第13講　基因的分離定律【課標(biāo)要求】　闡明有性生殖中基因的分離和自由組合使得子代的基因型和表型有多種可能，并可由此預(yù)測(cè)子代的遺傳性狀。
考點(diǎn)一　基因分離定律的發(fā)現(xiàn)
1．豌豆用作雜交實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)
提醒：如果用玉米等雌雄同株異花植物或黃瓜等雌雄異株植物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不需要去雄，直接套袋即可，步驟為：套袋→人工傳粉→再套袋。
2．孟德爾遺傳實(shí)驗(yàn)的雜交操作
3．一對(duì)相對(duì)性狀雜交實(shí)驗(yàn)及其“假說—演繹”分析
提醒：①提出問題是建立在雜交和自交實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的，不包括測(cè)交實(shí)驗(yàn)。②演繹過程不等于測(cè)交實(shí)驗(yàn)，前者只是理論推導(dǎo)，后者則是進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)對(duì)演繹推理的結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證。
4．分離定律的實(shí)質(zhì)(1)細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。(見下圖)
(2)分離定律的實(shí)質(zhì)：等位基因隨同源染色體的分開而分離。(3)發(fā)生時(shí)間：減數(shù)分裂形成配子時(shí)。(4)研究對(duì)象：①進(jìn)行有性生殖的生物；②細(xì)胞核內(nèi)染色體上的基因；③一對(duì)等位基因控制的相對(duì)性狀的遺傳。
5．分離定律的應(yīng)用(1)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)：指導(dǎo)雜交育種。①優(yōu)良性狀為顯性性狀：利用雜合子選育顯性純合子時(shí)，可進(jìn)行連續(xù)自交，直到不再發(fā)生性狀分離為止，即可留種推廣使用。②優(yōu)良性狀為隱性性狀：一旦出現(xiàn)就能穩(wěn)定遺傳，便可留種推廣使用。③優(yōu)良性狀為雜合子：兩個(gè)純合的不同性狀的個(gè)體雜交的后代就是雜合子，但每年都要育種。(2)醫(yī)學(xué)實(shí)踐：分析單基因遺傳病的基因型和發(fā)病率；為禁止近親結(jié)婚和進(jìn)行遺傳咨詢提供理論依據(jù)。
6．性狀分離比的模擬實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)原理：甲、乙兩個(gè)小桶分別代表雌、雄生殖器官，甲、乙小桶內(nèi)的彩球分別代表雌、雄配子，不同彩球的隨機(jī)組合模擬雌、雄配子的隨機(jī)結(jié)合。(2)注意問題：要隨機(jī)抓取，且抓完一次將小球放回原小桶并搖勻，重復(fù)次數(shù)足夠多。兩小桶內(nèi)的彩球數(shù)量可以(填“可以”或“不可以”，下同)不相同，每個(gè)小桶內(nèi)兩種顏色的小球數(shù)量不可以不相同。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。①彩球組合數(shù)量比DD∶Dd∶dd≈1∶2∶1。②彩球組合代表的顯隱性性狀的數(shù)值比接近3∶1。
