遗传的基本规律与伴性遗传
第14讲 基因的分离定律
考试说明 1.孟德尔遗传实验的科学方法(Ⅱ)。
2.基因的分离定律(Ⅱ)。
考点一 基因分离定律的发现与实质
1.豌豆作为实验材料的优点
2.孟德尔遗传实验的杂交操作
3.分离定律发现的实验过程(假说—演绎法)
4.分离定律的内容
(1)研究对象:控制 的遗传因子。
(2)时间:形成 时。
(3)行为:成对的遗传因子发生 。
(4)结果:分离后的遗传因子分别进入 中,随 遗传给后代。
正误辨析
(1)孟德尔巧妙设计的测交方法只能用于检测F1的基因型。 ( )
(2)用豌豆杂交时,需在开花前除去母本的雌蕊。 ( )
(3)F2的3∶1性状分离比一定依赖于雌、雄配子的随机结合。 ( )
(4)杂合子与纯合子基因组成不同,性状表现也不同。( )
(5)一对杂合的黑色豚鼠交配,一胎产仔四只,一定是3黑1白。 ( )
(6)白化病遗传中,基因型为Aa的双亲产生一正常个体,其中携带者的概率是1/2。 ( )
教材拓展
[必修2 P7] 本来开白花的花卉(该种花卉为自花受粉植物),偶然出现了开紫花的植株,怎样获得开紫花的纯种呢?
1.遗传学核心概念及其联系
(1)基本概念的联系
图5-14-1
(2)相同基因、等位基因、非等位基因辨析
图5-14-2
①相同基因:同源染色体相同位置上控制同一性状的基因。如图5-14-2中A和A就叫相同基因。
②等位基因:同源染色体的同一位置控制相对性状的基因。如图5-14-2中B和b、C和c、D和d就是等位基因。
③非等位基因:非等位基因有两种情况。一种是位于非同源染色体上的非等位基因,符合自由组合定律,如图5-14-2中A和D;还有一种是位于同源染色体上的非等位基因,如图中A和b。
(3)遗传学研究中5种交配类型的比较
交配类型
含义
应用
杂交
基因型不同的个体相互交配的过程
①探索控制生物性状的基因的传递规律
②将不同的优良性状集中到一起,得到新品种
③显隐性的判断
自交
一般指植物的自花传粉,但有时也指两个基因型相同的个体相交
①连续自交并筛选可以不断提高种群中显性纯合子的比例
②可用于植物纯合子、杂合子的鉴定
测交
待测个体(F1)与隐性纯合子相交
可用于测定待测个体(F1)的基因型、产生的配子的类型及其比例
正交和
反交
正交和反交是一对相对概念
若正交为♀A(性状)×♂B(性状),则反交为♀B(性状)×♂A(性状)
若正交为♀B(性状)×♂A(性状),则反交为♀A(性状)×♂B(性状)
常用于判断某待测性状是细胞核遗传还是细胞质遗传,基因在常染色体上还是在X染色体上
2.分离定律实质的解读
(1)细胞学基础:图5-14-3表示一个基因型为Aa的性原细胞产生配子的过程。
图5-14-3
由图可知,基因型为Aa的精(卵)原细胞可能产生A和a两种类型的配子,比例为1∶1。
(2)分离定律的实质:等位基因随同源染色体的分开而分离。
(3)作用时间:有性生殖形成配子时(减数第一次分裂的后期)。
(4)适用范围:①进行有性生殖的真核生物;②细胞核内染色体上的基因;③一对等位基因控制的一对相对性状的遗传。
命题角度1 考查孟德尔的豌豆杂交实验过程分析
1.[2018·甘肃天水一中模拟] 孟德尔利用豌豆的一对相对性状的杂交实验得出了基因的分离定律。下列关于孟德尔的遗传学实验的叙述中,正确的是 ( )
A.豌豆为闭花传粉植物,在杂交时应在父本花粉成熟前做人工去雄、套袋处理等
B.孟德尔根据亲本中不同个体表现型来判断亲本是否纯合
C.杂交实验过程运用了正反交实验,即紫花(♀)×白花(♂)和白花(♂)×紫花(♀)
D.F2的3∶1性状分离比依赖于雌雄配子的随机结合
2.某小组模拟孟德尔杂交实验,用纯种高茎豌豆和纯种矮茎豌豆杂交,得到的子一代(F1)都是高茎。用F1进行实验2,发现子二代(F2)中,高茎数目约为矮茎的三倍。实验2采用的方法是 ( )
A.正交实验
B.反交实验
C.自交实验
D.测交实验
命题角度2 考查遗传学核心概念及其联系
3.下列关于遗传学基本概念的叙述中,正确的有几项( )
①兔的白毛和黑毛,狗的长毛和卷毛都是相对性状
②纯合子杂交产生的子一代所表现的性状就是显性性状,XAY、XaY属于纯合子
③不同环境下,基因型相同,表现型不一定相同
④A和A、b和b不属于等位基因,C和c属于等位基因
⑤后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象叫作性状分离,两个双眼皮的夫妇生了一个单眼皮的孩子属于性状分离
⑥检测某雄兔是否是纯合子,可以用测交的方法
A.2项 B.3项
C.4项 D.5项
4.[2017·全国卷Ⅲ] 下列有关基因型、性状和环境的叙述,错误的是 ( )
A.两个个体的身高不相同,二者的基因型可能相同,也可能不相同
B.某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色,这种变化是由环境造成的
C.O型血夫妇的子代都是O型血,说明该性状是由遗传因素决定的
D.高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎,说明该相对性状是由环境决定的
命题角度3 考查分离定律的实质与验证
5.孟德尔一对相对性状的杂交实验中,能直观体现基因分离定律实质的是 ( )
A.F1只表现为一种亲本性状
B.测交后代的比例为1∶1
C.F2基因型的比例为1∶2∶1
D.F1产生的雌、雄配子比例为1∶1
6.[2018·河北冀州中学模拟] 水稻中非糯性(W)对糯性(w)为显性,非糯性品系所含淀粉遇碘呈蓝黑色,糯性品系所含淀粉遇碘呈红褐色。下面是对纯种的非糯性与糯性水稻的杂交后代进行观察的结果,其中能直接证明孟德尔的基因分离定律的一项是 ( )
A.杂交后亲本植株上结出的种子(F1)遇碘全部呈蓝黑色
B.F1自交后结出的种子(F2)遇碘后,3/4呈蓝黑色,1/4呈红褐色
C.F1产生的花粉遇碘后,一半呈蓝黑色,一半呈红褐色
D.F1测交所结出的种子遇碘后,一半呈蓝黑色,一半呈红褐色
技法提炼 “四法”验证分离定律
(1)自交法:若自交后代的性状分离比为3∶1,则符合基因的分离定律,由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制。
(2)测交法:若测交后代的性状分离比为1∶1,则符合基因的分离定律,由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制。
(3)花粉鉴定法:取杂合子的花粉,对花粉进行特殊处理后,用显微镜观察并计数,若花粉粒类型比例为1∶1,则可直接验证基因的分离定律。
(4)单倍体育种法:取花药离体培养,用秋水仙素处理单倍体幼苗,若植株有两种表现型且比例为1∶1,则符合基因的分离定律。
命题角度4 假说—演绎法的理解和应用
7.“假说—演绎法”是现代科学研究中常用的一种科学方法,下列属于孟德尔在发现基因分离定律时的“演绎推理”过程的是 ( )
A.生物的性状是由遗传因子决定的,生物体细胞中遗传因子成对存在
B.由F2出现了3∶1的性状分离比推测生物体产生配子时,成对遗传因子彼此分离
C.若F1产生配子时成对遗传因子分离,则测交后代会出现两种性状比例接近1∶1
D.若F1产生配子时成对遗传因子分离,则F2中三种基因型个体比例接近1∶2∶1
8.[2018·衡阳六校联考] 假说—演绎法是现代科学研究中常用的方法,包括“提出问题、提出假说、演绎推理、检验推理、得出结论”五个基本环节。利用该方法,孟德尔发现了两个遗传定律。下列关于孟德尔研究过程的分析,正确的是 ( )
A.孟德尔提出的假说的核心内容是“性状是由位于染色体上的基因控制的”
B.孟德尔依据减数分裂的相关原理进行“演绎推理”的过程
C.为了验证提出的假说是否正确,孟德尔设计并完成了测交实验
D.测交后代性状分离比为1∶1,可以从细胞水平上说明基因分离定律的实质
技法提炼 假说—演绎法
在观察和分析基础上提出问题⇒通过推理和想象提出解释问题的假说⇒根据假说进行演绎推理⇒再通过实验检验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符,就证明假说是正确的,反之,则说明假说是错误的。这是现代科学研究中常用的一种科学方法,除孟德尔外,摩尔根验证基因在染色体上及确认DNA分子半保留复制方式均运用了假说—演绎法。
考点二 基因分离定律的基本解题方法
1.相对性状中显隐性的判断
(1)根据子代性状判断
图5-14-4
(2)假设推证法
以上方法无法判断时,可以用假设法来判断性状的显隐性。在运用假设法判断显性性状时,若出现假设与事实相符的情况,要注意两种性状同时作假设或对同一性状作两种假设,切不可只根据一种假设得出片面的结论。但若假设与事实不相符,则不必再作另一假设,可直接予以判断。
(3)设计杂交实验判断显隐性
图5-14-5
2.亲子代基因型、表现型的推断
(1)分离比法
①根据亲代推断子代基因型、表现型的种类及比例
亲本
子代基因型种类及比例
子代表现型及比例
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由子代推断亲代的基因型(逆推型):
子代
(2)基因填充法:根据亲代表现型→写出能确定的基因(如显性性状的基因型用A_表示)→根据子代一对基因分别来自两个亲本→推知亲代未知基因; 若亲代为隐性性状,基因型只能是aa。
(3)隐性突破法:如果子代中有隐性个体,则亲代基因型中必定含有一个a基因,然后再根据亲代的表现型进一步判断。
3.连续自交和连续自交且逐代淘汰隐性个体的概率计算
(1)杂合子Aa连续自交,第n代的比例情况如下表:
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
-
+
-
(2)根据上表比例,纯合子、杂合子所占比例坐标曲线图如图5-14-6所示:
图5-14-6
①亲本必须是杂合子,n是自交次数或代数;
②由该曲线得到的启示:在育种过程中,选育符合人们要求的个体(显性),可进行连续自交,直到性状不再发生分离为止,即可留种推广使用。
(3)杂合子Aa连续多代自交并逐代淘汰隐性个体,自交n次后,显性个体中,显性纯合子AA所占比例为(2n-1)/(2n+1),杂合子Aa所占比例为2/(2n+1)。
命题角度1 显隐性判断及纯合子、杂合子的判断
1.[2018·宜昌模拟] 已知羊的毛色由一对常染色体上的基因A、a控制。某牧民让两只白色羊交配,后代中出现一只黑色羊。判断一只白色公羊是纯合子还是杂合子的实验方案有如图5-14-7所示的两种,已知方案一中母羊的基因型为Aa,方案二中母羊的基因型为aa,下列判断错误的是( )
图5-14-7
A.①全为白色
B.②黑色∶白色=3∶1
C.③全为白色
D.④黑色∶白色=1∶1
2.玉米的非糯性与糯性是一对相对性状,非糯性籽粒及花粉中含直链淀粉,遇碘液变蓝黑色;糯性籽粒及花粉中含支链淀粉,遇碘液变红褐色。现有纯种的非糯性玉米和纯种的糯性玉米。据此回答下列问题:
(1)要验证控制这对性状的基因遵循基因的分离定律,可采用的用时较短的实验方法是
(写出思路即可)。
(2)若要探究非糯性与糯性的显隐性关系,请写出实验思路并预测实验结果和结论:
。
技法提炼 纯合子和杂合子的常用实验探究方法
(1)自交法
待测
(2)测交法:待测对象若为雄性动物,注意与多个隐性雌性个体交配,以产生更多的后代个体,使结果更有说服力。
待测个体
(3)花粉鉴定法
待测个体花粉
命题角度2 基因型和表现型的推导及相关计算
3.某植物的紫花与红花是一对相对性状,且是由单基因(D、d)控制的完全显性遗传,现用一株紫花植株和一株红花植株作实验材料,设计如下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
预测子代表现型
推测亲代基因型
第一组:紫花自交
出现性状分离
③
①
④
(续表)
选择的亲本及杂交方式
预测子代表现型
推测亲代基因型
第二组:紫花×红花
全为紫花
DD×dd
②
⑤
A.两组实验中,都有能判定紫花和红花的显隐性的依据
B.若①全为紫花,则④为DD×Dd
C.若②为紫花和红花的数量之比是1∶1,则⑤为Dd×dd
D.若③为Dd×Dd,则判定依据是子代出现性状分离
4.假设控制番茄叶颜色的基因用D、d表示,红色和紫色为一对相对性状,且红色为显性。杂合的红叶番茄自交获得F1,将F1中表现型为红叶的番茄自交得F2。下列叙述正确的是 ( )
A.F2中无性状分离
B.F2中性状分离比为3∶1
C.F2红叶个体中杂合子占2/5
D.在F2中首次出现能稳定遗传的紫叶个体
技法提炼 依据配子的概率计算
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个体的概率;计算表现型概率时,再将相同表现型个体的概率相加即可。
命题角度3 杂合子连续自交类
5.将基因型为Aa的豌豆连续自交,统计后代中纯合子和杂合子的比例,得到如图5-14-8所示曲线图。下列分析不正确的是 ( )
图5-14-8
A.a曲线可代表自交n代后纯合子所占的比例
B.b曲线可代表自交n代后显性纯合子所占的比例
C.隐性纯合子的比例比b曲线所对应的比例要小
D.c曲线可代表自交n代后杂合子所占的比例
考点三 基因分离定律特殊题型拓展
题型一 自交与自由交配
(1)自交是指同种基因型的个体之间交配,子代情况只需统计各自交结果。
(2)自由交配强调的是群体中所有个体进行随机交配,如基因型为AA、Aa的群体中自由交配是指AA×AA、Aa×Aa、AA(♀)×Aa(♂)、Aa(♀)×AA(♂)。以基因型为AA、Aa 的动物群体为例,进行随机交配的情况如下:
♂×♀
(3)两种自由交配类型的区别
①在连续自由交配且不淘汰隐性个体的情况下,随着自由交配代数增加,基因型及表现型比例均不变。
②在连续自由交配且逐代淘汰隐性个体的情况下,随着自由交配代数增加,基因型及表现型比例都发生改变。
【典题示导】
1.将基因型为Aa的水稻自交一代的种子全部种下,待其长成幼苗后,人工去掉隐性个体,并均分为①②两组,在下列情况下:①组全部让其自交;②组让其所有植株间自由传粉。则①②两组的植株上基因型为AA的种子所占比例分别为 ( )
A.1/9、1/6 B.1/2、4/9
C.1/6、1/9 D.4/9、1/2
2.某植物可自交或自由交配,在不考虑生物变异和致死情况下,下列哪种情况可使基因型为Aa的该植物连续交配3次后所得子三代中Aa所占比例为2/5 ( )
A.基因型为Aa的该植物连续自交3次,且每代子代中不去除aa个体
B.基因型为Aa的该植物连续自交3次,且每代子代中均去除aa个体
C.基因型为Aa的该植物连续自由交配3次,且每代子代中不去除aa个体
D.基因型为Aa的该植物连续自由交配3次,且每代子代中均去除aa个体
易错提醒
自交的有关计算只能用列举法,不能用配子法;自由交配的有关计算中列举法和配子法都可用,但配子法简捷、快速,不易出错。
题型二 复等位基因类
在一个群体内,同源染色体的某个相同位置上的等位基因超过2个,此时这些基因就称为“复等位基因”。不要认为复等位基因违背了体细胞中遗传因子“成对存在”原则,事实上复等位基因在体细胞中仍然是成对存在的。如人类的ABO血型是由“i、IA、IB”3个复等位基因决定的。当两个显性基因同时存在时,两个显性性状同时显现,如IAIB表现为AB型,此现象称为共显性。这种现象也会导致后代出现不同于3∶1的分离比。
【典题示导】
3.某种植物的花色受一组复等位基因的控制,纯合子和杂合子的表现型如下表,若WPWS与WSw杂交,子代表现型的种类及比例分别是 ( )
纯合子
杂合子
WW 红色
ww 纯白色
WSWS 红条白花
WPWP 红斑白花
W与任一等位基因 红色
WP与WS、w 红斑白花
WSw 红条白花
A.3种,2∶1∶1∶1 B.4种,1∶1∶1∶1
C.2种,1∶1 D.2种,3∶1
4.[2018·西安八校联考] 研究发现,豚鼠毛色由以下等位基因决定:Cb—黑色、Cs—银色、Cc—乳白色、Cx—白化。为确定这组基因间的关系,研究人员进行了部分杂交实验,结果如下表,据此分析下列选项正确的是 ( )
组别
亲代表现型
子代表现型
黑
银
乳白
白化
1
黑×黑
22
0
0
7
2
黑×白化
10
9
0
0
3
乳白×乳白
0
0
30
11
4
银×乳白
0
23
11
12
A.两只白化的豚鼠杂交,后代不会出现银色个体
B.该豚鼠群体中与毛色有关的基因型共有6种
C.无法确定这组等位基因间的显性程度
D.两只豚鼠杂交的后代最多会出现4种毛色
题型三 致死问题
(1)胚胎致死
①隐性致死:由于aa死亡,所以Aa自交后代中基因型及比例为Aa∶AA=2∶1。
②显性纯合致死:由于AA死亡,所以Aa自交后代中基因型及比例为Aa∶aa=2∶1。
(2)配子致死:致死基因在配子时期发挥作用,从而不能形成有生活力的配子的现象。例如A基因使雄配子致死,则Aa自交时,只能产生一种成活的a雄配子,A、a两种雌配子,形成的后代有两种基因型且比例为Aa∶aa=1∶1。
【典题示导】
5.某种品系鼠毛色的灰色和黄色是一对相对性状,科学家进行了大量的杂交实验得到了如下结果,由此推断错误的是 ( )
杂交组合
亲本
后代
杂交A
灰色×灰色
灰色
杂交B
黄色×黄色
2/3黄色,1/3灰色
杂交C
灰色×黄色
1/2黄色,1/2灰色
A.杂交A后代不发生性状分离,亲本为纯合子
B.由杂交B可判断鼠的黄色毛基因是显性基因
C.杂交B后代黄色毛鼠既有杂合子也有纯合子
D.鼠毛色这对相对性状的遗传符合基因的分离定律
6.凤仙花的花瓣有单瓣和重瓣两种,由一对等位基因控制,且单瓣对重瓣为显性,在开花时含有显性基因的精子不育而含隐性基因的精子可育,卵细胞不论含显性基因还是隐性基因都可育。现取自然情况下多株单瓣凤仙花自交得F1,下列有关F1中单瓣与重瓣的比值分析正确的是 ( )
A.单瓣与重瓣的比值为3∶1
B.单瓣与重瓣的比值为1∶1
C.单瓣与重瓣的比值为2∶1
D.单瓣与重瓣的比值无规律
技法提炼
若某一性状的个体自交总出现特定的比例2∶1,而非正常的3∶1时,则推断可能是显性纯合致死,并且显性性状的个体(存活的)有且只有一种基因型(Aa,杂合子)。解决此类题目只要依照题干要求写出遗传图解,将致死个体去除即可。而对于由复等位基因控制的性状遗传,解题的技巧为先写出相应的基因型与对应的表现型,便可选择相应品种进行杂交实验。
题型四 不完全显性
F1的性状表现介于显性和隐性的亲本之间的显性表现形式,如紫茉莉的花色遗传中,红色花(RR)与白色花(rr)杂交产生的F1为粉红色花(Rr),F1自交后代有3种表现型:红色花、粉红色花、白色花,性状分离比为1∶2∶1。
【典题示导】
7.[2018·江苏淮安模拟] 萝卜的花色(红色、紫色和白色)由一对等位基因控制,现选用紫花植株分别与红花、白花、紫花植株杂交,结果如图5-14-9所示。下列相关叙述错误的是 ( )
图5-14-9
A.红花植株与红花植株杂交,后代均为红花植株
B.白花植株与白花植株杂交,后代均为白花植株
C.红花植株与白花植株杂交,后代只有紫花植株
D.决定萝卜花色的等位基因遗传时不符合基因分离定律
题型五 从性遗传类
在涉及常染色体上一对等位基因控制的性状遗传中,有时会出现某一基因型个体在雌、雄(男、女)个体中表现型不同的现象,即从性遗传现象,然而该类基因在传递时并不与性别相联系,这与位于性染色体上基因的传递有本质区别。从性遗传的本质为表现型=基因型+环境条件(性激素种类及含量差异)。
【典题示导】
8.已知控制牛的有角(HA)和无角(HB)的等位基因位于常染色体上,公牛体内HA对HB为显性,母牛体内HB对HA为显性,下列有关叙述错误的是 ( )
A.多对杂合的有角公牛和杂合的无角母牛杂交,F1中公牛的表现型及比例为有角∶无角=3∶1
B.多对杂合的有角公牛和杂合的无角母牛杂交,F1中母牛的表现型及比例为有角∶无角=1∶3
C.纯合有角公牛和纯合的有角母牛杂交,F1中公牛的表现型为有角,母牛的表现型为无角
D.纯合有角公牛和纯合的无角母牛杂交,F1中公牛的表现型为有角,母牛的表现型为无角
9.秃顶在男性中表现较多,女性中表现极少,一般在30岁以后表现出来。通过调查发现:秃顶的女子与正常的男子婚配所生的男孩全部是秃顶,女孩全部正常。纯合体的秃顶男子与正常的女子婚配,女儿有正常也有秃顶,儿子全秃顶。就此分析,下列说法正确的是 ( )
A.控制秃顶性状的基因是位于X染色体上的显性基因
B.该秃顶性状表达与性别有关但不属于伴性遗传
C.父亲正常、母亲正常不可能生出秃顶的儿子
D.女儿秃顶时父亲不一定秃顶,母亲一定秃顶
题型六 表型模拟
生物的表现型=基因型+环境,由于受环境影响,导致存在表现型与基因型不符合的现象。如果蝇长翅(V)和残翅(v)的遗传受温度的影响,其表现型、基因型与环境的关系如下表:
温度
表现型
基因型
25 ℃(正常温度)
35 ℃
VV、Vv
长翅
残翅
vv
残翅
【典题示导】
10.[2018·河南九校联考] 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体的性状
B.若要探究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
真题·预测
1.[2018·全国卷Ⅲ] 下列研究工作中由我国科学家完成的是 ( )
A.以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验
B.用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验
C.证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验
D.首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成
2.[2018·江苏卷] 一对相对性状的遗传实验中,会导致子二代不符合3∶1性状分离比的情况是 ( )
A.显性基因相对于隐性基因为完全显性
B.子一代产生的雌配子中2种类型配子数目相等,雄配子中也相等
C.子一代产生的雄配子中2种类型配子活力有差异,雌配子无差异
D.统计时子二代3种基因型个体的存活率相等
3.[2014·海南卷] 某二倍体植物中,抗病和感病这对相对性状由一对等位基因控制。要确定这对性状的显隐性关系,应该选用的杂交组合是 ( )
A.抗病株×感病株
B.抗病纯合体×感病纯合体
C.抗病株×抗病株,或感病株×感病株
D.抗病纯合体×抗病纯合体,或感病纯合体×感病纯合体
4.[2014·全国卷Ⅰ] 如图5-14-10为某种单基因常染色体隐性遗传病的系谱图(深色代表的个体是该遗传病患者,其余为表现型正常个体)。近亲结婚时该遗传病发病率较高,假定图中第Ⅳ代的两个个体婚配生出一个患该遗传病子代的概率是1/48,那么,得出此概率值需要的限定条件是 ( )
图5-14-10
A.Ⅰ2和Ⅰ4必须是纯合子
B.Ⅱ1、Ⅲ1和Ⅲ4必须是纯合子
C.Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅲ2和Ⅲ3必须是杂合子
D.Ⅱ4、Ⅱ5、Ⅳ1和Ⅳ2必须是杂合子
1.下列关于等位基因的叙述中,正确的是 ( )
A.等位基因均位于同源染色体的同一位置,控制生物的相对性状
B.交叉互换实质是同源染色体的姐妹染色单体之间交换了等位基因的片段
C.等位基因的分离可以发生于减数第一次分裂后期或减数第二次分裂后期
D.两个等位基因的本质区别在于脱氧核苷酸的种类、数目和排列顺序均不同
2.家鼠的灰毛和黑毛由一对等位基因控制,灰毛对黑毛为显性。现有一只灰毛雌鼠(M),为了确定M是否为纯合子(就毛色而言),让M与一只黑毛雄鼠交配,得到一窝共4个子代。不考虑变异,下列分析不合理的是 ( )
A.若子代出现黑毛鼠,则M一定是杂合子
B.若子代全为灰毛鼠,则M一定是纯合子
C.若子代中灰毛雄鼠∶黑毛雌鼠=3∶1,则M一定是杂合子
D.若子代中灰毛雄鼠∶黑毛雌鼠=1∶1,则M一定是杂合子
3.通常母鸡的羽毛宽、短、钝且直,叫母羽;雄鸡的羽毛细、长、尖且弯曲,叫雄羽。所有的母鸡都只具有母羽,而雄鸡可以是母羽也可以是雄羽。鸡的这种羽毛性状由位于常染色体上的一对等位基因控制(用H、h表示)。现用一对母羽亲本进行杂交,发现子代中的母鸡都为母羽,而雄鸡中母羽∶雄羽=3∶1,请回答:
(1)亲本都为母羽,子代中出现雄羽,这一现象在遗传学上称为 。母羽和雄羽中显性性状是 。
(2)在子代中,母羽鸡的基因型为 。将子代的所有母鸡分别和雄羽鸡杂交,理论上后代雄鸡的表现型及比例是 。
(3)现有各种表现型鸡的品种,为进一步验证亲本中的母鸡是杂合子,请另行设计一杂交实验,用遗传图解表示(须写出配子)。
1.豌豆是严格的自花传粉、闭花受粉植物,能避免外来花粉的干扰,自然状态下都为纯种。
2.相对性状是指一种生物的同一种性状的不同表现类型。
3.性状分离是指在杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象。
4.测交是指子一代与隐性纯合子杂交。
5.分离定律的实质是在形成配子时,等位基因随减数第一次分裂后期同源染色体的分开而分离,分别进入不同的配子中。
第15讲 基因的自由组合定律
考试说明 基因的自由组合定律(Ⅱ)。
第1课时 自由组合定律的基础
考点一 两对相对性状的遗传实验分析及自由组合定律
1.两对相对性状的杂交实验——发现问题
(1)杂交实验过程
图5-15-1
(2)实验结果分析
①F1全为黄色圆粒,表明粒色中黄色是显性,粒形中圆粒是显性。
②F2中出现了不同性状之间的 。
③F2中4种表现型的分离比为 。
2.对自由组合现象的解释——提出假说
(1)理论解释
①两对相对性状分别由 控制。
②F1产生配子时, 彼此分离, 可以自由组合。
③F1产生配子的种类及比例: 。
④受精时,雌、雄配子的结合是 的,配子结合方式为 种。
(2)遗传图解
图5-15-2
3.设计测交方案及验证——演绎和推理
(1)方法: 实验。
(2)遗传图解
图5-15-3
4.自由组合定律——得出结论
(1)控制不同性状的遗传因子的 是互不干扰的。
(2)在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子 ,决定不同性状的遗传因子 。
5.孟德尔获得成功的原因
图5-15-4
正误辨析
(1)基因型为AaBb的个体测交,后代表现型比例为3∶1或1∶2∶1,则该遗传可以是遵循基因的自由组合定律的。 ( )
(2)F1(基因型为YyRr)产生基因组成为YR的雌配子和基因组成为YR的雄配子数量之比为1∶1。 ( )
(3)自由组合定律发生于减数第一次分裂中期。 ( )
(4)基因自由组合定律的实质是同源染色体上等位基因分离,非等位基因自由组合。 ( )
(5)具有两对相对性状的纯合亲本杂交,重组类型个体在F2中一定占3/8。 ( )
教材拓展
1.孟德尔实验中为什么要用正交和反交进行实验?正交和反交的结果一致说明什么?从数学角度看,9∶3∶3∶1与3∶1能否建立联系?F2中重组类型及其所占比例是多少?如果将亲本的杂交实验改为P:纯合黄色皱粒×纯合绿色圆粒,则F1、F2的性状表现及比例与上述实验相同吗?
