【备考2024】生物高考一轮复习学案：第14讲 孟德尔的豌豆杂交实验(一)(含答案）

【备考2024】生物高考一轮复习
第14讲　孟德尔的豌豆杂交实验(一)
[课标要求] 阐明有性生殖中基因的分离使得子代的基因型和表型有多种可能，并可由此预测子代的遗传性状
[核心素养](教师用书独具) 1.从细胞水平和分子水平阐述分离定律，形成结构与功能观。(生命观念)2.解释一对相对性状的杂交实验，总结分离定律的实质，形成归纳与演绎能力。(科学思维)3.验证分离定律，分析杂交实验，进行实验设计与实验结果分析。(科学探究)4.解释、解决生产与生活中的遗传问题。(社会责任)
考点1　一对相对性状的豌豆杂交实验和分离定律
一、孟德尔遗传实验的科学方法
1．豌豆作为杂交实验材料的优点
(1)传粉：自花传粉，在自然状态下一般都是纯种。
(2)性状：具有易于区分的相对性状，且能稳定地遗传给后代。
(3)操作：花大，便于进行人工异花授粉操作。
2．用豌豆做杂交实验的方法
(1)图解：
(2)过程：
二、一对相对性状杂交实验分析
1．科学的研究：假说—演绎法的过程
2．实验过程分析
3．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雌、雄生殖器官，甲、乙小桶内的彩球分别代表雌、雄配子，不同彩球的随机组合模拟雌、雄配子的随机结合。
(2)注意问题：要随机抓取，且抓完一次将小球放回原小桶并摇匀，重复次数足够多。两小桶内的彩球数量可以(填“可以”或“不可以”，下同)不相同，每个小桶内两种颜色的小球数量不可以不相同。
(3)实验结果
①彩球组合数量比DD∶Dd∶dd≈1∶2∶1。
②彩球组合代表的显隐性性状的数值比接近3∶1。
三、分离定律的实质
1．细胞学基础(如图所示)
2．研究对象、发生时间、实质及适用范围
1．孟德尔在豌豆开花时进行去雄和授粉，实现亲本的杂交。 (×)
提示：豌豆是闭花授粉，去雄应在豌豆开花前。
2．“若F1产生配子时成对的遗传因子彼此分离，则测交后代会出现两种性状，且性状分离比接近1∶1”属于演绎推理内容。 (√)
3．F1产生的雌配子数和雄配子数的比例为1∶1。 (×)
提示：雄配子数远多于雌配子数。
4．分离定律中“分离”指的是同源染色体上的等位基因的分离。 (√)
5．F2的表型比为3∶1的结果最能说明分离定律的实质。 (×)
提示：测交实验结果为1∶1，最能说明分离定律的实质。
6．因为F2出现了性状分离，所以该实验能否定融合遗传。 (√)
1．玉米也可以作为遗传实验的材料，结合玉米花序与受粉方式模式图思考：(必修2　P2“相关信息”)
(1)玉米为雌雄同株且为________(填“单性”或“两性”)花。
(2)图中两种受粉方式中，方式Ⅰ属于________(填“自交”或“杂交”)，方式Ⅱ属于________(填“自交”或“杂交”)，因此自然状态下，玉米能进行________。
(3)如果进行人工杂交实验，则操作步骤为____________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
提示：(1)单性　(2)自交　杂交　自由交配　(3)套袋→人工授粉→套袋
2．本来开白花的花卉，偶然出现了开紫花的植株，请写出获得开紫花的纯种植株的两种方法？(必修2　P8“思维训练”)
提示：用紫花植株的花粉进行花药离体培养，然后用秋水仙素处理，保留紫花品种；让该紫花植株连续自交，直到后代不再出现性状分离为止。
1．孟德尔验证实验中，用隐性纯合子能对F1进行测交实验的巧妙之处是
________________________________________________________________
____________________________________________________________。
提示：隐性纯合子只产生一种含隐性基因的配子，分析测交后代的性状表现及比例即可推知被测个体产生的配子种类及比例
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。某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，则亲本为显性性状；若子一代未发生性状分离，则需要______________________________________
____________________________________________________________________。
提示：分别从子代中各取出等量若干玉米种子种植，杂交，观察其后代叶片性状，表现出的叶形为显性性状，未表现出的叶形为隐性性状
