2021高考生物一轮复习第五单元孟德尔定律和伴性遗传素养提升课5基因自由组合定律的异常特殊分离比教案新人教版

2021高考生物一轮复习第五单元孟德尔定律和伴性遗传素养提升课5基因自由组合定律的异常特殊分离比教案新人教版

- 1 - 素养提升课 5 基因自由组合定律的异常、特殊分离比 突破点一 基因间相互作用导致性状分离比的改变 (2019·全国Ⅱ卷)某种甘蓝的叶色有绿色和紫色。已知叶色受 2 对独立遗传的基因 A/a 和 B/b 控制,只含隐性基因的个体表现隐性性状,其他基因型的个体均表现显性性状。某小组用绿叶 甘蓝和紫叶甘蓝进行了一系列实验。 实验①:让绿叶甘蓝(甲)的植株进行自交,子代都是绿叶 实验②:让甲植株与紫叶甘蓝(乙)植株杂交,子代个体中绿叶∶紫叶=1∶3 回答下列问题: (1)甘蓝叶色中隐性性状是 ,实验①中甲植株的基因型为 。 (2)实验②中乙植株的基因型为 ,子代中有 种基因型。 (3)用另一紫叶甘蓝(丙)植株与甲植株杂交,若杂交子代中紫叶和绿叶的分离比为 1∶1,则丙植 株所有可能的基因型是 ;若杂交子代均为紫叶,则丙植株所有可能的基因型 是 ; 若杂交子代均为紫叶,且让该子代自交,自交子代中紫叶与绿叶的分离比为 15∶1,则丙植株的 基因型为 。 [审题指导] 明确题干中的三点有效信息 ①某种甘蓝的叶色的绿色和紫色受两对独立遗传的基因 A/a 和 B/b 控制。 ②两对基因只含隐性基因的个体表现隐性性状,其他基因型的个体表现显性性状。 ③绿叶甘蓝(甲)自交,子代都是绿叶;绿叶甘蓝(甲)与紫叶甘蓝(乙)杂交,子代绿叶∶紫叶=1∶ 3。 解析:由题意可知基因型为 aabb 的个体表现为隐性性状,A B 、A bb、aaB 的个体均表现 为显性性状,结合实验②结果可知甘蓝叶色中绿色为隐性性状;实验①中甲植株的基因型为 aabb,实验②中乙植株的基因型为 AaBb,子代中共有 4 种基因型。甘蓝丙(紫叶)与甲(aabb)杂 交,子代中紫叶∶绿叶=1∶1,则丙的基因型为 Aabb 或 aaBb。若杂交子代均为紫叶,说明丙植株 中至少有一对基因为显性纯合,因此丙植株的基因型可能为 AABB、AABb、AAbb、aaBB、AaBB。 若杂交子代均为紫叶,且该紫叶个体(F1)自交,子代中(F2)紫叶∶绿叶=15∶1,说明 F1 的基因型 为 AaBb,故丙植株的基因型只能为 AABB。 - 2 - 答案:(1)绿色 aabb (2)AaBb 4 (3)Aabb、aaBb AABB、AAbb、aaBB、AaBB、AABb AABB 1.理解 9∶3∶3∶1 变式的实质 由于非等位基因之间常常发生相互作用而影响同一性状表现,出现了不同于 9∶3∶3∶1 的异 常性状分离比,如图所示,这几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 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遗传是一致的,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。 2.“合并同类项法”巧解两对基因自由组合定律特殊分离比 第一步,判断是否遵循基因自由组合定律:若双杂合子自交后代的表现型比例之和为 16(存在 致死现象除外),不管以什么样的比例呈现,都符合基因自由组合定律,否则不符合基因自由组 合定律。 第二步,写出遗传图解:根据基因自由组合定律,写出遗传图解,并注明自交后代性状分离比 (9∶3∶3∶1)。 第三步,合并同类项,确定出现异常分离比的原因:将异常分离比与正常分离比 9∶3∶3∶1 进 行对比,根据题意,将具有相同表现型的个体进行“合并同类项”,如“9∶6∶1”即 9∶(3+3)∶ 1,确定出现异常分离比的原因,即单显性类型表现相同性状。 - 3 - 第四步,确定基因型与表现型及比例:根据第三步推断出的异常分离比出现的原因,推测亲本 的基因型或推断子代相应表现型的比例。 1.