高考生物 热点题型和提分秘籍 专题13 孟德尔的豌豆杂交实验二 基因的自由组合定律解析版.docx
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高考生物热点题型和提分秘籍专题13孟德尔的豌豆杂交实验二基因的自由组合定律解析版
专题13孟德尔的豌豆杂交实验
(二)基因的自由组合定律
【高频考点解读】
1.基因的自由组合定律(Ⅱ)
2.孟德尔遗传实验的科学方法(Ⅱ)
【热点题型】
题型一孟德尔两对相对性状遗传实验分析
例1、已知A和a、B和b分别位于两对同源染色体上,现用基因型为AABB与aabb的个体进行杂交,产生的F1再自交产生F2。
试分析回答:
(1)单独观察一对基因的遗传特点,符合基因的________________________________________________
定律,若亲代基因型为Aa,连续自交,则F2中的AA、Aa、aa比例为________。
(2)同时观察两对等位基因的遗传特点,符合基因的________定律。
若两对等位基因分别控制两对相对性状,则F2的双显性个体中杂合子占________。
(3)若两对等位基因控制同一对相对性状,且只要存在一个显性基因,个体便表现为显性,则F2的表现型比例为________。
若只有A、B同时存在时,个体才表现为显性,则F2的表现型比例为________。
(4)若A、B基因控制着植物高茎性状,且显性基因控制的性状具有累积作用(两显性基因同时存在时,表现为超高;只有一个显性基因时,表现为高;无显性基因时,表现为矮),则F2中超高∶高∶矮的比例为________。
【提分秘籍】
(1)重组类型是指F2中与亲本(P)表现型不同的个体,而不是基因型与亲本不同的个体。
(2)亲本表现型不同,则重组类型所占比例也不同,若将孟德尔两对相对性状实验中的亲本类型换成绿圆、黄皱,则重组性状为黄圆、绿皱,所占比例为5/8。
【举一反三】
果蝇中灰身(B)与黑身(b)、大翅脉(E)与小翅脉(e)是两对相对性状且独立遗传。
灰身大翅脉的雌蝇与灰身小翅脉的雄蝇杂交,子代中47只为灰身大翅脉,49只为灰身小翅脉,17只为黑身大翅脉,15只为黑身小翅脉。
回答下列问题。
(1)在上述杂交子代中,体色和翅脉的表现型比例依次为________和____________。
(2)两个亲本中,雌蝇的基因型为______,雄蝇的基因型为______。
(3)亲本雌蝇产生卵的基因组成种类数为________,其理论比例为________。
(4)上述子代中表现型为灰身大翅脉个体的基因型为________,黑身大翅脉个体的基因型为________。
【热点题型】
题型二用分离定律解决自由组合定律问题
例2、果蝇中灰身(B)与黑身(b)、大翅脉(E)与小翅脉(e)是两对相对性状且独立遗传。
灰身大翅脉的雌蝇与灰身小翅脉的雄蝇杂交,子代中47只为灰身大翅脉,49只为灰身小翅脉,17只为黑身大翅脉,15只为黑身小翅脉。
回答下列问题:
(1)在上述杂交子代中,体色和翅脉的表现型比例依次为________和________。
(2)两个亲本中,雌蝇的基因型为________,雄蝇的基因型为________。
(3)亲本雌蝇产生卵的基因组成种类数为________,其理论比例为________。
(4)上述子代中表现型为灰身大翅脉个体的基因型为________,黑身大翅脉个体的基因型为________。
解析:
本题考查基因的自由组合定律的基本知识。
(1)将两对相对性状分开来看均遵循基因的分离定律,由题中信息可分别推知后代体色和翅脉的表现型比例。
(2)将两对相对性状分开分析:
子代中灰身与黑身之比为3∶1,可推出双亲基因型为Bb和Bb,由大翅脉与小翅脉之比为1∶1,可推出双亲基因型为Ee和ee,然后合并便可推出双亲基因型。
