2024届人教版高中生物一轮复习基因的分离定律学案（不定项）

这是一份2024届人教版高中生物一轮复习基因的分离定律学案（不定项），共18页。
第13讲　基因的分离定律
[课标要求]　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。

考点一　基因的分离定律及其验证

1．孟德尔遗传实验的科学方法
(1)豌豆作为杂交实验材料的优点：

(2)孟德尔遗传实验的杂交操作：

(3)科学的研究方法——“假说—演绎法”

2．一对相对性状杂交实验的“假说—演绎”分析



3．分离定律的实质
(1)细胞学基础(如图所示)

(2)研究对象、发生时间、实质及适用范围

4．性状分离比的模拟实验
(1)实验原理：甲、乙两个小桶分别代表雌、雄生殖器官，甲、乙小桶内的彩球分别代表雌、雄配子，不同彩球的随机组合模拟雌、雄配子的随机结合。
(2)注意问题：要随机抓取，且抓完一次将小球放回原小桶并摇匀，重复次数足够多。两小桶内的彩球数量可以(填“可以”或“不可以”，下同)不相同，每个小桶内两种颜色的小球数量不可以不相同。
(3)实验结果
①彩球组合数量比DD∶Dd∶dd≈1∶2∶1。
②彩球组合代表的显隐性性状的数值比接近3∶1。
【易错辨析】
(1)具有隐性基因的个体一定表现为隐性性状，具有显性基因的个体一定表现为显性性状。(×)
(2)“F1的短毛雌兔与长毛雄兔交配，后代中既有短毛兔又有长毛兔”体现出了性状分离现象。(×)
(3)F1测交子代表型及比例能直接真实地反映出F1配子种类及数量。(×)
(4)“若F1产生配子时成对的遗传因子彼此分离，则测交后代会出现高茎和矮茎两种性状，且高茎和矮茎的数量比接近1∶1”属于推理演绎内容。(√)
(5)F2的表型比为3∶1的结果最能说明基因分离定律的实质。(×)
(6)基因分离定律中“分离”指的是同源染色体上的等位基因的分离。(√)
【长句应答】
1．孟德尔豌豆杂交实验中F2出现3∶1的分离比的条件是什么？
提示：①所研究的每一对相对性状只受一对等位基因控制，且相对性状为完全显性。
②每一代不同类型的配子都能发育良好，且不同配子结合机会相等。
③所有后代都处于比较一致的环境中，且存活率相同。
④供实验的群体要大，个体数量要足够多。
2．观察下列图示回答问题。

(1)能正确表示基因分离定律实质的图示是①～④中的③，其具体内涵是控制相对性状的遗传因子在形成配子时彼此分离。
(2)发生时间为减数分裂Ⅰ后期，细胞学基础是同源染色体分离。

1．比较、辨析遗传学的相关概念
(1)辨析相同基因、等位基因、非等位基因

(2)性状类概念辨析：
①性状：是指生物体所有特征的总和。任何生物都有许许多多的性状。
②相对性状：“两个同”：同种生物、同一种性状；“一个不同”：不同表型。
③显性性状：具有相对性状的两纯合亲本杂交，子一代表现出的亲本性状。
④隐性性状：具有相对性状的两纯合亲本杂交，子一代未表现出的亲本性状。
⑤性状分离：在杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象。
(3)与交配方式相关的概念辨析及其作用

2．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)有一定局限性，相应性状需在花粉中表现
→⇒
(4)单倍体育种法
→→⇒

