
Teaching Prcess
2.課堂教 學(xué)內(nèi)容
復(fù)習(xí):各種交配方式的概念及應(yīng)用
(1)兩個(gè)有病的雙親生出無(wú)病的孩子,即“有中生無(wú),有為顯”,肯定是顯性遺傳??;(2)兩個(gè)無(wú)病的雙親生出有病的孩子,即“無(wú)中生有,有為隱”,肯定是隱性遺傳病。
1.顯性性狀與隱性性狀的判斷方法
一.分離定律的相關(guān)方法
(3)相同性狀的個(gè)體雜交,子代中新出現(xiàn)的性狀為隱 性。 例如:高莖×高莖→高莖、矮莖(4)相對(duì)性狀的個(gè)體雜交,子代只表現(xiàn)一個(gè)性狀,這個(gè)性狀為顯性。 例如:高莖×矮莖→高莖
(5)合理設(shè)計(jì)雜交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行判斷
例1.(判斷顯隱性、基因位置)腓骨肌萎縮癥(CMT)是一種特殊的遺傳病,其遺傳方式有多種類(lèi)型。某一CMT患者的母親也患該病,但其父親、哥哥和妹妹都不患病。下列相關(guān)分析一定正確的是( )。A.若該患者為男性,則該病為伴X染色體隱性遺傳病B.若該患者為女性,則該患者的哥哥為隱性純合子C.若該患者的父親是攜帶者,則其妹妹也是攜帶者D.若該患者的母親是雜合子,則該患者就是純合子
解析:母親患病,兒子(患者哥哥)正常,則該病不可能為伴X染色體隱性遺傳病,A錯(cuò)誤;若該患者為女性且為常染色體隱性遺傳病,則該患者的哥哥為雜合子,B錯(cuò)誤;若該患者的父親是攜帶者,則為常染色體隱性遺傳病,而母親患病,所以其正常妹妹是攜帶者,C正確;若該患者的母親是雜合子,而母親是患者,則為顯性遺傳病,若為常染色體顯性遺傳病,則該患者是雜合子,D錯(cuò)誤。
例2.(2022·吉林長(zhǎng)春高三模擬)玉米的甜和非甜是一對(duì)相對(duì)性狀,隨機(jī)取非甜玉米和甜玉米進(jìn)行間行種植,其中一定能夠判斷甜和非甜的顯隱性關(guān)系的是( )
2.純合子與雜合子的判斷方法
鑒定某生物個(gè)體是純合子還是雜合子:(1)當(dāng)被測(cè)個(gè)體是動(dòng)物時(shí),常采用測(cè)交法;(2)當(dāng)被測(cè)個(gè)體是植物時(shí),上述四種方法均可以,但自交法較簡(jiǎn)單。
例3.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(guò)程中,玉米相對(duì)于豌豆可以省去_____環(huán)節(jié),在開(kāi)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(xiě)出科學(xué)的實(shí)驗(yàn)思路:__________________________________________________________________________________________________________。
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
預(yù)期現(xiàn)象及結(jié)論:①____________________________________________________________________;②_________________________________________________________________________________________;③___________________________________________________________________________________________________。
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
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
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
(1)由親代推斷子代的基因型與表現(xiàn)型(正推型)
(2)根據(jù)分離定律中規(guī)律性比值直接判斷(用基因B、b表示)
(3)計(jì)算時(shí)注意研究對(duì)象及系數(shù)
AA、aa出現(xiàn)的概率各是1/4,Aa出現(xiàn)的概率是1/2,顯性性狀出現(xiàn)的概率是3/4,隱性性狀出現(xiàn)的概率是1/4,顯性性狀中雜合子的概率是2/3。
3顯性性狀 ∶ 1隱性性狀
【例4】(遺傳系譜圖中的發(fā)病率計(jì)算)低磷酸酯酶癥是一種遺傳病,一對(duì)夫婦均表現(xiàn)正常,他們的父母也均表現(xiàn)正常,丈夫的父親不攜帶致病基因,而母親是攜帶者,妻子的妹妹患有低磷酸酯酶癥。這對(duì)夫婦生育一個(gè)正常孩子是純合子的概率是( )A.1/3 B.1/2C.6/11 D.11/12
點(diǎn)睛:第一步:計(jì)算出子代基因型和表現(xiàn)型的比例,淘汰致死的個(gè)體后,第二步:進(jìn)行系數(shù)轉(zhuǎn)換。
系譜圖中可以使用“配子法”
6/12AA1/12aa5/12Aa
【例5】(人群中的發(fā)病率計(jì)算)某常染色體顯性遺傳病在人群中的發(fā)病率為36%?,F(xiàn)有一對(duì)患病的夫婦,他們所生小孩正常的概率是多少?若他們已經(jīng)生有一個(gè)正常男孩,那他們?cè)偕粋€(gè)正常女孩的概率是多少?( )A.16/81 , 1/8 B.16/81 , 1/4C.81/10000 , 1/8 D.81/10000 , 1/4
規(guī)律: 對(duì)常染色體隱性遺傳病而言,第一步:找出a及A的基因頻率,第二步:人群中一個(gè)正常人為雜合子Aa的概率, Aa=(2×A×a)/(A2+2×A×a)=2a/(A+2a)
人群中aa=64%人群中a=80%,A=20%
例6.(2017·全國(guó)Ⅱ卷)人血友病是伴X隱性遺傳病?,F(xiàn)有一對(duì)非血友病的夫婦生出了兩個(gè)非雙胞胎女兒。大女兒與一個(gè)非血友病的男子結(jié)婚并生出了一個(gè)患血友病的男孩。小女兒與一個(gè)非血友病的男子結(jié)婚,并已懷孕?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)用“ ”表示尚未出生的孩子,請(qǐng)畫(huà)出該家系的系譜圖,以表示該家系成員血友病的患病情況。
例6.(2017·全國(guó)Ⅱ卷)人血友病是伴X隱性遺傳病?,F(xiàn)有一對(duì)非血友病的夫婦生出了兩個(gè)非雙胞胎女兒。大女兒與一個(gè)非血友病的男子結(jié)婚并生出了一個(gè)患血友病的男孩。小女兒與一個(gè)非血友病的男子結(jié)婚,并已懷孕?;卮鹣铝袉?wèn)題:(2)小女兒生出患血友病男孩的概率為 ;假如這兩個(gè)女兒基因型相同,小女兒生出血友病基因攜帶者女孩的概率為 。?(3)已知一個(gè)群體中,血友病的基因頻率和基因型頻率保持不變,且男性群體和女性群體的該致病基因頻率相等。假設(shè)男性群體中血友病患者的比例為1%,則該男性群體中血友病致病基因頻率為 ;在女性群體中攜帶者的比例為 。?
