基因分离定律【知识精研+培优拓展】 高考生物大一轮复习精讲课件

第六单元

第1讲基因的分离定律考点由高考知核心知识点预测基因分离定律及其应用（2023·海南）（2023·广东）（2023·天津）（2023·北京）（2023·浙江）（2023·山西）（2023·广东）（2022北京）（2021重庆）（2022河北）（2021海南）（2021湖北）（2021山东）（2021浙江）（2021福建）（2021天津）（2021江苏）（2021重庆）热点预测与趋势分析考察内容：基因的分离定律和自由组合定律题型：对于新高考来说，是重点的考察内容之一，大概率有一道多选题和一道简答题。12基因的分离定律3分离定律的常规题型分离定律中的概率计算1基因的分离定律优点传粉性状自花传粉，闭花受粉，自然状态下一般为纯种具有易于区分的性状（1）豌豆作杂交实验材料的优点操作豌豆花大，便于进行人工异花传粉1基因的分离定律（2）孟德尔遗传实验的杂交操作步骤去雄套袋传粉套袋先除去未成熟花的全部雄蕊。套上纸袋，防止外来花粉干扰。人工异花传粉流程雌蕊成熟时将另一植株的花粉（撒）在去雄的雌蕊的柱头上。保证杂交得到的种子是人工授粉后所结。图1-1人工异花传粉示意图1基因的分离定律（3）遗传术语相对性状显性性状性状显性遗传因子纯合子隐性性状隐性遗传因子杂合子性状分离生物体的形态特征和生理特性遗传因子（基因）组成不同的个体，高茎Dd一种生物的同一种性状的不同表现类型F1中表现出来的性状，如高茎F1中未表现出来的性状，如矮茎杂种后代中，同时出现显性和隐性性状的现象大写，如D小写，如d遗传因子组成相同的个体，高茎DD，矮茎dd1基因的分离定律符号PF1F2×⊗♀含义亲本________________杂交_____母本父本

子一代子二代自交♂（4）遗传实验中常用符号及含义正交：在具有相对性状的遗传实验中，若将显性个体作母本，隐性个体作父本的杂交方式称为正交；反交：将显性个体作父本，隐性个体作母本的杂交方式就为反交。正交与反交是相对的，若我们假设其中一种为正交，那么另一种就是反交。1基因的分离定律（5）一对相对性状杂交实验的“假说—演绎”分析假说演绎法分析问题，提出假说根据假说，演绎推理观察现象，提出问题设计实验，验证假说归纳综合，总结规律1基因的分离定律（5）一对相对性状杂交实验的“假说—演绎”分析

观察现象，提出问题现象问题①为什么子一代都是高茎而没有矮茎的呢？②为什么子二代又出现了矮茎的呢？③子二代中出现3∶1的性状分离比是偶然的吗？×⊗高茎3高茎1矮茎纯种高茎纯种矮茎P(亲本)F1（子一代）F2（子一代）具有相对性状表现为显性性状出现性状分离现象1基因的分离定律

分析问题，提出假说（5）一对相对性状杂交实验的“假说—演绎”分析P配子F1高茎高茎矮茎DDddDdDd×1⊗F2雌配子雄配子1/2D1/2d1/2D1/2d1/4DD1/4Dd1/4Dd1/4dd①生物的性状是由遗传因子决定，体细胞中成对存在。②减数分裂产生配子时，成对的遗传因子彼此分离，配子中只含有每对遗传因子中的一个。③受精时，雌雄配子的结合是随机的。结合方式有4种。（5）一对相对性状杂交实验的“假说—演绎”分析

根据假说，演绎推理

设计实验，验证假说P配子F1高茎高茎矮茎Ddddd×测交杂种子一代隐性纯合子DdDddd矮茎1:111在得到的166株后代中，87株是高茎的，79株是矮茎的，高茎与矮茎植株的数量比接近1∶1。1基因的分离定律（5）一对相对性状杂交实验的“假说—演绎”分析

