2020版高考生物一轮复习 教学案(打包10套)苏教版必修2
更新时间:2024-02-27 16:23:01 阅读量: 综合文库 文档下载
第1讲 孟德尔的豌豆杂交实验(一)
[考纲展示] 1.孟德尔遗传实验的科学方法(Ⅱ) 2.基因的分离定律(Ⅱ) 3.基因与性状的关系(Ⅱ)
考点一| 一对相对性状的豌豆实验及基因的分离定律
1.孟德尔遗传实验的科学方法 (1)豌豆作为实验材料的优点:
①自花传粉且闭花受粉,自然状态下一般为纯种。 ②具有稳定遗传且易于区分的相对性状。 ③花大、易去雄蕊和人工授粉。 (2)用豌豆做杂交实验的操作要点:
2.一对相对性状的杂交实验 观察现象,发现问题——实验过程:
实验过程 说明 P(亲本) 紫花×白花 ①P具有相对性状 ↓ ②F1全部表现为显性性状 1
F1(子一代) 紫花 ↓? F2(子二代) 性状:紫花∶白花 比例: 3∶1 3.对性状分离现象的解释——提出假说 ③F2出现性状分离现象,分离比为显性∶隐性≈3∶1
由此可见,F2性状表现及比例为3紫花∶1白花,F2的基因型及比例为AA∶Aa∶aa=1∶2∶1。
4.对分离现象解释的验证
(1)方法:测交实验,即F1与隐性纯合子杂交。
(2)原理:隐性纯合子只产生一种含隐性遗传因子的配子。 (3)目的:验证孟德尔假设的遗传因子的传递规律。 (4)推理过程:
(5)结果与结论:让F1紫花豌豆与白花豌豆测交,发现后代紫花与白花的比例约为1∶1,说明F1产生的配子A和a的比为1∶1,因此F1为杂合子Aa,证明孟德尔的解释是正确的。
5.基因的分离定律
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6.分离定律的应用 (1)农业生产:指导杂交育种
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:分析单基因遗传病的基因型和发病率;为禁止近亲结婚和进行遗传咨询提供理论依据。
[判断与表述]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)孟德尔在豌豆开花时进行去雄和授粉,实现亲本的杂交。(×) 提示:豌豆是闭花受粉,去雄应在豌豆开花前。
(2)F1测交子代表现型及比例直接真实地反映出F1产生的配子的种类及比例,其根本目的是为了验证当时孟德尔假设的遗传因子的传递规律。(√)
(3)“F1(Dd)产生两种数量相等的雌(雄)配子(D和d)”属于推理内容。(√) (4)孟德尔在检验假设阶段进行的实验是F1的自交。(×) 提示:检验假说阶段进行的是测交。
(5)F1产生的雌配子和雄配子的比例为1∶1。(×) 提示:雄配子远多于雌配子。
(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。(√) (7)基因分离定律的细胞学基础是减数第一次分裂时染色单体分开。(×) 提示:基因分离定律的细胞学基础是减数第一次分裂时同源染色体分离。 2.思考回答(规范表述)
(1)测交法可用于检测F1基因型的关键原因是什么?
提示:孟德尔用隐性纯合子对F1进行测交实验,隐性纯合子只产生一种含隐性基因的配子,分析测交后代的性状表现及比例即可推知被测个体产生的配子种类及比例,从而检测F1的基因型。
(2)某农场养了一群马,有栗色马和白色马。已知栗色基因(B)对白色基因(b)呈完全显
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性。育种工作者从中选出一匹健壮的栗色公马,请你根据毛色这一性状设计实验方案鉴定它是杂种还是纯种。
提示:①让该栗色公马与多匹白色母马配种,然后统计子代马的毛色。 ②a.如果测交后代既有栗色马又有白色马,则说明该栗色马是杂合子。 b.如果测交后代都是白色马,则也说明该栗色马是杂合子。 c.如果测交后代都是栗色马,则说明该栗色马一般是纯合子。
1.科学的研究方法——假说—演绎法
2.基因分离定律的细胞学基础(如图所示)
(1)定律实质:等位基因随同源染色体的分开而分离。 (2)发生时间:减数第一次分裂后期。 (3)适用范围
①真核生物有性生殖的细胞核遗传。 ②一对等位基因控制的一对相对性状的遗传。 3.分离定律核心概念间的联系
◎考法1 考查孟德尔实验的科学方法
1.(2018·菏泽期中)有关孟德尔遗传基本定律发现的叙述正确的是(
)
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A.在“一对相对性状的遗传实验”中提出了基因的概念
B.做了多组相对性状的杂交实验的性状分离比均接近3∶1,以验证其假设 C.“测交实验”是对推理过程及结果进行的检验
D.“生物性状是由遗传因子决定的;体细胞中遗传因子成对存在”属于演绎的内容 C [孟德尔在“一对相对性状的遗传实验”中没有提出基因的说法,只提出了生物性状是由遗传因子决定的,A错误;孟德尔在豌豆杂交实验中,利用多对相对性状进行杂交,都发现F2出现了3∶1的性状分离比,这是他进行假说演绎提出的问题,而验证其假设是通过测交实验进行的,B错误;“测交实验”是根据假说进行演绎推理,是对推理过程及结果进行的检验,看真实的实验结果与理论预期是否一致,证明假说是否正确,C正确;“生物性状是由遗传因子决定的;体细胞中遗传因子成对存在;受精时,雌雄配子随机结合”属于假说内容,D错误。]
2.(2019·邢台高三质检)下列有关孟德尔豌豆杂交实验的叙述,正确的是( ) A.授粉前,对母本进行套袋的目的是防止豌豆自交 B.受精时,雌雄配子随机结合是假说中最核心的内容 C.孟德尔通过演绎推理过程,证明了其假说的正确性 D.产生配子时,成对的遗传因子彼此分离是分离定律的实质
D [授粉前,对母本进行套袋的目的是防止外来花粉的干扰,A项错误;受精时,雌雄配子随机结合是假说的内容之一,但不是假说中最核心的内容,假说的核心内容是产生配子时,成对的遗传因子彼此分离,B项错误;孟德尔通过测交实验证明了其假说的正确性,C项错误;产生配子时,成对的遗传因子彼此分离是分离定律的实质,D项正确。]
◎考法2 考查基因分离定律的实质和验证
3.(2019·聊城月考)下图为基因型为Aa的生物自交产生后代的过程,基因的分离定律发生于( )
①②③Aa――→1A∶1a――→配子间的4种结合方法――→子代中3种基因型、2种表现型 A.① C.③
B.② D.①②
A [基因分离定律是生物体产生配子的过程中形成的规律,所以应发生在①过程中。] 4.(2019·山师大附中检测)玉米的花粉有糯性(B)和非糯性(b)两种,非糯性花粉遇碘液变蓝色,糯性花粉遇碘液变棕色;玉米的高茎(D)对矮茎为显性(d)。下列不能用于验证基因的分离定律的是( )
A.用碘液检测基因型为Bb的植株产生的花粉,结果是一半显蓝色,一半显棕色 B.基因型为Dd的植株自交,产生的子代中矮茎植株占1/4 C.杂合的高茎植株和矮茎植株杂交,子代表现型的比例为1∶1 D.纯合的高茎植株和矮茎植株杂交,子代全为高茎
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D [用碘液检测基因型为Bb的植株产生的花粉,结果是一半显蓝色,一半显棕色,说明B基因和b基因分离;基因型为Dd的植株自交,产生的子代中矮茎植株占1/4,说明高茎和矮茎的比例是3∶1,验证了等位基因分离;杂合的高茎植株和矮茎植株杂交,子代表现型的比例为1∶1,验证了等位基因分离;纯合的高茎植株和矮茎植株杂交,子代全为高茎,不能验证基因的分离定律。]
[解题指导] “三法”验证基因分离定律
1.自交法:自交后代的性状分离比为3∶1(不完全显性1∶2∶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:若测交后代的性状分离比为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。
考点二| 基因分离定律应用的重点题型
◎考法1 显、隐性性状的判断与实验设计方法 [解题指导]
1.根据子代表现型判断显隐性
2.设计杂交实验判断显隐性
1.(2019·山东实验中学检测)玉米的甜和非甜是一对相对性状,随机取非甜玉米和甜玉米进行间行种植,如图一定能够判断甜和非甜的显隐性关系的是( )
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A B C D
C [A选项中,当非甜和甜玉米都是纯合子时,不能判断显隐性关系。B选项中,当其中有一个植株是杂合子时不能判断显隐性关系。C选项中,非甜玉米与甜玉米杂交,若后代只出现一种性状,则该性状为显性;若出现两种性状,则说明非甜玉米和甜玉米中有一个是杂合子,有一个是隐性纯合子,此时非甜玉米自交,若出现性状分离,则说明非甜玉米是显性性状;若没有出现性状分离,说明非甜玉米是隐性纯合子。D选项中,若后代有两种性状,则不能判断显隐性关系。]
2.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
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(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,请帮助预测实验结果及得出相应结论。
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解析:(1)甲同学是利用自交方法判断显隐性,即设置相同性状的亲本杂交,若子代发生性状分离,则亲本性状为显性性状;若子代不出现性状分离,则亲本为显性纯合子或隐性纯合子,可再设置杂交实验判断,杂交后代表现出的性状为显性性状。(2)乙同学利用杂交实验判断显隐性,若杂交后代只表现出一种性状,则该性状为显性;若杂交后代同时表现两种性状,则不能判断显隐性性状。
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
◎考法2 纯合子与杂合子的判断
[解题指导] “四法”判断纯合子与杂合子
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1.自交法——主要用于植物,且是最简便的方法
2.测交法——待测动物若为雄性,应与多只隐性雌性交配,以产生更多子代
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。
3.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
D [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”,说明灰身对黑身为显性,且乙瓶中的灰身为显性纯合子(BB),乙瓶中的黑身为隐性纯合子(bb),甲瓶中的个体全为灰身,若甲是亲代,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,则为Bb,表现为灰身,D正确。]
4.(2018·河北邯郸摸底)老鼠毛色有黑色和黄色之分,这是一对相对性状。请根据下面三组交配组合,判断四个亲本中是纯合子的是( )
交配组合 ① ② ③ 甲(黄色)×乙(黑色) 甲(黄色)×丙(黑色) 甲(黄色)×丁(黑色) 子代表现型及数目 12(黑)、4(黄) 8(黑)、9(黄) 全为黑色 8
A.甲和乙 B.乙和丙 C.丙和丁 D.甲和丁