1．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 正交中的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判断基因是在常染色体上，还是在X染色体上
2．遗传定律核心概念间的联系
3．三类基因的比较
(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。
1．除了豌豆适于作遗传实验的材料外，玉米和果蝇也适于作遗传实验的材料，玉米和果蝇适于作遗传材料的优点有哪些？
提示：玉米：(1)雌雄同株且为单性花，便于人工授粉；(2)生长周期短，繁殖速率快；(3)相对性状差别显著，易于区分观察；(4)产生的后代数量多，统计更准确。
果蝇：(1)易于培养，繁殖快；(2)染色体数目少且大；(3)产生的后代多；(4)相对性状易于区分。
2．在一对相对性状的豌豆杂交实验中，F2中出现3∶1的性状分离比需满足的条件有哪些？
提示：(1)所研究的每一对相对性状只受一对等位基因控制，且相对性状为完全显性。(2)每一代不同类型的配子都能发育良好，且不同配子结合机会相等。(3)所有后代都处于比较一致的环境中，且存活率相同。(4)供实验的群体要大，个体数量要足够多。
3．某自花传粉植物的矮茎/高茎、腋花/顶花这两对相对性状各由一对等位基因控制，这两对等位基因自由组合。现有该种植物的甲、乙两植株，甲自交后，子代均为矮茎，但有腋花和顶花性状分离；乙自交后，子代均为顶花，但有高茎和矮茎性状分离。根据所学的遗传学知识，可推断这两对相对性状的显隐性。请写出通过对甲、乙自交实验结果的分析进行推断的思路。
提示：若甲为腋花，则腋花为显性性状，顶花为隐性性状，若甲为顶花，则腋花为隐性性状，顶花为显性性状；若乙为高茎，则高茎是显性性状，矮茎是隐性性状，若乙为矮茎，则矮茎为显性性状，高茎为隐性性状。
考查孟德尔实验及科学方法
1．(2021·衡水中学二调)孟德尔用豌豆进行杂交实验，成功地揭示了遗传的两个基本定律，为遗传学的研究做出了杰出的贡献。下列有关孟德尔一对相对性状杂交实验的说法错误的是(　　)
A．豌豆是自花传粉植物，实验过程中免去了人工授粉的麻烦
B．在实验过程中，提出的假说是F1产生配子时，成对的遗传因子分离
C．解释性状分离现象的“演绎”过程是若F1产生配子时，成对的遗传因子分离，则测交后代会出现两种表型，且数量比接近1∶1
D．验证假说阶段完成的实验是让子一代与隐性纯合子杂交
A　[豌豆是自花传粉植物，在杂交时，要严格“去雄”“套袋”，进行人工授粉；解释实验现象时，提出的“假说”是F1产生配子时，成对的遗传因子分离；解释性状分离现象的“演绎”过程是若F1产生配子时，成对的遗传因子分离，则测交后代出现两种表型且比例接近1∶1，验证假说阶段完成的实验是让子一代与隐性纯合子杂交。]
2．(2021·深圳高级中学检测)孟德尔采用假说—演绎法提出分离定律，下列说法不正确的是(　　)
A．观察到的现象：具有一对相对性状的纯合亲本杂交得F1，F1自交得F2，其表型之比接近3∶1
B．提出的问题：F2中为什么出现3∶1的性状分离比
C．演绎推理的过程：具有一对相对性状的纯合亲本杂交得F1，F1与隐性亲本测交，对其后代进行统计分析，表型之比接近1∶1
D．得出的结论：配子形成时，成对的遗传因子发生分离，分别进入不同的配子中
C　[具有一对相对性状的纯合亲本杂交得F1，F1与隐性亲本测交，对其后代进行统计分析，表型之比接近1∶1，是测交结果，是对演绎推理的验证，不是演绎推理的过程。演绎推理的过程应是：若假设成立，F1应该产生两种含有不同遗传因子的配子，F1与隐性亲本测交，测交后代表型之比应为1∶1。]
考查分离定律的实质和验证
3．(2021·青岛期末)水稻的非糯性(W)对糯性(w)为显性，非糯性品系所含淀粉遇碘呈蓝色，糯性品系所含淀粉遇碘呈红色。将W基因用红色荧光标记，w基因用蓝色荧光标记，下面对纯种非糯性与糯性水稻杂交的子代的叙述错误的是(不考虑基因突变)(　　)
A．观察F1未成熟花粉时，发现2个红色荧光点和2个蓝色荧光点分别移向两极，是分离定律的直观证据
B．观察F1未成熟花粉时，发现1个红色荧光点和1个蓝色荧光点分别移向两极，说明形成该细胞时发生过染色体片段交换
C．选择F1成熟花粉用碘液染色，理论上蓝色花粉和红色花粉的比例为1∶1
D．选择F2所有植株成熟花粉用碘液染色，理论上蓝色花粉和红色花粉的比例为3∶1
