全国通用高中生物 一轮复习 第五单元 专题十一 基因的分离定律课件PPT

这是一份全国通用高中生物 一轮复习 第五单元 专题十一 基因的分离定律课件PPT，共54页。PPT课件主要包含了考情解读，必备知识通关，2解读，解题能力提升，2测交法，3配子法，思路分析▶等内容，欢迎下载使用。
考点　基因分离定律的发现及其应用 必备知识通关 解题能力提升 考法1 孟德尔遗传实验的科学方法 考法2 对自交和自由交配的理解和应用 考法3 一对相对性状的推理与判断规律 考法4 基因分离定律的特殊现象分析
课标要求说明进行有性生殖的生物体,其遗传信息通过配子传递给子代;阐明有性生殖中基因的分离和自由组合使得子代的基因型和表型有多种可能,并可由此预测子代的遗传性状。
高考怎么考本专题内容是高考核心考点之一,主要考查考生运用分离定律解决实际问题的能力,如性状显隐性的判断、纯合子和杂合子的判断、遗传实验设计等。预测2022年高考可能将本专题内容与基因自由组合定律以及伴性遗传等结合,通过设置新情境考查考生解决实际问题的能力和实验设计能力。
考点 基因分离定律的发现及其应用
1.孟德尔遗传实验的科学方法
核心素养 · 生命观念[结构与功能观]对植物进行杂交时,都要去雄、套袋吗?提示:首先要弄清花的结构,黄瓜、玉米等均为单性花植物,授粉前不用去雄,只需套袋;桃花、豌豆花等为两性花,授粉前需去雄、套袋。去雄应在花蕾期进行。
2.一对相对性状的杂交实验的“假说—演绎”分析
注意 “演绎”不同于测交实验,前者只是理论推导,后者则是通过实验进行验证。
3.基因分离定律的实质(1)细胞学基础(如图所示):
考法 孟德尔遗传实验的科学方法1.构建分离定律核心概念间的关系模型
2.三法验证基因分离定律(1)自交法
命题角度1　孟德尔遗传实验科学方法的应用分析示例1 [2018浙江11月选考,15,2分]下列关于紫花豌豆与白花豌豆杂交实验的叙述,正确的是A.豌豆花瓣开放时需对母本去雄以防自花授粉B.完成人工授粉后仍需套上纸袋以防自花授粉C.F1自交,其F2中出现白花的原因是性状分离D.F1全部为紫花是由于紫花基因对白花基因为显性思路分析▶
解析▶豌豆为闭花授粉,花瓣开放时已经完成授粉,因此需在花蕾期花粉未成熟时对母本去雄以防自花授粉,A错误;完成人工授粉后,为了防止外来花粉对其授粉,需对其进行套袋处理,B错误; F1为杂合子,自交后其F2中出现白花的现象是性状分离现象,原因是F1减数分裂时等位基因分离,C错误;F1全部为紫花是因为紫花基因对白花基因为显性,D正确。答案▶D
命题角度2　基因分离定律的实质和验证示例2 [2019全国卷Ⅲ,32,9分]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。玉米子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子粒和一些凹陷的玉米子粒,若要用这两种玉米子粒为材料验证分离定律,写出两种验证思路及预期结果。思路分析▶
解析▶(1)一对等位基因控制一对相对性状,通常情况下,这对等位基因具有完全显性关系,杂合子表现为显性性状。(2)已知玉米子粒的饱满与凹陷是一对相对性状,受一对等位基因控制,若要用饱满的玉米子粒和凹陷的玉米子粒为材料验证分离定律,可用自交、杂交或测交的方法,只要后代出现3:1或1:1的表现型比例,则可验证分离定律。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让子粒饱满的玉米和子粒凹陷的玉米杂交,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让子粒饱满的玉米和子粒凹陷的玉米杂交,如果F1表现两种性状,且表现型比例为1:1,则可验证分离定律。
答案▶(1)显性性状　(2)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让子粒饱满的玉米和子粒凹陷的玉米杂交,如果F1表现两种性状,且表现型比例为1:1,则可验证分离定律。(其他答案合理也可)
