2024届人教版高考生物一轮复习分离定律的基本解题规律与方法学案

这是一份2024届人教版高考生物一轮复习分离定律的基本解题规律与方法学案，共11页。
第 3 讲　分离定律的基本解题规律与方法分离定律的基本解题规律与方法作为“遗传”的必备知能，在高考命题中考查频次较高，在历年高考试卷都有呈现。命题多结合实例考查对分离定律的理解、相关概率计算和分离定律的运用，推测判断后代显隐性性状等。另外基因分离定律是解答自由组合定律和伴性遗传类题目的基础，因此熟练掌握分离定律的基本解题规律和方法是解答遗传类题目的关键。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．该等位基因在雌蝇体细胞中是否成对存在解析：选C　不管该等位基因位于常染色体上还是X染色体上，后代性状表现都可能出现题述比例，故无法判断该等位基因的位置，C符合题意；雌蝇的性染色体组成是XX，该等位基因不管位于常染色体上还是X染色体上，在雌性个体中都是成对存在的。2．(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让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授粉，子代均为全缘叶③用植株甲给羽裂叶植株授粉，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授粉，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②  B．①或④  C．②或③  D．③或④解析：选B　假设控制羽裂叶和全缘叶的相关基因是A、a。植株甲(全缘叶)自花传粉后，子代出现性状分离，可说明植株甲是杂合子，①符合题意；用植株甲给另一全缘叶植株授粉，子代均为全缘叶，不能判定植株甲是杂合子(如AA×Aa，AA×AA)，②不符合题意；用植株甲给羽裂叶植株授粉，子代中全缘叶与羽裂叶的比例是1∶1，不能判定全缘叶和羽裂叶的显隐性，若羽裂叶为显性性状(Aa)，则植株甲是纯合子(aa)，③不符合题意；用植株甲给另一全缘叶植株授粉，子代中全缘叶与羽裂叶的比例是3∶1，说明全缘叶是显性性状，植株甲和另一全缘叶植株都是杂合子，即Aa×Aa→1AA∶2Aa∶1aa，④符合题意。3．(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、250C．500、250、0  D．750、250、0解析：选A　基因型为Bb的个体产生的配子种类及比例为B∶b＝1∶1，若两亲本的基因型都为Bb，则产生的受精卵的基因型及比例为BB∶Bb∶bb＝1∶2∶1，由于基因型为bb的受精卵全部死亡，故BB∶Bb＝1∶2，A正确。4．(2018·江苏高考)一对相对性状的遗传实验中，会导致子二代不符合3∶1性状分离比的情况是(　 )A．显性基因相对于隐性基因为完全显性B．子一代产生的雌配子中2种类型配子数目相等，雄配子中也相等C．子一代产生的雄配子中2种类型配子活力有差异，雌配子无差异D．统计时子二代3种基因型个体的存活率相等解析：选C　子一代产生的雄配子中2种类型配子的活力有差异，会使2种类型配子比例偏离1∶1，从而导致子二代不符合3∶1的性状分离比。提能点(一)　性状显隐性的判断与实验设计1．根据子代性状判断(1)不同性状的纯合亲本杂交⇒子代只出现一种性状⇒子代所出现的性状为显性性状。(2)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。子代性状分离比为3∶1⇒2．根据遗传系谱图进行判断3．合理设计杂交实验进行判断在运用假设法判断显隐性性状时，若出现假设与事实相符的情况，要注意两种性状同时作假设或对同一性状作两种假设，切不可只根据一种假设得出片面的结论。但若假设与事实不相符，则不必再作另一假设，可直接予以判断。　　　　[针对训练]1．玉米的黄粒和白粒是一对相对性状，由染色体上等位基因A、a控制，田间玉米的黄粒和白粒普遍存在。为了确定黄粒和白粒这对相对性状的显隐性关系，下列实验方案中，不合理的是(　 )A．从田间玉米中选择多株黄粒植株自交，统计子代的性状和比例B．从田间玉米中选择多株白粒植株自交，统计子代的性状和比例C．从田间玉米中选择多株黄粒与多株白粒杂交，子代中占多数的个体性状为显性性状D．