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2025届高考 一轮复习 人教版 基因分离定律 课件(多选版)
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这是一份2025届高考 一轮复习 人教版 基因分离定律 课件(多选版)，共60页。PPT课件主要包含了数据统计，分离定律的解读，等位基因，减数分裂Ⅰ后期，同源染色体，一对相对性状，有性生殖，显性性状，符号类，基因类等内容，欢迎下载使用。
考点一 分离定律的实质
【精梳·攻教材】一、孟德尔遗传实验的科学方法1.豌豆用作遗传实验材料的优点:
2.孟德尔遗传实验的杂交操作“四步曲”:
二、一对相对性状杂交实验的“假说—演绎”分析
三、分离定律的实质1.细胞学基础(如图所示):
四、性状分离比的模拟实验
【名师点睛】 同基因型个体产生的雌雄配子情况分析基因型为Dd的杂合子产生的雌配子有两种D∶d=1∶1,产生的雄配子有两种D∶d=1∶1。雌雄配子的数量不相等,一般来说,生物产生的雄配子数远远多于雌配子数。
五、遗传学基本概念1.性状类:
【辨·清易错】 1.玉米雄花的花粉落在同一植株的雌花的柱头上,所完成的传粉过程属于自交。( )2.生物的性状是由遗传因子决定的,这些因子就像一个个独立的颗粒,既不会相互融合,也不会在传递中消失。( )3.一种正确的假说仅能解释已有的实验结果是不够的,还应该能够预测另外一些实验的结果,如果实验结果与预测相符,这个假说就得到了验证。( )4.“若F1产生配子时成对的遗传因子彼此分离,则测交后代会出现两种性状,且性状分离比接近1∶1”属于假说内容。( )分析:属于演绎推理内容。
5.性状分离比的模拟实验中甲、乙两个小桶分别代表雌、雄生殖器官。( )6.高茎豌豆自交的子代出现高茎和矮茎,说明相对性状是由环境决定的。( )分析:性状是由遗传因子与环境共同决定的。
【写·练表达】 1.(必修2 P6讨论)如果孟德尔当时只统计10株豌豆杂交的结果,则高茎与矮茎的数量比值不一定为3∶1,试分析原因:若只对10株豌豆的性状进行统计,__________________。2.(必修2 P7假说—演绎法)在观察和分析基础上提出问题以后,通过____________提出解释问题的假说,根据假说进行__________,推出预测的结果,再通过______来检验。
【精研·破疑难】【命题研究】【典例】(2024·石嘴山模拟)如图是孟德尔用豌豆的一对相对性状所做的遗传分析图解,回答相关问题:(1)图中Fl自交,F2中出现不同性状的现象称为__________,F2中的表型及比例为_________________。
【解析】(1)图中Fl自交,F2中出现不同性状的现象称为性状分离;由于F1是杂合子Aa,F1自交后A_∶aa=3∶1,即F2中的表型及比例为紫花∶白花=3∶1。
(2)在用亲本做上述的杂交实验时,首先要对母本进行______,此项操作需要在____________时进行,再套袋处理,然后进行__________,再进行套袋处理,以防止自体或其他植株的花粉受粉,影响实验结果。
【解析】(2)在用亲本做题述的杂交实验时,首先要在花粉未成熟时对母本去雄,并进行套袋处理,然后进行人工授粉,再进行套袋处理,以防止自体或其他植株的花粉受粉,影响实验结果。
(3)组合A、B、C三组中,表示测交实验的组别是___ (填字母)。 (4)组合C中,子代的所有紫花个体中,纯合子约为_____株。 聚焦考查点:一对相对性状的杂交实验及相关概念。【解析】(3)通常情况下,杂合子与隐性纯合子杂交称为测交,测交后代表型及比例为显性性状∶隐性性状=1∶1,组合A、B、C三组中,表示测交实验的组别是A。(4)组合C中,子代的所有紫花个体中AA∶Aa=1∶2,紫花植株中纯合子占1/3,即子代的所有紫花个体中,纯合子约为1 239×1/3=413株。
【破解策略】遗传学交配类概念及应用
高考警示钟 交配类型选择的两个不能(1)动物一般不能选用自交法,一般选择杂交和测交。(2)豌豆等自花传粉和闭花受粉的植物自然状态下一般不能选用自由交配法,自然状态下可以选择自交,人为操作下可以选择杂交、测交等。
【精练·提能力】1.(2024·黄冈模拟)南瓜的花色由一对遗传因子(A和a)控制,用一株开黄花的南瓜和一株开白花的南瓜杂交,子代(F1)既有开黄花的,也有开白花的,让F1自交产生F2,表型如图所示。下列说法正确的是( )A.①过程发生了遗传因子的分离B.①过程发生了性状分离C.F1中白花的遗传因子的组成是Aa或AAD.F2中白花的各遗传因子组成比例为1∶1
【解析】选A。①过程包括减数分裂和受精作用,减数分裂产生配子的过程中发生了遗传因子的分离,A正确;性状分离是指杂合子后代同时出现显性性状和隐性性状的现象,①过程表示具有一对相对性状的亲本杂交,因而没有发生性状分离,B错误;F1中白花自交后代出现性状分离,说明其为杂合子,遗传因子组成是Aa,则F1自交后代中白花个体的遗传因子组成为AA和Aa,二者比例为1∶2,C、D错误。
2.(多选)(2024·保定模拟)某同学用红色豆子(代表基因B)和白色豆子(代表基因b)建立人群中某显性遗传病的遗传模型,向甲、乙两个容器均放入10颗红色豆子和40颗白色豆子,随机从每个容器内取出一颗豆子放在一起并记录,再将豆子放回各自的容器中并摇匀,重复100次。下列叙述错误的是( )A.该实验模拟基因自由组合的过程B.重复100次实验后,Bb组合约为16%C.甲容器模拟的可能是该病占36%的男性群体D.乙容器中的豆子数模拟亲代的等位基因数
【解析】选A、B、D。分析题意可知,本实验用甲、乙两个容器代表雌、雄生殖器官,甲、乙两个容器内的豆子分别代表雌、雄配子,用豆子的随机组合,模拟生物在生殖过程中,等位基因的分离和雌雄配子的随机结合。其中红色豆子代表某显性遗传病的致病基因B,白色豆子代表正常基因b,甲、乙两个容器均放入10颗红色豆子和40颗白色豆子,即表示雌雄配子均为B=20%、b=80%。基因自由组合至少涉及两对独立遗传的等位基因,而该实验只涉及一对等位基因,不能模拟基因自由组合的过程,A错误;由于甲、乙两个容器均放入10颗红色豆子和40颗白色豆子,可表示两种雌配子和两种雄配子的比例均为B∶b=1∶4,则重复100次实验后,Bb组合约为2×1/5×4/5=32%,B错误;若甲容器模拟的是该病(B_)占36%的男性群体,则该群体中正常人(bb)占64%,即b=80%,B=20%,雌雄配子均为B∶b=1∶4,与题意相符,C正确;乙容器中的豆子数模拟的是雌性或雄性亲本产生的配子种类及比例,不能模拟亲代的等位基因数,D错误。