命题分析 本题以验证分离定律的实验思路和预期结果来设计试题,有利于考生发挥想象力和创造力,真正体现了科学思维和科学探究等核心素养,类似的实验设计题在高考中所占比重有加大的趋势,这表明高考在命题理念方面更具开放性、灵活性和创新性,更加注重对综合能力和核心素养的考查,这可能是今后高考变化的方向。
命题角度3　基因分离定律的应用示例3 [2018江苏,6,2分]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思路分析▶
解析▶子一代产生的雄配子中两种类型配子活力有差异,不满足雌雄配子随机结合这一条件,则会导致子二代不符合3∶1的性状分离比,C项符合题意。答案▶C归纳总结　 杂合子自交后代出现3∶1性状分离比的条件分析1.一对等位基因控制的相对性状的遗传,显性对隐性必须是完全显性(不完全显性、共显性均不符合)。2.同种类型的配子(雄配子或雌配子)中,A∶a=1∶1且配子活力相同,雌、雄配子结合是随机的。3.各种基因型胚胎的存活率相同、子代个体的存活率等均相同。4.基于较大数据的统计处理。
命题角度4　遗传学的相关概念及相互关系示例4 [2017全国卷Ⅲ,6,6分]下列有关基因型、性状和环境的叙述,错误的是A.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B.某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色,这种变化是由环境造成的C.O型血夫妇的子代都是O型血,说明该性状是由遗传因素决定的D.高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎,说明该相对性状是由环境决定的
解析▶基因型相同的两个人,营养条件等因素的差异可能会导致两人身高不同,A正确;绿色幼苗在黑暗中变黄,是因为缺光无法合成叶绿素,是由环境因素造成的,B正确;O型血夫妇基因型均为ii,两者均为纯合子,所以后代基因型仍然为ii,表现为O型血,这是由遗传因素决定的,C正确;高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎,说明高茎豌豆亲本是杂合子,子代出现性状分离,这是由遗传因素决定的,D错误。答案▶D
考法2 对自交和自由交配的理解和应用1.弄清自交和自由交配的区别(1)自交强调的是相同基因型的个体的交配,如在基因型为AA、Aa的群体中,自交是指AA×AA、Aa×Aa。(2)自由交配强调的是同种生物各种基因型的个体之间均可进行交配,包括自交和杂交,如在基因型为AA、Aa的群体中,自由交配包括AA×AA、Aa×Aa、AA(♀)×Aa(♂)、Aa(♀)×AA(♂)。注意 豌豆为严格的自花传粉、闭花受粉植物,自然条件下为自交;玉米自然状态下进行自由交配。
2.相关计算方法(以具有一对相对性状的杂合子自交为例)(1)杂合子连续自交后代概率的计算　　第一步,构建杂合子自交的图解。
第二步,依据图解推导相关公式。
第三步,根据图表比例绘制坐标图。
分析得出:具有一对相对性状的杂合子自交,后代中纯合子比例随自交代数的增加而增大,最终接近于1,且显性纯合子和隐性纯合子各占一半;杂合子比例随自交代数的增加而递减,最终接近于零。
(2)杂合子连续自交且逐代淘汰隐性个体的概率计算
(3)自由交配的概率计算　　实例:某处于遗传平衡的种群中,基因型及其比例为DD∶Dd=1∶2,若种群中的雌雄个体自由交配,则后代中基因型为DD的个体所占的比例为　　　　。  方法一:棋盘法。
基因型为DD的个体所占的比例=(1/3)×(1/3)+(1/3)×(2/3)×(1/2)+(2/3)×(1/3)×(1/2)+(2/3)×(2/3)×(1/4)=4/9。 方法二:利用基因频率进行计算。 D的基因频率=2/3,d的基因频率=1/3。后代中DD的基因型频率=(D的基因频率)2,则基因型为DD的个体所占的比例=(2/3)2=4/9。　　答案:4/9