(2016·全国Ⅲ卷)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( D ) 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 解析:题中“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”,该结果相当于测交后代表现出了 1∶3 的分离比,可推断该相对性状受两对等 位基因控制,且两对基因独立遗传,位于两对同源染色体上。设相关基因为 A、a 和 B、b。由 F2 的性状分离比接近 9∶7,可推知 A B 表现为红花,A bb、aaB 、aabb 都表现为白花,因 此 F2 中的白花植株中既有纯合体也有杂合体;F2 中红花植株的基因型有 AABB、AaBB、AABb、AaBb, 共 4 种;F2 中白花植株的基因型有 5 种,比红花植株的基因型种类多。 2.(2019·云南曲靖模拟)洋葱鳞茎有红色、黄色和白色三种,研究人员用红色鳞茎洋葱与白色 鳞茎洋葱杂交,F1 全为红色鳞茎洋葱,F1 自交,F2 中红色、黄色和白色鳞茎洋葱分别有 119 株、 32 株和 10 株。相关叙述正确的是( A ) A.洋葱鳞茎不同颜色是由细胞液中不同色素引起的 B.洋葱鳞茎颜色不遵循自由组合定律 C.F2 的红色鳞茎洋葱中与 F1 基因型相同的个体大约占 4/9 D.从 F2 中的黄色鳞茎洋葱中任取一株进行测交,得到白色洋葱的概率为 1/4 解析:F2 中红色、黄色和白色鳞茎洋葱分别有 119 株、32 株和 10 株,比例约为 12∶3∶1,是 9∶ 3∶3∶1 的变式,满足两对等位基因控制的分离比,故洋葱鳞茎颜色遵循自由组合定律;假设洋 葱鳞茎颜色由 A、a 和 B、b 两对等位基因控制,由以上分析可知,F1 基因型是 AaBb,F2 红色鳞茎 洋葱中与 F1 基因型相同的个体大约占 4/12,即 1/3;从 F2 中的黄色鳞茎洋葱中任取一株进行测 交,黄色鳞茎的基因型为 aaBB 和 aaBb(或 AAbb 和 Aabb),其比例为 1∶2,故得到白色洋葱的概 率为 2/3×1/2=1/3。 - 4 - 3.(2019·辽宁沈阳月考)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( B ) A.13∶3 B.9∶4∶3 C.9∶7 D.15∶1 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 合定律表现型应是四种且比例为 1∶1∶1∶1,而现在是 1∶3,那么 F1 自交后原本的 9∶3∶3∶1 应是两种表现型,有可能是 9∶7,13∶3 或 15∶1,故 A、C、D 正确。而 B 中的 3 种表现型是不 可能的,故 B 错误。 4.(2015·福建卷节选)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 图所示。请回答: (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。 解析:(1)由亲本与 F1 个体表现型可知:体色遗传中黄体对黑体为显性,眼色遗传中黑眼对红眼 为显性。由 F2 性状分离比可知:F1 个体基因型为 AaBb,亲本为单显性纯合子,故亲本中红眼黄体 鳟鱼基因型为 aaBB。(2)由基因自由组合定律可知:F2 中应有 1/16 的个体基因型为 aabb(红眼 黑体),由 F2 中黑眼黑体鳟鱼比例知,aabb 表现为黑眼黑体。(3)若 aabb 表现为黑眼黑体,用亲 本中红眼黄体个体与 F2 中黑眼黑体交配,将有 aaBB×aabb 组合出现,其后代均为红眼黄体鱼。 答案:(1)黄体(或黄色) aaBB - 5 - (2)红眼黑体 aabb (3)全部为红眼黄体 5.(2019·湖北调研)某种植物的性状有高茎和矮茎、紫花和白花。