内容正文:
基因传递的基本规律
第五单元
第2课时 分离定律的遗传特例分析
阐明有性生殖中基因的分离使得子代的基因型和表型有多种可能,并可由此预测子代的遗传性状
课标要求
题型1 显性的相对性与复等位基因的遗传
1.显性的相对性
显性的表现是等位基因在环境条件的影响下,相互作用的结果,等位基因各自合成基因产物(一般是酶)控制着代谢过程,从而控制性状表现,由于等位基因的突变,使突变基因与野生型基因产生各种互作形式,因而有不同的显隐性关系。
比较项目 完全显性 不完全显性 共显性
杂合子表型 显性性状 中间性状 显性+隐性
杂合子自交子代的性状分离比 显性∶隐性=3∶1 显性∶中间性状∶隐性=1∶2∶1 显性∶(显性+隐性)∶隐性=1∶2∶1
2.复等位基因遗传现象
(1)概念:在一个群体内,若同源染色体的同一位置上的等位基因的数目在两个以上,称为复等位基因。复等位基因的出现是基因突变的结果。如控制人类ABO血型的IA、IB、i三个基因。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表:
(2)遗传特点:复等位基因尽管有多个,但每个二倍体体细胞中最多只含有复等位基因中的两个,遗传时仍遵循分离定律,彼此之间可能是完全显性、不完全显性或共显性关系。
表型 A型 B型 AB型 O型
基因型 IAIA、IAi IBIB、IBi IAIB ii
3.与复等位基因相关显隐性的判断
(1)各个击破——分析关键杂交直接得出两个或三个基因的显隐性关系。
例如:A1×A2→A1,得出A1对A2为显性。
(2)间接分析——如A1对A2为显性,A2对A3为显性,则A1对A3为显性。
1.金鱼草的花色由一对等位基因控制。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的表型不能反映其基因型
B.F2中粉红色花所占比例的理论值为1/3
C.基因R对基因r为完全显性
D.金鱼草花色的遗传遵循分离定律
典例突破
D
解析:亲本红花植株(RR)与白花植株(rr)进行杂交,F1的基因型为Rr,性状表现为粉红色花,说明金鱼草的花色为不完全显性遗传。F1自交,F2的表型及比例为红花∶粉红色花∶白花=1∶2∶1,一种基因型对应一种表型,故F2的表型能反映其基因型,A错误;F2中粉红色花所占比例的理论值为1/2,B错误;基因R对基因r为不完全显性,C错误;由分析可知,金鱼草花色的遗传遵循分离定律,D正确。
2.(多选)(2026·江苏高邮调研)已知某种鸟类羽毛颜色受一组复等位基因控制,
分别为AY(红色)、A(绿色)、a(蓝色),三者互为等位基因,且AY对A、a为完全显性,A对a为完全显性,同时基因型AYAY会导致胚胎在孵化前死亡(不产生成活个体)。下列相关叙述正确的是( )
A.若AYa个体与AYA个体杂交,从理论上计算,成活子代中纯合子的比例为0
B.若AYa个体与Aa个体杂交,则F1会出现3种表型
C.若1只红色雄鸟与若干只蓝色雌鸟杂交,F1可能同时出现绿色个体与蓝色个体
D.若1只红色雄鸟与若干只纯合绿色雌鸟杂交,F1可能同时出现红色个体与绿色个体
ABD
解析:AYa个体与AYA杂交,子代基因型为AYAY(致死)、AYA(红色)、AYa(红色)、Aa(绿色),成活个体中纯合子比例为0,A正确。AYa与Aa杂交,子代基因型为AYA(红色)、AYa(红色)、Aa(绿色)、aa(蓝色),表型为红色、绿色、蓝色3种,B正确。红色雄鸟(AYA、AYa)与蓝色雌鸟(aa)杂交:若雄鸟为AYA,子代为AYa(红色)和Aa(绿色);若雄鸟为AYa,子代为AYa(红色)和aa(蓝色)。无论哪种情况,F1均无法同时出现绿色和蓝色个体,C错误。红色雄鸟(AYA、AYa)与纯合绿色雌鸟(AA)杂交:若雄鸟为AYA,子代为AYA(红色)和AA(绿色),F1可同时出现红色和绿色个体,D正确。
题型2 分离定律中的致死问题
1.配子致死
(1)某种基因型的配子完全致死
(2)某种基因型的配子部分致死
假如Aa个体自交,含A基因的雄配子有x比例
致死,则F1中的各基因型及比例:
也可利用后代某表型的比例反推致死配子的
比例。例如,若已知AA在F1中所占比例为y,则
可以建立式子(1-x)/(4-2x)=y,从中算出x的数值。
(3)雄性不育(或雌株)可看成个体的雄配子全部致死。这种个体在杂交时只能作母本。
2.合子(胚胎)致死
以亲代Aa×Aa产生F1为例:若AA致死,则F1中Aa∶aa=2∶1;若aa致死,则F1为AA和Aa,全为显性性状。
除以上致死之外,还可能出现个体纯合致死——种群中只有杂合子;个体杂合致死——种群中只有纯合子。
典例突破
3.已知家鼠的正常尾和弯曲尾是一对相对性状,让任意一对弯曲尾雌雄鼠交配,F1雌、雄鼠中均有弯曲尾∶正常尾=2∶1。若让F1雌、雄鼠随机交配,则F2中弯曲尾鼠所占的比例为 ( )
A.9/10 B.3/4
C.2/3 D.1/2
D
解析:根据题意可知,让任意一对弯曲尾雌雄鼠交配,F1雌、雄鼠中均有弯曲尾∶正常尾=2∶1,说明弯曲尾为显性性状,正常尾为隐性性状,且存在显性纯合致死现象,设弯曲尾由基因A控制,正常尾由基因a控制,则AA致死,F1中Aa∶aa=2∶1,Aa占2/3,aa占1/3,所以A的基因频率为2/3× 1/2=1/3,a的基因频率为2/3×1/2+1/3=2/3,让F1雌、雄鼠随机交配,F1产生的雌、雄配子都是A∶a=1∶2,因此F2中Aa为2/3×1/3×2=4/9,aa的概率为2/3×2/3=4/9,由于AA致死,因此F2中Aa∶aa=1∶1,Aa表现为弯曲尾,所占比例为1/2,D正确。
4.(2026·河北保定模拟)自然界配子的发生、个体的发育受多种因素制约,存在致死现象。基因型为Aa的植株自交,子代基因型AA∶Aa∶aa的比例可能出现不同的情况。下列分析错误的是 ( )
A.若含有a的花粉50%死亡,则自交后代基因型的比例是2∶3∶1
B.若aa个体有50%死亡,则自交后代基因型的比例是2∶4∶1
C.若含有a的配子有50%死亡,则自交后代基因型的比例是4∶2∶1
D.若花粉有50%死亡,则自交后代基因型的比例是1∶2∶1
C
解析:若含有a的花粉50%死亡,雌配子A占1/2,a占1/2,雄配子A占2/3,a占1/3,自交后代AA占1/2×2/3=2/6,Aa占1/2×2/3+1/2×1/3=3/6,aa占1/2×1/3=1/6,自交后代基因型的比例是2∶3∶1,A正确;基因型为Aa的植株自交,子代基因型AA占1/4,Aa占2/4,aa占1/4,若aa个体有50%死亡,则子代基因型AA占2/7,Aa占4/7,aa占1/7,自交后代基因型的比例是2∶4∶1,B正确;若含有a的配子有50%死亡,则雌配子和雄配子中都是A占2/3,a占1/3,自交后代AA占2/3×2/3=4/9, Aa占2/3×1/3+2/3×1/3=4/9,aa占1/3×1/3=1/9,即自交后代基因型的比例是4∶4∶1,C错误;若花粉有50%死亡,雌配子和雄配子中都是A占1/2,a占1/2,自交后代AA占1/2×1/2=1/4,Aa占1/2×1/2+1/2×1/2=2/4,aa占1/2×1/2=1/4,则自交后代基因型的比例是1∶2∶1,D正确。
题型3 性别对性状的影响归类分析
1.从性遗传
(1)概念理解
由常染色体上基因控制的性状,在表型上受个体性别影响的现象。如绵羊的有角和无角受常染色体上一对等位基因控制,有角基因H为显性,无角基因h为隐性,在杂合子(Hh)中,公羊表现为有角,母羊表现为无角,其基因型与表型关系如表:
基因型 HH Hh hh
雄性 有角 有角 无角
雌性 有角 无角 无角
(2)从性遗传与伴性遗传的比较
2.限性遗传
指常染色体或性染色体上的基因只在一种性别中表达,而在另一种性别中完全不表达。
3.“母性”效应
“母性”效应是指子代的某一表型受到母本基因型的影响,而和母本的基因型所控制的表型一样。因此正反交结果不同,但不是细胞质遗传,这种遗传不是由细胞质基因所决定的,而是由核基因表达并积累在卵细胞中的物质所决定的。
4.细胞质遗传
由核基因所决定的遗传现象和遗传规律称为细胞核遗传。由细胞质内的基因(即质基因)所决定的遗传现象和遗传规律称为细胞质遗传,又称核外遗传、非孟德尔式遗传等。在细胞质中两个亲本杂交,子代性状与母本相同,后代不会出现一定的性状分离比,且正反交结果不同。
