第二节 孟德尔从两对相对性状的杂交实验中总结出自由组合定律
教学内容 教学要求 素养归属
1.两对相对性状杂交实验中,F2出现新的性状组合类型 基于对两对相对性状杂交实验结果的分析,分析两对相对性状中子代的表型比例特点 科学探究
2.性状自由组合的原因是非等位基因的自由组合 (1)运用归纳、概述,分析两对相对性状杂交实验子代出现9∶3∶3∶1的原因 科学思维
(2)基于假说-演绎法,解释基因自由组合的本质,并能进行验证分析 科学思维
3.基因的分离和自由组合使得子代基因型和表型有多种可能 运用自由组合定律的思维,解决与遗传相关的生产实践问题 社会责任
1.两对相对性状杂交实验中,F2出现新的性状组合类型
(1)杂交过程
(2)实验结果及分析
①F1种子为黄色圆形,说明黄色相对于绿色为显性,圆形相对于皱形为显性。
②F2中出现4种表型,分离比大致为9∶3∶3∶1,其中黄色圆形和绿色皱形与亲本的表型相同,黄色皱形和绿色圆形是不同于亲本表型的新组合。
2.性状自由组合的原因是非等位基因的自由组合
(1)对自由组合现象的解释
①两对相对性状(黄与绿,圆与皱)由两对遗传因子(Y与y,R与r)控制。
②两对相对性状都符合分离定律的比值,即3∶1(黄色∶绿色=3∶1,圆形∶皱形=3∶1)。
③F1(YyRr)产生配子时等位基因分离,非等位基因自由组合。
④F1产生雌、雄配子各4种,YR∶Yr∶yR∶yr=1∶1∶1∶1。
⑤受精时雌、雄配子随机结合。
⑥F2的表型有4种,其中有两种亲本类型(黄色圆形和绿色皱形)、两种新组合类型(黄色皱形与绿色圆形)。黄色圆形∶黄色皱形∶绿色圆形∶绿色皱形=9∶3∶3∶1。
⑦F1的雌雄配子基因型有16种组合方式,后出现9种基因型。
雄配子 雌配子 YR Yr yR yr
YR YYRR (黄色 圆形) YYRr (黄色 圆形) YyRR (黄色 圆形) YyRr (黄色 圆形)
Yr YYRr (黄色 圆形) YYrr (黄色 皱形) YyRr (黄色 圆形) Yyrr (黄色 皱形)
yR YyRR (黄色 圆形) YyRr (黄色 圆形) yyRR (绿色 圆形) yyRr (绿色 圆形)
yr YyRr (黄色 圆形) Yyrr (黄色 皱形) yyRr (绿色 圆形) yyrr (绿色 皱形)
(2)自由组合定律的实质及验证
①自由组合定律的验证
a.选用方法:测交法。
b.选材: F1与双隐性纯合亲本(绿色皱形)。
c.实验过程及结果:F1×绿色皱形→F1为母本时,31株黄圆、27株黄皱、26株绿圆、26株绿皱;F1为父本时,24株黄圆、22株黄皱、25株绿圆、26株绿皱,其比值接近1∶1∶1∶1。
②自由组合定律实质:控制两对相对性状的两对等位基因在形成配子时,等位基因分离的同时,非等位基因表现为自由组合。
3.基因的分离和自由组合使得子代基因型和表型有多种可能
(1)对生物的适应和进化有着重要的意义
来源于不同亲本的控制不同性状的基因能够在产生子代的过程中组合成多种配子,随着配子的随机结合,子代将产生多种多样的基因型和表型。这一过程让进行有性生殖的生物产生更为多样化的子代,从而适应多变的环境。
(2)广泛地运用于育种工作
育种工作者可以通过人工选择的方法,选留所需要的类型,淘汰不符合要求的类型。
(3)医学实践中的应用
对家系中多种遗传病在后代中的多种发病可能进行预测,为优生优育、遗传病的防治提供理论依据。
概念一 两对相对性状杂交实验中,F2出现新的性状组合类型
[概念情境]
某同学欲 “模拟孟德尔杂交实验”,设置了以下 5个容器,每个容器中放置小球数量均为12个,小球的颜色和字母表示雌、雄配子的种类。
请思考以下问题。
(1)a～e容器,如何选取才可模拟一对相对性状的杂交实验
提示:选择d容器(或e容器),从容器中任取一个小球,记录后放回,表示雄性个体产生的配子及比例(等位基因分离),再利用该容器模拟雌性个体产生配子及比例,将两次的小球组合模拟受精产生F2,重复上述操作10次以上。
(2)a～e容器,如何选取才可模拟两对相对性状的杂交实验
提示:选择d容器和e容器。在d容器和e容器各取一个小球,记录后放回,模拟雄性个体产生配子的基因型及比例(非等位基因自由组合),仍利用这两组容器模拟雌性个体产生配子的基因型及比例,两次的配子组合模拟受精产生F2,重复上述操作10次以上。
两对相对性状的杂交实验
[典例1] 下列关于孟德尔两对相对性状杂交实验的叙述,正确的是( B )
A.雌雄配子随机结合产生F1的过程中发生了基因的自由组合
B.两亲本杂交产生F1的过程中对母本去雄后需要等待1～2天再进行人工授粉
C.F1自交,其F2中同时出现四种表型的现象称为性状分离
D.F1自交,授粉前需对母本去雄
解析:基因的自由组合发生在配子的产生过程中;对母本去雄是在花粉尚未成熟时,所以母本去雄后需要等待1～2天,等花粉成熟后再进行人工授粉;杂交后代中同时出现不同性状的现象,就称为性状分离;F1自交,授粉前不需对母本去雄。
分离定律与自由组合定律在F2中的性状分离比
在孟德尔两对相对性状遗传实验中,F2性状分离比表现为9∶3∶3∶1,但单独分析每一对性状,仍然遵循着分离定律,即每一对性状在F2中性状分离比为3∶1。
一对相对性状的模拟杂交实验
[典例2] 下列关于“模拟孟德尔一对相对性状杂交实验”的叙述,错误的是( C )
A.“雄1”和“雌1”信封内的卡片数可以不同
B.从“雄1”“雌1”中各取1张卡片,模拟F1雌雄个体产生配子
C.将从“雄1”和“雌1”取出的卡片组合在一起,共有 3种组合方式
D.每次记录后需将卡片放回原信封内,以保持信封内两种卡片的比例不变
解析:由于雌雄个体产生的配子的数量不等,因此理论上,“雌1”信封中的卡片数和“雄1”信封中的卡片数可以不相等;从“雄1”“雌1”信封内各随机取出1张卡片,分别模拟F1 雌雄个体产生配子;“雌1”和“雄1”的卡片各有 2种,故将两者取出的卡片组合在一起,共有2×2=4(种)组合方式;实验时,要确保信封中代表显、隐性基因的卡片数相等,因此抽出的卡片记录后要放回原信封内,以使代表显、隐性基因的卡片再次被抽到的机会相等。
[概念误区] 一对相对性状的模拟杂交实验分析
(1)模拟分离定律,准备两组容器(或信封),每个容器(或信封)表示一个个体,任何一个取出的小球(或卡片)即表示配子。
(2)在容器(或信封)中取小球(或卡片)后应将其再放回,否则会影响后续取样的概率。
(3)两个容器(或信封)中小球(或卡片)组合模拟受精过程。
(4)由于雌雄配子数量不具有可比较性,因此不同容器(或信封)中的小球(或卡片)数量可以不同。但是同一容器(或信封)内,显隐性配子之比应为1∶1。
两对相对性状的模拟杂交实验
[典例3] 在“模拟孟德尔杂交实验”中,将标有Y、y、R、r的4种卡片等量装入4个信封内,分别为雌1(Y和y)、雌2(R和r)、雄1(Y和y)、雄2(R和r),然后从4个信封内各随机取出1张卡片,记录组合后放回原信封,重复多次。下列关于该模拟结果的叙述错误的是( A )
A.分别从雄1和雌1内随机取出1张卡片记录组合类型,模拟基因的自由组合
B.雌1或雄1信封中的黄Y和绿y的卡片数必须相等
C.可模拟子代基因型,记录的卡片组合类型有9种
D.可模拟孟德尔杂交实验中F1自交产生的F2
解析:分别从雄1(Y和y)和雌1(Y和y)内随机取出一张卡片记录组合类型,模拟基因的分离定律;雌1或雄1大信封中的黄Y和绿y的卡片数必须相等,比例为1∶1;从4个信封中各取一张卡片组合在一起,可模拟孟德尔杂交实验中F1自交产生的F2,该过程模拟产生配子时非同源染色体上非等位基因的自由组合和受精作用,可模拟子代基因型,记录的卡片组合类型有9种。
[概念误区] 两对相对性状的模拟杂交实验分析
(1)模拟自由组合定律,需准备四个容器(或信封),两个容器(或信封)表示一个个体(放置非等位基因的容器或信封),从代表一个个体的两个容器中各取出的一个小球(或卡片)才可表示配子。
(2)四个容器(或信封)中小球(或卡片)组合模拟两对相对性状杂交实验的受精过程。
概念二 性状自由组合的原因是非等位基因的自由组合
[概念情境]
豌豆子叶的黄色(Y)对绿色(y)为显性,圆粒种子(R)对皱粒种子(r)为显性。某人用黄色圆粒和绿色圆粒的豌豆进行杂交,发现后代出现四种类型,对性状的统计结果如表所示。
性状类型 圆粒 皱粒 黄色 绿色
性状数量 310 102 210 202
请思考并回答以下问题。
(1)请确定亲本黄色圆粒与绿色圆粒的基因型。
提示:据表格分析,后代中圆粒∶皱粒≈3∶1,黄色∶绿色≈1∶1,因此亲本黄色圆粒的基因型为YyRr,绿色圆粒的基因型为yyRr。
(2)根据表格中数据,分析F1的表型及比例。
提示:F1的表型有4种,比例为黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒=3∶1∶3∶1。
(3)取F1中的一株黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交,请分析F2的表型及比例。
提示:根据亲本的基因型可知,F1中黄色圆粒豌豆的基因型为YyRR或YyRr,绿色皱粒豌豆的基因型为yyrr。若黄色圆粒豌豆的基因型为YyRR,与绿色皱粒豌豆yyrr杂交,子代表型比例为黄色圆粒∶绿色圆粒=1∶1;若黄色圆粒豌豆的基因型为YyRr,与绿色皱粒豌豆yyrr杂交,子代表型比例为黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒=1∶1∶1∶1。
两对相对性状杂交实验的解释及验证
[典例1] 现用纯种黄色圆粒豌豆作父本、纯种绿色皱粒豌豆作母本,F1自交,F2四种表型的比例为9∶3∶3∶1,下列叙述中正确的是( D )
A.孟德尔做杂交实验时,设计测交实验的目的是检测F1的基因型
B.实验人员根据F2植株上所结种子的性状统计出了F2的性状分离比
C.F2的性状分离比取决于F1产生配子的种类、比例,与雌、雄配子的随机结合无关
D.若将亲本中的父本和母本互换,也可得到相同结果
解析:孟德尔设计测交实验的目的是检测子一代产生的配子类型及比例,即验证基因自由组合定律;统计子二代豌豆的性状,要统计子一代植株上所结的种子;子二代出现9∶3∶3∶1的性状分离比的原因之一是雌、雄配子随机结合;黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交,不论正交还是反交,子二代的表型比例都是9∶3∶3∶1。
[概念误区] 对自由组合定律本质认识的3点易错
(1)自由组合定律发生的前提是等位基因分离后,非等位基因发生组合,该过程在配子的产生过程中,而不是雌、雄配子结合时。
(2)分析自由组合定律时,要明确基因均为独立的、互不干扰的,每一对等位基因的遗传均遵循基因的分离定律。
(3)自由组合定律和分离定律均只适用于真核生物有性生殖过程中的核遗传物质的遗传,而不适用于细胞质遗传或原核生物的遗传。
基于分离定律与自由组合定律的实质分析遗传规律
[典例2] 玉米种子颜色由三对等位基因控制,符合自由组合定律。A、C、R基因同时存在时为有色,其余基因型都为无色。一棵有色种子的植株Z与三棵植株杂交得到的结果为
AAccrr×Z→有色∶无色=1∶1
aaCCrr×Z→有色∶无色=1∶3
aaccRR×Z→有色∶无色=1∶1
植株Z的基因型为( A )
A.AaCCRr B.AACCRr
C.AaCcrr D.AaCcRR
解析:玉米有色种子的基因型是A C R ,其余基因型的种子都为无色。一棵有色种子的植株Z与三棵植株杂交得到的结果为①AAccrr×Z→有色∶无色=1∶1,则植株Z的基因型是 CcRR或 CCRr;②aaCCrr×Z→有色∶无色=1∶3,则植株Z的基因型是Aa Rr;③aaccRR×Z→有色∶无色=1∶1,则植株Z的基因型是AaCC 或AACc ;根据上面三个过程的结果可以推知该有色植株的基因型为AaCCRr。
[拓展延伸] 自由组合定律的解题思路
(1)利用分离定律解决自由组合定律相关问题
将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题。举例如下:
问题举例 计算方法
AaBbCc×AabbCc, 求其杂交后代可能的表型种类数 可分解为三个分离定律:Aa×Aa→后代有2种表型(3A ∶1aa)、Bb×bb→后代有2种表型(1Bb∶1bb)、Cc×Cc→后代有2种表型(3C ∶1cc),所以AaBbCc×AabbCc的后代中有2×2×2=8(种)表型
AaBbCc×AabbCc,求其杂交后代中表型A bbcc出现的概率计算 Aa×Aa Bb×bb Cc×Cc ↓ ↓ ↓ (A )×(bb)×(cc)=
AaBbCc×AabbCc, 求子代中不同于亲本的表型(基因型) 不同于亲本的表型=1-亲本表型=1-(A B C +A bbC )[不同于亲本的基因型=1-(AaBbCc+AabbCc)]
AaBbCc 产生的配子种类数 AaBbCc ↓ ↓ ↓ 2×2×2=8(种) 规律:某一基因型的个体所产生配子种类数等于2n种(n为等位基因对数,如AaBBCc中等位基因只有 2对,BB不是等位基因)
AaBbCc×AaBbCC, 配子间结合方式种类数 先求AaBbCc、AaBbCC各自产生的配子种类数:AaBbCc→8种配子,AaBbCC→4种配子,再求两亲本配子间的结合方式。由于两性配子间的结合是随机的,因而AaBbCc与AaBbCC配子间有8×4=32(种)结合方式
(2)根据子代表型及比例推测亲本基因型
规律:根据子代表型及比例拆分为分离定律的分离比,确定每一对相对性状的亲本基因型,再组合。如:
①9∶3∶3∶1 (3∶1)(3∶1) (Aa×Aa)(Bb×Bb)。
②1∶1∶1∶1 (1∶1)(1∶1) (Aa×aa)(Bb×bb)。
③3∶3∶1∶1 (3∶1)(1∶1) (Aa×Aa)(Bb×bb)。
④3∶1 (3∶1)×1 (Aa×Aa)×(BB×BB)或(Aa×Aa)×(BB×Bb)或(Aa×Aa)×(BB×bb)或(Aa×Aa)×(bb×bb)。
(3)逆推类型题目解题思路
一般会通过数据、表格或柱状图,提示每一对相对性状在子代中的比例,解题时可逐对对性状逆推亲代的基因组成,并组合还原亲代的基因型;或给出某一表型个体在所有子代中的比值(如显性个体占F2的比例为81/256),则可根据分离定律——在完全显性条件下,显性后代占3/4这一特点,依据乘法原理,逆推该性状受几对等位基因控制。如由于81/256=(3/4)4,可判断该性状受4对等位基因控制。
概念三 基因的分离和自由组合使得子代基因型和表型有多种可能
[概念情境]
甜玉米和糯玉米是籽粒中含有高可溶性糖或高支链淀粉的两种鲜食玉米,其中控制甜性状的基因用A或a表示,控制糯性状的基因用B或b表示。用两种纯合鲜食玉米杂交得F1,F1自交得F2,F2籽粒的性状表现及比例为非甜非糯∶非甜糯∶甜非糯∶甜糯=9∶3∶3∶1。
(1)F1的表型是什么 F2的表型及比例能否说明两对性状遵循自由组合定律 试说明原因。
提示:F1的表型为非甜非糯。F2的表型及比例能说明A、a和B、b的遗传遵循自由组合定律。由题意可知,非甜非糯为显性性状,F1基因型是AaBb,表现为非甜非糯。F2的表型及比例是9∶3∶3∶1,因此两对等位基因遵循自由组合定律。
(2)F2中非甜糯鲜食玉米的基因型是什么 若用F2中的一株非甜糯鲜食玉米与基因型为aabb的甜糯鲜食玉米杂交,子代的性状类型可能有几种
提示:F1基因型为AaBb,F2中A bb表现为非甜糯鲜食玉米,基因型是AAbb、Aabb两种。F2中的一株非甜糯鲜食玉米的基因型可能是AAbb或Aabb,如果是AAbb与aabb杂交后代的基因型是Aabb,为非甜糯,只有一种表型;如果基因型为Aabb与aabb杂交,后代的基因型是Aabb,aabb,分别表现为非甜糯、甜糯,有两种表型。
9∶3∶3∶1的规律总结及变式
[典例1] 大鼠的毛色由独立遗传的两对等位基因控制。用黄色大鼠与黑色大鼠进行杂交实验,结果如图。据图判断,下列叙述正确的是( D )
A.黄色为显性性状,黑色为隐性性状
B.F1与黄色亲本杂交,后代有两种基因型
C.F2的灰色大鼠中为杂合子的概率为8/16
D.F2黑色大鼠与米色大鼠杂交,其后代中出现米色大鼠的概率为1/3
解析:由题可知,灰色为显性性状,米色为隐性性状;设大鼠的毛色由独立遗传的两对等位基因A、a和B、b控制,F1 AaBb与黄色aaBB(或AAbb)亲本杂交,后代基因型有2×2=4(种);F2的灰色大鼠基因型为4AaBb∶2AaBB∶2AABb∶1AABB,其中AaBb、AaBB和AABb为杂合子,概率为8/9;F2的黑色大鼠基因型为2/3Aabb、1/3AAbb(或2/3aaBb,1/3aaBB),与米色大鼠aabb杂交,子代出现米色的概率为2/3×1/2×1=1/3。
[拓展延伸] 9∶3∶3∶1及常见变式
F1(AaBb) 自交后代比例 原因分析 各表型基因组成 F1测交表 型分离比
9∶3∶3∶1 正常完全显性 9A B ∶3A bb∶3aaB ∶1aabb 1∶1∶1∶1
12∶3∶1 双显性和一种单显性表现为同一种性状,其余正常表现 12(9A B +3A bb)∶3aaB ∶1aabb 或12(9A B +3aaB )∶3A bb∶1aabb 2∶1∶1
9∶6∶1 单显性表现为同一种性状,其余正常表现 9A B ∶6(3A bb+3aaB )∶1aabb 1∶2∶1
9∶3∶4 存在aa(或bb)时表现为隐性性状,其余正常表现 9A B ∶3A bb∶4(3aaB +1aabb) 或9A B ∶3aaB ∶4(3A bb+1aabb) 2∶1∶1
13∶3 双显性、双隐性和一种单显性表现为一种性状,另一种单显性表现为另一种性状 13(9A B +3A bb+1aabb)∶3aaB 或13(9A B +3aaB +1aabb)∶3A bb 3∶1
15∶1 有显性基因就表现为同一种性状,其余表现另一种性状 15(9A B +3A bb+3aaB )∶1aabb 3∶1
9∶7 当双显性基因同时出现时为一种性状,其余的基因型为另一种性状 9A B ∶7(3A bb+3aaB +1aabb) 1∶3
1∶4∶6∶4∶1 A与B的作用效果相同,但显性基因越多,其效果越强 1AABB∶4(2AaBB+2AABb)∶6(4AaBb+1AAbb+1aaBB)∶4(2Aabb+2aaBb)∶1aabb 1∶2∶1
9∶3∶3∶1变式的实践应用
[典例2] 雕鸮的下列性状分别由位于两对常染色体的两对等位基因控制,其中有一对基因具有显性纯合致死效应(显性纯合子在胚胎期死亡)。已知绿色条纹雕鸮与黄色无纹雕鸮交配,F1为绿色无纹∶黄色无纹=1∶1,当F1的绿色无纹雕鸮彼此交配时,其F2为绿色无纹∶黄色无纹∶绿色条纹∶黄色条纹=6∶3∶2∶1,下列说法正确的是( B )
A.显性性状是绿色、条纹
B.F1中绿色无纹个体均为杂合子
C.F2中致死的个体所占比例是1/8
D.F1中黄色无纹个体测交后代性状分离比为1∶1∶1∶1
解析:假设雕鸮的毛色由一对等位基因A、a控制,有无条纹由另一对等位基因B、b控制,根据子代的表型及比例可知,显性性状是绿色、无纹;F1中绿色无纹个体的基因型均为AaBb;绿色显性纯合致死,则F2中致死的基因型及比例为1/16AABB、2/16AABb、1/16AAbb,占F2的比例为1/16+2/16+1/16=1/4;F1中的黄色无纹个体的基因型为aaBb,其测交后代表型比例为黄色无纹∶黄色条纹=1∶1。
[拓展延伸] 出现特定分离比“9∶3∶3∶1”的条件和解题步骤
(1)出现特定分离比9∶3∶3∶1的4个条件
①所研究的每一对相对性状只受一对等位基因控制,而且等位基因要完全显性。
②不同类型的雌、雄配子都发育良好,且受精的机会均等。
③所有后代都应处于比较一致的环境中,而且存活率相同。
④供实验的群体要足够大,个体数量要足够多。
(2)性状分离比“9∶3∶3∶1”变式题的解题步骤
①看F2的表型比例,若表型比例之和是16,不管以什么样的比例呈现,都符合基因的自由组合定律。
②将异常分离比与正常分离比9∶3∶3∶1进行对比,分析合并性状的类型。如比例为9∶3∶4,则为9∶3∶(3∶1),即4为两种性状的合并结果。若分离比为9∶6∶1,则为9∶(3∶3)∶1,若分离比为15∶1,则为(9∶3∶3)∶1。
家兔的长毛和短毛由等位基因A、a控制;体色由另一对等位基因H、h控制,这两对基因独立遗传。纯合的白毛兔(HH)与黑毛兔(hh)杂交,子代为灰兔。研究人员做了如下两组实验:
甲组:将多只白色短毛兔与多只灰色长毛兔作亲本杂交,F1表型及比例为白色长毛∶灰色长毛=1∶1。
乙组:将多只白色短毛兔与多只灰色长毛兔作亲本杂交,F1表型及比例为白色长毛∶白色短毛∶灰色长毛∶灰色短毛=1∶1∶1∶1。
请回答下列问题。
(1)根据甲组可判断长毛是显性(填“显性”或“隐性”)性状。
(2)乙组亲本中,白色短毛兔与灰色长毛兔的基因型分别是aaHH、AaHh。乙组子代中灰色长毛的雌兔和雄兔相互交配,后代的表型及比例是灰色长毛兔∶黑色长毛兔∶白色长毛兔∶灰色短毛兔∶黑色短毛兔∶白色短毛兔= 6∶3∶3∶2∶1∶1。
(3)现要在最短的时间内选育出能稳定遗传的白色长毛兔,请利用甲、乙两组亲本及子代中现有的家兔,设计实验方案:选择甲组亲本中的灰色长毛兔雌、雄交配,后代中的白色长毛兔即为稳定遗传的品种。
解析:(1)根据甲组实验长毛兔与短毛兔杂交,后代均为长毛兔可知,长毛是显性性状。
(2)根据乙组实验分析可知,乙组中亲本的基因型为aaHH和AaHh;乙组子代中的灰色长毛兔基因型为AaHh,让乙组子代中灰色长毛兔雌兔与雄兔相互交配后,后代黑毛兔∶灰毛兔∶白毛兔=1∶2∶1,长毛兔∶短毛兔=3∶1,根据乘法原则,后代表型及比例为灰色长毛兔∶黑色长毛兔∶白色长毛兔∶灰色短毛兔∶黑色短毛兔∶白色短毛兔=6∶3∶3∶2∶1∶1。
(3)能稳定遗传的白色长毛兔的基因型为AAHH,要在最短的时间内选育出能稳定遗传的白色长毛兔,甲组亲本中灰色长毛兔的基因型为AAHh,可以利用其雌雄个体进行交配,后代中的白色长毛兔即为稳定遗传的品种。
