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4基因分离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4基因分离定律的异常特殊分离比教案新人教版

- 1 - 素养提升课 4 基因分离定律的异常、特殊分离比 突破点一 基因分离定律的特殊现象 (2017·全国Ⅰ卷,节选)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 。 [审题指导] (1)明确基因型与表现型的对应关系:题目信息给出了羊的有角和无角性状在公羊和母羊中的 差别即公羊和母羊中 NN 都为有角,公羊和母羊中 nn 都为无角。Nn 基因型的公羊有角,母羊无 角,同一基因型在公羊和母羊中表现型不同。 (2)依据分离定律确定子代的表现型及比例:杂合体的公羊与杂合体的母羊杂交,子一代的基 因型为 NN∶Nn∶nn=1∶2∶1。分别分析公羊和母羊有角和无角的比例。 解析:多对杂合体公羊与杂合体母羊杂交,子一代的基因型及比例为 NN∶Nn∶nn=1∶2∶1。基 因型为 Nn 的公羊表现为有角,则公羊的表现型及比例为有角∶无角=3∶1;基因型为 Nn 的母羊 表现为无角,则母羊的表现型及比例为有角∶无角=1∶3。 答案:有角∶无角=1∶3 有角∶无角=3∶1 1.了解与分离定律有关的四类特殊现象 (1)不完全显性:如等位基因 A 和 a 分别控制红花和白花,在完全显性时,Aa 自交后代中红∶白 =3∶1;在不完全显性时,Aa 自交后代中红(AA)∶粉红(Aa)∶白(aa)=1∶2∶1。 (2)复等位基因:一对同源染色体的同一位置上的基因有多种,最常见的如人类 ABO 血型的遗传, 涉及 3 个基因——IA、IB、i,其基因型与表现型的关系如表: 基因型 表现型 IAIA、IAi A 型 IBIB、IBi B 型 IAIB AB 型 ii O 型 - 2 - (3)从性遗传:常染色体上的基因,由于性别的差异而表现出男女性分布比例上或表现程度上 的差别。如男性秃顶的基因型为 Bb、bb,女性秃顶的基因型只有 bb。 从性遗传与伴性遗传的根本区别在于: 从性遗传 伴性遗传 特 点 常染色体基因控制的性状 性染色体基因控制的性状 发 生 在两种性别上,但受个体影响存在差异 在两种性别上,和性别的发生频率有差异 (4)环境影响:由于受环境影响,导致表现型与基因型不符合的现象。例如果蝇长翅(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表: 环境 表现型 基因型 25 ℃ (正常温度) 35 ℃ VV、Vv 长翅 残翅 vv 残翅 2.解题指导 (1)透过现象理解本质 ①不完全显性只是两个基因间的作用关系不同于完全显性,它们在形成配子时基因仍存在分 离现象。 ②复等位基因尽管有多个,但遗传时仍符合分离定律,彼此之间有显隐性关系,表现特定的性 状。 ③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等)。 (2)掌握一个解题原则 此类问题遵循基因的分离定律,解题的关键是准确区分基因型和表现型的关系,明确特殊情境 下的个体比例变化。 1.在牵牛花的遗传实验中,用纯合红色牵牛花(AA)和纯合白色牵牛花(aa)杂交,F1 全是粉红色 牵牛花。将 F1 自交后,F2 中出现红色、粉红色和白色三种类型的牵牛花,比例为 1∶2∶1,如果 取 F2 中的全部粉红色牵牛花和红色牵牛花分别进行自交,则后代表现型及比例应该为( B ) - 3 - A.