一轮复习孟德尔的豌豆杂交实验(一)学案 (2)
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这是一份2024届人教版高中生物一轮复习孟德尔的豌豆杂交实验(一)学案 (2),共27页。
第1讲 孟德尔的豌豆杂交实验(一)
1.孟德尔遗传实验的科学方法(Ⅱ)
2.基因的分离定律(Ⅱ)
1.从细胞水平和分子水平阐述基因的分离定律(生命观念)
2.解释一对相对性状的杂交实验,总结分离定律的实质(科学思维)
3.验证基因的分离定律,分析杂交实验(科学探究)
4.解释、解决生产与生活中的遗传问题(社会责任)
考点1 一对相对性状的杂交实验和分离定律
1.孟德尔遗传实验的科学方法
(1)科学之一——选材:选豌豆作实验材料。
①在传粉方面表现为自花传粉、闭花受粉→保证自然状态下是纯种。
②在性状方面表现为具有易于区分且能稳定地遗传给后代的性状。
③在操作方面表现为花大,便于进行去雄和人工授粉操作。
(2)科学之二——操作
人工异花传粉的步骤:
(3)科学之三——数据处理:实验结果采用统计学方法进行数据处理。
(4)科学之四——研究方法:研究分离定律采用假说—演绎法。
2.假说—演绎法对一对相对性状杂交实验的分析
(1)观察现象,发现问题——实验过程
(2)分析现象、提出假说——对分离现象的解释
①图解假说
②结果:F2的表现型及比例为高茎∶矮茎=3∶1,F2的基因型及比例为DD∶Dd∶dd=1∶2∶1。
(3)演绎推理、实验验证——对分离现象解释的验证
①方法:测交实验,即F1与隐性纯合子杂交。
②原理:隐性纯合子只产生一种含隐性遗传因子的配子。
③目的:验证孟德尔假设的遗传因子的传递规律。
④验证过程
(4)得出结论——分离定律
在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,不相融合;在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代。
3.分离定律的实质
(1)细胞学基础(如图所示)
(2)定律实质:等位基因随同源染色体的分开而分离。
(3)发生时间:减数第一次分裂后期。
(4)适用范围
①真核(填“真核”或“原核”)生物有性(填“无性”或“有性”)生殖的细胞核(填“细胞核”或“细胞质”)遗传。
②一对等位基因控制的一对相对性状的遗传。 (两对或多对等位基因控制一对相对性状,此时每对基因也符合分离定律。)
4.分离定律的应用
(1)农业生产:指导杂交育种。
①优良性状为显性性状:利用杂合子选育显性纯合子时,可进行连续自交,直到不再发生性状分离为止,即可留种推广使用。
②优良性状为隐性性状:一旦出现就能稳定遗传,便可留种推广。
③优良性状为杂合子:两个纯合的不同性状个体杂交的后代就是杂合子,但每年都要育种。
(2)医学实践:分析单基因遗传病的基因型和发病率;为禁止近亲结婚和进行遗传咨询提供理论依据。
1.孟德尔在豌豆开花时进行去雄和授粉,实现亲本的杂交。 (×)
提示:豌豆是闭花受粉植物,去雄应在豌豆开花前完成。
2.“若F1产生配子时成对的遗传因子彼此分离,则测交后代会出现两种性状,且性状分离比接近1∶1”属于演绎推理内容。 (√)
3.F1产生的雌配子数和雄配子数的比例为1∶1。 (×)
提示:雄配子数远多于雌配子数。
4.基因分离定律中“分离”指的是同源染色体上的等位基因的分离。 (√)
5.基因分离定律的细胞学基础是减数第一次分裂时染色单体分开。 (×)
提示:基因分离定律的细胞学基础是减数第一次分裂时同源染色体分离。
6.F2的表现型比为3∶1的结果最能说明基因分离定律的实质。 (×)
提示:F1能产生两种花粉(配子)且比例为1∶1,最能说明基因分离定律的实质。
本来开白花的花卉,偶然出现了开紫花的植株,怎样获得开紫花的纯种呢?请写出解决这一问题的实验程序。(必修2 P7“技能训练”)
