高中生物高考第13讲　基因的分离定律

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考点一 基因分离定律的发现
1.豌豆做杂交实验材料的优点 相对玉米来说，缺点是需要人工去雄
拓展 遗传实验常用的其他材料及特点
2.孟德尔遗传实验的杂交操作“四步曲”
3.一对相对性状杂交实验的“假说—演绎”分析
提醒 ①提出问题是建立在杂交和自交实验基础上的，不包括测交实验。
②演绎过程不等于测交实验，前者只是理论推导，后者则是进行杂交实验对演绎推理的结论进行验证。
4.基因的分离定律
1.选有角牛和无角牛杂交，后代既有有角牛又有无角牛，能否确定有角和无角这对相对性状的显隐性？若能，请阐明理由；若不能，请提出解决方案。不能。可选用多对有角牛和有角牛杂交或多对无角牛和无角牛杂交，若后代发生性状分离，则亲本性状为显性性状。
2.短尾猫之间相互交配，子代中总是出现约1/3的长尾猫，最可能的原因是短尾猫相互交配，子代短尾猫中显性纯合子致死。
3.杂合子(Aa)产生的雌雄配子数量相等吗？
提示 基因型为Aa的杂合子产生的雌配子有两种A∶a＝1∶1或产生的雄配子有两种A∶a＝1∶1，但一般情况下生物产生的雄配子数远远多于雌配子数。
4.(生产实践)番茄中红果(R)对黄果(r)为显性，甲番茄结红果，乙番茄结黄果。将甲(RR)的花粉授予乙(rr)雌蕊柱头上，母本植株结出什么颜色的果实？这与孟德尔遗传规律是否矛盾？为什么？
提示 黄色 不矛盾 母本乙(黄色rr)番茄植株上所结番茄的种子基因型为Rr，但果皮是由黄色番茄的花中的子房壁发育而来的，它的基因型为rr，故果皮为黄色。该性状由一对等位基因控制，其遗传遵循基因的分离定律。
1.相同基因、等位基因与非等位基因
2.与交配方式相关的概念及其作用
3.验证基因分离定律的方法
(1)自交法
(2)测交法
(3)配子法(花粉鉴定法)
(4)单倍体育种法
考向1 结合遗传学相关概念，考查生命观念
1.(2021·河北石家庄模拟)下列遗传实例中，属于性状分离现象的是( )
A.某非糯性水稻产生的花粉既有糯性的又有非糯性的
B.对某未知基因型的个体进行测交后子代的性状表现
C.一对表型正常的夫妇生了一个正常的女儿和色盲的儿子
D.纯合红花和纯合白花的植物杂交，所得F1的花色表现为粉红花
答案 C
解析 性状分离是指在杂种后代中，同时显现出显性性状和隐性性状的现象，也就是说只有亲本表型一致，子代出现不同性状时方可称作性状分离，选项C中的亲本表现为一个性状，后代两种性状，符合性状分离的概念，C正确；选项A中，某非糯性水稻产生的花粉既有糯性的又有非糯性的能直接证明孟德尔的基因分离定律，但不属于性状分离现象。
2.(2021·合肥市质检)在下列遗传基本问题的有关叙述中，正确的是( )
A.相对性状是指同种生物的同一性状的不同表现类型，如兔的长毛和狗的短毛
B.表型是指生物个体所表现出来的性状，基因型相同则表型一定相同
C.等位基因是指位于同源染色体同一位置上的控制相对性状的基因
D.性状分离指杂合体相互杂交，后代出现不同基因型个体的现象
答案 C
解析 相对性状是指同种生物的同一性状的不同表现类型，兔和狗属于不同种生物，A错误；生物体的表型是由基因型和环境共同决定的，基因型相同的生物，表型不一定相同，B错误；等位基因是位于同源染色体同一位置上的控制相对性状的基因，C正确；性状分离是指杂种个体自交后代出现不同性状的现象，D错误。
考向2 结合分离定律的验证及假说—演绎法，考查科学思维和科学探究能力
3.(2021·福建福州质量抽测)假说—演绎法是现代科学研究中常用的一种科学方法，下列属于孟德尔在发现分离定律时的假说内容的是( )
A.子一代自交，后代出现3∶1的性状分离比
B.受精时，雌雄配子的结合是随机的，雌雄配子的数量比为1∶1
C.生物体产生配子时，成对的遗传因子随着同源染色体的分离而彼此分离
D.生物的性状是由遗传因子决定的，这些因子就像独立的颗粒，不相融合
答案 D
解析 子一代自交，后代出现3∶1的性状分离比属于实验现象，A错误；雌雄配子的数量不相等，B错误；生物体产生配子时，成对的遗传因子彼此分离，孟德尔未涉及“同源染色体分离”的观点，C错误；生物的性状是由遗传因子决定的，这些遗传因子就像独立的颗粒，不相融合，这属于假说内容，D正确。
4.(2019·全国卷Ⅲ，32)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。
答案 (1)显性性状
(2)思路及预期结果：
