内容正文:
遗传因子的发现
第1章
微专题二 有关自由组合定律的常规解题方法
随堂检测·即时巩固
目
录
Contents
探究点1 巧用分离定律解决自由组合定律问题
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生物学 必修2
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探究点2 两对基因控制的性状遗传中异常分离比现象
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探究点3 自由组合定律在实践中的应用
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随堂检测·即时巩固
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生物学 必修2
制 作 者:状元桥
适用对象:高中学生
制作软件:Powerpoint2010、
Photoshop cs3
运行环境:WindowsXP以上操作系统
1.“拆分法”求解自由组合定律计算问题
(1)思路:将多对等位基因的自由组合分解为若干分离定律分别分析。
(2)题型示例
①求解配子类型及概率
典例:基因型为AaBbCC的个体
产生配子的种类数
Aa Bb CC
2 × 2 × 1=4(种)
AbC配子的概率
(A)×(b)×1(C)=
②求解子代基因型种类及概率
典例:AaBbCc×AabbCC
子代的基因型种类数
Aa×Aa Bb×bb Cc×CC
3 × 2 × 2=12(种)
子代中基因型为
AAbbCC的概率
(AA)×(bb)×(CC)=
子代中纯合子和杂
合子概率
纯合子概率=××=
杂合子概率=1-=
③求解子代表型种类及概率
典例:AaBbCc×AabbCC
子代的表型种类数
Aa×Aa Bb×bb Cc×CC
2 × 2 × 1=4(种)
子代中表型为A_B_C_的概率
(A_)×(B_)×1(C_)=
子代中不同于亲本表型的概率
不同于亲本表型(表现型)的概率=1-与亲本表型(表现型)相同的概率=1-[(A_B_C_)+(A_bbC_)]=
2.“逆向组合法”推断亲本基因型
(1)方法:将自由组合定律的性状分离比拆分成分离定律的分离比分别分析。
(2)题型示例(以两对等位基因为例)
子代表型(表现型)比例及拆分
亲本基因型推断
9∶3∶3∶1⇒(3∶1)(3∶1)
AaBb×AaBb
1∶1∶1∶1⇒(1∶1)(1∶1)
AaBb×aabb或Aabb×aaBb
3∶3∶1∶1⇒(3∶1)(1∶1)
AaBb×Aabb或AaBb×aaBb
子代表型(表现型)比例及拆分
亲本基因型推断
3∶1⇒(3∶1)×1
Aabb×Aabb、AaBB×Aa_ _、
aaBb×aaBb、AABb×_ _Bb
若为自交后代,则亲本的基因型中一纯一杂:AaBB、Aabb、aaBb、AABb
【例1】 在三对基因各自独立遗传的条件下,亲本ddEeFF与DdEeff杂交,其子代性状表现不同于亲本的个体占全部后代的( )
A.5/8 B.3/8
C.1/12 D.1/4
答案 A
解析 ddEeFF与DdEeff杂交,其子代性状表现和亲本中ddEeFF相同的占1/2×3/4×1=3/8,其子代性状表现和亲本中DdEeff相同的概率为0。故亲本ddEeFF与DdEeff杂交,其子代性状表现不同于亲本的个体占全部后代的1-3/8=5/8。
【例2】 某对亲本的杂交组合为YyRrDd×YyRrDD,三对等位基因控制三对相对性状,均独立遗传。下列有关F1的叙述,错误的是( )