例7.研究人員最近發(fā)現(xiàn)了一種人類(lèi)單基因遺傳病,并將其命名為“卵子死亡”。該類(lèi)患者的卵子出現(xiàn)發(fā)黑、萎縮、退化的現(xiàn)象,導(dǎo)致患者不育。下圖為該病某家系的遺傳系譜圖,經(jīng)基因檢測(cè)Ⅰ1含有致病基因,Ⅰ2不含致病基因。下列有關(guān)分析錯(cuò)誤的是( )。
A.該病的遺傳方式為常染色體顯性遺傳 B.Ⅱ1為雜合子的概率為2/3 C.Ⅱ3與Ⅱ4再生一個(gè)患病后代的概率為1/8 D.患者的致病基因均來(lái)自父親
解析:?、?不含致病基因,因此Ⅱ2是雜合子,判斷該病是顯性遺傳病,若是伴X染色體顯性遺傳病,Ⅰ1含有致病基因,則Ⅱ1應(yīng)該也是該病患者,與事實(shí)不符,所以該病為常染色體顯性遺傳病,A正確;Ⅱ1表現(xiàn)正常,不可能是雜合子,B錯(cuò)誤;Ⅱ3為雜合子的概率為1/2,與Ⅱ4再生一個(gè)孩子,孩子為雜合子的概率為1/4,其中只有女孩才可能患病,孩子患病的概率為1/8,C正確;因?yàn)樵摬』颊叨际桥?患者不育,但患者母親都正常,所以患者的致病基因均來(lái)自父親,D正確。答案: B
例8.(雙胞胎問(wèn)題)下圖是某種遺傳病的系譜圖,3號(hào)和4號(hào)為正常的異卵孿生兄弟,兄弟倆基因型均為AA的概率是( )。
思考:(1)若3號(hào)和4號(hào)為正常的同卵孿生兄弟,兄弟倆基因型均為AA的概率是 。(2)3號(hào)和4號(hào)為正常的異卵孿生兄弟,兄弟倆基因型不同的概率是 。
例9.(孩子患病與患病孩子)一對(duì)表現(xiàn)正常的夫婦,他們的父母都正常,但夫婦二人都有一個(gè)患白化病(常染色體 隱性遺傳)弟弟,這對(duì)夫婦生一個(gè)患病孩子的概率為: ,生一個(gè)男孩患病的概率為: ,生一個(gè)患病男孩的概率為: ,
對(duì)由常染色體上的基因控制的遺傳病來(lái)說(shuō),“患病男孩(或女孩)”中的“患病”與“男孩(或女孩)”是兩個(gè)獨(dú)立事件,所以:患病男孩的概率=患病女孩的概率=子代患病率×(1/2)。
例10.(孩子患病與患病孩子)一個(gè)患有牙齒琺瑯質(zhì)褐色病癥的男人與正常女人結(jié)婚后,其所有男性后代均正常,但是所有女性后代都為患者。男性后代與正常女性結(jié)婚,所生子女都正常。請(qǐng)問(wèn):若女性后代與正常男性結(jié)婚,其下一代的表現(xiàn)可能是( )A.女孩的患病概率為1/2,男孩正常B.患病的概率為1/4C.男孩的患病概率為1/2,女孩正常D.健康的概率為1/2
對(duì)由性染色體上的基因控制的遺傳病來(lái)說(shuō),患病男孩=患病男孩在后代全部孩子中的概率,男孩患病=后代男孩中患病的概率。
例12.(2022CS二輪專題)小鼠的體色灰色與白色是由常染色體上的一對(duì)等位基因控制的相對(duì)性狀,某校生物科研小組的同學(xué)飼養(yǎng)了8只小鼠(編號(hào)①~⑧),同時(shí)進(jìn)行了一次雜交實(shí)驗(yàn)。下表是各雜交組合及子代鼠的體色情況。
該小組同學(xué)認(rèn)為,根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能確定哪個(gè)性狀是顯性性狀,需重新設(shè)計(jì)雜交組合,以確定這對(duì)性狀的顯隱性。請(qǐng)選出最合理的實(shí)驗(yàn)方案( )A.讓①與⑥雜交,③與⑧雜交,觀察后代體色情況B.讓⑤與⑧雜交,⑥與⑦雜交,觀察后代體色情況C.讓①與④雜交,②與③雜交,觀察后代體色情況D.讓③與⑥雜交,④與⑤雜交,觀察后代體色情況
1.不同交配類(lèi)型的判斷及應(yīng)用分析
【例1】(2021·廣東佛山模擬)將基因型為Aa的豌豆連續(xù)自交,將后代中的純合子和雜合子所占的比例繪制成如圖所示的曲線,據(jù)圖分析,錯(cuò)誤的說(shuō)法是( ?。〢.a曲線可代表自交n代后純合子所占的比例B.b曲線可代表自交n代后顯性純合子所占的比例C.隱性純合子的比例比b曲線所對(duì)應(yīng)的比例要小D.c曲線可代表后代中雜合子所占比例隨自交代數(shù)的變化
(1)必會(huì)練習(xí)1:自交
雜合子Aa連續(xù)自交n次:雜合子= 純合子= 1-顯性純合子比例=隱性純合子比例=
【例2】(2020·山東模擬)番茄的紅果(B)對(duì)黃果(b)是顯性,讓雜合的紅果番茄自交得F1,淘汰F1中的黃果番茄,利用F1中的紅果番茄自交,其后代BB、Bb、bb三種基因型的比例分別是( )A.1∶2∶1B.4∶4∶1C.3∶2∶1D.9∶3∶1