1.下列关于孟德尔两对相对性状杂交实验的叙述,正确的是( D )
A.从F1母本植株上选取一朵或几朵花,在花粉未成熟时将花瓣掰开去雄
B.F2中出现的4种表型,有3种是不同于亲本表型的新组合
C.F1产生配子时非等位基因自由组合,含双显性基因的配子数量最多
D.F1产生的雌、雄配子各有4种,受精时配子的结合存在16种组合方式
解析:从亲本母本植株上选取一朵或几朵花,在花粉未成熟时将花瓣掰开去雄,并套上纸袋;F2中出现的4种表型,有2种是不同于亲本表型的新组合;F1产生配子时非等位基因自由组合,产生4种类型的配子,比例为1∶1∶1∶1;F1产生的雌、雄配子各有4种,受精时配子的结合存在16种组合方式。
2.某同学自己动手制作了实验装置模拟孟德尔杂交实验,两小桶分别模拟两亲本,小桶中放置相同颜色和数量的彩球。下列叙述错误的是( C )
A.从甲小桶中抓取一个彩球,模拟产生配子
B.两种颜色的彩球模拟一对等位基因
C.甲、乙两小桶内抓取的两彩球组合可模拟基因的自由组合定律
D.取出的彩球组合之后,要放回小桶并摇匀
解析:从甲小桶中抓取一个彩球,模拟产生配子的过程;每个小桶中两种颜色的小球表示的是一对等位基因;甲、乙两小桶内抓取的两彩球组合可模拟雌、雄配子随机结合的过程;取出的彩球组合之后,要放回小桶并摇匀,以保证每种配子被抓取的概率相同。
3.豌豆子叶的黄色(Y)对绿色(y)为显性,种子的圆粒(R)对皱粒(r)为显性,且两对性状独立遗传。以1株黄色圆粒和1株绿色皱粒豌豆作为亲本,杂交得到F1,其自交得到的F2中黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒=9∶3∶15∶5,则黄色圆粒的亲本的基因型是( C )
A.YYRR B.YYRr
C.YyRR D.YyRr
解析:由题分析可知,F2中黄色∶绿色=3∶5,圆粒∶皱粒=3∶1,说明F1的基因型为YyRr和yyRr,则亲本黄色圆粒的基因型为YyRR,可以产生YR和yR两种配子。
4.黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆杂交,子代中黄色的概率为a、绿色的概率为b、圆粒的概率为c、皱粒的概率为d。那么下列表示这对亲本杂交子代中只有一对显性性状个体的概率是( A )
A.ad+bc B.ac C.a+c D.b+d
解析:豌豆的黄色对绿色为显性,圆粒对皱粒为显性。黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆杂交,子代中黄色的概率为a、绿色的概率为b、圆粒的概率为c、皱粒的概率为d,则子代单显个体中,黄色皱粒的概率为ad,绿色圆粒的概率为bc。可见,子代单显个体的概率是ad+bc。
5.我国的养蚕缫丝技术历史悠久,柞蚕是生产蚕丝的昆虫之一。为研究柞蚕体色遗传规律,科研人员进行杂交实验。请回答下列问题。
(1)将纯合的柞蚕品种蓝色蚕与白色蚕进行杂交,结果如图所示。
由杂交结果判断,蓝色和白色这一对相对性状由 对基因控制,且蓝色对白色为 性状。若F1与亲代白色蚕杂交,子代性状有 种。
(2)研究者将纯合的柞蚕品种青绿色蚕与白色蚕杂交,F1均为青绿色。用F1个体进行实验,结果如表。
亲本 子代不同体色幼虫数量/头
青绿色 黄绿色 蓝色 白色
F1个体间相互交配 450 149 151 50
F1×亲本白色蚕 309 308 305 304
F1个体间相互交配,子代性状分离比接近于 ,F1与白色蚕杂交,子代性状分离比接近于 ,推测青绿色性状由两对遗传因子控制,两对基因的遗传符合 定律。
解析:(1)由题意可知,F2中蓝色∶白色=3∶1,由此推知蓝色和白色性状由一对基因控制,且蓝色相对于白色为显性性状;F1蓝色个体为杂合子,其与白色蚕杂交属于测交,子代有两种性状。
(2)由表中数据可知,F1个体间相互交配,子代性状分离比约为9∶3∶3∶1;F1与亲本白色蚕杂交,其子代性状分离比约为1∶1∶1∶1,由此可知两对遗传因子遵循自由组合定律。
答案:(1)一 显性 两
(2)9∶3∶3∶1 1∶1∶1∶1 自由组合
概念理解练
1.黄色皱粒(Yyrr)与绿色圆粒(yyRr)豌豆杂交,F1的基因型种类及比例为( A )
A.4种,1∶1∶1∶1 B.3种,1∶2∶1
C.2种,1∶1 D.4种,3∶1∶3∶1
解析:黄色皱粒(Yyrr)豌豆能产生Yr和yr两种配子,比例为1∶1;绿色圆粒(yyRr)豌豆能产生yR和yr两种配子,比例为1∶1;因此,它们杂交后代有YyRr、Yyrr、yyRr、yyrr,比例为1∶1∶1∶1。
2.下列有关孟德尔的两对相对性状遗传实验的叙述中,错误的是( B )
A.孟德尔运用假说演绎法发现了自由组合定律
B.每一对性状在F2中的分离比为9∶3∶3∶1
C.F2中有9种基因型和4种表型
D.F1个体与隐性类型的测交实验最终证实了基因的自由组合定律
成立
解析:孟德尔运用假说演绎法发现了自由组合定律;每一对性状在F2中的分离比都为3∶1;F2中有9种基因型和4种表型;F1个体与隐性类型的测交实验最终证实了基因的自由组合定律成立。
3.已知A与a、B与b、C与c三对等位基因相互独立,互不干扰,基因型分别为AaBbCc、AabbCc的两个体进行杂交。下列关于杂交后代的推测,正确的是( D )
A.表型有8种,AaBbCc个体的比例为1/16
B.表型有4种,aaBbcc个体的比例为1/16
C.基因型有8种,Aabbcc个体的比例为1/16
D.基因型有18种,aaBbCc个体的比例为1/16
解析:基因型AaBbCc与基因型AabbCc个体杂交,后代表型有2×2×
2=8(种),基因型有3×2×3=18(种),AaBbCc个体比例为1/2×1/2×
1/2=1/8,aaBbcc个体的比例为1/4×1/2×1/4=1/32,Aabbcc个体的比例为1/2×1/2×1/4=1/16,aaBbCc个体的比例为1/4×1/2×1/2=
1/16。
4.孟德尔两对相对性状杂交实验中,F1黄色圆粒豌豆(YyRr)自交产生F2。下列叙述正确的是( A )
A.F1产生的雄配子中,基因型为YR和基因型为yr的比例为1∶1
B.F1产生基因型YR的雌配子和基因型YR的雄配子数量之比为1∶1
C.基因自由组合定律是指F1产生的4种类型的雄配子和雌配子可以自由组合
D.F2中杂合子占总数的7/8
解析:F1产生的精子的基因型及比例为YR∶Yr∶yR∶yr=1∶1∶1∶1;雌、雄配子的数量不相等,一般情况下,雄配子数量要远多于雌配子;基因自由组合定律发生在产生配子的过程中,雌、雄配子的组合为受精;F2中纯合子的概率为1/2×1/2=1/4,则杂合子占总数的1-1/4=3/4。
5.豌豆子叶黄色对绿色为显性,种子圆形对皱形为显性,两对相对性状独立遗传。将黄色圆形和绿色圆形豌豆杂交,F1 的表型的统计结果如图所示。 让 F1 中黄色圆形豌豆自交,则后代中黄色圆形豌豆所占比例为( C )
A.1/8 B.1/6 C.5/8 D.5/6
解析:由题分析可知,F1中黄色∶绿色=1∶1,圆形∶皱形=3∶1,假设子叶的颜色由一对等位基因Y、y控制,种子的形状由一对等位基因R、r控制,则亲本的基因型为YyRr×yyRr,则F1中黄色圆形豌豆的基因型为1/3YyRR、2/3YyRr。①1/3YyRR1/3(1/4YYRR+1/2YyRR+
1/4yyRR);②2/3YyRr2/3[Y R (1/16YYRR、2/16YYRr、2/16YyRR、4/16YyRr)∶Y rr(1/16YYrr、2/16Yyrr)∶yyR (1/16yyRR、2/16yyRr)∶1/16yyrr];所以让 F1 中黄色圆形豌豆自交,则后代中黄色圆形豌豆所占比例为1/3×3/4+2/3×9/16=5/8。
6.人类的多指基因(T)对正常基因(t)是显性,白化基因(a)对正常基因(A)是隐性,它们都位于常染色体上,而且是独立遗传的。一个家庭中父亲多指,母亲正常,他们有一个白化且手指正常的儿子,则再生一个孩子只患一种病和两病兼患的概率分别是( C )
A.1/4,1/4 B.2/3,1/4
C.1/2,1/8 D.1/4,1/8
解析:分析题干,可确定该夫妇的基因型为AaTt×Aatt,他们所生孩子患多指的概率为1/2,不患多指的概率为1/2;患白化病的概率为1/4,不患白化病的概率为3/4,故他们再生一个孩子只患一种病的概率为1-1/2×1/4-1/2×3/4=1/2,同时患有两种疾病的概率为1/2×1/4=
1/8。
7.在模拟孟德尔杂交实验中,甲同学分别从图①②所示烧杯中随机抓取一个小球并记录字母组合;乙同学分别从图①③所示烧杯中随机抓取一个小球并记录字母组合。下列叙述错误的是( A )
A.甲同学的实验模拟等位基因的分离和自由组合
B.乙同学的实验模拟非等位基因自由组合
C.乙同学抓取小球的组合类型中DR约占1/4
D.抓取的小球需分别放回原烧杯后,再重复
解析:甲同学的实验模拟F1产生配子和受精作用;乙同学分别从①③所示烧杯中随机抓取一个小球并记录字母组合,涉及两对等位基因,模拟了非等位基因的自由组合;乙同学抓取小球的组合类型中DR约占1/2×1/2=1/4;抓取的小球需分别放回原烧杯后,再重复,以减小实验误差。
8.如图为某植株自交产生后代过程的示意图,下列对此过程及结果的叙述,不正确的是( A )
A.基因的分离定律发生在①过程,基因的自由组合定律发生在②过程
B.子代中基因型不同于亲本的类型占3/4
C.M、N、P分别为16、9、3
D.该植株测交后代性状分离比为2∶1∶1
解析:基因的分离定律和基因的自由组合定律都发生在①形成配子的过程中;子代中基因型为AaBb的个体占4/16=1/4,所以不同于亲本的类型占1-1/4=3/4;过程①形成4种配子,则雌、雄配子的随机组合的方式是4×4=16(种),基因型是3×3=9(种),由图可知,表型为3种,所以M、N、P分别为16、9、3;该植株测交后代基因型以及比例为1(AaBb)∶1(Aabb)∶1(aaBb)∶1(aabb),则性状分离比例为2∶1∶1。
9.下表是豌豆五种杂交的实验组合统计数据:
组别 亲本表型 子代表型及其株数
高茎 红花 高茎 白花 矮茎 红花 矮茎 白花
一 高茎红花×矮茎红花 627 203 617 212
二 高茎红花×高茎白花 724 750 243 262
三 高茎红花×矮茎红花 953 317 0 0
四 高茎红花×高茎红花 925 328 315 108
五 高茎白花×矮茎红花 517 523 499 507
据上表判断,下列叙述不合理的是( C )
A.通过第一、第四组可以得出红花对白花为显性,通过第二、第四组可以得出高茎对矮茎为显性
B.以A和a分别代表株高的显、隐性基因,D和d分别代表花色的显、隐性基因,则第一组两个亲本植株的基因型为AaDd、aaDd
C.每一组杂交后代的纯合子的概率都相同
D.最容易获得双隐性个体的杂交组合是第五组
解析:由第一组可知红花对白花为显性,由第二组可知高茎对矮茎为显性,由第三组和第四组均可知高茎对矮茎为显性,红花对白花为显性,由第五组不能确定两对性状的显隐性;第一组中高茎×矮茎→高茎∶矮茎≈1∶1,可知亲本的基因型为Aa和aa,红花×红花→红花∶白花≈3∶1,可知亲本的基因型为Dd和Dd,因此第一组两个亲本植株的基因型为AaDd、aaDd;第二、第三、第四、第五组的亲本的基因型分别为AaDd×Aadd、AADd×aaDd、AaDd×AaDd、Aadd×aaDd,因此第一组到第五组杂交后代中纯合子的概率分别为1/4、1/4、0、1/4、1/4,每组获得双隐性个体的概率分别为1/8、1/8、0、1/16、1/4。
10.野生型青蒿的茎秆白色(Y)对紫色(y)为显性,稀裂叶(R)对分裂叶(r)为显性,两对性状独立遗传。某白茎分裂叶植株与紫茎稀裂叶植株杂交,F1中出现4种表型。请回答下列问题。
(1)亲本植株的基因型分别是 ,F1的表型及比例是 。
(2)仅根据杂交实验及结果来判断,等位基因Y/y与R/r (填“能”或“不一定能”)自由组合,原因是 。
(3)请以F1植株为材料,设计实验来验证这两对基因的遗传遵循自由组合定律。
杂交方案: 。
预期结果: 。
解析:(1)由题分析可知亲本的基因型分别为Yyrr、yyRr。亲本两对基因分别杂交组合,Yy×yy→Yy和yy,分别为白茎和紫茎;rr×Rr→rr和Rr,分别为分裂叶和稀裂叶。两种性状进行组合,就产生了白茎稀裂叶∶白茎分裂叶∶紫茎稀裂叶∶紫茎分裂叶=1∶1∶1∶1。
(2)通过杂交结果无法完全确定两对等位基因是否能够自由组合,因为我们证明自由组合定律,就是要证明YyRr能产生YR、Yr、yR、yr 4种比例相等的配子,而从杂交结果无法得出该结论,Yyrr只能证明产生Yr、yr这两种组合;yyRr只能证明产生yR、yr这两种组合。
(3)要想证明这两对等位基因是否能够自由组合,我们需利用测交的方法进行验证,即让F1中YyRr与yyrr进行杂交,若后代中性状及其比例为白茎稀裂叶∶白茎分裂叶∶紫茎稀裂叶∶紫茎分裂叶=1∶1∶1∶1,说明YyRr能产生YR、Yr、yR、yr四种比例相等的配子,证明了这两对基因的遗传遵循自由组合定律。
答案:(1)Yyrr、yyRr 白茎稀裂叶∶白茎分裂叶∶紫茎稀裂叶∶紫茎分裂叶=1∶1∶1∶1
(2)不一定能 本次实验结果不能证明YyRr能产生YR、Yr、yR、yr四种比例相等的配子
(3)F1中YyRr与yyrr进行杂交 F2中白茎稀裂叶∶白茎分裂叶∶紫茎稀裂叶∶紫茎分裂叶=1∶1∶1∶1
素养提升练
11.豌豆子叶的黄色(Y)对绿色(y)为显性,种子的圆粒(R)对皱粒(r)为显性,控制这两对性状的两对基因独立遗传,现用纯合黄色皱粒品种与纯合绿色圆粒品种杂交获得F1,F1自交得到F2。下列相关叙述正确的是( D )
A.F2中出现的新的性状类型比例为3/8
B.F1产生的雄配子与雌配子随机结合是自由组合定律的实质
C.从F2的黄色皱粒豌豆植株中任取两株,则这两株豌豆基因型不同的概率为5/9
D.若自然条件下将F2中黄色圆粒豌豆混合种植,后代出现绿色皱粒豌豆的概率为1/36
解析:用纯合黄色皱粒品种与纯合绿色圆粒品种杂交获得F1,F1自交得到F2,F2中出现的新的性状类型为黄色圆粒和绿色皱粒,在F2中的比例为(9+1)/16=5/8;F1产生的雄配子与雌配子随机结合(受精作用)是F2出现9∶3∶3∶1比例的条件,不是自由组合定律实质的体现;从F2的黄色皱粒豌豆植株(1/3YYrr、2/3Yyrr)中任取两株,则这两株豌豆基因型相同的概率为1/3×1/3+2/3×2/3=5/9,不同的概率为4/9;若自然条件下将F2中黄色圆粒豌豆(1/9YYRR、2/9YyRR、2/9YYRr、4/9YyRr)混合种植,由于豌豆在自然状态下只能自交,因此后代出现绿色皱粒豌豆(yyrr)的概率为4/9×1/4×1/4=1/36。
12.如图为孟德尔对豌豆自由组合现象验证的图解,下列相关叙述中错误的是( B )
A.①表示配子产生过程
B.②会发生自由组合现象
C.YyRr产生四种配子的比为1∶1∶1∶1
D.②过程的随机性使得Yyrr占子代的1/4
解析:分析图示可知,①结束产生四种类型配子,因此,①表示配子产生过程;②表示雌、雄配子随机结合,自由组合发生在产生配子过程中;YyRr产生四种配子的比为1∶1∶1∶1;②过程的随机性使得Yyrr占子代的1/4。
13.人类的显性基因D对耳蜗管的形成是必需的,显性基因E对听神经的发育是必需的;二者缺一,个体听力丧失。这两对基因独立遗传。某对夫妻均耳聋,医生通过检查却告知他们的孩子听力都将正常,则这对夫妇的基因型最可能为( D )
A.Ddee、Ddee B.DDee、ddEe
C.Ddee、ddEe D.DDee、ddEE
解析:由题意知,耳聋的基因型是D ee、ddE 、ddee,听力正常的基因型是D E ,两对等位基因独立遗传,因此遵循自由组合定律。某对夫妻均耳聋,医生通过检查却告知他们的孩子听力都将正常,说明他们孩子的基因型是D E ,则这对夫妇的基因型最可能为DDee、ddEE。
14.人的血型除了受复等位基因IA、IB、i(IA、IB对i都是显性)控制外,还受另一对基因H/h控制,ABO血型的表型与基因型的关系机理如图所示。下列相关说法正确的是( C )
A.一对血型都是O型的夫妇生的孩子血型都是O型的
B.一对血型都是AB型的夫妇生的孩子血型不可能是O型
C.一对夫妇的基因型分别是IAiHh和IBiHh,他们生育O型血孩子的概率是7/16
D.IA、IB、i遵循基因自由组合定律,H、h遵循基因分离定律
解析:根据图示可以判断,不存在H基因时,IA和IB基因均不能表达,hh个体的血型均表现为O型。一对血型都是O型的夫妇(基因型为
iiH 和IA hh或IB hh)生的孩子基因型可能是IAiH 或IBiH ,血型是A型或B型的;一对血型都是AB型的夫妇(若基因型为IAIBHh和IAIBHh)生的孩子基因型可能有 hh,血型是O型;一对夫妇的基因型分别是IAiHh和IBiHh,他们生育O型血孩子( hh+iiH )的概率是1×1/4+1/4×3/4=7/16;IA、IB、i属于复等位基因,遵循基因分离定律,H、h属于等位基因,遵循基因分离定律。
15.玉米是雌雄同株异花的植物,开花时顶端为雄花,叶腋处为雌花,间行均匀种植可以进行同株异花授粉和异株异花授粉。玉米的叶子有宽叶和窄叶的区别,分别由A和a控制,宽叶对窄叶完全显性;另外,玉米的有茸毛(D)对无茸毛(d)为显性,有茸毛玉米具有显著的抗病能力,但该显性基因纯合时植株幼苗期就不能存活;上述两对基因独立遗传,且其性状在幼苗期便能识别。请回答下列问题。
(1)控制玉米上述两对相对性状的遗传遵循 定律。
(2)将有茸毛玉米同株异花授粉,发现子代两种表型比例只有2∶1。请用遗传图解解释。
(3)若将基因型为AADd的宽叶有茸毛玉米和基因型为aaDd的窄叶有茸毛玉米进行杂交,则子代出现 种表型,若F1个体同株异花授粉产生F2,则理论上F2成熟植株的表型有 种,其中窄叶有茸毛所占的比例为 。
解析:(1)由于玉米的叶子宽窄和玉米的有无茸毛受两对基因控制,且两对基因独立遗传,所以控制玉米上述两对相对性状的遗传遵循自由组合定律。
(2)将有茸毛玉米同株异花授粉,发现子代两种表型比例只有2∶1,说明显性纯合子致死,遗传图解见答案。
(3)若将基因型为AADd的宽叶有茸毛玉米和基因型为aaDd的窄叶有茸毛玉米进行杂交,则子代AaDD致死,有宽叶有茸毛(AaDd)、宽叶无茸毛(Aadd)两种表型,比例为2∶1。F1个体基因型为2/3AaDd、1/3Aadd,F1个体同株异花授粉即自交,理论上F2成熟植株的表型有宽叶有茸毛(A Dd)、宽叶无茸毛(A dd)、窄叶有茸毛(aaDd)、窄叶无茸毛(aadd)四种表型。在幼苗期死亡的植株占全部F2的2/3×1/4= 2/12,而窄叶有茸毛(aaDd)占全部F2的比例为2/3×1/4×2/4=1/12。所以理论上窄叶有茸毛所占的比例为1/12÷(1-2/12)=1/10。
答案:(1)自由组合
(2)
(3)2 4 1/10
概念理解练
1.孟德尔的实验方法给后人许多有益的启示,下列哪一项是超越前人的创新( C )
A.正确地选用实验材料
B.先研究一对相对性状的遗传,再研究两对或多对性状的遗传
C.把数学方法引入生物学的研究
D.对科学的热爱和锲而不舍的精神
解析:孟德尔的实验方法给后人许多有益的启示,如正确选用实验材料等,特别是用统计学的方法对实验结果进行分析,是超越前人的
创新。
2.已知某植物在两个显性基因A和B同时存在时开红花,否则开白花,两对等位基因独立遗传,则植株AaBb测交后代的表型种类及比例是( C )
A.4种,9∶3∶3∶1 B.4种,1∶1∶1∶1
C.2种,1∶3 D.2种,9∶7
解析:AaBb测交所得子代的基因型:1/4AaBb、1/4Aabb、1/4aaBb、1/4aabb。由于两个显性基因A和B同时存在时开红花,故可确定植株AaBb测交后代的表型种类及比例是(AaBb)∶(Aabb、aaBb、1aabb)=
1红花∶3白花。
3.鼠的体色有黑色、浅黄色和白色之分,其体色遗传由两对等位基因控制且独立遗传。现有一只黑色家鼠与一只白色家鼠杂交,F1均为黑色。F1个体随机交配得F2,F2中黑色∶浅黄色∶白色=12∶3∶1,则F2黑色个体中纯合子比例为( D )
A.1/8 B.5/8 C.5/6 D.1/6
解析:假设鼠的体色由两对等位基因A、a和B、b控制,由题意知,控制鼠体色的两对等位基因独立遗传,因此遵循基因的自由组合定律,F2中黑色∶浅黄色∶白色=12∶3∶1,符合9∶3∶3∶1的变式,因此F1的基因型是AaBb,A B 、A bb(或aaB )表现为黑色,其中的纯合体是AABB、AAbb(或aaBB),因此黑色个体中纯合子的比例是2/12=1/6。
4.南瓜所结果实中白色(A)对黄色(a)为显性,盘状(B)对球状(b)为显性,两对基因独立遗传。若让基因型为AaBb的白色盘状南瓜与“某南瓜”杂交,子代表型及其比例如图所示,则下列叙述正确的是( B )
A.“某南瓜”为纯合子
B.配子形成过程中这两对基因遵循自由组合定律
C.“某南瓜”的基因型为aaBb
D.子代中纯合子的概率是1/8
解析:由题图可知,单独分析果色,子代中白色∶黄色=3∶1,则亲本杂交方式为Aa×Aa,单独分析果形,子代中盘状∶球状=1∶1,则亲本杂交方式为Bb×bb,已知一个亲本为AaBb,因此另一个亲本为Aabb;由题可知,这两对基因位于两对同源染色体上,故遵循基因的自由组合定律;亲本为AaBb、Aabb,因此子代纯合子概率为1/2×1/2=1/4。
5.已知某植物的两对相对性状受两对独立遗传的等位基因(A和a、B和b)控制,现两个纯合的亲本杂交得到F1,F1自交,F2出现了六种表型且这六种表型之间的比例为6∶3∶3∶2∶1∶1,则F2中不会( C )
A.共有9种基因型
B.两对基因遵循自由组合定律
C.存在致死现象
D.含有两个显性基因的个体占3/8
