内容正文:
遗传因子的发现
第1章
微专题一 分离定律的解题方法与重点题型
一、亲子代遗传因子组成和表现类型的推导
1.由亲代推断子代的遗传因子组成和表现类型(正推型)
归纳提炼
亲本 子代遗传因子组成 子代表现类型
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=a3∶1
Aa×aa Aa∶aa=1∶1 显性∶隐性=1∶1
aa×aa aa 全为隐性
2.据分离定律中的比值推断亲代遗传因子组成(逆推型)
(1)若后代性状分离比为显性∶隐性=3∶1,则双亲一定是杂合子(Aa),即Aa×Aa→3A_∶1aa。
(2)若后代性状分离比为显性∶隐性=1∶1,则双亲一定是测交类型,即Aa×aa→1Aa∶1aa。
(3)若后代只有显性性状,则双亲至少有一方为显性纯合子,即AA×AA或AA×Aa或AA×aa。
(4)若后代只有隐性性状,则双亲均为隐性纯合子,即aa×aa→aa。
1.鸡的毛腿(B)对光腿(b)为显性。现让毛腿雌鸡甲、乙分别与光腿雄鸡丙交配,甲的后代有毛腿也有光腿,数量比为1∶1;乙的后代全部是毛腿。则甲、乙、丙的遗传因子组成依次是( )
A.BB、Bb、bb B.bb、Bb、BB
C.Bb、BB、bb D.Bb、bb、BB
对点突破
C
解析:毛腿(B)对光腿(b)为显性,毛腿雌鸡甲与光腿雄鸡丙交配,后代有毛腿,也有光腿,比例为1∶1,故遗传因子的结合方式为Bb×bb,甲的遗传因子组成为Bb,丙的遗传因子组成为bb;毛腿雌鸡乙与光腿雄鸡丙交配,后代全部是毛腿,故遗传因子的结合方式为BB×bb,乙的遗传因子组成为BB。
2.番茄果实的颜色由一对遗传因子A、a控制,如表是关于番茄果实颜色的3个杂交实验及其结果。下列分析正确的是( )
C
实验组 亲本性状表现 F1的性状表现和植株数目
红果 黄果
1 红果×黄果 492 501
2 红果×黄果 997 0
3 红果×红果 1 511 508
A.番茄的果实颜色中,黄色为显性性状
B.实验组1的亲本遗传因子组成:红果为AA,黄果为aa
C.实验组2的后代中红果番茄均为杂合子
D.实验组3的后代中黄果番茄的遗传因子组成可能是Aa或AA
解析:从实验组2和3中可分析得出番茄的果实颜色中,红色是显性性状,A错误;实验组1中由于子代红果∶黄果≈1∶1,故亲本进行测角,则亲本红果的遗传因子组成为Aa,黄果的遗传因子组成为aa,B错误;实验组2中子代全为红果,则亲本红果遗传因子组成为AA,黄果遗传因子组成为aa,子代为Aa,均为杂合子,C正确;实验组3的子代红果∶黄果≈3∶1,其中黄果为隐性,所以遗传因子组成只能是aa,D错误。
二、遗传概率的计算
1.概率计算的方法
(1)用经典公式计算
概率=(某性状或遗传因子组合数/总数)×100%。
(2)用配子的概率计算:先计算出亲本产生每种配子的概率,再根据题意要求用相关的两种配子概率相乘,即可得出某一遗传因子组合个体概率;计算表现类型概率时,将相同表现类型个体的概率相加即可。
归纳提炼
2.概率计算的类型
(1)已知亲代的遗传因子组成,求子代某一性状出现的概率。
①用性状分离比直接推出(B:白色,b:黑色,白色为显性性状):
Bb×Bb→1BB∶2Bb∶1bb,可见后代毛色是白色的概率是3/4。
②用配子的概率计算
Bb亲本产生B、b配子的概率都是1/2,则:
a.后代为BB的概率=B(♀)概率×B(♂)概率=1/2×1/2=1/4。
b.后代为Bb的概率=b(♀)概率×B(♂)概率+b(♂)概率×B(♀)概率=1/2×1/2+1/2×1/2=1/2。
(2)亲代的遗传因子未确定,求子代某一性状发生的概率。
