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新教材高考生物一轮复习第5单元遗传因子的发现和伴性遗传第1讲孟德尔的豌豆杂交实验(一)课件
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这是一份新教材高考生物一轮复习第5单元遗传因子的发现和伴性遗传第1讲孟德尔的豌豆杂交实验(一)课件，共57页。PPT课件主要包含了课标要求，备考指导，内容索引，2操作流程，分离定律的内容等内容，欢迎下载使用。
阐明有性生殖中基因的分离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。
1.运用比较辨析法区别相关概念。2.运用规律总结法突破分离规律的解题技巧,能够通过一个题总结出一类题的解决方案。
第一环节 必备知识落实
第二环节 关键能力形成
第三环节 核心素养提升
知识筛查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(1)操作图示
知识落实1.在孟德尔的豌豆杂交实验中,必须对母本采取的措施是( )①花蕾期人工去雄 ②开花后人工去雄 ③自花传粉前人工去雄 ④去雄后自然传粉 ⑤去雄后人工授粉 ⑥授粉后套上纸袋 ⑦授粉后自然发育A.①④⑦B.②④⑥C.③⑤⑥D.①⑤⑥
在孟德尔的豌豆杂交实验中,必须对母本在开花前去雄→套上纸袋→人工授粉→套上纸袋。
2.有些植物的花为两性花(即一朵花中既有雄蕊,也有雌蕊),有些植物的花为单性花(即一朵花中只有雄蕊或雌蕊)。下列有关植物杂交育种的说法,正确的是( )A.对两性花植物进行杂交需要对父本进行去雄B.对单性花植物进行杂交的基本操作程序是去雄→套袋→授粉→套袋C.无论是两性花植物还是单性花植物,在杂交过程中都需要套袋D.提供花粉的植株称为母本
对两性花植物进行杂交需要对母本进行去雄,A项错误。对两性花植物进行杂交的基本操作程序是去雄→套袋→人工授粉→套袋,B项错误。无论是两性花植物还是单性花植物,在杂交过程中都需要套袋,其目的是避免外来花粉的干扰,C项正确。提供花粉的植株称为父本,D项错误。
3.孟德尔利用豌豆的一对相对性状的杂交实验得出了基因的分离定律。下列关于孟德尔遗传学实验过程的叙述,正确的是( )A.孟德尔研究豌豆花的构造,但无须考虑雌、雄蕊的发育程度B.孟德尔根据亲本中不同个体的表型来判断亲本是不是纯合子C.F1产生了数目相等的含有不同遗传因子的两种配子D.孟德尔巧妙设计的测交方法只能用于检测F1的基因型
研究花的构造必须考虑雌、雄蕊的发育程度,A项错误。不能根据表型判断亲本是不是纯合子,因为显性杂合子和显性纯合子的表型一样,B项错误。F1产生了数目相等的含有不同遗传因子的两种配子,也就是成对的遗传因子,即等位基因要分开,进入不同的配子,两种雄配子数目相等,两种雌配子的数目也相等(不是雌、雄配子的数目相等),这是分离规律的实质,是假说的核心内容,C项正确。测交方法可以检测子一代的基因型及其产生配子的种类及比例,也能检测某一显性个体是纯合子还是杂合子,D项错误。
知识筛查1.遗传实验中常用的符号及其含义
2.一对相对性状的杂交实验的过程
4.分离定律的应用(1)动植物育种①优良性状为显性性状:利用杂合子选育显性纯合子时,可进行连续自交,直到不再发生性状分离为止,即可留种推广使用。②优良性状为隐性性状:一旦出现就能稳定遗传,便可留种推广。③优良性状为杂合子:两个纯合的不同性状个体杂交的后代就是杂合子,但每年都要育种。(2)医学实践:对某些遗传病在后代中的患病概率作出科学的推断,从而为遗传咨询提供理论依据。
知识落实1.下列有关孟德尔的“假说—演绎法”的叙述,正确的是( )A.通过一对相对性状的杂交实验得出了两大遗传定律B.根据假说,进行“演绎”:若F1产生配子时,成对的遗传因子分离,则测交后代应出现两种表型,且比例为1∶1C.假说能解释F1自交产生3∶1分离比的现象,所以假说成立D.通过正反交实验验证假说成立
通过一对相对性状的杂交实验只能得出基因的分离定律,通过两对相对性状的杂交实验可以得出基因的自由组合定律,A项错误。提出假说,依据假说进行演绎,若F1产生配子时,成对的遗传因子分离,则测交后代应出现两种表型,且比例为1∶1,B项正确。假说能解释F1自交产生3∶1分离比的现象,但是假说是否成立需要通过测交实验去验证,C、D两项错误。
2.在孟德尔的一对相对性状的杂交实验中,F2高茎豌豆与矮茎豌豆的数量比接近3∶1,最关键的原因是( )
F1高茎豌豆形成两种配子,两种配子的比例为1∶1,这是F2中高茎豌豆与矮茎豌豆的数量比接近3∶1的关键。
3.(2022浙江卷)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
