专题01-基因的分离定律-高一生物期末复习重难点专题探究(原卷版)

2021-2022学年高一生物期末复习重难点探究重难点01基因的分离定律方法探究1．与杂交方式相关的概念及其作用概念作用杂交基因型不同的个体间雌雄配子的结合①通过杂交将不同优良性状集中到一起，得到新品种②通过后代性状分离比判断显、隐性性状自交基因型相同的个体间雌雄配子的结合①不断提高种群中纯合子的比例②可用于植物纯合子、杂合子的鉴定测交F1与隐性纯合子相交①测定F1的基因组成②可验证基因分离定律理论解释的正确性③高等动物纯合子、杂合子的鉴定正反交双亲互作父、母本的杂交方式检验是细胞核遗传还是细胞质遗传[特别提醒](1)杂合子(Aa)产生雌雄配子的数量不相等。基因型为Aa的杂合子产生的雌配子有两种A∶a＝1∶1或产生的雄配子有两种A∶a＝1∶1，雌雄配子的数量不相等，一般来说，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；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遗传分离比变化，如隐性致死、纯合致死、显性致死等。2．分离定律的实质、适用范围及条件(1)实质：在杂合子形成配子时，成对的遗传因子随着同源染色体的分开而分离，分别进入两个不同的配子中，独立地随着配子遗传给后代。(如下图所示)(2)适用范围及条件①范围a．真核生物有性生殖的细胞核遗传。b．一对等位基因控制的一对相对性状的遗传。②适用条件a．子一代个体形成的配子数目相等且生活力相同。b．雌雄配子结合的机会相等。c．子二代不同基因型的个体存活率相同。d．遗传因子间的显隐性关系为完全显性。e．观察子代样本数目足够多。1．纯合子、杂合子的判断(1)自交法：如果后代出现性状分离，则此个体为杂合子；若后代不出现性状分离，则此个体为纯合子。自交法通常用于植物。(2)测交法：如果后代既有显性性状出现，又有隐性性状出现，则被鉴定的个体为杂合子；若后代只出现显性性状，则被鉴定的个体为纯合子。测交法通常用于动物。(3)花粉鉴定培养法：用花粉离体培养形成单倍体植株，再用秋水仙素处理以获得纯合的植株，然后根据植株性状进行确定。非糯性与糯性水稻的花粉遇碘呈现不同颜色，根据颜色反应即可判断被检验个体是纯合子还是杂合子。2．杂合子Aa连续多代自交问题分析(1)杂合子Aa连续自交，第n代中各种个体所占比例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)(2)在逐代淘汰隐性个体的情况下，Fn中显性纯合子所占比例为eq\f(2n－1,2n＋1)。(3)杂合子自交后代中杂合子、纯合子所占比例的坐标曲线图由该曲线得到的启示：在育种过程中，选育符合人们要求的个体(显性)，可进行连续自交，直到性状不再发生分离为止，即可留种推广使用。技巧点拨利用假设法判断显隐性在运用假设法判断显隐性性状时，若出现假设与事实相符的情况，要注意另一种假设，切不可只根据一种假设得出片面的结论；但若假设与事实不相符，则不必再作另一假设，可直接予以判断。3．自交与自由交配的辨析与应用(1)自交自交强调的是相同基因型个体之间的交配。对于植物，自花传粉是一种最为常见的自交方式；对于动物(雌雄异体)自交更强调参与交配的雌雄个体基因型相同。如基因型为eq\f(2,3)AA、eq\f(1,3)Aa植物群体中自交是指：eq\f(2,3)AA×AA、eq\f(1,3)Aa×Aa，其后代基因型及概率为eq\f(3,4)AA、eq\f(1,6)Aa、eq\f(1,12)aa，后代表现型及概率为eq\f(11,12)A_、eq\f(1,12)aa。