在田间玉米中抽样统计黄粒和白粒的比例，占多数的性状为显性性状解析：选D　从田间玉米中选择多株黄粒植株自交，统计子代的性状和比例，如果后代出现白粒玉米，则说明黄粒对白粒为显性，A正确；从田间玉米中选择多株白粒植株自交，统计子代的性状和比例，如果后代出现黄粒玉米，则说明白粒对黄粒为显性，B正确；从田间玉米中选择多株黄粒与多株白粒杂交，由于杂合子表现为显性性状，所以子代中占多数的个体性状为显性性状，C正确；在田间玉米中抽样统计黄粒和白粒的比例，如果隐性基因频率很高，那么隐性性状的个体占多数，D错误。2．(2022·全国甲卷，节选)玉米是我国重要的粮食作物。玉米通常是雌雄同株异花植物(顶端长雄花序，叶腋长雌花序)，但也有的是雌雄异株植物。玉米的性别受两对独立遗传的等位基因控制，雌花花序由显性基因B控制，雄花花序由显性基因T控制，基因型bbtt个体为雌株。现有甲(雌雄同株)、乙(雌株)、丙(雌株)、丁(雄株)4种纯合体玉米植株。回答下列问题。(1)若以甲为母本、丁为父本进行杂交育种，需进行人工传粉，具体做法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)已知玉米籽粒的糯和非糯是由1对等位基因控制的相对性状。为了确定这对相对性状的显隐性，某研究人员将糯玉米纯合体与非糯玉米纯合体(两种玉米均为雌雄同株)间行种植进行实验，果穗成熟后依据果穗上籽粒的性状，可判断糯与非糯的显隐性。若糯是显性，则实验结果是__________________________________________；若非糯是显性，则实验结果是____________________________________。解析：(1)杂交育种的原理是基因重组，若甲为母本，丁为父本杂交，因为甲为雌雄同株异花植物，所以在花粉未成熟时需对甲植株雌花花序套袋隔离，等丁的花粉成熟后通过人工传粉把丁的花粉传到甲的雌蕊柱头后，再套袋隔离。(2)假设糯和非糯这对相对性状受A/a基因控制，因为两种玉米均为雌雄同株植物，间行种植时，既有自交又有杂交。若糯为显性，基因型为AA，非糯基因型为aa，则糯植株无论自交还是杂交，糯植株上全为糯籽粒，非糯植株杂交子代为糯籽粒，自交子代为非糯籽粒，所以非糯植株上既有糯籽粒又有非糯籽粒。同理，非糯为显性时，非糯植株上只有非糯籽粒，糯植株上既有糯籽粒又有非糯籽粒。答案：(1)对母本甲的雌花花序进行套袋，待雌蕊成熟时，采集丁的成熟花粉，撒在甲的雌蕊柱头上，再套上纸袋　(2)糯植株上全为糯籽粒，非糯植株上既有糯籽粒又有非糯籽粒　非糯植株上只有非糯籽粒，糯性植株上既有糯籽粒又有非糯籽粒 提能点(二)　纯合子与杂合子的判断方法方法实验设计结果分析测交法待测个体×隐性纯合子→子代①若子代无性状分离，则待测个体为纯合子；②若子代有性状分离，则待测个体为杂合子自交法待测个体子代①若后代无性状分离，则待测个体为纯合子；②若后代有性状分离，则待测个体为杂合子花粉鉴定法待测个体花粉①若产生2种或2种以上的花粉，则待测个体为杂合子；②若只产生1种花粉，则待测个体为纯合子单倍体育种法待测个体→花粉→幼苗→秋水仙素处理获得植株①若得到2种类型的植株且数量基本相等，则说明亲本能产生2种类型的花粉，即为杂合子；②若只得到1种类型的植株，则说明亲本只能产生1种类型的花粉，即为纯合子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。　　　　[针对训练]3．依次解决下列的遗传问题可采用的方法是(　 )①鉴定一只白色(显性性状)公羊是否是纯种②区分玉米的黄粒与白粒的显隐性A．①让白色公羊与一只黑色母羊杂交；②让黄粒与白粒玉米杂交B．①让白色公羊与多只黑色母羊杂交；②让黄粒与白粒玉米杂交C．①让白色公羊与一只黑色母羊杂交；②让黄粒玉米自交D．①让白色公羊与一只黑色母羊杂交；②让白粒玉米自交解析：选B　①鉴别一只白羊是纯合子还是杂合子可用测交法，因为每只母羊每次交配产下的后代数量很少，为了防止结果的偶然性，应多次测交，如果后代只有显性个体，则该白色公羊很可能是纯合子；如果后代出现隐性个体，则该白色公羊为杂合子；②玉米为雌雄同株植物，既可以雌雄同株受粉(自交)也可以异株受粉(杂交)，这两种方法都可以确定其显隐性，B符合题意。4．家鼠的灰毛和黑毛由常染色体上的一对等位基因控制，灰毛对黑毛为显性。现有一只灰毛雌鼠(M)，为了确定M是否为纯合子(就毛色而言)，让M与一只黑毛雄鼠交配，得到一窝共4个子代。不考虑变异，下列分析不合理的是(　 )A．若子代出现黑毛鼠，则M一定是杂合子B．若子代全为灰毛鼠，则M一定是纯合子C．