命题角度5　自交和自由交配的辨析及相关计算示例5 [山东理综高考,6,4分]用基因型为Aa的小麦分别进行连续自交、随机交配、连续自交并逐代淘汰隐性个体、随机交配并逐代淘汰隐性个体,根据各代Aa基因型频率绘制曲线如图。下列分析错误的是
A.曲线Ⅱ的F3中Aa基因型频率为0.4B.曲线Ⅲ的F2中Aa基因型频率为0.4C.曲线Ⅳ的Fn中纯合体的比例比上一代增加(1/2)n+1D.曲线Ⅰ和Ⅳ的各子代间A和a的基因频率始终相等
解析▶对题目中提到四种交配方式逐一分析。①杂合子连续自交:Fn中Aa基因型频率为(1/2)n,图中曲线Ⅳ符合,连续自交得到的Fn中纯合体比例为1-(1/2)n,Fn-1中纯合体的比例为1-(1/2)(n-1),二者之间的差值是(1/2)n ,C项错误;由于在杂合子的连续自交过程中没有选择,各代间A和a的基因频率始终相等,故D项中关于曲线Ⅳ的描述正确;②杂合子随机交配:亲本中Aa基因型频率为1,随机交配子一代中Aa基因型频率为1/2,继续随机交配基因型频率不受干扰,A和a的基因频率不改变,Aa的基因型频率也保持定值,曲线Ⅰ符合小麦的此种交配方式,同时D项中关于曲线Ⅰ的描述正确;③连续自交并逐代淘汰隐性个体:亲本中Aa基因型频率为
1,自交一次并淘汰隐性个体后Aa基因型频率为2/3,第二次自交并淘汰隐性个体后Aa基因型频率为2/5,即0.4,第三次自交并淘汰隐性个体后Aa基因型频率为2/9,所以曲线Ⅲ为连续自交并逐代淘汰隐性个体,B项正确;④随机交配并逐代淘汰隐性个体:基因型为Aa的亲本随机交配一次(可视为自交),产生的子一代淘汰掉隐性个体后Aa基因型频率为2/3,再随机交配产生子二代,并淘汰掉隐性个体,A的基因频率为3/4,a的基因频率为1/4,产生子三代中Aa的基因型频率为0.4,曲线Ⅱ符合,A项正确。答案▶C
技巧点拨 解答Aa连续自交和自由交配类型的题时,可以发现以下特点:若Aa自由交配,F1及以后各代的基因型比例及基因频率均不发生改变;而Aa连续自交,由于每代的杂合子自交均有纯合子生成,因此纯合子的比例逐渐增大,杂合子的比例逐渐减小,但每一代中的基因频率均不发生改变,即A的基因频率=a的基因频率=1/2。
考法3 一对相对性状的推理与判断规律1.性状显隐性的判定(1)根据子代表现判断显隐性性状
(2)实验法判断显隐性性状
注意 在显隐性性状的判断中,通过抽样调查或实验的方法获得的数据,不一定都满足以上的判断要求,要灵活掌握,如具有同种性状的两个体杂交,后代只要出现另外一种性状,无论有没有满足3∶1,均可判断显隐性。
2.纯合子、杂合子的判定 (1)自交法:此法主要用于植物,而且是最简便的方法。
(2)测交法:若待测对象为显性雄性动物,注意让其与多个隐性雌性个体交配,以产生更多的后代,使结果更有说服力。
(3)单倍体育种法:此法只适用于植物。
(4)花粉鉴定法:如非糯性与糯性水稻的花粉遇碘液呈现不同的颜色。如果花粉遇碘液有两种颜色,且比例为1∶1,则被鉴定的亲本为杂合子;如果花粉遇碘液只有一种颜色,则被鉴定的亲本为纯合子。此法只适用于一些特殊的植物。注意 动物一般不采用自交法,豌豆等闭花受粉植物无法自由交配等。
3.由子代表现型推断亲本的基因型、表现型(相关基因用A、a表示)(1)隐性纯合突破法:子代中存在的隐性个体往往是逆推过程的突破口,因为隐性个体是纯合子(aa),所以亲本基因型中必然都有a基因,然后再根据亲本的表现型进一步判断。(2)表现型比例推断法:
