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    高考生物一轮复习必修2第1章第1节孟德尔的豌豆杂交实验(一)课件
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    高考生物一轮复习必修2第1章第1节孟德尔的豌豆杂交实验(一)课件

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    这是一份高考生物一轮复习必修2第1章第1节孟德尔的豌豆杂交实验(一)课件,共60页。PPT课件主要包含了同一种,相对性状,显现出来,未显现出来,相同性状,非同源染色体,同源染色体,自花或同株异花,隐性纯合子,显性性状等内容,欢迎下载使用。

    第1节 孟德尔的豌豆杂交实验(一)
    考点一 基因分离定律的发现1.遗传的基本概念。
    ①相对性状:_______生物的__________性状的_______表现类型。
    ②显性性状:具有__________的两纯合亲本杂交,F1________
    ③隐性性状:具有_________的两纯合亲本杂交,F1_________
    ④性状分离:杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象。
    ①纯合子:遗传因子组成相同的个体。纯合子能够稳定遗传,自交后代________发生性状分离。②杂合子:遗传因子组成不同的个体。杂合子不能稳定遗传,自交后代_______发生性状分离。③表型:生物个体表现出来的性状。表型是基因型的表现形式,是基因型和________共同作用的结果。④基因型:与表型有关的基因组成。基因型是决定性状表现的________因素。
    ①显性基因:决定________性状的基因,如图中 A、B、C 和D。②隐性基因:决定________性状的基因,如图中 b、c 和 d。③相同基因:同源染色体相同位置上控制____________的基
    因,如图中 A 和 A。
    ④等位基因:同源染色体的_____位置上,控制着__________
    的基因。如 B 和 b、C 和 c、D 和 d。
    ⑤非等位基因:非等位基因有三种,一种是位于____________上的非等位基因,符合自由组合定律,如图中 A 和 D 等;一种是位于一对___________上的非等位基因,如图中 C 和 d 等;还有一种是位于一条染色体上的非等位基因,如图中 c 和 d 等。
    ①杂交:基因型_______的同种生物体之间相互交配。作用:Ⅰ.通过杂交将不同优良性状集中到一起,得到新品种;Ⅱ.通过后代性状表现,判断显、隐性性状。②自交:植物的________________受粉;基因型相同的动物个体间的交配。作用:Ⅰ.不断提高种群中纯合子的比例;Ⅱ.可用
    于植物纯合子、杂合子的鉴定。
    ③测交:杂合子与______________之间的一种特殊方式的杂交。作用:Ⅰ.测定 F1 的基因组成、产生的配子类型及其比例;Ⅱ.高等动植物纯合子、杂合子的鉴定。
    ④正交与反交:是相对而言的,正交中的父本和母本分别是反交中的母本和父本。作用:Ⅰ.常用于判断某待测性状的遗传是细胞核遗传还是细胞质遗传;Ⅱ.基因在常染色体上还是在性染色体上。
    ⑤自由交配(或随机交配):指在一个有性生殖的生物种群中,任何一个雌性或雄性个体与任何一个异性个体交配的机会均等。(计算时常用配子棋盘法或遗传平衡法)
    2.孟德尔遗传实验的科学方法。
    (1)豌豆作杂交实验材料的优点(相对玉米来说,缺点是需要人
    (2)人工异花传粉的步骤。
    (1)一对相对性状杂交实验的“假说—演绎”分析。
        随机 结合
    (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
    (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果进行验证。
    (2)基因的分离定律。
    “四法”验证基因的分离定律
    (1)自交法:自交后代的性状分离比为 3∶1,则符合基因的分离定律,由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制。(2)测交法:若测交后代的性状比例为 1∶1,则符合基因的分离定律,由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制。