1．“假說—演繹法”中“假設(shè)”“演繹推理”“測(cè)交實(shí)驗(yàn)”的區(qū)別“假設(shè)”是在觀察和分析的基礎(chǔ)上提出問題之后，對(duì)提出的問題所做的解釋?！把堇[推理”不同于測(cè)交實(shí)驗(yàn)，前者只是理論推導(dǎo)，后者則是進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。2．相同基因、等位基因與非等位基因的區(qū)別
(1)相同基因：同源染色體的相同位置上控制相同性狀的基因，見圖中A和A。(2)等位基因：同源染色體的同一位置上控制相對(duì)性狀的基因，見圖中B和b、C和c、D和d。(3)非等位基因(有兩種情況)：一種是位于非同源染色體上的非等位基因，見圖中A和D；還有一種是位于同源染色體上的非等位基因，見圖中A和b。
3．各種交配方式的概念及應(yīng)用
4．驗(yàn)證基因分離定律的方法(1)自交法。
(3)配子法(花粉鑒定法)有一定局限性，相應(yīng)性狀需在花粉中表現(xiàn)。
考向1　結(jié)合豌豆雜交實(shí)驗(yàn)及遺傳學(xué)概念，考查科學(xué)思維1．(2022·湖南岳陽)現(xiàn)有高莖豌豆和矮莖豌豆若干株，下列有關(guān)說法正確的是(　　)A．孟德爾在豌豆雜交實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)問題所采用的實(shí)驗(yàn)方法是雜交和自交B．鑒別高莖豌豆是否為純合子只能用測(cè)交，而提高高莖豌豆的純合度常用自交C．讓這些豌豆自交和讓這些豌豆自由交配，后代的表型和基因型的種類都不相同D．雜交、自交、測(cè)交均不會(huì)改變種群的基因頻率，自由交配會(huì)改變種群的基因頻率
解析：孟德爾用純種高莖豌豆與純種矮莖豌豆作親本進(jìn)行雜交，雜交后產(chǎn)生的F1全部為高莖豌豆，F(xiàn)1自交得F2，F(xiàn)2植株中不僅有高莖，還有矮莖，其比例為3∶1，出現(xiàn)了性狀分離。通過這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，孟德爾發(fā)現(xiàn)問題并提出了假說，A項(xiàng)正確；鑒別高莖豌豆是否為純合子，可采用測(cè)交法或自交法；提高豌豆純合度常采用自交法，鑒別植物是否為純合子時(shí)，相比于測(cè)交法，自交法更簡(jiǎn)捷，B項(xiàng)錯(cuò)誤；豌豆是自花傳粉的植物，豌豆的自由交配就是自交，所以后代的表型和基因型種類相同，C項(xiàng)錯(cuò)誤；雜交、自交、測(cè)交和自由交配均不會(huì)改變種群的基因頻率，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
考向2　結(jié)合分離定律的實(shí)質(zhì)與驗(yàn)證，考查科學(xué)探究2．玉米是一種二倍體異花傳粉作物，可作為研究遺傳規(guī)律的實(shí)驗(yàn)材料。玉米籽粒的飽滿與凹陷是一對(duì)相對(duì)性狀，受一對(duì)等位基因控制?；卮鹣铝袉栴}：(1)在一對(duì)等位基因控制的相對(duì)性狀中，雜合子通常表現(xiàn)的性狀是____________。(2)現(xiàn)有在自然條件下獲得的一些飽滿的玉米籽粒和一些凹陷的玉米籽粒，若要用這兩種玉米籽粒為材料驗(yàn)證分離定律，寫出兩種驗(yàn)證思路及預(yù)期結(jié)果。_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
