【创新设计】2022年高三生物(人教版)一轮复习-能力提升案6-分离定律的应用及解题方法-能力突破

力量提升案6分别定律的应用及解题方法突破点1基因分别定律的应用及解题方法[学问精讲]1．基因型与表现型的推导方法1：基因填充法先依据亲代表现型写出能确定的基因，如显性亲本的基因型可用A－来表示，那么隐性亲本的基因型只有一种aa，再依据子代中一对基因分别来自两个亲本，可推出亲代中未知的基因。方法2：隐性纯合突破法假如子代中有隐性个体存在，它往往是逆推过程中的突破口，由于隐性个体是纯合子(aa)，所以亲代基因型中必定都有一个a基因，然后再依据亲代的表现型进一步推断。方法3：分别比法亲代基因型、表现型子代基因型、表现型后代表现型亲本基因型组合亲本表现型全显AA×__亲本中至少有一个是显性纯合子全隐aa×aa双亲均为隐性纯合子显∶隐＝1∶1Aa×aa亲本一方为杂合子，一方为隐性纯合子显∶隐＝3∶1Aa×Aa双亲均为杂合子2.巧用4种方法推断性状显隐性(1)依据概念推断显隐性具有相对性状的纯合亲本杂交→子一代表现出来的性状为显性性状，未表现出来的性状为隐性性状。可表示为甲性状×乙性状→甲性状，则甲性状为显性性状，乙性状为隐性性状。(2)依据子代表现型推断显隐性(3)设计杂交试验推断显隐性(4)依据遗传系谱图进行推断系谱图中“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隐性性状，如图甲所示，由该图可以推断白化病为隐性性状；“有中生无为显性”，即双亲都患病而后代消灭没有患病的，患病性状为显性性状，如图乙所示，由该图可以推断多指是显性性状。3．纯合子与杂合子的判定(1)自交法。此法主要用于植物，而且是最简便的方法。eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(若后代无性状分别，则待测个体为纯合子,若后代有性状分别，则待测个体为杂合子))(2)测交法。待测对象若为雄性动物时应留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。eq\a\vs4\al(待测个体,

×,隐性纯合子)eq\o(→,\s\up7(结果),\s\do5(分析))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(若后代无性状分别，则待测个体为纯合子,若子代有性状分别，则待测个体为杂合子))(3)单倍体育种法。此法只适用于植物。eq\a\vs4\al(待测,个体)eq\o(→,\s\up7(花药),\s\do5(离体培育))单倍体eq\o(→,\s\up7(秋水仙素),\s\do5(处理))eq\a\vs4\al(纯合子,植株)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(若得到两种类型植株，,则待测个体为杂合子),\a\vs4\al(若只得到一种类型的植,株，则待测个体为纯,合子)))(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。假如花粉有两种，且比例为1∶1，则被鉴定的亲本为杂合子；假如花粉只有一种，则被鉴定的亲本为纯合子。此法只适用于一些特殊的植物(如长粒花粉、圆粒花粉等)。名师点睛上述4种方法也可用于“验证分别定律”如：(1)测交法：让杂合子与隐性纯合子杂交，后代的性状分别比为1∶1。(2)杂合子自交法：让杂合子自交(若为雌雄异体或雌雄异株个体，接受相同基因型的杂合子相互交配)，后代的性状分别比为3∶1。(3)花粉鉴定法：取杂合子的花粉，对花粉进行特殊处理后，用显微镜观看并计数，可直接验证基因的分别定律。(4)花药离体培育法：将花药离体培育，只统计某一种性状，其性状分别比为1∶1。4．