2024年高中生物新教材同步学案 必修第二册 第一章　微专题一　分离定律的应用（含解析）

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分离定律的应用一、亲子代遗传因子组成与性状表现的相互推断1．由亲代推断子代的遗传因子组成、性状表现及其概率(正推型)。2.由子代推断亲代的遗传因子组成(逆推型)。角度一：遗传因子填充法。先根据亲代性状表现写出能确定的遗传因子，如显性性状的遗传因子组成可用A_来表示，那么隐性性状的遗传因子组成只有一种aa，根据子代中一对遗传因子分别来自两个亲本，可推出亲代中未知的遗传因子。角度二：隐性纯合子突破法。如果子代中有隐性个体存在，它往往是逆推过程中的突破口，因为隐性个体是纯合子(aa)，因此亲代遗传因子组成中必然都有一个a遗传因子，然后再根据亲代的性状表现做进一步的推断。角度三：根据分离定律中的规律性比值来直接判断。例1　番茄果实的颜色由一对遗传因子A、a控制，下表是关于番茄果实颜色的3个杂交实验及其结果。下列分析正确的是(　　)A.单独分析实验组①、②、③，均可推断出红色为显性性状B．实验组①的亲本遗传因子组成为红果AA、黄果aaC．实验组②的后代中红果番茄均为杂合子D．实验组③的后代中纯合子占1/3答案　C解析　单独分析实验组①，不能推断出红色为显性性状，A错误；由题意分析可知，实验组①的亲本遗传因子组成为红果Aa、黄果aa，B错误；实验组②中亲本红果遗传因子组成为AA，黄果遗传因子组成为aa，后代中红果番茄遗传因子组成均为杂合子Aa，C正确；实验组③亲本遗传因子组成均为Aa，后代中AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，其中纯合子占1/2，D错误。例2　(2019·全国Ⅱ,5)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④C．②或③ D．③或④答案　B解析　实验①中植株甲自交，子代出现了性状分离，说明作为亲本的植株甲为杂合子。实验④中植株甲与另一具有相同性状的个体杂交，后代出现3∶1的性状分离比，说明亲本均为杂合子。在相对性状的显隐性不确定的情况下，无法依据实验②③判定植株甲为杂合子。二、概率计算1．用经典公式计算概率＝eq \f(某性状或遗传因子组成个体数,总组合数)×100%。2．根据分离比计算如Aaeq \o(――→,\s\up7(⊗)) SKIPIF 1 < 0 ∶1aa(1)如果没有明确子代的性状表现，那么AA、aa出现的概率各是1/4，Aa出现的概率是1/2。(2)如果明确了子代的性状表现是显性，那么AA出现的概率是1/3，Aa出现的概率是2/3。3．用配子法计算(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，即可得出某一遗传因子组成的个体的概率。(3)计算性状表现概率时，再将相同性状表现的个体的概率相加即可。如：F1　　　　　　　　 高茎(Dd)　　　　　　　　　 ↓⊗F2　例3　假设控制番茄叶颜色的遗传因子用D、d表示，红色和紫色为一对相对性状，且红色为显性。杂合的红叶番茄自交获得F1，将F1中表现类型为红叶的番茄自交得F2，下列叙述正确的是(　　)A．F2中无性状分离B．F2中性状分离比为3∶1C．F2红叶个体中杂合子占2/5D．