新高考生物總復(fù)習(xí)專題8分離定律和自由組合定律教學(xué)課件

第2部分遺傳與進(jìn)化專題8分離定律和自由組合定律高考

生物新高考專用考點(diǎn)1分離定律及其應(yīng)用一、一對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)(假說—演繹法)1.實(shí)驗(yàn)材料及其優(yōu)點(diǎn)、雜交實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)材料及其優(yōu)點(diǎn)用豌豆作實(shí)驗(yàn)材料,優(yōu)點(diǎn)為豌豆可以自花傳粉,閉花受粉,自然條件下一般為純種;具有多對易于區(qū)分的相對性狀;子代數(shù)量多,便于統(tǒng)計(jì)學(xué)分析;花相對較大,易于進(jìn)行人工雜交實(shí)驗(yàn)雜交實(shí)驗(yàn)過程除去母本未成熟花的全部雄蕊,套袋,以防止外來花粉的干擾→采集父本成熟的花粉,涂抹在母本的雌蕊上,再套上紙袋2.研究過程小表達(dá)

孟德爾研究一對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)時,F1出現(xiàn)顯性性狀,F2中分離比為3∶1,

這些情況的出現(xiàn)必須滿足的條件是什么?

答案:(1)F1產(chǎn)生的兩種配子比例相等且活力相同;(2)各種雌、雄配子的結(jié)合機(jī)會相等;

(3)各種基因型個體的存活率相等;(4)顯性基因?qū)﹄[性基因?yàn)橥耆@性等。二、分離定律的內(nèi)容及驗(yàn)證1.分離定律的內(nèi)容2.分離定律的驗(yàn)證(1)本質(zhì):驗(yàn)證分離定律實(shí)質(zhì)上是驗(yàn)證雜合子可以產(chǎn)生比例相等兩種配子。(2)方法(以Bb為例)方法處理結(jié)果預(yù)測自交法Bb自交子代顯∶隱=3∶1測交法Bb×bb子代顯∶隱=1∶1花粉鑒定法對花粉特殊處理后,用顯微鏡觀

察并計(jì)數(shù)花粉B∶b=1∶1易混易錯

雜合子(Aa)產(chǎn)生的雌或雄配子均為A∶a=1∶1,但產(chǎn)生的雄配子數(shù)遠(yuǎn)多于

雌配子數(shù)。三、顯隱性及基因型的判斷1.根據(jù)子代推測親代表型、基因型(1)性狀顯隱性的判斷(以表型黃色、白色為例)①黃色×白色→子代均為黃色

黃色為顯;②黃色×黃色→黃色∶白色=3∶1(或子代出現(xiàn)白色或子代發(fā)生性狀分離)

黃色為顯。注意

黃色×黃色→子代均為黃色(或白色×白色→子代均為白色),黃色×白色→黃

色∶白色=1∶1,均不能判斷顯隱性。(2)常見類型(2)測交法2.根據(jù)分離定律驗(yàn)證待測顯性個體的基因型(相關(guān)基因用A、a表示)(1)自交法(主要用于植物,且最簡便)四、分離定律遺傳特例不完全顯性AA與Aa表型不同,Aa自交后代表型比為1∶2∶1共顯性IA、IB、i為復(fù)等位基因,IA、IB均為顯性,IAIA、Iai為A性狀,IBIB、IBi為B性狀,IAIB為A、B性狀,ii為隱性性狀致死現(xiàn)象Aa自交后代表型比:①顯性純合致死時,顯∶隱=2∶1;②含A的雌或雄配子致死時,顯∶隱=1∶1;③含a的雌或雄配子致死時,全為顯性表型模擬現(xiàn)象受環(huán)境的影響,表型與基因型不符合。如果蠅的翅型受溫度的影響,基因型為AA的果蠅在20℃時為正常翅,在0℃時為殘翅從性遺傳常染色體上的基因控制的性狀受性別的影響,如雄綿羊HH和Hh表現(xiàn)為有角,hh表現(xiàn)為無角;雌綿羊HH表現(xiàn)為有角,Hh和hh表現(xiàn)為無角母性效應(yīng)子代某一性狀表現(xiàn)由母體的核基因型決定,而不受本身基因型的支配,如椎實(shí)螺外殼旋向的遺傳

