微专题1 连续自交及分离定律遗传特例分析导学案-2023-2024学年高一下学期生物人教版必修2

廊坊市第一中学高一年级生物 基因赋予我们生命的蓝图，而努力是描绘精彩画卷的画笔，高中岁月正是挥洒色彩之时 高一生物学案 内容：微专题（二）连续自交及分离定律遗传特例分析 使用时间 ：2025年 月 日 第一编题人 ：董鹏 校对人 ：刘静 第二编题人 ：刘静 审核人 ： 一、连续自交 题型一　概念不同 （1）自交是指遗传因子组成相同的个体交配。 （2）自由交配是指群体中不同个体随机交配，遗传因子组成相同或不同的个体之间都要进行交配。 题型二　交配组合种类不同 若某群体中有遗传因子组成为AA、Aa和aa的个体。 （1）自交方式有AA×AA、Aa×Aa、aa×aa三种。 （2）自由交配方式有AA×AA、Aa×Aa、aa×aa、AA×Aa、AA×aa、Aa×aa六种。 题型三　自交的相关计算 （1）遗传因子组成为Aa的个体连续自交，第n代的比例分析： 当杂合子(Aa)连续自交n代后，后代中的杂合子(Aa)所占比例为1/2n，纯合子(AA+aa)所占比例为1-1/2n，其中AA、aa所占比例分别为(1-1/2n)×1/2。当n无限大时，纯合子比例接近100%。这就是自花传粉植物(如豌豆)在自然情况下一般为纯合子的原因。 ①杂合子Aa连续自交，第n代的比例情况如下表所示： Fn 所占比例 杂合子 1/2n 纯合子 1-1/2n 显性纯合子 1/2-1/2n+1 隐性纯合子 1/2-1/2n+1 显性性状个体 1/2+1/2n+1 隐性性状个体 1/2-1/2n+1 ②根据上表比例，纯合子、杂合子所占比例的坐标曲线图为： 由该曲线得到的启示：在育种过程中，选育符合人们要求的个体(显性)，可进行连续自交，直到性状不再发生分离为止，即可留种推广使用。 （2）逐代淘汰隐性个体 杂合子Aa连续自交且逐代淘汰隐性个体，自交n代后，显性个体中，纯合子比例为(2n-1)/(2n+1)，杂合子比例为2/(2n+1)。 题型四　自由交配的相关计算 例如，某群体中遗传因子组成为AA的个体占1/3，遗传因子组成为Aa的个体占2/3。 （1）列举交配组合 可利用棋盘法进行列表统计，以防漏掉某一交配组合。自由交配的方式有4种，列表分析如下： 遗传因子组成 ♀ 1/3AA 2/3Aa ♂ 1/3AA 1/3AA(♂)×1/3AA(♀) 1/3AA(♂)×2/3Aa(♀) 2/3Aa 2/3Aa(♂)×1/3AA(♀) 2/3Aa(♂)×2/3Aa(♀) （2）列举配子比例（提示:自由交配问题用配子比例法解答更简单些。） 另外，也可利用棋盘法列出雌雄配子的比例进行解答，先计算含A雄配子的比例：1/3+2/3×1/2=2/3，含a雄配子的比例为1-2/3=1/3，含A雌配子和含a雌配子的比例也分别为2/3和1/3。列表分析如下： 配子 雌配子 2/3A 1/3a 雄配子 2/3A 4/9AA 2/9Aa 1/3a 2/9Aa 1/9aa · 典型例题 1.菜豆是自花传粉植物，其花色中有色对无色为显性。一株杂合有色花菜豆(Cc)生活在某海岛上，如果海岛上没有其他菜豆植株存在，且菜豆为一年生植物，则第四年时，海岛上开有色花菜豆植株和开无色花菜豆植株的比例是（ ） A.3：1 B.15：7 C.9：7 D.15：9 答案：C 【解析】菜豆为自花传粉植物，故在自然状态下全为自交，菜豆为一年生植物，其自交一代后花色的性状在第二年表现出来，因此可推知，第四年的花色表现应为杂合有色花菜豆连续自交三代所表现出的性状，则Cc所占比例为1/23=1/8，CC与cc所占比例相同，为(1-1/8)×1/2=7/16，即有色花菜豆：无色花菜豆=9：7。 ２.某种蝇的翅形有正常和异常两种类型。让正常翅个体和异常翅个体两个纯合类型杂交，F1全为正常翅个体。