考向一　豌豆杂交实验过程及科学方法
1．孟德尔通过豌豆等植物的杂交实验，应用“假说—演绎法”提出了分离定律和自由组合定律。“假说—演绎法”一般包括“观察现象、提出问题、提出假说、演绎推理、验证假说、得出结论”六个环节。下列有关孟德尔“观察现象”的叙述，正确的是(　　)
A．豌豆在传粉过程中花瓣保持闭合状态，故豌豆为自花传粉植物
B．高茎、矮茎豌豆杂交子一代表现为高茎，子二代重新出现矮茎
C．豌豆在人工干预条件下可实现异花传粉，且可得到可育后代
D．豌豆在自然状态下一般都是纯种，自交后代一般没有性状分离
解析：选B　豌豆在开花前就已完成受粉，故属于严格的自花传粉植物，这属于豌豆本身的特性，不属于实验现象；豌豆在人工干预条件下可实现异花传粉，且可得到可育后代，这是后代出现3∶1的分离比的前提；豌豆在自然状态下一般都是纯种，自交后代一般没有性状分离，这属于豌豆本身的特性，不属于实验现象。
2．(2022·烟台六校联考)下列关于孟德尔研究过程的分析正确的是(　　)
A．孟德尔提出的假说的核心内容是“性状是由位于染色体上的基因控制的”
B．孟德尔依据减数分裂的相关原理进行“演绎推理”的过程
C．为了验证提出的假说是正确的，孟德尔设计并完成了测交实验
D．测交后代性状分离比为1∶1，可以从细胞水平上说明基因分离定律的实质
解析：选C　在孟德尔提出的假说的内容中，性状是由成对的遗传因子控制的，而不是由位于染色体上的基因控制的；孟德尔演绎推理的是F1和隐性个体杂交后代的情况；测交后代性状比为1∶1，以上是从个体水平证明基因的分离定律。
考向二　分离定律的实质与验证
3．孟德尔在对一对相对性状进行研究的过程中，发现了基因的分离定律。下列有关基因分离定律的几组比例，能直接说明基因分离定律实质的是(　　)
A．F2表型的比例为3∶1
B．F1产生配子种类的比例为1∶1
C．F2基因型的比例为1∶2∶1
D．测交后代的比例为1∶1
解析：选B　基因分离定律的实质是在减数第一次分裂后期，位于一对同源染色体上的等位基因随着同源染色体的分开而分离，分别进入不同的配子中，即F1能产生两种配子，且比例为1∶1。
4．(2019·全国Ⅲ卷)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。玉米籽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籽粒和一些凹陷的玉米籽粒，若要用这两种玉米籽粒为材料验证基因分离定律，写出两种验证思路及预期结果。
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，可采用自交法和测交法。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籽粒若干，其显隐性未知，若要用这两种玉米籽粒为材料验证基因分离定律，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，则可验证基因分离定律；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，则可验证基因分离定律；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，F1自交得F2，若F2出现3∶1的性状分离比，则可验证基因分离定律；若F1表现两种性状，且表型之比为1∶1，说明该亲本分别为杂合子和纯合子，则可验证基因分离定律。
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，则可验证基因分离定律。
③让籽粒饱满的玉米和籽粒凹陷的玉米杂交，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，则可验证基因分离定律。
④让籽粒饱满的玉米和籽粒凹陷的玉米杂交，如果F1表现两种性状，且表型之比为1∶1，则可验证基因分离定律。
考点二　突破基因分离定律的基本题型的解题方法
突破一　显、隐性性状的判断
1．根据子代性状或性状分离比判断