解析：(1)在一對(duì)等位基因控制的相對(duì)性狀中，雜合子通常表現(xiàn)為顯性性狀。(2)欲驗(yàn)證基因的分離定律，可采用自交法和測(cè)交法。根據(jù)題意，若要用這兩種玉米籽粒為材料驗(yàn)證分離定律，可讓兩種性狀的玉米分別自交，若某些親本自交后，子代出現(xiàn)3∶1的性狀分離比，則可驗(yàn)證分離定律；若子代沒有出現(xiàn)3∶1的性狀分離比，說明親本均為純合子，在子代中選擇兩種性狀的玉米雜交得F1，F(xiàn)1自交得F2，若F2出現(xiàn)3∶1的性狀分離比，則可驗(yàn)證分離定律。也可讓兩種性狀的玉米雜交，若F1只表現(xiàn)一種性狀，說明親本均為純合子，讓F1自交得F2，若F2出現(xiàn)3∶1的性狀分離比，則可驗(yàn)證分離定律；若F1表現(xiàn)兩種性狀，且表現(xiàn)為1∶1的性狀比例，說明該親本分別為雜合子和純合子，則可驗(yàn)證分離定律。
答案：(1)顯性性狀(2)①兩種玉米分別自交，若某些玉米自交后，子代出現(xiàn)3∶1的性狀分離比，則可驗(yàn)證分離定律。若子代未出現(xiàn)3∶1的性狀分離比，在子代中選擇兩種純合子進(jìn)行雜交得F1，F(xiàn)1自交得到F2，若F2中出現(xiàn)3∶1的性狀分離比，則可驗(yàn)證分離定律。②讓籽粒飽滿的玉米和籽粒凹陷的玉米雜交，如果F1都表現(xiàn)一種性狀，則用F1自交，得到F2，若F2中出現(xiàn)3∶1的性狀分離比，則可驗(yàn)證分離定律。如果F1表現(xiàn)兩種性狀，且表現(xiàn)為1∶1的性狀比例，也可驗(yàn)證分離定律。
考點(diǎn)二　基因分離定律的關(guān)鍵題型分析題型1　顯、隱性性狀的判斷
2．根據(jù)遺傳系譜圖進(jìn)行判斷
1．(2022·湖北宜昌)黃瓜是雌雄同株單性花植物，其果皮的綠色和黃色是受一對(duì)等位基因控制的具有完全顯、隱性關(guān)系的相對(duì)性狀。從種群中選定兩個(gè)個(gè)體進(jìn)行雜交，根據(jù)子代的表型一定能判斷顯、隱性關(guān)系的是(　　)A．綠色果皮植株自交和黃色果皮植株自交B．綠色果皮植株和黃色果皮植株正、反交C．綠色果皮植株自交和黃色果皮植株與綠色果皮植株雜交D．黃色果皮植株自交或綠色果皮植株自交
解析：若綠色果皮植株和黃色果皮植株都是純合子，則自交后代不發(fā)生性狀分離，無法判斷顯、隱性關(guān)系，A、D項(xiàng)錯(cuò)誤；作為雌雄同株的植物，黃瓜沒有性染色體，不論兩親本都是純合子，還是其中一株為雜合子，正、反交結(jié)果都相同，無法判斷顯、隱性關(guān)系，B項(xiàng)錯(cuò)誤；綠色果皮植株自交，若后代發(fā)生性狀分離，則綠色果皮為顯性；若不發(fā)生性狀分離，則說明綠色果皮是純合子，再和黃色果皮植株雜交，若后代出現(xiàn)黃色果皮植株，則黃色果皮為顯性，若后代均為綠色果皮，則綠色果皮為顯性，C項(xiàng)正確。
2．(2022·山東青島)玉米為雌雄異花的植物，豌豆是雌雄同花的植物，二者的莖稈都有高矮之分，分別將高莖和矮莖在自然狀態(tài)下間行種植，不考慮變異，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)A．若矮莖玉米上所結(jié)的F1既有高莖，也有矮莖，則矮莖一定是隱性性狀B．若高莖玉米上所結(jié)的F1都是高莖，則高莖對(duì)矮莖一定是顯性C．若高莖豌豆的F1都是高莖，矮莖豌豆的F1都是矮莖，則無法判斷莖稈的顯、隱性D．若高莖豌豆的F1既有高莖，也有矮莖，則該高莖豌豆一定為雜合子
解析：高莖玉米和矮莖玉米間行種植，二者隨機(jī)受粉，若矮莖玉米為雜合子，則其上所結(jié)的F1可既有高莖，又有矮莖，故矮莖可能是隱性性狀，也可能是顯性性狀，A項(xiàng)錯(cuò)誤；若高莖玉米上所結(jié)的F1都是高莖，說明無論高莖玉米自交，還是與矮莖