若子代中灰毛雄鼠∶黑毛雌鼠＝3∶1，则M一定是杂合子D．若子代中灰毛雄鼠∶黑毛雌鼠＝1∶1，则M一定是杂合子解析：选B　假设家鼠关于毛色的等位基因为A、a，若子代出现黑毛鼠，说明M不可能是AA，则M一定是杂合子，A、C、D合理；若子代全为灰毛鼠，由于子代数目较少，不能确定M一定是纯合子，但很可能是纯合子，B不合理。提能点(三)　基因型、表型的推导与概率计算1．据子代表型推断亲本基因型2．分离定律应用中的概率计算方法(1)用经典公式计算：概率＝(某性状或遗传因子组合数/总组合数)×100%(2)依据分离比推理计算： AA、aa出现的概率都是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，显性性状中的纯合子概率为1/3，杂合子概率为2/3。(3)依据配子的概率计算：先计算出亲本产生每种配子的概率，再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个体的概率；计算表型概率时，再将相同表型个体的概率相加即可。[针对训练]5．(2019·海南高考)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。回答下列问题：(1)根据所学的遗传学知识，可推断这两对相对性状的显隐性。仅通过对甲、乙自交实验结果的分析进行推断的思路是____________________________________________________________________________________________________________________________。(2)经分析，确定高茎和腋花为显性性状，若用A/a表示控制茎高度的基因，B/b表示控制花位置的基因，则甲的表型和基因型分别是________________，乙的表型和基因型分别是______________________________；若甲和乙杂交，子代的表型及其分离比为________________________________________________________________________。(3)若要验证甲和乙的基因型，可用测交的方法，即用另一植株丙分别与甲、乙进行杂交，丙的基因型为___________，甲、乙测交子代发生分离的性状不同，但其分离比均为______，乙测交的正反交结果______________(填“相同”或“不同”)。解析：(1)根据甲自交后代出现腋花和顶花性状分离可以确定这对性状的显隐性，若甲为腋花，则腋花为显性，顶花为隐性，若甲为顶花，则腋花为隐性，顶花为显性；根据乙自交后代出现高茎和矮茎的性状分离可确定该性状的显隐性，若乙为高茎，则高茎为显性，矮茎为隐性，若乙为矮茎，则矮茎为显性，高茎为隐性。(2)经分析，确定高茎和腋花为显性性状，若用A/a表示控制茎高度的基因，B/b表示控制花位置的基因，根据甲和乙的自交后代均出现性状分离可知，甲和乙均为杂合子，故甲的基因型为aaBb，表现为矮茎腋花；乙的基因型为Aabb，表现为高茎顶花。若甲(aaBb)和乙(Aabb)杂交，子代中高茎腋花(AaBb)∶高茎顶花(Aabb)∶矮茎腋花(aaBb)∶矮茎顶花(aabb)＝1∶1∶1∶1。(3)若要验证甲和乙的基因型，可用测交的方法，则丙应该为隐性纯合子(aabb)。分别与甲、乙进行测交，若甲测交后代：矮茎腋花∶矮茎顶花＝1∶1，则甲基因型为aaBb；若乙测交后代：高茎顶花∶矮茎顶花＝1∶1，则乙基因型为Aabb，而且甲、乙测交后代的分离比均为1∶1。由于自花传粉植物无性染色体，两对基因均在常染色体上，故乙测交的正反交结果相同，均为高茎顶花∶矮茎顶花＝1∶1。答案：(1)若甲为腋花，则腋花为显性，顶花为隐性，若甲为顶花，则腋花为隐性，顶花为显性；若乙为高茎，则高茎为显性，矮茎为隐性，若乙为矮茎，则矮茎为显性，高茎为隐性　(2)矮茎腋花、aaBb　高茎顶花、Aabb　高茎腋花∶高茎顶花∶矮茎腋花∶矮茎顶花＝1∶1∶1∶1　(3)aabb　1∶1　相同提能点(四)　自交与自由交配的概率计算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(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(2n－1)/(2n＋1)，杂合子比例为2/(2n＋1)。