归纳综合，总结规律11基因的分离定律①测交实验结果与预测相符，表明F1产生了两种配子（D和d），且比例是1：1。②得出结论：假说正确，即F1（Dd）在形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子。③孟德尔第一定律，又称分离定律:在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。1基因的分离定律（6）基因分离定律基因分离定律发生时间实质研究对象适用范围位于一对同源染色体上的一对等位基因减数第一次分裂后期一对相对性状的遗传细胞核内染色体上的基因进行有性生殖的真核生物等位基因随着同源染色体的分开而分离，杂合子形成数量相等的两种配子1基因的分离定律(6)基因分离定律实质减数分裂DdDddDDDddDDdd减Ⅰ减Ⅱ基因在染色体上，等位基因位于同源染色体上间期染色体复制同源染色体姐妹染色单体同源染色体分开，等位基因分离姐妹染色单体分开，相同基因分离配子中只含有同源染色体中的一条，因而配子中只含有等位基因中的一个1基因的分离定律（8）基因类型的辨析。等位基因非等位基因位于同源染色体的同一位置上，控制相对性状的基因，如（A与a,D与d）位于非同源染色体上的基因，如A与D(d)或位于同源染色体不同位置上的基因（如A或a与B）相同基因位于同源染色体的同一位置上，控制相同性状的基因（如B与B）AaBBDd1基因的分离定律(7)性状分离比的模拟实验本实验用甲、乙两个小桶分别代表雌、雄生殖器官，甲、乙小桶内的彩球分别代表雌、雄配子，用不同彩球的随机组合，模拟生物在生殖过程中，雌、雄配子的随机结合。【实验原理】Dd显性遗传因子隐性遗传因子1基因的分离定律【目的要求】通过模拟实验，理解遗传因子的分离、配子的随机结合与性状之间的数量关系，体验孟德尔的假说。【材料用具】两个小桶，分别标记甲、乙；两种大小相同、颜色不同的彩球各20个，一种彩球标记D，另一种彩球标记d；记录用的纸和笔。1基因的分离定律（3）分别从两个桶内随机抓取一个彩球，组合在一起，记下两个彩球的字母组合。【方法步骤】（1）在甲、乙两个小桶中放入两种彩球各10个。（2）摇动两个小桶，使小桶内的彩球充分混合。（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。确保两种类型的配子数目一样模拟雌、雄配子的随机结合确保样本数目足够多。雌、雄配子结合的机会相等。1基因的分离定律1基因的分离定律【结果和结论】1．统计实验结果：彩球组合有几种？每种组合的数量是多少？计算彩球组合类型之间的数量比。设计表格，记录实验结果。2．统计全班的实验结果，求平均值。计算彩球组合类型之间的数量比。3．两个彩球的组合代表什么？4．结论：___________________________________________________________________________________________________。模拟雌、雄配子的随机结合1基因的分离定律次数甲乙组合12345......2930合计次数D

次d

次D

次d

次DD

次Dd

次dd

次统计数量比D：d=D：d=DD：Dd：dd=性状分离比的模拟实验记录表2分离定律的常规题型(1)已知亲代基因型推后代分离比（正推法）亲本组合子代基因型及比例子代表现型及比例AA×AAAA×AaAA×aaAa×AaAa×aaaa×aaAAAA:Aa=1:1AaAA:Aa:aa=1:2:1Aa:aa=1:1aa全是显性全是显性全是显性显性:隐性=3:1显性:隐性=1:1全是隐性2分离定律的常规题型(2)已知后代分离比推亲代基因型（以A/a为例，逆推法）后代表现型亲本基因型全显全隐显﹕隐=

1﹕1显﹕隐=3﹕1AA×AA/Aa/aaaa×aaAa×aa（杂合子的测交）Aa×Aa（杂合子的自交）2分离定律的常规题型（3）纯合子与杂合子的鉴定项目纯合子杂合子实验鉴定测交后代有