红色∶粉红色∶白色=1∶2∶1 B.红色∶粉红色∶白色=3∶2∶1 C.红色∶粉红色∶白色=1∶4∶1 D.红色∶粉红色∶白色=4∶4∶1 解析:由题意分析可知,F2 中粉红色与红色的比例为 2∶1,因此自交时,1/3AA 自交子代为 1/3AA;2/3Aa 自交子代 1/6AA、2/6Aa、1/6aa,整体下来为 3/6AA、2/6Aa、1/6aa,对应表现型 及比例为红色∶粉红色∶白色=3∶2∶1。 2.二倍体喷瓜有雄性(G)、两性(g)、雌性(g-)三种性别,三个等位基因的显隐性关系为 G>g>g-, 下列有关叙述错误的是( C ) A.雄性喷瓜的基因型中不存在 GG 个体 B.两性植株自交后代中不存在雄株 C.雄株与雌株杂交子代中雄株所占比例为 2/3 D.两性植株群体内随机传粉,子代纯合子比例>50% 解析:依题意可知,雌性(g-)植株和两性(g)植株均不能产生基因型为 G 的卵细胞,因此没有基 因型为 GG 的受精卵,雄性喷瓜的基因型中不存在 GG 个体;两性植株的基因型为 gg、gg-,其自 交后代中不存在含有 G 基因的个体,即不存在雄株;雄株的基因型为 Gg、Gg-,雌株的基因型为 g-g-,二者杂交子代中雄株所占比例为 50%;两性植株的基因型为 gg、gg-,若群体内随机传粉,gg 自交后代均为纯合子,gg-自交和 gg×gg-杂交,其后代纯合子与杂合子比例相等,因此子代纯合 子比例>50%。 3.(2019·云南昆明检测)在某种安哥拉兔中,长毛(由基因 HL 控制)与短毛(由基因 HS 控制)是由 一对等位基因控制的相对性状。某育种基地利用纯种安哥拉兔进行如表杂交实验,产生了大量 的 F1 与 F2 个体,统计结果如表所示。请分析回答下列问题: 实验一 雌性长毛×雄性短毛 F1 雄兔 全为长毛 雌兔 全为短毛 实验二 F1 雌雄个体交配 F2 雄兔 长毛∶短毛=3∶1 雌兔 长毛∶短毛=1∶3 - 4 - (1)根据实验结果判断控制安哥拉兔长毛、短毛的等位基因(HL、HS)位于 染色体上,F1 雌雄个体的基因型分别为 。 (2)F2 中短毛雌兔的基因型及比例为 。 (3)若规定短毛为隐性性状,需要进行测交实验以验证上述有关推测,既可让 F1 长毛雄兔与多只 纯种短毛雌兔杂交,也可让 杂交,后者测交子代雌兔和雄兔的表现 型及比例为 。 解析:据实验分析可知,雄兔中长毛(由基因 HL 控制)为显性,雌兔中短毛(由基因 HS 控制)是显性, 因此亲本基因型为(雄)HLHL、(雌)HSHS,F1 的基因型为(雄)HLHS、(雌)HLHS,F1 雌雄个体交配得到的 F2 中,雄性:长毛(1HLHL、2HLHS)∶短毛(1HSHS)=3∶1,雌性:长毛(1HLHL)∶短毛(2HLHS、1HSHS)=1∶3。 若规定短毛为隐性性状,需要进行测交实验以验证上述有关推测,既可让 F1 长毛雄兔与多只纯 种短毛雌兔杂交,也可让多只 F1 短毛雌兔与短毛雄兔杂交,后者为测交,子代雌兔、雄兔的表现 型及比例为雄兔既有长毛,又有短毛,且比例为 1∶1,雌兔全为短毛。 答案:(1)常 HLHS、HLHS(或 HSHL、HSHL) (2)HLHS∶HSHS=2∶1 (3)多只 F1 短毛雌兔与短毛雄兔 雄兔既有长毛,又有短毛,且比例为 1∶1,雌兔全为短毛 4.(2019·河北衡水中学月考)观赏植物藏报春是一种多年生草本植物,两性花、异花传粉。在 温度为 20～25 ℃的条件下,红色(A)对白色(a)为显性。基因型 AA 和 Aa 为红花,基因型 aa 为 白花,若将开红花的藏报春移到 30 ℃的环境中,基因型 AA、Aa 也为白花。