专题14-基因的分离定律(串讲)(新高考专用)(原卷版)

专题14基因的分离定律考点分布重点难点备考指南1.孟德尔为什么用豌豆做实验2.假说演绎法3.杂交、测交、自交的区分4.亲代，子代，F1，F2的区分5.显隐性的判断6.纯合、杂合的区分和判断7.基因的分离定律1.孟德尔遗传实验的科学方法2.基因的分离定律3.基因与性状的关系理解并掌握假说演绎法及孟德尔的假说演绎过程。理解豌豆的优点。掌握显隐性和纯合、杂合的判断方法。理解掌握基因的分离定律的内容。考点一分离定律的发现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______传粉且______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______。③花大、易去雄和______授粉。（2）科学的研究方法——___________法：2．孟德尔遗传实验的杂交操作：人工去雄→___________→人工授粉→再套袋隔离。①去雄是指除去______花的全部雄蕊，其目的是防止___________；应在开花前（花蕾期）进行。②套袋的目的是防止______花粉干扰，从而保证杂交得到的种子是人工传粉后所结。③异花传粉时，______是指提供花粉的植株；______是指接受花粉的植株。3．孟德尔一对相对性状的杂交实验中，实现3∶1的性状分离比必须同时满足的条件包括：①F1形成的两种配子的______相等且生活力相同②雌雄配子______的机会相等③F2中不同基因型的个体的______相等④等位基因间的显隐性关系是完全的⑤观察的子代样本___________。4．性状分离比的模拟实验（1）实验原理：甲、乙两个小桶分别代表________________________，甲、乙小桶内的彩球分别代表___________，不同彩球的随机组合模拟________________________。（2）注意问题：要______抓取，且抓完一次将小球放回原小桶并______，重复次数足够多。两小桶内的彩球数量______不相同，每个小桶内两种颜色的小球数量______不相同。（3）实验结果①彩球组合数量比DD∶Dd∶dd≈___________。②彩球组合代表的显隐性性状的数值比接近___________。5．分离定律的实质（1）细胞学基础（如图所示）（2）发生时间：减数第一次分裂_____期。（3）适用范围①_____生物_____生殖的细胞核遗传。②_____对等位基因控制的_____对相对性状的遗传。1.一对相对性状杂交实验的“假说—演绎”分析2.基因类概念辨析（1）等位基因：同源染色体的同一位置上控制相对性状的基因，如图中B和b、C和c、D和d。（2）非等位基因（有两种情况）：一种是位于非同源染色体上的非等位基因，如图中A和D；另一种是位于同源染色体上的非等位基因，如图中A和B。（3）相同基因：同源染色体相同位置上控制相同性状的基因，如图中A和A。3．遗传学研究中常用的交配类型、含义及其应用交配类型含义应用杂交基因型不同的个体之间相互交配①将不同的优良性状集中到一起，得到新品种②用于显隐性的判断自交一般指植物的自花（或同株异花）传粉，基因型相同的动物个体间的交配①连续自交并筛选，提高纯合子比例②用于植物纯合子、杂合子的鉴定③用于显隐性的判断测交待测个体（F1）与隐性纯合子杂交①用于测定待测个体（F1）的基因型②用于高等动物纯合子、杂合子的鉴定正交和反交正交中父方和母方分别是反交中的母方和父方①判断某待测性状是细胞核遗传，还是细胞质遗传②判断基因在常染色体上，还是在X染色体上4．性状类概念辨析（1）性状是指生物体所有特征的总和。任何生物都有许许多多的性状。（2）相对性状的理解要点：“两个同”：同种生物、同一种性状；“一个不同”：不同表现型。（3）显性性状：具有相对性状的两纯种亲本杂交，子一代表现出的亲本性状。（4）隐性性状：具有相对性状的两纯种亲本杂交，子一代未表现出的亲本性状。（5）性状分离：在杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象。基因分离定律的验证方法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。典例1.下列有关遗传基本概念的叙述中，正确的是（）A．隐性性状是指生物体不能表现出来的性状B．性状分离是指杂种后代中出现不同基因型个体的现象C．等位基因是指位于同源染色体同一位置上控制相对性状的基因D．表现型是指生物个体表现出来的性状，表现型相同时基因型一定相同典例2.通过下列有关遗传学交配方式（一对相对性状由一对等位基因控制，完全显性）不能达到相应目的的是（）A．让具有相对性状的纯合子杂交以判断性状的显隐性B．通过正反交可判断基因是位于常染色体上还是位于X染色体上C．杂合子植株自交一代即可筛选得到显性纯合子D．测交可以推测被测个体产生的配子种类和比例考点二基因分离定律重点题型突破一、显、隐性性状的判断1．根据子代性状判断（1）不同性状的亲本杂交⇒子代只出现一种性状⇒子代所出现的性状为显性性状。