2.配子的随机结合就是基因的自由组合吗?请联系非等位基因自由组合发生的时期、原因进行分析。
1.用分离定律分析两对相对性状的杂交实验
F2
1YY(黄)
2Yy(黄)
1yy(绿)
1RR
(圆)
1YYRR
(黄圆)
2YyRR
(黄圆)
1yyRR
(绿圆)
2Rr
(圆)
2YYRr
(黄圆)
4YyRr
(黄圆)
2yyRr
(绿圆)
1rr
(皱)
1YYrr
(黄皱)
2Yyrr
(黄皱)
1yyrr
(绿皱)
2.实验结论
(1)F2共有9种基因型、4种表现型。
(2)F2中黄∶绿=3∶1,圆∶皱=3∶1,都符合基因分离定律。
(3)F2中纯合子占1/4,杂合子占3/4。
(4)F2中黄色圆粒纯合子占1/16,但在黄色圆粒中纯合子占1/9,注意二者的范围不同。
3.应用分析
(1)F2的4种表现型中,把握住相关基因组合A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb=9∶3∶3∶1。
(2)含两对相对性状的纯合亲本杂交,F2中重组性状所占比例并不都是(3+3)/16。
①当亲本基因型为AABB和aabb时,F2中重组性状所占比例是(3+3)/16。②当亲本基因型为AAbb和aaBB时,F2中重组性状所占比例是1/16+9/16=10/16。
不要机械地认为只有一种亲本组合方式,重组性状所占比例只能是(3+3)/16。
4.自由组合定律的实质和适用条件
(1)细胞学基础:
图5-15-5
(2)实质:在进行减数分裂的过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合。配子的随机结合不是基因的自由组合,自由组合发生在减数第一次分裂中,而不是受精作用时。
图5-15-6
(3)适用条件:①进行有性生殖的真核生物;②基因位于细胞核内的染色体上;③发生自由组合的是非同源染色体上的非等位基因,如图5-15-6中的A与d。一条染色体上的不同基因也称为非等位基因,它们是不能自由组合的,如图5-15-6中的A与B、a与b。
命题角度1 考查两对相对性状的杂交实验的分析
1.[2018·漳州模拟] 下列有关F1黄色圆粒豌豆(YyRr)自交的叙述,正确的是 ( )
A.黄色圆粒豌豆(YyRr)自交后代有9种表现型
B.F1产生的精子中,YR和yr的比例为1∶1
C.F1产生的YR雌配子和YR雄配子的数量比为1∶1
D.基因的自由组合定律是指F1产生的4种雄配子和4种雌配子自由结合
2.利用豌豆的两对相对性状做杂交实验,其中子叶黄色(Y)对绿色(y)为显性,圆粒种子(R)对皱粒种子(r)为显性。现用黄色圆粒豌豆和绿色圆粒豌豆杂交,对其子代性状的统计结果如图5-15-7所示。下列有关叙述错误的是( )
图5-15-7
A.实验中所用亲本的基因型为YyRr和yyRr
B.子代中重组类型所占的比例为1/4
C.子代中自交能产生性状分离的个体占3/4
D.让子代黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交,后代性状分离比为1∶1∶1∶1
易错提醒 对自由组合定律理解的3个易错点
(1)配子的随机结合不是基因的自由组合,基因的自由组合发生在减数第一次分裂过程中,而不是受精作用时。
(2)自由组合强调的是非同源染色体上的非等位基因。一条染色体上的多个基因也称为非等位基因,但它们是不能自由组合的。
(3)不能用分离定律的结果证明基因是否符合自由组合定律。因为两对等位基因不管是分别位于两对同源染色体上,还是位于一对同源染色体上,在单独研究时都符合分离定律,都会出现3∶1或1∶1这些比例,无法确定基因的位置,也就没法证明是否符合自由组合定律。
命题角度2 考查基因的自由组合定律的实质与验证
3.现有①~④四个果蝇品系(都是纯种),其中品系①的性状均为显性,品系②~④均只有一种性状是隐性,其他性状均为显性。这四个品系的隐性性状及控制该隐性性状的基因所在的染色体如下表所示:
品系
①
②
③
④
隐性性状
均为显性
残翅
黑身
紫红眼
应染色体
Ⅱ、Ⅲ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
若需验证自由组合定律,可选择下列哪种交配类型 ( )
A.①×② B.②×④ C.②×③ D.①×④
4.[2018·江西南昌三模] 甲和乙都是某种开两性花的植物,甲、乙体细胞中的有关基因组成如图5-15-8。要通过一代杂交达成目标,下列操作合理的是 ( )
图5-15-8
A.甲、乙杂交,验证D、d的遗传遵循基因的分离定律
B.乙自交,验证A、a的遗传遵循基因的分离定律
C.甲自交,验证A、a与B、b的遗传遵循基因的自由组合定律
D.甲、乙杂交,验证A、a与D、d的遗传遵循基因的自由组合定律
技法提炼 验证自由组合定律的常用方法
①测交法:双杂合子F1×隐性纯合子,后代F2中双显性∶前显后隐∶前隐后显∶双隐性=1∶1∶1∶1。
②自交法:双杂合子F1自交,后代F2中双显性∶前显后隐∶前隐后显∶双隐性=9∶3∶3∶1。
命题角度3 非等位基因的位置分析
5.[2018·河南南阳模拟] 某二倍体植物体内常染色体上具有三对等位基因(A和a,B和b,D和d),已知A、B、D三个基因分别对a、b、d基因为完全显性,但不知这三对等位基因是否独立遗传。某同学为了探究这三对等位基因在常染色体上的分布情况,做了以下实验:用显性纯合个体与隐性纯合个体杂交得F1,再用所得F1同隐性纯合个体测交,结果及比例为AaBbDd∶AaBbdd∶aabbDd∶aabbdd=1∶1∶1∶1,则下列表述正确的是 ( )
A.A、B在同一条染色体上
B.A、b在同一条染色体上
C.A、D在同一条染色体上
D.A、d在同一条染色体上
6.豌豆的腋生花对顶生花(花的位置性状)为显性,红花对白花为显性,高茎对矮茎为显性,每对相对性状只受一对等位基因控制。现有三个纯合品系,甲:顶生红花高茎(aaBBDD),乙:腋生白花高茎(AAbbDD),丙:腋生红花矮茎(AABBdd)。为确定控制这三对相对性状的基因是否分别位于三对同源染色体上。某同学设计杂交组合:甲×乙,乙×丙分别得到F1,再让F1自交。统计发现两个杂交组合的F2均出现了四种表现型,且比例为9∶3∶3∶1。由此确定这三对等位基因分别位于三对同源染色体上。该同学的实验设计是否合理: ,为什么?
。
考点二 自由组合定律的解题规律及方法
1.利用分离定律解决自由组合定律问题的方法——分解组合法
(1)基本原理:由于任何一对同源染色体上的任何一对等位基因,其遗传时总遵循分离定律。因此,可将多对等位基因的自由组合现象分解为若干个分离定律问题分别分析,最后将各组情况进行组合。
(2)分解组合法解题步骤
①分解:将自由组合问题转化为若干个分离定律问题,在独立遗传的情况下,有几对基因就可以分解为几个分离定律问题。如AaBb×Aabb可分解为Aa×Aa、Bb×bb。
②组合:将用分离定律研究的结果按一定方式(相加或相乘)进行组合。
(3)常见题型分析
①配子类型及概率的问题
具多对等位
基因的个体
解答方法
举例:基因型为
AaBbCc的个体
产生配子的种类数
每对基因产生配子种类数的乘积
配子种类数为
Aa Bb Cc
↓ ↓ ↓
2 × 2 × 2=8(种)
产生某种配子的概率
每对基因产生相应配子概率的乘积
产生ABC配子的概率为1/2(A)×1/2(B)×1/2(C)=1/8
②配子间的结合方式问题
如AaBbCc与AaBbCC杂交过程中,求配子间的结合方式种类数。
a.先求AaBbCc、AaBbCC各自产生多少种配子。AaBbCc产生8种配子,AaBbCC产生4种配子。
b.再求两亲本配子间的结合方式。由于两性配子间的结合是随机的,因而AaBbCc与AaBbCC杂交时配子间有8×4=32(种)结合方式。
③基因型类型及概率的问题
问题举例
计算方法
AaBbCc与AaBBCc杂交,求它们后代的基因型种类数
可分解为三个分离定律:
Aa×Aa→后代有3种基因型(1AA∶2Aa∶1aa)
Bb×BB→后代有2种基因型(1BB∶1Bb)
Cc×Cc→后代有3种基因型(1CC∶2Cc∶1cc)
因此,AaBbCc×AaBBCc的后代中有3×2×3=18(种)基因型
AaBbCc×AaBBCc,后代中AaBBcc出现的概率
1/2(Aa)×1/2(BB)×1/4(cc)=1/16
④表现型类型及概率的问题
问题举例
计算方法
AaBbCc×AabbCc,
可分解为三个分离定律:
Aa×Aa→后代有2种表现型(3A_∶1aa)
Bb×bb→后代有2种表现型(1Bb∶1bb)
Cc×Cc→后代有2种表现型(3C_∶1cc)
求杂交后代可能的表现型种类数
所以,AaBbCc×AabbCc的后代中有2×2×2=8(种)表现型
AaBbCc×AabbCc,后代中A_bbcc所对应表现型出现的概率
3/4(A_)×1/2(bb)×1/4(cc)=3/32
AaBbCc×AabbCc,求子代中不同于亲本的表现型(基因型)概率
不同于亲本的表现型=1-(A_B_C_+A_bbC_),不同于亲本的基因型=1-(AaBbCc+AabbCc)
2.“逆向组合法”推断亲本基因型
(1)方法:将自由组合定律的性状分离比拆分成分离定律的分离比分别分析,再运用乘法原理进行逆向组合。
(2)题型示例
①9∶3∶3∶1⇒(3∶1)(3∶1)⇒(Aa×Aa)(Bb×Bb);
②1∶1∶1∶1⇒(1∶1)(1∶1)⇒(Aa×aa)(Bb×bb);
③3∶3∶1∶1⇒(3∶1)(1∶1)⇒(Aa×Aa)(Bb×bb)或(Aa×aa)(Bb×Bb);
④3∶1⇒(3∶1)×1⇒(Aa×Aa)(BB×__)或(Aa×Aa)(bb×bb)或(AA×__)(Bb×Bb)或(aa×aa)(Bb×Bb)。
命题角度1 利用分离定律解决自由组合定律问题
1.某植物的花色有黄色和白色,由一对等位基因控制。叶形有圆形和椭圆形,由另一对等位基因控制,两对基因独立遗传。亲本黄花圆形叶植株与黄花椭圆形叶植株杂交,F1的表现型及比例如图5-15-9。下列说法错误的是 ( )
图5-15-9
A.花色中黄色为显性性状,叶形中的显性性状不能确定
B.两对基因的遗传遵循基因自由组合定律
C.只考虑花色这一对相对性状,F1黄花植株中纯合子与杂合子之比为1∶3
D.F1中与叶形有关的基因型只有杂合子和隐性纯合子
2.番茄的红果对黄果为显性,二室果对多室果为显性,长蔓对短蔓为显性,三对性状独立遗传。现有红果、二室、短蔓和黄果、多室、长蔓的两个纯合品系,将其杂交种植得F1和F2,则在F2中红果、多室、长蔓所占的比例及红果、多室、长蔓中纯合子的比例分别是 ( )
A.9/64、1/9 B.9/64、1/64
C.3/64、1/3 D.3/64、1/64
题后归纳 n对等位基因(完全显性)自由组合的计算
等位
基因
对数
F1配子
F1配子可
能组合数
F2基因型
F2表现型
种类
比例
种类
比例
种类
比例
1
2
1∶1
4
3
1∶2∶1
2
3∶1
2
22
(1∶1)2
42
32
(1∶2∶1)2
22
(3∶1)2
3
23
(1∶1)3
43
33
(1∶2∶1)3
23
(3∶1)3
n
2n
(1∶1)n
4n
3n
(1∶2∶1)n
2n
(3∶1)n
命题角度2 从子代基因型和表现型比例的角度考查
3.[2018·长沙模拟] 豌豆中,籽粒黄色(Y)和圆形(R)分别对绿色(y)和皱缩(r)为显性,现将黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆杂交得到的F1自交,F2的表现型及比例为黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒=9∶3∶15∶5,则亲本的基因型为 ( )
A.YYRR×yyrr B.YYRr×yyrr
C.YyRR×yyrr D.YyRr×yyrr
4.已知玉米果皮的黄色(A)对白色(a)为显性,非甜味(D)对甜味(d)为显性,非糯性(G)对糯性(g)为显性,三对基因分别位于不同对的同源染色体上。现有黄色甜味糯性的玉米与白色非甜味非糯性的玉米杂交,F1只有两种表现型,分别是黄色非甜味糯性和黄色非甜味非糯性。
(1)两亲本的基因型分别是 。
(2)若仅考虑果皮颜色和口感(糯性与非糯性),F1中的两种表现型的个体杂交,所得后代中表现型不同于F1的个体约占 。若仅考虑果皮颜色和味道,现有两种基因型不同的个体杂交,其后代的表现型及比例为黄色非甜味∶黄色甜味=3∶1,则亲本可能的杂交组合有 。
真题·预测
1.[2015·海南卷] 下列叙述正确的是 ( )
A.孟德尔定律支持融合遗传的观点
B.孟德尔定律描述的过程发生在有丝分裂中
C.按照孟德尔定律,AaBbCcDd个体自交,子代基因型有16种
D.按照孟德尔定律,对AaBbCc个体进行测交,测交子代基因型有8种
2.[2016·全国卷Ⅱ] 某种植物的果皮有毛和无毛、果肉黄色和白色为两对相对性状,各由一对等位基因控制(前者用D、d表示,后者用F、f表示),且独立遗传。利用该种植物三种不同基因型的个体(有毛白肉A、无毛黄肉B、无毛黄肉C)进行杂交,实验结果如下:
图5-15-10
回答下列问题:
(1)果皮有毛和无毛这对相对性状中的显性性状为 ,果肉黄色和白色这对相对性状中的显性性状为 。
(2)有毛白肉A、无毛黄肉B和无毛黄肉C的基因型依次为 。
(3)若无毛黄肉B自交,理论上,下一代的表现型及比例为 。
(4)若实验3中的子代自交,理论上,下一代的表现型及比例为 。
(5)实验2中得到的子代无毛黄肉的基因型有 。
3.[2018·全国卷Ⅰ] 果蝇体细胞有4对染色体,其中2、3、4号为常染色体。已知控制长翅/残翅性状的基因位于2号染色体上,控制灰体/黑檀体性状的基因位于3号染色体上。某小组用一只无眼灰体长翅雌蝇与一只有眼灰体长翅雄蝇杂交,杂交子代的表现型及其比例如下:
眼
性别
灰体长翅∶灰体残翅∶
黑檀体长翅∶黑檀体残翅
1/2有眼
1/2雌
9∶3∶3∶1
1/2雄
9∶3∶3∶1
1/2无眼
1/2雌
9∶3∶3∶1
1/2雄
9∶3∶3∶1
回答下列问题:
(1)根据杂交结果, (填“能”或“不能”)判断控制果蝇有眼/无眼性状的基因是位于X染色体还是常染色体上。若控制有眼/无眼性状的基因位于X染色体上,根据上述亲本杂交组合和杂交结果判断,显性性状是 ,判断依据是
。
(2)若控制有眼/无眼性状的基因位于常染色体上,请用上表中杂交子代果蝇为材料设计一个杂交实验来确定无眼性状的显隐性(要求:写出杂交组合和预期结果)。
(3)若控制有眼/无眼性状的基因位于4号染色体上,用灰体长翅有眼纯合体和黑檀体残翅无眼纯合体果蝇杂交,F1相互交配后,F2中雌雄均有 种表现型,其中黑檀体长翅无眼所占比例为3/64时,则说明无眼性状为 (填“显性”或“隐性”)。
1.图5-15-11表示孟德尔揭示两个遗传定律时所选用的豌豆植株及其体内相关基因控制的性状、显隐性及其在染色体上的分布。下列叙述正确的是 ( )
图5-15-11
A.甲、乙、 丙、丁都可以作为验证基因分离定律的材料
B.图丁个体自交后代中最多有三种基因型、两种表现型
C.图丙、图丁所表示个体减数分裂时,可以揭示基因的自由组合定律的实质
D.图丙个体自交,子代表现型比例为9∶3∶3∶1,属于假说—演绎法的实验验证阶段
2.豌豆花的位置有腋生(A)、顶生(a),豆荚颜色有绿色(B)、黄色(b),这两对相对性状均为完全显性,现有若干纯合的腋生黄豆荚(甲)、顶生绿豆荚(乙)、顶生黄豆荚(丙)种子。回答下列问题:
(1)若只研究腋生和顶生这一对相对性状,让甲和乙杂交产生F1,F1全为腋生豌豆,F1自交产生F2。F2中既出现腋生豌豆,又出现了顶生豌豆,这种现象在遗传学上称为 。产生这种现象的原因是
。
(2)为了确定A、a与B、b这两对等位基因是否分别位于两对同源染色体上,可用测交实验来进行检验,请简要写出:①实验的思路,②预期实验结果及结论。
1.两对相对性状杂交试验中的有关结论:(1)两对相对性状由两对等位基因控制,且两对等位基因分别位于两对同源染色体上。(2)F1减数分裂产生配子时,成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。
2.统计学方法的使用有助于孟德尔总结数据规律。
3.基因的自由组合定律的实质是等位基因分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
第2课时 自由组合定律的遗传特例完全解读
考法一 9∶3∶3∶1的解题模型
AaBb × AaBb
显显 显隐 隐显 隐隐
9A_B_ ∶ 3A_bb ∶ 3aaB_ ∶ 1aabb
1AABB 1AAbb 1aaBB 1aabb
2AABb 2Aabb 2aaBb
2AaBB
4AaBb
以上模型的前提是两对等位基因,且独立遗传。通过以上模型,我们可以发现一些规律,熟记这些规律能极大地提升解题速度。下面将规律归纳如下:
规律一:比例为1的均为纯合子、比例为2的均为单杂合子、比例为4的为双杂合子。
规律二:含一对隐性基因的单杂合子有2种,含一对显性基因的单杂合子也有2种。
规律三:9A_B_包含4种基因型,比例为1∶2∶2∶4,3A_bb包含2种基因型,比例为1∶2;3aaB_也包含2种基因型,比例也为1∶2。
规律四:9A_B_中杂合子占8/9 ,纯合子占1/9;3A_bb(3aaB_)中杂合子占2/3 ,纯合子占1/3。
【典题示导】
1.大鼠的毛色由独立遗传的两对等位基因控制。用黄色大鼠与黑色大鼠进行杂交实验,结果如图5-15-12。据图判断,下列叙述正确的是 ( )
图5-15-12
A.黄色为显性性状,黑色为隐性性状
B.F1 与黄色亲本杂交,后代有两种表现型
C.F1 和F2 中灰色大鼠均为杂合体
D.F2 黑色大鼠与米色大鼠杂交,其后代中出现米色大鼠的概率为1/4
2.[2018·陕西师大附中二模] 将纯合的野鼠色小鼠与棕色小鼠杂交,F1全部表现为野鼠色。F1个体间相互交配,F2表现型及比例为野鼠色∶黄色∶黑色∶棕色=9∶3∶3∶1。若M、N为控制相关代谢途径的显性基因,据此推测最合理的代谢途径是 ( )
A B
C D
图5-15-13
考法二 关于9∶3∶3∶1的变化
(一)致死现象
致死现象的常见情况有三种:①若有一对显性基因纯合致死,例如AA致死,Aa与Aa的子代表现型比例为2∶1,Bb与Bb的子代表现型比例为3∶1,则9∶3∶3∶1的变化为6∶2∶3∶1。②若两对显性基因纯合都致死,例如AA致死、BB也致死,Aa与Aa的子代表现型比例为2∶1,Bb与Bb的子代表现型比例为2∶1, 则9∶3∶3∶1的变化为4∶2∶2∶1。③若有一对隐性基因纯合致死,例如aa致死,Aa与Aa的子代表现型全为显性,Bb与Bb的子代表现型比例为3∶1,则9∶3∶3∶1的变化为3∶1。④配子致死:指致死基因在配子时期发生作用,从而不能形成有活力的配子的现象。可分为含某种基因的雄配子致死和雌配子致死。
【典题示导】
3.基因型为AaBb的个体自交,下列有关子代(数量足够多)的各种性状分离比情况,分析有误的是 ( )
A.若子代出现6∶2∶3∶1的性状分离比,则存在AA或BB纯合致死现象
B.若子代出现4∶2∶2∶1的性状分离比,则具有A或B基因的个体表现为显性性状
