基因的自由组合定律-2018年高考生物之高频考点解密+含解析.pdf
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1、解 密 1 5 基因的自由组合定律B S 1解高考考点考查内容三年高考探源考查频率自由组合定律的细胞学基础及与分离定律的比较1.掌握基因自由组合定律的实质2.能够运用自由组合定律计算问题的方法3.通过基因的自由组合推断亲子代的基因型及其概率2017新课标H卷 62017新课标I 卷 62017新课标I 卷 322017新课标UI卷 322016全国卷1H 62016全国卷H 322016上海卷 25“拆分法”求解自由组合定律计算问题 妙 用“合并同类项”巧解特殊分离比 对点解咨考 点 1自由组合定律的细胞学基础及与分离定律的比较1.基因自由组合定律的细胞学基础(1)基因自由组合定律与减数分裂的
2、关系(如下图)精(卵)原细胞A IJ当抽则他同源染色体分开,BXBU等位基因分离非同源染色体自由)组合,其上的非等位 基 因 自 由 组 合J%滞 或或数第二次”4 个,2 ft,1:13断 分 体4 个,2 种,1:1若干个基因型为AaBb的精(卵)原细胞,经减数分裂产生的精子(卵细胞)类型为4 种,比例为1 :1:1:1,(2)杂 合 子(Y y R r)产生配子的情况(不考虑基因突变、交叉互换等)产 生 配子数目产 生 配 子种类类型雄 性个体一个精原细胞4个2 种Y R、y r 或 Y r、y R一个雄性个体若干4和 Y R、y r、Y r y R雌 性个体一个卵原细胞1 个1 种Y
3、R 或 y r 或 Y r 或 y R一个雌性个体若卜4种Y R、y r、Y r、y R2.基因分离定律与自由组合定律的比较项目分离定律自由组合定律2 对相对性状n(/?2)对相对性状相对性状对数一对两对n对控制性状的等位基因一对两对对细胞学基础减数第一次分裂后期同源染色体分开减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合遗传实质等位基因分离非同源染色体上非等位基因之间的自由组合F,基因对数12n配 子 类 型及比例2,1 :122,(1 :1)之 即1 :1 :1 :12,(1 :1)配 子 组 合数4424F2基因型种数31323 比例1 :2 :1(1 :2 :1)2(1 :2 :1)表现型种数
4、2222”比例3 :1(3 :1)2 即 9 :3 :3 :1(3 :1)R测交后代基因型种数2222n比例1 :1(1:1)2即 1:1:1:1(1:1)表现型种数2222 比例1 :1(1 :1)2即1 :1 :1 :1(1:1)实践应用纯种鉴定及杂种自交纯合将优良性状重组在一起联系在遗传时,遗传定律同时起作用:在减数分裂形成配子时,既有同源染色体上等位基因的分离,又有非同源染色体上非等位基因的自由组合典题调研调 研1如图甲、乙、丙、丁表示四株豌豆体细胞中的控制种子的圆粒与皱粒(Y、y)及黄色与绿色(R、r)两对基因及其在染色体上的位置,下列分析正确的是甲乙 丙 丁A.甲、乙豌豆杂交后代的
5、性状分离比为9 :3 :3 :1B.乙、丙豌豆杂交后代有4种基因型、1种表现型C.甲、丙豌豆杂交后代的性状分离比为1 :2 :1D.甲、丁豌豆杂交后代有6种基因型、4种表现型【答案】D【解析】根据图示信息可以看出,两对性状的遗传遵循基因的自由组合定律。甲(YyRr)与 乙(YyRR)杂交,后代的性状分离比为3:1,A 错误;乙(YyRR)与 丙(YYn)杂交,后代基因型的种类为2 种,表现型的种类为1种,B 错误;甲(YyRj)与 丙(Y Y n)杂交,后代性状分离比为1 :1,C错误;甲(YyRi)与 丁(Yyn)杂交,其后代的基因型有3x2=6(种),表现型为2x2=4(种),D 正确。调
6、研2甲、乙两图分别是具有一对和两对等位基因的个体杂交的遗传图解。已知同一个体产生的各种配子类型数量相等。请分析回答下列问题:亲代:Aa x Aa 亲代:AaBb x AaBb子代:A A Aa Aa aa 子代:A_B_ A_bb aaB_ aabb图甲 图乙(1)基因分离定律的实质体现在图中的_ _ _ _ _ _ _ _,基 因 自 由 组 合 定 律 的 实 质 体 现 在 图 中 的 (填序号)(2)过 程 表 示,这一过程中子代遗传物质的来源情况是 o(3)图甲中子代Aa 所 占 的 比 例 为,形成这一比例的原因是。(4)图乙中子代含有A、B 的基因型共有 _ 种,分 别 是 其中