D　[纯种非糯性与糯性水稻杂交，F1的基因组成为Ww，则观察F1未成熟花粉时，发现2个红色荧光点和2个蓝色荧光点分别移向两极，是因为染色体已经发生了复制，等位基因发生分离，移向了两个细胞，这是分离定律最直接的证据，A正确；观察F1未成熟花粉时，若染色单体已经形成，且发生过染色体片段交换，则可观察到1个红色荧光点和1个蓝色荧光点分别移向两极，B正确；控制水稻的非糯性和糯性性状的为一对等位基因，符合分离定律，因此F1产生的糯性和非糯性的花粉的比例为1∶1，故理论上蓝色花粉和红色花粉的比例为1∶1，C正确；依据题干可知，F1的基因组成为Ww，F2所有植株中非糯性(W_)∶糯性(ww)＝3∶1，但它们产生的成熟花粉用碘液染色，理论上蓝色花粉和红色花粉的比例为1∶1，D错误。]
4．(2019·全国卷Ⅲ)玉米是一种二倍体异花传粉作物，可作为研究遗传规律的实验材料。玉米籽粒的饱满与凹陷是一对相对性状，受一对等位基因控制。回答下列问题。
(1)在一对等位基因控制的相对性状中，杂合子通常表现的性状是________。
(2)现有在自然条件下获得的一些饱满的玉米籽粒和一些凹陷的玉米籽粒，若要用这两种玉米籽粒为材料验证分离定律。写出两种验证思路及预期结果。
[解析]　(1)在一对等位基因控制的相对性状中，杂合子通常表现为显性性状。(2)欲验证分离定律，可采用自交法和测交法。根据题意，现有在自然条件下获得的具有一对相对性状的玉米籽粒若干，其显隐性未知，若要用这两种玉米籽粒为材料验证分离定律，可让两种性状的玉米分别自交，若某些亲本自交后，子代出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律；若子代没有出现3∶1的性状分离比，说明亲本均为纯合子，在子代中选择两种性状的玉米杂交得F1，F1自交得F2，若F2出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律。也可让两种性状的玉米杂交，若F1只表现一种性状，说明亲本均为纯合子，让F1自交得F2，若F2出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律；若F1表现两种性状，且表现为1∶1的性状分离比，说明该亲本分别为杂合子和纯合子，则可验证分离定律。
[答案]　(1)显性性状　(2)验证思路及预期结果：①两种玉米分别自交，若某些玉米自交后，子代出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律。②两种玉米分别自交，在子代中选择两种纯合子进行杂交，F1自交，得到F2，若F2中出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律。③让籽粒饱满的玉米和籽粒凹陷的玉米杂交，如果F1都表现一种性状，则用F1自交，得到F2，若F2中出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律。④让籽粒饱满的玉米和籽粒凹陷的玉米杂交，如果F1表现两种性状，且表现为1∶1的性状分离比，则可验证分离定律。
　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(不完全显性为1∶2∶1)，则符合分离定律，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，则可直接验证分离定律。
考查不同的交配类型及作用
5．在孟德尔的豌豆杂交实验中，涉及了杂交、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因型
B．测交和自交都可以用来判断一对相对性状的显隐性
C．培育所需显性性状的优良品种时要利用测交和杂交
D．杂交和测交都能用来验证分离定律和自由组合定律
A　[测交和自交都可以用来判断某一显性个体的基因型，A项正确；测交不能判断一对相对性状的显隐性，B项错误；培育所需显性性状的优良品种时要进行多代自交，淘汰隐性个体，C项错误；验证分离定律和自由组合定律应进行自交或测交，杂交不能验证分离定律和自由组合定律，D项错误。]
6．(不定项)(2021·黄岛区高三期中)遗传学研究中经常通过不同的交配方式来达到不同的目的，下列有关遗传学交配方式的叙述，正确的是(　　)
A．杂合子植株自交一代即可通过性状观察筛选得到显性纯合子
B．正反交可用来判断基因是位于常染色体上还是性染色体上
C．测交可用于推测被测个体基因型及其产生配子的种类和比例