C.若子代出现3∶1的性状分离比,则存在aa或bb纯合致死现象
D.若子代出现9∶7的性状分离比,则存在3种杂合子自交会出现性状分离现象
4.[2018·惠州一模] 某二倍体植物有高茎与矮茎、红花与白花两对相对性状,且均各只受一对等位基因控制。现有一高茎红花亲本,其自交后代表现型及比例为高茎红花∶高茎白花∶矮茎红花∶矮茎白花=5∶3∶3∶1,下列分析错误的是 ( )
A.控制上述两对相对性状的基因遗传时遵循自由组合定律
B.出现5∶3∶3∶1的原因可能是存在某种基因型植株(合子)致死现象
C.出现5∶3∶3∶1的原因可能是存在某种基因组成配子致死现象
D.自交后代中高茎红花均为杂合子
(二)累加效应
若显性基因作用效果相同,且存在累加效应,则AaBb自交子代中含0个显性基因的基因型为1aabb, 含1个显性基因的基因型为2Aabb、 2aaBb,含2个显性基因的基因型为1AAbb、1aaBB、4AaBb,含3个显性基因的基因型为2AABb、2AaBB,含4个显性基因的基因型为1AABB,因此9∶3∶3∶1变化为1∶4∶6∶4∶1。
【典题示导】
5.一个7米高和一个5米高的植株杂交,子代都是6米高。在F2中,7米高植株和5米高植株的概率都是1/64。假定双亲包含的遗传基因数量相等,且效应叠加,则控制植株株高的基因有 ( )
A.1对 B.2对
C.3对 D.4对
6.控制植物果实重量的三对等位基因A/a、B/b和C/c,对果实重量的作用相等,分别位于三对同源染色体上。已知基因型为aabbcc的果实重120克,基因型为AABBCC的果实重210克。现有果树甲和乙杂交,甲的基因型为AAbbcc,F1的果实重135~165克。则乙的基因型是 ( )
A.aaBBcc B.AaBBcc
C.AaBbCc D.aaBbCc
(三)基因互作
基因互作是指非等位基因之间通过相互作用影响同一性状表现的现象。
异常的表现
型分离比
相当于孟德尔的表现
型分离比合并
子代表现
型种类
12∶3∶1
(9A_B_+3A_bb)∶3aaB_∶1aabb或(9A_B_+3aaB_)∶3A_bb∶1aabb
3种
9∶6∶1
9A_B_∶(3A_bb+3aaB_)∶1aabb
3种
(续表)
异常的表现
型分离比
相当于孟德尔的表现
型分离比合并
子代表现
型种类
9∶3∶4
9A_B_∶3A_bb∶(3aaB_+1aabb)或9A_B_∶3aaB_∶(3A_bb+1aabb)
3种
13∶3
(9A_B_+3A_bb+1aabb)∶3aaB_或(9A_B_+3aaB_+1aabb)∶3A_bb
2种
15∶1
(9A_B_+3A_bb+3aaB_)∶1aabb
2种
9∶7
9A_B_∶(3A_bb+3aaB_+1aabb)
2种
可以看出,基因互作导致的各种表现型的比例都是从9∶3∶3∶1的基础上演变而来的,只是表现型比例有所改变(根据题意进行合并或分解),而基因型的比例仍然和独立分配是一致的,由此可见,虽然这种表现型比例不同,但同样遵循基因的自由组合定律。
【典题示导】
7.某种小鼠的体色受常染色体基因的控制,现用一对纯合灰鼠杂交,F1都是黑鼠,F1中的雌、雄个体相互交配,F2体色表现为9黑∶6灰∶1白。下列叙述正确的是 ( )
A.小鼠体色遗传遵循基因的自由组合定律
B.若F1与白鼠杂交,后代表现为2黑∶1灰∶1白
C.F2灰鼠中能稳定遗传的个体占1/2
D.F2黑鼠有两种基因型
8.小鼠毛皮中黑色素的形成是一个复杂的过程,当显性基因R、C(两对等位基因位于两对常染色体上)都存在时,才能产生黑色素,如图5-15-14所示。现将黑色纯种和白色纯种小鼠进行杂交,F1雌雄交配,则F2的表现型比例为 ( )
图5-15-14
A.黑色∶白色=2∶1
B.黑色∶棕色∶白色=1∶2∶1
C.黑色∶棕色∶白色=9∶6∶1
D.黑色∶棕色∶白色=9∶3∶4
题后归纳 性状分离比9∶3∶3∶1变式的解题步骤
图5-15-15
(四)根据9∶3∶3∶1的变化,类比推理测交后代1∶1∶1∶1的变化
测交 AaBb × aabb
↓
1AaBb∶1Aabb∶1aaBb∶1aabb
若A_B_、aaB_、A_bb表现型相同,则自交后代9∶3∶3∶1变化为15∶1,那么测交后代1∶1∶1∶1变化为3∶1。若A_bb、aaB_表现型相同,则自交后代9∶3∶3∶1变化为9∶6∶1,那么测交后代1∶1∶1∶1变化为1∶2∶1,其他情况以此类推。
【典题示导】
9.等位基因A、a和B、b分别位于不同对的同源染色体上。让显性纯合子(AABB)和隐性纯合子(aabb)杂交得F1,再让F1测交,测交后代的表现型比例为1∶3。如果让F1自交,则下列表现型比例中,F2不可能出现的是 ( )
A.13∶3 B.9∶4∶3 C.9∶7 D.15∶1
考法三 多对基因控制一种性状的问题分析
(1)问题分析
两对或多对等位基因控制一种性状的问题分析,往往要依托教材中两对相对性状的遗传实验。该类遗传现象仍属于基因的自由组合问题,后代基因型的种类和自由组合问题一样,但表现型的问题和孟德尔的豌豆杂交实验大有不同,性状分离比也有很大区别。
(2)解题技巧
关键是弄清表现型和基因型的对应关系,根据这一对应关系结合一对相对性状和两对相对性状的经典实验综合分析。
①先用常规方法推断出子代的基因型种类或某种基因型的比例。
②再进一步推断出子代表现型的种类或某种表现型的比例。
【典题示导】
10.某植物红花和白花为一对相对性状,同时受多对等位基因控制(如A、a,B、b,C、c……),当个体的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时(即A_B_C_……)才开红花,否则开白花。现有甲、乙、丙、丁4个纯合白花品系,相互之间进行杂交,杂交组合、后代表现型及其比例如下表所示,下列分析错误的是 ( )
组一
组二
组三
组四
组五
组六
P
甲×乙
乙×丙
乙×丁
甲×丙
甲×丁
丙×丁
F1
白色
红色
红色
白色
红色
白色
F2
白色
红色81∶
白色175
红色27∶
白色37
白色
红色81∶
白色175
白色
A.组二F1基因型可能是AaBbCcDd
B.组五F1基因型可能是AaBbCcDdEE
C.组二和组五的F1基因型可能相同
D.这一对相对性状最多受四对等位基因控制,且遵循自由组合定律
真题·预测
1.[2017·全国卷Ⅱ] 若某哺乳动物毛色由3对位于常染色体上的、独立分配的等位基因决定,其中,A基因编码的酶可使黄色素转化为褐色素;B基因编码的酶可使该褐色素转化为黑色素;D基因的表达产物能完全抑制A基因的表达;相应的隐性等位基因a、b、d的表达产物没有上述功能。若用两个纯合黄色品种的动物作为亲本进行杂交,F1均为黄色,F2中毛色表现型出现了黄∶褐∶黑=52∶3∶9的数量比,则杂交亲本的组合是 ( )
A.AABBDD×aaBBdd,或AAbbDD×aabbdd
B.aaBBDD×aabbdd,或AAbbDD×aaBBDD
C.aabbDD×aabbdd,或AAbbDD×aabbdd
D.AAbbDD×aaBBdd,或AABBDD×aabbdd
2.[2016·全国卷Ⅲ] 用某种高等植物的纯合红花植株与纯合白花植株进行杂交,F1全部表现为红花。若F1自交,得到的F2植株中,红花为272株,白花为212株;若用纯合白花植株的花粉给F1红花植株授粉,得到的子代植株中,红花为101株,白花为302株。根据上述杂交实验结果推断,下列叙述正确的是 ( )
A.F2中白花植株都是纯合体
B.F2中红花植株的基因型有2种
C.控制红花与白花的基因在一对同源染色体上
D.F2中白花植株的基因型种类比红花植株的多
3.[2015·福建卷] 鳟鱼的眼球颜色和体表颜色分别由两对等位基因A、a和B、b控制。现以红眼黄体鳟鱼和黑眼黑体鳟鱼为亲本,进行杂交实验,正交和反交结果相同。实验结果如图5-15-16所示。请回答:
P 红眼黄体×黑眼黑体
F1 黑眼黄体
F2黑眼黄体 红眼黄体 黑眼黑体
9 ∶ 3 ∶ 4
图5-15-16
(1)在鳟鱼体表颜色性状中,显性性状是 。亲本中的红眼黄体鳟鱼的基因型是 。
(2)已知这两对等位基因的遗传符合自由组合定律,理论上F2还应该出现 性状的个体,但实际并未出现,推测其原因可能是基因型为 的个体本应该表现出该性状,却表现出黑眼黑体的性状。
(3)为验证(2)中的推测,用亲本中的红眼黄体个体分别与F2中黑眼黑体个体杂交,统计每一个杂交组合的后代性状及比例。只要其中有一个杂交组合的后代 ,则该推测成立。
1.科学家在培养果蝇时得到了黏胶眼和展翅两种品系。果蝇黏胶眼基因(G)和展翅(D)均为Ⅲ号染色体上的显性基因,G或D纯合时有致死效应。以下方法中最适合长期保留这两种果蝇品系的是 ( )
A.分别寻找黏胶眼的纯合品系和展翅的纯合品系并独立繁殖保留
B.分别寻找黏胶眼的杂合品系和展翅的杂合品系并独立繁殖保留
C.选择既非黏胶眼又非展翅的隐性纯合品系,与黏胶眼杂合品系和展翅杂合品系分别杂交并保留
D.寻找既为黏胶眼又为展翅且两个显性基因不在同一条Ⅲ号染色体上的品系相互杂交并保留
2.某自花传粉且闭花受粉植物(2n)的高茎对矮茎为显性,受一对等位基因控制;紫花对白花为显性,受两对独立遗传的等位基因控制。某小组为探究该植物控制茎高度的基因与控制花色的基因之间是否独立遗传,将纯合高茎紫花植株与纯合矮茎白花植株进行杂交,所得的F1全为高茎紫花植株,F1自交所得F2中高茎紫花∶矮茎紫花∶高茎白花∶矮茎白花=45∶15∶3∶1。请回答下列问题:
(1)将纯合高茎紫花植株与纯合矮茎白花植株进行杂交,请补充完整该杂交实验的操作流程:雌株去雄→ →套袋。(用文字和箭头的形式表述)
(2)综合上述杂交实验及结果分析,该植物控制茎高度的基因与控制花色的基因之间是否独立遗传,并说明理由:
。
(3)理论上,F2中的高茎紫花植株共有 种基因型。
(4)矮茎紫花植株既抗倒伏又具有更高的观赏价值,欲从F2的矮茎紫花植株中获得能稳定遗传的个体,请写出最简单的实验操作过程(只答实验步骤)。
拓展微课 数学方法在遗传规律解题中的运用
难点一 拆分法
分解是数学中应用较为普遍的方法。位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的,也就是说一对等位基因与另一对等位基因的分离和组合是互不干扰、各自独立的。因此,解决较为复杂的关于自由组合定律的问题时,可借鉴分解法。
1.概率的分解
将题干中所给的概率拆分为两个或多个概率,再运用分离定律单独分析,逆向思维,快速解决此类问题。
例1 在香豌豆中,当C、R两个显性基因都存在时,花才呈红色。一株红花香豌豆与基因型为ccRr的植株杂交,子代中有3/8开红花。则该红花香豌豆的基因型为 。
2.比例的分解
将题干中所给的比例拆分为两个或多个特殊比例,再运用分离定律单独分析,逆向思维,快速解决此类问题。有时,一些拆分后的比例运用自由组合定律分析更简单,因此不要拘泥于分离定律。
例2 一种哺乳动物的直毛(B)对卷毛(b)为显性,黑色(C)对白色(c)为显性(这两对基因分别位于不同对的同源染色体上)。基因型为BbCc的个体与“个体X”交配,子代表现型有直毛黑色、卷毛黑色、直毛白色和卷毛白色,并且它们之间的比例为3∶3∶1∶1,“个体X”的基因型为 ( )
A.BbCc B.Bbcc C.bbCc D.bbcc
难点二 合并同类项法
合并同类项实际上就是乘法分配律的逆向运用。例如两对等位基因间的基因互作,依据题意进行合并同类项,在9∶3∶3∶1的基础上,基因型为AaBb的个体自交,其子代表现型比例可以变化为15∶1、9∶7、9∶6∶1等等。合并同类项法在巧推自由组合规律特殊比值中是一种好方法。
例3 在西葫芦的皮色遗传中,已知黄皮基因(Y)对绿皮基因(y)为显性,但在另一白色显性基因(W)存在时,基因Y和y都不能表达。现有基因型为WwYy的个体自交,其后代表现型种类及比例是 ( )
A.2种,13∶3 B.3种,12∶3∶1
C.3种,10∶3∶3 D.4种,9∶3∶3∶1
难点三 通项公式法
先根据题设条件和遗传学原理进行简单的推导,从中归纳出通项公式,然后依据通项公式来解决问题。
1.n对等位基因的个体(独立遗传)自交公式
含n对等位基因(各自独立遗传)的亲本自交,则配子的种类和F1表现型的种类为2n种,基因型种类为3n种,纯合子种类为2n种 , 杂合子种类为(3n-2n)种。
例4 水稻杂交育种特点是将两个纯合亲本的优良性状通过杂交集中在一起,再经过选择和培育获得新品种。假设杂交涉及4对相对性状,每对相对性状各受一对等位基因控制,彼此间各自独立遗传。在完全显性的情况下,从理论上讲,F2表现型共有 种,其中纯合基因型共有 种,杂合基因型共有 种。
2.杂合子(Aa)连续自交公式
Aa连续自交n次,后代情况为杂合子占(1/2)n, 纯合子占1-(1/2)n,AA或aa占1/2×[1-(1/2)n],显性∶隐性=(2n+1)∶(2n-1)。
例5 已知小麦抗病对感病为显性,无芒对有芒为显性,两对性状独立遗传。用纯合的抗病无芒与感病有芒杂交,F1自交,播种所有的F2,假定所有F2植株都能成活,在F2植株开花前,拔掉所有的有芒植株,并对剩余植株套袋。假定剩余的每株F2收获的种子数量相等,且F3的表现型符合遗传定律。理论上,F3中表现感病植株的比例为 ( )
A.1/8 B.3/8 C.1/16 D.3/16
3.雌雄配子组合公式
如果亲代雄性个体含n对等位基因,雌性个体含m对等位基因,各对基因独立遗传,则亲代雄性个体产生2n种配子,雌性个体产生2m种配子,受精时,雌雄配子组合数为2n与2m的乘积。
例6 西葫芦果皮的颜色由两对等位基因(W与w、Y与y)控制,两对基因独立遗传。果皮的颜色有3种,白色为W_Y_、W_yy,黄色为wwY_,绿色为wwyy 。进行如下杂交实验:
P白果皮×黄果皮F1白果皮∶黄果皮∶绿果皮=4∶3∶1
求亲本的基因型。
难点四 二项式定理法
一般地,对于任意正整数n, 都有(a+b)n=anb0+an-1b+…+an-rbr+…+a0bn,这个公式叫作二项式定理。
例7 基因为AaBbDdEeGgHhKk的个体自交,假定这7对等位基因自由组合,则下列有关其子代的叙述,正确的是 ( )
A.1对等位基因杂合、6对等位基因纯合的个体出现的概率为5/64
B.3对等位基因杂合、4对等位基因纯合的个体出现的概率为35/128
C.5对等位基因杂合、2对等位基因纯合的个体出现的概率为67/256
D.7对等位基因纯合的个体出现的概率与7对等位基因杂合的个体出现的概率不同
难点五 利用(3/4)n、(1/4)n推导
依据n对等位基因自由组合且为完全显性时,F2中每对等位基因都至少含有一个显性基因的个体所占比例是(3/4)n,隐性纯合子所占比例是(1/4)n ,类比,快速推理基因型。
例8 某植物红花和白花这对相对性状同时受多对等位基因控制(如A、a,B、b,C、c,D、d),各对等位基因独立遗传,当个体的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时(即A_B_……)才开红花,否则开白花。进行如下杂交实验:
P红花×白花F1红花F2红花∶白花=81∶175
求亲本的基因型和子一代的基因型。
。
难点六 利用数据先判断,再推导基因型
这种推导方法中,利用数据不是为了单纯的计算,而是通过数据进行判断,找出突破口,以达到巧推亲代基因型的目的。
例9 玉米是雌雄同株二倍体植物,其籽粒的颜色与细胞中的色素有关,现有一种彩色玉米,控制其色素合成的三对等位基因分别位于三对同源染色体上,基因组成A_C_D_为紫色,A_C_dd和A_ccD_为古铜色,其他基因组成为白色。
现有两株古铜色玉米杂交,F1全部为紫色,F2中紫色占63/128,这两株古铜色玉米的基因型为 。
1.[2018·黑龙江大庆铁人中学模拟] 小麦籽粒色泽由4对独立遗传的基因(A和a、B和b、C和c、D和d)所控制,只要有一个显性基因存在就表现红色,只有全隐性才为白色。现有杂交实验:红粒×红粒→63红粒∶1白粒,则其双亲基因型不可能是 ( )
A.AabbCcDd×AabbCcDd
B.AaBbCcDd×AaBbccdd
C.AaBbCcDd×aaBbCcdd
D.AaBbccdd×aaBbCcDd
2.已知某植株的高产与低产这对相对性状受一对等位基因控制,生物兴趣小组的同学用300对亲本均分为2组进行了下表所示的实验。下列分析错误的是 ( )
组别
杂交方案
杂交结果
甲组
高产×低产
高产∶低产=7∶1
乙组
低产×低产
全为低产
A.高产为显性性状,低产为隐性性状
B.控制高产和低产的基因的碱基排列顺序不同
C.甲组高产亲本中杂合个体的比例是1/3
D.甲组中高产亲本个体自交产生的低产子代个体的比例为1/16
3.高茎(T)腋生花(A)的豌豆与高茎(T)顶生花(a)的豌豆杂交(两对等位基因分别位于两对同源染色体上),F1的表现型及比例为高茎腋生花∶高茎顶生花∶矮茎腋生花∶矮茎顶生花=3∶3∶1∶1。下列说法正确的是 ( )
①亲代基因型为TtAa×Ttaa ②高茎与腋生花互为相对性状 ③F1中两对基因均为纯合子的概率为1/4 ④F1中两对性状均为隐性的概率为1/8 ⑤F1中高茎腋生花的基因型可能为TTAA
A.①②③ B.②③⑤
C.①③④ D.③④⑤
第16讲 伴性遗传和人类遗传病
考试说明 1.伴性遗传(Ⅱ) 。
2.人类遗传病的类型(Ⅰ)。
3.人类遗传病的监测和预防(Ⅰ)。
4.人类基因组计划及意义(Ⅰ)。
考点一 基因在染色体上的假说与证据
1.萨顿的假说
比较项目
基因
染色体
生殖过程中
在杂交过程中保持完整性和独立性
在配子形成和受精过程中,染色体相对稳定
存
在
体细胞
成对
④
配子
成单
⑤
体细胞
中来源
成对基因,一个来自⑥ ,一个来自⑦
一对同源染色体,一条来自父方,一条来自母方
形成配
子时
非同源染色体上的⑧ 自由组合
非同源染色体自由组合
2.基因位于染色体上的实验证据(实验者:摩尔根)
(1)果蝇的杂交实验——问题的提出
图5-16-1
(2)解释——提出假设
①假设:控制果蝇红眼、白眼的基因只位于 染色体上, 染色体上无相应的等位基因。
②对杂交实验的解释(如图5-16-2)
图5-16-2
(3)测交验证:亲本中的白眼雄蝇和F1中的红眼雌蝇交配→子代中雌性红眼果蝇∶雌性白眼果蝇∶雄性红眼果蝇∶雄性白眼果蝇= 。
(4)结论:控制果蝇红眼、白眼的基因只位于 染色体上→基因位于染色体上。
(5)研究方法: 。
3.基因和染色体的关系:一条染色体上有 基因,基因在染色体上呈 排列。
正误辨析
(1)萨顿利用类比推理法提出了“基因在染色体上”,摩尔根利用假说—演绎法证明了“基因在染色体上”。 ( )
(2)非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合说明核基因和染色体行为存在平行关系。 ( )
(3)摩尔根利用假说—演绎法证明控制果蝇红、白眼的基因位于X染色体上。 ( )
(4)染色体和基因并不是一一对应关系,一条染色体上含有很多基因。 ( )
(5)性染色体上的基因都与性别决定有关。 ( )
教材拓展
孟德尔发现遗传定律,萨顿提出基因位于染色体上,摩尔根证明基因位于染色体上采用的科学研究方法分别是什么?