杂合子Aa连续自交，第n代的比例分析Fn杂合子纯合子显性纯合子隐性纯合子显性性状个体隐性性状个体所占比例eq\f(1,2n)1－eq\f(1,2n)eq\f(1,2)－eq\f(1,2n＋1)eq\f(1,2)－eq\f(1,2n＋1)eq\f(1,2)＋eq\f(1,2n＋1)eq\f(1,2)－eq\f(1,2n＋1)依据上表比例，杂合子、纯合子所占比例坐标曲线图为：[考题示例]【示例1】(2022·海南卷)某二倍体植物中，抗病和感病这对相对性状由一对等位基因把握。要确定这对性状的显隐性关系，应当选用的杂交组合是()A．抗病株×感病株B．抗病纯合体×感病纯合体C．抗病株×抗病株，或感病株×感病株D．抗病纯合体×抗病纯合体，或感病纯合体×感病纯合体解析因不确定亲本是否纯合，若抗病株与感病株的杂交后代只有一种表现型，则可推断显隐性关系，若抗病株与感病株的杂交后代有两种表现型，则不能推断显隐性关系，A项错误；抗病纯合体与感病纯合体的杂交后代只有一种表现型，子代表现出的性状就是显性性状，B项正确；因不确定亲本是否纯合，若抗病和感病的植株都是纯合体，则抗病株×抗病株、感病株×感病株的后代都无性状分别，无法推断显隐性，C、D错误。答案B【示例2】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，其中肯定能够推断甜和非甜的显隐性关系的是()解析A选项中，当非甜和甜玉米都是纯合子时，不能推断显隐性关系。B选项中，当其中有一个植株是杂合子时，不能推断显隐性关系。C选项中，非甜与甜玉米杂交，若后代只消灭一种性状，则该性状为显性性状；若消灭两种性状，则说明非甜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，若消灭性状分别，则说明非甜是显性性状；若没有消灭性状分别，则说明非甜玉米是隐性纯合子。D选项中，若后代有两种性状，则不能推断显隐性关系。答案C【示例3】豌豆花的顶生和腋生是一对相对性状，依据下表中的三组杂交试验结果，推断显性性状和纯合子分别为()杂交组合子代表现型及数量乙(腋生)×丙(腋生)101腋生，99顶生甲(顶生)×丙(腋生)198腋生，201顶生甲(顶生)×丁(腋生)全为腋生A．顶生；甲、乙B．腋生；甲、丁C．顶生；丙、丁D．腋生；甲、丙解题思路设性状A、B为一对相对性状eq\x(性状A×性状A→性状B)eq\o(→,\s\up7(推断))eq\x(性状A为显性性状)解析由乙(腋生)×丁(腋生)→子代有顶生，可推知花腋生为显性性状，花顶生为隐性性状，则花顶生为纯合子；甲、丁后代全为腋生，丁肯定是显性纯合子。答案B思维发散上述典例2中杂交子代玉米籽粒的甜、非甜性状与典例3中的杂交子代花顶生、腋生性状是否均可在该次杂交试验的母本植株上直接统计到？提示玉米籽粒甜与非甜为种子胚乳所显示的性状，可在母本植株所结种子中直接统计，然而花顶生、腋生性状不是孕育在种子的胚中，必需将该次杂交种子种下，待该种子(F1)发育成的植株开花后，方可统计到其花到底为顶生还是腋生(种子并未萌发，不行能知道将来开花状况)。1．果实各部分的来源及相关基因型分析果实各部分的来源如下：子房eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(子房壁→果皮,胚珠\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(珠被→种皮,受精卵→胚,受精极核→胚乳))种子))果实由此可见，果实的各部分结构的来源有所不同。(1)子房壁、珠被→原本属于母本植株雌蕊结构→则由其发育来的果皮、种皮基因型或性状与母本植株全都。(2)种子的胚和胚乳→源于父本与母本杂交所产生，其中胚源自受精卵(卵＋精子)、胚乳源自受精极核(2个极核＋1个精子)→胚与胚乳的基因型取决于卵细胞、极核、精子。(3)父本与母本植株正交与反交时：胚的基因型(F1)全都，但胚乳的基因型不全都，如下图所示：2．