7、纯合子在这些类型中所占的比例为 0(5)如果A 和 a、B 和 b (完全显性)各控制一对相对性状,并且彼此间对性状的控制互不影响,则以上图乙中所产生的子代中表现型有 种,它 们 的 比 例 为。【答案】(1)(2)受精作用 细胞核中遗传物质一半来自父方,另一半来自母方,细胞质中遗传物质几乎全部来自母方(3)1/2 受精过程的随机性以及亲本各产生两种数量相等的配子(4)4 AABB、AABb、Aa BB、Aa Bb 1/9(5)4 9 :3 :3 :1【解析】(1)基因分离定律和基因自由组合定律的实质都体现在减数分裂产生配子的过程中,即分别体现在题图中的和。(2)过程表示精子和卵细胞的受精作用
8、,产生的子代细胞核中遗传物质一半来自父方,另一半来自母方,细胞质中遗传物质几乎全部来自母方。(3)图甲中子代Aa所占的比例为1/2,形成这一比例的原因是受精过程的随机性以及亲本各产生两种数量相等的配子。(4)图乙子代中含A、B 的基因型所占比例为9/16,纯合子(AABB)在子代中所占比例为1/16,因此,AABB在含A、B 的基因型中所占的比例为1像。(5)图乙所产生的子代中表现型有4 种,比例为9:3:3:lo考点2“拆分法”求解自由组合定律计算问题一、“拆分法”求解自由组合定律计算问题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
9、。在独立遗传的情况下,有儿对等位基因就可分解为几组分离定律问题。如 Aa Bb X Aa b b,可分解为如下两组:Aa X Aa,Bb X b b。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.题型示例(1)配子类型及概率的问题具多对等位基因的个体解答方法举例:基因型为Aa Bb C c 的个体产生配子的种类数每对基因产生配子种类数的乘积配子种类数为Aa Bb C c1 1 12 X 2 X 2=8 种;产生某种配子的概率每对基因产生相应配子概率的乘积产 生 A B C 配子的概率为1/2 (A)X l/2 (B)X l/2 (C)=1/8(2)配子间的结合方式
10、问题如 Aa Bb C c 与 Aa Bb C C 杂交过程中,求配子间的结合方式种数。先求Aa Bb C c、Aa Bb C C 各自产生多少种配子。Aa Bb C c 产生8种配子,Aa Bb C C 产生4种配子。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Aa Bb C c 与 Aa Bb C C 配子间有8 X 4=3 2 种结合方式。(3)基因型类型及概率的问题问题举例计算方法Aa Bb C c 与 Aa BBC c 杂交,求它们后代的基因型种类数可分解为三个分离定律:A a X A a f 后代有3 种基因型(1AA:2 Aa :l a a)B b X B B-后
11、代有2种基因型(I BB:I Bb)C c X C c f 后代有3 种基因型(I C C :2 C c :l c c)因此,Aa Bb C c X Aa BBC c 的后代中有3 X 2 X 3=1 8 种基因型Aa Bb C c X Aa BBC c 后代中Aa BBc c 出现的概率计算1/2 (Aa)X l/2 (BB)X1/4 (c c)=1/16(4)表现型类型及概率的问题问题举例计算方法Aa Bb C c X Aa b b C c,求它们杂交后代可能的表现型种类数可分解为三个分离定律问题:A a X A a f 后代有2 种表 现 型(3 A_:l a a)B b X b b-后
12、代有2 种表 现 型(l Bb :I b b)C c X C c f 后代有2 种表 现 型(3 C _ :l e e)所以,Aa Bb C c X Aa b b C c 的后代中有2 X 2 X 2=8种表现型Aa Bb C c XAa b b C c 后代中表现型A_ b b c c出现的概率计算3/4 (A_)X l/2 (b b)X l/4 (c c)=3/3 2二、“逆向组合法”推断亲本基因型1.方法:将自由组合定律的性状分离比拆分成分离定律的分离比分别分析,再运用乘法原理进行逆向组合。2 .题型示例(1)9 :3 :3 :1=(3 :1)(3 :1)=(Aa X Aa)(Bb X