命题角度1 考查萨顿的假说
1.萨顿依据“基因和染色体行为存在着明显的平行关系”,而提出“基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代”的假说,下列不属于他所依据的“平行”关系的是 ( )
A.基因和染色体在体细胞中都是成对存在的,在配子中都只含有成对中的一个
B.非等位基因在形成配子时自由组合,非同源染色体在减数分裂过程中也自由组合
C.作为遗传物质的DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘绕形成的
D.基因在杂交过程中保持完整性和独立性,染色体在配子形成和受精过程中也有相对稳定的形态结构
2.下列关于基因和染色体的叙述,错误的是 ( )
A.体细胞中成对的等位基因或同源染色体在杂交过程中保持独立性
B.受精卵中成对的等位基因或同源染色体一半来自母方,另一半来自父方
C.减数分裂时,成对的等位基因或同源染色体彼此分离分别进入不同配子
D.雌雄配子结合形成合子时,非同源染色体上的非等位基因自由组合
命题角度2 考查基因在染色体上的证据
3.下列有关基因在染色体上的叙述,错误的是 ( )
A.萨顿用类比推理法提出了“基因在染色体上”的假说
B.孟德尔用“非同源染色体上的非等位基因自由组合”阐述了基因自由组合定律的实质
C.摩尔根用假说—演绎法证明了基因在染色体上
D.一条染色体上有许多基因,基因在染色体上呈线性排列
4.[2018·江苏海门中学调研] 果蝇的红眼基因(R)对白眼基因(r)为显性,位于X染色体上。现有一只红眼雌蝇与一只红眼雄蝇交配,F1的果蝇中约有1/4为白眼。下列叙述错误的是 ( )
A.亲本雌、雄果蝇的基因型为XRXr和XRY
B.子代中白眼果蝇只有雄性
C.白眼雌果蝇的子代中,雄性个体均为白眼
D.果蝇决定红白眼性状的基因与性别的决定有关
考点二 伴性遗传的特点与应用分析
1.X、Y染色体的来源及传递规律
若某夫妇的染色体组成分别为X1Y、X2X3
①X1Y中X1只能由父亲传给 ,Y则由父亲传给 。
②X2X3中X2、X3任何一条都可来自母亲,也可来自父亲,向下一代传递时,任何一条 。
③该对夫妇生了两个女儿,则女儿的性染色体中来自父亲的都为 ,应是相同的,但来自母亲的既可能为X2,也可能为X3,不一定相同。
2.伴性遗传
(1)概念: 上的基因控制的性状的遗传与 相关联的遗传方式。
(2)实例:红绿色盲遗传
图5-16-3
①子代XBXb个体中Xb来自 ,XB来自 。
②子代XbY个体中Xb来自 ,由此可知,这种遗传病的遗传特点是 。
③如果一个女性携带者的父亲和儿子均患病,这说明这种遗传病的遗传特点是 。
(3)伴性遗传病的类型及特点(连线)
实例 类型 特点
①外耳道多毛症 a.伴X隐性遗传 Ⅰ.世代遗传,女患者多
②红绿色盲 b.伴X显性遗传 Ⅱ.交叉遗传,男患者多
③抗维生素D佝偻病 c.伴Y遗传 Ⅲ.只有男患者
3.伴性遗传在实践中的应用
(1)性染色体决定性别的主要类型(A表示一组常染色体)
类型
XY型
ZW型
性别
雌
雄
雌
雄
体细胞染
色体组成
2A+XX
2A+XY
2A+ZW
2A+ZZ
配子染
色体组成
A+X
A+X或A+Y
A+Z或A+W
A+Z
实例
人等大部分动物
鳞翅目昆虫、鸟类
(2)推测后代发病率,指导优生优育
婚配
生育建议
男正常×女色盲
生 ,原因:该夫妇所生男孩均患病,女孩均表现正常
抗维生素D佝
偻病男×女正常
生 ,原因:该夫妇所生女孩全患病,男孩正常
(3)根据性状推断后代性别,指导生产实践
①鸡的性别决定
②控制鸡的羽毛有横斑条纹(芦花鸡)的基因只位于 染色体上。
③杂交设计:选择 雄鸡和 雌鸡杂交
图5-16-4
④选择:从F1中选择表现型为非芦花的个体(雌鸡)保留。
正误辨析
(1)位于性染色体上的基因,在遗传中不遵循孟德尔定律,但表现为伴性遗传。 ( )
(2)男性的X染色体一定来自母亲,一定传给女儿。( )
(3)含X染色体的配子是雌配子,含Y染色体的配子是雄配子。 ( )
(4)某对等位基因(A、a)如果只位于X染色体上,Y上无相应的等位基因,则该性状的遗传不遵循孟德尔的分离定律。 ( )
(5)一对表现正常的夫妇,生下了一个患病的女孩,则该致病基因一定是隐性且位于常染色体上。 ( )
(6)一对等位基因(B、b)如果位于X、Y染色体的同源区段,则这对基因控制的性状在后代中的表现与性别无关。 ( )
教材拓展
1.XY型性别决定的生物,若某一性状的遗传特点是父本有病,子代雌性一定有病,则该致病基因一定是位于 染色体上的 (填“显性”或“隐性”)基因。若X染色体上的致病基因为隐性基因,则种群中发病率较高的是 (填“雌”或“雄”)性。
2.已知果蝇的红眼对白眼为显性,红眼基因在X染色体上。现有红眼雄果蝇、红眼雌果蝇、白眼雄果蝇、白眼雌果蝇若干,利用上述果蝇进行一次杂交实验,通过子代的眼色判断子代果蝇的性别。请写出杂交组合的表现型: 。
1.X、Y染色体上基因的传递规律
X和Y染色体有一部分不同源,但也有一部分是同源的。二者关系如图5-16-5所示。
图5-16-5
(1)X、Y染色体同源区段的基因的遗传
Ⅰ为X、Y染色体的同源区段。假设控制某对相对性状的基因A、a位于X和Y染色体的Ⅰ片段(同源区段)上,那么雌性个体的基因型种类有XAXA、XAXa、XaXa 3种,雄性个体的基因型种类有XAYA、XAYa、XaYA、XaYa 4种。交配的类型有3×4=12(种)。那么这对相对性状在后代雌、雄个体中的表现型也有差别,如:
图5-16-6
(2)X、Y染色体非同源区段的基因的遗传
基因的
位置
Y染色体非同源区
段基因的遗传规律
X染色体非同源区段基因的遗传规律
隐性基因
显性基因
模型
图解
判断
依据
父传子、子传孙,具有世代连续性
双亲正常子病;母病子必病,女病父必病
子正常双亲病;父病女必病,子病母必病
患病
规律
患者全为男性,女性全部正常
男性患者多于女性患者;具有隔代交叉遗传现象
女性患者多于男性患者;具有连续遗传现象
举例
人类外耳道多毛症
人类红绿色盲、血友病
抗维生素D佝偻病
2.伴性遗传与遗传定律
(1)伴性遗传与基因的分离定律之间的关系:伴性遗传的基因在性染色体上,性染色体也是一对同源染色体,伴性遗传从本质上说符合基因的分离定律。
(2)在分析既有性染色体又有常染色体上的基因控制的两对或两对以上的相对性状遗传时,由位于性染色体上的基因控制的性状按伴性遗传处理,由位于常染色体上的基因控制的性状按基因的分离定律处理,整体则按基因的自由组合定律处理。
(3)研究两对等位基因控制的两对相对性状,若都为伴性遗传,则不符合基因的自由组合定律。例:同时研究色盲遗传、血友病遗传,因控制这两对相对性状的基因都位于X染色体上,故不符合基因的自由组合定律。
(4)性状的遗传与性别相联系。在书写表现型和统计后代比例时,一定要与性别相联系。
命题角度1 考查伴性遗传的类型及其特点
1.[2018·海南卷] 一对表现型正常的夫妻,夫妻双方的父亲都是红绿色盲。这对夫妻如果生育后代,则理论上( )
A.女儿正常,儿子中患红绿色盲的概率为1
B.儿子和女儿中患红绿色盲的概率都为1/2
C.女儿正常,儿子中患红绿色盲的概率为1/2
D.儿子正常,女儿中患红绿色盲的概率为1/2
2.[2018·江西南昌二中二模] 人的X染色体和Y染色体大小、形态不完全相同,存在着同源区(Ⅱ)和非同源区(Ⅰ、Ⅲ),如图5-16-7所示。下列相关推测错误的是 ( )
图5-16-7
A.Ⅰ片段上某隐性基因控制的遗传病,女性患病率低于男性
B.Ⅱ片段上某隐性基因控制的遗传病,其遗传与性别不相关
C.Ⅲ片段上某基因(M)控制的遗传病,患者的女儿全正常,儿子全患病
D.Ⅰ片段上某显性基因控制的遗传病,男性患者的母亲和女儿一定患该病
题后归纳 患病男孩概率≠男孩患病概率
(1)由常染色体上的基因控制的遗传病
①男孩患病概率=女孩患病概率=患病孩子概率。以男孩患病概率为例推理如下:
男孩患病概率====患病孩子概率。
②患病男孩概率=患病女孩概率=患病孩子概率×1/2。以患病男孩概率为例推理如下:
患病男孩概率===×1/2=患病孩子概率×1/2。
(2)由性染色体上的基因控制的遗传病
①若病名在前、性别在后,则从全部后代中找出患病男(女),即可求得患病男(女)的概率。
②若性别在前、病名在后,求概率时只考虑相应性别中的发病情况,如男孩患病概率则是指在所有男孩中患病的男孩所占的比例。综上可知,“男孩患病”和“患病男孩”的概率问题若是在伴性遗传中,则患病与否与性别相联系,因此有别于常染色体遗传。
命题角度2 考查伴性遗传与遗传定律的关系
3.[2018·湖北五校联考] 某家鼠的毛色受独立遗传的两对等位基因(A、a和B、b)控制,已知基因A、B同时存在时表现为黑色,其余情况下均为白色,且基因B、b只位于X染色体上。一只纯合白色雌鼠与一只纯合白色雄鼠交配,F1全为黑色。下列有关分析正确的是 ( )
A.亲代雌、雄鼠产生的配子含有的基因相同
B.F1中黑色雌、雄鼠产生含XB配子的概率不同
C.F1中黑色雌、雄鼠交配,F2雄鼠中黑色纯合个体占3/4
D.F1中黑色雌、雄鼠交配,F2雄鼠中白色个体占5/8
4.[2018·西安长安区一中质检] 在一个自然果蝇(2N=8)种群中,灰身与黑身为一对相对性状(显性基因用B表示,隐性基因用b表示);直毛与分叉毛为一对相对性状(显性基因用F表示,隐性基因用f表示)。现有基因型相同的一组雄蝇与基因型相同的一组雌蝇杂交得到以下子代表现型和数目(只)。以下叙述不正确的是 ( )
灰身直毛
灰身分叉毛
黑身直毛
黑身分叉毛
雌蝇
90
0
27
0
雄蝇
36
40
13
11
A.两组亲代果蝇的表现型均为灰身直毛
B.子代表现型为黑身直毛的雌蝇中纯合体的数目约为13只
C.种群中控制灰身与黑身的基因在常染色体上,控制直毛与分叉毛的基因在X染色体上
D.F基因在其同源染色体上一定不存在等位基因
技法提炼 分别统计,单独分析
可依据子代性别、性状的数量分析确认基因位置:若后代中两种表现型在雌、雄个体中比例一致,说明遗传与性别无关,则可确定基因在常染色体上;若后代中两种表现型在雌、雄个体中比例不一致,说明遗传与性别有关,则可确定基因在性染色体上。分析如下:
性别
灰身、直毛
灰身、分叉毛
黑身、直毛
黑身、分叉毛
雌蝇
0
0
雄蝇
据表格信息:灰身与黑身的比例,雌蝇中为3∶1,雄蝇中也为3∶1,二者相同,故为常染色体遗传。直毛与分叉毛的比例,雌蝇中为1∶0,雄蝇中为1∶1,二者不同,故为伴X染色体遗传。
考点三 遗传系谱图分析
1.遗传系谱图的关键解题思想
①寻求两个关系:基因的显隐性关系;基因与染色体的关系。
②找准两个开始:从子代开始;从隐性个体开始(显性找正常个体,隐性找患病个体)。
③学会双向探究:逆向反推(从子代的分离比着手);顺向直推(已知表现型为隐性性状,可直接写出基因型;若表现型为显性性状,则先写出基因组成表达式,再看亲子关系)。
2.遗传系谱图中遗传病的判定程序及方法
图5-16-8
第一步:确认或排除伴Y染色体遗传
①若系谱图中女性全正常,患者全为男性,而且患者的父亲、儿子全为患者,正常男性的父亲、儿子全正常,则最可能为伴Y染色体遗传,如图5-16-8中(1)。
第二步:判断显隐性
①“无中生有”是隐性遗传病,如图5-16-8中(2)。
②“有中生无”是显性遗传病,如图5-16-8中(3)。
第三步:确认或排除伴X染色体遗传
①在已确定是隐性遗传的系谱中
a.女性患者,其父或其子有正常的,一定是常染色体隐性遗传,如图5-16-8中(4)(5)。
b.女性患者,其父和其子都患病,最可能是伴X染色体隐性遗传(其他遗传病也有可能符合,如常染色体显性遗传),如图5-16-8中(6)。
②在已确定是显性遗传的系谱中
a.男性患者,其母或其女有正常的,一定是常染色体显性遗传,如图5-16-8中(7)。
b.男性患者,其母和其女都患病,最可能是伴X染色体显性遗传,如图5-16-8中(8)。
第四步:若以上方法还无法确定,则看一看题中是否有附加条件,通过附加条件再进一步确定。例如图(9)中若Ⅰ2不携带该病的致病基因,则该致病基因在X染色体上;若Ⅰ2携带该病的致病基因,则该致病基因在常染色体上。
命题角度1 考查以遗传系谱图为载体,判断性状遗传方式
1.[2018·江西新余二模] 在人类遗传病的调查过程中,发现6个患单基因遗传病的家庭并绘制了相应的系谱图(如图5-16-9)。6个家庭中的患者不一定患同一种遗传病,在不考虑突变和性染色体同源区段的情况下,下列分析不正确的是 ( )
图5-16-9
A.家系Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ符合红绿色盲的遗传
B.若图中患者患同一种遗传病,则致病基因可能位于常染色体上
C.若家系Ⅱ中的父母均携带了女儿的致病基因,则该遗传病可能是软骨发育不全
D.若①携带致病基因,则他们再生一个患病女儿的概率为1/8
2.[2017·全国卷Ⅱ] 人血友病是伴X隐性遗传病,现有一对非血友病的夫妇生出了两个非双胞胎女儿。大女儿与一个非血友病的男子结婚并生出了一个患血友病的男孩。小女儿与一个非血友病的男子结婚,并已怀孕。回答下列问题:
(1)用“◇”表示尚未出生的孩子,请画出该家系的系谱图,以表示该家系成员血友病的患病情况。
(2)小女儿生出患血友病男孩的概率为 ;假如这两个女儿基因型相同,小女儿生出血友病基因携带者女孩的概率为 。
(3)已知一个群体中,血友病的基因频率和基因型频率保持不变,且男性群体和女性群体的该致病基因频率相等。假设男性群体中血友病患者的比例为1%,则该男性群体中血友病致病基因频率为 ;在女性群体中携带者的比例为 。
题后归纳 口诀法分析性状遗传方式
(1)遗传系谱图分析方法口诀:两种病,分别看,看局部,找关键。
(2)遗传系谱图判定口诀:父子相传为伴Y,子女同母为母系。“无中生有”为隐性,隐性遗传看女病,父子有正非伴性(伴X)。“有中生无”为显性,显性遗传看男病,母女有正非伴性(伴X)。
命题角度2 考查遗传系谱图中的基因型及概率计算
3.[2018·汕头金山中学模拟] 图5-16-10是某遗传病系谱图,该遗传病的相关基因为A、a。现确定7号不携带该病的致病基因。下列相关分析正确的是 ( )
图5-16-10
A.2号和6号肯定携带致病基因
B.5号的基因型为aa或XaY
C.3号和4号生育患该遗传病孩子的概率为1/8
D.6号和7号再生一个男孩是正常的概率为1/4
4.图5-16-11为某家族的遗传系谱图,已知Ⅲ4个体不携带任何致病基因,下列相关分析正确的是 ( )
图5-16-11
A.甲病为伴X染色体隐性遗传病
B.Ⅲ2的致病基因只来源于Ⅰ1个体
C.Ⅳ4同时携带两种致病基因的概率为0
D.Ⅲ3和Ⅲ4再生一个患病男孩的概率是1/8
技法提炼 “三步法”快速突破遗传系谱题
图5-16-12
考点四 人类遗传病的类型、检测和预防
1.人类遗传病的概念
由于 改变而引起的人类疾病,主要可以分为 、 和 遗传病三大类。
2.人类遗传病的特点
遗传病类型
特点
发病情况
男女发病率
基
因
遗
传
病
常
染
色
体
显性
代代相传,含 即患病
相等
隐性
遗传,隐性纯合发病
相等
X
染
色
体
显性
代代相传,男患者的 一定患病
女患者 男患者
隐性
遗传,女患者的父亲和儿子一定患病
女患者 男患者
Y染色体
父传子,子传孙
患者只有
多基因
遗传病
① 现象;②易受环境影响;③群体发病率高
相等
染色体异常
遗传病
往往造成严重后果,甚至胚胎期引起流产
3.人类遗传病的监测和预防
(1)主要措施:包括 和 。
(2)遗传咨询的内容和步骤:
①体检、诊断:医生对咨询对象进行身体检查,了解 ,对是否患有某种遗传病作出诊断。
②分析:分析遗传病的 。
③推算:推算出后代的 。
④建议:向咨询对象提出防治对策和建议,如终止妊娠、进行 等。
(3)产前诊断:
①手段:羊水检查、B超检查、孕妇血细胞检查以及 等。
②目的:确定胎儿是否患有某种遗传病或 疾病。
(4)意义:在一定程度上能够有效地预防遗传病的 。
4.人类基因组计划
(1)目的:测定人类基因组的全部 ,解读其中包含的 。
(2)不同生物的基因组测序
生物种类
人类
果蝇
水稻
玉米
体细胞染色体数
46
8
24
20
基因组测序染色体
5(3常+X、Y)
10
原因
X、Y染色体非同
源区段基因不同
雌雄同株,无性染色体
正误辨析
(1)21三体综合征是21号染色体数目异常造成的。( )
(2)近亲婚配可增加隐性遗传病的发病风险。 ( )
(3)单基因遗传病是受一个基因控制的遗传病。 ( )
(4)调查人群中红绿色盲的发病率应在患病家系中多调查几代,以减少实验误差。 ( )
(5)调查人类常见的遗传病时,不宜选多基因遗传病。( )
教材拓展
1.不携带致病基因的个体,一定不患遗传病吗?
2.21三体综合征患者多了一条21号染色体的原因是什么?