A.F1可能有4种表型,18种基因型
B.F1中杂合子所占的比例为7/8
C.该对杂交组合的配子间随机结合的方式共有16种
D.F1中基因型为YyRrDd的个体所占的比例为1/8
答案 C
解析 亲本的杂交组合为YyRrDd×YyRrDD,则F1的表型有2×2×1=4种,基因型有3×3×2=18种,A项正确;F1中纯合子所占的比例为1/2×1/2×1/2=1/8,杂合子所占的比例为1-1/8=7/8,B项正确;根据三对基因独立遗传可知,YyRrDd产生8种配子,YyRrDD产生4种配子,配子间随机结合的方式有32种,C项错误;F1中基因型为YyRrDd的个体所占的比例为1/2×1/2×1/2=1/8,D项正确。
1.“和”为16的特殊性状分离比——基因相互作用
测交后代比例
类型
自交后代比例
存在一种显性基因(A或B)时表现为同一种性状,其余表现正常
9∶6∶1
1∶2∶1
A、B同时存在时表现为一种性状,否则表现为另一种性状
9∶7
1∶3
aa(或bb)成对存在时,表现双隐性性状,其余正常表现
9∶3∶4
1∶1∶2
只要存在显性基因(A或B)就表现为同一种性状,其余正常表现
15∶1
3∶1
2.“和”为16的特殊性状分离比——显性基因累加
(1)相关原理
显性基因在基因型中的个数影响性状表现。
(2)F1(AaBb)自交后代比例
AABB∶(AaBB、AABb)∶(AaBb、aaBB、AAbb)∶(Aabb、aaBb)∶aabb=1∶4∶6∶4∶1。
(3)F1(AaBb)测交后代比例
AaBb∶(Aabb、aaBb)∶aabb=1∶2∶1。
3.“和”小于16的特殊性状分离比
(1)从每对相对性状分离比角度分析
①6∶3∶2∶1⇒(2∶1)(3∶1)⇒一对显性基
因纯合致死
如BB致死:
②4∶2∶2∶1⇒(2∶1)(2∶1)⇒两对显性基因纯合致死
(2)隐性纯合致死(自交情况)
自交后代性状分离比出现9∶3∶3(双隐性致死);自交后代性状分离比出现9∶1(单隐性致死)。
【例3】 (2024·贵州)已知小鼠毛皮的颜色由一组位于常染色体上的复等位基因B1(黄色)、B2(鼠色)、B3(黑色)控制。现有甲(黄色短尾)、乙(黄色正常尾)、丙(鼠色短尾)、丁(黑色正常尾)4种基因型的雌雄小鼠若干,某研究小组对其开展了系列实验,结果如图所示。
回答下列问题。
(1)基因B1、B2、B3之间的显隐性关系是__________________。实验③中的子代比例说明了______________________________,其黄色子代的基因型是________。
(2)小鼠群体中与毛皮颜色有关的基因型共有________种,其中基因型组合为________的小鼠相互交配产生的子代毛皮颜色种类最多。
(3)小鼠短尾(D)和正常尾(d)是一对相对性状,短尾基因纯合时会导致小鼠在胚胎期死亡。小鼠毛皮颜色基因和尾形基因的遗传符合自由组合定律,若甲雌雄个体相互交配,则子代表型及比例为____________________________________________________ ______________________________________________________;为测定丙产生的配子类型及比例,可选择丁个体与其杂交,选择丁的理由是____________________________。