(3)亲本雌蝇的基因型为BbEe,根据基因自由组合定律实质(等位基因分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合),可推出产生雌配子的种类及比例。
(4)根据双亲的基因型BbEe和Bbee,可推出子代的基因型有6种,其中BBEe和BbEe均表现为灰身大翅脉,只有bbEe为黑身大翅脉。
答案:
(1)灰身∶黑身=3∶1 大翅脉∶小翅脉=1∶1
(2)BbEe Bbee (3)4 1∶1∶1∶1 (4)BBEe和BbEe bbEe
【提分秘籍】
1.基本原理
分离定律是自由组合定律的基础。
2.解题思路
首先,将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题。
在独立遗传的情况下,有几对等位基因就可分解为几组分离定律问题。
如AaBb×Aabb,可分解为如下两组:
Aa×Aa,Bb×bb。
然后,按分离定律进行逐一分析。
最后,将获得的结果进行综合,得到正确答案。
3.常见题型分析
(1)配子类型及概率的问题
如AaBbCc产生的配子种类数为:
又如AaBbCc产生ABC配子的概率为:
1/2(A)×1/2(B)×1/2(C)=1/8。
(2)配子间的结合方式问题
如AaBbCc与AaBbCC杂交过程中,求配子间的结合方式种数。
①先求AaBbCc、AaBbCC各自产生多少种配子。
AaBbCc产生8种配子,AaBbCC产生4种配子。
②再求两亲本配子间的结合方式。
由于两性配子间结合是随机的,因而AaBbCc与AaBbCC配子间有8×4=32种结合方式。
(3)基因型类型及概率的问题
如AaBbCc与AaBBCc杂交,求其后代的基因型种类数。
可分解为三个分离定律:
Aa×Aa→后代有3种基因型(1AA∶2Aa∶1aa);
Bb×BB→后代有2种基因型(1BB∶1Bb);
Cc×Cc→后代有3种基因型(1CC∶2Cc∶1cc)。
因而AaBbCc×AaBBCc,后代中有3×2×3=18种基因型。
又如该双亲后代中AaBBcc出现的概率为1/2(Aa)×1/2(BB)×1/4(cc)=1/16。
(4)表现型类型及概率的问题
如AaBbCc×AabbCc,求其后代可能出现的表现型种类数。
可分解为三个分离定律:
Aa×Aa→后代有2种表现型(3A_∶1aa);
Bb×bb→后代有2种表现型(1Bb∶1bb);
Cc×Cc→后代有2种表现型(3C_∶1cc)。
所以AaBbCc×AabbCc,后代中有2×2×2=8种表现型。
又如该双亲后代中表现型A_bbcc出现的概率为3/4(A_)×1/2(bb)×1/4(cc)=3/32。
(5)已知子代表现型分离比推测亲本基因型:
①9∶3∶3∶1⇒(3∶1)(3∶1)⇒(Aa×Aa)(Bb×Bb);
②1∶1∶1∶1⇒(1∶1)(1∶1)⇒(Aa×aa)(Bb×bb);
③3∶3∶1∶1⇒(3∶1)(1∶1)⇒(Aa×Aa)(Bb×bb)或(Aa×aa)(Bb×Bb);
④3∶1⇒(3∶1)×1⇒(Aa×Aa)(BB×__)或(Aa×Aa)(bb×bb)或(AA×__)(Bb×Bb)或(aa×aa)(Bb×Bb)。
【举一反三】
某种鱼的鳞片有4种表现型:
单列鳞、野生型鳞、无鳞和散鳞,由位于两对同源染色体上的两对等位基因决定(用A、a,B、b表示),且BB对生物个体有致死作用,将无鳞鱼和纯合野生型鳞的鱼杂交,F1有两种表现型,野生型鳞鱼占50%,单列鳞鱼占50%;选取F1中的单列鳞鱼进行互交,其后代中有上述4种表现型,这4种表现型的比例为6∶3∶2∶1,则F1的亲本基因型组合是( )
A.Aabb×AAbb B.aaBb×aabb
C.aaBb×AAbbD.AaBb×AAbb
【解析】根据题意,单列鳞为双显性,野生型鳞和无鳞为单显,散鳞为双隐性。