命题角度1 人类遗传病的判断与分析
1.[2017·江苏卷] 下列关于人类遗传病的叙述,正确的是 ( )
A.遗传病是指基因结构改变而引发的疾病
B.具有先天性和家族性特点的疾病都是遗传病
C.杂合子筛查对预防各类遗传病具有重要意义
D.遗传病再发风险率估算需要确定遗传病类型
2.张三和他的一个孙子患有某种遗传病,但张三的其他12位家人均表现正常。据张三的家系( )
A.可推知该病为隐性遗传病
B.可推知该病在当地人群中的发病概率
C.可以确定该病致病基因的突变频率
D.可以确定环境中影响该病遗传的关键因素
题后归纳
1.先天性疾病、后天性疾病、家族性疾病的区别
项目
先天性疾病
后天性疾病
家族性疾病
出生前已形成
在后天发育过程
指一个家族中多个
含义
的畸形或疾病
中形成的疾病
成员都表现出来的
同一种病
病因
由遗传物质改变引起的
人类疾病为遗传病
从共同祖先继承相
同致病基因的疾病
为遗传病
由环境因素引起的人类疾病为非遗传病
联系
①先天性疾病、家族性疾病不一定是遗传病(如母亲在妊娠期前三个月感染风疹病毒可使胎儿患先天性心脏病或先天性白内障,但不是遗传病)
②后天性疾病不一定不是遗传病
2.遗传病患者、携带者与携带遗传病基因的个体
(1)遗传病患者是指患有遗传病的个体,他可能携带遗传病基因,也可能不携带遗传病基因;不携带遗传病基因的个体不一定不患遗传病,如21三体综合征患者。
(2)携带者是指携带遗传病基因而表现正常的个体;携带遗传病基因的个体包括患者和携带者,因此不一定患遗传病,如女性色盲基因携带者XBXb,不患色盲。
命题角度2 减数分裂异常导致的遗传病分析
3.母亲表现正常,父亲是色盲患者,他们生了一个孩子既是红绿色盲又是XYY患者,从根本上说,这个孩子患红绿色盲的病因与父母中的哪一方有关?染色体组成是XYY的病因发生在什么时期? ( )
A.与母亲有关、减数第二次分裂
B.与父亲有关、减数第二次分裂
C.与父母亲都有关、受精作用
D.与母亲有关、减数第一次分裂
4.[2018·天津卷] 果蝇的生物钟基因位于X染色体上,有节律(XB)对无节律(Xb)为显性;体色基因位于常染色体上,灰身(A)对黑身(a)为显性。在基因型为AaXBY的雄蝇减数分裂过程中,若出现一个AAXBXb类型的变异细胞,有关分析正确的是 ( )
A.该细胞是初级精母细胞
B.该细胞的核DNA数是体细胞的一半
C.形成该细胞过程中,A和a随姐妹染色单体分开发生了分离
D.形成该细胞过程中,有节律基因发生了突变
考点五 调查人群中的遗传病
1.实验原理
(1)人类遗传病是由遗传物质改变引起的疾病。
(2)遗传病可以通过社会调查和家系调查的方式了解发病情况。
2.实验步骤
确定调查课题
↓
确定调查目的及要求
↓
制定调查计划
↓
整理、分析调查资料
↓
得出调查结论,撰写调查报告
a.以组为单位,确定组内人员
b.确定调查病例
c.制定调查记录表
d.明确调查方式
e.讨论调查时应注意的事项
3.实验应注意的问题
(1)调查时,最好选取人群中发病率较高的单基因遗传病,如红绿色盲、白化病、高度近视(600度以上)等。
(2)调查某种遗传病的发病率时,要在群体中随机抽样调查,并保证调查的群体足够大。
某种遗传病的发病率=×100%
(3)调查某种遗传病的遗传方式时,要在患者家系中调查,并绘制出遗传系谱图。
1.[2018·江苏徐州一模] 下列调查人群中的遗传病所选择的方法最合理的是 ( )
A.白化病的遗传方式——人群中抽样调查
B.红绿色盲的遗传方式——患者家系中调查
C.原发性高血压的发病率——患者家系中调查
D.21三体综合征的发病率——学校内随机抽样调查
2.[2018·山西太原二模] 下列关于人类遗传病调查和优生的叙述,错误的是 ( )
A.调查人群中的遗传病时,最好选取群体中发病率较高的单基因遗传病
B.常见的优生措施有禁止近亲结婚、提倡适龄生育和进行产前检测等
C.对遗传病的发病率进行统计时,只需在患者家系中进行调查
D.通过基因诊断可以确定胎儿是否携带致病基因,但不能确定胎儿是否患染色体异常遗传病
题后归纳 遗传病发病率与遗传方式的调查范围不同
项目
内容
调查对象
及范围
注意事项
结果计算
及分析
遗传病
发病率
广大人群中随机抽样
考虑年龄、性别等因素,群体足够大
患病人数占所调查的总人数的百分比
遗传病
遗传方式
患者家系
正常情况与患病情况
分析致病基因的显隐性及所在的染色体类型
真题·预测
1.[2018·江苏卷] 通过羊膜穿刺术等对胎儿细胞进行检查,是产前诊断的有效方法。下列情形一般不需要进行细胞检查的是 ( )
A.孕妇妊娠初期因细菌感染引起发热
B.夫妇中有核型异常者
C.夫妇中有先天性代谢异常者
D.夫妇中有明显先天性肢体畸形者
2.[2016·全国卷Ⅱ] 果蝇的某对相对性状由等位基因G、g控制,且对于这对性状的表现型而言,G对g完全显性。受精卵中不存在G、g中的某个特定基因时会致死。用一对表现型不同的果蝇进行交配,得到的子一代果蝇中雌∶雄=2∶1,且雌蝇有两种表现型。据此可推测:雌蝇中 ( )
A.这对等位基因位于常染色体上,G基因纯合时致死
B.这对等位基因位于常染色体上,g基因纯合时致死
C.这对等位基因位于X染色体上,g基因纯合时致死
D.这对等位基因位于X染色体上,G基因纯合时致死
3.[2017·全国卷Ⅰ] 某种羊的性别决定为XY型。已知其有角和无角由位于常染色体上的等位基因(N/n)控制;黑毛和白毛由等位基因(M/m)控制,且黑毛对白毛为显性。回答下列问题:
(1)公羊中基因型为NN或Nn的表现为有角,nn无角;母羊中基因型为NN的表现为有角,nn或Nn无角。若多对杂合体公羊与杂合体母羊杂交,则理论上,子一代群体中母羊的表现型及其比例为 ;
公羊的表现型及其比例为 。
(2)某同学为了确定M/m是位于X染色体上,还是位于常染色体上,让多对纯合黑毛母羊与纯合白毛公羊交配,子二代中黑毛∶白毛=3∶1,我们认为根据这一实验数据,不能确定M/m是位于X染色体上,还是位于常染色体上,还需要补充数据,如统计子二代中白毛个体的性别比例,若 ,则说明M/m是位于X染色体上;若 ,则说明M/m是位于常染色体上。
图5-16-13
(3)一般来说,对于性别决定为XY型的动物群体而言,当一对等位基因(如A/a)位于常染色体上时,基因型有 种;当其仅位于X染色体上时,基因型有 种;当其位于X和Y染色体的同源区段时(如图5-16-13所示),基因型有 种。
4.[2018·全国卷Ⅱ] 某种家禽的豁眼和正常眼是一对相对性状,豁眼雌禽产蛋能力强。已知这种家禽的性别决定方式与鸡相同,豁眼性状由Z染色体上的隐性基因a控制,且在W染色体上没有其等位基因。
回答下列问题:
(1)用纯合体正常眼雄禽与豁眼雌禽杂交,杂交亲本的基因型为 ;理论上,F1个体的基因型和表现型为 ,F2雌禽中豁眼禽所占的
比例为 。
(2)为了给饲养场提供产蛋能力强的该种家禽,请确定一个合适的杂交组合,使其子代中雌禽均为豁眼,雄禽均为正常眼。写出杂交组合和预期结果,要求标明亲本和子代的表现型、基因型。
(3)假设M/m基因位于常染色体上,m基因纯合时可使部分应表现为豁眼的个体表现为正常眼,而MM和Mm对个体眼的表现型无影响。以此推测,在考虑M/m基因的情况下,若两只表现型均为正常眼的亲本交配,其子代中出现豁眼雄禽,则亲本雌禽的基因型为 ,子代中豁眼雄禽可能的基因型包括 。
1.果蝇的眼色基因位于X染色体上,野生型为红眼,其隐性突变为白眼。某缺刻翅类型是由X染色体片段缺失导致的,并且缺失片段正好携带眼色基因,该类型缺刻翅目前只在雌果蝇中被发现且纯合致死。现用红眼缺刻翅雌蝇与白眼雄果蝇杂交产生F1,结果最可能是 ( )
A.雌雄果蝇出现比例1∶1;全红眼
B.雌雄果蝇出现比例1∶1;红眼和白眼果蝇出现比例1∶1
C.雌雄果蝇出现比例2∶1;白眼多于红眼
D.红眼和白眼果蝇出现比例2∶1;雌性多于雄性
2.野生型果蝇的翅形表现为长翅,残翅和小翅都是隐性突变性状,关于小翅基因的位置,有两种推测:①控制小翅的基因分别位于两对同源染色体上;②
控制小翅的基因与控制长翅、残翅的基因A、a是等位基因(即复等位基因关系)。现有长翅、残翅和小翅三种纯合品系(不包含双隐性品系),若要通过一次杂交实验加以判断,请完善实验设计:
(1)实验方案:选择的亲本杂交组合为 。
(2)预期结果并得出结论:
若子代 ,则推测①成立。
若子代 ,则推测②成立。
1.基因与染色体行为存在明显的平行关系。在体细胞中染色体、基因都是成对存在的,在配子中二者都是成单存在的。
2.体细胞中成对的基因及成对的染色体都是一个来自父方,一个来自母方。
3.性染色体上的基因,它们的遗传与性别相关联,但不一定与性别决定有关。
4.在X、Y染色体的同源区段,基因是成对存在的,存在等位基因;而非同源区段则不存在等位基因。
5.不携带致病基因的个体,不一定不患遗传病;携带遗传病基因的个体不一定会患遗传病。先天性疾病不一定是遗传病,家族性疾病不一定是遗传病。
6.遗传咨询和产前诊断是监测和预防遗传病的主要手段。
拓展微课 基因位置的确认及遗传实验设计
难点一 基因位于X染色体上还是位于常染色体上
(1)若相对性状的显隐性已知,只需一个杂交组合判断基因的位置,则用隐性雌性个体与显性雄性个体杂交方法:
隐性雌
×
显性雄
(2)若相对性状的显隐性是未知的,且亲本均为纯合子,则用正交和反交的方法:
正反交实验⇒
例1 一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变,使野生型性状变为突变型性状。该雌鼠与野生型雄鼠杂交,F1的雌、雄鼠中均既有野生型,又有突变型。若要通过一次杂交实验鉴别突变基因是在X染色体上还是在常染色体上,选择杂交的F1个体最好是 ( )
A.野生型(雌)×突变型(雄)
B.野生型(雄)×突变型(雌)
C.野生型(雌)×野生型(雄)
D.突变型(雌)×突变型(雄)
例2 果蝇是遗传学的好材料,分析下列实验。
(1)果蝇的灰身和黄身是一对相对性状,若要确定灰身基因是在X染色体上还是在常染色体上,可将灰身纯合子和黄身纯合子进行 ,若 ,则可确定灰身基因位于X染色体上,则种群中控制体色的基因型有 种。
(2)若已知灰身是显性(基因用A表示),若通过一次杂交就可判断这对相对性状的遗传方式,杂交组合是 ,若 ,则可确定灰身基因位于X染色体上。
易错提醒 解答此类问题要注意的两点
(1)是否已知性状的显隐性。在未知显隐性的条件下,只能用正反交。
(2)区分“一次”杂交还是“一代”杂交。若是题干要求“一次”杂交,则不能用正反交。
难点二 基因是伴X染色体遗传还是X、Y染色体同源区段的遗传
(1)适用条件:已知性状的显隐性和控制性状的基因在性染色体上。
(2)基本思路一:用“隐性雌×纯合显性雄”进行杂交,观察分析F1的性状:
隐性雌
×
纯合显性雄⇒
(3)基本思路二:用“杂合显性雌×纯合显性雄”进行杂交,观察分析F1的性状:
杂合
显性雌
×
纯合
显性雄
例3 下面是探究基因位于X、Y染色体的同源区段,还是只位于X染色体上的实验设计思路,请判断下列说法中正确的是 ( )
方法1
纯合显性雌性个体×隐性雄性个体→F1
方法2
隐性雌性个体×纯合显性雄性个体→F1
结论:①若子代雌、雄个体全表现显性性状,则基因位于X、Y染色体的同源区段。
②若子代雌性个体表现显性性状,雄性个体表现隐性性状,则基因只位于X染色体上。
③若子代雄性个体表现显性性状,则基因只位于X染色体上。
④若子代雌性个体表现显性性状,则基因位于X、Y染色体的同源区段。
A.“方法1+结论①②”能够完成上述探究任务
B.“方法1+结论③④”能够完成上述探究任务
C.“方法2+结论①②”能够完成上述探究任务
D.“方法2+结论③④”能够完成上述探究任务
难点三 基因位于常染色体还是X、Y染色体同源区段
1.设计思路:隐性的雌性个体与显性的纯合雄性个体杂交,获得的F1全表现为显性性状,再选子代中的雌、雄个体杂交获得F2,观察F2表现型:
2.结果
推断
例4 某果蝇种群偶然出现一只突变型的雌性个体,为确定该突变型与野生型的显隐性关系及基因位置情况。研究人员将该果蝇与纯合野生型雄蝇杂交,F1只有一种表现型,F2雄蝇全为野生型,雌蝇有野生型和突变型。研究人员做了如下两种假设:
假设一:相对性状由常染色体上的一对等位基因控制,突变型雄性纯合致死;
假设二:相对性状由X、Y染色体同源区段的一对等位基因控制,雌、雄均无致死情况。
(1)若假设一成立,则 为显性性状,且F2中野生型与突变型果蝇数量之比为 ;若假设二成立,则F2中野生型与突变型果蝇数量之比为 。
(2)现已确定假设二成立,请用上述实验中出现的果蝇为实验材料,设计一个杂交实验加以验证。(要求写出实验过程及实验结果)
。
难点四 探究两对基因在一对同源染色体上还是两对同源染色体上
(1)对两对基因都杂合的个体进行测交,观察测交后代是否符合1∶1∶1∶1(或1∶3、2∶1∶1等变式)分离比;
(2)对两对基因都杂合的个体进行自交,观察自交后代是否符合9∶3∶3∶1(或9∶7、12∶3∶1等变式)分离比。
例5 某雌雄同花的一年生二倍体植物,花的颜色受等位基因(A、a)控制,野生型均为红花纯合子(AA)。回答下列问题:
(1)当A基因存在时,植株在液泡内积累花青素(类黄酮化合物)进而呈现红色,这表明基因可以通过 的途径进而控制生物的性状。
(2)研究发现该植株花色还受到另一对等位基因B、b的控制,当B基因存在时会抑制色素积累而表现为白花。现使用基因型为AaBb的植株研究这两对基因在染色体上的位置关系,让其自交,观察子一代的表现型及比例。
结果和结论:
若F1的表现型及比例为 ,则这两对基因位于非同源染色体上;
若F1全为白花,则 分别位于同一条染色体上;
若F1表现型及比例为 ,则A和b、a和B分别位于同一条染色体上。
难点五 设计杂交实验,巧辨性别
(1)对于XY型性别决定的生物,伴X染色体遗传中,隐性性状的雌性个体与显性性状的雄性个体杂交,在子代中雌性个体都表现为显性性状,雄性个体都表现为隐性性状,图解如下:
亲本:XaXa(♀)×XAY(♂)
↓
子代:XAXa(显性♀)、XaY(隐性♂)
(2)对于ZW型性别决定的生物,伴Z染色体遗传中,隐性性状的雄性个体与显性性状的雌性个体杂交,在子代中雄性个体都表现为显性性状,雌性个体都表现为隐性性状,图解如下:
亲本:ZaZa(♂)×ZAW (♀)
↓
子代:ZAZa(显性♂)、ZaW(隐性♀)
例6 果蝇的红眼为伴X显性遗传,其隐性性状为白眼,在下列杂交组合中,通过眼色即可直接判断子代果蝇性别的一组是 ( )
A.杂合红眼雌果蝇×红眼雄果蝇
B.白眼雌果蝇×红眼雄果蝇
C.杂合红眼雌果蝇×白眼雄果蝇
D.白眼雌果蝇×白眼雄果蝇
1.对野生纯合小鼠进行X射线处理,得到一只雄性突变型小鼠,该小鼠只有位于一条染色体上的某基因发生突变。让该突变型雄鼠与多只野生型雌鼠交配。下列推理不合理的是 ( )
A.若发生显性突变且基因位于X染色体上,子代雌鼠全为突变型,雄鼠全为野生型
B.若发生隐性突变且基因位于X染色体上,子代雌鼠全为野生型,雄鼠全为突变型
C.若发生显性突变且基因位于常染色体上,子代雌、雄鼠中一半为野生型,一半为突变型
D.若发生显性突变且基因位于X、Y染色体的同源区段上,子代雌鼠或雄鼠可能为突变型
2.[2016·全国卷Ⅰ] 已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制,但这对相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是未知的。同学甲用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交,子代中♀灰体∶♀黄体∶♂灰体∶♂黄体为 1∶1∶1∶1。同学乙用两种不同的杂交实验都证实了控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性。请根据上述结果,回答下列问题:
(1)仅根据同学甲的实验,能不能证明控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性?
(2)请用同学甲得到的子代果蝇为材料设计两个不同的实验,这两个实验都能独立证明同学乙的结论。(要求:每个实验只用一个杂交组合,并指出支持同学乙结论的预期实验结果。)
3.家鼠的毛色由两对等位基因A、a和B、b共同控制,只有当A存在时才有色素合成,能产生色素的个体毛色呈黑色或黄色,无色素合成个体呈白色。B使有色素个体毛色呈黑色,无B基因则呈黄色。现有黄色雌性与白色雄性两只纯合家鼠交配,F1中雌性全为黑色,雄性全为黄色,且比例为1∶1。交配过程中无突变或致死情况出现。请回答下列问题:
(1)通过该杂交实验结果分析,可以确定 基因一定位于 (填“常”“X”或“Y”)染色体上。
(2)两对基因的位置关系存在两种可能性,若两对基因位于两对同源染色体上,则亲本基因型为 。
(3)为了确定两对基因在染色体上的位置关系,现将F1中雌、雄个体自由交配,若发现F2中雄性表现型及比例约为 ,则可判断两对基因位于两对同源染色体上。
4.[2018·河北石家庄一模] 某生物兴趣小组用黑腹果蝇做实验研究性状遗传,请回答下列问题:
(1)果蝇的细眼(B)和粗眼(b)是一对相对性状,现有纯种的细眼果蝇和粗眼果蝇雌、雄若干,选择 进行一次杂交实验,若F1是 ,则可判断B、b位于常染色体或X、Y染色体同源区段,而不在X、Y染色体非同源区段。
(2)继续通过一次杂交实验,探究B、b是位于X、Y染色体同源区段还是常染色体上,预测子代的结果并得出结论。
杂交方案: 。
预测结果及结论: 。
第五单元 遗传的基本规律与伴性遗传
第14讲 基因的分离定律
考点一
【知识梳理】
1.自花 闭花 相对性状 去雄
2.雄蕊 套袋 外来花粉 人工授粉 人工授粉
3.遗传因子 成对 彼此分离 一 随机 D d Dd dd 一致
4.(1)同一性状 (2)配子 (3)分离 (4)不同配子 配子正误辨析
(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)×
[解析] (1)测交的方法可以检测任一未知基因型的个体。
(2)开花前应除去母本的雄蕊。
(4)Aa与AA的性状表现相同。
(5)一对杂合黑色豚鼠交配,子代表现型及比例为黑色∶白色=3∶1。产生这种比例的前提是子代的数量很多,并且交配后的受精卵都能发育成新个体。而本题的子代只有4只,所以子代的分离比不一定符合分离定律的分离比。
(6)基因型为Aa的双亲产生一正常个体,其基因型只有两种可能 AA 或Aa,比例为1∶2,其中携带者的概率为2/3。
教材拓展
方法一:用紫花植株的花粉进行花药离体培养,然后用秋水仙素处理,保留紫花品种。方法二:让该紫花植株连续自交,直到后代不再出现性状分离为止。
【对点训练】
1.D [解析] 豌豆为闭花传粉植物,进行人工杂交实验时,在花粉成熟前对母本进行人工去雄、套袋处理,A错误;孟德尔根据亲本的杂交后代有无性状分离判断亲本是否纯合,B错误;杂交实验过程运用了正反交实验,即紫花(♀)×白花(♂)和白花(♀)×紫花(♂),C错误;F2的3∶1性状分离比依赖于雌雄配子的随机结合,D正确。
2.C [解析] 根据题意可知,子二代(F2)中,高茎数目约为矮茎的三倍,符合F1自交的后代性状分离比,C正确。
3.B [解析] 兔的白毛和黑毛是一对相对性状,狗的长毛和卷毛不是一对相对性状,①错误;具有一对相对性状的两纯合子杂交产生的子一代所表现的性状是显性性状,②错误;性状的表现是基因与环境相互作用的结果,基因型相同,环境不同,表现型不一定相同,③正确;同源染色体的同一位置上控制相对性状的基因是等位基因,如C和c,④正确;性状分离是指在杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象,⑤错误;动物纯合子的检测,可用测交法,⑥正确。
4.D [解析] 生物的性状受基因型和环境的共同影响,两个身高不相同的个体,基因型可能相同,也可能不同,A项正确。叶绿素的合成需要光照,绿色幼苗在黑暗中变成黄色,是环境条件改变导致的生物变异,B项正确。O型血夫妇的子代都是O型血,是由遗传因素决定的遗传现象,C项正确。高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎,一般是由遗传因素决定的性状分离现象,此外,环境因素也可能导致矮茎性状的出现,D项错误。
5.B [解析] 分离定律的实质是在减数第一次分裂的后期,随着同源染色体的分离,其上的等位基因也彼此分离,所以孟德尔一对相对性状的杂交实验中,能直观体现基因分离定律实质的是测交后代的比例为1∶1,B正确。
6.C [解析] 验证分离定律的方法有自交法、测交法和花粉鉴定法等,其中花粉鉴定法可直接证明杂合子能产生两种比例相等的配子,是最直接的验证方法,C正确。
7.C [解析] 孟德尔在发现基因分离定律时的“演绎推理”过程是对实验现象加以解释并对验证的结果加以预测。所以若F1产生配子时成对遗传因子分离,则测交后代会出现两种性状比例接近1∶1,属于“演绎推理”过程,选C项。
8.C [解析] 在孟德尔提出的假说中,性状是由成对的遗传因子控制的,而不是由位于染色体上的基因控制的;孟德尔演绎推理的是F1和隐性个体杂交后代的情况,并据此设计和完成了测交实验;测交后代性状分离比为1∶1,是从个体水平上证明基因的分离定律。
考点二
【对点训练】
1.B [解析] 根据题意可知,羊的毛色遗传中白色为显性,方案一中母羊的基因型为Aa,如果亲本公羊为纯合子(AA),则①应该全为白色;如果亲本公羊为杂合子(Aa),则②应该是白色∶黑色=3∶1。方案二中母羊的基因型为aa,如果亲本公羊为纯合子(AA),则③应该全为白色;如果亲本公羊为杂合子(Aa),则④应该是白色∶黑色=1∶1。