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，且表现为1∶1的性状分离比，则可验证分离定律。(任答两种即可)
解析 (1)在一对等位基因控制的相对性状中，杂合子通常表现为显性性状。(2)欲验证基因的分离定律，可采用自交法或测交法。根据题意，现有在自然条件下获得的具有一对相对性状的玉米子粒若干，其显隐性未知，若要用这两种玉米子粒为材料验证分离定律，可让两种性状的玉米分别自交，若某些亲本自交后，子代出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律；若子代没有出现3∶1的性状分离比，说明亲本均为纯合子，在子代中选择两种性状的纯合子玉米杂交得F1，F1自交得F2，若F2出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律。也可让两种性状的玉米杂交，若F1只表现一种性状，说明亲本均为纯合子，让F1自交得F2，若F2出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律；若F1表现两种性状，且表现为1∶1的性状分离比，说明该亲本分别为杂合子和隐性纯合子，则可验证分离定律。
考向3 结合几种交配方式的应用，考查科学思维能力
5.(2021·河南九师联盟)现有高茎豌豆和矮茎豌豆若干株，下列有关说法正确的是( )
A.孟德尔在豌豆杂交实验中，发现问题所采用的实验方法是杂交和自交
B.鉴别高茎豌豆是否为纯合子只能用测交，而提高高茎豌豆的纯合度常用自交
C.让这些豌豆自交和让这些豌豆自由交配，后代的表型和基因型的种类都不相同
D.杂交、自交、测交均不会改变种群的基因频率，自由交配则会改变种群的基因频率
答案 A
解析 孟德尔用纯种高茎豌豆与纯种矮茎豌豆作亲本进行杂交，杂交后产生的F1全部为高茎豌豆，F1自交所得F2植株中，不仅有高茎，还有矮茎，其比例为3∶1，发现F2中出现性状分离。通过这两个实验，孟德尔发现问题并提出了假说，A正确；鉴别高茎豌豆是否为纯合子，可采用测交法或自交法；提高豌豆纯合度常采用自交法，鉴别植物是否为纯合子时，相比于测交，自交更简捷，B错误；豌豆是自花传粉，闭花受粉的植物，豌豆的自由交配就是自交，所以后代的表型和基因型种类相同，C错误；杂交、自交、测交和自由交配均不会改变种群的基因频率，D错误。
(1)如果题目要求的是验证分离定律，首先想到用自交或测交的方式。如果自交或测交后代出现典型的孟德尔性状分离比，则说明符合分离定律。
(2)如果题目要求将不同优良性状集于一体，首先想到用杂交的方式。
(3)如果题目要求不断提高品种的纯合度，首先想到用自交的方式(测交不能提高品种的纯度)。
(4)如果题目要求判断性状的显隐性关系，首先想到用自交的方式，新出现的性状为隐性性状。
(5)如果题目要求判断一个显性个体是否为纯合子，首先想到用自交(或测交)的方式，后代只有一种性状为纯合子，否则为杂合子。
(6)如果题目要求判断基因的位置是位于常染色体上还是性染色体上，首先想到用正反交的方式。
考点二 基因分离定律重点题型突破
重点题型1 基因型和表型的推断
(1)由亲代推断子代的基因型和表型(正推型)
(2)由子代推断亲代的基因型(逆推型)
(3)根据分离定律中的规律性比例判断(用基因B、b表示)
注：若要推断某人的基因型，则应该先调查其家系，画出系谱图再分析。
【典例1】 (2021·西安高新一中联考)在玫瑰的花色遗传中，红花、白花为一对相对性状，受一对遗传因子的控制(用R、r表示)，从下面的杂交实验中可以得出的正确结论是( )
A.红花为显性性状
B.红花A的遗传因子组成为Rr
C.红花C与红花D的遗传因子组成不同
D.白花B的遗传因子组成为Rr
答案 A
解析 红花C和红花D杂交，后代中红花∶白花≈3∶1，故红花对白花为显性，则红花C和红花D的遗传因子组成均为Rr，白花B的遗传因子组成为rr，杂交组合一中红花A的遗传因子组成为RR。
[对点练1] (2021·中原名校联盟)已知毛色受一对等位基因控制，观察羊的毛色(白毛和黑毛)遗传图解，有关分析错误的是( )
A.这对相对性状中，显性性状是白毛
B.图中三只黑羊的基因型一定相同
C.图中四只白羊的基因型一定不同
D.Ⅲ2与一只黑羊交配再生一只黑羊的概率为1/3
答案 C
解析 观察遗传图解，可根据Ⅱ2和Ⅱ3两只白羊后代中有黑羊判断这对相对性状中白毛是显性性状，黑毛是隐性性状，故图中三只黑羊的基因型一定相同；图中Ⅱ、Ⅲ代中都有黑羊，可判断Ⅰ、Ⅱ代中白羊均为杂合体，但Ⅲ2的基因型可为纯合，也可为杂合，为杂合的概率为2/3，它与一只黑羊交配再生一只黑羊的概率为2/3×1/2＝1/3。