Aabb×AAbb后代虽然有两种表现型,但无单列鳞鱼;aaBb×aabb后代也没有单列鳞鱼,排除B;aaBb×AAbb后代的表现型符合题意,F1中的单列鳞鱼是双杂合子,即AaBb,理论上F1中的单列鳞鱼进行互交,其后代中有上述4种表现型,比例应为9∶3∶3∶1,但由于BB对生物个体有致死作用,故出现6∶3∶2∶1的比例,C正确;D选项中的AaBb的表现型是单列鳞,与题意不符。
【答案】C
【热点题型】
题型三自由组合定律的特殊分离比
例3、燕麦颖片颜色的遗传受不同对染色体上的两对等位基因控制,其中基因B控制黑色素的形成,基因Y控制黄色素的形成,但黑色会掩盖黄色。
基因b、y均不产生色素,而表现为白颖。
(1)基因型为BbYy的个体的表现型为________,该个体自交后代的表现型及比例为________________________________________。
(2)表现型为黑颖和黄颖的两个亲本杂交,子代表现为2黑颖∶1黄颖∶1白颖,则两亲本的基因型为________。
(3)为鉴定一黑颖植株的基因型,将该植株与白颖植株杂交得F1,F1自交得F2,请回答下列问题:
①表现为黑颖的植株的基因型共有________种。
②根据F1的表现型及其比例,可确定的亲本基因型有________三种。
③根据F1的表现型及其比例,尚不能确定的亲本基因型中,若F2中黑颖∶黄颖∶白颖比例为________,则亲本植株的基因型为BByy。
【提分秘籍】
1.已知双亲基因型,求子代中某一具体基因型或表现型所占的概率
规律:
某一具体子代基因型或表现型所占比例应等于按分离定律拆分,将各种性状及基因型所占比例分别求出后,再组合并乘积。
如基因型为AaBbCC与AabbCc的个体杂交,求:
①产生基因型为AabbCc个体的概率;
②产生表现型为A_bbC_的概率。
分析:
先拆分为①Aa×Aa、②Bb×bb、③CC×Cc,分别求出Aa、bb、Cc的概率依次为、、,则子代基因型为AabbCc的概率应为××=。
按前面①、②、③分别求出A_、bb、C_的概率依次为、、1,则子代表现型为A_bbC_的概率应为××1=。
2.已知双亲基因型,求子代中纯合子或杂合子出现的概率
规律:
子代纯合子的出现概率等于按分离定律拆分后各对基因出现纯合子的概率的乘积。
子代杂合子的概率=1-子代纯合子概率。
如上例中亲本组合AaBbCC×AabbCc,则
①子代中纯合子概率:
拆分
组合××=。
②子代中杂合子概率:
1-=。
3.已知双亲类型,求子代不同于亲本基因型或不同于亲本表现型的概率
规律:
不同于亲本的类型=1-亲本类型。
如上例中亲本组合为AaBbCC×AabbCc,则
①不同于亲本的基因型=1-亲本基因型
=1-(AaBbCC+AabbCc)=1-××+××==。
②不同于亲本的表现型=1-亲本表现型=1-(A_B_C_+A_bbC_)=1-=1-=。
【举一反三】
某种植物花的颜色由两对基因(A和a,B和b)控制,A基因控制色素合成(AA和Aa的效应相同),B基因为修饰基因,淡化颜色的深度(BB和Bb的效应不同),其基因型与表现型的对应关系见下表。
请回答下列问题:
(1)让白花植株和红花植株杂交,产生的子一代植株花色全是粉色的。
写出该过程中可能的杂交组合亲本基因型________________________________________________________________________。
(2)为了探究两对基因(A和a,B和b)是在同一对同源染色体上,还是在两对同源染色体上,某课题小组选用基因型为AaBb的粉色植株进行自交实验。
①实验假设:
这两对基因在染色体上的位置有三种类型,已给出两种类型,请将未给出的类型画在方框内(如图所示,竖线表示染色体,黑点表示基因在染色体上的位点)。
②实验步骤:
第一步:
该粉花植株自交。
第二步:
观察并统计子代植株花的颜色和比例。
③实验可能的结果(不考虑交叉互换)及相应的结论:
a.若子代植株花色表现为_________________________,则两对基因在两对同源染色体上(符合第一种类型);
