高考生物 培优讲堂“自交”与“自由交配”、定时演练 新人教版必修2

培优讲堂(二)——“自交”与“自由交配”、不完全显性以及致死性导致的比例改变一、自交与自由交配概念辨析及其相关题型的解法1．自交自交强调的是相同基因型个体之间的交配。对于植物，自花传粉是一种最为常见的自交方式；对于动物(雌雄异体)自交更强调参与交配的雌雄个体基因型相同。如基因型为eq\f(2,3)AA、eq\f(1,3)Aa植物群体中自交是指：eq\f(2,3)AA×AA、eq\f(1,3)Aa×Aa，其后代基因型及概率为eq\f(3,4)AA、eq\f(1,6)Aa、eq\f(1,12)aa，后代表现型及概率为eq\f(11,12)A_、eq\f(1,12)aa。2．自由交配自由交配强调的是群体中所有个体进行随机交配，以基因型为eq\f(2,3)AA、eq\f(1,3)Aa的动物群体为例，进行随机交配的情况如：eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)AA,\f(1,3)Aa))♂×♀eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)AA,\f(1,3)Aa))欲计算自由交配后代基因型、表现型的概率，有以下几种解法：解法一自由交配方式(四种)展开后再合并：(1)♀eq\f(2,3)AA×♂eq\f(2,3)AA→eq\f(4,9)AA(2)♀eq\f(2,3)AA×♂eq\f(1,3)Aa→eq\f(1,9)AA＋eq\f(1,9)Aa(3)♀eq\f(1,3)Aa×♂eq\f(2,3)AA→eq\f(1,9)AA＋eq\f(1,9)Aa(4)♀eq\f(1,3)Aa×♂eq\f(1,3)Aa→eq\f(1,36)AA＋eq\f(1,18)Aa＋eq\f(1,36)aa合并后，基因型为eq\f(25,36)AA、eq\f(10,36)Aa、eq\f(1,36)aa，表现型为eq\f(35,36)A_、eq\f(1,36)aa。解法二利用基因频率推算：已知群体基因型eq\f(2,3)AA、eq\f(1,3)Aa，不难得出A、a的基因频率分别为eq\f(5,6)、eq\f(1,6)，根据遗传平衡定律，后代中：AA＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5,6)))eq\s\up12(2)＝eq\f(25,36)，Aa＝2×eq\f(5,6)×eq\f(1,6)＝eq\f(10,36)，aa＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,6)))eq\s\up12(2)＝eq\f(1,36)。解法三算出群体产生雌(雄)配子的概率，再用棋盘格法进行运算：合并后，基因型为eq\f(25,36)AA、eq\f(10,36)Aa、eq\f(1,36)aa，表现型为eq\f(35,36)A_、eq\f(1,36)aa。二、不完全显性如透明金鱼与普通金鱼杂交，F1出现的是五花鱼，F1自交，后代出现eq\f(1,4)的透明金鱼，eq\f(1,2)的五花鱼、eq\f(1,4)的普通金鱼，再如红花茉莉与白花茉莉杂交，子一代出现了粉红花的茉莉等。三、致死性问题(配子致死、显性或隐性纯合致死)某些致死基因导致性状分离比的变化(1)若某一性状的个体自交总出现特定的比例2∶1，而非正常的3∶1，则推断是显性纯合致死，并且显性性状的个体(存活的)有且只有一种基因型(Aa)杂合子。(2)某些致死基因导致遗传分离比变化：①隐性致死：隐性基因存在于同一对同源染色体上时，对个体有致死作用。如镰刀型细胞贫血症(红细胞异常，使人死亡)；植物中的白化基因，使植物不能形成叶绿素，从而不能进行光合作用而死亡。②显性致死：显性基因具有致死作用，如人的神经胶症基因(皮肤畸形生长，智力严重缺陷，出现多发性肿瘤等症状)。显性致死又分为显性纯合致死和显性杂合致死，若为显性纯合致死，杂合子自交后代显∶隐＝2∶1。③配子致死：指致死基因在配子时期发生作用，从而不能形成有生活力的配子的现象。【典例】(·江苏南通、扬州、泰州三市第二次调研)人们发现在灰色银狐中有一种变种，在灰色背景上出现白色的斑点，十分漂亮，称白斑银狐。让白斑银狐自由交配，后代表现型及比例为：白斑银狐∶灰色银狐＝2∶1。下列有关叙述，不正确的是()。A．银狐体色有白斑对无白斑为显性B．可以利用测交的方法获得纯种白斑银狐C．控制白斑的基因纯合时胚胎致死D．白斑性状产生的根本原因是基因突变解析由题分析可知，白斑为显性性状，且控制白斑的基因纯合时胚胎致死。答案B[专项集训],区分自由交配与自交类的题型1.(·江苏三校联考)某种群中，AA的个体占25%，Aa的个体占50%，aa的个体占25%。