（2）相同性状的亲本杂交⇒子代出现不同性状⇒子代所出现的新性状为隐性性状。2．根据子代性状分离比判断具一对相对性状的亲本杂交⇒F2性状分离比为3∶1⇒分离比为“3”的性状为显性性状。3．根据遗传系谱图进行判断3．合理设计杂交实验进行判断二、纯合子与杂合子的判断鉴定某生物个体是纯合子还是杂合子，当被测个体是动物时，常采用测交法；当被测个体是植物时，上述四种方法均可，其中自交法较简单。三、一对相对性状遗传中亲子代基因型和表现型的推断由亲代推断子代的基因型与表现型（正推型）亲本子代基因型子代表现型AA×AAAA全为显性AA×AaAA∶Aa＝1∶1全为显性AA×aaAa全为显性Aa×AaAA∶Aa∶aa＝1∶2∶1显性∶隐性＝3∶1Aa×aaAa∶aa＝1∶1显性∶隐性＝1∶1aa×aaaa全为隐性2.由子代推断亲代的基因型（逆推型）（1）基因填充法：根据亲代表现型写出能确定的基因（如显性性状的基因型用A_表示，隐性性状的基因型为aa），根据子代一对基因分别来自两个亲本，推知亲代未知基因。（2）隐性突破法：如果子代中有隐性个体，则亲代基因型中必定含有一个基因a，然后再根据亲代的表现型作出进一步判断。（3）根据分离定律中规律性比值直接判断（用基因B、b表示）后代显隐性关系双亲类型组合方式显性∶隐性＝3∶1都是杂合子Bb×Bb→3B_∶1bb显性∶隐性＝1∶1测交类型Bb×bb→1Bb∶1bb只有显性性状至少一方为显性纯合子BB×BB或BB×Bb或BB×bb只有隐性性状一定都是隐性纯合子bb×bb→bb四、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（1）概率＝eq\f(某性状或基因型数,总组合数)×100%。（2）根据分离比计算如AA、aa出现的概率各是eq\f(1,4)，Aa出现的概率是eq\f(1,2)，显性性状出现的概率是eq\f(3,4)，隐性性状出现的概率是eq\f(1,4)，显性性状中杂合子的概率是eq\f(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。3．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（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)。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第一步，构建杂合子自交且逐代淘汰隐性个体的图解：第二步，依据图解推导相关公式：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eq\f(2n－1,2n＋1)，杂合子的比例为eq\f(2,2n＋1)。4．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eq\f(1,2)，显性纯合子比例为eq\f(1,4)，隐性纯合子比例为eq\f(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eq\f(n,n＋2)，杂合子比例为eq\f(2,n＋2)。（2）自由交配问题的两种分析方法：如某种生物基因型AA占eq\f(1,3)，Aa占eq\f(2,3)，个体间可以自由交配，求后代中AA的比例。解法一：列举法♂后代♀eq\f(1,3)AAeq\f(2,3)Aaeq\f(1,3)AAeq\f(1,9)AAeq\f(1,9)AA、eq\f(1,9)Aaeq\f(2,3)Aaeq\f(1,9)AA、eq\f(1,9)Aaeq\f(1,9)AA、eq\f(2,9)Aa、eq\f(1,9)aa子代基因型及概率eq\f(4,9)AA、eq\f(4,9)Aa、eq\f(1,9)aa子代表现型及概率（eq\f(4,9)＋eq\f(4,9)）A_、eq\f(1,9)aa解法二：配子法——最直接的方法eq\f(1,3)AA个体产生一种配子A；eq\f(2,3)Aa个体产生两种数量相等的配子A和a，所占比例均为eq\f(1,3)，则A配子所占比例为eq\f(2,3)，a配子所占比例为eq\f(1,3)。♀（配子）♂（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)aa由表可知：F1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；F1表现型的比例为A_∶aa＝eq\f(8,9)∶eq\f(1,9)＝8∶1。五、基因分离定律的特殊现象1．了解与分离定律有关的四类特殊现象（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——IA、IB、i，其基因型与表现型的关系如下表：基因型表现型IAIA、IAiA型IBIB、IBiB型IAIBAB型iiO型（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。