种类型，即

性状分离后代有

种类型，即

性状分离自交后代

性状分离后代

性状分离花粉鉴定（植物）花粉的基因型有

种花粉的基因型有

种单倍体育种（植物）得到

种类型植株得到

种类型植株12不发生发生不发生发生12122分离定律的常规题型（4）判断显性、隐性的方法①定义法：若具有相对性状的个体杂交，后代只表现

一种性状，则该性状为

性状。②比例法：若后代分离比为3﹕1，则3代表的为

性，

1代表的为

性。甲×乙→甲，亲本甲和乙为纯合子甲×甲→3甲+1乙，亲本甲为杂合子显显隐2分离定律的常规题型③根据遗传系谱图进行判断：（4）判断显性、隐性的方法无中生有为隐性：即双亲表现正常，后代出现“患者”则致病性状为隐性。有中生无为显性：即双亲表现患病，后代出现“正常”则致病性状为显性。2分离定律的常规题型（4）判断显性、隐性的方法④合理设计杂交实验进行判断：具相对性状的两个亲本能自交有性状分离不能自交无性状分离子代表现出来的性状为显性性状两个亲本杂交有性状分离无性状分离子代表现出来的性状为显性性状子代只表现一种性状子代表现两种性状，与相同性状的亲代回交该性状为显性该性状为隐性子代发生性状分离的亲本为显性性状2分离定律的常规题型（5）交配类型及应用2分离定律的常规题型（6）分离定律的验证方法3分离定律中的概率计算（1）自交的概率计算①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。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（1）自交的概率计算3分离定律中的概率计算第一步，构建杂合子自交且逐代淘汰隐性个体的图解3分离定律中的概率计算第二步，依据图解推导相关公式：②杂合子Aa连续自交且逐代淘汰隐性个体的概率计算杂合子Aa连续自交，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，因此可以得到：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)（1）自交的概率计算3分离定律中的概率计算（2）自由交配的概率计算①若杂合子Aa连续自由交配n代，杂合子比例为1/2，显性纯合子比例为1/4，隐性纯合子比例为1/4；若杂合子Aa连续自由交配n代，且逐代淘汰隐性个体后，显性个体中，纯合子比例为n/(n＋2)，杂合子比例为2/(n＋2)3分离定律中的概率计算②自由交配问题的两种分析方法：如某种生物基因型AA占1/3，Aa占2/3，个体间可以自由交配，求后代中AA的比例（2）自由交配的概率计算解法一：列举法类型♂

1/3AA2/3Aa♀1/3AA2/3Aa子代基因型及概率为子代表型及概率1/9AA1/9AA、1/9Aa1/9AA、1/9Aa1/9AA、2/9Aa、1/9aa4/9AA、4/9Aa、1/9aa(4/9＋4/9)A_、1/9aa3分离定律中的概率计算解法二：配子法1/3AA个体产生一种配子A；2/3Aa个体产生两种数量相等的配子A和a，所占比例均为1/3，则A配子所占比例2/3，a配子所占比例为1/3类型♀(配子)2/3A1/3a♂(配子)2/3A1/3a由表可知：F1基因型的比例为AA∶Aa∶aa＝F1表型的比例为A_∶aa＝（2）自由交配的概率计算4/9AA2/9Aa2/9Aa1/9aa4/9∶4/9∶1/9＝4∶4∶1；8/9∶1/9＝8∶1①复等位基因问题在一个群体内，若同源染色体的同一位置上的等位基因的数目在两个以上，称为复等位基因。如控制人类ABO血型的IA、i、IB三个基因，ABO血型由这三个复等位基因决定，其中IA对i是显性，IB对i是显性，IA和IB是共显性。3分离定律中的概率计算表型A型B型AB型O型基因型IAIA、IAiIBIB、IBiIAIBii图片红细胞表面的抗原抗原A抗原B抗原AB无抗原AB血浆中的抗体抗体B抗体A无抗体抗体AB（3）分离定律的特例归类分析3分离定律中的概率计算（3）分离定律的特例归类分析②不完全显性遗传具有相对性状的纯合亲本杂交后，F1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(AA)与白色花(aa)杂交产生的F1为粉红花(Aa)，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∶13分离定律中的概率计算（3）分离定律的特例归类分析③致死现象

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。如镰刀型细胞贫血症(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。显性致死：显性基因具有致死作用，如人的神经胶症基因(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。3分离定律中的概率计算胚胎致死：某些基因型的个体死亡，如下图：配子致死：指致死基因在配子时期发生作用，从而不能形成有活力的配子的现象。例如，A基因使雄配子致死，则Aa自交，亲代只能产生一种成活的a雄配子、A和a两种雌配子，形成的后代两种基因型比例为Aa∶aa＝1∶1。（3）分离定律的特例归类分析③致死现象

3分离定律中的概率计算致死或淘汰现象：计算时需要

致死或淘汰的个体（配子）后，重新

。去除分配概率若F1中显性纯合子致死，则：若F1中隐性纯合子致死，则：若F1中杂合子致死，则：显性﹕隐性=2﹕1全为显性显性﹕隐性=1﹕1

某些致死基因（3）分离定律的特例归类分析【如】胚胎致死（淘汰）型PAa×Aa

F11AA2Aa1aa

配子致死（淘汰）型：可除去致死（淘汰）后的雌雄配子后，重新计算该类配子的概率，再使用棋盘法推出子代概率。【例】基因型为Aa的某植株产生的“a”花粉中有一半是致死的，则该植株自花转粉产生的子代中，AA:Aa:aa=