解析:F2的表型比例为9∶3∶3∶1的变式,因此可确定F1基因型为AaBb,故F2基因型共有3×3=9(种),两对基因遵循自由组合定律;F2出现了六种表型且这六种表型之间的比例为6∶3∶3∶2∶1∶1,比例之和为16,是(6+2+1)∶3∶3∶1的变式,不存在致死现象;含有两个显性基因的个体占1/4×1/4×2+1/2×1/2=3/8。
6.(2020·浙江7月选考)若某哺乳动物毛发颜色由基因De(褐色)、Df(灰色)、d(白色)控制,其中De和Df分别对d完全显性。毛发形状由基因H(卷毛)、h(直毛)控制。控制两种性状的等位基因均位于常染色体上且独立遗传。基因型为DedHh和DfdHh的雌雄个体交配。下列说法正确的是( B )
A.若De对Df共显性、H对h完全显性,则F1有6种表型
B.若De对Df共显性、H对h不完全显性,则F1有12种表型
C.若De对Df不完全显性、H对h完全显性,则F1有9种表型
D.若De对Df完全显性、H对h不完全显性,则F1有8种表型
解析:若De对Df共显性,则Ded×Dfd子代有4种表型;若H对h完全显性,则Hh×Hh子代有2种表型;两对相对性状组合,则F1有8种表型。若De对Df共显性,则Ded×Dfd子代有4种表型;若H对h不完全显性,则Hh×Hh子代有3种表型;两对相对性状组合,则F1有12种表型。若De对Df不完全显性,则Ded×Dfd子代有4种表型;若H对h完全显性,则Hh×Hh子代有2种表型;两对相对性状组合,则F1有8种表型。若De对Df完全显性,则Ded×Dfd子代有3种表型;若H对h不完全显性,则Hh×Hh子代有3种表型;两对相对性状组合,则F1有9种表型。
7.香豌豆能利用体内的前体物质经过一系列代谢过程逐步合成蓝色中间产物和紫色素,此过程是由B、b和D、d两对等位基因控制的(如图所示),两对基因自由组合,其中具有紫色素的植株开紫花,只具有蓝色中间产物的植株开蓝花,两者都没有则开白花。下列叙述中不正确的是( B )
A.基因型为bbDd的香豌豆植株不能合成中间产物,所以开白花
B.只有香豌豆基因型为BBDD时,才能开紫花
C.基因型为BbDd的香豌豆自花传粉,后代表型比例为9∶4∶3
D.基因型为Bbdd与bbDd的香豌豆杂交,后代表型比例为1∶1∶2
解析:基因型为bbDd的香豌豆植株,缺乏酶B,不能利用白色前体物质合成蓝色中间物质,所以开白花; 由题图可知,合成紫色素需要酶B和酶D催化,即需要基因B和D,所以只要是香豌豆基因型为B D 时,就能开紫花;基因型为BbDd的香豌豆自花传粉,即BbDd×BbDd,后代中B D (紫花)∶B dd(蓝花)∶(bbD +bbdd)(白花)=9∶3∶4;基因型为Bbdd与bbDd的香豌豆杂交,后代基因型及比例为BbDd∶Bbdd∶bbDd∶bbdd=1∶1∶1∶1,则表型的比例为紫花∶蓝花∶白花=
1∶1∶2。
8.莱航鸡羽毛的颜色由A、a和B、b两对等位基因共同控制,其中B、b分别控制黑色和白色,A能抑制B的表达,A存在时表现为白色。某人做了如下杂交实验:
代别 亲本(P)组合 子一代(F1) 子二代(F2)
表型 白色(♀)× 白色() 白色 白色∶黑色= 13∶3
若F2中黑色莱航鸡的雌雄个体数相同,它们自由交配得F3,F3中( C )
A.杂合子占2/9 B.杂合子多于纯合子
C.黑色占8/9 D.黑色个体都是纯合子
解析:由题分析可知,F2中黑色莱航鸡的基因型及比例为aaBB∶aaBb=1∶2,它们之间自由交配,产生的配子及比例为aB∶ab=2∶1,因此F3中杂合子所占比例为2×2/3×1/3=4/9,纯合子比例为1-4/9=
5/9,因此纯合子多于杂合子;F3中黑色(aaB )个体所占比例为2/3×2/3+1/3×2/3×2=8/9;黑色个体的基因型有aaBB、aaBb,不都是纯合子。
9.水稻抗稻瘟病是由基因R控制,细胞中另有一对等位基因B、b对稻瘟病的抗性表达有影响,BB使水稻抗性完全消失,Bb使抗性减弱。现用两纯合亲本进行杂交,实验过程和结果如图所示。相关叙述错误的是( D )
A.亲本的基因型是RRbb、rrBB
B.F2的弱抗病植株中纯合子占0
C.F2中全部抗病植株自交,后代抗病植株占5/6
D.能通过测交鉴定F2易感病植株的基因型
解析:由题分析可知,F1基因型为RrBb则亲本为易感病rrBB和抗病RRbb;F2弱抗病的基因型是R Bb,RRBb∶RrBb=1∶2,无纯合子;F2中抗病植株的基因型是R bb,RRbb∶Rrbb=1∶2,全部抗病植株自交,
RRbb后代全部是抗性,Rrbb自交,后代抗病∶易感病=3∶1,因此F2全部抗病植株自交,后代易感病的比例是2/3×1/4=1/6,抗病植株占1-1/6=5/6;F2中易感病植株的基因型是rr 、R BB,其中rrBB、rrBb、rrbb与rrbb杂交,后代都是易感病个体,因此不能用测交法判断F2易感病个体的基因型。
10.某种水果果肉的颜色同时受三对等位基因(A/a、B/b、C/c)控制,当植株的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时表现为红色,当每对等位基因都不含显性基因时表现为黄色,其余表现为橙色。现做了以下几组杂交实验:
实验一:红色×黄色→红色∶橙色∶黄色=1∶6∶1
实验二:橙色×红色→红色∶橙色∶黄色=3∶12∶1
实验三:橙色×红色→红色∶橙色∶黄色=9∶22∶1
据此分析并回答下列问题。
(1)据实验一的实验结果可以判断,控制果肉颜色基因的遗传符合
定律。实验一中亲代红色果肉的植株与子代红色果肉植株的基因型 (填“相同”或“不相同”)。
(2)实验二中,橙色亲本的基因型可能有 种。子代红色果肉的植株自交,后代表型及比例为 。
(3)实验三中,橙色亲本的基因型可能是 。
若实验三中橙色亲本的基因型已确定,则橙色子代有 种基因型。
解析:(1)据题意可知,红色果肉植株的基因型为A B C ,黄色果肉植株的基因型为aabbcc。根据实验一的杂交结果,子代有黄色果肉的植株,则说明亲代红色果肉植株的基因型为AaBbCc,只有三对等位基因独立遗传,子代才会出现红色∶橙色∶黄色=1∶6∶1的比例,因此控制果肉颜色基因的遗传符合基因的自由组合定律,而且子代中红色果肉植株的基因型也是AaBbCc,故实验一中亲代红色果肉的植株与子代红色果肉植株的基因型相同。
(2)根据实验二子代的比例可知,亲代红色果肉植株的基因型为AaBbCc,亲代橙色果肉植株的基因型中有一对基因为显性杂合子,另外两对基因为隐性纯合子,即基因型有三种可能:Aabbcc或aaBbcc或aabbCc,若亲代橙色果肉植株基因型为 Aabbcc子代红色果肉的植株基因型为1/3AABbCc、2/3AaBbCc ,其自交产生子代中红色果肉植株比例=1/3×9/16+2/3×27/64=45/96;黄色果肉植株比例=2/3×1/64=
1/96;橙色果肉植株比例=1-45/96-1/96=50/96,即红色∶橙色∶
黄色=45∶50∶1。
(3)根据实验三子代的比例可知,亲代红色果肉植株的基因型为AaBbCc,亲代橙色果肉植株的基因型中有两对基因为显性杂合子,另外一对基因为隐性纯合子,即基因型有三种可能:aaBbCc或 AabbCc或 AaBbcc,若实验三中橙色亲本的基因型已确定为其中任一种,子代红色果肉植株有4种基因型,子代黄色果肉植株有1种基因型,又因为子代共有3×3×2=18(种)基因型,因此子代橙色果肉植株的基因型有18-4-1=13(种)。
答案:(1)基因自由组合 相同 (2)3 红色∶橙色∶黄色=45∶50∶1 (3)aaBbCc或 AabbCc或 AaBbcc 13
素养提升练
11.某种鸟类羽毛的颜色由等位基因A和a控制,且A基因越多,黑色素越多;等位基因B和b控制色素的分布,两对基因均位于常染色体上。研究者进行了如图所示的杂交实验,下列有关叙述错误的是( C )
A.羽毛颜色的显性表现形式是不完全显性
B.基因A(a)和B(b)的遗传遵循自由组合定律
C.能够使色素分散形成斑点的基因型是BB
D.F2黑色斑点中杂合子所占比例为2/3
解析:由于A基因越多,黑色素越多,所以羽毛颜色的显性表现形式是不完全显性;由于F2性状分离比为4∶2∶1∶6∶3,为9∶3∶3∶1的变式,所以基因A(a)和B(b)的遗传遵循自由组合定律;从F2性状分离比可知斑点∶纯色=9∶7,故控制色素分散形成斑点的基因型为BB或Bb;F2黑色斑点的基因型为AABB或AABb,其中杂合子所占比例为2/3。
12.某种昆虫的黑体(A)对灰体(a)为显性,正常翅(B)对斑翅(b)为显性,且雌性个体无论翅形基因如何,均为斑翅,两对基因独立遗传。下列有关叙述正确的是( C )
A.基因型为Bb的雌雄个体杂交,子代正常翅与斑翅的比例为3∶1
B.若想依据子代表型判断出性别,能满足要求的亲代组合有两种
C.若纯合黑体正常翅与纯合灰体斑翅个体杂交,子一代雌雄个体自由交配,子二代表型比可能为 3∶1∶3∶1
D.一对纯合斑翅昆虫杂交,若后代出现正常翅个体,这是基因突变的结果
解析:基因型为Bb的雌雄个体杂交,后代基因型及其比例为BB∶Bb∶bb=1∶2∶1,由于雌性个体无论翅形基因如何,均为斑翅,因此子代正常翅与斑翅的比例为 3∶5;若想依据子代表型判断出性别,能满足要求的亲代组合有BB×BB、BB×Bb、BB×bb;若纯合黑体正常翅(AABB)与纯合灰体斑翅(aaBB)个体杂交,子一代基因型为AaBB,则子二代表型比为(3∶1)(1∶1)=3∶1∶3∶1;一对纯合斑翅昆虫杂交,若后代出现正常翅(B )个体,可能纯合斑翅亲本中雌性基因型为BB,故不一定是基因突变的结果。
13.萝卜的根形是由位于两对同源染色体上的两对等位基因决定的。现用两个纯合的圆形块根萝卜作亲本进行杂交,F1全为扁形块根。F1自交后代F2中扁形块根、圆形块根、长形块根的比例为9∶6∶1,则F2的圆形块根中杂合子所占的比例为( B )
A.8/9 B.2/3 C.6/16 D.3/16
解析:假设这两对等位基因分别用A、a和B、b表示,根据题意分析可知,F2的性状分离比为9∶6∶1,是9∶3∶3∶1的特殊形式,即
9A B ∶(3A bb+3aaB )∶1aabb;其中双显性性状是一种性状
(A B )、两个单显是一种性状(A bb、aaB ),双隐性为一种性状(aabb)。F2中的圆形块根萝卜基因型及比例为1/16AAbb、2/16Aabb、1/16aaBB、2/16aaBb,所以F2中的圆形块根中杂合子所占的比例为2/3,纯合子所占的比例为1/3。
14.小麦籽粒色泽由4对独立存在的基因(A和a、B和b、C和c、D和d)所控制,只要有一个显性基因存在就表现红色,只有全隐性才为白色。现有杂交实验:红粒×红粒→63红粒∶1白粒,则其双亲基因型不可能的是( D )
A.AabbCcDd×AabbCcDd
B.AaBbCcDd×AaBbccdd
C.AaBbCcDd×aaBbCcdd
D.AaBbccdd×aaBbCcDd
解析:AabbCcDd×AabbCcDd可以分解成Aa×Aa、bb×bb、Cc×Cc、Dd×Dd四个分离定律问题,由题干信息可知,白粒的基因型是aabbccdd,比例是1/4×1×1/4×1/4=1/64,红粒的比例是1-1/64=
63/64;AaBbCcDd×AaBbccdd可以分解成Aa×Aa、Bb×Bb、Cc×cc、Dd×dd四个分离定律问题,白粒的基因型是aabbccdd,比例是1/4×
1/4×1/2×1/2=1/64,红粒的比例是1-1/64=63/64;AaBbCcDd×
aaBbCcdd可以分解成Aa×aa、Bb×Bb、Cc×Cc、Dd×dd四个分离定律问题,白粒的基因型是aabbccdd,比例是1/2×1/4×1/4×1/2=
1/64,红粒的比例是1-1/64=63/64;AaBbccdd×aaBbCcDd可以分解成Aa×aa、Bb×Bb、cc×Cc、dd×Dd四个分离定律问题,白粒的基因型是aabbccdd,比例是1/2×1/4×1/2×1/2=1/32,红粒的比例是1-1/32=31/32,红粒∶白粒=31∶1。
15.茄子的花色可用于育种过程中性状选择的标记,果皮和果肉颜色也是茄子的重要品质性状。为研究这三个性状的遗传规律,选用P1(紫花、白果皮、白果肉)、P2(白花、绿果皮、绿果肉)、P3(白花、白果皮、白果肉)和P4(紫花、紫果皮、绿果肉)四种纯合体为亲本进行杂交实验,结果如表所示。
组别 亲代杂 交组合 F1表型 F2表型及数量/株
实验1 P1×P2 紫花 紫花(60),白花(18)
实验2 P3×P4 紫果皮 紫果皮(56),绿果皮(17),白果皮(5)
实验3 P1×P4 紫果皮、 绿果肉 紫果皮、绿果肉(44),紫果皮、白果肉(15), 绿果皮、绿果肉(15),白果皮、白果肉(4)
回答下列问题。
(1)在研究茄子花色的遗传规律时,除了实验1外,还可以选用的杂交组合有 (写出一组即可)。根据实验1的结果可知 是显性性状。
(2)根据实验2结果推测,茄子果皮颜色受 对基因控制,F2中绿果皮个体的基因型有 种。
(3)根据实验3结果推测,果肉颜色遗传遵循 定律。假如控制果皮和果肉颜色的基因位于两对染色体上,实验3的F2中没有白果皮、绿果肉和绿果皮、白果肉的表型,推测其可能的原因有两种:①果肉颜色由另一对等位基因控制,但
;
② 。
为了进一步确认出现上述现象的具体原因,可增加样本数量继续研究。
(4)假定花色和果皮颜色的遗传符合基因的自由组合定律,则实验2的F2中紫花、绿果皮植株理论上所占比例为 。
解析:(1)假设不同的等位基因可以分别用A和a、B和b、C和c……表示,则由题分析可知,P1、P2、P3、P4的基因型分别为AAbbccdd、aabbCCDD、aabbccdd、AABBCCDD或AABBccDD(不符合实验2杂交结果,舍弃)。根据这四种基因型可知在研究茄子花色的遗传规律时,除了实验1外,研究花色性状的遗传时,只要F1是Aa即可,因此还可以选用的杂交组合有P1×P3、P3×P4或P2×P4。根据实验1的结果可知紫花是显性性状。
(2)根据实验2结果推测,茄子果皮颜色受两对基因控制,F2中绿果皮个体的基因型有两种。
(3)根据实验3结果推测,果肉颜色遗传遵循分离定律。假如控制果皮和果肉颜色的基因位于两对染色体上,实验3的F2中没有白果皮、绿果肉和绿果皮、白果肉的表型,推测其可能的原因是发生了连锁或统计的样本比较少,即有两种情况:①控制果皮颜色的基因中有一对与控制果肉颜色的基因位于同一对同源染色体上﹔②遗传学实验是建立在大量的数据统计的基础上的,统计的数据少,就会出现偶然误差。为了进一步确认出现上述现象的具体原因,可增加样本数量继续研究。
(4)假定花色和果皮颜色的遗传符合基因的自由组合定律,则实验2的F1的基因型为AaBbCc,F2中紫花、绿果皮(A bbC )植株理论上所占比例为3/4×1/4×3/4=9/64。
答案:(1)P1×P3、P3×P4或P2×P4 紫花
(2)两 两 (3)分离 控制果皮颜色的基因中有一对与控制果肉颜色的基因位于同一对同源染色体上 样本数量太少,存在偶然误差 (4)9/64
第一章 章末检测
(时间:60分钟 分值:100分)
一、选择题(本大题共20小题,每小题3分,共60分。每小题列出的四个备选项中,只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不
得分)
1.下列各项中,属于相对性状的是( A )
A.金鱼草的白花与红花 B.豌豆的圆粒和绿粒
C.菠菜的黄花与绿叶 D.马的长毛与牛的短毛
解析:金鱼草的白花与红花是同种生物相同性状的不同表现形式,属于相对性状;圆粒和绿粒是两种性状;黄花与绿叶是两种性状;马和牛不是同一物种。
2.豌豆的一对相对性状的杂交实验中,F1测交后代性状分离比1∶1反映的是( C )
A.F1的基因型比例
B.F1的表型比例
C.F1产生的两种基因型的配子比例
D.F1产生的雌配子与雄配子的比例
解析:F1测交后代性状分离比1∶1反映的是F1产生的两种基因型的配子比例。
3.下列关于孟德尔的豌豆杂交实验的叙述,正确的是( B )
A.豌豆的灰色种皮与绿色子叶是一对相对性状
B.孟德尔验证他的杂交实验假说采用的是测交法
C.在该实验中,需在母本的花成熟时对其去雄后套袋
D.孟德尔对分离现象的解释的实质是雌雄配子在受精时是随机结
合的
解析:相对性状是指同种生物的相同性状的不同表现形式,豌豆的灰色种皮与绿色子叶是同一物种的不同性状,所以不是相对性状;孟德尔在豌豆遗传实验中,发现问题、提出假说所采用的实验方法为自交和杂交,而孟德尔验证他的杂交实验假说采用的是测交法;豌豆为自花、闭花授粉植物,所以杂交时,需在母本的花未成熟时(花蕾期)对其去雄后套袋;孟德尔对分离现象解释的实质是生物体在形成生殖细胞(即配子)时,成对的遗传因子彼此分离,分别进入不同的配子中。
4.家兔的黑毛对褐毛为显性,要判断一只黑毛兔是否是纯合子,选用的交配方式及与它交配的兔子分别为( C )
A.自交、纯种黑毛兔 B.测交、杂种黑毛兔
C.测交、褐毛兔 D.自交、长毛兔
解析:假设该性状由一对等位基因A、a控制,根据题意分析可知,由于家兔毛色黑对褐是显性,黑毛兔的基因型可以是AA,也可以是Aa,所以要判断一只黑毛兔是否是纯合子,最好用测交法即选用隐性个体褐毛兔与它交配。如果后代出现褐毛兔,则黑毛兔为杂合体;如果后代都是黑毛兔,则亲本黑毛兔很可能是纯合子。
5.玉米属于雌雄同株异花植物,隐性突变b基因纯合使植株不出现雌穗而变成雄株,隐性突变t基因纯合会使原来产生花粉的雄穗变成雌穗而转变成雌株。若要后代只获得雄株和雌株,则最佳的杂交组合是( A )
A.bbTt()×bbtt(♀) B.BbTt()×bbtt(♀)
C.BbTt()×BBtt(♀) D.bbTt()×BBtt(♀)
解析:根据题意分析可知,由于隐性突变b基因纯合使植株不出现雌穗而变成雄株,隐性突变t基因纯合会使原来产生花粉的雄穗变成雌穗而转变成雌株,所以B T 为正常株、 tt为雌株、bbT 为雄株。bbTt()×bbtt(♀)的后代基因型有bbTt和bbtt,分别为雄株和雌株;BbTt()×bbtt(♀)的后代基因型有BbTt、Bbtt、bbTt和bbtt,分别为雌雄同株、雌株、雄株和雌株;BbTt()×BBtt(♀)的后代基因型有BBTt、BBtt、BbTt和Bbtt,分别为雌雄同株、雌株、雌雄同株和雌株;bbTt()×BBtt(♀)的后代基因型有BbTt和Bbtt,分别为雌雄同株和雌株。
6.人群的ABO血型是由三个基因IA、IB和i控制的。下面有关人类ABO血型及其遗传的叙述,正确的是( B )
A.ABO血型的遗传不遵循分离定律
B.人类ABO血型群体共有六种基因型
C.IA对IB表现为不完全显性
D.O型血人群中男性的概率多于女性
解析:IA、IB和i互为等位基因,该复等位基因位于一对同源染色体上,因此ABO血型遗传符合基因分离定律;人类的ABO血型的基因型有IAIA、IAi、IBIB、IBi、IAIB以及ii共六种;IA和IB为共显性关系;由于该复等位基因位于常染色体上,理论上O型血在男性与女性中概率相等。
7.某植物所结籽粒由多对基因控制,其中三对自由组合的基因(A、a,B、b,C、c)为色泽基因,只有三对基因都含有显性基因时才表现出有色,其他情况为无色。下列说法不正确的是( B )
A.同时考虑三对基因,无色纯合子的基因型有7种
B.某无色植株自交,后代种子不一定是无色
C.纯种有色植株与纯种无色植株杂交,后代种子一定是有色
D.有色植株自交,后代种子可能为有色∶无色=9∶7
解析:同时考虑三对基因,无色纯合子的基因型有aaBBCC、aabbCC、aabbcc、AABBcc、AAbbcc、aaBBcc、AAbbCC共7种;A B C 表现为有色,其他基因型表现为无色,所以无色植株自交,后代一定不会出现每对基因中均有显性基因的个体,所以后代种子一定是无色;纯种有色植株(AABBCC)与纯种无色植株(aaBBCC、aabbCC、aabbcc、AABBcc、AAbbcc、aaBBcc、AAbbCC)杂交,后代种子的基因型为A B C ,一定是有色;有色植株自交(如AaBbCC),后代种子有色∶无色=(3/4×
3/4)∶(1-3/4×3/4)=9∶7。
8.用两个圆形南瓜做杂交实验,F1均为扁盘状南瓜,F1自交,F2出现扁盘状、圆形和长形三种南瓜,三者的比例为9∶6∶1。根据上述信息,分析下列判断中正确的是( D )
A.杂交实验中亲代的两个圆形南瓜不一定是纯合子
B.亲代杂交得到的F1的扁盘状南瓜不一定是杂合子
C.F2的长形南瓜不一定是纯合子
D.用扁盘状南瓜做测交实验子代性状不一定为1∶2∶1
解析:根据题意可知,南瓜形状受两对独立遗传的等位基因(假设等位基因为A和a、B和b)控制,其遗传符合自由组合定律,杂交实验中亲代的两个圆形南瓜一定是纯合子,是AAbb×aaBB;亲代杂交得到的子一代的扁盘状南瓜一定是杂合子AaBb;F2的长形南瓜一定是纯合子aabb;扁盘状南瓜的基因型为AABB、AaBB、AABb、AaBb,对一扁盘状南瓜做测交,有以下几种测交组合:①AABB×aabb,子代都为AaBb(扁盘状),所以扁盘状∶圆形∶长形=1∶0∶0;②AaBB×aabb,子代为1AaBb(扁盘状)∶1aaBb(圆形),所以扁盘状∶圆形∶长形=1∶1∶0;③AABb×aabb,子代为1AaBb(扁盘状)∶1Aabb(圆形),所以扁盘状∶圆形∶长形=1∶1∶0;④AaBb×aabb,子代为1AaBb(扁盘状)∶1Aabb(圆形)∶1aaBb(圆形)∶1aabb(长形),所以扁盘状∶圆形∶长形=1∶2∶1。所以,用扁盘状南瓜做测交实验子代性状不一定为1∶
2∶1。
9.在一个全为紫花的豌豆群体中,AA与Aa的比为 1∶2,则让其自然生长,F1中紫花∶白花的比例为( A )
A.5∶1 B.8∶1 C.7∶2 D.5∶4
解析:由题意知,在一个全为紫花的豌豆群体中,AA与Aa的比为1∶2,在自然环境中,豌豆是一种严格的自花授粉植物,因此自然生长即自交后代中紫花(A )∶白花(aa)的概率为(1/3AA+2/3×3/4A )∶(2/3×1/4aa)=5∶1。
10.在某种牛中,基因型为AA的个体的体色是红褐色,aa是红色。基因型为Aa的个体中公牛是红褐色的,而母牛是红色的。一头红褐色母牛生了一头红色小牛,这头小牛的性别及基因型为( C )