在F2中首次出现能稳定遗传的紫叶个体答案　C解析　杂合的红叶番茄(Dd)自交，F1的遗传因子组成及数量比例为DD∶Dd∶dd＝1∶2∶1，且dd为稳定遗传的紫叶个体。F1中红叶个体的遗传因子组成为1/3DD、2/3Dd。DD自交，F2全为DD(占1/3)；Dd自交，F2中DD占1/4×2/3＝1/6，Dd占1/2×2/3＝1/3，dd占1/4×2/3＝1/6。所以F2中红叶∶紫叶＝5∶1(出现了性状分离)，F2红叶个体中杂合子Dd占2/5。例4　一对表现正常的夫妇生了一个正常男孩和一个患某种遗传病的女孩，如果该男孩与一个母亲为该病患者的正常女子结婚，生了一个正常的儿子，则这个儿子携带致病遗传因子的概率为(　　)A．3/5 B．5/9 C．1/2 D．8/11答案　A三、自交和自由交配1．概念不同(1)自交是指遗传因子组成相同的个体交配。(2)自由交配是指群体中不同个体随机交配，遗传因子组成相同或不同的个体之间都要进行交配。2．交配组合种类不同若某群体中有遗传因子组成为AA、Aa和aa的个体。(1)自交方式有AA×AA、Aa×Aa、aa×aa三种。(2)自由交配方式有AA×AA、Aa×Aa、aa×aa、AA×Aa、AA×aa、Aa×aa六种。3．自交的相关计算(1)遗传因子组成为Aa的个体连续自交，第n代的比例分析：当杂合子(Aa)连续自交n代后，Fn中各种类型的个体所占比例如表：(2)杂合子、纯合子所占比例的坐标曲线图4．自由交配的相关计算例如，某群体中遗传因子组成为AA的个体占1/3，遗传因子组成为Aa的个体占2/3。(1)列举交配组合可利用棋盘法进行列表统计，以防漏掉某一交配组合。自由交配的方式有4种，列表分析如下：(2)列举配子比例另外，也可利用棋盘法列出雌雄配子的比例进行解答，先计算含A雄配子的比例：1/3＋2/3×1/2＝2/3，含a雄配子的比例为1－2/3＝1/3，含A雌配子和含a雌配子的比例也分别为2/3和1/3。列表分析如下：提示：自由交配问题用配子比例法解答更简单些。例5　菜豆是自花传粉植物，其花色中有色对无色为显性。一株杂合有色花菜豆(Cc)生活在某海岛上，如果海岛上没有其他菜豆植株存在，且菜豆为一年生植物，则第四年时，海岛上开有色花菜豆植株和开无色花菜豆植株的比例是(　　)A．3∶1 B．15∶7C．9∶7 D．15∶9答案　C解析　菜豆为自花传粉植物，故在自然状态下全为自交；菜豆为一年生植物，其自交一代后花色的性状在第二年表现出来，因此可推知，第四年的花色表现应为杂合有色花菜豆连续自交三代所表现出的性状，则Cc所占比例为1/23＝1/8，CC与cc所占比例相同，为(1－1/8)×1/2＝7/16，即有色花菜豆∶无色花菜豆＝9∶7，故选C。例6　某动物种群中，遗传因子组成为AA、Aa和aa的个体所占比例依次为25%、50%、25%。若该种群中的aa个体没有繁殖能力，其他个体间可以随机交配，理论上，下一代遗传因子组成为AA、Aa、aa的个体的数量比为(　　)A．3∶3∶1 B．4∶4∶1C．1∶2∶0 D．1∶2∶1答案　B解析　遗传因子组成为AA、Aa和aa的个体所占比例依次为25%、50%、25%。若该种群中的aa个体没有繁殖能力，则具有繁殖能力的个体中，AA占1/3，Aa占2/3，因此A配子的比例为1/3＋2/3×1/2＝2/3，a配子的比例为1/3，由于个体间可以随机交配，后代中AA的比例为2/3×2/3＝4/9，Aa的比例为2×1/3×2/3＝4/9，aa的比例为1/3×1/3＝1/9，因此AA∶Aa∶aa＝4∶4∶1。