玉米雜交，后代都是高莖，推斷高莖為顯性性狀且親本高莖玉米為純合子，B項(xiàng)正確；豌豆自然狀態(tài)下只能自交，高莖豌豆自交后代都是高莖，說明其是純合子，矮莖豌豆自交后代都是矮莖，說明其也是純合子，由于間行種植的高莖豌豆和矮莖豌豆之間沒有互相受粉，因此無法判斷顯、隱性，C項(xiàng)正確；高莖豌豆自交后代發(fā)生性狀分離，則高莖為顯性性狀，并且親本高莖豌豆為雜合子，D項(xiàng)正確。
題型2　純合子與雜合子的判斷
1．通過雜交實(shí)驗(yàn)判斷(1)自交法：此法主要適用于植物，且是最簡(jiǎn)便的方法。
(2)測(cè)交法：此法適用于植物和動(dòng)物，且需已知顯、隱性。
2．花粉鑒定法此法只適用于一些特殊的植物。
3．單倍體育種法此法只適用于植物。(以一對(duì)相對(duì)性狀為例說明)
3．(2022·廣東揭陽)某種植物的羽裂葉和全緣葉是一對(duì)相對(duì)性狀。某同學(xué)用全緣葉植株(植株甲)進(jìn)行了下列四個(gè)實(shí)驗(yàn)。其中能夠判定植株甲為雜合子的實(shí)驗(yàn)是(　　)①讓植株甲進(jìn)行自花傳粉，子代出現(xiàn)性狀分離②用植株甲給另一全緣葉植株授粉，子代均為全緣葉③用植株甲給羽裂葉植株授粉，子代中全緣葉與羽裂葉的比例為1∶1④用植株甲給另一全緣葉植株授粉，子代中全緣葉與羽裂葉的比例為3∶1A．①或②　　　　　B．①或④C．②或③ D．③或④
解析：實(shí)驗(yàn)①中植株甲自交，子代出現(xiàn)了性狀分離，說明作為親本的植株甲為雜合子。實(shí)驗(yàn)④中植株甲與另一具有相同性狀的個(gè)體雜交，后代出現(xiàn)3∶1的性狀分離比，說明親本均為雜合子。在相對(duì)性狀的顯隱性不確定的情況下，無法依據(jù)實(shí)驗(yàn)②、③判定植株甲為雜合子，B符合題意。
4．(2022·河北邢臺(tái))玉米(2n＝20)是雌雄異花、雌雄同株的作物。自然狀態(tài)下的玉米可以在植株間相互傳粉，也可以同株異花傳粉(自交)。請(qǐng)回答：(1)在雜交過程中，玉米相對(duì)于豌豆可以省去________環(huán)節(jié)，在開花前直接對(duì)雌、雄花序進(jìn)行________處理即可。(2)玉米的高莖對(duì)矮莖為顯性。為研究一純合高莖玉米植株的果穗上所結(jié)籽粒是全為純合子、全為雜合子還是既有純合子又有雜合子，某同學(xué)選取了該玉米果穗上兩粒種子作為親本，單獨(dú)隔離種植，觀察、記錄并分別統(tǒng)計(jì)子一代植株的性狀，子一代全為高莖，他就判斷該玉米果穗所有籽粒均為純合子，可老師認(rèn)為他的結(jié)論不科學(xué)，理由是______________________________________________________________________________________________________________________________。請(qǐng)以該果穗為實(shí)驗(yàn)材料，寫出科學(xué)的實(shí)驗(yàn)思路：___________________________________________________________________________________________________。
預(yù)期現(xiàn)象及結(jié)論：①___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；②___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；③___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案：(1)去雄　套袋(2)選擇樣本太少，實(shí)驗(yàn)有一定的偶然性，不能代表全部籽粒的遺傳因子組成　讓該純合高莖玉米植株的果穗上所結(jié)籽粒全部作為親本，單獨(dú)隔離種植，觀察、記錄并分別統(tǒng)計(jì)子一代植株的性狀①如果后代全是高莖，則該純合高莖玉米植株的果穗上所結(jié)籽粒是全為純合子②如果后代有高莖、矮莖，且高莖∶矮莖＝3∶1，則該純合高莖玉米植株的果穗上所結(jié)籽粒全為雜合子③如果后代有高莖、矮莖，且高莖∶矮莖>3∶1，則該純合高莖玉米植株的果穗上所結(jié)籽粒既有純合子又有雜合子
