内容正文:
第17讲 基因的分离定律题型突破
必修2 遗传与进化
第四单元 遗传的基本规律
1.根据子代表型判断显隐性
显、隐性性状的判断与探究
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第17讲 基因的分离定律题型突破
2.根据遗传系谱图判断显隐性
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3.设计杂交实验判断显隐性
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第17讲 基因的分离定律题型突破
1.已知牛的有角与无角为一对相对性状,由常染色体上的等位基因A与a控制。在一个自由放养多年的牛群中,不同性状的雌雄个体间随机交配,每头母牛一次只生产1头小牛。以下关于性状遗传的研究方法及推断,不正确的是( )
A.选择多对有角牛和无角牛杂交,若后代有角牛明显多于无角牛则有角为显性;反之,则无角为显性
B.自由放养的牛群自由交配,若后代有角牛明显多于无角牛,则说明有角为显性
C.选择多对有角牛和有角牛杂交,若后代全部是有角牛,则说明有角为隐性
D.随机选出1头有角公牛和3头无角母牛分别交配,若所产3头牛全部是无角,则无角为显性
√
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D [随机选出1头有角公牛和3头无角母牛分别交配,后代个体数太少,不能判断显隐性,D错误。]
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纯合子和杂合子的判断
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第17讲 基因的分离定律题型突破
鉴定某生物个体是纯合子还是杂合子,当被测个体是动物时,常采用测交法;当被测个体是植物时,上述四种方法均可,其中自交法较简单。
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第17讲 基因的分离定律题型突破
2.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
√
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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②③判定植株甲为杂合子。]
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第17讲 基因的分离定律题型突破
1.由亲代推断子代的基因型与表型(正推类型)
亲子代基因型和表型的推断与探究
亲本组合 子代基因型及比例 子代表型
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
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第17讲 基因的分离定律题型突破
2.由子代推断亲代的基因型(逆推类型)
(1)基因填充法:根据亲代表型写出能确定的基因(如显性性状的基因型用A_表示,隐性性状的基因型为aa),根据子代一对基因分别来自两个亲本推知亲代未知基因。
(2)隐性突破法(相关基因用A、a表示):如果子代中有隐性个体,则亲代基因型中必定各含有一个基因a,然后根据亲代的表型作出进一步判断。
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(3)分离比判断法:根据分离定律中规律性比值直接判断(用基因A、a表示)
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3.某植物的红花与白花是一对相对性状,且是由单基因(A、a)控制的完全显性遗传,现有一株红花植株和一株白花植株作实验材料,设计如表所示实验方案以鉴别两植株的基因型。下列有关叙述错误的是 ( )
选择的亲本及杂交方式 预测子代表型 推测亲代基因型
第一组:红花自交 出现性状分离 ③
① ④
第二组:红花×白花 全为红花 AA×aa
② ⑤
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A.根据第一组中的①和④可以判断红花对白花为显性
B.③的含义是Aa
C.②的含义是红花∶白花=1∶1,⑤为Aa×aa
D.①的含义是全为红花,④可能为AA
A [据表格可知,第一组中的①应为不发生性状分离(全为红花),红花植株可能是显性纯合子(AA)也可能是隐性纯合子(aa),故根据第一组中的①和④不可以判断红花对白花为显性,A错误,D正确;红花自交后代出现性状分离,说明红花对白花为显性,且亲本红花为杂合子Aa,B正确;②应为红花∶白花=1∶1,为测交比例,故⑤为Aa×aa,C正确。]
√
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第17讲 基因的分离定律题型突破
分离定律的概率计算(含自交和自由交配)
AA、aa出现的概率各是1/4,Aa出现的概率是1/2,显性性状出现的概率是3/4,隐性性状出现的概率是1/4,显性性状中杂合子的概率是2/3。
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2.根据配子概率计算
(1)先计算亲本产生每种配子的概率。
(2)根据题目要求用相关的两种(♀、♂)配子的概率相乘,即可得出某一基因型的个体的概率。
(3)计算表型概率时,将相同表型的个体的概率相加即可。
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3.自交的概率计算
(1)杂合子Dd连续自交n代(如图1),杂合子比例为(1/2)n,纯合子比例为1-(1/2)n,显性纯合子比例=隐性纯合子比例=[1-(1/2)n]×1/2。纯合子、杂合子所占比例的坐标曲线如图2所示。
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(2)杂合子Aa连续自交且逐代淘汰隐性个体的概率计算:
第一步,构建杂合子自交且逐代淘汰隐性个体的图解。
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第二步,依据图解推导相关公式。
杂合子Aa连续自交,其中隐性个体的存在对其他两种基因型的个体数之比没有影响,可以按照杂合子连续自交进行计算,最后去除隐性个体即可,因此可以得到:连续自交n代,显性个体中,纯合子的比例为(2n-1)/(2n+1),杂合子的比例为2/(2n+1)。
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4.自由交配的概率计算
(1)若杂合子Aa连续自由交配n代,杂合子比例为1/2,显性纯合子比例为1/4,隐性纯合子比例为1/4;若杂合子Aa连续自由交配n代,且逐代淘汰隐性个体后,显性个体中,纯合子比例为n/(n+2),杂合子比例为2/(n+2)。
(2)自由交配问题的两种分析方法:如某种生物基因型AA占1/3,Aa占2/3,个体间可以自由交配,求后代中AA的比例。