请回答下列问题: (1)根据基因型为 AA 的藏报春在不同温度下表现型不同,说明 。 温度对藏报春花颜色的影响最可能是由于温度影响了 。 (2)现有一株开白花的藏报春,如何判断它的基因型? ①在人工控制的 20～25 ℃温度条件下种植藏报春,选取开白花的植株作亲本 A; ②在 期,去除待鉴定的白花藏报春(亲本 B)的雄蕊,并套纸袋; ③待亲本 B 的雌蕊成熟后, 并套袋; ④收取亲本 B 所结的种子,并在 (温度)下种植,观察 。 ⑤预期结果:若杂交后代都开白花,则待鉴定藏报春的基因型为 ;若杂交后 代 ,则待鉴定藏报春的基因型为 AA;若杂交后代既有红花,又有白花,则待鉴定藏 报春的基因型为 。 解析:(1)基因型为 AA 的藏报春在不同温度下表现型不同,说明其表现型是基因型和环境共同 作用的结果。温度对藏报春花的颜色的影响最可能是由于温度影响了酶的活性,间接影响其性 - 5 - 状。(2)在植物杂交实验中,去雄要在花蕾期完成,去雄的植株应作为母本,观察的指标是花的 颜色,该实验的培养温度应为 20～25 ℃,目的是排除温度对实验结果的影响,实验的预期结果 有三种:一是杂交后代只开白花,说明待鉴定藏报春的基因型为 aa,二是杂交后代只开红花,说 明待鉴定藏报春的基因型为 AA,三是杂交后代既有红花,又有白花,说明待鉴定藏报春的基因 型为 Aa。 答案:(1)生物的表现型是基因型与环境共同作用的结果(或“环境影响基因的表达”) 酶的 活性 (2)②花蕾 ③取亲本 A 的花粉授于亲本 B ④20～25 ℃ 花的颜色 ⑤aa 都开红花 Aa 突破点二 基因分离定律中的致死问题 (2019·高考仿真)某雌雄同株的植物,因一条染色体上的某基因发生了突变,使野生性状变为 突变性状。用该突变型植株进行杂交实验,结果如表。请回答下列问题: 杂交组 P F1 甲 ♀突变型×野生型♂ 突变型∶野生型=1∶1 乙 ♀突变型×突变型♂ 突变型∶野生型=2∶1 (1)由题意可知,该突变性状属于 (填“显性”或“隐性”)性状。突变基因 (填 “位于”或“不位于”)性染色体上,理由是 。 (2)由乙组杂交结果推测,可能有致死或存活率下降的现象。有人推测产生乙组杂交的结果是 合子致死引起的,即 致死。为证明该推测是否正确,可以让乙组中 F1 个 体进行自由传粉,若后代表现型及比例为 ,则推测正确。 [审题指导] (1)明确雌雄同株的含义:题干给出了植物为雌雄同株,说明不存在性别问题。 (2)明确致死类型:根据乙组杂交结果可判断致死情况。 (3)明确自由传粉的含义:让乙组的 F1 个体自由传粉,要分析 F1 的基因型及比例,需知道 F1 产生 的雌、雄配子的种类和比例,进而推测后代的表现型及比例。 解析:(1)根据题意可知,突变性状为显性性状,且由于该植物为雌雄同株,不存在性染色体,所 以控制该性状的基因不位于性染色体上。(2)设控制该性状的基因为 A、a,根据(1)的分析以及 乙组杂交的后代出现野生型,可推知乙组中亲本基因型为 Aa(雌性)、Aa(雄性),理论上后代突 变型∶野生型应为 3∶1,但实际上只有 2∶1,若为合子致死造成的,则应是 AA 致死造成的。若 - 6 - 该推测是正确的,让乙组中 F1 个体(Aa∶aa=2∶1)进行自由传粉,根据 F1 产生的雌雄配子均为 A∶ a=1∶2,所以自由传粉的后代 AA 占 1/3×1/3=1/9,Aa 占 1/3×2/3×2=4/9,aa 占 2/3×2/3=4/9, 若 AA 致死的推测正确,则后代表现型及比例应为突变型∶野生型=1∶1。 答案:(1)显性 不位于 该种植株为雌雄同株,没有性染色体 (2)含突变基因纯合的个体 突变型∶野生型=1∶1 1.