新教材高考生物一轮复习第五单元遗传因子的发现和伴性遗传能力素养提升课4遗传定律相关分离比分析课件新人教版

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一、分离定律中的特殊情况典例剖析果蝇翅的形状有3种类型:长翅、小翅和残翅,分别受位于一对常染色体上的基因E、E1、E2控制,且具有完全显隐性关系。某科研小组做了如下图所示的杂交实验,其中残翅亲本是纯合子。下列叙述正确的是(　　)A.E对E1为显性,E1对E2为显性B.亲本的基因型分别为E1E、E2E2C.E、E1、E2在遗传中遵循基因的自由组合定律D.果蝇关于翅形的基因型有5种
亲本是小翅(E1_)和残翅(E2E2),子一代没有残翅,有小翅和长翅,可推知亲本小翅雌果蝇的基因型是E1E,子一代小翅的基因型是E1E2、长翅的基因型是EE2,因此E1对E为显性,E对E2为显性,A项错误, B项正确。E、E1、E2位于一对染色体上,属于复等位基因,在遗传中遵循基因的分离定律,C项错误。果蝇关于翅形的基因型有E1E1、EE、E2E2、E1E、E1E2、EE2,共6种,D项错误。
要点整合1.不完全显性若等位基因A和a分别控制红花和白花,在完全显性时,基因型为Aa的个体自交,后代中红花∶白花=3∶1;在不完全显性时,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。
2.致死基因(1)隐性致死:隐性基因纯合时,对个体有致死作用。如镰状细胞贫血(红细胞异常,使人死亡);植物中的白化基因使植物不能形成叶绿素,最终导致不能进行光合作用而死亡。(2)显性致死:显性基因具有致死作用。显性致死又分为显性纯合致死和显性杂合致死,若为显性纯合致死,杂合子自交,后代中显性性状∶隐性性状=2∶1。(3)配子致死:指致死基因在配子时期发生作用,从而不能形成有生活力的配子的现象。
3.从性遗传从性遗传是指常染色体上的基因,由于性别的差异而在男女性分布比例上或表现程度上出现差别。如秃顶男性的基因型为Bb或bb,秃顶女性的基因型只有bb。此类问题仍然遵循基因的基本遗传规律,解答的关键是准确区分基因型和表型的关系。4.复等位基因复等位基因是指一对同源染色体的同一位置上的基因,可以有多个。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。最常见的是人类ABO血型的遗传,涉及3个基因——IA、IB、i,组成6种基因型:IAIA、IAi、IBIB、IBi、IAIB、ii。
即时演练1.豚鼠的毛色遗传与性别无关,受一对等位基因(全显性,显隐性未知)控制。某兴趣小组做了以下两组遗传实验:甲组,1只黑毛豚鼠与1只白毛豚鼠交配,生了3只小鼠,其中黑毛豚鼠2只,白毛豚鼠1只;乙组,另选2只黑毛豚鼠交配,生了4只小鼠,其中黑毛豚鼠3只,白毛豚鼠1只。在不考虑突变和环境因素对实验影响的情况下,下列对两组实验的分析,正确的是(　　)A.甲、乙两组均能独立判断毛色性状的显隐性B.甲组子代黑毛豚鼠∶白毛豚鼠≠1∶1,所以存在致死现象C.乙组子代3只黑毛豚鼠中一定有纯合小豚鼠D.若乙组亲代2只黑毛豚鼠再生4只小鼠,白毛豚鼠∶黑毛豚鼠可能为1∶1
甲组黑毛豚鼠与白毛豚鼠交配,后代为黑毛豚鼠和白毛豚鼠,无法判断显隐性;乙组2只黑毛豚鼠交配,后代出现白毛豚鼠,说明黑毛为显性,白毛为隐性,A项错误。甲组子代较少,不能说明存在致死现象,B项错误。乙组如果是基因型为Aa的2只黑毛豚鼠交配,后代黑毛豚鼠的基因型为AA或Aa,白毛豚鼠的基因型为aa,C项错误。乙组如果是基因型为Aa的2只黑毛豚鼠交配,若只生4只后代,数量太少,则后代可能为白毛豚鼠∶黑毛豚鼠为1∶1,D项正确。