重点题型2 显、隐性性状的判断
(1)根据子代性状判断
提醒 测交不能用于判断性状的显隐性关系，因为测交实验是在已知显隐性的基础上进行的验证性实验。
(2)根据遗传系谱图判断
(3)“实验法”判断性状的显隐性
【典例2】 (2014·海南卷，25)某二倍体植物中，抗病和感病这对相对性状由一对等位基因控制。要确定这对性状的显隐性关系，应该选用的杂交组合是( )
A.抗病株×感病株
B.抗病纯合体×感病纯合体
C.抗病株×抗病株，或感病株×感病株
D.抗病纯合体×抗病纯合体，或感病纯合体×感病纯合体
答案 B
解析 因不确定亲本是否纯合，若抗病株与感病株的杂交后代只有一种表型，则可判断显隐性关系，若抗病株与感病株的杂交后代有两种表型，则不能判断显隐性关系，A错误；因不确定亲本是否纯合，若抗病和感病的植株都是纯合体，则抗病株×抗病株、感病株×感病株的后代都无性状分离，无法判断显隐性，C、D错误。
[对点练2] (2021·河南洛阳尖子生联考)黄瓜是雌雄同株单性花植物，果皮的绿色和黄色是受一对等位基因控制的具有完全显、隐性关系的相对性状。从种群中选定两个个体进行杂交，根据子代的表型一定能判断显、隐性关系的是( )
A.绿色果皮植株自交和黄色果皮植株自交
B.绿色果皮植株和黄色果皮植株正、反交
C.绿色果皮植株自交和黄色果皮植株与绿色果皮植株杂交
D.黄色果皮植株自交或绿色果皮植株自交
答案 C
解析 如果绿色果皮植株和黄色果皮植株都是纯合子，则自交后代不发生性状分离，无法判断显、隐性关系，A、D错误；作为雌雄同株的植物——黄瓜没有性染色体，不论两亲本都是纯合子，还是绿色果皮植株和黄色果皮植株有一株为杂合子，正、反交结果都相同，无法判断显、隐性关系，B错误；绿色果皮植株自交，若后代发生性状分离，则绿色果皮为显性；若不发生性状分离，则说明绿色果皮是纯合子，再和黄色果皮植株杂交，若后代出现黄色果皮植株，则黄色果皮为显性，若后代均为绿色果皮，则绿色果皮为显性，C正确。
重点题型3 纯合子和杂合子的鉴定
(1)通过杂交实验判断
①自交法：此法主要适用于植物，且是最简便的方法
②测交法：此法适用于植物和动物，且需已知显隐性
(2)花粉鉴定法：此法只适用于一些特殊的植物
(3)单倍体育种法：此法只适用于植物(以一对相对性状为例说明)
【典例3】 (2019·全国卷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∶1
④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
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②、③判定植株甲为杂合子。
[对点练3] (2021·湖南长沙质检)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
答案 B
解析 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，因此B正确，A、C、D错误。
重点题型4 自交与自由交配问题
(1)自交的概率计算
①杂合子Aa连续自交n代(如图1)，杂合子比例为(eq \f(1,2))n，纯合子比例为1－(eq \f(1,2))n，显性纯合子比例＝隐性纯合子比例＝eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(1－（\f(1,2)）n))×eq \f(1,2)。纯合子、杂合子所占比例的坐标曲线如图2所示。
图1
图2
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eq \f(2n－1,2n＋1)，杂合子比例为eq \f(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eq \f(1,2)，显性纯合子比例为eq \f(1,4)，隐性纯合子比例为eq \f(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eq \f(n,n＋2)，杂合子比例为eq \f(2,n＋2)。
②自由交配问题的两种分析方法：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。
解法一：列举法(棋盘法)
eq \a\vs4\al(
)解法二：配子法 最直接的方法