A.雄性或雌性,aa B.雄性,Aa
C.雌性,Aa D.雄性,aa或Aa
解析:据题意,亲本红褐色母牛的基因型一定是AA,它所生小牛的基因型为A ,若该小牛为公牛,则一定是红褐色的,与实际表型不符,故该小牛为母牛,基因型为Aa。
11.孟德尔的豌豆杂交实验中,将纯种的黄色圆粒豌豆(YYRR)与纯种的绿色皱粒(yyrr)豌豆杂交。F2种子为560粒,从理论上推测,F2种子中基因型与其个体数基本相符的是( D )
选项 A B C D
基因型 YyRR yyrr YyRr yyRr
个体数 140粒 140粒 315粒 70粒
解析:在F2种子中基因型YyRR占2/16,个体数为 560×2/16=70(粒);在F2种子中基因型yyrr占1/16,个体数为560×1/16=35(粒);在F2种子中基因型YyRr占4/16,个体数为560×4/16=140(粒);F2种子中基因型yyRr占2/16,个体数为560×2/16=70(粒)。
12.下列关于“模拟孟德尔一对相对性状杂交实验”活动的叙述,错误的是( A )
A.“雌”“雄”信封中卡片数量相同,表示产生的雌、雄配子数量
相等
B.准备实验材料时,需要2个信封和代表不同基因的2种卡片
C.要模拟一对等位基因的分离,选择其中一个信封进行操作即可
D.模拟受精作用时,需将随机抽出的2张卡片组合记录后再放回
解析:雌、雄个体产生的配子数量不相等;准备实验材料时,需要2个信封和代表不同等位基因的2种卡片;要模拟一对等位基因的分离,选择其中一个信封进行操作即可;模拟受精作用时,需将随机抽出的2张卡片组合记录后再放回。
13.金鱼身体的透明程度受到一对等位基因控制,不透明金鱼与透明金鱼杂交,F1都是身体半透明金鱼,F1随机交配,F2中不透明金鱼∶半透明金鱼∶透明金鱼=1∶2∶1。下列叙述正确的是( D )
A.金鱼的身体透明程度这一性状中,不透明对透明为完全显性
B.F1中出现半透明金鱼这一现象称为性状分离
C.F2中半透明金鱼互相交配,其子代中雄性不透明金鱼所占比例为3/4
D.F2中半透明金鱼与透明金鱼交配,其子代不同基因型的比例与表型的比例相同
解析:金鱼的身体透明程度这一性状中,不透明对透明为不完全显性;性状分离是指在杂交后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象,不透明金鱼与透明金鱼杂交,F1中出现半透明金鱼这一现象不是性状分离;F2中半透明金鱼为杂合子,它们互相交配,其子代中雄性不透明金鱼所占比例为1/4×1/2=1/8;F2中半透明金鱼为杂合子,与透明金鱼(纯合子)交配,其子代不同基因型的比例为1∶1,不同表型的比例也是1∶1。
14.植物X为闭花授粉植物,基因型为aa的个体没有生殖能力,但能够正常生长。若该种群亲代(P)植株的基因型都为Aa,那么在F2所形成的种群中,aa基因型个体所占的比例约为( D )
A.1/ 34 B.1/ 32
C.1/ 18 D.1/ 6
解析:基因型为Aa的植株自交,子一代为1/4AA、1/2Aa、1/4aa,由于基因型为aa的个体没有生殖能力,所以子一代中可育个体为1/3AA和2/3Aa。子一代自交,子二代为1/3AA+2/3×(1/4AA、1/2Aa、1/4aa),所以F2中的基因型aa的个体占2/3×1/4=1/6。
15.某单子叶植物的非糯性(A)对糯性(a)为显性,抗病(T)对染病(t)为显性,花粉粒长形(D)对圆形(d)为显性,三对等位基因独立遗传,非糯性花粉遇碘液变蓝色,糯性花粉遇碘液变棕色。现有四种纯合子基因型分别为①AATTdd、②AAttDD、③AAttdd、④aattdd。则下列说法正确的是( C )
A.若采用花粉鉴定法验证基因的分离定律,应该用①和③杂交所得F1的花粉
B.若采用花粉鉴定法验证基因的自由组合定律,可以观察①和②杂交所得F1的花粉
C.若培育糯性抗病优良品种,应选用①和④亲本杂交
D.将②和④杂交后所得的F1的花粉涂在载玻片上,加碘液染色后,均为蓝色
解析:采用花粉鉴定法验证遗传的基本规律,必须是经处理或直接可以在显微镜下表现出来的性状,即非糯性(A)和糯性(a),花粉粒长形(D)和圆形(d)。①和③杂交所得F1的花粉只有抗病(T)和染病(t)不同,显微镜下观察不到;若采用花粉鉴定法验证基因的自由组合定律,则应该选择②④组合,观察F1的花粉;将②和④杂交后所得的F1(Aa)的花粉涂在载玻片上,加碘液染色后,一半花粉为蓝色,一半花粉为棕色。
16.某植物花瓣的大小受一对等位基因 A、a 控制,基因型为 AA 的植株表现为大花瓣,Aa 的植株表现为小花瓣,aa 的植株表现为无花瓣。花瓣颜色受另一对等位基因 R、r 控制,基因型为 RR 和 Rr 的花瓣是红色,rr 的为黄色,两对基因独立遗传。若基因型为 AaRr 的亲本自交,则下列有关判断错误的是( B )
A.子代共有 9 种基因型
B.子代共有 6 种表型
C.子代有花瓣植株中,AaRr 所占的比例为1/3
D.子代的所有植株中,纯合子占1/4
解析:AaRr自交,根据基因自由组合定律,子代共有3×3=9(种)基因型;分别对每对等位基因进行分析,Aa自交子代表型有3种,Rr自交子代表型有2种,但由于aa表现无花瓣,即aaR 与aarr的表型相同,因此表型共5种;子代有花瓣植株所占的比例为3/4,AaRr所占的比例1/2×1/2= 1/4,因此子代有花瓣植株中,AaRr所占的比例为1/3;子代的所有植株中,纯合子占4/16=1/4。
17.某植株从环境中吸收前体物质经一系列代谢过程合成紫色素,此过程由A、a和B、b两对等位基因共同控制(如图所示,两对等位基因独立遗传)。其中具有紫色素的植株开紫花,不能合成紫色素的植株开白花。据图所作的推测不正确的是( B )
A.只有基因A和基因B同时存在,该植株才能表现紫花性状
B.基因型为Aabb的植株自交后代必定发生性状分离
C.AaBb×aabb的子代中,紫花植株与白花植株的比例为1∶3
D.基因型为aaBb的植株不能利用前体物质合成中间物质,所以不能产生紫色素
解析:由题图可知,只有基因A和基因B同时存在,该植株才能合成紫色素,才会表现紫花性状;基因型为Aabb的植株自交后代有3种基因型(AAbb、Aabb、aabb)均表现为白花,不会发生性状分离;AaBb×
aabb→AaBb(紫花)∶Aabb(白花)∶aaBb(白花)∶aabb(白花)=1∶1∶1∶1,可见后代紫花植株与白花植株的比例为1∶3;基因型为aaBb的植株不能合成酶A,即不能利用前体物质合成中间物质,所以不能产生紫色素。
18.番茄的花色和叶的宽窄分别由两对等位基因控制,且两对基因中某一对基因纯合时会使受精卵致死。现用红色窄叶植株自交,子代的表型及其比例为红色窄叶∶红色宽叶∶白色窄叶∶白色宽叶=6∶2∶3∶1。下列有关表述正确的是( D )
A.这两对基因不遵循自由组合定律
B.这两对相对性状显性性状分别是红色和宽叶
C.控制花色的基因具有隐性纯合致死效应
D.自交后代中纯合子所占比例为1/ 6
解析:由题干知番茄的花色和叶的宽窄分别由两对等位基因控制,且两对基因中某一对基因纯合时会使受精卵致死。红色窄叶植株自交子代的表型及其比例为红色窄叶∶红色宽叶∶白色窄叶∶白色宽叶=6∶2∶3∶1,这是9∶3∶3∶1的特殊情况,它们的遗传遵循基因自由组合定律;红色窄叶植株自交,后代出现了白色宽叶,可判断红色对白色为显性,窄叶对宽叶为显性;设红色基因为A、窄叶基因为B,则亲本红色窄叶植株的基因型为AaBb。分析子代中红色∶白色=(6+2)∶(3+1)=2∶1,窄叶∶宽叶=(6+3)∶(2+1)=3∶1,说明AA致死,即控制花色的基因具有显性纯合致死效应;由于AA纯合致死,所以AaBb自交后代中纯合子只有aaBB和aabb,所占比例为1/12+1/12=1/6。
19.一杂合子(Dd)植株自交时,含有隐性基因的花粉有50%的死亡率,则自交后代的基因型比例是( B )
A.1∶1∶1 B.2∶3∶1
C.4∶4∶1 D.1∶2∶1
解析:正常情况下,Dd的植株产生的雌雄配子均为1/2 D和1/2 d。根据题意,Dd植株中产生雄配子中含d有50%的致死,说明雄配子为1/2(D)∶1/2×1/2(d)=2∶1,也就是雄配子为2/3D和1/3d,Dd的植株产生的雌配子为1/2D和1/2d,所以后代各种基因型的频率为DD∶Dd∶dd=2∶3∶1。
20.油菜为两性花,其雄性不育(不能产生可育的花粉)性状受两对独立遗传的等位基因控制,其中M基因控制雄性可育,m基因控制雄性不育,r基因会抑制m基因的表达(表现为可育)。下列判断正确的是( A )
A.基因型为Mmrr的植株自交子代均表现为雄性可育
B.基因型为mmRr的植株的自交后代中雄性可育∶雄性不育=1∶3
C.存在两株雄性可育植株进行杂交,后代均为雄性不育植株的情况
D.用基因型为mmRR的植株作为母本进行杂交实验前要进行去雄处理
解析:基因型为Mmrr的植株自交,子代为M rr和mmrr,均表现为雄性可育;基因型为mmRr的植株为雄性不育,所以不能自交;雄性可育植株的基因型为 M 、mmrr,两株雄性可育植株进行杂交,子代不可能均为雄性不育(mmR );基因型为mmRR的植株为雄性不育,所以作为母本进行杂交前,不需要做去雄处理。
二、非选择题(本大题共4小题,共40分)
21.(10分)牛的毛色有黑色和棕色,如果两头黑牛交配,产生了一头棕色子牛。请回答下列问题。
(1)黑色和棕色这两种毛色中显性性状是 。
(2)两头黑牛交配,后代产生了棕色子牛,这种现象在遗传学上称为 ;若用B与b表示牛的毛色的显性基因与隐性基因,写出上述子代棕牛的基因型 。
(3)若子代中黑牛与一棕色牛交配,预计它们生一头棕色牛的概率为 。
(4)上述两头亲本黑牛再生一子牛是黑色牛的可能性 。若上述两头亲本黑牛产生了一头黑色子牛,该子牛为纯合子的可能性是 ,要判断这头黑色子牛是纯合子还是杂合子,选用与其交配的牛最好是 。
(5)若用B与b表示牛的毛色的显性基因与隐性基因,若用X雄牛与多头杂种雌牛相交配,共产生20头子牛,若子牛全为黑色,则X雄牛的基因型最可能是 ;如果子牛中10头黑色、10头棕色,则X雄牛的基因型最可能是 ;若子牛中15头黑色、6头棕色,则X雄牛的基因型最可能是 。
解析:(1)两头黑牛交配,产生了一头棕色子牛,根据“无中生有为隐性”可推断,黑色相对于棕色为显性。 (2)在杂种后代中,同时出现显性和隐性性状的现象称为性状分离,因此题中两头黑牛交配,产生了棕色子牛,这种现象在遗传学上称为性状分离,若用B/b表示牛的毛色的显性基因与隐性基因,则两头黑牛的基因型都是Bb,产生的棕色子牛基因型为bb。 (3)亲代两头黑牛的基因型都是Bb,它们交配产生的后代中BB(黑色)∶Bb(黑色)∶bb(棕色)=1∶2∶1,若F1中黑牛与一头棕色牛(bb)交配,预计它们生一头棕色牛的概率为2/3×1/2=1/3。 (4)亲代两头黑牛的基因型都是Bb,它们交配产生的后代中BB(黑色)∶Bb(黑色)∶bb(棕色)=1∶2∶1,由此可见,这两头亲本黑牛交配再产生一头黑色子牛的可能性是3/4,产生一头棕色子牛的可能性是1/4。若题述两头亲本黑牛产生了一头黑色子牛,该子牛为纯合子的可能性是1/3,要判断这头黑色子牛是纯合子还是杂合子,则一般采用测交来完成,测交是指让该个体与隐性个体进行杂交,即需要选用异性的棕色牛进行交配。 (5)雄牛X与多头杂种雌牛(Bb)相交配,产生的20头子牛,若全为黑色,则说明雄牛X很可能是显性纯合子,其基因型最可能是BB;如果子牛中10头黑色,10头棕色,即黑色∶棕色=1∶1,显然X雄牛的基因型最可能是bb;若子牛中15头为黑色,6头为棕色(bb),即黑色∶棕色≈3∶1,则X雄牛的基因型最可能是Bb。
答案:(每空1分)
(1)黑色 (2)性状分离 bb (3)1/3 (4)3/4 1/3 棕色牛 (5)BB bb Bb
22.(12分)某闭花授粉植物的花色、茎秆颜色分别由A、a和B、b两对等位基因控制,现有一株粉色花绿茎植株同时进行杂交(甲组)和自交(乙组)实验,结果如表。
实验 组别 亲本 F1表型及其数量
甲组 粉花绿茎(♀)×白花紫茎() 粉花绿茎∶粉花紫茎∶白花绿茎∶白花紫茎=1∶1∶1∶1
乙组 粉花绿茎 红花绿茎∶粉花绿茎∶白花绿茎∶红花紫茎∶粉花紫茎∶白花紫茎=3∶6∶3∶1∶2∶1
回答下列问题。
(1)甲组中授以白花紫茎花粉前需要对亲本粉花绿茎植株 处理。该花色性状的显性现象表现形式是 。
(2)乙组中F1的粉花绿茎植株自然生长,其子代表型及其比例为
,
其中纯合子占 。
(3)研究发现,在干旱条件下含a的花粉无法正常授粉,若乙组在较干旱条件下实验,则F1的表型及其比例为 。
(4)若用甲组得到F1中的粉花紫茎和白花绿茎杂交,产生F2。用遗传图解预测产生F2过程。(要求写出配子)
解析:(1)人工授粉进行杂交之前,要对母本进行去雄、套袋处理,防止自花传粉。对于花色来说,红色对白色是不完全显性。
(2)由题可知,乙组亲本基因型是AaBb,子一代粉花绿茎的基因型是AaBB∶AaBb=1∶2,由于是闭花授粉,因此自然状态下属于自交,Aa自交后代AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,B 自交后代B ∶bb=5∶1,因此考虑两对相对性状,自交后代的表型比例是红花绿茎∶粉花绿茎∶白花绿茎∶红花紫茎∶粉花紫茎∶白花紫茎=(1∶2∶1)(5∶1)=5∶10∶5∶1∶2∶1;纯合子是1/2(1/3+2/3×1/2)=1/3。
(3)乙组亲代基因型是AaBb,如果干旱条件下含a的花粉无法正常授粉,能授粉的雄配子的基因型及比例是AB∶Ab=1∶1,因此子一代基因型及比例是AAB ∶AaB ∶AAbb∶Aabb=3∶3∶1∶1,分别表现为红花绿茎、粉花绿茎、红花紫茎、粉花紫茎。
(4)甲组得到F1中的粉花紫茎和白花绿茎的基因型分别是Aabb、aaBb,二者杂交后代的基因型及比例是1AaBb、1Aabb、1aaBb、1aabb,分别表现为粉花绿茎、粉花紫茎、白花绿茎、白花紫茎,杂交遗传图解见答案。
答案:(每空2分)
(1)去雄和套袋 不完全显性
(2)红花绿茎∶粉花绿茎∶白花绿茎∶红花紫茎∶粉花紫茎∶白花紫茎=5∶10∶5∶1∶2∶1 1/ 3
(3)红花绿茎∶粉花绿茎∶红花紫茎∶粉花紫茎=3∶3∶1∶1
(4)
23.(9分)某雌雄同株异花传粉植物,抗除草剂与不抗除草剂受两对独立遗传的基因控制,相关基因为A、a和B、b,且A对a,B对b为完全显性,只要存在一种显性基因就表现出抗除草剂性状。基因A使雄配子生物育性降低50%,其他配子育性正常。基因B存在显性纯合致死现象。请回答下列问题。
(1)A与a互为 (填“等位”“非等位”或“相同”)基因的关系,该种植物抗除草剂与不抗除草剂的遗传遵循 定律,植株中共有 种基因型。
(2)某植物(AaBb)产生的花粉AB∶Ab∶aB∶ab= 。
(3)若♀甲(Aabb)×乙(aaBb)进行杂交,子代抗除草剂植株中含有两种除草剂基因的个体所占比例是 ,用这些含两种抗除草剂基因的植株杂交,子代中不抗除草剂植株所占比例是 。
(4)若其他配子育性正常,用基因型不同的两亲本进行一次杂交实验,可验证基因A使雄配子可育性降低了50%。请设计一个最佳杂交方案验证,并用遗传图解表示。
解析:(1)A与a互为等位基因,抗除草剂与不抗除草剂受两对独立遗传的基因控制,两对等位基因遵循基因的自由组合定律。分析题意可知,“只要存在一种显性基因就表现出抗除草剂性状”,并且“基因B存在显性纯合致死现象”,因此抗除草剂植株的基因型有AABb、AaBb、AAbb、Aabb、aaBb,不抗除草剂植株的基因型只有aabb,植株中共有6种基因型。
(2)由题意可知,基因A使雄配子生物育性降低50%,故AaBb产生的花粉AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶2∶2。
(3)♀甲(Aabb)×乙(aaBb)进行杂交,正常情况下,产生的后代的基因型及比例为AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=1∶1∶1∶1,子代中表现为抗除草剂植株所占比例为3/4,在抗除草剂植株中含有两种除草剂基因的个体所占比例是1/3,这些含两种抗除草剂基因的植株杂交,由于雄配子的种类和比例为AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶2∶2,并且子代中BB基因纯合致死,因此利用棋盘格法可以获得子代中抗除草剂植株所占的比例是8/9,不抗除草剂植株所占比例是1/9。
(4)若利用基因型不同的两亲本进行一次杂交,验证基因A使雄配子可育性降低了50%,其他配子育性正常,一般用测交的实验方法,可选择的亲本基因型的最佳组合是母本为aabb,父本为Aabb,由于母本只能产生ab一种卵细胞,而父本产生的精子为Ab、ab,比例为1∶2,因此预期子代的表型及比例为抗除草剂植株∶不抗除草剂植株=1∶2,遗传图解见答案。
答案:(除标注外,每空1分)
(1)等位 自由组合 6
(2)1∶1∶2∶2
(3)1/ 3 1/ 9
(4)
(3分)
24.(9分)人类有多种血型系统。ABO血型系统是由复等位基因IA、IB和i决定的,IA可控制合成A抗原,IB可控制合成B抗原,ABO血型抗原抗体系统如表。Rh血型系统是由等位基因R与r决定的,表型有Rh阳性(显性性状)和Rh阴性(隐性性状)。控制ABO血型和Rh血型的基因独立遗传。
ABO血型抗原抗体系统
血型 红细胞膜上抗原 血清中抗体
A A 抗B
B B 抗A
AB A和B 无
O 无 抗A和抗B
注:红细胞凝集的实质是红细胞膜上的抗原和血清中相应的抗体发生反应,例如A抗原能与抗A抗体发生反应。
现有一对夫妇,妻子是Rh阴性A型血,丈夫是Rh阳性血。丈夫的母亲为Rh阴性O血型。若只考虑ABO血型系统,该对夫妇及其儿子的血型各不相同,妻子的红细胞能被丈夫和儿子的血清凝集。
回答下列问题。
(1)若只考虑ABO血型系统,AB型的基因型为 。该对夫妻中丈夫的基因型为 ,儿子的基因型为 。
(2)Rh阴性血型的女性生育过Rh阳性血型孩子后,体内会产生抗Rh阳性的抗体,再怀Rh阳性胎儿时会使胎儿发生溶血。若只考虑Rh血型系统,该对夫妻生育的第二胎发生溶血的概率为 。
(3)若同时考虑两种血型系统,则该对夫妻生出Rh阴性AB型孩子的概率为 。
(4)若只考虑ABO血型系统,请用遗传图解表示这对夫妇产生子代的过程。
解析:(1)ABO血型系统中,AB型的红细胞表面含有A抗原和B抗原,其基因型为IAIB。由于妻子是A型血,因此红细胞的表面含有A抗原;而题中提出她的红细胞能被丈夫和儿子的血清凝集,因此她的丈夫和儿子的血清中含抗A抗体,因此他们的血型可能是O型或B型。如果丈夫的基因型是O型血,而儿子的血型只能是O型血或A型血,此血型和双亲之一相同,不符合题意,因此父亲的血型只能是B型血,则儿子为O型血(ii),由此可确定双亲的基因型分别为IBi(父亲)和IAi
(母亲)。
(2)由于题述家庭中的妻子是Rh阴性血型,基因型为rr,丈夫是Rh阳性血型,故基因型为R ,又已知丈夫的母亲为Rh阴性血型,基因型为rr,故丈夫的基因型为Rr,故其后代的基因型及比例为Rr∶rr=1∶1。他们将来生育的第二胎发生溶血需符合一胎为阳性,二胎也为阳性,故概率为1/2×1/2=1/4。
(3)若同时考虑两种血型系统,ABO血型系统中,基因型分别为IBi(丈夫)和IAi(妻子),故后代的基因型有IAIB、IBi、IAi、ii 4种;Rh血型系统中,妻子基因型为rr,丈夫的基因型为Rr,故后代的基因型为Rr、rr;故该对夫妻生出Rh阴性AB型孩子rrIAIB的概率为1/2×1/4=1/8。
(4)这对夫妇产生子代的遗传图解为
答案:(除标注外,每空1分)
(1)IAIB IBi ii (2)1/4(2分) (3)1/8(2分)
(4)
(2分)第一章 遗传的基本规律
第一节 孟德尔从一对相对性状的杂交实验中总结出分离定律
教学内容 教学要求 素养归属
1.孟德尔选用豌豆作为杂交实验材料 运用归纳与概括,分析豌豆作为杂交实验材料的原因,并对相关遗传学概念作出解释 科学思维
2.一对相对性状杂交实验中,F2出现性状分离 以探究的视角重新分析一对相对性状的杂交过程,明确科学的分析过程 科学探究
3.性状分离的原因是等位基因的相互分离 (1)归纳、概述一对相对性状的杂交实验、对分离现象的解释和分离假设的验证 科学思维
(2)提炼、分析孟德尔遗传学分析的方法,形成假说-演绎思维 科学思维
4.基因的显隐性关系不是绝对的 (1)明确基因的显隐性的体现是多种因素的作用,比较显性现象的不同表现形式 科学思维
(2)运用归纳、概括,整合分析不同遗传概念的关系,并能进行一定的遗传计算 科学思维
(3)能运用孟德尔遗传定律的思维,解决与遗传相关的生产实践问题 社会责任
1.孟德尔选用豌豆作为杂交实验材料
(1)豌豆的花器官结构
①花是豌豆的生殖器官,每朵豌豆花中都具有含花粉(雄配子)的雄蕊和含卵细胞(雌配子)的雌蕊。
②雄配子经花粉管与雌配子相遇,雌、雄配子融合形成受精卵。
③胚珠发育成种子,种子与花的其他结构发育成的果皮构成果实。
(2)豌豆作为杂交实验材料的优点
①豌豆是一种严格的自花授粉植物,而且是闭花授粉,授粉时没有外来花粉的干扰,便于形成纯种,能确保杂交实验结果的可靠性。
②豌豆花冠的形状便于利用去掉雄蕊的方法进行人工去雄以及人工授粉等操作。
③豌豆成熟后籽粒都留在豆荚中,便于观察和计数。
④豌豆具有多个稳定、可区分的性状。
⑤豌豆的生长期较短,产生的种子数量多。
(3)相关名词理解
①性状:生物的形态、结构和生理生化等特征的总称,如豌豆的花色、种子的形状等。
②相对性状:每种性状具有不同的表现形式,如豌豆的花色有紫花和白花。
2.一对相对性状杂交实验中,F2出现性状分离
(1)杂交实验常用符号及含义
符号 P F1 F2 × ♀
含义 亲本 子一代 子二代 自交 杂交 母本 父本
(2)豌豆杂交实验操作及分析
①图示中亲本Ⅰ为母本,亲本Ⅱ为父本。