D [根据交配组合③:甲(黄色)×丁(黑色)→后代全为黑色,说明黑色相对于黄色为显性性状(用A、a表示相应性状),且甲的基因型为aa,丁的基因型为AA;甲(黄色)×乙(黑色)→后代出现黄色个体,说明乙的基因型为Aa;甲(黄色)×丙(黑色)→后代出现黄色个体,说明丙的基因型为Aa。由此可见,甲和丁为纯合子。故本题选D。]
[技法总结] 亲、子代基因型、表现型的推导 1.逆推法确定双亲基因型
解答此类问题分三步:①判断性状的显隐性。②写出可能的基因型,列出遗传分析图解。③以遗传图解中出现的隐性纯合子为突破口推断双亲基因型。
2.正推法确定子代表现型及其概率的思路
亲代基因型→双亲配子类型及其概率→子代基因型及其概率→子代表现型及其概率,也可依据遗传图解进行推导。
◎考法3 遗传概率计算 [解题指导]
1.用经典公式或分离比计算 某性状或基因型数(1)概率=×100%。
总组合数(2)根据分离比计算:
AA、aa出现的概率各是1/4,Aa出现的概率是1/2,显性性状出现的概率是3/4,隐性性状出现的概率是1/4,显性性状中杂合子的概率是2/3。
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(♀、♂)配子的概率相乘,即可得出某一基因型的个体的概率。
(3)计算表现型概率时,再将相同表现型的个体的概率相加即可。
5.(2019·株洲高三质检)玉米是雌雄同株植物,顶端开雄花,叶腋开雌花,既能同株传粉,又能异株传粉,是遗传学理想材料。籽粒颜色受到一对等位基因的控制,黄色(A)对白色(a)为显性。现将杂合的黄色玉米植株与白色玉米植株间行种植,则黄色玉米植株所结种子中白色所占的比例为( )
A.1/4 C.3/16
B.3/8 D.1/2
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B [杂合的黄色玉米植株(Aa)与白色玉米植株(aa)间行种植,玉米既可以自交,也可以杂交, 求黄色玉米植株所结种子,因此包含1/2Aa自交,1/2Aa与aa杂交。1/2Aa自交,子代白色aa为1/8,1/2Aa与aa杂交,子代白色aa为1/4,则黄色玉米植株所结种子中白色所占的比例为1/8+1/4=3/8,B正确。]
6.(2018·临沂期中)如图为某种单基因遗传病的系谱图(阴影代表患者,其余为正常)。假设Ⅲ2和Ⅲ3所生孩子H患该遗传病的概率是11/72,下列叙述正确的是( )
A.该遗传病在人群中的发病率女性高于男性 B.Ⅰ1、Ⅰ4和Ⅱ2一定是杂合子 C.Ⅱ3、Ⅲ1和Ⅲ3一定是杂合子 D.Ⅲ2为纯合子的概率是7/18
D [根据遗传图解判断该病为常染色体隐性遗传病,该病在男性和女性中的发病率是相等的,A项错误;Ⅰ1和Ⅰ4一定是杂合子,Ⅱ2可能是杂合子,也可能为纯合子,B项错误;Ⅱ3和Ⅲ3一定是杂合子,Ⅲ1可能是杂合子,也可能是纯合子,C项错误;Ⅲ3一定是杂合子,Ⅲ2和Ⅲ3所生孩子H患该遗传病的概率是11/72,Ⅲ2为杂合子的概率是11/18,Ⅲ2为纯合子的概率是7/18。]
◎考法4 不同条件下连续自交与自由交配的概率计算 [解题指导]
1.自交和自由交配的区别 交配方式 含义 自交 相同基因型的个体之间的交配 自由交配 群体中一个雌性或雄性个体与任何一个异性个体随机交配(包括自交和杂交) 实例 以某种群中Aa个体自交得F1,F1中显性个体自交或自由交配产生F2为例 1/3(AA×AA)、交配组合 2/3(Aa×Aa)两种交配组合方式 ??1/3AA1/3AA???♂×♀? ?2/3Aa?2/3Aa??四种交配组合方式 2.杂合子连续自交的相关概率计算 (1)根据杂合子连续自交图解分析:
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由图可知:DD的概率等于dd的概率,所以只需求出Dd的概率,且只有Dd的亲本自交才能产生Dd的子代。
(2)根据图解推导相关公式:
Fn 所占比例 Fn 所占比例 杂合子 1n 2隐性纯合子 11-n+1 22纯合子 11-n 2显性性状个体 11+n+1 22显(隐)性纯合子 11-n+1 22隐性性状个体 11-n+1 22(3)根据上表比例绘制坐标曲线图:
曲线含义:图中曲线①表示纯合子(DD和dd)所占比例,曲线②表示显性(隐性)纯合子所占比例,曲线③表示杂合子所占比例。
(4)杂合子Dd连续自交并逐代淘汰隐性个体的概率计算:杂合子连续自交,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的方法进行计算,最后除去隐性个体即可,因此连续自交n次后,显性个体中,显性纯合子DD所占比例为(2-1)/(2+1),杂合子Dd所占比例为2/(2+1)。
3.自由交配问题的两种分析方法
实例:某种群中生物基因型AA∶Aa=1∶2,雌雄个体间可以自由交配,求后代中AA的比例。
(1)棋盘法:首先列举出雌雄个体间所有的交配类型,然后分别分析每种杂交类型后代的基因型,最后进行累加,得出后代中所有基因型和表现型的比例。
♀ ♂
nnn1/3AA 2/3Aa 11
1/3AA 2/3Aa 1/9AA 1/9AA、1/9Aa 1/9AA、1/9Aa 1/9AA、2/9Aa、1/9aa 由表可知,杂交类型有AA×AA、Aa×Aa、AA♀×Aa♂、Aa♀×AA♂,共4种,后代中AA的比例为1/3×1/3+2/3×2/3×1/4+2×1/3×2/3×1/2=4/9。
(2)配子比例法:
首先计算A、a的配子比例,然后再计算自由交配情况下的某种基因型的比例。1/3AA个体产生一种配子A,2/3Aa个体产生含A或a的两种数量相等的配子,均为1/3,则A配子所占比例为2/3,a配子所占比例为1/3。
♀(配子) ♂(配子) 2/3A 1/3a 由表可知,后代中AA=2/3×2/3=4/9。 7.番茄的红果(R)对黄果(r)是显性,让杂合的红果番茄自交得F1,淘汰F1中的黄果番茄,利用F1中的红果番茄自交,其后代RR、Rr、rr三种基因型的比例分别是( )
A.1∶2∶1 C.3∶2∶1
B.4∶4∶1 D.9∶3∶1
2/3A 4/9AA 2/9Aa 1/3a 2/9Aa 1/9aa 121
C [杂合红果番茄自交得F1,淘汰F1中黄果番茄,F1中红果番茄中为RR,为Rr。
333?1?2122121
RR――→RR,Rr――→·RR,·Rr,·rr。则后代RR、Rr、rr三种基因型的比例为
333432343∶2∶1。]
8.(2018·临沂期中)基因型为Aa的玉米自交得F1,淘汰隐性个体后,再均分成两组,让一组全部自交,另一组株间自由传粉,则两组子代中杂合子所占比例分别为( )
A.1/4,1/2 C.1/3,4/9
B.2/3,5/9 D.3/4,1/2
C [基因型为Aa的玉米自交得F1,淘汰隐性个体后基因型为1/3AA、2/3Aa,自交后杂合子占2/3×1/2=1/3。在自由传粉的情况下,A的基因频率占2/3,a的基因频率占1/3,自由传粉子代中杂合子所占比例为2×2/3×1/3=4/9。]
[误区警示] 自交≠自由交配
1.自交强调的是相同基因型个体的交配,如基因型为AA、Aa和aa的个体的自交,即AA×AA、Aa×Aa、aa×aa。
2.自由交配强调的是群体中所有个体进行随机交配,如基因型为AA、Aa的群体中自由交配是指AA×AA、Aa×Aa、AA♀×Aa♂、Aa♀×AA♂。
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◎考法5 基因分离定律的特殊现象 [解题指导]
1.了解与分离定律有关的五类特殊现象
(1)不完全显性:如等位基因A和a分别控制红花和白花,在完全显性时,Aa自交后代中红∶白=3∶1;在不完全显性时,Aa自交后代中红(AA)∶粉红(Aa)∶白(aa)=1∶2∶1。
(2)复等位基因:一对同源染色体的同一位置上的基因有多个,最常见的如人类ABO血型的遗传,涉及3个基因——I、I、i,组成六种基因型II、Ii、II、Ii、II和ii。
(3)从性遗传:常染色体上的基因,由于性别的差异而表现出男女性状分布比例上或表现程度上的差别。如男性秃顶的基因型为Bb、bb,女性秃顶的基因型只有bb。
(4)五种常见的致死现象
①显性致死:显性基因具有致死作用。若为显性纯合致死,杂合子自交后代显∶隐=2∶1。
②隐性致死:隐性基因同时存在于同一对同源染色体上时,对个体有致死作用。如植物中的白化基因(bb)使植物不能形成叶绿素,不能进行光合作用而死亡。
③配子致死:致死基因在配子时期发生作用,不能形成有生活力的配子的现象。 ④合子致死:致死基因在胚胎时期或成体阶段发生作用,不能形成活的幼体或个体早夭的现象。
⑤染色体缺失也有可能造成致死现象。
(5)表型模拟问题:由于受环境影响,导致表现型与基因型不符合的现象。例如果蝇长翅(V)和残翅(v)的遗传受温度的影响,其表现型、基因型与环境的关系如表:
A
B
AA
A
BB
B
AB
2.方法指导
(1)透过现象理解本质:
①不完全显性只是两个基因间的作用关系不同于完全显性,它们在形成配子时仍存在分离现象。
②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。
③从性遗传的本质为表现型=基因型+环境条件(性激素种类及含量差异等)。K ④无
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论哪一种致死情况,只要掌握分离定律的实质,及一对相对性状遗传的各种组合方式和分离比,结合题目中的信息,通过和正常杂交对比就可以判断出造成比例异常的可能原因,进而快速解题。
(2)掌握一个解题原则:此类问题遵循基因的分离定律,解题的关键是准确区分基因型和表现型的关系,明确特殊情境下的个体比例变化。
9.在牵牛花的遗传实验中,用纯合红色牵牛花和纯合白色牵牛花杂交,F1全是粉红色牵牛花。将F1自交后,F2中出现红色、粉红色和白色三种类型的牵牛花,比例为1∶2∶1,如果取F2中的粉红色牵牛花和红色牵牛花进行自交,则后代表现型及比例应该为( )
A.红色∶粉红色∶白色=1∶2∶1 B.红色∶粉红色∶白色=3∶2∶1 C.红色∶粉红色∶白色=1∶4∶1 D.红色∶粉红色∶白色=4∶4∶1
B [由题意分析可知,红色应是AA,粉红色是Aa,白色是aa。F2中粉红色占2/3,红色占1/3,自交时,1/3AA自交子代为1/3AA,2/3Aa自交子代为1/6AA、2/6Aa、1/6aa,整体下来为3/6AA、2/6Aa、1/6aa,对应表现型及比例为红色∶粉红色∶白色=3∶2∶1,故选B。]
10.紫色企鹅的羽毛颜色是由复等位基因决定的:P深紫色、P中紫色、P浅紫色、P
d
m
1
v1
d
m
1
v1
很浅紫色(接近白色)。其显隐性关系是P>P>P>P(前者对后者为完全显性)。若有浅紫色企鹅(PP)与深紫色企鹅交配,则后代小企鹅的羽毛颜色和比例可能是( )
A.1中紫色∶1浅紫色
B.2深紫色∶1中紫色∶1浅紫色 C.1深紫色∶1中紫色
D.1深紫色∶1中紫色∶1浅紫色∶1很浅紫色
C [若深紫色个体的基因型为PP,子代全为深紫色,若深紫色个体的基因型为PP,子代的性状分离比为1深紫色∶1中紫色;若深紫色个体的基因型为PP,子代的性状分离比为1深紫色∶1浅紫色;若深紫色个体的基因型为PP,子代的性状分离比为2深紫色∶1浅紫色∶1很浅紫色。]
11.(2018·临沂期中)猫的无尾、有尾受一对等位基因控制,为了选育纯种的无尾猫,让无尾猫自交多代,发现每一代中总会出现约1/3的有尾猫,其余均为无尾猫。下列判断错误的是( )
A.猫的无尾是显性性状
B.自交后代出现有尾猫是基因突变所致 C.自交后代无尾猫中只有杂合子
D.无尾猫与有尾猫杂交后代中无尾猫约占1/2
14
dv1
d1
dd
dm
1v1