題型3　一對(duì)相對(duì)性狀遺傳中基因型和表型的推斷
5．(2022·西北工業(yè)大學(xué)附中)某植物的花為兩性花，該植物的紫花與紅花是一對(duì)相對(duì)性狀，且是由一對(duì)遺傳因子(D、d)控制的完全顯性遺傳?，F(xiàn)用一株紫花植株和一株紅花植株作為實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)如下表所示的實(shí)驗(yàn)方案(后代數(shù)量足夠多)以鑒定兩植株的遺傳因子組成。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．兩組實(shí)驗(yàn)中，都有能判定紫花和紅花顯、隱性的依據(jù)B．若①全為紫花，則④為DD×DdC．若②為紫花和紅花的數(shù)量比為1∶1，則⑤為Dd×ddD．③為Dd，判斷依據(jù)是子代出現(xiàn)性狀分離，說明親本攜帶隱性遺傳因子
解析：第一組中，紫花自交，子代出現(xiàn)性狀分離，可以判定出現(xiàn)的新性狀為隱性性狀，親本性狀(紫花)為顯性性狀；第二組中，由紫花×紅花的子代全為紫花，可以判定紫花為顯性性狀，紅花為隱性性狀，A項(xiàng)正確；若①全為紫花，且親代是紫花自交，則④為DD×DD，B項(xiàng)錯(cuò)誤；紫花×紅花的子代中紫花和紅花的數(shù)量比為1∶1時(shí)，⑤為Dd×dd，C項(xiàng)正確；子代出現(xiàn)性狀分離，說明具有顯性性狀的親本攜帶隱性遺傳因子，故③中遺傳因子組成為Dd，D項(xiàng)正確。
題型4　自交與自由交配的概率計(jì)算
1．自交與自由交配的區(qū)別(1)自交強(qiáng)調(diào)的是相同基因型個(gè)體的交配。如基因型為AA、Aa的群體中，自交是指AA×AA、Aa×Aa。(2)自由交配強(qiáng)調(diào)的是群體中所有個(gè)體進(jìn)行隨機(jī)交配。如基因型為AA、Aa的群體中，自由交配是指AA×AA、Aa×Aa、AA(♀)×Aa(♂)、Aa(♀)×AA(♂)。
提醒：①豌豆、水稻、小麥等自花傳粉植物在自然狀態(tài)下是自交。玉米等雌雄異花植物在自然狀態(tài)下是自由交配(也叫相互交配)。②在沒有任何干預(yù)的條件下，自交和自由交配都不改變基因頻率，但連續(xù)自交能降低雜合子(Aa)的基因型頻率，自由交配不改變各基因型的頻率。
7．(2022·貴州貴陽)已知果蠅的灰身和黑身是一對(duì)相對(duì)性狀，基因位于常染色體上。將純種的灰身和黑身蠅雜交，F(xiàn)1全為灰身，F(xiàn)1自交產(chǎn)生F2，下列說法正確的是(　　)A．取F2的雌雄果蠅自由交配，后代中灰身和黑身果蠅的比例為5∶3B．取F2的雌雄果蠅自交，后代中灰身和黑身果蠅的比例為3∶1C．將F2中的灰身果蠅取出，讓其自由交配，后代中灰身和黑身果蠅的比例為1∶8D．將F2中的灰身果蠅取出，讓其自交，后代中灰身和黑身果蠅的比例為5∶1
8．(2022·湖北武漢)外顯率指某基因型個(gè)體顯示預(yù)期表型的比例。黑腹果蠅中，顯性的野生型基因Ⅰ的外顯率為100%；隱性的間斷翅脈基因ⅰ的外顯率為90%，即90%的ⅱ基因型個(gè)體為間斷翅脈，其余10%為野生型。將一對(duì)黑腹果蠅雜交后，F(xiàn)1中野生型∶間斷翅脈＝11∶9，下列說法正確是(　　)A．親本果蠅的表現(xiàn)型分別為野生型和間斷翅脈B．子代野生型果蠅的基因型可能為Iⅰ或ⅱC．F1中果蠅自由交配，得到F2中野生型∶間斷翅脈＝7∶9D．F1的比例說明該性狀的遺傳不遵循基因的分離定律
