第1章 遗传因子的发现
第十六课时
1.孟德尔遗传实验的科学方法 2.基因的分离定律
夯
实
基
础 【P65】
考点一 一对相对性状的杂交实验
【回扣教材】
1.常用符号及含义
符号
P
__F1__
F2
__ __
__×__
__♀__
♂
含义
亲代
子一代
子二代
自交
杂交
母本
__父本__
2.实验材料:__豌豆__。
3.实验步骤:__花蕾期人工去雄__→套袋隔离→人工授粉→__再套袋隔离__。
4.实验结果:高茎豌豆在杂交中无论是做母本(正交)还是做父本(反交),F1都是__高茎__,F2出现__3∶1__的性状分离比。
思考感悟:如果孟德尔在实验中只得到4株F2植株,那么这些F2植株中一定是3株高茎∶1株矮茎吗?__不一定,可以是3高1矮,也可以是4高、2高2矮、1高3矮、4矮__。
【命题角度分析】
角度一 考查豌豆一对相对性状的杂交实验
【例1】下列有关孟德尔一对相对性状杂交实验的说法中,不正确的是(A)
A.豌豆是自花受粉,实验过程免去了人工授粉的麻烦
B.解释实验现象提出的“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,则测交后代出现两种表现型,且比例接近
D.检测假设阶段完成的实验是让子一代与隐性纯合子杂交
【解析】杂交实验过程中需要进行人工授粉,A错误;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,B正确;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现型,且比例接近,C正确;检测假设阶段完成的实验是:让子一代与隐性纯合体杂交,即用测交检测,D正确。
【例2】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选项中,当非甜和甜玉米都是纯合子时,不能判断显隐性关系;B选项中,当其中有一个植株是杂合子时,不能判断显隐性关系;C选项中,非甜与甜玉米杂交,若后代只出现一种性状,则该性状为显性性状;若出现两种性状,则说明非甜和甜玉米中有一个是杂合子,有一个是隐性纯合子,此时非甜玉米自交,若出现性状分离,则说明非甜是显性性状;若没有出现性状分离,则说明非甜玉米是隐性纯合子。D选项中,若后代有两种性状,则不能判断显隐性关系。
角度二 考查各种交配方式的应用
【例3】若用玉米为实验材料,验证孟德尔分离定律,下列因素对得出正确实验结论,影响最小的是(A)
A.所选实验材料是否为纯合子
B.所选相对性状的显隐性是否易于区分
C.所选相对性状是否受一对等位基因控制
D.是否严格遵守实验操作流程和统计分析方法
【解析】孟德尔分离定律的本质是杂合子在减数分裂时,位于一对同源染色体上的一对等位基因分离,进入不同的配子中去,独立地遗传给后代。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。杂交的两个个体如果都是纯合子,验证孟德尔分离定律的方法是杂交再测交或杂交再自交,子二代出现1∶1或3∶1的性状分离比;如果不都是或者都不是纯合子可以用杂交的方法来验证,A正确;显隐性不容易区分容易导致统计错误,影响实验结果,B错误;所选相对性状必须受一对等位基因的控制,如果受两对或多对等位基因控制,则可能符合自由组合定律,C错误;不遵守操作流程和统计方法,实验结果很难说准确,D错误。
【例4】有些植物的花为两性花(即一朵花中既有雄蕊,也有雌蕊),有些植物的花为单性花(即一朵花中只有雄蕊或雌蕊)。下列有关植物杂交育种的说法中,正确的是(C)
A.对两性花的植物进行杂交需要对父本进行去雄
B.对单性花的植物进行杂交的基本操作程序是去雄→套袋→授粉→套袋
C.无论是两性花植物还是单性花植物,在杂交过程中都需要套袋
D.提供花粉的植株称为母本
【解析】对两性花的植物进行杂交需要对母本进行去雄;对单性花的植物进行杂交的基本操作程序是套袋→授粉→套袋;无论是两性花植物还是单性花植物,在杂交过程中都需要套袋,其目的是避免外来花粉的干扰;提供花粉的植株称为父本,接受花粉的植株称为母本。
角度三 考查假说演绎法
【例5】水稻中非糯性(W)对糯性(w)为显性,非糯性品系所含淀粉遇碘呈蓝黑色,糯性品系所含淀粉遇碘呈红褐色。下面是对纯种的非糯性与糯性水稻的杂交后代进行观察的结果,其中能直接证明孟德尔的基因分离定律的一项是(C)
A.杂交后亲本植株上结出的种子(F1)遇碘全部呈蓝黑色
B.F1自交后结出的种子(F2)遇碘后,3/4呈蓝黑色,1/4呈红褐色
C.F1产生的花粉遇碘后,一半呈蓝黑色,一半呈红褐色
D.F1测交所结出的种子遇碘后,一半呈蓝黑色,一半呈红褐色
【解析】基因分离定律的实质:杂合子减数分裂形成配子时,等位基因分离,分别进入两个配子中去,独立地随配子遗传给后代,由此可知,分离定律的直接体现是等位基因分别进入两个配子中去。
【知识拓展】
1.几种交配类型的比较
交配
方式
含 义
作 用
杂交
①植物的异株异花受粉
②动物不同个体间的交配
③基因型不同的个体间的交配
①将不同优良性状集中到一起,得到新品种
②显隐性性状判断
自交
①植物的自花(或同株)受粉
②基因型相同的个体间的交配(可看作自交)
①可不断提高种群中纯合子的比例
②可用于植物纯合子、杂合子的鉴定
测交
F1与隐性纯合子相交,从而测定F1的基因组成
①验证遗传基本规律理论解释的正确性
②高等动物纯合子、杂合子的鉴定
正交与
反交
相对而言的,正交中父方和母方分别是反交中母方和父方
可检验是细胞核遗传还是细胞质遗传
2.遗传因子、性状等概念间的相互关系
①隐性性状不是不能表现出来,而是指F1中未能表现出来,但在F2中可表现出来。
②理解相对性状要抓住“两个相同”和“一个不同”。“两个相同”是同种生物、同一性状;“一个不同”是不同表现类型。如豌豆(同种生物)的高茎和矮茎(高度这一性状的不同表现类型)。
【随堂练习】
1.某二倍体植物中,抗病和感病这对相对性状由一对等位基因控制,要确定这对性状的显隐性关系,应该选用的杂交组合是(C)
A.抗病株×感病株
B.抗病纯合子×感病纯合子
C.抗病株×抗病株,或感病株×感病株
D.抗病纯合子×抗病纯合子,或感病纯合子×感病纯合子
【解析】判断性状的显隐性关系的方法有:1.定义法——具有相对性状的纯合个体进行正反交,子代表现出来的性状就是显性性状,对应的为隐性性状;2.相同性状的雌雄个体间杂交,子代出现不同于亲代的性状,该子代的性状为隐性,亲代性状为显性。故选C。
2.下列有关一对相对性状的杂交实验,说法正确的是(B)
A.测交也可用F1与显性纯合子杂交进行
B.具有一对相对性状的两亲本杂交,后代只表现出一种亲本性状,该性状为显性性状
C.杂种后代中只显现出显性性状的现象,叫做性状分离
D.若杂交后代出现性状分离,则一定符合3∶1的分离比
【解析】在测交时,若用F1与显性纯合子杂交,会出现F1中隐性遗传因子与显性遗传因子组合的情况。导致F1中隐性遗传因子不能在其测交后代中表达,无法推知F1的遗传因子组成,A项错误;具有一对相对性状的两个纯合子进行杂交,无论正交还是反交,子代只表现出一种亲本性状,子代所表现出来的性状就是显性性状,B项正确;杂种后代中同时现出显性性状和隐性性状的现象,叫做性状分离,C项错误;杂交后代若出现性状分离,理论上应出现3∶1的分离比,但由于统计数目的限制,实际并不一定是3∶1,D项错误。
考点二 对分离现象的解释
【回扣教材】
1.生物的性状是由__遗传因子__决定的。体细胞中遗传因子__成对__存在。
2.形成配子时,__等位基因__彼此分离,分别进入__不同__的配子中。
3.受精时,雌雄配子的结合是__随机的__。
4.遗传图解(如下图)。
即F2遗传因子组成及比例为:__DD∶Dd∶dd=1∶2∶1__,F2性状表现及比例为:__高茎∶矮茎=3∶1__。
【命题角度分析】
角度一 考查性状分离比的模拟实验
【例6】甲、乙两位同学分别用小球做遗传规律模拟实验。甲同学每次分别从Ⅰ、Ⅱ小桶中随机抓取一个小球并记录字母组合;乙同学每次分别从Ⅲ、Ⅳ小桶中随机抓取一个小球并记录字母组合。将抓取的小球分别放回原来小桶后,再多次重复。分析下列叙述,正确的是(D)
A.乙同学的实验只模拟了遗传因子的分离和配子随机结合的过程
B.实验中每只小桶内两种小球的数量和小球总数都必须相等
C.甲同学的实验可模拟非同源染色体上非等位基因自由组合的过程
D.甲、乙重复100次实验后,Dd和AB组合的概率约为1/2和1/4
【解析】根据统计学的原理,重复越多,结果越准确。故选D。
角度二 考查性状分离的概念和应用
【例7】下列现象中未体现性状分离的是(D)
A.F1的高茎豌豆自交,后代中既有高茎豌豆,又有矮茎豌豆
B.F1的短毛雌兔与短毛雄兔交配,后代中既有短毛兔,又有长毛兔
C.花斑色茉莉花自交,后代中出现绿色、花斑色和白色三种茉莉花
D.黑色长毛兔与白色长毛兔交配,后代只出现黑色长毛兔
【解析】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。A、B、C三项均体现出“相同性状”亲本杂交,子代同时出现显性性状和隐性性状的“性状分离”现象。
【随堂练习】
1.阳阳做了性状分离比的模拟实验:在2个小桶内各装入20个等大的方形积木(红色、蓝色各10个,分别代表“配子”D、d)。分别从两桶内随机抓取1个积木并记录,直至抓完桶内积木。结果DD∶Dd∶dd=12∶6∶2,他感到失望。下列给他的建议和理由中不合理的是(D)
A.把方形积木改换为质地、大小相同的小球,以便充分混合,避免人为误差
B.每次抓取后,应将抓取的配子放回原桶,保证每种配子被抓取的概率相等
C.重复抓50~100次,保证实验统计样本数目足够大
D.将某桶内的2种配子各减少到一半,因为卵细胞的数量比精子数量少
【解析】在性状分离比的模拟实验中,该学生抓取的结果不符合1∶2∶1是因为其抓取的次数太少等原因。D项中将某小桶中的配子减少一半不对。
2.现有两瓶世代连续的果蝇,甲瓶中的个体全为灰身,乙瓶中的个体既有灰身也有黑身。让乙瓶中的全部灰身果蝇与异性黑身果蝇交配,若后代都不出现性状分离则可以认为(D)
A.甲瓶中果蝇为乙瓶中果蝇的亲本,乙瓶中灰身果蝇为杂合子
B.甲瓶中果蝇为乙瓶中果蝇的亲本,乙瓶中灰身果蝇为纯合子
C.乙瓶中果蝇为甲瓶中果蝇的亲本,乙瓶中灰身果蝇为杂合子
D.乙瓶中果蝇为甲瓶中果蝇的亲本,乙瓶中灰身果蝇为纯合子
【解析】“乙瓶中的全部灰身个体与异性的黑身个体交配,若后代只表现为灰身”这句话是解答本题的突破口,说明灰身对黑身为显性,且乙瓶中的灰身为显性纯和体(BB),乙瓶中的黑身为隐性纯合体(bb)。甲瓶中的个体全为灰身,如甲是亲代,不会出现乙瓶中的子代。因为甲若是BB,乙瓶中不可能有黑身个体,若甲是Bb,则乙瓶中应有Bb的个体。所以,不可能是甲为亲代,乙为子代;如乙是亲代,既BB×bb,甲为子代,则为Bb灰身,这是符合题意的。
