第28讲基因的分离定律

第四部分遗传与进化第28讲基因的分离定律一、考点内容全解（一）本讲考点是什么本讲的主要考点包括：知道孟德尔工作成就及获得成功的原因；理解遗传规律的基本概念，一对相对性状的遗传实验，对分离现象的解释及对分离现象的解释的验证；掌握基因分离定律的实质及在实践中的应用。1.孟德尔的豌豆杂交试验(1)孟德尔的成就。(2)豌豆作为遗传实验材料的优点。(3)孟德尔获得成功的原因：选用豌豆作为实验材料；研究方法采用由单因素到多因素；能科学地运用统计学方法对实验结果进行分析；实验程序科学严谨：实验-假设-验证-总结规律。2.遗传规律的基本概念(1)交配类①杂交；②自交；③回交和测交；④正交和反交。(2)性状类①性状；②相对性状；③显性性状；④隐性性状；⑤性状分离；⑥显性的相对性。(3)基因类①等位基因；②相同基因；③显性性状；④隐性性状；⑤非等位基因；⑥复等位基因。(4)个体类①表现型；②基因型；(表现型=基因型+环境)③纯合体；④杂合体；⑤杂种。3.一对相对性状的杂交实验(1)杂交方法：去雄、授粉、套袋。(2)过程：纯种高茎和矮茎豌豆作亲本，再让F1自交得F2。(3)实验结果：①F1只表现显性亲本的性状。②F2中显现出不同性状的性状分离，分离比为显：隐=3：1。4.对性状分离现象的解释(1)图解P：高茎（DD）×矮茎（dd）配子Dd受精子一代(Dd)高茎○×子二代DｄDDD高Dｄ高ｄDｄ高ｄｄ矮(2)要点：①一般说来，进行有性生殖的生物，体细胞中的基因成对存在，生殖细胞中的基因成单存在。②亲本为纯合体的高茎(DD)和矮茎(dd)，则F1为Dd。③F1存在等位基因，表现为显性性状。④等位基因的行为：D、d在减数第一次分裂后期随同源染色体分开而分离。所以F1产生D和d两种等雄配子雌配子量的配子。⑤F1中各种雌雄配子受精机会均等，随机受精产生F2；F2中有三种基因型，两种表现型且显性与隐性的比例为3：1。5.对“解释”正确与否的验证──测交①孟德尔的设计思路：测交后代的表现型种类和比例能真实反映出F1产生的配子种类和比例。②目的：让F1的配子都能显现出来。③结果：F1是杂合体，含等位基因Dd，在减数分裂形成配子时能产生含D和d两种等量的配子。6.基因分离定律的实质实质：等位基因随同源染色体的分开而分离。细胞学基础：减数第一次分裂后期7.分离定律在实践上的应用(1)杂交育种：①显性性状作为选育对象：连续自交，直到不发生性状分离为止，方可作为推广种。②隐性性状作为选育对象：一旦出现即可作为种子推广使用。(2)医学实践:利用分离定律科学推断遗传病的基因型和发病概率。为人类禁止近亲结婚和优生提供理论依据。（二）考点例析［例1］孟德尔选用豌豆作为遗传实验材料的理由及对豌豆进行异花授粉前的处理是：①豌豆是闭花授粉植物；②豌豆在自然状态下是纯种；③用豌豆作实验材料有直接经济价值；④各品种间具有一些稳定的、差异较大而以容易区分的性状；⑤开花期母本去雄，然后套袋；⑥花蕾期母本去雄，然后套袋；A.①②③④⑥B.①②⑤⑥C.①②④⑥D.②③④⑥［解析］豌豆是闭花授粉植物，在进行异花授粉之前，必须保证雌花没有授粉，因此要在花蕾期去雄。［答案］C［例2］一家庭有父母和儿子3人。母亲为A型血，母亲的红细胞能被父亲、儿子的血清凝集；父亲的红细胞能被母亲、儿子的血清凝集。父、母的基因型依次为：A.IAIB、IAIAB.IBIB、IAｉC.IBｉ、IAｉD.IBｉ、IAIA［解析］人类ABO血型是由三个复等位基因控制的，它们是IA、IB、和ｉ。但是，对于每个人来说，只可能有两个基因。IA和IB对ｉ为显性，IA和IB无显隐性。ABO血型系统中，A型血人的红细胞膜上含有A凝集原，血清中含有抗B凝集素；B型血的人和A型血的人相反；AB型血的人红细胞膜上含有A、B凝集原，血清中不含任何凝集素；O型血人的红细胞膜上不含任何凝集原，但血清中含A、B凝集素。