生物新教材（2019）生物必修2微专题(1)第1章　遗传因子的发现—分离定律的应用学案（Word版含答案）

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生物新教材（2019）生物必修2微专题(1)
分离定律的应用
一、性状显、隐性的判断方法
设A、B为一对相对性状，可通过以下两种方法来判断显隐性。用表现A、B性状的个体进行如下杂交实验且子代数量足够多。
(1)定义法(或杂交法)
若A×B→A，则A为显性，B为隐性。
若A×B→B，则B为显性，A为隐性。
若A×B→既有A，又有B，则无法判断显隐性。
(2)自交法
若AA，则A为纯合子，判断不出显隐性。
若A既有A，又有B，则A为显性，B为隐性。
若B既有A，又有B，则B为显性，A为隐性。
方法(1)适用于纯种，方法(2)适用于杂种，若不知是否纯合，可综合两种方法来判断。
例1　(2020·湖南湘南中学高一下期中)大豆的白花和紫花为一对相对性状。下列四组杂交实验中，能判断性状显隐性关系的是(　　)
①紫花×紫花→紫花
②紫花×紫花→301紫花＋101白花
③紫花×白花→紫花
④紫花×白花→98紫花＋101白花
A．①和② B．③和④
C．①和③ D．②和③
答案　D
解析　设控制大豆花色的遗传因子为A、a，①紫花×紫花→紫花，亲代和子代性状一致，可能是AA×AA→AA，也可能是aa×aa→aa，还可能是Aa×AA→AA、Aa，所以无法判断性状显隐性关系，①不符合题意；②紫花×紫花→301紫花＋101白花，后代发生性状分离，且分离比接近3∶1，故可以判断紫花为显性性状，②符合题意；③紫花×白花→紫花，具有一对相对性状的亲本杂交，子代只出现一种性状，则紫花为显性性状，③符合题意；④紫花×白花→98紫花＋101白花，可能是Aa(紫花)×aa(白花)→Aa(紫花)、aa(白花)，也可能是aa(紫花)×Aa(白花)→aa(紫花)、Aa(白花)，无法判断性状显隐性关系，④不符合题意。
例2　玉米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。其中一定能够判断甜和非甜的显隐性关系的是(　　)
答案　C
解析　A项中当非甜和甜玉米都是纯合子时，不能判断显隐性关系，不符合题意；B项中当其中有一个植株是杂合子时，不能判断显隐性关系，不符合题意；C项中非甜与甜玉米杂交，若后代只出现一种性状，则该性状为显性性状，若出现两种性状，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，若出现性状分离，说明非甜是显性性状，若没有出现性状分离，则说明非甜玉米是隐性纯合子，符合题意；D项中非甜与甜玉米杂交，若后代有两种性状，则不能判断显隐性关系，不符合题意。
二、纯合子与杂合子的实验鉴别方法
区分纯合子与杂合子的原则是：纯合子能稳定遗传，自交后代不发生性状分离；杂合子不能稳定遗传，自交后代往往会发生性状分离。实验鉴别的方法有三种：
(1)测交法(常用于动物的鉴别)
待测个体×隐性纯合子
↓
结果分析
(2)自交法(常用于植物的鉴别)
待测个体
↓
结果分析
(3)花粉鉴别法
杂合子的某些性状可以从花粉的比例直接鉴定，如非糯性与糯性水稻的花粉遇碘呈现不同的颜色。
例3　(2020·北京第四中学高一月考)某养猪场有黑色猪和白色猪，假如黑色(B)对白色(b)为显性。要想鉴定一头黑色公猪是杂种(Bb)还是纯种(BB)，最合理的方法是(　　)
