高考生物（山东专用）复习专题8分离定律和自由组合定律教学课件

第2部分遗传与进化专题8分离定律和自由组合定律

生物山东省专用考点1基因的分离定律及其应用一、一对相对性状的杂交实验(运用假说—演绎法分析)

易混易错

基因型为Aa的杂合子产生的雌配子为A∶a=1∶1,产生的雄配子为A∶a=

1∶1,一般情况下生物产生的雄配子数远远多于雌配子数。小表达

1.孟德尔研究一对相对性状的杂交实验时,F1出现显性性状,F2中分离比为3∶1,这些情

况的出现必须满足的条件是

。2.试从基因表达的角度解释,在孟德尔“一对相对性状的杂交实验”中,所观察的7种

性状的F1中显性性状得以体现,隐性性状不体现的原因是

。1.答案:F1产生的两种配子数目相等且活力相同;两种配子的结合机会是相等的;各种基

因型个体的存活率相等;显性基因对隐性基因为完全显性等2.答案:显性基因表达,隐性基因不转录(或隐性基因不翻译,或隐性基因编码的蛋白质

无活性等)二、基因分离定律的剖析与验证1.基因分离定律的剖析常用方法选用杂合子(如Bb)结果预测自交法Bb×Bb子代显∶隐=3∶1测交法(最常用)Bb×bb子代显∶隐=1∶1花粉鉴定法取花粉,对花粉进行特殊处理后,

用显微镜观察并计数B花粉∶b花粉=1∶12.基因分离定律的验证知识拓展细胞质遗传的特点(1)性状主要由细胞质基因决定,并通过细胞质遗传下去。(2)正反交结果不一样,杂种后代只表现母本的性状,呈现母系遗传。(3)不遵循孟德尔遗传定律,杂交后代不出现一定的分离比。(4)细胞质基因只存在于细胞质的某些成分中,不能在染色体上定位。小表达

某有性生殖的二倍体植株,A植株的细胞质与B植株的细胞质在遗传上不同,想获得一

种具有A的细胞质而细胞核主要是B的核基因的植株,需要怎么做?

答案:受精卵内细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞(母本),应以A作母本与B父

本进行杂交,两者杂交获得的后代连续与B回交,即可获得所需植株。三、基因分离定律的应用1.显隐性的判断(以一对相对性状为例)子代性状或分离比

亲代基因型只有显性性状

AA×__只有隐性性状aa×aa显性∶隐性=3∶1Aa×Aa显性∶隐性=1∶1Aa×aa2.基因型与表型的推断小表达

基因型与表型

(填“一定”或“不一定”)完全对应,原因是

。答案:不一定生物体的表型=基因型+环境条件,由于环境影响,可能会导致基因型与

表型不符合3.根据分离定律验证待测个体的基因型(1)自交法(主要用于植物,且最简便)

(2)杂交法四、分离定律遗传特例1.不完全显性(1)具有相对性状的纯合亲本杂交后,F1显现中间类型的现象,如AA与Aa表型不同。(2)

知识拓展共显性一对相对性状在杂合子中都表现的遗传现象,如人类的MN血型。M型的基因型为LMLM,N型的基因型为LNLN,MN型的基因型为LMLN。2.致死现象

3.复等位基因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、IB、i三个基因,ABO血型由这三个复等位基因决定。因为IA

对i是显性,IB对i是显性,IA和IB是共显性,所以基因型与表型的关系如表:表型A型B型AB型O型基因型IAIA、IAiIBIB、IBiIAIBii4.从性遗传常染色体上的基因控制的性状受性别的影响,如绵羊有角和无角的遗传。基因型HHHhhh雄性有角有角无角雌性有角无角无角易混易错

从性遗传与伴性遗传辨析(1)从性遗传与伴性遗传的本质区别是基因所在的位置。(2)从性遗传的性状是由常染色体上的基因控制的性状。(3)伴性遗传的性状是由性染色体上的基因控制的性状。5.表型模拟生物的表型=基因型+环境,受环境影响,表型与基因型可能不符合。如在果蝇发育过

程中残翅表型的表现明显受温度的影响。温度AAAaaa20℃正常翅正常翅残翅0℃残翅残翅残翅6.母性效应子代某一性状表现由母体的核基因型决定,而不受本身基因型的支配,如椎实螺