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提示:将获得的紫花植株连续几代自交,即将每次自交后代的紫花植株选育再进行自交,直至自交后代不再出现白色花为止。具体过程可以用如下图解表示:
1.孟德尔验证实验中,用隐性纯合子能对F1进行测交实验的巧妙之处是
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提示:隐性纯合子只产生一种含隐性基因的配子,分析测交后代的性状表现及比例即可推知被测个体产生的配子种类及比例
2.玉米的常态叶与皱叶是一对相对性状。某研究性学习小组计划以自然种植多年后收获的一批常态叶与皱叶玉米的种子为材料,通过实验判断该相对性状的显隐性。某同学的思路是随机选取等量常态叶与皱叶玉米种子各若干粒,分别单独隔离种植,观察子一代性状。若子一代发生性状分离,则亲本为显性性状;若子一代未发生性状分离,则需要______________________________________
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提示:分别从子代中各取出等量若干玉米种子,种植、杂交,观察其后代叶片性状,表现出的叶形为显性性状,未表现出的叶形为隐性性状
1.遗传学研究中常用的交配类型、含义及其应用
交配类型
含义
应用
杂交
基因型不同的个体之间相互交配
①将不同的优良性状集中到一起,得到新品种
②用于显隐性的判断
自交
一般指植物的自花(或同株异花)传粉,基因型相同的动物个体间的交配
①连续自交并筛选,提高纯合子比例
②用于植物纯合子、杂合子的鉴定
③用于显隐性的判断
测交
待测个体(F1)与隐性纯合子杂交
①用于测定待测个体(F1)的基因型
②用于高等动物纯合子、杂合子的鉴定
正交和反交
正交中的父方和母方分别是反交中的母方和父方
①判断某待测性状是细胞核遗传,还是细胞质遗传
②判断基因是在常染色体上,还是在X染色体上
2.遗传定律核心概念间的联系
3.三类基因的比较
1.除了豌豆适于作杂交实验的材料外,玉米和果蝇也适于作杂交实验的材料,玉米和果蝇适于作杂交材料的优点有哪些?
提示:玉米:(1)雌雄同株且为单性花,便于人工授粉;(2)生长周期短,繁殖速率快;(3)相对性状差别显著,易于区分观察;(4)产生的后代数量多,统计更准确。
果蝇:(1)易于培养,繁殖快;(2)染色体数目少且大;(3)产生的后代多;(4)相对性状易于区分。
2.在一对相对性状的豌豆杂交实验中,F2中出现3∶1的性状分离比需满足的条件有哪些?
提示:(1)所研究的每一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,且不同配子结合的机会相等。(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。
3.某自花传粉植物的矮茎/高茎、腋花/顶花这两对相对性状各由一对等位基因控制,这两对等位基因自由组合。现有该种植物的甲、乙两植株,甲自交后,子代均为矮茎,但有腋花和顶花性状分离;乙自交后,子代均为顶花,但有高茎和矮茎性状分离。根据所学的遗传学知识,可推断这两对相对性状的显隐性。请通过甲、乙自交实验结果进行分析,推断两对性状的显、隐性。
提示:若甲为腋花,则腋花为显性性状,顶花为隐性性状,若甲为顶花,则腋花为隐性性状,顶花为显性性状;若乙为高茎,则高茎为显性性状,矮茎为隐性性状,若乙为矮茎,则矮茎为显性性状,高茎为隐性性状。
考查孟德尔实验及科学方法
1.(2023·山东济南高三专题练习)下列有关一对相对性状的豌豆杂交实验的叙述中,错误的是( )
A.豌豆在自然状态下一般是纯合子,可使杂交实验结果更可靠
B.进行人工杂交时,必须在豌豆花未成熟时除尽母本的雄蕊