②a操作为人工去雄,该操作需要在花粉尚未成熟时将花瓣掰开进行;b操作取下成熟花粉后需将花粉放到母本的柱头上进行人工授粉。
③a操作和b操作进行后都需要人工套袋,防止外来花粉授粉。
④F1植株全部开紫花,该性状为显性性状,未表现出的白花性状为隐性性状。
⑤若图示操作过程为正交,则紫花豌豆作父本,白花豌豆作母本的杂交操作为反交。
⑥F1植株自交,F2中紫花、白花均出现,这种在杂交后代中显性性状和隐性性状同时出现的现象称为性状分离。
3.性状分离的原因是等位基因的相互分离
(1)对“融合假说”与“基因丢失假说”的否定
①不支持“融合假说”的依据:F1豌豆的花色未介于紫花和白花之间。
②不支持“基因丢失假说”的依据:F2豌豆中重新出现了白花性状。
(2)遗传因子相互分离假说
提出假说 遗传图解
①性状是由遗传因子(基因)控制的。显性基因用大写字母表示,隐性基因用小写字母表示。 ②基因在体细胞内是成对的,其中一个来自母本,另一个来自父本。控制性状的基因组合类型称为基因型。 ③在形成配子即生殖细胞时,成对的基因彼此分离,分别进入不同的配子中。 ④在F1的体细胞内有两个不同的基因,但各自独立、互不融合。 ⑤受精时,雌、雄配子的结合是随机的
(3)分离假说的验证
①验证的前提:杂合子F1(Pp)产生配子时,可形成两种分别含有P、p的配子,且比例为1∶1。
②测交过程
a.目的:验证分离假说的正确性。
b.选材:F1与隐性纯合子。
c.预测分析:Pp×pp→1Pp紫花∶1pp白花,表明分离假说正确。
d.实验过程及结果:F1×白花→85株紫花、81株白花,其比值接近1∶1。
e.结论:实验结果与理论假说完全相符,证明了孟德尔遗传因子分离的假说是正确的。
(4)分离定律内容
控制一对相对性状的等位基因互相独立、互不融合,在形成配子时彼此分离,分别进入不同的配子中,结果一半的配子带有等位基因中的一个,另一半的配子带有等位基因中的另一个。
4.基因的显隐性关系不是绝对的
(1)显性现象的类型
分 类 举例 图解过程 现象分析
完全显性 豌豆 花色 P 紫花×白花 PP pp ↓ F1 紫花 Pp 具有相对性状的两个亲本杂交,所得的F1与显性亲本的表现完全一致
不完全显性 金鱼草 花色 P 红花×白花 CC cc ↓ F1 粉红花 Cc 具有相对性状的两个亲本杂交,所得的F1表现为双亲的中间类型
共显性 人的 ABO 血型 P A型×B型 IAIA IBIB ↓ F1 AB型 IAIB 具有相对性状的两个亲本杂交,所得的F1个体同时表现出双亲的性状
(2)显性现象在生物界广泛存在,但基因的显隐性关系不是绝对的,显性性状的表现既是等位基因相互作用的结果,又是基因与生物体内外环境条件共同作用的结果。
概念一 孟德尔选用豌豆作为杂交实验材料
[概念情境]
如图为豌豆人工异花授粉的过程图解。
请仔细分析杂交图示,思考并回答以下问题。
(1)豌豆花为什么容易进行图示操作
提示:豌豆花冠的形状非常便于利用去掉雄蕊的方法进行人工去雄以及人工授粉等操作。
(2)能否根据图示中的信息确定图示中的母本和父本
提示:分析图示可知,①为人工去雄操作,②为人工授粉操作,因此可确定母本为高茎豌豆,父本为矮茎豌豆。
(3)操作①的目的是什么 完成操作①后需进行套袋处理,目的是什么
提示:防止进行自花授粉。操作①完成后,为防止外来花粉的干扰,影响实验结果,需对人工去雄的母本进行套袋处理。
(4)为了确保杂交实验成功,①的操作时间应选择在什么时候
提示:在花粉尚未成熟时。
豌豆作为杂交实验材料的优点
[典例1] 孟德尔选用豌豆作为杂交实验材料的原因不包括( C )
A.豌豆花大,易操作
B.豌豆自花传粉,自然状态下是纯种
C.豌豆花颜色鲜艳,容易发现
D.豌豆具有多个可区分的相对性状
解析:豌豆花冠比较大,易于做人工杂交实验,这是孟德尔选用豌豆作为杂交实验材料的原因之一;豌豆属于严格的自花、闭花授粉植物,在自然条件下都是纯种,这是孟德尔选用豌豆作为杂交实验材料的重要原因;豌豆花颜色鲜艳,容易发现,但这不是孟德尔选用豌豆作为杂交实验材料的原因;豌豆具有多个可区分的相对性状,便于观察,这是孟德尔选用豌豆作为杂交实验材料的原因之一。
不同生物作为遗传学研究对象的原因
(1)豌豆:自然状态下为纯种,性状多且易区分,便于遗传学统计与计数。
(2)果蝇:体积小,繁殖速度快,饲养容易,性状多且易区分。
(3)玉米:即可自交又可杂交,玉米籽粒多,性状多且易区分,便于遗传学统计与计数。
(4)细菌:繁殖速度快,可短时间内获得大量研究对象。
杂交实验相关操作
[典例2] 在孟德尔一对相对性状的杂交实验中,下列操作及实验结果正确的是( D )
A.必须以白花豌豆作母本,紫花豌豆作父本
B.实验中的两次套袋目的不同
C.对父本去雄,授以母本花粉
D.F1只表现出某一亲本性状
解析:可以以白花豌豆作母本,紫花豌豆作父本,也可以以紫花豌豆作母本,白花豌豆作父本;实验中的两次套袋目的相同,都是防止外来花粉的干扰;对母本去雄,授以父本花粉;F1只表现出某一亲本性状,且孟德尔把F1显现出来的性状称为显性性状。
对是否去雄植物的分类
进行杂交实验操作,一般流程是去雄→套袋→人工授粉→套袋,但这并不适用于各种植物,此方式适用于雌雄同株同花(如豌豆)植物,而对于雌雄异株、雌雄同株异花植物不适用,雌雄异株或异花的植物进行杂交实验时,不需要去雄。
概念二 一对相对性状杂交实验中,F2出现性状分离
[概念情境]
某农场饲养的羊群中有黑、白两种毛色。已知毛色受一对基因A、a控制。某牧民让两只白色羊交配,后代中出现一只黑色小羊。请思考并回答以下问题。
(1)该遗传中,如何判断黑色与白色的显隐性
提示:由题意“两只白色羊交配,后代中出现一只黑色小羊”,即出现性状分离现象,可确定白色为显性性状,黑色为隐性性状。
(2)现有一只白色公羊不知是纯合子还是杂合子,采用以下方案进行确定。
方案一:让该白羊与多只黑色母羊交配,检测后代的表型及比例。
方案二:让该白羊与多只杂合白羊交配,检测后代的表型及比例。
请分析方案一和方案二的可行性及子代的表型和比例。
提示:方案一中,若该白羊为纯合子,则子代均为白羊;若该白羊为杂合子,则子代中白羊与黑羊的比例约为1∶1。
方案二中,若该白羊为纯合子,则子代均为白羊;若该白羊为杂合子,则子代中白羊与黑羊的比例约为3∶1。由于杂合白羊比较难找,故方案二可行性不如方案一。
性状分离现象与显隐性判断
[典例] 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,其中一定能够判断甜和非甜的显隐性关系的是( C )
解析:A项中,若两者均为纯合子,自交后代不发生性状分离,则不能确定显隐性关系。B项中,若正交、反交结果都表现为一种性状,则表现出来的性状为显性,不表现的那一种性状为隐性,若后代发生性状分离,则无法确定显隐性关系。C项中,非甜自交,若后代发生性状分离,则非甜为显性,甜味为隐性;若自交后代均为非甜,则非甜为纯合子,进一步看杂交结果,若杂交后代表现一种性状,则表现出来的性状为显性,不表现出来的为隐性,若杂交后代两种表型都出现,则甜味为显性,非甜为隐性。D项中,若杂交后代只表现一种性状,则表现出的为显性,不表现的那一种性状为隐性,若杂交后代两种表型都出现,则不能确定显隐性关系。
性状的显隐性判断方法
(1)根据概念判断显隐性
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)根据子代表型判断显隐性
(3)设计杂交实验判断显隐性
(4)根据遗传系谱图进行判断
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,由此可以判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出现不患病的子代,该性状为显性性状,如图乙所示,由此可以判断多指是显性性状。
概念三 性状分离的原因是等位基因的相互分离
[概念情境]
冬瓜在中国有悠久的栽培历史,有消暑散热的功效。冬瓜种子形状的有棱和无棱是一对相对性状,受一对等位基因A、a控制。某研究小组对冬瓜的种子形状进行了实验,将纯合的有棱籽和无棱籽杂交得F1,F1自交得F2,F2中有棱籽的数量为238粒,无棱籽的数量为79粒。思考并回答以下问题。
(1)在冬瓜的种子形状中,显性性状和隐性性状分别是什么 亲本的基因型是什么
提示:显性性状为有棱,隐性性状为无棱。亲本的基因型为AA、aa。
(2)F2有棱籽中杂合子的比例为多少
提示:F2中的基因型及比例为AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,因此有棱籽中杂合子的比例为2/3。
(3)请用上述杂交实验中的子代为材料,验证控制相对性状的基因遵循分离定律。
提示:选择F1与无棱籽进行杂交(或测交)。
如果子代表型及比例为有棱∶无棱=1∶1,则说明控制相对性状的基因遵循分离定律。
分离定律的实质
[典例1] 孟德尔一对相对性状的杂交实验中,能直观体现基因分离定律实质的是( B )
A.F1只表现为一种亲本性状
B.测交后代的比为1∶1
C.F2基因型的比为1∶2∶1
D.F1产生的雌、雄配子比为1∶1
解析:控制一对相对性状的等位基因互相独立、互不融合,在形成配子时彼此分离,分别进入不同的配子中,结果一半的配子带有等位基因中的一个,另一半的配子中带有等位基因中的另一个,因此测交后代表现为两种表型,且比例为1∶1。
基因的分离定律的适用范围
(1)真核生物有性生殖的细胞核遗传。
(2)一对等位基因控制一对相对性状的遗传。
遗传学基本概念的理解
[典例2] 下列有关遗传学基本概念的表述,正确的是( B )
A.能表现出来的性状是显性性状,不能表现出来的性状是隐性性状
B.杂合子自交可以产生纯合子,而纯合子杂交也可能产生杂合子
C.表型相同的个体基因型不一定相同,而基因型相同的个体表型一定相同
D.自花传粉的植物一定是自交,而异花传粉的植物一定是杂交
解析:具有相对性状的纯种亲本杂交,子一代能表现出来的性状是显性性状,不能表现出来的性状是隐性性状;杂合子自交后代既有纯合子,也有杂合子,如Aa×Aa→AA、Aa、aa;纯合子的杂交后代可能是纯合子,也可能是杂合子,如AA×aa→Aa;表型是基因型和环境条件共同作用的结果,表型相同的个体基因型不一定相同,而基因型相同的个体表型一般相同;自花传粉的植物一定是自交,而同株异花传粉的植物也属于自交。
遗传学基本概念间的联系
基于分离定律的相关计算
[典例3] (2019·浙江4月选考)一对表型正常的夫妇生了一个患半乳糖血症的女儿和一个正常的儿子,若这个儿子与一个半乳糖血症携带者的女性结婚,他们所生子女中,理论上患半乳糖血症女儿的可能性是( A )
A.1/12 B.1/8 C.1/6 D.1/3
解析:根据题意分析可知,假设一对表型正常夫妇的基因型都为Aa,所以正常儿子的基因型为AA或Aa,比例为1∶2。因此,这个表型正常的儿子与一个半乳糖血症携带者的女性(Aa)结婚,他们所生子女中,理论上患半乳糖血症女儿的可能性是2/3×1/4×1/2=1/12。
遗传定律的基本解题技巧
(1)用分离比直接计算
如豌豆的茎高:Dd×Dd→1DD∶2Dd∶1dd,则杂合高茎豌豆杂交后代表现高茎的概率是3/4,后代表现矮茎的概率是1/4。
(2)用配子的概率计算
①计算流程
先确定亲本产生几种配子→计算出每种配子的概率→再用相关的两种配子的概率相乘。
②实例:如白化病遗传,Aa×Aa→1AA∶2Aa∶1aa,父方产生a配子的概率是1/2,母方产生a配子的概率也是1/2,列如下棋盘。
雌配子 雄配子
1/2A 1/2a
1/2A 1/4AA 1/4Aa
1/2a 1/4Aa 1/4aa
因此生一个白化病(aa)孩子的概率为1/2×1/2=1/4。
(3)患病男孩与男孩患病
计算患病男孩,由于生育后代性别未知,因此,计算出相应疾病概率后,需乘上生男生女的概率(即需要×1/2);计算男孩患病,由于生育后代性别已知,因此,计算出相应疾病概率后,不需乘上生男生女的概率(即不需要×1/2)。
概念四 基因的显隐性关系不是绝对的
[概念情境]
紫色企鹅的羽毛颜色由四个基因决定,即Pd决定深紫色,Pm决定中紫色,Pl决定浅紫色,Pv决定很浅紫色(几近白色),其相对显性顺序(程度)为Pd>Pm>Pl>Pv,且前者对后者为完全显性,如PdPm表现为深紫色。思考并回答以下问题。
(1)企鹅羽毛颜色的基因型共有几种
提示:企鹅羽毛颜色的基因型共有10种。
(2)若两只深紫色企鹅交配后,生下的小企鹅羽毛颜色为深紫∶很浅紫色=3∶1,则亲本企鹅的基因型是什么
提示:亲本企鹅的基因型为PdPv和PdPv。
(3)若一只浅紫色企鹅(PlPv)和一只深紫色企鹅交配,试分析其产生子代的表型及比例。
提示:交配情况及比例如下:
组合类型 亲本基因型 子代表型及比例
组合一 PlPv×PdPd 均为深紫色
组合二 PlPv×PdPm 深紫色∶中紫色=1∶1
组合三 PlPv×PdPl 深紫色∶浅紫色=1∶1
组合四 PlPv×PdPv 深紫色∶浅紫色∶ 很浅紫色=2∶1∶1
显性相对性分析
[典例1] 下列关于显性的相对性叙述错误的是( D )
A.豌豆的紫花基因C对白花基因c为完全显性
B.基因型相同,表型不一定相同
C.金鱼草的花色遗传属于不完全显性遗传,纯合红花与白花杂交,F1出现了中间类型粉红花性状
D.人类的ABO血型由IA、IB、i三个基因控制,这三个基因间不存在显隐性关系
解析:豌豆的紫花基因C对白花基因c为完全显性;基因型相同,表型不一定相同,如基因型为AA的观赏植物藏报春在20～25 ℃的环境条件下生长,植株开红花,如果让它在30 ℃的环境条件下生长,则开白花;金鱼草的纯合红花与白花杂交,F1出现了中间类型粉红花性状,说明其花色遗传属于不完全显性遗传;人类的ABO血型由IA、IB、i三个基因控制,其中IA、IB对i为显性,IA和IB间为共显性关系。
复等位基因概念及其相关分析
(1)复等位基因定义:一个基因存在多种等位基因的现象。
(2)具体表现:一种基因为另一种基因的显性或隐性状态,如α、β、γ互为复等位基因,若α>β>γ,则α对于β、γ而言为显性基因,β对于γ而言为显性基因。
(3)常见示例:
①人的ABO血型系统。其中,IA和IB都对i为显性,IA与IB为共显性。但是,对于每个人来说,只能有其中的两个基因。这一组复等位基因的不同组合,形成了A型、B型、AB型和O型四种血型(见下表):
血型 A B AB O
基因型 IAi、IAIA IBi、IBIB IAIB ii
②影响小鼠毛色的复等位基因A1、A2。
基因型、表型及环境的关系
[典例2] 曼陀罗茎的颜色有紫色和绿色,由一对等位基因控制,纯合紫花与纯合绿花杂交获得F1。在夏季温度较高时,F1的茎为紫色,但在温度较低、光照较弱时,F1的茎为浅紫色。以下有关叙述错误的是( B )
A.在夏季温度较高时,F1的茎为紫色,说明紫茎对绿茎为完全显性
B.在温度较低、光照较弱时,F1的茎为浅紫色,说明紫茎对绿茎为共显性
C.在温度较低、光照较弱时,F1的茎为浅紫色,但相应等位基因的遗传仍符合分离定律
D.上述实例说明,基因与外界环境共同影响着等位基因的显隐性关系并发生相应改变
解析:F1的茎为紫色,其等位基因的遗传遵循分离定律,说明在夏季温度较高时,紫茎对绿茎为完全显性;温度较低、光照较弱时,F1的茎为浅紫色是受环境影响,说明显隐性可依条件而更改,紫茎对绿茎属于不完全显性;在温度较低、光照较弱时,F1的茎为浅紫色,这是环境条件影响基因表达的结果,但相应等位基因的遗传仍符合分离定律;实例说明,表型是基因型与环境条件共同作用的结果。
[概念误区] 表型与基因型并不一定存在一一对应的关系,由于生物生长发育过程中环境因素会诱导基因的表达,并且不同基因的功能还存在相互作用关系,因此要根据具体情况分析表型与基因型的关系。
在一个经长期随机交配形成的自然鼠群中,已知毛色由一对等位基因控制,A控制黄色,a1控制灰色,a2控制黑色,显隐性关系为A>a1>a2且AA纯合胚胎致死。请分析回答相关问题。
(1)两只鼠杂交,后代出现三种表型。则该对亲本的基因型是Aa2×a1a2,它们再生一只黑色雄鼠的概率是1/8。
(2)现进行多对Aa1×a1a2的杂交,统计结果为平均每窝出生8只小鼠。在同样条件下进行许多Aa2×Aa2的杂交,预期每窝平均生4只黄色小鼠。
(3)现有一只黄色雄鼠和多只其他各色的雌鼠,如何利用杂交方法检测出该雄鼠的基因型
实验思路:选用该黄色雄鼠与多只黑色雌鼠杂交,统计后代毛色及比例。
预测结果:若子代表型及比例为黄色∶灰色=1∶1,则该黄色雄鼠基因型为Aa1。
解析:(1)由后代有黑色a2a2可推知其亲本均有a2,又因后代有三种表型,所以亲本的基因型为Aa2和a1a2,再生一只黑色雄鼠(a2a2)的概率为1/4×1/2=1/8。
(2)Aa1和a1a2所生的后代全部存活,而Aa2和Aa2的后代有1/4AA胚胎致死,即2只死亡,后代基因型及比例Aa2∶a2a2=2∶1,所以子代黄色小鼠为6×2/3=4(只)。
(3)黄色雄鼠的基因型可能是Aa1或Aa2,所以可以选择与多只黑色雌鼠a2a2进行杂交,统计后代毛色及比例,如果后代出现黄色和灰色,并且比例为1∶1,则该黄色雄鼠的基因型为Aa1。
1.下列关于孟德尔豌豆杂交实验的叙述,正确的是( B )
A.对母本去雄应该在豌豆开花后进行
B.测交实验能检测出F1的遗传因子组成
C.孟德尔根据豌豆的表型来判断其是否纯合
D.孟德尔作出等位基因位于同源染色体上的假设
解析:对母本去雄应该在花粉尚未成熟前(花蕾期)进行;测交实验能检测出F1的遗传因子组成;不能完全根据表型判断其是否纯合;孟德尔所在的年代还没有“基因”一词,也不知道基因位于染色体上。
2.下列关于如图遗传图解的分析正确的是( B )
A.分离定律的实质体现在图中的③
B.①②过程有A与a的分离,两者分别进入不同配子中
C.两亲本均产生A配子,并且两者数量比例为 1∶1
D.若子代有3种表型,则说明A对a为不完全显性
解析:分离定律的实质体现在配子产生时,即①②,图中的③表示受精作用;①②过程表示产生配子,此时等位基因彼此分离,进入不同配子中;通常雌配子的数量远少于雄配子的数量;若子代有3种表型,则A对a为不完全显性或共显性。
3.玉米为雌雄同株异花植物,若用玉米为实验材料验证孟德尔分离定律,下列叙述错误的是( A )
A.所选实验材料必须是纯合子
B.所选相对性状的显隐性要易于区分
C.人工授粉后,应套袋
D.数据分析时,应大量统计实验数据
解析:验证孟德尔分离定律一般用测交的方法,即杂合子与隐性个体杂交;显隐性不容易区分,易导致统计错误,影响实验结果,因此所选相对性状的显隐性要易于区分;人工授粉后,应套袋,防止其他花粉干扰;数据分析时,应大量统计实验数据,减小误差。
4.某种昆虫的羽色是由复等位基因B(黑色)、b1(褐色)、b2(黄色)控制的,已知基因B对b1、b2为显性,b1对b2为显性。现让一只黑色雄性昆虫与一只雌性昆虫多次交配,其子代昆虫的表型中,黑色与褐色之比总是3∶1。则雌性昆虫的羽色及其基因型最可能为( C )
A.黑色,Bb1
B.褐色,Bb1
C.黑色,Bb1或Bb2
D.黑色或褐色,Bb1或b1b1
解析:一只黑色雄性昆虫(B )与一只雌性昆虫多次交配,其子代昆虫的表现为黑色与褐色之比总是3∶1,推测亲本双方都为含B的杂合子,且亲本中至少一方含有b1,亲本双方不可能同时含有b2,所以亲本雄性为Bb1或Bb2。当亲本雄性为Bb1,亲本雌性可能是Bb1或Bb2;当亲本雄性为Bb2,亲本雌性是Bb1。故雌性表现为黑色,其基因型可能是Bb1,也可能是Bb2;雌性表现为褐色,其基因型不可能为Bb1;雌性表现为黑色,其基因型为Bb1或Bb2;子代表现为3∶1,所以雌性不可能为b1b1。
5.将基因型为Aa的豌豆连续自交,在后代中的纯合子和杂合子按所占的比例做得如图所示曲线,据此分析,下列说法中错误的是( C )
A.a曲线可代表自交n代后纯合子所占的比例
B.b曲线可代表自交n代后显性纯合子所占的比例
C.隐性纯合子的比例比b曲线所对应的比例要小
D.c曲线可代表后代中杂合子所占比例随自交代数的变化
解析:杂合子自交n代,后代纯合子所占的比例为1-(1/2)n,自交代数越多,该值越趋向于1;纯合子包括显性纯合子和隐性纯合子,并且它们各占一半,因此显性纯合子=1/2×[1-(1/2)n],自交代数越多,该值越趋向于1/2;显性纯合子和隐性纯合子所占比例相等,因此隐性纯合子的比例也可用b曲线表示;杂合子的比例为(1/2)n,随着自交代数的增加,后代杂合子所占比例越来越小,且无限接近于0。
概念理解练
1.下列各组性状中,属于相对性状的是( D )
A.兔的白毛与鼠的黑毛
B.毛桃与甜桃
C.鸡的光腿与长腿
D.山羊的有角与无角
解析:兔的白毛与鼠的黑毛不符合“同种生物”,不属于相对性状;毛桃与甜桃不符合“同一性状”,不属于相对性状;鸡的光腿与长腿不符合“同一性状”,不属于相对性状;山羊的有角与无角是一对相对性状。
2.两只杂合白鼠生出的后代同时出现白鼠和黑鼠,这种现象在遗传学上称为( C )
A.表型 B.基因型
C.性状分离 D.相对性状
解析:性状分离是指在杂交后代中显性性状和隐性性状同时出现的现象,如两只杂合白鼠生出的后代同时出现白鼠和黑鼠。
3.一匹家系不明的雄性黑马与若干纯种雌性枣红马杂交,生出20匹枣红马和25匹黑马,你认为这能说明( C )
A.雄性黑马也是纯合子
B.黑色为隐性性状
C.枣红色是隐性性状
D.什么也不能说明
解析:依题意可知,一匹家系不明的雄性黑马与若干纯种雌性枣红马杂交,生出的枣红马和黑马的数量比接近1∶1,此种交配方式为测交,而测交是杂合子与隐性纯合子交配。所以马的枣红色性状是隐性性状,雄性黑马是杂合子,杂合子表现为显性性状。
4.孟德尔一对相对性状的杂交实验中,实现3∶1的分离比必须同时满足的条件是( B )
①观察的子代样本数目足够多 ②F1(Dd)形成的两种配子(D和d)数目相等且活力相同 ③雌雄配子结合的机会相等 ④F2不同遗传因子组成的个体存活率相等 ⑤F1体细胞中各遗传因子表达的机会
相等
A.①②⑤ B.①②③④
C.①③④⑤ D.①②③④⑤