【加固训练】1.下列各组中属于相对性状的是( )A.李清照描写海棠的词句“应是绿肥红瘦”中的“绿肥”与“红瘦”B.新疆棉花中的长绒棉与彩色棉C.“雄兔脚扑朔,雌兔眼迷离”中的“脚扑朔”与“眼迷离”D.豌豆子叶的黄色和绿色
【解析】选D。南宋李清照描写海棠的词句“应是绿肥红瘦”中的“绿肥”来形容海棠花的绿叶,“红瘦”来形容海棠花的红花,符合“同种生物”,但不符合“同一性状”,不属于相对性状,A错误;新疆棉花中的长绒棉与彩色棉,符合“同种生物”,但不符合“同一性状”,不属于相对性状,B错误;“雄兔脚扑朔,雌兔眼迷离”中的“脚扑朔”与“眼迷离”是指雄兔的脚喜欢扑腾,雌兔的眼老是眯缝着,符合“同种生物”,但不符合“同一性状”,不属于相对性状,C错误;豌豆子叶的黄色和绿色符合“同种生物”和“同一性状”,属于相对性状,D正确。
2.(2023·中山模拟)下列关于遗传学基本概念的叙述,正确的是( )A.表型相同的生物,基因型不一定相同B.兔的白毛和长毛是一对相对性状C.纯合子间杂交的子代一定为纯合子D.D和D、D和d、d和d都是等位基因
【解析】选A。由于生物的性状是由基因和环境因素共同决定的,因此表型相同的生物,基因型不一定相同,A正确;相对性状指同种生物同一性状的不同表现类型,兔的长毛和白毛不符合“同一性状”,不是一对相对性状,B错误;纯合子间杂交的子代不一定为纯合子,如AA与aa杂交的后代Aa是杂合子,C错误;D和d是控制同一性状的不同基因,是等位基因,D和D、d和d都是相同基因,D错误。
3.在孟德尔的豌豆杂交实验中,涉及了杂交、自交和测交。下列相关叙述正确的是( )A.测交和自交都可以用来判断某一显性个体的基因型B.测交和自交都可以用来判断一对相对性状的显隐性C.培育所需显性性状的优良品种时要利用测交和杂交D.杂交和测交都能用来验证分离定律和自由组合定律
【解析】选A。测交和自交都可以通过后代的表型和比例来判断显性个体的基因型,A正确;自交后代会出现性状分离,可以用来判断一对相对性状的显隐性,但测交的前提是已知相对性状的显隐性关系,B错误;培育所需显性性状的优良品种时要利用自交方法,淘汰出现性状分离的杂合子,获得显性纯合子,C错误;测交能用来验证分离定律和自由组合定律,杂交不能,D错误。
考点二 分离定律的解题规律与方法
【精研·破疑难】【命题研究】【典例】(2024·保定模拟)三化螟为单食钻蛀性害虫,会造成水稻大面积减产。科研人员偶然得到了一株天然三化螟抗性纯合品系(X品系)水稻,通过杂交实验和基因定位方法对三化螟抗性基因(A/a)进行了一系列实验。请回答下列问题:(1)野生型水稻与X品系水稻杂交,F1全表现为抗三化螟。当F1自交后代的表型及比例为___________________________________________________时,三化螟抗性基因为显性基因,野生型不具有抗性。检测三化螟抗性基因是否存在于某株水稻体内,除了根据表型判断外,还可以提取水稻染色体基因组,通过______技术将已知的抗性基因扩增后进行检测。
抗性∶非抗性=3∶1(或三化螟抗性∶三化螟非抗性=3∶1)
【解析】野生型水稻不具有三化螟抗性,X品系为三化螟抗性品系。相关基因用A/a表示,X品系与野生型水稻杂交,F1全部为抗性,说明F1基因型为Aa,X品系基因型为AA,野生型基因型为aa。F1个体间相互交配,F2表型及比例为抗性∶非抗性=3∶1。(1)野生型水稻不具有三化螟抗性,X品系为三化螟抗性品系。若三化螟抗性为一对等位基因中的显性基因控制(A),X品系与野生型水稻杂交,F1全部为抗性,说明F1基因型为Aa,X品系基因型为AA,野生型基因型为aa。F1个体间相互交配,F2表型及比例为抗性∶非抗性=3∶1。检测三化螟抗性基因是否存在于某株水稻体内,除了根据表型判断外,还可以提取水稻染色体基因组,通过PCR技术将已知的抗性基因扩增后进行检测。
(2)为探究A/a基因的位置,将上述F1个体连续自交后获得的个体Y进行基因检测,三化螟抗性基因在水稻某染色体上的DNA检测结果如图所示,图中字母表示相应染色体上的区段。图中有6个Y个体中含有灰色区域,原因是在减数分裂形成配子的过程中,同源染色体的_____________________________ ,发生的时期是________________。请用图中字母表示三化螟抗性的基因位于图中___段,依据是____________________________________________________________________________。
非姐妹染色单体间互换(或交换)
来源于X品系的fg区段,而非抗性个体都不具有来源于X的fg区段
【解析】(2)减数分裂形成配子过程中,在减数分裂Ⅰ的前期,同源染色体的非姐妹染色单体间发生互换使染色单体之间发生基因重组,从而导致了Y的多个个体中出现灰色片段。由图中的位点可以看出具有抗性和不具有抗性的区别,具有抗性的都有X品系的fg段,所以三化螟抗性基因最可能位于fg段,因为Y所有抗性个体都具有来源于X品系的fg区段,而非抗性个体都不具有来源于X品系的fg区段。
(3)筛选得到的三化螟抗性水稻大面积种植几年后,抗虫效果明显下降,请从进化角度分析原因: ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 聚焦考查点:通过杂交实验对基因型的判断。【解析】(3)三化螟中少数发生基因突变的个体能在抗性水稻上产卵繁殖(获得针对抗性水稻的抗性),经过抗性水稻筛选后,三化螟中突变基因频率上升,即三化螟的对抗性水稻的抗性增强,导致具有抗性基因的水稻抗三化螟能力减弱或丧失,进而导致其抗性失效。
长期种植抗性水稻后,少数发生基因突变的三化螟能在抗性水稻
上产卵繁殖(获得针对抗性水稻的抗性),经过抗性水稻筛选后,三化螟中突变基
因频率上升,导致具有抗性基因的水稻抗三化螟能力减弱或丧失
【破解策略】分离定律解题方法1.显、隐性性状的判断:
2.基因型的判断:(1)正推法:亲代推子代。
(2)逆推法:子代推亲代。①基因填充法:根据亲代表型→写出能确定的基因(如显性性状的基因型用A_表示)→根据子代一对基因分别来自两个亲本→推知亲代未知基因。若亲代为隐性性状,基因型只能是aa。②隐性纯合子突破法:如果子代中有隐性个体,则亲代基因型中必定含有一个a基因,然后再根据亲代的表型作出进一步推断。
(3)根据分离比判断:
3.分离定律的验证方法:(1)自交法:杂种F1自交,F2中显∶隐=3∶1,说明F1产生了两种类型的配子,即成对的遗传因子彼此分离。(2)测交法:杂种F1与隐性纯合子杂交,后代显∶隐=1∶1,说明杂种F1产生了两种类型的配子,即成对的遗传因子彼此分离。(3)花粉鉴定法:杂合子非糯性水稻的花粉遇碘呈现两种不同的颜色,且比例为1∶1,则杂合子非糯性水稻产生的花粉有两种,一种含显性基因,一种含隐性基因,且数量相等。这个实验直观地证明了分离定律。