现用纯合的高茎紫花个体 与纯合的矮茎白花个体杂交,F1 均表现为高茎紫花,F1 自交产生 F2,F2 4 种表现型及比例为:高茎 紫花∶高茎白花∶矮茎紫花∶矮茎白花=27∶21∶9∶7。请回答: (1)控制上述两对相对性状的基因之间 (填“遵循”或“不遵循”)自由组合定律,判 断依据是 。 (2)请在上述实验中选择合适材料,设计一次杂交实验进一步验证你关于(1)的判断,写出简要 的实验思路并预测结果。 实验思路: 。 结果预测: 。 解析:(1)题目研究了两对相对性状,分别分析 F2 中高茎∶矮茎=3∶1、紫花∶白花=9∶7,符合 9∶ 3∶3∶1 的变式,且 F2 中高茎紫花∶高茎白花∶矮茎紫花∶矮茎白花=27∶21∶9∶7。说明两对 相对性状是由位于三对同源染色体上的三对等位基因控制的,因此遵循基因的自由组合定律。 (2)要验证三对基因位于三对同源染色体上,应让 F1 与亲本的矮茎白花进行测交,观察并统计后 代的表现型及比例,测交后代应为高茎紫花∶高茎白花∶矮茎紫花∶矮茎白花=1∶3∶1∶3。 答案:(1)遵循 F2 中高茎∶矮茎=3∶1,紫花∶白花=9∶7,符合 9∶3∶3∶1 的变式且 F2 中高茎 紫花∶高茎白花∶矮茎紫花∶矮茎白花=27∶21∶9∶7,符合自由组合定律 (2)将 F1 与亲本矮茎白花植株杂交,观察并统计后代的表现型及比例 后代中高茎紫花∶高茎白花∶矮茎紫花∶矮茎白花=1∶3∶1∶3 突破点二 致死现象导致的性状分离比的改变 (2019·黑龙江哈尔滨期中)某多年生植物的高茎和矮茎由等位基因 A、a 控制,红花和白花由 等位基因 B、b 控制,两对基因分别位于两对染色体上。某高茎红花植株自交的子一代中高茎 红花∶高茎白花∶矮茎红花∶矮茎白花=5∶3∶3∶1。回答下列问题: (1)控制这两对相对性状的基因 (填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律,理 由是 。 (2)已知通过受精作用得到的各种基因型的受精卵均能正常发育。为研究子一代出现该比例的 原因,有人提出两种假说,假说一:亲本产生的 AB 雄配子不能受精;假说二:亲本产生的 AB 的雌 - 6 - 配子不能受精。请利用上述实验中的植株为材料,设计测交实验分别证明两种假说是否成立。 (写出简要实验方案、预期实验结果) a.支持假说一的实验方案和实验结果是: ; b.支持假说二的实验方案和实验结果是: 。 [审题指导] 明确题干中的三个关键信息 ①某植物中控制高茎和矮茎的基因 A、a 与控制红花与白花的基因 B、b 位于两对染色体上,说 明两对基因遵循基因的自由组合定律遗传。 ②某高茎红花植株自交,子一代的性状分离比为高茎红花∶高茎白花∶矮茎红花∶矮茎白花=5∶ 3∶3∶1,说明存在致死现象。 ③出现 5∶3∶3∶1 的分离比有两种假说:一种是亲本产生的 AB 雄配子不能受精,另一种是亲 本产生的 AB 的雌配子不能受精,明确致死的原因。 解析:(1)据题意,控制高茎和矮茎、红花和白花的两对基因分别位于两对染色体上,所以控制 这两对相对性状的基因遵循基因的自由组合定律。 (2)假说提出两种可能,AB 雄配子不能受精或 AB 雌配子不能受精,故要用高茎红花为父本与子 一代矮茎白花为母本测交证明假说一,因母本只产生 ab 雌配子,高茎红花能产生 AB、Ab、aB、 ab 四种雄配子,若 AB 雄配子不能受精,则子一代没有高茎红花个体;用高茎红花为母本与子一 代矮茎白花为父本测交证明假说二,因父本只产生 ab 雄配子,高茎红花能产生 AB、Ab、aB、ab 四种雌配子,若 AB 雌配子不能受精,则子一代没有高茎红花个体。 答案:(1)遵循 两对基因分别位于两对染色体上 (2)a.以亲本高茎红花为父本与子一代矮茎白花测交,子代出现高茎白花∶矮茎白花∶矮茎红 花=1∶1∶1(或子代未出现高茎红花) b.以亲本高茎红花为母本与子一代矮茎白花测交,子代 出现高茎白花∶矮茎白花∶矮茎红花=1∶1∶1(或子代未出现高茎红花) 1.