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微专题8 分离定律重点题型的解题建模
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基因分离定律重点题型
2024·贵州卷,6;2024·安徽卷,12;2023·全国甲卷,6;2023·江苏卷,23;2023·北京卷,19;2022·全国甲卷,32;2022·湖南卷,19;2022·海南卷,15;2022·浙江6月选考,9
热点1 显隐性性状的判断
(1)根据子代性状判断
(2)根据子代性状分离比判断
提醒 测交不能用于判断性状的显隐性关系,因为测交实验是在已知显隐性的基础上进行的杂交实验。
(3)根据遗传系谱图判断
(4)“实验法”判断性状的显隐性
[例1] 黄瓜是雌雄同株单性花植物,果皮的绿色和黄色是受一对等位基因控制的具有完全显隐性关系的相对性状。从种群中选定两个个体进行杂交,根据子代的表型一定能判断显隐性关系的是( )
A.绿色果皮植株自交和黄色果皮植株自交
B.绿色果皮植株和黄色果皮植株正、反交
C.绿色果皮植株自交和黄色果皮植株与绿色果皮植株杂交
D.黄色果皮植株自交或绿色果皮植株自交
[例2] (2022·全国甲卷,32节选)已知玉米籽粒的糯和非糯是由1对等位基因控制的相对性状。为了确定这对相对性状的显隐性,某研究人员将糯玉米纯合体与非糯玉米纯合体(两种玉米均为雌雄同株)间行种植进行实验,果穗成熟后依据果穗上籽粒的性状,可判断糯与非糯的显隐性。若糯是显性,则实验结果是_________________________________________________________________
_________________________________________________________________;
若非糯是显性,则实验结果是____________________________________________
_________________________________________________________________。
热点2 纯合子与杂合子鉴定的解题模型
[例3] (2019·全国卷Ⅱ,5)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
[例4] 现有一株高茎(显性)豌豆甲,欲知其是否为纯合子,最简便易行的办法是( )
A.选另一株矮茎豌豆与甲杂交,子代中若有矮茎植株出现,则甲为杂合子
B.选另一株矮茎豌豆与甲杂交,子代若都表现为高茎,则甲为纯合子
C.让甲与多株高茎豌豆杂交,子代中若高、矮茎植株之比接近3∶1,则甲为杂合子
D.让豌豆甲进行自花传粉,若子代中有矮茎植株出现,则甲为杂合子
热点3 自交与自由交配类问题的解题模型
(1)杂合子连续自交问题
①Aa连续自交n代的算法
提醒 从F1开始,就成了一个“群体自交”问题(即自交的个体不只1种基因型),其计算过程为:各自自交→乘上系数→再分项求和。
②Aa连续自交n代,并逐代淘汰aa的算法
提醒 存在致死或人为淘汰特定性状个体的情况下,“群体自交”的计算过程为:各自自交→乘上系数→先求和→再重算。
(2)杂合子连续自由交配问题
自由交配类问题的算法:
题目:如某种生物的基因型AA占1/3,Aa占2/3,个体间可以自由交配,求后代中基因型和表型的概率。
算法一:亲本自由组合法
子代各基因型占比为AA∶Aa∶aa=4/9∶4/9∶1/9,子代各表型占比为A_∶aa=8/9∶1/9。
算法二:配子法
算法三:平衡定律法
[例5] (经典高考题)用基因型为Aa的小麦分别进行连续自交、随机交配、连续自交并逐代淘汰隐性个体、随机交配并逐代淘汰隐性个体,根据各代Aa基因型频率绘制曲线如图。下列分析错误的是( )
A.曲线Ⅱ的F3中Aa基因型频率为0.4
B.曲线Ⅲ的F2中Aa基因型频率为0.4
C.曲线Ⅳ的Fn中纯合子的比例比上一代增加(1/2)n+1
D.曲线Ⅰ和Ⅳ的各子代间A和a的基因频率始终相等
[例6] 迷迭香是雌雄同株植物,其花色由一对等位基因A、a控制,蓝色对白色为完全显性。在不考虑突变和致死的情况下,以基因型为Aa的植株作亲本来选育蓝色纯合植株(基因型为AA),在F2中基因型为AA的植株所占比例最大的方法是( )