B [无尾猫和无尾猫杂交,后代出现约1/3的有尾猫,说明无尾是显性,有尾是隐性。显性基因存在纯合致死现象。]
12.兔的毛色黑色(W)与白色(w)是一对相对性状,与性别无关。如图所示两项交配中,亲代兔E、F、P、Q均为纯合子,子代兔在不同环境下成长,其毛色如图所示,下列分析错误的是( )
A.兔G和H的基因型相同
B.兔G与兔R交配得到子代,若子代在30 ℃环境下成长,其毛色最可能是全为黑色 C.兔G与兔R交配得到子代,若子代在-15 ℃环境下成长,最可能的表现型及其比例黑色∶白色=1∶1
D.由图可知,表现型是基因和环境因素共同作用的结果
B [兔E、F均为纯合子,所以兔G与兔H的基因型均为Ww,但两者的表现型不同,A正确;兔G(Ww)与兔R(ww)交配所得子代的基因型为Ww和ww,若子代在30 ℃环境中成长,则Ww和ww表现型均为白色,B错误;兔G(Ww)与兔R(ww)交配所得子代的基因型为Ww和ww,若子代在-15 ℃环境中成长,则Ww表现型为黑色,ww表现型为白色,比例是1∶1,C正确;由图可知,表现型是基因与环境共同作用的结果,D正确。]
13.果蝇缺失1条染色体仍能正常生存和繁殖,缺失2条则致死。Ⅱ号染色体上的翻翅对正常翅为显性。缺失1条Ⅱ号染色体的翻翅果蝇和缺失1条Ⅱ号染色体的正常翅果蝇杂交,则关于F1的判断不正确的是( )
A.染色体数正常的果蝇占1/3 B.翻翅果蝇占2/3
C.染色体数正常的翻翅果蝇占2/9 D.染色体数正常的翻翅果蝇占1/3
C [假设翻翅果蝇用A表示,正常翅果蝇用a表示,缺失1条Ⅱ号染色体的翻翅果蝇基因型为AO,缺失1条Ⅱ号染色体的正常翅果蝇为aO,则子代基因型为AO、aO、Aa、OO(致死)。其中AO和Aa为翻翅果蝇,aO为正常翅果蝇,且比例为1∶1∶1,故染色体数正常的果蝇占1/3,翻翅果蝇占2/3,染色体数正常的翻翅果蝇占1/3,A、B、D正确,C错误。]
14.家鼠的毛色由一对常染色体上的基因控制,决定毛色的基因有三种,分别是A(黄色)、A(灰色)、a(黑色),控制毛色的基因之间存在完全显隐性关系。随机选取部分家鼠设计杂交实验,每一杂交组合中有多对家鼠杂交,分别统计每窝家鼠F1的毛色及比例,结果
Y
15
如下表所示: 杂交组合 甲 乙 请回答: (1)推断控制家鼠毛色基因的显隐性关系是
________________________________________________________________ ________________________________________________________________, 灰色亲本可能具有的基因型是________。
(2)在甲杂交组合中,导致F1性状分离比均为2∶1的原因是:亲本为________(填“纯合子”或“杂合子”),雌雄各产生______________配子,雌雄配子之间结合是随机的,除F1中________个体在胚胎期致死,其他家鼠能正常生长发育。
(3)若将乙组中F1毛色为2黄色∶1灰色∶1黑色的所有F1个体混合饲养,随机交配,全部F2中毛色及比例应为________________。
解析:(1)根据甲组杂交判断基因A对基因A、a为显性,根据乙组杂交判断基因A对基因a为显性,灰色亲本可能的基因型是AA、Aa。
(2)在甲杂交组合中,导致F1性状分离比均为2∶1的原因是亲本为杂合子,基因型为AA和Aa,雌雄各产生比例相等的两种配子,F1中基因型AA个体死亡。
(3)乙组中F1毛色为2黄色∶1灰色∶1黑色的所有F1个体混合饲养,随机交配时,F1
产生的雌雄配子为:A∶A∶a=1∶1∶2,雌雄配子随机结合,由于AA的个体胚胎致死,因此F2中毛色及比例应为6黄∶5灰∶4黑。
答案:(1)基因A对基因A、a为显性,基因A对基因a为显性 AA、Aa (2)杂合子 比例相等的两种 (基因型)AA(或A基因纯合) (3)6黄∶5灰∶4黑
15.原产于乌兹别克、土库曼、哈萨克等国的卡拉库尔羊以适应荒漠和半荒漠地区而深受牧民喜爱,卡拉库尔羊的长毛(B)对短毛(b)为显性,有角(H)对无角(h)为显性,卡拉库尔羊毛色的银灰色(D)对黑色(d)为显性。三对等位基因独立遗传,请回答以下问题:
(1)现将多头纯种长毛羊与短毛羊杂交,产生的F1进行雌雄个体间交配产生F2,将F2
中所有短毛羊除去。让剩余的长毛羊自由交配,理论上F3中短毛个体的比例为________。
(2)多头不同性别的基因型均为Hh的卡拉库尔羊交配,雄性卡拉库尔羊中无角比例为1/4,但雌性卡拉库尔羊中无角比例为3/4,你能解释这个现象吗?________。
(3)银灰色的卡拉库尔羊皮质量非常好,牧民让银灰色的卡拉库尔羊自由交配,但发现每一代中总会出现约1/3的黑色卡拉库尔羊,其余均为银灰色,试分析产生这种现象的原因。
________________________________________________________________
16
YY
r
YY
YY
Y
Y
YY
Y
亲本毛色 黄色×黄色 黄色×灰色 F1的毛色及比例 2黄色∶1灰色或2黄色∶1黑色 1黄色∶1灰色或2黄色∶1灰色∶1黑色 ________________________________________________________________。
解析:(1)F2个体的基因型及比例应为1/4BB、2/4Bb、1/4bb,当除去全部短毛羊后,所有长毛羊的基因型及比例应为1/3BB、2/3Bb,让这些长毛羊自由交配,该群体产生两种配子的概率为B=2/3,b=1/3,则F3中bb=1/9,B_=8/9。(2)若双亲基因型为Hh,则子代HH、Hh、hh的比例为1∶2∶1,基因型为HH的表现有角,基因型为hh的表现无角,基因型为Hh的公羊有角,母羊无角,故雄羊中无角比例为1/4,雌羊中无角比例为3/4。(3)当出现显性纯合致死时,某一性状的个体自交总出现特定的比例2∶1,而非正常的3∶1,本题中卡拉库尔羊毛色的遗传属于此类情况。
答案:(1)1/9
(2)Hh的公羊有角,母羊无角
(3)显性纯合的卡拉库尔羊死亡(或DE的卡拉库尔羊死亡)
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1.(2017·海南高考)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
C [多对黑色个体交配,每对的子代均为黑色,则说明黑色为隐性,A错误;孟德尔的遗传定律是在大量统计的基础上得出的,故观察该种群,若新生的栗色个体多于黑色个体,不能说明栗色为显性,B错误;若该种群栗色与黑色个体的数目为3∶1或1∶3,则说明显隐性基因频率相等,否则不等,C正确;选择1对栗色个体交配,若子代全部表现为栗色,则栗色有可能为显性纯合子,D错误。]
2.(2017·全国卷Ⅲ)下列有关基因型、性状和环境的叙述,错误的是( ) A.两个个体的身高不相同,二者的基因型可能相同,也可能不相同 B.某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色,这种变化是由环境造成的 C.O型血夫妇的子代都是O型血,说明该性状是由遗传因素决定的 D.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
D [本题考查基因的分离定律、基因与性状的关系。A对:身高是由基因和环境条件(例如营养条件)共同决定的,故身高不同的两个个体基因型可能不同,也可能相同。B对:植物呈现绿色是由于在光照条件下合成了叶绿素,无光时不能合成叶绿素。某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色,这种变化是由环境造成的。C对:O型血个体相应基因型为隐性纯合子,故O型血夫妇的子代都是O型血,体现了基因决定性状。D错:高茎豌豆的子代出现高茎和
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矮茎是性状分离的结果,从根本上来说是杂合子在产生配子时等位基因分离的结果,与环境无关。]
第2讲 孟德尔的豌豆杂交实验(二)
[考纲展示] 基因的自由组合定律(Ⅱ)
考点一| 两对相对性状的遗传实验及基因的自由组合定律
1.两对相对性状的杂交实验 (1)实验过程:
P 黄色圆粒×绿色皱粒 ↓ F1 黄色圆粒 ↓?
F2 9黄色圆粒∶3黄色皱粒∶3绿色圆粒∶1绿色皱粒 (2)结果分析:
结果 F1全为黄色圆粒 F2中圆粒∶皱粒=3∶1 F2中黄色∶绿色=3∶1 F2中出现两种亲本类型(黄色圆粒、绿色皱粒),新出现两种性状(绿色圆粒、黄色皱粒) 2.对自由组合现象的解释 (1)理论解释(提出假设):
①两对相对性状分别由两对遗传因子控制。
②F1产生配子时,每对遗传因子彼此分离,不同对的遗传因子可以自由组合。 ③F1产生的雌配子和雄配子各有4种,且数量比相等。 ④受精时,雌雄配子的结合是随机的。
结论 说明黄色和圆粒为显性性状 说明种子粒形的遗传遵循分离定律 说明种子粒色的遗传遵循分离定律 说明不同性状之间进行了自由组合 18
(2)遗传图解:
P YYRR(黄色圆粒)×yyrr(绿色皱粒) ↓
F1 YyRr(黄色圆粒) ↓? F2 ?
①试写出F2中4种表现型包含的基因型及比例。 a.黄色圆粒:1/16YYRR,1/8YYRr,1/8YyRR,1/4YyRr。 b.黄色皱粒:1/16YYrr,1/8Yyrr。 c.绿色圆粒:1/16yyRR,1/8yyRr。 d.绿色皱粒:1/16yyrr。
②两对相对性状杂交实验结果分析。
a.纯合子共有4种,每一种纯合子在F2中所占比例均为1/16。
b.一对基因纯合、一对基因杂合的单杂合子共有4种,每一种单杂合子在F2中所占比例均为1/8。
c.两对基因均杂合的双杂合子有1种,在F2中所占比例为1/4。 3.对自由组合现象解释的验证 (1)验证方法:测交实验。 (2)理论预期
①F1产生4种比例相等的配子。 ②测交产生4种比例相等的后代。 (3)遗传图解:
(4)测交实验结果:与预期相符,证实了F1产生了4种配子,而且比例为1∶1∶1∶1,说明产生配子时,等位基因分离,非等位基因自由组合。
4.自由组合定律的实质
在减数分裂形成配子时,一个细胞中的同源染色体上的等位基因彼此分离;非同源染色体上的非等位基因可以进行自由组合。
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[判断与表述]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)F1(基因型为YyRr)产生的精子中,基因型为YR和基因型为yr的比例为1∶1。(√) (2)F1(基因型为YyRr)产生基因型YR的卵细胞和基因型YR的精子数量之比为1∶1。(×) 提示:精子的数量比卵细胞多。
(3)基因自由组合定律是指F1产生的4种类型的精子和4种卵细胞可以自由组合。(×) 提示:自由组合定律是指F1产生配子时非同源染色体上的非等位基因自由组合。 (4)自由组合定律的实质是等位基因分离的同时,非等位基因自由组合。(×) 提示:自由组合定律的实质是同源染色体上等位基因分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
2.思考回答(规范表述) 据图思考回答
(1)甲图表示基因在染色体上的分布情况,其中哪些基因不遵循基因的自由组合定律?为什么?
提示:Aa与Dd和BB与Cc分别位于同一对同源染色体上,不遵循该定律。只有位于非同源染色体上的非等位基因之间,其遗传时才遵循自由组合定律。
(2)乙图中基因自由组合发生在哪些过程中?为什么?