考点三 基因的分离定律的实质及其应用
【回扣教材】
1.基因的分离定律
(1)研究对象:位于__一对__同源染色体上的一对__等位基因__。
(2)发生时间:__减数第一次分裂后期__。
(3)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。如下图所示:
(4)适用范围:①__一__对相对性状的遗传;②__细胞核内染色体__上的基因;③进行__有性生殖__的真核生物。
2.分离定律的验证
(1)自交法
(2)测交法
3.基因分离定律在实践上的应用
(1)指导杂交育种
第一步:按照育种的目标,选配亲本进行杂交;
第二步:根据性状的表现选择符合需要的杂种类型;
第三步:有目的地选育,培养出稳定遗传的新品种:如果优良性状是隐性的,可直接在F2代中选种培育;如果优良性状是显性的,则必须从F2代起连续自交,选择若干代(一般需6代),直至几乎不再发生性状分离为止。
(2)在医学实践中的应用
分析单基因遗传病的基因型和发病概率。
【命题角度分析】
角度一 考查基因分离定律的概率计算
【例8】具有完全显性的一对等位基因的杂合子亲本自交,将子一代的显性个体与隐性个体相互交配,得到子二代,再将子二代中的显性个体与隐性个体相互交配,得到子三代,则子三代中的杂合子占子三代的比例是(C)
A.2/3
B.1/4
C.1/2
D.1/3
【解析】子一代显性个体1/3AA,2/3Aa,隐性个体为aa,子二代有2/3Aa,1/3aa,子三代有1/2aa,1/2Aa。
角度二 考查基因分离定律的应用
【例9】紫罗兰花瓣形态的单瓣和重瓣是由一对等位基因(B、b)控制的相对性状,自然界中紫罗兰大多为单瓣花,偶见更美丽的重瓣花。研究人员做了如下研究:
让单瓣紫罗兰自交得F1,再从F1中选择单瓣紫罗兰继续自交得F2,如此自交多代,发现每一代中总会出现约50%的单瓣紫罗兰和50%重瓣紫罗兰,所有的重瓣紫罗兰都不育(雌、雄蕊发育不完善)。过程如图所示:
(1)根据上述实验结果推测:紫罗兰花瓣单瓣和重瓣的遗传遵循__基因分离__定律,__单瓣__为显性性状。
(2)取上面实验中F1的单瓣紫罗兰花粉进行离体培养,获得单倍体幼苗,继续用秋水仙素处理,获得植株只表现为重瓣,说明:亲代单瓣紫罗兰中含有__B(或显性)__基因的花粉不育,而含有__b(或隐性)__基因的花粉可育。
(3)研究发现,引起某种配子不育是由于等位基因(B、b)所在的染色体发生部分缺失造成的(B基因和b基因不缺失)。
①综合上述实验推断:染色体缺失的__雌__配子可育,而染色体缺失的__雄__配子不育。
②若B、b表示基因位于正常染色体上,B-、b-表示该基因所在染色体发生部分缺失,F1单瓣紫罗兰产生的雌配子基因型及其比例是__B-∶b=1∶1__,产生的雄配子基因型及其比例是__只有b一种配子__。
(4)现有基因型分别为BB、Bb、bb、B-b、bb-等5种紫罗兰,欲通过实验进一步验证(3)中的推断,需选择基因型为__B-b和Bb__的亲本组合进行__正交和反交__实验。
【解析】(1)根据题干信息:“紫罗兰花瓣形态的单瓣和重瓣是由一对等对基因(B、b)控制的相对性状”,则遗传时遵循基因分离定律,再根据图文信息单瓣紫罗兰自交得F1中出现性状分离,说明单瓣为显性性状。
(2)F1的单瓣紫罗兰自交后代出现性状分离,说明其基因型为Bb,取花粉进行单倍体育种,理论上获得植株BB∶bb=1∶1,但题干中只表现为重瓣(bb),说明亲代单瓣紫罗兰中含有B基因的花粉不育,而基因b的花粉可育。
(3)引起某种配子不育是由于等位基因(B、b)所在的染色体发生部分缺失造成的(B基因和b基因不缺失)。根据花药离体培养实验,B基因的花粉不育,又根据题干单瓣紫罗兰自交多代,发现每一代中总会出现约50%的单瓣紫罗兰和50%重瓣紫罗兰,所以可以推断单瓣紫罗兰产生了可正常发育的B基因的雌配子和b基因的雌配子,且二者的比例为1∶1,综合上述实验推断,染色体缺失的雌配子可育,而染色体缺失的花粉不育,根据F1的单瓣紫罗兰花粉进行离体培养,获得单倍体幼苗,获得植株只表现为重瓣,可以判断b基因所在的染色体无缺失,B基因在缺失的染色体上,染色体的缺失对产生的雌配子无影响,所以配子基因型及比例是B-∶b=1∶1,产生的雄配子只有b基因的雄配子,因为B基因在缺失的染色体,产生的雄配子不育。
(4)基因型分别为BB、Bb、bb、B-b、bb-等5种紫罗兰,要通过实验验证(3)中推断,选用的亲本中要有染色体部分缺失的亲本,同时染色体缺失对雌雄配子的育性影响不同,这样正反交结果不同,从而验证(3)中的推断。
【知识拓展】
涉及基因分离定律的概率计算
1.用分离比直接计算
如人类白化病遗传:Aa×Aa→1AA∶2Aa∶1aa,则杂合双亲生正常孩子的概率是3/4,生白化病孩子的概率为1/4,正常孩子中,杂合子的概率为2/3。
2.用配子的概率计算
(1)方法:先算出亲本产生几种配子,求出每种配子产生的概率,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、a配子的概率各是1/2,母方产生A、a配子的概率也各是1/2,因此再生一个白化病(aa)孩子的概率为1/2×1/2=1/4。
3.杂合子自交n代后,纯合子与杂合子所占比例的计算
当杂合子(Aa)自交n代后,后代中的杂合子(Aa)所占比例为,纯合子(AA+aa)所占比例为1-,其中AA、aa所占比例分别为(1-)×。当n无限大时,纯合子概率接近100%。这就是自花传粉植物(如豌豆)在自然情况下一般为纯合子的原因。如图曲线表示随着自交代数的变化,纯合子、杂合子所占比例的变化。
应用指南:在育种过程中,选育符合人们要求的显性个体,可进行连续自交,并淘汰隐性个体,直到性状不再发生分离为止,即可留种推广使用。但并非所有的杂交育种都需连续自交,若优良性状为隐性性状,只要出现即可稳定遗传。
若待测个体亲本A为雄性动物,应注意与多个隐性雌性个体交配,以便产生更多的个体,使结果更有说服力。
【随堂练习】
1.将具有一对等位基因的杂合子,连续自交3次,在F3代中纯合子的比例为(B)
A.1/8
B.7/8
C.7/16
D.9/16
【解析】杂合体Aa连续自交n代,杂合体的比例为(1/2)n,纯合体的比例是1-(1/2)n。将具有一对等位基因的杂合体,其基因型为Aa,逐代自交3次,在F3中纯合体比例为1-(1/2)3=7/8,即在F3代中显性纯合子与隐性纯合子的和的比例为7/8。
2.通过饲养灰鼠和白鼠(基因型未知)的实验,得到实验结果见下表,如果杂交Ⅳ中灰色雌鼠和杂交Ⅱ中的灰色雄鼠杂交,结果最可能是(A)
亲 本
后 代
杂交
雌
×
雄
灰色
白色
Ⅰ
灰色
×
白色
82
78
Ⅱ
灰色
×
灰色
118
39
Ⅲ
白色
×
白色
0
50
Ⅳ
灰色
×
白色
74
0
A.都是灰色
B.都是白色
C.1/2是灰色
D.1/4是白色
【解析】杂交Ⅱ中的灰色雄鼠和灰色雌鼠杂交,子代灰色∶白色=118∶39=3∶1,故灰色为显性性状,假设灰色基因为A,则杂交Ⅱ亲本都是Aa。杂交Ⅳ灰色雌鼠和白色雄鼠杂交,子代都是灰色,故Ⅳ灰色雌鼠为AA,白色雄鼠为aa。如果杂交Ⅳ中灰色雌鼠(AA)和杂交Ⅱ中的灰色雄鼠(Aa)杂交,子代为A_,都是灰色,A正确。
考
点
集
训 【P237】
课时练习十六
一、选择题(每小题只有一个正确选项)
1.假说—演绎法是现代科学研究中常用的一种科学方法,下列属于孟德尔在发现分离定律时的“演绎”过程是(C)
A.生物的性状是由遗传因子决定的
B.由F2中出现的分离比推测,生物体产生配子时,成对的遗传因子彼此分离
C.若F1产生配子时的遗传因子分离,则测交后代的两种性状比接近1∶1
D.遗传因子在体细胞中成对存在,在配子中只存在每对遗传因子中的1个
【解析】生物的性状是由遗传因子决定的,由F2中出现的分离比推测,生物体产生配子时,成对的遗传因子彼此分离,均属于假说的内容,A、B项错误;如果假说内容正确,那么F1产生配子时的遗传因子分离,则测交后代的两种性状比接近1∶1,这是依据假说内容进行的演绎推理过程,C项正确;D项属于假说内容,D项错误。
2.一对新婚夫妇,表现型完全正常,丈夫有一个患白化病(常染色体隐性遗传病)的弟弟,妻子有一个患白化病的姐姐。理论上该夫妇的孩子患白化病的概率不可能是(C)
A.1/4
B.1/6
C.1/8
D.1/9
【解析】设白化病由基因a控制,根据题意可知,①如果丈夫和妻子的父母都是一个表现型正常(由于有患病后代出现,所以基因型是Aa),一个患白化病(基因型为aa),则这对夫妻的基因型均为Aa,他们的孩子患白化病的概率是1/4;②如果这对夫妻中有一方是①情况,即这一方基因型为Aa,另一方的父母表现型均正常(由于有患病后代出现,所以基因型均为Aa),则另一方(表现型正常)的基因型可能是1/3AA或2/3Aa,只有这对夫妻基因型均为Aa时后代中才会出现白化病患者,所以他们的孩子患白化病的概率是1/4×2/3=1/6;③如果这对夫妻的父母均表现型正常(由于有患病后代出现,所以基因型均为Aa),则他们(表现型正常)的基因型均可能是1/3AA或2/3Aa,而只有这对夫妻基因型均为Aa时后代中才会出现白化病患者,所以他们的孩子患白化病的概率是1/4×2/3×2/3=1/9。综上所述,理论上该夫妇的孩子患白化病的概率可能是1/4、1/6、1/9,故A、B、D项均可能出现,只有C项不可能出现。
3.马的黑色与棕色是一对相对性状,现有黑色马与棕色马交配的不同组合及结果如下:
①黑×棕→1匹黑 ②黑×黑→2匹黑
③棕×棕→3匹棕 ④黑×棕→1匹黑+1匹棕
根据上面的结果,下列说法正确的是(D)
A.黑色是显性性状,棕色是隐性性状
B.棕色是显性性状,黑色是隐性性状
C.交配的不同组合中的黑马和棕马肯定都是纯合子
D.无法判断显隐性,也无法判断哪种马是纯合子
【解析】黑×棕→1匹黑,有很大的偶然性,不能确定黑色是显性性状,棕色是隐性性状,A错误;四种不同杂交组合都无法确定棕色是显性性状,黑色是隐性性状,B错误;黑×棕→1匹黑+1匹棕的杂交组合中,肯定有杂合体,C错误;由于后代数目少,具有偶然性,所以无法判断显隐性,也无法判断哪种马是纯合子,D正确。
4.已知一批基因型为AA和Aa的豌豆种子,其数目之比为1∶2,将这批种子种下,自然状态下(假设结实率相同)其子一代基因型为AA、Aa、aa的个体数之比为(A)
A.3∶2∶1
B.1∶2∶1
C.3∶5∶1
D.4∶4∶1
【解析】因豌豆是自花传粉,闭花受粉,则1/3AA自交子一代为1/3AA,2/3Aa自交子一代为2/3(1/4AA、1/2Aa、1/4aa),即(1/3+2/3×1/4)AA,2/3×1/2Aa,2/3×1/4aa,其三者AA、Aa、aa的子一代个体数比为3∶2∶1,所以A正确。
5.大约在70个表现正常的人中有一个含白化基因的杂合子。一个双亲正常但有白化病弟弟的正常女子,与一无亲缘关系的正常男子婚配。问她所生的孩子患白化病的概率是多少(C)