C.在统计时,若F2的数量过少,其性状分离比可能偏离3∶1
D.孟德尔提出杂合子测交后代性状分离比为1∶1的假说,并通过实际种植来演绎
D [豌豆是自花传粉、闭花受粉植物,在自然状态下一般都是纯合子,可使杂交实验结果更可靠,A正确;进行人工杂交时,需在豌豆花未成熟时人工去除雄蕊,防止自花传粉,B正确;在统计时,观察的子代样本数目足够多,理论上可使其性状分离比更接近3∶1,若F2的数量过少,其性状分离比可能偏离3∶1,C正确;孟德尔根据“受精时雌雄配子随机结合”这一假说,预测杂合子测交后代性状分离比为1∶1(演绎推理),并通过实际种植进行测交实验验证,D错误。]
2.(2022·四川遂宁期末)孟德尔在探索遗传规律时,运用了假说—演绎法,下列相关叙述不正确的是( )
A.“遗传因子在体细胞中成对存在”属于假说内容
B.对推理过程及结果进行的检验是通过测交实验完成的
C.提出问题是建立在纯合亲本杂交和F1自交的遗传实验基础上的
D.“F1与隐性纯合子进行测交实验,结果为高茎∶矮茎=1∶1”属于演绎内容
D [孟德尔作出的假设:生物的性状是由遗传因子决定的;体细胞中遗传因子是成对存在的;生物体在形成生殖细胞——配子时,成对的遗传因子彼此分离,分别进入不同的配子中;受精时,雌雄配子的结合是随机的,A正确。孟德尔用F1与隐性纯合子进行测交实验,结果为高茎∶矮茎=1∶1,这个测交实验,是对推理(演绎)过程及结果的检验,B正确。孟德尔通过具有一对相对性状的纯合亲本杂交和F1自交的遗传实验发现问题并提出问题,C正确。孟德尔的实验验证过程,即用测交实验验证F1确实产生了两种数量相等的配子,故“F1与隐性纯合子进行测交实验,结果为高茎∶矮茎=1∶1”属于实验验证,D错误。]
考查分离定律的验证
3.(2022·四川树德中学阶段练习)玉米(雌雄同株异花)是一种二倍体农作物,其籽粒的饱满与凹陷是一对相对性状,受一对等位基因控制,且籽粒饱满为显性。现有自然条件下获得的一些饱满籽粒和凹陷籽粒,若要用这两种籽粒为材料验证分离定律,下列做法可行的是( )
A.两种玉米分别自交,若某些植株自交的子代表现型都相同,则可验证
B.大量籽粒饱满玉米自交,统计所有子代性状分离比为3∶1,则可验证
C.两种玉米杂交,若某些植株的F1表现两种性状且比例为1∶1,则可验证
D.两种玉米杂交,若某些植株的F1自交子代性状分离比为1∶1,则可验证
C [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,若某些植株自交的子代表现型都相同,则可说明这些植株是纯合子,不能验证分离定律,A不可行;大量籽粒饱满玉米自交,统计某些个体子代性状分离比为3∶1,则可验证分离定律,B不可行;让籽粒饱满的玉米和籽粒凹陷的玉米杂交,若某些植株的F1表现两种性状且比例为1∶1,则可验证分离定律,C可行;两种玉米杂交,若某些植株的F1自交子代性状分离比为3∶1,则可验证分离定律,D不可行。]
4.(2022·山东济南高二期中)水稻的非糯性对糯性为显性,非糯性品系所含淀粉遇碘呈蓝黑色,糯性品系所含淀粉遇碘呈橙红色。下面是对纯种的非糯性与糯性水稻的杂交后代进行观察的结果,其中能直接证明孟德尔的分离定律的一项是( )
A.杂交后亲本植株上结出的种子(F1)遇碘全部呈蓝黑色
B.F1自交后结出的种子(F2)遇碘后,3/4呈蓝黑色,1/4呈橙红色
C.F1产生的花粉遇碘后,一半呈蓝黑色,一半呈橙红色
D.F1测交所结出的种子遇碘后,一半呈蓝黑色,一半呈橙红色
C [杂交后亲本植株上结出的种子(F1)遇碘全部呈蓝黑色,后代表现型只有一种,无法证明分离定律,A错误;F1自交后结出的种子(F2)遇碘后,3/4呈蓝黑色,1/4呈橙红色,说明F1自交后代出现性状分离,但不能直接证明孟德尔的分离定律,B错误;F1产生的花粉遇碘后,一半呈蓝黑色,一半呈橙红色,说明F1产生两种配子,比例为1∶1,能直接证明孟德尔的分离定律,C正确;F1测交所结出的种子遇碘后,一半呈蓝黑色,一半呈橙红色,可间接说明F1产生两种配子,不能直接证明孟德尔的分离定律,D错误。]