明确几种致死现象 (1)显性纯合致死 ①AA 和 BB 致死 - 7 - AaBb ②AA(或 BB)致死 AaBb (2)隐性纯合致死 ①双隐性致死:AaBb 自交后代:A B ∶A bb∶aaB =9∶3∶3。 ②单隐性 aa 或 bb 致死:AaBb 自交后代:A B ∶A bb=3∶1 或 A B ∶aaB =3∶1。 (3)配子致死 某种雌配子或某种雄配子致死,造成后代分离比改变。如 AaBb 自交,若雄配子 AB 致死,后代 A B ∶A bb∶aaB ∶aabb=5∶3∶3∶1。 2.掌握解题方法 (1)将其拆分成分离定律单独分析,如: 6∶3∶2∶1⇒(2∶1)(3∶1)⇒一对显性基因纯合致死。 4∶2∶2∶1⇒(2∶1)(2∶1)⇒两对显性基因纯合致死。 (2)从 F2 每种性状的基因型种类及比例分析,如 BB 致死: (3)分析配子致死引起的后代性状分离比的改变时,要用棋盘法。 - 8 - 1.(2019·山东日照期中)果蝇的体色有黄身(A)、灰身(a)之分,翅形有长翅(B)、残翅(b)之分。 现用两种纯合果蝇杂交,因某种精子没有受精能力,导致 F2 的 4 种表现型比例为 5∶3∶3∶1。 下列叙述错误的是( D ) A.果蝇体色、翅形的遗传都遵循基因的分离定律 B.亲本雄果蝇的基因型不可能为 AABB C.对基因型为 AaBb 的雄果蝇进行测交,其子代有 3 种表现型 D.F2 黄身长翅果蝇中双杂合子个体占 2/5 解析:F2 的 4 种表现型比例为 5∶3∶3∶1,一定是 F1 的 AB 精子没有受精能力,F2 黄身长翅果蝇 基因型及其比例为 AABb∶AaBB∶AaBb=1∶1∶3,其中双杂合子个体占 3/5;AB 精子没有受精能 力,因此亲本雄果蝇的基因型不可能为 AABB;基因型为 AaBb 的雄果蝇进行测交,其子代基因型 为 Aabb、aaBb、aabb,表现型有 3 种。 2.(2019·河北衡水中学五调)某种果蝇中,野生型果蝇是红眼长翅的纯合子,紫眼和卷翅是较 常见的突变体,控制这两对性状的基因都位于常染色体上。用紫眼卷翅果蝇与野生型果蝇杂 交,F1 果蝇有红眼卷翅和红眼长翅两种类型。让 F1 的红眼卷翅雌雄果蝇杂交,F2 的表现型及比例 为红眼卷翅∶紫眼卷翅∶红眼长翅∶紫眼长翅=6∶2∶3∶1。下列相关分析错误的是( B ) A.这两对性状能独立遗传,且卷翅果蝇中不存在纯合子 B.卷翅对长翅为显性,亲代雌雄果蝇共产生 4 种基因型的配子 C.F2 中红眼卷翅果蝇产生基因组合为双隐性配子的比例是 1/6 D.F2 中的红眼卷翅雌雄个体自由交配,子代中红眼长翅果蝇的比例为 8/27 解析:由 F2 的表现型及比例为红眼卷翅∶紫眼卷翅∶红眼长翅∶紫眼长翅=6∶2∶3∶1,可判断 这两对性状能独立遗传且红眼对紫眼为显性(用 A、a 表示)卷翅对长翅为显性(用 B、b 表示)。 F1 中卷翅的基因型为 Bb,而 F2 的性状分离比是 2∶1,说明卷翅基因纯合(BB)时致死。亲代中红 眼长翅果蝇为纯合子,紫眼卷翅果蝇为杂合子(aaBb),二者共产生 3 种基因型的配子。 3.在小鼠的一个自然种群中,体色有黄色(Y)和灰色(y),尾巴有短尾(D)和长尾(d),两对相对 性状的遗传符合基因的自由组合定律。任取一对黄色短尾个体经多次交配,F1 的表现型为黄色 短尾∶黄色长尾∶灰色短尾∶灰色长尾=4∶2∶2∶1。实验中发现有些基因型有致死现象(胚 胎致死)。以下说法错误的是( B ) A.黄色短尾亲本能产生 4 种正常配子 B.F1 中致死个体的基因型共有 4 种 C.表现型为黄色短尾的小鼠的基因型只有 1 种 - 9 - D.若让 F1 中的灰色短尾雌雄鼠自由交配,则 F2 中灰色短尾鼠占 2/3 解析:根据 F1 的表现型中黄色∶灰色=2∶1,短尾∶长尾=2∶1 判断黄色和短尾都存在纯合致死。 黄色短尾亲本为 YyDd,能产生 4 种正常配子;F1 中致死个体的基因型共有 5 种;表现型为黄色短 尾的小鼠的基因型为 YyDd;F1 中的灰色短尾小鼠的基因型为 yyDd,雌雄鼠自由交配 F2 中灰色短 尾鼠占 2/3。