高三生物二轮复习 专题精讲四 遗传、变异与进化 第2讲 遗传的基本规律和伴性遗传课件.ppt

1 孟德尔获得成功的原因 1 选材 2 研究方法 3 运用 4 科学设计 2 孟德尔在一对相对性状杂交实验中提出的假说内容 1 生物的性状是由决定的 2 体细胞中遗传因子是存在的 3 生物体在形成生殖细胞时 的遗传因子彼此分离 分别进入不同的配子中 4 受精时 雌雄配子的结合是 3 在一对相对性状杂交实验中演绎推理内容有 1 f1杂合子产生两种比例的配子 隐性类型只产生种配子 2 当f1与隐性类型杂交时 其子代应产生显性和隐性两种类型 且比例 恰当 由简到繁 统计学 实验程序 遗传因子 成对 随机的 相等 一 相等 成对 4 基因分离定律的实质是在进行减数分裂时 等位基因随着的分开而分离 分别进入两个配子中 独立地随着配子遗传给后代 5 基因自由组合定律所研究的基因位于不同对的 6 基因自由组合定律的实质是在等位基因分离的同时 7 在孟德尔的两对相对性状杂交实验中 f2出现的四种表现型中各有一种纯合子 分别占f2的 共占 双显性个体占 双隐性个体占 重组类型占 8 判断 1 相对性状是指一种生物的不同表现类型 2 在杂种后代中 同时出现显性性状和隐性性状的现象叫做性状分离 3 自交就是自由交配 4 杂合子自交n代后 子代杂合子所占比例为 1 1 2n 5 等位基因是指位于一对同源染色体相同位置上的基因 6 基因型为yyrr的个体产生4个配子 比例为1 1 1 1 7 基因型为yyrr的个体产生基因型yr的卵细胞和基因型yr的精子数量之比为1 1 8 萨顿利用假说 演绎法推测基因位于染色体上 9 所有的基因都位于染色体上 10 性染色体相同的个体所代表的生物均为雌性个体 11 一对表现型正常的夫妇生下一个患病男孩 则该病为常染色体显性遗传病 同源染色体 同源染色体上 非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合 1 16 4 16 9 16 1 16 3 8 1 2015 全国新课标 卷 抗维生素d佝偻病为x染色体显性遗传病 短指为常染色体显性遗传病 红绿色盲为x染色体隐性遗传病 白化病为常染色体隐性遗传病 下列关于这四种遗传病遗传特征的叙述 正确的是 a 短指的发病率男性高于女性b 红绿色盲女性患者的父亲是该病的患者c 抗维生素d佝偻病的发病率男性高于女性d 白化病通常会在一个家系的几代人中连续出现 答案 b 解析 本题考查了位于常染色体与x染色体上的显性和隐性基因控制的遗传病的遗传特点 意在考查考生对所学知识的理解及分析应用能力 难度适中 据题干可知短指为常染色体显性遗传病 常染色体遗传病在不同性别中的发病率一般无区别 a错误 红绿色盲是伴x染色体隐性遗传病 女性患者的父亲必患病 b正确 抗维生素d佝偻病为伴x染色体显性遗传病 女性患者通常多于男性患者 c错误 白化病为常染色体隐性遗传病 常表现出隔代遗传的特点 d错误 2 2015 海南卷 下列叙述正确的是 a 孟德尔定律支持融合遗传的观点b 孟德尔定律描述的过程发生在有丝分裂中c 按照孟德尔定律 aabbccdd个体自交 子代基因型有16种d 按照孟德尔定律 对aabbcc个体进行测交 测交子代基因型有8种 答案 d 解析 本题考查基因的分离定律与自由组合定律 意在考查考生的分析推理与计算能力 孟德尔一对相对性状的遗传实验中 f1表现出一个亲本的性状 f2的性状分离比为3 1 不支持融合遗传的观点 a错误 孟德尔定律描述的过程发生在减数分裂中 b错误 按照孟德尔定律 aabbccdd个体自交 子代基因型有3 3 3 3 81 种 c错误 对aabbcc个体进行测交 即与aabbcc个体杂交 测交子代基因型有2 2 2 8 种 d正确 3 2015 全国新课标 卷 等位基因a和a可能位于x染色体上 也可能位于常染色体上 假定某女孩的基因型是xaxa 或aa 其祖父的基因型是xay或aa 祖母的基因型是xaxa或aa 外祖父的基因型是xay或aa 外祖母的基因型是xaxa或aa 不考虑基因突变和染色体变异 请回答下列问题 1 如果这对等位基因位于常染色体上 能否确定该女孩的2个显性基因a来自于祖辈4人中的具体哪两个人 