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1/2，显性纯合子比例为1/4，隐性纯合子比例为1/4；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n/(n＋2)，杂合子比例为2/(n＋2)。(2)自由交配问题的三种分析方法：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，求后代中基因型和表型的概率。①列举法。基因型(♂/♀)1/3AA2/3Aa1/3AA1/9AA1/9AA、1/9Aa2/3Aa1/9AA、1/9Aa1/9AA、2/9Aa、1/9aa结果：子代基因型及概率为4/9AA、4/9Aa、1/9aa，子代表型及概率为(4/9＋4/9)A_、1/9aa②配子法。子代基因型及概率为4/9AA、4/9Aa、1/9aa，子代表型及概率为8/9A_、1/9aa。③遗传平衡法。先根据“一个等位基因的频率＝它的纯合子基因型概率＋(1/2)杂合子基因型频率”推知，子代中A的基因频率＝1/3＋(1/2)×(2/3)＝2/3，a的基因频率＝1－(2/3)＝1/3。然后根据遗传平衡定律可知，aa的基因型频率＝a基因频率的平方＝(1/3)2＝1/9，AA的基因型频率＝A基因频率的平方＝(2/3)2＝4/9，Aa的基因型频率＝2×A基因频率×a基因频率＝2×2/3×1/3＝4/9。子代表型及概率为8/9A_、1/9aa。计算自由交配子代基因型、表型概率用配子法较简便，但自交子代概率不可用配子法计算。如群体中AA∶Aa＝1∶2(A＝2/3，a＝1/3)，自由交配时子代类型为AA＝A2，Aa＝2×A×a，aa＝a2；而自交时需按“1/3AA1/3×1AA,2/3Aa2/3×(1/4AA、2/4Aa、1/4aa)”统计子代中各类型比例。　　　　[针对训练]6．某蝴蝶幼虫的体色有青色和浅灰色两种，受常染色体上一对等位基因Aa控制。基因型AA的个体表现为青色，aa的个体表现为浅灰色，Aa个体雄性表现为青色、雌性表现为浅灰色。一个足够大的该甲虫种群的雌性和雄性个体中雌雄之比为1∶1，基因型AA、Aa、aa个体数之比均为3∶2∶1。下列相关叙述不正确的是(　 )A．该种群中A与a基因频率的之比为2∶1B．该种群浅灰色个体中杂合子所占比例为1/2C．随机交配一代，子一代纯合青色个体占4/9D．该种群全部个体全部A和a构成种群基因库解析：选D　杂合子在雌性中表现为隐性性状，在雄性中表现为显性性状，所以雌性中青色为AA，浅灰色为Aa、aa。雄性中青色为AA、Aa，浅灰色为aa。基因型AA∶Aa∶aa＝3∶2∶1，可知A的基因频率为(2×3＋2×1)/[2×(3＋2＋1)]＝2/3，a的基因频率为1/3，故A与a基因频率之比为2∶1，A正确；该种群浅灰色个体占比为雄性(aa)＝1/12，雌性(Aa＋aa)＝2/12＋1/12＝3/12，该种群浅灰色个体中杂合子所占比例为1/2，B正确；A的基因频率为2/3，随机交配一代，子一代纯合青色个体AA占2/3×2/3＝4/9，C正确；种群的基因库是指种群全部个体所含有的全部基因，包括各种等位基因、非等位基因，D错误。7．黄瓜植株中含有一对等位基因E和e，其中E基因纯合的植株不能产生卵细胞，而e基因纯合的植株产生的花粉不能正常发育，杂合子植株完全正常。现以若干基因型为Ee的黄瓜植株为亲本，下列有关叙述正确的是(　 )A．如果每代均自由交配直至F2，则F2植株中EE植株所占比例为1/2B．如果每代均自由交配直至F2，则F2植株中正常植株所占比例为4/9C．如果每代均自交直至F2，则F2植株中正常植株所占比例为1/2D．如果每代均自交直至F2，则F2植株中ee植株所占比例为1/2解析：选C　基因型为Ee的个体自交，后代的基因型及比例是EE∶Ee∶ee＝1∶2∶1，由于E基因纯合的植株不能产生卵细胞，所以雌性个体产生的配子的基因型及比例是E∶e＝1∶2，由于e基因结合的植株产生的花粉不能正常发育，因此雄性个体产生的配子的基因型及比例是E∶e＝2∶1，所以，自由交配直至F2，ee的基因型频率＝2/3×1/3＝2/9，EE的基因型频率＝1/3×2/3＝2/9，正常植株(Ee)所占比例为1－2/9－2/9＝5/9，A、B错误；由题干可知，每代中只有Ee可以自交得到F2，因此F2植株中正常植株(Ee)所占比例为1/2，C正确；如果每代均自交直至F2，则F2植株的基因型及比例为EE∶Ee∶ee＝1∶2∶1，其中ee植株所占比例为1/4，D错误。