(2)必會(huì)練習(xí)2:自交淘汰
解析:【且學(xué)且升華】雜合子Aa連續(xù)自交,且逐代淘汰隱性個(gè)體:自交n代后,顯性個(gè)體中,純合子= 雜合子=
2n - 12n + 1
22n + 1
原則:計(jì)算→合并→淘汰→系數(shù)轉(zhuǎn)換
【例3】果蠅的長(zhǎng)翅和殘翅是由常染色體上的一對(duì)基因控制的相對(duì)性狀。一對(duì)長(zhǎng)翅雌雄果蠅交配,子一代中出現(xiàn)殘翅果蠅。讓子一代果蠅自由交配,理論上子二代果蠅中長(zhǎng)翅與殘翅的比例為(??)?A.3∶1?B.5∶3?C.13∶3?D.7∶1
(3)必會(huì)練習(xí)3:自由交配
解析:【且學(xué)且升華】雜合子Aa連續(xù)自由交配n 次:雜合子= ,顯性純合子= ,隱性純合子= 。
【鞏固練習(xí)】基因型為Bb(B對(duì)b為完全顯性)的玉米植株自交后所結(jié)的一個(gè)玉米穗上有700多粒種子(F1),挑選F1植株中的顯性個(gè)體均分為兩組,甲組自交,乙組自由交配,下列有關(guān)兩組所產(chǎn)子代的分析,錯(cuò)誤的是 ( )A.甲組子代中隱性個(gè)體占1/6,乙組子代中隱性個(gè)體占1/9B.兩組子代中純合子所占比例均高于雜合子所占比例C.兩組子代中基因型為Bb的個(gè)體所占比例不同D.基因B在兩組子代中的基因頻率不同
【例3】果蠅灰身(B)對(duì)黑身(b)為顯性,現(xiàn)將純種灰身果蠅與黑身果蠅雜交,產(chǎn)生的F1雌雄個(gè)體間相互交配產(chǎn)生F2,將F2中所有黑身果蠅除去,讓灰身果蠅自由交配,產(chǎn)生F3。問(wèn)F3中灰身與黑身果蠅的比例是( )A.3∶1 B.5∶1 C.8∶1 D.9∶1
(4)必會(huì)練習(xí)4:自由交配淘汰
【解題指南】解答本題的關(guān)鍵點(diǎn):(1)當(dāng)把黑身果蠅除去后,BB、Bb需要重新分配比例。(2)明確自由交配是 ,不同于自交。配子法(只針對(duì)自由交配、隨機(jī)交配類(lèi)型)①先計(jì)算親本產(chǎn)生每種配子的概率。②根據(jù)題目要求用相關(guān)的兩種(♂、♀ )配子的概率相乘,即可得出某一基因型的個(gè)體的概率。③計(jì)算表現(xiàn)型概率時(shí),再將相同表現(xiàn)型的個(gè)體的概率相加即可。
原則:淘汰→系數(shù)轉(zhuǎn)換→配子
解析:【且學(xué)且升華】雜合子Aa連續(xù)自由交配n 代,且逐代淘汰隱性
顯性個(gè)體中,純合子= , 雜合子= 。
【升華1】用基因型為Aa的小麥分別進(jìn)行連續(xù)自交、隨機(jī)交配、連續(xù)自交并逐代淘汰隱性個(gè)體、隨機(jī)交配并逐代淘汰隱性個(gè)體,根據(jù)各代Aa基因型頻率繪制曲線如圖。下列分析錯(cuò)誤的是( )
A.曲線Ⅱ的F3中Aa基因型頻率為0.4B.曲線Ⅲ的F2中Aa基因型頻率為0.4C.曲線Ⅳ的Fn中純合子的比例比上一代增加(1/2)n+1D.曲線Ⅰ和Ⅳ的各子代間A和a的基因頻率始終相等
【解析】若Aa分別連續(xù)自交和隨機(jī)交配并淘汰隱性個(gè)體,則后代都為(1/4AA+1/2Aa+1/4aa),淘汰掉aa則F1代Aa的基因型比例都是2/3。而若F1代再自交則其后代是1/3AA+2/3Aa(1/4AA+1/2Aa+1/4aa),淘汰掉aa以后,得到的后代F2是3/5AA+2/5Aa,Aa所占的比例是0.4;若F1代再隨機(jī)交配,則可先計(jì)算出F1的A和a的基因頻率分別為2/3和1/3,依據(jù)遺傳平衡可計(jì)算出F2中AA=4/9、Aa=4/9、aa=1/9,淘汰aa之后則Aa=1/2,由此推知圖中曲線Ⅱ是隨機(jī)交配并淘汰aa的曲線,曲線Ⅲ是自交并淘汰aa的曲線,進(jìn)而可知B項(xiàng)正確;
曲線Ⅱ所示F2代的A、a基因頻率分別為3/4和1/4,則隨機(jī)交配后代中AA=9/16、Aa=6/16、aa=1/16,淘汰aa后,則F3中Aa的基因型頻率為2/5,所以A項(xiàng)正確;Aa分別連續(xù)自交和隨機(jī)交配不淘汰隱性個(gè)體,F(xiàn)1代Aa的基因型頻率都是1/2,若F1代再隨機(jī)交配,后代的基因型頻率不會(huì)發(fā)生改變,則圖中曲線Ⅰ是Aa隨機(jī)交配的曲線。而若F1代再連續(xù)自交Aa的基因型頻率=(1/2)n,F(xiàn)2中Aa=1/4,則可推知圖中曲線Ⅳ是自交的結(jié)果,曲線Ⅳ中在Fn代純合子的比例是1-(1/2)n,則比上一代Fn-1增加的數(shù)值是1-(1/2)n-[(1-(1/2)n-1)]=(1/2)n,C項(xiàng)錯(cuò)誤;連續(xù)自交和隨機(jī)交配這兩者都不存在選擇,所以不會(huì)發(fā)生進(jìn)化,A和a的基因頻率都不會(huì)改變,D項(xiàng)正確。