易混易錯

母性效應(yīng)≠母性遺傳母性效應(yīng)不是由細(xì)胞質(zhì)基因所決定的,而是由核基因表達(dá)并積累在卵細(xì)胞中的物質(zhì)所

決定的。考點(diǎn)2自由組合定律及其應(yīng)用一、兩對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)(假說—演繹法)二、自由組合定律的內(nèi)容及應(yīng)用1.自由組合定律的內(nèi)容2.自由組合定律的驗(yàn)證(1)本質(zhì):驗(yàn)證雙雜合子(如AaBb)可產(chǎn)生4種比例相等的配子。(2)方法(以AaBb的植物為例)方法符合自由組合定律的情況自交法F1自交后代的性狀分離比為9∶3∶3∶1測交法F1測交后代的性狀比例為1∶1∶1∶1花粉鑒定法有四種花粉,比例為1∶1∶1∶1單倍體育種法取F1花藥離體培養(yǎng),用秋水仙素處理單倍體幼苗,植株有四種表型,比例為1∶1∶1∶1小表達(dá)

aaBb和Aabb雜交后代的表型比例為1∶1∶1∶1,能否驗(yàn)證自由組合定律?

答案:不能驗(yàn)證。驗(yàn)證自由組合定律,需驗(yàn)證非同源染色體上的非等位基因自由組合,

即雙雜合子(如AaBb)可產(chǎn)生4種比例相等的配子。aaBb和Aabb都可產(chǎn)生兩種比例相

等的配子,只可驗(yàn)證分離定律。3.自由組合定律的應(yīng)用(1)指導(dǎo)雜交育種,把優(yōu)良性狀結(jié)合在一起。(2)為遺傳病的檢測和預(yù)防提供理論依據(jù)。三、自由組合定律的解題規(guī)律1.“拆分法”求解自由組合定律計(jì)算問題分析思路:先將自由組合定律問題“拆分”成若干個分離定律問題分別分析,再運(yùn)用

加法、乘法原理進(jìn)行組合。例某植株種群的基因型及比例為YyRr∶yyRr=1∶1,讓其隨機(jī)交配,則子代純合子所

占比例為

。解題導(dǎo)引

第一步:分別分析。只考慮Y、y,親本為Yy∶yy=1∶1;只考慮R、r,親本均為Rr。①Yy∶yy=1∶1

子代純合子為YY+yy=1/4×1/4+3/4×3/4=5/8②Rr

1/2R、1/2r子代純合子為RR+rr=1/2×1/2+1/2×1/2=1/2第二步:組合。(YY+yy)×(RR+rr)=5/8×1/2=5/16

答案

5/16小表達(dá)

若表型比例之和為64時,至少受幾對等位基因控制?

答案:可根據(jù)表型比例之和為4n或自交后代隱性個體占(1/4)n或測交后代隱性個體占(1/2)n等判斷其至少受n對等位基因的控制,故表型比例之和為64(即43),則至少受3對等位基因控制。2.“逆向組合法”推斷親本基因型(1)方法:將自由組合定律的性狀比例“拆分”成分離定律的性狀比例分別分析,再進(jìn)

行逆向組合。(2)示例(以兩對等位基因?yàn)槔?

1對相對性狀2對相對性狀n對相對性狀F1的配子2種,比例為1∶122種,比例為(1∶1)22n種,比例為(1∶1)nF2的表型及比例2種,比例為3∶122種,比例為(3∶1)22n種,比例為(3∶1)nF2的基因型及比例3種,比例為1∶2∶132種,比例為(1∶2∶1)23n種,比例為(1∶2∶1)nF2中全顯個體比例A_占3/4A_B_占(3/4)2A_B_C_……占(3/4)nF2中隱性個體比例aa占1/4aabb占(1/4)2aabbcc……占(1/4)nF1測交后代表型及比例2種,比例為1∶122種,比例為(1∶1)22n種,比例為(1∶1)nF1測交后代全顯個體比例A_占1/2A_B_占(1/2)2A_B_C_……占(1/2)n3.n對等位基因的分離或自由組合現(xiàn)象分析(有n對相對性狀的純合親本雜交)方法技巧