基因型及概率为eq \f(4,9)AA、eq \f(4,9)Aa、eq \f(1,9)aa，表型及概率为eq \f(8,9)A_、eq \f(1,9)aa。
【典例4】 (2013·山东卷，6)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0.4
B.曲线Ⅲ的F2中Aa基因型频率为0.4
C.曲线Ⅳ的Fn中纯合体的比例比上一代增加(1/2)n＋1
D.曲线Ⅰ和Ⅳ的各子代间A和a的基因频率始终相等
答案 C
解析 若Aa分别自交和随机交配，则F1代都为(1/4AA＋1/2Aa＋1/4aa)，淘汰掉aa，则F1代Aa的基因型比例都是2/3。若F1代再自交，则其后代是1/3AA＋2/3(1/4AA＋1/2Aa＋1/4aa)，淘汰掉aa以后，得到的后代F2是3/5AA＋2/5Aa，Aa所占的比例是0.4；若F1代再随机交配则可先计算出F1的A和a的基因频率分别为2/3和1/3，依据遗传平衡定律可计算出F2中AA＝4/9、Aa＝4/9、aa＝1/9，淘汰aa之后则Aa＝1/2，由此推知图中曲线Ⅱ是随机交配并淘汰aa的曲线，曲线Ⅲ是自交并淘汰aa的曲线，进而可知B正确；曲线Ⅱ所示F2代的A、a基因频率分别为3/4和1/4，则随机交配后代中AA＝9/16、Aa＝6/16、aa＝1/16，淘汰aa后，则Aa的基因型频率为2/5，A正确； Aa分别连续自交和随机交配不淘汰隐性个体， F1代Aa的基因型频率都是1/2, 若F1代再随机交配，后代的基因型频率不会发生改变，则图中曲线Ⅰ是Aa随机交配的曲线。若F1代再连续自交，Aa的基因型频率＝(1/2)n，F2中Aa＝1/4，则可推知图中曲线Ⅳ是自交的结果，曲线Ⅳ中在Fn代纯合体的比例是1－(1/2)n，则比上一代Fn－1增加的数值是1－(1/2)n－[1－(1/2)n－1]＝(1/2)n，C错误。
[对点练4] (2021·湖南三湘名校联考)豌豆的紫花对白花为显性。两紫花豌豆杂交，F1中既有紫花豌豆又有白花豌豆。现去掉F1中的白花豌豆，则自然状态下F2的表型比例为( )
A.1∶1 B.3∶1 C.5∶1 D.9∶6
答案 C
解析 两紫花豌豆杂交，F1中既有紫花豌豆又有白花豌豆，说明这两株紫花豌豆为杂合子。若控制花色的基因用A和a表示，则F1的基因型及其比例为AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，其中aa表现为白花。去掉F1中的白花豌豆，则剩余的紫花豌豆中，基因型为AA的个体占1/3，Aa的个体占2/3。豌豆是自花传粉、闭花受粉的植物，在自然状态下只能进行自交。因此1/3AA的紫花植株自交所得的F2均为紫花，2/3Aa的紫花植株自交所得的F2中白花(aa)为2/3×1/4＝1/6，紫花(A_)为2/3×3/4＝1/2。所以F2的表型及比例为紫花∶白花＝(1/3＋1/2)∶1/6＝5∶1，C正确。
不同条件下连续自交和自由交配的分析
(1)通过关键词确定交配类型
(2)确定杂交组合
(3)在没有任何干预的条件下，自交和自由交配都不改变基因频率，但连续自交能降低杂合子(Aa)的基因型频率，自由交配不改变各基因型的频率。
重温真题 经典再现
1.真题重组，判断正误
(1)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(2017·全国卷Ⅲ，6D)( )
(2)杂合子中的等位基因均在形成配子时分离(2019·海南卷，18C)( )
(3)等位基因的分离发生在细胞周期的分裂间期(2016·海南卷，6A)( )
(4)在生命科学发展过程中，证明DNA是遗传物质的实验是孟德尔的豌豆杂交实验(2013·全国卷Ⅱ，T5)( )
提示 (1)× (2)√ (3)× (4)×
2.(2019·全国卷Ⅲ，6)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、250
C.500、250、0 D.750、250、0
答案 A
解析 由题意可知，1 000对基因型均为Bb的亲本交配，每对亲本只形成一个受精卵，若不考虑致死，一对基因型为Bb的亲本产生基因型为BB、Bb、bb的受精卵的概率分别为eq \f(1,4)、eq \f(2,4)、eq \f(1,4)，1 000对基因型均为Bb的亲本交配，产生基因型为BB、Bb、bb的受精卵的数目分别为250、500、250，由于基因型为bb的受精卵全部死亡，所以该群体的子一代中BB、Bb、bb个体的数目依次为250、500、0。