四、特殊情况下的性状分离比1．不完全显性具有相对性状的纯合亲本杂交，F1显现中间类型的现象。例如，红花的遗传因子组成为AA，白花的遗传因子组成为aa，杂合子的遗传因子组成为Aa，开粉红花。这种情况下，F2的性状分离比不是3∶1，而是1∶2∶1。2．致死现象(1)配子致死：指致死遗传因子在配子时期发生作用，从而不能形成有活力的配子的现象。(2)合子致死：指致死遗传因子在胚胎时期或幼体阶段发生作用，从而不能形成活的幼体或个体夭折的现象。如：Aa×Aa↓ SKIPIF 1 < 0 ∶aa⇒eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(显性纯合致死→显性∶隐性＝2∶1,隐性纯合致死→全为显性))3　　∶13．从性遗传(1)从性遗传是指由常染色体上遗传因子控制的性状，在性状表现上受个体性别影响的现象，又称性控遗传。比如牛、羊角的遗传，人类秃顶，蝴蝶颜色的遗传等。(2)从性遗传的本质：性状表现＝遗传因子组成＋环境条件(性激素种类及含量差异等)。4．人类ABO血型的决定方式IAIA、IAi―→A型血；IBIB、IBi―→B型血；IAIB―→AB型血(共显性)；ii―→O型血。前后代遗传的推断及概率运算比正常情况要复杂。例7　萝卜的花有白、红、紫三种颜色，该性状由遗传因子R、r控制。如表为三组不同类型植株之间的杂交结果。下列相关叙述不正确的是(　　)A.白花、紫花、红花植株的遗传因子组成分别是rr、Rr、RRB．白花植株自交的后代均开白花，红花植株自交的后代均开红花C．白花植株与红花植株杂交所得的子代中，既不开红花也不开白花D．可用紫花植株与白花植株或红花植株杂交验证孟德尔的分离定律答案　A解析　该对遗传因子控制的性状有三种，且由组别三可知，紫花植株与紫花植株的杂交子代的性状分离比为红花∶紫花∶白花≈1∶2∶1，说明R对r为不完全显性，且紫花植株的遗传因子组成为Rr，但根据三组杂交实验的结果均不能判断出白花植株和红花植株的遗传因子组成分别是rr、RR，还是RR、rr，A错误；白花植株与红花植株均为纯合子，二者分别自交，其子代都不会出现性状分离，二者杂交，则其子代都开紫花，B、C正确；杂交组合Rr×rr和Rr×RR的子代中各有两种不同的性状表现，且比例均为1∶1，故都可用来验证孟德尔的分离定律，D正确。例8　无尾猫是一种观赏猫。猫的无尾、有尾是一对相对性状，其遗传遵循分离定律。为了选育纯种的无尾猫，让无尾猫自由交配多代，但发现每一代中总会出现约1/3的有尾猫，其余均为无尾猫。由此推断正确的是(　　)①猫的有尾性状是由显性遗传因子控制的②自由交配后代出现有尾猫是性状分离的结果③自由交配后代无尾猫中既有杂合子又有纯合子④无尾猫与有尾猫杂交后代中无尾猫约占1/2A．①② B．②③C．②④ D．①④答案　C解析　无尾猫自由交配后代中出现约1/3的有尾猫，则无尾对有尾为显性，且显性遗传因子纯合致死，①错误；无尾猫自由交配后代出现有尾猫是性状分离的结果，②正确；显性遗传因子纯合致死，所以自由交配后代无尾猫中只有杂合子，③错误；假设相关遗传因子用A、a表示，无尾猫(Aa)与有尾猫(aa)杂交后代的遗传因子组成及比例为Aa(无尾)∶aa(有尾)＝1∶1，其中无尾猫约占1/2，④正确。因此正确的是②④，故选C。例9　已知绵羊角的性状表现与遗传因子组成的关系如表所示，下列判断正确的是(　　)A.若双亲无角，则子代全部无角B．若双亲有角，则子代全部有角C．