A.1/140
B.1/280
C.1/420
D.1/560
【解析】白化病是常染色体隐性遗传病,设致病基因为a,则有白化病弟弟的正常女子的双亲的基因型均为Aa,进而推出这个正常女子的基因型为1/3AA或2/3Aa,她与一无亲缘关系的正常男人婚配,因该正常男子的基因型为1/70Aa,所以她所生的孩子患白化病(aa)的概率是:2/3×1/70×1/4aa=1/420aa,C项正确。
6.血型的鉴定可以作为亲子鉴定的方法之一。某夫妇均为ABO血型系统,这种血型由基因IA、IB、i控制,这三个基因互为等位基因。已知血型及与血型对应的基因型关系如下表所示。该夫妇基因型分别为IAi和IAIB,则下列血型的小孩一定不是该夫妇所生的是(D)
血型
基因型
A
IAIA、IAi
B
IBIB、IBi
AB
IAIB
O
ii
A.A型
B.B型
C.AB型
D.O型
7.菜豆是自花传粉植物。其花色中有色对无色为显性。一株杂合有色花菜豆(Cc)生活在海岛上,如果海岛上没有其他菜豆植株存在,且菜豆为一年生植物,则第四年时,海岛上开有色花菜豆植株和开无色花菜豆植株的比例是(C)
A.3∶1
B.15∶7
C.9∶7
D.15∶9
【解析】自花传粉说明自然情况下只能自交,Cc在自交3年后杂合子占1/8,而剩余的7/8中有一半是显性纯合子,一半是隐性纯合子,即7/16,故有色花占2+7=9,隐性占7分,故是9∶7,故C正确。
8.某病是常染色体显性基因B控制,但B基因只在男性身上表现。一个正常男人与一个其父正常的正常女人结婚,生下的男孩长大以后表现为该病。这个女人的基因型是(B)
A.BB或Bb
B.Bb
C.bb
D.BB
【解析】由题意可知男人中只有bb正常,这个女人的父亲基因型是bb,该女人与bb的男人结婚生下一个该病的男孩,该男孩是Bb,这个B只能来自该女人,该女人的父亲一定会给其一个b基因,故该女人的基因型是Bb,故选B。
9.孟德尔对于遗传学的重要贡献之一是利用设计巧妙的实验否定了融合遗传方式。为了验证孟德尔遗传方式的正确性,有人用一株开红花的烟草和一株开白花的烟草作为亲本进行实验。在下列预期结果中,支持孟德尔遗传方式且否定了融合遗传方式的是(C)
A.红花亲本与白花亲本杂交的F1全为红花
B.红花亲本与白花亲本杂交的F1全为粉红花
C.红花亲本与白花亲本杂交的F2按照一定比例出现花色分离
D.红花亲本自交,子代全为红花;白花亲本自交,子代全为白花
【解析】孟德尔认为遗传因子就像一个个独立的颗粒,既不会相互融合,也不会在传递中消失。支持该假说的主要现象是F1杂合子自交后代出现性状分离现象,A、B、D中均未出现性状分离。
10.在一个随机交配的种群中,经调查发现控制某性状的基因型只有两种:AA基因型的频率为40%,Aa基因型的频率为60%,aa基因型(致死型)的频率为0,那么随机交配繁殖一代后,AA基因型的个体占(A)
A.49/91
B.49/100
C.11/20
D.11/17
【解析】AA基因型的频率为40%,Aa基因型的频率为60%,推知A的基因频率=70%,a的基因频率=30%,随机交配,依据遗传平衡公式可知,AA=70%×70%=49%,Aa=2×70%×30%=42%,aa=30%×30%=9%,aa基因型死亡,所以AA占49%/(49%+42%)=49/91,A项正确。
二、非选择题
11.观赏植物藏报春是一种多年生草本植物,两性花、异花传粉。在温度为20~25
℃的条件下,红色(A)对白色(a)为显性,基因型AA和Aa为红花,基因型aa为白花,若将开红花的藏报春移到30
℃的环境中,基因型AA、Aa、aa都开白花。试回答:
(1)根据基因型为AA的藏报春在不同温度下表现型不同,说明__生物的表现型是基因型与环境共同作用的结果(或环境影响基因的表达)__,温度对藏报春花的颜色的影响最可能是由于温度影响了__酶的活性__。
(2)现有一株开白花的藏报春,如何判断它的基因型?
①在人工控制的20~25
℃温度条件下种植藏报春,选取开白花的植株作亲本甲。
②在花蕾期,去除待鉴定的白花藏报春(亲本乙)的雄蕊,并套纸袋。
③待亲本乙的雌蕊成熟后,__取亲本甲的花粉授给亲本乙__,并套袋。
④取亲本乙所结的种子,并在__20~25__℃__温度下种植,观察__花的颜色__。
⑤结果预期:若杂交后代都开白花,则鉴定藏报春的基因型为__aa__;若杂交后代__都开红花__,则待鉴定藏报春的基因型为AA;若杂交后代既有红花,又有白花,则待鉴定藏报春的基因型为__Aa__。
【解析】(1)基因型为AA和Aa的藏报春在不同温度下表现型不同,说明生物的表现型是基因型和环境共同作用的结果。温度对藏报春花的颜色的影响最可能是由于温度影响了酶的活性。
(2)该实验的目的是探究一株开白花的藏报春的基因型是AA、Aa还是aa,可让其与基因型为aa的藏报春杂交,在20~25
℃条件下培养,如果后代均为红花植物,说明该植株的基因型是AA;如果都开白花,说明该植株的基因型是aa;如果既有开白花的,也有开红花的,说明该植株的基因型是Aa。③在植物的杂交实验中,去雄的亲本乙作为母本,待其雌蕊成熟后,需要授以亲本甲(父本)的花粉,套袋是为了排除自然受粉对实验结果的影响。④该实验的培养温度应为20~25
℃,排除温度对实验结果的影响;观察的指标是花的颜色。⑤实验的预期结果有三种:一是杂交后代只开白花,说明鉴定藏报春的基因型为aa;二是杂交后代只开红花,说明鉴定藏报春的基因型为AA;三是杂交后代既有红花,又有白花,说明待鉴定藏报春的基因型为Aa。
12.母性效应是指子代某一性状的表现型由母体的核基因型决定,而不受本身基因型的支配。椎实螺是一种雌雄同体的软体动物,一般通过异体受精繁殖,但若单独饲养,也可以进行自体受精,其螺壳的旋转方向有左旋和右旋的区分,旋
转方向符合母性效应,如右图所示。现有右旋椎实螺和左旋椎实螺若干,回答下列问题:
(1)右旋椎实螺基因型有dd或Dd或DD,左旋椎实螺基因型有__dd或Dd__。
(2)现有一左旋椎实螺,若要判断其是否是纯合子,某同学选此左旋椎实螺作为__母本__(填“父本”或“母本”),与另一具有相对性状的个体进行交配;若后代__是左旋螺__,则说明左旋椎实螺是纯合子;若后代__是右旋螺__,则说明左旋椎实螺是杂合子。
(3)图示F1自交后代F2全都表现为“右旋螺”,此现象__符合__(填“符合”或“不符合”)孟德尔遗传定律。如何再进一步做实验加以验证?(请简单说明)__让F2自交,后代中右旋螺∶左旋螺=3∶1__。
【解析】(1)左旋椎实螺的母本的基因型一定是dd,故左旋椎实螺基因型有dd或Dd,而不可能是DD;(2)子代的表现型是由母体的核基因型决定,要判断左旋椎实螺是否是纯合子,即判断左旋椎实螺的基因型是dd还是Dd,因此应选左旋椎实螺作母本,若子代全是左旋螺,则说明左旋椎实螺是纯合子;若子代全是右旋螺,则说明左旋椎实螺是杂合子;(3)母性效应是由母体的核基因控制一对基因的遗传,符合孟德尔遗传定律;F1自交后代的基因型及比例为DD∶Dd∶dd=1∶2∶1,让F2自交,作母本的椎实螺的基因型及比例也为DD∶Dd∶dd=1∶2∶1,故F3代中右旋螺∶左旋螺=3∶1。
13.现有以下牵牛花的四组杂交实验,请分析并回答问题。
A组:红花×红花→红花、蓝花
B组:蓝花×蓝花→红花、蓝花
C组:红花×蓝花→红花、蓝花
D组:红花×红花→全为红花
其中,A组中子代红花数量为298,蓝花数量为101;B、C组未统计数量。
(1)若花色只受一对等位基因控制,则__A__组和__B__组对显隐性的判断正好相反,遵循遗传的__基因分离__定律。
(2)有人对实验现象提出了假说:花色性状由三个复等位基因(A+、A、a)控制,其中A决定蓝色,A+和a都决定红色,A+相对于A、a是显性,A相对于a为显性。若该假说正确,则A组所用的两个红花亲本基因型是__A+A与A+A(或A+A与A+a)__。
(3)若(2)中所述假说正确,那么红花植株的基因型可能有__4__种,为了测定其基因型,某人分别用A+A和Aa植株对其进行测定。
①若用A+A植株与待测植株杂交,则可以判断出的基因型是__A+A+和aa__。
②若用Aa植株与待测植株杂交,则可以判断出的基因型是__A+A+、A+a__。
【解析】(1)A组中,蓝花为子代新出现性状,因而判断其为隐性性状;同理B组判断红花是隐性性状,一对相对性状遵循遗传的分离定律。(2)若该假说正确,A+A+,A+A,A+a都是红色,AA,Aa为蓝色,aa是红色,A组中双亲都是红色,而后代出现了红花和蓝花,则双亲为A+A与A+A或A+A与A+a。(3)若(2)中所述假说正确,红花植株基因型有A+A+、A+A、A+a、aa。共4种。①A+A+与A+A杂交子代全是红花,A+A与aa杂交子代红花∶蓝花=1∶1,A+A与A+A杂交子代红花∶蓝花=3∶1,A+A与A+a杂交子代红花∶蓝花=3∶1,故用A+A杂交可测定A+A+和aa。②A+A+与Aa杂交子代全是红花,A+A与Aa杂交子代红花∶蓝花=1∶1,A+a与Aa杂交子代红花∶蓝花=3∶1,Aa与aa杂交子代红花∶蓝花=1∶1,故用Aa杂交可测定A+A+、A+a。
14.果蝇的体色由位于常染色体上的基因(B、b)决定(如表1),现用6只果蝇进行三组杂交实验(结果如表2)。分析表格信息回答下列问题:
表1
基因型
饲喂条件
BB
Bb
bb
正常饲喂
褐色
褐色
黄色
加入银盐饲喂
黄色
黄色
黄色
表2
组
别
亲本(P)
雌性
雄性
饲喂条件
子代表现型
及数量
Ⅰ
甲:黄色
乙:黄色
加入银盐饲喂
全黄
Ⅱ
丙:褐色
丁:黄色
正常饲喂
褐色78 黄色75
Ⅲ
戊:黄色
己:褐色
正常饲喂
褐色113 黄色36
注:亲代雄果蝇均是正常饲养得到
(1)果蝇的体色遗传现象说明生物性状是由__基因和环境共同(答遗传物质和外界环境也可)__调控的。
(2)亲代雌果蝇中,__戊__在饲喂时一定添加了银盐。
(3)果蝇甲的基因型可能是__BB、Bb或bb__,下表为确定其基因型的实验设计思路,请补充完整:
步骤
思路一
思路二
①
用果蝇甲与__正常饲喂的黄色雄果
蝇__杂交
将实验组Ⅰ的子
代进行自由交配
②
__子代用不含银盐的食物饲养__
同思路一的步骤②
③
观察并统计子代体色表现型及比例
同思路一的步骤③
思路二中,若子代表现型及比例为__褐色∶黄色=7∶9__,则果蝇甲基因型为Bb。
(4)已知基因T能够增强基因B的表达,使褐色果蝇表现为深褐色。在正常饲喂条件下进行如下实验:
①通过基因工程将一个基因T导入基因型为Bb的受精卵中某条染色体上(非B、非b基因所在染色体),培育成一只转基因雌果蝇A。
②将果蝇A与黄色雄果蝇杂交得到F1,F1中黄色∶褐色∶深褐色比例为__2∶1∶1__。
③为确定基因T所在染色体,选出F1中的深褐色果蝇进行自由交配。若基因T位于常染色体上,则子代出现深褐色果蝇的概率为__9/16__;若基因T位于X染色体上,则子代雌果蝇和雄果蝇的体色种类数分别是__2种和3种__。
第十七课时