【升華2】用基因型為Aa的小麥分別進(jìn)行連續(xù)自交、隨機(jī)交配、連續(xù)自交并逐代淘汰隱性個(gè)體、隨機(jī)交配并逐代淘汰隱性個(gè)體,根據(jù)各代Aa基因型頻率繪制曲線如圖。下列分析錯(cuò)誤的是( )
A.曲線Ⅰ和Ⅳ的各子代間A和a的基因頻率始終相等B.曲線Ⅱ表示的方式是隨機(jī)交配并逐代淘汰隱性個(gè)體C.曲線Ⅲ的F3中Aa基因型頻率為2/9D.曲線Ⅳ的F3中純合體的比例比上一代增加1/4
【解析】A、曲線Ⅰ和Ⅳ隨機(jī)交配和連續(xù)自交,這兩者都不存在選擇,所以沒(méi)有發(fā)生進(jìn)化,Ⅰ和Ⅳ的基因頻率都不會(huì)改變,A正確;B、根據(jù)分析可知,曲線Ⅱ表示的方式是隨機(jī)交配并逐代淘汰隱性個(gè)體,B正確;C、根據(jù)分析可知,曲線Ⅲ是自交并淘汰aa的曲線,F(xiàn)3中aa基因型頻率為2/9,C正確;D、曲線Il是自交的結(jié)果在F3代純合子的比例是1-(1/2)3,則比上一代F2增加的數(shù)值是[1-(1/2)3]-[1-(1\2)2]=1/8,D錯(cuò)誤.故選:D.
①隱性致死:隱性基因純合時(shí)(如aa,XaY),如鐮刀型細(xì)胞貧血癥(紅細(xì)胞異常,使人死亡);植物中的白化苗②顯性致死:顯性致死又分為顯性純合致死和顯性雜合致死,若為顯性純合致死,雜合子自交后代顯∶隱=2∶1。
2.分離定律在特殊情況下的應(yīng)用
(1)分離定律中的致死問(wèn)題
③配子致死:指致死基因在配子時(shí)期發(fā)生作用,從而不能形成有生活力的配子的現(xiàn)象。④合子致死:指致死基因在胚胎時(shí)期或幼體階段發(fā)生作用,從而不能形成活的幼體或個(gè)體的現(xiàn)象。
【例1】某玉米品種含一對(duì)等位基因A和a,其中a基因純合的植株花粉敗育,即不能產(chǎn)生花粉,含A基因的植株完全正?!,F(xiàn)有基因型為Aa的玉米若干,每代均為自由交配直至F2,F(xiàn)2植株中正常植株與花粉敗育植株的比例為( )A.1∶1 B.3∶1 C.5∶1 D.7∶1
【解析】親本Aa自交產(chǎn)生的F1有三種類(lèi)型1AA、2Aa、1aa,F(xiàn)1自由交配,產(chǎn)生的雌配子有2種,1/2A、1/2a,由于aa的花粉敗育,因而產(chǎn)生兩種雄配子2/3A、1/3a,雌雄配子隨機(jī)結(jié)合,產(chǎn)生的后代中花粉敗育的aa占1/6,則正常的占5/6,故選C。
【例2】果蠅缺失1條染色體仍能正常生存和繁殖,缺失2條則致死。Ⅱ號(hào)染色體上的翻翅對(duì)正常翅為顯性。缺失1條Ⅱ號(hào)染色體的翻翅果蠅和缺失1條Ⅱ號(hào)染色體正常翅果蠅雜交,則關(guān)于F1的判斷不正確的是( )A.染色體數(shù)正常的果蠅占1/3B.翻翅果蠅占2/3C.染色體數(shù)正常的翻翅果蠅占2/9D.染色體數(shù)正常的翻翅果蠅占1/3
【例3】基因型為Aa的某植株產(chǎn)生的“a”花粉中有一半是致死的,則該植株自花傳粉產(chǎn)生的子代中AA∶Aa∶aa基因型個(gè)體的數(shù)量比為( )A.3∶2∶1 B.2∶3∶1 C.4∶4∶1 D.1∶2∶1
①不完全顯性:如等位基因A和a分別控制紅花和白花,在完全顯性時(shí),Aa自交后代中紅∶白=3∶1,在不完全顯性時(shí),Aa自交后代中紅(AA)∶粉紅(Aa)∶白(aa)=1∶2∶1。②復(fù)等位基因:復(fù)等位基因是指一對(duì)同源染色體的同一位置上的基因有多個(gè)。復(fù)等位基因盡管有多個(gè),但遺傳時(shí)仍符合分離定律,彼此之間有顯隱性關(guān)系,表現(xiàn)特定的性狀,最常見(jiàn)的如人類(lèi)ABO血型的遺傳,涉及三個(gè)基因——IA、IB、i,組成六種基因型:IAIA、IAi、IBIB、IBi、IAIB、ii。
(2)不完全顯性、復(fù)等位基因、從性遺傳等分離定律的特殊現(xiàn)象分析
【例4】某種植物的花色受一組復(fù)等位基因的控制,純合子和雜合子的表現(xiàn)型如下表。若WPWS與WSw雜交,子代表現(xiàn)型的種類(lèi)及比例分別是( )
A、3種,2∶1∶1 B、4種,1∶1∶1∶1C、2種,1∶1 D、2種,3∶1