    (3)花粉鉴定法:取杂合子的花粉,对花粉进行特殊处理后,用显微镜观察并计数,若花粉粒类型比例为 1∶1,则可直接验证基因的分离定律。
    (4)单倍体育种法:取花药离体培养,用秋水仙素处理单倍体幼苗并培育成植株,若植株有两种表型且比例为 1∶1,则符合基因的分离定律。
    考点二 基因分离定律的应用1.判断相对性状的显隐性。
    (1)根据定义判断(杂交法)。
    具有一对相对性状的两亲本杂交,后代只表现出一种性状,该性状为显性性状。(设 A、B 为一对相对性状)①若 A×B→A,则 A 为__________,B 为__________。②若 A×B→B,则 B 为__________,A 为__________。③若 A×B→既有 A,又有 B,则无法判断显隐性,只能采用
    (2)根据性状分离现象进行判断(自交法)。性状表现相同的两个亲本杂交(相当于自交),若后代出现性状分离,则新出现的性状为隐性性状,亲本的性状为显性性状。(设
    A、B 为一对相对性状)
    ①若 A 自交,后代中既有 A,又有 B,则 A 为____________,
    B 为____________。
    ②若 B 自交,后代中既有 A,又有 B,则 B 为____________,A 为____________。③
    (3)由亲代推断子代的基因型和表型(正推法)。
    (4)根据遗传系谱图进行判断。
    ①系谱图中“无中生有为隐性”,即双亲都没有患病而后代表现出的患病性状为______性状。如图甲所示,由该图可以判断
    ②“有中生无为显性”,即双亲都患病而后代出现没有患病的,患病性状为______性状。如图乙所示,由该图可以判断多指
    2.由子代推断亲代基因型(逆推法)。
    (1)填充法:先根据亲代性状表现写出能确定的基因,显性性状基因型可用 A_来表示,隐性性状基因型只有一种 aa。根据子代中一对基因分别来自两个亲本,推出未知部分即可。
    (2)隐性突破法:如果子代中有隐性个体存在,它往往是逆推过程中的突破口。因为隐性个体是纯合子 aa,基因只能来自父母双方,因此亲代基因型中必然都有一个 a。
    (3)分离比法:运用性状分离比直接逆推,如:
    3.鉴定个体的基因型(纯合子与杂合子的鉴别)。(1)测交法(在已确定显隐性性状的条件下)。待测个体×隐性纯合子→子代
    4.分离定律的概率计算(含自交与自由交配)。(1)用经典公式或分离比计算。
    (2)根据配子概率计算。①先计算亲本产生每种配子的概率。
    ②根据题目要求用相关的两种配子(♀、
    得出某一基因型个体的概率。③计算表型概率时,再将相同表型的个体概率相加即可。
    (3)自交的概率计算。
    (4)自由交配的概率计算。
    自由交配强调的是群体中所有个体进行随机交配,以基因型
    为 1/3AA,2/3Aa 的动物群体为例。
    分析:基因型为 1/3AA、2/3Aa 的雌、雄个体产生的雌、雄配子的基因型及概率均为 2/3A、1/3a,自由交配的后代情况列表如下:
    子 代 基 因 型 的 比 例 AA∶Aa∶aa = (4/9)∶(4/9)∶(1/9) =
    子代表型的比例 A_∶aa=(8/9)∶(1/9)=8∶1。
    既然自由交配又叫随机交配,是指在一个进行有性生殖的种群中,一个雌性或雄性个体与任何一个异性个体交配的机会均等,故可采用列举法分析(如表所示)。
    解法三:运用遗传平衡定律法
    先根据“一个等位基因的频率=它的纯合子基因型频率+(1/2)×(杂合子基因型频率)”推知,A 的基因频率=1/3+(1/2)×(2/3)=2/3,a 的基因频率=1-(2/3)=1/3。然后根据遗传平衡定律可知,aa 的基因型频率=a 基因频率的平方=(1/3)2=1/9。
    5.分离定律的特殊比例。(1)不完全显性。
    ①F1 的性状表现介于显性和隐性的亲本之间的显性表现形式,如紫茉莉的花色遗传中,红色花(RR)与白色花(rr)杂交产生的F1 为粉红花(Rr),F1 自交后代有 3 种表型:红花、粉红花、白花,性状分离比为 1∶2∶1,图解如下:
    RR(红花)×rr(白花)↓Rr(粉红花)↓⊗1RR(红花)∶2Rr(粉红花)∶1rr(白花)
    ②不完全显性和共显性的比较
    ①配子致死:指致死基因在配子时期发生作用,从而不能形