若双亲遗传因子组成均为Hh，则子代有角与无角的数量比为1∶1D．绵羊角的性状遗传不遵循分离定律答案　C解析　双亲无角，如果母羊的遗传因子组成是Hh，则子代公羊中可能会出现有角，A错误；双亲有角，如果公羊的遗传因子组成是Hh，母羊的遗传因子组成是HH，则子代中遗传因子组成为Hh的母羊无角，B错误；若双亲遗传因子组成均为Hh，则子代公羊中有角与无角的数量比为3∶1，母羊中有角与无角的数量比为1∶3，且公羊与母羊数量理论上相等，所以子代有角与无角的数量比为1∶1，C正确；绵羊角的性状遗传遵循孟德尔的分离定律，D错误。1.(2023·河南信阳高一检测)两株高茎豌豆杂交，后代高茎和矮茎植株数量的比例如图所示(设相关遗传因子用G、g表示)，则亲本的遗传因子组成可表示为(　　)A．GG×gg B．GG×GgC．Gg×Gg D．gg×gg答案　C解析　由图中信息可知，两株高茎豌豆杂交后代中，高茎∶矮茎≈3∶1，符合杂合子自交的实验结果，故推测亲本遗传因子组合方式为Gg×Gg，C正确。2．某种植物的叶形(宽叶和窄叶)受一对遗传因子控制，且宽叶对窄叶为显性。现将该植物群体中的宽叶植株与窄叶植株杂交，子一代中宽叶植株和窄叶植株的比例为5∶1，则亲本宽叶植株中纯合子和杂合子的比例为(　　)A．1∶1 B．2∶1 C．3∶1 D．4∶1答案　B解析　由于子一代中宽叶植株∶窄叶植株＝5∶1，则窄叶植株所占比例为1/6，若设亲代宽叶植株中杂合子占x，则与窄叶植株杂交，子一代中窄叶植株所占比例为x/2＝1/6，则x＝1/3，所以亲代宽叶植株中，纯合子∶杂合子＝2∶1，B正确。3．一批遗传因子组成为AA和Aa的豌豆和玉米种子，其中纯合子与杂合子的比例均为1∶2，分别间行种植，则在自然状态下，豌豆和玉米子一代的显性性状与隐性性状的比例分别为(　　)A．5∶1、5∶1 B．8∶1、8∶1C．6∶1、9∶1 D．5∶1、8∶1答案　D解析　豌豆种子在自然状态下只能进行自交，已知豌豆种子的遗传因子组成及其比例为AA∶Aa＝1∶2，即AA占1/3，Aa占2/3，则其自交后代中aa占2/3×1/4＝1/6，则后代的性状分离比为5∶1；玉米可以进行自交或杂交，已知玉米种子的遗传因子组成及其比例为AA∶Aa＝1∶2，则其产生的配子是A占2/3，a占1/3，因此其自由交配后代中aa占1/3×1/3＝1/9，因此后代的性状分离比为8∶1，故选D。4．(2023·辽宁大连高一期中)已知金鱼草的花色由一对遗传因子控制，用纯合红花金鱼草与纯合白花金鱼草杂交，F1表现为粉花。下列叙述错误的是(　　)A．金鱼草红花与白花的显隐性关系为不完全显性B．F1自交结果仍然支持分离定律C．F1自交，所得后代的性状分离比为红花∶白花＝3∶1D．F1与红花或白花植株杂交，所得后代性状表现类型比例均为1∶1答案　C解析　F1自交，后代性状分离比为红花∶粉花∶白花＝1∶2∶1，C错误。5．小鼠中有一种黄色毛皮的性状，其杂交实验如下：实验一：黄鼠×黑鼠→黄鼠2 378只，黑鼠2 398只，比例约为1∶1；实验二：黄鼠×黄鼠→黄鼠2 396只，黑鼠1 235只，比例约为2∶1。下列叙述正确的是(　　)A．小鼠毛皮性状的遗传不遵循分离定律B．小鼠毛皮的黑色对黄色为显性C．小鼠中不存在黄色纯种个体D．小鼠中不存在黑色纯种个体答案　C解析　由实验二可知，黄色为显性性状。由实验一可知，黄鼠×黑鼠为测交，再结合实验二结果中黄鼠∶黑鼠约为2∶1可知，显性纯合个体致死。6．