2023年高考生物一轮复习（全国版） 第5单元 第1课时　分离定律的发现

第1课时分离定律的发现目标要求1.孟德尔遗传实验的科学方法。2.基因的分离定律。1．豌豆用作遗传实验材料的优点2．孟德尔遗传实验的杂交操作热图分析玉米也可以作为遗传实验的材料，结合玉米花序与受粉方式模式图思考：(1)玉米为雌雄同株且为单性(填“单性”或“两性”)花。(2)图中两种受粉方式中，方式Ⅰ属于自交(填“自交”或“杂交”)，方式Ⅱ属于杂交(填“自交”或“杂交”)，因此自然状态下，玉米能进行自由交配。(3)如果人工杂交实验材料换成玉米，则操作步骤为套袋→人工授粉→套袋。(4)除了豌豆之外，果蝇、玉米和拟南芥也常作为遗传的实验材料，他们都有哪些共同优点？提示①相对性状明显，利于观察；②繁殖周期短，节省研究时间；③子代数目多，便于统计分析；另外拟南芥、果蝇还有染色体少的优点；玉米是雌雄同株且为单性花，便于人工授粉。3．一对相对性状杂交实验的“假说—演绎”分析(1)在孟德尔豌豆杂交实验过程中，都进行了哪些交配类型？提示杂交、正反交、自交、测交。(2)上述过程中包含哪些判断显隐性性状的方法？提示①一对具有相对性状的纯合亲本进行杂交，根据F1性状判断；②个体自交，若子代出现性状分离，则该个体性状为显性性状，子代中新出现的为隐性性状。(3)请据孟德尔豌豆杂交实验过程总结自交法有什么作用？提示通过自交可以判断相对性状的显隐性关系以及F1是否为杂合子。(4)测交法有什么作用？提示①测定F1产生的配子的种类和比例。②测定F1的基因型。③预测F1在形成配子时基因的行为(根本目的)。(5)性状分离发生在什么过程中？提示只发生在F1自交产生F2的过程中。(6)F1在形成配子时形成两种比例相等的雌(或雄)配子，F1个体产生的雌、雄配子总数之比也是1∶1吗？提示不是，一般雄配子数量远远多于雌配子数量。(7)F2中出现3∶1的性状分离比需要满足的条件有①②③④⑤。①F1形成的两种配子的数目相等且生活力相同。②雌雄配子结合的机会相等。③F2中不同基因型的个体的存活率相当。④等位基因间的显隐性关系是完全的。⑤观察的子代样本数目足够多。(8)一对相对性状的杂交实验是否能否定融合遗传？提示能，因为F2出现了性状分离现象。4.分离定律(1)分离定律的实质、发生时间及适用范围(2)基因类概念辨析①等位基因：同源染色体的同一位置上控制相对性状的基因，如图中B和b、C和c、D和d。②非等位基因(有两种情况)：一种是位于非同源染色体上的非等位基因，如图中A和D；另一种是位于同源染色体上的非等位基因，如图中A和B。③相同基因：同源染色体相同位置上控制相同性状的基因，如图中A和A。(3)验证分离定律的方法①最能体现分离定律实质的是：F1产生配子的比例为1∶1。②一对等位基因的遗传是否遵循分离定律的验证方法：a．自交法b．测交法c．花粉鉴定法d．单倍体育种法5．性状分离比的模拟实验(1)实验原理：甲、乙两个小桶分别代表雌、雄生殖器官，甲、乙小桶内的彩球分别代表雌、雄配子，不同彩球的随机组合模拟雌、雄配子的随机结合。(2)注意问题：要随机抓取，且抓完一次将小球放回原小桶并摇匀，重复次数足够多。两小桶内的彩球数量可以(填“可以”或“不可以”，下同)不相同，每个小桶内两种颜色的小球数量不可以不相同。(3)实验结果①彩球组合数量比DD∶Dd∶dd≈1∶2∶1。②彩球组合代表的显隐性性状的数值比接近3∶1。源于必修2P6“讨论”：如果孟德尔当时只统计10株豌豆杂交的结果，则高茎与矮茎的数量比一定为3∶1吗？提示不一定。