。

【解析】PAa

配子♂

♀U1/2A1/2a2/3A1/3a2/6AA2/6Aa1/6Aa1/6aa2:3:13分离定律中的概率计算（3）分离定律的特例归类分析（4）从性遗传

基因型表现型BBBbbb♂男性♀女性不秃头不秃头秃头秃头秃头不秃头例1：男性秃顶的基因型为Bb、bb，女性秃顶的基因型只有bb。3分离定律中的概率计算从性遗传是指常染色体上的基因，由于性别的差异而表现出男女性分布比例上或表现程度上的差别。3分离定律中的概率计算例2：绵羊的有角和无角受常染色体上一对等位基因控制，有角基因H为显性，无角基因h为隐性，在杂合子(Hh)中，公羊表现为有角，母羊表现为无角，其基因型与表型关系如下表：性别HHHhhh雄性有角有角无角雌性有角无角无角（4）从性遗传从性遗传和伴性遗传的差异主要在于前者控制性状的基因位于

染色体上，后者位于

染色体上。常性3分离定律中的概率计算（5）“表型模拟”问题：生物的表型不仅仅取决于基因型，还受所处环境的影响，从而导致基因型相同的个体在不同环境中表型有差异，如果蝇长翅(V)和残翅(v)的遗传受温度的影响，其表型、基因型与环境温度的关系如下表：基因型25℃(正常温度)35℃VV、Vv长翅残翅vv残翅3分离定律中的概率计算（6）细胞质遗传（母系遗传）现象控制性状的基因位于

中（线粒体、叶绿体），所以子代表现型只由

本基因型决定，

孟德尔遗传定律。（口诀：

）细胞质母不遵循随母不随父性状相对性状显性性状隐性性状显性遗传因子（D）隐性遗传因子（d）性状分离遗传因子纯合子（DD、dd）杂合子（Dd）自交后代不出现自交后代出现决定决定决定同时出现显、隐性性状与性状有关的概念一种生物的同一种性状的不同表现类型，叫作相对性状。性状：是指可遗传的发育个体和全面发育个体所能观察到的（表型的）特征，包括生化特性、细胞形态或动态过程、解剖构造、器官功能或精神特性总和。表型：表型指生物个体表现出来的性状，如豌豆的高茎和矮茎。相对性状：显性性状与隐性性状：孟德尔把F1中显现出来的性状，叫作显性性状，如高茎；未显现出来的性状，叫作隐性性状性状分离：人们将杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象，叫作性状分离。表观遗传：生物体的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。与基因有关的概念与杂交有关的概念杂交：杂交一般是指两个具有不同基因型的个体间雌雄配子的结合。杂交符号用“×”表示。自交是指同一个体或不同个体但为同一基因型的个体间雌雄配子的结合。自交符号用“

”表示自交：此定义比植物学对“自交”的定义广，植物学的自交是指同一植株上同一朵花的花粉传播到同一朵花雌蕊的柱头上，或由同一株花的花粉传播到同一株花雌蕊的柱头上的受精过程。自花传粉属于遗传学上的自交；但异花传粉包含遗传学上的杂交和自交。注意：在植物有性杂交中，把接受花粉的植株叫作母本，用符号“♀”表示母本：供给花粉的植株叫作父本，用“♂”表示。父本：父母本统称为亲本，用“P”表示。亲本：如果在做杂交实验时，父母本相互交换，这在遗传学上称为互交。互交：正交与反交：在上图的互交实验中，如果杂交组合一：高茎（♀）×矮茎（♂）为正交，那么杂交组合二：高茎（♂）×矮茎（♀）就是反交。其他与遗传有关的概念假说演绎法：①在观察和分析基础上提出问题以后②通过推理和想象提出解释问题的假说③根据假说进行演绎推理，推出预测的结果，再通过实验来检验。④如果实验结果与预测相符，就可以认为假说是正确的，反之，则可以认为假说是错误的（得出结论）。这是现代科学研究中常用的一种科学方法，叫作假说—演绎法。1．（2023·海南卷）某作物的雄性育性与细胞质基因（P、H）和细胞核基因（D、d）相关。现有该作物的4个纯合品种：①（P）dd（雄性不育）、②（H）dd（雄性可育）、③（H）DD（雄性可育）、④（P）DD（雄性可育），科研人员利用上述品种进行杂交实验，成功获得生产上可利用的杂交种。下列有关叙述错误的是（

）A．①和②杂交，产生的后代雄性不育B．②③④自交后代均为雄性可育，且基因型不变C．①和③杂交获得生产上可利用的杂交种，其自交后代出现性状分离，故需年年制种D．①和③杂交后代作父本，②和③杂交后代作母本，二者杂交后代雄性可育和不育的比例为3∶1【答案】D【答案】B2．（2023·广东卷）下列叙述中，能支持将线粒体用于生物进化研究的是（