某雌雄同株植物高茎对矮茎为显性，由于某种原因使携带矮茎遗传因子的花粉只有1/3能够成活。现用多株纯合高茎植株作母本、矮茎植株作父本进行杂交，F1植株自交，F2的性状分离比为(　　)A．3∶1 B．7∶1 C．5∶1 D．8∶1答案　B解析　设植物的高茎和矮茎分别受遗传因子A和a控制。根据题意可知，用多株纯合高茎植株(AA)作母本，矮茎植株(aa)作父本进行杂交，由于父本产生的花粉粒很多，因此携带矮茎遗传因子的花粉只有1/3的成活率并不影响产生的后代的数目，则杂交产生的F1遗传因子组成均为Aa，因此F1产生的雌配子的遗传因子组成为1/2A、1/2a，而产生的雄配子的遗传因子组成为3/4A、1/4a，因此产生的F2中aa＝1/2×1/4＝1/8，故F2的性状分离比为7∶1。7．血型检测是亲子鉴定的依据之一。人类常见的ABO血型系统的血型与对应的遗传因子组成的关系如表所示。下列相关说法不正确的是(　　)A.决定ABO血型的遗传因子有IA、IB、iB．A型、B型和O型血个体都为纯合子C．遗传因子组成为IAi和IBi的个体孕育的子代可能出现四种血型D．利用血型检测一般不能准确地进行亲子鉴定答案　B解析　根据表中信息可知，决定ABO血型的遗传因子有IA、IB、i，A正确；O型血个体为纯合子，但A型和B型血个体可能为纯合子，也可能为杂合子，B错误；遗传因子组成为IAi和IBi的个体孕育的后代的遗传因子组成可能有IAi、IBi、IAIB、ii四种，对应血型分别为A型、B型、AB型、O型，C正确；利用血型检测一般只能“排除”亲子关系，不能确定是否一定有亲子关系，D正确。亲本子代遗传因子组成子代性状表现AA×AAAA全为显性AA×AaAA∶Aa＝1∶1全为显性AA×aaAa全为显性Aa×AaAA∶Aa∶aa＝1∶2∶1显性∶隐性＝3∶1Aa×aaAa∶aa＝1∶1显性∶隐性＝1∶1aa×aaaa全为隐性后代显隐性关系双亲类型结合方式显性∶隐性＝3∶1都是杂合子Aa×Aa→3A_∶1aa显性∶隐性＝1∶1测交类型Aa×aa→1Aa∶1aa只有显性性状至少一方为显性纯合子AA×AA或AA×Aa或AA×aa只有隐性性状一定都是隐性纯合子aa×aa→aa实验组亲本性状表现F1的性状表现和植株数目红果黄果①红果×黄果492504②红果×黄果9970③红果×红果1 511508雄配子雌配子1/2D1/2d1/2D1/4DD高茎1/4Dd高茎1/2d1/4Dd高茎1/4dd矮茎Fn杂合子纯合子显性纯合子隐性纯合子显性性状个体隐性性状个体所占比例eq \f(1,2n)1－eq \f(1,2n)eq \f(1,2)－eq \f(1,2n＋1)eq \f(1,2)－eq \f(1,2n＋1)eq \f(1,2)＋eq \f(1,2n＋1)eq \f(1,2)－eq \f(1,2n＋1)♀♂1/3AA2/3Aa1/3AA1/3AA(♂)×1/3AA(♀)1/3AA(♂)×2/3Aa(♀)2/3Aa2/3Aa(♂)×1/3AA(♀)2/3Aa(♂)×2/3Aa(♀)　　　雌配子雄配子2/3A1/3a2/3A4/9AA2/9Aa1/3a2/9Aa1/9aa组别亲本子代性状表现及数量一紫花×白花紫花428，白花415二紫花×红花紫花413，红花406三紫花×紫花红花198，紫花396，白花202遗传因子组成HHHhhh公羊的性状表现有角有角无角母羊的性状表现有角无角无角血型遗传因子组成AIAIA、IAiBIBIB、IBiABIAIBOii