基因的自由组合定律
夯
实
基
础 【P69】
考点一 两对相对性状的杂交实验
【回扣教材】
1.过程(如右图)
2.结果
(1)F1全为__黄色圆粒__。表明粒色中__黄色__是显性,粒形中__圆粒__是显性。
(2)F2中出现了不同性状之间的__重组__。
(3)F2中4种表现型的分离比为__9∶3∶3∶1__。
(4)F2中亲本类型共占__(10/16)__,重组类型共占__3/8__。
【命题角度分析】
考查两对相对性状的杂交
【例1】在玉米的一个自然种群中,有高茎和矮茎、抗病和感病植株,控制两对相对性状的基因位于两对常染色体上,分别用A、a和B、b表示,其中含A基因的花粉致死。选择高茎抗病植株自交,F1有四种表现型。下列叙述不正确的是(B)
A.高茎对矮茎是显性,抗病对感病是显性
B.F1中高茎抗病植株的基因型有4种
C.F1中抗病植株与感病植株的比值为3∶1
D.F1抗病植株随机传粉,后代抗病植株占8/9
【解析】高茎抗病植株自交,F1有四种表现型,即发生了性状分离,说明高茎抗病植株为双杂合子,杂合子表现为显性性状,A项正确;亲本高茎抗病植株的基因型为AaBb,亲本产生的卵细胞的基因型及其比例为AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1,因A基因的花粉致死,亲本只能产生两种比值相等的精子:aB、ab,精子与卵细胞随机结合,F1中高茎抗病植株的基因型有AaBB和AaBb两种,B项错误;F1中抗病植株(1BB+2Bb)与感病植株(1bb)的比值为3∶1,C项正确;F1抗病植株的基因型为1/3BB、2/3Bb,产生的基因型为b的雌雄配子各为2/3×1/2b=1/3,所以F1抗病植株随机传粉,后代抗病植株占1—1/3×1/3=8/9,D项正确。
【例2】用某种高等植物的纯合红花植株与纯合白花植株进行杂交,F1全部表现为红花。若F1自交,得到的F2植株中,红花为272株,白花为212株;若用纯合白花植株的花粉给F1红花植株授粉,得到的子代植株中,红花为101株,白花为302株。根据上述杂交实验结果推断,下列叙述正确的是(D)
A.F2中白花植株都是纯合体
B.F2中红花植株的基因型有2种
C.控制红花与白花的基因在一对同源染色体上
D.F2中白花植株的基因类型比红花植株的多
【解析】用纯合红花植株与纯合白花植株进行杂交,F1全部表现为红花。若F1自交,得到的F2植株中,红花为272株,白花为212株,即红花∶白花≈9∶7,是9∶3∶3∶1的变式,而且用纯合白花植株的花粉给F1红花植株授粉,得到的子代植株中,红花为101株,白花为302株,即红花∶白花≈1∶3,由此可推知该对相对性状由两对等位基因控制(设为A、a和B、b),并且这两对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律,说明控制红花与白花的基因分别位于两对同源染色体上,C错误;F1的基因型为AaBb,F1自交得到的F2中白花植株的基因型有A_bb、aaB_和aabb,所以F2中白花植株不都是纯合体,A错误;F2中红花植株(A_B_)的基因型有4种,而白花植株的基因型有9-4=5种,B错误,D正确。
【随堂练习】
1.已知A与a、B与b、C与c
3对等位基因自由组合,基因型分别为AaBbCc和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.表现型有8种,AaBbCc个体的比例为1/16
B.表现型有4种,aaBbcc个体的比例为1/16
C.表现型有8种,Aabbcc个体的比例为1/8
D.表现型有8种,aaBbCc个体的比例为1/16
2.果蝇中灰身(B)与黑身(b)、大翅脉(E)与小翅脉(e)是两对相对性状且独立遗传。灰身大翅脉的雌蝇与灰身小翅脉的雄蝇杂交,子代中47只为灰身大翅脉,49只为灰身小翅脉,17只为黑身大翅脉,15只为黑身小翅脉。回答下列问题:
(1)在上述杂交子代中,体色和翅脉的表现型比例依次为__灰身∶黑身=3∶1__和__大翅脉∶小翅脉=1∶1__。
(2)两个亲本中,雌蝇的基因型为__BbEe__,雄蝇的基因型为__Bbee__。
(3)亲本雌蝇产生卵的基因组成种类数为__4__,其理论比例为__1∶1∶1∶1__。
(4)上述子代中表现型为灰身大翅脉个体的基因型为__BBEe和BbEe__,黑身大翅脉个体的基因型为__bbEe__。
【解析】本题考查基因的自由组合定律的基本知识。(1)将两对相对性状分开来看均遵循基因的分离定律,由题中信息可分别推知后代体色和翅脉的表现型比例。(2)将两对相对性状分开分析:子代中灰身与黑身之比为3∶1,可推出双亲基因型为Bb和Bb,由大翅脉与小翅脉之比为1∶1,可推出双亲基因型为Ee和ee,然后合并便可推出双亲基因型。(3)亲本雌蝇的基因型为BbEe,根据基因自由组合定律实质(等位基因分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合),可推出产生雌配子的种类及比例。(4)根据双亲的基因型BbEe和Bbee,可推出子代的基因型有6种,其中BBEe和BbEe均表现为灰身大翅脉,只有bbEe为黑身大翅脉。
考点二 对自由组合现象的解释
【回扣教材】
1.解释
(1)两对相对性状分别由两对遗传因子控制。
(2)F1产生配子时,__同源染色体上的每对遗传因子__彼此分离,__非同源染色体上的不同对的遗传因子__可以自由组合。F1产生的雌配子和雄配子各有__4种__,且数目相等。
(3)受精时,雌雄配子的结合是__随机、均等__的。
2.图解
F1♀配子
F2
F1♂配子
YR
Yr
yR
yr
YR
YYRR黄圆
YYRr黄圆
YyRR黄圆
YyRr黄圆
Yr
YYRr黄圆
YYrr黄皱
YyRr黄圆
Yyrr黄皱
yR
YyRR黄圆
YyRr黄圆
yyRR绿圆
yyRr绿圆
yr
YyRr黄圆
Yyrr黄皱
yyRr绿圆
yyrr绿皱
思考感悟:若从F2中收获了绿色皱粒豌豆3
000粒,按理论计算,同时收获黄色圆粒豌豆多少粒?纯合的黄色圆粒豌豆多少粒?__黄圆27__000粒,纯合黄圆3__000粒__。
【命题角度分析】
考查对自由组合现象的解释和验证
【例3】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,三对等位基因分别位于三对同源染色体上,非糯性花粉遇碘液变蓝,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,A错误;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,B错误;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,D错误。
【例4】若下图表示孟德尔揭示两个遗传定律时所选用的豌豆实验材料及其体内相关基因控制的性状、显隐性及其在染色体上的分布。下列相关叙述正确的是(D)
A.丁个体DdYyrr自交子代会出现四种表现型比例为9∶3∶3∶1
B.甲、乙图个体减数分裂时可以恰当的揭示孟德尔自由组合定律的实质
C.孟德尔用丙YyRr自交,其子代表现为9∶3∶3∶1,此属于假说-演绎的提出假说阶段
D.孟德尔用假说—演绎法揭示基因分离定律时,可以选甲、乙、丙、丁为材料
【解析】丁个体DdYyrr自交子代会出现两种表现型比例为3∶1,A项错误;甲、乙图个体均只有一对等位基因,其减数分裂无法揭示孟德尔自由组合定律的实质,B项错误;孟德尔用丙YyRr自交,其子代表现为9∶3∶3∶1,此属于假说-演绎的演绎阶段,C项错误;孟德尔用假说—演绎法揭示基因分离定律时,可以选甲、乙、丙、丁为材料,D项正确。
【知识拓展】
基因自由组合定律的理解
1.实质:在生物体进行减数分裂形成配子时,同源染色体上的等位基因彼此分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
2.时间:减数第一次分裂后期。
3.范围:有性生殖的生物,真核细胞的核内染色体上的基因。无性生殖和细胞质基因遗传时不遵循。
4.遗传定律的验证方法
验证方法
结论
自交法
F1自交后代的分离比为3∶1,则符合基因的分离定律,由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制
F1自交后代的分离比为9∶3∶3∶1,则符合基因的自由组合定律,由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制
测交法
F1测交后代的性状比例为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
F1测交后代的性状比例为1∶1∶1∶1,则符合自由组合定律,由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制
花粉鉴定法
F1若有两种花粉,比例为1∶1,则符合分离定律
F1若有四种花粉,比例为1∶1∶1∶1,则符合自由组合定律
单倍体育种法
取花药离体培养,用秋水仙素处理单倍体幼苗,若植株有两种表现型,比例为1∶1,则符合分离定律
取花药离体培养,用秋水仙素处理单倍体幼苗,若植株有四种表现型,比例为1∶1∶1∶1,则符合自由组合定律
【随堂练习】
1.下图为基因型为AaBb的个体在进行有性生殖时的过程,下列有关说法正确的是(C)
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.雌雄配子结合方式有9种,子代基因型有9种
C.F1中不同于亲本的类型占7/16
D.F1个体产生各种性状是细胞中各基因随机自由组合选择性表达造成的
【解析】基因的分离定律和自由组合定律都发生在减数第一次分裂后期,A项错误。4种雌配子和4种雄配子结合方式是16种,子代基因型有9种,B项错误。子一代产生的不同于亲本的类型为3/16+3/16+1/16=7/16,C项正确。个体产生各种性状是基因和环境共同作用的结果,不遵循基因的自由组合定律,D项错误。
2.已知某自花受粉植物的关于两对性状的基因型为YyRr,下列说法中正确的是(C)
A.该植株通过减数分裂,最多只能产生4种不同基因型的配子
B.控制这两对性状的基因遵循分离定律但不遵循自由组合定律
C.该植物体自交,后代中与亲本表现型相同的个体可能占7/9
D.对该植物进行测交时,只能选择基因型为yyrr的个体作母本
【解析】该植株的部分基因为YyRr,故通过减数分裂,可能会产生更多的不同基因型的配子,A错误;由于控制这两对性状的基因的位置无法确定,故两者必定遵循分离定律,但不一定遵循自由组合定律,B错误;若这两对基因位于两对同源染色体上,则该植物体自交,后代中与亲本表现型相同的个体占7/9,C正确;对该植物进行测交时,选择基因型为yyrr的个体进行杂交,正反交均可,D错误。