D．只考虑一对等位基因，在一个种群中可有6种不同的交配类型
BCD　[本题考查不同的交配方式及应用。杂合子植株自交一代，产生的子代中显性纯合子和杂合子都表现显性性状，无法通过性状观察筛选，A错误；若正交和反交的结果相同，则该基因位于常染色体上，若正交和反交的结果不同，则该基因位于性染色体上，B正确；测交可用于推测被测个体的基因型及其产生配子的种类和比例，C正确；只考虑一对等位基因，在一个种群中交配类型有AA×AA、AA×Aa、AA×aa、Aa×Aa、Aa×aa、aa×aa，共6种类型，D正确。]
考点2　分离定律重点题型突破
题型1　显、隐性性状的判断与探究
1．根据子代性状判断
(1)具有一对相对性状的亲本杂交 子代只出现一种性状 子代所出现的性状为显性性状。
(2)具有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
具有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
4．合理设计杂交实验进行判断
1．(2021·三湘名校联考)玉米是雌雄同株单性花的二倍体植物，其种子的甜味和非甜受一对等位基因控制，但显隐性关系未知。现有非甜玉米(甲)和甜味玉米(乙)，下列有关叙述正确的是(　　)
A．让甲、乙相互授粉，收获并种植两植株结的种子，二者子代的表型及比例不同
B．让甲、乙杂交，根据子代的表型及比例一定能判断出种子甜味与非甜的显隐性关系
C．让甲、乙分别自交，根据子代的表型及比例一定能判断出种子甜味与非甜的显隐性关系
D．若非甜对甜味为显性性状，则根据甲、乙杂交子代的表型及比例能判断出甲的基因型
D　[让甲、乙相互授粉，收获并种植两植株结的种子，二者子代的表型及比例相同，A项错误；若甲或乙是杂合子，二者杂交后，不能根据子代的表型及比例判断出种子甜味与非甜的显隐性关系，B项错误；若甲和乙都是纯合子，分别自交后，子代都不出现性状分离，不能根据子代的表型及比例判断出种子甜味与非甜的显隐性关系，C项错误。]
2．已知马的毛色有栗色和白色两种，由位于常染色体上的一对等位基因控制。在自由放养多年的一马群中，两基因频率相等。正常情况下，每匹母马一次只生产一匹小马。以下关于性状遗传的研究方法及推断，错误的是(　　)
A．随机选择多匹栗色马与多匹白色马杂交，若后代白色马明显多于栗色马，则白色为显性
B．选择多匹栗色公马和多匹栗色母马交配一代，若后代全部为栗色马，则栗色为隐性
C．自由放养的马群随机交配一代，若后代栗色马明显多于白色马，则栗色为显性
D．随机选出一匹栗色公马和三匹白色母马分别交配，若所产小马都是栗色，则栗色为显性
D　[设控制马毛色的基因为A、a，随机选择多匹栗色马与多匹白色马杂交，包括Aa×aa和AA×aa，这种情况下，后代的显性个体会多于隐性个体，因此若后代白色马明显多于栗色马，则白色为显性，A正确；选择多匹栗色公马和多匹栗色母马交配一代，若栗色是显性，则其中会出现Aa×Aa的组合，后代会出现白色马，因此只有栗色是隐性时，无论多少对栗色马交配，后代都是栗色马，B正确；自由放养的马群随机交配一代，已知控制毛色的两基因频率相等，则后代表现隐性性状的比例为×＝，因此若后代栗色马明显多于白色马，则栗色为显性，C正确；随机选出一匹栗色公马和三匹白色母马分别交配，假如栗色为隐性，三个杂交组合可能都是aa×Aa，因为后代数量较少，故也可能出现所产小马都是栗色的情况，D错误。]
题型2　纯合子和杂合子的判断
【特别提醒】　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。
3．(2019·全国卷Ⅱ)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(　　)
A．①或②　　　　　 B．①或④
C．②或③ D．③或④
B　[实验①中植株甲自交，子代出现了性状分离，说明作为亲本的植株甲为杂合子。实验④中植株甲与另一具有相同性状的个体杂交，后代出现3∶1的性状分离比，说明亲本均为杂合子。在相对性状的显隐性不确定的情况下，无法依据实验②③判定植株甲为杂合子。]
4．家兔的毛色黑(A)对褐(a)为显性。下列关于判断一只黑毛公兔基因型的方法及结论，正确的是(　　)
A．用一只纯合黑毛兔与之交配，若子代全为黑毛兔，则其基因型为Aa
B．用一只杂合黑毛兔与之交配，若子代全为黑毛兔，则其基因型为AA
C．用多只褐毛雌兔与之交配，若子代全为黑毛兔，则其基因型为AA
D．用光学显微镜观察，若细胞中只有A基因，则其基因型为AA