[实例] 一对夫妇均正常,且他们的双亲也都正常,但双方都有一个患白化病的兄弟。求他们婚后生白化病孩子的概率。
[分析]
解答此题分三步进行(用A、a表示遗传因子)
3.(多选)人的无耳垂对有耳垂是显性,一对无耳垂的夫妇生了4个孩子,3个孩子有耳垂、1个孩子无耳垂。对这种现象的合理解释是
( )
A.子代有耳垂∶无耳垂为3∶1,符合分离定律
B.有耳垂是隐性性状,上述结果一定是统计错误
C.夫妇二人都含有耳垂遗传因子,每胎都可能生出有耳垂的孩子
D.如果这对夫妇再生一个孩子有耳垂的概率是1/4
对点突破
CD
解析:该夫妇均无耳垂,有3个有耳垂、1个无耳垂的孩子,则有耳垂对无耳垂为隐性。该对夫妇生育4个孩子,数目少,不符合统计学对数据量的要求,无法根据性状分离比来判断该性状符合遗传因子的分离定律,A错误;有耳垂虽然是隐性性状,但在后代数量少的情况下可能出现题目中所述结果,B错误;无耳垂对有耳垂是显性,而该对夫妇却有3个有耳垂的孩子,因此说明该对夫妇都携带有耳垂遗传因子,且每胎都有可能生出有耳垂的孩子,C正确;假设有耳垂和无耳垂这对相对性状是由一对遗传因子控制,该夫妇的遗传因子组成均为杂合子,再生育一个孩子有耳垂的概率是1/4,D正确。
4.糖原沉积病Ⅰ型是受一对遗传因子控制的遗传病。一对表现正常的夫妇生了一个患糖原沉积病Ⅰ型的女儿和一个正常的儿子。若这个儿子与一个糖原沉积病Ⅰ型携带者的女性结婚,他们所生子女中,理论上患糖原沉积病Ⅰ型女儿的概率是( )
A.1/12 B.1/8
C.1/6 D.1/3
A
解析:设控制该病的遗传因子为A、a,根据分析可知,双亲的遗传因子组成均为Aa,他们的正常儿子的遗传因子组成为1/3AA、2/3Aa。若这个儿子与一个糖原沉积病Ⅰ型携带者的女性(Aa)结婚,则子代为aa的概率为2/3×1/4=1/6。因此他们所生子女中,理论上患糖原沉积病Ⅰ型女儿的概率是1/6×1/2=1/12。
三、自交与自由交配条件下的概率计算
1.自交与自由交配的区别
(1)自交强调的是遗传因子组成相同的个体的交配,如遗传因子组成为AA、Aa群体中,自交是指AA×AA、Aa×Aa。
(2)自由交配强调的是群体中所有个体进行随机交配,遗传因子组成可以相同也可以不同,如遗传因子组成为AA、Aa群体中,自由交配是指AA×AA、Aa×Aa、AA(♀)×Aa(♂)、Aa(♀)×AA(♂)。
归纳提炼
2.自交的概率计算
(1)杂合子连续自交,不淘汰隐性个性
①杂合子连续自交图解
由图可知:DD的概率等于dd的概率,所以只需求出Dd的概率,且只有Dd的亲本自交才能产生Dd的子代。
②根据图解推导相关公式
③杂合子、纯合子所占比例可用曲线图表示
(2)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)。如图所示:
3.自由交配的概率计算
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:
♀
♂ 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
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:
提醒:自由交配问题用配子比例法解答更简单些。
雌配子
雄配子 2/3A 1/3a
2/3A 4/9AA 2/9Aa
1/3a 2/9Aa 1/9aa
5.将遗传因子组成为Aa的玉米自交所得的种子全部种下,待其长成幼苗,人工去掉隐性个体,随机分成两组,第一组让其自交,第二组让其自由传粉。则一、二组子代中遗传因子组成为aa的个体所占比例分别为( )