让F1雌雄个体自由交配得到F2，剔除其中异常翅的个体，让正常翅的个体再自由交配，所得F3中正常翅纯合个体出现的概率为（ ） A.1/4 B.4/9 C.1/2 D.1/16 答案：B 【解析】设相关遗传因子为A、a，F1的遗传因子组成为Aa，让F1雌雄个体自由交配得到F2，则F2中AA：Aa：aa=1：2：1。将异常翅的个体剔除，则剩余的正常翅个体的遗传因子组成及比例为1/3AA、2/3Aa，产生的配子中A所占比例为2/3，a所占比例为1/3。让F2中正常翅的个体再自由交配，所得F3中正常翅纯合个体出现的概率为2/3×2/3=4/9，B项符合题意。 二、特殊情况下的性状分离比 题型一　相对性状由多个遗传因子控制（复等位基因） 控制相对性状的遗传因子有时存在多个，但遗传时仍符合分离定律，彼此之间有显隐性关系，表现特定的性状，如人类ABO血型的遗传，涉及3个遗传因子：IA、IB、i；遗传因子组成有6种：IAIA、IAi、IBIB、IBi、IAIB、ii。IAIA、IAi→A型血；IBIB、IBi→B型血；IAIB→AB型血(共显性)；ii→O型血。 · 典型例题 3.人类的ABO血型是由IA、IB、i三个遗传因子控制的，IA、IB对i为显性，IA和IB间无显隐性关系，每个人的细胞中只能有其中两个遗传因子。某家庭中，丈夫为A型，妻子为B型。下列有关叙述正确的是（ ） A.丈夫的遗传因子组成为IAIA的概率为1/2 B.妻子的遗传因子组成为IBIB C.夫妻二人可能会生出O型血的孩子 D.夫妻二人生出AB型血孩子的概率是100% 答案：C 【解析】丈夫的遗传因子组成为IAIA或IAi，但概率不确定，A项错误；妻子的遗传因子组成为IBIB或IBi，B项错误；若丈夫的遗传因子组成是IAi，妻子的遗传因子组成是IBi，则可能生出O型血的孩子，C项正确；由于夫妻二人的遗传因子组成不能确定，故其生出AB型血孩子的概率无法确定，D项错误。 题型二　不完全显性 具有相对性状的纯合亲本杂交后，F1表现介于显性和隐性亲本之间的性状。 如遗传因子A和a分别控制红花和白花，在完全显性时，Aa自交后代中红花：白花=3：1，在不完全显性时，Aa自交后代中红花(AA)：粉红花(Aa)：白花(aa)=1：2：1。 · 典型例题 4.萝卜的花有白、红、紫三种颜色，该性状由遗传因子R、r控制。下表为三组不同类型植株之间的杂交结果。下列相关叙述错误的是（ ） 组别 亲本 子代性状表现及植株数 一 紫花×白花 紫花428，白花415 二 紫花×红花 紫花413，红花406 三 紫花×紫花 红花198，紫花396，白花202 A.白花、紫花、红花植株的遗传因子组成分别是rr、Rr、RR B.白花植株自交的后代均开白花，红花植株自交的后代均开红花 C.白花植株与红花植株杂交所得的子代中，既不开红花也不开白花 D.可用紫花植株与白花植株或红花植株杂交验证孟德尔的分离定律 答案：A 【解析】该对遗传因子控制的性状有三种，且由组别三可知，紫花植株与紫花植株杂交，子代的性状分离比为红花：紫花：白花≈1：2：1，说明R对r为不完全显性，且紫花植株的遗传因子组成为Rr，但根据三组杂交实验的结果均不能判断出白花植株和红花植株的遗传因子组成，A项错误；白花植株与红花植株均为纯合子，二者分别自交，其子代都不会出现性状分离，二者杂交，则其子代都开紫花，B、C两项正确；杂交组合Rr×rr和Rr×RR的子代中各有两种不同的性状表现，且比例均为1：1，故都可用来验证孟德尔的分离定律，D项正确。 题型三　致死现象 · 典型例题 5.某雌雄同体的植物高茎(由遗传因子E控制)对矮茎(由遗传因子e控制)为完全显性。含有E的雄配子全部死亡，雌配子不受影响。现将一株遗传因子组成为Ee的植株自交得到F1，下列叙述错误的是（ ） A.该植株的遗传因子E一定来自母方 B.F1出现矮茎植株是性状分离的结果 C.F1的遗传因子组成及比例为Ee：ee=1：1 D.