为什么 2 如果这对等位基因位于x染色体上 那么可判断该女孩两个xa中的一个必然来自于 填 祖父 或 祖母 判断依据是 此外 填 能 或 不能 确定另一个xa来自于外祖父还是外祖母 答案 不能 女孩aa中的一个a必然来自于父亲 但因为祖父和祖母都含有a 故无法确定父亲传给女儿的a是来自于祖父还是祖母 另一个a必然来自于母亲 也无法确定母亲传给女儿的a是来自于外祖父还是外祖母 2 祖母该女孩的一个xa来自父亲 而父亲的xa一定来自于祖母不能 解析 本题主要考查基因的分离定律 意在考查考生的理解能力和综合应用能力 1 如果等位基因a和a位于常染色体上 则该女孩的基因型为aa 2个显性基因a中一个来自父亲 一个来自母亲 父亲的显性基因a可能来自女孩的祖父 也可能来自女孩的祖母 故无法确定女孩的其中一个显性基因a来自祖父还是祖母 母亲的显性基因a可能来自女孩的外祖父 也可能来自女孩的外祖母 所以无法确定女孩的另一个显性基因a来自外祖父还是外祖母 综上所述 如果这对等位基因位于常染色体上 则不能确定该女孩的2个显性基因a来自祖辈4人中的具体哪两个人 2 如果等位基因a和a位于x染色体上 则该女孩的基因型为xaxa 两个显性基因中一个来自父亲 一个来自母亲 父亲的x染色体只能来自女孩的祖母 因此 能确定女孩的其中一个xa来自祖母 母亲的x染色体可能来自女孩的外祖父 也可能来自女孩的外祖母 故无法确定女孩的另一个xa来自外祖还是外祖母 技巧点拨 遗传分析题的解决需要两步 第一步 明确性状的显隐性关系 第二步 写遗传图解 其中 性状的显隐性关系在有些试题中只是概述 没有具体性状的描述 如本题 写遗传图解是考生应该具备的能力 4 2013 全国新课标 卷 一对相对性状可受多对等位基因控制 如某种植物花的紫色 显性 和白色 隐性 这对相对性状就受多对等位基因控制 科学家已从该种植物的一个紫花品系中选育出了5个基因型不同的白花品系 且这5个白花品系与该紫花品系都只有一对等位基因存在差异 某同学在大量种植该紫花品系时 偶然发现了1株白花植株 将其自交 后代均表现为白花 回答下列问题 1 假设上述植物花的紫色 显性 和白色 隐性 这对相对性状受8对等位基因控制 显性基因分别用a b c d e f g h表示 则紫花品系的基因型为上述5个白花品系之一的基因型可能为 写出其中一种基因型即可 2 假设该白花植株与紫花品系也只有一对等位基因存在差异 若要通过杂交实验来确定该白花植株是一个新等位基因突变造成的 还是属于上述5个白花品系中的一个 则 该实验的思路 预期实验结果和结论 答案 1 aabbccddeeffgghhaabbccddeeffgghh 2 用该白花植株的后代分别与5个白花品系杂交 观察子代花色 在5个杂交组合中 如果子代全部为紫花 说明该白花植株是新等位基因突变造成的 在5个杂交组合中 如果4个组合的子代为紫花 1个组合的子代为白花 说明该白花植株属于这5个白花品系之一 解析 1 依据题意 大量种植紫花品系时 偶然发现1株白花植株 且自交后代都是白花 说明该白花品系最可能为突变产生 该紫花品系能稳定遗传 应该为纯合子 即基因型为aabbccddeeffgghh 产生的白花品系能稳定遗传 说明其为纯合子 基因型可能为aabbccddeeffgghh 2 若该白花植株是新等位基因突变造成的 则其他基因全部显性纯合 该白花植株的后代与5个白花品系杂交 后代全部为紫花 若该白花植株是5个品系中的一个 则a h基因有一对为隐性 与5个白花品系杂交 其中会有一个组合出现子代为白花的现象 本讲主要是以遗传学实验为背景 结合孟德尔遗传的基本规律 伴性遗传 减数分裂 基因突变等相关知识 考查了表现型 基因型和概率计算等 试题多以非选择题形式出现 有时也有选择题 1 孟德尔遗传实验的科学方法 1 选择理想的材料 如豌豆 2 单因子分析法 分别观察和分析在一个时期内某一对相对性状的遗传规律 3 数学统计分析法和模型方法 在一对相对性状的杂交实验中 子二代不同性状的数据虽然有差异 但都接近3 1的比例关系 4 假说 演绎法 孟德尔设计了f1与隐性纯合子进行测交的实验 并预测后代性状分离比在理论上为1 1 然后通过实验 证明了假说的正确性 在判断某显性个体是否为纯合子时 