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高中生物2022届新教材一轮复习人教版 核心素养微专题之科学思维（四）自由组合定律的遗传特例分析 课件
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这是一份高中生物2022届新教材一轮复习人教版 核心素养微专题之科学思维（四）自由组合定律的遗传特例分析 课件，共48页。PPT课件主要包含了2解题步骤，②AA或BB致死等内容，欢迎下载使用。
命题方向1 自交后代“和”为16的特殊分离比 【思维能力形成】【典例】(2019·北京海淀模拟)某种植物其花色有白色和紫色,现选取白色和紫色两个纯合品种做杂交实验,结果如下:紫花×白花,F1全为紫花,F1自交,F2表现型及比例为9紫花∶3红花∶4白花。将F2红花自交,产生的F3中纯合子占总数的比例为( )A.1/6B.5/9C.1/2D.2/3
【能力支撑】1.分析推断能力:学生能通过F2的性状分离比,转化为自由组合的常规比例,进而逆向推理出F1的基因型。具备已有知识与方法解决变式问题的能力。2.信息转化能力:根据题干信息:F1全为紫花和F2的性状分离比为9∶3∶4,把新信息转化为“教材信息”,要具备把特殊比例转化为常规比例的思维能力,提升获取信息、处理信息的能力。
【思路点拨】点拨(1):F2表现型及比例为9紫花∶3红花∶4白花,是9∶3∶3∶1的变式,由此可推知该植物花色受2对基因控制,且遵循基因的自由组合定律,则F1为双杂合子(设为AaBb)。点拨(2):F2中红花基因型(设为A_bb)及比例为1/3AAbb、2/3Aabb,其自交产生的F3中杂合子(Aabb)占总数的比例为2/3×1/2=1/3,则F3中纯合子占总数的比例为1-1/3=2/3。答案:D
【思维能力提升】能力提升点1:掌握特殊分离比(1)形成原因:
能力提升点2:由显性基因累加效应导致的特殊分离比(1)表现:(2)原因:A与B的作用效果相同,但显性基因越多,其效果越强。
【思维能力检验】1.用某种高等植物的纯合红花植株与纯合白花植株进行杂交,F1全部表现为红花。若F1自交,得到的F2植株中,红花为272株,白花为212株;若用纯合白花植株的花粉给F1红花植株授粉,得到的子代植株中,红花为101株,白花为302株。根据上述杂交实验结果推断,下列叙述正确的是( )A.F2中白花植株都是纯合体(子)B.F2中红花植株的基因型有2种C.控制红花与白花的基因在一对同源染色体上D.F2中白花植株的基因型种类比红花植株的多
【解析】选D。本题主要考查对基因的自由组合定律的理解能力和获取信息能力。用纯合白花植株的花粉给F1红花植株授粉,子代植株中,红花为101株,白花为302株,相当于测交后代表现1∶3的分离比,因此该相对性状受两对等位基因控制,且两对基因的遗传符合自由组合定律,A_B_表现为红花,A_bb、aaB_、aabb表现为白花,F2中白花植株既有纯合体(子),又有杂合体(子),故A错误;F2中红花植株的基因型有4种,即AABB、AaBB、AABb、AaBb,故B错误;控制红花与白花的基因在两对同源染色体上,故C错误;F2中白花植株的基因型有5种,即aaBB、aaBb、AAbb、Aabb、aabb,比红花植株的基因型种类多,故D正确。
2.控制棉花纤维长度的三对等位基因A和a、B和b、C和c对长度的作用相等,分别位于三对同源染色体上。已知基因型为aabbcc的棉纤维长度为6 cm,每个显性基因增加纤维长度2 cm。棉花植株甲(AABbcc)与乙(aaBbCc)杂交,则F1的棉纤维长度范围是( )A.6～14 cm B.6～16 cmC.8～14 cmD.8～16 cm
【解析】选C。AABbcc和aaBbCc杂交得到的F1中,显性基因最少的基因型为Aabbcc,显性基因最多的基因型为AaBBCc,由于每个显性基因增加纤维长度2 cm,所以F1的棉纤维长度范围是(6+2)～(6+8) cm。
【加固训练·拔高】(2020·鹤岗模拟)基因型为AaBb的个体自交,下列有关子代(数量足够多)的各种性状分离比情况,分析有误的是( )A.若子代出现15∶1的性状分离比,则具有A或B基因的个体表现为显性性状B.若子代出现6∶2∶3∶1的性状分离比,则存在AA和BB纯合致死现象C.若子代出现12∶3∶1的性状分离比,则存在杂合子能稳定遗传的现象D.若子代出现9∶7的性状分离比,则存在3种杂合子自交会出现性状分离的现象