【精练·提能力】1.某植物的紫花与红花是一对相对性状,且是由单基因(D、d)控制的完全显性遗传,现有一株紫花植株和一株红花植株作为实验材料,设计如表所示实验方案以鉴别两植株的基因型。下列有关叙述错误的是( )
A.两组实验中,都有能判定紫花和红花的显隐性的依据B.①全为紫花,④的基因型为DD×DdC.②紫花和红花的数量之比为1∶1,⑤为Dd×ddD.③的基因型为Dd,判定依据是子代出现性状分离,说明亲本有隐性基因
【解析】选B。第一种的后代出现性状分离,即可判断紫花为显性,第二种后代全为紫花,紫花是显性性状,因此两组都有能判定紫花和红花的显隐性的依据,A正确;①若全为紫花,由于是自交,故④的基因型为DD×DD,B错误;②紫花和红花的数量之比为1∶1,为测交比例,故⑤基因型为Dd×dd,C正确;紫花自交,且出现性状分离,说明亲本有隐性基因,故③的基因型为Dd,D正确。
2.(多选)(2024·唐山模拟)某种昆虫的体色受常染色体上的一对等位基因控制。科研小组用饲养的8只昆虫(编号①～⑧)进行杂交实验,结果如下表所示(子代数量足够多)。欲进一步判断出黄体和灰体的显隐性关系,下列杂交方案可行的有( )A.①与④杂交B.②与③杂交C.⑤与⑧杂交D.④与⑦杂交
【解析】选A、B。由题表可知,①和②杂交,子代为1∶1的比例,说明亲代里面有一个隐性纯合子和一个杂合子,同理③和④也是有一个隐性纯合子和一个杂合子,因此可以利用①与④杂交或②与③杂交来判断显隐性关系,这两个杂交组合中出现性状分离的那一组即为显性,未出现性状分离的即为隐性,A、B正确;⑤和⑥杂交,子代全为黄体,说明亲本⑤和⑥至少其中一个是纯合子,⑦和⑧杂交子代全是灰体,说明此时选的灰体至少其中一个是纯合子,若⑤和⑧其中一个为杂合子,则不能通过后代比例判断显隐性,C错误;若④与⑦其中一个为杂合子,则不能通过后代比例判断显隐性,D错误。
【加固训练】 已知果蝇长翅和残翅受常染色体上一对等位基因控制。现有具有亲子代关系的甲、乙两管果蝇,其中甲管果蝇既有长翅又有残翅,乙管果蝇只有长翅(甲、乙两管统计的果蝇数量均足够多)。由于忘记贴标签,现在不知道甲管果蝇是亲代,还是乙管果蝇是亲代。下列叙述错误的是( )A.甲管中的长翅果蝇一定含有纯合子B.不管哪一管果蝇为亲代,乙管中的果蝇均为杂合子C.不管哪一管果蝇为亲代,残翅都是隐性性状D.可用乙管果蝇相互交配的实验结果判断哪管果蝇为亲代
【解析】选D。设控制长翅、残翅的基因为A、a。根据题意,若甲管果蝇(既有长翅又有残翅)是亲代,乙管果蝇(只有长翅)是子代,则长翅为显性,残翅为隐性,甲管果蝇为纯合子(长翅AA×残翅aa),乙管果蝇为杂合子(Aa);若乙管果蝇为亲代,甲管果蝇为子代,则长翅为显性,残翅为隐性,乙管果蝇为杂合子(长翅Aa),甲管果蝇长翅为AA或Aa、残翅为aa。即世代连续的两管果蝇中,乙管果蝇一定是杂合子。甲管果蝇长翅有两种可能,都是纯合子(AA)或既有纯合子(AA)又有杂合子(Aa)。故甲管中的长翅果蝇一定含有纯合子,A正确。不管哪一管果蝇为亲代,乙管中的果蝇均为杂合子,B正确。不管哪一管果蝇为亲代,残翅都是隐性性状,C正确。乙管果蝇无论是亲代还是子代,长翅果蝇都为杂合子,相互交配后子代都是既有长翅又有残翅,故无法判断亲子代关系,D错误。
考点三 分离定律与自交、自由交配
【精研·破疑难】【命题研究】【典例】用基因型为Aa的小麦分别进行连续自交、自由交配、连续自交并逐代淘汰隐性个体、自由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所示。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的基因型频率为0.4C.曲线Ⅳ中的Fn中纯合子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聚焦考查点:一对等位基因的自交和自由交配。
【解析】选C。若Aa分别自交和自由交配,则F1都为(1/4AA+1/2Aa+1/4aa),淘汰掉aa,则F1 Aa的基因型频率都是2/3。若F1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再自由交配,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是自由交配并淘汰aa的曲线,曲线Ⅲ是自交并淘汰aa的曲线,进而可知B正确。结合分析可知,曲线Ⅱ所示F2的A、a基因频率分别为3/4和1/4,则自由交配后代中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分别连续自交和自由交配不淘汰隐性个体,F1 Aa的基因型频率都是1/2,若F1再自由交配,后代的基因型频率不会发生改变,则图中曲线Ⅰ是Aa自由交配的曲线;若F1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是连续自交的结果,曲线Ⅳ中Fn中纯合子的比例是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。自由交配和自交均不改变基因频率,因此曲线Ⅰ和Ⅳ的各子代间A和a的基因频率始终相等,D正确。
【破解策略】自交和自由交配的概率计算1.自交的概率计算:(1)杂合子自交图解:杂合子Dd连续自交n代(如图1),杂合子比例为(1/2)n,纯合子比例为1-(1/2)n,显性纯合子比例=隐性纯合子比例=[1-(1/2)n]×1/2。
(2)规律总结:①种群个体自交时,子代中纯合子增多,杂合子减少,基因型频率发生改变,但不改变基因频率。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(2n-1)/(2n+1),杂合子比例为2/(2n+1)。如图所示:
2.自由交配的概率计算:如某种生物群体中基因型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。(1)列举法:
(3)规律总结:①自由交配、随机交配、相互交配、配子致死类问题建议使用配子法。②处于遗传平衡的种群自由交配遵循遗传平衡定律,上下代之间种群的基因频率及基因型频率不变。③Aa个体连续随机交配,Aa的概率始终为1/2,连续随机交配并逐代淘汰隐性个体,Aa的概率为2/(n+2)。
【精练·提能力】1.番茄的红果由显性基因(A)控制,黄果由隐性基因(a)控制。红果番茄(Aa)连续自交,下列叙述错误的是( )A.若连续自交3代,第3代中AA比例为7/16B.若连续自交n代,当n→∞时,子代中纯合子所占比例约为1/2C.若连续自交3代,且逐代淘汰aa,则第3代中Aa比例为2/9D.若连续自交n代,且逐代淘汰aa,子代中AA所占比例约为(2n-1)/(2n+1)