因为实验统计的样本数目足够多，是孟德尔能够正确分析实验结果的前提条件之一。只对10株豌豆的性状进行统计，会出现较大的误差。考向一“假说—演绎法”辨析及交配类型的应用1．孟德尔用豌豆进行杂交实验，成功地揭示了遗传的两个基本定律，为遗传学的研究做出了杰出的贡献。下列有关孟德尔一对相对性状杂交实验的说法中，错误的是()A．在实验过程中，“F1产生配子时，成对的遗传因子分离”属于假说内容B．解释性状分离现象的“演绎”过程是若F1产生配子时，成对的遗传因子分离，则测交后代出现两种表现型，且比例接近1∶1C．孟德尔的杂交实验中，F1的表现型否定了融合遗传，也证实了基因的分离定律D．验证假说阶段完成的实验是让子一代与隐性纯合子杂交答案C易错提醒“假说—演绎法”中的“假设”“演绎推理”“测交实验”的区别“假设”是在观察和分析的基础上提出问题之后，对提出的问题所做的解释。“演绎推理”不同于“测交实验”，前者只是理论推导，后者则是进行杂交实验验证。2．(2022·西安模拟)在孟德尔的豌豆杂交实验中，涉及到了杂交、自交和测交。下列相关叙述中正确的是()A．测交和自交都可以用来判断某一显性个体的基因型B．测交和自交都可以用来判断一对相对性状的显隐性C．培育所需显性性状的优良品种时要利用测交和杂交D．杂交和测交都能用来验证分离定律和自由组合定律答案A解析自交后代会出现性状分离，所以可以用来判断一对相对性状的显隐性，但测交的前提是已知相对性状的显隐性关系，B错误；培育所需显性性状的优良品种时要利用自交方法，淘汰出现性状分离的杂合子，获得显性纯合子，C错误；测交能用来验证分离定律和自由组合定律，杂交不能，D错误。归纳总结各种交配方式的概念及应用考向二分离定律的实质与验证3．水稻的非糯性(W)对糯性(w)为显性，非糯性品系所含淀粉遇碘呈蓝色，糯性品系所含淀粉遇碘呈红色。将W基因用红色荧光标记，w基因用蓝色荧光标记(不考虑基因突变)。下面对纯种非糯性与糯性水稻杂交的子代的叙述错误的是()A．观察F1未成熟花粉时，发现2个红色荧光点和2个蓝色荧光点分别移向两极，是分离定律的直观证据B．观察F1未成熟花粉时，发现1个红色荧光点和1个蓝色荧光点分别移向两极，说明形成该细胞时发生过染色体片段互换C．选择F1成熟花粉用碘液染色，理论上蓝色花粉和红色花粉的比例为1∶1D．选择F2所有植株成熟花粉用碘液染色，理论上蓝色花粉和红色花粉的比例为3∶1答案D解析依据题干可知，F1的基因型为Ww，F2所有植株中非糯性(W_)∶糯性(ww)＝3∶1，但所有F2植株产生的成熟花粉比例是W∶w＝1∶1，用碘液染色，理论上蓝色花粉和红色花粉的比例是1∶1，D错误。4．(2019·全国Ⅲ，32)玉米是一种二倍体异花传粉作物，可作为研究遗传规律的实验材料。玉米子粒的饱满与凹陷是一对相对性状，受一对等位基因控制。回答下列问题：(1)在一对等位基因控制的相对性状中，杂合子通常表现的性状是____________。(2)现有在自然条件下获得的一些饱满的玉米子粒和一些凹陷的玉米子粒，若要用这两种玉米子粒为材料验证分离定律，写出两种验证思路及预期结果。答案(1)显性性状(2)思路及预期结果①两种玉米分别自交，若某些玉米自交后，子代出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律。②两种玉米分别自交，在子代中选择两种纯合子进行杂交，F1自交，得到F2，若F2中出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律。