外壳旋向的遗传。

易混易错

母性效应≠母性遗传母性效应不是由细胞质基因决定的,而是由核基因表达并积累在卵细胞中的物质决定的。考点2基因的自由组合定律及其应用一、两对相对性状的杂交实验1.观察现象,提出问题

2.分析问题,提出假说

(1)两对相对性状由两对遗传因子控制。(2)F1产生配子时,成对的遗传因子彼此分离,不同对的遗传因子随机组合,产生的雌雄配子各有比例相等的四种。(3)受精时,雌雄配子随机结合,产生子代。3.演绎推理,实验验证(1)演绎推理:设计测交实验,并预期结果。

(2)实验验证:进行测交实验,无论正交还是反交,结果都与预期一致。4.归纳概括,总结规律:基因的自由组合定律。二、基因自由组合定律的分析1.细胞学基础

2.发生时间:减数分裂Ⅰ后期。3.实质:非同源染色体上非等位基因自由组合。4.适用范围:进行有性生殖的真核生物的核遗传。小表达

aaBb和Aabb杂交后代比例为1∶1∶1∶1,

(填“能”或“不能”)验证自由组

合定律,原因是

。答案:不能验证自由组合定律,即验证非同源染色体上的非等位基因自由组合,即双

杂合子(如AaBb)可产生4种比例相等的配子。aaBb和Aabb可分别产生2种比例相等的

配子,只可验证分离定律三、“拆分法”解决自由组合定律计算问题1.求解种类及概率问题(1)思路:将多对等位基因的自由组合问题拆分为若干个分离定律问题分别分析,再运

用乘法原理进行组合。(2)示例(均为非同源染色体上的非等位基因)①求解配子类型及概率典例:基因型为AaBbCC的个体配子种类数AaBbCC

↓

↓

↓

2

×2

×1=4AbC概率1/2(A)×1/2(b)×1(C)=1/4②求解子代基因型种类及概率典例:AaBbCc×AabbCC子代基因型种类数Aa×AaBb×bbCc×CC

↓

↓

↓

3

×2

×2=12AAbbCC概率1/4(AA)×1/2(bb)×1/2(CC)=1/16纯合子、杂合子概率纯合子概率=1/2×1/2×1/2=1/8;杂合子概率=1-1/8=7/8③求解子代表型种类及概率典例:AaBbCc×AabbCC子代表型种类数Aa×AaBb×bbCc×CC

↓

↓

↓

2

×2

×1=4A_B_C_概率3/4(A_)×1/2(B_)×1(C_)=3/8④“亲本不唯一”时,求子代表型概率F1为YyRr,自交后选F2中黄色圆粒(Y_R_)自交Y_

↓

F3:黄色∶绿色=5∶1R_

↓

F3:圆粒∶皱粒=5∶1黄色圆粒(Y_R_)的概率=5/6×5/6=25/362.“逆向组合法”推断亲本基因型(1)方法:将自由组合定律的性状比例拆分成分离定律的性状比例分别分析,再进行逆

向组合。(2)示例(以两对等位基因为例)子代表型比例比例来源亲本基因型组合9∶3∶3∶1(3∶1)(3∶1)AaBb×AaBb1∶1∶1∶1(1∶1)(1∶1)AaBb×aabb或Aabb×aaBb3∶3∶1∶1(3∶1)(1∶1)AaBb×Aabb或AaBb×aaBb3∶1(3∶1)×1Aabb×Aabb、AaBB×Aa__、aaBb×aaBb、AABb×__Bb若为自交后代,则亲本为一纯一杂:AaBB、Aabb、aaBb、AABb3.n

对等位基因的分离或自由组合现象分析(有n对相对性状的纯合亲本杂交)

1对相对性状2对相对性状n

对相对性状F1的配子2种,比例为1∶122

种,比例为(1∶1)22n

种,比例为(1∶1)nF2的表型及比例2种,比例为3∶122

种,比例为(3∶1)22n

种,比例为(3∶1)nF2的基因型及比例3种,比例为1∶2∶132

种,比例为(1∶2∶1)23n

种,比例为(1∶2∶1)nF2中全显个体比例A_占3/4A_B_占(3/4)2A_B_C_……占(3/4)nF2中隐性个体比例aa占1/4aabb占(1/4)2aabbcc……占(1/4)nF1测交后代表型及比例2种,比例为1∶122