C　[一只黑毛公兔的基因型可能是AA或Aa，若用一只纯合黑毛兔(AA)与之交配，则无论这只黑毛公兔的基因型如何，后代都是黑毛兔，A错误；用一只杂合黑毛兔(Aa)与之交配，因为子代数量较少，即使其基因型是Aa，子代也可能全为黑毛兔，故无法据此作出判断，B错误；用多只褐毛雌兔(aa)与之交配，若子代全为黑毛兔，则其基因型为AA，因为若其基因型为Aa，则子代会出现褐毛兔，C正确；光学显微镜下不能观察到细胞中的基因，D错误。]
题型3　一对相对性状遗传中亲子代基因型和表型的推断
亲代基因型、表型子代基因型、表型
子代表型 亲本基因型组合 亲本表型
全显 AA×__ 亲本中至少一方是显性纯合子
全隐 aa×aa 双亲均为隐性纯合子
显∶隐＝3∶1 Aa×Aa 双亲均为杂合子
显∶隐＝1∶1 Aa×aa 亲本一方为杂合子，一方为隐性纯合子
5．(2021·新泰诚信考试)某种植物的花色性状受一对等位基因控制，且红花对白花为显性。现将该植物群体中的白花植株与红花植株杂交，子一代中红花植株和白花植株的比值为5∶1，如果将亲本红花植株自交，F1中红花植株和白花植株的比值为(　　)
A．3∶1 B．5∶1
C．11∶1 D．5∶3
C　[植物的花色性状受一对等位基因控制(假设为A、a)，将该植物群体中的白花植株(aa)与红花植株(A_)杂交，子一代中红花植株和白花植株的比值为5∶1，说明该植物群体中的红花植株的基因型有AA和Aa，比例为2∶1。因此，将亲本红花植株自交，F1中白花植株的概率为1/3×1/4＝1/12，红花植株和白花植株的比值为11∶1，故选C。]
6．(2021·鄂州模拟)现有某种动物的800对雌雄个体(均为灰体)分别交配，每对仅产下一个后代，合计后代中有灰体700只，黑体100只。控制体色的显、隐性基因在常染色体上，分别用R、r表示。若没有变异发生，则理论上基因型组合为Rr×Rr的亲本数量应该是(　　)
A．100对 B．400对
C．700对 D．800对
B　[根据分离定律Rr×Rr→3R_(灰体)∶1rr(黑体)，结合题目信息，理论上基因型组合为Rr×Rr的亲本数量如果是400对，则会产生灰体300只，黑体100只。另外400只灰体子代的400对灰体亲本组合则为RR×Rr或RR×RR，B正确。故选B。]
题型4　分离定律的概率计算(含自交和自由交配)
1．用经典公式或分离比计算
(1)概率＝×100%。
(2)根据分离比计算
AA、aa出现的概率各是，Aa出现的概率是，显性性状出现的概率是，隐性性状出现的概率是，显性性状中杂合子的概率是。
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)计算表型概率时，将相同表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()n，纯合子比例为1－()n，显性纯合子比例＝隐性纯合子比例＝[1－()n]×。纯合子、杂合子所占比例的坐标曲线如图2所示：
图1
图2
(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，杂合子的比例为。
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，显性纯合子比例为，隐性纯合子比例为；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，杂合子比例为。
(2)自由交配问题的两种分析方法：如某种生物基因型AA占，Aa占，个体间可以自由交配，求后代中AA的比例。
解法一：列举法
解法二：配子法——最直接的方法
AA个体产生一种配子A；Aa个体产生两种数量相等的配子A和a，所占比例均为，则A配子所占比例为，a配子所占比例为。
♀(配子) (配子)　　　　 A a
A AA Aa
a Aa aa
由表可知：F1基因型的比例为AA∶Aa∶aa＝∶∶＝4∶4∶1；F1表型的比例为A_∶aa＝∶＝8∶1。
7．如图是白化病的系谱图，回答以下问题：
(1)7号和8号再生一个孩子患白化病的概率是________。
(2)10号个体携带白化病致病基因的概率是________。
[解析]　(1)白化病是常染色体隐性遗传病(相关基因用A、a表示)，由1、2号表现正常，6号患病可知，1、2号都是致病基因携带者，7号表现正常，则基因型为AA、Aa，由3号患病，4号表现正常，且8、9号表现均正常可知，8号的基因型为Aa。则7号和8号再生一个孩子患白化病的概率是×＝。