13、Bb);(2)1:1 :1 :(1:1)(1:1)=(Aa X a a)(Bb X b b);(3)3 :3 :1 :1=(3 :1)(1:1)=(Aa X Aa)(Bb X b b)或(Aa X a a)(Bb X Bb);(4)3 :10 (3 :1)X l=(Aa X Aa)(B B X _)或(Aa X Aa)(b b X b b)或(AAX _)(Bb X Bb)或(a a X a a)(Bb X Bb)。典髭调研调 研 1豌豆中高茎(D)对 矮 茎(d)为显性,腋 生 花(A)对顶生花(a)为显性,两对性状独立遗传。某高茎腋生花的豌豆与高茎顶生花的豌豆杂交,R的表现型中高茎腋生花、
14、高茎顶生花、矮茎腋生花、矮茎顶生花的比例为3 :3 :1 :1。下列叙述正确的是A.亲代的基因型为D D A a、D daaB.件中纯合子的概率为1/4C.R中高茎腋生花豌豆的基因型有4种D.M中 D的基因频率和a 的基因频率均为1/2【答案】B【解析】由题干信息可推知亲代的基因型为DdAa和 D daa,故 Fi中纯合子的概率为12x1/2=1/4。F i中高茎腋生花豌豆的基因型有DDAa、DdAa两种。F1中 D 的基因频率为1/2,而 a 的基因频率为3/4。调 研 2 某植物的花色有紫色、红色和白色三种类型,下表为该植物纯合亲本间杂交实验的结果,请分析回答:组别亲本F,F21白花X红花
15、紫花紫 花:红 花:白花=9 :3 :42紫花X红花紫花紫 花:红花=3 :13紫花X白花紫花紫 花:红 花:白花=9 :3 :4(1)该性状是由 对独立遗传的等位基因决定的,且只有在 种显性基因同时存在时才能开_ _ _ _ _ _ _ _ 花.(2)若表中红花亲本的基因型为aaB B,则 第 1 组 实 验 中 白 花 亲 本 的 基 因 型 为,&表现为白花的个体中,与白花亲本基因型相同的占一;若 第 1组和第3组的白花亲本之间进行杂交,后代的表现型应为。(3)若第3 组实验的B与某纯合白花品种杂交,请简要分析杂交后代可能出现的表现型比例及相对应的该白花品种可能的基因型:如果杂交后代紫花
16、与白花之比为1 :1,则该白花品种的基因型是 一如果,则该白花品种的基因型是aabb。【答案】(1)两 两 紫(2)A abb 1/4 全为白花(3)A abb 杂交后代紫花:红 花:白花=1 :1 :2【解析】由表格可知,第1组中F 2的表现型为紫花:红花:白花=9:3:4,是9:3:3:1的变形,所以该性状是由两对独立遗传的等位基因决定的,双显性表现为紫色,即只有在两种显性基因同时存在时才能开紫花。(2)第1组中F z的表现型为紫花:红花:白花=9:3:4,所以F i的紫花基因型为A aB b,红花亲本的基因型为aaB B,则白花亲本的基因型为A A bb。表现为白花的基因型为A A bb
17、:A abb:aabb=l:2:b所以与白花亲本基因型相同的占1/4;同理,第3组中F i的紫花基因型为A aB b,所以第3组中亲本白花的基因型为aabb,第1组和第3组的白花亲本之间进行杂交,即A A bbx aabb,后代基因型为A abb,表现型全为白花。(3)第3组实将的F i为A aB b,纯合白花的基因型为A A bb或aabb。若该白花品种的基因型是A A bb,F i与纯合白花品种杂交,即A aB bx A A bb,子代基因型有四种,分别为A A B b、A A bb、A aB b、A abb,紫花与白花之比为1:l o若白花品种的基因型是aabb,F i与纯合白花品种杂交
18、,即A aB bx aabb,子代的基因型有四种,即A aB b、A abb.aaB b、aabb,紫花:红花:白花=1:1:2。考 点3妙 用“合并同类项”巧解特殊分离比1.“和”为 16的特殊分离比成因(1)基因互作序号条件Fi(AaBb)自交后代比例F i测交后代比例1存在一种显性基因时表现为同一性状,其余正常表现9:6:11 :2:12两种显性基因同时存在时,表现为一种性状,否则表现为另一种性状9:71:33当某一对隐性基因成对存在时表现为双隐性状,其余正常表现9:3:41 :1 :24只要存在显性基因就表现为一种性状,其余正常表现15:13:1(2)显性基因累加效应表现F (A aB
19、 b)自交*5 种表现型.比例为1 :4 :6 :4 :/眩*3种表现型.比例为1 :2 :112.“和”小 于 16的特殊分离比成因序号原因后代比例1自交子代显性纯合致死(AA、BB致死)AaBb:Aabb:aaBb:aabb=4:2:2:1,其余基因型个体致死测 交 子 代 AaBb:Aabb:aaBb:aabb=l:1:1 :12隐性纯合致死(自交情况)自交子代出现9:3:3(双隐性致死);自交子代出现9:1(单隐性致死)3.性状分离比9:3:3:1 的变式题解题步骤(1)看尺的表现型比例,若表现型比例之和是1 6,不管以什么样的比例呈现,都符合基因的自由组合定律。(2)将异常分离比与正