解析:①观察的子代样本数目足够多能使实验结果更接近3∶1的分离比,可以避免偶然性;②F1(Dd)形成的两种配子(D和d)数目相等且活力相同能够保证3∶1分离比的出现;③雌雄配子结合的机会相等也是3∶1分离比出现的必备条件;④F2不同遗传因子组成的个体存活率相等也是3∶1分离比出现的必备条件,否则会影响子代表型之比;⑤F1体细胞中各遗传因子表达的机会不一定相等,且与3∶1分离比出现无关。
5.豌豆的高茎对矮茎为显性。自然条件下,将纯种高茎与纯种矮茎豌豆间行种植,收获矮茎植株上所结的种子继续播种,长出的植株将表现为( B )
A.都是高茎 B.都是矮茎
C.1高茎∶1矮茎 D.3高茎∶1矮茎
解析:豌豆在自然状态下是严格自花传粉、闭花授粉的,不会杂交,只能自交,所以隐性性状(矮茎)植株上获得的F1的性状仍然是矮茎。
6.豌豆的高茎对矮茎为显性。如图表示杂交实验操作,其中甲为纯合矮茎,乙为纯合高茎。下列叙述错误的是( D )
A.自然界中豌豆是闭花授粉,便于形成纯种
B.豌豆杂交实验中,操作的顺序是先②后①
C.①②操作过程都需要考虑花粉的成熟程度
D.①②操作过程是所有植物杂交实验都必需的步骤
解析:自然界中豌豆是闭花授粉,便于形成纯种;豌豆杂交实验中,操作的顺序是先②去雄后①传粉;①②操作过程都需要考虑花粉的成熟程度,①传粉要在花粉成熟时,而②去雄要在花粉成熟前;对于雌雄异株或雌雄同株异花的植物进行杂交实验时,不需要进行去雄操作。
7.如图表示孟德尔为了验证对分离定律的解释是否正确所做的测交实验的遗传图解。对于图解中各数字表示的内容,错误的是( B )
A.①—白花 B.②—
C.③—C、c D.④—1∶1
解析:由测交后代的性状紫花和白花可知,①处应为白花;测交属于杂交的一种,所以选项B中的 (自交)是错误的;Cc的个体会产生C与c两种配子;测交后代的性状分离比为1∶1。
8.蛇的黑斑与黄斑是一对相对性状,现进行如下甲、乙两组杂交实验。
甲:P 黑斑蛇×黄斑蛇
↓
F1 黑斑蛇 黄斑蛇
乙:P 黑斑蛇×黑斑蛇
↓
F1 黑斑蛇 黄斑蛇
根据上述杂交实验,下列结论不正确的是( D )
A.所有黑斑蛇的亲本至少有一方是黑斑蛇
B.黄斑是隐性性状
C.甲实验中,F1中的黑斑蛇与亲本黑斑蛇的基因型相同
D.乙实验中,F1中的黑斑蛇与亲本黑斑蛇的基因型相同
解析:由乙实验可知蛇的黑斑是显性性状,蛇的黄斑为隐性性状,则所有黑斑蛇的亲代中至少有一方是黑斑蛇;甲实验中,F1中的黑斑蛇与亲本黑斑蛇的基因型相同;若相关基因用A、a表示,则乙实验中,F1中的黑斑蛇的基因型为AA或Aa,与亲本黑斑蛇的基因型Aa不一定
相同。
9.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∶1
④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( B )
A.①或② B.①或④
C.②或③ D.③或④
解析:让全缘叶植株甲进行自花传粉,子代出现性状分离,说明植株甲为杂合子,杂合子表现为显性性状,新出现的性状为隐性性状,①正确;用植株甲给另一全缘叶植株授粉,子代均为全缘叶,说明双亲可能都是纯合子,既可能是显性纯合子,也可能是隐性纯合子,或是双亲均表现为显性性状,其中之一为杂合子,另一个为显性纯合子,因此不能判断植株甲为杂合子,②错误;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∶1,只能说明一个亲本为杂合子,另一个亲本为隐性纯合子,但谁是杂合子、谁是隐性纯合子无法判断,③错误;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,说明植株甲与另一全缘叶植株均为杂合子,④正确。
10.家兔的毛色由一对等位基因控制,现有一对杂合黑毛家兔交配,一胎产下四仔,则四仔的表型可能是( D )
A.三只黑毛,一只白毛
B.两只黑毛,两只白毛
C.四只都是黑毛
D.以上均有可能且还有其他可能
解析:根据题意,一对杂合的黑毛家兔交配,后代中黑毛的概率为3/4,白毛的概率为1/4。由于共产下四仔,数量过少,不能体现性状分离比,所以这四仔的表型可能是三只黑毛和一只白毛,或两只黑毛和两只白毛,或四只都是黑毛,或三只白毛和一只黑毛,或四只都是白毛。
素养提升练
11.一对相对性状的杂交实验显示了生物基本的遗传规律,下列相关叙述错误的是( D )
A.某粉花植株自交,出现红花∶粉花∶白花=1∶2∶1,不能说明红花为显性
B.孟德尔的测交结果体现了F1产生的配子种类及比例
C.生物体的内在因素和所处的外界环境的改变都会影响显性性状的表现
D.人类ABO血型的遗传不符合基因分离定律
解析:某粉花植株自交,出现红花∶粉花∶白花=1∶2∶1,不能说明红花为显性,白花也可能为显性;孟德尔的测交实验的结果可反映出F1产生的配子的种类、比例,但不能反映配子的数量;表型是基因型与环境条件共同作用的结果;人类ABO血型基因是复等位基因,其遗传遵循分离定律。
12.用黄色公鼠a分别与黑色母鼠b和c交配,在几次产仔中,母鼠b产仔为9黑6黄,母鼠c产的仔全为黑色(假设c产仔足够多)。那么亲本a、b、c中为纯合子的是( B )
A.b和c B.a和c C.a和b D.只有a
解析:根据黄色公鼠a×黑色母鼠c →后代全为黑色可知,黄色为隐性性状,黑色为显性性状,黄色公鼠为隐性纯合子,黑色母鼠c为显性纯合子。又根据黑色母鼠b与黄色公鼠a交配,后代中出现性状分离可知b为杂合子。
13.已知某种猫的毛色(黑色和白色)由一对等位基因(A、a)控制,下列杂交结果中可以确定黑色和白色显隐性关系的是( B )
A.2只黑猫杂交,生了1只黑猫
B.2只黑猫杂交,生了1只白猫
C.1只黑猫和1只白猫杂交,生了1只黑猫
D.1只黑猫和1只白猫杂交,生了3只黑猫和1只白猫
解析:2只黑猫杂交,生了1只黑猫,黑猫可能为隐性,也可能是显性,黑猫是显性纯合子或黑猫是杂合子,但后代数量比较少,没出现相应比例;2只黑猫杂交,生了1只白猫属于同一性状的后代出现不同的性状,可以判断白色为隐性,黑色为显性;1只黑猫和1只白猫杂交,生了1只黑猫,后代数量太少,无法判断;1只黑猫和1只白猫杂交,生了3只黑猫和1只白猫属于测交实验,测交无法判断显隐性关系。
14.南瓜的花色是由一对等位基因(A和a)控制的,用一株开黄花的南瓜和一株开白花的南瓜杂交,子代(F1)既有开黄花的,也有开白花的。让F1自交产生F2,表型如图所示。下列说法不正确的是( D )
A.由③可知白花是显性性状
B.F1白花的后代出现了黄花是性状分离的结果
C.F1中白花的基因型是Aa
D.F2中,开黄花与开白花南瓜的理论比是1∶3
解析:过程③自交后代出现黄花,是性状分离的结果,说明白花是显性性状,黄花是隐性性状;F1中白花自交后代出现性状分离,说明其为杂合体,基因型是Aa;亲本中白花为杂合子,因此F1中白花占1/2,白花是显性性状,所以白花自交F2中白花占1/2×3/4=3/8,则黄花占5/8,所以开黄花与开白花南瓜的理论比是5∶3。
15.某学校生物小组在一块较为封闭的低洼地发现了一些野生植株,这些植株的花色有红色和白色两种,茎秆有绿茎和紫茎两种。同学们分两组对植物的花色、茎色进行遗传方式的探究,请根据实验结果进行分析。
第一组:取90对亲 本进行实验 第二组:取绿茎和紫 茎的植株各1株
杂交组合 F1表型 杂交组合 F1表型
A:30对 亲本 红花× 红花 36红花∶ 1白花 D:绿茎× 紫茎 绿茎∶ 紫茎 =1∶1
B:30对 亲本 红花× 白花 30红花∶ 6白花 E:紫茎 自交 全为 紫茎
C:30对 亲本 白花× 白花 全为白花 F:绿茎 自交 由于虫 害,植 株死亡
(1)从第一组花色遗传的结果来看,花色隐性性状为 ,最可靠的判断依据是 组。
(2)若任取B组的一株亲本红花植株使其自交,其子一代表型有 种可能。
(3)从第二组茎色遗传的结果来看,隐性性状为 ,判断依据的是 组。
(4)如果F组正常生长繁殖的话,其子一代表型的情况是 。
(5)A、B两组杂交后代没有出现3∶1或1∶1的分离比,试解释:
。
解析:(1)根据题表第一组中的A组分析,红花×红花杂交后代出现36红花∶1白花,发生了性状分离,说明红色是显性性状,白色是隐性 性状。
(2)B组亲本中的任一株红花植株,可能是纯合子也可能是杂合子,因此自交后代表型有2种可能,出现的情况是全为红花或红花∶白花=
3∶1。
(3)根据题表中D组:绿茎×紫茎的后代绿茎∶紫茎=1∶1和E组:紫茎自交的后代全为紫茎,可判断茎色遗传中,隐性性状为紫茎,显性性状为绿茎。
(4)根据(3)的分析可知,绿茎为杂合子,所以F组绿茎自交,其子一代表型为绿茎∶紫茎=3∶1。
(5)A、B两组杂交后代没有出现3∶1或1∶1的分离比的原因是红花个体中既有纯合子又有杂合子。
答案:(1)白色 A
(2)2
(3)紫茎 D和E
(4)绿茎∶紫茎=3∶1
(5)红花个体中既有纯合子又有杂合子
概念理解练
1.一对血型为A型和B型的夫妇,生了一个O型血的孩子。该夫妇再生一个O型血孩子的概率为( B )
A.1/2 B.1/4 C.1/6 D.1/8
解析:一对血型为A型(IA )和B型(IB )的夫妇,生了一个O型血(ii)的孩子,这说明这对夫妇的基因型为IAi和IBi,则他们再生一个O型血孩子(ii)的概率为1/2×1/2=1/4。
2.两株高茎豌豆杂交,后代高茎和矮茎的比例如图所示,则亲本的基因型为( C )
A.DD×dd
B.dd×Dd
C.Dd×Dd
D.dd×dd
解析:Dd×Dd→后代DD∶Dd∶dd=1∶2∶1,即高茎∶矮茎=3∶1,与题图相符。
3.已知某种植物的花色(红色和黄色)由一对等位基因所控制,现取红花和黄花各一株,据表判断显隐性( A )
组别 亲本 子代
组一 红花×黄花 红花∶黄花=1∶1
组二 红花(自交) 全为红花
A.红花为隐性 B.红花为显性
C.不能确定 D.共显性
解析:组一中亲本红花与黄花杂交,后代红花∶黄花=1∶1,说明红花和黄花一个是杂合体,一个是隐性纯合体,不存在显性纯合体。组二中亲本红花自交,后代只有红花,说明红花不是杂合体。因此,红花只能是隐性个体。
4.番茄的红果与黄果是一对相对性状,现将两株红果番茄杂交,得到的子一代中既有红果又有黄果。若子一代中的所有番茄自由交配,子二代中黄果番茄的比例是( A )
A.1/4 B.1/3 C.2/3 D.3/8
解析:假设这对相对性状由等位基因R、r控制,根据题意可知,红果为显性性状。由于两株红果番茄杂交,得到的子一代中既有红果又有黄果,说明两亲本基因型都为Rr,则子一代的基因型和比例为1/4RR、1/2Rr、1/4rr,子一代产生的雌、雄配子均为R∶r=1∶1,所以若子一代中的所有番茄自由交配,子二代中黄果番茄的比例是1/2×1/2=1/4。
5.某植物的花色遗传由一对基因(R、r)控制,现取一株粉红花植株自交,后代表型及比例为红花∶粉红花∶白花=1∶2∶1,出现该性状分离比最可能的原因是( B )
A.R对r完全显性
B.R对r显性作用不完全
C.R与r为共显性
D.R与r基因的遗传不符合分离定律
解析:粉红花植株自交,后代表型及比例为红花∶粉红花∶白花=1∶2∶1,可知粉红花的基因型为Rr,自交子代出现红花RR∶粉红花Rr∶白花rr=1∶2∶1,说明R对r显性作用不完全。
6.某野生植株,花色有红色和白色两种,受一对基因控制,其中红色对白色为显性。研究人员将30株开红花的个体分别与开白花的个体杂交,后代中红花∶白花=5∶1。据此分析,亲本中开红花的个体中,杂合子的比例为( B )
A.1/2 B.1/3 C.1/4 D.1/5
解析:开红花的个体的遗传因子组成为AA和Aa两种,其中AA与开白花的个体杂交,后代都是红花;Aa与开白花的个体杂交,后代红花∶白花=1∶1。设亲本开红花个体中杂合子占x,则有(1/2)x=1/6,解得x=1/3。
7.(2019·浙江6月学考)金鱼草的花色由一对等位基因控制。选择红花植株(RR)与白花植株(rr)进行杂交实验,如图所示。下列叙述正确的是( D )
A.F2的表型不能反映它的基因型
B.F2中粉红色花所占比例的理论值为1/3
C.基因R对基因r为完全显性
D.金鱼草花色的遗传符合分离定律
解析:分析图示可知,F2的表型能够反映其基因型,即红花(RR)、粉红花(Rr)、白花(rr);F2中粉红色花所占比例的理论值为1/2;金鱼草花色的遗传遵循孟德尔分离定律。
8.将基因型为Bb和bb的豌豆种子混种在一起(两者数量之比是2∶1),若两种类型的豌豆繁殖率相同,则在自然状态下,子代中基因型为BB、Bb、bb的个体数量之比为( B )
A.1∶4∶4 B.1∶2∶3
C.6∶2∶1 D.1∶2∶1
解析:豌豆是自花传粉植物,而且是闭花授粉,所以将基因型为Bb和bb的豌豆种子混种在一起,在自然状态下,子代中基因型为BB、Bb、bb的个体数量之比为(2/3×1/4)∶(2/3×1/2)∶(2/3×1/4+1/3)=1∶2∶3。
9.在孟德尔的一对相对性状的豌豆杂交实验中,F1都表现为显性性状,F1的自交后代出现了性状分离。下列叙述正确的是( B )
A.杂合子的自交后代不会出现纯合子
B.纯合子的自交后代不会发生性状分离
C.隐性性状是指生物体不能表现出来的性状
D.豌豆花冠的形状有利于本实验中对F1去雄
解析:杂合子(如Aa)的自交后代可以出现AA个体;纯合子中的基因相同,产生配子只有一种,所以后代不会出现性状分离;隐性性状是具有相对性状的两纯合亲本杂交子一代不会表现出的性状,不是生物体不能表现的性状;豌豆的花冠比较大,利于对本实验中的母本进行去雄操作。
10.有一对表现正常的夫妇,男方的父亲是白化病患者(aa),女方的弟弟也是白化病患者(aa),但女方双亲表现正常。这对夫妇生出白化病的孩子的概率是( C )
A.1/2 B.2/3 C.1/6 D.1/4
解析:根据题意可知,一对表型正常的夫妇,男方的父亲是白化病患者,所以男方的基因型为Aa;女方的弟弟也是白化病患者,但女方双亲表现正常,所以女方的基因型为AA或Aa,为Aa的概率是2/3。因此,这对正常夫妇生出白化病的孩子的概率是2/3×1/4=1/6。
素养提升练
11.喷瓜有雄株、雌株和两性植株,G基因决定雄株,g基因决定两性植株,g-基因决定雌株。G对g、g-是显性,g对 g-是显性,如Gg是雄株,gg-是两性植株,g-g-是雌株。下列分析正确的是( D )
A.Gg和Gg-能杂交并产生雄株
B.一株两性植株的喷瓜最多可产生三种配子
C.两性植株自交不可能产生雌株
D.两性植株群体内随机传粉,产生的后代中,纯合子比例高于杂合子
解析:由题意可知,Gg和Gg-均为雄株,因此两者不能杂交;两性植株共有gg和gg-两种基因型,最多产生两种类型的配子;基因型为gg-的两性植株自交,后代中有雌性植株出现;两性植株群体的随机传粉有gg自交、gg-自交、gg和gg-杂交三种情况,gg自交后代全为纯合子;gg-自交中一半为纯合子,一半为杂合子;gg和gg-杂交,后代中有一半为纯合子,一半为杂合子,所以综合三种情况,纯合子比例高于杂合子。
12.纯种的甜玉米与非甜玉米进行间行种植,收获时发现,在甜玉米的果穗上结有非甜玉米的种子,但非甜玉米的果穗上找不到甜玉米的籽粒。下列分析正确的是( D )
A.甜对非甜是显性,在甜玉米的果穗上结的种子全为纯合子
B.甜对非甜是显性,两亲本均为纯合子
C.非甜对甜是显性,在非甜玉米的果穗上结的种子全为杂合子
D.非甜对甜是显性,两亲本均为纯合子
解析:玉米是单性花,且雌雄同株,纯种甜玉米和非甜玉米间行种植,既有同株间的传粉,也有异株间的传粉,甜玉米上的非甜玉米,是非甜玉米授粉的结果,而非甜玉米上没有甜玉米,说明甜是隐性性状,非甜是显性性状;若用A、a表示控制这对相对性状的基因,在非甜玉米的果穗上结的种子可以是自交产生的纯合子AA;根据分析和题干信息“纯种的甜玉米与非甜玉米”,可得出两亲本均为纯合子。
13.某种植物的叶形(宽叶和窄叶)受一对等位基因控制,且宽叶基因对窄叶基因完全显性。现将该植物群体中的宽叶植株与窄叶植株杂交,子一代中宽叶植株和窄叶植株的比值为5∶1;若亲本宽叶植株自交,其子代中宽叶植株和窄叶植株的比值为( D )
A.3∶1 B.5∶1
C.5∶3 D.11∶1
解析:根据题意分析可知,该植株叶形受一对等位基因控制,遵循基因的分离规律,且宽叶对窄叶为完全显性。设控制宽叶、窄叶的基因为A、a,由于宽叶植株与窄叶植株杂交,子一代中宽叶(A )与窄叶(aa)的比值为5∶1,得出子一代中aa=1/6,推出亲代中Aa占1/3,则AA占2/3,因此亲本宽叶植株自交,子代中窄叶植株的概率为1/3×1/4=
1/12,则宽叶植株和窄叶植株的比值为11∶1。
14.烟草是雌雄同株植物,却无法自交产生后代。这是由S基因控制的遗传机制所决定的,其规律如图所示(精子通过花粉管到达卵细胞所在处,完成受精)。下列说法错误的是( C )
A.S1、S2、S3、S4互为等位基因
B.基因型为S1S2和S2S3的烟草间行种植,S2S3为母本,其子代中S1S2∶S1S3=1∶1
C.烟草不能自交的原因是卵细胞与花粉有相同的基因,从而引起受精卵致死
D.该现象是被子植物进化过程中防止近亲繁殖和保持遗传变异的一种重要策略
解析:S1、S2、S3、S4在个体中成对出现,这四个基因互为等位基因;S2S3为母本,S1S2为父本,花粉S2与卵细胞的S2基因种类相同,花粉管不能伸长完成受精,花粉只有S1一种类型,后代有S1S2和S1S3数量相同的两种;据图可知,花粉与含有与其基因相同的卵细胞的雌蕊结合后花粉管不能形成,而烟草自交时花粉基因与卵细胞基因均相同,无花粉管形成,因此无法完成受精作用;该现象是被子植物进化过程中防止近亲繁殖和保持遗传变异的一种重要策略。
15.如控制ABO血型的基因一样,在家兔中有一系列决定毛色的复等位基因:C、cch、ch、c,C基因对cch、ch、c为显性,cch基因对ch、c为显性,ch对c为显
性。C基因系列在决定家兔毛色时其表型与基因型的关系如表:
毛色表型 全色 青旗拉 喜马拉扬 白化
基因型 C cch ch cc
请回答下列问题。
(1)家兔毛色的基因型共有 种。
(2)若一只全色雄兔和一只喜马拉扬雌兔多次交配后,子代全色∶青旗拉=1∶1,则两只亲本兔的基因型分别为 、 。基因型为Ccch的雌、雄兔交配,子代中有全色兔和青旗拉兔,让子代中的全色兔与喜马拉扬杂合兔交配,后代的表型及比例为
。
(3)若有一只喜马拉扬雄兔和多只其他各色的雌兔,如何利用杂交方法检测出喜马拉扬雄兔的基因型 (写出实验思路和预期实验结果
即可)
解析:(1)因为相关复等位基因有4个,构成的纯合子有 4种,杂合子有6种,共10种。(2)子代全色(C )和青旗拉(cch )的C和cch基因只能来自全色雄兔,因为喜马拉扬雌兔(ch )不存在C和cch基因(C基因对cch、ch、c为显性,cch基因对ch、c为显性,ch对c为显性),可推出两只亲本兔的基因型分别为Ccch、chch或chc。基因型为Ccch的雌、雄兔交配,子代中全色兔基因型及比例为CC∶Ccch=1∶2,与喜马拉扬杂合兔(chc)交配,后代中全色兔占的比例为1/3+2/3×1/2=2/3,青旗拉兔占的比例为2/3×1/2=1/3。(3)检测喜马拉扬雄兔的基因型,应该用测交的方法。选用多只白化雌兔与该喜马拉扬雄兔交配,若后代均为喜马拉扬兔,则该喜马拉扬雄兔的基因型为chch;若后代出现了白化兔,则该喜马拉扬雄兔的基因型为chc。
答案:(1)10
(2)Ccch chch或chc 全色∶青旗拉=2∶1
(3)选用多只白化雌兔与喜马拉扬雄兔交配,若后代均为喜马拉扬兔,则该喜马拉扬雄兔的基因型为chch;若后代出现了白化兔,则该喜马拉扬雄兔的基因型为chc。(共50张PPT)
第二节 孟德尔从两对相对性状的杂交实验中总结出自由组合定律
素养导学
内容梳理
概念突破
随堂检测
素养导学
教学内容 教学要求 素养归属
1.两对相对性状杂交实验中,F2出现新的性状组合类型 基于对两对相对性状杂交实验结果的分析,分析两对相对性状中子代的表型比例特点 科学探究
2.性状自由组合的原因是非等位基因的自由组合 (1)运用归纳、概述,分析两对相对性状杂交实验子代出现9∶3∶3∶1的原因 科学思维
(2)基于假说-演绎法,解释基因自由组合的本质,并能进行验证分析 科学思维
3.基因的分离和自由组合使得子代基因型和表型有多种可能 运用自由组合定律的思维,解决与遗传相关的生产实践问题 社会责任
1.两对相对性状杂交实验中,F2出现新的性状组合类型
(1)杂交过程
内容梳理
黄色皱形
绿色圆形
9 ︰ 3 ︰ 3 ︰ 1
(2)实验结果及分析
①F1种子为 ,说明黄色相对于绿色为显性,圆形相对于皱形为显性。
②F2中出现4种表型,分离比大致为9∶3∶3∶1,其中黄色圆形和绿色皱形与亲本的表型相同,黄色皱形和绿色圆形是不同于 的新组合。
2.性状自由组合的原因是非等位基因的自由组合
(1)对自由组合现象的解释
①两对相对性状(黄与绿,圆与皱)由两对 (Y与y,R与r)控制。
②两对相对性状都符合分离定律的比值,即 (黄色∶绿色=3∶1,圆形∶皱形=3∶1)。
③F1(YyRr)产生配子时 基因分离, 基因自由组合。
④F1产生雌、雄配子各4种,YR∶Yr∶yR∶yr= 。
黄色圆形
亲本表型
遗传因子
3∶1
等位
非等位
1∶1∶1∶1
⑤受精时雌、雄配子 结合。
⑥F2的表型有4种,其中有两种亲本类型(黄色圆形和绿色皱形)、两种新组合类型(黄色皱形与绿色圆形)。黄色圆形∶黄色皱形∶绿色圆形∶绿色皱形= 。
⑦F1的雌雄配子基因型有 种组合方式,后出现 种基因型。
随机
9∶3∶3∶1
16
9
雄配子
雌配子 YR Yr yR yr
YR YYRR
(黄色圆形) .
( ) YyRR
(黄色圆形) .
(黄色圆形)
Yr .
(黄色圆形) YYrr
(黄色皱形) YyRr
(黄色圆形) Yyrr
(黄色皱形)
yR YyRR
(黄色圆形) YyRr
(黄色圆形) .
( ) yyRr
(绿色圆形)
yr .
( ) Yyrr
(黄色皱形) yyRr
(绿色圆形) .