让该紫茎番茄自交,若为纯合子,则子代均为紫茎,若为杂合子,则子代中紫茎∶绿茎=3∶1,A项不符合题意。若该紫茎番茄为纯合子,与绿茎番茄杂交,则子代全为紫茎,若该紫茎番茄为杂合子,与绿茎番茄杂交,则子代中紫茎∶绿茎=1∶1,B项不符合题意。无论该紫茎番茄是纯合子还是杂合子,与纯合紫茎番茄杂交,子代均为紫茎,C项符合题意。若该紫茎番茄为纯合子,与杂合紫茎番茄杂交,子代均为紫茎,若该紫茎番茄为杂合子,与杂合紫茎番茄杂交,子代中紫茎:绿茎=3∶1,D项不符合题意。
典型例题下列有关遗传的基本概念或名称的叙述,错误的是( )A.表型是指生物个体表现出来的性状B.相对性状是指一种生物的同一种性状的不同表现类型C.等位基因是指位于同源染色体同一位置上控制相对性状的基因D.性状分离是指杂合子之间的杂交后代出现不同基因型个体的现象
性状分离是指在杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象。
整合构建1.相同基因、等位基因与非等位基因(1)相同基因:同源染色体相同位置上控制同一性状的基因。如图中A和A。(2)等位基因:同源染色体的同一位置上控制相对性状的基因。如图中B和b、C和c、D和d都是等位基因。(3)非等位基因:非等位基因有两种情况。一种是位于非同源染色体上的非等位基因,遵循自由组合定律,如图中A和D;还有一种是位于同源染色体上的非等位基因,不遵循自由组合定律,如图中A和b。
2.与交配方式相关的概念及其作用
3.核心概念间的联系
训练突破1.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.测交可以用来判断一对相对性状的显隐性,自交不能C.自交可以用于显性优良性状品种的培育过程D.自交和测交都不能用来验证分离定律和自由组合定律
自交和测交均可以用来判断某一显性个体的基因型。自交可以用来判断一对相对性状的显隐性,但测交不可以用来判断一对相对性状的显隐性。自交子代可能发生性状分离,所以自交可用于淘汰隐性个体,提高显性基因的频率,即可用于显性优良性状品种的培育过程。自交和测交均能用来验证分离定律和自由组合定律。
2.下列关于遗传学的基本概念的叙述,正确的是( )A.D和D,d和d,D和d都是等位基因B.隐性性状是指生物体不能表现出来的性状C.相同环境下,表型相同,基因型一定相同D.人的五指和多指是一对相对性状
等位基因是位于一对同源染色体的同一位置上控制相对性状的基因,如D和d,而D和D、d和d是相同的基因,不是等位基因。隐性性状是指杂种子一代不能表现出来的性状,隐性纯合子表现隐性性状;在完全显性的情况下, AA和Aa表型相同,故表型相同,基因型不一定相同。
典型例题家鼠的灰毛和黑毛由一对等位基因控制,灰毛对黑毛为显性。现有一只灰毛雌鼠(M),为了确定M是纯合子还是杂合子(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
若子代出现黑毛鼠,无论比例如何,都说明M不可能是纯合子,则M一定是杂合子。若子代全为灰毛鼠,由于子代数目较少,则M可能是纯合子,也可能是杂合子。
整合构建1.显隐性性状的判断(1)根据子代性状判断①具有相对性状的纯合亲本杂交,若子代只表现一种性状,则子代所表现的性状为显性性状,未表现的性状为隐性性状。②具有相同性状的亲本杂交,若子代表现出不同的性状,则子代所表现的新性状为隐性性状。(2)根据子代性状分离比判断具有一对相对性状的亲本杂交,若F2性状分离比为3∶1,则所占比例较大的性状为显性性状。
(3)根据遗传系谱图进行判断双亲表现正常,后代出现患者,则致病性状为隐性性状,如图甲所示;双亲表现患病,后代出现“正常”,则致病性状为显性性状,如图乙所示。
2.纯合子与杂合子的判断(1)自交法此法主要用于植物纯合子与杂合子的判定,而且是最简便的方法。
(2)测交法此法动物和植物都适用。待测个体为雄性动物时,应注意与多个隐性雌性个体交配,以产生更多的后代个体,使结果更有说服力。
(3)单倍体育种法(此法只适用于植物)
(4)花粉鉴定法非糯性与糯性水稻的花粉遇碘液呈现不同的颜色。如果花粉有两种,且比例为1∶1,则被鉴定的亲本为杂合子;如果花粉只有一种,则被鉴定的亲本为纯合子。此法只适用于一些特殊的植物(如水稻等)。
3.推断个体基因型、表型的方法(1)由亲代推断子代的基因型与表型(正推型)
(2)由子代推断亲代的基因型与表型(逆推型)①隐性纯合突破法:若子代出现隐性性状,相应子代的基因型一定是aa,其中一个a来自父本,另一个a来自母本。②子代分离比推断法