种,比例为(1∶1)22n

种,比例为(1∶1)nF1测交后代全显个体比例A_占1/2A_B_占(1/2)2A_B_C_……占(1/2)n方法技巧

利用“全显(全隐)比例”判断亲本等位基因对数

四、自由组合定律的特殊分离比1.“和”为16的特殊分离比(1)比例原因分析图例9∶3∶3∶1两对非等位基因的产物相互作

用,出现了新的表型P豌豆冠×玫瑰冠rrPPRRpp

F1胡桃冠RrPp

F2胡桃冠玫瑰冠豌豆冠单冠R_P_R_pprrP_

rrpp9∶3∶3∶1鸡冠形状的遗传分析比例原因分析图例9∶7两对非等位显性基因同时存在时表现出一种性状,其余表现为另一种性状比例原因分析图例13∶3有些基因可影响其他非等位基因的表型效应,如基因I抑制基因Y的作用比例原因分析图例9∶3∶4一对基因影响了另一对非等位显性基因的效应,如cc个体中G基因的效应无法表现P灰色

×白色CCGGccgg↓F1灰色CcGg

F2

灰色黑色

白色白色C_G_C_ggccG_ccgg9∶3∶(3+1)家兔毛色遗传分析比例原因分析图例12∶3∶1一对基因中的显性基因可遮盖另一对非等位显性基因的表现,如显性基因B遮盖基因Y的表现P黑颖

×黄颖BByybbYY↓F1黑颖BbYy

F2黑颖黑颖黄颖白颖B_Y_B_yyyyY_bbyy

(9+3)

∶3∶1

燕麦颖壳颜色的遗传分析(2)显性基因的累加效应(以AaBb为例)原理显性基因A与B的作用效果相同,表型与显性基因的个数有关,显性基因越多,效果越强自交后代表型1AABB∶(2AaBB、2AABb)∶(4AaBb、1aaBB、1AAbb)∶(2Aabb、2aaBb)∶1aabb5种表型,性状分离比是1∶4∶6∶4∶1测交后代表型1AaBb∶(1Aabb、1aaBb)∶1aabb=1∶2∶1易混易错

非等位基因间的相互作用使得表型发生变化,但基因型比例是不变的,仍

遵循分离定律和自由组合定律。2.“和”小于16的特殊分离比(以AaBb自交为例)(1)个体或胚胎致死致死情况自交后代性状分离比显性纯合致死AA或BB致死6∶3∶2∶1=(3∶1)(2∶1)AA和BB致死4∶2∶2∶1=(2∶1)(2∶1)隐性纯合致死aa或bb致死3∶1=(3∶1)×1aabb致死9∶3∶3(2)配子致死①配子完全致死致死或不育情况自交后代性状分离比AB雄(或雌)配子致死或不育5∶3∶3∶1Ab或aB雄(或雌)配子致死或不育7∶3∶1∶1ab雄(或雌)配子致死或不育8∶2∶2含A或B的雄(或雌)配子致死或不育3∶1∶3∶1方法技巧

如果存在配子致死或不育,那么就将某一行或列划掉。若双显(AB)雄配子

致死,则划掉雄配子AB一列(如表),即在9∶3∶3∶1的基础上,致死个体性状分离比为4∶0∶0∶0,因此最终存活个体性状分离比为5∶3∶3∶1,其他特殊分离

比同理。

②不完全致死或不完全不育若特定基因型的个体不完全致死或特定基因型的配子不完全不育,则需要重新计算存

活配子的比例,再通过雌雄配子随机结合计算子代的比例。如AaBb植物的AB花粉有

1/4致死,则其雄配子为AB∶Ab∶aB∶ab=(1/4×3/4)∶1/4∶1/4∶1/4=3∶4∶4∶4。两对相对性状的杂交实验深挖教材(1)两对相对性状的杂交实验的遗传图解1YYRR2YYRr2YyRR4YyRr1YYrr2Yyrr注:在空格内填相应的基因型及比例。(必修2P11)(2023全国乙,6,6分)(2)两对相对性状的杂交实验中,F1(YyRr)会产生雌雄配子各4种,分别是

,雌雄配子随机结合产生16种组合,表型比例为9∶3∶3∶1(必修2P10)。在两对基因相互作用时,表型比例为9∶3∶3∶1的变式,如:

(至少填三种)(2022山东,17,3分)(2023新课标,5,6分)(2022辽宁,25,12分)(2021湖北,19,2分)(2021辽宁,25,10分);不考虑致死、雄性不育等,若两对等位基因控制的性状,杂合子自交后无法得到16种组合的数量比,则说明