【解析】选B。正常情况下,基因型为AaBb的个体自交,后代的表现型比例为9∶3∶3∶1,若子代出现15∶1的性状分离比,说明具有A或B基因的个体表现为显性性状,只有aabb表现为隐性性状,A正确;若存在AA和BB纯合致死现象,则AA__和__BB全部致死,则子代的性状分离比应为4∶2∶2∶1,B错误;若子代出现12∶3∶1的性状分离比,可能是A_B_和A_bb(或aaB_)都表现为一种性状,此时杂合子AABb(或AaBB)的自交后代性状相同,即“能稳定遗传”,C正确;若子代出现9∶7的性状分离比,表明只有同时存在A基因和B基因时才会表现出显性性状,因此AaBb、AABb、AaBB 3种杂合子自交时会出现性状分离现象,D正确。
命题方向2 自交后代“和”小于16的特殊分离比【思维能力形成】【典例】某二倍体植物有高茎与矮茎、红花与白花两对相对性状,且均各只受一对等位基因控制。现有一高茎红花亲本,其自交后代表现型及比例为高茎红花∶高茎白花∶矮茎红花∶矮茎白花=5∶3∶3∶1,下列分析错误的是( )A.控制上述两对相对性状的基因遗传时遵循自由组合定律B.出现5∶3∶3∶1的原因是可能存在某种基因型植株(合子)致死现象C.出现5∶3∶3∶1的原因是可能存在某种基因型配子致死现象D.自交后代中高茎红花均为杂合子
【能力支撑】1.分析推断能力:考生要具备根据题目信息和条件,能够推测出该高茎红花亲本自交后代的分离比是9∶3∶3∶1的变式,并具备尝试解释特殊变式的能力,进而提升分析问题,应用所学知识解决实际问题的能力。2.信息转化能力:考生要把特殊性状分离比向常规比例进行转化,即具有将文字信息、数字信息等转化成解题信息的能力。3.数据转换和处理能力:考生要能依据题目中的数据推理出是配子致死的原因导致,即具有将题目中的有效数据转换和处理,从而得出结论的能力。
【思路点拨】点拨(1):由题意“各只受一对等位基因控制”和“自交后代的性状分离比”呈现的四种表现型准确定位遵循基因的自由组合定律,进而推测出亲本为双杂合子。点拨(2):理论上该亲本自交后代的性状分离比为9∶3∶3∶1,而实际上却为5∶3∶3∶1,即双显性个体少于理论值,说明同时含有两种显性基因的雌配子或雄配子致死。答案:B
【思维能力提升】能力提升点1:致死类型的归类分析(1)显性纯合致死。①AA和BB致死
(2)隐性纯合致死。①双隐性致死:AaBb自交后代:A_B_∶A_bb∶aaB_=9∶3∶3②单隐性致死:(aa或bb)AaBb自交后代:9A_B_∶3A_bb或9A_B_∶3aaB_
能力提升点2:把握致死类问题解题步骤第一步:先将其拆分成分离定律单独分析,确定致死的原因。第二步:将单独分析结果再综合在一起,确定成活个体基因型、表现型及比例。
能力提升点3:“致死”原因的精准推导第一种方法:直接判断法——直接利用基因自由组合定律来分析。
第二种方法:间接判断法——分解成两个基因分离定律问题,分别分析。即将“黄短∶黄长∶灰短∶灰长=4∶2∶2∶1”转化为两个基因分离定律问题来处理,即黄色∶灰色=2∶1,短尾∶长尾=2∶1,由此来确定致死原因是Y和D基因都会导致纯合致死。
【思维能力检验】1.果蝇的卷翅(A)对正常翅(a)为显性,灰身(B)对黑身(b)为显性,这两对基因均位于常染色体上。纯合灰身正常翅雌蝇和纯合黑身正常翅雄蝇交配,F1产生了390只灰身正常翅果蝇,同时由于基因突变,出现了1只灰身卷翅雌蝇和1只灰身卷翅雄蝇。让F1中的灰身卷翅果蝇交配,产生的F2中灰身卷翅∶灰身正常翅∶黑身卷翅∶黑身正常翅=6∶3∶2∶1,下列推断不合理的是( )A.控制果蝇体色和翅形的两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律B.F1中新出现的灰身卷翅果蝇的基因型都是AaBbC.F2果蝇中纯合体有4种D.卷翅基因A具有显性纯合致死效应
【解析】选C。根据题干信息可知,灰身对黑身为显性,卷翅对正常翅为显性。F2中6∶3∶2∶1是9∶3∶3∶1的特殊情况,说明卷翅基因A具有纯合致死效应,且两对等位基因位于两对同源染色体上,遵循基因的自由组合定律。分析可知,控制果蝇体色和翅形的两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律,A正确;由于F2出现了9∶3∶3∶1的变形比例,说明F1中的灰身卷翅果蝇的基因型为AaBb,B正确;由于卷翅基因A具有纯合致死效应,所以F2果蝇中纯合体有2种,即aaBB、aabb,C错误;卷翅基因A具有显性纯合致死效应,D正确。