考点三 基因自由组合定律的相关推导和计算
【命题角度分析】
角度一 考查基因自由组合定律的概率计算
【例5】基因型为AaBbCc的个体中,这三对等位基因分别位于三对同源染色体上。在该生物个体产生的配子中,含有显性基因的配子比例为(D)
A.1/8
B.3/8
C.5/8
D.7/8
【解析】该生物的基因型是AaBbCc,由于3对等位基因位于3对同源染色体上,通过减数分裂形成配子时,每对等位基因分离、非等位基因之间自由组合,形成的每种配子的概率相等。即A与a分离、B与b分离、C与c分离,含有A与a、B与b、C与c的各占1/2;故三对等位基因均为隐性基因abc的概率=1/2×1/2×1/2=1/8,其余配子均含有显性基因,故含有显性基因的配子比例为1-1/8=7/8。
【例6】基因型为AaBbDdEeGgHhKk的个体自交,假定这7对等位基因自由组合,则下列有关其子代的叙述,正确的是(B)
A.1对等位基因杂合、6对等位基因纯合的个体出现的概率为5/64
B.3对等位基因杂合、4对等位基因纯合的个体出现的概率为35/128
C.5对等位基因杂合、2对等位基因纯合的个体出现的概率为67/256
D.7对等位基因纯合个体出现的概率与7对等位基因杂合个体出现的概率不同
【解析】一对等位基因的纯合包括显性纯合与隐性纯合,杂合子自交后代中杂合子与纯合子的概率都是1/2,故1对等位基因杂合、6对等位基因纯合的个体出现概率为1/2×1/2×1/2×1/2×1/2×1/2×1/2×7=7/128,A项错误。3对等位基因杂合、4对等位基因纯合的个体出现概率为1/8×1/16×(7×6×5)/(3×2×1)=35/128,B项正确。5对等位基因杂合、2对等位基因纯合的个体出现概率为1/32×1/4×(7×6)/(2×1)=21/128,C项错误。7对等位基因纯合个体与7对等位基因杂合个体出现的概率相等,为1/2×1/2×1/2×1/2×1/2×1/2×1/2=7/128,D项错误。
角度二 考查基因自由组合定律的相关推导
【例7】某种植物的表现型有高茎和矮茎、紫花和白花,其中紫花和白花这对相对性状由两对等位基因控制,这两对等位基因中任意一对为隐性纯合则表现为白花。用纯合的高茎白花个体与纯合的矮茎白花个体杂交,F1表现为高茎紫花,F1自交产生F2,F2有4种表现型:高茎紫花162株,高茎白花126株,矮茎紫花54株,矮茎白花42株。请回答:
(1)根据此杂交实验结果可推测,株高受__1__对等位基因控制,依据是__F2中高茎∶矮茎=3∶1__。在F2中矮茎紫花植株的基因型有__4__种,矮茎白花植株的基因型有__5__种。
(2)如果上述两对相对性状自由组合,则理论上F2中高茎紫花、高茎白花、矮茎紫花和矮茎白花这4种表现型的数量比为__27∶21∶9∶7__。
【解析】(1)假设高茎和矮茎的相关基因为A与a,紫花和白花的相关基因为B与b、D与d。由于亲本为纯合高茎白花个体与纯合矮茎白花个体,F1表现为高茎紫花,所以高茎为显性。由于F1中高茎∶矮茎=3∶1,紫花∶白花=9∶7,故可推测,株高受1对等位基因控制,紫花和白花的相关基因自由组合。在F2中矮茎紫花植株的基因型为aaB_D_,共四种,矮茎白花植株的基因型为aabbD_、aaB_dd、aabbdd,共五种。
(2)如果上述两对相对性状自由组合,则理论上F2中高茎∶矮茎=3∶1,紫花∶白花=9∶7,故高茎紫花∶高茎白花∶矮茎紫花∶矮茎白花=(3∶1)×(9∶7)=27∶21∶9∶7。
【知识拓展】
“分解组合法”是一种高效、快速地解答自由组合定律习题的方法。基本思路是:将多对等位基因的自由组合分解为若干个分离定律分别分析,直接应用一对基因的交配结果,运用乘法原理将各组情况进行组合,从而达到简化问题、快速求解的目的。
1.一对基因控制的各种交配组合的结果(设A对a为显性)
亲本组合
后代基因型
后代表现型
AA×AA
AA
全为显性
AA×Aa
AA∶Aa=1∶1
全为显性
AA×aa
Aa
全为显性
Aa×Aa
AA∶Aa∶aa=1∶2∶1
显性∶隐性=3∶1
Aa×aa
Aa∶aa=1∶1
显性∶隐性=1∶1
aa×aa
aa
全为隐性
2.“分解组合法”的应用
(1)配子类型问题
①AaBb产生配子种类数。
【解析】
先分解
再组合AB―→ABb―→Ab aB―→aBb―→ab
从而得到AB、Ab、aB、ab
4种配子。
②AaBbCc与aaBbCc杂交过程中,配子结合方式。
【解析】先用分解法分别求出AaBbCc和aaBbCc各产生多少种配子。
Aa Bb Cc aa
Bb
Cc
↓ ↓ ↓
↓
↓
↓
2
×
2
×
2=8种 1×2×2=4种
再求配子间的结合方式8×4=32种。
(2)子代基因型种类及比例问题
③AaBBCc×aaBbcc子代基因型种类及比例。
【解析】先分解:Aa×aa→1Aa∶1aa 2种基因型
BB×Bb→1BB∶1Bb 2种基因型
Cc×cc→1Cc∶1cc 2种基因型
再组合:子代中基因型种类2×2×2=8种。这8种基因型及比例可用分枝法表示为:
AaBBCc―→AaBBCccc―→AaBBccBbCc―→AaBbCccc―→AaBbcc
aaBBCc―→aaBBCccc―→aaBBccBbCc―→aaBbCccc―→aaBbcc
(3)子代表现型及比例问题
④AaBBCcDd×aaBbCcDD→子代中表现型种类数及A_B_C_D_在子代中所占比例。
【解析】先分解:Aa×aa→子代2种表现型,其中A_占1/2;BB×Bb→子代1种表现型,其中B_占1;Cc×Cc→子代2种表现型,其中C_占3/4;Dd×DD→子代1种表现型,其中D_占1。
再组合:子代中表现型种类数为2×1×2×1=4种,其中A_B_C_D_在子代中所占比例1/2×1×3/4×1=3/8。
(4)推导基因型
⑤小麦的毛颖(P)对光颖(p)是显性,抗锈(R)对感锈(r)为显性,这两对性状可自由组合。已知毛颖感锈与光颖抗锈两植株作亲本杂交,子代有毛颖抗锈∶毛颖感锈∶光颖抗锈∶光颖感锈=1∶1∶1∶1。写出两亲本的基因型。
【解析】将1∶1∶1∶1分解为(1∶1)(1∶1),由此可见,两对基因杂交产生的后代均为两种表现型,比例为1∶1。根据亲本的基因型是P_rr×ppR_,只有Pp×pp,子代才能毛颖∶光颖=1∶1;同理,只有Rr×rr,子代才能抗病∶感病=1∶1。综上所述,亲本基因型为Pprr×ppRr。
【随堂练习】
1.金鱼草正常花冠对不整齐花冠为显性,高株对矮株为显性,红花对白花为不完全显性,杂合子是粉红花。三对相对性状独立遗传,如果纯合的红花、高株、正常花冠植株与纯合的白花、矮株、不整齐花冠植株杂交,在F2中具有与F1相同表现型的植株的比例是(C)
A.3/32
B.3/64
C.9/32
D.9/64
【解析】设纯合的红花、高株、正常花冠植株基因型是AABBCC,纯合的白花、矮株、不整齐花冠植株基因型是aabbcc,F1是AaBbCc,自交后F2中植株与F1表现型相同的概率是1/2×3/4×3/4=9/32,C正确。
2.已知某种植物籽粒的红色和白色为一对相对性状,这一对相对性状受到多对等位基因的控制。某研究小组将若干个籽粒红色与白色的纯合亲本杂交,结果如下图所示。下列相关说法不正确的是(D)
A.控制红色和白色相对性状的基因分别位于三对同源染色体上
B.第Ⅰ、Ⅱ组杂交组合产生的子一代的基因型均可能有3种
C.第Ⅲ组杂交组合中子一代的基因型只有一种
D.第Ⅰ组的子一代测交后代中红色和白色的比例为3∶1
【解析】根据第Ⅲ组产生的F2的比例为63∶1,总份数为64(43),说明控制性状的基因有三对,它们分别位于三对同源染色体上,并且F1的基因型为AaBbCc类型,因此,A、C正确;根据第Ⅰ、Ⅱ组F2的比例分别为3∶1、15∶1,可知第Ⅰ组的F1的基因型中只有一对基因为杂合,另两对基因为隐性纯合,则第Ⅰ组的子一代的基因型有3种,第Ⅱ组的F1的基因型中有两对基因为杂合,另一对基因为隐性纯合,则第Ⅱ组的子一代的基因型有3种,B正确;由于第Ⅰ组的子一代F1的基因型有Aabbcc、aaBbcc、aabbCc
三种,因此,它与aabbcc个体测交产生的后代中性状比例为1∶1,D错误。
考点四 基因自由组合定律的变式和应用
【命题角度分析】
角度一 基因自由组合定律的变式
【例8】某种鱼的鳞片有4种表现型:单列鳞、野生型鳞、无鳞和散鳞,由位于两对同源染色体上的两对等位基因决定(用A、a,B、b表示),且BB对生物个体有致死作用,将无鳞鱼和纯合野生型鳞的鱼杂交,F1有两种表现型,野生型鳞鱼占50%,单列鳞鱼占50%;选取F1中的单列鳞鱼进行互交,其后代中有上述4种表现型,这4种表现型的比例为6∶3∶2∶1,则F1的亲本基因型组合是(C)
A.Aabb×AAbb
B.aaBb×aabb
C.aaBb×AAbb
D.AaBb×AAbb
【解析】根据题意,单列鳞为双显性,野生型鳞和无鳞为单显,散鳞为双隐性。Aabb×AAbb后代虽然有两种表现型,但无单列鳞鱼;aaBb×aabb后代也没有单列鳞鱼,排除A、B;aaBb×AAbb后代的表现型符合题意,F1中的单列鳞鱼是双杂合子,即AaBb,理论上F1中的单列鳞鱼进行互交,其后代中有上述4种表现型,比例应为9∶3∶3∶1,但由于BB对生物个体有致死作用,故出现6∶3∶2∶1的比例,C正确;D选项中的AaBb的表现型是单列鳞,与题意不符。
【例9】牡丹的花色种类多种多样,其中白色的不含花青素,深红色的含花青素最多,花青素含量的多少决定着花瓣颜色的深浅,由两对独立遗传的基因(A和a,B和b)所控制;显性基因A和B可以使花青素含量增加,两者增加的量相等,并且可以累加。一深红色牡丹同一白色牡丹杂交,得到中等红色的个体。若这些个体自交,其子代将出现花色的种类和比例分别是(C)
A.3种,9∶6∶1
B.4种,9∶3∶3∶1
C.5种,1∶4∶6∶4∶1
D.6种,1∶4∶3∶3∶4∶1
【解析】一深红色牡丹同一白色牡丹杂交,即AABB×aabb,子代为中等红色AaBb的个体,AaBb自交,子代基因型为(1AA∶2Aa∶1aa)(1BB∶2Bb∶1bb),其中AABB(1/16),aabb(1/16),有3个显性基因的为AABb(2/16)、AaBB(2/16),2个显性基因的为AAbb(1/16)、aaBB(1/16)、AaBb(4/16),1个显性基因的为Aabb(2/16)、aaBb(2/16),故子代将出现花色的种类为5种,比例分别是1∶4∶6∶4∶1,C正确。
角度二 基因自由组合定律的应用
【例10】某育种专家在农田中发现一株大穗不抗病的小麦,自花受粉以后获得160颗种子,这些种子发育成的小麦有30株为大穗抗病,有X(X不等于0)株为小穗抗病,其余均为不抗病。假定麦穗的大小与抗病不抗病这两对性状是独立遗传的。若将这30株大穗抗病的小麦作亲本自交得F1,在F1中选择大穗抗病的再自交,F2中能稳定遗传的大穗抗病小麦占F2中所有的大穗抗病小麦的比例是(A)
A.
B.
C.
D.