。两对等位基因位于一对同源染色体上YR、Yr、yR、yr9∶6∶1、9∶3∶4、15∶1、9∶7、13∶3真题演练

(2023新课标,5,6分)某研究小组从野生型高秆(显性)玉米中获得了2个矮秆

突变体。为了研究这2个突变体的基因型,该小组让这2个矮秆突变体(亲本)杂交得F1,

F1自交得F2,发现F2中表型及其比例是高秆∶矮秆∶极矮秆=9∶6∶1。若用A、B表示

显性基因,则下列相关推测错误的是

(

)A.亲本的基因型为aaBB和AAbb,F1的基因型为AaBbB.F2矮秆的基因型有aaBB、AAbb、aaBb、Aabb,共4种C.基因型是AABB的个体为高秆,基因型是aabb的个体为极矮秆D.F2矮秆中纯合子所占比例为1/2,F2高秆中纯合子所占比例为1/16D考法1连锁与互换的分析判断1.连锁互换产生的配子(以精原细胞为例)

2.连锁和互换的判断(1)原理:测交比例可直接反映配子的比例,因此可用测交来验证。(2)示例:AaBb×aabb,若子代AaBb∶aabb=1∶1,则AaBb产生的配子为AB∶ab=1∶1,推

测AB及ab完全连锁;若子代AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=4∶1∶1∶4,则AaBb产生的配

子为AB∶Ab∶aB∶ab=4∶1∶1∶4(两多两少),推测发生了互换。AB、ab比例高,说

明正常(多数)情况下产生的配子为AB、ab,故A、B在一条染色体上,a、b在一条染色

体上。例

(2024届湖南常德一中月考,16)(不定项)玉米粒的颜色由基因A/a控制,形状由基因

B/b控制,现用纯种黄色饱满玉米和白色皱缩玉米杂交,F1全部表现为黄色饱满。F1自

交得到F2,F2的表型及比例为黄色饱满66%、黄色皱缩9%、白色饱满9%、白色皱缩16%。下列分析错误的是(

)A.两对相对性状的遗传不遵循自由组合定律B.基因A和B位于一条染色体上C.F2中纯合子所占比例为16%D.F1测交后代表型之比可能为4∶1∶1∶4

解析

纯种黄色饱满玉米和白色皱缩玉米杂交,F1全部表现为黄色饱满,说明黄色、饱满均为显性性状。F2中黄色∶白色=75%∶25%=3∶1,饱满∶皱缩=75%∶25%=3∶

1,但F2表型比例不是9∶3∶3∶1或其变式,说明两对相对性状分别遵循基因的分离定

律,但不遵循基因的自由组合定律,A正确。根据F2的表型及比例可知,F1产生了4种配

子,且白色皱缩(aabb)=16%=ab×ab=4/10×4/10,由此可得出ab占4/10,a、b配子比例高,可

推出a、b位于一条染色体上,则A、B位于另一条染色体上,则AB=4/10、Ab=aB=1/10,

故F1产生的4种配子为AB∶Ab∶aB∶ab=4∶1∶1∶4,由于测交时隐性纯合子只产生

ab一种配子,因此F1测交后代表型之比为4∶1∶1∶4,B、D正确。根据F1产生的配子及

比例分析,F2中纯合子所占的比例为(4/10)2+(4/10)2+(1/10)2+(1/10)2=17/50,为34%,C错误。

答案

C考法2外源基因整合到宿主细胞染色体上的位置判断1.思路:外源基因整合到宿主染色体上的位置是随机的,以导入两个抗病基因为例,两

基因在染色体上的位置如图所示:

2.分析:可利用自交或测交法判断基因的位置(以自交法为例探究)例

(2023江苏宿迁沭阳联考,4)如图为2个红色荧光蛋白基因随机整合到染色体上的3

种转基因烟草的体细胞示意图。不考虑互换和突变,下列说法正确的是

(

)

A.植株①自交后代中有1/4的个体散发红色荧光B.植株②的花粉中都含有1个红色荧光蛋白基因C.处于有丝分裂后期时,有4条染色体含有红色荧光蛋白基因的细胞可能来自植株①