【解析】选B。基因型为Aa的个体,连续自交,则第n代各类个体所占的比例为:
由表可知,连续自交3代,第3代中AA比例为7/16,A正确;连续自交n代,子代纯合子比例为(1-1/2n),当n→+∞时,子代中纯合子所占比例约为1,B错误;基因型为Aa的个体,连续自交,且逐代淘汰aa,则第n代各类个体所占比例如下:C、D正确。
【从教材走向高考】 2.(必修2 P2问题探讨改编)融合遗传是指双亲的遗传物质会在子代体内发生混合,使子代表现出介于双亲之间的性状,现已证明融合遗传观点是错误的。某严格自花授粉植物的花色有红色、粉色和白色三种类型,其花色遗传受一对等位基因A/a控制。现将一株红花植株和一株白花植株杂交,得到的子一代全为粉花植株。回答下列问题:(1)基因的分离定律的实质是:减数分裂过程中,______基因会随______染色体的分开而分离,分别进入两个配子中。 【解析】(1)基因的分离定律的实质是减数分裂过程中等位基因会随着同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中。
(2)根据上述实验可以推知亲代红花植株为________(填“纯合子”或“杂合子”),粉花植株的基因型为____。 【解析】(2)将一株红花植株和一株白花植株杂交,得到的子一代全为粉花植株,推知亲代红花植株为纯合子(AA或aa),如果亲代红花植株为杂合子,子一代不可能全为粉花。故粉花植株的基因型为Aa。
(3)在上述实验的基础上,请你进一步设计一个简单的实验,验证融合遗传的观点是错误的,并且该植物花色遗传遵循基因的分离定律(要求:写出实验思路、预期实验结果、得出结论)。_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
实验思路:让子一代粉花植株自交,观察子代表型并统计其比例。实验结果:子二
代中红花植株∶粉花植株∶白花植株=1∶2∶1。实验结论:融合遗传的观点是
错误的,该植物花色遗传遵循基因的分离定律(实验思路:让子一代粉花植株与白
花植株杂交,观察子代表型并统计其比例。实验结果:子代中粉花植株∶白花植
株=1∶1。实验结论:融合遗传的观点是错误的,该植物花色遗传遵循基因的分离
【解析】(3)实验思路:让子一代粉花植株自交,观察子代表型并统计其比例。实验结果:子二代中红花植株∶粉花植株∶白花植株=1∶2∶1。实验结论:融合遗传的观点是错误的,该植物花色遗传遵循基因的分离定律(实验思路:让子一代粉花植株与白花植株杂交,观察子代表型并统计其比例。实验结果:子代中粉花植株∶白花植株=1∶1。实验结论:融合遗传的观点是错误的,该植物花色遗传遵循基因的分离定律)。
【感悟高考】1.(2022·浙江6月选考)番茄的紫茎对绿茎为完全显性。欲判断一株紫茎番茄是否为纯合子,下列方法不可行的是( )A.让该紫茎番茄自交B.与绿茎番茄杂交C.与纯合紫茎番茄杂交D.与杂合紫茎番茄杂交
【解析】选C。该紫茎番茄自交,若F1全为紫茎番茄,则可证明该紫茎番茄为纯合子,若F1出现性状分离且分离比是3∶1,则可证明该紫茎番茄为杂合子,A不符合题意。与隐性纯合绿茎番茄杂交,若F1全为紫茎番茄,则可证明该紫茎番茄为纯合子,若F1出现性状分离且分离比是1∶1,则可证明该紫茎番茄为杂合子,B不符合题意。与纯合紫茎番茄杂交,F1全为紫茎番茄,无法判断是否为纯合子,C符合题意。与杂合紫茎番茄杂交,若F1全为紫茎番茄,则可证明该紫茎番茄为纯合子,若F1出现性状分离且分离比是3∶1,则可证明该紫茎番茄为杂合子,D不符合题意。
2.(2021·湖北选择考)浅浅的小酒窝,笑起来像花儿一样美。酒窝由人类常染色体的单基因所决定,属于显性遗传。甲、乙分别代表有、无酒窝的男性,丙、丁分别代表有、无酒窝的女性。下列叙述正确的是( )A.若甲与丙结婚,生出的孩子一定都有酒窝B.若乙与丁结婚,生出的所有孩子都无酒窝C.若乙与丙结婚,生出的孩子有酒窝的概率为50%D.若甲与丁结婚,生出一个无酒窝的男孩,则甲的基因型可能是纯合的
【解析】选B。相关基因用A/a表示。结合题意可知,甲为有酒窝男性,基因型为AA或Aa,丙为有酒窝女性,基因型为AA或Aa,若两者均为Aa,则生出的孩子基因型可能为aa,表现为无酒窝,A错误。乙为无酒窝男性,基因型为aa,丁为无酒窝女性,基因型为aa,两者结婚,生出的孩子基因型均为aa,表现为无酒窝,B正确。乙为无酒窝男性,基因型为aa,丙为有酒窝女性,基因型为AA或Aa。两者婚配,若女性基因型为AA,则生出的孩子均为有酒窝;若女性基因型为Aa,则生出的孩子有酒窝的概率为1/2,C错误。甲为有酒窝男性,基因型为AA或Aa,丁为无酒窝女性,基因型为aa,生出一个无酒窝的男孩aa,则甲的基因型只能为Aa,是杂合子,D错误。
【预测高考】锁定新情境:杂种优势 油菜具有两性花,去雄是杂交的关键步骤,但人工去雄耗时费力,在生产上不具备可操作性。我国学者发现了油菜雄性不育突变株(雄蕊异常,肉眼可辨),利用该突变株进行的杂交实验如下:
基于核心素养的新考向:1.(演绎与推理)由杂交一结果推测,育性正常与雄性不育性状受____对等位基因控制。在杂交二中,雄性不育为____性性状。 【解析】1.杂交一的结果说明育性正常与雄性不育性状受一对等位基因控制;杂交二的结果说明雄性不育为显性性状。
2.(创造性思维)杂交一与杂交二的F1表型不同的原因是育性性状由位于同源染色体相同位置上的3个基因(A1、A2、A3)决定。品系1、雄性不育株、品系3的基因型分别为A1A1、A2A2、A3A3。根据杂交一、二的结果,判断A1、A2、A3之间的显隐性关系是__________________________。 【解析】2.根据题意分析,已知杂交一与杂交二的F1表型不同的原因是育性性状由位于同源染色体相同位置上的3个基因(A1、A2、A3)决定,且品系1、雄性不育株、品系3的基因型分别为A1A1、A2A2、A3A3,则根据杂交一的结果判断,A1对A2显性;根据杂交二的结果判断,A2对A3显性。
A1对A2为显性,A2对A3为显性
3.(科学探究)利用上述基因间的关系,可大量制备兼具品系1、3优良性状的油菜杂交种子(YF1),供农业生产使用,主要过程如下:(1)经过图中虚线框内的杂交后,可将品系3的优良性状与__________性状整合在同一植株上,该植株所结种子的基因型及比例为_________________。 (2)将上述种子种成母本行,将基因型为______的品系种成父本行,用于制备YF1。 (3)杂合子的产量往往比纯合子高,为制备YF1,油菜刚开花时应拔除母本行中具有某一育性性状的植株。否则,得到的种子给农户种植后,会导致油菜籽减产,其原因是_______________________________________________________________________。