A．让该公猪充分生长，以观察其肤色是否会发生改变
B．让该黑色公猪与黑色母猪交配
C．让该黑色公猪与多头白色母猪交配
D．从该黑色公猪的性状表现即可分辨
答案　C
解析　要想鉴定一头黑色公猪是杂种(Bb)还是纯种(BB)，最合理的方法是测交，即让该黑色公猪与多头白色母猪(bb)交配。若子代全为黑色猪，则表明该黑色公猪是纯种(BB)；若子代出现白色猪，则表明该黑色公猪为杂种(Bb)。
例4　甲和乙为一对相对性状，进行杂交实验可以得到下列四组实验结果。若甲性状为显性，用来说明实验中甲性状个体为杂合子的实验组合是(　　)
①♀甲×♂乙→F1呈甲性状
②♀甲×♂乙→F1呈甲性状、乙性状
③♀乙×♂甲→F1呈甲性状
④♀乙×♂甲→F1呈甲性状、乙性状
A．②④ B．①③ C．②③ D．①④
答案　A
解析　甲和乙为一对相对性状，其中甲性状为显性性状，则乙性状为隐性性状。假设甲性状个体为显性纯合子，♀甲×♂乙、♀乙×♂甲，无论正交还是反交，都应表现为甲的性状；②和④与假设相矛盾，可以用来说明实验中甲性状个体为杂合子。
三、杂合子(Aa)连续自交和自由交配的相关计算
自交是指遗传因子组成相同的个体交配，植物是指自花传粉或同株异花传粉。
自由交配是指群体中不同个体随机交配，遗传因子组成相同或不同的个体之间都可以进行交配。
(1)自交的相关计算
①遗传因子组成为Aa的个体连续自交，第n代的比例分析：
当杂合子(Aa)自交n代后，后代中的杂合子(Aa)所占比例为，纯合子(AA＋aa)所占比例为1－，其中AA、aa所占比例分别为(1－)×。当n无限大时，纯合子比例接近100%。这就是自花传粉植物(如豌豆)在自然情况下一般为纯合子的原因。
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 1－ － － ＋ －
②杂合子、纯合子所占比例的坐标曲线图
(2)自由交配的相关计算
例如，某群体中遗传因子组成为AA的个体占1/3，遗传因子组成为Aa的个体占2/3。
①列举交配组合
可利用棋盘法进行列表统计，以防漏掉某一交配组合。自由交配的方式有4种，列表分析如下：
♀ ♂ 1/3AA 2/3Aa
1/3AA 1/3AA(♂)×1/3AA(♀) 1/3AA(♂)×2/3Aa(♀)
2/3Aa 2/3Aa(♂)×1/3AA(♀) 2/3Aa(♂)×2/3Aa(♀)
②列举配子比例
另外，也可利用棋盘法列出雌雄配子的比例进行解答，先计算含A雄配子的比例：1/3＋2/3×1/2＝2/3，含a雄配子的比例为1－2/3＝1/3，含A雌配子和含a雌配子的比例也分别为2/3和1/3。列表分析如下：
♀ ♂ 2/3A 1/3a
2/3A 4/9AA 2/9Aa
1/3a 2/9Aa 1/9aa
提示：自由交配问题用配子比例法解答更简单些。
例5　菜豆是自花传粉植物，其花色中有色对无色为显性。一株杂合有色花菜豆(Cc)生活在某海岛上，如果海岛上没有其他菜豆植株存在，且菜豆为一年生植物，则第四年时，海岛上开有色花菜豆植株和开无色花菜豆植株的比例是(　　)
A．3∶1 B．15∶7
C．9∶7 D．15∶9
答案　C
解析　菜豆为自花传粉植物，故在自然状态下全为自交；菜豆为一年生植物，其自交一代后花色的性状在第二年表现出来，因此可推知，第四年的花色表现应为杂合有色花菜豆连续自交三代所表现出的性状，则Cc所占比例为＝，CC与cc所占比例相同，为(1－)×＝，即有色花菜豆∶无色花菜豆＝9∶7，故选C。