【解析】假设大穗和小穗由等位基因A和a控制,不抗病与抗病由另一对等位基因B和b控制。从题意可知,亲本大穗不抗病小麦自交后代两对性状均发生了性状分离,两对性状中大穗为显性,不抗病为显性。30株大穗抗病小麦的基因型为A_bb,无论自交多少代,bb这一对基因纯合,其自交后代不会再发生性状分离。所以,该题看似两对性状,实际上只需考虑大小穗这一对性状。化繁为简,大题小做。过程如下:
P AA Aa
↓?
↓?
F1
AA AA、Aa、aa
F1中大穗(A_)占,小穗占,在F1中选择大穗作亲本,再自交。此时,亲本中大穗纯合子AA占,杂合子Aa占。
F1 AA Aa
↓?
↓?
F2
AA AA、Aa、aa
F2中大穗(A_)占,小穗占,F2大穗中能稳定遗传的大穗AA=÷=。
【例11】某种植物的果皮有毛和无毛、果肉黄色和白色为两对相对性状,各由一对等位基因控制(前者用D、d表示,后者用F、f表示),且独立遗传。利用该种植物三种不同基因型的个体(有毛白肉A、无毛黄肉B、无毛黄肉C)进行杂交,实验结果如下:
回答下列问题:
(1)果皮有毛和无毛这对相对性状中的显性性状为__有毛__,果肉黄色和白色这对相对性状中的显性性状为__黄肉__。
(2)有毛白肉A、无毛黄肉B和无毛黄肉C的基因型依次为__DDff、ddFf、ddFF__。
(3)若无毛黄肉B自交,理论上,下一代的表现型及比例为__无毛黄肉∶无毛白肉=3∶1__。
(4)若实验3中的子代自交,理论上,下一代的表现型及比例为__有毛黄肉∶有毛白肉∶无毛黄肉∶无毛白肉=9∶3∶3∶1__。
(5)实验2中得到的子代无毛黄肉的基因型有__ddFF、ddFf__。
【解析】(1)由实验1:有毛A与无毛B杂交,子一代均为有毛,说明有毛为显性性状,双亲关于果皮毛色的基因均为纯合的;由实验3:白肉A与黄肉C杂交,子一代均为黄肉,据此可判断黄肉为显性性状;双亲关于果肉颜色的基因均为纯合的;在此基础上,依据“实验1中的白肉A与黄肉B杂交,子一代黄肉与白肉的比为1∶1”可判断黄肉B为杂合的。
(2)结合对(1)的分析可推知:有毛白肉A、无毛黄肉B和无毛黄肉C的基因型依交为:DDff、ddFf、ddFF。
(3)无毛黄肉B的基因型为ddFf,理论上其自交下一代的基因型及比例为ddFF∶ddFf∶ddff=1∶2∶1,所以表现型及比例为无毛黄肉∶无毛白肉=3∶1。
(4)综上分析可推知:实验3中的子代的基因型均为DdFf,理论上其自交下一代的表现型及比例为有毛黄肉(D_F_)∶有毛白肉(D_ff)∶无毛黄肉(ddF_)∶无毛白肉(ddff)=9∶3∶3∶1。
(5)实验2中的无毛黄肉B(ddFf)和无毛黄肉C(ddFF)杂交,子代的基因型为ddFf和ddFF两种,均表现为无毛黄肉。
【知识拓展】
1.自由组合定律9∶3∶3∶1的变式分析
F1(AaBb)自交后代比例
原因分析
9∶7
当双显性基因同时出现时为一种表现型,其余的基因型为另一种表现型9A_B_
\s\do4(9))∶3A_bb+3aaB_+1aabb
\s\do4(7))
9∶3∶4
存在aa(或bb)时表现为隐性性状,其余正常表现9A_B_
\s\do4(9))∶3A_bb
\s\do4(3))∶3aaB_+1aabb
\s\do4(4))或9A_B_
\s\do4(9))∶3aaB_
\s\do4(3))∶3A_bb+1aabb
\s\do4(4))
9∶6∶1
单显性表现为同一种性状,其余正常表现9A_B_
\s\do4(9))∶3A_bb+3aaB_
\s\do4(6))∶1aabb
\s\do4(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9A_B_+3A_bb+3aaB_
\s\do4(15))∶1aabb
\s\do4(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9A_B_+3aaB_
\s\do4(12))∶3A_bb
\s\do4(3))∶1aabb
\s\do4(1))或9A_B_+3A_bb
\s\do4(12))∶3aaB_
\s\do4(3))∶1aabb
\s\do4(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性状9A_B_+3aaB_+1aabb
\s\do4(13))∶3A_bb
\s\do4(3))或9A_B_+3A_bb+1aabb
\s\do4(13))∶3aaB_
\s\do4(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1(AABB)∶4(AaBB+AABb)∶6(AaBb+AAbb+aaBB)∶4(Aabb+aaBb)∶1(aabb)
2.某些致死基因或基因型导致性状的分离比改变
设亲本的基因型为AaBb,符合基因自由组合定律。
(1)显性纯合致死(AA、BB致死)
①自交后代:AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=4∶2∶2∶1,其余基因型个体致死;
②测交后代:AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=1∶1∶1∶1。
(2)隐性纯合致死
①双隐性致死:自交后代表现型之比为:9∶3∶3;
②单隐性致死:自交后代表现型之比为:9∶1。
3.基因自由组合定律的应用
(1)解释生物的多样性
生物体进行有性生殖过程中,控制不同性状的基因可以发生基因重组,从而产生不同基因型的后代,表现不同的性状。
(2)指导杂交育种
运用基因的自由组合定律,可用具有不同优良性状的两个亲本杂交,通过基因重组,将控制生物优良性状的基因重组到一个生物体上,从中筛选出人类所需要的优良品种。若优良性状为隐性性状,观察到的性状可稳定遗传;若优良性状为显性性状,获此品种后,则需连续自交,直至不再出现性状分离为止。
①关于育种亲本的选择:要求培育品种对应性状不能在亲本中出现,否则没有培育的必要;②培育出来的新品种要求:一般为纯合子,但对于进行无性繁殖的马铃薯等可以是杂合子。而且,即使是马铃薯在育种时也必须通过杂交育种,靠种子来繁殖,获得具有优良性状的新品种后再通过无性繁殖进行推广应用,因为无性生殖繁殖速度快。育种研究和推广生产对靠种子繁殖的植物来说是一回事,但对靠无性繁殖的植物来说则是两回事。
(3)医学应用
在医学实践中,利用基因的自由组合定律可为遗传病的预防和诊断提供理论依据。
【随堂练习】
1.黑腹果蝇的复眼缩小和眼睛正常是一对相对性状,分别由显性基因A和隐性基因a控制,但是显性基因A的外显率为75%,即具有A基因的个体只有75%是小眼睛,其余25%的个体眼睛正常。现将一对果蝇杂交,F1小眼睛∶正常眼睛=9∶7,下列分析正确的是(D)
A.该比例说明眼睛大小性状的遗传遵循基因的自由组合定律
B.亲本表现型都为小眼睛
C.只考虑控制眼睛大小的基因,F1正常眼睛个体都是纯合子
D.F1自由交配,获得的F2小眼睛和正常眼睛的比例仍然是9∶7
【解析】在完全显性的情况下,F1小眼睛∶正常眼睛=3∶1,但由于显性基因A的外显率为75%,所以F1小眼睛∶正常眼睛=9∶7,该性状仍由一对等位基因控制,遵循基因的分离定律,A错误;根据后代分离比,亲本应都是杂合子,但不一定都是小眼睛,B错误;F1正常眼睛个体可能有一部分是含有A的杂合子,C错误;由于基因的遗传仍遵循基因的分离定律,所以F1自由交配,获得的F2小眼睛和正常眼睛的比例仍然是9∶7,D正确。
2.某植物花色遗传受A、a和B、b两对等位基因控制,两对基因独立遗传。当不存在显性基因时,花色为白色,当存在显性基因时,随显性基因数量的增加,花色红色逐渐加深。现用两株纯合亲本植株杂交得F1,自交得F2,F2中有白花植株和4种红花植株,请回答下列问题:
(1)该植物的花色遗传__遵循__(填“遵循”或“不遵循”)基因自由组合定律。
(2)两亲本的基因型为__AABB和aabb或AAbb和aaBB__;F2中AAbb个体的表现型与F1__相同__(填“相同”或“不相同”)。
(3)用F1作为材料进行测交实验,测交后代有__3__种表现型。
(4)F2中4种红花植株按红色由深至浅的顺序,数量比例为__1∶4∶6∶4∶1__。
【解析】(1)根据题意,植物花色遗传受A、a和B、b两对等位基因控制,两对基因独立遗传,故该植物的花色遗传遵循基因自由组合定律。
(2)根据题意,当不存在显性基因时,花色为白色,当存在显性基因时,随显性基因数量的增加,花色红色逐渐加深,可知基因型为aabb的个体开白花,其他基因型个体均开红花,且随显性基因数量的增加,花色红色逐渐加深;两株纯合亲本植株杂交得F1,F1自交得F2,F2中有白花植株(aabb)和4种红花植株,可知两亲本的基因型为AABB和aabb或AAbb和aaBB,F1的基因型为AaBb,F2中AAbb个体与F1均含有2个显性基因,故其表现型与F1相同。
(3)用F1作为材料进行测交实验,即AaBb×aabb→AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=1∶1∶1∶1,则测交后代有3种表现型。
(4)F1的基因型为AaBb,自交后代中1AABB∶(2AABb+2AaBB)∶(1AAbb+1aaBB+4AaBb)∶(2Aabb+2aaBb)∶1aabb=1∶4∶6∶4∶1。
考
点
集
训 【P239】
课时练习十七
一、选择题(每小题只有一个正确选项)
1.牵牛花中,叶子有普通叶和枫形叶两种,种子有黑色和白色两种。现用普通叶白色种子(纯种)和枫形叶黑色种子(纯种)作为亲本进行杂交,得到的F1为普通叶黑色种子,F1自交得F2,结果符合基因的自由组合定律。下列对F2的描述中错误的是(D)
A.F2中有9种基因型,4种表现型
B.F2中普通叶与枫形叶之比为3∶1
C.F2中与亲本表现型相同的个体大约占3/8
D.F2中普通叶白色种子个体与枫形叶白色种子个体杂交将会得到两种比例相同的个体
【解析】普通叶白色种子(纯种)和枫形叶黑色种子(纯种)作为亲本进行杂交,得到的F1为普通叶黑色种子,推断普通叶和黑色为显性性状,假设普通叶为A,黑色为B,则F1为AaBb,F1自交得F2,每一对性状遗传符合基因分离定律,F2中有3×3=9种基因型,2普通叶(枫形叶)×2黑色(白色)=4种表现型,A正确。F2中普通叶A_与枫形叶aa之比为3∶1,B正确。F2中与亲本表现型相同的个体普通叶白色种子A_bb比例为3/4×1/4=3/16,枫形叶黑色种子aaB_比例为1/4×3/4=3/16,3/16+3/16=3/8,C正确。F2中普通叶白色种子个体A_bb与枫形叶白色种子aabb个体杂交,A_bb个体基因组成为AAbb(1/3)和Aabb(2/3),AAbb(1/3)×aabb;子代都是Aabb(1/3),Aabb(2/3)×aabb;子代为2/3×(1/2Aabb+1/2aabb),即子代为2/3Aabb和1/3aabb,故总体子代Aabb∶aabb=2∶1,D错误。