②③D.处于减数第二次分裂后期时,含4个红色荧光蛋白基因的细胞只能来自植株①

解析

若荧光蛋白基因用A表示,则植株①产生的配子为AA、O,自交后代中有3/4的个体散发红色荧光,A错误。植株②基因型为AA,配子基因型均为A,B正确。经染色

体复制和着丝粒分裂,有丝分裂后期含红色荧光基因的染色体数目加倍,故有丝分裂

后期时植株①有2条染色体含有红色荧光蛋白基因,植株②③有4条染色体含有红色荧

光蛋白基因,C错误。由于减数第一次分裂后期同源染色体分离、非同源染色体自由

组合,处于减数第二次分裂后期时,含4个红色荧光蛋白基因的细胞可能来自①和③(植

株③细胞减数第一次分裂后期含有红色荧光蛋白基因的2条染色体进入同一个子细

胞中),D错误。

答案

B考法3不同突变基因位置关系的判断三种位置关系野生型白花1白花2F1(白花1×白花2)F1自交互为等位基因

白花均为白花同源染色体上的非等位基因

野生型野生型∶白花=1∶1非同源染色体

上的非等位基因

野生型野生型∶白花=9∶7例

(2021辽宁,25,10分)水稻为二倍体雌雄同株植物,花为两性花。现有四个水稻浅绿

叶突变体W、X、Y、Z,这些突变体的浅绿叶性状均为单基因隐性突变(显性基因突

变为隐性基因)导致。回答下列问题:(1)进行水稻杂交实验时,应首先除去

未成熟花的全部

,并套上纸袋。若

将W与野生型纯合绿叶水稻杂交,F1自交,F2的表现型及比例为

。(2)为判断这四个突变体所含的浅绿叶基因之间的位置关系,育种人员进行了杂交实

验,杂交组合及F1叶色见表。实验分组母本父本F1叶色第1组WX浅绿第2组WY绿第3组WZ绿第4组XY绿第5组XZ绿第6组YZ绿实验结果表明,W的浅绿叶基因与突变体

的浅绿叶基因属于非等位基因。为

进一步判断X、Y、Z的浅绿叶基因是否在同一对染色体上,育种人员将第4、5、6三

组实验的F1自交,观察并统计F2的表现型及比例。不考虑基因突变、染色体变异和互

换,预测如下两种情况将出现的结果:①若突变体X、Y、Z的浅绿叶基因均在同一对染色体上,结果为

。②若突变体X、Y的浅绿叶基因在同一对染色体上,Z的浅绿叶基因在另外一对染色体

上,结果为

。(3)叶绿素a加氧酶的功能是催化叶绿素a转化为叶绿素b。研究发现,突变体W的叶绿

素a加氧酶基因OsCAO1某位点发生碱基对的替换,造成mRNA上对应位点碱基发生改

变,导致翻译出的肽链变短。据此推测,与正常基因转录出的mRNA相比,突变基因转

录出的mRNA中可能发生的变化是

。

解析

(1)水稻的花为两性花,进行杂交实验时需先除去母本未成熟花的全部雄蕊。假定浅绿叶突变体W的基因型为rr,野生型纯合绿叶植株的基因型为RR,二者杂交得F1

(Rr),F1自交,F2的表型及比例为R_(绿)∶rr(浅绿)=3∶1。(2)两突变体杂交,若F1为浅绿

叶,说明两突变体的浅绿叶基因互为等位基因;若F1为绿叶(野生型),说明两突变体的浅

绿叶基因为非等位基因,因此W的浅绿叶基因与X的浅绿叶基因属于等位基因,与Y、

Z的浅绿叶基因属于非等位基因。①若突变体X、Y、Z的浅绿叶基因均在同一对染

色体上,假设基因分别为a、b、d,则第4组X(

)与Y(

)杂交,F1(

)自交,F2为

(浅绿)∶

(绿)∶

(浅绿)=1∶2∶1,即F2的叶色为绿色∶浅绿色=1∶1,同理可推导出第5、6组F2的叶色也为绿色∶浅绿色=1∶1。②若突变体X、Y的浅绿叶基因在同一对

染色体上,Z的浅绿叶基因在另外一对染色体上,假设基因分别为a、b、d,则第4组X(

)与Y(

)杂交,F1(

)自交,F2的叶色仍为绿色∶浅绿色=1∶1;而第5组X(

)与Z(

)杂交,

(

)自交,F2的基因型为9A_D_、3A_dd、3aaD_、1aadd(B基因纯合,故此处未体现),叶色为绿色∶浅绿色=9∶7,第6组