分离定律的验证方法
(1)自交法:自交后代的性状分离比为3∶1(不完全显性为1∶2∶1),则符合分离定律,由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制。
(2)测交法:若测交后代的性状分离比为1∶1,则符合分离定律,由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制。
(3)花粉鉴定法:取杂合子的花粉,对花粉进行特殊处理后,用显微镜观察并计数,若花粉粒类型比例为1∶1,则可直接验证分离定律。
考查不同的交配类型及作用
5.(2022·四川成都七中期中)显性个体与隐性纯合个体间的特殊杂交方式称为测交。下列有关测交的叙述,错误的是( )
A.通过测交可以判断显性个体的基因组成及其产生配子的数量
B.豌豆的测交实验中需要进行去雄→套袋→人工异花传粉→套袋
C.通过测交可以验证孟德尔所提假说的正确性
D.通过测交可以验证控制生物性状的核基因是否遵循分离定律或自由组合定律
A [通过测交可以判断显性个体的基因组成及其产生配子的种类和比例,不能判断产生配子的数量,A错误;豌豆属于自花传粉、闭花受粉植物,进行测交实验需要进行去雄→套袋→人工异花传粉→套袋操作,B正确;通过测交可以验证孟德尔所提假说中的成对的遗传因子彼此分离,不同对的遗传因子自由组合,C正确;通过测交可以验证控制生物性状的核基因是否遵循分离定律(1∶1)或自由组合定律(1∶1∶1∶1),D正确。]
6.(2022·四川南充一中期末)下列各项实验中应采取的最佳交配方式分别是( )
①鉴别正常眼果蝇是否为杂合子 ②鉴别一株高茎豌豆是否为纯合子 ③不断提高小麦品种的纯合度 ④鉴别一对相对性状的显隐性关系
A.测交、自交、自交、杂交
B.杂交、测交、自交、测交
C.测交、测交、自交、杂交
D.杂交、自交、测交、杂交
A [①由于果蝇是动物,所以鉴别正常眼果蝇是否是纯合子适宜用测交的方法:若子代均表现为同一性状,则为纯合子;②由于豌豆是植物,所以鉴别一株高茎豌豆是否为纯合子最简单的方法是自交:若子代出现性状分离,则为杂合子;③不断提高小麦品种的纯合度,最简单的方法是自交,淘汰性状分离的个体;④鉴别一对相对性状的显隐性关系,适宜用杂交的方法,后代表现出来的性状是显性性状,没有表现出来的性状是隐性性状。]
考点2 分离定律重点题型突破
►题型1 显、隐性性状的判断与探究
1.根据子代性状判断
(1)具有一对相对性状的亲本杂交⇒子代只出现一种性状⇒子代所出现的性状为显性性状。
(2)具有相同性状的亲本杂交⇒子代出现不同性状⇒子代所出现的新性状为隐性性状。
2.根据子代性状分离比判断
具有一对相对性状的亲本杂交⇒F2性状分离比为3∶1⇒分离比为“3”的性状为显性性状。
3.根据遗传系谱图进行判断
4.合理设计杂交实验进行判断
1.(2022·四川内江模拟)玉米籽粒的甜与非甜是由一对等位基因控制的相对性状。现有甜玉米植株甲与非甜玉米植株乙,下列交配组合中,一定能判断出该对相对性状显隐性的是( )
①甲自交 ②乙自交 ③甲(♀)×乙() ④甲()×乙(♀)
A.①或② B.①和②
C.③和④ D.①和③
D [①②自交后代不发生性状分离,则不能确定显隐性,A、B错误。③和④为正、反交,正交、反交结果都表现为一种性状,则表现出来的性状为显性,不表现的那一性状为隐性,若后代发生性状分离,则无法确定显隐性,C错误。甜玉米植株甲自交,若后代发生性状分离,则甜为显性,非甜为隐性;若自交后代均为甜,则甜为纯合子(AA或aa),进一步看杂交结果,若杂交后代表现一种性状,则表现出来的性状为显性,不表现出来的性状为隐性;若杂交后代发生性状分离,则甜为隐性,非甜为显性,D正确。]