    成有生活力的配子的现象。
    ②合子致死:指致死基因在胚胎时期或幼体阶段发生作用,
    从而不能形成活的幼体或个体的现象。
    ⅰ.隐性致死:隐性基因存在于同一对同源染色体上时,对个体有致死作用,如镰状细胞贫血症(红细胞异常,使人死亡);植物中的白化基因,使植物不能形成叶绿素,从而不能进行光合作用而死亡。
    ⅱ.显性致死:显性基因具有致死作用,如人的神经胶质症(皮肤畸形生长,智力严重缺陷,出现多发性肿瘤等症状)。显性致死又分为显性纯合致死和显性杂合致死,若为显性纯合致死,杂合子自交后代显∶隐=2∶1。
    复等位基因是指在一对同源染色体的同一位置上的等位基因有多个。复等位基因尽管有多个,但遗传时仍符合分离定律,彼此之间有显隐性关系,表现特定的性状,最常见的如人类 ABO 血型的遗传,涉及三个基因——IA、IB、i,组成六种基因型:IAIA、IAi、IBIB、IBi、IAIB、ii。
    生物的表型=基因型+环境,受环境影响,表型与基因型不相符。如果蝇长翅(V)和残翅(v)的遗传受温度的影响,其表型、基因型与环境的关系如下表:
    设计实验确认隐性个体是“vv” 的纯合子还是“Vv” 的表
    【基础测评】1.易错诊断
    (1)杂合子中的等位基因均在形成配子时分离。(
    (2)相对性状分离是由同源染色体上的等位基因分离导致的。
    (3)完成人工授粉后仍需套上纸袋以防自花授粉。(
    (4)杂交育种过程中连续自交并选择显性纯合子,不会影响基
    (5)孟德尔设计测交实验的目的是判断 F1 是否为杂合子。
    答案:(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)×
    2.玉米是雌雄同株异花的植物,籽粒黄色对白色为显性。若有
    一粒黄色玉米,判断其基因型简便的方案是(
    A.用显微镜观察该玉米细胞中的同源染色体,看其上是否携带等位基因B.种下玉米后让其作母本与白色玉米植株杂交,观察果穗上的籽粒颜色C.种下玉米后让其做亲本进行同株异花传粉,观察果穗上的籽粒颜色D.种下玉米后让其做亲本进行自花授粉,观察果穗上的籽粒颜色答案:C
    3.在孟德尔基因分离定律发现过程中,“演绎推理”过程指的
    A.提出“生物的性状是由成对的遗传因子决定的”B.根据 F2 的性状分离比,提出“生物体产生配子时成对的遗传因子彼此分离”C.根据成对遗传因子分离的假说,推断出 F2 有三种基因型且比例为 1∶2∶1D.根据成对遗传因子分离的假说,设计测交实验并推断测交后代会出现两种性状且比例为 1∶1答案:D
    4.玉米为雌雄同株异花植物,既可以自交也可以杂交。籽粒的甜和非甜为一对相对性状,现将甜粒玉米和非甜粒玉米间行种植(两种玉米均只有一种基因型),发现两种玉米果穗上均有甜和非甜
    两种玉米籽粒。下列叙述正确的是(
    A.该结果无法判断亲本中显性个体的基因型是否为纯合子B.两种玉米果穗上的显性性状籽粒均有两种基因型C.种植甜和非甜果穗上收获的种子,长成的植株自交,可根据子代表型判断显隐性D.若非甜为显性性状,种植两种果穗上的非甜玉米种子,长成的植株自交,F1 均出现 3∶1 的分离比答案:C
    考向 1 遗传学相关概念及研究方法[典例 1](2022 年浙江月考)孟德尔杂交试验成功的重要因素之一是选择了严格自花授粉的豌豆作为材料。自然条件下豌豆大多
    数是纯合子,主要原因是(
    A.杂合子豌豆的繁殖能力低B.豌豆的基因突变具有可逆性C.豌豆的性状大多数是隐性性状D.豌豆连续自交,杂合子比例逐渐减小
    解析:豌豆在自然状态下只能进行自交,而连续自交可以提高纯合子的纯合度。因此,野生豌豆经过连续数代严格自花授粉后,纯合子比例逐渐增大,杂合子比例逐渐减小。
    【考向集训】1.(2022 年浙江 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:让该紫茎番茄自交,如果后代发生性状分离,则该紫茎番茄为杂合子;如果后代不发生性状分离,则该紫茎番茄很可能为纯合子,A 正确。让该紫茎番茄与绿茎番茄杂交,如果后代出现绿茎番茄,则该紫茎番茄为杂合子;如果后代都是紫茎番茄,则该紫茎番茄很可能为纯合子,B 正确。让该紫茎番茄与纯合紫茎番茄杂交,不论紫茎番茄是杂合子还是纯合子,后代都是紫茎番茄,C 错误。让该紫茎番茄与杂合紫茎番茄杂交,如果后代出现绿茎番茄,则该紫茎番茄为杂合子;如果后代都是紫茎番茄,则该紫茎番茄很可能为纯合子,D 正确。