例6　某动物种群中，遗传因子组成为AA、Aa和aa的个体所占比例依次为25%、50%、25%。若该种群中的aa个体没有繁殖能力，其他个体间可以随机交配，理论上，下一代遗传因子组成为AA、Aa、aa的个体的数量比为(　　)
A．3∶3∶1 B．4∶4∶1　C．1∶2∶0 D．1∶2∶1
答案　B
解析　遗传因子组成为AA、Aa和aa的个体所占比例依次为25%、50%、25%。若该种群中的aa个体没有繁殖能力，则具有繁殖能力的个体中，AA占，Aa占，因此A配子的比例为＋×＝，a配子的比例为，由于个体间可以随机交配，后代中AA的比例为×＝，Aa的比例为2××＝，aa的比例为×＝，因此AA∶Aa∶aa＝4∶4∶1。
四、特殊情况下的性状分离比
1．不完全显性
具有相对性状的纯合亲本杂交，F1显现中间类型的现象。例如，红花的遗传因子组成为AA，白花的遗传因子组成为aa，杂合子的遗传因子组成为Aa，开粉红花。这种情况下，F2的性状分离比不是3∶1，而是1∶2∶1。
2．致死现象
(1)配子致死：指致死遗传因子在配子时期发生作用，从而不能形成有活力的配子的现象。
(2)合子致死：指致死遗传因子在胚胎时期或幼体阶段发生作用，从而不能形成活的幼体或个体夭折的现象。
如：Aa×Aa
↓
∶aa
　 3　 　∶1
3．从性遗传
(1)从性遗传是指由常染色体上遗传因子控制的性状，在性状表现上受个体性别影响的现象，又称性控遗传。比如牛、羊角的遗传，人类秃顶，蝴蝶颜色的遗传等。
(2)从性遗传的本质：性状表现＝遗传因子组成＋环境条件(性激素种类及含量差异)。
4．人类ABO血型的决定方式
IAIA、IAi―→A型血；IBIB、IBi―→B型血；
IAIB―→AB型血(共显性)；ii―→O型血。
前后代遗传的推断及概率运算比正常情况要复杂。
例7　萝卜的花有白、红、紫三种颜色，该性状由遗传因子R、r控制。下表为三组不同类型植株之间的杂交结果。下列相关叙述不正确的是(　　)
组别 亲本 子代性状表现及数量
一 紫花×白花 紫花428，白花415
二 紫花×红花 紫花413，红花406
三 紫花×紫花 红花198，紫花396，白花202
A．白花、紫花、红花植株的遗传因子组成分别是rr、Rr、RR
B．白花植株自交的后代均开白花，红花植株自交的后代均开红花
C．白花植株与红花植株杂交所得的子代中，既不开红花也不开白花
D．可用紫花植株与白花植株或红花植株杂交验证孟德尔的分离定律
答案　A
解析　该对遗传因子控制的性状有三种，且由组别三可知，紫花植株与紫花植株的杂交子代的性状分离比为红花∶紫花∶白花≈1∶2∶1，说明R对r为不完全显性，且紫花植株的遗传因子组成为Rr，但根据三组杂交实验的结果均不能判断出白花植株和红花植株的遗传因子组成分别是rr、RR，还是RR、rr，A错误；白花植株与红花植株均为纯合子，二者分别自交，其子代都不会出现性状分离，二者杂交，则其子代都开紫花，B、C正确；杂交组合Rr×rr和Rr×RR的子代中各有两种不同的性状表现，且比例均为1∶1，故都可用来验证孟德尔的分离定律，D正确。
例8　科研人员通过杂交实验研究某种矮脚鸡矮脚性状的遗传方式，获得如下结果。下列相关推断合理的是(　　)
组合 矮脚♀×高脚♂ 高脚♀×矮脚♂ 高脚♀×高脚♂ 矮脚♀×矮脚♂