2．设计杂交实验判断性状的显、隐性

3．假设推证法
若上述方法无法判断时，可以用假设法来判断性状的显隐性。在运用假设法判断显性性状时，若出现假设与事实相符的情况，要注意两种性状同时作假设或对同一性状作两种假设，切不可只根据一种假设得出片面的结论。
[针对训练]
1．已知牛的有角与无角为一对相对性状，由常染色体上的等位基因A与a控制。在自由放养多年的一牛群中，A与a基因频率相等，每头母牛一次只生产1头小牛。以下关于该性状遗传的研究方法及推断，不正确的是(　　)
A．选择多对有角牛和无角牛杂交，若后代有角牛明显多于无角牛，则有角为显性性状；反之，则无角为显性性状
B．自由放养的牛群自由交配，若后代有角牛明显多于无角牛，则说明有角为显性性状
C．选择多对有角牛和有角牛杂交，若后代全部是有角牛，则说明有角最有可能为隐性性状
D．随机选出1头有角公牛和3头无角母牛分别交配，若所产3头牛全部是无角，则无角为显性性状
解析：选D　选择多对有角牛和无角牛杂交，由于显性基因可能为杂合子或纯合子，故后代中显性个体多于隐性个体；若后代有角牛明显多于无角牛，则有角为显性性状；反之，则无角为显性性状，A正确；由于两个基因的基因频率相等，自由放养的牛群自由交配，若后代有角牛明显多于无角牛，则说明有角为显性性状，B正确；选择多对有角牛和有角牛杂交，若后代全部是有角牛，则说明有角为隐性性状，C正确；随机选出1头有角公牛和3头无角母牛分别交配，若所产3头牛全部无角，不能判断无角为显性性状，因后代个体数太少，亲代测交也有可能为此结果，不能判断显隐性，D错误。
2．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
解析：选B　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。
突破二　基因型和表型的推断
1．亲代基因型、表型子代基因型、表型

2．由子代表型及比例推断亲代的基因型
(1)隐性纯合突破法

(2)后代分离比推断法
子代
[针对训练]
3．(2022·西工大附中调研)某植物的花为两性花，该植物的紫花与红花是一对相对性状，且是由一对遗传因子(D、d)控制的完全显性遗传。现用一株紫花植株和一株红花植株作为实验材料，设计如下表所示的实验方案(后代数量足够多)以鉴定两植株的遗传因子组成。下列有关叙述错误的是(　　)
选择亲本及交配方式
预测子代的表型
推测亲本的遗传因子组成
第一组：紫花自交
出现性状分离
③
①
④
第二组：紫花×红花
全为紫花
DD×dd
②
⑤
A.两组实验中，都有能判定紫花和红花显隐性的依据
B．若①全为紫花，则④为DD×Dd
C．若②为紫花和红花的数量比为1∶1，则⑤为Dd×dd
D．③为Dd，判断依据是子代出现性状分离，说明亲本携带隐性遗传因子
解析：选B　第一组中，紫花自交，子代出现性状分离，可以判定出现的新性状为隐性性状，亲本性状(紫花)为显性性状；第二组中，由紫花×红花的子代全为紫花，可以判定紫花为显性性状，红花为隐性性状，A正确；若①全为紫花，且亲代是紫花自交，则④为DD×DD，B错误；紫花×红花的子代中紫花和红花的数量比为1∶1时，⑤为Dd×dd，C正确；子代出现性状分离，说明具有显性性状的亲本携带隐性遗传因子，故③中遗传因子组成为Dd，D正确。
4．根据如图实验，若再让F1黑斑蛇之间相互杂交，在F2中有黑斑蛇和黄斑蛇。根据上述杂交实验，下列结论中不正确的是　(　　)

A．黄斑是隐性性状
B．F2黑斑蛇的基因型与F1黑斑蛇的基因型相同
C．所有黑斑蛇的亲代中至少有一方是黑斑蛇
D．F1黑斑蛇与亲代黑斑蛇的基因型相同
解析：选B　设A、a基因控制黑斑和黄斑性状。F1为黑斑蛇，F2中出现了黄斑蛇，无中生有为隐性，因此黄斑为隐性性状，黄斑蛇的基因型为aa。亲代中黑斑蛇与黄斑蛇杂交，F1出现黄斑蛇aa，两个a分别来自亲本，因此亲代黑斑蛇的基因型为Aa，根据基因分离定律，F1中的黑斑蛇基因型为Aa。分析可知，黄斑为隐性性状，故A项正确；F1黑斑蛇基因型为Aa，根据基因分离定律，F2中的黑斑蛇既有AA，又有Aa，与F1中的黑斑蛇基因型不完全相同，故B项错误；黑斑为显性性状，所有黑斑蛇的A基因来自亲本，因此亲代中至少有一方具有A基因，即为黑斑性状，故C项正确；亲代黑斑蛇为Aa，F1中的黑斑蛇基因型为Aa。所以F1中的黑斑蛇基因型与亲代中黑斑蛇基因型相同，故D项正确。
突破三　纯合子和杂合子的鉴定