20、常分离比9:3:3:1进行对比,分析合并性状的类型。如比例为9:3:4,则为9:3:(3:1),即 4 为两种性状的合并结果。(3)对照上述表格确定出现异常分离比的原因。(4)根据异常分离比出现的原因,推测亲本的基因型或推断子代相应表现型的比例。典题调研调 研 1 小鼠的皮毛颜色由常染色体上的两对基因(A、a 和 B、b)控制,两对基因控制有色物质合成的关系如下图:白色前体物质,一心-黑色物质3B-灰色物质(1)为探究基因A/a与基因B/b的位置,某同学用纯合的黑色小鼠与白色小鼠进行杂交,得到的R全为灰色小鼠,笆自由交配,获得F 2,可以预测以下结果:如果两对基因(A/a和 B/b)位于两对同
21、源染色体上,则左的表现型及比例为 o如果两对基因(A/a和 B/b)位于一对同源染色体上,则 F z 的表现型及比例为 o(2)若通过实验证明两对基因(A/a 和 B/b)位于两对同源染色体上,则 亲 代 黑 鼠 的 基 因 型 为,F 2 灰 鼠 中 杂 合 子 的 比 例 为。(3)在纯合灰鼠群体的后代中偶然发现一只黄色雄鼠,已知该黄色小鼠的出现是由于基因发生显性突变的结果。欲探究黄色性状的产生是由于基因A还是基因B发生了突变,设计杂交实验如下:让黄色雄鼠与多只隐性纯合白色雌鼠交配,R中既有黄色小鼠又有灰色小鼠,选取宿中 小鼠随机交配得若,则黄色性状的产生是由基因A 突变产生的;若 一 ,
22、则黄色性状的产生是由基因B 突变产生的。【答案】(1)灰色:黑 色:白色=9 :3:4灰色:黑 色:白色=2 :1 :1(2)Aa b b 8/9(3)黄 色(雌雄)黄 鼠:白鼠=3:1 黄 鼠:黑 鼠:白鼠=9 :3:4【解析】分析图可判断小鼠皮毛颜色情况为:A B(灰)、A b b (黑)、a a .(白)。(1)纯合的黑色小鼠(AAb b)与白色小鼠(a a _)进行杂交,得到的R全为灰色小鼠(Aa Bb),可确定白色亲本小鼠基因型为a a BB。若两对基因位于两对同源染色体上,则 Fz 的表现型为:9 A_B_(灰)、3A_b b (黑)、3a a B_(白)、l a a b b (白
23、);若两对基因位于一对同源染色体上,则 A 和 b 位于一条染色体上,a和 B 位于另一条染色体上,H 灰色小鼠产生雌雄配子均为l/2 Ab 和 l/2 a B两种,所得民的基因型为l/4 AAb b (黑)、l/2 Aa Bb (灰)、l/4 a a BB(白)。(2)若两对基因位于两对同源染色体上,则 Fz 灰 鼠(A_B_)中纯合子占1/9,杂合子占8/9 o (3)纯合灰鼠(AABB)出现显性突变,则可设黄色突变基因为A+或 B+。若为基因A 突变为A+,该黄鼠的基因型为A+ABB,其与隐性纯合白色(a a b b)雌鼠杂交,R为 A+a Bb (黄)和 Aa Bb (灰),选 取 R
24、中的黄鼠进行随机交配,Fz 代可表示为:9 A+.B(黄)、3A+.b b (黄)、4 a a (白),即黄鼠:白鼠=3:1;同理可分析知若基因 B 突变,Fz 代中黄鼠:黑 鼠:白鼠=9 :3:4。调研2 某品系小鼠(2 小 =4 0)的部分基因在染色体上的分布情况如图所示。母本 父本(1)成年小鼠的体重由三对独立遗传的等位基因A/a、D/d、F/f 控制,这三对基因对体重变化具有相同的遗传效应,且具有累加效应(AADDFF的成年鼠最重,a a d d f f 的成年鼠最轻)。若仅考虑体重这一性状,则小鼠种群中基因型最多有 种。用图中所示基因型的小鼠作为亲本杂交(不考虑交叉互换),件雌雄个体
25、间相互交配获得国,则&中 成 年 鼠 体 重 与 亲 本 相 同 的 个 体 比 例 为。(2)取小鼠生发层细胞放入含、的培养液中培养一个周期的时间,再转移到无放射性的培养液中继续培养至细胞分裂后期,则该时期每个细胞中含3H标记的染色体数目为 条。(3)若图中父本在精子形成过程中同源染色体未分离,形成的配子正常受精后产生了一只X X Y的小鼠,该小鼠成年后,如果能进行正常的减数分裂,则可形成 种性染色体组成不同的配子。(4)小鼠的有毛与无毛是一对相对性状,有毛对无毛为显性,分别由等位基因E、e 控制,位 于 1、2号染色体上,E 基因纯合时可导致小鼠胚胎死亡。图 中 两 亲 本 杂 交 得 到
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