A.1/9、1/16 B.1/6、1/9
C.1/6、5/12 D.3/8、1/9
对点突破
B
解析:将遗传因子组成为Aa的玉米自交,子代有三种遗传因子组成AA、Aa、aa,比例为1∶2∶1,去掉隐性个体后剩下AA、Aa,分别占1/3、2/3。第一组:让其自交时有两种情况,即AA自交,Aa自交,只有Aa自交才会产生aa个体,aa遗传因子组成所占比例为2/3×1/4=1/6;第二组:让其自由传粉时,有三种情况,即AA×AA、AA×Aa、Aa×Aa,只有Aa×Aa才会产生aa个体,aa遗传因子组成所占比例为2/3×2/3×1/4=1/9,B正确。
6.已知果蝇的灰身和黑身是一对相对性状,将纯种的灰身和黑身果蝇杂交,F1全为灰身。F1自交(遗传因子组成相同的雌雄果蝇相互交配)产生F2,下列针对F2个体间杂交所获得的结果预测错误的是( )
C
选项 杂交范围 杂交方式 后代中灰身和黑身果蝇的比例
A 取F2中的雌雄果蝇 自由交配 3∶1
B 取F2中的雌雄果蝇 自交 5∶3
C 取F2中的灰身果蝇 自由交配 9∶1
D 取F2中的灰身果蝇 自交 5∶1
解析:依据题意分析,将纯种的灰身果蝇和黑身果蝇杂交,F1全为灰身,说明灰身相对于黑身为显性性状。亲本中灰身果蝇的遗传因子组成为AA,黑身果蝇的遗传因子组成为aa,F1的遗传因子组成为Aa,F1自交产生F2,F2的遗传因子组成及比例为AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,由此可知F2产生A和a两种配子的概率都是1/2。取F2中的雌雄果蝇自由交配,后代中黑身果蝇占1/2×1/2=1/4,灰身果蝇占1-1/4=3/4,则灰身和黑身果蝇的比例为3∶1。取F2中的雌雄果蝇自交,由于AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,所以自交后代中黑身果蝇占1/2×1/4+1/4=3/8,灰身果蝇占1-3/8=5/8,因此灰身和黑身果蝇的比例为5∶3。F2
中灰身果蝇的遗传因子组成及比例是AA∶Aa=1∶2,由此计算出F2中灰身果蝇产生A配子的概率是2/3,a配子的概率是1/3,若自由交配,子代黑身果蝇(aa)占1/3×1/3=1/9,灰身果蝇占1-1/9=8/9,所以后代中灰身和黑身果蝇的比例为8∶1。若让F2的灰身果蝇自交,后代中黑身果蝇占2/3×1/4=1/6,灰身果蝇占1-1/6=5/6,故后代中灰身和黑身果蝇的比例为5∶1。
四、分离定律中特殊遗传现象分析
1.不完全显性
具有相对性状的纯合亲本杂交,F1显现中间类型的现象。例如,红花的遗传因子组成为AA,白花的遗传因子组成为aa,杂合子的遗传因子组成为Aa,开粉红花。这种情况下,F2的性状分离比不是3∶1,而是1∶2∶1。
归纳提炼
2.致死现象
(1)合子致死:致死遗传因子在胚胎时期或幼体阶段发挥作用,从而不能形成活的幼体或幼体夭折的现象。
①显性致死:显性遗传因子具有致死作用。若为显性纯合致死,杂合子自交后代显性∶隐性=2∶1。
②隐性致死:隐性遗传因子纯合对个体有致死作用。如植物中的白化遗传因子(b)使植物不能形成叶绿素,不能进行光合作用而死亡。
(2)配子致死:致死遗传因子在配子时期发挥作用,不能形成有生活力的配子的现象。较为常见的是雄配子(或花粉)致死。
3.从性遗传
(1)从性遗传是指由常染色体上遗传因子控制的性状,在性状表现上受个体性别影响的现象,又称性控遗传。比如牛、羊角的遗传,人类秃顶,蝴蝶颜色的遗传等。
(2)从性遗传的本质:性状表现=遗传因子组成+环境条件(性激素种类及含量差异等)。