A.连续自交2次,每代的子代中不除去基因型为aa的个体
B.连续自交2次,每代的子代中人工除去基因型为aa的个体
C.连续自由交配2次,每代的子代中不除去基因型为aa的个体
D.连续自由交配2次,每代的子代中人工除去基因型为aa的个体
热点4 母性效应、细胞质遗传与融合遗传
1.细胞质遗传
2.母性效应
母性效应是指子代的某一表型受到母亲基因型的影响,而和母亲的基因型所控制的表型一样。因此正反交不同,但不是细胞质遗传,与细胞质遗传类似,这种遗传不是由细胞质基因组所决定的,而是由核基因的产物积累在卵细胞中的物质所决定的。
3.融合遗传
是早期的一种遗传理论,与孟德尔遗传理论相对。融合遗传是1868年由达尔文提出的。它主张两亲代的相对性状在杂种后代中融合而成为新的性状而出现,也即子代的性状是亲代性状的平均结果,达尔文认为就是类似液体的胚芽融合的结果,且以这种方式传递的遗传性状的后代中不分离,这个理论目前认为是错误的。
[例7] (2025·广东揭阳调研)研究发现,具有一对相对性状的纯合子进行正反交实验,结果如下:
实验一:♀甲×♂乙→F1呈甲性状
实验二:♂甲×♀乙→F1呈乙性状
不考虑基因突变和染色体变异等,为解释这一现象,某生物兴趣小组的同学提出如下假说:
假说1:该对性状由细胞核内的遗传物质控制,甲为显性性状,个体的性状由母体的基因型决定,不受自身基因型的支配,即母性效应。
假说2:该对性状由细胞质内的遗传物质控制,即细胞质遗传,特点为母系遗传。
下列分析正确的是( )
A.母性效应和细胞质遗传均遵循孟德尔遗传定律
B.将实验一的F1自交得到F2,若F2全为甲性状,则假说2正确
C.将实验二的F1自交得到F2,若F2全为甲性状,则假说2正确
D.将C中F2自交得到F3,若F3出现3∶1的分离比,则假说1正确
热点5 表型模拟
生物的表型=基因型+环境,受环境影响而导致表型与基因型不符合的现象,叫表型模拟。例如果蝇长翅(V)和残翅(v)的遗传受到温度的影响,其表型、基因型与环境的关系如表:
基因型
25 ℃(正常温度)
35 ℃
VV、Vv
长翅
残翅
vv
残翅
设计实验确认隐性个体是“vv”的纯合子还是“V_”的表型模拟:
[例8] (2025·广东衡水金卷)某种两性花的植物,可以通过自花传粉或异花传粉繁殖后代。在25 ℃的条件下,基因型为AA和Aa的植株都开红花,基因型为aa的植株开白花,但在30 ℃的条件下,各种基因型的植株均开白花。下列说法错误的是( )
A.不同温度条件下同一植株花色不同说明环境能影响生物的性状
B.若要探究某一开白花植株的基因型,最简单可行的方法是在25 ℃条件下进行杂交实验
C.在25 ℃的条件下生长的白花植株自交,后代中不会出现红花植株
D.在30 ℃的条件下生长的白花植株自交,产生的后代在25 ℃条件下生长可能会出现红花植株
参考答案
热点1
[例1] C [如果绿色果皮植株和黄色果皮植株都是纯合子,则自交后代不发生性状分离,无法判断显、隐性关系,A、D不符合题意;作为雌雄同株的植物——黄瓜没有性染色体,两亲本无论都是纯合子,还是有一株为杂合子,正、反交结果都相同,无法判断显、隐性关系,B不符合题意;绿色果皮植株自交,若后代发生性状分离,则绿色果皮为显性,若不发生性状分离,则说明绿色果皮是纯合子,再和黄色果皮植株杂交,若后代出现黄色果皮植株,则黄色果皮为显性,若后代均为绿色果皮,则绿色果皮为显性,C符合题意。]
[例2] 糯性植株上全为糯性籽粒,非糯植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒 非糯植株上只有非糯籽粒,糯性植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒
解析 假设糯和非糯这对相对性状受等位基因A/a控制,因为两种玉米均为雌雄同株,间行种植时,既有自交又有杂交。若糯性为显性,则其基因型为AA,非糯基因型为aa,则糯性植株无论自交还是杂交,糯性植株上全为糯性籽粒,非糯植株杂交子代为糯性籽粒,自交子代为非糯籽粒,所以非糯植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒。同理,非糯为显性时,非糯植株上只有非糯籽粒,糯性植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒。