③從性遺傳:從性遺傳是指常染色體上的基因,由于性別的差異而表現(xiàn)出男女性分布比例上或表現(xiàn)程度上的差別。如男性禿頂?shù)幕蛐蜑锽b、bb,女性禿頂?shù)幕蛐椭挥衎b。此類(lèi)問(wèn)題仍然遵循基因的基本遺傳規(guī)律,解答的關(guān)鍵是準(zhǔn)確區(qū)分基因型和表現(xiàn)型的關(guān)系。
【例5】已知牛的體色由一對(duì)等位基因(A、a)控制,其基因型為AA的個(gè)體為紅褐色,aa為紅色,在基因型為Aa的個(gè)體中,雄牛為紅褐色,雌牛為紅色?,F(xiàn)有一群牛,只有AA、Aa兩種基因型,其比例為1∶2,且雌∶雄=1∶1。若讓該群體的牛分別進(jìn)行自交(基因型相同的個(gè)體交配)和自由交配,則子代的表現(xiàn)型及比例分別是 ( )A.自交紅褐色∶紅色=5∶1;自由交配紅褐色∶紅色=8∶1B.自交紅褐色∶紅色=3∶1;自由交配紅褐色∶紅色=4∶1C.自交紅褐色∶紅色=2∶1;自由交配紅褐色∶紅色=2∶1D.自交紅褐色∶紅色=1∶1;自由交配紅褐色∶紅色=4∶5
【解析】先求出不同交配類(lèi)型產(chǎn)生后代的基因型及概率,然后再利用題意求出表現(xiàn)型的比例。親本的基因型及概率:1/3AA、2/3Aa,雌∶雄=1∶1,自交的子代中基因型AA占(1/3)×1+(2/3)×(1/4)=1/2,Aa占(2/3)×(1/2)=1/3,aa占1/6;在基因型為Aa的個(gè)體中有1/2為紅褐色(雄牛),1/2為紅色(雌牛),因此,子代中紅褐色個(gè)體占(1/2)+(1/3)×(1/2)=2/3,則紅色占1/3,即紅褐色∶紅色=2∶1。求自由交配產(chǎn)生子代的基因型時(shí),可利用配子的概率求解,親本產(chǎn)生的雄(或雌)配子中:A占2/3,a占1/3,則自由交配產(chǎn)生子代的基因型及概率:AA的概率=(2/3)×(2/3)=4/9,Aa的概率=2×(2/3)×(1/3)=4/9,aa的概率=(1/3)×(1/3)=1/9;再根據(jù)前面的計(jì)算方法可知,子代的表現(xiàn)型及比例為紅褐色∶紅色=2∶1。
生物的表現(xiàn)型=基因型+環(huán)境,由于受環(huán)境影響,導(dǎo)致表現(xiàn)型與基因型不符合的現(xiàn)象。例如果蠅長(zhǎng)翅(V)和殘翅(v)的遺傳受溫度的影響,其表現(xiàn)型、基因型與環(huán)境的關(guān)系如下表:
(3)表型模擬問(wèn)題 P二75
【例6】果蠅的黑體(v)與灰體(V)是一對(duì)相對(duì)性狀,某試驗(yàn)小組對(duì)果蠅的這對(duì)相對(duì)性狀進(jìn)行遺傳研究。如果用含有某種添加劑的食物喂養(yǎng)果蠅,所有的果蠅都是黑體,現(xiàn)有一只用含有該種添加劑的食物喂養(yǎng)的黑體雄果蠅,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)探究其基因型。(1)應(yīng)選取_______________________________________果蠅與待測(cè)果蠅交配。(2)用____________________喂養(yǎng)子代果蠅。
多只用不含添加劑的食物喂養(yǎng)的黑體雌
(3)通過(guò)觀察子代果蠅性狀,推斷待測(cè)果蠅的基因型:①若子代____________,則待測(cè)果蠅的基因型為VV;
②____________________________________________;
若子代全為黑體,則待測(cè)果蠅的基因型為vv
③ _________________________________________________;
若子代既有灰體,又有黑體,則待測(cè)果蠅的基因型為Vv
方案1:讓該隱性個(gè)體與顯性純合體雜交得F1,F(xiàn)1自交得F2統(tǒng)計(jì)F2性狀及比例
顯性純合(AA)與隱性個(gè)體(aa)雜交,后代出現(xiàn)一個(gè)隱性性狀的個(gè)體。
①F2中性狀分離比為3:1,則為AA個(gè)體形成配子時(shí),發(fā)生基因突變,產(chǎn)生a配子。
②F2中性狀分離比為6:1,則為AA個(gè)體形成配子時(shí),發(fā)生染色體片段缺失,形成一個(gè)不含A的配子。
③F2中性狀分離比為7:1,則是由環(huán)境引起的變異
方案2:讓該隱性個(gè)體與顯性純合體雜交得F1,F(xiàn)1自由交配得F2統(tǒng)計(jì)F2性狀及比例
②F2中性狀分離比為4:1,則為AA個(gè)體形成配子時(shí),發(fā)生染色體片段缺失,形成一個(gè)不含A的配子。
③F2中性狀分離比為15:1,則是由環(huán)境引起的變異