2.(2019·沈阳市郊联体期末)某种植物的花色同时受A、a与B、b两对基因控制。基因型为A_bb的植株开蓝花,基因型为aaB_的植株开黄花。将蓝花植株(♀)与黄花植株( )杂交,取F1红花植株自交得F2。F2的表现型及其比例为:红花∶黄花∶蓝花∶白花=7∶3∶1∶1,则下列分析中正确的是( )A.F2中基因型为Aa__的杂合子致死B.F1产生的配子中某种雌、雄配子同时致死C.亲本蓝花植株和F2蓝花植株的基因型一定为AAbbD.F1产生的配子中,Ab雌配子或Ab雄配子致死
【解析】选D。F1红花植株自交所得F2 中出现了黄花(aaB_)和蓝花(A_bb)的个体,说明F1同时含有A、a、B、b基因,故F1红花的基因型为AaBb。若没有致死情况,则F2的表现型及比例是A_B_∶aaB_∶A_bb∶aabb=9∶3∶3∶1,事实上,F2的表现型及比例是A_B_(红花)∶aaB_(黄花)∶A_bb(蓝花)∶aabb(白花)=7∶3∶1∶1,白花基因的基因型是aabb,则可推知含有ab的雌配子和雄配子都是可育的,又由A_bb(蓝花)的数目是1而不是3,可推知含有Ab的雌配子或者是雄配子致死,A、B错误,D正确;结合分析可进一步推知,F2中蓝花植株的基因型和亲本蓝花植株的基因型都是Aabb,C错误。
【加固训练·拔高】(2020·长春模拟)某植物有两对相对性状,分别由一对等位基因控制,科学家进行如表所示杂交实验:
(1)根据组合一 (填“能”或“不能”)确定花色的显隐性,原因是_________________________________________________________________。(2)在组合二中窄叶与宽叶的比为2∶1,其原因是_______________________。如果让组合二F1中的白花植株自由交配,后代的表现型(叶形、花色)和比例是__________________________________________________________。
(3)抗病(D)对感病(d)为显性,欲知其基因与花色基因的位置关系(不考虑同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换、基因突变),可用抗病紫花植株(DdBb)自交,统计后代中抗病与花色的性状比例。若后代中_____________________________________________________________________________________________________________,则抗病基因和花色基因位于非同源染色体上;若后代中__________________________,则抗病基因与花色基因位于同一条染色体上。
【解析】(1)根据组合一,紫花与紫花植株杂交,后代出现1/4的白花,说明紫花对白花为显性。(2)根据组合二,可推知窄叶对宽叶为显性,后代性状分离比为6∶3∶2∶1,可知亲本为双杂合子,性状分离比不是9∶3∶3∶1的原因应该是控制窄叶的基因(显性)纯合致死;如果让组合二F1中的白花植株自由交配,其中白花植株基因型及比例为2/3Aabb(窄叶白花)、1/3aabb(宽叶白花),则其产生的配子为1/3Ab、2/3ab,利用棋盘法结果如表: 所以后代窄叶白花∶宽叶白花=1∶1。
(3)抗病紫花植株(DdBb)自交,假如抗病基因和花色基因位于非同源染色体上,则其产生DB、Db、dB、db四种比例相同的配子,后代D_B_∶D_bb∶ddB_∶ddbb=9∶3∶3∶1,即抗病紫花∶抗病白花∶感病紫花∶感病白花=9∶3∶3∶1;假如抗病基因与紫花基因位于同一条染色体上,则其产生DB、db两种比例相同的配子,后代DDBB∶DdBb∶ddbb=1∶2∶1,因为前两种基因型对应的表现型相同,即抗病紫花∶感病白花=3∶1;假如抗病基因与白花基因位于同一条染色体上,则其产生Db、dB两种比例相同的配子。后代DDbb∶DdBb∶ddBB=1∶2∶1,即抗病紫花∶抗病白花∶感病紫花=2∶1∶1。
答案:(1)能 亲本为紫花,后代出现白花,白花为隐性(2)控制窄叶的基因(显性)纯合致死 窄叶白花∶宽叶白花=1∶1(3)抗病紫花∶抗病白花∶感病紫花∶感病白花=9∶3∶3∶1 抗病紫花∶感病白花=3∶1或抗病紫花∶抗病白花∶感病紫花=2∶1∶1
命题方向3 探究基因位置【思维能力形成】【典例】用抗螟非糯性水稻(GGHH)与不抗螟糯性水稻(gghh)杂交得F1,F1自交得F2,F2的性状分离比为3∶1。假如这两对基因都是完全显性遗传,则F1中两对基因在染色体上的位置关系可能是( )
【能力支撑】1.分析推断能力:考生要具备根据题目信息和条件,能够推断出两对基因是连锁的,根据F2的性状分离比分析基因连锁情况。即要具备依据题干中有关条件和参考信息解决实际问题的能力。2.信息转化能力:考生要根据题干中性状分离比、选项中的参考图解等信息进行转化,即具有将文字信息、图表信息等转化成解题信息的能力。3.数据转换和处理能力:考生要能依据题目中的数据尝试画出基因在染色体上的连锁情况,即具有将题目中的有效数据转换和处理,从而得出结论的能力。
