内容正文:
微专题1 分离定律的应用
[学习目标] 1.运用分离定律解释某些遗传现象。 2.了解分离定律的常见题型,学会解题方法。
题型一 亲子代遗传因子组成和表型的相互推导
1.由亲代推断子代的遗传因子组成和表型
亲本
子代遗传因子组成
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
2.据分离定律中的比例推断亲代遗传因子组成
(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。
(2024·昆明期末)番茄果实的颜色由一对遗传因子A、a控制,下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( )
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
504
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1的亲本遗传因子组成:红果为AA,黄果为aa
C.实验2的后代红果番茄均为杂合子
D.实验3的后代中黄果番茄的遗传因子组成可能是Aa或AA
答案:C
解析:由实验3可知,双亲都为红果,后代出现红果∶黄果≈3∶1的性状分离比,说明红果为显性性状,后代中红果的遗传因子组成可能是AA或Aa,黄果的遗传因子组成是aa,A、D错误;实验1的后代性状表现及其比例为红果∶黄果≈1∶1,故亲本遗传因子组成分别为红果Aa、黄果aa,B错误;实验2的后代均为红果,说明亲本红果为显性纯合子,后代中红果的遗传因子组成均为杂合子Aa,C正确。
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
答案:C
解析:根据题意可知,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,故遗传因子的组合为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,故遗传因子的组合为BB×bb,乙的遗传因子组成为BB,C正确。
题型二 概率的计算方法
1.用经典公式计算
概率=×100%
2.根据分离比计算
如Aa1AA∶2Aa∶1aa
(1)如果没有明确子代的性状表现,那么AA、aa出现的概率各是1/4,Aa出现的概率是1/2。
(2)如果明确了子代的性状表现是显性,那么AA出现的概率是1/3,Aa出现的概率是2/3。
3.用配子法计算
(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,即可得出某一遗传因子组成个体的概率。
(3)计算性状表现概率时,再将相同性状表现的个体的概率相加即可。
如:F1 高茎(Dd)
F2
雄配子
雌配子
1/2D
1/2d
1/2D
1/4DD高
1/4Dd高
1/2d
1/4Dd高
1/4dd矮
人眼的虹膜有褐色和蓝色,褐色由显性遗传因子B控制,蓝色由隐性遗传因子b控制。一对褐眼的夫妇生了一个蓝眼男孩,这对夫妇再生一个蓝眼男孩的可能性是( )
A.1/2 B.1/4 C.1/6 D.1/8
答案:D
解析:由题意可知,褐眼的夫妇生了一个蓝眼男孩,可推出夫妇的遗传因子组成为Bb×Bb,后代的遗传因子组成及比例为BB∶Bb∶bb=1∶2∶1,故再生一个蓝眼(bb)小孩的概率为1/4,生男孩概率为1/2,因此这对夫妇再生一个蓝眼男孩的可能性是1/8,D正确。
人类白化病是由隐性遗传因子(a)控制的一类遗传病。现有一对肤色正常的夫妇,丈夫的母亲和妻子的弟弟是白化病患者,其余家庭成员均正常。则这对夫妇所生的孩子肤色正常的概率是( )
A.1/6 B.1/4 C.3/4 D.5/6
答案:D
解析:由题意知,丈夫的遗传因子组成是Aa,妻子的遗传因子的组成是AA或Aa,是Aa的可能性为2/3,所以这对夫妇生白化病(aa)孩子的概率为1/4×2/3=1/6,生肤色正常孩子的概率是1-1/6=5/6,D正确。
题型三 自交和自由交配的相关计算
1.杂合子连续自交过程分析
每一代中,PAA=Paa,且PAA+PAa+Paa=1;
由于在F1中PAa=1/2,F2中PAa=1/4,F3中PAa=1/8,利用不完全归纳法,可知:
Fn中,PAa=,PAA=Paa=/2
2.杂合子Aa连续自交,且逐代淘汰隐性个体的过程分析
每一代中,PAA+PAa=1;
由于在F1中PAa=2/3,F2中PAa=2/5,F3中PAa=2/9,利用不完全归纳法,可知:
Fn中,PAa=2/(2n+1),
PAA=1-2/(2n+1)=(2n-1)/(2n+1)
3.有关自交和自由交配的相关计算方法