b.若子代植株花色表现为_________________________,两对基因在一对同源染色体上(符合第二种类型);
c.若子代植株花色表现为__________________________,两对基因在一对同源染色体上(符合第三种类型)。
【解析】
(1)白花基因型有A_BB或aa__红花基因型有A_bb,粉花基因型有A_Bb,可推测可能的杂交组合亲本基因型为aaBB×AAbb,AABB×AAbb,AaBB×AAbb,AABB×Aabb。
(2)若两对基因在两对同源染色体上,则子代粉色∶红色∶白色=6∶3∶7;若两对基因在一对同源染色体上(A与B连锁、a与b连锁),则子代粉色∶白色=1∶1;若两对基因在一对同源染色体上(A与b连锁,a与B连锁),则粉色∶红色∶白色=2∶1∶1。
【答案】
(1)aaBB×AAbb、AABB×AAbb、AaBB×AAbb、AABB×Aabb
(2)①第二种类型:
③a.粉色∶红色∶白色=6∶3∶7B.粉色∶白色=1∶1 c.粉色∶红色∶白色=2∶1∶1
【热点题型】
题型四利用自由组定律的实验设计
例4、某植物(2n=10)花蕊的性别分化受两对独立遗传的等位基因控制,显性基因B和E共同存在时,植株开两性花,表现为野生型;仅有显性基因E存在时,植株的雄蕊会转化成雌蕊,成为表现型为双雌蕊的可育植物;只要不存在显性基因E,植物表现为败育。
请根据上述信息回答问题:
(1)该物种基因组测序应测________条染色体,在雌配子形成过程中细胞内可形成________个四分体。
(2)纯合子BBEE和bbEE杂交,应选择________做母本,得到的F2代中表现型及其比例为________。
(3)BbEe个体自花传粉,后代可育个体所占比例为________,可育个体中纯合子的基因型是________。
(4)请设计实验探究某一双雌蕊个体是否为纯合子。
提示:
有已知性状的纯合子植株可供选用。
实验步骤①_________________________________________;
②_________________________________________________。
结果预测:
如果________________________________________,则该植株为纯合子;如果________________________________________,则该植株为杂合子。
【举一反三】
已知桃树中,树体乔化与矮化为一对相对性状(由等位基因D、d控制),蟠桃果形与圆桃果形为一对相对性状(由等位基因H、h控制),蟠桃对圆桃为显性。
下表是桃树两个杂交组合的实验统计数据:
(1)根据组别________的结果,可判断桃树树体的显性性状为________。
(2)甲组的两个亲本基因型分别为________。
(3)根据甲组的杂交结果可判断,上述两对相对性状的遗传不遵循自由组合定律。
理由是:
如果这两对性状的遗传遵循自由组合定律,则甲组的杂交后代应出现________种表现型,比例应为________。
(4)桃树的蟠桃果形具有较高的观赏性。
已知现有蟠桃树种均为杂合子,欲探究蟠桃是否存在显性纯合致死现象(即HH个体无法存活),研究小组设计了以下遗传实验,请补充有关内容。
实验方案:
________,分析比较子代的表现型及比例;预期实验结果及结论:
①如果子代____________________,则蟠桃存在显性纯合致死现象;
②如果子代____________________,则蟠桃不存在显性纯合致死现象。
【高考风向标】
1.(2014·安徽卷)鸟类的性别决定为ZW型。
某种鸟类的眼色受两对独立遗传的基团(A、a和B、b)控制。
甲、乙是两个纯合品种,均为红色眼。
根据下列杂交结果,推测杂交1的亲本基因型是( )
A.甲为AAbb,乙为aaBB
B.甲为aaZBZB,乙为AAZbW
C.甲为AAZbZb,乙为aaZBW
D.甲为AAZbW,乙为aaZBZB