(2)7号与8号个体再生一个孩子，则子代基因型为AA的概率是×＋×＝，基因型为Aa的概率是×＋×＝，10号个体表现正常，则其携带白化病致病基因的概率为÷(＋)＝。
[答案]　(1)　(2)
8．(2021·衡水中学检测)已知玉米的高茎对矮茎显性，受一对等位基因A/a控制。现有亲本为Aa的玉米随机传粉，得到F1，F1植株成熟后再随机传粉，收获F1中高茎植株的种子再种下，得到F2植株。下列叙述正确的是(　　)
A．F2植株中矮茎占1/6
B．F2植株中纯合子占1/3
C．F1高茎植株中纯合子占1/4
D．F1矮茎植株中纯合子占1/3
A　[F1基因型及比例为AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，F1高茎植株中纯合子占1/3，C项错误。矮茎植株全为纯合子，D项错误。由于只收获F1高茎植株的种子，则F1随机传粉得到F2过程中，母本为高茎，父本既有高茎又有矮茎，F2植株中矮茎占1/6，纯合子占1/2，A项正确，B项错误。]
9．将基因型为Aa的数量足够多的水稻均分为4组，分别进行不同的遗传实验(不考虑突变)，各组后代中Aa基因型频率变化如图所示。
下列分析错误的是(　　)
A．第一组为连续自交
B．第二组为连续随机交配
C．第三组为连续自交并逐代淘汰隐性个体
D．第四组为随机交配并逐代淘汰隐性个体
C　[A项正确：基因型为Aa的个体连续自交n代，后代中Aa的基因型频率＝(1/2)n，即F1中Aa的基因型频率＝1/2，F2中Aa的基因型频率＝1/4，F3中Aa的基因型频率＝1/8。B项正确：随机交配各代基因频率不变，由题意可知，亲本基因型均为Aa，则A的基因频率＝1/2，a的基因频率＝1/2，后代Aa的基因型频率＝2×(1/2)×(1/2)＝1/2。C项错误：Aa(亲本)连续自交3代(每代均淘汰基因型为aa的个体)，其F1～F3中Aa的基因型及比例(频率)计算如下：
D项正确：基因型为Aa的个体随机交配，F1淘汰隐性个体前的基因型及比例分别是1/4AA、1/2Aa、1/4aa，淘汰隐性个体后的基因型及比例分别是1/3AA、2/3Aa，淘汰隐性个体后A的基因频率＝2/3、a的基因频率＝1/3；F2淘汰隐性个体前的基因型及比例分别是4/9AA、4/9Aa、1/9aa，淘汰隐性个体后的基因型及比例分别是1/2AA、1/2Aa，淘汰隐性个体后A的基因频率＝3/4、a的基因频率＝1/4；F3淘汰隐性个体前的基因型及比例分别是9/16AA、3/8Aa、1/16aa，淘汰隐性个体后的基因型及比例分别是3/5AA、2/5Aa。]
　
1．核心概念
(1)(必修2 P3)相对性状是指一种生物的同一种性状的不同表现类型。
(2)(必修2 P4)具有相对性状的两个纯种亲本杂交，子一代显现出来的亲本性状为显性性状，子一代未显现出来的亲本性状为隐性性状。
(3)(必修2 P4)性状分离是指在杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象。
2．结论语句
(必修2 P32)分离定律的实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
1．(2021·浙江6月选考)某同学用红色豆子(代表基因B)和白色豆子(代表基因b)建立人群中某显性遗传病的遗传模型，向甲、乙两个容器均放入10颗红色豆子和40颗白色豆子，随机从每个容器内取出一颗豆子放在一起并记录，再将豆子放回各自的容器中并摇匀，重复100次。下列叙述正确的是(　　)
A．该实验模拟基因自由组合的过程
B．重复100次实验后，Bb组合约为16%
C．甲容器模拟的可能是该病占36%的男性群体
D．乙容器中的豆子数模拟亲代的等位基因数
C　[该模拟实验只研究了一对等位基因，因此模拟的是分离定律，A项错误；甲乙两个容器均放入10颗红色豆子和40颗白色豆子，模拟的是在男性和女性中某显性遗传病基因及其等位基因的基因频率，在男性和女性中B基因的频率是1/5，b基因的频率是4/5，重复100次实验后，Bb组合的频率是2×1/5×4/5＝8/25＝32%，B项错误；甲容器模拟的可能是男性中B和b的基因频率，该病在男性群体所占的比例是1/5×1/5＋2×1/5×4/5＝9/25＝36%，C项正确；乙容器中的豆子数模拟的是亲代B和b基因的基因频率，不是模拟的亲代等位基因数，D项错误。]
2．(不定项)(2020·山东等级考模拟)二倍体生物的某性状受常染色体上的基因控制。正常条件下，用该性状的一对相对性状的纯合亲本进行杂交，获得F1，由F1获得F2。假设没有任何突变发生，下列对杂交结果的推测，与实际杂交结果一定相符的是(　　)