4.杂合子连续自交的概率计算(1)杂合子Dd连续自交n代(如图1所示),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)。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第一步,构建杂合子自交且逐代淘汰隐性个体的图解。
第二步,依据图解推导相关公式。杂合子Aa连续自交,其中隐性个体的存在对其他两种基因型的个体数之比没有影响,可以按照杂合子连续自交进行计算,最后去除隐性个体即可,因此可以得出:连续自交n代,显性个体中,纯合子的比例为(2n-1)/(2n+1),杂合子的比例为2/(2n+1)。
训练突破1.番茄果实的颜色由一对基因A、a控制,下表是关于番茄果实颜色的3个杂交实验及其结果。下列分析正确的是( )A.番茄的果实颜色中,黄色为显性性状B.实验1的亲本基因型:红果为AA,黄果为aaC.实验2的F1中红果番茄均为杂合子D.实验3的F1中黄果番茄的基因型可能是Aa或AA
由实验2可知,红果与黄果杂交,后代只出现红果没有黄果,说明黄色为隐性性状,红色为显性性状,A项错误。实验1的子代表型及比例为红果∶黄果≈1∶1,则实验1的亲本中红果的基因型为Aa,黄果的基因型为aa,B项错误。实验2的亲本中红果的基因型为AA,黄果的基因型为aa,实验2的F1中红果番茄均为杂合子,C项正确。因为黄色为隐性性状,所以实验3的F1中黄果番茄的基因型为aa,D项错误。
2.基因型为Bb的玉米自交后所结的一个玉米穗上结出700多粒种子(F1),挑选F1植株中的显性个体均分为两组,甲组自交,乙组自由交配。下列有关两组所产子代的分析,错误的是( )A.甲组中隐性个体占1/6,乙组中隐性个体占1/9B.两组的纯合子所占比例均分别高于其杂合子所占比例C.两组的子代中,基因型为Bb的个体所占比例不同D.基因B在两组子代中的基因频率不同
基因型为Bb的玉米自交,后代基因型为1/4BB、1/2Bb、1/4bb,显性个体中基因型及比例为1/3BB、2/3Bb。甲组自交,后代中隐性个体bb占(2/3)×(1/4)=1/6;乙组自由交配,两种配子比例(基因频率)为2/3B、1/3b,后代中隐性个体bb占(1/3)×(1/3)=1/9,A项正确。甲组自交,后代中杂合子Bb占(2/3)×(1/2)=1/3,则纯合子占1-1/3=2/3;乙组自由交配,后代中杂合子Bb占2×(2/3)×(1/3)=4/9,则纯合子占1-4/9=5/9,两组的纯合子所占比例均分别高于其杂合子所占比例,B项正确。两组的子代中,基因型为Bb的个体所占比例不同,C项正确。由于没有选择作用,基因B在两组子代中的基因频率均为2/3,D项错误。
3.某两性花植物的紫花与红花是一对相对性状,且为由单基因(D、d)控制的完全显性遗传。现以一株紫花植株和一株红花植株为实验材料,设计了如下实验方案(后代数量足够多),以鉴别该紫花植株的基因型。(1)该实验设计原理遵循基因的 定律。 (2)完善下列实验设计。第一步, (填选择的亲本及交配方式); 第二步,让紫花植株与红花植株杂交。(3)实验结果预测:①若第一步出现性状分离,说明紫花植株为 (填“纯合子”或“杂合子”);若未出现性状分离,说明紫花植株的基因型为 。②若第二步后代全部为紫花,则紫花植株的基因型为 ;若后代全部为红花或出现红花,则紫花植株的基因型为 。
答案:(1)分离(2)紫花植株自交(3)①杂合子 DD或dd ②DD dd或Dd解析:根据实验结果预测中的①可知,第一步是让紫花植株自交,根据后代是否出现性状分离判断紫花是否为纯合子。如果后代全部为紫花,则紫花植株为纯合子,基因型是DD或dd;如果后代出现性状分离,则紫花植株为杂合子。第二步是将紫花植株与红花植株杂交,如果后代全部为紫花,则紫花植株的基因型为DD;如果全部为红花或出现红花,则紫花植株的基因型为dd或Dd。
高考真题剖析【例题1】 (2019全国Ⅲ卷)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1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、0B.250、500、250C.500、250、0D.750、250、0
核心素养考查点剖析:本题以某动物的繁殖为载体,综合考查对基因分离定律的理解和应用,较好地考查了“科学思维”这一学科素养。答案:A解析: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,则可产生1 000个受精卵。由于配子随机结合,产生的受精卵的基因型及其比例为1/4BB、2/4Bb和1/4bb,所以数目分别为250、500和250。基因型为bb的受精卵全部死亡,则理论上该群体的子一代中基因型为BB、Bb、bb的个体的数目依次为250、500、0。