解析 (1)根据图中杂交组合②可知,B1对B3为显性;根据图中杂交组合③可知,B1对B2为显性;根据图中杂交组合①可知,B2对B3为显性,故B1对B2、B3为显性,B2对B3为显性。实验③中的子代比例说明基因型B1B1的个体死亡且B2对B3为显性,其黄色子代的基因型是B1B2、B1B3。(2)根据(1)可知,小鼠群体中与毛皮颜色有关的基因型有B1B2、B1B3、B2B2、B2B3、B3B3,共有5种。其中B1B3和B2B3交配后代的毛色种类最多,共有黄色、鼠色和黑色3种。(3)根据题意,甲的基因型是B1B2Dd,则该基因型的雌雄个体相互交配,子代表型及比例为黄色短尾∶黄色正常尾∶鼠色短尾∶鼠色正常尾=4∶2∶2∶1。丙为鼠色短尾,其基因型为B2_Dd,为测定丙产生的配子类型及比例,可采用测交的方法,即丁个体与其杂交,理由是丁是隐性纯合子B3B3dd。
答案 (1)B1对B2、B3为显性,B2对B3为显性
基因型B1B1的个体死亡且B2对B3为显性
B1B2、B1B3
(2)5/五 B1B3和B2B3
(3)黄色短尾∶黄色正常尾∶鼠色短尾∶鼠色正常尾=4∶2∶2∶1 丁是隐性纯合子B3B3dd
【例4】 (2023·新课标)某研究小组从野生型高秆(显性)玉米中获得了2个矮秆突变体,为了研究这2个突变体的基因型,该小组让这2个矮秆突变体(亲本)杂交得F1,F1自交得F2,发现F2中表型及其比例是高秆∶矮秆∶极矮秆=9∶6∶1。若用A、B表示显性基因,则下列相关推测错误的是( )
A.亲本的基因型为aaBB和AAbb,F1的基因型为AaBb
B.F2矮秆的基因型有aaBB、AAbb、aaBb、Aabb,共4种
C.基因型是AABB的个体为高秆,基因型是aabb的个体为极矮秆
D.F2矮秆中纯合子所占比例为1/2,F2高秆中纯合子所占比例为1/16
答案 D
解析 F2中表型及其比例是高秆∶矮秆∶极矮秆=9∶6∶1,符合9∶3∶3∶1的变式,因此控制两个矮秆突变体的基因遵循基因的自由组合定律,即高秆基因型为A_B_,矮秆基因型为A_bb、aaB_,极矮秆基因型为aabb,可推知亲本的基因型为aaBB和AAbb,F1的基因型为AaBb,A项正确;矮秆基因型为A_bb、aaB_,F2矮秆的基因型有aaBB、AAbb、aaBb、Aabb,共4种,B项正确;由F2中表型及其比例可知,基因型是AABB的个体为高秆,基因型是aabb的个体为极矮秆,C项正确;F2矮秆基因型为A_bb、aaB_共6份,纯合子基因型为aaBB、AAbb共2份,因此矮秆中纯合子所占比例为1/3,F2高秆基因型为A_B_共9份,纯合子为AABB共1份,因此高秆中纯合子所占比例为1/9,D项错误。
1.巧用自由组合定律求解遗传病概率
(1)当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时,各种患病情况的概率分析如下:
(2)根据序号所示进行相乘得出相应概率,再进一步拓展如下表:
序号
类型
计算公式
①
同时患两病概率
mn
②
只患甲病概率
m(1-n)
③
只患乙病概率
n(1-m)
④
不患病概率
(1-m)(1-n)
拓展求解
患病概率
①+②+③或1-④
只患一种病概率
②+③或1-(①+④)
2.孟德尔定律在育种实践中的应用
(1)杂交育种原理:将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起,再经过选择和培育,获得新品种的方法。
(2)杂交育种过程分析
①培育常规的纯合子品种
a.培育隐性纯合子品种:选出双亲子一代子二代→选出符合要求的优良性状个体即可推广。
b.培育显性纯合子品种:选出双亲子一代子二代→选出符合要求的优良性状个体子三代―→选出符合要求的优良性状个体……→选出能稳定遗传的个体推广。
②培育杂合子品种
在农业生产上,可以将杂种子一代作为种子直接利用,如水稻、玉米等。
a.基本步骤:选取双亲P(♀、)→杂交→F1。