利用“全顯(全隱)比例”判斷親本等位基因?qū)?shù)四、自由組合定律的特殊分離比1.“和”為16的特殊分離比(1)基因互作:基因之間的作用使得表型發(fā)生變化,但基因型比例是不變的。比例原因分析圖例9∶3∶3∶1兩對非等位基因的產(chǎn)物相互作用,出現(xiàn)了新的表型9∶7兩對非等位顯性基因同時存在時表現(xiàn)出一種性狀,其余表現(xiàn)為另一種性狀13∶3有些基因可影響其他非等位基因的表型效應(yīng),如基因I抑制基因Y的作用9∶3∶4一對基因影響了另一對非等位顯性基因的效應(yīng),如cc個體中G基因的效應(yīng)無法表現(xiàn)12∶3∶1一對基因中的顯性基因可遮蓋另一對非等位顯性基因的表型,如只要B基因存在,Y基因所控制的性狀就不能表現(xiàn)出來(2)顯性基因的數(shù)量遺傳(以AaBb為例)原理顯性基因A與B的作用效果相同,表型與顯性基因的個數(shù)有關(guān),顯性基因越多,效果越強(qiáng)自交后代表型1AABB∶(2AaBB、2AABb)∶(4AaBb、1aaBB、1AAbb)∶(2Aabb、2aaBb)∶1aabb5種表型,性狀分離比是1∶4∶6∶4∶1測交后代表型1AaBb∶(1Aabb、1aaBb)∶1aabb=1∶2∶12.“和”小于16的特殊分離比(以AaBb自交為例)(1)個體或胚胎致死致死情況自交后代性狀分離比顯性純合致死AA或BB致死6∶3∶2∶1=(3∶1)(2∶1)AA和BB致死4∶2∶2∶1=(2∶1)(2∶1)隱性純合致死aa或bb致死3∶1=(3∶1)×1aabb致死9∶3∶3(2)配子致死①配子完全致死致死或不育情況自交后代性狀分離比AB雄(或雌)配子致死或不育5∶3∶3∶1Ab或aB雄(或雌)配子致死或不育7∶3∶1∶1ab雄(或雌)配子致死或不育8∶2∶2含A或B的雄(或雌)配子致死或不育3∶1∶3∶1②配子部分致死:如基因型為AaBb的植物的AB花粉有1/4致死時,需要重新計(jì)算存活

配子的比例,再通過雌雄配子隨機(jī)結(jié)合計(jì)算子代的比例。如AaBb的植物的AB花粉有

1/4致死,則其雄配子為AB∶Ab∶aB∶ab=(1/4×3/4)∶1/4∶1/4∶1/4=3∶4∶4∶4。兩對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)深挖教材(1)兩對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)的遺傳圖解1YYRR2YYRr2YyRR4YyRr1YYrr2Yyrr注:在空格內(nèi)填相應(yīng)的基因型及比例。(必修2P11)(2023全國乙,6,6分)(2)兩對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)中,F1(YyRr)會產(chǎn)生雌雄配子各4種,分別是

,雌雄配子隨機(jī)結(jié)合產(chǎn)生16種組合,表型比例為9∶3∶3∶1(必修2P10)。在兩對基因相互作用時,表型比例為9∶3∶3∶1的變式,如:

(至少填三種)(2022山東,17,3分)(2023新課標(biāo),5,6分)(2022遼寧,25,12分)(2021湖北,19,2分)(2021遼寧,25,10分);不考慮致死、雄性不育等,若兩對等位基因控制的性狀,雜合子自交后無法得到16種組合的數(shù)量比,則說明

。兩對等位基因位于一對同源染色體上YR、Yr、yR、yr9∶6∶1、9∶3∶4、15∶1、9∶7、13∶3真題演練

(2023新課標(biāo),5,6分)某研究小組從野生型高稈(顯性)玉米中獲得了2個矮稈

突變體。為了研究這2個突變體的基因型,該小組讓這2個矮稈突變體(親本)雜交得F1,

F1自交得F2,發(fā)現(xiàn)F2中表型及其比例是高稈∶矮稈∶極矮稈=9∶6∶1。若用A、B表示

顯性基因,則下列相關(guān)推測錯誤的是

(

)A.親本的基因型為aaBB和AAbb,F1的基因型為AaBbB.F2矮稈的基因型有aaBB、AAbb、aaBb、Aabb,共4種C.基因型是AABB的個體為高稈,基因型是aabb的個體為極矮稈D.F2矮稈中純合子所占比例為1/2,F2高稈中純合子所占比例為1/16D考法1連鎖與互換的分析判斷1.連鎖互換產(chǎn)生的配子(以精原細(xì)胞為例)2.連鎖和互換的判斷(1)原理:測交比例可直接反映配子的比例,因此可用測交來驗(yàn)證。(2)示例:AaBb×aabb,若子代AaBb∶aabb=1∶1,則AaBb產(chǎn)生的配子為AB∶ab=1∶1,推

測AB及ab完全連鎖;若子代AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=4∶1∶1∶4,則AaBb產(chǎn)生的配