(2)自由交配自由交配强调的是群体中所有个体进行随机交配，以基因型为eq\f(2,3)AA、eq\f(1,3)Aa的动物群体为例，进行随机交配的情况，如eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)AA,\f(1,3)Aa))♂×♀eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)AA,\f(1,3)Aa))欲计算自由交配后代基因型、表现型的概率，有以下几种解法：解法一：自由交配方式(四种)展开后再合并(1)♀eq\f(2,3)AA×♂eq\f(2,3)AA→eq\f(4,9)AA(2)♀eq\f(2,3)AA×♂eq\f(1,3)Aa→eq\f(1,9)AA＋eq\f(1,9)Aa(3)♀eq\f(1,3)Aa×♂eq\f(2,3)AA→eq\f(1,9)AA＋eq\f(1,9)Aa(4)♀eq\f(1,3)Aa×♂eq\f(1,3)Aa→eq\f(1,36)AA＋eq\f(1,18)Aa＋eq\f(1,36)aa合并后，基因型为eq\f(25,36)AA、eq\f(10,36)Aa、eq\f(1,36)aa，表现型为eq\f(35,36)A_、eq\f(1,36)aa。解法二：利用基因频率推算：已知群体基因型eq\f(2,3)AA、eq\f(1,3)Aa，不难得出A、a的基因频率分别为eq\f(5,6)、eq\f(1,6)，根据遗传平衡定律，后代中：AA＝(eq\f(5,6))2＝eq\f(25,36)，Aa＝2×eq\f(5,6)×eq\f(1,6)＝eq\f(10,36)，aa＝(eq\f(1,6))2＝eq\f(1,36)。1．某些致死基因导致异常遗传分离比问题(1)配子致死：致死基因在配子时期发生作用，从而不能形成有生活力的配子的现象。(2)合子致死：致死基因在胚胎时期或成体阶段发生作用，从而不能形成活的幼体或个体早夭的现象。①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，如镰刀型细胞贫血症，红细胞异常，使人死亡；植物中白化基因(bb)，使植物不能形成叶绿素，从而不能进行光合作用而死亡。②显性致死：显性基因具有致死作用，又分为显性纯合致死和显性杂合致死。2．基因分离定律中其他特殊情况分析(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：复等位基因是指一对同源染色体的同一位置上的基因有多个。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，最常见的如人类ABO血型的遗传，涉及三个基因——IA、IB、i，组成六种基因型：IAIA、IAi、IBIB、IBi、IAIB、ii。(3)从性遗传：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。如男性秃顶的基因型为Bb、bb，女性秃顶的基因型只有bb。此类问题仍然遵循基因的基本遗传规律，解答的关键是准确区分基因型和表现型的关系。3．共显性问题一对等位基因在杂合体中都显示出来。如人类的MN血型，MN型血的人是杂合子，他们的血细胞上既有M型抗原，又有N型抗原，两个基因同时表达。4．表型模拟问题生物的表现型＝基因型＋环境，由于受环境影响，导致表现型与基因型不符合的现象。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下表：温度表现型基因型25℃(正常温度)35℃VV、Vv长翅残翅vv残翅典例剖析例1孟德尔在对一对相对性状进行研究的过程中，发现了基因的分离定律。下列几组比例中能直接说明基因分离定律实质的是()A．F2的表现型比例为3∶1 B．F1产生配子的比例为1∶1C．F2基因型的比例为1∶2∶1 D．测交后代的比例为1∶1【答案】B【解析】基因分离定律的实质是位于同源染色体上的等位基因彼此分离，发生在减数分裂过程中，即F1产生配子时，等位基因随同源染色体的分离而分开，产生两种数量相同的配子，B最符合题意。例2一群绵羊中，基因型为HH的个体表现为有角，基因型为hh的个体表现为无角，基因型为Hh的个体，公羊表现为有角，母羊表现为无角。现将一头有角公绵羊与一头无角母绵羊交配，F1中公羊均有角，母羊均无角。