遗传因子组成为Ee的植株测交后代全是矮茎 答案：D 【解析】含有E的雄配子全部死亡，雌配子不受影响，因此该植株的遗传因子E一定来自母方，A项正确；亲本遗传因子组成均为Ee，都是高茎，F1出现矮茎植株是性状分离的结果，B项正确；Ee植株自交，亲本产生的雌配子中E：e=1：1，亲本产生的雄配子全为e，故子代遗传因子组成及比例为Ee：ee=1：1，C项正确；若Ee植株作为母本与ee植株(父本)杂交，亲本产生的雌配子中E：e=1：1，亲本产生的雄配子全为e，故子代遗传因子组成及比例为Ee：ee=1：1，若Ee植株作为父本与ee植株(母本)杂交，含有E的雄配子全部死亡，因此亲本产生的雄配子全为e，亲本产生的雌配子全为e，故子代遗传因子组成全为ee，全是矮茎，D项错误。 题型四　从性遗传 · 典型例题 6.研究发现遗传性秃头遗传因子(a)的表达与高水平的雄激素呈正相关，秃头遗传因子纯合子(aa)在两性均表现为秃头，杂合子(Aa)则只在男性中表现为秃头，女性杂合子发量正常。现有一位秃头男士，其父亲发量正常，该秃头男士的妻子发量正常，不考虑突变等情况，下列说法正确的是（ ） A.他们的儿子和女儿都有秃头的可能 B.该秃头男士的遗传因子组成可能是Aa或aa C.他们的儿子一定会秃头 D.他们的女儿秃头风险等于儿子 答案：A 【解析】男士秃头的遗传因子组成为aa或Aa，该男士的父亲发量正常，则其遗传因子组成为AA，所以该秃头男士的遗传因子组成是Aa，该秃头男士的妻子发量正常，遗传因子组成为Aa或AA，则后代的遗传因子组成是AA或Aa或aa，所生的儿子中，AA发量正常，Aa与aa表现为秃头，所生的女儿中，AA、Aa表现为正常，aa表现为秃头，由此可见，儿子秃头的风险高于女儿，A项正确。 7.已知牛的有角和无角由等位基因(A/a)控制；公牛的显性纯合子和杂合子表型一致，母牛的杂合子和隐性纯合子表型一致。若多对纯合有角公牛与无角母牛杂交，F1中公牛都有角，母牛都无角，F1中公牛、母牛自由交配，F2的公牛中有角：无角=3：1，母牛中有角：无角=1：3。下列叙述错误的是（ ） A.控制该相对性状的基因位于常染色体上，且有角为显性性状 B.F2有角公牛的基因型为AA、Aa，有角母牛的基因型为AA C.有无角性状表现与性别有关，但不属于伴性遗传 D.若F2中无角公牛和无角母牛自由交配，则F3中有角牛的概率为1/3 答案：D 【解析】由分析可知，控制牛有角和无角的基因位于常染色体上，公牛Aa、AA为有角，因此有角是显性性状，A项正确；由分析可知，子二代中有角公牛的基因型是AA、Aa，有角母牛的基因型是AA，B项正确；由分析可知，公牛AA、Aa为有角，aa为无角，母牛中AA为有角，Aa、aa为无角，可见有无角性状表现与性别有关，但不属于伴性遗传，为从性遗传，C项正确；子二代无角公牛的基因型是aa，无角母牛的基因型是Aa：aa=2：1，无角公牛产生的精子的基因型是a，无角母牛产生的卵细胞的基因型及比例是A：a=1：2，雌雄配子随机结合，后代的基因型及比例是Aa：aa=1：2，母牛都无角，公牛中Aa有角，aa无角，因此有角牛的概率是1/6，D项错误。 题型五　母性效应 是指子代的某一表型受母本核基因型的影响，和母本的基因型所控制的表型一样。因此正反交结果不同，但不是细胞质遗传，这种遗传不是由细胞质基因所决定的，而是由核基因的表达并积累在卵细胞中的物质所决定的。 提醒：“母性效应”与“母系遗传”的区别 “母系遗传”即细胞质遗传，相关基因位于细胞质中，因此正交和反交的结果不一样，不符合孟德尔遗传定律，“母性效应”的基因位于细胞核的常染色体上，符合孟德尔遗传定律，只是子代的表型及比例与正常的常染色体遗传相比晚一代出现。 典型例题 8.椎实螺是一种雌雄同体的软体动物，可以进行自交。椎实螺螺壳的开口方向有左旋和右旋，该性状由母体的细胞核基因型决定，而不受本身基因型的控制，其遗传过程如图所示。据图中信息判断，F2自交产生的子代中，右旋与左旋之比为（ ） A.1：3 B.3：1 C.全部左旋 D.全部右旋 答案：B 【解析】子代性状由母体的细胞核基因型决定。