子為AB∶Ab∶aB∶ab=4∶1∶1∶4(兩多兩少),推測發(fā)生了互換。AB、ab比例高,說

明正常(多數(shù))情況下產(chǎn)生的配子為AB、ab,故A、B在一條染色體上,a、b在一條染色

體上。例

(2024屆湖南常德一中月考,16)(不定項(xiàng))玉米粒的顏色由基因A/a控制,形狀由基因

B/b控制,現(xiàn)用純種黃色飽滿玉米和白色皺縮玉米雜交,F1全部表現(xiàn)為黃色飽滿。F1自

交得到F2,F2的表型及比例為黃色飽滿66%、黃色皺縮9%、白色飽滿9%、白色皺縮1

6%。下列分析錯誤的是(

)A.兩對相對性狀的遺傳不遵循自由組合定律B.基因A和B位于一條染色體上C.F2中純合子所占比例為16%D.F1測交后代表型之比可能為4∶1∶1∶4

解析

純種黃色飽滿玉米和白色皺縮玉米雜交,F1全部表現(xiàn)為黃色飽滿,說明黃色、飽滿均為顯性性狀。F2中黃色∶白色=75%∶25%=3∶1,飽滿∶皺縮=75%∶25%=3∶1,但F2表型比例不是9∶3∶3∶1或其變式,說明兩對相對性狀分別遵循基因的分離定律,但不遵循基因的自由組合定律,A正確。根據(jù)F2的表型及比例可知,F1產(chǎn)生了4種配子,且白色皺縮(aabb)=16%=ab×ab=4/10×4/10,由此可得出ab占4/10,a、b配子比例高,可推出a、b位于一條染色體上,則A、B位于另一條染色體上,則AB=4/10、Ab=aB=1/10,故F1產(chǎn)生的4種配子為AB∶Ab∶aB∶ab=4∶1∶1∶4,由于測交時隱性純合子只產(chǎn)生ab一種配子,因此F1測交后代表型之比為4∶1∶1∶4,B、D正確。根據(jù)F1產(chǎn)生的配子及比例分析,F2中純合子所占的比例為(4/10)2+(4/10)2+(1/10)2+(1/10)2=17/50,為34%,C錯誤。

答案

C考法2外源基因整合到宿主細(xì)胞染色體上的位置判斷1.思路:外源基因整合到宿主染色體上的位置是隨機(jī)的,以導(dǎo)入兩個抗病基因?yàn)槔?兩

基因在染色體上的位置如圖所示:2.分析:可利用自交或測交法判斷基因的位置(以自交法為例探究)例

(2023江蘇宿遷沭陽聯(lián)考,4)如圖為2個紅色熒光蛋白基因隨機(jī)整合到染色體上的3

種轉(zhuǎn)基因煙草的體細(xì)胞示意圖。不考慮互換和突變,下列說法正確的是

(

)

A.植株①自交后代中有1/4的個體散發(fā)紅色熒光B.植株②的花粉中都含有1個紅色熒光蛋白基因C.處于有絲分裂后期時,有4條染色體含有紅色熒光蛋白基因的細(xì)胞可能來自植株①②③D.處于減數(shù)第二次分裂后期時,含4個紅色熒光蛋白基因的細(xì)胞只能來自植株①

解析

若熒光蛋白基因用A表示,則植株①產(chǎn)生的配子為AA、O,自交后代中有3/4的個體散發(fā)紅色熒光,A錯誤。植株②基因型為AA,配子基因型均為A,B正確。經(jīng)染色

體復(fù)制和著絲粒分裂,有絲分裂后期含紅色熒光基因的染色體數(shù)目加倍,故有絲分裂

后期時植株①有2條染色體含有紅色熒光蛋白基因,植株②③有4條染色體含有紅色熒

光蛋白基因,C錯誤。由于減數(shù)第一次分裂后期同源染色體分離、非同源染色體自由

組合,處于減數(shù)第二次分裂后期時,含4個紅色熒光蛋白基因的細(xì)胞可能來自①和③(植

株③細(xì)胞減數(shù)第一次分裂后期含有紅色熒光蛋白基因的2條染色體進(jìn)入同一個子細(xì)

胞中),D錯誤。

答案

B考法3不同突變基因位置關(guān)系的判斷三種位置關(guān)系野生型白花1白花2F1(白花1×白花2)F1自交互為等位基因

白花均為白花同源染色體上的非等位基因

野生型野生型∶白花=1∶1非同源染色體上的非等位基因

野生型野生型∶白花=9∶7例

(2021遼寧,25,10分)水稻為二倍體雌雄同株植物,花為兩性花。現(xiàn)有四個水稻淺綠

葉突變體W、X、Y、Z,這些突變體的淺綠葉性狀均為單基因隱性突變(顯性基因突

變?yōu)殡[性基因)導(dǎo)致?；卮鹣铝袉栴}:(1)進(jìn)行水稻雜交實(shí)驗(yàn)時,應(yīng)首先除去

未成熟花的全部

,并套上紙袋。若

將W與野生型純合綠葉水稻雜交,F1自交,F2的表現(xiàn)型及比例為

。(2)為判斷這四個突變體所含的淺綠葉基因之間的位置關(guān)系,育種人員進(jìn)行了雜交實(shí)