【思路点拨】点拨(1):B图的细胞中两对等位基因位于两对同源染色体上,它们的遗传遵循基因的自由组合定律,自交后代会出现9∶3∶3∶1的性状分离比,不会出现3∶1的性状分离比。点拨(2):C图的细胞中两对等位基因位于同一对同源染色体上,它们的遗传遵循基因的分离定律,自交后代出现1∶2∶1的性状分离比,不会出现3∶1的性状分离比。点拨(3):D图的细胞中两对等位基因位于同一对同源染色体上,它们的遗传遵循基因的分离定律,自交后代出现3∶1的性状分离比。答案:D
【思维能力提升】能力提升点1:判断基因是否位于一对同源染色体上(1)图示分析:
(2)实例判断。以AaBb为例,若两对等位基因位于一对同源染色体上,不考虑交叉互换,则产生两种类型的配子,在此基础上进行自交会产生两种或三种表现型,测交会出现两种表现型;若两对等位基因位于一对同源染色体上,考虑交叉互换,则产生四种类型的配子,在此基础上进行自交或测交会出现四种表现型。
能力提升点2:判断基因是否易位到一对同源染色体上若两对基因遗传具有自由组合定律的特点,但却出现不符合自由组合定律的现象,可考虑基因转移到同一对同源染色体上的可能,如由染色体易位引起的变异。能力提升点3:判断外源基因整合到宿主染色体上的类型外源基因整合到宿主染色体上有多种类型,有的遵循孟德尔遗传定律。若多个外源基因以连锁的形式整合在同一条染色体上,其自交会出现分离定律中的3∶1的性状分离比;若多个外源基因分别独立整合到非同源染色体上,各个外源基因的遗传互不影响,则会表现出自由组合定律的现象。
【思维能力检验】(2020·哈尔滨模拟)已知桃树中,树体乔化与矮化为一对相对性状(由等位基因A、a控制),蟠桃果形与圆桃果形为一对相对性状(由等位基因B、b控制),以下是相关的两组杂交实验。实验①:乔化蟠桃(甲)×矮化圆桃(乙)→F1:乔化蟠桃∶矮化圆桃=1∶1实验②:乔化蟠桃(丙)×乔化蟠桃(丁)→F1:乔化蟠桃∶矮化圆桃=3∶1根据上述实验判断,下列关于甲、乙、丙、丁四个亲本的基因在染色体上的分布情况正确的是( )
【解析】选D。由实验②可知,乔化×乔化→出现矮化,说明乔化对矮化为显性,亲本基因型为Aa×Aa;蟠桃×蟠桃→出现圆桃,说明蟠桃对圆桃是显性,亲本基因型为Bb×Bb,因此丙、丁的基因型为AaBb,丙×丁后代出现两种表现型乔化蟠桃∶矮化圆桃=3∶1,说明两对等位基因不遵循基因的自由组合定律,遵循连锁定律,即两对等位基因位于一对同源染色体上且A与B连锁,a与b连锁;由实验①可知,乔化蟠桃(甲)×矮化圆桃(乙)→F1:乔化蟠桃∶矮化圆桃=1∶1,说明两对等位基因中A、B连锁在同一条染色体上,a、b连锁在同一条染色体上,D正确。
【加固训练·拔高】(2020·太原模拟)某雌雄同株植物花的颜色由两对基因(A和a,B和b)控制,A基因控制色素合成(A:出现色素,AA和Aa的效应相同),B为修饰基因,淡化颜色的深度(B:修饰效应出现,BB和Bb的效应不同),其基因型与表现型的对应关系见表,请回答下列问题:
若不知两对等位基因(A和a,B和b)是在同一对同源染色体上,还是在两对同源染色体上,某课题小组选用了AaBb粉色植株自交进行研究。(1)实验假设:这两对等位基因在染色体上的位置存在以下三种类型:(竖线表示染色体,黑点表示基因在染色体上的位点)。
(2)实验方法:粉色植株自交。(3)实验步骤:第一步:粉色植株自交。第二步:观察并统计子代植株花的颜色和比例。(4)实验可能的结果(不考虑交叉互换)及相应的结论:①若 ___________________________________________________________,则两对等位基因在两对同源染色体上(符合图中第一种类型);
②若 ___________________________________________________________,则两对等位基因在一对同源染色体上(符合图中第二种类型);③若子代植株花粉色∶红色∶白色=2∶1∶1,则两对等位基因在一对同源染色体上(符合图中第三种类型)。
【解析】(4)实验可能的结果及相应的结论(不考虑交叉互换):①若两对等位基因在两对同源染色体上,根据基因自由组合定律,子代基因型为AABB∶AaBB∶aaBB∶AABb∶AaBb∶aaBb∶AAbb∶Aabb∶aabb=1∶2∶1∶2∶4∶2∶1∶2∶1,即粉色∶红色∶白色=(2+4)∶(1+2)∶(1+2+1+2+1)=6∶3∶7;②当A、B在同一条染色体,a、b在同一条染色体上时,子代基因型为AABB∶AaBb∶aabb=1∶2∶1,则粉色∶白色=1∶1。答案:(4)①子代植株花色表现型及比例为粉色∶红色∶白色=6∶3∶7 ②子代植株花色表现型及比例为粉色∶白色=1∶1