命题角度6　性状显隐性的判断示例6 [2017海南,20,2分]遗传学上的平衡种群是指在理想状态下,基因频率和基因型频率都不再改变的大种群。某哺乳动物的平衡种群中,栗色毛和黑色毛由常染色体上的1对等位基因控制。下列叙述正确的是A.多对黑色个体交配,每对的子代均为黑色,则说明黑色为显性B.观察该种群,若新生的栗色个体多于黑色个体,则说明栗色为显性C.若该种群栗色与黑色个体的数目相等,则说明显隐性基因频率不等D.选择1对栗色个体交配,若子代全部表现为栗色,则说明栗色为隐性解析▶若黑色为隐性,黑色个体交配后代也均为黑色,A项错误;若种群数目
有限,则实际分离比例可能偏离理论值,新生个体多的体色也可能是隐性,B项错误;若显隐性基因频率相等,则隐性性状的基因型频率为0.5×0.5=0.25,其他为具有显性性状的个体,故显隐性性状个体的数目不相等,C项正确;若这对栗色个体为显性纯合子,子代也全部为栗色, D项错误。答案▶C
命题角度7　纯合子和杂合子的判定示例7 [2019全国卷Ⅱ,5,6分]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思路分析▶由题干信息可知,羽裂叶和全缘叶是一对相对性状,但未确定显隐性,若要判断全缘叶植株甲为杂合子,即要判断全缘叶为显性性状,羽裂叶为隐性性状。
解析▶让全缘叶植株甲进行自花传粉,子代出现性状分离,说明植株甲为杂合子,杂合子表现为显性性状,新出现的性状为隐性性状,①正确;用植株甲给另一全缘叶植株授粉,子代均为全缘叶,说明双亲既可能是显性纯合子,也可能是隐性纯合子,或者是双亲均表现为显性性状,其中之一为杂合子,另一个为显性纯合子,因此不能判断植株甲为杂合子,②错误;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1:1,只能说明一个亲本为杂合子,另一个亲本为隐性纯合子,但无法判断谁是杂合子、谁是纯合子,③错误;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,说明植株甲与另一全缘叶植株均为杂合子,④正确。综上分析,供选答案组合,B正确。答案▶B
命题角度8　基因型与表现型的推断及概率计算示例8 [北京理综,30节选,11分]野生型果蝇的腹部和胸部都有短刚毛,而一只突变果蝇S的腹部却生出长刚毛。研究者对果蝇S的突变进行了系列研究,用这两种果蝇进行杂交实验的结果见图。
(1)根据实验结果分析,果蝇腹部的短刚毛和长刚毛是一对　　　　性状,其中长刚毛是　　　　性性状。图中①、②基因型(相关基因用A和a表示)依次为　　　　。
(2)实验2结果显示:与野生型不同的表现型有　种。③基因型为　　　,在实验2后代中该基因型的比例是　　　　。思路分析▶
解析▶(1)一种生物同一种性状的不同表现类型叫作相对性状。由实验2中F1腹部有长刚毛个体雌、雄交配,得到的后代性状分离比为腹部有长刚毛∶腹部有短刚毛=3∶1,可知该性状由一对等位基因控制,且长刚毛为显性性状。由上述分析可推知,亲本中腹部有长刚毛的基因型应为Aa,腹部
有短刚毛的基因型为aa。(2)野生型果蝇的表现型是腹部和胸部都有短刚毛,实验2的后代中除有1/4的野生型外,还有3/4的突变型,突变型中有2/3表现为腹部有长刚毛,1/3表现为胸部无刚毛。依据基因分离定律,实验2中F1(Aa)雌雄个体交配,后代的基因型及比例应为AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,可推知基因型为AA的个体表现为胸部无刚毛,占后代的比例为1/4。答案▶(1)相对　显　Aa、aa　(2)两　AA　1/4
考法4 基因分离定律的特殊现象分析1.复等位基因　　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。如人的ABO血型,控制血型的基因分别为IA基因、IB基因和i基因。2.不完全显性　　具有相对性状的纯合亲本杂交后,F1显现中间类型的现象。如等位基因A和a分别控制红花和白花,基因型为Aa的个体自交后代中红花(AA)∶粉红花(Aa)∶白花(aa)=1∶2∶1。