理解五种常见的致死现象 (1)显性致死:显性基因具有致死作用。若为显性纯合致死,杂合子自交后代显性∶隐性=2∶1。 (2)隐性致死:隐性基因同时存在于同一对同源染色体上时,对个体有致死作用。如植物中的白 化基因(bb)使植物不能形成叶绿素,不能进行光合作用而死亡。 (3)配子致死:致死基因在配子时期发生作用,不能形成有生活力的配子的现象。 (4)合子致死:致死基因在胚胎时期或成体阶段发生作用,不能形成活的幼体或个体早夭的现 象。 (5)染色体缺失也有可能造成致死现象。 2.抓住一个解题关键 无论哪一种致死情况,只要掌握分离定律的实质,及一对相对性状遗传的各种组合方式和分离 比,结合题目中的信息,通过和正常杂交对比就可以判断出造成比例异常的可能原因,进而快 速解题。 1.(2019·全国Ⅲ卷)假设在特定环境中,某种动物基因型为 BB 和 Bb 的受精卵均可发育成个体, 基因型为 bb 的受精卵全部死亡。现有基因型均为 Bb 的该动物 1 000 对(每对含有 1 个父本和 1 个母本),在这种环境中,若每对亲本只形成一个受精卵,则理论上该群体的子一代中 BB、Bb、 bb 个体的数目依次为( A ) A.250、500、0 B.250、500、250 C.500、250、0 D.750、250、0 解析:依据分离定律可知 Bb×Bb→1/4Bb∶1/2Bb∶1/2bb(死亡),即子代中 BB∶Bb∶bb=1∶2∶ 0,结合题意“该动物 1 000 对,每对亲本只形成一个受精卵”,因此理论上子一代中 BB、Bb、 bb 个体数依次为 250、500、0。 - 7 - 2.(2019·河北衡水中学五调)某二倍体自花传粉植物叶片的有茸毛和无茸毛是受一对等位基 因控制的相对性状。某研究小组经过大量重复实验,得到下表所示实验结果。下列有关分析错 误的是( D ) 项目 亲本 子代 实验甲 有茸毛×无茸毛 有茸毛∶无茸毛=1∶1 实验乙 无茸毛×无茸毛 全为无茸毛 实验丙 有茸毛×有茸毛 有茸毛∶无茸毛=2∶1 A.该植物叶片的有茸毛对无茸毛为显性 B.亲本有茸毛植株能产生比例相等的两种基因型的配子 C.实验丙出现特殊分离比的原因可能是显性基因纯合致死 D.实验丙的子代随机杂交,下一代有茸毛基因的频率为 0.125 解析:由实验丙可判断无茸毛为隐性性状,且有茸毛纯合致死。实验丙的子代中杂合子∶隐性 纯合子=2∶1,若子代随机杂交,下一代有茸毛(杂合子)∶无茸毛=1∶1,因此有茸毛基因的频率 为 0.25。 3.一豌豆杂合子(Aa)植株自交时,下列叙述错误的是( B ) A.若自交后代的基因型比例是 2∶3∶1,可能是含有隐性基因的花粉 50%的死亡造成 B.若自交后代的基因型比例是 2∶2∶1,可能是隐性个体有 50%的死亡造成 C.若自交后代的基因型比例是 4∶4∶1,可能是含有隐性基因的配子有 50%的死亡造成 D.若自交后代的基因型比例是 1∶2∶1,可能是花粉有 50%的死亡造成 解析:一豌豆杂合子 Aa 植株自交时,后代基因型及比例理论上应该是 AA∶Aa∶aa=1∶2∶1。若 含有隐性基因的花粉 50%死亡,则该豌豆杂合子 Aa 植株产生的雌配子为 1/2A、1/2a,雄配子为 2/3A、1/3a,其自交后代基因型比例是 2∶3∶1;若自交后代的基因型比例是 2∶2∶1,可能是 显性杂合子和隐性个体都有 50%的死亡造成;若含有隐性基因的配子有 50%的死亡,则该豌豆杂 合子 Aa 植株可以产生雌、雄配子均为 2/3A、1/3a,其自交后代的基因型比例是 4∶4∶1;若花 粉有 50%的死亡,并不影响花粉的基因型比例,所以后代的性状分离比仍然是 1∶2∶1。