相关性状统计欲统计甲、乙杂交后的F1性状，则：(1)种子胚(如子叶颜色)和胚乳性状的统计：在本次杂交母本植株所结种子内直接统计即可。(2)其他全部性状的统计(包括F1的种皮颜色、植株高矮、花的颜色、果皮的颜色或味道等)均需将上述杂交后所产生的种子种下，在新长成的植株中做相应统计。[跟进题组]1．下列各项中应实行的最佳交配方式分别是()①鉴别一只白兔是否为纯合子②鉴别一株小麦是否为纯合子③不断提高水稻品种的纯合度④鉴别一对相对性状的显隐性关系A．杂交、测交、自交、测交 B．测交、自交、自交、杂交C．杂交、测交、自交、杂交 D．测交、测交、杂交、自交解析对于动物而言，常接受测交方案鉴定个体的基因型，因此鉴别一只白兔是否为纯合子应接受测交的方法。小麦自交可在自然状态下进行，亲代若为杂合子则子代会消灭性状分别，很简洁鉴别；若测交则需要人工操作，明显自交比测交方案更好。由于纯合子自交子代性状稳定，杂合子自交子代会发生性状分别，所以利用连续自交的方式，可使杂合子比例渐渐减小，以提高水稻、小麦、豌豆等植物品种的纯合度。要鉴别一对相对性状的显隐性关系，利用不同性状的纯合子杂交，子一代表现出的性状即显性性状。答案B2．小鼠的体色灰色与白色是一对由常染色体上的基因把握的相对性状，某校生物科研小组的同学饲养了8只小鼠(编号①～⑧)，同时进行了一次杂交试验。下表是杂交组合及所得第一胎子鼠的体色状况。杂交组合亲本子代雌雄灰白Ⅰ①灰②白56Ⅱ③白④灰46Ⅲ⑤灰⑥灰110Ⅳ⑦白⑧白09该小组同学认为，依据上述试验结果不能确认哪共性状是显性性状，需重新设计杂交组合，以确定这对性状的显隐性。请选出最合理的试验方案是()A．让①与⑥杂交，③与⑧杂交，观看后代体色状况B．让⑤与⑧杂交，⑥与⑦杂交，观看后代体色状况C．让①与④杂交，②与③杂交，观看后代体色状况D．让③与⑥杂交，④与⑤杂交，观看后代体色状况解析依据后代表现型及比例推想，若灰对白是显性，则①④为杂合子，②③为隐性纯合子，⑤⑥中至少有一方为显性纯合子；而若白对灰是显性，则②③为杂合子，①④为隐性纯合子，⑦⑧中至少有一方为显性纯合子。通过①④杂交、②③杂交后代的表现型是否发生性状分别即可对上述显隐性进行确定。假如①与④杂交的后代中既有灰鼠又有白鼠，②与③杂交的后代全为白鼠，则灰色为显性性状；假如①与④杂交的后代全为灰鼠，②与③杂交的后代中既有灰鼠又有白鼠，则白色为显性性状。答案C突破点2列举法和配子法在自交与自由交配概率计算中的应用[学问精讲]1．界定“自由交配”与“自交”(1)自交自交是指植物中的自花传粉和雌雄异花的同株受粉，广义的自交也可指基因型相同的个体相互交配。若只考虑一个种群的一对等位基因B和b，种群中个体的基因型为BB、Bb、bb，则自交包含的交配组合方式为BB×BB、Bb×Bb、bb×bb三类。(2)自由交配自由交配又叫随机交配，是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。若只考虑一个种群的一对等位基因B和b，种群中个体的基因型为BB、Bb、bb，则自由交配包含的交配组合方式为BB×BB、Bb×Bb、bb×bb、BB×Bb、Bb×bb、BB×bb六类。2．突破自交、自由交配相关概率的计算案例将基因型为Aa的水稻自交一代后的种子全部种下，得到F1。(1)让F1自交或自由交配，其后代F2的基因型、表现型的比例分别是________________________________。(2)在幼苗期淘汰F1全部隐性个体后，让其自交或自由交配，其后代F2的基因型、表现型的比例分别是________。[基础必备]基因型为Aa的水稻自交得到F1，其基因型和概率分别为eq\f(1,4)AA、eq\f(2,4)Aa、eq\f(1,4)aa(即无淘汰时)；淘汰F1中的aa后，F1的基因型和概率则变为eq\f(1,3)AA、eq\f(2,3)Aa。