(1)遗传因子组成为2/3AA、1/3Aa的植物群体中自交是指:2/3AA×AA、1/3Aa×Aa,其后代遗传因子组成及概率为3/4AA、1/6Aa、1/12aa,后代表型及概率为11/12A_、1/12aa。
(2)自由交配强调的是群体中所有个体进行随机交配,以遗传因子组成为1/3AA、2/3Aa的动物群体为例,进行随机交配的情况是♂×♀,欲计算自由交配后代遗传因子组成、表型的概率,有以下两种解法:
解法一 棋盘法
♀
♂
1/3AA
2/3Aa
1/3AA
1/3AA(♂)×1/3AA(♀)
1/3AA(♂)×2/3Aa(♀)
2/3Aa
2/3Aa(♂)×1/3AA(♀)
2/3Aa(♂)×2/3Aa(♀)
解法二 配子比例法
先计算含A的雄配子所占比例为1/3+2/3×1/2=2/3,含a的雄配子所占比例为1-2/3=1/3,含A的雌配子和含a的雌配子所占比例分别为2/3和1/3。列表分析如下:
♀
♂
2/3A
1/3a
2/3A
4/9AA
2/9Aa
1/3a
2/9Aa
1/9aa
自由交配问题用配子比例法解答更简单些。
水稻抗病对不抗病为显性。现以杂合抗病水稻(Aa)为亲本,连续自交3代,子三代中杂合抗病水稻的概率及每次自交后均除去不抗病水稻再自交后纯合抗病水稻的概率分别是( )
A.1/4 7/16 B.1/4 7/9
C.1/8 7/9 D.1/8 1/16
答案:C
解析:根据分离定律可知,第一种情况,自交第一代:1/4AA、1/2Aa、1/4aa;自交第二代:AA=aa=(1/4+2/4×1/4)=3/8,Aa=2/4×1/2=1/4;自交第三代:Aa=2/8×1/2=1/8。第二种情况,自交第一代:1/4AA、1/2Aa、1/4aa(除去),变成1/3AA、2/3Aa;自交第二代:AA=1/3+2/3×1/4=1/2,Aa=2/3×1/2=1/3,aa=2/3×1/4=1/6(除去),变成3/5AA、2/5Aa;自交第三代:AA=3/5+2/5×1/4=7/10,Aa=2/5×1/2=1/5,aa=2/5×1/4=1/10(除去),变成AA=7/9、Aa=2/9,即子三代中除去不抗病水稻再自交后纯合抗病水稻的概率为7/9,C正确。
已知一批遗传因子组成为AA和Aa的豌豆和玉米种子,其中纯合子与杂合子的比例均为1∶2,分别间行种植,则在自然状态下,豌豆和玉米子一代的显性性状与隐性性状的比例分别为( )
A.5∶1、5∶1 B.8∶1、8∶1
C.6∶1、9∶1 D.5∶1、8∶1
答案:D
解析:玉米间行种植进行随机授粉,可利用配子法计算:由于AA∶Aa为1∶2,则A配子占2/3,a配子占1/3。配子随机结合利用棋盘法:
雌配子
雄配子
2/3A
1/3a
2/3A
4/9AA
2/9Aa
1/3a
2/9Aa
1/9aa
即A_∶aa=8∶1。豌豆为严格的自花传粉植物,间行种植并不会改变豌豆的自交,子一代aa的概率=2/3×1/4=1/6,A_的概率=1-1/6=5/6,则A_∶aa=5∶1,D正确。
某动物种群中,遗传因子组成为AA、Aa和aa的个体所占比例依次为25%、50%、25%。若该种群中的aa个体没有繁殖能力,其他个体间可以随机交配,理论上,下一代遗传因子组成为AA、Aa、aa的个体的数量比为( )
A.3∶3∶1 B.4∶4∶1
C.1∶2∶0 D.1∶2∶1
答案:B
解析:若该种群中的aa个体没有繁殖能力,则具有繁殖能力的个体中,AA占1/3,Aa占2/3,因此A配子的比例为1/3+2/3×1/2=2/3,a配子的比例为1/3,由于个体间可以随机交配,后代中AA的比例为2/3×2/3=4/9,Aa的比例为2×1/3×2/3=4/9,aa的比例为1/3×1/3=1/9,因此AA∶Aa∶aa=4∶4∶1,B正确。
题型四 特殊情况下的应用
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。在这种情况下,F2的性状分离比不是3∶1,而是1∶2∶1。
金鱼草的花色由一对遗传因子控制。选择红花植株(RR)与白花植株(rr)进行杂交实验,如图所示。下列叙述正确的是( )
A.F2的性状表现不能反映它的遗传因子组合类型
B.F2中粉红色花所占比例的理论值为1/3
C.遗传因子R对遗传因子r为完全显性
D.金鱼草花色的遗传符合分离定律
答案:D
解析:亲本红花植株(RR)与白花植株(rr)进行杂交,F1的遗传因子组合类型为Rr,性状表现为粉红色花,说明为不完全显性遗传。F1自交,F2的性状表现及比例为红花∶粉红色花∶白花=1∶2∶1,一种遗传因子组成对应一种性状表现,F2的性状表现能反映它的遗传因子组成,A错误;F2中粉红色花(Rr)所占比例的理论值为1/2,B错误;遗传因子R对遗传因子r为不完全显性,C错误;金鱼草花色的遗传符合分离定律,D正确。