    考向 2 几种交配方式的应用[典例 2](2023 年广东广州大学附中三模)水稻的花属于两性花,水稻的花粉是否可育受到细胞质基因(S、N)和细胞核基因(R、r)共同控制。细胞核的不育基因用 r 表示,可育基因用 R 表示,R对 r 完全显性;细胞质的不育基因用 S 表示,可育基因用 N 表示。细胞核可育基因(R)能够抑制细胞质不育基因(S)的表达。因此,当细胞质基因为 S 且细胞核基因型为 rr[记为 S(rr)]时,水稻才表现为雄性不育。袁隆平的“三系法”生产杂交水稻 S(Rr)生产过程如下
    图所示。根据题意,下列说法错误的是(
    A.保持系 B 的基因组成最可能是 N(rr),恢复系的基因组成最
    B.“三系法”杂交水稻的缺点是需要年年制杂交种
    C.基因(S、N)符合母系遗传规律,基因(R、r)遵循分离定律D.已知精子中几乎不含细胞质,所以 S(rr)自交时产生的精子
    解析:雄性的育性由细胞核基因和细胞质基因共同控制,基因型包括 N(RR)、N(Rr)、N(rr)、S(RR)、S(Rr)、S(rr),由于基因R 能够抑制基因 S 的表达,当细胞质中有基因 N 时,植株都表现为雄性可育,因此只有 S(rr)表现雄性不育,其他均为可育。不育系 A 基因型是 S(rr),它与保持系 B 的杂交子代都是不育系,且保持系 B 自交的子代都是保持系 B,因此可以推测保持系 B 的基因组成最可能是 N(rr)。用基因型为 N(RR)的品种作父本,与基因型为 S(rr)的雄性不育系杂交,才能使后代恢复可育性,所以恢复系
    的基因组成最可能是 N(RR),A 正确。生产出的杂交水稻 S(Rr)是杂合子,无法稳定遗传,因此需要年年制杂交种,B 正确。基因(S、 N)是细胞质基因,因此符合母系遗传规律,基因(R、r)是细胞核基因,位于一对同源染色体上的等位基因,因此遵循分离定律,C 正确。S(rr)是雄性不育,只能作母本,不能进行自交,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
    (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。
    【考向集训】2.(2022 年北京一模)为研究金鱼尾型遗传规律所做的杂交实
    验及结果如表。据此分析不能得出的结论是(
    A.双尾、三尾对单尾均为隐性性状
    B.决定金鱼尾型的基因位于常染色体上
    C.单尾×双尾组合中单尾亲本可能有杂合子D.金鱼尾型性状仅由一对等位基因控制
    解析:由题中表格可知,单尾和双尾杂交,后代单尾较多,说明单尾对双尾为显性,单尾与三尾杂交,后代都是单尾,说明单尾对三尾为显性,A 正确。由题中表格可知,单尾×三尾正反交结果相同,说明决定金鱼尾型的基因位于常染色体上,B 正确。
    单尾×双尾组合后代出现了少量的双尾,说明单尾亲本可能有杂合子,C 正确。不能判断金鱼尾型性状仅由一对等位基因控制,如受两对等位基因的控制也可以得到表中杂交结果,若受一对等位基因控制,则单尾可表示为 AA1、AA,双尾为 A1A1,三尾为A2A2,其中A对A1、A2为完全显性,若受两对等位基因控制,则单尾可表示为AABB、AABb(或 AABB、AaBB),双尾为AAbb(或aaBB),三尾为 aabb,D 错误。
    考向 3 显、隐性性状的判断
    [典例 3](2023 年河南安阳一模)小麦的多子房与单子房是一对相对性状,受一对等位基因控制。现有品系甲为纯合多子房小麦,品系乙为纯合单子房小麦,科研人员利用两品系进行如下实验:
    进一步研究发现,品系乙细胞由小麦细胞核和山羊草的细胞质构成,异源细胞质会抑制小麦细胞核中某些基因表达,且这种效应可以遗传给子代,但某种基因纯合的植株不受异源细胞质的
    影响。下列分析错误的是(
    A.据杂交Ⅱ实验的结果可判断小麦的多子房为显性性状B.杂交Ⅰ的 F2 单子房植株自交时,其后代可出现性状分离的
    C.杂交Ⅰ的 F1 与品系甲( )杂交,后代中多子房∶单子房=
    D.杂交Ⅱ的 F1 与品系乙( )杂交,后代中多子房∶单子房=