3.致死效应(1)配子致死:如假设等位基因A、a只位于X染色体上,且A可使雄配子致死,则XAY×XAXa,后代不会出现雌性个体,雄性个体中XAY:XaY=1:1。(2)合子致死:以位于常染色体上的等位基因A、a决定的性状为例,图解如下。
4.从性遗传　　从性遗传指由常染色体上基因控制的性状,在表现型上受个体性别影响的现象。例如,某种鱼尾鳍类型受常染色体上等位基因(D、d)控制,但雌性个体均为单尾鳍,雄性个体中既有单尾鳍,又有双尾鳍。
命题角度9　共显性、不完全显性遗传现象示例9 [2020浙江1月选考,18,2分]若马的毛色受常染色体上一对等位基因控制,棕色马与白色马交配,F1均为淡棕色马,F1随机交配,F2中棕色马∶淡棕色马∶白色马=1∶2∶1。下列叙述正确的是A.马的毛色性状中,棕色对白色为完全显性B.F2中出现棕色、淡棕色和白色是基因重组的结果C.F2中相同毛色的雌雄马交配,其子代中雌性棕色马所占的比例为3/8D.F2中淡棕色马与棕色马交配,其子代基因型的比例与表现型的比例相同
解析▶依据题意可知,马的毛色受常染色体上一对等位基因控制,棕色马与白色马交配,F1均为淡棕色马,说明棕色对白色为不完全显性,A错误;马的毛色遗传仅涉及一对等位基因,不会发生基因重组,B错误;假设相关基因用A、a表示,F2中相同毛色的雌雄马交配,即(1/4)AA×AA、(1/2)Aa×Aa、(1/4)aa×aa,其后代中AA占1/4+(1/2)×(1/4)=3/8,因此子代中雌性棕色马所占的比例为(3/8)×(1/2)=3/16,C错误;F2中淡棕色马(Aa)与棕色马(AA)交配,其子代基因型及比例为AA∶Aa=1∶1,表现型及比例为棕色马∶淡棕色马=1∶1,D正确。答案▶D
命题角度10　复等位基因遗传示例10 [2016上海,21,2分]如表所示某家庭各成员间的凝血现象(-表示无凝集,+表示凝集),其中妻子是A型血,则女儿的血型和基因型分别为
A.A型;IAi B.B型;IBiC.AB型;IAIB D.O型;ii
解析▶人红细胞表面有相应的抗原,血清中有不同的抗体,抗原与相应抗体进行特异性结合后发生凝血现象。妻子是A型血,故其红细胞表面含有A抗原,血清中含有抗B抗体,结合表中信息分析可知儿子的血型为O型(ii),故妻子的血型为A型(IAi),丈夫和女儿的血型均为B型(IBi)。答案▶B
命题角度11　遗传中的致死问题示例11 [2019全国卷Ⅰ,5,6分]某种二倍体高等植物的性别决定类型为XY型。该植物有宽叶和窄叶两种叶形,宽叶对窄叶为显性。控制这对相对性状的基因(B/b)位于X染色体上,含有基因b的花粉不育。下列叙述错误的是A.窄叶性状只能出现在雄株中,不可能出现在雌株中B.宽叶雌株与宽叶雄株杂交,子代中可能出现窄叶雄株C.宽叶雌株与窄叶雄株杂交,子代中既有雌株又有雄株D.若亲本杂交后子代雄株均为宽叶,则亲本雌株是纯合子
解析▶控制宽叶和窄叶的基因位于X染色体上,宽叶对窄叶为显性,含基因b的花粉不育,可推出不存在窄叶雌株(XbXb),A正确。宽叶雌株中有纯合子与杂合子,杂合宽叶雌株作母本时,子代雄株可为宽叶,也可为窄叶;纯合宽叶雌株作母本时,子代雄株全为宽叶,B、D正确。当窄叶雄株作父本时,由于含基因b的花粉不育,故后代只有雄性个体,C错误。答案▶C
答题模板 关于致死现象的遗传题,可分三步分析:第一步,无论是配子致死还是合子致死,均按无致死现象、遵循分离定律写出配子种类及比例,并书写遗传图解;第二步,根据题目信息“划掉”遗传图解中致死配子或个体;第三步,根据“划掉”后的情况调整配子或个体基因型前的“系数”,分析得出正确答案。
命题角度12　从性遗传现象示例12 [2017全国卷Ⅰ,32节选,4分]某种羊的性别决定为XY型。已知其有角和无角由位于常染色体上的等位基因(N/n)控制;黑毛和白毛由等位基因(M/m)控制,且黑毛对白毛为显性。回答下列问题:(1)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　　　　　　　　　　　　　　。