( )
YYRr
黄色圆形
YyRr
YYRr
yyRR
绿色圆形
YyRr
黄色圆形
yyrr
绿色皱形
(2)自由组合定律的实质及验证
①自由组合定律的验证
a.选用方法: 。
b.选材: F1与 。
c.实验过程及结果:F1×绿色皱形→F1为母本时,31株黄圆、27株黄皱、26株绿圆、26株绿皱;F1为父本时,24株黄圆、22株黄皱、25株绿圆、26株绿皱,其比值接近 。
测交法
②自由组合定律实质:控制两对相对性状的两对等位基因在形成配子时,
分离的同时, 表现为自由组合。
双隐性纯合亲本(绿色皱形)
1∶1∶1∶1
等位基因
非等位基因
3.基因的分离和自由组合使得子代基因型和表型有多种可能
(1)对生物的适应和进化有着重要的意义
来源于不同亲本的控制 性状的基因能够在产生子代的过程中组合成多种配子,随着配子的 ,子代将产生多种多样的基因型和表型。这一过程让进行 的生物产生更为多样化的子代,从而适应 的环境。
(2)广泛地运用于育种工作
育种工作者可以通过 的方法,选留所需要的类型,淘汰不符合要求的类型。
(3)医学实践中的应用
对家系中多种遗传病在 中的多种发病可能进行预测,为 、遗传病的防治提供理论依据。
不同
随机结合
有性生殖
多变
人工选择
后代
优生优育
概念突破
概念一 两对相对性状杂交实验中,F2出现新的性状组合类型
[概念情境]
某同学欲 “模拟孟德尔杂交实验”,设置了以下 5个容器,每个容器中放置小球数量均为12个,小球的颜色和字母表示雌、雄配子的种类。
请思考以下问题。
(1)a～e容器,如何选取才可模拟一对相对性状的杂交实验
提示:选择d容器(或e容器),从容器中任取一个小球,记录后放回,表示雄性个体产生的配子及比例(等位基因分离),再利用该容器模拟雌性个体产生配子及比例,将两次的小球组合模拟受精产生F2,重复上述操作10次以上。
(2)a～e容器,如何选取才可模拟两对相对性状的杂交实验
提示:选择d容器和e容器。在d容器和e容器各取一个小球,记录后放回,模拟雄性个体产生配子的基因型及比例(非等位基因自由组合),仍利用这两组容器模拟雌性个体产生配子的基因型及比例,两次的配子组合模拟受精产生F2,重复上述操作10次以上。
突破点1
两对相对性状的杂交实验
[典例1] 下列关于孟德尔两对相对性状杂交实验的叙述,正确的是( )
A.雌雄配子随机结合产生F1的过程中发生了基因的自由组合
B.两亲本杂交产生F1的过程中对母本去雄后需要等待1～2天再进行人工授粉
C.F1自交,其F2中同时出现四种表型的现象称为性状分离
D.F1自交,授粉前需对母本去雄
解析:基因的自由组合发生在配子的产生过程中;对母本去雄是在花粉尚未成熟时,所以母本去雄后需要等待1～2天,等花粉成熟后再进行人工授粉;杂交后代中同时出现不同性状的现象,就称为性状分离;F1自交,授粉前不需对母本去雄。
B
分离定律与自由组合定律在F2中的性状分离比
在孟德尔两对相对性状遗传实验中,F2性状分离比表现为9∶3∶3∶1,但单独分析每一对性状,仍然遵循着分离定律,即每一对性状在F2中性状分离比为3∶1。
知识储备
突破点2
一对相对性状的模拟杂交实验
[典例2] 下列关于“模拟孟德尔一对相对性状杂交实验”的叙述,错误的是( )
A.“雄1”和“雌1”信封内的卡片数可以不同
B.从“雄1”“雌1”中各取1张卡片,模拟F1雌雄个体产生配子
C.将从“雄1”和“雌1”取出的卡片组合在一起,共有 3种组合方式
D.每次记录后需将卡片放回原信封内,以保持信封内两种卡片的比例不变
解析:由于雌雄个体产生的配子的数量不等,因此理论上,“雌1”信封中的卡片数和“雄1”信封中的卡片数可以不相等;从“雄1”“雌1”信封内各随机取出1张卡片,分别模拟F1 雌雄个体产生配子;“雌1”和“雄1”的卡片各有 2种,故将两者取出的卡片组合在一起,共有2×2=4(种)组合方式;实验时,要确保信封中代表显、隐性基因的卡片数相等,因此抽出的卡片记录后要放回原信封内,以使代表显、隐性基因的卡片再次被抽到的机会相等。
C
[概念误区] 一对相对性状的模拟杂交实验分析
(1)模拟分离定律,准备两组容器(或信封),每个容器(或信封)表示一个个 体,任何一个取出的小球(或卡片)即表示配子。
(2)在容器(或信封)中取小球(或卡片)后应将其再放回,否则会影响后续取样的概率。
(3)两个容器(或信封)中小球(或卡片)组合模拟受精过程。
(4)由于雌雄配子数量不具有可比较性,因此不同容器(或信封)中的小球(或卡片)数量可以不同。但是同一容器(或信封)内,显隐性配子之比应为1∶1。
突破点3
两对相对性状的模拟杂交实验
[典例3] 在“模拟孟德尔杂交实验”中,将标有Y、y、R、r的4种卡片等量装入4个信封内,分别为雌1(Y和y)、雌2(R和r)、雄1(Y和y)、雄2(R和r),然后从4个信封内各随机取出1张卡片,记录组合后放回原信封,重复多次。下列关于该模拟结果的叙述错误的是( )
A.分别从雄1和雌1内随机取出1张卡片记录组合类型,模拟基因的自由组合
B.雌1或雄1信封中的黄Y和绿y的卡片数必须相等
C.可模拟子代基因型,记录的卡片组合类型有9种
D.可模拟孟德尔杂交实验中F1自交产生的F2
A
解析:分别从雄1(Y和y)和雌1(Y和y)内随机取出一张卡片记录组合类型,模拟基因的分离定律;雌1或雄1大信封中的黄Y和绿y的卡片数必须相等,比例为1∶1;从4个信封中各取一张卡片组合在一起,可模拟孟德尔杂交实验中F1自交产生的F2,该过程模拟产生配子时非同源染色体上非等位基因的自由组合和受精作用,可模拟子代基因型,记录的卡片组合类型有9种。
[概念误区] 两对相对性状的模拟杂交实验分析
(1)模拟自由组合定律,需准备四个容器(或信封),两个容器(或信封)表示一个个体(放置非等位基因的容器或信封),从代表一个个体的两个容器中各取出的一个小球(或卡片)才可表示配子。
(2)四个容器(或信封)中小球(或卡片)组合模拟两对相对性状杂交实验的受精过程。
[概念情境]
豌豆子叶的黄色(Y)对绿色(y)为显性,圆粒种子(R)对皱粒种子(r)为显性。某人用黄色圆粒和绿色圆粒的豌豆进行杂交,发现后代出现四种类型,对性状的统计结果如表所示。
概念二 性状自由组合的原因是非等位基因的自由组合
性状类型 圆粒 皱粒 黄色 绿色
性状数量 310 102 210 202
请思考并回答以下问题。
(1)请确定亲本黄色圆粒与绿色圆粒的基因型。
提示:据表格分析,后代中圆粒∶皱粒≈3∶1,黄色∶绿色≈1∶1,因此亲本黄色圆粒的基因型为YyRr,绿色圆粒的基因型为yyRr。
(2)根据表格中数据,分析F1的表型及比例。
提示:F1的表型有4种,比例为黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒=3∶1∶3∶1。
(3)取F1中的一株黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交,请分析F2的表型及比例。
提示:根据亲本的基因型可知,F1中黄色圆粒豌豆的基因型为YyRR或YyRr,绿色皱粒豌豆的基因型为yyrr。若黄色圆粒豌豆的基因型为YyRR,与绿色皱粒豌豆yyrr杂交,子代表型比例为黄色圆粒∶绿色圆粒=1∶1;若黄色圆粒豌豆的基因型为YyRr,与绿色皱粒豌豆yyrr杂交,子代表型比例为黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒=1∶1∶1∶1。
突破点1
两对相对性状杂交实验的解释及验证
[典例1] 现用纯种黄色圆粒豌豆作父本、纯种绿色皱粒豌豆作母本,F1自交,F2四种表型的比例为9∶3∶3∶1,下列叙述中正确的是( )
A.孟德尔做杂交实验时,设计测交实验的目的是检测F1的基因型
B.实验人员根据F2植株上所结种子的性状统计出了F2的性状分离比
C.F2的性状分离比取决于F1产生配子的种类、比例,与雌、雄配子的随机结合无关
D.若将亲本中的父本和母本互换,也可得到相同结果
解析:孟德尔设计测交实验的目的是检测子一代产生的配子类型及比例,即验证基因自由组合定律;统计子二代豌豆的性状,要统计子一代植株上所结的种子;子二代出现9∶3∶3∶1的性状分离比的原因之一是雌、雄配子随机结合;黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交,不论正交还是反交,子二代的表型比例都是9∶3∶3∶1。
D
[概念误区] 对自由组合定律本质认识的3点易错
(1)自由组合定律发生的前提是等位基因分离后,非等位基因发生组合,该过程在配子的产生过程中,而不是雌、雄配子结合时。
(2)分析自由组合定律时,要明确基因均为独立的、互不干扰的,每一对等位基因的遗传均遵循基因的分离定律。
(3)自由组合定律和分离定律均只适用于真核生物有性生殖过程中的核遗传物质的遗传,而不适用于细胞质遗传或原核生物的遗传。
突破点2
基于分离定律与自由组合定律的实质分析遗传规律
[典例2] 玉米种子颜色由三对等位基因控制,符合自由组合定律。A、C、R基因同时存在时为有色,其余基因型都为无色。一棵有色种子的植株Z与三棵植株杂交得到的结果为
AAccrr×Z→有色∶无色=1∶1
aaCCrr×Z→有色∶无色=1∶3
aaccRR×Z→有色∶无色=1∶1
植株Z的基因型为( )
A.AaCCRr B.AACCRr
C.AaCcrr D.AaCcRR
A
解析:玉米有色种子的基因型是A C R ,其余基因型的种子都为无色。一棵有色种子的植株Z与三棵植株杂交得到的结果为①AAccrr×Z→有色∶无色=1∶1,则植株Z的基因型是 CcRR或 CCRr;②aaCCrr× Z→有色∶无色=1∶3,则植株Z的基因型是Aa Rr;③aaccRR×Z→有色∶无色=1∶1,则植株Z的基因型是AaCC 或AACc ;根据上面三个过程的结果可以推知该有色植株的基因型为AaCCRr。
[拓展延伸] 自由组合定律的解题思路
(1)利用分离定律解决自由组合定律相关问题
将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题。举例如下:
AaBbCc×AabbCc,
求子代中不同于亲本的表型(基 因型) 不同于亲本的表型=1-亲本表型=1-(A B C +A .
bbC )[不同于亲本的基因型=1-(AaBbCc+AabbCc)]
AaBbCc 产生的配子种类数 AaBbCc
↓ ↓ ↓
2×2×2=8(种)
规律:某一基因型的个体所产生配子种类数等于2n种(n为等位基因对数,如AaBBCc中等位基因只有 2对,BB不是等位基因)
AaBbCc×AaBbCC,
配子间结合方式种类数 先求AaBbCc、AaBbCC各自产生的配子种类数: AaBbCc→8种配子,AaBbCC→4种配子,再求两亲本配子间的结合方式。由于两性配子间的结合是随机的,因而AaBbCc与AaBbCC配子间有8×4=32(种)结合方式
(2)根据子代表型及比例推测亲本基因型
规律:根据子代表型及比例拆分为分离定律的分离比,确定每一对相对性状的亲本基因型,再组合。如:
①9∶3∶3∶1 (3∶1)(3∶1) (Aa×Aa)(Bb×Bb)。
②1∶1∶1∶1 (1∶1)(1∶1) (Aa×aa)(Bb×bb)。
③3∶3∶1∶1 (3∶1)(1∶1) (Aa×Aa)(Bb×bb)。
④3∶1 (3∶1)×1 (Aa×Aa)×(BB×BB)或(Aa×Aa)×(BB×Bb)或(Aa×Aa)×(BB×bb)或(Aa×Aa)×(bb×bb)。
(3)逆推类型题目解题思路
一般会通过数据、表格或柱状图,提示每一对相对性状在子代中的比例,解题时可逐对对性状逆推亲代的基因组成,并组合还原亲代的基因型;或给出某一表型个体在所有子代中的比值(如显性个体占F2的比例为81/256),则可根据分离定律——在完全显性条件下,显性后代占3/4这一特点,依据乘法原理,逆推该性状受几对等位基因控制。如由于81/256=(3/4)4,可判断该性状受4对等位基因控制。
[概念情境]
甜玉米和糯玉米是籽粒中含有高可溶性糖或高支链淀粉的两种鲜食玉米,其中控制甜性状的基因用A或a表示,控制糯性状的基因用B或b表示。用两种纯合鲜食玉米杂交得F1,F1自交得F2,F2籽粒的性状表现及比例为非甜非糯∶非甜糯∶甜非糯∶甜糯=9∶3∶3∶1。
(1)F1的表型是什么 F2的表型及比例能否说明两对性状遵循自由组合定律 试说明原因。
提示:F1的表型为非甜非糯。F2的表型及比例能说明A、a和B、b的遗传遵循自由组合定律。由题意可知,非甜非糯为显性性状,F1基因型是AaBb,表现为非甜非糯。F2的表型及比例是9∶3∶3∶1,因此两对等位基因遵循自由组合定律。
概念三 基因的分离和自由组合使得子代基因型和表型有多种可能
(2)F2中非甜糯鲜食玉米的基因型是什么 若用F2中的一株非甜糯鲜食玉米与基因型为aabb的甜糯鲜食玉米杂交,子代的性状类型可能有几种
提示:F1基因型为AaBb,F2中A bb表现为非甜糯鲜食玉米,基因型是AAbb、Aabb两种。F2中的一株非甜糯鲜食玉米的基因型可能是AAbb或Aabb,如果是AAbb与aabb杂交后代的基因型是Aabb,为非甜糯,只有一种表型;如果基因型为Aabb与aabb杂交,后代的基因型是Aabb,aabb,分别表现为非甜糯、甜糯,有两种表型。
突破点1
9∶3∶3∶1的规律总结及变式
[典例1] 大鼠的毛色由独立遗传的两对等位基因控制。用黄色大鼠与黑色大鼠进行杂交实验,结果如图。据图判断,下列叙述正确的是( )
A.黄色为显性性状,黑色为隐性性状
B.F1与黄色亲本杂交,后代有两种基因型
C.F2的灰色大鼠中为杂合子的概率为8/16
D.F2黑色大鼠与米色大鼠杂交,其后代中出现米色大鼠的概率为1/3
D
解析:由题可知,灰色为显性性状,米色为隐性性状;设大鼠的毛色由独立遗传的两对等位基因A、a和B、b控制,F1 AaBb与黄色aaBB(或AAbb)亲本杂交,后代基因型有2×2=4(种);F2的灰色大鼠基因型为4AaBb∶2AaBB∶ 2AABb∶1AABB,其中AaBb、AaBB和AABb为杂合子,概率为8/9;F2的黑色大鼠基因型为2/3Aabb、1/3AAbb(或2/3aaBb,1/3aaBB),与米色大鼠aabb杂交,子代出现米色的概率为2/3×1/2×1=1/3。
[拓展延伸] 9∶3∶3∶1及常见变式
F1(AaBb)
自交后代比例 原因分析 各表型基因组成 F1测交表
型分离比
9∶3∶3∶1 正常完全显性 9A B ∶3A bb∶3aaB ∶1aabb 1∶1∶1∶1
12∶3∶1 双显性和一种单显性表现为同一种性状,其余正常表现 12(9A B +3A bb)∶3aaB ∶1aabb
或12(9A B +3aaB )∶3A bb∶1aabb 2∶1∶1
9∶6∶1 单显性表现为同一种性状,其余正常表现 9A B ∶6(3A bb+3aaB )∶1aabb 1∶2∶1
9∶3∶4 存在aa(或bb)时表现为隐性性状,其余正常表现 9A B ∶3A bb∶4(3aaB +1aabb)
或9A B ∶3aaB ∶4(3A bb+1aabb) 2∶1∶1
13∶3 双显性、双隐性和一种单显性表现为一种性状,另一种单显性表现为另一种性状 13(9A B +3A bb+1aabb)∶3aaB
或13(9A B +3aaB +1aabb)∶3A bb 3∶1
15∶1 有显性基因就表现为同一种性状,其余表现另一种性状 15(9A B +3A bb+3aaB )∶1aabb 3∶1
9∶7 当双显性基因同时出现时为一种性状,其余的基因型为另一种性状 9A B ∶7(3A bb+3aaB +1aabb) 1∶3
1∶4∶6∶4∶1 A与B的作用效果相同,但显性基因越多,其效果越强 1AABB∶4(2AaBB+2AABb)∶6(4AaBb+1AAbb+
1aaBB)∶4(2Aabb+2aaBb)∶1aabb 1∶2∶1
突破点2
9∶3∶3∶1变式的实践应用
[典例2] 雕鸮的下列性状分别由位于两对常染色体的两对等位基因控制,其中有一对基因具有显性纯合致死效应(显性纯合子在胚胎期死亡)。已知绿色条纹雕鸮与黄色无纹雕鸮交配,F1为绿色无纹∶黄色无纹=1∶1,当F1的绿色无纹雕鸮彼此交配时,其F2为绿色无纹∶黄色无纹∶绿色条纹∶黄色条纹=
6∶3∶2∶1,下列说法正确的是( )
A.显性性状是绿色、条纹
B.F1中绿色无纹个体均为杂合子
C.F2中致死的个体所占比例是1/8
D.F1中黄色无纹个体测交后代性状分离比为1∶1∶1∶1
B
解析:假设雕鸮的毛色由一对等位基因A、a控制,有无条纹由另一对等位基因B、b控制,根据子代的表型及比例可知,显性性状是绿色、无纹; F1中绿色无纹个体的基因型均为AaBb;绿色显性纯合致死,则F2中致死的基因型及比例为1/16AABB、2/16AABb、1/16AAbb,占F2的比例为1/16+2/16+1/16=1/4;F1中的黄色无纹个体的基因型为aaBb,其测交后代表型比例为黄色无纹∶黄色条纹=1∶1。
[拓展延伸] 出现特定分离比“9∶3∶3∶1”的条件和解题步骤
(1)出现特定分离比9∶3∶3∶1的4个条件
①所研究的每一对相对性状只受一对等位基因控制,而且等位基因要完全显性。
②不同类型的雌、雄配子都发育良好,且受精的机会均等。
③所有后代都应处于比较一致的环境中,而且存活率相同。
④供实验的群体要足够大,个体数量要足够多。
(2)性状分离比“9∶3∶3∶1”变式题的解题步骤
①看F2的表型比例,若表型比例之和是16,不管以什么样的比例呈现,都符合基因的自由组合定律。
②将异常分离比与正常分离比9∶3∶3∶1进行对比,分析合并性状的类型。如比例为9∶3∶4,则为9∶3∶(3∶1),即4为两种性状的合并结果。若分离比为9∶6∶1,则为9∶(3∶3)∶1,若分离比为15∶1,则为(9∶3∶3)∶1。
素养提升
家兔的长毛和短毛由等位基因A、a控制;体色由另一对等位基因H、h控制,这两对基因独立遗传。纯合的白毛兔(HH)与黑毛兔(hh)杂交,子代为灰兔。研究人员做了如下两组实验:
甲组:将多只白色短毛兔与多只灰色长毛兔作亲本杂交,F1表型及比例为白色长毛∶灰色长毛=1∶1。
乙组:将多只白色短毛兔与多只灰色长毛兔作亲本杂交,F1表型及比例为白色长毛∶白色短毛∶灰色长毛∶灰色短毛=1∶1∶1∶1。
请回答下列问题。
(1)根据 组可判断长毛是 (填“显性”或“隐性”)性状。
甲
显性
解析:(1)根据甲组实验长毛兔与短毛兔杂交,后代均为长毛兔可知,长毛是显性性状。
家兔的长毛和短毛由等位基因A、a控制;体色由另一对等位基因H、h控制,这两对基因独立遗传。纯合的白毛兔(HH)与黑毛兔(hh)杂交,子代为灰兔。研究人员做了如下两组实验:
甲组:将多只白色短毛兔与多只灰色长毛兔作亲本杂交,F1表型及比例为白色长毛∶灰色长毛=1∶1。
乙组:将多只白色短毛兔与多只灰色长毛兔作亲本杂交,F1表型及比例为白色长毛∶白色短毛∶灰色长毛∶灰色短毛=1∶1∶1∶1。
请回答下列问题。
(2)乙组亲本中,白色短毛兔与灰色长毛兔的基因型分别是 、 。乙组子代中灰色长毛的雌兔和雄兔相互交配,后代的表型及比例是 .
.
。
aaHH
AaHh
灰色长毛兔∶
黑色长毛兔∶白色长毛兔∶灰色短毛兔∶黑色短毛兔∶白色短毛兔=
6∶3∶3∶2∶1∶1
解析:(2)根据乙组实验分析可知,乙组中亲本的基因型为aaHH和AaHh;乙组子代中的灰色长毛兔基因型为AaHh,让乙组子代中灰色长毛兔雌兔与雄兔相互交配后,后代黑毛兔∶灰毛兔∶白毛兔=1∶2∶1,长毛兔∶短毛兔= 3∶1,根据乘法原则,后代表型及比例为灰色长毛兔∶黑色长毛兔∶白色长毛兔∶灰色短毛兔∶黑色短毛兔∶白色短毛兔=6∶3∶3∶2∶1∶1。
家兔的长毛和短毛由等位基因A、a控制;体色由另一对等位基因H、h控制,这两对基因独立遗传。纯合的白毛兔(HH)与黑毛兔(hh)杂交,子代为灰兔。研究人员做了如下两组实验:
甲组:将多只白色短毛兔与多只灰色长毛兔作亲本杂交,F1表型及比例为白色长毛∶灰色长毛=1∶1。
乙组:将多只白色短毛兔与多只灰色长毛兔作亲本杂交,F1表型及比例为白色长毛∶白色短毛∶灰色长毛∶灰色短毛=1∶1∶1∶1。
请回答下列问题。
(3)现要在最短的时间内选育出能稳定遗传的白色长毛兔,请利用甲、乙两组亲本及子代中现有的家兔,设计实验方案: .
。
选择甲组亲本中的灰色长毛兔雌、
雄交配,后代中的白色长毛兔即为稳定遗传的品种
解析:(3)能稳定遗传的白色长毛兔的基因型为AAHH,要在最短的时间内选育出能稳定遗传的白色长毛兔,甲组亲本中灰色长毛兔的基因型为AAHh,可以利用其雌雄个体进行交配,后代中的白色长毛兔即为稳定遗传的品种。
随堂检测
1.下列关于孟德尔两对相对性状杂交实验的叙述,正确的是( )
A.从F1母本植株上选取一朵或几朵花,在花粉未成熟时将花瓣掰开去雄
B.F2中出现的4种表型,有3种是不同于亲本表型的新组合
C.F1产生配子时非等位基因自由组合,含双显性基因的配子数量最多
D.F1产生的雌、雄配子各有4种,受精时配子的结合存在16种组合方式
解析:从亲本母本植株上选取一朵或几朵花,在花粉未成熟时将花瓣掰开去雄,并套上纸袋;F2中出现的4种表型,有2种是不同于亲本表型的新组合;F1产生配子时非等位基因自由组合,产生4种类型的配子,比例为1∶1∶1∶1;F1产生的雌、雄配子各有4种,受精时配子的结合存在16种组合方式。
D
2.某同学自己动手制作了实验装置模拟孟德尔杂交实验,两小桶分别模拟两亲本,小桶中放置相同颜色和数量的彩球。下列叙述错误的是( )
A.从甲小桶中抓取一个彩球,模拟产生配子
B.两种颜色的彩球模拟一对等位基因
C.甲、乙两小桶内抓取的两彩球组合可模拟基因的自由组合定律
D.取出的彩球组合之后,要放回小桶并摇匀
C
解析:从甲小桶中抓取一个彩球,模拟产生配子的过程;每个小桶中两种颜色的小球表示的是一对等位基因;甲、乙两小桶内抓取的两彩球组合可模拟雌、雄配子随机结合的过程;取出的彩球组合之后,要放回小桶并摇匀,以保证每种配子被抓取的概率相同。
3.豌豆子叶的黄色(Y)对绿色(y)为显性,种子的圆粒(R)对皱粒(r)为显性,且两对性状独立遗传。以1株黄色圆粒和1株绿色皱粒豌豆作为亲本,杂交得到F1,其自交得到的F2中黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒=
9∶3∶15∶5,则黄色圆粒的亲本的基因型是( )
A.YYRR B.YYRr
C.YyRR D.YyRr
解析:由题分析可知,F2中黄色∶绿色=3∶5,圆粒∶皱粒=3∶1,说明F1的基因型为YyRr和yyRr,则亲本黄色圆粒的基因型为YyRR,可以产生YR和yR两种配子。
C
4.黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆杂交,子代中黄色的概率为a、绿色的概率为b、圆粒的概率为c、皱粒的概率为d。那么下列表示这对亲本杂交子代中只有一对显性性状个体的概率是( )
A.ad+bc B.ac C.a+c D.b+d
A
解析:豌豆的黄色对绿色为显性,圆粒对皱粒为显性。黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆杂交,子代中黄色的概率为a、绿色的概率为b、圆粒的概率为c、皱粒的概率为d,则子代单显个体中,黄色皱粒的概率为ad,绿色圆粒的概率为bc。可见,子代单显个体的概率是ad+bc。
5.我国的养蚕缫丝技术历史悠久,柞蚕是生产蚕丝的昆虫之一。为研究柞蚕体色遗传规律,科研人员进行杂交实验。请回答下列问题。
(1)将纯合的柞蚕品种蓝色蚕与白色蚕进行杂交,结果如图所示。
由杂交结果判断,蓝色和白色这一对相对性状由 对基因控制,且蓝色对白色为 性状。若F1与亲代白色蚕杂交,子代性状有 种。
一
显性
两
解析:(1)由题意可知,F2中蓝色∶白色=3∶1,由此推知蓝色和白色性状由一对基因控制,且蓝色相对于白色为显性性状;F1蓝色个体为杂合子,其与白色蚕杂交属于测交,子代有两种性状。
5.我国的养蚕缫丝技术历史悠久,柞蚕是生产蚕丝的昆虫之一。为研究柞蚕体色遗传规律,科研人员进行杂交实验。请回答下列问题。
(2)研究者将纯合的柞蚕品种青绿色蚕与白色蚕杂交,F1均为青绿色。用F1个体进行实验,结果如表。
亲本 子代不同体色幼虫数量/头
青绿色 黄绿色 蓝色 白色
F1个体间相互交配 450 149 151 50
F1×亲本白色蚕 309 308 305 304
F1个体间相互交配,子代性状分离比接近于 , F1与白色蚕杂交,子代性状分离比接近于 ,推测青绿色性状由两对遗传因子控制,两对基因的遗传符合 定律。
9∶3∶3∶1
1∶1∶1∶1
自由组合
解析:(2)由表中数据可知,F1个体间相互交配,子代性状分离比约为9∶3∶3∶1;F1与亲本白色蚕杂交,其子代性状分离比约为1∶1∶1∶1,由此可知两对遗传因子遵循自由组合定律。(共49张PPT)
第一章 遗传的基本规律
第一节 孟德尔从一对相对性状的杂交实验中总结出分离定律
素养导学
内容梳理
概念突破
随堂检测
素养导学
教学内容 教学要求 素养归属
1.孟德尔选用豌豆作为杂交实验材料 运用归纳与概括,分析豌豆作为杂交实验材料的原因,并对相关遗传学概念作出解释 科学思维
2.一对相对性状杂交实验中,F2出现性状分离 以探究的视角重新分析一对相对性状的杂交过程,明确科学的分析过程 科学探究
3.性状分离的原因是等位基因的相互分离 (1)归纳、概述一对相对性状的杂交实验、对分离现象的解释和分离假设的验证 科学思维
(2)提炼、分析孟德尔遗传学分析的方法,形成假说-演绎思维 科学思维
4.基因的显隐性关系不是绝对的 (1)明确基因的显隐性的体现是多种因素的作用,比较显性现象的不同表现形式 科学思维
(2)运用归纳、概括,整合分析不同遗传概念的关系,并能进行一定的遗传计算 科学思维
(3)能运用孟德尔遗传定律的思维,解决与遗传相关的生产实践问题 社会责任
1.孟德尔选用豌豆作为杂交实验材料
(1)豌豆的花器官结构
①花是豌豆的 器官,每朵豌豆花中都具有含 的雄蕊和含 的雌蕊。
②雄配子经 与雌配子相遇,雌、雄配子融合形成 。
③ 发育成种子,种子与花的其他结构发育成的 构成果实。
(2)豌豆作为杂交实验材料的优点
①豌豆是一种严格的 植物,而且是 ,授粉时没有外来花粉的干扰,便于形成 ,能确保杂交实验结果的可靠性。
内容梳理
生殖
花粉(雄配子)
卵细胞(雌配子)
花粉管
受精卵
胚珠
果皮
自花授粉
闭花授粉
纯种
②豌豆花冠的形状便于利用去掉雄蕊的方法进行 以及人工授粉等操作。
③豌豆成熟后籽粒都留在豆荚中,便于 。
④豌豆具有多个 性状。
⑤豌豆的生长期较 ,产生的种子数量多。
(3)相关名词理解
①性状:生物的形态、结构和 等特征的总称,如豌豆的花色、种子的形状等。
②相对性状:每种性状具有 的表现形式,如豌豆的花色有紫花和白花。
人工去雄
观察和计数
稳定、可区分的
短
生理生化
不同
2.一对相对性状杂交实验中,F2出现性状分离
(1)杂交实验常用符号及含义
符号 P F1 . × ♀
含义 . 子一代 子二代 . 杂交 . 父本
F2
亲本
自交
母本
(2)豌豆杂交实验操作及分析
①图示中亲本Ⅰ为 ,亲本Ⅱ为 。
②a操作为 ,该操作需要在 时将花瓣掰开进行;b操作取下成熟花粉后需将花粉放到 的柱头上进行 。
③a操作和b操作进行后都需要人工 ,防止外来花粉授粉。
④F1植株全部开紫花,该性状为 性状,未表现出的白花性状为 性状。
⑤若图示操作过程为正交,则 豌豆作父本, 豌豆作母本的杂交操作为反交。
⑥F1植株自交,F2中紫花、白花均出现,这种在杂交后代中显性性状和隐性性状同时出现的现象称为 。
母本
父本
人工去雄
花粉尚未成熟
人工授粉
套袋
显性
隐性
紫花
白花
性状分离
母本
3.性状分离的原因是等位基因的相互分离
(1)对“融合假说”与“基因丢失假说”的否定
①不支持“融合假说”的依据: 豌豆的花色未介于紫花和白花之间。
②不支持“基因丢失假说”的依据: 豌豆中重新出现了白花性状。
F1
F2
提出假说 遗传图解
①性状是由 控制的。
基因用大写字母表示, 基因用小写字母表示。
②基因在体细胞内是 的,其中一个来自 ,另一个来自 。控制性状的基因组合类型称为 。
③在形成配子即生殖细胞时, .