典例突破
5.(多选)已知蝴蝶的体色由常染色体上的一对等位基因A/a控制,只有基因型为AA或Aa的雄性蝴蝶表现为黄色,其他基因型都表现为白色。若以白色和黄色的蝴蝶作亲代进行杂交,子代中雄性全表现为黄色。下列叙述错误的是 ( )
A.亲代黄色蝴蝶一定为雄性蝴蝶
B.亲代黄色蝴蝶的基因型一定为Aa
C.亲代雌性蝴蝶的基因型只能是AA
D.子代雌性蝴蝶的基因型可以是aa
BCD
解析:根据题意分析可知,亲代黄色蝴蝶一定为雄性蝴蝶,A正确;若亲代雌性蝴蝶的基因型为AA,则亲代黄色蝴蝶的基因型可能为Aa或AA,B错误;若亲代雄性蝴蝶的基因型为AA,则亲代雌性蝴蝶的基因型可能是AA或Aa或aa,其子代的雄性均表现为黄色,C错误;子代雌性蝴蝶的基因型不可能是aa,因为子代若出现基因型为aa的个体,雄性个体表现为白色,与题意不符,D错误。
6.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表现甲性状
实验二:♂甲×♀乙→F1表现乙性状
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不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选项中F2自交得到F3,若F3出现3∶1的分离比,则假说1正确
D
解析:母性效应受核基因控制,遵循孟德尔遗传定律,细胞质遗传为母系遗传,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,实验一和实验二的母本都是F1(Aa),则均表现为甲性状;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全表现为乙性状,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细胞质遗传,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性状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。
题型4 雄性不育与自交不亲和
1.雄性不育的类型
(1)细胞核雄性不育:核基因控制的雄性不育,有显性核不育和隐性核不育,遗传方式遵循孟德尔遗传定律。
(2)细胞质雄性不育:表现为母体遗传、花粉败育和雌穗正常。可以被显性核恢复基因恢复育性。
(3)核质互作不育型:是由核基因和细胞质基因相互作用共同控制的雄性不育类型。
2.自交不亲和
自交不亲和指具有完全花并可以形成正常雌、雄配子,但缺乏自花受粉结实能力的一种自交不育性。根据花粉识别特异性的遗传决定方式,自交不亲和性分为配子体自交不亲和性和孢子体自交不亲和性两种类型。
(1)配子体自交不亲和性:花粉在柱头上萌发后可侵入柱头,并能在花柱组织中延伸一段,此后受到抑制的现象。
(2)孢子体自交不亲和性:花粉落在柱头上不能正常发芽,或发芽后在柱头乳突细胞上缠绕而无法侵入柱头。
典例突破
7.(2026·江苏盐城模拟)研究发现,玉米细胞质中T基因导致雄性不育,可被显性核恢复基因(R基因)恢复育性,作用机理如图所示。相关基因型的表示方法:质基因写在括号外,核基因写在括号内,如T(RR)。下列叙述正确的是 ( )
A.减数分裂中R基因和T基因可以自由组合
B.T基因通常以精子为载体传递给下一代
C.R蛋白通过阻止T基因的表达恢复育性
D.T(Rr)的玉米自交,后代约有1/4为雄性不育个体
D
解析:位于非同源染色体上的非等位基因在减数分裂过程中可以自由组合,R基因位于细胞核,T基因位于细胞质,它们不遵循自由组合定律,A错误;玉米的质基因主要通过卵细胞传递给下一代,而不是精子,所以T基因通常以卵细胞为载体传递给下一代,B错误;由题图可知,R蛋白与线粒体膜上的T蛋白结合,从而阻止T蛋白发挥作用(并非阻止T基因表达),C错误;自交过程中,T基因可随母本遗传给子代,所以子代中雄