2.(2022·福建师大附中期中)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。在一个自由放养多年的牛群中,不同性状的雌雄个体间随机交配,每头母牛一次只生产1头小牛。以下关于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;反之,则无角为显性
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
C.选择多对有角牛和有角牛杂交,若后代全部是有角牛,则说明有角最可能为隐性
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
D [选择多对有角牛和无角牛杂交,由于显性性状可能为杂合子或纯合子,故后代中显性多于隐性;若后代有角牛明显多于无角牛,则有角为显性;反之,则无角为显性,A正确。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,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,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头牛全部是无角,由于后代个体数太少,不能判断显隐性,D错误。]
►题型2 纯合子和杂合子的判断
【特别提醒】 鉴定某生物个体是纯合子还是杂合子,当被测个体是动物时,常采用测交法;当被测个体是植物时,上述四种方法均可,其中自交法较简单。
3.(2022·四川成都期末)豌豆的高茎对矮茎是一对相对性状。依据下表两组实验分析,只考虑上述一对相对性状及相关基因,下列叙述正确的是( )
组别
亲本组合
子代表现型及比例
一
甲(高茎)×乙(矮茎)
全为高茎
二
丙(高茎)×乙(矮茎)
高茎∶矮茎=1∶1
A.高茎为显性性状
B.甲自交会发生性状分离
C.丙植株为纯合子
D.乙植株为杂合子
A [甲(高茎)×乙(矮茎),子代全为高茎,说明高茎对矮茎为显性,且甲是显性纯合子,乙是隐性纯合子,A正确,D错误;由A项可知,甲是显性纯合子,自交不会发生性状分离,B错误;组别二中,丙(高茎)×乙(矮茎),子代高茎∶矮茎=1∶1,说明丙是显性杂合子,即组别二为测交,丙植株为杂合子,C错误。]
4.(2022·陕西渭南期末)控制猫尾长短的基因遵循分离定律,相关杂交实验过程如图。下列叙述错误的是( )
甲 乙
P 长尾猫×短尾猫 F1 长尾猫×长尾猫
↓ ↓
F1 长尾猫 短尾猫 F2 长尾猫 短尾猫
A.甲组中,亲本与F1中的长尾猫基因型相同
B.由乙组可知,猫的长尾为显性性状
C.可用测交法判断F2中的长尾猫是否为纯合子
D.乙组中,F2中的长尾猫相互交配,子代中短尾猫的比例为1/2
D [F1长尾猫之间相互交配,F2中有长尾猫和短尾猫(发生性状分离),说明F1长尾猫为杂合子,杂合子表现为显性性状,即猫的长尾对短尾为显性性状,亲本长尾猫与短尾猫杂交,F1中有长尾猫和短尾猫,说明亲本长尾猫为杂合子,其基因型与F1中的长尾猫的基因型相同,A、B正确;测交后代的表现型及其比例与待测个体产生的配子的种类及其比例相同,因此可用测交法判断F2中长尾猫是否是纯合子,C正确;综上分析可推知:F2长尾猫中的纯合子占1/3,杂合子占2/3,F2中长尾猫相互交配,其后代中短尾猫所占的比例为2/3×2/3×1/4=1/9,D错误。]
►题型3 一对相对性状遗传中亲子代基因型和表现型的推断
亲代基因型、表现型子代基因型、表现型
子代表现型
亲本基因型组合
亲本表现型
全显
AA×_ _
亲本中至少一方是显性纯合子
全隐
aa×aa
双亲均为隐性纯合子
显∶隐=3∶1
Aa×Aa
双亲均为杂合子