提示:④⑤。基因自由组合发生于产生配子的减数第一次分裂过程中,而且是非同源染色体上的非等位基因之间的重组,故①~⑥过程中仅④、⑤过程发生基因自由组合,图①、②过程仅发生了等位基因分离,未发生基因自由组合。
1.基因自由组合定律的细胞学基础
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(1)同源染色体分开,等位基因分离。
(2)非同源染色体自由组合,非同源染色体上的非等位基因自由组合。 2.分离定律和自由组合定律的比较
项目 控制性状的等位基因 配子类型及比F1 例 配子组合数 基因型 F2 表现型 种数 比例 种数 比例 种数 比例 种数 比例 分离定律 一对 2自由组合定律 两对相对性状 两对 2,(1∶1)即1∶1∶1∶1 4 3 (1∶2∶1) 2 (3∶1)即9∶3∶3∶1 2 (1∶1)即1∶1∶1∶1 2 (1∶1)即1∶1∶1∶1 2222222222n(n>2) 对相对性状 n对 2,(1∶1) 4 3 (1∶2∶1) 2 (3∶1) 2 (1∶1) 2 (1∶1) nnnnnnnnnnn2,1∶1 4 3 1∶2∶1 2 3∶1 2 1∶1 2 1∶1 1111基因F1测交后代 表现型 型 注明:本表中所列“n”是指等位基因的对数。
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◎考法1 两对相对性状遗传实验分析
1.(2018·潍坊期中)黄色圆粒(YyRr)豌豆自交,从其子代中任取一株黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交,后代不可能出现的表现型比例是( )
A.只有一种表现型 C.1∶1∶1∶1
B.1∶1 D.3∶1∶3∶1
D [黄色圆粒(YyRr)豌豆自交,后代黄色圆粒豌豆的基因型为YYRR或YYRr或YyRR或YyRr,与yyrr的豌豆杂交,后代出现的表现型比例是只有一种或两种1∶1或四种1∶1∶1∶1。]
2.大鼠的毛色由独立遗传的两对等位基因控制。用黄色大鼠与黑色大鼠进行杂交实验,结果如图。据图判断,下列叙述正确的是( )
P 黄色×黑色 ↓ F1 灰色
↓F1雌雄交配 F2 灰色 黄色 黑色 米色 9 ∶ 3 ∶ 3 ∶ 1
A.黄色为显性性状,黑色为隐性性状 B.F1与黄色亲本杂交,后代有两种表现型 C.F1和F2中灰色大鼠均为杂合体
D.F2黑色大鼠与米色大鼠杂交,其后代中出现米色大鼠的概率为1/4
B [由题意可知,大鼠毛色受两对等位基因控制,故无法直接确定显隐性性状;若用A、a,B、b表示此两对基因,由图可知F2表现型与基因型应为灰色(9/16A_B_)、黄色(假设黄色为3/16A_bb)、黑色(3/16aaB_)、米色(1/16aabb),可推知F1基因型为AaBb,则黄色亲本基因型为AAbb,两者杂交后代基因型为AABb(灰色)、AaBb(灰色)、AAbb(黄色)、Aabb(黄色),只有两种表现型;F1中灰色大鼠为杂合子,F2中灰色大鼠有杂合子也有纯合子;F2黑色大鼠的基因型为1/3aaBB或2/3aaBb,米色大鼠的基因型为aabb,两者杂交后代出现米色大鼠的概率为2/3×1/2=1/3。]
◎考法2 基因自由组合定律的实质和理解
3.(2019·潍坊模拟)在孟德尔两对性状的杂交实验中,最能反映基因自由组合定律实质的是( )
A.F2四种子代比例为9∶3∶3∶1 B.F1测交后代比例为1∶1∶1∶1 C.F1产生的配子比例为1∶1∶1∶1 D.F1产生的雌雄配子随机结合
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C [自由组合定律的实质是减数分裂产生配子时,等位基因分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合。]
4.已知三对基因在染色体上的位置情况如图所示,且三对基因分别单独控制三对相对性状,则下列说法正确的是(不考虑基因突变)( )
A.三对基因的遗传遵循基因的自由组合定律
B.基因型为AaDd的个体与基因型为aaDd的个体杂交的后代会出现4种表现型,比例为3∶3∶1∶1
C.如果基因型为AaBb的个体在产生配子时没有发生交叉互换,则它只产生4种配子 D.基因型为AaBb的个体自交后代会出现4种表现型,比例不一定为9∶3∶3∶1 B [A、a和D、d基因的遗传遵循基因的自由组合定律,A、a和B、b基因的遗传不遵循基因的自由组合定律;如果基因型为AaBb的个体在产生配子时没有发生交叉互换,则它只产生2种配子;由于A、a和B、b基因的遗传不遵循基因的自由组合定律,因此,基因型为AaBb的个体自交后代不一定会出现4种表现型且比例不一定为9∶3∶3∶1。]
◎考法3 考查自由组合定律的验证
[解题指导] “四法”验证基因自由组合定律 验证方法 自交法 结论 F1自交后代的分离比为9∶3∶3∶1(或其变式),则符合基因的自由组合定律,由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制 F1测交后代的性状比例为1∶1∶1∶1,由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制 F1若有四种花粉,比例为1∶1∶1∶1,则符合自由组合定律 取花药离体培养,用秋水仙素处理单倍体幼苗,若植株有四种表现型,比例为1∶1∶1∶1,则符合自由组合定律 测交法 花粉鉴定法 单倍体育种法 5.现有纯种果蝇品系①~④,其中品系①的性状为显性,品系②~④均只有一种性状是隐性,其他性状均为显性。这四个品系的隐性性状及控制该隐性性状的基因所在的染色体如下表所示:
品系 隐性性状 基因所在的染色体
① Ⅱ、Ⅲ ② 残翅 Ⅱ ③ 黑身 Ⅱ ④ 紫红眼 Ⅲ 23
若需验证自由组合定律,可选择交配的品系组合为( ) A.①×④ C.②×③
B.①×② D.②×④
D [验证自由组合定律时所选择的两个类型应具有两对相对性状,且控制两对相对性状的基因必需是位于两对同源染色体上。据此判断应为②和④。]
6.果蝇的灰身(B)对黑身(b)为显性;长翅(V)对残翅(v)为显性,这两对等位基因位于常染色体上。一对灰身残翅与黑身长翅的果蝇杂交,子代出现灰身长翅、灰身残翅、黑身长翅、黑身残翅,比例为1∶1∶1∶1。请根据杂交结果,回答下列问题:
(1)杂交结果说明雌雄果蝇均产生了________种配子。实验结果能不能证明这两对等位基因位于两对同源染色体上,为什么?________,因为
________________________________________________________________。
(2)请用上述杂交实验的子代果蝇为材料设计两个不同的实验,要求这两个实验都能独立证明两对基因位于两对同源染色体上。
实验1:杂交组合:________________________________,子代表现型的种类数和比例为____________________。
实验2:杂交组合:________________________________,子代表现型的种类数和比例为____________________。
解析:(1)一对灰身残翅与黑身长翅的果蝇杂交,子代出现灰身长翅、灰身残翅、黑身长翅、黑身残翅,则亲本的基因型为Bbvv和bbVv;这两对等位基因位于一对同源染色体上时,亲本所产生的配子为Bv、bv和bV、bv,若这两对等位基因位于两对同源染色体上,亲本产生的配子也是Bv、bv和bV、bv,故该实验不能证明这两对等位基因位于两对同源染色体上。
(2)由题意可知,子代中灰身长翅、灰身残翅、黑身长翅、黑身残翅的基因型为BbVv、Bbvv、bbVv、bbvv。用杂交实验的子代果蝇为材料,证明这两对等位基因位于两对同源染色体上,可让灰身长翅(BbVv)与灰身长翅(BbVv)杂交,若子代表现型及比例为灰身长翅∶灰身残翅∶黑身长翅∶黑身残翅=9∶3∶3∶1,则可证明这两对等位基因位于两对同源染色体上;也可用灰身长翅(BbVv)与黑身残翅(bbvv)杂交,若子代表现型及比例为灰身长翅∶灰身残翅∶黑身长翅∶黑身残翅=1∶1∶1∶1,则可证明这两对等位基因位于两对同源染色体上。
答案:(1)两 不能 无论两对等位基因是否位于两对同源染色体上,实验结果相同 (2)灰身长翅×灰身长翅 4种,比例为9∶3∶3∶1 灰身长翅×黑身残翅 4种,比例为1∶1∶1∶1
考点二| 基因自由组合定律应用的相关题型
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◎考法1 根据亲本基因型推断配子及子代相关种类及比例 [解题指导] 1.思路
将多对等位基因的自由组合分解为若干分离定律分别分析,再运用乘法原理进行组合。 2.方法
题型分类 配子类型(配子种类数) 种类问题 子代基因型(或表现型)种类 配子间结合方式 n解题规律 2(n为等位基因对数) 配子间结合方式种类数等于配子种类数的乘积 双亲杂交(已知双亲基因型),子代基因型(或表现型)种类等于各性状按分离定律所求基因型(或表现型)种类的乘积 示例 AaBbCCDd产生配子种类数为2=8 AABbCc×aaBbCC,配子间结合方式种类数=4×2=8 AaBbCc×Aabbcc,基因型为3×2×2=12种,表现型为2×2×2=8种 AABbDd×aaBbdd,F1中AaBbDd所占比例为1×1/2×1/2=1/4 AABbDd×AaBBdd,F1中,AABBdd所占比例为1/2×1/2×1/2=1/8 3概率问题 基因型(或表现型)的比例 按分离定律求出相应基因型(或表现型)的比例,然后利用乘法原理进行组合 按分离定律求出纯合子的概率的乘积为纯合子出现的比例,杂合子概率=1-纯合子概率 纯合子或杂合子出现的比例 1.(2019·湖北重点中学联考)某个体(AaBbCc……)含有n对等位基因,且一对等位基因均控制一对相对性状,也不存在基因连锁现象。正常情况下,下列不能用2表示的是( )
A.测交后代的基因型种类数 B.测交后代的表现型种类数 C.自交后代的基因型种类数 D.自交后代的表现型种类数
C [依题意可知:一对等位基因的个体测交,如Aa×aa,其后代有2种基因型、2种表现型,因此含有n对等位基因的个体,其测交后代的基因型和表现型的种类数均为2,A、B项错误;一对等位基因的个体自交,如Aa×Aa,其后代有3种基因型、2种表现型,所以含有n对等位基因的个体,其自交后代的基因型和表现型的种类数分别为3和2,C项正确,D项错误。]
nnnn 25
2.某植物子叶的黄色(Y)对绿色(y)为显性,圆粒种子(R)对皱粒种子(r)为显性。某人用该植物黄色圆粒种子和绿色圆粒种子作亲本进行杂交,发现后代(F1)出现4种类型,其比例为黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒=3∶3∶1∶1,让F1中黄色圆粒植株自交,F2的表现型及其性状分离比是( )
A.24∶8∶3∶1 C.15∶5∶3∶1
B.25∶5∶5∶1 D.9∶3∶3∶1
C [由题意知,该植物子叶的黄色(Y)对绿色(y)为显性,圆粒种子(R)对皱粒种子(r)为显性,因此黄色圆粒的基因型是Y_R_,绿色圆粒的基因型是yyR_,两者杂交后代中,黄色∶绿色=1∶1,相当于测交,亲本相关的基因型是Yy×yy,圆粒∶皱粒=3∶1,相当于杂合子自交,亲本的相关基因型是Rr×Rr。因此,黄色圆粒亲本的基因型是YyRr,绿色圆粒亲本的基因型是yyRr。F1黄色圆粒的基因型是YyR_,其中YyRR占1/3,YyRr占2/3。F1黄色圆粒植株自交,可以将自由组合问题转化成两个等位基因分离问题。①Yy×Yy→黄色Y_=3/4、绿色yy=1/4,②1/3RR自交,2/3Rr自交→5/6R_(圆粒)、1/6rr(皱粒)。 因此,F2的表现型及其性状分离比是黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒=(3/4×5/6)∶(1/4×5/6)∶(3/4×1/6)∶(1/4×1/6)=15∶5∶3∶1。]
◎考法2 根据子代的表现型及比例推断亲本的基因型 [解题指导] 1.基因填充法
根据亲代表现型可大概写出其基因型,如A_B_、aaB_等,再根据子代表现型将所缺处填完,特别要学会利用后代中的隐性性状,因为后代中一旦存在双隐性个体,那亲代基因型中一定存在a、b等隐性基因。
2.分解组合法
根据子代表现型比例拆分为分离定律的分离比,确定每一对相对性状的亲本基因型,再组合。如:
(1)9∶3∶3∶1→(3∶1)(3∶1)→(Aa×Aa)(Bb×Bb)→AaBb×AaBb;
(2)1∶1∶1∶1→(1∶1)(1∶1)→(Aa×aa)(Bb×bb)→AaBb×aabb或Aabb×aaBb; (3)3∶3∶1∶1→(3∶1)(1∶1)→(Aa×Aa)(Bb×bb)或(Aa×aa)(Bb×Bb)→AaBb×Aabb或AaBb×aaBb。