【例题2】 (2023全国甲卷)水稻的某病害是由某种真菌(有多个不同菌株)感染引起的。水稻中与该病害抗性有关的基因有3个(A1、A2、a):基因A1控制全抗性状(抗所有菌株),基因A2控制抗性性状(抗部分菌株),基因a控制易感性状(不抗任何菌株),且A1对A2为显性、A1对a为显性、A2对a为显性。现将不同表现型的水稻植株进行杂交,子代可能会出现不同的表现型及其分离比。下列叙述错误的是( )A.全抗植株与抗性植株杂交,子代可能出现全抗∶抗性=3∶1B.抗性植株与易感植株杂交,子代可能出现抗性∶易感=1∶1C.全抗植株与易感植株杂交,子代可能出现全抗∶抗性=1∶1D.全抗植株与抗性植株杂交,子代可能出现全抗∶抗性∶易感=2∶1∶1
核心素养考查点剖析:本题以常见生物“水稻”为载体,综合考查复等位基因以及基因的分离定律,较好地考查了“科学思维”这一学科素养。答案:A
解析:分析题干可知全抗植株的基因型有A1A1、A1A2、A1a,抗性植株的基因型有A2A2、A2a,易感植株的基因型为aa。全抗植株与抗性植株杂交,共有六种可能的情况:A1A1×A2A2,子代基因型均为A1A2,均为全抗植株; A1A1×A2a,子代基因型及其比例为A1A2∶A1a=1∶1,均为全抗植株; A1A2×A2A2,子代基因型及其比例为A1A2∶A2A2=1∶1,全抗∶抗性=1∶1; A1A2×A2a,子代基因型及其比例为A1A2∶A1a∶A2A2∶A2a=1∶1∶1∶1,全抗∶抗性=1∶1;A1a×A2A2,子代基因型及其比例为A1A2∶A2a=1∶1,全抗∶抗性=1∶1;A1a×A2a,子代基因型及其比例为A1A2∶A1a∶A2a∶aa= 1∶1∶1∶1,全抗∶抗性∶易感=2∶1∶1,A项错误,D项正确。
抗性植株与易感植株杂交,共有两种可能的情况:A2A2×aa,子代基因型均为A2a,均为抗性植株;A2a×aa,子代基因型及其比例为A2a∶aa=1∶1,抗性∶易感=1∶1,B项正确。全抗植株与易感植株杂交,共有三种可能的情况:A1A1×aa,子代基因型均为A1a,均为全抗植株;A1A2×aa,子代基因型及其比例为A1a∶A2a=1∶1,全抗∶抗性=1∶1;A1a×aa,子代基因型及其比例为A1a∶aa=1∶1,全抗∶易感=1∶1,C项正确。
典题训练1.已知果蝇的长翅和截翅由一对等位基因控制。多只长翅果蝇进行单对交配(每个瓶中有一只雌果蝇和一只雄果蝇),子代果蝇中长翅∶截翅=3∶1。据此无法判断的是( )A.长翅是显性性状还是隐性性状B.亲代雌蝇是杂合子还是纯合子C.该等位基因位于常染色体还是X染色体上D.该等位基因在雌蝇体细胞中是否成对存在
由题意可知,多只长翅果蝇进行单对交配,子代果蝇中长翅∶截翅=3∶1,子代中出现了亲代不具有的性状(截翅),由此可判断长翅为显性性状,截翅为隐性性状,A项不符合题意。隐性性状只有隐性基因纯合时才能表现,若控制该性状的基因位于常染色体上,则子代截翅果蝇的隐性基因来自双亲,双亲都为杂合子;若控制该性状的基因只位于X染色体上,则子代中截翅果蝇的隐性基因来自亲本中的雌性个体,雌性亲本为杂合子,雄性亲本为纯合子;若控制该性状的基因位于X染色体和Y染色体的同源区段上,则子代截翅果蝇的隐性基因来自双亲,双亲都为杂合子,B项不符合题意。控制该性状的基因无论是位于常染色体上,还是位于X染色体上,子代果蝇中长翅∶截翅都是3∶1,所以无法判断该等位基因位于常染色体还是X染色体上,C项符合题意。不管该等位基因位于常染色体上,位于X染色体和Y染色体的同源区段上,还是只位于X染色体上,该等位基因在雌蝇体细胞中都成对存在,D项不符合题意。
2.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∶1④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④C.②或③D.③或④
让植株甲进行自花传粉,子代出现性状分离,说明植株甲为杂合子,杂合子表现为显性性状,新出现的性状为隐性性状,①符合题意;用植株甲给另一全缘叶植株授粉,子代均为全缘叶,说明双亲可能都是纯合子,也可能一方为杂合子,另一方为显性纯合子,因此不能判断植株甲为杂合子,②不符合题意;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,只能说明一个亲本为杂合子,另一个亲本为隐性纯合子,无法判断哪一个是杂合子,③不符合题意;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,可判断亲本均为杂合子,④符合题意。