3.(2014·全国卷Ⅰ，5)如图为某种单基因常染色体隐性遗传病的系谱图(深色代表的个体是该遗传病患者，其余为表型正常个体)。近亲结婚时该遗传病发病率较高，假定图中第Ⅳ代的两个个体婚配生出一个患该遗传病子代的概率是1/48，那么，得出此概率值需要的限定条件是( )
A.Ⅰ2和Ⅰ4必须是纯合子
B.Ⅱ1、Ⅲ1和Ⅲ4必须是纯合子
C.Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅲ2和Ⅲ3必须是杂合子
D.Ⅱ4、Ⅱ5、Ⅳ1和Ⅳ2必须是杂合子
答案 B
解析 假设致病基因为a，Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅱ4的基因型为(Aa)，均为杂合子，Ⅲ3的基因型为AA(eq \f(1,3))或Aa(eq \f(2,3))，eq \f(1,48)可分解为eq \f(1,4)×eq \f(1,4)×eq \f(1,3)，Ⅳ1是杂合子的概率需为：eq \f(1,2)×eq \f(1,2)＝eq \f(1,4)，Ⅳ2是杂合子的概率需为：eq \f(2,3)×eq \f(1,2)＝eq \f(1,3)，若满足以上条件，则Ⅱ1和Ⅲ1及Ⅲ4必须是纯合子。
4.(2017·海南卷，20)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
答案 C
解析 若所选多对黑色个体均为纯合，则后代也均为黑色，不能判断显隐性关系，A错误；若该种群原来就是栗色个体占多数，即便栗色为隐性，新生个体中栗色个体也会多于黑色个体，B错误；相关基因用A、a表示，若栗色与黑色个体数相等，则P(AA)＋P(Aa)＝P(aa)＝eq \f(1,2)，P(a)＝Paa＋eq \f(1,2)PAa＝eq \f(1,2)＋eq \f(1,2)PAa>eq \f(1,2)，则P(A)课后·分层训练
(时间：35分钟)
1.(2021·黑龙江哈尔滨六中模拟)下列关于等位基因的叙述，正确的是( )
A.孟德尔根据豌豆杂交实验提出了等位基因的概念
B.交叉互换的实质是同源染色体的姐妹染色单体之间交换了等位基因的片段
C.等位基因的分离可以发生于减数分裂Ⅰ后期也可以发生于减数分裂Ⅱ后期
D.等位基因的本质区别在于脱氧核苷酸的种类、数目和排列顺序均不同
答案 C
解析 孟德尔研究遗传规律时提出了“遗传因子”的说法，没有提出基因或等位基因的概念，A错误；交叉互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，而不是同源染色体的姐妹染色单体之间，B错误；正常情况下，等位基因的分离发生在减数分裂Ⅰ后期，若发生交叉互换，等位基因的分离也可以发生于减数分裂Ⅱ后期，C正确；等位基因是经过基因突变产生的，基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换，因此等位基因的本质区别在于脱氧核苷酸序列不同，二者所含脱氧核苷酸的种类相同，都是4种，若是碱基替换造成，则脱氧核苷酸的数目相同，D错误。
2.(2021·贵州贵阳监测)在孟德尔的豌豆杂交实验中，涉及自交和测交。下列相关叙述正确的是( )
A.自交可以用来判断某一显性个体的基因型，测交不能
B.自交可用于植物纯合子、杂合子的鉴定，测交不能
C.自交和测交都不能用来验证分离定律和自由组合定律
D.连续自交可以用来选育显性纯合子，测交不能
答案 D
解析 自交可以用来判断某一显性个体的基因型，测交也能，A错误；自交可用于植物纯合子、杂合子的鉴定，测交可用于基因型的鉴定，故测交也能用于植物纯合子、杂合子的鉴定，B错误；可用自交或测交来验证分离定律和自由组合定律，C错误；自交可用于显性优良性状品种的培育，随着自交代数增加，纯合子所占比例增多，测交不能获得显性纯合子，D正确。
3.(2021·吉林长春质检)在一对相对性状的杂交实验中，用正交和反交实验一定不能准确判断的遗传学问题是( )
A.这对相对性状受几对等位基因控制
B.这对相对性状中的显性性状和隐性性状
C.控制这对相对性状的基因是细胞核基因还是细胞质基因
D.控制这对相对性状的等位基因是位于常染色体还是位于X染色体上
答案 A
解析 用正交和反交实验可以确定控制这对性状的基因是位于常染色体还是位于X染色体上，是核基因还是质基因，C、D均不合题意；如果控制这对性状的基因位于性染色体上，根据伴性遗传的特点通过正、反交实验可判断这对性状中的显性性状和隐性性状，B不合题意；确定这对性状由几对等位基因控制，需统计性状分离比，单纯依靠正、反交实验不能准确判断，A符合题意。
4.(2021·江西五市八校模拟)下列选项中能判断出性状显隐性的是( )