2.在某小鼠种群中,毛色受3个复等位基因(AY、A、a)控制,AY决定黄色、A决定鼠色、a决定黑色,基因位于常染色体上,其中基因AY纯合时会导致小鼠在胚胎时期死亡,且基因AY对基因A、a为显性,A 对a为显性。现用AYA和AYa 2种黄毛鼠杂交得F1,F1个体自由交配,下列有关说法正确的是(　　)A.F1中小鼠的表型和比例为黄色∶鼠色∶黑色=1∶1∶1B.F2小鼠中黄色鼠的比例为4/9C.F2中AY的基因频率是1/4D.F2小鼠中基因型为Aa的比例为1/8
由题干可知,AYA和AYa两种黄毛鼠杂交得F1,F1为1/4AYAY(死亡)、1/4AYA(黄色)、1/4AYa(黄色)、1/4Aa(鼠色),因此黄色∶鼠色=2∶1,A项错误。F1中,AY的基因频率为1/3,A的基因频率为1/3,a的基因频率为1/3;F1个体自由交配,F2为1/9AYAY(死亡)、2/9AYA(黄色)、2/9AYa(黄色)、2/9Aa(鼠色)、1/9AA(鼠色)、1/9aa(黑色);因此F2中AYA(黄色)∶AYa(黄色)∶Aa(鼠色)∶AA(鼠色)∶aa(黑色)=2∶2∶2∶1∶1,则F2中黄色∶鼠色∶黑色=4∶3∶1,因此,F2中黄色鼠的比例为1/2,B项错误。F2中AY的基因频率=(2+2)÷(2×2+2×2+2×2+1×2+1×2)=1/4,C项正确。F2小鼠中基因型为Aa的比例为2÷(2+2+2+1+1)=1/4,D项错误。
二、基因自由组合定律的拓展典例剖析猫的毛色由位于两对同源染色体上的两对等位基因(A、a和B、b)控制,下图表示黑色和白色亲本杂交后代的表型及相关比例。若让F2中的黑色猫相互交配,其后代中表型种类及白色猫所占的比例为(　　)A.3,1/6B.2,1/6C.3,1/9D.2,1/9
由题意可知,猫毛色的遗传遵循基因的自由组合定律。根据F2中的灰褐色猫∶黑色猫∶白色猫=9∶3∶4,可以推知A_B_为灰褐色,A_bb(或aaB_)为黑色,aaB_(或A_bb)、aabb为白色;F1灰褐色猫的基因型为AaBb。若A_bb为黑色,则F2黑色猫的基因型及其比例为 1/3AAbb、2/3Aabb,F2黑色猫产生的雌雄配子的基因型及其比例为2/3Ab、1/3ab;F2中的黑色猫相互交配,其后代中基因型为aabb的个体占(1/3)×(1/3)=1/9,基因型为A_bb的个体占1-1/9=8/9,前者表现为白色猫,后者表现为黑色猫,所以后代的表型有2种,白色猫(aabb)所占的比例为1/9。同理,若aaB_为黑色,也会得到相同的结果。
要点整合1.9∶3∶3∶1的拓展变式(1)自由组合定律中的特殊分离比成因9∶3∶3∶1是独立遗传的决定两对相对性状的两对等位基因自由组合时出现的表型比例,题干中如果出现附加条件,则可能出现9∶3∶4、9∶6∶1、15∶1、9∶7等一系列的特殊分离比。当后代的比例为9∶3∶3∶1或其变式时,则亲本必为双显性性状,且亲本必为双杂合子,这是解答此类问题的基本出发点。
(2)利用“合并同类项”妙解特殊分离比相关题①看后代可能的配子组合种类,若组合方式是16种,不管以什么样的比例呈现,都符合基因的自由组合定律。②先写出正常的分离比9∶3∶3∶1,对照题中所给信息进行归类:若分离比为9∶7,则为9∶(3+3+1),即“7”是后三项合并的结果;若分离比为9∶6∶1,则为9∶(3+3)∶1,即“6”是中间两项合并的结果;若分离比为15∶1,则为(9+3+3)∶1,即“15”是前三项合并的结果。