4.人类ABO血型的决定方式
IAIA、IAi→A型血;IBIB、IBi→B型血;
IAIB→AB型血(共显性);ii→O型血。
前后代遗传的推断及概率运算比正常情况要复杂。
7.若马的毛色受一对遗传因子控制,棕色马与白色马交配,F1均为淡棕色马,F1雌雄交配,F2中棕色马∶淡棕色马∶白色马=1∶2∶1。下列叙述正确的是( )
A.马的毛色性状中,棕色对白色为完全显性
B.马的毛色的遗传不遵循分离定律
C.F2中相同毛色的雌雄马交配,其子代中棕色马所占的比例为3/16
D.F2中淡棕色马与棕色马交配,其子代遗传因子组成的比例与性状表现类型的比例相同
对点突破
D
解析:分析题中信息“棕色马与白色马交配,F1均为淡棕色马,F1雌雄交配,F2中棕色马∶淡棕色马∶白色马=1∶2∶1”可知,马的毛色性状中,棕色对白色为不完全显性,A错误;假设控制棕色的遗传因子为A,控制白色的遗传因子为a,F1的遗传因子组成为Aa(淡棕色),F2的性状分离比为1∶2∶1,其遗传符合分离定律,B错误;F2中相同毛色的雌雄马交配,即AA×AA、Aa×Aa、aa×aa,其子代中棕色马(AA)的所占比例为1/4+1/2×1/4=3/8,C错误;F2中淡棕色马与棕色马交配,其子代的遗传因子组成及比例为AA∶Aa=1∶1,性状表现类型及比例为棕色马∶淡棕色马=1∶1,D正确。
8.某种雌雄同株植物叶片形状的圆形和针形受一对遗传因子A/a控制,A对a为显性,遗传因子组成为aa的植株表现为针叶。以下分析错误的是( )
A.若Aa植株自交,淘汰掉F1中的aa植株,剩余植株自由交配,F2中圆叶∶针叶=8∶1
B.若遗传因子a使花粉一半死亡,Aa植株自交,后代圆叶∶针叶=5∶1
C.若遗传因子a使花粉完全死亡,Aa植株自交得F1,F1自交所得F2中AA∶Aa=1∶1
D.若遗传因子组成AA致死,则圆叶植株自交得F1,F1自由交配所得F2中圆叶∶针叶=1∶1
C
解析:Aa植株自交得F1,若淘汰掉F1中的aa植株,则剩余植株中AA∶Aa=1∶2(可产生的配子类型及所占比例为2/3A、1/3a),剩余植株自由交配得F2,F2中圆叶(AA、Aa)∶针叶(aa)=(2/3×2/3+2/3×1/3×2)∶(1/3×1/3)=8∶1,A正确;若遗传因子a使花粉一半死亡,Aa植株自交,雄配子中A占2/3,a占1/3,雌配子中A占1/2,a占1/2,后代圆叶∶针叶=(2/3×1/2+2/3×1/2+1/2×1/3)∶(1/3×1/2)=5∶1,B正确;若遗传因子a使花粉完全死亡,Aa植株自交得F1(1/2AA、1/2Aa),F1自交,所得F2的遗传因子组成及所占比例为3/4AA、1/4Aa,即F2中AA∶aa=3∶1,C错误;若遗传因子组成AA致死,则圆叶植株的遗传因子组成均为Aa,其自交所得的F1的遗传因子组成及所占比例为Aa∶aa=2∶1,F1自由交配,产生的配子A=2/3×1/2=1/3,a=1-1/3=2/3,所得F2中针叶(aa)=2/3×2/3=4/9,AA致死,圆叶(Aa)=2×2/3×1/3=4/9,即圆叶∶针叶=1∶1,D正确。
9.人类的秃顶的遗传因子组成与性状表现如表所示。一对夫妇中,妻子非秃顶,妻子的母亲秃顶;丈夫秃顶,丈夫的父亲非秃顶。则这对夫妇所生的一个女孩秃顶的概率和生一个秃顶男孩的概率分别为
( )
A.1/4;3/8 B.1/4;3/4
C.1/8;3/8 D.1/8;3/4
A
项目 BB Bb bb
男 非秃顶 秃顶 秃顶
女 非秃顶 非秃顶 秃顶