A.一红色茉莉花与白色茉莉花杂交，子代全部为粉红色茉莉花
B.果蝇的眼色遗传方式为伴X染色体遗传，一白眼雄果蝇与一红眼雌果蝇杂交，子代雌果蝇中白眼和红眼各占一半
C.患某遗传病的男子与一正常女子结婚，生育一患病的儿子
D.高茎豌豆和矮茎豌豆杂交，子代中高茎豌豆∶矮茎豌豆≈1∶1
答案 B
解析 一红色茉莉花与白色茉莉花杂交，子代全部为粉红色茉莉花，则控制红花和白花的性状为不完全显性，A错误；一白眼雄果蝇与一红眼雌果蝇杂交，子代雌果蝇中白眼和红眼各占一半，说明红眼雌果蝇亲本是杂合子，杂合子表现的性状是显性性状，B正确；选项C、D可看作测交组合，不能判断显隐性，C、D错误。
5.(2021·三湘名校教育联盟联考)遗传学家研究发现，某种小鼠的黄色皮毛品种不能稳定遗传。黄色小鼠与黄色小鼠交配，其后代总会有黑色鼠，且黄色鼠∶黑色鼠＝2∶1，而不是通常应出现的3∶1的分离比。下列叙述错误的是( )
A.小鼠毛色的黄色和黑色性状中，黄色为显性性状
B.小鼠毛色的遗传遵循基因的分离定律
C.黄色鼠和黑色鼠交配，后代全为黄色鼠或黄色鼠∶黑色鼠＝1∶1
D.黄色鼠均为杂合子，纯合的黄色鼠在胚胎发育过程中死亡
答案 C
解析 黄色小鼠与黄色小鼠交配，其后代黄色鼠∶黑色鼠＝2∶1，说明小鼠的毛色由一对等位基因控制，其遗传遵循基因的分离定律，且双亲均为杂合子，而杂合子表现为显性性状，即黄色为显性性状，同时也说明，黄色鼠均为杂合子，纯合的黄色鼠在胚胎发育过程中死亡，A、B、D均正确；黄色鼠和黑色鼠交配，后代黄色鼠∶黑色鼠＝1∶1，C错误。
6.(2021·吉林长春质检)下图为某遗传病家庭系谱图(受一对等位基因A、a控制)，深色表示患者，其余为表型正常的个体。下列叙述正确的是( )
A.该病的遗传方式为常染色体隐性遗传
B.Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅰ3、Ⅰ4和Ⅲ2基因型均为Aa
C.Ⅱ3基因型为AA和Aa的概率是相等的
D.若Ⅱ3基因型为AA，则Ⅳ1为患病男孩的概率为eq \f(1,12)
答案 A
解析 分析系谱图可知，Ⅰ1、Ⅰ2均表现正常，却生了患病女儿Ⅱ1，说明该遗传病是常染色体隐性遗传病，A正确；Ⅰ1、Ⅰ2和Ⅲ2的基因型均为Aa，Ⅰ3、Ⅰ4的基因型无法判断，B错误；在人群中，Ⅱ3基因型为AA和Aa的概率不相等，C错误；若Ⅱ3基因型为AA，Ⅱ2基因型为eq \f(1,3)AA、eq \f(2,3)Aa，Ⅲ1的基因型及比例为eq \f(2,3)AA、eq \f(1,3)Aa，Ⅲ2的基因型为Aa，则Ⅳ1为患病男孩的概率为eq \f(1,3)×eq \f(1,4)×eq \f(1,2)＝eq \f(1,24)，D错误。
7.(2021·河南九师联盟)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
答案 B
解析 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正确；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错误。
8.(2021·中原名校质量考评)某种自花传粉植物，其矮茎和高茎、腋花和顶花由两对独立遗传的等位基因控制。现有甲、乙两豌豆植株，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。下列有关说法正确的是( )
A.甲自交，子代腋花和顶花性状分离比可能是1∶1
B.乙自交，子代高茎和矮茎性状分离比可能是1∶1
C.甲、乙两植株杂交，可确定高茎和腋花为显性性状
D.分析甲、乙自交的子代性状分离比可确定性状的显隐性
答案 D
解析 由题干信息可知，甲自交后，子代均为矮茎，但有腋花和顶花性状分离，说明甲花的位置由一对等位基因控制，基因型可以写作：Bb，自交产生的子代基因型为BB、Bb、bb，性状分离比为3∶1；乙自交后，子代均为顶花，但有高茎和矮茎性状分离，说明乙茎的高度由一对等位基因控制，基因型可以写作：Dd，自交产生的子代基因型为DD、Dd、dd，性状分离比为3∶1。据此分析：甲自交，如果腋花为显性性状，顶花为隐性性状，子代腋花和顶花性状分离比应该是3∶1，反之亦然。乙自交，如果高茎为显性性状，矮茎为隐性性状，子代高茎和矮茎性状分离比应该是3∶1，反之亦然，A和B错误；假设甲为矮茎腋花，基因型设为ddBb，乙为高茎顶花，基因型设为Ddbb，甲、乙两植株杂交，子代的基因型为DdBb、Ddbb、ddBb、ddbb，表型及其比例为高茎腋花∶高茎顶花∶矮茎腋花∶矮茎顶花＝1∶1∶1∶1，即腋花∶顶花＝1∶1，高茎∶矮茎＝1∶1，从表型的比例看，不能确定高茎和腋花为显性性状的，C错误；分析甲、乙自交，若子代性状分离比为3∶1，子代出现了亲代没有的性状，可确定性状的显隐性，D正确。