F1 矮脚 28 43 0 186
高脚 26 48 60 94
A．矮脚为隐性性状 B．高脚为显性性状
C．种群中矮脚鸡均为杂合子 D．矮脚性状的遗传不遵循孟德尔分离定律
答案　C
解析　根据第4个组合可知，矮脚是显性性状，高脚是隐性性状，且亲本均为杂合子，但子代矮脚∶高脚≈2∶1，推知显性纯合致死，种群中矮脚鸡只能是杂合子，C正确。
例9　已知绵羊角的性状表现与遗传因子组成的关系如表所示，下列判断正确的是(　　)
遗传因子组成 HH Hh hh
公羊的性状表现 有角 有角 无角
母羊的性状表现 有角 无角 无角
A．若双亲无角，则子代全部无角
B．若双亲有角，则子代全部有角
C．若双亲遗传因子组成为Hh，则子代有角与无角的数量比为1∶1
D．绵羊角的性状遗传不遵循分离定律
答案　C
解析　双亲无角，如果母羊的遗传因子组成是Hh，则子代公羊中可能会出现有角，A错误；双亲有角，如果公羊的遗传因子组成是Hh，母羊的遗传因子组成是HH，则子代中遗传因子组成为Hh的母羊无角，B错误；若双亲遗传因子组成为Hh，则子代公羊中有角与无角的数量比为3∶1，母羊中有角与无角的数量比为1∶3，且公羊与母羊数量相等，所以子代有角与无角的数量比为1∶1，C正确；绵羊角的性状遗传遵循孟德尔的分离定律，D错误。
1．水稻的有芒和无芒是一对相对性状，下列四组杂交实验中，能判断性状的显隐性关系的是(　　)
①有芒×有芒→有芒
②有芒×有芒→有芒215＋无芒70
③有芒×无芒→有芒
④有芒×无芒→有芒101＋无芒97
A．①② B．①④ C．②③ D．③④
答案　C
解析　①无论是显性纯合子还是隐性纯合子杂交后都能稳定遗传，无法判断性状的显隐性关系。②亲本性状表现相同，都是有芒水稻，子代发生性状分离，分离比为有芒∶无芒≈3∶1，说明有芒为显性性状，即能判断显隐性关系。③有芒与无芒的亲本杂交，子代全部表现为有芒，说明无芒是隐性性状，能判断显隐性关系。④有芒的杂合子与无芒的隐性纯合子，或有芒的隐性纯合子与无芒的杂合子杂交(测交)，后代的性状及数量比都接近有芒∶无芒≈1∶1，无法判断性状显隐性关系。因此C项正确。
2．豌豆是自花传粉、闭花受粉植物。豌豆的红花与白花是一对相对性状(分别由遗传因子A、a控制)，现有一批遗传因子组成为AA与Aa的红花豌豆，两者数量之比是1∶3。自然状态下其子代中遗传因子组成为AA、Aa、aa的数量之比为(　　)
A．25∶30∶9 B．7∶6∶3　C．5∶2∶1 D．1∶2∶1
答案　B
解析　豌豆自然状态下是自花传粉，只能自交。故1/4AA1/4AA，3/4Aa3/4×1/4AA、3/4×1/2Aa、3/4×1/4aa，即3/16AA、3/8Aa、3/16aa，两种情况综合起来，子代遗传因子组成为AA、Aa、aa的数量之比为7∶6∶3，B正确。
3．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再自交产生F2，下列分析正确的是(　　)
A．若将F2中所有黑身果蝇除去，让灰身果蝇自由交配，产生F3，则F3中灰身与黑身果蝇的比例是5∶1
B．若将F2中所有黑身果蝇除去，让遗传因子组成相同的灰身果蝇进行交配，则F3中灰身与黑身的比例是8∶1
C．若F2中黑身果蝇不除去，让果蝇进行自由交配，则F3中灰身与黑身的比例是3∶1
D．若F2中黑身果蝇不除去，让遗传因子组成相同的果蝇进行交配，则F3中灰身与黑身的比例是8∶5