显∶隐=1∶1
Aa×aa
亲本一方为杂合子,一方为隐性纯合子
5.(2022·四川甘孜期末)某种植物的花色性状受一对等位基因控制,且红花对白花为显性。现将该植物群体中的红花植株与白花植株杂交,子一代中红花植株和白花植株的比例为3∶1,如果将亲本红花植株自交,F1中红花植株和白花植株的比例为( )
A.7∶1 B.6∶1
C.5∶1 D.11∶1
A [某种植物的花色性状受一对等位基因控制,将该植物群体中的白花植株(aa)与红花植株(A_)杂交,子一代中红花植株和白花植株的比例为3∶1,说明该植物群体中的红花植株为AA∶Aa=1∶1,因此,将亲本红花植株自交,AA自交后代均是红花(AA),Aa自交后代:AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,所以F1中白花植株的概率为1/2×1/4=1/8,红花植株的概率为7/8,红花植株和白花植株的比例为7∶1,A正确。]
6.(2022·四川成都七中期末)某种牛基因型为AA的体色是红褐色,基因型为aa的体色是红色,基因型为Aa的雄牛是红褐色,雌牛是红色。现有多只红褐色雄牛和多只红色雌牛进行随机交配,子代雄性中红褐色∶红色=19∶5,雌性中红褐色∶红色=1∶3,下列叙述正确的是( )
A.亲本红褐色雄牛只有一种基因型Aa
B.亲本红褐色雄牛有两种基因型,AA∶Aa=1∶3
C.亲本红色雌牛只有一种基因型aa
D.亲本红色雄牛有两种基因型,Aa∶aa=3∶1
D [由题意知,雌牛中,AA是红褐色,Aa、aa是红色,雄牛中,AA、Aa是红褐色,aa是红色,多只红褐色雄牛和多只红色雌牛进行随机交配,雄性中,(AA+Aa)∶aa=19∶5,雌性中,AA∶(Aa+aa)=1∶3,亲本雄牛中有AA和Aa两种基因型,雌牛中有Aa和aa两种基因型,设雄牛中AA为x,Aa占比(1-x),雌牛中Aa占比为y,aa为(1-y),因为雄牛中红褐色∶红色=19∶5,雌牛中红褐色∶红色=1∶3,得到:(1-x)/2×(y/2+1-y)=5/24,[x+(1-x)/2]×y/2=1/4,解得x=1/3,y=3/4,所以亲本雄牛为1/3AA、2/3Aa,雌牛为3/4Aa、1/4aa,D正确,A、B、C错误。]
►题型4 分离定律的概率计算(含自交和自由交配)
1.用经典公式或分离比计算
(1)概率=×100%。
(2)根据分离比计算
AA、aa出现的概率各是1/4,Aa出现的概率是1/2,显性性状出现的概率是3/4,隐性性状出现的概率是1/4,显性性状中杂合子的概率是2/3。
2.根据配子概率计算
(1)先计算亲本产生每种配子的概率。
(2)根据题目要求用相关的两种(♀、)配子的概率相乘,即可得出某一基因型的个体的概率。
(3)计算表现型概率时,将相同表现型的个体的概率相加即可。
3.自交的概率计算
(1)杂合子Dd连续自交n代(如图1),杂合子比例为(1/2)n,纯合子比例为1-(1/2)n,显性纯合子比例=隐性纯合子比例=[1-(1/2)n]×1/2。纯合子、杂合子所占比例的坐标曲线如图2所示:
图1
图2
(2)杂合子Aa连续自交且逐代淘汰隐性个体的概率计算第一步,构建杂合子自交且逐代淘汰隐性个体的图解:
第二步,依据图解推导相关公式:
杂合子Aa连续自交,其中隐性个体的存在对其他两种基因型的个体数之比没有影响,可以按照杂合子连续自交进行计算,最后去除隐性个体即可,因此可以得到:连续自交n代,显性个体中,纯合子的比例为,杂合子的比例为。
4.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:如某种生物基因型AA占,Aa占,个体间可以自由交配,求后代中AA的比例。
解法一:列举法
后代♀
AA
Aa
AA
AA
AA、Aa
Aa
AA、Aa
AA、Aa、aa
子代基因型及概率AA、Aa、aa