下面我们分别用列举法和配子法来求解F1自交或自由交配，其后代F2的基因型、表现型的比例。[规律和方法]Ⅰ.列举法：在已知亲本的基因型和概率时，把全部的亲本组合方式全列出来，写出简洁的遗传图解，然后再依据题目要求进行分类组合，进而求出后代的基因型、表现型的概率及比例。列举法适用于自交概率问题的求解。(1)F1无淘汰自交，交配组合方式有以下三种：①eq\f(1,4)AA×AA→eq\f(1,4)AA；②eq\f(2,4)Aa×Aa→eq\f(1,8)AA∶eq\f(2,8)Aa∶eq\f(1,8)aa；③eq\f(1,4)aa×aa→eq\f(1,4)aa。F2基因型的比例为AA∶Aa∶aa＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)＋\f(1,8)))∶eq\f(2,8)∶eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,8)＋\f(1,4)))＝eq\f(3,8)∶eq\f(2,8)∶eq\f(3,8)＝3∶2∶3；F2表现型的比例为A_∶aa＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,8)＋\f(2,8)))∶eq\f(3,8)＝eq\f(5,8)∶eq\f(3,8)＝5∶3。(2)F1淘汰aa后自交，交配组合方式有以下两种：①eq\f(1,3)AA×AA→eq\f(1,3)AA；②eq\f(2,3)Aa×Aa→eq\f(1,6)AA∶eq\f(2,6)Aa∶eq\f(1,6)aa。F2基因型的比例为AA∶Aa∶aa＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)＋\f(1,6)))∶eq\f(2,6)∶eq\f(1,6)＝eq\f(3,6)∶eq\f(2,6)∶eq\f(1,6)＝3∶2∶1；F2表现型的比例为A_：aa＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,6)＋\f(2,6)))∶eq\f(1,6)＝eq\f(5,6)∶eq\f(1,6)＝5∶1。(3)F1自由交配也可用列举法求解，如F1淘汰aa后自由交配，其交配组合方式有以下四种：①eq\f(1,3)AA×eq\f(1,3)AA→eq\f(1,9)AA；②♀eq\f(1,3)AA×eq\f(2,3)Aa→eq\f(1,9)AA∶eq\f(1,9)Aa；③♀eq\f(2,3)Aa×eq\f(1,3)AA→eq\f(1,9)AA∶eq\f(1,9)Aa(易遗漏)；④eq\f(2,3)Aa×eq\f(2,3)Aa→eq\f(1,9)AA∶eq\f(2,9)Aa∶eq\f(1,9)aa。F2基因型的比例为AA∶Aa∶aa＝eq\f(4,9)∶eq\f(4,9)∶eq\f(1,9)＝4∶4∶1；F2表现型的比例为A_∶aa＝eq\f(8,9)∶eq\f(1,9)＝8∶1。Ⅱ.配子法：自由交配概率的相关计算，虽然可用列举法，但由于交配组合多，计算过程较简单且易遗漏，所以最好用配子法解题，该法可大幅度降低计算量。首先由已知亲本的基因型和概率，求出亲本产生的雌、雄配子的种类及基因频率，然后利用表格列出子代的基因型及概率，最终求出F2基因型、表现型的概率及比例。