3.(2021全国乙卷)某种二倍体植物的n个不同性状由n对独立遗传的基因控制(杂合子表现显性性状)。已知植株A的n对基因均杂合。理论上,下列说法错误的是( )A.植株A的测交子代会出现2n种不同表型的个体B.n越大,植株A测交子代中不同表型个体数目彼此之间的差异越大C.植株A测交子代中n对基因均杂合的个体数和纯合子的个体数相等D.n≥2时,植株A的测交子代中杂合子的个体数多于纯合子的个体数
阐明有性生殖中基因的分离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。
1.运用比较辨析法区别相关概念。2.运用规律总结法突破分离规律的解题技巧,能够通过一个题总结出一类题的解决方案。
第一环节 必备知识落实
第二环节 关键能力形成
第三环节 核心素养提升
知识筛查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(1)操作图示
知识落实1.在孟德尔的豌豆杂交实验中,必须对母本采取的措施是( )①花蕾期人工去雄 ②开花后人工去雄 ③自花传粉前人工去雄 ④去雄后自然传粉 ⑤去雄后人工授粉 ⑥授粉后套上纸袋 ⑦授粉后自然发育A.①④⑦B.②④⑥C.③⑤⑥D.①⑤⑥
在孟德尔的豌豆杂交实验中,必须对母本在开花前去雄→套上纸袋→人工授粉→套上纸袋。
2.有些植物的花为两性花(即一朵花中既有雄蕊,也有雌蕊),有些植物的花为单性花(即一朵花中只有雄蕊或雌蕊)。下列有关植物杂交育种的说法,正确的是( )A.对两性花植物进行杂交需要对父本进行去雄B.对单性花植物进行杂交的基本操作程序是去雄→套袋→授粉→套袋C.无论是两性花植物还是单性花植物,在杂交过程中都需要套袋D.提供花粉的植株称为母本
对两性花植物进行杂交需要对母本进行去雄,A项错误。对两性花植物进行杂交的基本操作程序是去雄→套袋→人工授粉→套袋,B项错误。无论是两性花植物还是单性花植物,在杂交过程中都需要套袋,其目的是避免外来花粉的干扰,C项正确。提供花粉的植株称为父本,D项错误。
3.孟德尔利用豌豆的一对相对性状的杂交实验得出了基因的分离定律。下列关于孟德尔遗传学实验过程的叙述,正确的是( )A.孟德尔研究豌豆花的构造,但无须考虑雌、雄蕊的发育程度B.孟德尔根据亲本中不同个体的表型来判断亲本是不是纯合子C.F1产生了数目相等的含有不同遗传因子的两种配子D.孟德尔巧妙设计的测交方法只能用于检测F1的基因型
研究花的构造必须考虑雌、雄蕊的发育程度,A项错误。不能根据表型判断亲本是不是纯合子,因为显性杂合子和显性纯合子的表型一样,B项错误。F1产生了数目相等的含有不同遗传因子的两种配子,也就是成对的遗传因子,即等位基因要分开,进入不同的配子,两种雄配子数目相等,两种雌配子的数目也相等(不是雌、雄配子的数目相等),这是分离规律的实质,是假说的核心内容,C项正确。测交方法可以检测子一代的基因型及其产生配子的种类及比例,也能检测某一显性个体是纯合子还是杂合子,D项错误。
知识筛查1.遗传实验中常用的符号及其含义
2.一对相对性状的杂交实验的过程
4.分离定律的应用(1)动植物育种①优良性状为显性性状:利用杂合子选育显性纯合子时,可进行连续自交,直到不再发生性状分离为止,即可留种推广使用。②优良性状为隐性性状:一旦出现就能稳定遗传,便可留种推广。③优良性状为杂合子:两个纯合的不同性状个体杂交的后代就是杂合子,但每年都要育种。(2)医学实践:对某些遗传病在后代中的患病概率作出科学的推断,从而为遗传咨询提供理论依据。
知识落实1.下列有关孟德尔的“假说—演绎法”的叙述,正确的是( )A.通过一对相对性状的杂交实验得出了两大遗传定律B.根据假说,进行“演绎”:若F1产生配子时,成对的遗传因子分离,则测交后代应出现两种表型,且比例为1∶1C.假说能解释F1自交产生3∶1分离比的现象,所以假说成立D.通过正反交实验验证假说成立
通过一对相对性状的杂交实验只能得出基因的分离定律,通过两对相对性状的杂交实验可以得出基因的自由组合定律,A项错误。提出假说,依据假说进行演绎,若F1产生配子时,成对的遗传因子分离,则测交后代应出现两种表型,且比例为1∶1,B项正确。假说能解释F1自交产生3∶1分离比的现象,但是假说是否成立需要通过测交实验去验证,C、D两项错误。
2.在孟德尔的一对相对性状的杂交实验中,F2高茎豌豆与矮茎豌豆的数量比接近3∶1,最关键的原因是( )
F1高茎豌豆形成两种配子,两种配子的比例为1∶1,这是F2中高茎豌豆与矮茎豌豆的数量比接近3∶1的关键。
3.(2022浙江卷)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
让该紫茎番茄自交,若为纯合子,则子代均为紫茎,若为杂合子,则子代中紫茎∶绿茎=3∶1,A项不符合题意。若该紫茎番茄为纯合子,与绿茎番茄杂交,则子代全为紫茎,若该紫茎番茄为杂合子,与绿茎番茄杂交,则子代中紫茎∶绿茎=1∶1,B项不符合题意。无论该紫茎番茄是纯合子还是杂合子,与纯合紫茎番茄杂交,子代均为紫茎,C项符合题意。若该紫茎番茄为纯合子,与杂合紫茎番茄杂交,子代均为紫茎,若该紫茎番茄为杂合子,与杂合紫茎番茄杂交,子代中紫茎:绿茎=3∶1,D项不符合题意。