性不育个体的基因型应为T(rr),基因型为T(Rr)
的玉米自交,产生基因型为T(rr)的个体的概率
为1/4,即雄性不育个体的概率为1/4,D正确。
8.(多选)(2026·江苏连云港模拟)烟草和许多果树如苹果、梨等存在不亲和基因的作用机制。其中烟草相应作用机制为:基因型S1S2植株的花粉受到基因型S1S2植株的花柱抑阻,不能参加受精,基因型S1S3的花粉落在S1S2的柱头上时,S1的花粉受到抑阻,而S3的花粉不被抑阻,可以参加受精,生成S1S3和S2S3的合子,下列相关叙述正确的是 ( )
A.复等位基因S1、S2、S3的遗传遵循基因的分离定律
B.父本S1S2与母本S2S3杂交后代的基因型为S1S2、S1S3
C.这种机制不利于植物生存,终将在进化中被淘汰
D.在苹果园中添种不同基因型的授粉苹果树,可提高结实率
ABD
解析:烟草的自交不亲和性是由位于一对同源染色体上的复等位基因(S1、S2、S3)控制的,其遵循基因的分离定律,A正确;基因型S1S2的花粉落在S2S3的柱头上时,S2的花粉受到抑阻,而S1的花粉不被抑阻,可以参加受精,生成S1S2和S1S3的合子,B正确;不亲和性是稳定物种的重要机制之一,也有利于维持群体中个体的杂合性,因而对于物种的生存
和进化有一定的意义,C错误;当花粉所含S基因与
卵细胞的S基因种类相同时,花粉管就不能伸长完成
受精,故在苹果园中添种不同基因型的授粉苹果树,
可提高结实率,D正确。
题型5 表型模拟与表观遗传的区别
1.定义不同
表型模拟:指环境因素导致的表型变化与特定基因型的表型相似,但遗传物质未改变,属于不可遗传变异。例如,高温培养长翅果蝇幼虫使其长出残翅,但后代仍为长翅。
表观遗传:指基因序列不变,但基因表达和表型发生可遗传变化,如DNA甲基化、组蛋白修饰等调控机制导致的性状改变。例如,柳穿鱼花的形态由基因甲基化调控,且可遗传给后代。
2.机制不同
表型模拟:通常是环境直接作用于蛋白质功能或酶活性,未改变基因表达调控。例如,温度影响果蝇翅发育相关酶的活性。
表观遗传:通过DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA等机制调控基因表达,间接影响表型。
3.稳定性不同
表型模拟:环境因素消失后,表型可恢复原状。
表观遗传:表观遗传标记可能在一定条件下可逆,但通常在细胞分裂和发育过程中相对稳定,可维持多代。
典例突破
9.果蝇的长翅(A)对残翅(a)为显性。将孵化后4~7 d的长翅果蝇幼虫,放在35~37 ℃(正常培养温度为25 ℃)环境中处理一定时间后,表现出残翅性状。现有一只残翅雄果蝇,让该果蝇与多只正常发育的残翅雌果蝇交配,孵化的幼虫在正常的温度环境中培养,观察后代的表型。下列说法错误的是 ( )
A.残翅性状可能受基因组成和环境条件的影响
B.若后代出现长翅,则该果蝇的基因型为AA
C.若后代均表现为残翅,则该果蝇的基因型为aa
D.基因A、a一般位于同源染色体的相同位置
B
解析:基因A控制果蝇的长翅性状,但将孵化后4~7 d的长翅果蝇幼虫放在35~37 ℃环境中处理一定时间后,却表现出残翅性状,这说明残翅性状可能受基因组成和环境条件的共同影响,A正确;现有一只残翅雄果蝇(aa或A_),让该果蝇与多只正常发育的残翅雌果蝇(aa)交配,孵化的幼虫在正常的温度环境中培养,若后代出现长翅,则该果蝇的基因型为AA或Aa,若后代均表现为残翅,则该果蝇的基因型为aa,B错误,C正确;基因A、a为一对等位基因,等位基因一般位于同源染色体的相同位置,D正确。
10.(多选)红耳彩龟的卵在20~27 ℃条件下孵化为雄性,在30~35 ℃时孵化为雌性。研究表明,26 ℃时,若降低去甲基化酶基因Kdm6b的表达水平,可减少基因Dmrt1启动子的去甲基化程度,从而抑制启动子激活,导致胚胎从雄性发育轨迹转变为雌性发育轨迹。下列相关叙述正确的是 ( )
A.Dmrt1甲基化程度不影响其碱基序列,但影响其表达
B.26 ℃时,Dmrt1的表达量较高,红耳彩龟的卵孵化为雄性
C.34 ℃时,若提高Kdm6b的表达水平,红耳彩龟的卵孵化为雌性