9.(2020·华师一附中联考)科研人员研究核质互作的实验过程中，发现细胞质雄性不育玉米可被显性核恢复基因(R基因)恢复育性，T基因表示雄性不育基因，如图表示其作用机理。则下列叙述正确的是[注：通常在括号外表示质基因，括号内表示核基因，如T(RR)]( )
A.T基因所在DNA中含有2个游离的磷酸基团
B.在玉米体细胞中R基因和T基因均成对存在
C.雄性不育玉米的基因型为T(RR)或T(Rr)
D.基因型为T(Rr)的玉米自交，后代约为1/4为雄性不育个体
答案 D
解析 图中的T基因位于环状DNA(线粒体DNA)上，而环状DNA无游离的磷酸基团，A错误；玉米为二倍体，其细胞核基因可成对存在，而细胞质基因(T基因)不是成对存在的，B错误；T基因控制雄性不育，而R基因可使其育性恢复，即基因型为T(RR)或T(Rr)的个体的表型应为雄性可育，C错误；自交过程中，T基因可随母本遗传给子代，所以子代中雄性不育个体的基因型应为T(rr)；基因型为Rr的玉米自交，产生基因型为rr的个体的概率＝1/4，即雄性不育个体的概率＝1/4，D正确。
10.(2021·四川成都市诊断)现有两瓶世代连续的果蝇，甲瓶中的个体全为灰身，乙瓶中的个体既有灰身也有黑身。让乙瓶中的全部灰身果蝇与异性黑身果蝇交配，若后代都不出现性状分离则可以认为( )
A.甲瓶中果蝇为乙瓶中果蝇的亲本，乙瓶中灰身果蝇为杂合子
B.甲瓶中果蝇为乙瓶中果蝇的亲本，乙瓶中灰身果蝇为纯合子
C.乙瓶中果蝇为甲瓶中果蝇的亲本，乙瓶中灰身果蝇为杂合子
D.乙瓶中果蝇为甲瓶中果蝇的亲本，乙瓶中灰身果蝇为纯合子
答案 D
解析 根据题中提示“让乙瓶中的全部灰身果蝇与异性黑身果蝇交配，若后代都不出现性状分离”，说明乙瓶中果蝇均为纯合子，又因甲瓶中的个体全为灰身且甲、乙瓶中果蝇有世代连续性，如甲是亲代，不会出现乙瓶中的子代，因为甲若是BB，乙瓶中不可能有黑身个体，若甲是Bb，则乙瓶中应有Bb的个体，所以，不可能是甲为亲代，乙为子代；若乙是亲代，即BB×bb，甲为子代，则甲为Bb，灰身，D正确。
11.(2021·安徽六安模拟)老鼠的体色黄色与灰色分别由位于常染色体上的一对等位基因A、a控制。有一位遗传学家在实验中发现含显性基因(A)的精子和含显性基因(A)的卵细胞不能结合。如果黄色鼠与黄色鼠(第一代)交配得到第二代，第二代老鼠自由交配一次得到第三代，那么在第三代中黄色鼠的比例是( )
A.eq \f(3,4) B.eq \f(1,2) C.eq \f(4,9) D.eq \f(5,9)
答案 B
解析 从题干信息可知，群体存在显性纯合致死的情况，即AA的个体不存在，黄色鼠的基因型都是Aa，所以一对黄色鼠杂交子代的基因型及比例为Aa∶aa＝2∶1，子代产生的配子类型及比例为A∶a＝1∶2，自由交配的实质是雌雄配子的随机结合，故下一代的基因型及比例为AA∶Aa∶aa＝1∶4∶4，由于AA致死，所以生存下来的个体为Aa∶aa＝1∶1，故黄色鼠所占比例为eq \f(1,2)。
12.(2021·湖北黄冈联考)2020年11月，某学校生物小组在一块较为封闭的地里发现了一些野生植株，茎秆有绿茎和紫茎两种，花色有红色和白色两种，同学们分组对该植物的茎色、花色的遗传方式进行研究。请根据实验结果进行分析。
(一)第一组：取绿茎和紫茎的植株各1株
(1)从茎色遗传的结果来看，隐性性状为________，该判断依据的是________组。
(2)如果C组正常生长繁殖，其子一代表型的情况是________________________________。
(二)第二组：取90对亲本进行实验
(3)从花色遗传的结果来看，花色中隐性性状为________，最可靠的判断依据是________组。
(4)若任取E组的一株亲本红花植株使其自交，其子一代表型的情况是________________________________________________________________________。
(5)由E组可以判定，该种群中显性纯合子与杂合子的比例约为________。
(6)D、E两组杂交后代没有出现3∶1或1∶1的比例，试解释：___________________________
________________________________________________________________。
答案 (1)紫茎 A、B (2)绿茎∶紫茎＝3∶1 (3)白花 D (4)全为红花或红花∶白花＝3∶1 (5)2∶1