2.遗传致死类剖析(相关基因用A、a和B、b表示)(1)致死现象导致性状分离比的改变①显性纯合致死
②隐性纯合致死a.双隐性纯合致死F1(AaBb)自交后代:A_B_∶A_bb∶aaB_=9∶3∶3。b.单隐性纯合(aaB_或A_bb)致死F1(AaBb)自交后代:A_B_∶A_bb=9∶3或A_B_∶aaB_=9∶3。
(2)解答致死类问题的方法技巧①从每对相对性状分离比角度分析,如:6∶3∶2∶1⇒(2∶1)(3∶1)⇒AA(或BB)致死;4∶2∶2∶1⇒(2∶1)(2∶1)⇒AA和BB均致死。②从F2每种性状的基因型种类及比例分析,如BB致死。
3.位于一对同源染色体上的两对等位基因的遗传现象
即时演练1.某个鼠群有基因纯合致死现象(在胚胎时期就使个体死亡)。该鼠群的体色有黄色(Y)和灰色(y),尾巴有短尾(D)和长尾(d)。任意取雌、雄两只黄色短尾鼠经多次交配,F1的表型为黄色短尾∶黄色长尾∶灰色短尾∶灰色长尾=4∶2∶2∶1。下列相关说法错误的是(　　)A.两个亲本的基因型均为YyDdB.F1中黄色短尾个体的基因型均为YyDdC.F1中只有部分显性纯合子在胚胎时期死亡D.F1中黄色长尾个体和灰色短尾个体的基因型分别是Yydd、yyDd
任意取雌、雄两只黄色短尾鼠(Y_D_)经多次交配,产生的F1中有黄色和灰色,有短尾和长尾,说明两亲本的基因型均为YyDd。YyDd×YyDd,正常情况下,F1中黄色短尾∶黄色长尾∶灰色短尾∶灰色长尾=9∶3∶3∶1,但实际比例为4∶2∶2∶1,说明基因型为YY_ _、_ _DD的个体均死亡。故F1中黄色短尾个体的基因型为YyDd,黄色长尾个体的基因型为Yydd,灰色短尾个体的基因型为yyDd。
2.玉米的基因型与性别对应关系如下表,已知B、b和T、t分别位于两对同源染色体上。若用基因型为BbTt的玉米植株做亲本,自交得F1,让F1中的雌雄同株异花植株相互交配,则F2中雌、雄株的比例是(　　)A.9∶8B.3∶1C.9∶7D.13∶3
F1中的雌雄同株异花植株的基因型及比例为BbTt∶BBTT∶BbTT∶BBTt=4∶1∶2∶2,则B的基因频率=2/3,b的基因频率=1/3,T的基因频率=2/3,t的基因频率=1/3。F1中的雌雄同株异花植株相互交配,即随机交配,则F2中BB的基因型频率=4/9,Bb的基因型频率=4/9,bb的基因型频率=1/9。同理TT的基因型频率=4/9,Tt的基因型频率=4/9,tt的基因型频率=1/9。F2中雌株B_tt的基因型频率+bbtt的基因型频率=(4/9)×(1/9)+(4/9)×(1/9)+(1/9)×(1/9)=9/81;F2中雄株bbT_的基因型频率=(1/9)×(4/9)+(1/9)×(4/9)=8/81。则F2中雌、雄株的比例是9∶8。
三、个体基因型的探究与孟德尔遗传定律的验证典例剖析某中学实验室有三包豌豆种子,甲包写有“纯合高茎叶腋花”字样,乙包写有“纯合矮茎茎顶花”字样,丙包豌豆标签破损只隐约看见“黄色圆粒”字样。某研究性学习小组对这三包豌豆展开激烈的讨论,请回答下列问题。(1)在高茎、叶腋花、茎顶花和矮茎四个性状中,互为相对性状的是　 。 (2)怎样利用现有的三包种子判断高茎、叶腋花、茎顶花和矮茎四个性状中哪些性状为显性性状?写出杂交方案,并预测可能的结果。