让F1中的公羊与母羊随机交配获得F2，F2的公羊中有角羊占eq\f(3,4)，母羊中有角羊占eq\f(1,4)。下列有关叙述不正确的是()A．F1中公羊与母羊基因型相同B．F2中无角公羊与无角母羊比例相同C．若将F2中有角公羊与有角母羊交配，所得子代中有角羊占eq\f(5,6)D．若将F2中有角公羊与无角母羊交配，所得子代有角中纯合有角羊占eq\f(4,9)【答案】B【解析】根据题意分析，有角公绵羊的基因型为HH或Hh，无角母绵羊的基因型为Hh或hh，F1中公羊均有角，母羊均无角，因此亲代基因型为HH和hh，子代公羊与母羊基因型都为Hh，A正确；让F1中的公羊与母羊随机交配获得F2，基因型及其比例为HH∶Hh∶hh＝1∶2∶1，则F2中无角公羊(hh)的比例为eq\f(1,8)，无角母羊(Hh或hh)比例为eq\f(3,8)，B错误；若将F2中有角公羊(eq\f(1,3)HH、eq\f(2,3)Hh)与有角母羊(HH)交配，后代基因型及其比例为HH∶Hh＝2∶1，因此后代无角母羊的比例为eq\f(1,6)，所以子代中有角羊占eq\f(5,6)，C正确；若将F2中有角公羊(eq\f(1,3)HH、eq\f(2,3)Hh)与无角母羊(eq\f(1,3)hh、eq\f(2,3)Hh)交配，后代基因型及其比例为HH∶Hh∶hh＝(eq\f(2,3)×eq\f(1,3))∶(eq\f(2,3)×eq\f(2,3)＋eq\f(1,3)×eq\f(1,3))∶(eq\f(1,3)×eq\f(2,3))＝2∶5∶2，因此所得子代中纯合个体占eq\f(4,9)，D正确。例3下列关于一对相对性状遗传的叙述，正确的是()A．若仅考虑一对等位基因，在一个生物群体中，有4种不同的交配类型B．F2的表现型之比为3∶1的结果最能说明基因分离定律的实质C．自交是鉴别和保留纯合的抗锈病(显性)小麦最简便易行的方法D．通过测交可以推测被测个体产生配子的数量【答案】C【解析】若只考虑一对等位基因，一个群体中雌雄各有三种基因型，所以交配方式共有9种，A正确；F1自交后代出现3∶1的分离比，间接证明了F1确实产生了两种数量相等的配子，而基因分离定律实质的就是F1减数分裂产生了2种数量相等的配子，所以最能说明分离定律实质的是检测到F1产生了2种数量相等的配子，B错误；小麦是雌雄同株的植物，自然状态下既能完成杂交，也能完成自交，若自交不发生性状分离则为纯合子，便可留种，是最简便的育种方式，C正确；测交只能推测出显性个体产生配子的种类和数量比例，而不能推测出具体的数量，D错误。例4已知基因B、b分别控制黑色和白色性状，某生物基因型为Bb，该个体自交得F1，下列说法中正确的是()A．F1表现型为黑色的个体中杂合子占1/4B．F1中黑色个体自由交配，后代中白色个体占1/6C．F1中杂合黑色个体与白色个体杂交得到的子代个体自交，自交后代的性状分离比为1∶1D．F1自交得F2，F2中BB、Bb的概率分别为3/8、1/4【答案】D【解析】基因型为Bb的个体自交得F1，F1基因型及比例为BB∶Bb∶bb＝1∶2∶1，黑色个体中杂合子占2/3，A错误；F1中黑色个体基因型为1/3BB、2/3Bb，B基因频率为2/3，b基因频率为1/3，根据遗传平衡定律，其后代中白色个体占1/9，B错误；F1中杂合黑色个体(Bb)与白色个体(bb)杂交得到的子代个体基因型及比例为Bb∶bb＝1∶1，Bb自交后代表现型及比例为黑色∶白色＝3∶1，bb自交后代全为白色，故自交后代的性状分离比为3∶5，C错误；F1自交，F2中BB的概率为1/4×2/4×1/4＝3/8，Bb的概率为2/4×2/4＝1/4，D正确。例5老鼠的体色黄色与灰色分别由位于常染色体上的一对等位基因A、a控制。有一位遗传学家在实验中发现含显性基因(A)的精子和含显性基因(A)的卵细胞不能结合。如果黄色鼠与黄色鼠(第一代)交配得到第二代，第二代老鼠自由交配一次得到第三代，那么在第三代中黄色鼠的比例是()A．eq\f(3,4) B．eq\f(1,2)C．