典型例题下列有关遗传的基本概念或名称的叙述,错误的是( )A.表型是指生物个体表现出来的性状B.相对性状是指一种生物的同一种性状的不同表现类型C.等位基因是指位于同源染色体同一位置上控制相对性状的基因D.性状分离是指杂合子之间的杂交后代出现不同基因型个体的现象
性状分离是指在杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象。
整合构建1.相同基因、等位基因与非等位基因(1)相同基因:同源染色体相同位置上控制同一性状的基因。如图中A和A。(2)等位基因:同源染色体的同一位置上控制相对性状的基因。如图中B和b、C和c、D和d都是等位基因。(3)非等位基因:非等位基因有两种情况。一种是位于非同源染色体上的非等位基因,遵循自由组合定律,如图中A和D;还有一种是位于同源染色体上的非等位基因,不遵循自由组合定律,如图中A和b。
2.与交配方式相关的概念及其作用
3.核心概念间的联系
训练突破1.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.测交可以用来判断一对相对性状的显隐性,自交不能C.自交可以用于显性优良性状品种的培育过程D.自交和测交都不能用来验证分离定律和自由组合定律
自交和测交均可以用来判断某一显性个体的基因型。自交可以用来判断一对相对性状的显隐性,但测交不可以用来判断一对相对性状的显隐性。自交子代可能发生性状分离,所以自交可用于淘汰隐性个体,提高显性基因的频率,即可用于显性优良性状品种的培育过程。自交和测交均能用来验证分离定律和自由组合定律。
2.下列关于遗传学的基本概念的叙述,正确的是( )A.D和D,d和d,D和d都是等位基因B.隐性性状是指生物体不能表现出来的性状C.相同环境下,表型相同,基因型一定相同D.人的五指和多指是一对相对性状
等位基因是位于一对同源染色体的同一位置上控制相对性状的基因,如D和d,而D和D、d和d是相同的基因,不是等位基因。隐性性状是指杂种子一代不能表现出来的性状,隐性纯合子表现隐性性状;在完全显性的情况下, AA和Aa表型相同,故表型相同,基因型不一定相同。
典型例题家鼠的灰毛和黑毛由一对等位基因控制,灰毛对黑毛为显性。现有一只灰毛雌鼠(M),为了确定M是纯合子还是杂合子(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
若子代出现黑毛鼠,无论比例如何,都说明M不可能是纯合子,则M一定是杂合子。若子代全为灰毛鼠,由于子代数目较少,则M可能是纯合子,也可能是杂合子。
整合构建1.显隐性性状的判断(1)根据子代性状判断①具有相对性状的纯合亲本杂交,若子代只表现一种性状,则子代所表现的性状为显性性状,未表现的性状为隐性性状。②具有相同性状的亲本杂交,若子代表现出不同的性状,则子代所表现的新性状为隐性性状。(2)根据子代性状分离比判断具有一对相对性状的亲本杂交,若F2性状分离比为3∶1,则所占比例较大的性状为显性性状。
(3)根据遗传系谱图进行判断双亲表现正常,后代出现患者,则致病性状为隐性性状,如图甲所示;双亲表现患病,后代出现“正常”,则致病性状为显性性状,如图乙所示。
2.纯合子与杂合子的判断(1)自交法此法主要用于植物纯合子与杂合子的判定,而且是最简便的方法。
(2)测交法此法动物和植物都适用。待测个体为雄性动物时,应注意与多个隐性雌性个体交配,以产生更多的后代个体,使结果更有说服力。
(3)单倍体育种法(此法只适用于植物)
(4)花粉鉴定法非糯性与糯性水稻的花粉遇碘液呈现不同的颜色。如果花粉有两种,且比例为1∶1,则被鉴定的亲本为杂合子;如果花粉只有一种,则被鉴定的亲本为纯合子。此法只适用于一些特殊的植物(如水稻等)。
3.推断个体基因型、表型的方法(1)由亲代推断子代的基因型与表型(正推型)
(2)由子代推断亲代的基因型与表型(逆推型)①隐性纯合突破法:若子代出现隐性性状,相应子代的基因型一定是aa,其中一个a来自父本,另一个a来自母本。②子代分离比推断法
4.杂合子连续自交的概率计算(1)杂合子Dd连续自交n代(如图1所示),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)。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第一步,构建杂合子自交且逐代淘汰隐性个体的图解。