答案　C
解析　F2遗传因子组成为1BB、2Bb、1bb，将F2中所有黑身果蝇bb除去，让灰身果蝇(1BB、2Bb)自由交配，F3黑身果蝇的比例为××＝，即灰身与黑身果蝇的比例是8∶1，A错误；F2遗传因子组成为1BB、2Bb、1bb，将F2中所有黑身果蝇bb除去，让遗传因子组成相同的灰身果蝇(1BB、2Bb)进行交配，F3黑身果蝇的比例为×＝，所以灰身∶黑身＝5∶1，B错误；若F2中黑身果蝇不除去，则F2遗传因子组成为1BB、2Bb、1bb，B配子的概率＝b配子的概率＝，所以让果蝇进行自由交配，后代黑身果蝇的比例为×＝，则灰身∶黑身＝3∶1，C正确；若F2中黑身果蝇不除去，让果蝇自交，则F3中灰身∶黑身＝(＋×)∶(＋×)＝5∶3，D错误。
4．(2020·贵阳第一中学高一检测)金鱼草的花色由一对遗传因子控制。粉红色的金鱼草自交产生的182株后代中，有红色44株，粉红色91株，白色47株。若红色与粉红色的金鱼草杂交，则后代中粉红色金鱼草的比例最可能是(　　)
A．33% B．50%　C．67% D．100%
答案　B
解析　设金鱼草的花色由A、a控制，粉红色的金鱼草自交产生的后代中，红色∶粉红色∶白色＝44∶91∶47≈1∶2∶1，说明粉红色金鱼草是杂合子(Aa)，红色金鱼草和白色金鱼草为纯合子。若红色金鱼草是显性纯合子(AA)，则白色金鱼草为隐性纯合子(aa)，红色(AA)与粉红色(Aa)的金鱼草杂交，子代遗传因子组成及比例为AA(红色)∶Aa(粉红色)＝1∶1；若红色金鱼草是隐性纯合子(aa)，与粉红色的金鱼草(Aa)测交，子代遗传因子组成及比例为Aa(粉红色)∶aa(红色)＝1∶1，故后代中粉红色金鱼草的比例是50%。
5．某雌雄同株植物高茎对矮茎为显性，由于某种原因使携带矮茎遗传因子的花粉只有能够成活。现用多株纯合高茎植株作母本、矮茎植株作父本进行杂交，F1植株自交，F2的性状分离比为(　　)
A．3∶1 B．7∶1 C．5∶1 D．8∶1
答案　B
解析　设植物的高茎和矮茎分别受遗传因子A和a控制。根据题意可知，用多株纯合高茎植株(AA)作母本，矮茎植株(aa)作父本进行杂交，由于父本产生的花粉粒很多，因此携带矮茎遗传因子的花粉只有的成活率并不影响产生的后代的数目，则杂交产生的F1均为Aa，因此F1产生的雌配子的遗传因子组成为A、a，而产生的雄配子的遗传因子组成为A、a，因此产生的F2中aa＝×＝，因此F2的性状分离比为7∶1。
6．血型检测是亲子鉴定的依据之一。人类常见的ABO血型系统的血型与对应的遗传因子组成的关系如表所示。下列相关说法不正确的是(　　)
血型 遗传因子组成
A IAIA、IAi
B IBIB、IBi
AB IAIB
O ii
A．决定ABO血型的遗传因子有IA、IB、i
B．A型、B型和O型血个体都为纯合子
C．遗传因子组成为IAi和IBi的个体孕育的子代可能出现四种血型
D．利用血型检测一般不能准确地进行亲子鉴定
答案　B
解析　根据表中信息可知，决定ABO血型的遗传因子有IA、IB、i，A项正确；O型血个体为纯合子，但A型和B型血个体可能为纯合子，也可能为杂合子，B项错误；遗传因子组成为IAi和IBi的个体孕育的后代的遗传因子组成可能有IAi、IBi、IAIB、ii四种，对应血型分别为A型、B型、AB型、O型，C项正确；利用血型检测一般只能“排除”亲子关系，不能确定是否一定有亲子关系，D项正确。