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第17讲 基因的分离定律题型突破
解法一:列举法
组合 1/3AA 2/3Aa
1/3AA 1/9AA 1/9AA、1/9Aa
2/3Aa 1/9AA、1/9Aa 1/9AA、2/9Aa、1/9aa
子代基因型及概率4/9AA、4/9Aa、1/9aa
子代表型及概率(4/9+4/9)A_、1/9aa
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解法二:配子法
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解法三:平衡定律法
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4.玉米植株的宽叶与窄叶是由一对等位基因控制的一对相对性状。将宽叶与窄叶两种纯合亲本间行种植,宽叶亲本玉米植株的子代只有宽叶,窄叶亲本植株的子代宽叶和窄叶均有。现选取F1中部分宽叶植株与窄叶植株杂交,F2中宽叶∶窄叶=3∶2(假设整个过程中每株玉米受粉机会均等)。下列叙述正确的是( )
A.玉米植株的窄叶对宽叶为显性
B.F1所有玉米植株中宽叶基因的频率为3/5
C.F1中被选取出来的那部分宽叶植株有1/5为纯合子
D.若将F1中选取的那部分宽叶玉米种植,后代有1/9为窄叶
√
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C [设A/a控制玉米的叶形,纯合宽叶与纯合窄叶间行种植,窄叶植株上有宽叶,宽叶植株上无窄叶,说明宽叶对窄叶为显性,A错误;宽叶AA型玉米与窄叶aa型玉米间行种植,即AA占1/2,aa占1/2, 玉米植株自由交配,后代中AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,A的基因频率为1/2(Aa)+1(AA)=1/2×1/2+1×1/4=1/2,B错误;F1中宽叶植株与窄叶植株杂交,F2中宽叶∶窄叶=3∶2,设选取的F1中宽叶玉米中Aa占x,则AA占1-x,与窄叶aa杂交,后代中窄叶玉米为1/2x=2/(3+2)=2/5,所以x=4/5,即宽叶玉米中AA占1/5,Aa占4/5,这些宽叶玉米自由交配,用配子法来计算,A占3/5,a占2/5,后代中窄叶aa占2/5×2/5=4/25,C正确, D错误。]
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1.(2023·海南卷)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
√
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28
D [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错误。]
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2.(2024·安徽卷)甲是具有许多优良性状的纯合品种水稻,但不抗稻瘟病(rr),乙品种水稻抗稻瘟病(RR)。育种工作者欲将甲培育成抗稻瘟病并保留自身优良性状的纯合新品种,设计了下列育种方案,合理的是( )
①将甲与乙杂交,再自交多代,每代均选取抗稻瘟病植株
②将甲与乙杂交,F1与甲回交,选F2中的抗稻瘟病植株与甲再次回交,依次重复多代;再将选取的抗稻瘟病植株自交多代,每代均选取抗稻瘟病植株
③将甲与乙杂交,取F1的花药离体培养获得单倍体,再诱导染色体数目加倍为二倍体,从中选取抗稻瘟病植株
④向甲转入抗稻瘟病基因,筛选转入成功的抗稻瘟病植株自交多代,每代均选取抗稻瘟病植株
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
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C [甲是具有许多优良性状的纯合品种水稻,但不抗稻瘟病(rr),乙品种水稻抗稻瘟病(RR),两者杂交,子代为优良性状的杂合子且抗稻瘟病(Rr),若让其不断自交,每代均选取抗稻瘟病植株,则得到的子代为抗稻瘟病植株,但其他性状不一定是优良性状的纯合子,①不合理;将甲与乙杂交,F1与甲回交,F2中的抗稻瘟病植株与甲再次回交,依次重复多代,可得到其他许多优良性状的纯合品种水稻,但抗稻瘟病植株可能为纯合子或杂合子,再将选取的抗稻瘟病植株自交多代,每代均选取抗稻瘟病植株,可得到抗稻瘟病并保留
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自身优良性状的纯合新品种,②合理;将甲与乙杂交,取F1的花药离体培养获得单倍体,再诱导染色体数目加倍为纯合二倍体,从中选取抗稻瘟病且其他许多优良性状的纯合植物,为所需新品种,只选取抗稻瘟病植株,不能保证其他性状优良纯合,③不合理;甲是具有许多优良性状的纯合品种水稻,向甲转入抗稻瘟病基因,则抗稻瘟病性状相当于杂合,对转入成功的抗稻瘟病植株自交多代,每代均选取抗稻瘟病植株,可获得所需新品种,④合理。]
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3.(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( )
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第17讲 基因的分离定律题型突破
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
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C [曲线Ⅱ是随机交配并淘汰aa的曲线,F2(1/2AA+1/2Aa)随机交配以后,得到F3为9/16AA+6/16Aa+1/16aa,淘汰掉aa以后为3/5AA+2/5Aa,Aa基因型频率为0.4,A正确;曲线Ⅲ是自交并淘汰aa的曲线,Aa自交得1/4AA+1/2Aa+1/4aa,淘汰掉aa后,则基因型比例是1/3AA+2/3Aa,如果自交则其后代是1/3AA+2/3(1/4AA+1/2Aa+1/4aa),淘汰掉aa以后为3/5AA+2/5Aa,Aa基因型频率为0.4,B正确;曲线Ⅳ是自交的结果,在Fn中纯合子的比例是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;连续自交和随机交配F1中Aa的基因型频率都是1/2,所以Ⅰ和Ⅳ符合,但连续自交的结果是纯合子所占的比例越来越大,杂合子所占的比例越来越小,而随机交配后代杂合子的基因型频率不再改变,所以Ⅰ是随机交配的结果,Ⅳ是自交的结果。连续自交和随机交配这两者都不存在选择,所以不会发生A和a的基因频率改变,D正确。]
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第17讲 基因的分离定律题型突破
1.用经典公式或分离比计算
(1)概率=×100%
(2)根据分离比计算
$$