第二步,依据图解推导相关公式。杂合子Aa连续自交,其中隐性个体的存在对其他两种基因型的个体数之比没有影响,可以按照杂合子连续自交进行计算,最后去除隐性个体即可,因此可以得出:连续自交n代,显性个体中,纯合子的比例为(2n-1)/(2n+1),杂合子的比例为2/(2n+1)。
训练突破1.番茄果实的颜色由一对基因A、a控制,下表是关于番茄果实颜色的3个杂交实验及其结果。下列分析正确的是( )A.番茄的果实颜色中,黄色为显性性状B.实验1的亲本基因型:红果为AA,黄果为aaC.实验2的F1中红果番茄均为杂合子D.实验3的F1中黄果番茄的基因型可能是Aa或AA
由实验2可知,红果与黄果杂交,后代只出现红果没有黄果,说明黄色为隐性性状,红色为显性性状,A项错误。实验1的子代表型及比例为红果∶黄果≈1∶1,则实验1的亲本中红果的基因型为Aa,黄果的基因型为aa,B项错误。实验2的亲本中红果的基因型为AA,黄果的基因型为aa,实验2的F1中红果番茄均为杂合子,C项正确。因为黄色为隐性性状,所以实验3的F1中黄果番茄的基因型为aa,D项错误。
2.基因型为Bb的玉米自交后所结的一个玉米穗上结出700多粒种子(F1),挑选F1植株中的显性个体均分为两组,甲组自交,乙组自由交配。下列有关两组所产子代的分析,错误的是( )A.甲组中隐性个体占1/6,乙组中隐性个体占1/9B.两组的纯合子所占比例均分别高于其杂合子所占比例C.两组的子代中,基因型为Bb的个体所占比例不同D.基因B在两组子代中的基因频率不同
基因型为Bb的玉米自交,后代基因型为1/4BB、1/2Bb、1/4bb,显性个体中基因型及比例为1/3BB、2/3Bb。甲组自交,后代中隐性个体bb占(2/3)×(1/4)=1/6;乙组自由交配,两种配子比例(基因频率)为2/3B、1/3b,后代中隐性个体bb占(1/3)×(1/3)=1/9,A项正确。甲组自交,后代中杂合子Bb占(2/3)×(1/2)=1/3,则纯合子占1-1/3=2/3;乙组自由交配,后代中杂合子Bb占2×(2/3)×(1/3)=4/9,则纯合子占1-4/9=5/9,两组的纯合子所占比例均分别高于其杂合子所占比例,B项正确。两组的子代中,基因型为Bb的个体所占比例不同,C项正确。由于没有选择作用,基因B在两组子代中的基因频率均为2/3,D项错误。
3.某两性花植物的紫花与红花是一对相对性状,且为由单基因(D、d)控制的完全显性遗传。现以一株紫花植株和一株红花植株为实验材料,设计了如下实验方案(后代数量足够多),以鉴别该紫花植株的基因型。(1)该实验设计原理遵循基因的 定律。 (2)完善下列实验设计。第一步, (填选择的亲本及交配方式); 第二步,让紫花植株与红花植株杂交。(3)实验结果预测:①若第一步出现性状分离,说明紫花植株为 (填“纯合子”或“杂合子”);若未出现性状分离,说明紫花植株的基因型为 。②若第二步后代全部为紫花,则紫花植株的基因型为 ;若后代全部为红花或出现红花,则紫花植株的基因型为 。
答案:(1)分离(2)紫花植株自交(3)①杂合子 DD或dd ②DD dd或Dd解析:根据实验结果预测中的①可知,第一步是让紫花植株自交,根据后代是否出现性状分离判断紫花是否为纯合子。如果后代全部为紫花,则紫花植株为纯合子,基因型是DD或dd;如果后代出现性状分离,则紫花植株为杂合子。第二步是将紫花植株与红花植株杂交,如果后代全部为紫花,则紫花植株的基因型为DD;如果全部为红花或出现红花,则紫花植株的基因型为dd或Dd。
高考真题剖析【例题1】 (2019全国Ⅲ卷)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1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、0B.250、500、250C.500、250、0D.750、250、0
核心素养考查点剖析:本题以某动物的繁殖为载体,综合考查对基因分离定律的理解和应用,较好地考查了“科学思维”这一学科素养。答案:A解析: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,则可产生1 000个受精卵。由于配子随机结合,产生的受精卵的基因型及其比例为1/4BB、2/4Bb和1/4bb,所以数目分别为250、500和250。基因型为bb的受精卵全部死亡,则理论上该群体的子一代中基因型为BB、Bb、bb的个体的数目依次为250、500、0。
【例题2】 (2023全国甲卷)水稻的某病害是由某种真菌(有多个不同菌株)感染引起的。水稻中与该病害抗性有关的基因有3个(A1、A2、a):基因A1控制全抗性状(抗所有菌株),基因A2控制抗性性状(抗部分菌株),基因a控制易感性状(不抗任何菌株),且A1对A2为显性、A1对a为显性、A2对a为显性。现将不同表现型的水稻植株进行杂交,子代可能会出现不同的表现型及其分离比。下列叙述错误的是( )A.全抗植株与抗性植株杂交,子代可能出现全抗∶抗性=3∶1B.抗性植株与易感植株杂交,子代可能出现抗性∶易感=1∶1C.全抗植株与易感植株杂交,子代可能出现全抗∶抗性=1∶1D.全抗植株与抗性植株杂交,子代可能出现全抗∶抗性∶易感=2∶1∶1