D.基因与基因、基因与环境相互作用调控红耳彩龟的性别
ABD
解析:DNA甲基化属于表观遗传,不改变碱基序列,但会影响基因表达,即Dmrt1甲基化程度不影响其碱基序列,但影响其表达,A正确;正常情况下, 26 ℃时红耳彩龟卵孵化为雄性,此时Kdm6b高表达会促进Dmrt1启动子去甲基化,使其表达量升高,导致红耳彩龟的卵孵化为雄性,B正确;34 ℃时红耳彩龟卵会孵化为雌性,若提高Kdm6b表达,Dmrt1启动子去甲基化程度增加,可能激活其表达,促使胚胎从雌性发育轨迹转变为雄性发育轨迹,C错误;红耳彩龟的性别由温度(环境)与Kdm6b、Dmrt1等基因共同调控,体现了基因与基因、基因与环境的相互作用,D正确。
真题 演练感悟
2
1
1.(多选)(2025·湖南卷,14)红细胞凝集的本质是抗原—抗体反应。ABO血型分型依据如表。A和B抗原都在H抗原的基础上形成,基因H决定H抗原的形成,基因H缺失者血清中有抗A、抗B和抗H抗体。下列叙述错误的是 ( )
血型 红细胞膜上的抗原 血清中的抗体
A A 抗B
B B 抗A
AB A和B 抗A、抗B均无
O A、B均无 抗A、抗B
2
1
A.A和B抗原都是红细胞的分子标签
B.若按ABO血型分型依据,基因H缺失者的血型属于O型
C.O型血的血液与A型血的血清混合,会发生红细胞凝集
D.基因H缺失者的血液与基因H正常的O型血液混合,不会发生红细胞凝集
答案:CD
2
1
解析:红细胞膜上的A和B抗原可以作为红细胞的分子标签,用于区分不同的血型,A正确;基因H缺失者不能形成H抗原,也就无法形成A和B抗原,血清中有抗A、抗B和抗H抗体,按照ABO血型分型依据,其血型属于O型,B正确;O型血红细胞膜上无A、B抗原,血清中有抗A、抗B抗体,A型血血清中有抗B抗体,O型血的血液与A型血的血清混合,O型血红细胞不会与A型血血清中的抗B抗体发生凝集反应,C错误;基因H缺失者的血液含抗A、抗B、抗H的抗体,与基因H正常的O型血液(红细胞表面有H抗原)混合,会发生红细胞凝集,D错误。
2
1
2.(2024·贵州卷,20)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。
2
1
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 。
解析:根据杂交组合③可知,B1对B2为显性;根据杂交组合①可知,B3对B1、B2为隐性,故三者之间的显隐性关系是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为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。
B1对B2、B3为显性,B2对B3为
显性
基因型为B1B1的个体死亡且B2对
B3为显性
B1B2、B1B3
2
1
(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。
解析:小鼠群体中与毛皮颜色有关的基因型有B1B2、B1B3、B2B2、B2B3、B3B35种。其中B1B3和B2B3交配后代的毛色种类最多,有黄色、鼠色和黑色3种。
5
B1B3和B2B3
2
1
(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______________________________
。
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),丙与丁测交后代的表型及比例可直接反映丙的配子类型及比例
2
1
解析: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,其基因型表示为B2_Dd,为测定丙产生的配子类型及比例,可采用测交的方法,即让丁个体与其杂交,理由是丁是隐性纯合子(B3B3dd),丙与丁测交后代的表型及比例可直接反映丙的配子类型及比例。
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