A2A3∶A3A3=1∶1
母本中育性正常个体自交后代为纯合子,产量低于杂合子,故去除育性正
考点一 分离定律的实质
【精梳·攻教材】一、孟德尔遗传实验的科学方法1.豌豆用作遗传实验材料的优点:
2.孟德尔遗传实验的杂交操作“四步曲”:
二、一对相对性状杂交实验的“假说—演绎”分析
三、分离定律的实质1.细胞学基础(如图所示):
四、性状分离比的模拟实验
【名师点睛】 同基因型个体产生的雌雄配子情况分析基因型为Dd的杂合子产生的雌配子有两种D∶d=1∶1,产生的雄配子有两种D∶d=1∶1。雌雄配子的数量不相等,一般来说,生物产生的雄配子数远远多于雌配子数。
五、遗传学基本概念1.性状类:
【辨·清易错】 1.玉米雄花的花粉落在同一植株的雌花的柱头上,所完成的传粉过程属于自交。( )2.生物的性状是由遗传因子决定的,这些因子就像一个个独立的颗粒,既不会相互融合,也不会在传递中消失。( )3.一种正确的假说仅能解释已有的实验结果是不够的,还应该能够预测另外一些实验的结果,如果实验结果与预测相符,这个假说就得到了验证。( )4.“若F1产生配子时成对的遗传因子彼此分离,则测交后代会出现两种性状,且性状分离比接近1∶1”属于假说内容。( )分析:属于演绎推理内容。
5.性状分离比的模拟实验中甲、乙两个小桶分别代表雌、雄生殖器官。( )6.高茎豌豆自交的子代出现高茎和矮茎,说明相对性状是由环境决定的。( )分析:性状是由遗传因子与环境共同决定的。
【写·练表达】 1.(必修2 P6讨论)如果孟德尔当时只统计10株豌豆杂交的结果,则高茎与矮茎的数量比值不一定为3∶1,试分析原因:若只对10株豌豆的性状进行统计,__________________。2.(必修2 P7假说—演绎法)在观察和分析基础上提出问题以后,通过____________提出解释问题的假说,根据假说进行__________,推出预测的结果,再通过______来检验。
【精研·破疑难】【命题研究】【典例】(2024·石嘴山模拟)如图是孟德尔用豌豆的一对相对性状所做的遗传分析图解,回答相关问题:(1)图中Fl自交,F2中出现不同性状的现象称为__________,F2中的表型及比例为_________________。
【解析】(1)图中Fl自交,F2中出现不同性状的现象称为性状分离;由于F1是杂合子Aa,F1自交后A_∶aa=3∶1,即F2中的表型及比例为紫花∶白花=3∶1。
(2)在用亲本做上述的杂交实验时,首先要对母本进行______,此项操作需要在____________时进行,再套袋处理,然后进行__________,再进行套袋处理,以防止自体或其他植株的花粉受粉,影响实验结果。
【解析】(2)在用亲本做题述的杂交实验时,首先要在花粉未成熟时对母本去雄,并进行套袋处理,然后进行人工授粉,再进行套袋处理,以防止自体或其他植株的花粉受粉,影响实验结果。
(3)组合A、B、C三组中,表示测交实验的组别是___ (填字母)。 (4)组合C中,子代的所有紫花个体中,纯合子约为_____株。 聚焦考查点:一对相对性状的杂交实验及相关概念。【解析】(3)通常情况下,杂合子与隐性纯合子杂交称为测交,测交后代表型及比例为显性性状∶隐性性状=1∶1,组合A、B、C三组中,表示测交实验的组别是A。(4)组合C中,子代的所有紫花个体中AA∶Aa=1∶2,紫花植株中纯合子占1/3,即子代的所有紫花个体中,纯合子约为1 239×1/3=413株。
【破解策略】遗传学交配类概念及应用
高考警示钟 交配类型选择的两个不能(1)动物一般不能选用自交法,一般选择杂交和测交。(2)豌豆等自花传粉和闭花受粉的植物自然状态下一般不能选用自由交配法,自然状态下可以选择自交,人为操作下可以选择杂交、测交等。
【精练·提能力】1.(2024·黄冈模拟)南瓜的花色由一对遗传因子(A和a)控制,用一株开黄花的南瓜和一株开白花的南瓜杂交,子代(F1)既有开黄花的,也有开白花的,让F1自交产生F2,表型如图所示。下列说法正确的是( )A.①过程发生了遗传因子的分离B.①过程发生了性状分离C.F1中白花的遗传因子的组成是Aa或AAD.F2中白花的各遗传因子组成比例为1∶1
【解析】选A。①过程包括减数分裂和受精作用,减数分裂产生配子的过程中发生了遗传因子的分离,A正确;性状分离是指杂合子后代同时出现显性性状和隐性性状的现象,①过程表示具有一对相对性状的亲本杂交,因而没有发生性状分离,B错误;F1中白花自交后代出现性状分离,说明其为杂合子,遗传因子组成是Aa,则F1自交后代中白花个体的遗传因子组成为AA和Aa,二者比例为1∶2,C、D错误。
2.(多选)(2024·保定模拟)某同学用红色豆子(代表基因B)和白色豆子(代表基因b)建立人群中某显性遗传病的遗传模型,向甲、乙两个容器均放入10颗红色豆子和40颗白色豆子,随机从每个容器内取出一颗豆子放在一起并记录,再将豆子放回各自的容器中并摇匀,重复100次。下列叙述错误的是( )A.该实验模拟基因自由组合的过程B.重复100次实验后,Bb组合约为16%C.甲容器模拟的可能是该病占36%的男性群体D.乙容器中的豆子数模拟亲代的等位基因数
【解析】选A、B、D。分析题意可知,本实验用甲、乙两个容器代表雌、雄生殖器官,甲、乙两个容器内的豆子分别代表雌、雄配子,用豆子的随机组合,模拟生物在生殖过程中,等位基因的分离和雌雄配子的随机结合。其中红色豆子代表某显性遗传病的致病基因B,白色豆子代表正常基因b,甲、乙两个容器均放入10颗红色豆子和40颗白色豆子,即表示雌雄配子均为B=20%、b=80%。基因自由组合至少涉及两对独立遗传的等位基因,而该实验只涉及一对等位基因,不能模拟基因自由组合的过程,A错误;由于甲、乙两个容器均放入10颗红色豆子和40颗白色豆子,可表示两种雌配子和两种雄配子的比例均为B∶b=1∶4,则重复100次实验后,Bb组合约为2×1/5×4/5=32%,B错误;若甲容器模拟的是该病(B_)占36%的男性群体,则该群体中正常人(bb)占64%,即b=80%,B=20%,雌雄配子均为B∶b=1∶4,与题意相符,C正确;乙容器中的豆子数模拟的是雌性或雄性亲本产生的配子种类及比例,不能模拟亲代的等位基因数,D错误。
【加固训练】1.下列各组中属于相对性状的是( )A.李清照描写海棠的词句“应是绿肥红瘦”中的“绿肥”与“红瘦”B.新疆棉花中的长绒棉与彩色棉C.“雄兔脚扑朔,雌兔眼迷离”中的“脚扑朔”与“眼迷离”D.豌豆子叶的黄色和绿色