③让子粒饱满的玉米和子粒凹陷的玉米杂交，如果F1都表现一种性状，则用F1自交，得到F2，若F2中出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律。④让子粒饱满的玉米和子粒凹陷的玉米杂交，如果F1表现两种性状，且表现为1∶1的性状比例，则可验证分离定律。解析(1)在一对等位基因控制的相对性状中，杂合子通常表现为显性性状。(2)欲验证基因的分离定律，可采用自交法和测交法。根据题意，现有在自然条件下获得的具有一对相对性状的玉米子粒若干，其显隐性未知，若要用这两种玉米子粒为材料验证分离定律，可让两种性状的玉米分别自交，若某些亲本自交后，子代出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律；若子代没有出现3∶1的性状分离比，说明亲本均为纯合子，在子代中选择两种性状的玉米杂交得F1，F1自交得F2，若F2出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律；也可让两种性状的玉米杂交，若F1只表现一种性状，说明亲本均为纯合子，F1自交得F2，若F2出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律；若F1表现两种性状，且表现为1∶1的性状比例，说明该亲本分别为杂合子和纯合子，则可验证分离定律。重温高考真题演练1．(2019·全国Ⅲ，6)假设在特定环境中，某种动物基因型为BB和Bb的受精卵均可发育成个体，基因型为bb的受精卵全部死亡。现有基因型均为Bb的该动物1000对(每对含有1个父本和1个母本)，在这种环境中，若每对亲本只形成一个受精卵，则理论上该群体的子一代中BB、Bb、bb个体的数目依次为()A．250、500、0 B．250、500、250C．500、250、0 D．750、250、0答案A解析由题意可知，1000对基因型均为Bb的亲本交配，每对亲本只形成一个受精卵，若不考虑致死，一对基因型为Bb的亲本产生基因型为BB、Bb、bb的受精卵的概率分别为eq\f(1,4)、eq\f(2,4)、eq\f(1,4)，1000对基因型均为Bb的亲本交配，产生基因型为BB、Bb、bb的受精卵的数目分别为250、500、250，由于基因型为bb的受精卵全部死亡，所以该群体的子一代中BB、Bb、bb个体的数目依次为250、500、0，A项符合题意。2.(2018·天津，6)某生物基因型为A1A2，A1和A2的表达产物N1和N2可随机组合形成二聚体蛋白，即N1N1、N1N2、N2N2三种蛋白。若该生物体内A2基因表达产物的数量是A1的2倍，则由A1和A2表达产物形成的二聚体蛋白中，N1N1型蛋白占的比例为()A．1/3B．1/4C．1/8D．1/9答案D解析由题意“A2基因表达产物的数量是A1的2倍”可知：两基因的表达产物中N1占1/3，N2占2/3。因为N1和N2随机结合，所以由两者形成的二聚体蛋白中N1N1型占1/3×1/3＝1/9，N1N2型占1/3×2/3×2＝4/9，N2N2型占2/3×2/3＝4/9。3．(2019·海南，18)以豌豆为材料进行杂交实验。下列说法错误的是()A．豌豆是自花传粉且闭花受粉的二倍体植物B．进行豌豆杂交时，母本植株需要人工去雄C．杂合子中的等位基因均在形成配子时分离D．