例7.果蠅的灰體(E)對(duì)黑檀體(e)為顯性;短剛毛和長(zhǎng)剛毛是一對(duì)相對(duì)性狀,由一對(duì)等位基因(B,b)控制。這兩對(duì)基因位于常染色體上且獨(dú)立遺傳灰體純合果蠅與黑檀體果蠅雜交,在后代群體中出現(xiàn)了一只黑檀體果蠅。出現(xiàn)該黑檀體果蠅的原因可能是親本果蠅在產(chǎn)生配子過(guò)程中發(fā)生了基因突變或染色體片段缺失?,F(xiàn)有基因型為EE,Ee和ee的果蠅可供選擇,請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果預(yù)測(cè),以探究其原因。(注:一對(duì)同源染色體都缺失相同片段時(shí)胚胎致死;各型配子活力相同)實(shí)驗(yàn)步驟:
①用該黑檀體果蠅與基因型為_(kāi)_____的果蠅雜交,獲得F1;②F1自由交配,觀察、統(tǒng)計(jì)F2表現(xiàn)型及比例。結(jié)果預(yù)測(cè):I.如果F2表現(xiàn)型及比例為_(kāi)_______ __________,則為基因突變;II.如果F2表現(xiàn)型及比例為_(kāi)_________ _______,則為染色體片段缺失。
P : EE × ee ↓F1 : Ee
基因突變:ee染色體缺失:0e
P : ee×EE ↓F1 : Ee 自由交配(配子法) 雌配子:1/2E、1/2e 雄配子:1/2E、1/2eF2: EE、Ee、ee 1 : 2 : 1
P : 0e×EE ↓F1 : Ee E0 1 : 1 ↓自由交配(配子法) 雌配子:1/2E、1/4e、1/4 0 雄配子:1/2E、1/4e、1/4 0F2: EE、Ee、E0、0e、ee、00
0e+ee= 1/4×1/4+1/4× 1/4+1/4×1/4=3/1600=1/16
①用該黑檀體果蠅與基因型為_(kāi)_____的果蠅雜交,獲得F1;②F1自由交配,觀察、統(tǒng)計(jì)F2表現(xiàn)型及比例。結(jié)果預(yù)測(cè):I.如果F2表現(xiàn)型及比例為_(kāi) _________________,則為基因突變;II.如果F2表現(xiàn)型及比例為_(kāi)_ _______________,則為染色體片段缺失。
P : ee×Ee ↓F1 : Ee、ee 自由交配(配子法) 雌配子:1/4E、3/4e 雄配子:1/4E、3/4eF2: EE、Ee、ee 1 : 2 : 1
P : 0e×Ee ↓F1 : ee E0 e0 Ee 1 : 1 : 1 : 1 ↓自由交配(配子法) 雌配子:1/2e、1/4E、1/4 0 雄配子:1/2e、1/4E、1/4 0F2: EE、Ee、E0、0e、ee、00
0e+ee= 1/2×1/4+1/2× 1/4+1/2×1/2=8/1600=1/16
例8.(2022·河北衡水綜合測(cè)試)一對(duì)毛色正常鼠(P)交配,產(chǎn)下多只鼠(F1),其中一只雄鼠(甲)的毛色異常。已知該對(duì)親本鼠不能再繁殖后代。假定該相對(duì)性狀由常染色體上一對(duì)等位基因(A/a)控制,F1所有鼠能正常生長(zhǎng)發(fā)育并具有生殖能力,后代都可成活。不考慮染色體變異和兩個(gè)親本產(chǎn)生配子時(shí)同時(shí)發(fā)生基因突變的情況。(1)親本毛色正常鼠的基因型可能是Aa和Aa、 、aa和aa。?(2)為探究雄鼠甲毛色異常的原因,用雄鼠甲分別與F1多只雌鼠交配。請(qǐng)預(yù)測(cè)結(jié)果并做出分析。
①如果F2中毛色正常鼠與毛色異常鼠的比例約為 ,則親本毛色正常鼠產(chǎn)生配子時(shí)沒(méi)有發(fā)生基因突變。?②如果F2中毛色正常鼠與毛色異常鼠的比例約為 ,則親本毛色正常鼠產(chǎn)生配子時(shí)發(fā)生了隱性突變。?③如果F2中毛色正常鼠與毛色異常鼠的比例約為 ,則親本毛色正常鼠產(chǎn)生配子時(shí)發(fā)生了顯性突變。?
一對(duì)毛色正常鼠(P)交配,產(chǎn)下多只鼠(F1),其中一只雄鼠(甲)的毛色異常。已知該對(duì)親本鼠不能再繁殖后代。假定該相對(duì)性狀由常染色體上一對(duì)等位基因(A/a)控制,F1所有鼠能正常生長(zhǎng)發(fā)育并具有生殖能力,后代都可成活。不考慮染色體變異和兩個(gè)親本產(chǎn)生配子時(shí)同時(shí)發(fā)生基因突變的情況。(3)寫(xiě)出探究雄鼠甲毛色異常原因的另一方案: ,預(yù)測(cè)該方案中可能性最高的實(shí)驗(yàn)結(jié)果: 。?