【解析】选D。南宋李清照描写海棠的词句“应是绿肥红瘦”中的“绿肥”来形容海棠花的绿叶,“红瘦”来形容海棠花的红花,符合“同种生物”,但不符合“同一性状”,不属于相对性状,A错误;新疆棉花中的长绒棉与彩色棉,符合“同种生物”,但不符合“同一性状”,不属于相对性状,B错误;“雄兔脚扑朔,雌兔眼迷离”中的“脚扑朔”与“眼迷离”是指雄兔的脚喜欢扑腾,雌兔的眼老是眯缝着,符合“同种生物”,但不符合“同一性状”,不属于相对性状,C错误;豌豆子叶的黄色和绿色符合“同种生物”和“同一性状”,属于相对性状,D正确。
2.(2023·中山模拟)下列关于遗传学基本概念的叙述,正确的是( )A.表型相同的生物,基因型不一定相同B.兔的白毛和长毛是一对相对性状C.纯合子间杂交的子代一定为纯合子D.D和D、D和d、d和d都是等位基因
【解析】选A。由于生物的性状是由基因和环境因素共同决定的,因此表型相同的生物,基因型不一定相同,A正确;相对性状指同种生物同一性状的不同表现类型,兔的长毛和白毛不符合“同一性状”,不是一对相对性状,B错误;纯合子间杂交的子代不一定为纯合子,如AA与aa杂交的后代Aa是杂合子,C错误;D和d是控制同一性状的不同基因,是等位基因,D和D、d和d都是相同基因,D错误。
3.在孟德尔的豌豆杂交实验中,涉及了杂交、自交和测交。下列相关叙述正确的是( )A.测交和自交都可以用来判断某一显性个体的基因型B.测交和自交都可以用来判断一对相对性状的显隐性C.培育所需显性性状的优良品种时要利用测交和杂交D.杂交和测交都能用来验证分离定律和自由组合定律
【解析】选A。测交和自交都可以通过后代的表型和比例来判断显性个体的基因型,A正确;自交后代会出现性状分离,可以用来判断一对相对性状的显隐性,但测交的前提是已知相对性状的显隐性关系,B错误;培育所需显性性状的优良品种时要利用自交方法,淘汰出现性状分离的杂合子,获得显性纯合子,C错误;测交能用来验证分离定律和自由组合定律,杂交不能,D错误。
考点二 分离定律的解题规律与方法
【精研·破疑难】【命题研究】【典例】(2024·保定模拟)三化螟为单食钻蛀性害虫,会造成水稻大面积减产。科研人员偶然得到了一株天然三化螟抗性纯合品系(X品系)水稻,通过杂交实验和基因定位方法对三化螟抗性基因(A/a)进行了一系列实验。请回答下列问题:(1)野生型水稻与X品系水稻杂交,F1全表现为抗三化螟。当F1自交后代的表型及比例为___________________________________________________时,三化螟抗性基因为显性基因,野生型不具有抗性。检测三化螟抗性基因是否存在于某株水稻体内,除了根据表型判断外,还可以提取水稻染色体基因组,通过______技术将已知的抗性基因扩增后进行检测。
抗性∶非抗性=3∶1(或三化螟抗性∶三化螟非抗性=3∶1)
【解析】野生型水稻不具有三化螟抗性,X品系为三化螟抗性品系。相关基因用A/a表示,X品系与野生型水稻杂交,F1全部为抗性,说明F1基因型为Aa,X品系基因型为AA,野生型基因型为aa。F1个体间相互交配,F2表型及比例为抗性∶非抗性=3∶1。(1)野生型水稻不具有三化螟抗性,X品系为三化螟抗性品系。若三化螟抗性为一对等位基因中的显性基因控制(A),X品系与野生型水稻杂交,F1全部为抗性,说明F1基因型为Aa,X品系基因型为AA,野生型基因型为aa。F1个体间相互交配,F2表型及比例为抗性∶非抗性=3∶1。检测三化螟抗性基因是否存在于某株水稻体内,除了根据表型判断外,还可以提取水稻染色体基因组,通过PCR技术将已知的抗性基因扩增后进行检测。
(2)为探究A/a基因的位置,将上述F1个体连续自交后获得的个体Y进行基因检测,三化螟抗性基因在水稻某染色体上的DNA检测结果如图所示,图中字母表示相应染色体上的区段。图中有6个Y个体中含有灰色区域,原因是在减数分裂形成配子的过程中,同源染色体的_____________________________ ,发生的时期是________________。请用图中字母表示三化螟抗性的基因位于图中___段,依据是____________________________________________________________________________。
非姐妹染色单体间互换(或交换)
来源于X品系的fg区段,而非抗性个体都不具有来源于X的fg区段
【解析】(2)减数分裂形成配子过程中,在减数分裂Ⅰ的前期,同源染色体的非姐妹染色单体间发生互换使染色单体之间发生基因重组,从而导致了Y的多个个体中出现灰色片段。由图中的位点可以看出具有抗性和不具有抗性的区别,具有抗性的都有X品系的fg段,所以三化螟抗性基因最可能位于fg段,因为Y所有抗性个体都具有来源于X品系的fg区段,而非抗性个体都不具有来源于X品系的fg区段。
(3)筛选得到的三化螟抗性水稻大面积种植几年后,抗虫效果明显下降,请从进化角度分析原因: ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 聚焦考查点:通过杂交实验对基因型的判断。【解析】(3)三化螟中少数发生基因突变的个体能在抗性水稻上产卵繁殖(获得针对抗性水稻的抗性),经过抗性水稻筛选后,三化螟中突变基因频率上升,即三化螟的对抗性水稻的抗性增强,导致具有抗性基因的水稻抗三化螟能力减弱或丧失,进而导致其抗性失效。
长期种植抗性水稻后,少数发生基因突变的三化螟能在抗性水稻
上产卵繁殖(获得针对抗性水稻的抗性),经过抗性水稻筛选后,三化螟中突变基
因频率上升,导致具有抗性基因的水稻抗三化螟能力减弱或丧失
【破解策略】分离定律解题方法1.显、隐性性状的判断:
2.基因型的判断:(1)正推法:亲代推子代。
(2)逆推法:子代推亲代。①基因填充法:根据亲代表型→写出能确定的基因(如显性性状的基因型用A_表示)→根据子代一对基因分别来自两个亲本→推知亲代未知基因。若亲代为隐性性状,基因型只能是aa。②隐性纯合子突破法:如果子代中有隐性个体,则亲代基因型中必定含有一个a基因,然后再根据亲代的表型作出进一步推断。
(3)根据分离比判断:
3.分离定律的验证方法:(1)自交法:杂种F1自交,F2中显∶隐=3∶1,说明F1产生了两种类型的配子,即成对的遗传因子彼此分离。(2)测交法:杂种F1与隐性纯合子杂交,后代显∶隐=1∶1,说明杂种F1产生了两种类型的配子,即成对的遗传因子彼此分离。(3)花粉鉴定法:杂合子非糯性水稻的花粉遇碘呈现两种不同的颜色,且比例为1∶1,则杂合子非糯性水稻产生的花粉有两种,一种含显性基因,一种含隐性基因,且数量相等。这个实验直观地证明了分离定律。
【精练·提能力】1.某植物的紫花与红花是一对相对性状,且是由单基因(D、d)控制的完全显性遗传,现有一株紫花植株和一株红花植株作为实验材料,设计如表所示实验方案以鉴别两植株的基因型。下列有关叙述错误的是( )