2.(2014·海南卷)基因型为AaBbDdEeGgHhKk的个体自交,假定这7对等位基因自由组合,则下列有关其子代的叙述,正确的是( )
A.1对等位基因杂合、6对等位基因纯合的个体出现的概率为5/64
B.3对等位基因杂合、4对等位基因纯合的个体出现的概率为35/128
C.5对等位基因杂合、2对等位基因纯合的个体出现的概率为67/256
D.7对等位基因纯合个体出现的概率与7对等位基因杂合个体出现的概率不同
3.(2014·全国卷)现有4个小麦纯合品种,即抗锈病无芒、抗锈病有芒、感锈病无芒和感锈病有芒。
已知抗锈病对感锈病为显性,无芒对有芒为显性,且这两对相对性状各由一对等位基因控制。
若用上述4个品种组成两个杂交组合,使其F1均为抗锈病无芒,且这两个杂交组合的F2的表现型及其数量比完全一致。
回答问题:
(1)为实现上述目的,理论上,必须满足的条件有:
在亲本中控制这两对相对性状的两对等位基因必须位于____________上,在形成配子时非等位基因要________,在受精时雌雄配子要________,而且每种合子(受精卵)的存活率也要________。
那么,这两个杂交组合分别是______________________和______________________。
(2)上述两个杂交组合的全部F2植株自交得到F3种子,1个F2植株上所结的全部F3种子种在一起,长成的植株称为1个F3株系。
理论上,在所有F3株系中,只表现出一对性状分离的株系有4种,那么,在这4种株系中,每种株系植株的表现型及其数量比分别是________________________________、________________________________、________________________________和________________________________。
4.(2014·四川卷)小鼠的皮毛颜色由常染色体上的两对基因控制,其中A/a控制灰色物质合成,B/b控制黑色物质合成。
两对基因控制有色物质合成的关系如下图:
(1)选取三只不同颜色的纯合小鼠(甲—灰鼠,乙—白鼠,丙—黑鼠)进行杂交,结果如下:
亲本组合
F1
F2
实验一
甲×乙
全为灰鼠
9灰鼠∶3黑鼠∶4白鼠
实验二
乙×丙
全为黑鼠
3黑鼠∶1白鼠
①两对基因(A/a和B/b)位于________对染色体上,小鼠乙的基因型为________。
②实验一的F2中,白鼠共有________种基因型,灰鼠中杂合体占的比例为________。
③图中有色物质1代表________色物质,实验二的F2中黑鼠的基因型为________。
(2)在纯合灰鼠群体的后代中偶然发现一只黄色雄鼠(丁),让丁与纯合黑鼠杂交,结果如下:
亲本组合
F1
F2
实验三
丁×纯合
黑鼠
1黄鼠∶
1灰鼠
F1黄鼠随机交配:
3黄鼠∶1黑鼠
F1灰鼠随机交配:
3灰鼠∶1黑鼠
①据此推测:
小鼠丁的黄色性状是由基因________突变产生的,该突变属于________性突变。
②为验证上述推测,可用实验三F1的黄鼠与灰鼠杂交。
若后代的表现型及比例为________,则上述推测正确。
③用3种不同颜色的荧光,分别标记小鼠丁精原细胞的基因A、B及突变产生的新基因,观察其分裂过程,发现某个次级精母细胞有3种不同颜色的4个荧光点,其原因是________________________________________________________________________。
【答案】
(1)①2 aabb ②3 8/9 ③黑 aaBB、aaBb
(2)①A 显 ②黄鼠∶灰鼠∶黑鼠=2∶1∶1 ③基因A与新基因所在同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换
【解析】本题综合考查了遗传的基本规律及基因与染色体的关系。