F1毛色正常雌雄鼠隨機(jī)交配獲得F2,統(tǒng)計(jì)F2中毛色正常鼠與毛色異常鼠的比例
F2中毛色正常鼠與毛色異常鼠的比例約為8∶1
【解析】(1)這只毛色異常的雄鼠甲若由基因突變產(chǎn)生,在只考慮一方親本產(chǎn)生配子時(shí)發(fā)生突變,則分兩種情況:一是顯性突變,即a→A,則親本的基因型均為aa;二是隱性突變,即A→a,則親本的基因型為AA和Aa;若親代鼠都為攜帶者,則其基因型為Aa和Aa。故親本毛色正常鼠的基因型組合可能有三種:Aa和Aa、AA和Aa、aa和aa。(2)為探究雄鼠甲毛色異常的原因,用雄鼠甲分別與F1多只雌鼠交配,觀察統(tǒng)計(jì)F2中鼠的表現(xiàn)型及其比例。
【解析】分三種情況討論:①如果親本毛色正常鼠產(chǎn)生配子時(shí)沒(méi)有發(fā)生基因突變,則親本的基因型均為Aa,F1正常鼠的基因型為AA和Aa,且比例為1∶2,它們與雄鼠甲(aa)進(jìn)行交配,產(chǎn)生的F2中毛色異常鼠(aa)的比例約為1/2×2/3=1/3,毛色正常鼠(A_)所占的比例為1-1/3=2/3,所以毛色正常鼠與毛色異常鼠的比例為2∶1。②如果親本毛色正常鼠產(chǎn)生配子時(shí)發(fā)生了隱性突變(A→a),則親本的基因型為AA和Aa,產(chǎn)生的F1中毛色正常鼠(A_)包括AA和Aa,它們與毛色異常的雄鼠甲(aa)交配,F1中毛色異常鼠的比例約為1/2×1/2=1/4,毛色正常鼠所占的比例為1-1/4=3/4,即二者的比例為1∶3。
③如果親本毛色正常鼠產(chǎn)生配子時(shí)發(fā)生了顯性突變(a→A),則親本的基因型均為aa,F1產(chǎn)生的正常鼠的基因型全為aa,這只毛色異常鼠的基因型為Aa,F2中毛色正常鼠與毛色異常鼠的比例約為1∶1。(3)探究雄鼠甲毛色異常原因也可從子代正常毛色鼠入手,通過(guò)讓這部分鼠隨機(jī)交配,統(tǒng)計(jì)F2中毛色正常鼠與毛色異常鼠的比例。①如果親本毛色正常鼠產(chǎn)生配子時(shí)沒(méi)有發(fā)生基因突變,則親本的基因型均為Aa,F1正常鼠的基因型為AA和Aa,且比例為1∶2,它們隨機(jī)交配,產(chǎn)生的F2中毛色異常鼠(aa)的比例約為2/3×2/3×1/4=1/9,毛色正常鼠(A_)所占的比例為1-1/9=8/9,所以毛色正常鼠與毛色異常鼠的比例為8∶1。
②如果親本毛色正常鼠產(chǎn)生配子時(shí)發(fā)生了隱性突變(A→a),則親本的基因型為AA和Aa,產(chǎn)生的F1中毛色正常鼠(A_)包括AA和Aa,且比例為1∶1,它們隨機(jī)交配,F1中毛色異常鼠的比例約為1/2×1/2×1/4=1/16,毛色正常鼠所占的比例為1-1/16=15/16,即毛色正常鼠∶毛色異常鼠的比例為15∶1。③如果親本毛色正常鼠產(chǎn)生配子時(shí)發(fā)生了顯性突變(a→A),則親本的基因型均為aa,F1產(chǎn)生的正常鼠的基因型全為aa,它們隨機(jī)交配,產(chǎn)生的F2全部是正常毛色鼠,沒(méi)有異常毛色鼠。綜上分析可知,三種情況中,毛色異常鼠占比最高的是1/9。
例9.(2022·山西太原期末)(變異類(lèi)型、基因位置、致死)某科研人員在某地區(qū)野生型果蠅(正常眼色)種群中發(fā)現(xiàn)兩只突變型褐眼雌果蠅,分別記為果蠅A和果蠅B。為研究果蠅A和果蠅B的突變是否為同一突變類(lèi)型,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)(突變基因均能獨(dú)立控制褐色素的合成而表現(xiàn)褐眼)。據(jù)此分析正確的是 ( )
正確的是 ( )A.果蠅A發(fā)生了隱性突變,突變基因位于X染色體上B.果蠅A發(fā)生了顯性突變,突變基因位于常染色體上C.果蠅B發(fā)生了顯性突變,突變基因位于X染色體上D.讓果蠅A與實(shí)驗(yàn)二中F1褐眼雄果蠅雜交,其后代出現(xiàn)褐眼果蠅的概率是2/3
【解析】假設(shè)與果蠅A的表現(xiàn)型相關(guān)的基因用A和a表示。若果蠅A發(fā)生了隱性突變,且突變基因位于X染色體上,則果蠅A的基因型為XaXa,純合正常眼雄果蠅的基因型為XAY,子代雌蠅(XAXa)全為正常眼,雄蠅全為褐眼(XaY),與表中信息不符;若果蠅A發(fā)生了顯性突變,突變基因位于常染色體上,則果蠅A的基因型為Aa,純合正常眼雄果蠅的基因型為aa,則子代雌、雄果蠅中正常眼∶褐眼=1∶1,與表中信息不符;若果蠅A發(fā)生了顯性突變,
【解析】突變基因位于X染色體上,則果蠅A的基因型為XAXa,純合正常眼雄果蠅的基因型為XaY,子代基因型及其比例為XAXa∶XaXa∶XAY∶XaY=1∶1∶1∶1,在基因型XAY致死的情況下,子代雌蠅中的正常眼∶褐眼=1∶1,雄蠅全為正常眼,與表中信息相符。綜上分析,果蠅A發(fā)生了顯性突變,突變基因位于X染色體上,A、B錯(cuò)誤。實(shí)驗(yàn)二與實(shí)驗(yàn)三的子代中,具有正常眼與褐眼的果蠅在雌、雄中的數(shù)量比相同,說(shuō)明眼色的遺傳與性別無(wú)關(guān),果蠅B的突變基因位于常染色體上;又因在實(shí)驗(yàn)三的子代雌、雄果蠅中,褐眼∶正常眼≈2∶1,
【解析】說(shuō)明實(shí)驗(yàn)二中的子代褐眼雌、雄果蠅均為雜合子,褐眼為顯性性狀,果蠅B發(fā)生了顯性突變,且存在顯性純合致死效應(yīng),C錯(cuò)誤。假設(shè)與果蠅B的表現(xiàn)型相關(guān)的基因用B和b表示,若上述突變基因均能獨(dú)立控制褐色素的合成而表現(xiàn)褐眼,則果蠅A的基因型為bbXAXa,實(shí)驗(yàn)二中F1褐眼雄果蠅的基因型為BbXaY,二者雜交,因XAY致死,所以后代出現(xiàn)褐眼果蠅的概率是1-1/2bb×(1/3XaXa+1/3XaY)=2/3,D正確。