F2中DD和Dd的后代为右旋椎实螺，dd的后代为左旋椎实螺，图中D_：dd=3：1，因此F2自交产生的后代中右旋椎实螺：左旋椎实螺=3：1。 题型六　雄性不育 （1）细胞核雄性不育：核基因控制的雄性不育，有显性核不育和隐性核不育，遗传方式符合孟德尔遗传定律。 （2）细胞质雄性不育：表现为母体遗传、花粉败育和雌穗正常。可以被显性核恢复基因恢复育性。 （3）核质互作不育型：是由核基因和细胞质基因相互作用共同控制的雄性不育类型。 · 典型例题 9.某作物的雄性育性与细胞质基因(P、H)和细胞核基因(D、d)相关。现有该作物的4个纯合品种：①(P)dd(雄性不育)、②(H)dd(雄性可育)、③(H)DD(雄性可育)、④(P)DD(雄性可育)，科研人员利用上述品种进行杂交实验，成功获得生产上可利用的杂交种。下列有关叙述错误的是（ ） A.①和②杂交，产生的后代雄性不育 B.②③④自交后代均为雄性可育，且基因型不变 C.①和③杂交获得生产上可利用的杂交种，其自交后代出现性状分离，故需年年制种 D.①和③杂交后代作父本，②和③杂交后代作母本，二者杂交后代雄性可育和不育的比例为3：1 答案：D 【解析】①(P)dd(雄性不育)作为母本和②(H)dd(雄性可育)作为父本杂交，产生的后代的基因型均为(P)dd，表现为雄性不育，A项正确；②③④自交后代均为雄性可育，且基因型不变，即表现为稳定遗传，B项正确；①(P)dd(雄性不育)作为母本和③(H)DD(雄性可育)作为父本杂交，产生的后代的基因型为(P)Dd，为杂交种，自交后代会表现出性状分离，因而需要年年制种，C项正确；①和③杂交后代的基因型为(P)Dd，②和③杂交后代的基因型为(H)Dd，若前者作父本，后者作母本，则二者杂交的后代为(H)__，均为雄性可育，不会出现雄性不育，D项错误。 题型七　表型模拟 表型模拟指生物的性状表现不仅仅取决于遗传因子组成，还受所处环境的影响，从而导致遗传因子组成相同的个体在不同环境中的性状表现有差异。 设计实验确认隐性个体是aa的纯合子还是Aa的表型模拟： · 典型例题 10.在某种小鼠中，毛色的黑色为显性(E)，白色为隐性(e)。下图所示的两项交配，亲代动物A、B、P、Q均为纯合子，子代动物在不同环境下成长，其毛色如下图所示。下列分析错误的是（ ） A.动物C与动物D的性状表现不同，说明性状表现是遗传因子组成和环境共同作用的结果 B.动物C与动物R交配的子代在30℃中成长，其性状表现最可能是全为白色 C.动物C与动物R交配的子代在-15℃中成长，其性状表现及比例最可能是黑色：白色=1：1 D.动物C雌雄个体相互交配的子代在30℃中成长，其性状表现及比例最可能是黑色：白色=1：1 答案：D 【解析】由题干可知，亲代小鼠A、B、P、Q均为纯合子，第一项交配中A、B性状表现不同，则杂交后代均为杂合子，子代在-15℃中成长，均为黑色，而在30℃中成长，均为白色。白色ee的个体无论在-15℃中成长，还是在30℃中成长，均为白色。由上述分析可知，C、D遗传因子组成均为Ee，性状表现应该为黑色，而在30℃中培养则为白色，说明性状表现受环境影响，即性状表现是遗传因子组成和环境共同作用的结果，A项正确；根据分析可知，C的遗传因子组成为Ee，R的遗传因子组成为ee，其后代遗传因子组成为Ee、ee，在30℃中成长，Ee表现为白色，ee也表现为白色，B项正确；C的遗传因子组成为Ee，R的遗传因子组成为ee，其后代遗传因子组成及比例为Ee：ee=1：1，在-15℃中成长，Ee表现为黑色，ee表现为白色，故子代中黑色：白色=1：1，C项正确；C的遗传因子组成为Ee，雌雄个体相互交配，子代遗传因子组成及比例为EE：Ee：ee=1：2：1，在30℃中成长，Ee、ee表现为白色，性状表现及比例最可能是黑色：白色=1：3，D项错误。 高一生物学案·微专题（二）连续自交及分离定律遗传特例分析·第2页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$