非等位基因在形成配子时均能够自由组合答案D解析豌豆是自花传粉且闭花受粉的二倍体植物，自然状态下一般是纯种，A正确；因豌豆雌雄同花，在进行豌豆杂交时，母本植株需要人工去雄，并进行套袋处理，B正确；杂合子中的等位基因在形成配子时随同源染色体的分开而分离，C正确；非同源染色体上的非等位基因在形成配子时能够自由组合，同源染色体上的非等位基因不能自由组合，D错误。4．(2018·江苏，6)在一对相对性状的遗传实验中，会导致子二代不符合3∶1性状分离比的情况是()A．显性基因相对于隐性基因为完全显性B．子一代产生的雌配子中2种类型配子数目相等，雄配子中也相等C．子一代产生的雄配子中2种类型配子活力有差异，雌配子无差异D．统计时子二代3种基因型个体的存活率相等答案C解析子一代产生的雄配子中2种类型配子活力有差异，会使2种类型配子比例偏离1∶1，从而导致子二代不符合3∶1的性状分离比。一、易错辨析1．用豌豆做杂交实验需要高茎豌豆作父本，矮茎豌豆作母本(×)2．“F1的短毛雌兔与长毛雄兔交配，后代中既有短毛兔又有长毛兔”体现出了性状分离现象(×)3．“若F1产生配子时成对的遗传因子彼此分离，则测交后代会出现高茎和矮茎两种性状，且高茎和矮茎的数量比接近1∶1”属于演绎推理内容(√)4．F1测交子代表现型及比例能直接真实地反映出F1配子种类及数量(×)5．F2的表现型比为3∶1的结果最能说明基因分离定律的实质(×)6．基因分离定律中“分离”指的是同源染色体上的等位基因的分离(√)二、填空默写1．(必修2P4)人们将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。2．(必修2P30)基因的分离定律的实质是：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。3．孟德尔发现遗传定律用的研究方法是假说—演绎法，其中孟德尔通过分析豌豆的杂交和自交实验结果提出了问题；演绎推理的做法是设计测交实验并预测结果；孟德尔用测交实验验证了其“分离假设”是正确的。分离定律的适用范围：一对相对性状的遗传；细胞核内染色体上的基因；进行有性生殖的真核生物。4．判断基因的遗传是否遵循分离定律时，应选择F1(填“P”“F1”或“F2”)进行实验，方法有测交、自交、花粉鉴定法、单倍体育种法。5．测交实验结果能说明：F1的配子种类及比例、F1的基因型等。课时精练一、选择题1．(2022·湖南高三模拟)孟德尔说“任何实验的价值和效用，决定于所使用材料对于实验目的的适合性”。下列关于遗传学实验材料选择的说法，不正确的是()A．豌豆在自然状态下是纯种且有易于区分的相对性状，是用来研究遗传规律的理想材料B．与大型哺乳动物相比，选择果蝇作为遗传实验的材料的优点之一是果蝇的后代数量多，便于统计学分析C．蜜蜂的雄蜂比雌蜂更适合用来观察减数分裂的过程D．格里菲思利用肺炎双球菌做实验，R型细菌和S型细菌既可以用显微镜区分，也可用肉眼区分答案C解析蜜蜂的雄蜂比较特殊，是单倍体，产生配子时，观察不到同源染色体的分离，因此不适合用来观察减数分裂的过程，C错误。2．豌豆的红花对白花为显性，如图所示为红花植株接受白花植株花粉的杂交实验。已知选取某种群中多株红花豌豆与白花豌豆杂交，各杂交组合的子代为红花∶白花＝1∶1或1∶0。下列相关叙述正确的是()A．图中①和②过程之间不需要进行套袋处理B．图中③过程的目的是防止外来花粉的干扰C．该种群中各红花豌豆自交，F1都会出现3∶1的性状分离比D．图中④过程形成种子的数量取决于花粉的数量答案B解析去雄之后需要套袋，待花粉成熟后才能传粉，A错误；根据题干中红花∶白花＝1∶1或1∶0，说明红花为显性(设相关基因用A、a表示)，基因型有AA或者Aa，只有当种群全是Aa时才会出现F1都为3∶1的性状分离比，C错误；形成种子的数量取决于参与受精的精子和卵细胞的数目，D错误。