2.下表为甲~戊五种类型豌豆的有关杂交结果统计。甲~戊中表现型相同的有(D)
后代表现型
亲本组合
黄色
圆粒
黄色
皱粒
绿色
圆粒
绿色
皱粒
① 甲×乙
85
28
94
32
② 甲×丁
78
62
68
71
③ 乙×丙
0
0
113
34
④ 丁×戊
0
0
49
51
A.甲、丙
B.甲、戊
C.乙、丙、丁
D.乙、丙、戊
【解析】甲~戊的基因型分别为YyRr、yyRr、yyRr、yyrr、yyRr,表现型相同的是乙、丙、戊。
3.水稻高秆(D)对矮秆(d)为显性,抗稻瘟病(R)对易感稻瘟病(r)为显性,两对性状独立遗传,用一个纯合易感病的矮秆品种(抗倒伏)与一个纯合抗病高秆品种(易倒伏)杂交,F1自交,F2中出现既抗倒伏又抗病类型的基因型及其所占比例为(C)
A.ddRR,1/8
B.ddRr,1/16
C.ddRR,1/16和ddRr,1/8
D.DDrr,1/16和DdRR,1/8
【解析】一个纯合易感病的矮秆品种(抗倒伏)与一个纯合抗病高秆品种(易倒伏)杂交,即ddrr×DDRR,F1为DdRr自交,F2中出现既抗倒伏又抗病类型的基因型及其所占比例为:ddRR,比例为1/4×1/4=1/16;ddRr,比例为1/4×1/2=1/8,C正确。
4.某种植物(二倍体)叶缘的锯齿状与非锯齿状受叶缘细胞中T蛋白含量的影响,T蛋白的合成由两对独立遗传的基因(A和a,T和t)控制,基因T表达的产物是T蛋白,基因A抑制基因T的表达。两锯齿状植株作为亲本杂交获得F1,F1自交获得F2,F2中锯齿状植株与非锯齿状植株的比例是13∶3,下列分析合理的是(B)
A.亲本的基因型分别是aaTT和AAtt
B.叶缘细胞缺少T蛋白的植株,叶缘呈锯齿状
C.F1群体中,T基因的基因频率为2/3
D.基因型为aaTT的植物根尖细胞也有T蛋白的存在
【解析】根据题意分析,非锯齿状植物的基因型应是T_aa,有T蛋白表达。亲代的基因型分别应是AATT和aatt,F1基因型为AaTt,T基因的基因频率为1/2。
5.在老鼠中,基因C决定色素的形成,其隐性等位基因c则为白化基因;基因B决定黑色素的沉积,其隐性等位基因b在纯合时导致棕色表现型;基因A决定毛尖端黄色素的沉积,其隐性等位基因a无此作用;三对等位基因独立遗传,且基因型为C_A_B_的鼠为栗色鼠。有两只基因型相同的栗色鼠甲、乙,其交配后代有三种表现型,比例约为栗色∶黑色∶白化=9∶3∶4。下列相关叙述错误的是(D)
A.若仅考虑老鼠体色有色和白化的遗传,则其遵循基因的分离定律
B.这两只栗色的双亲鼠的基因型均为CcAaBB
C.其后代栗色鼠中基因型有4种
D.其后代白化鼠中纯合子占白化鼠的1/3
【解析】若仅考虑老鼠体色有色和白化的遗传,涉及一对相对性状的遗传,则其遵循基因的分离定律,A正确;根据题意可知基因型为C_A_B_的鼠为栗色鼠,两只基因型相同的栗色鼠甲、乙,其交配后代有三种表现型,比例约为栗色∶黑色∶白化=9∶3∶4,此比例为两对基因自由组合的结果,因此三对基因中必有一对是显性纯合的,由于后代未出现棕色表现型,因此BB基因纯合,由此可确定这两只栗色的双亲鼠的基因型是CcAaBB,其后代表现型及比例为9栗色(C_A_BB)∶3黑色(C_aaBB)∶4白化(1ccaaBB∶3ccA_BB),白化鼠中纯合子占白化鼠的1/2,所以B、C正确,D错误。
6.已知某植物果实的重量由三对独立遗传的等位基因控制,每个显性基因对果实的重量的增加效应相同且能叠加,已知显性纯合子和隐性纯合子果实的重量分别为270
g和150
g。现有三对基因均为杂合子的植株和植株甲杂交,杂交后代的果实最重为250
g,最轻为150
g。据此判断,下列叙述不正确的是(C)
A.合条件的植株甲的基因型有三种可能
B.杂交后代重量为150
g的植株占1/32
C.杂交后代重量为190
g的植株有4种基因型
D.杂交后代重量为250
g的植株都不能稳定遗传
【解析】由于每个显性基因增重为20
g,所以重量为250
g的果实的基因型中含有显性基因个数为:(250-150)÷20=5,
重量为150
g的果实的基因型中含有显性基因个数为0。所有植株甲只能有2个显性基因,且三对基因中每对均有隐性基因存在。
7.水稻的高产(A)对低产(a)为显性,高杆(B)对矮杆(b)为显性,两对基因分别位于不同对的染色体上。下列做法能够达到验证基因的自由组合定律的是(A)
A.AABB与aabb杂交,F1自交,分析F2的表现型及比例是否为9∶3∶3∶1
B.AABB与aabb杂交,取F1花粉进行花粉染色,分析4种花粉是否为1∶1∶1∶1
C.AABB与aabb杂交,取F1花粉培养成植株,分析表现型及比例是否为1∶1∶1∶1
D.Aabb与aaBb杂交,分析F1的表现型及比例是否为1∶1∶1∶1
【解析】两对性状的基因分布在不同花粉中,经染色无法观察,故无法用花粉鉴定法验证;单倍体植株植株弱小高度不育,故花药离体培养之后需秋水仙素加倍后才能验证;无论两对基因是否位于同一对染色体上,Aabb、aaBb分别都能产生两种配子,F1的表现型及比例均为1∶1∶1∶1。
8.人体肤色的深浅受A、a和B、b两对基因控制(A、B控制深色性状)。基因A和B控制皮肤深浅的程度相同,基因a和b控制皮肤深浅的程度相同。一个基因型为AaBb的人与另一个基因型为AaBB的人结婚,下列关于其子女皮肤颜色深浅的描述中,不正确的是(C)
A.子女可产生4种表现型
B.肤色最浅的孩子的基因型是aaBb
C.与亲代AaBB表现型相同的有1/4
D.与亲代AaBb皮肤颜色深浅一样的有3/8
【解析】由题意可知,人体肤色由深到浅的基因型是AABB、AaBB(AABb)、AaBb(AAbb、aaBB)、Aabb(aaBb)、aabb。AaBb×AaBB→1/8AABB+1/8AABb+1/4AaBB+1/4AaBb+1/8aaBB+1/8aaBb。从结果可以看出,有四种表现型。肤色最浅的基因型是aaBb。与亲代AaBB表现型相同的有1/8+1/4=3/8。与亲代AaBb皮肤颜色深浅一样的有1/4+1/8=3/8。
9.甲、乙、丙三图分别表示A—a、B—b两对基因在染色体上的位置情况。假设在通过减数分裂产生配子时没有发生同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换,则下列说法不正确的是(C)
A.甲图所示个体自交,后代会出现9种基因型
B.乙图和丙图所示个体分别自交,它们的后代均出现3种基因型
C.甲图与乙图所示个体杂交,后代会出现8种基因型
D.只有甲图所示A/a、B/b两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律
【解析】由图可知,甲图所示个体的基因型为AaBb,两对基因分别位于两对同源染色体上,两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律,因此,甲图所示个体自交会产生9种基因型的后代,A、D正确;乙图所示个体的基因型为AaBb,但两对基因位于一对同源染色体上,在没有交叉互换的情况下,只产生AB、ab两种配子,因此,其自交产生的后代基因型有AABB、AaBb和aabb三种,丙图所示个体只能产生Ab、aB两种配子,其自交产生的后代基因型有AAbb、AaBb和aaBB三种,B正确;甲图所示个体可产生AB、Ab、aB和ab四种配子,乙图所示个体可产生AB、ab两种配子,两者杂交产生后代的基因型有AABB、AaBb、AABb、Aabb、AaBB、aaBb和aabb,共7种,C错误。
10.下列有关孟德尔遗传定律的说法不正确的是(A)
A.基因型为AaBb的个体自交,其子代一定出现4种表现型
B.受精时雌雄配子随机结合是孟德尔遗传定律成立的前提之一
C.孟德尔运用假说—演绎法发现了基因的分离定律与自由组合定律
D.叶绿体和线粒体基因控制的性状遗传不遵循孟德尔遗传定律
【解析】基因型为AaBb的个体自交,后代不一定出现4种表现型,如A与B、a与b在同一条染色体上时,子代只有2种表现型,A错误;孟德尔在假设的过程中提出受精时雌雄配子的结合是随机的,这是他遗传定律成立的前提之一,B正确;孟德尔研究基因的分离定律与自由组合定律运用的科学方法是假说-演绎法,C正确;孟德尔遗传定律的适用范围是真核生物有性生殖的细胞核遗传,D正确。
二、非选择题
11.燕麦颖片颜色的遗传受不同对染色体上的两对等位基因控制,其中基因B控制黑色素的形成,基因Y控制黄色素的形成,但黑色会掩盖黄色。基因b、y均不产生色素,而表现为白颖。
(1)基因型为BbYy的个体的表现型为__黑颖__,该个体自交后代的表现型及比例为__12黑颖∶3黄颖∶1白颖__。
(2)表现型为黑颖和黄颖的两个亲本杂交,子代表现为2黑颖∶1黄颖∶1白颖,则两亲本的基因型为__Bbyy和bbYy__。
(3)为鉴定一黑颖植株的基因型,将该植株与白颖植株杂交得F1,F1自交得F2,请回答下列问题:
①表现为黑颖的植株的基因型共有__6__种。
②根据F1的表现型及其比例,可确定的亲本基因型有__BbYY、BbYy和Bbyy__三种。
③根据F1的表现型及其比例,尚不能确定的亲本基因型中,若F2中黑颖∶黄颖∶白颖比例为__3∶0∶1__,则亲本植株的基因型为BByy。
【解析】(1)由题意可知,B_Y_和B_yy的个体均表现为黑颖,bbY_的个体均表现为黄颖,bbyy的个体均表现为白颖。BbYy的个体自交后代中,黑颖占12/16(其中B_Y_占9/16,B_yy的个体占3/16),黄颖占3/16,白颖占1/16。
(2)黑颖和黄颖(bbY_)的两个亲本杂交,子代中出现白颖(bbyy),所以亲本的基因型应为Bb_y×bbYy,有两种可能,若亲本为BbYy×bbYy,则后代的性状分离比为4黑颖∶3黄颖∶1白颖,与题意不符;若亲本为Bbyy×bbYy,子代表现为2黑颖(Bbyy和BbYy)∶1黄颖(bbYy)∶1白颖(bbyy),符合题意。
(3)黑颖植株的基因型共有BBYY、BBYy、BByy、BbYY、BbYy和Bbyy
6种。将它们与白颖植株bbyy杂交,前3种基因型亲本的杂交后代均表现为黑颖,故不能根据F1的表现型及其比例确定亲本基因型;后3种基因型亲本的杂交后代分别表现为以下的性状分离比:1黑颖∶1黄颖;2黑颖∶1黄颖∶1白颖;1黑颖∶1白颖。若亲本植株的基因型为BByy,则其与bbyy杂交的F1为Bbyy,再自交的F2性状分离比为3黑颖∶0黄颖∶1白颖。
12.西瓜果形有圆形、扁盘形、长形,果肉有红色和黄色。为研究西瓜的果形和果肉颜色的遗传规律,某科研小组做了如下图实验。请回答:
实验一
实验二
P 黄色长形×红色长形
↓
F1 黄色长形
↓
F2
P 黄色圆形×红色圆形
↓
F1 黄色扁盘
↓
F2 黄色扁盘27∶红色扁盘9∶黄色圆形18∶
红色圆形6∶黄色长形3∶红色长形1