A.两组实验中,都有能判定紫花和红花的显隐性的依据B.①全为紫花,④的基因型为DD×DdC.②紫花和红花的数量之比为1∶1,⑤为Dd×ddD.③的基因型为Dd,判定依据是子代出现性状分离,说明亲本有隐性基因
【解析】选B。第一种的后代出现性状分离,即可判断紫花为显性,第二种后代全为紫花,紫花是显性性状,因此两组都有能判定紫花和红花的显隐性的依据,A正确;①若全为紫花,由于是自交,故④的基因型为DD×DD,B错误;②紫花和红花的数量之比为1∶1,为测交比例,故⑤基因型为Dd×dd,C正确;紫花自交,且出现性状分离,说明亲本有隐性基因,故③的基因型为Dd,D正确。
2.(多选)(2024·唐山模拟)某种昆虫的体色受常染色体上的一对等位基因控制。科研小组用饲养的8只昆虫(编号①～⑧)进行杂交实验,结果如下表所示(子代数量足够多)。欲进一步判断出黄体和灰体的显隐性关系,下列杂交方案可行的有( )A.①与④杂交B.②与③杂交C.⑤与⑧杂交D.④与⑦杂交
【解析】选A、B。由题表可知,①和②杂交,子代为1∶1的比例,说明亲代里面有一个隐性纯合子和一个杂合子,同理③和④也是有一个隐性纯合子和一个杂合子,因此可以利用①与④杂交或②与③杂交来判断显隐性关系,这两个杂交组合中出现性状分离的那一组即为显性,未出现性状分离的即为隐性,A、B正确;⑤和⑥杂交,子代全为黄体,说明亲本⑤和⑥至少其中一个是纯合子,⑦和⑧杂交子代全是灰体,说明此时选的灰体至少其中一个是纯合子,若⑤和⑧其中一个为杂合子,则不能通过后代比例判断显隐性,C错误;若④与⑦其中一个为杂合子,则不能通过后代比例判断显隐性,D错误。
【加固训练】 已知果蝇长翅和残翅受常染色体上一对等位基因控制。现有具有亲子代关系的甲、乙两管果蝇,其中甲管果蝇既有长翅又有残翅,乙管果蝇只有长翅(甲、乙两管统计的果蝇数量均足够多)。由于忘记贴标签,现在不知道甲管果蝇是亲代,还是乙管果蝇是亲代。下列叙述错误的是( )A.甲管中的长翅果蝇一定含有纯合子B.不管哪一管果蝇为亲代,乙管中的果蝇均为杂合子C.不管哪一管果蝇为亲代,残翅都是隐性性状D.可用乙管果蝇相互交配的实验结果判断哪管果蝇为亲代
【解析】选D。设控制长翅、残翅的基因为A、a。根据题意,若甲管果蝇(既有长翅又有残翅)是亲代,乙管果蝇(只有长翅)是子代,则长翅为显性,残翅为隐性,甲管果蝇为纯合子(长翅AA×残翅aa),乙管果蝇为杂合子(Aa);若乙管果蝇为亲代,甲管果蝇为子代,则长翅为显性,残翅为隐性,乙管果蝇为杂合子(长翅Aa),甲管果蝇长翅为AA或Aa、残翅为aa。即世代连续的两管果蝇中,乙管果蝇一定是杂合子。甲管果蝇长翅有两种可能,都是纯合子(AA)或既有纯合子(AA)又有杂合子(Aa)。故甲管中的长翅果蝇一定含有纯合子,A正确。不管哪一管果蝇为亲代,乙管中的果蝇均为杂合子,B正确。不管哪一管果蝇为亲代,残翅都是隐性性状,C正确。乙管果蝇无论是亲代还是子代,长翅果蝇都为杂合子,相互交配后子代都是既有长翅又有残翅,故无法判断亲子代关系,D错误。
考点三 分离定律与自交、自由交配
【精研·破疑难】【命题研究】【典例】用基因型为Aa的小麦分别进行连续自交、自由交配、连续自交并逐代淘汰隐性个体、自由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所示。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的基因型频率为0.4C.曲线Ⅳ中的Fn中纯合子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聚焦考查点:一对等位基因的自交和自由交配。
【解析】选C。若Aa分别自交和自由交配,则F1都为(1/4AA+1/2Aa+1/4aa),淘汰掉aa,则F1 Aa的基因型频率都是2/3。若F1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再自由交配,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是自由交配并淘汰aa的曲线,曲线Ⅲ是自交并淘汰aa的曲线,进而可知B正确。结合分析可知,曲线Ⅱ所示F2的A、a基因频率分别为3/4和1/4,则自由交配后代中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分别连续自交和自由交配不淘汰隐性个体,F1 Aa的基因型频率都是1/2,若F1再自由交配,后代的基因型频率不会发生改变,则图中曲线Ⅰ是Aa自由交配的曲线;若F1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是连续自交的结果,曲线Ⅳ中Fn中纯合子的比例是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。自由交配和自交均不改变基因频率,因此曲线Ⅰ和Ⅳ的各子代间A和a的基因频率始终相等,D正确。
【破解策略】自交和自由交配的概率计算1.自交的概率计算:(1)杂合子自交图解:杂合子Dd连续自交n代(如图1),杂合子比例为(1/2)n,纯合子比例为1-(1/2)n,显性纯合子比例=隐性纯合子比例=[1-(1/2)n]×1/2。
(2)规律总结:①种群个体自交时,子代中纯合子增多,杂合子减少,基因型频率发生改变,但不改变基因频率。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(2n-1)/(2n+1),杂合子比例为2/(2n+1)。如图所示:
2.自由交配的概率计算:如某种生物群体中基因型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。(1)列举法:
(3)规律总结:①自由交配、随机交配、相互交配、配子致死类问题建议使用配子法。②处于遗传平衡的种群自由交配遵循遗传平衡定律,上下代之间种群的基因频率及基因型频率不变。③Aa个体连续随机交配,Aa的概率始终为1/2,连续随机交配并逐代淘汰隐性个体,Aa的概率为2/(n+2)。
【精练·提能力】1.番茄的红果由显性基因(A)控制,黄果由隐性基因(a)控制。红果番茄(Aa)连续自交,下列叙述错误的是( )A.若连续自交3代,第3代中AA比例为7/16B.若连续自交n代,当n→∞时,子代中纯合子所占比例约为1/2C.若连续自交3代,且逐代淘汰aa,则第3代中Aa比例为2/9D.若连续自交n代,且逐代淘汰aa,子代中AA所占比例约为(2n-1)/(2n+1)
【解析】选B。基因型为Aa的个体,连续自交,则第n代各类个体所占的比例为:
由表可知,连续自交3代,第3代中AA比例为7/16,A正确;连续自交n代,子代纯合子比例为(1-1/2n),当n→+∞时,子代中纯合子所占比例约为1,B错误;基因型为Aa的个体,连续自交,且逐代淘汰aa,则第n代各类个体所占比例如下:C、D正确。