2.(1)用纯种的非糯性玉米和纯种的糯性玉米杂交,取F1花粉加碘液染色,在显微镜下观察,若半数花粉呈蓝黑色,半数花粉呈红褐色,则可证明控制这对性状的基因遵循基因的分离定律
(2)用纯种的非糯性玉米和纯种的糯性玉米杂交,若F1全为糯性,则糯性为显性;若F1全为非糯性,则非糯性为显性
[解析] (1)结合题意,要在短时间内验证基因的分离定律,要得到杂合子,需用纯种的非糯性玉米和纯种糯性玉米杂交,F1的体细胞中有非糯性和糯性一对等位基因,F1减数分裂时,等位基因分离,含有非糯性基因的配子合成直链淀粉,遇碘变蓝黑色,含糯性基因的配子合成支链淀粉,遇碘变红褐色,因此取F1花粉加碘液染色,在显微镜下观察,半数花粉呈蓝黑色,半数呈红褐色,则可证明控制这对性状的基因的遗传遵循基因的分离定律。(2)要探究非糯性与糯性的显隐性关系,可用纯种的非糯性玉米和纯种糯性玉米杂交,收获统计子一代玉米种子的表现型,若全部为非糯性的种子,这说明非糯性对糯性为显性性状;反之,若子一代种子全为糯性,则糯性为显性性状。
3.B [解析] 紫花自交,子代出现性状分离,可以判定出现的新性状为隐性性状,亲本性状(紫花)为显性性状。由紫花×红花的后代全为紫花,可以判定紫花为显性性状。若①全为紫花,且亲本紫花自交,则④为DD×DD或DD×Dd,由题意可知,实验材料为一株紫花植株,故④为DD×DD。紫花×红花的后代中紫花和红花的数量之比为1∶1时,⑤为Dd×dd。子代出现性状分离,说明③亲代的基因型为Dd×Dd。
4.C [解析] 杂合的红叶番茄(Dd)自交,F1的基因型及比例为DD∶Dd∶dd=1∶2∶1,红叶的基因型为1/3DD、2/3Dd,DD自交,F2全为DD(占1/3),Dd自交,F2中DD占2/3×1/4=1/6、Dd占2/3×1/2=1/3、dd占2/3×1/4=1/6,则F2中红叶∶紫叶=5∶1(出现了性状分离),F2红叶个体中杂合子Dd占2/5,A、B错误,C正确;F1中已经出现能稳定遗传的紫叶个体dd,D错误。
5.C [解析] 基因型为Aa的豌豆连续自交n代后,纯合子所占的比例越来越大,越来越接近于1,但不会为1,可用a曲线表示;其中显性纯合子和隐性纯合子所占的比例可用b曲线表示;而杂合子所占比例越来越小,越来越接近于0,但不会为0,可用c曲线表示。
考点三
【典题示导】
1.B [解析] 基因型为Aa的水稻自交,得到的种子的基因型及比例为1/4AA、1/2Aa、1/4aa,将这些种子全部种下,待其长成幼苗后,人工去掉隐性个体,则基因型为AA的个体占1/3,基因型为Aa的个体占2/3。①组全部让其自交:1/3AA自交→1/3(AA×AA)→1/3AA;2/3Aa自交→2/3(1/4AA+1/2Aa+1/4aa)→1/6AA+1/3Aa+1/6aa,则基因型为AA的种子所占比例为1/3+1/6=1/2;②组让其自由传粉,可运用“遗传平衡定律”来计算:A基因频率为2/3、a基因频率为1/3,因此,基因型为AA的种子所占比例为2/3×2/3=4/9。
2.D [解析] 基因型为Aa的该植物连续自交3次,且每代子代中不去除aa个体,则子三代中Aa所占比例为1/23=1/8,A项不符合题意。基因型为Aa的该植物连续自交3次,且每代子代中均去除aa个体,则子三代中Aa所占比例为2/(23+1)=2/9,B项不符合题意。基因型为Aa的该植物连续自由交配3次,且每代子代中不去除aa个体,符合遗传平衡定律,则A基因的频率=a基因的频率=1/2,而且每一代的基因型频率均不变,则子三代中Aa基因型的频率(所占比例)=2×1/2×1/2=1/2,C项不符合题意。基因型为Aa的该植物连续自由交配3次,且每代子代中均去除aa个体,由于存在选择作用,所以每一代的基因频率均会发生改变,需要逐代进行计算;基因型为Aa的该植物自由交配一次,子一代中AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,去除aa个体,则子一代中有1/3AA和2/3Aa;子一代中A基因的频率=1/3+1/2×2/3=2/3,a基因的频率=1/3,子一代再自由交配,子二代中AA基因型的频率=(2/3)2=4/9,Aa基因型的频率=2×2/3×1/3=4/9,去除aa个体,子二代中有1/2AA和1/2Aa;子二代中A基因的频率=1/2+1/2×1/2=3/4,a基因的频率=1/4,子二代再自由交配,在子三代中AA基因型的频率=(3/4)2=9/16,Aa基因型的频率=2×3/4×1/4=6/16,去除aa个体,则子三代中Aa所占比例为6/16÷(9/16+6/16)=2/5,D项符合题意。
3.C [解析] 分析表格可知,这一组复等位基因的显隐性关系为W>WP>WS>w,则WPWS与WSw杂交,其子代的基因型及表现型分别为WPWS(红斑白花)、WPw(红斑白花)、WSWS(红条白花)、WSw(红条白花),所以其子代表现型的种类为2种,比例为1∶1,故C正确。
4.A [解析] 亲代黑×黑→子代出现黑和白化,说明黑(Cb)对白化(Cx)为显性。亲代乳白×乳白→子代出现乳白和白化,说明乳白(Cc)对白化(Cx)为显性。亲代黑×白化→子代出现黑和银,说明银(Cs)对白化(Cx)为显性,故两只白化的豚鼠杂交,后代不会出现银色个体。该豚鼠群体中与毛色有关的基因型有10种。根据四组交配组合中亲子代的表现型关系可以确定显性程度关系为Cb(黑色)>Cs(银色)>Cc(乳白色)>Cx(白化)。由于四种等位基因间存在显隐性关系,两只豚鼠杂交的后代最多会出现3种毛色。
5.C [解析] 由杂交B的结果可知,黄色为显性性状,灰色为隐性性状,且杂交B中的双亲为杂合子;杂交A的亲子代均表现为隐性性状(灰色),因此亲代均为隐性纯合子;结合杂交B后代中2/3黄色、1/3灰色,可知导致这一现象的原因可能是黄色个体纯合时会死亡,因此,杂交B后代黄色毛鼠都是杂合子,而没有纯合子。
6.B [解析] 由于单瓣对重瓣为显性,在开花时含有显性基因的精子不育而含隐性基因的精子可育,卵细胞不论含显性基因还是隐性基因都可育,所以自然情况下多株单瓣凤仙花的基因型都为Aa,其产生的雄配子只有a,而产生的雌配子有A和a,比例为1∶1,所以F1中单瓣与重瓣的比值为1∶1。
7.D [解析] 由“萝卜的花色(红色、紫色和白色)由一对等位基因控制”可知,萝卜花色的遗传是不完全显性遗传。假设萝卜花色由基因A、a控制,由图③可知紫花植株的基因型为Aa,
结合图①②可推知红花、白花植株都是纯合子,A、B、C正确。根据图③中白花植株∶紫花植株∶红花植株=1∶2∶1可知,决定萝卜花色的等位基因遗传时遵循基因分离定律,D错误。
8.C [解析] 多对杂合的有角公牛(HAHB)和杂合的无角母牛(HAHB)杂交,F1中公牛的表现型及比例为有角(HAHA+HAHB)∶无角(HBHB)=3∶1,A项正确;多对杂合的有角公牛和杂合的无角母牛杂交,F1中母牛的表现型及比例为有角(HAHA)∶无角(HBHB+HAHB) =1∶3,B项正确;纯合有角公牛(HAHA)和纯合的有角母牛(HAHA)杂交,F1中公牛和母牛的表现型都是有角,C项错误;纯合有角公牛(HAHA)和纯合的无角母牛(HBHB)杂交,F1全为杂合子(HAHB),公牛的表现型为有角,母牛的表现型为无角,D项正确。
9.B [解析] 由于子代中男孩和女孩的性状不完全相同,可推测该秃顶性状与性别有关,但由于秃顶男子的女儿不全是秃顶,秃顶儿子的母亲正常,所以该秃顶性状不属于伴性遗传,B正确。
10.B [解析] 在25 ℃条件下,基因型所决定的表现型能够真实地得到反映,因此,要探究一开白花植株的基因型需要在25 ℃条件下进行实验,但杂交实验操作复杂、工作量大,最简单的方法是进行自交。
【五年真题】
1.D [解析] 以豌豆为材料发现的性状遗传规律是基因的分离定律和自由组合定律,发现者是奥地利科学家孟德尔,A项不符合题意。美国科学家卡尔文使用同位素标记法,用14C标记14CO2,供小球藻进行光合作用,追踪检测其放射性,发现了CO2中的碳在光合作用暗反应中的转移途径,B项不符合题意。英国科学家格里菲思在小鼠体内进行了肺炎双球菌的体内转化实验;美国科学家艾弗里进行了肺炎双球菌的体外转化实验,C项不符合题意。我国科学家在1965年首先合成了具有生物活性的结晶牛胰岛素,D项符合题意。
2.C [解析] 子二代出现3∶1性状分离比的条件主要有显性基因相对于隐性基因为完全显性;子一代产生的雌、雄配子中2种类型配子数目相等;子一代产生的雌、雄配子中2种类型配子活力没有差异;子二代3种基因型个体的存活率相等,选C项。
3.B [解析] 依显性性状和隐性性状的概念,具有一对相对性状的纯合亲本杂交,子一代表现出来的性状为显性性状,未表现出来的性状为隐性性状,A项中若某一性状为显性杂合子而另一性状为隐性个体(或显性纯合子)则不能判断出显隐性,A项错误。抗病纯合体×感病纯合体,该组合中均为纯合子,其后代必为杂合子,且表现为亲本之一的性状,则该性状为显性,B项正确。C项中的可能性与A项相同,如感病株×感病株均为纯合子,其后代表现型与亲本相同,C、D项错误。
4.B [解析] 该遗传病为常染色体隐性遗传病,无论 Ⅰ2 和 Ⅰ4 是否纯合,Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅱ4、Ⅱ5 的基因型均为 Aa,A项错误。若 Ⅱ1、Ⅲ1 纯合,则Ⅲ2 为 1/2Aa,Ⅳ1 为 1/4Aa,Ⅲ3 为 2/3Aa;若Ⅲ4 纯合,则Ⅳ2 为 2/3×1/2=1/3Aa;故Ⅳ的两个个体婚配,子代患病的概率是 1/4×1/3×1/4=1/48,与题意相符, B 项正确。若Ⅲ2 和Ⅲ3 一定是杂合子,当Ⅲ1 和Ⅲ4同时为AA 时,第Ⅳ代的两个个体婚配生出一个患该遗传病子代的概率是1/2×1/2×1/4=1/16;当Ⅲ1 和Ⅲ4同时为Aa时,第Ⅳ代的两个个体婚配生出一个患该遗传病子代的概率是2/3×2/3×1/4=1/9;当Ⅲ1 和Ⅲ4一个是 AA、另一个是 Aa时,第Ⅳ代的两个个体婚配生出一个患该遗传病子代的概率是2×(1/2×2/3×1/4)=1/6,后代患病概率都不是1/48,C 项错误。
第Ⅳ代的两个个体婚配,子代患病概率与Ⅱ5 的基因型无关;若第Ⅳ代的两个个体都是杂合子,则子代患病的概率是 1/4,与题干不符,D 项错误。
【2020预测】
1.C [解析] 等位基因位于同源染色体的同一位置,如果四分体时期发生交叉互换,等位基因也可位于两条姐妹染色单体上,A错误;交叉互换的实质是同源染色体的非姐妹染色单体之间交换了等位基因的片段,B错误;等位基因的分离可以发生于减数第一次分裂后期或减数第二次分裂后期,C正确;两个等位基因的本质区别在于脱氧核苷酸的排列顺序不同,D错误。
2.B [解析] 灰毛对黑毛为显性,灰毛雌鼠M与一只黑毛雄鼠交配,得到一窝共4个子代。若子代出现黑毛鼠,则M一定是杂合子,A正确;因子代的数量非常少,即使子代全为灰毛鼠,也不能确定M一定是纯合子,B错误;子代中出现了黑毛雌鼠,说明M必然含有控制黑毛性状的基因,因此,无论子代中灰毛雄鼠与黑毛雌鼠的比例是3∶1还是1∶1,M一定是杂合子,C、D正确。
3.(1)性状分离 母羽
(2)HH、Hh、hh 母羽∶雄羽=1∶1
(3)如图所示
[解析] (1)亲本都为母羽,子代中出现雄羽,这一现象在遗传学上称为性状分离,说明母羽对雄羽是显性,亲本都是杂合子,即Hh。(2)在子代中,由于所有的母鸡都只具有母羽,所以母羽鸡的基因型为HH、Hh、hh。由于雄羽为隐性性状,所以雄羽鸡的基因型为hh。由于母鸡的基因型有HH、Hh、hh,比例为1∶2∶1,将子代的所有母鸡分别和雄羽鸡hh杂交,理论上后代雄鸡的基因型有Hh和hh,比例为1∶1,所以表现型及比例是母羽∶雄羽=1∶1。(3)为进一步验证亲本中的母鸡是杂合子,可用母羽母鸡(Hh)与雄羽雄鸡(hh)杂交,遗传图解如答案所示。
第15讲 基因的自由组合定律
第1课时 自由组合定律的基础
考点一
【知识梳理】
1.(1)黄色圆粒 黄色圆粒 绿色圆粒
(2)②重新组合 ③9∶3∶3∶1
2.(1)①两对遗传因子 ②每对遗传因子 不同对的遗传因子 ③YR∶Yr∶yR∶yr=1∶1∶1∶1 ④随机 16
(2)yr YyRr Y_rr 绿圆
3.(1)测交 (2)yyrr 1∶1∶1∶1
4.(1)分离和组合 (2)彼此分离 自由组合
5.豌豆 统计学 假说—演绎
正误辨析
(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)×
[解析] (1)若A_B_ 、A_bb、aaB_表现型相同,则基因型为AaBb的个体测交,后代表现型比例为3∶1;若A_bb、aaB_表现型相同,则基因型为AaBb的个体测交,后代表现型比例为1∶2∶1。
(2)F1产生的雄配子多于雌配子,因此YR雌配子数量少于YR雄配子数量。
(3)自由组合定律发生于减数第一次分裂后期。
(4)发生自由组合的基因为非同源染色体上的非等位基因,不是所有的非等位基因。
(5)具有两对相对性状的纯合亲本,其基因组成有两种可能,如:AABB 与aabb 或 AAbb 与 aaBB,前者重组类型个体在F2中占3/8;后者重组类型个体在F2中占5/8。
教材拓展
1.用正交和反交实验是为了证明性状的遗传是否和母本有关(排除细胞质遗传)。正、反交实验结果一致说明后代的性状与哪个亲本作母本无关。(黄色∶绿色)×(圆粒∶皱粒)=(3∶1)×(3∶1)=黄圆∶黄皱∶绿圆∶绿皱=9∶3∶3∶1。F2重组类型(黄色皱粒和绿色圆粒)占6/16。F1和F2的表现型及比例与课本中实验相同,但F2中重组类型是黄色圆粒与绿色皱粒,共占F2个体的10/16。
2.不是。减数第一次分裂后期,非同源染色体自由组合,其上的非等位基因随之自由组合。所以基因的自由组合并不是指配子的随机结合。
【对点训练】
1.B [解析] 黄色圆粒豌豆(YyRr)自交后代表现型为4种;F1产生的4种雄配子基因组成分别是YR、yr、Yr和yR,比例为1∶1∶1∶1;F1产生基因组成为YR的雌配子数量比基因组成为YR的雄配子数量少;基因的自由组合定律是指F1在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
2.D [解析] 亲本黄色圆粒豌豆(Y_R_)和绿色圆粒豌豆(yyR_)杂交,分析其子代性状,黄色∶绿色=1∶1,圆粒∶皱粒=3∶1,可推知亲本黄色圆粒豌豆基因型应为YyRr,绿色圆粒豌豆基因型为yyRr。子代重组类型为黄色皱粒和绿色皱粒,黄色皱粒(Yyrr)占1/2×1/4=1/8,绿色皱粒(yyrr)占1/2×1/4=1/8,两者之和为1/4。自交能产生性状分离的是杂合子,子代中纯合子有yyRR和yyrr,其中yyRR占1/2×1/4=1/8,yyrr占1/2×1/4=1/8,两者之和为1/4,则子代中杂合子占1-1/4=3/4。子代黄色圆粒豌豆基因型为1/3YyRR和2/3YyRr,绿色皱粒豌豆基因型为yyrr,两者杂交所得后代应为黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒=2∶2∶1∶1。
3.B [解析] 自由组合定律研究的是位于非同源染色体上的非等位基因的遗传规律,故选②×④或③×④。
4.B [解析] 据图分析可知,要验证D、d的遗传遵循基因的分离定律,应该先将甲(DD)与乙(dd)杂交获得子一代(Dd),再将子一代与乙测交或将子一代自交,A错误;甲自交、乙自交或甲和乙杂交都可以验证A、a的遗传遵循基因的分离定律,B正确;据图分析可知,甲的基因组成中,A、a与B、b两对等位基因位于同一对同源染色体上,不能验证A、a与B、b的遗传遵循基因的自由组合定律,C错误;甲、乙杂交,可以验证A、a的遗传遵循基因的分离定律,
但是不能验证D、d的遗传遵循基因的分离定律,也不能验证A、a与D、d的遗传遵循基因的自由组合定律,D错误。
5.A [解析] 从F1的测交结果可以推测出F1能产生四种比例相等的配子,分别是ABD、ABd、abD、abd,基因A、B始终在一起,基因a、b始终在一起,说明基因A、B在一条染色体上,基因a、b在一条染色体上,基因D和d在另外一对同源染色体上。
6.不合理 该方案只能确定A、a和B、b分别位于两对同源染色体上,B、b和D、d分别位于两对同源染色体上,但不能确定A、a和D、d的位置关系
[解析] 甲×乙,即aaBBDD×AAbbDD→F1:AaBbDD,AaBbDD自交后出现四种表现型,且比例为9∶3∶3∶1,可说明A、a和B、b基因的遗传符合自由组合定律,A、a 和B、b基因在两对同源染色体上;同理可说明B、b和D、d基因的遗传符合自由组合定律,B、b和D、d基因在两对同源染色体上,综上可知,A、a和D、d基因的位置关系并不可知。
考点二
【对点训练】
1.C [解析] 两亲本均为黄花,后代出现了白花,说明黄花为显性性状;亲本圆形叶植株和椭圆形叶植株杂交后代的表现型及比例为圆形叶∶椭圆形叶=1∶1,故叶形中的显性性状不能确定,A正确;两对基因独立遗传,因此,两对基因的遗传遵循基因自由组合定律,B正确;只考虑花色这一对相对性状,F1黄花植株中纯合子与杂合子之比为1∶2,C错误;F1中与叶形有关的基因型只有杂合子和隐性纯合子,无显性纯合子,D正确。
2.A [解析] 假设控制三对性状的基因分别用A、a,B、b,C、c表示,亲本为AABBcc与aabbCC,F1为AaBbCc,F2中A_∶aa=3∶1,B_∶bb=3∶1,C_∶cc=3∶1,所以F2中红果、多室、长蔓所占的比例是3/4×1/4×3/4=9/64;在F2的每对相对性状中,显性性状中的纯合子占1/3,故红果、多室、长蔓中纯合子的比例是1/3×1/3=1/9。
3.C [解析] F1自交后代的表现型及比例为黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒=9∶3∶15∶5,其中圆粒∶皱粒=3∶1,这说明F1中控制籽粒形状的基因组成为Rr,故亲本中控制籽粒形状的基因组成为RR、rr,据此排除B、D项。A项中亲本杂交产生的F1自交,后代4种表现型比例为9∶3∶3∶1,A项被排除。
4.(1)AAddgg、aaDDGg
(2)1/4 AADd×aaDd、AADd×AaDd
[解析] (1)黄色甜味糯性(A_ddgg)的玉米与白色非甜味非糯性(aaD_G_)的玉米杂交,F1表现型均为黄色非甜味,而糯性与非糯性同时出现,由此可知亲代基因型为AAddgg、aaDDGg。(2)仅考虑果皮颜色和口感(糯性与非糯性),F1中的两种表现型的个体,基因型分别为AaGg、Aagg,其杂交子代中,与前者表现型相同的个体占3/4×1/2=3/8,与后者表现型相同的个体也占3/8,所以所得后代中表现型不同于F1的个体约占1-3/8-3/8=1/4。若仅考虑果皮颜色和味道,现有两种基因型不同的个体杂交,其后代的表现型及比例为黄色非甜味∶黄色甜味=3∶1,两种性状分别分析,果皮的颜色:子代均为黄色,推知亲代基因型组合可能有AA ×aa、AA×Aa、AA×AA ;味道:子代的性状分离比为非甜∶甜=3∶1,可推知亲代基因型组合为Dd×Dd ,又因为亲本为基因型不同的个体,所以杂交组合有AADd×aaDd、AADd×AaDd。
【五年真题】
1.D [解析] 本题考查对孟德尔遗传定律的理解。融合遗传是指遗传过程中,父本和母本的遗传物质融合在一起,不能分开的遗传类型。孟德尔分离定律认为控制一对相对性状的两个遗传因子是彼此独立的,在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子,所以孟德尔定律不支持融合遗传的观点,A项错误。孟德尔遗传定律发生在进行有性生殖的生物减数分裂产生配子时,B项错误。AaBbCcDd个体自交后代会出现34种基因型,C项错误。AaBbCc个体测交,即与aabbcc个体交配,后代基因型有23=8种,D项正确。
2.(1)有毛 黄肉
(2)DDff、ddFf、ddFF
(3)无毛黄肉∶无毛白肉=3∶1
(4)有毛黄肉∶有毛白肉∶无毛黄肉∶无毛白肉=9∶3∶3∶1
(5)ddFF、ddFf
[解析] (1)由实验1可知,有毛对无毛为显性;由实验3可知,有毛对无毛、黄肉对白肉为显性。(2)由实验3可知,有毛白肉A的基因型为DDff,无毛黄肉C的基因型为ddFF,由实验1或2可知,无毛黄肉B的基因型为ddFf。(3)基因型为ddFf的无毛黄肉植株自交,后代中只出现两种表现型:3/4ddF_(无毛黄肉)、1/4ddff(无毛白肉)。(4)基因型为DDff与ddFF的个体杂交,F1的基因型为DdFf,F1自交,F2中出现D_F_(有毛黄肉)、D_ff(有毛白肉)、ddF_(无毛黄肉)、ddff(无毛白肉),它们之间的比例为9∶3∶3∶1。(5)ddFf×ddFF→1/2ddFf、1/2ddFF。
3.(1)不能 无眼 只有当无眼为显性时,子代雌雄个体中才都会出现有眼与无眼性状的分离
(2)杂交组合:无眼×无眼
预期结果:若子代中无眼∶有眼=3∶1,则无眼为显性性状;若子代全部为无眼,则无眼为隐性性状。
(3)8 隐性
[解析] (1)一只无眼雌果蝇与一只有眼雄果蝇杂交,其后代一半有眼一半无眼,且在雌雄个体中有眼与无眼的比例相等。无论控制该对相对性状的基因是位于X染色体还是常染色体上,都会出现这种结果。故不能确定控制有眼/无眼性状的基因是在常染色体还是在X染色体上。若控制有眼/无眼性状的基因(用D、d表示)位于X染色体上,可以推知无眼是显性性状。假设无眼为隐性性状,则亲本雌果蝇的基因型为XdXd,亲本雄果蝇的基因型为XDY,那么,后代雌果蝇应全为有眼,雄果蝇应全为无眼,与实验结果不相符合,若无眼为显性性状,则与实验结果相符。