(1)F1无淘汰自由交配：不淘汰aa时，F1的基因型及概率为eq\f(1,4)AA、eq\f(2,4)Aa、eq\f(1,4)aa，雌、雄个体产生的雌、雄配子的基因型及概率均为eq\f(1,2)A、eq\f(1,2)a，自由交配的后代状况列表如下：F1♀配子F1配子eq\f(1,2)Aeq\f(1,2)aeq\f(1,2)Aeq\f(1,4)AAeq\f(1,4)Aaeq\f(1,2)aeq\f(1,4)Aaeq\f(1,4)aaF2基因型的比例AA∶Aa∶aa＝eq\f(1,4)∶eq\f(2,4)∶eq\f(1,4)＝1∶2∶1F2表现型的比例A_∶aa＝eq\f(3,4)∶eq\f(1,4)＝3∶1(2)F1淘汰aa后自由交配：淘汰aa后，F1的基因型及概率为eq\f(1,3)AA、eq\f(2,3)Aa，雌、雄个体产生的雌、雄配子的基因型及概率均为eq\f(2,3)A、eq\f(1,3)a，自由交配的后代状况列表如下：F1♀(配子)F1(配子)eq\f(2,3)Aeq\f(1,3)aeq\f(2,3)Aeq\f(4,9)AAeq\f(2,9)Aaeq\f(1,3)aeq\f(2,9)Aaeq\f(1,9)aaF2基因型的比例AA∶Aa∶aa＝eq\f(4,9)∶eq\f(4,9)∶eq\f(1,9)＝4∶4∶1F2表现型的比例A_∶aa＝eq\f(8,9)∶eq\f(1,9)＝8∶1答案(1)3∶2∶3、5∶3,1∶2∶1、3∶1(2)3∶2∶1、5∶1，4∶4∶1、8∶1[考题示例]【示例1】已知某环境条件下某种动物的AA和Aa个体全部存活，aa个体在诞生前会全部死亡。现有该动物的一个大群体，只有AA、Aa两种基因型，其比例为1∶2。假设每对亲本只交配一次且成功受孕，均为单胎。在上述环境条件下，理论上该群体随机交配产生的第一代中AA和Aa的比例是()A．1∶1B．1∶2C．2∶1D．3∶1解析由题意可知：AA和Aa的基因型频率分别为eq\f(1,3)、eq\f(2,3)，解答过程可参阅下表中的自由交配一栏，通过比较可知eq\f(1,3)AA和eq\f(2,3)Aa自交和自由交配产生后代中AA和Aa的比例是不同的。自交(双亲系数不相乘)自由交配(棋盘法，双亲系数相乘)eq\a\vs4\al(\f(1,3)AA,↓⊗,\f(1,3)AA)eq\a\vs4\al(\f(2,3)Aa,↓⊗,\f(2,3)\f(1,4)AA、,\f(1,2)Aa、\f(1,4)aa)(合并相同基因型得AA∶Aa＝3∶2)父本母本eq\f(1,3)AAeq\f(2,3)Aaeq\f(1,3)AAeq\f(1,3)×eq\f(1,3)AAeq\f(1,3)×eq\f(2,3)(eq\f(1,2)AA、eq\f(1,2)Aa)eq\f(2,3)Aaeq\f(2,3)×eq\f(1,3)(eq\f(1,2)AA、eq\f(1,2)Aa)eq\f(2,3)×eq\f(2,3)(eq\f(1,4)AA、eq\f(1,2)Aa)合并相同基因型得AA∶Aa＝1∶1答案A【示例2】果蝇灰身(B)对黑身(b)为显性，现将纯种灰身果蝇与黑身果蝇杂交，产生的F1代再自交产生F2代。(1)若将F2代中全部黑身果蝇除去，让灰身果蝇自由交配，产生F3代。问F3代中灰身与黑身果蝇的比例是________。(2)若F2代中黑身果蝇不除去，让果蝇进行自由交配，则F3中灰身∶黑身________。解析(1)F2中的基因型应为eq\f(1,4)BB、eq\f(2,4)Bb、eq\f(1,4)bb，当除去全部黑身果蝇后，全部灰身果蝇基因型应为eq\f(1,3)BB、eq\f(2,3)Bb，让这些灰身果蝇自由交配时，按哈迪－温伯格定律，先求出两种配子的概率：B＝eq\f(2,3)，b＝eq\f(1,3)，则bb＝eq\f(1,9)，B_＝eq\f(8,9)。(2)F2代中黑身果蝇不除去时，两种配子的概率为：B＝eq\f(1,2)，b＝eq\f(1,2)，则bb＝eq\f(1,4)，B－＝eq\f(3,4)。答案(1)8∶1(2)3∶1(1)两种自交类型的解题技巧①杂合子Aa连续自交n次，杂合子比例为(eq\f(1,2))n，纯合子比例为1－(eq\f(1,2))n，显性纯合子比例＝隐性纯合子比例＝[1－(eq\f(1,2))n]×eq\f(1,2)。②杂合子Aa连续自交，且逐代淘汰隐性共性，自交n代后，显性个体中，纯合子比例为eq\f(2n－1,2n＋1)，杂合子比例为e