3.在家蚕遗传中,黑色(A)与淡赤色(a)是有关蚁蚕(刚孵化的蚕)体色的相对性状,黄茧(B)与白茧(b)是有关茧色的相对性状,假设这两对相对性状自由组合,有三对亲本组合,杂交后得到的数量比如下表,下列说法错误的是( )
组合一 组合二
黑蚁黄茧 9 0 黑蚁白茧 3 1 淡赤蚁黄茧 3 0 淡赤蚁白茧 1 1 26
组合三 3 0 1 0 A.组合一亲本一定是AaBb×AaBb B.组合三亲本可能是AaBB×AaBB
C.若组合一和组合三亲本杂交,子代表现型及比例与组合三的相同 D.组合二亲本一定是Aabb×aabb
C [组合一的杂交后代比例为9∶3∶3∶1,所以亲本一定为AaBb×AaBb;组合二杂交后代只有白茧,且黑蚁与淡赤蚁比例为1∶1,所以亲本一定为Aabb×aabb;组合三杂交后代只有黄茧,且黑蚁与淡赤蚁比例为3∶1,所以亲本为AaBB×AaBB或AaBB×AaBb或AaBB×Aabb;只有组合一中AaBb和组合三中AaBB杂交,子代表现型及比例才与组合三的相同。]
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4.(2016·全国卷Ⅱ)某种植物的果皮有毛和无毛、果肉黄色和白色为两对相对性状,各由一对等位基因控制(前者用D、d表示,后者用F、f表示),且独立遗传。利用该种植物三种不同基因型的个体(有毛白肉A、无毛黄肉B、无毛黄肉C)进行杂交,实验结果如下:
回答下列问题:
(1)果皮有毛和无毛这对相对性状中的显性性状为________,果肉黄色和白色这对相对性状中的显性性状为________。
(2)有毛白肉A、无毛黄肉B和无毛黄肉C的基因型依次为______________。 (3)若无毛黄肉B自交,理论上,下一代的表现型及比例为________________。 (4)若实验3中的子代自交,理论上,下一代的表现型及比例为________________________。
(5)实验2中得到的子代无毛黄肉的基因型有________。
解析:(1)由实验3有毛白肉A与无毛黄肉C杂交的子代都是有毛黄肉,可判断果皮有毛对无毛为显性性状,果肉黄色对白色为显性性状。
(2)依据性状与基因的显隐性对应关系,可确定有毛白肉A的基因型是D_ff,无毛黄肉B的基因型是ddF_,因有毛白肉A和无毛黄肉B的子代果皮都表现为有毛,则有毛白肉A的基因型是DDff;又因有毛白肉A和无毛黄肉B的子代黄肉∶白肉为1∶1,则无毛黄肉B的基因型是ddFf;由有毛白肉A(DDff)与无毛黄肉C(ddF_)的子代全部为有毛黄肉可以推测,无毛黄肉C的基因型为ddFF。
(3)无毛黄肉B(ddFf)自交后代的基因型为ddFF∶ddFf∶ddff=1∶2∶1,故后代表现型及比例为无毛黄肉∶无毛白肉=3∶1。
(4)实验3中亲代的基因型是DDff和ddFF,子代为有毛黄肉,基因型为DdFf,其自交后代表现型为有毛黄肉(9D_F_ )∶有毛白肉(3D_ff)∶无毛黄肉(3ddF_)∶无毛白肉(1ddff)=9∶3∶3∶1。
(5)实验2中无毛黄肉B(ddFf)与无毛黄肉C(ddFF)杂交,子代的基因型为ddFF和ddFf。 答案:(1)有毛 黄肉 (2)DDff、ddFf、ddFF (3)无毛黄肉∶无毛白肉=3∶1 (4)有毛黄肉∶有毛白肉∶无毛黄肉∶无毛白肉=9∶3∶3∶1 (5)ddFF、ddFf
◎考法3 基因间相互作用导致性状分离比的改变 [解题指导]
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1.理解9∶3∶3∶1变式的实质
由于非等位基因之间常常发生相互作用而影响同一性状表现,出现了不同于9∶3∶3∶1的异常性状分离比,如图所示,这几种表现型的比例都是从9∶3∶3∶1的基础上演变而来的,只是比例有所改变(根据题意进行合并或分解),而基因型的比例仍然和独立遗传是一致的,由此可见,虽然这种表现型比例不同,但同样遵循基因的自由组合定律。
2.“合并同类项法”巧解自由组合定律特殊分离比
第一步,判断是否遵循基因自由组合定律:若双杂合子自交后代的表现型比例之和为16(存在致死现象除外),不管以什么样的比例呈现,都符合基因自由组合定律,否则不符合基因自由组合定律。
第二步,写出遗传图解:根据基因自由组合定律,写出遗传图解,并注明自交后代性状分离比(9∶3∶3∶1)。
第三步,合并同类项,确定出现异常分离比的原因:将异常分离比与正常分离比9∶3∶3∶1进行对比,根据题意,将具有相同表现型的个体进行“合并同类项”,如“9∶6∶1”即9∶(3+3)∶1,确定出现异常分离比的原因,即单显性类型表现相同性状。
第四步,确定基因型与表现型及比例:根据第三步推断出的异常分离比出现的原因,推测亲本的基因型或推断子代相应表现型的比例。
5.(2016·全国卷Ⅲ)用某种高等植物的纯合红花植株与纯合白花植株进行杂交,F1全部表现为红花。若F1自交,得到的F2植株中,红花为272株,白花为212株;若用纯合白花植株的花粉给F1红花植株授粉,得到的子代植株中,红花为101株,白花为302株。根据上述杂交实验结果推断,下列叙述正确的是( )
A.F2中白花植株都是纯合体 B.F2中红花植株的基因型有2种
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C.控制红花与白花的基因在一对同源染色体上 D.F2中白花植株的基因型种类比红花植株的多
D [用纯合白花植株的花粉给F1红花植株授粉,得到的子代植株中,红花为101株,白花为302株,相当于测交后代表现出1∶3的分离比,可推断该相对性状受两对等位基因控制,且两对基因独立遗传。设相关基因为A、a和B、b,则A_B_表现为红色,A_bb、aaB_、aabb表现为白色,因此F2中白花植株中有纯合体和杂合体,故A项错误;F2中红花植株的基因型有AaBb、AABB、AaBB、AABb 4种,故B项错误;控制红花与白花的两对基因独立遗传,位于两对同源染色体上,故C项错误;F2中白花植株的基因型有5种,红花植株的基因型有4种,故D项正确。]
6.某种小鼠的体色受常染色体基因的控制,现用一对纯合灰鼠杂交,F1都是黑鼠,F1
中的雌雄个体相互交配,F2体色表现为9黑∶6灰∶1白。下列叙述正确的是( )
A.小鼠体色遗传遵循基因的自由组合定律 B.若F1与白鼠杂交,后代表现为2黑∶1灰∶1白 C.F2灰鼠中能稳定遗传的个体占1/2 D.F2黑鼠有两种基因型
A [根据F2性状分离比可判断基因的遗传遵循自由组合定律,A正确;F1(AaBb)与白鼠(aabb)杂交,后代中AaBb(黑)∶Aabb(灰)∶aaBb(灰)∶aabb(白)=1∶1∶1∶1,B错误;F2灰鼠(A_bb、aaB_)中纯合子占1/3,C错误;F2黑鼠(A_B_)有4种基因型,D错误。]
◎考法4 致死现象导致的性状分离比的改变 [解题指导] 1.明确几种致死现象 (1)显性纯合致死。 ①AA和BB致死:
自交后代:AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=?? 4∶2∶2∶1,其余基因型个体致死AaBb?
测交后代:AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb?? =1∶1∶1∶1②AA(或BB)致死
?? =6∶3∶2∶1 或(AABb+AaBb)∶A_bb∶AaBb? aaBb∶aabb=6∶3∶2∶1
测交后代:AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb?? =1∶1∶1∶1
(2)隐性纯合致死。
自交后代:(AaBB+AaBb)∶aaB_∶Aabb∶aabb
①双隐性致死:AaBb自交后代:A_B_∶A_bb∶aaB_=9∶3∶3。
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②单隐性aa或bb致死:AaBb自交后代:A_B_∶A_bb=9∶3。或A_B_∶aaB_=9∶3。 (3)配子致死
某种雌配子或某种雄配子致死,造成后代分离比改变。
?∶aabb=5∶3∶3∶1?
雄配子Ab致死,后代A_B_∶A_bb∶aaB_? ∶aabb=7∶1∶3∶1AaBb?
雄配子aB致死,后代A_B_∶A_bb∶aaB_? ∶aabb=7∶3∶1∶1
雄配子ab致死,后代A_B_∶A_bb∶aaB_?? ∶aabb=8∶2∶2
2.掌握解题方法
(1)将其拆分成分离定律单独分析,如:
6∶3∶2∶1?(2∶1)(3∶1)?一对显性基因纯合致死。 4∶2∶2∶1?(2∶1)(2∶1)?两对显性基因纯合致死。 (2)从F2每种性状的基因型种类及比例分析,如BB致死。
雄配子AB致死,后代A_B_∶A_bb∶aaB_
(3)分析配子致死引起的后代性状分离比的改变时,要用棋盘法。
7.一种鹰的羽毛有条纹和非条纹、黄色和绿色的差异,已知决定颜色的显性基因纯合子不能存活。图中显示了鹰羽毛的杂交遗传,对此合理的解释是( )
①绿色对黄色完全显性 ②绿色对黄色不完全显性 ③控制羽毛性状的两对基因完全连锁 ④控制羽毛性状的两对基因自由组合
A.①③
B.①④
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C.②③ D.②④
B [子一代的绿色非条纹个体自交后代中既有绿色又有黄色,说明绿色为显性性状,但子代中绿色个体与黄色个体的比例为(6+2)∶(3+1)=2∶1,说明绿色个体中存在显性纯合致死效应,①正确,②错误;绿色非条纹个体自交后代出现绿色非条纹、黄色非条纹、绿色条纹、黄色条纹等四种性状,且性状分离比为6∶3∶2∶1,说明控制羽毛性状的两对基因可以自由组合,③错误,④正确。]
8.(2018·汕头一模)科学家常用果蝇作遗传学实验材料,其体色有黄身(A)、黑身(a)之分,翅型有长翅(B)、残翅(b)之分。现用两种纯合果蝇杂交,F2中出现4种类型且比例为5∶3∶3∶1,已知某种精子不具有受精能力。回答下列问题:
(1)果蝇体色与翅型的遗传遵循________________定律,F1果蝇的基因型是________。 (2)不具有受精能力的精子的基因组成是________。F2黄身长翅果蝇中双杂合子所占的比例为________。
(3)现有多种不同类型的果蝇,从中选取两种类型作为亲本,通过杂交实验来验证上述不能完成受精作用的精子的基因型。
杂交组合:选择基因型为aabb的雌果蝇和基因型为AaBb的雄果蝇进行杂交。 结果推断:若后代表现型及比例为______________________,则上述推断成立。 (4)若基因型为Aa的雌雄果蝇连续交配3代,则F3果蝇中A的基因频率是________。 解析:(1)由于F2出现4种类型且比例为5∶3∶3∶1,所以果蝇体色与翅型的遗传遵循基因的自由组合定律,则F1的基因型是AaBb。
(2)由于F2出现4种类型且比例为5∶3∶3∶1,所以不具有受精能力精子的基因组成是AB。F2黄身长翅果蝇的基因型是AaBB、AABb、AaBb,比例为1∶1∶3,所以双杂合子的比例为3/5。
(3)要想通过杂交实验来验证不能完成受精作用的精子的基因型,选择基因型为aabb的雌果蝇和基因型为AaBb的雄果蝇进行杂交,杂交后代中若出现黄身残翅∶黑身长翅∶黑身残翅=1∶1∶1,则验证了不具有受精能力精子的基因型为AB。
(4)基因型为Aa的雌雄果蝇连续交配3代,基因频率不变,则F3果蝇中A的基因频率是0.5。
答案:(1)基因的自由组合 AaBb (2)AB 3/5 (3)黄身残翅∶黑身长翅∶黑身残翅=1∶1∶1 (4)0.5
◎考法5 不同对基因在染色体上位置关系的判断与探究 [解题指导]
1.判断基因是否位于不同对同源染色体上
以AaBb为例,若两对等位基因分别位于两对同源染色体上,则产生四种类型的配子。在此基础上进行测交或自交时会出现特定的性状分离比,如1∶1∶1∶1或9∶3∶3∶1(或
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9∶7等变式),也会出现致死背景下特殊的性状分离比,如4∶2∶2∶1、6∶3∶2∶1。在涉及两对等位基因遗传时,若出现上述性状分离比,可考虑基因位于两对同源染色体上。K2.完全连锁遗传现象中的基因确定
基因完全连锁(不考虑交叉互换)时,不符合基因的自由组合定律,其子代也呈现特定的性状分离比,如图所示:
9.在普通的棉花中导入能控制合成毒素蛋白的B、D基因。已知棉花短纤维由基因A控制,现有一基因型为AaBD的短纤维抗虫棉植株(减数分裂时不发生交叉互换,也不考虑致死现象)自交,子代表现型及比例为短纤维抗虫∶短纤维不抗虫∶长纤维抗虫=2∶1∶1,则导入的B、D基因位于( )