3．下列有关遗传实验的操作，正确的是()A．高茎豌豆和矮茎豌豆杂交，正交和反交可同时在两个亲本中进行B.对于雌雄同株且具有单性花的植物，进行杂交实验时只需将不同性状的亲本间行种植即可C．确定一圆粒豌豆植株的基因型，最简便的方法是进行测交D．豌豆杂交实验中，对开花后的雄蕊要及时去雄，且去雄后要套袋处理答案A解析纯合的高茎豌豆与矮茎豌豆杂交，可以将父本植株上的一朵花单独去雄、套袋处理，授母本植株上其中一朵未去掉雄蕊的花的花粉，故正交和反交可同时在两个亲本中进行，A正确；对于雌雄同株且具有单性花的植物，进行杂交实验时，若直接将不同性状的亲本间行种植，则不能排除同一株植株的雄花花粉落到雌花柱头上的可能，即也可能存在自交，B错误；确定一圆粒豌豆植株的基因型，最简便的方法是进行自交，C错误；豌豆杂交实验中，对开花前的雄蕊要及时去雄，且去雄后要套袋处理，D错误。4．下列有关遗传学基本概念的叙述中，正确的是()①纯合子杂交产生子一代所表现的性状就是显性性状②基因型相同，表现型一定相同③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④一对同源染色体的同一位置上控制相对性状的基因叫等位基因⑤一种生物的同一性状的不同表现类型，叫做相对性状A．①②⑤ B．①③④C．③④⑤ D．①④⑤答案C解析具有相对性状的纯合子杂交产生的子一代所表现的性状才是显性性状，并不是纯合子杂交的后代所表现的性状就是显性性状，如AAbb和aabb杂交，子一代为Aabb，其中子一代bb表现出来的性状并不是显性性状，①错误；表现型是基因型与环境共同作用的结果，基因型相同，表现型不一定相同，②错误，C正确。5．下列现象中未体现性状分离的是()A．F1的高茎豌豆自交，后代中既有高茎豌豆，又有矮茎豌豆B．F1的短毛雌兔与短毛雄兔交配，后代中既有短毛兔，又有长毛兔C．花斑色茉莉花自交，后代中出现绿色、花斑色和白色三种茉莉花D．黑色长毛兔与白色长毛兔交配，后代出现比例相等的黑色长毛兔和白色长毛兔答案D解析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，D项所描述的不符合性状分离的定义。6．已知马的栗色和白色受一对等位基因控制。现有一匹白色公马(♂)与一匹栗色母马(♀)交配，先后产生两匹白色母马(♀)(如图所示)。根据以上信息分析，可得出的结论是()A．马的白色对栗色为显性B．马的毛色遗传为伴性遗传C．Ⅱ1与Ⅱ2的基因型一定相同D．Ⅰ1与Ⅱ2的基因型一定不同答案C解析由于亲代可能是纯合子，也可能是杂合子，后代数目又较少，所以不能确定白色与栗色的显隐性关系；如果白色为显性，则可能是伴性遗传或常染色体遗传；如果栗色为显性，可能是伴性遗传或常染色体遗传，所以不能确定马的毛色遗传为伴性遗传还是常染色体遗传；Ⅰ1与Ⅱ2的表现型相同，其基因型可能相同。7．测交是一种特殊形式的杂交，是指显性个体与隐性纯合个体之间的交配。下列有关说法正确的是()A．通过测交可以判断是否是细胞质遗传B．通过测交可以纯化显性优良性状品种C．测交不能用于性染色体上基因组成的测定D．测交后代表现型种类反映了待测个体产生配子的种类答案D8．孟德尔在探索遗传规律时，运用了“假说—演绎法”，下列相关叙述中不正确的是()A．“一对相对性状的遗传实验和结果”属于假说的内容B．“测交实验”是对推理过程及结果的检验C．