2.致死现象
(1)配子致死:指致死遗传因子在配子时期发生作用,从而不能形成有活力的配子的现象。
(2)合子致死:指致死遗传因子在胚胎时期或幼体阶段发生作用,从而不能形成活的幼体或个体夭折的现象。
(2024·山东德州月考)凤仙花的花瓣有单瓣和重瓣两种,由一对遗传因子A和a控制,且单瓣对重瓣为显性,在开花时含有显性遗传因子的精子不育而含隐性遗传因子的精子可育,卵细胞不论含显性还是隐性遗传因子都可育。现取自然情况下多株单瓣凤仙花自交得F1,让F1再相互交配产生F2。下列有关分析中正确的是( )
A.F1中单瓣与重瓣的比例为2∶1
B.亲本单瓣凤仙花的遗传因子组成为AA或Aa
C.F2中单瓣与重瓣的比例为1∶3
D.F2的单瓣中纯合子占1/2
答案:C
解析:由于A的精子不育,因此亲本单瓣凤仙花的遗传因子组成为Aa,B错误;单瓣凤仙花的遗传因子组成为Aa,精子为a,卵细胞为A∶a=1∶1,自交得F1,F1为Aa∶aa=1∶1,单瓣与重瓣的比例为1∶1,A错误;F1为1/2Aa、1/2aa,精子为a,卵细胞为A∶a=1∶3,因此F2为Aa∶aa=1∶3,单瓣与重瓣的比例为1∶3,C正确;F2的单瓣全为Aa,无纯合子,D错误。
(2024·安徽蚌埠检测)遗传学家研究发现,某种小鼠的黄色皮毛品种不能稳定遗传。黄色小鼠与黄色小鼠交配,其后代总会有黑色鼠,且黄色鼠∶黑色鼠=2∶1,而不是通常应出现的3∶1。下列叙述错误的是( )
A.小鼠毛色的黄色和黑色性状中,黄色为显性性状
B.小鼠毛色的遗传遵循分离定律
C.黄色鼠和黑色鼠交配,后代全为黄色鼠或黄色鼠∶黑色鼠=1∶1
D.黄色鼠均为杂合体,纯合的黄色鼠可能在胚胎发育过程中死亡
答案:C
解析:依题意可知,黄色小鼠与黄色小鼠交配,其后代黄色鼠∶黑色鼠=2∶1,说明小鼠的毛色由一对遗传因子控制,其遗传遵循分离定律,且双亲均为杂合子,而杂合子表现为显性性状,即黄色为显性性状,同时也说明黄色鼠均为杂合体,纯合的黄色鼠可能在胚胎发育过程中死亡,A、B、D正确;由于黄色鼠全为杂合体,所以黄色鼠和黑色鼠交配,后代黄色鼠∶黑色鼠=1∶1,C错误。
3.复等位基因
控制某一性状的等位基因数目在两个以上的基因,称为复等位基因。如控制人类ABO血型的IA、IB、i三个基因,ABO血型由这三个复等位基因决定。因为IA对i是显性,IB对i是显性,IA和IB是共显性,所以基因型与表型的关系如下表:
表型
A型
B型
AB型
O型
基因型
IAIA、IAi
IBIB、IBi
IAIB
ii
注:等位基因指控制相对性状的基因,基因型指遗传因子组成,遗传因子后称基因,表型指生物个体表现出来的性状(参见第2节)。
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。下列相关说法不正确的是( )
血型
遗传因子组成
A
IAIA、IAi
B
IBIB、IBi
AB
IAIB
O
ii
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.利用血型检测一般不能准确地进行亲子鉴定
答案:B
解析:根据题表中信息可知,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正确。
4.从性遗传
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。
(2024·湖南长沙质检)果蝇的腹部有斑与无斑是一对相对性状(其性状与遗传因子组成的关系如下表)。现用无斑雌蝇与有斑雄蝇进行杂交,产生的子代有①有斑雌蝇、②无斑雄蝇、③无斑雌蝇、④有斑雄蝇。以下分析错误的是( )
AA
Aa
aa
雄性
有斑
有斑
无斑
雌性
有斑
无斑
无斑
A.有斑为显性性状
B.①与有斑雄蝇的杂交后代不可能有无斑果蝇
C.亲本无斑雌蝇的遗传因子组成为Aa
D.②与③杂交产生有斑果蝇的概率为1/6
答案:B
解析:根据题表可知,有斑为显性性状,A正确;无斑雌蝇(_a)与有斑雄蝇(A_)进行杂交,产生的子代有①有斑雌蝇(AA)、②无斑雄蝇(aa)、③无斑雌蝇(_a)、④有斑雄蝇(A_),则亲本无斑雌蝇和有斑雄蝇的遗传因子组成均为Aa,①有斑雌蝇的遗传因子组成为AA,与有斑雄蝇(A_)杂交,后代可能出现无斑雌蝇(Aa),B错误,C正确;③无斑雌蝇(_a)的遗传因子组成为2/3Aa、1/3aa,②无斑雄蝇(aa)与③无斑雌蝇(_a)杂交,后代产生有斑雄蝇的概率为2/3×1/2×1/2=1/6,没有有斑雌蝇,D正确。
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