解析:已知妻子非秃顶,遗传因子组成可能为BB或Bb,又因为妻子的母亲秃顶(bb),所以妻子的遗传因子组成为Bb,而丈夫秃顶,丈夫的父亲非秃顶,则丈夫的遗传因子组成为Bb,则这对夫妇所生的后代遗传因子组成及比例为BB∶Bb∶bb=1∶2∶1,根据表格可知,女孩秃顶的概率是1/4,因此,这对夫妇所生的一个女孩秃顶的概率为1/4,生一个秃顶男孩可理解为生一个孩子(这个孩子是男孩,而且是秃顶),前者的概率为1/2,后者为3/4,因此他们生一个秃顶男孩的概率为3/4×1/2=3/8。
10.(多选)血型检测是亲子鉴定的依据之一。人类常见的ABO血型系统的血型与对应的遗传因子组成的关系如表所示。下列相关说法错误的是( )
A.决定ABO血型的遗传因子有IA、IB、i
B.A型、B型和O型血个体都为纯合子
C.遗传因子组成为IAi和IBi的个体孕育的子代可能出现四种血型
D.利用血型检测能准确地进行亲子鉴定
血型 遗传因子组成
A IAIA、IAi
B IBIB、IBi
AB IAIB
O ii
BD
解析:根据表中信息可知,决定ABO血型的遗传因子有IA、IB、i,A正确;O型血个体为纯合子,但A型和B型血个体可能为纯合子,也可能为杂合子,B错误;遗传因子组成为IAi和IBi的个体孕育的后代的遗传因子组成可能有IAi、IBi、IAIB、ii四种,对应血型分别为A型、B型、AB型、O型,C正确;利用血型检测一般只能“排除”亲子关系,不能确定是否一定有亲子关系,D错误。
11.在一个经长期随机交配形成的自然鼠群中,毛色的性状表现与遗传因子组成的关系如表(注:AA纯合胚胎致死)。请回答下列相关问题。
性状表现 黄色 灰色 黑色
遗传因子组成 Aa1 Aa2 a1a1 a1a2 a2a2
(1)若亲本遗传因子组成为Aa1×Aa2,则其子代的性状表现可能为________________。
(2)两只鼠杂交,后代性状表现有三种类型,则该对亲本的遗传因子组成是___________,它们再生一只黑色雄鼠的概率是__________。
(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遗传因子组成?
实验思路:
①__________________________________________;
②_____________________。
结果预测:
①_________________________________________________________;
②________________________________________________________。
黄色、灰色
Aa2、a1a2
1/8
选用该黄色雄鼠与多只黑色雌鼠杂交
观察后代的毛色
如果后代出现黄色和灰色,则该黄色雄鼠的遗传因子组成为Aa1
如果后代出现黄色和黑色,则该黄色雄鼠的遗传因子组成为Aa2
解析:(1)若亲本遗传因子组成为Aa1和Aa2,则其子代的遗传因子组成和性状表现为AA(死亡)、Aa1(黄色)、Aa2(黄色)、a1a2(灰色)。
(2)由后代有黑色鼠(a2a2)可推知其亲本均有a2,又因后代有3种性状表现,所以亲本的遗传因子组成为Aa2和a1a2,它们再生一只黑色鼠的概率为1/4,雄性的概率为1/2,所以再生一只黑色雄鼠的概率为1/8。
(3)检测显性个体的遗传因子组成可采用测交法,即选用多只黑色雌鼠与之杂交,并观察后代毛色。如果后代出现黄色和灰色,则该黄色雄鼠的遗传因子组成为Aa1;如果后代出现黄色和黑色,则该黄色雄鼠的遗传因子组成为Aa2。
Fn
杂合子
纯合子
显性纯合子
所占比例
1-
-
Fn
隐性纯合子
显性性状个体
隐性性状个体
所占比例
-
+
-
$$