[提醒]　鉴定某生物个体是纯合子还是杂合子，当被测个体是动物时，常采用测交法；当被测个体是植物时，上述四种方法均可，其中最简便的方法为自交法。
[针对训练]
5．(2019·全国Ⅱ卷)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
解析：选B　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。
6．(2022·聊城调研)已知马的毛色栗色对白色为显性，由常染色体上的一对等位基因控制。正常情况下，一匹母马一次只能生一匹小马。育种工作者从马群中选出一匹健壮的栗色公马，需要鉴定它是纯合子还是杂合子(就毛色而言)，为了在一个配种季节里完成这项鉴定，最佳的做法是(　　)
A．让此栗色公马与一匹白色母马进行交配
B．让此栗色公马与多匹白色母马进行交配
C．让此栗色公马与一匹栗色母马进行交配
D．让此栗色公马与多匹栗色母马进行交配
解析：选B　已知马的毛色栗色对白色为显性，由常染色体上的一对等位基因控制。若要判断某栗色公马是纯合子还是杂合子(就毛色而言)，通常用测交法进行鉴定，又因为正常情况下，一匹母马一次只能生一匹小马，因此，应让该栗色公马与多匹白色母马进行交配，看子代中是否出现白色马，如果子代中出现白色马，说明该栗色公马为杂合子，如果子代中未出现白色马，说明该栗色公马为纯合子，B正确。
突破四　自交和自由交配的概率计算
1．自交的概率计算
(1)杂合子Aa连续自交n代但不淘汰的概率计算
杂合子Dd连续自交n代(如图1)，杂合子比例为n，纯合子比例为1－n，显性纯合子比例＝隐性纯合子比例＝×。