A．F1中的个体都为杂合子 B．F1表型与某亲本相同
C．F2会出现性状分离现象 D．F2中基因型比例为1∶2∶1
AC　[二倍体生物的某性状受常染色体上的基因控制。假设受一对等位基因控制，则用该性状的一对相对性状的纯合亲本(假设为AA×aa)进行杂交，获得F1(Aa)，由F1获得F2(1AA、2Aa、1aa)，假设受两对等位基因控制，则用该性状的一对相对性状的纯合亲本(假设为AABB×aabb或AAbb×aaBB)进行杂交，获得F1(AaBb)，由F1获得F2(9A_B_、3A_bb、3aaB_、1aabb)，以此可类推受三对或更多对等位基因控制的情况，亲本均为纯合子，F1中的个体都为杂合子，A正确；F1表型不一定与某亲本相同，如A对a为不完全显性的情况，B错误；F1中的个体都为杂合子，F1到F2一定会出现性状分离现象，C正确；F2中基因型比例不一定为1∶2∶1，该性状不一定是由一对等位基因控制，D错误。]
3．(2020·海南等级考)直翅果蝇经紫外线照射后出现一种突变体，表型为翻翅，已知直翅和翻翅这对相对性状完全显性，其控制基因位于常染色体上，且翻翅基因纯合致死(胚胎期)。选择翻翅个体进行交配，F1中翻翅和直翅个体的数量比为2∶1。下列有关叙述错误的是(　　)
A．紫外线照射使果蝇的直翅基因结构发生了改变
B．果蝇的翻翅对直翅为显性
C．F1中翻翅基因频率为1/3
D．F1果蝇自由交配，F2中直翅个体所占比例为4/9
D　[紫外线照射使果蝇基因结构发生了改变，产生了新的等位基因，A正确；由分析知，翻翅为显性基因，B正确；F1中Aa占2/3，aa占1/3，A的基因频率为2/3÷(2/3×2＋1/3×2)＝1/3，C正确；F1中Aa占2/3，aa占1/3，则产生A配子的概率为2/3×1/2＝1/3，a配子的概率为2/3，F2中aa为2/3×2/3＝4/9，Aa为1/3×2/3×2＝4/9，AA为1/3×1/3＝1/9(死亡)，因此直翅所占比例为1/2，D错误。]
4．(2021·全国甲卷)植物的性状有的由1对基因控制，有的由多对基因控制。一种二倍体甜瓜的叶形有缺刻叶和全缘叶，果皮有齿皮和网皮。为了研究叶形和果皮这两个性状的遗传特点，某小组用基因型不同的甲乙丙丁4种甜瓜种子进行实验，其中甲和丙种植后均表现为缺刻叶网皮。杂交实验及结果见下表(实验②中F1自交得F2)。
实验 亲本 F1 F2
① 甲×乙 1/4缺刻叶齿皮1/4缺刻叶网皮1/4全缘叶齿皮1/4全缘叶网皮 /
② 丙×丁 缺刻叶齿皮 9/16缺刻叶齿皮3/16缺刻叶网皮3/16全缘叶齿皮1/16全缘叶网皮
回答下列问题：
(1)根据实验①可判断这2对相对性状的遗传均符合分离定律，判断的依据是___________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
根据实验②，可判断这2对相对性状中的显性性状是______________。
(2)甲乙丙丁中属于杂合体的是________。
(3)实验②的F2中纯合体所占的比例为________。
(4)假如实验②的F2中缺刻叶齿皮∶缺刻叶网皮∶全缘叶齿皮∶全缘叶网皮不是9∶3∶3∶1，而是45∶15∶3∶1，则叶形和果皮这两个性状中由1对等位基因控制的是________，判断的依据是__________________________________
__________________________________________________________________。
[解析]　(1)实验①中F1表现为1/4缺刻叶齿皮，1/4缺刻叶网皮，1/4全缘叶齿皮，1/4全缘叶网皮，分别统计两对相对性状，缺刻叶∶全缘叶＝1∶1，齿皮∶网皮＝1∶1，每对相对性状结果都符合测交的结果，说明这2对相对性状的遗传均符合分离定律；根据实验②，F1全为缺刻叶齿皮，F2出现全缘叶和网皮，可以推测缺刻叶对全缘叶为显性，齿皮对网皮为显性。
(2)假设叶形相关基因用A、a表示，果皮相关基因用B、b表示。根据已知条件，甲乙丙丁的基因型不同，其中甲和丙种植后均表现为缺刻叶网皮，实验①杂交的F1结果类似于测交，实验②的F2出现9∶3∶3∶1，则F1的基因型为AaBb，综合推知，甲的基因型为Aabb，乙的基因型为aaBb，丙的基因型为AAbb，丁的基因型为aaBB，甲乙丙丁中属于杂合体的是甲和乙。
(3)实验②的F2中纯合体基因型为1/16AABB，1/16AAbb，1/16aaBB，1/16aabb，所有纯合体占的比例为1/4。