驗(yàn),雜交組合及F1葉色見表。實(shí)驗(yàn)分組母本父本F1葉色第1組WX淺綠第2組WY綠第3組WZ綠第4組XY綠第5組XZ綠第6組YZ綠實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,W的淺綠葉基因與突變體

的淺綠葉基因?qū)儆诜堑任换?。?/p>

進(jìn)一步判斷X、Y、Z的淺綠葉基因是否在同一對染色體上,育種人員將第4、5、6三

組實(shí)驗(yàn)的F1自交,觀察并統(tǒng)計(jì)F2的表現(xiàn)型及比例。不考慮基因突變、染色體變異和互

換,預(yù)測如下兩種情況將出現(xiàn)的結(jié)果:①若突變體X、Y、Z的淺綠葉基因均在同一對染色體上,結(jié)果為

。②若突變體X、Y的淺綠葉基因在同一對染色體上,Z的淺綠葉基因在另外一對染色體

上,結(jié)果為

。(3)葉綠素a加氧酶的功能是催化葉綠素a轉(zhuǎn)化為葉綠素b。研究發(fā)現(xiàn),突變體W的葉綠

素a加氧酶基因OsCAO1某位點(diǎn)發(fā)生堿基對的替換,造成mRNA上對應(yīng)位點(diǎn)堿基發(fā)生改變,導(dǎo)致翻譯出的肽鏈變短。據(jù)此推測,與正?；蜣D(zhuǎn)錄出的mRNA相比,突變基因轉(zhuǎn)

錄出的mRNA中可能發(fā)生的變化是

。

解析

(1)水稻的花為兩性花,進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)時需先除去母本未成熟花的全部雄蕊。假定淺綠葉突變體W的基因型為rr,野生型純合綠葉植株的基因型為RR,二者雜交得F1

(Rr),F1自交,F2的表型及比例為R_(綠)∶rr(淺綠)=3∶1。(2)兩突變體雜交,若F1為淺綠

葉,說明兩突變體的淺綠葉基因互為等位基因;若F1為綠葉(野生型),說明兩突變體的淺

綠葉基因?yàn)榉堑任换?因此W的淺綠葉基因與X的淺綠葉基因?qū)儆诘任换?與Y、

Z的淺綠葉基因?qū)儆诜堑任换颉＂偃敉蛔凅wX、Y、Z的淺綠葉基因均在同一對染

色體上,假設(shè)基因分別為a、b、d,則第4組X(

)與Y(

)雜交,F1(

)自交,F2為

(淺綠)∶

(綠)∶

(淺綠)=1∶2∶1,即F2的葉色為綠色∶淺綠色=1∶1,同理可推導(dǎo)出第5、6組F2的葉色也為綠色∶淺綠色=1∶1。②若突變體X、Y的淺綠葉基因在同一對

染色體上,Z的淺綠葉基因在另外一對染色體上,假設(shè)基因分別為a、b、d,則第4組X(

)與Y(

)雜交,F1(

)自交,F2的葉色仍為綠色∶淺綠色=1∶1;而第5組X(

)與Z(

)雜交,

(

)自交,F2的基因型為9A_D_、3A_dd、3aaD_、1aadd(B基因純合,故此處未體現(xiàn)),葉色為綠色∶淺綠色=9∶7,第6組同理。(3)突變后翻譯出的肽鏈變短,可

推測突變基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA中終止密碼子提前出現(xiàn)。

答案

(1)母本雄蕊綠葉∶淺綠葉=3∶1

(2)Y、ZF2的葉色全為綠色∶淺綠色=1∶1

第4組F2的葉色為綠色∶淺綠色=1∶1,第5、6組F2的葉色為綠色∶淺綠色=

9∶7

(3)終止密碼子提前出現(xiàn)考法4“自交”和“自由交配”中的概率計(jì)算問題1.雜合子Dd連續(xù)自交(1)雜合子連續(xù)自交n代且不淘汰相關(guān)個體Fn雜合子純合子顯性純合子隱性純合子所占比例

1-

-

-

(2)雜合子連續(xù)自交n代且逐代淘汰隱