若种群中的雌雄个体自由交配，且aa的个体无繁殖能力，则子代中AA∶Aa∶aa是()。A．3∶2∶3B．4∶4∶1C．1∶1∶0D．1∶2∶0解析由于aa的个体无繁殖能力，因此种群中雌雄自由交配的个体中，AA个体占eq\f(1,3)，Aa个体占eq\f(2,3)。个体间自由交配的方式如下表所示：♀♂eq\f(1,3)AAeq\f(2,3)Aaeq\f(1,3)AAeq\f(2,3)Aa子代中AA个体所占比例＝eq\f(1,3)×eq\f(1,3)＋eq\f(1,3)×eq\f(2,3)×eq\f(1,2)＋eq\f(1,3)×eq\f(2,3)×eq\f(1,2)＋eq\f(2,3)×eq\f(2,3)×eq\f(1,4)＝eq\f(4,9)，aa个体所占比例＝eq\f(2,3)×eq\f(2,3)×eq\f(1,4)＝eq\f(1,9)，Aa个体所占比例＝1－eq\f(1,9)－eq\f(4,9)＝eq\f(4,9)，故子代中AA∶Aa∶aa＝4∶4∶1。答案B2．某植物种群中，AA个体占16%，aa个体占36%，该种群随机杂交产生的后代中，AA个体百分比、A基因频率和分别自交产生的后代中AA个体百分比、A基因频率的变化依次为()。A．增大，不变；不变，不变B．不变，增大；增大，不变C．不变，不变；增大，不变D．不变，不变；不变，增大解析只要群体不发生变化，不论自由交配还是自交，基因频率都不发生改变，而基因型频率的变化可通过计算判断。由题可知，亲代中AA占16%，aa占36%，Aa占48%。自由交配：用基因频率法，算得后代中AA＝(40%)2＝16%，aa＝(60%)2＝36%，Aa＝2×40%×60%＝48%，所以不变。自交：AA、aa、Aa分别自交，由于Aa自交后代基因型比例为AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，因此AA个体和aa个体的百分比要增大。答案C3．(经典高考)已知小麦抗病对感病为显性，无芒对有芒为显性，两对性状独立遗传。用纯合的抗病无芒与感病有芒杂交，F1自交，播种所有的F2，假定所有的F2植株都能成活，在F2植株开花前，拔掉所有的有芒植株，并对剩余植株套袋。假定剩余的每株F2收获的种子数量相等，且F3的表现型符合遗传定律。从理论上讲F3中表现感病植株的比例为()。A.eq\f(1,8)B.eq\f(3,8)C.eq\f(1,16)D.eq\f(3,16)解析设抗病基因为A，感病为a，无芒为B，则有芒为b。依题意，亲本为AABB和aabb，F1为AaBb，F2有4种表现型，9种基因型，拔掉所有有芒植株后，剩下的植株的基因型及比例为eq\f(1,2)Aabb、eq\f(1,4)AAbb、eq\f(1,4)aabb，剩下的植株套袋，即让其自交，则理论上F3中感病植株为eq\f(1,2)×eq\f(1,4)(Aabb自交得eq\f(1,4)aabb)＋eq\f(1,4)(aabb)＝eq\f(3,8)。故选B。答案B错因点评本题题眼是题干的最后一句“从理论上讲F3中表现型为感病植株的比例”，前面描述内容有四层含义，全部为干扰信息，处处挖坑，让你陷入“自由组合”的陷阱而错解或白白浪费大量宝贵时间。简捷解法是只考虑一对相对性状抗病、感病：P：AA×aa→F1：Aaeq\o(→,\s\up7(⊗))F2：eq\f(1,4)AA＋eq\f(2,4)Aa＋eq\f(1,4)aaeq\o(→,\s\up7(⊗))F3：eq\f(2,4)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)aa＋\f(2,4)Aa＋\f(1,4)AA))＋eq\f(1,4)aa归纳感病aa的概率为eq\f(3,8)。,不完全显性问题4.(·长沙模考Ⅱ)卷毛鸡由于羽毛卷曲受到家禽爱好者的欢迎。但是这种鸡无法真实遗传，两只卷毛鸡杂交总是得到50%的卷毛鸡，25%的野生型，25%的丝状羽的鸡。若需要大量生产卷毛鸡，最好采用的杂交方式是()。A．卷毛鸡×卷毛鸡B．卷毛鸡×丝状羽C．野生型×野生型D．野生型×丝状羽解析根据题意可以判断出，卷毛鸡性状的遗传受一对等位基因控制，并且卷毛鸡为杂合子，设卷毛鸡的基因型为Aa。野生型和丝状羽的鸡均为纯合子，野生型的基因型为AA或aa，则丝状羽的基因型为aa或AA。因此要大量生产卷毛鸡，最好采用的杂交方式是野生型×丝状羽，杂交的子代全为卷毛鸡。答案D,致死性引起的比例异常5.(·南京名校阶段考试)软骨发育不全是一种常染色体遗传病(A、a)，发病率很低。该病显性纯合子(AA)病情严重而死于胚胎期，杂合子(Aa)体态异常，身体矮小，有骨化障碍，但智力正常，隐性纯合子(aa)表现型正常。以下叙述正确的是()。A．该病为完全显性遗传病，能活到成年人的基因型有Aa和aaB．该病为不完全显性遗传病，且AA个体病情重，Aa个体病情较轻C．