(6)亲本中的红花个体既有纯合子，又有杂合子，因此后代不会出现3∶1或1∶1的比例
解析 (1)第一组实验中，B组实验紫茎自交后代全是紫茎，说明紫茎是纯合子，且A组实验绿茎与紫茎杂交，子代绿茎∶紫茎＝1∶1，说明绿茎是杂合子，因此绿茎对紫茎是显性性状。(2)绿茎为杂合子，自交子一代表型为绿茎∶紫茎＝3∶1。(3)第二组实验中，D组实验红花与红花杂交，后代出现白花，说明红花对白花是显性性状。(4)E组亲本中的任一株红花植株，可能是纯合子也可能是杂合子，因此自交后代表型有2种可能，即全为红花或红花∶白花＝3∶1。(5)E组中的白花个体为隐性纯合子，因此F1中5红花∶1白花就代表了亲代中的所有红花亲本所含显、隐性基因的比，显性基因∶隐性基因＝5∶1。设显性基因为R，则红色亲本中RR∶Rr＝2∶1。(6)D、E两组杂交后代没有出现3∶1或1∶1的比例的原因是红花亲本中既有纯合子又有杂合子。
13.(科学探究)(2021·太原市调研)玉米的常态叶与皱叶是一对相对性状。某研究性学习小组计划以自然种植多年后收获的一批常态叶与皱叶玉米的种子为材料，通过实验判断该相对性状的显隐性。
(1)甲同学的思路是随机选取等量常态叶与皱叶玉米种子各若干粒，分别单独隔离种植，观察子一代性状。若子一代发生性状分离，则亲本为________性状；若子一代未发生性状分离，则需要________________________________________________________________。
(2)乙同学的思路是随机选取等量常态叶与皱叶玉米种子各若干粒，种植，杂交，观察子代性状，请写出预测实验结果及相应结论。
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
(3)丙同学选用一株常态叶玉米与一株皱叶玉米杂交，得到的子代中既有常态叶植株又有皱叶植株，则能否判断出显隐性？若不能，请利用子代植株为材料设计一个杂交实验来确定常态叶性状的显隐性(要求：写出实验思路和预期结果)。
答案 (1)显性 分别从子代中各取出等量若干玉米种子，种植，杂交，观察其后代叶片性状，表现出的叶形为显性性状，未表现出的叶形为隐性性状 (2)若后代只表现一种叶形，该叶形为显性性状，另一种叶形为隐性性状；若后代既有常态叶又有皱叶，则不能作出显隐性判断
(3)不能；选择子代中常态叶植株进行自交，观察子代的性状表现，若子代中常态叶植株∶皱叶植株＝3∶1，则常态叶为显性性状；若子代全部为常态叶植株，则常态叶为隐性性状
内容比较——知考向
核心素养——提考能
内容要求
1.分析孟德尔遗传实验的科学方法
2.阐明基因的分离定律并推测子代的遗传性状
生命观念
分析基因分离定律实质，从细胞水平建立进化与适应的观点
科学思维
利用假说—演绎法，培养归纳与概括、演绎与推理等能力
科学探究
掌握验证分离定律实验，培养实验设计及结果分析的能力
与旧教
材对比
增：①单性花的自交；②分离定律在生物遗传中的普遍性及实例。
改：①融合遗传由“问题探讨”变成开篇正文；②豌豆7对相对性状中的种皮的颜色换成了花的颜色。
亲本基因型组合
亲本表型
子代表型
AA×_ _
亲本中至少有一个是显性纯合子
全显
aa×aa
双亲均为隐性纯合子
全隐
Aa×aa
亲本一方为杂合子，一方为隐性纯合子
显∶隐＝1∶1
Aa×Aa
双亲均为杂合子
显∶隐＝3∶1
杂交组合
后代性状
一
红花A×白花B
全为红花
二
红花C×红花D
红花与白花之比约为3∶1
♀
后代
♂
eq \f(1,3)AA
eq \f(2,3)Aa
eq \f(1,3)AA
eq \f(1,9)AA
eq \f(1,9)AA、eq \f(1,9)Aa
eq \f(2,3)Aa
eq \f(1,9)AA、eq \f(1,9)Aa
eq \f(1,9)AA、eq \f(2,9)Aa、eq \f(1,9)aa
子代基因型及概率eq \f(4,9)AA、eq \f(4,9)Aa、eq \f(1,9)aa
子代表型及概率eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(4,9)＋\f(4,9)))A_、eq \f(1,9)aa
杂交组合
F1表型
A：绿茎×紫茎
绿茎∶紫茎＝1∶1
B：紫茎自交
全为紫茎
C：绿茎自交
由于虫害，植株死亡
亲本
杂交组合
F1表型
D：30对亲本
红花×红花
35红花∶1白花
E：30对亲本
红花×白花
5红花∶1白花
F：30对亲本
白花×白花
全为白花