命题方向1 自交后代“和”为16的特殊分离比 【思维能力形成】【典例】(2019·北京海淀模拟)某种植物其花色有白色和紫色,现选取白色和紫色两个纯合品种做杂交实验,结果如下:紫花×白花,F1全为紫花,F1自交,F2表现型及比例为9紫花∶3红花∶4白花。将F2红花自交,产生的F3中纯合子占总数的比例为( )A.1/6B.5/9C.1/2D.2/3
【能力支撑】1.分析推断能力:学生能通过F2的性状分离比,转化为自由组合的常规比例,进而逆向推理出F1的基因型。具备已有知识与方法解决变式问题的能力。2.信息转化能力:根据题干信息:F1全为紫花和F2的性状分离比为9∶3∶4,把新信息转化为“教材信息”,要具备把特殊比例转化为常规比例的思维能力,提升获取信息、处理信息的能力。
【思路点拨】点拨(1):F2表现型及比例为9紫花∶3红花∶4白花,是9∶3∶3∶1的变式,由此可推知该植物花色受2对基因控制,且遵循基因的自由组合定律,则F1为双杂合子(设为AaBb)。点拨(2):F2中红花基因型(设为A_bb)及比例为1/3AAbb、2/3Aabb,其自交产生的F3中杂合子(Aabb)占总数的比例为2/3×1/2=1/3,则F3中纯合子占总数的比例为1-1/3=2/3。答案:D
【思维能力提升】能力提升点1:掌握特殊分离比(1)形成原因:
能力提升点2:由显性基因累加效应导致的特殊分离比(1)表现:(2)原因:A与B的作用效果相同,但显性基因越多,其效果越强。
【思维能力检验】1.用某种高等植物的纯合红花植株与纯合白花植株进行杂交,F1全部表现为红花。若F1自交,得到的F2植株中,红花为272株,白花为212株;若用纯合白花植株的花粉给F1红花植株授粉,得到的子代植株中,红花为101株,白花为302株。根据上述杂交实验结果推断,下列叙述正确的是( )A.F2中白花植株都是纯合体(子)B.F2中红花植株的基因型有2种C.控制红花与白花的基因在一对同源染色体上D.F2中白花植株的基因型种类比红花植株的多
【解析】选D。本题主要考查对基因的自由组合定律的理解能力和获取信息能力。用纯合白花植株的花粉给F1红花植株授粉,子代植株中,红花为101株,白花为302株,相当于测交后代表现1∶3的分离比,因此该相对性状受两对等位基因控制,且两对基因的遗传符合自由组合定律,A_B_表现为红花,A_bb、aaB_、aabb表现为白花,F2中白花植株既有纯合体(子),又有杂合体(子),故A错误;F2中红花植株的基因型有4种,即AABB、AaBB、AABb、AaBb,故B错误;控制红花与白花的基因在两对同源染色体上,故C错误;F2中白花植株的基因型有5种,即aaBB、aaBb、AAbb、Aabb、aabb,比红花植株的基因型种类多,故D正确。
2.控制棉花纤维长度的三对等位基因A和a、B和b、C和c对长度的作用相等,分别位于三对同源染色体上。已知基因型为aabbcc的棉纤维长度为6 cm,每个显性基因增加纤维长度2 cm。棉花植株甲(AABbcc)与乙(aaBbCc)杂交,则F1的棉纤维长度范围是( )A.6～14 cm B.6～16 cmC.8～14 cmD.8～16 cm
【解析】选C。AABbcc和aaBbCc杂交得到的F1中,显性基因最少的基因型为Aabbcc,显性基因最多的基因型为AaBBCc,由于每个显性基因增加纤维长度2 cm,所以F1的棉纤维长度范围是(6+2)～(6+8) cm。
【加固训练·拔高】(2020·鹤岗模拟)基因型为AaBb的个体自交,下列有关子代(数量足够多)的各种性状分离比情况,分析有误的是( )A.若子代出现15∶1的性状分离比,则具有A或B基因的个体表现为显性性状B.若子代出现6∶2∶3∶1的性状分离比,则存在AA和BB纯合致死现象C.若子代出现12∶3∶1的性状分离比,则存在杂合子能稳定遗传的现象D.若子代出现9∶7的性状分离比,则存在3种杂合子自交会出现性状分离的现象
【解析】选B。正常情况下,基因型为AaBb的个体自交,后代的表现型比例为9∶3∶3∶1,若子代出现15∶1的性状分离比,说明具有A或B基因的个体表现为显性性状,只有aabb表现为隐性性状,A正确;若存在AA和BB纯合致死现象,则AA__和__BB全部致死,则子代的性状分离比应为4∶2∶2∶1,B错误;若子代出现12∶3∶1的性状分离比,可能是A_B_和A_bb(或aaB_)都表现为一种性状,此时杂合子AABb(或AaBB)的自交后代性状相同,即“能稳定遗传”,C正确;若子代出现9∶7的性状分离比,表明只有同时存在A基因和B基因时才会表现出显性性状,因此AaBb、AABb、AaBB 3种杂合子自交时会出现性状分离现象,D正确。