彼此分离,分别进入 中。
④在F1的体细胞内有 ,但各自独立、互不融合。
⑤受精时,雌、雄配子的结合是 .
(2)遗传因子相互分离假说
遗传因子(基因)
显性
隐性
成对
母本
父本
基因型
成对的基因
不同的配子
两个不同的基因
随机的
白花
紫花
紫花
白花
3︰1
(3)分离假说的验证
①验证的前提:杂合子F1(Pp)产生配子时,可形成两种分别含有P、p的配子,且比例为 。
②测交过程
a.目的: 。
b.选材:F1与 。
c.预测分析:Pp×pp→ ,表明分离假说正确。
d.实验过程及结果:F1×白花→85株紫花、81株白花,其比值接近 。
e.结论:实验结果与理论假说完全相符,证明了 .
。
1∶1
验证分离假说的正确性
隐性纯合子
1Pp紫花∶1pp白花
1∶1
孟德尔遗传因子分离的假说
是正确的
(4)分离定律内容
控制一对相对性状的等位基因互相独立、互不融合,在形成配子时 ,分别进入不同的配子中,结果一半的配子带有等位基因中的 ,另一半的配子带有等位基因中的 。
彼此分离
一个
另一个
4.基因的显隐性关系不是绝对的
(1)显性现象的类型
分类 举例 图解过程 现象分析
完全显性 豌豆
花色 P 紫花×白花
PP pp
↓
F1 紫花
Pp 具有相对性状的两个亲本杂交,所得的F1与显性亲本的表现完全一致
不完全显性 金鱼草
花色 P 红花×白花
CC cc
↓
F1 .
Cc 具有相对性状的两个亲本杂交,所得的F1表现为
.
共显性 人的
ABO
血型 P A型×B型
IAIA IBIB
↓
F1 .
IAIB 具有相对性状的两个亲本杂交,所得的F1个体同时表现出 的性状
粉红花
双亲的中间类型
AB型
双亲
(2)显性现象在生物界广泛存在,但基因的显隐性关系不是绝对的,显性性状的表现既是 相互作用的结果,又是基因与生物体 .
共同作用的结果。
等位基因
内外环境条件
概念突破
概念一 孟德尔选用豌豆作为杂交实验材料
[概念情境]
如图为豌豆人工异花授粉的过程图解。
请仔细分析杂交图示,思考并回答以下问题。
(1)豌豆花为什么容易进行图示操作
提示:豌豆花冠的形状非常便于利用去掉雄蕊的方法进行人工去雄以及人工授粉等操作。
(2)能否根据图示中的信息确定图示中的母本和父本
提示:分析图示可知,①为人工去雄操作,②为人工授粉操作,因此可确定母本为高茎豌豆,父本为矮茎豌豆。
(3)操作①的目的是什么 完成操作①后需进行套袋处理,目的是什么
提示:防止进行自花授粉。操作①完成后,为防止外来花粉的干扰,影响实验结果,需对人工去雄的母本进行套袋处理。
(4)为了确保杂交实验成功,①的操作时间应选择在什么时候
提示:在花粉尚未成熟时。
突破点1
豌豆作为杂交实验材料的优点
[典例1] 孟德尔选用豌豆作为杂交实验材料的原因不包括( )
A.豌豆花大,易操作
B.豌豆自花传粉,自然状态下是纯种
C.豌豆花颜色鲜艳,容易发现
D.豌豆具有多个可区分的相对性状
解析:豌豆花冠比较大,易于做人工杂交实验,这是孟德尔选用豌豆作为杂交实验材料的原因之一;豌豆属于严格的自花、闭花授粉植物,在自然条件下都是纯种,这是孟德尔选用豌豆作为杂交实验材料的重要原因;豌豆花颜色鲜艳,容易发现,但这不是孟德尔选用豌豆作为杂交实验材料的原因;豌豆具有多个可区分的相对性状,便于观察,这是孟德尔选用豌豆作为杂交实验材料的原因之一。
C
不同生物作为遗传学研究对象的原因
(1)豌豆:自然状态下为纯种,性状多且易区分,便于遗传学统计与计数。
(2)果蝇:体积小,繁殖速度快,饲养容易,性状多且易区分。
(3)玉米:即可自交又可杂交,玉米籽粒多,性状多且易区分,便于遗传学统计与计数。
(4)细菌:繁殖速度快,可短时间内获得大量研究对象。
知识储备
突破点2
杂交实验相关操作
[典例2] 在孟德尔一对相对性状的杂交实验中,下列操作及实验结果正确的是( )
A.必须以白花豌豆作母本,紫花豌豆作父本
B.实验中的两次套袋目的不同
C.对父本去雄,授以母本花粉
D.F1只表现出某一亲本性状
解析:可以以白花豌豆作母本,紫花豌豆作父本,也可以以紫花豌豆作母本,白花豌豆作父本;实验中的两次套袋目的相同,都是防止外来花粉的干扰;对母本去雄,授以父本花粉;F1只表现出某一亲本性状,且孟德尔把F1显现出来的性状称为显性性状。
D
对是否去雄植物的分类
进行杂交实验操作,一般流程是去雄→套袋→人工授粉→套袋,但这并不适用于各种植物,此方式适用于雌雄同株同花(如豌豆)植物,而对于雌雄异株、雌雄同株异花植物不适用,雌雄异株或异花的植物进行杂交实验时,不需要去雄。
知识储备
[概念情境]
某农场饲养的羊群中有黑、白两种毛色。已知毛色受一对基因A、a控制。某牧民让两只白色羊交配,后代中出现一只黑色小羊。请思考并回答以下
问题。
(1)该遗传中,如何判断黑色与白色的显隐性
提示:由题意“两只白色羊交配,后代中出现一只黑色小羊”,即出现性状分离现象,可确定白色为显性性状,黑色为隐性性状。
概念二 一对相对性状杂交实验中,F2出现性状分离
(2)现有一只白色公羊不知是纯合子还是杂合子,采用以下方案进行确定。
方案一:让该白羊与多只黑色母羊交配,检测后代的表型及比例。
方案二:让该白羊与多只杂合白羊交配,检测后代的表型及比例。
请分析方案一和方案二的可行性及子代的表型和比例。
提示:方案一中,若该白羊为纯合子,则子代均为白羊;若该白羊为杂合子,则子代中白羊与黑羊的比例约为1∶1。
方案二中,若该白羊为纯合子,则子代均为白羊;若该白羊为杂合子,则子代中白羊与黑羊的比例约为3∶1。由于杂合白羊比较难找,故方案二可行性不如方案一。
突破点
性状分离现象与显隐性判断
[典例] 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,其中一定能够判断甜和非甜的显隐性关系的是( )
解析:A项中,若两者均为纯合子,自交后代不发生性状分离,则不能确定显隐性关系。B项中,若正交、反交结果都表现为一种性状,则表现出来的性状为显性,不表现的那一种性状为隐性,若后代发生性状分离,则无法确定显隐性关系。C项中,非甜自交,若后代发生性状分离,则非甜为显性,甜味为隐性;若自交后代均为非甜,则非甜为纯合子,进一步看杂交结果,若杂交后代表现一种性状,则表现出来的性状为显性,不表现出来的为隐性,若杂交后代两种表型都出现,则甜味为显性,非甜为隐性。D项中,若杂交后代只表现一种性状,则表现出的为显 性,不表现的那一种性状为隐性,若杂交后代两种表型都出现,则不能确定显隐性关系。
C
性状的显隐性判断方法
(1)根据概念判断显隐性
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。
知识储备
(2)根据子代表型判断显隐性
(3)设计杂交实验判断显隐性
(4)根据遗传系谱图进行判断
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,由此可以判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出现不患病的子代,该性状为显性性状,如图乙所示,由此可以判断多指是显性性状。
[概念情境]
冬瓜在中国有悠久的栽培历史,有消暑散热的功效。冬瓜种子形状的有棱和无棱是一对相对性状,受一对等位基因A、a控制。某研究小组对冬瓜的种子形状进行了实验,将纯合的有棱籽和无棱籽杂交得F1,F1自交得F2,F2中有棱籽的数量为238粒,无棱籽的数量为79粒。思考并回答以下问题。
(1)在冬瓜的种子形状中,显性性状和隐性性状分别是什么 亲本的基因型是什么
提示:显性性状为有棱,隐性性状为无棱。亲本的基因型为AA、aa。
概念三 性状分离的原因是等位基因的相互分离
(2)F2有棱籽中杂合子的比例为多少
提示:F2中的基因型及比例为AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,因此有棱籽中杂合子的比例为2/3。
(3)请用上述杂交实验中的子代为材料,验证控制相对性状的基因遵循分离定律。
提示:选择F1与无棱籽进行杂交(或测交)。
如果子代表型及比例为有棱∶无棱=1∶1,则说明控制相对性状的基因遵循分离定律。
突破点1
分离定律的实质
[典例1] 孟德尔一对相对性状的杂交实验中,能直观体现基因分离定律实质的是( )
A.F1只表现为一种亲本性状
B.测交后代的比为1∶1
C.F2基因型的比为1∶2∶1
D.F1产生的雌、雄配子比为1∶1
解析:控制一对相对性状的等位基因互相独立、互不融合,在形成配子时彼此分离,分别进入不同的配子中,结果一半的配子带有等位基因中的一个,另一半的配子中带有等位基因中的另一个,因此测交后代表现为两种表型,且比例为1∶1。
B
基因的分离定律的适用范围
(1)真核生物有性生殖的细胞核遗传。
(2)一对等位基因控制一对相对性状的遗传。
知识储备
突破点2
遗传学基本概念的理解
[典例2] 下列有关遗传学基本概念的表述,正确的是( )
A.能表现出来的性状是显性性状,不能表现出来的性状是隐性性状
B.杂合子自交可以产生纯合子,而纯合子杂交也可能产生杂合子
C.表型相同的个体基因型不一定相同,而基因型相同的个体表型一定相同
D.自花传粉的植物一定是自交,而异花传粉的植物一定是杂交
解析:具有相对性状的纯种亲本杂交,子一代能表现出来的性状是显性性状,不能表现出来的性状是隐性性状;杂合子自交后代既有纯合子,也有杂合子,如Aa×Aa→AA、Aa、aa;纯合子的杂交后代可能是纯合子,也可能是杂合子,如AA×aa→Aa;表型是基因型和环境条件共同作用的结果,表型相同的个体基因型不一定相同,而基因型相同的个体表型一般相同;自花传粉的植物一定是自交,而同株异花传粉的植物也属于自交。
B
遗传学基本概念间的联系
知识储备
突破点3
基于分离定律的相关计算
[典例3] (2019·浙江4月选考)一对表型正常的夫妇生了一个患半乳糖血症的女儿和一个正常的儿子,若这个儿子与一个半乳糖血症携带者的女性结婚,他们所生子女中,理论上患半乳糖血症女儿的可能性是( )
A.1/12 B.1/8 C.1/6 D.1/3
解析:根据题意分析可知,假设一对表型正常夫妇的基因型都为Aa,所以正常儿子的基因型为AA或Aa,比例为1∶2。因此,这个表型正常的儿子与一个半乳糖血症携带者的女性(Aa)结婚,他们所生子女中,理论上患半乳糖血症女儿的可能性是2/3×1/4×1/2=1/12。
A
遗传定律的基本解题技巧
(1)用分离比直接计算
如豌豆的茎高:Dd×Dd→1DD∶2Dd∶1dd,则杂合高茎豌豆杂交后代表现高茎的概率是3/4,后代表现矮茎的概率是1/4。
(2)用配子的概率计算
①计算流程
先确定亲本产生几种配子→计算出每种配子的概率→再用相关的两种配子的概率相乘。
知识储备
②实例:如白化病遗传,Aa×Aa→1AA∶2Aa∶1aa,父方产生a配子的概率是1/2,母方产生a配子的概率也是1/2,列如下棋盘。
雌配子 雄配子
1/2A 1/2a
1/2A 1/4AA 1/4Aa
1/2a 1/4Aa 1/4aa
因此生一个白化病(aa)孩子的概率为1/2×1/2=1/4。
(3)患病男孩与男孩患病
计算患病男孩,由于生育后代性别未知,因此,计算出相应疾病概率后,需乘上生男生女的概率(即需要×1/2);计算男孩患病,由于生育后代性别已知,因此,计算出相应疾病概率后,不需乘上生男生女的概率(即不需要×1/2)。
[概念情境]
紫色企鹅的羽毛颜色由四个基因决定,即Pd决定深紫色,Pm决定中紫色,Pl决定浅紫色,Pv决定很浅紫色(几近白色),其相对显性顺序(程度)为Pd>Pm>Pl>Pv,且前者对后者为完全显性,如PdPm表现为深紫色。思考并回答以下问题。
(1)企鹅羽毛颜色的基因型共有几种
提示:企鹅羽毛颜色的基因型共有10种。
(2)若两只深紫色企鹅交配后,生下的小企鹅羽毛颜色为深紫∶很浅紫色=
3∶1,则亲本企鹅的基因型是什么
提示:亲本企鹅的基因型为PdPv和PdPv。
概念四 基因的显隐性关系不是绝对的
(3)若一只浅紫色企鹅(PlPv)和一只深紫色企鹅交配,试分析其产生子代的表型及比例。
提示:交配情况及比例如下:
组合类型 亲本基因型 子代表型及比例
组合一 PlPv×PdPd 均为深紫色
组合二 PlPv×PdPm 深紫色∶中紫色=1∶1
组合三 PlPv×PdPl 深紫色∶浅紫色=1∶1
组合四 PlPv×PdPv 深紫色∶浅紫色∶
很浅紫色=2∶1∶1
突破点1
显性相对性分析
[典例1] 下列关于显性的相对性叙述错误的是( )
A.豌豆的紫花基因C对白花基因c为完全显性
B.基因型相同,表型不一定相同
C.金鱼草的花色遗传属于不完全显性遗传,纯合红花与白花杂交,F1出现了中间类型粉红花性状
D.人类的ABO血型由IA、IB、i三个基因控制,这三个基因间不存在显隐性关系
解析:豌豆的紫花基因C对白花基因c为完全显性;基因型相同,表型不一定相同,如基因型为AA的观赏植物藏报春在20～25 ℃的环境条件下生长,植株开红花,如果让它在30 ℃的环境条件下生长,则开白花;金鱼草的纯合红花与白花杂交,F1出现了中间类型粉红花性状,说明其花色遗传属于不完全显性遗传;人类的ABO血型由IA、IB、i三个基因控制,其中IA、IB对i为显性,IA和IB间为共显性关系。
D
复等位基因概念及其相关分析
(1)复等位基因定义:一个基因存在多种等位基因的现象。
(2)具体表现:一种基因为另一种基因的显性或隐性状态,如α、β、γ互为复等位基因,若α>β>γ,则α对于β、γ而言为显性基因,β对于γ而言为显性基因。
知识储备
(3)常见示例:
①人的ABO血型系统。其中,IA和IB都对i为显性,IA与IB为共显性。但是,对于每个人来说,只能有其中的两个基因。这一组复等位基因的不同组合,形成了A型、B型、AB型和O型四种血型(见下表):
血型 A B AB O
基因型 IAi、IAIA IBi、IBIB IAIB ii
②影响小鼠毛色的复等位基因A1、A2。
突破点2
基因型、表型及环境的关系
[典例2] 曼陀罗茎的颜色有紫色和绿色,由一对等位基因控制,纯合紫花与纯合绿花杂交获得F1。在夏季温度较高时,F1的茎为紫色,但在温度较低、光照较弱时,F1的茎为浅紫色。以下有关叙述错误的是( )
A.在夏季温度较高时,F1的茎为紫色,说明紫茎对绿茎为完全显性
B.在温度较低、光照较弱时,F1的茎为浅紫色,说明紫茎对绿茎为共显性
C.在温度较低、光照较弱时,F1的茎为浅紫色,但相应等位基因的遗传仍符合分离定律
D.上述实例说明,基因与外界环境共同影响着等位基因的显隐性关系并发生相应改变
解析: F1的茎为紫色,其等位基因的遗传遵循分离定律,说明在夏季温度较高时,紫茎对绿茎为完全显性;温度较低、光照较弱时,F1的茎为浅紫色是受环境影响,说明显隐性可依条件而更改,紫茎对绿茎属于不完全显性;在温度较低、光照较弱时,F1的茎为浅紫色,这是环境条件影响基因表达的结果,但相应等位基因的遗传仍符合分离定律;实例说明,表型是基因型与环境条件共同作用的结果。
B
[概念误区] 表型与基因型并不一定存在一一对应的关系,由于生物生长发育过程中环境因素会诱导基因的表达,并且不同基因的功能还存在相互作用关系,因此要根据具体情况分析表型与基因型的关系。
素养提升
在一个经长期随机交配形成的自然鼠群中,已知毛色由一对等位基因控制,A控制黄色,a1控制灰色,a2控制黑色,显隐性关系为A>a1>a2且AA纯合胚胎致死。请分析回答相关问题。
(1)两只鼠杂交,后代出现三种表型。则该对亲本的基因型是 ,它们再生一只黑色雄鼠的概率是 。
解析:(1)由后代有黑色a2a2可推知其亲本均有a2,又因后代有三种表型, 所以亲本的基因型为Aa2和a1a2,再生一只黑色雄鼠(a2a2)的概率为1/4×1/2=1/8。
Aa2×a1a2
1/8
在一个经长期随机交配形成的自然鼠群中,已知毛色由一对等位基因控制,A控制黄色,a1控制灰色,a2控制黑色,显隐性关系为A>a1>a2且AA纯合胚胎致死。请分析回答相关问题。
(2)现进行多对Aa1×a1a2的杂交,统计结果为平均每窝出生8只小鼠。在同样条件下进行许多Aa2×Aa2的杂交,预期每窝平均生 只黄色小鼠。
解析:(2)Aa1和a1a2所生的后代全部存活,而Aa2和Aa2的后代有1/4AA胚胎致死,即2只死亡,后代基因型及比例Aa2∶a2a2=2∶1,所以子代黄色小鼠为6×2/3=4(只)。
4
在一个经长期随机交配形成的自然鼠群中,已知毛色由一对等位基因控制,A控制黄色,a1控制灰色,a2控制黑色,显隐性关系为A>a1>a2且AA纯合胚胎致死。请分析回答相关问题。
(3)现有一只黄色雄鼠和多只其他各色的雌鼠,如何利用杂交方法检测出该雄鼠的基因型
实验思路: 。
预测结果:若子代表型及比例为 ,则该黄色雄鼠基因型为Aa1。
解析:(3)黄色雄鼠的基因型可能是Aa1或Aa2,所以可以选择与多只黑色雌鼠a2a2进行杂交,统计后代毛色及比例,如果后代出现黄色和灰色,并且比例为1∶1,则该黄色雄鼠的基因型为Aa1。
选用该黄色雄鼠与多只黑色雌鼠杂交,统计后代毛色及比例
黄色∶灰色=1∶1
随堂检测
1.下列关于孟德尔豌豆杂交实验的叙述,正确的是( )
A.对母本去雄应该在豌豆开花后进行
B.测交实验能检测出F1的遗传因子组成
C.孟德尔根据豌豆的表型来判断其是否纯合
D.孟德尔作出等位基因位于同源染色体上的假设
解析:对母本去雄应该在花粉尚未成熟前(花蕾期)进行;测交实验能检测出F1的遗传因子组成;不能完全根据表型判断其是否纯合;孟德尔所在的年代还没有“基因”一词,也不知道基因位于染色体上。
B
2.下列关于如图遗传图解的分析正确的是( )
A.分离定律的实质体现在图中的③
B.①②过程有A与a的分离,两者分别进入不同配子中
C.两亲本均产生A配子,并且两者数量比例为 1∶1
D.若子代有3种表型,则说明A对a为不完全显性
B
解析:分离定律的实质体现在配子产生时,即①②,图中的③表示受精作用;①②过程表示产生配子,此时等位基因彼此分离,进入不同配子中;通常雌配子的数量远少于雄配子的数量;若子代有3种表型,则A对a为不完全显性或共显性。
3.玉米为雌雄同株异花植物,若用玉米为实验材料验证孟德尔分离定律,下列叙述错误的是( )
A.所选实验材料必须是纯合子
B.所选相对性状的显隐性要易于区分
C.人工授粉后,应套袋
D.数据分析时,应大量统计实验数据
解析:验证孟德尔分离定律一般用测交的方法,即杂合子与隐性个体杂交;显隐性不容易区分,易导致统计错误,影响实验结果,因此所选相对性状的显隐性要易于区分;人工授粉后,应套袋,防止其他花粉干扰;数据分析时,应大量统计实验数据,减小误差。
A
4.某种昆虫的羽色是由复等位基因B(黑色)、b1(褐色)、b2(黄色)控制的,已知基因B对b1、b2为显性,b1对b2为显性。现让一只黑色雄性昆虫与一只雌性昆虫多次交配,其子代昆虫的表型中,黑色与褐色之比总是3∶1。则雌性昆虫的羽色及其基因型最可能为( )
A.黑色,Bb1
B.褐色,Bb1
C.黑色,Bb1或Bb2
D.黑色或褐色,Bb1或b1b1
C
解析:一只黑色雄性昆虫(B )与一只雌性昆虫多次交配,其子代昆虫的表现为黑色与褐色之比总是3∶1,推测亲本双方都为含B的杂合子,且亲本中至少一方含有b1,亲本双方不可能同时含有b2,所以亲本雄性为Bb1或Bb2。当亲本雄性为Bb1,亲本雌性可能是Bb1或Bb2;当亲本雄性为Bb2,亲本雌性是Bb1。故雌性表现为黑色,其基因型可能是Bb1,也可能是Bb2;雌性表现为褐色,其基因型不可能为Bb1;雌性表现为黑色,其基因型为Bb1或Bb2;子代表现为3∶1,所以雌性不可能为b1b1。
5.将基因型为Aa的豌豆连续自交,在后代中的纯合子和杂合子按所占的比例做得如图所示曲线,据此分析,下列说法中错误的是( )
A.a曲线可代表自交n代后纯合子所占的比例
B.b曲线可代表自交n代后显性纯合子所占的比例
C.隐性纯合子的比例比b曲线所对应的比例要小
D.c曲线可代表后代中杂合子所占比例随自交代数的变化
解析:杂合子自交n代,后代纯合子所占的比例为1-(1/2)n,自交代数越多,该值越趋向于1;纯合子包括显性纯合子和隐性纯合子,并且它们各占一半,因此显性纯合子= 1/2×[1-(1/2)n],自交代数越多,该值越趋向于1/2;显性纯合子和隐性纯合子所占比例相等,因此隐性纯合子的比例也可用b曲线表示;杂合子的比例为(1/2)n,随着自交代数的增加,后代杂合子所占比例越来越小,且无限接近于0。
C