(2)若控制有眼/无眼性状的基因(用D、d表示)位于常染色体上,为判断无眼性状的显隐性,可以取F1无眼雌雄果蝇进行自由交配,观察并统计后代的表现型及比例。若无眼为显性,则后代果蝇中无眼∶有眼=3∶1;若无眼为隐性,则后代果蝇均表现为无眼。
(3)根据题干信息,控制长翅/残翅性状的基因(B、b)位于2号染色体上,控制灰体/黑檀体性状的基因(A、a)位于3号染色体上,控制有眼/无眼性状的基因(D、d)位于4号染色体上,三对等位基因分别位于三对同源染色体上,其遗传遵循基因的自由组合定律。由题意可知,F1的基因型为AaBbDd,F1个体间相互交配后,F2有2×2×2=8(种)
表现型。根据表格中数据比例可知,灰体对黑檀体为显性,长翅对残翅为显性,则可推知,F2中黑檀体占1/4,长翅占3/4,当F2中黑檀体长翅无眼所占比例为3/64时,F2中无眼占1/4。故可知无眼为隐性性状。
【2020预测】
1.A [解析] 分析题图可知,甲、乙两图中,两对等位基因分别位于两对同源染色体上,因此在遗传过程中遵循自由组合定律,丙、丁两图中,Y(y)与D(d)位于一对同源染色体上,两对等位基因不遵循自由组合定律。基因分离定律的实质是位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分开而分离,甲、乙、丙、丁都可以作为验证基因分离定律的材料,A正确。丁的基因型是DdYyrr,Y(y)与D(d)位于一对同源染色体上,如果发生交叉互换,则丁个体自交后代最多会出现4种表现型,B错误。图丙中两对等位基因Y(y)与R(r)分别位于两对同源染色体上,减数分裂可以揭示基因的自由组合定律的实质;图丁中Y(y)与D(d)位于一对同源染色体上,减数分裂不能揭示基因的自由组合定律的实质,C错误。假说—演绎法的验证阶段是测交实验,不是自交实验,D错误。
2.(1)性状分离 F1腋生豌豆为杂合子,减数分裂时等位基因随同源染色体的分开而分离,形成基因组成为A、a的雌、雄配子
(2)①实验思路:将甲与乙杂交,产生F1,让F1与丙测交。统计测交后代的表现型及比例。②预期实验结果及结论:若测交后代的表现型及比例为腋生绿色︰腋生黄色︰顶生绿色︰顶生黄色=1︰1︰1︰1,则A、a与B、b这两对等位基因分别位于两对同源染色体上;反之,A、a与B、b这两对等位基因不是分别位于两对同源染色体上。
[解析] (1)腋生豌豆自交,后代既有腋生豌豆,又有顶生豌豆,这种现象在遗传学上称为性状分离。亲本中甲为AA,乙为aa,则F1为Aa,F1在自交时,A与a发生分离,从而使F2中出现性状分离。(2)①用测交实验来进行检验,首先需要得到双杂合个体,即AaBb,因此需要将甲与乙杂交,产生F1(AaBb),让F1(AaBb)与丙(aabb)测交。统计测交后代的表现型及比例。
第2课时 自由组合定律的遗传特例完全解读
【典题示导】
1.B [解析] 根据题意可假设灰色为A_B_,黄色为A_bb,黑色为aaB_,米色为aabb,所以灰色为双显性状,米色为双隐性状,黄色、黑色为单显性状,A 错误;F1 为双杂合子(AaBb),与黄色亲本(按假设为AAbb)杂交,后代有两种表现型,B 正确;F2 出现性状分离,灰色大鼠中有1/9 的为纯合子(AABB),其余为杂合子,C 错误;F2 的黑色大鼠中纯合子(aaBB)所占比例为1/3,与米色(aabb)杂交不会产生米色大鼠,杂合子(aaBb)所占比例为2/3,与米色大鼠(aabb)交配,产生米色大鼠的概率为2/3×1/2=1/3,D 错误。
2.A [解析] 纯合的野鼠色小鼠与棕色小鼠杂交,F1全部表现为野鼠色。F1个体间相互交配,F2表现型及比例为野鼠色∶黄色∶黑色∶棕色=9∶3∶3∶1,可知野鼠色是双显性基因控制的,棕色是隐性基因控制的,黄色、黑色分别是单显基因控制的,所以推测最合理的代谢途径如A项所示。
3.B [解析] 基因型为AaBb的个体自交,正常情况下符合自由组合定律,子代性状分离比为9∶3∶3∶1,或理解为(3∶1)(3∶1)。若子代出现6∶2∶3∶1的性状分离比,即(2∶1)(3∶1),其中有一对基因显性纯合致死,可能为AA,也可能为BB,故A正确。若子代出现4∶2∶2∶1的性状分离比,即(2∶1)(2∶1),可推知,两对显性基因均纯合致死,故B错误。若子代出现3∶1的性状分离比,即(3∶1)(3∶0),可推知,有一对隐性基因纯合致死,aa或
bb,故C正确。若子代出现9∶7的性状分离比,即9∶(3+3+1),可推知,子代只有A与B同时存在时表现为一种性状,否则为另一种性状,所以关于两对性状的杂合子中:AABb、AaBB、AaBb自交会出现性状分离,而其他杂合子aaBb、Aabb 自交不会发生性状分离,故D正确。
4.B [解析] 设高茎与矮茎、红花与白花分别受一对等位基因A和a、B和b控制。一高茎红花亲本自交后代出现4种类型,则该亲本的基因型为AaBb,又因自交后代的性状分离比为5∶3∶3∶1,说明控制这两对相对性状的两对等位基因位于两对同源染色体上,其遗传遵循基因的自由组合定律,A正确;理论上该高茎红花亲本自交后代性状分离比为9∶3∶3∶1,而实际上却为5∶3∶3∶1,若将5∶3∶3∶1拆开来分析,则有高茎∶矮茎=2∶1,红花∶白花=2∶1,说明在后代中不存在AA和BB个体,进而推知出现5∶3∶3∶1的原因可能是基因组成为AB的雌配子或雄配子致死,B错误,C正确;综上分析可推知,在自交后代中,高茎红花的基因型为AABb、AaBB、AaBb,均为杂合子,D正确。
5.C [解析] 此题宜使用代入法解答。当控制植株株高的基因为3对时,AABBCC株高为7米,aabbcc株高为5米,AaBbCc株高为6米,AaBbCc自交后代中AABBCC和aabbcc的概率都是1/64,C正确。
6.D [解析] 根据题中信息可知每增加1个显性基因,果实重量增加15克。甲产生的配子为Abc,F1的果实重135克时表示含1个显性基因,则乙产生的配子中存在不含显性基因的情况,即abc,排除A、B项;F1的果实重165克时表示含3个显性基因,则乙产生的配子中最多含2个显性基因,又排除C项,故答案为D。
7.A [解析] 根据题意分析可知,F2中小鼠的体色及比例为黑∶灰∶白=9∶6∶1,是“9∶3∶3∶1”的变式,这说明小鼠的体色受两对等位基因的控制(相应的基因用A和a、B和b表示),且这两对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律。黑色鼠的基因型为A_B_,灰色鼠的基因型为A_bb和aaB_,白色鼠的基因型为aabb,A正确;若F1黑鼠AaBb与白鼠aabb杂交,后代基因型为AaBb、Aabb、aaBb、aabb,所以表现型为1黑∶2灰∶1白,B错误;F2灰鼠的基因型有AAbb、Aabb、aaBB、aaBb,比例为1∶2∶1∶2,所以,能稳定遗传的个体占1/3,C错误;F2黑鼠有四种基因型,分别是AABB、AABb、AaBB、AaBb,D错误。
8.D [解析] 由题干可知,黑色基因型为C_R_,棕色基因型为C_rr,白色基因型为ccR_和ccrr,将黑色纯种(CCRR)和白色纯种(ccrr或ccRR)小鼠进行杂交得到F1,当白色纯种为ccrr时,F1的基因型为CcRr,F1雌、雄个体交配,则F2的表现型及比例为黑色(9C_R_)∶棕色(3C_rr)∶白色(3ccR_和1ccrr)=9∶3∶4。当白色纯种为ccRR时,F1的基因型为CcRR,F1雌、雄个体交配,则F2的表现型及比例为黑(C_RR)∶白(ccRR)=3∶1,综合分析,D正确。
9.B [解析] 位于不同对同源染色体上说明遵循基因的自由组合定律,F1(AaBb)测交,按照正常的自由组合定律表现型比例为1∶1∶1∶1,而现在是1∶3,那么F1自交后原本的9∶3∶3∶1有可能是9∶7、13∶3或15∶1,故A、C、D正确。
10.D [解析] 根据题意可知,植物红花和白花的相对性状同时受多对等位基因控制时,组二和组五的F1至少含四对等位基因,当该对性状受四对等位基因控制时,组二和组五的F1的基因型都可为AaBbCcDd,当该对性状受五对等位基因控制时组五F1基因型可能是AaBbCcDdEE,A、B、C正确;组二和组五的F1自交,F2的分离比为红色∶白色=81∶175,即红花占81/(81+175)=(3/4)4,则可推测这对相对性状至少受四对等位基因控制,且四对基因分别位于四对同源染色体上,遵循自由组合定律,D错误。
【五年真题】
1.D [解析] 由F2中毛色表现型出现了黄∶褐∶黑=52∶3∶9的数量比,可知F2中A_B_dd占9/64,A_bbdd占3/64,由此推知F1有A、a、B、b基因,再由F1均为黄色推知F1存在D、d基因,因此杂交亲本的组合是AAbbDD×aaBBdd,或AABBDD×aabbdd,D项正确。
2.D [解析] 本题考查基因的自由组合定律及其应用。纯合红花植株与纯合白花植株进行杂交,F1全部表现为红花,说明红花为显性,用纯合白花植株的花粉给F1红花植株授粉,即红花测交,后代中红花∶白花约为1∶3,说明红花和白花这对相对性状由两对互不影响的等位基因(假设分别用A、a和B、b表示)控制,且只有双显性个体才表现为红花。F1的基因型为AaBb,F2中红花植株的基因型有4种,即AABB、AaBB、AABb、AaBb,F2中白花植株的基因型有5种,即aaBB、aaBb、AAbb、Aabb和aabb,故A、B、C项错误,D项正确。
3.(1)黄体(或黄色) aaBB
(2)红眼黑体 aabb
(3)全部为红眼黄体
[解析] (1)分析题意可知,现以红眼黄体鳟鱼和黑眼黑体鳟鱼为亲本进行杂交,正交和反交的结果相同,说明控制这两对性状的基因均位于常染色体上;由于F1均为黑眼黄体,因此在体表颜色性状中黄体为显性性状;亲本中的红眼黄体鳟鱼的基因型为aaBB。
(2)分析题意可知,这两对等位基因的遗传符合自由组合定律,因此理论上F2的表现型比例为9∶3∶3∶1;因此还应该出现红眼黑体(aabb)性状的个体;但实际并未出现,其可能的原因是基因型为aabb的个体本该表现红眼黑体,却表现为黑眼黑体。
(3)分析题意可知,当(2)中的假设成立时,用亲本中红眼黄体(aaBB)与F2中的黑眼黑体(A_bb、aabb)杂交,就可能出现有一个杂交组合(aaBB×aabb)的后代全部为红眼黄体(aaBb)。
【2020预测】
1.D [解析] 由题意“G或D纯合时有致死效应”可知,不可能找到黏胶眼的纯合品系(GG)和展翅的纯合品系(DD),A错误;分别寻找黏胶眼的杂合品系(Ggdd)和展翅的杂合品系(ggDd)并独立繁殖保留,可以保留这两种品系,但是在繁殖过程中会发生性状分离,并且会出现显性纯合致死个体,B错误;选择既非黏胶眼又非展翅的隐性纯合品系(ggdd),与黏胶眼杂合品系(Ggdd)和展翅杂合品系(ggDd)分别杂交并保留,可以达到保留目标品系的效果,但是后代会出现隐性纯合个体,C错误;寻找既为黏胶眼又为展翅且两个显性基因不在同一条Ⅲ号染色体上的品系,该品系个体的基因型为GgDd,产生的配子类型为Gd、gD,让它们相互杂交,子代存活下来的个体的基因型均为GgDd,表现型均为黏胶眼展翅,最适合长期保留,D正确。
2.(1)套袋→人工授粉
(2)独立遗传,F2植株的表现型说明高茎∶矮茎=3∶1,紫花∶白花=15∶1,只有三对等位基因分别位于三对同源染色体上(或三对等位基因独立遗传),F2植株才会出现高茎紫花∶矮茎紫花∶高茎白花∶矮茎白花=45∶15∶3∶1的情况
(3)16
(4)让矮茎紫花植株分别自交,其子代不发生性状分离的植株即为能稳定遗传的矮茎紫花植株
[解析] (1)杂交实验的操作流程为雌株去雄→套袋→人工授粉→套袋。(2)根据题干中的杂交实验及结果分析可知,F2中高茎紫花∶矮茎紫花∶高茎白花∶矮茎白花=45∶15∶3∶1,
则高茎∶矮茎=3∶1,紫花∶白花=15∶1(是9∶3∶3∶1的变形),说明花色是由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制的,且这两对等位基因与控制茎高度的基因分别位于三对同源染色体上,即三对等位基因独立遗传。(3)可将两对相对性状分开考虑。若只考虑茎的高度,F1为杂合子(设为Aa),则F2中的高茎植株的基因型有AA和Aa 2种;若只考虑花色,F1为双杂合子(设为BbCc),则F2中的紫花植株的基因型有9-1=8(种)(F2中只有基因型为bbcc的植株表现为白花);两对相对性状综合考虑,理论上,F2中的高茎紫花植株的基因型共有2×8=16(种)。(4)欲从F2的矮茎紫花植株中获得能稳定遗传的个体,最简单的方法就是自交,即让矮茎紫花植株分别自交,其子代不发生性状分离的植株即为能稳定遗传的矮茎紫花植株。
拓展微课 数学方法在遗传规律解题中的运用
【专题讲解·破难点】
例1 CcRr
[解析] 子代红花占3/8,即子代基因型C_R_比例为3/8,由于另一亲本基因型为ccRr,可分解成×,依据×中的可知亲本为Cc×cc,依据×中的可知亲本为Rr×Rr,综合考虑,亲本的红花香豌豆基因型是CcRr。
例2 C [解析] 子代表现型有直毛黑色、卷毛黑色、直毛白色和卷毛白色,并且它们之间的比例为3∶3∶1∶1,先单独统计毛形可知直毛∶卷毛=1∶1,推理出亲代基因型为Bb×bb;再单独统计毛色可知黑毛∶白毛=3∶1,推理出亲代基因型为Cc×Cc;综合考虑“个体X”的基因型是bbCc。
例3 B [解析] 基因型为WwYy的个体自交,子代有9W_Y_、3W_yy、3wwY_、1wwyy,再根据黄皮基因(Y)对绿皮基因(y)为显性,但在另一白色显性基因(W)存在时,基因Y和y都不能表达,合并同类项9W_Y_和3W_yy为12,则子代表现型种类及比例为3种,12∶3∶1。
例4 16 16 65
例5 B [解析] 分析题意可知,在F2植株开花前,拔掉所有的有芒植株,这一处理对F2抗病与感病的比例没有影响,因此该题实际上是一个分离定律的问题,F1抗病杂合子连续自交两次得F3植株,F3植株中感病植株占1/2×[1-(1/2)2]=3/8。
例6 WwYy和wwYy
[解析] 首先根据亲代表现型可初步确定亲本的基因型为W___×wwY_,由子代白果皮∶黄果皮∶绿果皮=4∶3∶1,可知子代组合数为(4+3+1)=8(种),这要求一个亲本产生4种配子,另一个亲本产生2种配子,所以亲本的基因型为WwYy和wwYy。
例7 B [解析] 根据二项式定理,1对等位基因杂合、6对等位基因纯合的个体出现的概率为(1/2)1(1/2)6=7/128,A错误。5对等位基因杂合、2对等位基因纯合的个体出现的概率为(1/2)2(1/2)5=21/128,C错误。7对等位基因纯合的个体与7对等位基因杂合的个体出现的概率相等,均为1/128,D错误。
例8 亲本的基因型为AABBCCDD和aabbccdd,子一代的基因型为AaBbCcDd
[解析] F2中红花个体(A_B_……)占全部个体的比例为81/(81+175)=81/256=(3/4)4,由此可知,红花和白花由4对等位基因控制,F1红花的基因型为AaBbCcDd,进而推知亲本的基因型为AABBCCDD和aabbccdd。
例9 AACCdd和AaccDD 或AaCCdd和AAccDD
[解析] 根据亲本的表现型和F1全部为紫色(A_C_D_),可推知亲代两株古铜色玉米的基因型为A_CCdd和A_ccDD;假设F1全部为AaCcDd,则F2中紫色占27/64;假设F1全部为AACcDd,则F2中紫色占9/16;两种假设与F2中紫色占63/128都不符,因此可推知F1紫色的基因型不是一种,而有两种,进一步可推知亲代关于A、a基因的基因组成中有一对纯合、一对杂合。综上所述,这两株古铜色玉米的基因型为AACCdd和AaccDD 或AaCCdd和AAccDD。
【跟踪训练·当堂清】
1.D [解析] 杂交后代中白粒所占比例为1/64,即1/4×1/4×1/4×1或1/4×1/4×1/2×1/2,A、B、C项均不符合题意。亲本杂交组合为AaBbccdd×aaBbCcDd时,后代出现白粒的比例为1/2×1/4×1/2×1/2=1/32,D项符合题意。
2.C [解析] 由甲组的杂交结果可推知:高产为显性性状,低产为隐性性状,A正确;控制高产和低产的基因为不同的有遗传效应的DNA片段,因此二者的碱基排列顺序不同,B正确;假设高产由基因M控制,低产由基因m控制,甲组的杂交子代高产∶低产=7∶1,即杂交子代低产的比例是1/8,说明亲本高产植株产生m配子的比例是1/8,进而推知甲组高产亲本中杂合个体的比例是1/4,C错误;甲组高产亲本中,只有杂合个体(Mm)自交才能产生低产子代(mm)个体,因为甲组高产亲本中Mm的比例是1/4,所以自交产生的低产子代个体的比例为1/4×1/4=1/16,D正确。
3.C [解析] 亲代杂交,子代中高茎∶矮茎=3∶1,则双亲基因型为Tt×Tt;腋生花∶顶生花=1∶1,则双亲基因型为Aa×aa,故双亲的基因型为TtAa×Ttaa。茎的高矮与花的位置是两对相对性状。F1中两对基因均为纯合子的概率为1/2×1/2=1/4,两对性状均为隐性的概率为1/4×1/2=1/8。F1中高茎腋生花的基因型可能为TTAa或TtAa。
第16讲 伴性遗传和人类遗传病
考点一
【知识梳理】
1.①类比推理 ②基因在染色体上 ③平行 ④成对 ⑤成单 ⑥父方 ⑦母方 ⑧非等位基因
2.(1)红眼 白眼 红眼 分离 性别
(2)X Y (3)1∶1∶1∶1 (4)X
(5)假说—演绎法
3.很多 线性
正误辨析
(1)√ (2)√ (3)√ (4)√ (5)×
[解析] (5)性染色体上的基因并不都与性别决定有关,如人类红绿色盲基因在X染色体上。
教材拓展
假说—演绎法、类比推理法、假说—演绎法。
【对点训练】
1.C [解析] 基因与染色体行为的平行关系表现在:基因、染色体在杂交过程中都保持完整性、独立性;基因、染色体在体细胞中都成对存在,在配子中都成单存在;成对的基因和同源染色体都是一个来自母方,一个来自父方;非等位基因在形成配子时自由组合,非同源染色体在减数第一次分裂后期也是自由组合的,故选C项。
2.D [解析] 体细胞中基因和染色体都保持独立性和完整性,A项正确。受精卵是精子和卵细胞结合形成的,所以受精卵中成对的等位基因或同源染色体一半来自母方,另一半来自父方,B项正确。减数第一次分裂后期成对的等位基因或同源染色体彼此分离,之后分别进入不同配子中,C项正确。非同源染色体上的非等位基因自由组合发生在减数第一次分裂后期,而不是在受精时,D项错误。
3.B [解析] 萨顿通过类比推理法提出了“基因在染色体上”的假说,A正确;孟德尔采用假说—演绎法发现了分离定律和自由组合定律,但其实质是由现代科学进行解释的,B错误;摩尔根采用假说—演绎法证明了控制果蝇眼色的基因位于X染色体上,C正确;一条染色体上有许多基因,基因在染色体上呈线性排列,D正确。
4.D [解析] 根据题干信息分析,一只红眼雌蝇与一只红眼雄蝇(XRY)交配,F1的果蝇中约有1/4为白眼,说明母本携带了白眼基因,基因型为XRXr,A正确;根据亲本基因型可知,后代白眼是雄性的,B正确;白眼雌果蝇的基因型为XrXr,所以其子代中雄性个体均为白眼XrY,C正确;果蝇决定红白眼性状的基因与性别的决定无关,D错误。
考点二
【知识梳理】
1.①女儿 儿子 ②既可传给女儿,又可传给儿子 ③X1
2.(1)性染色体 性别
(2)①母亲 父亲 ②母亲 交叉遗传 ③隔代遗传
(3)①—c—Ⅲ ②—a—Ⅱ ③—b—Ⅰ
3.(2)女孩 男孩
(3)①ZW ZZ ②Z ③非芦花 芦花
正误辨析
(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)×
[解析] (1)孟德尔定律的适用范围是细胞核中染色体上的基因,性染色体上的基因在遗传中也遵循孟德尔分离定律。由于性染色体决定性别,所以其上的基因决定的性状总是和性别相关联,表现为伴性遗传。
(3)含X染色体的配子可能是雌配子,也可能是雄配子。
(4)一对等位基因(A、a)只位于X染色体上,其遗传也遵循基因的分离定律。
(5)“无中生有”为隐性,若该致病基因在X染色体上且女儿患病,则父亲也患病,与题意矛盾,因此该致病基因在常染色体上。
(6)若亲本为XbXb和XbYB,则子代雄性个体为显性,雌性个体为隐性,性状表现与性别相关联。
教材拓展
1.X 显性 雄
2.红眼雄果蝇和白眼雌果蝇
【对点训练】
1.C [解析] 设相关基因用B、b表示,由题意可知,该对夫妻的基因型为XBY和XBXb,他们所生的儿子基因型为XBY、XbY,患红绿色盲的概率为1/2;他们所生的女儿基因型为XBXB、XBXb,全部表现正常,C正确。
2.B [解析] Ⅰ片段为X染色体上的非同源区,Ⅰ片段上某隐性基因控制的遗传病,女性患病率低于男性,A正确;Ⅱ片段为X和Y染色体的同源区,Ⅱ片段上某隐性基因(假设致病基因为b)控制的遗传病,其遗传与性别相关,如双亲的基因型分别为XBXb与XBYb时,子代女性均正常,男性患病率为1/2,B错误;Ⅲ片段为Y染色体上的非同源区,其上某基因(M)控制的遗传病,患者的女儿全正常,儿子全患病,C正确;正常情况下,男性的X染色体来自母亲,遗传给女儿,因此Ⅰ片段上某显性基因控制的遗传病,男性患者的母亲和女儿一定患该病,D正确。