高考真題體驗(yàn)1.(2022·浙江卷)番茄的紫莖對(duì)綠莖為完全顯性。欲判斷一株紫莖番茄是否為純合子，下列方法不可行的是(　　)A．讓該紫莖番茄自交B．與綠莖番茄雜交C．與純合紫莖番茄雜交D．與雜合紫莖番茄雜交
解析：紫莖為顯性，令其自交，若為純合子，則子代全為紫莖，若為雜合子，子代發(fā)生性狀分離，會(huì)出現(xiàn)綠莖，A項(xiàng)錯(cuò)誤；可通過與綠莖純合子(aa)雜交來鑒定，如果后代都是紫莖，則是純合子；如果后代有紫莖也有綠莖，則是雜合子，B項(xiàng)錯(cuò)誤；與紫莖純合子(AA)雜交后代都是紫莖，故不能通過與紫莖純合子雜交進(jìn)行鑒定，C項(xiàng)正確；能通過與紫莖雜合子雜交(Aa)來鑒定，如果后代都是紫莖，則是純合子；如果后代有紫莖也有綠莖，則是雜合子，D項(xiàng)正確。
2．(2021·湖北卷)淺淺的小酒窩，笑起來像花兒一樣美。酒窩是由人類常染色體的單基因所決定，屬于顯性遺傳。甲、乙分別代表有、無酒窩的男性，丙、丁分別代表有、無酒窩的女性。下列敘述正確的是(　　)A．若甲與丙結(jié)婚，生出的孩子一定都有酒窩B．若乙與丁結(jié)婚，生出的所有孩子都無酒窩C．若乙與丙結(jié)婚，生出的孩子有酒窩的概率為50%D．若甲與丁結(jié)婚，生出一個(gè)無酒窩的男孩，則甲的基因型可能是純合的
3．(2021·全國甲卷)植物的性狀有的由1對(duì)基因控制，有的由多對(duì)基因控制。一種二倍體甜瓜的葉形有缺刻葉和全緣葉，果皮有齒皮和網(wǎng)皮。為了研究葉形和果皮這兩個(gè)性狀的遺傳特點(diǎn)，某小組用基因型不同的甲、乙、丙、丁4種甜瓜種子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中甲和丙種植后均表現(xiàn)為缺刻葉網(wǎng)皮。雜交實(shí)驗(yàn)及結(jié)果見下表(實(shí)驗(yàn)②中F1自交得F2)。
回答下列問題：(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)①可判斷這2對(duì)相對(duì)性狀的遺傳均符合分離定律，判斷的依據(jù)是______________________________________________________________________________________________________________________________________________。根據(jù)實(shí)驗(yàn)②，可判斷這2對(duì)相對(duì)性狀中的顯性性狀是____________________。(2)甲、乙、丙、丁中屬于雜合體的是________。(3)實(shí)驗(yàn)②的F2中純合體所占的比例為__________。
(4)假如實(shí)驗(yàn)②的F2中缺刻葉齒皮∶缺刻葉網(wǎng)皮∶全緣葉齒皮∶全緣葉網(wǎng)皮不是9∶3∶3∶1，而是45∶15∶3∶1，則葉形和果皮這兩個(gè)性狀中由1對(duì)等位基因控制的是______，判斷的依據(jù)是______________________________________________________________________________________________________________________。

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