    解析:异源细胞质会抑制小麦细胞核中某些基因表达,而品系乙细胞由小麦细胞核和山羊草的细胞质构成,故应根据品系乙作父本的杂交组合进行分析,即根据杂交实验Ⅱ♀品系甲× 品系乙杂交,F1 均为单子房小麦,F2 中多子房∶单子房=3∶1,可知小麦的多子房为显性性状,A 正确。设相关基因是 A、a,则杂交 I 的品系甲基因型是 AA,乙是 aa,由于品系乙作母本,表现为抑制,F1基因型是Aa(表现为抑制效应,为单子房),F2为AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,其中单子房(Aa 和 aa)∶多子房(AA)=
    3∶1,F2 单子房植株自交时,其后代可出现性状分离的植株 Aa
    AA∶Aa=1∶1,由于该组合中的品系乙作母本,可表现出抑制效应,故后代中多子房(AA)∶单子房(Aa)=1∶1,C 正确。杂交Ⅱ的 F1(Aa)与品系乙( )(aa)杂交,子代中 Aa∶aa=1∶1,由于该组合中的品系乙作父本,不表现抑制效应,故后代中多子房(Aa)∶单子房(aa)=1∶1,后代中多子房∶单子房=1∶1,D 正确。
    【考向集训】3.(2022 年四川内江模拟)玉米籽粒的甜与非甜是由一对等位基因控制的相对性状。现有甜玉米植株甲与非甜玉米植株乙,下
    列交配组合中,一定能判断出该对相对性状显隐关系的是(
    ①甲自交 ②乙自交 ③甲(♀)×乙( )
    ④甲( )×乙(♀)
    解析:甲和乙的显隐关系未知,甲自交或者乙自交后代如果发生性状分离,可以判断显隐关系,如果后代没有发生性状分离,
    说明他们都是纯合子,因此可以甲(♀)×乙(
    进一步判断,因此一定能判断出该对相对性状显隐关系的是①和③、①和④、②和③、②和④。
    考向 4 自交与自由交配问题[典例 4](2023 年广东一模)果蝇的 3 号染色体上有一对等位基因 D(展翅)和 d(正常翅),但 DD 纯合致死。现将一定数目的展翅雌雄果蝇装入培养瓶中培养,个体间自由交配。则 F2 中基因 D 的
    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。
    (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。
    【考向集训】4.(2022 年广东华南师大附中模拟)已知基因型为 Aa 的大花瓣花的植株自交,其子代中大花瓣花∶小花瓣花∶无花瓣花=2∶1∶1。现有一个该植物种群,随机传粉若干代,Fn 的花瓣表
    型及数量关系如图所示,下列说法中正确的是(  )
    A.该相对性状中,大花瓣是显性
    B.Fn 中各种表型的出现是基因重组的结果C.Fn 中 A 的基因频率为 1/3
    D.其他条件不变的情况下,该植物种群的 Fn+1 代中三种表型
    解析:基因型为 Aa 的个体表现为大花瓣花,Aa 自交,其子代中大花瓣花∶小花瓣花∶无花瓣花=2∶1∶1,不能判断该相对性状中大花瓣的显隐性,A 错误。本题只涉及一对等位基因,不存在基因重组,Fn 中各种表型的出现是雌雄配子随机结合的结果,B 错误。假设一,小花瓣的基因型为 AA,无花瓣的基因型为 aa,根据图中信息可知,Fn 的花瓣的基因型及比例为 Aa∶AA∶aa=4∶4∶1,即 Aa 和 AA 的基因型频率均为 4/9,aa 的基因型频率为1/9,则 Fn 中 A 的基因频率 4/9×1/2+4/9=2/3;假设二,小花瓣
    的基因型为 aa,无花瓣的基因型为 AA,根据图中信息可知,Fn的花瓣的基因型及比例为 Aa∶aa∶AA=4∶4∶1,即 Aa 和 aa 的基因型频率均为 4/9,AA 的基因型频率为 1/9,则 Fn 中 A 的基因频率 1/9+4/9×1/2=1/3,由此可知,Fn 中 A 的基因频率为 1/3 或2/3,C 错误。由于随机传粉后代基因频率保持不变,其他条件不变的情况下,Fn+1 中 A 的基因频率也为 1/3 或 2/3,故该植物种群的 Fn+1 代中三种表型的比例保持不变,D 正确。
    考向 5 基因分离定律在实践中的应用[典例 5](2022 年海南高考)匍匐鸡是一种矮型鸡,匍匐性状基因(A)对野生性状基因(a)为显性,这对基因位于常染色体上,且 A基因纯合时会导致胚胎死亡。某鸡群中野生型个体占 20%,匍匐型个体占 80%,随机交配得到 F1,F1 雌、雄个体随机交配得到 F2。
    下列有关叙述正确的是(
    解析:匍匐鸡是一种矮型鸡,匍匐性状基因(A)对野生性状基因(a)为显性,这对基因位于常染色体上,且 A 基因纯合时会导致胚胎死亡。因此种群中只存在 Aa 和 aa 两种基因型的个体。A 基因纯合时会导致胚胎死亡,因此匍匐型个体 Aa 占 80%,野生型个