(4)假如实验②的F2中缺刻叶齿皮∶缺刻叶网皮∶全缘叶齿皮∶全缘叶网皮＝45∶15∶3∶1，分别统计两对相对性状，缺刻叶∶全缘叶＝60∶4＝15∶1，可推知叶形受两对等位基因控制，齿皮∶网皮＝48∶16＝3∶1，可推知果皮受一对等位基因控制。
[答案]　(1)基因型不同的两个亲本杂交，F1分别统计，缺刻叶∶全缘叶＝1∶1，齿皮∶网皮＝1∶1，每对相对性状结果都符合测交的结果，说明这2对相对性状的遗传均符合分离定律　缺刻叶和齿皮　(2)甲和乙　(3)1/4　(4)果皮　F2中齿皮∶网皮＝48∶16＝3∶1，说明受一对等位基因控制
5．(2021·河北选择性考试)我国科学家利用栽培稻(H)与野生稻(D)为亲本，通过杂交育种方法并辅以分子检测技术，选育出了L12和L7两个水稻新品系。L12的12号染色体上带有D的染色体片段(含有耐缺氮基因TD)，L7的7号染色体上带有D的染色体片段(含有基因SD)，两个品系的其他染色体均来自H(图1)。H的12号和7号染色体相应片段上分别含有基因TH和SH。现将两个品系分别与H杂交，利用分子检测技术对实验一亲本及部分F2的TD/TH基因进行检测，对实验二亲本及部分F2的SD/SH基因进行检测，检测结果以带型表示(图2)。
图1
图2
图3
回答下列问题：
(1)为建立水稻基因组数据库，科学家完成了水稻____________条染色体的DNA测序。
(2)实验一F2中基因型TDTD对应的是带型________。理论上，F2中产生带型Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的个体数量比为________。
(3)实验二F2中产生带型α、β和γ的个体数量分别为12、120和108，表示F2群体的基因型比例偏离________定律。进一步研究发现，F1的雌配子均正常，但部分花粉无活性。已知只有一种基因型的花粉异常，推测无活性的花粉带有________(填“SD”或“SH”)基因。
(4)以L7和L12为材料，选育同时带有来自D的7号和12号染色体片段的纯合品系X(图3)。主要实验步骤包括：①________________________________；
②对最终获得的所有植株进行分子检测，同时具有带型________的植株即为目的植株。
(5)利用X和H杂交得到F1，若F1产生的无活性花粉所占比例与实验二结果相同，雌配子均有活性，则F2中与X基因型相同的个体所占比例为________。
[解析]　(1)由题图1可知，水稻体细胞中有12对同源染色体，且水稻为雌雄同株，没有性染色体与常染色体之分因此，为建立水稻基因组数据库，需要完成水稻12条染色体的DNA测序。(2)由题图2可知，实验一F2中带型Ⅲ与L12相同，因此，带型Ⅲ的基因型也是TDTD。L12的基因型是TDTD，H的基因型是THTH。两者杂交产生的F1的基因型是TDTH，F1自交产生的F2的基因型及其比例为TDTD∶TDTH∶THTH＝1∶2∶1，带型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的基因型分别为THTH、TDTH、TDTD，因此，带型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的个体数量比为1∶2∶1。(3)由题图2可知，实验二F2中带型α与L7相同，α、β、γ带型对应的基因型分别为SDSD、SDSH、SHSH，说明该相对性状由一对等位基因控制，三者的数量比为1∶10∶9，因此F2群体的基因型比例偏离分离定律。由于F1的雌配子均正常，有且只有一种基因型的花粉部分无活性，统计F2中不同基因型个体比例可知，SD和SH的花粉比例是1∶9，因此推测无活性的花粉带有SD基因。(4)根据题图3可知，以L7和L12为材料选育的品系X的基因型为SDSDTDTD，因此实验步骤为先让L7和L12杂交得到F1，再让F1自交得到F2，对最终获得的所有植株进行分子检测，同时具有带型α和Ⅲ的植株即为目的植株。(5)X植株的基因型为SDSDTDTD，H植株的基因型为SHSHTHTH，两者杂交所得F1的基因型为SDSHTDTH，因为含SD的花粉90%败育，即含SDTD的有活力花粉数量占总花粉的，含SDTD的雌配子的占比为，因此F1自交，F2中基因型为SDSDTDTD的个体所占比例为。
[答案]　(1)12　(2)Ⅲ　1∶2∶1　(3)分离　SD　(4)①以L7和L12作亲本，进行杂交，得到F1，再让F1自交得到F2　②Ⅲ和α　(5)
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