）A．线粒体基因遗传时遵循孟德尔定律B．线粒体DNA复制时可能发生突变C．线粒体存在于各地质年代生物细胞中D．线粒体通过有丝分裂的方式进行增殖3．（2023·北京卷）二十大报告提出“种业振兴行动”。油菜是重要的油料作物，筛选具有优良性状的育种材料并探究相应遗传机制，对创制高产优质新品种意义重大。

(2)科学家克隆出导致新生叶黄化的基因，与野生型相比，它在DNA序列上有一个碱基对改变，导致突变基因上出现了一个限制酶B的酶切位点（如图乙）。据此，检测F2基因型的实验步骤为：提取基因组DNA→PCR→回收扩增产物→

→电泳。F2中杂合子电泳条带数目应为

条。(1)我国科学家用诱变剂处理野生型油菜（绿叶），获得了新生叶黄化突变体（黄化叶）。突变体与野生型杂交，结果如图甲，其中隐性性状是

。黄化叶用限制酶B处理3(3)油菜雄性不育品系A作为母本与可育品系R杂交，获得杂交油菜种子S（杂合子），使杂交油菜的大规模种植成为可能。品系A1育性正常，其他性状与A相同，A与A1杂交，子一代仍为品系A，由此可大量繁殖A。在大量繁殖A的过程中，会因其他品系花粉的污染而导致A不纯，进而影响种子S的纯度，导致油菜籽减产。油菜新生叶黄化表型易辨识，且对产量没有显著影响。科学家设想利用新生叶黄化性状来提高种子S的纯度。育种过程中首先通过一系列操作，获得了新生叶黄化的A1，利用黄化A1生产种子S的育种流程见图丙。①图丙中，A植株的绿叶雄性不育子代与黄化A1杂交，筛选出的黄化A植株占子一代总数的比例约为

。②为减少因花粉污染导致的种子S纯度下降，简单易行的田间操作用

。50%在开花前把田间出现的绿叶植株除去4．（2023·广东卷）种子大小是作物重要的产量性状。研究者对野生型拟南芥（2n=10）进行诱变筛选到一株种子增大的突变体。通过遗传分析和测序，发现野生型DAI基因发生一个碱基G到A的替换，突变后的基因为隐性基因，据此推测突变体的表型与其有关，开展相关实验。回答下列问题：(1)拟采用农杆菌转化法将野生型DAI基因转入突变体植株，若突变体表型确由该突变造成，则转基因植株的种子大小应与

植株的种子大小相近。

(2)用PCR反应扩增DAI基因，用限制性核酸内切酶对PCR产物和

进行切割，用DNA连接酶将两者连接。为确保插入的DAI基因可以正常表达，其上下游序列需具备

。野生型运载体启动子和终止子(3)转化后，T-DNA（其内部基因在减数分裂时不发生交换）可在基因组单一位点插入也可以同时插入多个位点。在插入片段均遵循基因分离及自由组合定律的前提下，选出单一位点插入的植株，并进一步获得目的基因稳定遗传的植株（如图），用于后续验证突变基因与表型的关系。

①农杆菌转化T0代植株并自交，将T1代种子播种在选择培养基上，能够萌发并生长的阳性个体即表示其基因组中插入了

。②T1代阳性植株自交所得的T2代种子按单株收种并播种于选择培养基，选择阳性率约

%的培养基中幼苗继续培养。DAI基因和卡那霉素抗性基因75③将②中选出的T2代阳性植株

（填“自交”、“与野生型杂交”或“与突变体杂交”）所得的T3代种子按单株收种并播种于选择培养基，阳性率达到

%的培养基中的幼苗即为目标转基因植株。为便于在后续研究中检测该突变，研究者利用PCR扩增野生型和突变型基因片段，再使用限制性核酸内切酶X切割产物，通过核酸电泳即可进行突变检测，相关信息见下，在电泳图中将酶切结果对应位置的条带涂黑

。自交100【答案】C（2022·山东卷）野生型拟南芥的叶片是光滑形边缘，研究影响其叶片形状的基因时，发现了6个不同的隐性突变，每个隐性突变只涉及1个基因。这些突变都能使拟南芥的叶片表现为锯齿状边缘。利用上述突变培育成6个不同纯合突变体①~⑥，每个突变体只有1种隐性突变。不考虑其他突变，根据表中的杂交实验结果，下列推断错误的是（

）杂交组合子代叶片边缘①×②光滑形①×③锯齿状①×④锯齿状①×⑤光滑形②×⑥锯齿状A．②和③杂交，子代叶片边缘为光滑形B．③和④杂交，子代叶片边缘为锯齿状C．②和⑤杂交，子代叶片边缘为光滑形D．④和⑥杂交，子代叶片边缘为光滑形【答案】C（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