纯合子、杂合子所占比例的坐标曲线如图2所示：

(2)杂合子Aa连续自交且逐代淘汰隐性个体的概率计算
杂合子Aa连续自交，且逐代淘汰隐性个体，连续自交n代后，显性个体中，纯合子的比例为，杂合子的比例为。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，显性纯合子比例为，隐性纯合子比例为；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，杂合子比例为。(①自由交配若符合遗传平衡条件，则无论交配多少代，子代基因频率不发生改变；②自由交配过程中若有淘汰，需要每一代淘汰后，重新换算基因型比例，再进行计算。)
(2)自由交配问题的两种分析方法
自由交配问题的两种分析方法：如某种生物基因型AA占，Aa占，个体间可以自由交配，求后代中AA的比例。
解法一：列举法
　　　　
后代
♀　　　　
AA
Aa
AA
AA
AA、Aa
Aa
AA、Aa
AA、Aa、aa
子代基因型及概率为AA、Aa、aa
子代表型及概率为A_、aa
解法二：配子法——最直接的方法
AA个体产生一种配子A；Aa个体产生两种数量相等的配子A和a，所占比例均为，则A配子所占比例为，a配子所占比例为。
♀(配子)
(配子)　　　　
A
a
A
AA
Aa
a
Aa
aa
由表可知：F1基因型的比例为AA∶Aa∶aa＝∶∶＝4∶4∶1；
F1表型的比例为A_∶aa＝∶＝8∶1。
[针对训练]
7．(2023·吕梁模拟)闭花受粉植物甲，高茎和矮茎分别受A和a基因控制(完全显性)；雌雄同株异花植物乙，其籽粒的颜色黄色与白色分别由Y和y基因控制(完全显性)。两者的遗传均遵循孟德尔定律。自然状态下，间行种植基因型为AA、Aa的植物甲(两者数量之比是1∶2)和间行种植基因型为YY、Yy的植物乙(两者数量之比是1∶2)。下列叙述不正确的是(　　)
A．植物甲的F1中杂合子所占的比例为1/3
B．植物乙的F1中白色籽粒所占的比例为1/9
C．植物乙的F1黄色籽粒中纯合子所占的比例为1/2
D．若植物甲含有a的配子1/2致死，则F1中矮茎个体所占的比例为1/9
解析：选D　植物甲闭花受粉，自然状态下为自交，间行种植基因型为AA、Aa的植物甲(两者数量之比是1∶2)，F1中杂合子所占的比例为2/3×1/2＝1/3，A正确；植物乙为雌雄同株异花，间行种植基因型为YY、Yy的植物乙(两者数量之比是1∶2)，植物乙为自由交配，种群中产生y雌雄配子的概率均为1/3，植物乙的F1中白色籽粒所占的比例为1/9，B正确；植物乙自由交配，种群中产生Y雌雄配子的概率均为2/3，种群中产生y雌雄配子的概率均为1/3，植物乙的F1中YY占4/9，表现为黄色，Yy占4/9，表现为黄色，yy占1/9表现为白色，所以，黄色籽粒中纯合子所占的比例为1/2，C正确；若植物甲含有a的配子1/2致死，则Aa产生配子A∶a＝2∶1，则F1中矮茎个体aa占2/3×1/3×1/3＝2/27，D错误。
8．黄瓜植株中含有一对等位基因E和e，其中E基因纯合的植株不能产生卵细胞，而e基因纯合的植株产生的花粉不能正常发育，杂合子植株完全正常。现以若干基因型为Ee的黄瓜植株为亲本，下列有关叙述正确的是(　　)
A．如果每代均自由交配直至F2，则F2植株中EE植株所占比例为
B．如果每代均自由交配直至F2，则F2植株中正常植株所占比例为
C．如果每代均自交直至F2，则F2植株中正常植株所占比例为
D．如果每代均自交直至F2，则F2植株中ee植株所占比例为
解析：选C　基因型为Ee的个体自交后代F1的基因型及比例是EE∶Ee∶ee＝1∶2∶1，F1进行自由交配时，由于E基因纯合的植株不能产生卵细胞，则产生的雌配子的基因型及比例是E∶e＝1∶2，由于ee植株产生的花粉不能正常发育，则产生的雄配子的基因型及比例是E∶e＝2∶1，则F2中，ee的基因型频率＝×＝，EE的基因型频率＝×＝，正常植株Ee所占比例为1－－＝，A、B错误；E基因纯合的植株不能产生卵细胞，而e基因纯合的植株花粉不能正常发育，因此每代中只有Ee可以自交，因此F2植株中正常植株Ee所占比例为，C正确；如果每代均自交直至F2，则F2植株有EE∶Ee∶ee＝1∶2∶1，其中ee植株所占比例为，D错误。
9．(2023·聊城模拟)已知牛的体色由一对等位基因(A、a)控制，其中基因型为AA的个体为红褐色，aa为红色，在基因型为Aa的个体中，雄牛为红褐色，雌牛为红色。现有一群牛，只有AA、Aa两种基因型，其比例为1∶1，且雌∶雄＝1∶1。若让该群体的牛分别进行自交(基因型相同的雌雄个体交配)和自由交配，则子代的表型及比例分别是(　　)
A．自交红褐色∶红色＝1∶1；自由交配红褐色∶红色＝4∶5
B．自交红褐色∶红色＝5∶1；自由交配红褐色∶红色＝8∶1
C．自交红褐色∶红色＝2∶1；自由交配红褐色∶红色＝2∶1
D．自交红褐色∶红色＝3∶1；自由交配红褐色∶红色＝3∶1
解析：选D　根据分析，该牛群自交后代中AA∶Aa∶aa＝5∶2∶1，Aa的个体中雌雄各半，雌为红色雄为红褐色，故红褐色∶红色＝6∶2＝3∶1；自由交配的后代中AA∶Aa∶aa＝9∶6∶1，Aa中一半为雌性红色，一半为雄性红褐色，故红褐色∶红色＝12∶4＝3∶1，故选D。