根据分离定律可知：母亲是A型血，其基因型为IAI或IAｉ；母亲的红细胞能被父亲和儿子的血清凝集，说明父亲和儿子的血清中含有抗A凝集素，其血型为B型或O型；又知父亲的血型为B型，儿子的血型为O型，其基因型为ｉｉ。据此可推出父母亲的基因型。［答案］C［例3］一株纯黄粒玉米和一株白粒玉米相互授粉杂交，比较这两个植株种子发育中的胚和胚乳细胞的基因型，结论是A.胚的不同，胚乳细胞的相同B.胚的相同，胚乳细胞的不同C.胚和胚乳细胞的基因型相同D.胚和胚乳细胞的基因型都不同［解析］胚是由1个卵细胞和1个精子受精发育而来，无论正交还是反交，基因型是相同的；胚乳是由2个极核与1个精子受精发育而来，所以母本不同，胚乳细胞的基因型也不相同。［答案］B［例4］基因型为Dd的个体连续自交n代，下图中的哪一条曲线能正确地反映纯合体所占比例的变化[来源:Z_xx_k.Com]［解析］杂合体连续自交，后代中杂合体的比例越来越小，纯合体的比例越来越大。推导过程如下：Dd自交一代后，基因型为DD、Dd和dd三种，其比例是1/4、2/4和1/4。再自交一代，DD自交后仍是DD，比例为1/4；Dd自交后代的基因型为DD、Dd和dd，比例分别为814241、414242和814241；dd自交后仍是dd，比例为1/4。将上述三项合并后，DD为3/8，Dd为1/4，dd为3/8。依此类推，自交n代后，杂合体Dd为n21，则纯合体所占比率为：1-n21，据此可知，只有C曲线与此相符。［答案］C［例5］某农场养了一群马，有栗色马和白色马。已知栗色对白色呈完全显性，育种工作者从中选出一匹健壮的栗色公马，请你根据毛色这一性状，用一个配种季节的时间鉴定它是杂种还是纯种。简要说明鉴定方法和理由。［解析］本题主要考查测交实验在实践中的应用。因为栗色是显性性状，所以栗色公马的基因型可能是显性纯合或杂合，用测交方法可以鉴定其基因型。由于题目要求用一个配种季节的时间完成鉴定，因此根据统计学原理，运用测交实验的方法，让此马与多匹白马进行交配，使后代的数量尽可能多些，提高判断的准确性。后代可能的情况有两种。［答案］两种情况：①可能是杂种。让此栗色马与多匹白马交配，若后代中有白马，说明栗色马含有隐性基因，故推知该栗色公马是杂种。②可能是纯种。让此栗色马与多匹白马交配，若后代中没有白马，说明栗色马不含隐性基因，故推知可能该栗色公马是纯种。二、方法技巧规律基因的分离定律是自由组合定律的基础，是高中生物的核心知识之一，是高考的热点内容。近几年的高考对本考点的考查试题形式较多。如选择、简答、综合分析等，考查的知识多为对概念的理解、基因型和表现型几率的计算及分离定律在实践上的应用等。运用揭示定律的科学方法设计实验，用分离定律解决实践中的相关问题是今后命题的主要趋势。1.解答基因分离定律问题的一些基本思维(1)判断显、隐性性状。方法有二种：①具有相对性状的纯合体亲本杂交，子一代杂合体显现的亲本的性状为显性性状。②据“杂合体自交后代出现性状分离”。新出现的性状为隐性性状。在未知显/隐性关系的情况下，任何亲子代表现型相同的杂交都无法判断显/隐性。(2)基因型的确定①隐性纯合突破法：具隐性性状的个体一定是纯合体，其基因型中的两个隐性基因分别来自两个亲本，说明两个亲本至少含一个隐性基因。②性状分离比突破法：根据特殊交配组合后代的性状分离比来确定基因型。交配类型亲本基因型F1性状分离杂合体自交Bb×Bb3∶1测交Bb×bb1∶1纯合亲本杂交BB×bb[来源:Z#xx#k.Com]1∶0[来源:Zxxk.Com](3)基因型和表现型几率的计算见下一个专题。2.学会作规范的遗传图解，并在实际应用中能熟练运用。如：P：Dd×dd配子Ddd子代Dddd［例6］现有一只白公羊与一只白母羊交配，生了一只小黑羊。问：公羊、母羊和小黑羊各是什么基因型？［解析］解答本题分三步：一是判断性状的显隐性。根据本题题意，属“杂合体自交后代出现性状分离”。新出现的性状为隐性性状。即黑色是隐性性状。二是写出可能的基因型，列出遗传图解。