A.均在1号染色体上 B.均在2号染色体上 C.均在3号染色体上
D.B基因在2号染色体上,D基因在1号染色体上
B [如果B、D基因均在1号染色体上,AaBD生成配子类型及比例为ABD∶a=1∶1,自交子代的基因型及比例为AABBDD∶AaBD∶aa=1∶2∶1,表现型及比例为长纤维不抗虫植株∶短纤维抗虫植株=1∶3,A错误。如果B、D基因均在2号染色体上,AaBD生成配子类
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型及比例为aBD∶A=1∶1,自交子代的基因型及比例为aaBBDD∶AaBD∶AA=1∶2∶1,表现型及比例为短纤维抗虫植株∶短纤维不抗虫植株∶长纤维抗虫植株=2∶1∶1,B正确。如果B、D基因均在3号染色体上,AaBD生成配子类型及比例为ABD∶A∶a∶aBD=1∶1∶1∶1,自交子代的基因型及比例为AABBDD∶AABD∶AaBD∶AaBBDD∶AA∶Aa∶aa∶aaBD∶aaBBDD=1∶2∶4∶2∶1∶2∶1∶2∶1,有4种表现型,C错误。如果B基因在2号染色体上,D基因在1号染色体上,AaBD生成配子类型及比例为AD∶aB=1∶1,自交子代的基因型及比例为AADD(短纤维不抗虫植株)∶AaBD(短纤维抗虫植株)∶aaBB(长纤维不抗虫植株)=1∶2∶1,D错误。]
10.玉米子粒的有色(显性)和无色(隐性)是一对相对性状。受三对等位基因控制。当显性基因E、F、G同时存在时为有色,否则是无色的。科学家利用X射线处理有色纯合品系。选育出了甲、乙、丙三个基因型不同的无色纯合品系,且这3个无色品系与该有色品系都只有一对等位基因存在差异。请回答下列问题:
(1)上述3个无色品系之一的基因型为________(写出其中一种基因型即可),若任意选取两个无色品系杂交,则子一代均应表现为________。
(2)等位基因(Ee、Ff、Gg)之间的位置关系可能有三种情况:①分别位于三对同源染色体上;②有两对等位基因位于同一对同源染色体上;③都位于同一对同源染色体上。仅利用甲、乙、丙进行杂交实验确定三对等位基因之间的位置关系符合上述哪种情况,请简要写出实验思路(不考虑基因突变和交叉互换的情况)。
实验思路:
________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 预期的实验结果及结论:
若三组子粒有色与无色的比例均为9∶7,则三对等位基因的位置关系为①; 若____________________________________________________
________________________________________________________________, 则三对等位基因的位置关系为②;
若_____________________,则三对等位基因的位置关系为③。
解析:(1)当显性基因E、F、G同时存在时为有色,否则为无色,因此纯合有色种子的基因型为EEFFGG。 甲、乙、丙为三个基因型不同的无色纯合品系,且这3个无色品系与该有色品系(EEFFGG)都只有一对等位基因存在差异,因此这3个无色品系的基因型为eeFFGG、EEffGG、EEFFgg,取其中任意两个无色品系进行杂交,子一代都同时含有显性基因E、F、G,表现为有色子粒。
(2)亲本的基因型为EEFFGG,甲、乙、丙可能为eeFFGG、EEffGG、EEFFgg。要确定这三对等位基因的位置关系,可让甲和乙、乙和丙、甲和丙分别杂交得F1,再让F1进行自交得
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到F2,观察并统计产生的后代的表现型及比例。
答案:(1)eeFFGG(或EEffGG或EEFFgg皆可) 有色子粒 (2)实验思路:让每两个品系之间杂交得到三组F1,再让三组F1自交得到F2,分别统计三组F2子粒颜色 预期的实验结果及结论:一组子粒有色与无色的比例为1∶1,其他两组子粒有色与无色的比例均为9∶7 三组子粒有色与无色的比例均为1∶1
真题体验| 感悟高考 淬炼考能
1.(2017·全国卷Ⅱ)若某哺乳动物毛色由3对位于常染色体上的、独立分配的等位基因决定,其中,A基因编码的酶可使黄色素转化为褐色素;B基因编码的酶可使该褐色素转化为黑色素;D基因的表达产物能完全抑制A基因的表达;相应的隐性等位基因a、b、d的表达产物没有上述功能。若用两个纯合黄色品种的动物作为亲本进行杂交,F1均为黄色,F2中毛色表现型出现了黄∶褐∶黑=52∶3∶9的数量比,则杂交亲本的组合是( )
A.AABBDD×aaBBdd,或AAbbDD×aabbdd B.aaBBDD×aabbdd,或AAbbDD×aaBBDD C.aabbDD×aabbdd,或AAbbDD×aabbdd D.AAbbDD×aaBBdd,或AABBDD×aabbdd
D [本题考查基因的自由组合定律、基因互作。F2中毛色表现型出现了黄∶褐∶黑=52∶3∶9的数量比,总数为64,故F1中应有3对等位基因,且遵循自由组合定律。A错:AABBDD×aaBBdd的F1中只有2对等位基因,AAbbDD×aabbdd的F1中也只有2对等位基因;B错:aaBBDD×aabbdd的F1中只有2对等位基因,AAbbDD×aaBBDD的F1中也只有2对等位基因;C错:aabbDD×aabbdd的F1中只有1对等位基因,且F1、F2都是黄色,AAbbDD×aabbdd的F1中只有2对等位基因;D对:AAbbDD×aaBBdd或AABBDD×aabbdd的F1中含有3对等位基因,F1均为黄色,F2中毛色表现型会出现黄∶褐∶黑=52∶3∶9的数量比。]
2.(2018·全国卷Ⅲ)某小组利用某二倍体自花传粉植物进行两组杂交实验,杂交涉及的四对相对性状分别是:红果(红)与黄果(黄)、子房二室(二)与多室(多)、圆形果(圆)与长形果(长)、单一花序(单)与复状花序(复)。实验数据如下表。 组别 甲 杂交组合 红二×黄多 红多×黄二 圆单×长复 圆复×长单 F1表现型 红二 红二 圆单 圆单 F2表现型及个体数 450红二、160红多、150黄二、50黄多 460红二、150红多、160黄二、50黄多 660圆单、90圆复、90长单、160长复 510圆单、240圆复、240长单、10长复 乙 回答下列问题: (1)根据表中数据可得出的结论是:控制甲组两对相对性状的基因位于________________上,依据是___________________;控制乙组两对相对性状的基因位于________(填“一对”或“两对”)同源染色体上,依据是
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___________________________________________
________________________________________________________________。
(2)某同学若用“长复”分别与乙组的两个F1进行杂交,结合表中数据分析,其子代的统计结果不符合______________的比例。
解析:(1)依据甲组实验可知,不同性状的双亲杂交,子代表现出的性状为显性性状(红二),F2出现9∶3∶3∶1的性状分离比,所以控制红果与黄果、子房二室与多室两对性状的基因位于非同源染色体上;同理可知乙组中,圆形果单一花序为显性性状,F2中圆∶长=3∶1、单∶复=3∶1,但未出现9∶3∶3∶1的性状分离比,说明两对等位基因的遗传遵循分离定律但不遵循自由组合定律,所以控制乙组两对性状的基因位于一对同源染色体上。(2)根据乙组表中的数据分析可知,乙组的两个F“圆单”为双显性状,则“长复”为双隐性状,1且F2未出现9∶3∶3∶1的性状分离比,说明F1“圆单”个体不能产生1∶1∶1∶1的四种配子,因此用“长复”分别与乙组的两个F1进行测交,其子代的统计结果不符合1∶1∶1∶1的比例。
答案:(1)非同源染色体 F2中两对相对性状表现型的分离比符合9∶3∶3∶1 一对 F2中每对相对性状表现型的分离比都符合3∶1,而两对相对性状表现型的分离比不符合9∶3∶3∶1 (2)1∶1∶1∶1
3.(2017·全国卷Ⅲ节选)已知某种昆虫的有眼(A)与无眼(a)、正常刚毛(B)与小刚毛(b)、正常翅(E)与斑翅(e)这三对相对性状各受一对等位基因控制。现有三个纯合品系:①aaBBEE、②AAbbEE和③AABBee。假定不发生染色体变异和染色体交换,
若A/a、B/b、E/e这三对等位基因都位于常染色体上,请以上述品系为材料,设计实验来确定这三对等位基因是否分别位于三对染色体上。(要求:写出实验思路、预期实验结果、得出结论)
解析:本题考查设计实验,判断基因是否位于一对相同的同源染色体上。
实验思路:将确定三对基因是否分别位于三对染色体上,拆分为判定每两对基因是否位于一对染色体上,如利用①和②进行杂交去判定A/a和B/b是否位于一对染色体上。
实验过程:(以判定A/a和B/b是否位于一对染色体上为例) ①
②
?
aaBBEE×AAbbEE→F1――→F2 预期结果及结论:
若F2的表现型及比例为有眼正常刚毛∶有眼小刚毛∶无眼正常刚毛∶无眼小刚毛=9∶3∶3∶1,则A/a和B/b位于两对染色体上。
若有眼小刚毛∶有眼正常刚毛∶无眼正常刚毛=1∶2∶1,则A/a和B/b位于同一对染色体上。
同理,用①与③杂交,判断A/a和E/e是否位于一对染色体上;用②与③杂交,判断
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B/b和E/e是否位于一对染色体上。
答案:选择①×②、②×③、①×③三个杂交组合,分别得到F1和F2,若各杂交组合的F2中均出现四种表现型,且比例为9∶3∶3∶1,则可确定这三对等位基因分别位于三对染色体上;若出现其他结果,则可确定这三对等位基因不是分别位于三对染色体上。
第3讲 性别决定和伴性遗传
[考纲展示] 伴性遗传(Ⅱ)
考点一| 性别决定
1.性别决定是指雌雄异体的生物决定性别的方式。性别主要是由基因决定的。 2.决定性别的染色体称为性染色体,其他的染色体称为常染色体。 3.性别决定方式:主要有XY型和ZW型两种。
(1)XY型???雌性:XX(同型)
?
?
雄性:XY(异型)遗传图解:
(2)ZW型???雌性:ZW(异型)
??
雄性:ZZ(同型)
遗传图解:
[判断与表述]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
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(1)只有具有性别分化的生物才有性染色体之分。(√) (2)性染色体上的基因都与性别决定有关。(×) 提示:性染色体上的基因不一定决定性别。 (3)性染色体上的基因都伴随性染色体遗传。(√)
(4)含X染色体的配子是雌配子,含Y染色体的配子是雄配子。(×) 提示:含X染色体的配子既有雌配子,又有雄配子。
(5)无论是哪种性别决定方式,雄性产生的精子都有两种。(×) 提示:ZW型生物体,ZZ为雄性,只产生一种配子。
(6)无论是XY型还是ZW型性别决定方式,性染色体在减数分裂过程中要彼此分离。(√) 2.据图思考(规范表述)
(1)男性个体中X及Y染色体的来源和传递特点是男性的X染色体来自母亲,Y染色体来自父亲,向下一代传递时,X染色体只能传给女儿,Y染色体只能传给儿子。
(2)图中的区段Ⅰ(填“Ⅰ”“Ⅱ1”或“Ⅱ2”)可存在等位基因,此区段的遗传与性别有(填“有”或“无”)关。
(3)Ⅱ1区段在遗传上的特点是只随Y染色体传递,表现为“限雄”遗传。
有关性别决定的四点提醒
1.性别决定只出现在雌雄异体的生物中,雌雄同体生物不存在性别决定问题。 2.XY型、ZW型是指决定性别的染色体而不是基因型,但性别相当于一对相对性状,其传递遵循分离定律。
3.性别决定后的分化发育过程,受环境(如激素等)的影响。
4.自然界还存在其他类型的性别决定。如染色体倍数决定性别(如蜜蜂等),环境因子(如温度等)决定性别等。
◎考法 性别决定的考查
1.(2019·潍坊市期中联考)下列有关人体性染色体的叙述,正确的是( ) A.性染色体同源区段上的基因所控制性状的遗传与性别无关 B.性染色体上基因的表达产物不只存在于生殖细胞中 C.在生殖细胞形成过程中X、Y染色体不会发生联会
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D.人体的每个初级精母细胞和次级精母细胞中都含有Y染色体
B [性染色体同源区段上的基因所控制的性状遗传与性别有关,A项错误;性染色体上基因的表达产物在生殖细胞和体细胞中都可能存在,B项正确;X、Y染色体是同源染色体,在生殖细胞形成过程中会发生联会,C项错误;人体的每个初级精母细胞都含有Y染色体,但次级精母细胞可能不含Y染色体,D项错误。]