命题方向2 自交后代“和”小于16的特殊分离比【思维能力形成】【典例】某二倍体植物有高茎与矮茎、红花与白花两对相对性状,且均各只受一对等位基因控制。现有一高茎红花亲本,其自交后代表现型及比例为高茎红花∶高茎白花∶矮茎红花∶矮茎白花=5∶3∶3∶1,下列分析错误的是( )A.控制上述两对相对性状的基因遗传时遵循自由组合定律B.出现5∶3∶3∶1的原因是可能存在某种基因型植株(合子)致死现象C.出现5∶3∶3∶1的原因是可能存在某种基因型配子致死现象D.自交后代中高茎红花均为杂合子
【能力支撑】1.分析推断能力:考生要具备根据题目信息和条件,能够推测出该高茎红花亲本自交后代的分离比是9∶3∶3∶1的变式,并具备尝试解释特殊变式的能力,进而提升分析问题,应用所学知识解决实际问题的能力。2.信息转化能力:考生要把特殊性状分离比向常规比例进行转化,即具有将文字信息、数字信息等转化成解题信息的能力。3.数据转换和处理能力:考生要能依据题目中的数据推理出是配子致死的原因导致,即具有将题目中的有效数据转换和处理,从而得出结论的能力。
【思路点拨】点拨(1):由题意“各只受一对等位基因控制”和“自交后代的性状分离比”呈现的四种表现型准确定位遵循基因的自由组合定律,进而推测出亲本为双杂合子。点拨(2):理论上该亲本自交后代的性状分离比为9∶3∶3∶1,而实际上却为5∶3∶3∶1,即双显性个体少于理论值,说明同时含有两种显性基因的雌配子或雄配子致死。答案:B
【思维能力提升】能力提升点1:致死类型的归类分析(1)显性纯合致死。①AA和BB致死
(2)隐性纯合致死。①双隐性致死:AaBb自交后代:A_B_∶A_bb∶aaB_=9∶3∶3②单隐性致死:(aa或bb)AaBb自交后代:9A_B_∶3A_bb或9A_B_∶3aaB_
能力提升点2:把握致死类问题解题步骤第一步:先将其拆分成分离定律单独分析,确定致死的原因。第二步:将单独分析结果再综合在一起,确定成活个体基因型、表现型及比例。
能力提升点3:“致死”原因的精准推导第一种方法:直接判断法——直接利用基因自由组合定律来分析。
第二种方法:间接判断法——分解成两个基因分离定律问题,分别分析。即将“黄短∶黄长∶灰短∶灰长=4∶2∶2∶1”转化为两个基因分离定律问题来处理,即黄色∶灰色=2∶1,短尾∶长尾=2∶1,由此来确定致死原因是Y和D基因都会导致纯合致死。
【思维能力检验】1.果蝇的卷翅(A)对正常翅(a)为显性,灰身(B)对黑身(b)为显性,这两对基因均位于常染色体上。纯合灰身正常翅雌蝇和纯合黑身正常翅雄蝇交配,F1产生了390只灰身正常翅果蝇,同时由于基因突变,出现了1只灰身卷翅雌蝇和1只灰身卷翅雄蝇。让F1中的灰身卷翅果蝇交配,产生的F2中灰身卷翅∶灰身正常翅∶黑身卷翅∶黑身正常翅=6∶3∶2∶1,下列推断不合理的是( )A.控制果蝇体色和翅形的两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律B.F1中新出现的灰身卷翅果蝇的基因型都是AaBbC.F2果蝇中纯合体有4种D.卷翅基因A具有显性纯合致死效应
【解析】选C。根据题干信息可知,灰身对黑身为显性,卷翅对正常翅为显性。F2中6∶3∶2∶1是9∶3∶3∶1的特殊情况,说明卷翅基因A具有纯合致死效应,且两对等位基因位于两对同源染色体上,遵循基因的自由组合定律。分析可知,控制果蝇体色和翅形的两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律,A正确;由于F2出现了9∶3∶3∶1的变形比例,说明F1中的灰身卷翅果蝇的基因型为AaBb,B正确;由于卷翅基因A具有纯合致死效应,所以F2果蝇中纯合体有2种,即aaBB、aabb,C错误;卷翅基因A具有显性纯合致死效应,D正确。
2.(2019·沈阳市郊联体期末)某种植物的花色同时受A、a与B、b两对基因控制。基因型为A_bb的植株开蓝花,基因型为aaB_的植株开黄花。将蓝花植株(♀)与黄花植株( )杂交,取F1红花植株自交得F2。F2的表现型及其比例为:红花∶黄花∶蓝花∶白花=7∶3∶1∶1,则下列分析中正确的是( )A.F2中基因型为Aa__的杂合子致死B.F1产生的配子中某种雌、雄配子同时致死C.亲本蓝花植株和F2蓝花植株的基因型一定为AAbbD.F1产生的配子中,Ab雌配子或Ab雄配子致死