“生物性状是由遗传因子决定的”“体细胞中遗传因子成对存在”“配子中遗传因子成单存在”“受精时雌雄配子随机结合”属于假说内容D．“F1(Dd)能产生数量相等的两种配子(D∶d＝1∶1)”属于推理内容答案A9．将高茎豌豆与矮茎豌豆杂交所得的全部种子播种后，待长出的植株开花时，有的进行同株异花传粉，有的进行异株异花传粉，有的让其自花传粉。三种传粉方式所得的种子混合播种，长出的植株的表现型最可能是()A．全部是高茎 B．高茎∶矮茎＝3∶1C．A、B均有可能 D．无法判断答案B解析假设相关基因用D、d表示，高茎(DD)和矮茎(dd)杂交所得F1全为高茎，并且基因型均为Dd，因此不管采用哪种传粉方式(同株异花传粉、异株异花传粉、自花传粉)，实际上都是Dd×Dd，那么后代的高茎∶矮茎＝3∶1。10．牛的毛色有黑色和棕色，黑色(B)是显性性状，若用X雄牛与多头杂种雌牛相交配，共产生10头子牛，若子牛全为黑色，则X雄牛的基因型是()A．BB B．BbC．bb D．A、B、C都有可能答案D11．(2022·吉林东北师大附中模拟预测)水稻的非糯性花粉中所含的淀粉为直链淀粉，遇碘变蓝黑色，糯性花粉中所含的是支链淀粉，遇碘变橙红色。现用纯种的非糯性水稻和糯性水稻杂交，取F1花粉加碘液染色。下列有关叙述，正确的是()A．在进行实验时，应对母本去雄、父本去雌B．本实验结果验证了基因的分离和自由组合定律C．如果让F1自交，产生的植株中花粉有3种表现型D．如果让F1自交，产生的植株中花粉有2种基因型答案D解析母本去雄要在开花前，父本不需要进行去雌处理，A错误；本实验中只涉及一对等位基因，无法验证基因的自由组合定律，B错误；假设相关基因用A、a表示，F1的基因型为Aa，自交产生后代的基因型为AA、Aa、aa，产生的花粉中有A和a两种配子，两种表现型，C错误，D正确。二、非选择题12．玉米为一年生雌雄同株异花授粉植物，野生型为纯合子。研究人员在种植一批经过太空诱变处理的玉米种子时，发现了两株雄花发育不全的植株(编号甲、乙)，表现为雄性不育。(1)为确定甲株雄性不育性状出现的原因，研究人员先用__________________________，得到F1，发现F1没有出现雄性不育株。这一结果__________(填“能”或“不能”)排除雄性不育性状是由环境因素导致的。再用F1自交得到F2，发现F2的表现型及比例为_____________，由此可判断雄性不育性状是由细胞核中的一对基因发生隐性突变导致的。(2)用乙株重复上述实验，结果与甲株完全一致。甲、乙两株雄性不育性状是否由同一对基因控制呢？请设计实验解决这一问题，要求简要写出①实验思路、②结果分析。答案(1)甲株与野生型杂交不能可育∶雄性不育＝3∶1(2)①将甲株系的F1与乙株系的F1杂交，观察其后代的表现型。②若后代出现雄性不育株，则甲、乙两株雄性不育性状由同一对基因控制；若后代全为可育株，则甲、乙两株雄性不育性状不是由同一对基因控制。13．某学校生物小组在一块较为封闭的低洼地里发现了一些野生植株，这些植株的花色有红色和白色两种，茎秆有绿茎和紫茎两种。同学们分两组对该植物的花色、茎色进行遗传方式的探究。请根据实验结果进行分析回答：第一组：取90对亲本进行实验第二组：取绿茎和紫茎的植株各1株组别杂交组合F1表现型交配组合F1表现型A：30对亲本红花×红花36红花∶1白花D：绿茎×紫茎绿茎∶紫茎＝1∶1B：30对亲本红花×白花5红花∶1白花E：紫茎自交全为紫茎C：30对亲本白花×白花全为白花F：绿茎自交由于虫害，植株死亡(1)从第一组花色遗传的结果来看，花色