eq\f(4,9) D．eq\f(5,9)【答案】B【解析】从题干信息可知，群体存在显性纯合致死的情况，即AA的个体不存在，黄色鼠的基因型都是Aa，所以一对黄色鼠为杂交子代的基因型及比例为Aa∶aa＝2∶1，子代产生的配子类型及比例为A∶a＝1∶2，自由交配的实质是雌雄配子的随机结合，故下一代的基因型及比例为AA∶Aa∶aa＝1∶4∶4，由于AA致死，所以生存下来的个体为Aa∶aa＝1∶1，故黄色鼠所占比例为eq\f(1,2)。例6金鱼草的花色由一对等位基因控制，科研小组进行杂交实验的结果如表所示，下列相关叙述错误的是()交配类型子代性状及比例粉红花×白花粉红花∶白花＝1∶1粉红花×红花粉红花∶红花＝1∶1粉红花×粉红花粉红花∶白花∶红＝2∶1∶1A．红花植株与红花植株杂交，后代均为红花植株B．白花植株与白花植株杂交，后代均为白花植株C．红花植株与白花植株杂交，后代均为粉红花植株D．红花植株为显性纯合子，粉红花植株为杂合子【答案】D【解析】由题意可知金鱼草的花色受一对等位基因控制，应遵循基因的分离定律，分析第三组杂交实验可知该性状是不完全显性遗传，其中粉红花是杂合子控制的，白花和红花是显性或隐性纯合子。红花植株是纯合子，因此红花植株与红花植株杂交，后代均为红花植株，A正确。白花植株是纯合子，白花植株与白花植株杂交，后代均为白花植株，B正确。红花植株与白花植株杂交，后代都是杂合子，均为粉红花植株，C正确。由题干信息无法确定红花、白花的显隐性，D错误。例7某被子植物的性别受一对基因控制，这对基因共有三种，分别是aD、a＋、ad。aD是决定雄性的显性基因；a＋决定雌雄同株，只对ad为显性；ad是决定雌性的隐性基因。对该植物的正确叙述是()A．雄株有三种可能的基因型B．雌雄同株个体的基因型不可能纯合C．雄株与雌雄同株个体杂交，子代中雄株占eq\f(1,2)D．若雌雄同株群体中出现一株雌株则说明发生了基因突变【答案】C【解析】根据题干信息雄株必须有aD基因，即只要有aD基因植株就为雄株，故某雄株个体中aD基因必然来自上一代的雄株，另外一个基因必然来自雌株或雌雄同株，所以雄株个体不可能存在aDaD纯合子个体，故基因型只有两种，A错误；雌雄同株个体的基因型可能纯合，如a＋a＋，B错误；雄株的基因型为aDa＋和aDad，无论哪一种基因型，雄株产生的雄配子都有eq\f(1,2)是aD，该配子与任何雌配子结合都为雄性，故子代中雄株占eq\f(1,2)，C正确；雌雄同株群体自交可以出现adad的雌株，不一定是基因突变导致的，D错误。精选习题1．某生物基因型为A1A2，A1和A2的表达产物N1和N2可随机组合形成二聚体蛋白，即N1N1、N1N2、N2N2三种蛋白。若该生物体内A2基因表达产物的数量是A1的2倍，则由A1和A2表达产物形成的二聚体蛋白中，N1N1型蛋白占的比例为()A．1/3 B．1/4C．1/8 D．1/92．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3．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4．已知牛的有角和无角为一对相对性状，由位于常染色体上的一对等位基因(A/a)控制。多对纯合的有角公牛和纯合的无角母牛杂交，F1中公牛全为有角，母牛全为无角；F1个体自由交配得到足够多的子代，F2的公牛中有角∶无角＝3∶1，母牛中有角∶无角＝1∶3。不考虑基因突变和染色体变异，回答下列问题：(1)生物学家对上述遗传现象作出的解释是：基因型同为的公牛与母牛表现型不同。若要验证上述解释是否正确，可以选用无角公牛与F1中无角母牛杂交，统计子代群体的表现型及比例，若公牛有，母牛则此解释正确。(2)据上述杂交实验推测，公牛中基因型为AA的个体表现型是(填“全为有角”“全为无角”或“全为有角或全为无角”)。5．某动物毛色的黄色与黑色是一对相对性状，受常染色体上的一对等位基因(B、b)控制，已知在含有基因B、b的同源染色体上，有一条染色体带有致死基因，但致死基