植物可以用自交 测交的方法 其中自交是最简便的方法 动物只能用测交的方法 不断自交可以提高生物品种的纯合度 测交的重要意义是可以鉴定显性个体的基因型 2 遗传的基本规律比较 例1 2015 北京东城区普通学校联考 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 组亲本f1f21白花 红花紫花紫花 红花 白花 9 3 42紫花 红花紫花紫花 红花 3 13紫花 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aabb 则第1组实验中白花亲本的基因型为 f2表现为白花的个体中 与白花亲本基因型相同的占 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f1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 如果杂交后代紫花与白花之比为1 1 则该白花品种的基型是 如果 则该白花品种的基因型是aabb 答案 1 两两紫 2 aabb1 4全为白花 3 aabb 杂交后代紫花 红花 白花 1 1 2 解析 1 由表格可知 第1组中f2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f2的表现型为紫花 红花 白花 9 3 4 所以f1的紫花基因型为aabb 红花亲本的基因型为aabb 则白花亲本的基因型为aabb f2表现为白花的基因型为aabb aabb aabb 1 2 1 所以与白花亲本基因型相同的占1 4 同理 第3组中f1的紫花基因型为aabb 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aabb aabb 后代基因型为aabb 表现型全为白花 3 第3组实验的f1为aabb 纯合白花的基因型为aabb或aabb 若该白花品种的基因型是aabb f1与纯合白花品种杂交 即aabb aabb 子代基因型有四种 分别为aabb aabb aabb aabb 紫花与白花之比为1 1 若白花品种的基因型是aabb f1与纯合白花品种杂交 即aabb aabb 子代的基因型有四种 即aabb aabb aabb aabb 紫花 红花 白花 1 1 2 变式1 2015 江苏徐州四月模拟 水稻的高秆对矮秆为完全显性 由一对等位基因控制 a a 抗病对易感病为完全显性 由另一对等位基因控制 b b 现有纯合高秆抗病和纯合矮秆易感病的两种亲本杂交 所得f1自交 多次重复实验 统计f2的表现型及比例都近似得到如下结果 高秆抗病 高秆易感病 矮秆抗病 矮秆易感病 66 9 9 16 据实验结果回答下列问题 1 控制抗病和易感病的等位基因 填 遵循 或 不遵循 基因的分离定律 2 上述两对等位基因之间 填 遵循 或 不遵循 基因自由组合定律 3 f2代中出现了亲本所没有的新的性状组合 产生这种现象的根本原因是有性生殖过程中 控制不同性状的基因进行了 具体发生在时期 4 有人针对上述实验结果提出了假说 控制上述性状的两对等位基因位于对同源染色体上 f1通过减数分裂产生的雌雄配子的比例都是ab ab ab ab 4 1 1 4 雌雄配子随机结合 为验证上述假说 请设计一个简单的实验并预期实验结果 实验设计 预期结果 答案 1 遵循 2 不遵循 3 重新组合 或基因重组 减数第一次分裂前期 4 1将两纯合亲本杂交得到的f1与纯合矮秆易感病的水稻杂交 观察并统计子代的表现型及比例所得子代出现四种表现型 比例为高秆抗病 高秆易感病 矮秆抗病 矮秆易感病 4 1 1 4 解析 1 控制抗病和易感病的等位基因位于同源染色体上 遵循基因的分离定律 2 f1自交后代性状比不是9 3 3 1 因此两对等位基因位于一对同源染色体上 它们之间不遵循基因的自由组合定律 3 两对基因如果位于一对同源染色体上 可能于减数第一次分裂前期发生交叉互换而导致基因重组 4 判断基因的位置可以通过测交来进行 f2中高秆抗病 高秆易感病 矮秆抗病 矮秆易感病 66 9 9 16 则双隐个体占16 100 则f1的配子中ab占4 10 