    中 AA=40%×40%=16%,Aa=2×40%×60%=48%,aa=
    5.(2023 年湖南常德一中模拟)科研人员研究玉米籽粒性状时发现,其饱满程度由大到小有饱满、中度饱满、干瘪等性状,为探究这些性状出现的原因,进行系列研究。回答下列问题。(1)玉米籽粒的饱满程度由位于同源染色体相同位置的 3 个基因(S、S1、S2)决定,这些等位基因的出现是________的结果,同时也体现了该变异具有__________特点。
    (2)科研人员分别利用野生型、突变体 1、突变体 2 进行研究,
    实验步骤及结果如图 1 所示。
    ①突变体 1 基因型为 S1S1,干瘪个体基因型为 S2S2,根据杂交 1、杂交 2 的结果,判断 S、S1、S2 之间的显隐性关系是_________________________________________。
    ②上述杂交实验说明控制籽粒饱满程度的基因遵循分离定律,证据是___________________________________________________________________________________________________。
    ③进一步研究发现,杂交 2 的子二代中方框内的“中等饱满”籽粒中约有三分之一饱满程度略高,从基因型差异的角度,解释出现该现象的原因:_____________________________________________________________________________________________。(3)科研人员推测突变体 1 籽粒中等饱满是由于基因 S 中插入一段 DNA 序列(BTA)导致。如图 2。检测野生型和突变体 1 的相关基因表达情况。已知 S 基因编码某种糖类转运蛋白,推测突变体 1 籽粒饱满程度降低的原因是____________________________________________________________________________________。
    解析:(1)等位基因是指位于一对同源染色体相同位置上控制同一性状不同形态的基因,等位基因的出现是基因突变的结果。一个基因可以向不同的方向发生突变(并不是任意方向),产生一个以上的等位基因,体现了基因突变的不定向性,因此同源染色体相同位置的 3 个基因(S、S1、S2 )体现了基因突变的不定向性。(2)①突变体1为中等饱满,基因型为S1S1,干瘪个体基因型为S2S2,据此可知,S1 决定中等饱满,S2 决定干瘪,因此 S 决定饱满,根据杂交 2 可知,饱满的后代出现中等饱满,说明 S 对 S1 显性,中
    等饱满的后代出现干瘪,说明 S1 对 S2 显性,因此 S、S1、S2 之间的显隐性关系是 S 对 S1 为显性,S1 对 S2 为显性。②杂交 2 中饱满籽粒自交后代出现饱满∶中等饱满=3∶1,中等饱满自交后代出现中等饱满∶干瘪=3∶1,说明控制籽粒饱满程度的基因遵循分离定律。③杂交2中等饱满自交后代出现中等饱满∶干瘪=3∶1,说明就中等饱满基因型为 S1S2 ,后代中等饱满基因型为 S1S1 和S1S2,由于 S1 基因的作用存在剂量效应或者 S1、S2 基因表现为不完全显性,S1S1 表现为中等饱满,S1S2 表现为低等饱满,因此杂
    交 2 的子二代中方框内的“中等饱满”籽粒中约有三分之一饱满程度略高。(3)突变体 1 籽粒中等饱满是由于基因 S 中插入一段DNA 序列(BTA),导致 S 基因突变,S 基因编码某种糖类转运蛋白,S 基因突变,糖类转运蛋白异常,糖类转运到籽粒中受限,该糖类可能是亲水性较强的糖类,籽粒中该糖类较少,吸水能力较弱,籽粒饱满程度降低。
    答案:(1)基因突变 不定向性
    (2)S 对 S1 为显性,S1 对 S2 为显性 (S>S1>S2)
    满籽粒自交后代出现饱满∶中等饱满=3∶1,中等饱满自交后代
    出现中等饱满∶干瘪=3∶1
    S1 对 S2 表现为不完全显性,S1S1 表
    现为中等满,S1S2 表现为低等饱满(3)BTA 插入基因 S 中导致 S 基因突变,糖类转运蛋白异常,糖类转运到籽粒中受限,籽粒饱满程度降低
    考向 6 异常分离比问题[典例 6](2021 年浙江月考)某种小鼠的毛色受 AY(黄色)、A(鼠色)、a(黑色)3 个基因控制,三者互为等位基因,AY 对 A、a 为完全显性,A 对 a 为完全显性,并且基因型 AYAY 胚胎致死(不计入