从性遗传与伴性遗传的根本区别在于：从性遗传伴性遗传特点常染色体基因控制的性状性染色体基因控制的性状发生在两种性别上，但受个体影响存在差异在两种性别上，和性别的发生频率有差异（4）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：环境表现型基因型25℃（正常温度）35℃VV、Vv长翅残翅vv残翅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）。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。六、基因分离定律中的致死问题1．理解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。2．抓住一个解题关键无论哪一种致死情况，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。1．对分离定律理解的两个易错点（1）杂合子（Aa）产生的雌雄配子数量不相等。基因型为Aa的杂合子产生的雌配子有两种，即A∶a＝1∶1或产生的雄配子有两种，即A∶a＝1∶1，但雌雄配子的数量不相等，通常生物产生的雄配子数远远多于雌配子数。（2）符合基因分离定律并不一定就会出现特定的性状分离比（针对完全显性）。原因如下：①F2中3∶1的结果必须在统计大量子代后才能得到；若子代数目较少，不一定符合预期的分离比。②某些致死基因可能导致性状分离比变化，如隐性致死、纯合致死、显性致死等。2．不要认为子代只要出现不同性状即属“性状分离”性状分离是指“亲本性状”相同，子代出现“不同类型”的现象，如红花♀×红花♂→子代中有红花与白花（或子代出现不同于亲本的“白花”），若亲本有两种类型，子代也出现两种类型，则不属于性状分离，如红花♀×白花♂→子代有红花与白花，此不属于“性状分离”。典例1.番茄果实的颜色由一对等位基因A、a控制，下表是关于番茄果实颜色的3个杂交实验及其结果。下列分析正确的是（）实验亲本表现型F1的表现型和植株数目红果（个）黄果（个）1红果×黄果4925042红果×黄果99703红果×红果1511508A.番茄的果色中，黄色为显性性状B．实验1的亲本基因型：红果为AA，黄果为aaC．实验2的后代红果番茄均为杂合子D．实验3的后代中黄果番茄的基因型可能是Aa或AA典例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________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（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，请写出预测实验结果及相应结论。________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（3）丙同学选用一株常态叶玉米与一株皱叶玉米杂交，得到的子代中既有常态叶植株又有皱叶植株，则能否判断出显隐性？若不能，请利用子代植株为材料设计一个杂交实验来确定常态叶性状的显隐性（要求：写出实验思路和预期结果）。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。典例3.用基因型为Aa的小麦分别进行连续自交、随机交配、连续自交并逐代淘汰隐性个体、随机交配并逐代淘汰隐性个体，根据各代Aa基因型频率绘制曲线如图。下列分析错误的是（）A．曲线Ⅱ的F3中Aa基因型频率为0.4B．曲线Ⅲ的F2中Aa基因型频率为0.4C．曲线Ⅳ的Fn中纯合子的比例比上一代增加（1/2）n＋1D．曲线Ⅰ和Ⅳ的各子代间A和a的基因频率始终相等1.（2019·全国Ⅱ，5）某种植物的羽裂叶和全缘叶是一对相对性状。某同学用全缘叶植株（植株甲）进行了下列四个实验。①让植株甲进行自花传粉，子代出现性状分离②用植株甲给另一全缘叶植株授粉，子代均为全缘叶③用植株甲给羽裂叶植株授粉，子代中全缘叶与羽裂叶的比例为1∶1④用植株甲给另一全缘叶植株授粉，子代中全缘叶与羽裂叶的比例为3∶1其中能够判定植株甲为杂合子的实验是（）A．①或②B．①或④C．②或③D．③或④2.（2019·海南，18）以豌豆为材料进行杂交实验。下列说法错误的是（）A．豌豆是自花传粉且闭花受粉的二倍体植物B．进行豌豆杂交时，母本植株需要人工去雄C．杂合子中的等位基因均在形成配子时分离D．非等位基因在形成配子时均能够自由组合3.（2020·全国Ⅰ，5）已知果蝇的长翅和截翅由一对等位基因控制。多只长翅果蝇进行单对交配（每个瓶中有1只雌果蝇和1只雄果蝇），子代果蝇中长翅∶截翅＝3∶1。据此无法判断的是（）A．长翅是显性性状还是隐性性状B．亲代雌蝇是杂合子还是纯合子C．该等位基因位于常染色体还是X染色体上D．该等位基因在雌蝇体细胞中是否成对存在4.（2021·陕西西安模拟）在孟德尔的豌豆杂交实验中，涉及到了杂交、自交和测交。下列相关叙述中正确的是（）A．测交和自交都可以用来判断某一显性个体的基