(1)西瓜是雌雄异花植物,在进行杂交实验时,可避免__人工去雄__的麻烦。实验过程中授粉前后都要进行__套袋__处理。
(2)西瓜果肉红色对黄色是隐性,可通过__实验一或实验二__来判断。
(3)西瓜的果形由__2__对等位基因控制,遵循的遗传定律是__基因的自由组合__。
(4)实验二中F2的黄色圆形南瓜中,能稳定遗传的个体占__1/9__。
(5)实验一的F1自交得F2,其表现型及比例为__黄色长形∶红色长形=3∶1__;若用实验一的F1与实验二的F1进行杂交,后代表现型及比例是__黄色扁盘∶黄色圆形∶黄色长形∶红色扁盘∶红色圆形∶红色长形=3∶6∶3∶1∶2∶1__。
(6)若将实验二中F2的红色扁盘瓜的种子独立种植,单株收获,则F3代中,有1/9植株的后代全部表现为红色扁盘瓜,有__4/9__的后代表现为红色扁盘∶红色圆形∶红色长形=9∶6∶1。
【解析】(1)进行杂交实验时,对雌雄异花的母本植株可避免人工去雄的麻烦,但为了避免外来花粉的干扰,实验过程中授粉前后都要进行套袋处理。(2)通过实验一或实验二中亲代黄色与红色杂交,F1全为黄色来判断显隐性。(3)分析实验二中F1中黄色扁盘自交,F2中黄色∶红色=3∶1,说明果色是由一对等位基因控制;再分析F2中扁盘∶圆形∶长形=9∶6∶1,说明果形受两对等位基因控制,遵循自由组合定律。(4)实验二中F1的基因型为AaBbCc,F2的黄色圆形(A_B_cc、A_bbC_)南瓜中,能稳定遗传的个体即纯合子占2/18=1/9。(5)实验一的F1(Aabbcc)自交得F2,其表现型及比例为黄色长形∶红色长形=3∶1;若用实验一的F1(Aabbcc)与实验二的F1(AaBbCc)进行杂交,后代表现型及比例是黄色扁盘∶黄色圆形∶黄色长形∶红色扁盘∶红色圆形∶红色长形=3∶6∶3∶1∶2∶1。(6)将实验二中F2的红色扁盘瓜(aaB_C_)的种子独立种植,单株收获,则F3中后代表现为红色扁盘∶红色圆形∶红色长形=9∶6∶1的亲本基因型应为aaBbCc,这种基因型的植株应占F2植株的4/9。
13.已知种子的种皮是由母本的体细胞(珠被)发育而来。某自花传粉的植物灰种皮(Y)对白种皮(y)为显性,紫茎(A)对绿茎(a)为显性,抗病(B)对感病(b)为显性,各由一对等位基因控制,并分别位于三对同源染色体上,且当花粉含AB基因时不能参与受精。请回答:
(1)在做aabbYy(♀)与AaBbyy(♂)的杂交实验时,需要对母本做__去雄和套袋__处理,以避免其他花粉对实验的干扰。
(2)如果只考虑种皮颜色的遗传:将基因型aabbYy的植株自交所结全部种子播种共得15株植株,有10株结灰色种子共3
000粒,有5株结白色种子共1
000粒,则子一代的性状分离比与孟德尔定律预期分离比__不相符__(填“相符”或“不相符”),最可能的原因是__子代样本数量太少__。
(3)如果只考虑茎的颜色和抗病性状的遗传:让基因型为AaBb的植株和aabb的植株相互受粉,正交和反交产生的子代的性状分离比__不相同__(填“相同”或“不相同”)。
(4)用多株基因型为AaBb的植株作材料,可以采用__单倍体__育种方法获得基因型为AABB紫茎抗病的植株。
(5)若用基因型为AaBb的植株自交,则子代植株中紫茎抗病植株所占的比例为__5/12__。
【解析】(1)自花传粉植物进行杂交实验时,需对母本进行去雄和套袋处理,以避免其他花粉的干扰;
(2)植株所结种子,其种皮是由母本的体细胞组成,故aabbYy的植株自交,其子代的性状分离比为10∶5=2∶1,而不是3
000∶1
000=3∶1,因此与孟德尔定律预期分离比不相符,最可能的原因是子代样本数量太少;
(3)当花粉含AB基因时不能参与受精,因此正交和反交产生的子代的性状分离比分别为:1∶1∶1∶1和1∶1∶1;
(4)因含AB基因的花粉不能参与受精作用,因此用基因型为AaBb的植株作材料,采用杂交育种方法不能获得基因型为AABB紫茎抗病的植株,采用单倍体育种方法能获得基因型为AABB紫茎抗病的植株;
(5)因含AB基因的花粉不能萌发长出花粉管,故雄配子AB不能参与受精作用,因此基因型为AaBb的植株自交,则子代植株中紫茎抗病植株所占的比例为5/12。
备
课
札
记
2018’新课标·名师导学·高考第一轮总复习同步测试卷
生物(六)
(遗传因子的发现) 【P339】
时间:60分钟 总分:100分
一、选择题(每题3分,共45分,每道题只有一个正确选项)
1.假说—演绎法是现代科学研究中常用的方法,包括“观察实验现象、提出问题、作出假设、演绎推理、验证假设、得出结论”六个基本环节。下列关于孟德尔研究过程的分析正确的是(C)
A.为了验证作出的假设是否正确,孟德尔设计并完成了正、反交实验
B.孟德尔所作假设的核心内容是“生物体能产生数量相等的雌雄配子”
C.提出问题是建立在豌豆纯合亲本杂交和F1自交遗传实验的基础上
D.孟德尔发现的遗传规律可以解释有性生殖生物所有相关性状的遗传现象
2.一种生物个体中,如果隐性个体的成体没有繁殖能力,一个杂合子(Aa)自交,得子一代(F1)个体,在F1个体只能自交和可以自由交配两种情况下,F2中有繁殖能力的个体分别占F2总数的(D)
A.2/3 1/9
B.1/9 2/3
C.8/9 5/6
D.5/6 8/9
【解析】杂合子(Aa)自交,得子一代(F1)个体为1AA∶2Aa∶1aa,aa没有繁殖能力,故F1为AA(1/3)和Aa(2/3);F1个体只能自交,Aa(2/3)自交,子代没有繁殖能力的aa个体为2/3×1/4=1/6,故F2中有繁殖能力的个体为1-1/6=5/6。F1个体可以自由交配,Aa(2/3)×Aa(2/3),子代aa为2/3×2/3×1/4=1/9,故F2中有繁殖能力的个体为1-1/9=8/9。综上所述,D正确。
3.在豚鼠中,毛黑色(C)对白色(c)是显性,毛皮粗糙(R)对毛皮光滑(r)是显性,能验证两对等位基因传递规律的最佳组合是(D)
A.黑光×白光→18黑光∶16白光
B.黑光×白粗→25黑粗
C.黑粗×白粗→15黑粗∶7黑光∶16白粗∶3白光
D.黑粗×白光→10黑粗∶9黑光∶8白粗∶11白光
【解析】如果两对等位基因位于两对非同源染色体,则遵守基因自由组合定律,可采用测交方法,即CcRr(黑粗)×ccrr(白光),子代为1CcRr(黑粗)∶1Ccrr(黑光)∶1ccRr(白粗)∶1ccrr(白光),D正确。
4.研究发现,豚鼠毛色由以下等位基因决定:Cb-黑色、Cs-银色、Cc-乳白色、Cz-白化。为确定这组基因间的关系,进行了部分杂交实验,结果如下。据此分析下列选项正确的是(D)
杂交组合
亲代
子代
黑
银
乳白
白化
1
黑×黑
21
0
0
7
2
黑×白化
11
10
0
0
3
乳白×乳白
0
0
32
11
4
银×乳白
0
23
11
12
A.该豚鼠群体中与毛色有关的基因型共有6种
B.无法确定这组等位基因的显性程度
C.两只豚鼠杂交的后代最多会出现4种毛色
D.两只白化豚鼠杂交,后代不会出现银色个体
【解析】由于豚鼠毛色由Cb、Cc、Cs、Cz等位基因决定,所以该豚鼠群体中与毛色有关的基因型共有10种,A错误;由于多种交配方式的后代都出现了性状分离,所以能确定这组等位基因间的显性程度,这4个复等位基因之间的显隐性关系的正确顺序是:Cb>Cs>Cc>Cz,B错误;由于豚鼠毛色由一对等位基因决定,所以两只豚鼠杂交的后代最多会出现三种毛色,C错误;由于白色为隐性,其基因型为CzCz,所以两只白化的豚鼠杂交,其后代都是白化,不会出现银色个体,D正确。
5.人类的肤色由A/a、B/b、E/e三对等位基因共同控制,A/a、B/b、E/e位于三对同源染色体上。AABBEE为黑色,aabbee为白色,肤色深浅与显性基因个数有关,例如,基因型为AaBbEe、AABbee和aaBbEE的肤色一样。若双方均为含3个显性基因的杂合子婚配(AaBbEe×AaBbEe),则子代肤色的基因型和表现型分别有多少种(A)
A.27、7
B.16、9
C.27、9
D.16、7
6.等位基因A、a和B、b分别位于不同对的同源染色体上。让显性纯合子(AABB)和隐性纯合子(aabb)杂交得F1,再让F1测交,测交后代的表现型比例为1∶3。如果让F1自交,则下列表现型比例中,F2中不可能出现的是(B)
A.13∶3
B.9∶4∶3
C.9∶7
D.15∶1
【解析】两对等位基因位于不同对同源染色体上,遵循基因的自由组合定律,根据正常的自由组合定律分离比,F1(AaBb)测交后代应是四种表现型且比例为1∶1∶1∶1,而现在是1∶3,那么F1自交后原本的9∶3∶3∶1可能是9∶7、13∶3或15∶1,F1自交后代有两种表现型,故A、C、D项正确,而B项中的3种表现型是不可能的,B项错误。
7.人类中非秃顶和秃顶受常染色体上的等位基因(B、b)控制,其中男性只有基因型为BB时才表现为非秃顶,而女性只有基因型为bb时才表现为秃顶。控制双眼皮(D)和单眼皮(d)的基因也位于常染色体上。这两对等位基因独立遗传。一对夫妇都是双眼皮且表现正常,生育了一个单眼皮秃头的孩子。下列相关叙述不正确的是(C)
A.这对夫妇中,妻子的基因型为DdBb
B.秃头的孩子一定是男孩
C.再生一个双眼皮秃头孩子的概率为
D.再生一个单眼皮孩子的概率为1/4
【解析】根据“一对夫妇都是双眼皮且表现正常,生育了一个单眼皮秃头的孩子(ddBb)”,可推知夫妇的基因型分别是DdBB,DdBb;A正确。由于他们的孩子的基因型可能有_
_BB或_
_Bb,所以如果患秃顶,则只可能是男孩;B正确。如果他们再生一个双眼皮秃头孩子(D_Bb)的概率为3/4×1/2×1/2=3/16,(注意后一个1/2是性别概率,因为患秃顶的只可能是男孩);C错误。如果他们再生一个单眼皮孩子(dd)的概率为1/4,D正确。
8.荠菜的果实形状有三角形和卵圆形两种,该性状的遗传由两对等位基因控制。将纯合的结三角形果实的荠菜和纯合的结卵圆形果实的荠菜杂交,F1全部结三角形果实,F2的表现型及比例是结三角形果实的植株∶结卵圆形果实的植株=15∶1。下列有关说法中,正确的是(D)
A.荠菜果实形状的遗传不遵循基因的自由组合定律
B.对F1测交,子代表现型的比例为1∶1∶1∶1
C.纯合的结三角形果实的植株的基因型有四种
D.结卵圆形果实的荠菜自交,子代植株全结卵圆形果实
【解析】F2的表现型及比例为15∶1,推断荠菜果实形状的遗传由两对同源染色体上的两对等位基因控制,遵循基因的自由组合定律,A错误;假设控制荠菜果实形状的基因为A、a和B、b,F1测交,子代表现型与比例为结三角形果实的植株∶结卵圆形果实的植株=3∶1,B错误;纯合的结三角形果实的植株的基因型只有AABB、AAbb和aaBB三种,C错误;结卵圆形果实荠菜的基因型为aabb,为双隐性性状,该种荠菜自交,子代植株全结卵圆形果实,D正确。
9.某种二倍体野生植物的花瓣有白色、紫色、红色、粉红色四种,由位于非同源染色体上的两对等位基因(A/a和B/b)控制(如图所示)。研究人员将两种不同花色纯合的植株杂交,