(1)①根据实验一,F1全为灰鼠,其后代F2为9灰鼠∶3黑鼠∶4白鼠,实际为9∶3∶3∶1的变形,符合基因自由组合形成的表现型比例,两对基因(A/a和B/b)位于2对染色体上,根据表现型及比例可知,灰鼠的基因型为A_B_,F1的基因型应为AaBb,而甲为纯合灰鼠,其基因型应为AABB,由此可知,乙的基因型为aabb。
②由题可知,B/b控制黑色物质的合成,则黑鼠的基因型为aaB_,白鼠的基因型除了aabb外,还有AAbb和Aabb,共3种。
在实验一的F2中,灰鼠的基因型为A_B_占9份,纯合的为AABB占1份,其余都是杂合的,杂合的占8/9;③根据有色物质合成关系图和基因型与表现型的关系,可推知有色物质1代表黑色物质(aaB_),有了黑色物质才能形成灰色物质(A_B_);实验二的亲本组合:
乙(aabb)×丙(aaBB),它们的F1全为黑鼠(aaBb),F2的情况为:
1黑鼠(aaBB)∶2黑鼠(aaBb)∶1白鼠(aabb),黑鼠的基因型为aaBB、aaBb。
5.(2014·福建卷)人类对遗传的认知逐步深入:
(1)在孟德尔豌豆杂交实验中,纯合的黄色圆粒(YYRR)与绿色皱粒(yyrr)的豌豆杂交,若将F2中黄色皱粒豌豆自交,其子代中表现型为绿色皱粒的个体占________。
进一步研究发现r基因的碱基序列比R基因多了800个碱基对,但r基因编码的蛋白质(无酶活性)比R基因编码的淀粉支酶少了末端61个氨基酸,推测r基因转录的mRNA提前出现______。
试从基因表达的角度,解释在孟德尔“一对相对性状的杂交实验”中,所观察的7种性状的F1中显性性状得以体现,隐性性状不体现的原因是_________________________________________________________________________________________。
(2)摩尔根用灰身长翅(BBVV)与黑身残翅(bbvv)的果蝇杂交,将F1中雌果蝇与黑身残翅雄果蝇进行测交,子代出现四种表现型,比例不为1∶1∶1∶1,说明F1中雌果蝇产生了________种配子。
实验结果不符合自由组合定律,原因是这两对等位基因不满足该定律“________________”这一基本条件。
(3)格里菲思用于转化实验的肺炎双球菌中,S型菌有SⅠ、SⅡ、SⅢ等多种类型,R型菌是由SⅡ型突变产生。
利用加热杀死的SⅢ与R型菌混合培养,出现了S型菌。
有人认为S型菌出现是由于R型菌突变产生,但该实验中出现的S型菌全为________,否定了这种说法。
(4)沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型,该模型用____________________解释DNA分子的多样性,此外,____________的高度精确性保证了DNA遗传信息稳定传递。
【答案】
(1)1/6 终止密码(子)
显性基因表达,隐性基因不转录,或隐性基因不翻译,或隐性基因编码的蛋白质无活性、或活性低
(2)4 非同源染色体上非等位基因 (3)SⅢ
(4)碱基对排列顺序的多样性 碱基互补配对
6.(2014·江苏卷)有一果蝇品系,其一种突变体的X染色体上存在ClB区段(用XClB表示)。
B基因表现显性棒眼性状;l基因的纯合子在胚胎期死亡(XClBXClB与XClBY不能存活);ClB存在时,X染色体间非姐妹染色单体不发生交换;正常果蝇X染色体无ClB区段(用X+表示)。
果蝇的长翅(Vg)对残翅(vg)为显性,基因位于常染色体上。
请回答下列问题:
图1
图2
(1)图1是果蝇杂交实验示意图。
图中F1长翅与残翅个体的比例为________,棒眼与正常眼的比例为________。
如果用F1正常眼长翅的雌果蝇与F1正常眼残翅的雄果蝇杂交,预期产生正常眼残翅果蝇的概率是________;用F1棒眼长翅的雌果蝇与F1正常眼长翅的雄果蝇杂交,
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