【解析】选D。F1红花植株自交所得F2 中出现了黄花(aaB_)和蓝花(A_bb)的个体,说明F1同时含有A、a、B、b基因,故F1红花的基因型为AaBb。若没有致死情况,则F2的表现型及比例是A_B_∶aaB_∶A_bb∶aabb=9∶3∶3∶1,事实上,F2的表现型及比例是A_B_(红花)∶aaB_(黄花)∶A_bb(蓝花)∶aabb(白花)=7∶3∶1∶1,白花基因的基因型是aabb,则可推知含有ab的雌配子和雄配子都是可育的,又由A_bb(蓝花)的数目是1而不是3,可推知含有Ab的雌配子或者是雄配子致死,A、B错误,D正确;结合分析可进一步推知,F2中蓝花植株的基因型和亲本蓝花植株的基因型都是Aabb,C错误。
【加固训练·拔高】(2020·长春模拟)某植物有两对相对性状,分别由一对等位基因控制,科学家进行如表所示杂交实验:
(1)根据组合一 (填“能”或“不能”)确定花色的显隐性,原因是_________________________________________________________________。(2)在组合二中窄叶与宽叶的比为2∶1,其原因是_______________________。如果让组合二F1中的白花植株自由交配,后代的表现型(叶形、花色)和比例是__________________________________________________________。
(3)抗病(D)对感病(d)为显性,欲知其基因与花色基因的位置关系(不考虑同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换、基因突变),可用抗病紫花植株(DdBb)自交,统计后代中抗病与花色的性状比例。若后代中_____________________________________________________________________________________________________________,则抗病基因和花色基因位于非同源染色体上;若后代中__________________________,则抗病基因与花色基因位于同一条染色体上。
【解析】(1)根据组合一,紫花与紫花植株杂交,后代出现1/4的白花,说明紫花对白花为显性。(2)根据组合二,可推知窄叶对宽叶为显性,后代性状分离比为6∶3∶2∶1,可知亲本为双杂合子,性状分离比不是9∶3∶3∶1的原因应该是控制窄叶的基因(显性)纯合致死;如果让组合二F1中的白花植株自由交配,其中白花植株基因型及比例为2/3Aabb(窄叶白花)、1/3aabb(宽叶白花),则其产生的配子为1/3Ab、2/3ab,利用棋盘法结果如表: 所以后代窄叶白花∶宽叶白花=1∶1。
(3)抗病紫花植株(DdBb)自交,假如抗病基因和花色基因位于非同源染色体上,则其产生DB、Db、dB、db四种比例相同的配子,后代D_B_∶D_bb∶ddB_∶ddbb=9∶3∶3∶1,即抗病紫花∶抗病白花∶感病紫花∶感病白花=9∶3∶3∶1;假如抗病基因与紫花基因位于同一条染色体上,则其产生DB、db两种比例相同的配子,后代DDBB∶DdBb∶ddbb=1∶2∶1,因为前两种基因型对应的表现型相同,即抗病紫花∶感病白花=3∶1;假如抗病基因与白花基因位于同一条染色体上,则其产生Db、dB两种比例相同的配子。后代DDbb∶DdBb∶ddBB=1∶2∶1,即抗病紫花∶抗病白花∶感病紫花=2∶1∶1。
答案:(1)能 亲本为紫花,后代出现白花,白花为隐性(2)控制窄叶的基因(显性)纯合致死 窄叶白花∶宽叶白花=1∶1(3)抗病紫花∶抗病白花∶感病紫花∶感病白花=9∶3∶3∶1 抗病紫花∶感病白花=3∶1或抗病紫花∶抗病白花∶感病紫花=2∶1∶1
命题方向3 探究基因位置【思维能力形成】【典例】用抗螟非糯性水稻(GGHH)与不抗螟糯性水稻(gghh)杂交得F1,F1自交得F2,F2的性状分离比为3∶1。假如这两对基因都是完全显性遗传,则F1中两对基因在染色体上的位置关系可能是( )
【能力支撑】1.分析推断能力:考生要具备根据题目信息和条件,能够推断出两对基因是连锁的,根据F2的性状分离比分析基因连锁情况。即要具备依据题干中有关条件和参考信息解决实际问题的能力。2.信息转化能力:考生要根据题干中性状分离比、选项中的参考图解等信息进行转化,即具有将文字信息、图表信息等转化成解题信息的能力。3.数据转换和处理能力:考生要能依据题目中的数据尝试画出基因在染色体上的连锁情况,即具有将题目中的有效数据转换和处理,从而得出结论的能力。