核心素养考查点剖析:本题以常见生物“水稻”为载体,综合考查复等位基因以及基因的分离定律,较好地考查了“科学思维”这一学科素养。答案:A
解析:分析题干可知全抗植株的基因型有A1A1、A1A2、A1a,抗性植株的基因型有A2A2、A2a,易感植株的基因型为aa。全抗植株与抗性植株杂交,共有六种可能的情况:A1A1×A2A2,子代基因型均为A1A2,均为全抗植株; A1A1×A2a,子代基因型及其比例为A1A2∶A1a=1∶1,均为全抗植株; A1A2×A2A2,子代基因型及其比例为A1A2∶A2A2=1∶1,全抗∶抗性=1∶1; A1A2×A2a,子代基因型及其比例为A1A2∶A1a∶A2A2∶A2a=1∶1∶1∶1,全抗∶抗性=1∶1;A1a×A2A2,子代基因型及其比例为A1A2∶A2a=1∶1,全抗∶抗性=1∶1;A1a×A2a,子代基因型及其比例为A1A2∶A1a∶A2a∶aa= 1∶1∶1∶1,全抗∶抗性∶易感=2∶1∶1,A项错误,D项正确。
抗性植株与易感植株杂交,共有两种可能的情况:A2A2×aa,子代基因型均为A2a,均为抗性植株;A2a×aa,子代基因型及其比例为A2a∶aa=1∶1,抗性∶易感=1∶1,B项正确。全抗植株与易感植株杂交,共有三种可能的情况:A1A1×aa,子代基因型均为A1a,均为全抗植株;A1A2×aa,子代基因型及其比例为A1a∶A2a=1∶1,全抗∶抗性=1∶1;A1a×aa,子代基因型及其比例为A1a∶aa=1∶1,全抗∶易感=1∶1,C项正确。
典题训练1.已知果蝇的长翅和截翅由一对等位基因控制。多只长翅果蝇进行单对交配(每个瓶中有一只雌果蝇和一只雄果蝇),子代果蝇中长翅∶截翅=3∶1。据此无法判断的是( )A.长翅是显性性状还是隐性性状B.亲代雌蝇是杂合子还是纯合子C.该等位基因位于常染色体还是X染色体上D.该等位基因在雌蝇体细胞中是否成对存在
由题意可知,多只长翅果蝇进行单对交配,子代果蝇中长翅∶截翅=3∶1,子代中出现了亲代不具有的性状(截翅),由此可判断长翅为显性性状,截翅为隐性性状,A项不符合题意。隐性性状只有隐性基因纯合时才能表现,若控制该性状的基因位于常染色体上,则子代截翅果蝇的隐性基因来自双亲,双亲都为杂合子;若控制该性状的基因只位于X染色体上,则子代中截翅果蝇的隐性基因来自亲本中的雌性个体,雌性亲本为杂合子,雄性亲本为纯合子;若控制该性状的基因位于X染色体和Y染色体的同源区段上,则子代截翅果蝇的隐性基因来自双亲,双亲都为杂合子,B项不符合题意。控制该性状的基因无论是位于常染色体上,还是位于X染色体上,子代果蝇中长翅∶截翅都是3∶1,所以无法判断该等位基因位于常染色体还是X染色体上,C项符合题意。不管该等位基因位于常染色体上,位于X染色体和Y染色体的同源区段上,还是只位于X染色体上,该等位基因在雌蝇体细胞中都成对存在,D项不符合题意。
2.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∶1④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④C.②或③D.③或④
让植株甲进行自花传粉,子代出现性状分离,说明植株甲为杂合子,杂合子表现为显性性状,新出现的性状为隐性性状,①符合题意;用植株甲给另一全缘叶植株授粉,子代均为全缘叶,说明双亲可能都是纯合子,也可能一方为杂合子,另一方为显性纯合子,因此不能判断植株甲为杂合子,②不符合题意;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,只能说明一个亲本为杂合子,另一个亲本为隐性纯合子,无法判断哪一个是杂合子,③不符合题意;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,可判断亲本均为杂合子,④符合题意。
3.(2021全国乙卷)某种二倍体植物的n个不同性状由n对独立遗传的基因控制(杂合子表现显性性状)。已知植株A的n对基因均杂合。理论上,下列说法错误的是( )A.植株A的测交子代会出现2n种不同表型的个体B.n越大,植株A测交子代中不同表型个体数目彼此之间的差异越大C.植株A测交子代中n对基因均杂合的个体数和纯合子的个体数相等D.n≥2时,植株A的测交子代中杂合子的个体数多于纯合子的个体数
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