【从教材走向高考】 2.(必修2 P2问题探讨改编)融合遗传是指双亲的遗传物质会在子代体内发生混合,使子代表现出介于双亲之间的性状,现已证明融合遗传观点是错误的。某严格自花授粉植物的花色有红色、粉色和白色三种类型,其花色遗传受一对等位基因A/a控制。现将一株红花植株和一株白花植株杂交,得到的子一代全为粉花植株。回答下列问题:(1)基因的分离定律的实质是:减数分裂过程中,______基因会随______染色体的分开而分离,分别进入两个配子中。 【解析】(1)基因的分离定律的实质是减数分裂过程中等位基因会随着同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中。
(2)根据上述实验可以推知亲代红花植株为________(填“纯合子”或“杂合子”),粉花植株的基因型为____。 【解析】(2)将一株红花植株和一株白花植株杂交,得到的子一代全为粉花植株,推知亲代红花植株为纯合子(AA或aa),如果亲代红花植株为杂合子,子一代不可能全为粉花。故粉花植株的基因型为Aa。
(3)在上述实验的基础上,请你进一步设计一个简单的实验,验证融合遗传的观点是错误的,并且该植物花色遗传遵循基因的分离定律(要求:写出实验思路、预期实验结果、得出结论)。_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
实验思路:让子一代粉花植株自交,观察子代表型并统计其比例。实验结果:子二
代中红花植株∶粉花植株∶白花植株=1∶2∶1。实验结论:融合遗传的观点是
错误的,该植物花色遗传遵循基因的分离定律(实验思路:让子一代粉花植株与白
花植株杂交,观察子代表型并统计其比例。实验结果:子代中粉花植株∶白花植
株=1∶1。实验结论:融合遗传的观点是错误的,该植物花色遗传遵循基因的分离
【解析】(3)实验思路:让子一代粉花植株自交,观察子代表型并统计其比例。实验结果:子二代中红花植株∶粉花植株∶白花植株=1∶2∶1。实验结论:融合遗传的观点是错误的,该植物花色遗传遵循基因的分离定律(实验思路:让子一代粉花植株与白花植株杂交,观察子代表型并统计其比例。实验结果:子代中粉花植株∶白花植株=1∶1。实验结论:融合遗传的观点是错误的,该植物花色遗传遵循基因的分离定律)。
【感悟高考】1.(2022·浙江6月选考)番茄的紫茎对绿茎为完全显性。欲判断一株紫茎番茄是否为纯合子,下列方法不可行的是( )A.让该紫茎番茄自交B.与绿茎番茄杂交C.与纯合紫茎番茄杂交D.与杂合紫茎番茄杂交
【解析】选C。该紫茎番茄自交,若F1全为紫茎番茄,则可证明该紫茎番茄为纯合子,若F1出现性状分离且分离比是3∶1,则可证明该紫茎番茄为杂合子,A不符合题意。与隐性纯合绿茎番茄杂交,若F1全为紫茎番茄,则可证明该紫茎番茄为纯合子,若F1出现性状分离且分离比是1∶1,则可证明该紫茎番茄为杂合子,B不符合题意。与纯合紫茎番茄杂交,F1全为紫茎番茄,无法判断是否为纯合子,C符合题意。与杂合紫茎番茄杂交,若F1全为紫茎番茄,则可证明该紫茎番茄为纯合子,若F1出现性状分离且分离比是3∶1,则可证明该紫茎番茄为杂合子,D不符合题意。
2.(2021·湖北选择考)浅浅的小酒窝,笑起来像花儿一样美。酒窝由人类常染色体的单基因所决定,属于显性遗传。甲、乙分别代表有、无酒窝的男性,丙、丁分别代表有、无酒窝的女性。下列叙述正确的是( )A.若甲与丙结婚,生出的孩子一定都有酒窝B.若乙与丁结婚,生出的所有孩子都无酒窝C.若乙与丙结婚,生出的孩子有酒窝的概率为50%D.若甲与丁结婚,生出一个无酒窝的男孩,则甲的基因型可能是纯合的
【解析】选B。相关基因用A/a表示。结合题意可知,甲为有酒窝男性,基因型为AA或Aa,丙为有酒窝女性,基因型为AA或Aa,若两者均为Aa,则生出的孩子基因型可能为aa,表现为无酒窝,A错误。乙为无酒窝男性,基因型为aa,丁为无酒窝女性,基因型为aa,两者结婚,生出的孩子基因型均为aa,表现为无酒窝,B正确。乙为无酒窝男性,基因型为aa,丙为有酒窝女性,基因型为AA或Aa。两者婚配,若女性基因型为AA,则生出的孩子均为有酒窝;若女性基因型为Aa,则生出的孩子有酒窝的概率为1/2,C错误。甲为有酒窝男性,基因型为AA或Aa,丁为无酒窝女性,基因型为aa,生出一个无酒窝的男孩aa,则甲的基因型只能为Aa,是杂合子,D错误。
【预测高考】锁定新情境:杂种优势 油菜具有两性花,去雄是杂交的关键步骤,但人工去雄耗时费力,在生产上不具备可操作性。我国学者发现了油菜雄性不育突变株(雄蕊异常,肉眼可辨),利用该突变株进行的杂交实验如下:
基于核心素养的新考向:1.(演绎与推理)由杂交一结果推测,育性正常与雄性不育性状受____对等位基因控制。在杂交二中,雄性不育为____性性状。 【解析】1.杂交一的结果说明育性正常与雄性不育性状受一对等位基因控制;杂交二的结果说明雄性不育为显性性状。
2.(创造性思维)杂交一与杂交二的F1表型不同的原因是育性性状由位于同源染色体相同位置上的3个基因(A1、A2、A3)决定。品系1、雄性不育株、品系3的基因型分别为A1A1、A2A2、A3A3。根据杂交一、二的结果,判断A1、A2、A3之间的显隐性关系是__________________________。 【解析】2.根据题意分析,已知杂交一与杂交二的F1表型不同的原因是育性性状由位于同源染色体相同位置上的3个基因(A1、A2、A3)决定,且品系1、雄性不育株、品系3的基因型分别为A1A1、A2A2、A3A3,则根据杂交一的结果判断,A1对A2显性;根据杂交二的结果判断,A2对A3显性。
A1对A2为显性,A2对A3为显性
3.(科学探究)利用上述基因间的关系,可大量制备兼具品系1、3优良性状的油菜杂交种子(YF1),供农业生产使用,主要过程如下:(1)经过图中虚线框内的杂交后,可将品系3的优良性状与__________性状整合在同一植株上,该植株所结种子的基因型及比例为_________________。 (2)将上述种子种成母本行,将基因型为______的品系种成父本行,用于制备YF1。 (3)杂合子的产量往往比纯合子高,为制备YF1,油菜刚开花时应拔除母本行中具有某一育性性状的植株。否则,得到的种子给农户种植后,会导致油菜籽减产,其原因是_______________________________________________________________________。
A2A3∶A3A3=1∶1
母本中育性正常个体自交后代为纯合子,产量低于杂合子,故去除育性正
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