雌雄同株的植物或雌雄同體的低等動(dòng)物,它們能同時(shí)產(chǎn)生兩性配子。其中有些生物正常進(jìn)行自花傳粉或自體受精,但是,有些生物的自交是不育的,即自交不親和。
高等植物煙草是自交不育的,已知至少有15種自交不親和的相關(guān)基因,它們是S1、S2、S3、...、S15構(gòu)成一個(gè)復(fù)等位基因系列。
基因型S1S2的植株的花粉受到基因S1S2的花柱的抑阻,不能參加受精,但是基因型S1S3的花粉落到S1S2的柱頭上時(shí),S1的花粉受阻,而S3的花粉不被阻止而參與受精,生成S1S3和S2S3的合子。
自然狀態(tài)下,自交不親和的生物沒(méi)有純合子
例10(2021年廣東省普通高中學(xué)業(yè)水平選擇考適應(yīng)性測(cè)試)某二倍體兩性花植物的自交不親和是由15個(gè)共顯性的等位基因Sx(S1、S2、…、S15)控制的。該植物能產(chǎn)生正常的雌、雄配子,但當(dāng)花粉與母本有相同的Sx基因時(shí),就不能完成受精作用。下列敘述正確的是( )A.該植物有15種基因型分別為S1S1、S2S2、…、S15S15的純合個(gè)體B.Sx復(fù)等位基因說(shuō)明突變具有普遍性和不定向性的特點(diǎn)C.S1S2(父本)和S2S4(母本)雜交,F(xiàn)1的基因型有2種D.可以通過(guò)雜交育種的方法獲得各種基因型的植株
例12(2022CS高三下月考1原創(chuàng)題)印記基因是指兩個(gè)等位基因僅一方親本來(lái)源的基因在形成配子時(shí)被標(biāo)上"印記"才能表達(dá),而來(lái)自另一親本的基因不表達(dá)??茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)小鼠基因組中有較多的印記基因。小鼠體型正常和體型矮小分別由常染色體上的印記基因A與a控制。純合的體型正常雄性小鼠與體型矮小的雌性小鼠進(jìn)行交配,F(xiàn)1小鼠均表現(xiàn)為體型正常,F(xiàn)1 雌雄小鼠相互交配得 F2,F(xiàn)2小鼠中體型正常與體型矮小的比例為1∶1。下列說(shuō)法正確的是( )A.小鼠的體型是由母方染色體上的基因被標(biāo)上"印記"決定的 B.基因上已經(jīng)被標(biāo)上的"印記"不會(huì)被"擦除"C.F1代中的雌性小鼠在形成配子時(shí),來(lái)自親本的基因印記會(huì)被擦除 D.F2代中體型正常的雌雄小鼠自由交配,后代體型正常概率為 2/3
4.印記基因與分離定律
例13.(2021·河北,20)我國(guó)科學(xué)家利用栽培稻(H)與野生稻(D)為親本,通過(guò)雜交育種方法并輔以分子檢測(cè)技術(shù),選育出了L12和L7兩個(gè)水稻新品系。L12的12號(hào)染色體上帶有D的染色體片段(含有耐缺氮基因TD),L7的7號(hào)染色體上
帶有D的染色體片段(含有基因SD),兩個(gè)品系的其他染色體均來(lái)自于H(圖1)。H的12號(hào)和7號(hào)染色體相應(yīng)片段上分別含有基因TH和SH?,F(xiàn)將兩個(gè)品系分別與H雜交,利用分子檢測(cè)技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)一親本及部分F2的TD/TH基因進(jìn)行檢測(cè),對(duì)實(shí)驗(yàn)二親本及部分F2的SD/SH基因進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)結(jié)果以帶型表示(圖2)。
回答下列問(wèn)題:(1)為建立水稻基因組數(shù)據(jù)庫(kù),科學(xué)家完成了水稻___條染色體的DNA測(cè)序。
(2)實(shí)驗(yàn)一F2中基因型TDTD對(duì)應(yīng)的是帶型____。理論上,F(xiàn)2中產(chǎn)生帶型Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的個(gè)體數(shù)量比為_(kāi)_________。
(3)實(shí)驗(yàn)二F2中產(chǎn)生帶型α、β和γ的個(gè)體數(shù)量分別為12、120和108,表明F2群體的基因型比例偏離___________定律。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),F(xiàn)1的雌配子均正常,但部分花粉無(wú)活性。已知只有一種基因型的花粉異常,推測(cè)無(wú)活性的花粉帶有____(填“SD”或“SH”)基因。
(4)以L7和L12為材料,選育同時(shí)帶有來(lái)自D的7號(hào)和12號(hào)染色體片段的純合品系X(圖3)。主要實(shí)驗(yàn)步驟包括①_____________________________;②對(duì)最終獲得的所有植株進(jìn)行分子檢測(cè),同時(shí)具有帶型______的植株即為目的植株。
將L7和L12雜交,獲得F1后自交
(5)利用X和H雜交得到F1,若F1產(chǎn)生的無(wú)活性花粉所占比例與實(shí)驗(yàn)二結(jié)果相同,雌配子均有活性,則F2中與X基因型相同的個(gè)體所占比例為_(kāi)_____。
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