3.D [解析] 由题意知,家鼠的毛色与位于两对同源染色体上的两对等位基因A、a和B、b有关,当A、B同时存在时表现为黑色,其余情况下均为白色,且基因B、b只位于X染色体上。一只纯合白色雌鼠与一只纯合白色雄鼠交配,F1全为黑色,说明亲本纯合白色雌鼠的基因型为aaXBXB,亲本纯合白色雄鼠的基因型为AAXbY,故亲代雌、雄鼠产生的配子含有的基因不同,A错误;由上述分析可知,F1中黑色雌鼠的基因型为AaXBXb,产生含XB配子的概率为1/2,F1中黑色雄鼠的基因型为AaXBY,产生含XB配子的概率也是1/2,B错误;F1中黑色雌、雄鼠交配,F2雄鼠中黑色纯合个体占1/4×1/2=1/8,C错误;F1中黑色雌、雄鼠交配,F2雄鼠中黑色个体占3/4×1/2=3/8,故F2雄鼠中白色个体占1-3/8=5/8,D正确。
4.D [解析] 雌蝇和雄蝇中灰身和黑身的性状分离比均约为3∶1,雌蝇全为直毛,雄蝇中直毛和分叉毛的性状分离比约为1∶1,因而可确定控制灰身与黑身的基因位于常染色体上,控制直毛与分叉毛的基因位于X染色体上,两组亲代果蝇的基因型分别为BbXFXf、BbXFY,其表现型均为灰身直毛,子代表现型为黑身直毛的雌蝇中纯合体约占1/2,数目约为13只,A正确,B正确,C正确;在雌性果蝇中,F基因在其同源染色体上存在等位基因,而在雄性果蝇中不存在,D错误。
考点三
【对点训练】
1.C [解析] 红绿色盲是伴X染色体隐性遗传病,母病子必病,女儿患病父亲必病,故Ⅱ、Ⅴ家系都不符合,Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ都符合红绿色盲的遗传,A正确;若图中患者患同一种遗传病,由Ⅱ家系的女儿患病,父母都正常判断该病为常染色体隐性遗传病,B正确;软骨发育不全是显性遗传病,与家系Ⅱ的遗传系谱图不符,C错误;家系Ⅰ中父母表现正常,而儿子患病,且①携带致病基因,故该病为常染色体隐性遗传病,假设父母的基因型皆为Aa,则他们再生一个患病女儿的概率为1/4×1/2=1/8,D正确。
2.(1)
(2)1/8 1/4
(3)0.01 1.98%
[解析] (2)假设血友病基因用Xb表示,大女儿所生的患血友病的男孩(Ⅲ1)的基因型为XbY,Xb基因来自大女儿(Ⅱ2),则大女儿(Ⅱ2)的基因型为XBXb,父母(Ⅰ1、Ⅰ2)
的基因型分别为XBY、XBXb,小女儿(Ⅱ3)的基因型有1/2的可能性为XBXb,其与基因型为XBY的正常男性(Ⅱ4)婚配,生出基因型为XbY的患血友病男孩的概率为1/2×1/4=1/8。假如这两个女儿基因型相同,小女儿的基因型是XBXb,生出基因型为XBXb的血友病基因携带者女孩的概率为1/4。
(3)假设男性群体中血友病患者(XbY)的比例为1%,由于男性只有一条X染色体,则该男性群体中血友病致病基因频率与基因型频率相同,为0.01。由于男性群体和女性群体的该致病基因频率相等,在女性群体中血友病致病基因Xb的频率也为0.01,正常基因XB的频率为0.99,因此,女性中携带者的比例为2×0.99×0.01×100%=1.98%。
3.C [解析] 系谱图显示,6号和7号正常,其儿子9号患病,据此可判断该遗传病是隐性遗传病,又因7号不携带该病的致病基因,可进一步推知:该遗传病是伴X染色体隐性遗传病。2号的基因型为XAY,不携带致病基因,6号的基因型为XAXa,肯定携带致病基因,A错误;5号的基因型为XaY,B错误;因5号患病,所以1号和2号的基因型依次为XAXa、XAY,进而推知4号的基因型为1/2XAXA或1/2XAXa,3号和4号生育患该遗传病孩子的概率为1/2×1/4(XaY)=1/8(XaY),C正确;6号和7号的基因型依次为XAXa、XAY,再生一个男孩的基因型及其比例为XAY∶XaY=1∶1,该男孩正常(XAY)的概率为1/2,D错误。
4.C [解析] 分析遗传系谱图:Ⅱ1和Ⅱ2表现型正常,其儿子Ⅲ2患甲病,故甲病为隐性遗传病,又已知Ⅰ1患甲病,Ⅱ3正常,则甲病不可能为伴X染色体隐性遗传病,因此甲病只能为常染色体隐性遗传病,A错误;Ⅲ2的甲病致病基因来自于Ⅱ1和Ⅱ2,其中Ⅱ2携带的甲病致病基因来自于Ⅰ1,B错误;Ⅲ3和Ⅲ4不患病,儿子患乙病,故乙病为隐性遗传病,又由于“Ⅲ4个体不携带任何致病基因”,因此乙病为伴X染色体隐性遗传病。图中Ⅳ4完全正常,不可能携带乙病致病基因,因此Ⅳ4同时携带两种致病基因的概率为0,C正确;Ⅲ3携带甲病致病基因的概率为2/3,且肯定携带乙病致病基因,而Ⅲ4个体不携带任何致病基因,因此它们再生一个患病男孩的概率为1/4,D错误。
考点四
【知识梳理】
1.遗传物质 单基因遗传病 多基因遗传病 染色体异常
2.致病基因 隔代 母亲和女儿 多于 隔代 少于 男性 家族聚集 相等
3.(1)遗传咨询 产前诊断
(2)①家庭病史 ②传递方式 ③再发风险率 ④产前诊断
(3)①基因诊断 ②先天性
(4)产生和发展
4.(1)DNA序列 遗传信息
(2)24(22常+X、Y) 12
正误辨析
(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)√
[解析] (1)21三体综合征一般是多了一条21号染色体造成的。
(3)单基因遗传病是受一对等位基因控制的遗传病。
(4)调查人群中红绿色盲的发病率应在人群中随机抽样调查,且样本要足够大。
(5)多基因遗传病容易受环境因素影响,因此调查人类遗传病时,常选择单基因遗传病进行调查。
教材拓展
1.不一定。染色体结构或数目异常也会导致遗传病发生。
2.父亲或母亲在减数分裂时,21号染色体未正常分离。
【对点训练】
1.D [解析] 遗传病可由基因突变、染色体结构变异或染色体数目变异等引起,A项错误。先天性疾病若由遗传因素引起则一定是遗传病,若由环境因素或母体的条件变化引起则不是遗传病,如病毒感染或服药不当;家族性疾病中有的是遗传病,有的不是遗传病,如营养缺乏引起的疾病,B项错误。杂合子筛查对预防隐性遗传病有重要意义,但不能预防染色体异常遗传病, C项错误。确定遗传病类型可以帮助估算遗传病发生风险, D项正确。
2.A [解析] 根据题干信息分析,张三患某种遗传病,其父母、儿子、儿媳不患该病,其孙子患该病,具有“无中生有”的特点,说明该病是隐性遗传病,A正确;根据张三的家系只能推知其家系中的发病情况,无法推知该病在当地人群中的发病概率,B错误;根据张三的家系只能判断该病是隐性遗传病,无法判断该致病基因的突变频率,C错误;根据张三的家系可以确定该病是隐性遗传病,但是无法判断环境对该病的影响情况,D错误。
3.A [解析] 依题意,红绿色盲孩子的基因型为XbYY,表现正常的母亲的基因型为XBXb,色盲的父亲的基因型是XbY,由此可推出该患儿是由母亲产生的含Xb的卵细胞与父亲产生的含YY的精子受精后所形成的受精卵发育而成的,所以该患儿患色盲的病因与母亲有关。两条Y染色体来自于父亲,正常情况下,父亲的精原细胞中只含有一条Y染色体,经减数分裂所形成的精子中也只含有一条Y染色体,若出现两条Y染色体,说明精原细胞在形成精子的减数第二次分裂过程中出现异常,导致着丝点分裂后所形成的两条Y染色体没有正常分离。综上所述,A正确,B、C、D均错误。
4.D [解析] 雄蝇的基因型为AaXBY,该变异细胞的基因组成为AAXBXb,没有Y染色体,表明同源染色体已经分离了,减数第一次分裂已完成,此细胞应为次级精母细胞,A项错误。果蝇的体细胞核DNA分子数为8,此细胞是次级精母细胞,其核DNA分子数也为8,B项错误。该细胞为次级精母细胞,A和a位于同源染色体上,在形成该细胞的过程中,随同源染色体的分开发生分离,C项错误。雄蝇的基因型为AaXBY,不含b基因,因此在形成该细胞的过程中,有节律基因突变为无节律基因,D项正确。
考点五
【对点训练】
1.B [解析] 调查某种遗传病的遗传方式时要在患者家系中调查,A错误,B正确;调查人类遗传病发病率时应该在人群中随机抽样调查,而学校是一个特殊群体,不符合随机抽样的要求,C错误,D错误。
2.C [解析] 调查人群中的遗传病时,最好选取群体中发病率较高的单基因遗传病,A正确;常见的优生措施有禁止近亲结婚、遗传咨询、提倡适龄生育、进行产前检测等,B正确;调查某种遗传病的发病率,应在人群中随机抽样调查,并用统计学方法进行计算,C错误;通过基因诊断可以确定胎儿是否携带致病基因,但不能确定胎儿是否患染色体异常遗传病,D正确。
【五年真题】
1.A [解析] 孕妇妊娠初期感染细菌,不需要对胎儿的细胞进行检查,A项正确。B、C、D项中都与亲代的遗传物质有关,都需要对胎儿的细胞进行检查。
2.D [解析] 由“用一对表现型不同的果蝇进行交配,得到的子一代果蝇中雌∶雄=2∶1,且雌蝇有两种表现型”可知,子一代的表现型与性别相关联,说明具有致死效应的基因位于性染色体上,子一代中雌蝇有两种表现型,说明该基因位于X染色体上。由题意可知,亲本的基因组成为XGXg、XgY,G基因纯合时致死,D项正确。
3.(1)有角∶无角=1∶3 有角∶无角=3∶1
(2)白毛个体全为雄性 白毛个体中雄性∶雌性=1∶1
(3)3 5 7
[解析] (1)多对杂合体公羊与杂合体母羊杂交,子一代基因型的比例为NN∶Nn∶nn=1∶2∶1,公羊中基因型为NN或Nn的个体表现为有角,nn无角;母羊中基因型为NN的个体表现为有角,nn或Nn无角。所以子一代群体中母羊的表现型及其比例为有角∶无角=1∶3;公羊的表现型及其比例为有角∶无角=3∶1。
(2)如果M、m基因位于常染色体上,则纯合黑毛母羊基因型为MM,纯合白毛公羊基因型为mm,子一代的基因型为Mm,子二代的基因型及比例为MM∶Mm∶mm=1∶2∶1,子二代中雄性和雌性中白毛个体的比例都为1/4,所以白毛个体中雄性∶雌性=1∶1。如果M、m基因位于X染色体上,则纯合黑毛母羊基因型为XMXM,纯合白毛公羊基因型为XmY,子一代的基因型为XMXm、XMY,子二代公羊基因型及比例为XMY∶XmY =1∶1,子二代母羊基因型及比例为XMXm∶XMXM=1∶1,所以白毛个体全为雄性。
(3)当一对等位基因(如A/a)位于常染色体上时,基因型有AA、Aa、aa,共3种;当其仅位于X染色体上时,基因型有XAXA、XAXa、XaXa、XAY、XaY,共5种;当其位于X和Y染色体的同源区段时,基因型有XAXA、XAXa、XaXa、XAYA、XaYa、XAYa、XaYA,共7种。
4.(1)ZAZA、ZaW ZAW、ZAZa,雌雄均为正常眼 1/2
(2)杂交组合:豁眼雄禽(ZaZa)×正常眼雌禽(ZAW)
预期结果:子代雌禽为豁眼(ZaW),雄禽为正常眼(ZAZa)
(3)ZaWmm ZaZaMm、ZaZamm
[解析] (1)该家禽的性别决定方式为ZW型,则雄禽性染色体组成为ZZ,雌禽性染色体组成为ZW。用纯合体正常眼雄禽(ZAZA)与豁眼雌禽(ZaW)杂交,F1的基因型和表现型为ZAZa(正常眼雄禽)、ZAW(正常眼雌禽);F2的基因型和表现型为ZAZA(正常眼雄禽)、ZAZa(正常眼雄禽)、ZAW(正常眼雌禽)、ZaW(豁眼雌禽),比例为1∶1∶1∶1,则F2雌禽中豁眼禽所占的比例为1/2。
(2)若杂交组合为豁眼雄禽(ZaZa)×正常眼雌禽(ZAW),则子代雌禽全为豁眼(ZaW),雄禽全为正常眼(ZAZa),可以通过眼睛的类型达到挑选雌性豁眼个体的目的。
(3)两只表现型均为正常眼的亲本交配,其子代中出现豁眼雄禽(ZaZa),则亲本雌禽的基因型为ZaW,表现型应为豁眼,根据题干“m基因纯合时可使部分应表现为豁眼的个体表现为正常眼,而MM和Mm对个体眼的表现型无影响”可知,亲本正常眼雌禽的基因型为ZaWmm,产生子代豁眼雄禽时,卵细胞的基因组成为Zam,所以子代中豁眼雄禽可能的基因型包括ZaZamm、ZaZaMm。
【2020预测】
1.D [解析] 假设果蝇的红眼由B控制,白眼由b控制,以X-表示X染色体片段缺失,则亲本的红眼缺刻翅雌蝇表示为XBX-,白眼雄果蝇表示为XbY,则F1有XBXb(红眼),X-Xb(白眼),XBY(红眼),X-Y(不存在),子代中红眼∶白眼为2∶1,由于X-Y个体不存在,子代中雌性多于雄性,D正确。
2.(1)残翅和小翅
(2)出现长翅性状 不出现长翅性状
[解析] 假设控制小翅的基因B、b和D、d分别位于两对同源染色体上,则可以从所给的品系中选择残翅与小翅品系,让其杂交,即bbDD(残翅)×BBdd(小翅)→BbDd(长翅),或bbDD(小翅)×BBdd(残翅)→BbDd(长翅),后代出现长翅性状;假设控制小翅的基因与控制长翅、残翅的基因A、a是等位基因,设控制小翅的基因为a1(根据题意可知,小翅为隐性),则也可以从所给的品系中选择残翅与小翅品系杂交,即aa(残翅)×a1a1(小翅)→aa1,后代不会出现长翅性状。综上所述,可选择残翅和小翅品系为亲本杂交,若子代出现长翅性状,则推测①成立;若子代不出现长翅性状,则推测②成立。
拓展微课 基因位置的确认及遗传实验设计
【专题讲解·破难点】
例1 A [解析] 由题中“一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变,使野生型性状变为突变型性状”可知:该突变为显性突变,即突变型性状为显性性状、野生型性状为隐性性状。对于显性基因位置的判断,应选择雄性的显性个体与雌性的隐性个体交配,若基因在X染色体上,则后代中雌性均表现为突变型性状、雄性均表现为野生型性状;否则,基因在常染色体上,故选A项。
例2 (1)正交和反交 正交和反交结果不同 5
(2)纯合黄身雌果蝇×灰身雄果蝇 子代雌性都是灰身,雄性都是黄身
[解析] 正交和反交结果不同,可确定灰身基因位于X染色体上,种群中控制体色的基因型有XAXA、XAXa、XaXa、XAY、XaY。通过一次杂交就可判断这对相对性状的遗传方式,杂交组合是纯合黄身雌果蝇×灰身雄果蝇,若子代雌性都是灰身,雄性都是黄身,则可确定灰身基因位于X染色体上。
例3 C [解析] 从方法设计上讲,方法1是达不到实验目的的,因为不管基因是位于X、Y染色体的同源区段,还是只位于X染色体上,结果相同,就是子代雌、雄个体全表现显性性状。方法2的设计是正确的。假设控制某一相对性状的基因A(a)位于X、Y染色体的同源区段,那么隐性雌性个体的基因型为XaXa,纯合显性雄性个体的基因型为XAYA,XaXa×XAYA→XAXa、XaYA,则得出结论①,假设基因只位于X染色体上,XaXa×XAY→XAXa、XaY,则得出结论②。因此“方法2+结论①②”能够完成题述探究任务。
例4 (1)野生型 6∶1 3∶1
(2)实验过程:取突变型雌果蝇与F1中的野生型雄果蝇杂交,观察并比较子代雌、雄果蝇的表现型及比例。 实验结果:子代中雌果蝇全为突变型,雄果蝇全为野生型,且雌、雄果蝇的比例为1∶1
[解析] (1) 突变型的雌性个体与纯合野生型雄蝇杂交,F1只有一种表现型,说明突变型的雌性个体为纯合子,但不能确定突变型和野生型的显隐性。①若假设一成立,
即相对性状由常染色体上的一对等位基因控制,突变型雄性纯合致死,假设该对等位基因用A和a表示,则F1的基因型为Aa,F2的基因型及其比例为AA∶Aa∶aa=1∶2∶1。如果突变型为显性性状,且突变型雄性纯合(AA)致死,则F2雄蝇既有野生型(aa)也有突变型(Aa),与题意中的“F2雄蝇全为野生型”不符;如果野生型为显性性状,且突变型雄性纯合(aa)致死,则F2雄蝇只有野生型(AA和Aa),与题意中的“F2雄蝇全为野生型”相符。综上分析:野生型为显性性状,在F2中,雄蝇的基因型及其比例为AA∶Aa∶aa(致死)=1∶2∶1,雌蝇的基因型及其比例也为AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,且理论上F2中的雄蝇与雌蝇的比例相等,因此F2中野生型与突变型果蝇数量之比为6∶1 。②若假设二成立,即相对性状由X、Y染色体同源区段的一对等位基因控制,雌、雄均无致死情况,则结合题意分析可确定,突变型的雌性个体与纯合野生型雄蝇的基因型分别为XaXa、XAYA,二者交配所得F1的基因型为XAXa、XaYA, F2的基因型及其比例为XAXa∶XaXa∶XAYA∶XaYA=1∶1∶1∶1,所以F2中野生型(XAXa+XAYA+XaYA)与突变型(XaXa)果蝇数量之比为3∶1。 (2) 依题意可知:用题述实验中出现的果蝇为实验材料,设计一个杂交实验验证假设二成立,应选择突变型雌果蝇(XaXa)与F1中的野生型(XaYA)雄果蝇杂交,观察并比较子代雌、雄果蝇的表现型及比例。其实验结果为子代中雌果蝇全为突变型(XaXa),雄果蝇全为野生型(XaYA),且雌、雄果蝇的比例为1∶1。
例5 (1)控制酶的合成来控制代谢
(2)红花∶白花约为3∶13 A和B、a和b 红花∶白花约为1∶3
[解析] (1)花青素不是蛋白质,说明基因是通过控制酶的合成来控制代谢,进而控制生物的性状的。(2)因为当B基因存在时会抑制色素积累而表现为白花,因此A_B_ 、aa__ 表现型为白花,A_bb表现型为红花,基因型为AaBb的植株自交,若这两对基因位于非同源染色体上,则遵循自由组合定律,F1表现型及比例为红花∶白花约为3∶13;若A和B、a和b分别位于同一条染色体上,则不遵循自由组合定律,AaBb只能产生AB、ab两种配子,F1全为白花;若A和b、a和B分别位于同一条染色体上,则不遵循自由组合定律,AaBb只能产生Ab、aB两种配子,F1表现型及比例为红花∶白花约为1∶3。
例6 B
【跟踪训练·当堂清】
1.B [解析] 假设基因用A和a表示,若发生显性突变且基因位于X染色体上,该突变型雄鼠为XAY,野生型雌鼠基因型为XaXa,因此后代基因型为XAXa和XaY,子代雌鼠全为突变型,雄鼠全为野生型,A正确;若发生隐性突变且基因位于X染色体上,该突变型雄鼠基因型为XaY,野生型雌鼠基因型为XAXA,因此后代基因型为XAXa和XAY,子代雌、雄鼠全为野生型,B错误;若发生显性突变且基因位于常染色体上,该突变型雄鼠基因型为Aa,野生型雌鼠基因型为aa,因此后代基因型为Aa和aa,子代雌、雄鼠中各有一半为野生型,一半为突变型,C正确;若发生显性突变且基因位于X、Y染色体的同源区段上,该突变型雄鼠基因型为XAYa或XaYA,野生型雌鼠基因型为XaXa,因此后代中基因型为XAXa、XaYa或XaXa、XaYA,子代雌鼠或雄鼠可能为突变型,D正确。
2.(1)不能
(2)实验1:
杂交组合:♀黄体×♂灰体
预期结果:子一代中所有的雌性都表现为灰体,雄性都表现为黄体
实验2:
杂交组合:♀灰体×♂灰体
预期结果:子一代中所有的雌性都表现为灰体,雄性中一半表现为灰体,另一半表现为黄体
[解析] 本题考查伴性遗传与基因位置的判断方法,主要考查学生的应用能力。(1)若控制黄体的基因在常染色体上,并表现为隐性,基因型用aa表示,灰体雌蝇为显性杂合子,基因型用Aa表示,二者杂交后也会出现题中所示结果。(2)若控制黄体的基因在X染色体上,并表现为隐性,则同学甲得到的子代表现型及基因型分别为灰体雌果蝇(XAXa)、黄体雌果蝇(XaXa)、灰体雄果蝇(XAY)、黄体雄果蝇(XaY)。证明控制黄体的基因在X染色体上,并表现为隐性,所选杂交亲本产生的子代需在雌性和雄性中具有不同的表现型及比例,所以可以选择黄体雌果蝇(XaXa)和灰体雄果蝇(XAY)杂交,后代雌果蝇均为灰体,雄果蝇均为黄体。也可选择子代灰体雌果蝇(XAXa)和灰体雄果蝇(XAY)杂交,后代雌果蝇全部为灰体,雄果蝇一半为灰体,一半为黄体。
3.(1)B、b X
(2)aaXBY 、AAXbXb
(3)黑色∶黄色∶白色=3∶3∶2
[解析] (1)纯合黄色雌性与纯合白色雄性两只纯合家鼠交配,F1中雌性全为黑色,雄性全为黄色,说明个体毛色的遗传与性别相关联,B、b基因位于X染色体上。(2)若两对基因位于两对同源染色体上,B、b位于X染色体上,则A、a位于常染色体上,依据已知条件,纯合黄色雌性基因型为 AAXbXb,纯合白色雄性基因型为aaXBY。(3)aaXBY与AAXbXb 交配,F1中雌、雄个体基因型分别为AaXBXb、AaXbY。F1中雌、雄个体自由交配,两对基因分别分析:Aa与Aa交配,子代有色素(A_)和无色(aa)之比为3∶1。 XBXb与XbY杂交的子代基因型及比例为XBXb∶XBY∶XbXb∶XbY=1∶1∶1∶1。两对等位基因的遗传符合自由组合定律,综合分析,F2中雄性基因型为A_XBY、A_XbY、aaXBY、aaXbY,比例为3∶3∶1∶1,表现型及比例为黑色∶黄色∶白色=3∶3∶2。
4.(1)粗眼雌蝇和细眼雄蝇 后代均为细眼果蝇
(2)F1雌、雄果蝇自由交配(或F1雄果蝇和粗眼雌果蝇杂交) 若后代雌、雄均有细眼、粗眼,则B、b位于常染色体上;若后代雌果蝇出现细眼和粗眼,雄果蝇均为细眼,则B、b位于X、Y染色体同源区段(或若后代雌、雄均有细眼、粗眼,则B、b位于常染色体上;若后代雌果蝇均为粗眼,雄果蝇均为细眼,则B、b位于X、Y染色体同源区段)
[解析] (1)用一次交配实验证明这对基因在何种染色体上,应选择雌性表现为隐性性状,雄性表现为显性性状的纯合子杂交,即选择粗眼雌蝇和细眼雄蝇杂交,如果基因在X染色体非同源区段上,亲本基因组成为XbXb×XBY,则子代中雌果蝇全为细眼,雄果蝇全为粗眼;如果该基因位于常染色体或X、Y染色体的同源区段上,亲本基因组成:bb×BB或XbXb×XBYB,则子代中无论雌、雄全为细眼。(2)如果进一步探究B、b是位于X、Y染色体同源区段还是常染色体上,可选F1雄果蝇和粗眼雌果蝇杂交,如果B、b位于常染色体上,则后代无论雌、雄均有细眼、粗眼;如果B、b位于X、Y染色体同源区段,则F1雄果蝇基因型为XbYB,与粗眼雌果蝇XbXb杂交,子代表现为雌果蝇全为粗眼XbXb,雄果蝇全为细眼XbYB。
微信/支付宝扫码支付