子代表现型及概率(+)A_、aa
解法二:配子法——最直接的方法
AA个体产生一种配子A;Aa个体产生两种数量相等的配子A和a,所占比例均为,则A配子所占比例为,a配子所占比例为。
♀(配子)
(配子)
A
a
A
AA
Aa
a
Aa
aa
由表可知:F1基因型的比例为AA∶Aa∶aa=∶∶=4∶4∶1;F1表现型的比例为A_∶aa=∶=8∶1。
7.(2022·山东济南高三模拟)人类斑秃属于常染色体显性遗传病,由一对等位基因A、a控制,男性只要携带一个斑秃基因(A)就表现斑秃,而女性只有显性纯合子(AA)才表现斑秃。某家庭有关斑秃的遗传系谱图如下。下列有关叙述正确的是( )
A.Ⅰ4的基因型是aa
B.Ⅱ1和Ⅱ2的基因型不相同
C.Ⅲ1斑秃的概率是1
D.若Ⅱ2和Ⅱ3再生一个非斑秃孩子的概率是3/4
D [由题图分析可知,Ⅱ3基因型为aa,Ⅱ4基因型为AA,由子代逆推亲代可知Ⅰ3和Ⅰ4基因型都是Aa,A错误;Ⅰ1基因型为aa,Ⅰ2基因型为AA,所以Ⅱ1和Ⅱ2的基因型相同,均为Aa,B错误;Ⅲ1的基因型为1/2Aa、1/2aa,由于Ⅲ1是女孩,一定正常,所以斑秃的概率是0,C错误;Ⅱ2和Ⅱ3再生一个孩子,基因型为1/2Aa、1/2aa,非斑秃孩子的概率是1-1/2×1/2=3/4,D正确。]
8.(2022·辽宁抚顺期末)现有一批基因型为DD和Dd的豌豆种子,还有一批基因型为DD和Dd的玉米种子,纯合子与杂合子的比例都为2∶1。分别将两批种子种植,则在自然状态下,豌豆和玉米子一代的显性性状和隐性性状的比例分别是( )
A.5∶1、5∶1 B.6∶1、9∶1
C.5∶1、8∶1 D.11∶1、35∶1
D [豌豆种子的基因型为DD∶Dd=2∶1,豌豆在自然状态下进行自交,子代隐性个体所占比例为1/3×1/4=1/12,故子代显性个体所占比例为1-1/12=11/12,所以豌豆子一代的显性性状和隐性性状的比例是11∶1;玉米种子的基因型为DD∶Dd=2∶1,可计算出玉米产生的雌雄配子均为d=1/3×1/2=1/6、D=1-1/6=5/6,子代隐性个体所占比例为(1/6)2=1/36,显性个体为1-1/36=35/36,所以玉米子一代的显性性状和隐性性状的比例是35∶1。]
1.符合基因分离定律并不一定就会出现特定的性状分离比(针对完全显性)。原因如下:
(1)F2中3∶1的结果必须在统计大量子代后才能得到;若子代数目较少,不一定符合预期的分离比。
(2)某些致死基因可能导致性状分离比变化,如隐性致死、纯合致死、显性致死等。
2.不要认为子代只要出现不同性状即属“性状分离”。
性状分离是指“亲本性状”相同,子代出现“不同类型”的现象,如红花♀×红花→子代中有红花与白花。若亲本有两种类型,子代也出现两种类型,则不属于性状分离,如红花♀×白花→子代有红花与白花,不属于性状分离。
1.相对性状是指一种生物的同一种性状的不同表现类型。
2.性状分离是指杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象。
3.纯合子体内基因组成相同,杂合子体内基因组成不同。
4.纯合子自交后代一定是纯合子,杂合子自交后代既有纯合子也有杂合子。
5.基因的分离定律的实质: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,独立地随配子遗传给后代。
1.(2020·全国卷Ⅰ)已知果蝇的长翅和截翅由一对等位基因控制。多只长翅果蝇进行单对交配(每个瓶中有1只雌果蝇和1只雄果蝇),子代果蝇中长翅∶截翅=3∶1。据此无法判断的是( )
A.长翅是显性性状还是隐性性状
B.亲代雌果蝇是杂合子还是纯合子
C.该等位基因位于常染色体还是X染色体上
D.该等位基因在雌果蝇体细胞中是否成对存在