    个体数)。下列叙述错误的是(
    A.若 AYa 个体与 AYA 个体杂交,则 F1 有 3 种基因型B.若 AYa 个体与 Aa 个体杂交,则 F1 有 3 种表型C.若 1 只黄色雄鼠与若干只黑色雌鼠杂交,则 F1 可同时出现鼠色个体与黑色个体D.若 1 只黄色雄鼠与若干只纯合鼠色雌鼠杂交,则 F1 可同时出现黄色个体与鼠色个体
    解析:若 AYa 个体与 AYA 个体杂交,由于基因型 AYAY 胚胎致死,则 F1 有 AYA、AYa、Aa 共 3 种基因型,A 正确。若 AYa 个体与Aa个体杂交,产生的F1的基因型及表型有AYA(黄色)、AYa(黄色)、Aa(鼠色)、aa(黑色),即有 3 种表型,B 正确。若 1 只黄色雄鼠(AYA 或 AYa)与若干只黑色雌鼠(aa)杂交,产生的 F1 的基因型为AYa(黄色)、Aa(鼠色),或 AYa(黄色)、aa(黑色),不会同时出现鼠色个体与黑色个体,C 错误。若 1 只黄色雄鼠(AYA 或 AYa)与若干只纯合鼠色雌鼠(AA)杂交,产生的 F1 的基因型为 AYA(黄色)、AA(鼠色),或 AYA(黄色)、Aa(鼠色),则 F1 可同时出现黄色个体与鼠色个体,D 正确。
    【考向集训】6.(2022 年广东潮州二模)研究发现,R 基因是水稻的一种“自私基因”,它编码的毒性蛋白,对雌配子没有影响,但会导致同株水稻一定比例的不含该基因的花粉死亡,通过这种方式来改变后代分离比,使其有更多的机会遗传下去。现让基因型为 Rr 的水稻自交,F1 中三种基因型的比例为 RR∶Rr∶rr=3∶4∶1,F1 随机
    授粉获得 F2。下列说法错误的是(
    A.R 基因会使 2/3 的不含 R 的花粉死亡B.F1 产生的雌配子的比例为 R∶r=5∶3C.F2 中基因型为 rr 的个体所占比例为 1/16D.从亲本到 F2,R 基因的频率会越来越高
    解析:基因型为 Rr 的水稻自交,F1 中三种基因型的比例为RR∶Rr∶rr=3∶4∶1。根据题意,Rr 型会导致同株水稻一定比例的不含该基因的花粉死亡。分析可知,亲代 Rr 的 r 花粉有 2/3 死亡,则雄配子 r =1/2×1/3 =1/6 ;雄配子 R =1/2 =3/6 ,因为有2/3×1/2r(1/3r)死亡,所以最终雄配子 R=3/4,r=1/4。R 基因会使 2/3 的不含 R 的花粉死亡,A 正确。F1 中三种基因型的比例为RR∶Rr∶rr=3∶4∶1,则 RR=3/8,Rr=4/8,rr=1/8,故雌配子R=3/8+(1/2)× 4/8=5/8,雌配子 r=1/8+(1/2) × 4/8=3/8,即
    R∶r =5∶3 ,B 正确。F1 中三种基因型的比例为 RR∶Rr∶rr =3∶4∶1,则 RR=3/8,Rr=4/8,rr=1/8。可知,雌配子 R=5/8,雌配子 r=3/8。根据 Rr 型会导致同株水稻一定比例的不含该基因的花粉死亡,可知雄配子R=3/8+(1/2) × 4/8=5/8,雄配子r=1/8+(1/3)×(1/2)× 4/8=5/24,有 r=(2/3)×(1/2) × 4/8=4/24 死亡,故雄配子 R=3/4,雄配子 r=1/4,故雌雄配子随机结合,F2 中基因型为 rr 的个体所占比例为 3/8 ×1/4=3/32,C 错误。每一代都会有 r 基因的死亡,故 R 基因的频率会越来越高,D 正确。
    7.(2023 年贵州名校联盟联考)矮化育种是解决谷田倒伏的有效途径。突变体 si-dw4 是经过自然突变形成的一个矮秆突变体,该突变体连续种植多代,子代均表现为矮秆。科研人员以正常株高的纯合野生型植株为对照,对突变体的表型及遗传进行了系统分析。请回答下列问题。
    (1)突变体 si-dw4 与正常株高的野生型植株杂交,得到的 F1植株全部表现为正常株高,可判断该矮秆性状为______性状。F1植株自交,若 F2 植株的表型及比例为______________________,则可初步推测该相对性状由一对等位基因控制。
    (2)科研人员对突变体 si-dw4 和野生型植株的节间长度和数量进行调查分析,发现 si-dw4 和野生型植株的节间数量一致,推测基因突变可能影响了生长素或________(填激素名称)的信号转导。(3)现有一矮秆品种 A,其隐性矮秆基因 SiDW2 位于 3 号染色体上。请设计一次杂交实验,判断突变体 si-dw4 与品种 A 的矮化是否为同一基因突变的结果,简要写出实验方案及预期结果:___