b.特点:高产、优质、抗性强,但种子只能用一年,需年年育种(因杂合子自交后代会发生性状分离)。可采用无性繁殖技术如植物组织培养、营养繁殖(如甘薯、马铃薯等)等技术达到长期利用杂种子一代的目的。
【例5】 人类的眼睛白内障(C基因)、松脆骨骼(F基因)都为显性遗传,两种病都与性别无关。假设控制这两种病的基因在遗传上遵循自由组合定律。现有一男人骨骼正常,但有白内障,其母亲眼睛正常。若与一个有白内障又松脆骨骼的女人婚配,其父亲眼睛、骨骼都正常。下列叙述正确的是( )
A.此夫妇生第一个小孩,眼睛正常但为松脆骨骼的概率是3/8
B.此夫妇生第一个小孩,有白内障但骨骼正常的概率是3/8
C.此夫妇生第一个小孩,眼睛、骨骼都正常的概率是1/4
D.此夫妇生第一个小孩,有白内障且松脆骨骼的概率是1/4
答案 B
解析 由题意可知,C、F两基因遵循基因的自由组合定律,由于患白内障、骨骼正常男子的母亲眼睛正常,则其基因型为Ccff;由于患白内障且松脆骨骼女子的父亲眼睛、骨骼都正常,则其基因型为CcFf。这对夫妇的后代中,眼睛正常但松脆骨骼的概率是1/4×1/2=1/8,白内障但骨骼正常的概率是3/4×1/2=3/8,眼睛、骨骼都正常的概率是1/4×1/2=1/8,白内障且松脆骨骼的概率是3/4×1/2=3/8。
【例6】 已知水稻(二倍体)的抗病(A)对不抗病(a)为显性,高秆(D)对矮秆(d)为显性,两对基因在遗传上遵循自由组合定律,高秆易倒伏,会导致产量降低。现有纯合的抗病高秆和不抗病矮秆的水稻品种,为了得到能够稳定遗传的抗病矮秆水稻,可让两纯合水稻品种进行杂交得F1。回答下列问题:
杂交后得到F1的基因型为__________,再让F1进行自交,从F2中挑选表型为__________的个体进行连续自交,最后得到所需品种,所需品种属于____________(填“纯合子”或“杂合子”)。
解析 纯合的抗病高秆(AADD)水稻品种与不抗病矮秆(aadd)水稻品种进行杂交,F1的基因型为AaDd,表现为抗病高秆,F1进行自交,从F2中挑选表型为抗病矮秆(A_dd)的个体进行连续自交,最终得到的抗病矮秆属于纯合子。
答案 AaDd 抗病矮秆 纯合子
1.父亲六指(由D基因控制),母亲正常,生出一个患白化病(由a基因控制)的儿子。他们再生的子女中同时患白化病和六指的可能性为( )
A.1/2
B.1/4
C.1/6
D.1/8
答案 D
解析 由“父亲六指,母亲正常,生出一个患白化病的儿子”可知,父亲基因型为DdAa,母亲基因型为ddAa,这对夫妻再生的子女中,患白化病同时又是六指(D_aa)的概率是(1/2)×(1/4)=1/8。
2.已知某品种油菜粒色受两对等位基因控制(独立遗传),基因型为AaBb的黄粒油菜自交,F1中黄粒∶黑粒=9∶7。现将F1中全部的黄粒个体进行测交,则后代中黑粒纯合子所占比例是( )
A.1/16 B.1/9
C.1/4 D.1/2
答案 B
解析 根据题意分析,油菜粒色受两对等位基因控制且独立遗传,说明遵循基因的自由组合定律。基因型为AaBb的黄粒油菜自交,F1中黄粒∶黑粒=9∶7,这是“9∶3∶3∶1”的变式,所以黄粒的基因型为A_B_,黑粒的基因型为A_bb、aaB_和aabb。基因型为AaBb的黄粒油菜自交,F1中黄粒∶黑粒=9∶7,F1中黄粒的基因型及比例为1AABB、2AaBB、2AABb、4AaBb,将F1中全部的黄粒个体进行测交,即与aabb杂交,测交后代中能产生黑粒纯合子aabb的组合只有4/9AaBb×aabb,则后代中黑粒纯合子所占的比例是4/9×1/4=1/9,B项正确。