可推测其他配子比例为4 1 1 4 则f1测交子代为高秆抗病 高秆易感病 矮秆抗病 矮秆易感病 4 1 1 4 1 伴性遗传的方式及特点 2 遗传系谱中遗传病传递方式的判断 1 排除法 分析遗传系谱图 确认或排除伴y染色体遗传 父病子全病 女全不病 伴y染色体遗传父病子女均有患者 非伴y染色体遗传 确定遗传性状的显隐性 a 无中生有 隐性遗传病 b 有中生无 显性遗传病 确定是常染色体遗传还是伴x染色体遗传 a 已确定为隐性遗传病 父亲正常女儿患病母亲患病儿子正常女患者的父亲和儿子都患病 伴x染色体隐性遗传 b 已确定为显性遗传病 父亲患病女儿正常母亲正常儿子患病男患者的母亲和女儿都患病 伴x染色体显性遗传 观察遗传系谱图 常染色体隐性遗传 常染色体显性遗传 在不能明确判断出结果时 要从可能性大小方面考虑 或利用假设法进行推导 3 调查遗传病的发病率和遗传方式 例2 2013 四川卷 回答下列果蝇眼色的遗传问题 1 有人从野生型红眼果蝇中偶然发现一只朱砂眼雄蝇 用该果蝇与一只红眼雌蝇杂交得f1 f1随机交配得f2 子代表现型及比例如下 基因用b b表示 b b基因位于染色体上 朱砂眼对红眼为性 让f2代红眼雌蝇与朱砂眼雄蝇随机交配 所得f3代中 雌蝇有种基因型 雄蝇中朱砂眼果蝇所占比例为 2 在实验一f3的后代中 偶然发现一只白眼雌蝇 研究发现 白眼的出现与常染色体上的基因e e有关 将该白眼雌蝇与一只野生型红眼雄蝇杂交得f 1 f 1随机交配得f 2 子代表现型及比例如下 实验二中亲本白眼雌蝇的基因型为 f 2代杂合雌蝇共有种基因型 这些杂合雌蝇中红眼果蝇所占的比例为 3 果蝇出现白眼是基因突变导致的 该基因突变前的部分序列 含起始密码信息 如下图所示 注 起始密码子为aug 终止密码子为uaa uag或uga 上图所示的基因片段在转录时 以链为模板合成mrna 若 所指碱基对缺失 该基因控制合成的肽链含个氨基酸 答案 1 x隐 21 4 2 eexbxb42 3 3 乙5 解析 1 由亲本为红眼雌果蝇与朱砂眼雄果蝇 f1全为红眼 而f1随机交配所得f2中雌果蝇全为红眼 雄果蝇为红眼 朱砂眼 1 1 即朱砂眼只出现于雄性果蝇中 由此推测朱砂眼性状为隐性 且相关基因位于x染色体上 f1雌雄果蝇的基因型分别为xbxb xby 则f2代红眼雌果蝇的基因型为xbxb xbxb 各占1 2 与朱砂眼雄蝇 xby 随机交配所得f3中 雌蝇有xbxb xbxb两种基因型 雄蝇中朱砂眼果蝇所占比例为1 2 1 2 1 4 2 根据实验二的f1中雄蝇全为朱砂眼可知 亲本是xbxb白眼 xby红眼 f 1是xbxb红眼 xby朱砂眼 再依据f 1无论雌雄都表现为4 3 1 这一比例是3 1 3 1 3 1 1 1 的变式 因此确定f 1的完整基因型是eexbxb eexby且e不影响b b的表达 由此确定实验二的亲本的完整基因型是 eexbxb eexby 又依据f 1 eexbxb eexby f 2雌蝇的种类有 1ee 2ee 1ee 1xbxb 1xbxb 1eexbxb 1eexbxb 2eexbxb 2eexbxb 1eexbxb 1eexbxb 可见 杂合雌蝇有4种 其中红眼占2 3 3 由基因相关的碱基序列知 乙链中含 tac 序列 它可转录产生起始密码子 推测乙链为转录模板链 若 所指碱基丢失 则该处后面的碱基均前移1个碱基的位置 之后间隔两个碱基将出现 act 序列 此序列转录结果为 uga 即 终止密码子 之一 肽链转录至此处将 终止 其长度为5个氨基酸 x y染色体同源区段的基因的遗传 上图为x y染色体的结构模式图 为x y染色体的同源区段 假设控制某个相对性状的基因a a 位于x和y染色体的 区段 那么这对性状在后代男女个体中表现型也有差别 如 变式2 2015 河北唐山一中二调 果蝇的x y染色体 如图 有同源区段 片段 和非同源区段 1 2片段 有关杂交实验结果如下表 下列对结果分析错误的是 a 片段的基因控制的性状在子代中也可能出现性别差异b 通过杂交组合一 直接判断刚毛为显性性状c 通过杂交组合二 可判断控制该性状的基因位于 1片段d 减数分裂中 x y染色体能通过交叉互换发生基因重组的是 片段 答案 c 解析 图中 