C [根据截翅为“无中生有”可知,截翅为隐性性状,长翅为显性性状,A不符合题意;根据杂交的后代发生性状分离可知,亲本雌果蝇一定为杂合子,B不符合题意;无论控制翅形的基因位于X染色体上还是常染色体上,后代中均会出现长翅∶截翅=3∶1的分离比,C符合题意;根据后代中长翅∶截翅=3∶1可知,控制翅形的基因符合分离定律,故可推测该等位基因在雌果蝇体细胞中是成对存在的,D不符合题意。]
2.(2019·全国卷Ⅲ)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.250、500、0 B.250、500、250
C.500、250、0 D.750、250、0
A [由题意可知,1 000对基因型均为Bb的亲本交配,每对亲本只形成一个受精卵,若不考虑致死,一对基因型为Bb的亲本产生基因型为BB、Bb、bb的受精卵的概率分别为1/4、1/2、1/4,1 000对基因型均为Bb的亲本交配,产生基因型为BB、Bb、bb的受精卵的数目分别为250、500、250,由于基因型为bb的受精卵全部死亡,所以该群体的子一代中BB、Bb、bb个体的数目依次为250、500、0,A符合题意。]
3.(2021·湖北选择性考试)浅浅的小酒窝,笑起来像花儿一样美。酒窝是由人类常染色体的单基因决定的,属于显性遗传。甲、乙分别代表有、无酒窝的男性,丙、丁分别代表有、无酒窝的女性。下列叙述正确的是( )
A.若甲与丙结婚,生出的孩子一定都有酒窝
B.若乙与丁结婚,生出的所有孩子都无酒窝
C.若乙与丙结婚,生出的孩子有酒窝的概率为50%
D.若甲与丁结婚,生出一个无酒窝的男孩,则甲的基因型可能是纯合的
B [结合题意可知,甲为有酒窝男性,基因型为AA或Aa,丙为有酒窝女性,基因型为AA或Aa,若两者均为Aa,则二者结婚生出的孩子基因型可能为aa,表现为无酒窝,A错误。乙为无酒窝男性,基因型为aa,丁为无酒窝女性,基因型为aa,二者结婚,生出的孩子基因型均为aa,表现为无酒窝,B正确。乙为无酒窝男性,基因型为aa,丙为有酒窝女性,基因型为AA或Aa,二者婚配,若丙的基因型为AA,则生出的孩子均为有酒窝;若丙的基因型为Aa,则生出的孩子有酒窝的概率为50%,C错误。甲为有酒窝男性,基因型为AA或Aa,丁为无酒窝女性,基因型为aa,生出一个无酒窝的男孩aa,则甲的基因型只能为Aa,是杂合子,D错误。]
4.(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。
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[解析] (1)在一对等位基因控制的相对性状中,杂合子通常表现为显性性状。(2)想要验证分离定律,可采用自交法或测交法。根据题意,现有在自然条件下获得的具有一对相对性状的玉米籽粒若干,其显隐性未知,若要用这两种玉米籽粒为材料验证分离定律,可让两种性状的玉米分别自交,若某些亲本自交后,子代出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律;若子代没有出现3∶1的性状分离比,说明亲本均为纯合子,在子代中选择两种性状的玉米杂交得到F1,F1自交得到F2,若F2出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律。也可让两种性状的玉米杂交,若F1只表现一种性状,说明亲本均为纯合子,让F1自交得到F2,若F2出现3∶1的性状分离比,则可验证分离定律;若F1表现两种性状,且表现为1∶1的性状分离比,说明该亲本分别为杂合子和纯合子,则可验证分离定律。
[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(答出两点即可)
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