3.(2022·山东)(不定项)某两性花二倍体植物的花色由3对等位基因控制,其中基因A控制紫色,a无控制色素合成的功能。基因B控制红色,b控制蓝色。基因I不影响上述2对基因的功能,但i纯合的个体为白色花。所有基因型的植株都能正常生长和繁殖,基因型为A_B_I_和A_bbI_的个体分别表现紫红色花和靛蓝色花。现有该植物的3个不同纯种品系甲、乙、丙,它们的花色分别为靛蓝色、白色和红色。不考虑突变,根据表中杂交结果,下列推断正确的是( )
杂交组合
F1表型
F2表型及比例
甲×乙
紫红色
紫红色∶靛蓝色∶白色=9∶3∶4
乙×丙
紫红色
紫红色∶红色∶白色=9∶3∶4
A.让只含隐性基因的植株与F2测交,可确定F2中各植株控制花色性状的基因型
B.让表中所有F2的紫红色植株都自交一代,白花植株在全体子代中的比例为1/6
C.若某植株自交子代中白花植株占比为1/4,则该植株可能的基因型最多有9种
D.若甲与丙杂交所得F1自交,则F2表型及比例为9紫红色∶3靛蓝色∶3红色∶1蓝色
答案 BC
解析 分析题意可知,基因型为A_B_I_和A_bbI_的个体分别表现紫红色花和靛蓝色花,基因型为aaB_I_的个体花色为红色,基因型为aabbI_的个体花色为蓝色,基因型为_ _ _ _ ii的个体花色为白色。根据甲、乙杂交结果中F2的性状分离比为紫红色∶靛蓝色∶白色=9∶3∶4(9∶3∶3∶1的变式),说明F1中有两对基因杂合,且相关的两对等位基因的遗传符合基因的自由组合定律;同理,根据乙、丙杂交结果,也可说明F1中有两对基因杂合,且相关的两对等位基因的遗传符合基因的自由组合定律。根据F2的表型确定亲本甲、乙和丙的基因型依次为AAbbII、AABBii、aaBBII。F2中基因型为_ _ _ _ii的个体均表现为白花,让其与只
含隐性基因的植株测交,其子代仍然是白花,无法鉴别它具体的基因型,A项错误。甲×乙杂交组合的F2中紫红色植株基因型及比例为AABbIi∶AABBIi∶AABbII∶AABBII=4∶2∶2∶1;乙×丙杂交组合的F2中紫红色植株基因型为AaBBIi∶AABBIi∶AaBBII∶AABBII=4∶2∶2∶1,仅考虑基因I,F2中II∶Ii=1∶2,所以F2紫红色植株自交一代后,白花植株在全体子代中的比例为2/3×1/4=1/6,B项正确。若某植株自交子代中白花植株占比为1/4,则亲本的基因型为_ _ _ _ Ii,该植株可能的基因型最多有9(3×3)种,C项正确。甲与丙杂交所得F1的基因型为AaBbII,其自交后子代的表型及比例为紫红色
(A_B_II)∶靛蓝色(A_bbII)∶红色(aaB_II)∶蓝色(aabbII)=9∶3∶3∶1;若A、a与B、b位于一对同源染色体上,即a、B与A、b分别位于一条染色体上,则F1自交后,子代的表型及比例为紫红色∶靛蓝色∶红色=2∶1∶1。D项错误。
4.(2023·全国乙)某种植物的宽叶/窄叶由等位基因A/a控制,A基因控制宽叶性状;高茎/矮茎由等位基因B/b控制,B基因控制高茎性状。这2对等位基因独立遗传。为研究该种植物的基因致死情况,某研究小组进行了两个实验,实验①:宽叶矮茎植株自交,子代中宽叶矮茎∶窄叶矮茎=2∶1;实验②:窄叶高茎植株自交,子代中窄叶高茎∶窄叶矮茎=2∶1。下列分析及推理中错误的是( )
A.从实验①可判断A基因纯合致死,从实验②可判断B基因纯合致死
B.实验①中亲本的基因型为Aabb,子代中宽叶矮茎的基因型也为Aabb
C.若发现该种植物中的某个植株表现为宽叶高茎,则其基因型为AaBb
D.将宽叶高茎植株进行自交,所获得子代植株中纯合子所占比例为1/4
答案 D