2.(2018·新乡摸底)鸡的性染色体为Z和W,其中母鸡的性染色体组成为ZW。芦花鸡羽毛有黑白相间的横斑条纹,由Z染色体上的显性基因B决定;它的等位基因b纯合时,鸡表现为非芦花,羽毛上没有横斑条纹。以下说法正确的是( )
A.一般地,母鸡产生的一个卵细胞中含有的性染色体一定是Z B.正常情况下,公鸡体细胞有丝分裂后期,含有4条Z染色体 C.非芦花公鸡和芦花母鸡杂交,后代公鸡全为非芦花,母鸡全为芦花 D.芦花公鸡和芦花母鸡杂交,后代出现的非芦花鸡一定是公鸡
B [一般地,母鸡(ZW)产生的一个卵细胞中含有的性染色体是Z或者W;正常情况下,公鸡体细胞(ZZ)有丝分裂后期,着丝点分裂,含有4条Z染色体;非芦花公鸡(ZZ)和芦花母鸡(ZW)杂交,后代公鸡全为芦花鸡(ZZ),母鸡全为非芦花鸡(ZW);芦花公鸡(ZZ或ZZ)和芦花母鸡(ZW)杂交,后代出现的非芦花鸡一定是ZW,一定是母鸡。]
考点二| 伴性遗传
1.伴性遗传的概念
位于性染色体上的基因所决定的性状,在遗传时总是和性别相关联的现象,又称性连锁遗传。
2.伴性遗传的实例——红绿色盲遗传 (1)遗传图解:
B
b
B
Bb
b
Bb
BB
bb
图1
39
图2
(2)遗传特点:
①交叉遗传:由图1和图2可以看出,男性的红绿色盲基因只能由母亲传来,以后只能传给女儿。
②隔代遗传:由图1和图2分析知,如果一个女性携带者的父亲和儿子均患病,则说明这种遗传病的遗传特点是隔代遗传。
③男性色盲患者多于女性:女性只有基因型为XX时才表现为色盲,而男性只要X染色体上带有色盲基因b就表现为色盲。
3.伴性遗传在实践中的应用 (1)推测后代发病率,指导优生优育
婚配 男正常×女色盲 男抗维生素D佝偻病×女正常 生育建议 生女孩,原因:该夫妇所生男孩均患病 生男孩,原因:该夫妇所生女孩全患病,男孩正常 bb
注:维生素D佝偻病是伴X染色体显性遗传病。 (2)根据性状推断后代性别,指导生产实践
①控制鸡的羽毛有横斑条纹的基因只位于Z染色体上。 ②选育雌鸡的杂交设计:选择非芦花雄鸡和芦花雌鸡杂交
③选择:从F1中选择表现型为非芦花的个体保留。 [判断与表述]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)与伴性遗传相关的基因位于性染色体上。(√) (2)女儿色盲,父亲一定是色盲患者。(√)
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(3)红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配,子代雌、雄果蝇都表现红眼,这些雌雄果蝇交配产生的后代中,红眼雄果蝇占1/4,白眼雄果蝇占1/4,红眼雌果蝇占1/2。由此可推知眼色和性别表现为自由组合。(×)
提示:因果蝇眼色基因位于X染色体上,所以其眼色和性别表现为性连锁遗传,不遵循自由组合定律。
(4)男性的性染色体不可能来自祖母。(√) (5)女性的色盲基因可能来自祖父。(×)
提示:女性的色盲基因X基因可能来自父亲,也可能来自母亲,来自母亲的X基因可能来自外祖父,也可能来自外祖母,来自父亲的X只能来自祖母,不可能来自祖父。
2.思考回答(规范表述)
X、Y染色体同源区段上的基因所控制的性状遗传时与性别有关吗?试解释说明。 提示:有关。性别是由性染色体上的基因决定的,所以只要是性染色体上的基因所控制的性状,遗传时就与性别相关联。
b
b
b
1.基因所在区段位置与相应基因型对应关系
基因型(隐性遗传病) 基因所在区段 Ⅰ Ⅱ-1(伴Y染色体遗传) Ⅱ-2(伴X染色体遗传) BB男正常 XY、XY、XY XY BBbbB男患病 XY XY bbb女正常 XX、XX BBBb女患病 XX bbXY BXY bXX、XX BBBbXX bb2.X、Y染色体非同源区段的基因的遗传 基因的位置 模型图解 判断依 父传子、子传孙,具有世 双亲正常子病;母 子正常双亲病;父病Y染色体非同源区段基因的传递规律 X染色体非同源区段基因的传递规律 隐性基因 显性基因 41
据 代连续性 病子必病,女病父必病 女必病,子病母必病 规律 没有显隐性之分,患者全为男性,女性全部正常 男性患者多于女性患者;具有隔代交叉遗传现象 人类红绿色盲症、血友病
女性患者多于男 性患者;具有连续遗传现象 抗维生素D佝偻病 举例 人类外耳道多毛症 ◎考法1 伴性遗传的特点
1.(2015·全国卷Ⅰ)抗维生素D佝偻病为X染色体显性遗传病,短指为常染色体显性遗传病,红绿色盲为X染色体隐性遗传病,白化病为常染色体隐性遗传病。下列关于这四种遗传病遗传特征的叙述,正确的是( )
A.短指的发病率男性高于女性
B.红绿色盲女性患者的父亲是该病的患者 C.抗维生素D佝偻病的发病率男性高于女性 D.白化病通常会在一个家系的几代人中连续出现
B [短指为常染色体显性遗传病,在人群中的发病率男性约等于女性,A错误;抗维生素D佝偻病为伴X染色体显性遗传病,发病率女性高于男性,C错误;白化病为常染色体隐性遗传病,表现为隔代遗传,D错误。]
2.(2019·山西实验中学月考)以下关于伴X染色体隐性遗传病的叙述,错误的是( ) A.致病基因不会从雄性传递给雄性
B.如果父亲是患者、母亲是携带者,则子代可能患病 C.致病基因对雄性和雌性均有影响,但对雌性的影响比雄性大 D.该遗传病往往表现出隔代交叉遗传
C [正常情况下,雄性传给雄性子代的只能是Y染色体,伴X染色体隐性遗传病的致病基因不会从雄性传递给雄性,A正确;若父亲是患者,母亲是携带者,则子代中男女患病的概率各为1/2,B正确;对于伴X染色体隐性遗传病来说,雄性含有致病基因就表现为患者,雌性含有两个致病基因时,才表现为患者,致病基因对雄性的影响较大,C错误;伴X染色体隐性遗传病往往表现出“男性患者→携带者女儿→患病外孙”的隔代交叉遗传特点,D正确。]
◎考法2 遗传系谱图的分析
[解题指导] 遗传系谱图的解题方法——“四定法” 定性——判断显、隐性
42
↓
定位——常染色体还是性染色体(一般指X染色体) ↓
定型——确定基因型(或基因型及其概率) ↓
定率——根据基因型计算所求概率
3.(2018·菏泽期中)如图是某一家庭的某单基因遗传病家系图谱,相关分析正确的是( )
A.该病的遗传方式是伴X染色体隐性遗传 B.个体3与4婚配后代子女不会患病 C.个体3携带致病基因的概率为2/3或1/2 D.该遗传病的发病率是20%
C [从图中分析可知,1、2没有病,但所生子女中有个儿子患病,无中生有为隐性,这种遗传病既有可能是常染色体隐性也有可能是伴X隐性遗传,A错误;个体3可能是携带者,个体4基因型不确定,有可能是携带者,所以后代有可能患病,B错误;若为常染色体隐性遗传病,个体3是携带者的概率是2/3,若为X染色体隐性遗传病,个体3是携带者的概率是1/2,C正确;若为常染色体隐性遗传病,该对夫妇(1、2号都是Aa)后代发病率为1/4,若为伴X染色体隐性遗传病,该对夫妇(1、2号分别是XX,XY)后代发病率为1/4,D错误。]
4.小鼠有甲、乙两种遗传病,分别由基因A、a和B、b控制,其遗传家系谱图如下。甲病是常染色体遗传病,乙病的致病基因位于X、Y染色体的同源区段上,Ⅰ4和Ⅱ4无乙病的致病基因。下列分析正确的是( )
Aa
A
A.甲、乙两病的遗传特点相同,均与性别无关 B.Ⅱ1和Ⅲ4的基因型分别是AaXX、aaXX
Bb
BB
43
C.Ⅳ1的基因型为AaXY的概率是1/8 D.Ⅳ1为雌鼠时,同时患两种病的概率是1/48
C [由题意知,甲病为常染色体遗传病,再由Ⅱ1、Ⅱ2均不患甲病,但Ⅲ1患甲病知,甲病为常染色体隐性遗传病;由Ⅰ1、Ⅰ2不患乙病,但Ⅱ2患乙病可推知乙病为隐性遗传病,又由于乙病的致病基因位于性染色体上,所以甲、乙两种病遗传特点不同(前者与性别无关,后者与性别有关)。 Ⅱ1的基因型应为AaXX(Ⅲ1的基因型为aaXY),Ⅲ4的基因型为aaXX
Bb
Bb
BB
Bb
Bb
bb
BB
bB
或aaXX(Ⅱ3的基因型为aaXX,Ⅱ4的基因型为AaXY)。 Ⅲ2的基因型为1/3AAXX、2/3AaXX,Ⅲ3的基因型为1/2AaXY、1/2AaXY,则Ⅳ1的基因型为Aa的概率为(1/3)×(1/2)+(2/3)×(1/2)=1/2,Ⅳ1的基因型为XY的概率为(1/2)×(1/4)+(1/2)×(1/4)=2/8,故Ⅳ1的基因型为AaXY的概率为(1/2)×(2/8)=1/8。Ⅳ1为雌鼠时,同时患两种病的概率为(2/3)×(1/4)×(1/2)×(1/2)=1/24。]
[方法规律] “十字相乘法”解决两病的患病概率问题
当两种遗传病(如甲病和乙病)之间具有自由组合关系时,可先计算出患甲病和乙病的概率及分别不患病概率(如图),再根据乘法原理求解各种概率。
bB
bB
Bb
BB
bB
(1)两病兼患概率=患甲病概率×患乙病概率=mn (2)只患甲病概率=患甲病概率-两病兼患概率=m(1-n) (3)只患乙病概率=患乙病概率-两病兼患概率=n(1-m) (4)甲、乙两病均不患的概率=(1-m)(1-n) ◎考法3 伴性遗传和常染色体遗传的综合考查
5.(2017·全国卷Ⅰ)果蝇的红眼基因(R)对白眼基因(r)为显性,位于X染色体上;长翅基因(B)对残翅基因(b)为显性,位于常染色体上。现有一只红眼长翅果蝇与一只白眼长翅果蝇交配,F1雄蝇中有1/8为白眼残翅。下列叙述错误的是( )
A.亲本雌蝇的基因型是BbXX B.F1中出现长翅雄蝇的概率为3/16 C.雌、雄亲本产生含X配子的比例相同 D.白眼残翅雌蝇可形成基因型为bX的极体
B [本题考查伴性遗传和基因的自由组合定律。根据亲本为一只红眼长翅果蝇与一只白眼长翅果蝇,后代雄蝇中有1/8为白眼残翅,首先推知亲本关于翅型的基因型为Bb、Bb,进而可知子代残翅出现概率为1/4,则子代雄蝇中白眼出现概率为1/2,进而推知亲本关于眼色的基因型分别为XX、XY。A对:亲本雌蝇的基因型是BbXX,雄蝇的基因型是BbXY。B错:F1中出现长翅雄蝇(B-XY)的概率为3/4长翅×1/2雄性=3/8。C对:雌、雄亲本产
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-
Rr
r
Rr
r
r
r
Rr
生含X配子的比例相同,均为1/2。D对:白眼残翅雌蝇(bbXX)可形成基因型为bX的极体。]
6.(2019·唐山联考)已知决定果蝇的翅型有长翅、小翅和残翅3种类型,由A与a、H与h两对基因共同决定,基因A和H同时存在时个体表现为长翅,基因A不存在时个体表现为残翅,A、a基因位置如图所示。
rrrr
取翅型纯合品系的果蝇进行杂交实验,结果如下表: 杂交组合 正交 反交 亲本 残翅♀小翅♂ 小翅♀残翅♂ F1 长翅♀长翅♂ 长翅♀小翅♂ F1雌雄之间杂交得到的F2 长翅∶小翅∶残翅=9∶3∶4 ? (1)据表分析可推出H、h这对基因位于________染色体上,理由是________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(2)正交实验中,亲本的基因型是________________,F2中小翅个体的基因型是____________________。
(3)反交实验中,F2的长翅∶小翅∶残翅=________。
解析:(1)根据题述正交实验F2表现型比例判断A、a和H、h两对基因位于两对同源染色体上。根据正交和反交F1的表现型不同判断H、h这对基因位于X染色体上。正交实验中,亲本的基因型是aaXX和AAXY;反交实验中,亲本的基因型是AAXX和aaXY。
答案:(1) X 反交实验的F1中,所有雌蝇均为长翅、所有雄蝇均为小翅 (2)aaXX和AAXY AAXY 、AaXY (3)3∶3∶2
考点三| 基因在染色体上位置的判断和探究
1.基因位于X染色体上还是位于常染色体上
(1)若相对性状的显隐性是未知的,且亲本均为纯合子,则用正交和反交的方法。即: ①若正反交子代雌雄表现型相同?常染
?? 色体上
正反交实验??
②若正反交子代雌雄表现型不同?X染?? 色体上
(2)若相对性状的显隐性已知,只需一个杂交组合判断基因的位置,①基本思路一:隐
45
HH
h
h
h
HH
h
hh
H
性雌性个体与显性雄性纯合个体杂交。即:
a.若子代中雌性全为显性,雄性全为隐性?隐性雌? ?在X染色体上
×?b.若子代中雌雄个体全表现显性性状? 纯合显性雄
?? 在常染色体上
②基本思路二:用“杂合显性雌×纯合显性雄”进行杂交。即:
?? ?位于常染色体上
×??b.若子代中雌性个体全表现显性性状, 纯合显性雄 雄性个体显性∶隐性=1∶1?位于X
?? 染色体上
杂合显性雌
2.基因是伴X染色体遗传还是X、Y染色体同源区段的遗传 适用条件:已知性状的显隐性和控制性状的基因在性染色体上。
(1)基本思路一:用“纯合隐性雌×纯合显性雄”进行杂交,观察分析F1的性状。即: ①若子代所有雄性均为显性性状?位于?纯合隐性雌? 同源区段上
×??