根据第一步的判断，列出遗传解如下：PB×B后代bb三是从遗传图解中出现的隐性纯合体突破。[来源:学|科|网Z|X|X|K]［答案］BbBbbb［例11］下图是一个遗传家图，该遗传病由常染色体上的一对等位基因控制，A为显性基因，a为隐性基因。请回答：(1)该遗传病的致病基因是性基因。(2)3号的基因型是。(3)7号是纯合体的概率是。(4)8号与表现型正常的男性结婚，所生孩子患遗传病的最大概率是。［解析］本题考查系谱图的解法。根据显/隐性的判断方法，该病是隐性遗传病，父母都是杂合体，据此可推知3号的基因型。7号的表现型正常，基因型有两种可能即AA和Aa，由于父母都是杂合体，所以纯合体的概率是1/3。8号是患者，基因型为aa，她与表现型正常的男性结婚，该男性的基因型有两种可能即AA和Aa。如果男性的基因型为Aa，则后代的患病可能最大。［答案］(1)隐(2)AA或Aa(3)1/3(4)1/2三、基础能力测试1.下列各组中不属于相对性状的是()A.水稻的早熟和晚熟B.豌豆的紫花和红花C.小麦的抗病与易染病D.绵羊的长毛与细毛2.一匹雄性黑马与若干匹枣红马交配后，共生出20匹枣红马和23匹黑马。下列叙述中最可能的是（）。A.雄性黑马是杂合体B.雄性黑马是纯合体C.黑马是隐性性状D.枣红马是显性性状3.在一个生物群体中，若仅考虑一对等位基因，可有多少种不同的交配类型（）。A.2种B.3种C.4种D.6种4.水稻某些品种茎秆的高矮是由一对等位基因控制的，对一个纯合显性亲本与一个纯合隐性亲本杂交产生的F1进行测交，杂交后代中，杂合子的几率是（）。A.75℅B.50℅C.25℅D.12.5℅5.小麦高秆（H）对矮秆（h）是显性。现有两株高秆小麦，它们的亲本中都有一个矮秆小麦，这两株小麦杂交，在F1中出现纯合子的几率是（）。A.75℅B.50℅C.25℅D.12.5℅6.在人类群体中，发现决定Rh血型的等位基因共有18种之多，但对每个人则仍然只有其中的两个基因成员。如果以18种等位基因计算，则人类Rh血型基因型会有多少种A.18种B.153种C.171种D.2种7.番茄中红果对黄果为显性。让黄果植株作母本，接受红果植株的花粉，受精后所结果实的颜色是（）。A.红黄之比为3：1B.全为红色C.红黄之比为1：1D.全为黄色8.一株白粒玉米（aa）接受红粒玉米（AA）的花粉，所结的种（果）皮细胞、胚细胞、胚乳细胞、极核细胞的基因型依次是（）。A.Aa、AA、Aa、aaB.aa、Aa、Aaa、aC.aa、Aa、AAa、aD.Aa、Aa、Aaa、a四、潜能挑战测试9.种皮光滑的豌豆与种皮皱缩的豌豆杂交，F1全为种皮光滑性状的，自交后，F2中种皮皱缩的有248株，则种皮光滑的株数约为（）。A.248B.992C.495D.74310.把高茎豌豆与矮茎豌豆杂交，其后代高茎为102株、矮茎为99株，指出亲代的基因型是（）。A.TT×ttB.Tt×TtC.Tt×ttD.tt×tt11.已知纯种的粳稻与糯稻杂交，F1全为粳稻。粳稻中含直链淀粉遇碘呈蓝黑色(其花粉粒的颜色反应也相同)，糯稻含支链淀粉，遇碘呈红褐色(其花粉粒的颜色反应也相同)。现有一批纯种粳稻和糯稻，以及实验用碘液。请设计两种方案来验证基因的分离规律。(实验过程中可自由取用必要实验器材。基因用A和a表示)。五、参考答案与提示1.D（长毛与短毛是一对，粗毛与细毛是一对。）2.A（根据题目中后代的分离比可知，这是测交问题。若黑色是隐性性状，多匹枣红雌马的基因型全是杂合体的可能性不大。）3.D（即RR×RRRr×Rrrr×rrRR×RrRR×RrRr×rr）4.B（据题意，F1的基因型为杂合，在F1的测交后代中，杂合体与纯合体的比例为1∶1。）5.B（根据题意，两株高秆小麦的基因型都是杂合体。）6.C（设等位基因数为N，由数学知识可推出，这些等位基因组成的基因型数为：N+N(N-1)/2。）7.D（受精后所结的果实中的果皮是由胎座发育而来，果皮细胞和母本的体细胞基因相同，因此颜色是黄色。）