解析 分析可知,实验①宽叶矮茎植株(A_ bb)自交,子代中宽叶矮茎∶窄叶矮茎=2∶1,可推知亲本宽叶矮茎植株的基因型为Aabb,子代中宽叶矮茎植株的基因型也为Aabb,A基因纯合致死;实验②窄叶高茎植株(aaB_ )自交,子代中窄叶高茎∶窄叶矮茎=2∶1,可推知亲本窄叶高茎植株的基因型为aaBb,子代中窄叶高茎植株的基因型也为aaBb, B基因纯合致死,A、B项正确。由以上分析可知,A基因纯合致死,B基因纯合致死,若发现该种植物中的某个植株表现为宽叶高茎,则其基因型为AaBb,C项正确。将宽叶高茎植株(AaBb)进行自交,子代植株的基因型为4/9AaBb、2/9Aabb、2/9aaBb、1/9aabb ,其中纯合子所占的比例为1/9,D项错误。
5.一豌豆杂合子(Aa)植株自然状态下生长,下列叙述不正确的是( )
A.若自交后代AA∶Aa∶aa=2∶3∶1,可能是含有隐性遗传因子的花粉50%死亡造成的
B.若自交后代AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,可能是花粉50%死亡造成的
C.若自交后代AA∶Aa∶aa=4∶4∶1,可能是含有隐性遗传因子的配子50%死亡造成的
D.若自交后代AA∶Aa∶aa=2∶2∶1,可能是隐性个体50%死亡造成的
答案 D
解析 Aa植株中雌配子有1/2A、1/2a,若雄配子a有50%的致死,说明雄配子是1/2A+1/2×1/2a,也就是雄配子中有2/3A、1/3a,后代各种基因型的频率为(1/2×2/3)AA∶(1/2×2/3+1/2× 1/3)Aa∶(1/2×1/3)aa=2∶3∶1,A项正确;若花粉有50%的死亡,雄配子中A与a的比例不变,所以Aa自交后代的基因型及比例仍是1∶2∶1,B项正确;若含有隐性遗传因子的配子有50%的死亡,则配子中A的频率为2/3,a的频率为1/3,自交后代的基因型及比例是(2/3×2/3)AA∶(2/3×1/3×2)Aa∶(1/3×1/3)aa=4∶4∶1,C项正确;一豌豆杂合子(Aa)植株自交时,后代各种基因型所占的比例为AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,若隐性个体50%死亡,则自交后代的基因型及比例是AA∶Aa∶aa=1∶2∶(1×1/2)=2∶4∶1,D项错误。
6.(2022·全国甲改编)某种自花传粉植物的等位基因A/a和B/b独立遗传。A/a控制花粉育性,含A的花粉可育;含a的花粉50%可育、50%不育。B/b控制花色,红花对白花为显性。若基因型为AaBb的亲本进行自交,则下列叙述错误的是( )
A.子一代中红花植株数是白花植株数的3倍
B.子一代中基因型为aabb的个体所占比例是1/12
C.亲本产生的可育雄配子数是不育雄配子数的3倍
D.亲本产生的含B的可育雄配子数与含b的可育雄配子数相等
答案 B
解析 分析题意可知,两对等位基因独立遗传,故含a的花粉育性不影响B和b基因的遗传,所以Bb自交,子一代中红花植株B_∶白花植株bb=3∶1,A项正确;基因型为AaBb的亲本产生的雌配子种类及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1,由于含a的花粉50%可育,故雄配子种类及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=2∶2∶1∶1,所以子一代中基因型为aabb的个体所占比例为1/4×1/6=1/24,B项错误;由于含a的花粉50%可育,50%不可育,故亲本产生的可育雄配子是A+1/2a,不育雄配子为1/2a,由于Aa个体产生的A∶a=1∶1,故亲本产生的可育雄配子数是不育雄配子的三倍,C项正确;两对等位基因独立遗传,所以Bb自交,亲本产生的含B的雄配子数和含b的雄配子数相等,D项正确。
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