(3)同学们就“控制叶腋花、茎顶花的等位基因是否与控制高茎、矮茎的等位基因在同一对同源染色体上”展开了激烈的争论,请利用以上两种豌豆设计出最佳实验方案并作出判断。(4)针对丙包豌豆,该研究性学习小组利用网络得知,黄色、绿色分别由A和a控制,圆粒、皱粒分别由B和b控制,于是该研究性学习小组欲探究其基因型。实验一组准备利用单倍体育种方法对部分种子进行基因型鉴定,但遭到了实验二组的反对。实验二组选择另一种实验方案,对剩余种子进行基因型鉴定。①为什么实验二组反对实验一组的方案?②请写出实验二组的实验方案和结果预测。
答案:(1)叶腋花和茎顶花、高茎和矮茎(2)取甲、乙中的部分种子进行种植,发育成熟后杂交。若F1均为高茎叶腋花豌豆,则高茎、叶腋花为显性;若F1均为矮茎茎顶花豌豆,则矮茎、茎顶花为显性;若F1均为高茎茎顶花豌豆,则高茎、茎顶花为显性;若F1均为矮茎叶腋花豌豆,则矮茎、叶腋花为显性。
(3)方案一　取纯种的高茎叶腋花和矮茎茎顶花的豌豆杂交得F1,让其自交,如果F2出现四种性状,其性状分离比为9∶3∶3∶1,说明符合基因的自由组合定律,则控制叶腋花、茎顶花的这对等位基因与控制高茎、矮茎的等位基因不在同一对同源染色体上;否则可能位于同一对同源染色体上。方案二　取纯种的高茎叶腋花和矮茎茎顶花的豌豆杂交得F1,判断亲本的显隐性,再让F1与纯种隐性亲本豌豆测交,如果测交后代出现四种性状,其性状分离比为1∶1∶1∶1,说明符合基因的自由组合定律,则控制叶腋花、茎顶花的这对等位基因与控制高茎、矮茎的等位基因不在同一对同源染色体上;否则可能位于同一对同源染色体上。
(4)①单倍体育种技术复杂,还需要与杂交育种配合,普通中学实验室难以完成。②对部分丙包种子播种并进行苗期管理。植株成熟后,自然状态下进行自花受粉。收集每株所结种子进行统计分析,若自交后代全部为黄色圆粒,则此黄色圆粒豌豆的基因型为AABB;若后代仅出现黄色圆粒、黄色皱粒,比例约为3∶1,则此黄色圆粒豌豆的基因型为AABb;若后代仅出现黄色圆粒、绿色圆粒,比例约为3∶1,则此黄色圆粒豌豆的基因型为AaBB;若后代出现黄色圆粒、绿色圆粒、黄色皱粒、绿色皱粒四种表型,比例约为9∶3∶3∶1,则此黄色圆粒豌豆的基因型为AaBb。
要点整合1.运用“实验法”探究个体的基因型
2.验证孟德尔遗传规律的常用方法
即时演练小鼠的体色由两对基因控制,Y代表黄色,y代表灰色,B决定有色素,b决定无色素(白色)。已知Y与y位于1、2号染色体上,母本为纯合黄色鼠,父本为双隐性纯合白色鼠。请设计实验探究另一对等位基因是否也位于1、2号染色体上(仅就体色而言,不考虑其他性状和互换)。第一步,选择题中的父本和母本杂交得到F1;第二步,　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　; 第三步,　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 结果及结论①若　　　　　　　　　,则另一对等位基因不位于1、2号染色体上; ②若　　　　　　　　　　　　　　　　　,则另一对等位基因也位于1、2号染色体上。 
答案:让F1雌雄成鼠自由交配得到F2(或多只F1雌鼠与父本白色鼠交配)观察统计F2中小鼠的毛色(或观察统计子代小鼠的毛色)F2小鼠毛色表现为黄色∶灰色∶白色=9∶3∶4(或子代黄色∶灰色∶白色=1∶1∶2)F2小鼠毛色表现为黄色∶白色=3∶1(或子代黄色∶白色=1∶1)