【思路点拨】点拨(1):B图的细胞中两对等位基因位于两对同源染色体上,它们的遗传遵循基因的自由组合定律,自交后代会出现9∶3∶3∶1的性状分离比,不会出现3∶1的性状分离比。点拨(2):C图的细胞中两对等位基因位于同一对同源染色体上,它们的遗传遵循基因的分离定律,自交后代出现1∶2∶1的性状分离比,不会出现3∶1的性状分离比。点拨(3):D图的细胞中两对等位基因位于同一对同源染色体上,它们的遗传遵循基因的分离定律,自交后代出现3∶1的性状分离比。答案:D
【思维能力提升】能力提升点1:判断基因是否位于一对同源染色体上(1)图示分析:
(2)实例判断。以AaBb为例,若两对等位基因位于一对同源染色体上,不考虑交叉互换,则产生两种类型的配子,在此基础上进行自交会产生两种或三种表现型,测交会出现两种表现型;若两对等位基因位于一对同源染色体上,考虑交叉互换,则产生四种类型的配子,在此基础上进行自交或测交会出现四种表现型。
能力提升点2:判断基因是否易位到一对同源染色体上若两对基因遗传具有自由组合定律的特点,但却出现不符合自由组合定律的现象,可考虑基因转移到同一对同源染色体上的可能,如由染色体易位引起的变异。能力提升点3:判断外源基因整合到宿主染色体上的类型外源基因整合到宿主染色体上有多种类型,有的遵循孟德尔遗传定律。若多个外源基因以连锁的形式整合在同一条染色体上,其自交会出现分离定律中的3∶1的性状分离比;若多个外源基因分别独立整合到非同源染色体上,各个外源基因的遗传互不影响,则会表现出自由组合定律的现象。
【思维能力检验】(2020·哈尔滨模拟)已知桃树中,树体乔化与矮化为一对相对性状(由等位基因A、a控制),蟠桃果形与圆桃果形为一对相对性状(由等位基因B、b控制),以下是相关的两组杂交实验。实验①:乔化蟠桃(甲)×矮化圆桃(乙)→F1:乔化蟠桃∶矮化圆桃=1∶1实验②:乔化蟠桃(丙)×乔化蟠桃(丁)→F1:乔化蟠桃∶矮化圆桃=3∶1根据上述实验判断,下列关于甲、乙、丙、丁四个亲本的基因在染色体上的分布情况正确的是( )
【解析】选D。由实验②可知,乔化×乔化→出现矮化,说明乔化对矮化为显性,亲本基因型为Aa×Aa;蟠桃×蟠桃→出现圆桃,说明蟠桃对圆桃是显性,亲本基因型为Bb×Bb,因此丙、丁的基因型为AaBb,丙×丁后代出现两种表现型乔化蟠桃∶矮化圆桃=3∶1,说明两对等位基因不遵循基因的自由组合定律,遵循连锁定律,即两对等位基因位于一对同源染色体上且A与B连锁,a与b连锁;由实验①可知,乔化蟠桃(甲)×矮化圆桃(乙)→F1:乔化蟠桃∶矮化圆桃=1∶1,说明两对等位基因中A、B连锁在同一条染色体上,a、b连锁在同一条染色体上,D正确。
【加固训练·拔高】(2020·太原模拟)某雌雄同株植物花的颜色由两对基因(A和a,B和b)控制,A基因控制色素合成(A:出现色素,AA和Aa的效应相同),B为修饰基因,淡化颜色的深度(B:修饰效应出现,BB和Bb的效应不同),其基因型与表现型的对应关系见表,请回答下列问题:
若不知两对等位基因(A和a,B和b)是在同一对同源染色体上,还是在两对同源染色体上,某课题小组选用了AaBb粉色植株自交进行研究。(1)实验假设:这两对等位基因在染色体上的位置存在以下三种类型:(竖线表示染色体,黑点表示基因在染色体上的位点)。
(2)实验方法:粉色植株自交。(3)实验步骤:第一步:粉色植株自交。第二步:观察并统计子代植株花的颜色和比例。(4)实验可能的结果(不考虑交叉互换)及相应的结论:①若 ___________________________________________________________,则两对等位基因在两对同源染色体上(符合图中第一种类型);
②若 ___________________________________________________________,则两对等位基因在一对同源染色体上(符合图中第二种类型);③若子代植株花粉色∶红色∶白色=2∶1∶1,则两对等位基因在一对同源染色体上(符合图中第三种类型)。
【解析】(4)实验可能的结果及相应的结论(不考虑交叉互换):①若两对等位基因在两对同源染色体上,根据基因自由组合定律,子代基因型为AABB∶AaBB∶aaBB∶AABb∶AaBb∶aaBb∶AAbb∶Aabb∶aabb=1∶2∶1∶2∶4∶2∶1∶2∶1,即粉色∶红色∶白色=(2+4)∶(1+2)∶(1+2+1+2+1)=6∶3∶7;②当A、B在同一条染色体,a、b在同一条染色体上时,子代基因型为AABB∶AaBb∶aabb=1∶2∶1,则粉色∶白色=1∶1。答案:(4)①子代植株花色表现型及比例为粉色∶红色∶白色=6∶3∶7 ②子代植株花色表现型及比例为粉色∶白色=1∶1
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