②若子代所有雄性均为隐性性状?仅位纯合显性雄?? 于X染色体上
(2)基本思路二:用“杂合显性雌×纯合显性雄”进行杂交,观察分析F1的性状。即:
a.若子代中雌雄个体全表现显性性状
杂合显性雌
×?纯合显性雄
?? ?位于X、Y染色体的同源区段上
?②若子代中雌性个体全表现显性性状,雄
性个体中既有显性性状又有隐性性状?? ?仅位于X染色体上
①若子代中雌雄个体全表现显性性状
3.基因位于常染色体还是X、Y染色体同源区段
(1)设计思路:隐性的纯合雌性个体与显性的纯合雄性个体杂交,获得的F1全表现为显性性状,再选子代中的雌雄个体杂交获得F2,观察F2表现型情况。即:
? 出现,则该基因位于常染色体上?(2)结果
②若F中雄性个体全表现为显性性状,雌性
推断? 个体中既有显性性状又有隐性性状,则该
?? 基因位于X、Y染色体的同源区段上
2
①若F2雌雄个体中都有显性性状和隐性性状
4.数据信息分析确定基因位置
除了上述所列的实验法外,还可依据子代性别、性状的数量分析确认基因位置:若后代
46
中两种表现型在雌雄个体中比例一致,说明遗传与性别无关,则可确定基因在常染色体上;若后代中两种表现型在雌雄个体中比例不一致,说明遗传与性别有关,则可确定基因在性染色体上。
◎考法1 XY同源区段和非同源区段的遗传特点
1.(2019·湖南长郡中学月考)果蝇的X、Y染色体有同源区段和非同源区段,杂交实验结果如表所示。下列有关叙述不正确的是( )
杂交组合1 杂交组合2 杂交组合3 P刚毛(♀)×截毛(♂)―→F1全部刚毛 P截毛(♀)×刚毛(♂)―→F1刚毛(♀)∶截毛(♂)=1∶1 P截毛(♀)×刚毛(♂)―→F1截毛(♀)∶刚毛(♂)=1∶1 A.X、Y染色体同源区段基因控制的性状在子代中也可能出现性别差异 B.通过杂交组合1,可判断刚毛对截毛为显性
C.通过杂交组合2,可判断控制该性状的基因一定位于X、Y染色体的非同源区段 D.通过杂交组合3,可判断控制该性状的基因一定位于X、Y染色体的同源区段 C [杂交组合2可能是XX×XY→XX∶XY,因此不能判断控制该性状的基因一定位于X、Y染色体的非同源区段。杂交组合3一定是XX×XY→XX∶XY,因此可判断控制该性状的基因一定位于X、Y染色体的同源区段。]
2.(2018·菏泽市期末)某雌雄异株植物的性染色体为X、Y,控制花色的基因为A、a。在该植物的某红花群体中出现了一株白花雄株,将这株白花雄株与多株红花雌株杂交,F1全部为红花植株。F1的雌、雄植株杂交,F2的表现型及比例为红花雌株∶红花雄株∶白花雄株=2∶1∶1。对白花雄株根尖分生区细胞进行荧光标记,基因A、a都能被标记为红色,用荧光显微镜观察处于有丝分裂中期的某个细胞,出现了4个红色荧光点。请回答下列问题:
(1)由上述结果可知,红花对白花是________性状。基因A、a位于______________________,则F1雌、雄植株的基因型分别是________________。
(2)该植物中的纯合红花植株和纯合白花植株的基因型分别是________________________________________________________________。
若从上述植株中选择亲本,通过两次杂交,使获得的F2中,雄株全部开白花,雌株全部开红花。请写出实验步骤和结果:
①选择基因型为________的植株做亲本杂交得F1;
②选择______________________________________杂交,得到的F2中雄株全部开白花,雌株全部开红花。
解析:(1)根据白花雄株与多株红花雌株杂交,F1全部为红花植株判断红花为显性性状。根据F2的表现型及比例为红花雌株∶红花雄株∶白花雄株=2∶1∶1,判断基因位于性染色
aa
aA
aa
aA
aa
Aa
Aa
aa
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体上。根据对白花雄株根尖分生区细胞进行荧光标记,基因A、a都能被标记为红色,用荧光显微镜观察处于有丝分裂中期的某个细胞,出现了4个红色荧光点判断基因A、a位于X、Y染色体的同源区段上。F1雌、雄植株的基因型分别是XX、XY。
(2)该植物中的纯合红花植株和纯合白花植株的基因型分别是XX、XY;XX、XY。要使F2中,雄株全部开白花,雌株全部开红花,F1的基因型应是XY和XX,得到XY植株,应让XX和XY杂交。
答案:(1)显性 X、Y染色体的同源区段上 XX、XY (2)XX、XY;XX、XY ①XX和XY
②上述F1中的雄株(或基因型为XY的植株)和基因型为XX的亲本植株 ◎考法2 考查基因位置的分析与探究
3.下面是探究基因位于X、Y染色体的同源区段,还是只位于X染色体上的实验设计思路,请判断下列说法中正确的是( )
方法1 纯合显性雌性个体×纯合隐性雄性个体→F1 方法2 纯合隐性雌性个体×纯合显性雄性个体→F1 结论:
①若子代雌雄全表现显性性状,则基因位于X、Y染色体的同源区段。
②若子代雌性个体表现显性性状,雄性个体表现隐性性状,则基因只位于X染色体上。 ③若子代雄性个体表现显性性状,则基因只位于X染色体上。
④若子代雌性个体表现显性性状,则基因位于X、Y染色体的同源区段。 A.“方法1+结论①②”能够完成上述探究任务 B.“方法1+结论③④”能够完成上述探究任务 C.“方法2+结论①②”能够完成上述探究任务 D.“方法2+结论③④”能够完成上述探究任务
C [方法1达不到设计目的,因为不管基因位置如何,子代雌雄全表现显性性状;方法2的设计是正确的。假设基因A(a)位于X、Y染色体的同源区段,则XX×XY→XX、XY,得出结论①;假设基因只位于X染色体上,XX×XY→XX、XY,得出结论②。因此“方法2+结论①②”能够完成题述探究任务。]
4.某自然种群的雌雄异株植物为XY型性别决定,该植物的花色(白色、蓝色和紫色)由常染色体的两对独立遗传的等位基因(D、d和R、r)控制,叶形(宽叶和窄叶)由另一对等位基因(H和h)控制,请据图分析回答:
aa
A
Aa
a
aa
AA
Aa
aA
Aa
aa
AA
AA
aa
aa
AA
aa
Aa
Aa
AA
aa
Aa
aa
Aa
AA
AA
aa
aa
Aa
Aa
48
图1 图2
注:图1为该植物的花色控制过程,图2为该植物的性染色体简图,同源部分(图中的Ⅰ片段)基因互为等位基因,非同源部分(图中的Ⅱ、Ⅲ片段)基因不互为等位基因。
(1)开蓝花植株的基因型有________种,若该种植物的紫花植株与紫花植株杂交,F1全为蓝花植株,则亲本控制花色的基因型是________。若再让F1雌雄植株相互杂交,F2的花色表现型及其比例为__________________。
(2)已知控制叶形的基因(H和h)在性染色体上,但不知位于Ⅰ片段还是Ⅱ片段,也不知宽叶和窄叶的显隐性关系。现有从2个地区获得的纯种宽叶、窄叶雌性植株若干和纯种宽叶、窄叶雄性植株若干,你如何通过只做一代杂交实验判断基因(H和h)位于Ⅰ片段还是Ⅱ片段上?
请写出你的实验方案、判断依据及相应结论。(不要求判断显、隐性,不要求写出子代具体表现型)
①实验方案:____________________________。如果__________________,则控制叶形的基因(H、h)位于Ⅰ片段上,反之则位于Ⅱ片段上。
②若已知宽叶对窄叶为显性,要通过一次杂交实验确定基因在性染色体上的位置,则选择的亲本的基因型、表现型为__________________________。如果________________,则控制叶形的基因(H、h)位于Ⅰ片段上,反之则位于Ⅱ片段上。
解析:(1)开蓝花植株的基因型有DDRR、DdRR、DDRr、DdRr 4种,若该种植物的紫花植株与紫花植株杂交,F1全为蓝花植株,则亲本控制花色的基因型是DDrr和ddRR,F1的基因型是DdRr。让F1雌雄植株相互杂交,F2的花色表现型为蓝色(D_R_)∶紫色(D_rr和ddR_)∶白色(ddrr)=9∶6∶1。
(2)①要判断基因(H和h)位于Ⅰ片段还是Ⅱ片段上,可用纯种宽叶雌株与纯种窄叶雄株进行杂交,再用纯种宽叶雄株与纯种窄叶雌株进行反交。a.如果正交、反交结果雌雄表现一致,则控制叶形的基因(H、h)位于Ⅰ片段上。b.如果正交、反交结果雌雄表现不一致,则控制叶形的基因(H、h)位于Ⅱ片段上。②如果宽叶对窄叶为显性,则选择XY或XY纯种宽叶雄株、XX纯种窄叶雌株进行杂交。a.如果子代雌雄表现一致,即子代雌雄表现全部为宽叶,则控制叶形的基因(H、h)位于Ⅰ片段上;b.如果子代雌雄表现不一致,即雌性全为宽叶、雄性全为窄叶,则控制叶形的基因(H、h)位于Ⅱ片段上。
答案:(1)4 DDrr、ddRR 蓝色∶紫色∶白色=9∶6∶1
(2)①用纯种宽叶雌株与纯种窄叶雄株进行杂交,再用纯种宽叶雄株与纯种窄叶雌株进行反交 正交、反交结果雌雄表现一致
②XY或XY纯种宽叶雄株、XX纯种窄叶雌株 子代雌雄表现一致(或如果子代雌雄表现全部为宽叶)
真题体验| 感悟高考 淬炼考能
49
H
HH
hh
hh
H
HH
1.(2016·全国卷Ⅱ)果蝇的某对相对性状由等位基因G、g控制,且对于这对性状的表现型而言,G对g完全显性。受精卵中不存在G、g中的某个特定基因时会致死。用一对表现型不同的果蝇进行交配,得到的子一代果蝇中雌∶雄=2∶1,且雌蝇有两种表现型。据此可推测:雌蝇中( )
A.这对等位基因位于常染色体上,G基因纯合时致死 B.这对等位基因位于常染色体上,g基因纯合时致死 C.这对等位基因位于X染色体上,g基因纯合时致死 D.这对等位基因位于X染色体上,G基因纯合时致死
D [结合选项,并根据题干信息:子一代果蝇中雌∶雄=2∶1,且雌蝇有两种表现型,可知这对等位基因位于X染色体上。若亲代雄蝇为显性个体,则子代雌蝇不可能有两种表现型,故亲代雄蝇应为隐性个体,基因型为XY,说明受精卵中不存在g基因(即G基因纯合)时会致死。由于亲代表现型不同,故亲代雌蝇为显性个体,且基因型为XX,子一代基因型为XX、XX、XY(死亡)、XY。综上分析,这对等位基因位于X染色体上,G基因纯合时致死,D项正确。]
2.(2018·全国卷Ⅱ)某种家禽的豁眼和正常眼是一对相对性状,豁眼雌禽产蛋能力强。已知这种家禽的性别决定方式与鸡相同,豁眼性状由Z染色体上的隐性基因a控制,且在W染色体上没有其等位基因。回答下列问题:
(1)用纯合体正常眼雄禽与豁眼雌禽杂交,杂交亲本的基因型为________。理论上F1个体的基因型和表现型为________,F2雌禽中豁眼禽所占的比例为________。
(2)为了给饲养场提供产蛋能力强的该种家禽,请确定一个合适的杂交组合,使其子代中雌禽均为豁眼,雄禽均为正常眼。写出杂交组合和预期结果,要求标明亲本和子代的表现型、基因型:
________________________________________________________________ ____________________________________________________________。
(3)假设M/m基因位于常染色体上,m基因纯合时可使部分应表现为豁眼的个体表现为正常眼,而MM和Mm对个体眼的表现型无影响。以此推测,在考虑M/m基因的情况下,若两只表现型均为正常眼的亲本交配,其子代中出现豁眼雄禽,则亲本雌禽的基因型为__________,子代中豁眼雄禽可能的基因型包括________。
解析:(1)豁眼性状受Z染色体上的隐性基因a控制,且雌、雄家禽的性染色体组成分别为ZW和ZZ,因此,纯合体正常眼雄禽和豁眼雌禽的基因型分别为ZZ、ZW;两者杂交产生的F1的基因型及表现型为ZZ(正常眼雄禽)和ZW(正常眼雌禽);F2中雌禽的基因型及比例为1/2ZW(表现为正常眼)和1/2ZW(表现为豁眼)。(2)欲使子代中不同性别的个体表现为不同的性状,对于ZW型性别决定的生物应该选择“隐性雄性个体”和“显性雌性个体”进行杂交,因此,选择的杂交组合是豁眼雄禽(ZZ)×正常眼雌禽(ZW),其产生子代的表现型
50
aa
A
A
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Aa
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AA
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Gg
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G
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Gg
g
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