    ________________________________________________________
    _______________________________________________________。除杂交实验外,还可通过__________方法进行更精准的判断。
    解析:(1)突变体 si-dw4 是经过自然突变形成的一个矮秆突变体,该突变体连续种植多代,后代均表现为矮秆,可确定该突变体为纯合子,与正常株高的野生型植株杂交,F1 均表现为正常株高,说明该矮秆性状为隐性性状。F1 植株自交,若 F2 植株的表型及比例为正常株高∶矮秆=3∶1,则可初步推测该相对性状由一对等位基因控制,且该对基因的遗传遵循分离定律。(2)科研人员对突变体 si-dw4 和野生型植株的节间长度进行调查分析,发现si-dw4 和野生型植株的节间数量一致,说明突变体的节间长度缩短,而生长素或赤霉素可促进细胞伸长,使节间长度增加,因此
    可推测突变体 si-dw4 由于基因突变影响了生长素或赤霉素的信号转导,导致节间长度缩短。(3)假设品种 A 的基因型为 aa,若突变体 si-dw4 与品种A的矮秆是同一基因突变的结果,则突变体si-dw4的基因型可表示为 ajaj,二者杂交后,子代基因型为 aaj,含有两个矮秆基因,依然表现为矮秆;若突变体 si-dw4 与品种 A 的矮秆不是同一基因突变的结果,则品种 A 的基因型可表示为 aaBB,突变体 si-dw4 的基因型可表示为 AAbb ,二者杂交子代基因型为AaBb,表现为正常株高。除杂交实验外,还可通过基因测序进行更精准的判断。
    答案:(1)隐性 正常株高∶矮秆=3∶1(2)赤霉素
    (3)将突变体si-dw4与品种A杂交,统计子代的表型及比例;若子代均表现为矮秆,则为同一基因突变的结果;若子代均表现为正常株高,则为不同基因突变的结果 基因测序
    性状分离比的模拟实验1.实验原理。
    (1)甲、乙两个小桶分别代表________________。
    (2)甲、乙小桶内的彩球分别代表____________。(3)用不同彩球的随机组合,模拟生物在生殖过程中,雌、雄
    配子的___________。
    (1)在甲、乙两个小桶中放入_____________各 10 个。(2)摇动两个小桶,使小桶内的彩球_____________。
    (3)分别从两个桶内__________抓取一个彩球,__________在一起,记下两个彩球的____________。(4)将抓取的彩球放回原来的小桶内,摇匀。(5)按步骤(3)和(4)重复做 30 次以上。3.实验结果:彩球组合类型及数量比为 DD∶Dd∶dd≈
    __________。
    ①为了确保样本数目足够多,重复次数越多,实
    验结果越准确。②在生物体的生殖过程中,一般是雄配子的数量远多于雌配子的数量,因此,两个小桶中的彩球数量可以不相等。
    [典例](2023 年广东惠州质检)学习小组进行孟德尔杂交试验的模拟实验:下图①和③代表雌性生殖器官,②和④代表雄性生殖器官。实验时从布袋中随机抓取一个小球,记录后将小球放回
    原布袋并混匀,重复多次操作。下列有关分析错误的是(
    A.从①或②中随机抓取一个小球,可模拟基因的分离定律B.若布袋内小球数量较多,抓取小球记录后可以不将小球放
    C.从①和②中各随机抓取一个小球并组合,重复多次可模拟
    D.从①和③(或②和④)中各随机抓取一个小球并组合,可模拟
    解析:从①或②中随机抓取一个小球,可模拟一对等位基因的分离,A 正确。若布袋内小球数量较多,抓取小球记录后也要将小球放回原布袋,B 错误。①代表雌性生殖器官产生 B、b 配子,②代表雄性生殖器官产生 B、b 配子,从①和②中各随机抓取一个小球并组合,重复多次可模拟后代性状分离比,C 正确。从①和③(或②和④)中各随机抓取一个小球并组合,可模拟不同等位基因自由组合,D 正确。
    【举一反三】(2023 年山东济南模拟)在进行“性状分离比的模拟实验”时,某实验小组的数据和比例严重偏离了一对相对性状的分离比
    (3∶1)。下列有关偏离原因的讨论,错误的是(
    A.可能该小组所获得的实验数据太少B.实验过程中桶内的两种小球没有混合均匀C.一个小桶中小球总数比另一个小桶中小球总数多D.其中一个小桶中 D 小球的数目比 d 小球的数目要多
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