热点2
[例3] 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②、③判定植株甲为杂合子。
[例4] D [鉴定某生物个体是纯合子还是杂合子时,对植物而言,最简便易行的方法是自交法,对动物而言,最简便易行的方法是测交法。所以要确定豌豆甲是否为纯合子,最简便易行的办法是让豌豆甲进行自花传粉,若子代中有矮茎植株出现,则甲为杂合子;若子代全为高茎,则甲是纯合子。]
热点3
[例5] C [若Aa分别自交和随机交配,则F1代都为(1/4AA+1/2Aa+1/4aa),淘汰掉aa则F1代Aa的基因型比例都是2/3,若F1代再自交则其后代是1/3AA+2/3(1/4AA+1/2Aa+1/4aa),淘汰掉aa以后,得到的后代F2是3/5AA+2/5Aa,Aa所占的比例是0.4;若F1代随机交配,则可先计算出F1的A和a的基因频率分别为2/3和1/3,依据遗传平衡可计算出F2中AA=4/9、Aa=4/9、aa=1/9,淘汰aa之后则Aa=1/2,由此推知图中曲线Ⅱ是随机交配并淘汰aa的曲线,曲线Ⅲ是连续自交并淘汰aa的曲线,进而可知B正确;曲线Ⅱ所示F2代的A、a基因频率分别为3/4和1/4,则随机交配后代中AA=9/16、Aa=6/16、aa=1/16,淘汰aa后,则Aa的基因型频率为2/5,A正确;Aa分别连续自交和随机交配不淘汰隐性个体,F1代Aa的基因型频率都是1/2,F1代再随机交配,后代的基因型频率不会发生改变,则图中Ⅰ是Aa随机交配的曲线。而若F1代再连续自交,Fn代中Aa的基因型频率=(1/2)n,F2中Aa=1/4,则可推知图中曲线Ⅳ是连续自交的结果,曲线Ⅳ中在Fn代纯合子的比例是1-(1/2)n,则比上一代Fn-1增加的数值是1-(1/2)n-[1-(1/2)n-1]=(1/2)n,C错误;在没有任何干预的条件下,Aa分别连续自交(曲线Ⅳ)和随机交配(曲线Ⅰ)都不改变基因频率,D正确。]
[例6] B [①以基因型为Aa的植株作亲本来选育蓝色纯合植株(AA),连续自交2次,不除去基因型为aa的个体,F2代基因型为AA的个体比例是1/4+(1/2)×(1/4)=3/8。②基因型为Aa的个体连续自交2次,每代的子代中人工除去基因型为aa的个体,则F2中基因型为AA的植株所占比例为3/5,具体情况如图:
③基因型为Aa的个体连续自由交配2次,不除去基因型为aa的个体,则F2中基因型为AA的植株所占比例为(1/2)×(1/2)=1/4。④基因型为Aa的个体连续自由交配2次,每代的子代中人工除去基因型为aa的个体,第一次自由交配后F1中AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,除去基因型为aa的个体,AA∶Aa=1∶2,F1产生的配子类型及比例是A∶a=2∶1,再自由交配一次,F2中AA∶Aa∶aa=4∶4∶1,除去基因型为aa的个体,基因型为AA的个体所占比例是1/2。综合以上计算结果,连续自交2次,每代的子代中人工除去基因型为aa的个体,获得的基因型为AA的植株所占的比例最大,故选B。]
热点4
[例7] D [母性效应受核基因控制,遵循孟德尔遗传定律;母系遗传为细胞质遗传,不遵循孟德尔遗传定律,A错误;若假说1正确,假设甲的基因型为AA,乙的基因型为aa,让F1(Aa)自交得F2,实验一和实验二的F2均表现为甲性状(F1都是Aa);若假说2正确,实验一的F1、F2均表现为甲性状,实验二的F1、F2全为乙性状,故实验一的F1自交得到F2,若F2全为甲性状,无法判断是母性效应还是母系遗传;将实验二的F1自交得到F2,若F2全为甲性状,说明假说1正确,B、C错误;若假说1正确,母性效应遵循孟德尔遗传定律,假设实验二中甲的基因型为AA,乙的基因型为aa,让F1(Aa)自交得F2,F2的基因型为1AA∶2Aa∶1aa,F2自交得到的F3表现与各自母本一致,即为甲性状∶乙性状=3∶1,若假说2成立,实验二的F1、F2、F3全为乙性状,D正确。]
热点5
[例8] B [在25 ℃条件下,基因型所决定的表型能够真实得到反映,但杂交实验操作复杂、工作量大,因此,要探究某一开白花植株的基因型最简单的方法是在25 ℃条件下进行自交实验,B错误。]
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