片段为性染色体的同源区段 片段的基因控制的性状在子代中也可能出现性别差异 如 p 截毛 xbxb 刚毛 xbyb f1刚毛 xbxb 截毛 xbyb 1 1 a项正确 杂交组合一中 子一代只表现其中一个亲本的性状 可直接判断刚毛为显性性状 b项正确 杂交组合二 若基因位于非同源区段 1 上 p 截毛 xbxb 刚毛 xby f1刚毛 xbxb 截毛 xby 1 1 若基因位于同源区段 片段 上 p 截毛 xbxb 刚毛 xbyb f1刚毛 xbxb 截毛 xbyb 1 1 故不能判断控制该性状的基因位于 1段 c项错误 减数分裂中 只有同源染色体上的同源区段才能发生基因重组 故x y染色体能通过交叉互换发生基因重组的是 片段 d项正确 含两对等位基因的纯合子杂交产生的f1自交 依据自由组合定律 通常情况下子代产生比例为9 3 3 1的四种表现型 出现异常比例时两对等位基因仍遵循自由组合定律 属于9 3 3 1的变式 总结如下 除上述异常比例外还可能出现13 3 即双显性 双隐性和一种单显性表现为同一种性状 另一种单显性表现出另一种性状 基因型中显性基因的个数决定性状表现 杂交后代比例 aabb aabb aabb aabb aabb aabb aabb aabb aabb 1 4 6 4 1 例3 2015 南昌4月质检 番茄中基因a和a控制植株的有茸毛和无茸毛 基因b和b控制果实颜色 两对基因独立遗传 且基因a具有纯合致死效应 育种工作者为培养有茸毛黄果品种进行如下杂交实验 请回答下列问题 1 f2个体中基因型有种 4种表现型 有茸毛红果 无茸毛红果 有茸毛黄果 无茸毛黄果的数量比为 2 为了验证两种性状的遗传特点 可将f2植株自交 单株收获f2中有茸毛红果植株所结种子 每株所有种子单独种植在一起可得到一个株系 观察多个这样的株系 则理论上 在所有株系中有的株系f3的表现型及其数量比与f2相同 有的株系f3的表现型及其数量比为 答案 1 66 3 2 1 2 2 31 3有茸毛红果 无茸毛红果 2 1 解析 题干提到基因a具有纯合致死效应 则该遗传过程为故f2有6种基因型 4种表现型 有茸毛红果 无茸毛红果 有茸毛黄果 无茸毛黄果的数量比为6 3 2 1 f2中有茸毛红果植株自交 若f3的表现型及其数量比与f2相同 则亲本基因型为aabb 占4 6 2 3 剩下的基因型为aabb 占1 3 自交后代表现型种类和比例为有茸毛红果 无茸毛红果 2 1 在基因的分离定律中 当后代的比例是1 1时 一般为测交 当后代的分离比为3 1时 则亲本必为显性性状 且亲本都为杂合子 在基因的自由组合定律中 当后代的比例为1 1 1 1时 一般为测交 而当出现9 3 3 1时 则亲本必为双显性性状 且亲本必为双杂合子 上述分离比和测交比指的是一般情况 在特殊情况下分离比和测交比可能会出现一些变化 此类问题的基本知识点仍然是遗传的基本规律 这是解答此类问题的基本出发点 由于情况的特殊性 后代性状的比例不会严格按照这些数值 但灵活运用这些数据却是此类问题的归宿 做题时应先按照正常情况 根据所学知识写出正常的后代比例 然后再根据题意写出实际的后代比例 变式3 2015 宜昌五月适应性考试 菜豆种皮颜色由两对非等位基因a a和b b调控 a基因控制色素合成 a 显性基因 出现色素 aa和aa的效应相同 b基因为修饰基因 淡化颜色的深度 b 显性基因 修饰效应出现 现有亲代种子p1 纯种 白色 和p2 纯种 黑色 杂交实验如下图 1 f2种皮颜色发生性状分离 填 能 或 不能 在同一豆荚中体现 填 能 或 不能 在同一植株中体现 2 p1的基因型是 f2中种皮为白色的个体基因型有种 其中纯种个体大约占 3 从f2中取出一粒黑色种子 在适宜条件下培育成植株 为了鉴定其基因型 将其与f1杂交 预计可能的实验结果 并得出相应的结论 答案 1 不能不能 2 aabb53 7 3 若子代表现为黑色 黄褐色 1 1 可只说明性状表现 不写比值 则该黑色种子的基因型为aabb 若子代表现为黑色 黄褐色 白色 3 3 2 可只说明性状表现 不写比值 则该黑色种子的基因型为aabb 解析 根据题意 p1的基因型为aabb p2的基因型为aabb f1的基因型为aabb a