第四单元第2讲基因分离定律的遗传特例分析

第21讲基因分离定律的遗传特例分析课程标准解读知识网络概览【课标要求】1.通过复等位基因、致死、表型模拟和从性遗传等特例,深化对基因分离定律的认识。2.通过分析、预测和探究各种遗传特例,强化对基因分离定律的应用能力。【能力要求】1.理解能力:通过各种特例,深入理解分离定律。2.解决问题的能力:能够使用各种模型及数学原理分析个体基因型,群体或子代的基因型、表型及比例。考点一复等位基因与显性的相对性【精研强思维】【思维探究】ABO血型系统主要是根据人类红细胞表面所含不同的凝集原即血型抗原而命名的,抗原包括A、B、H三种。四种血型的红细胞上都含有少量的H抗原,其中O型血的红细胞上只有少量的H抗原。H抗原是形成A、B抗原的结构基础,但是H物质的抗原性很弱,因此血清中一般都没有抗H抗体。血型基因型凝集原显隐性关系A型IAIA、IAiAIA对i为完全显性B型IBIB、IBiBIB对i为完全显性AB型IAIBA、BIA与IB为共显性O型ii无隐性(1)(生命观念)由表格可知控制人类ABO血型的基因有哪几种?这些基因之间是什么关系?提示:有IA、IB、i三种。它们的关系是互为等位基因,整体构成复等位基因。(2)(科学思维)人群中关于ABO血型的基因型有哪几种?产生后代种类最多的婚配组合是什么?提示:三种纯合子IAIA、IBIB、ii,三种杂合子IAIB、IAi、IBi。其中IAi和IBi结婚,理论上后代的基因型种类最多,是4种。(3)(生命观念)IA与i基因的关系和IA与IB的关系有何不同?提示:IA对i是显性,表现是IAIA与IAi的表型完全相同。IA与IB在一起时,表型与IAIA、IBIB都不完全相同,而是两者控制的性状都表现出来,即共显性。【思维建构】1.复等位基因:(1)复等位基因的解读:项目内容概念一对同源染色体的同一位置上的基因有多个数量在群体中控制同一性状的基因有多种,但某一个体控制同一性状的基因只有两个实例喷瓜的性别受G、g、和g-三个基因决定;地中海贫血受正常基因H、多种致病基因(h1、h2等)控制类型若群体中控制某一性状的等位基因有n种,则该种群的基因型种类为:n+C原理遵循基因的分离定律(2)与复等位基因相关显隐性的判断:①各个击破——分析关键杂交直接得出两个或三个基因的显隐性关系。例如:A1×A2→A1,得出A1对A2为显性。②间接分析——如A1对A2为显性,A2对A3为显性,则A1对A3为显性。2.显性的相对性:0类型完全显性不完全显性共显性概念相对性状纯合亲本杂交,F1只表现一个亲本的性状相对性状纯合亲本杂交,F1表现中间类型双亲的性状同时在F1个体上表现举例豌豆高茎和矮茎红花(AA)和白花(aa)杂交,F1为粉红花(Aa)A型血(IAIA)与B型血(IBIB)的后代为AB型血(IAIB)【精练提能力】1.(2023·全国甲卷)水稻的某病害是由某种真菌(有多个不同菌株)感染引起的。水稻中与该病害抗性有关的基因有3个(A1、A2、a);基因A1控制全抗性状(抗所有菌株),基因A2控制抗性性状(抗部分菌株),基因a控制易感性状(不抗任何菌株),且A1对A2为显性,A1对a为显性,A2对a为显性。现将不同表(现)型的水稻植株进行杂交,子代可能会出现不同的表(现)型及其分离比。下列叙述错误的是()A.全抗植株与抗性植株杂交,子代可能出现全抗∶抗性=3∶1B.抗性植株与易感植株杂交,子代可能出现抗性∶易感=1∶1C.全抗植株与易感植株杂交,子代可能出现全抗∶抗性=1∶1D.全抗植株与抗性植株杂交,子代可能出现全抗∶抗性∶易感=2∶1∶1【解析】选A。本题主要考查遗传规律的应用。全抗植株与抗性植株杂交,有以下情况:①A1A1与A2A2或者A2a杂交,子代全是全抗植株;②A1A2与A2A2或者A2a杂交,子代全抗∶抗性=1∶1;③A1a与A2A2杂交,子代全抗∶抗性=1∶1;④A1a与A2a杂交,子代全抗∶抗性∶易感=2∶1∶1,A错误,D正确。抗性A2A2或者A2a与易感aa杂交,子代全为抗性或者抗性∶易感=1∶1,B正确。全抗A1A1或者A1A2或者A1a与易感aa杂交,子代全为全抗或者全抗∶抗性=1∶1或者全抗∶易感=1∶1,C正确。2.人的ABO血型系统的相关基因位于第9号染色体上,IA、IB、i三个基因分别控制A型、B型和O型血,但每个人体细胞内只有两个ABO血型系统基因,其中IA和IB对i均为显性,IA和IB为共显性。下列相关叙述正确的是()A.人群中,ABO血型系统的基因型共有5种B.A型血的人基因型有IAIA、IAi2种C.两个B型血的人婚配,后代都是B型血D.AB型血与O型血人的后代与父母血型相同【解析】选B。根据题干信息,可知人群中有IAi、IAIA、IBi、IBIB、IAIB、ii共6种ABO血型系统的基因型,A错误;A型血的人基因型可能是IAIA或IAi,B正确;B型血的人基因型可能是IBIB或IBi,当两个B型血的人婚配,后代的基因型可能是IBIB、IBi或ii,可能出现O型血,C错误;AB型血的人基因型是IAIB,O型血的人基因型是ii,其后代的基因型可能是IAi或IBi,分别表现为A型血、B型血,故后代的血型与父母均不同,D错误。3.(不定项)(2025·济南模拟)基因印记是指子代中来自双亲的等位基因或相同基因中只有一方能表达,另一方沉默而不表达。F基因是最早发现存在基因印记现象的基因,且在每代中的表达情况不变。小鼠的F基因突变为f后会失去原有功能,产生矮化小鼠。假设小鼠子代数量足够多,根据以下实验结果判断,下列说法错误的是()A.亲本矮化雌鼠的F基因来自其父本B.基因型为Ff的雌雄小鼠杂交,后代表型及比例为正常∶矮化=1∶1C.基因F、f的遗传不遵循基因分离定律D.两只正常小鼠杂交,后代正常小鼠所占的比例有3种可能【解析】选C、D。亲本Ff表现为矮化雌鼠,说明F未表达,其与ff矮化雄鼠杂交,后代矮化小鼠∶正常小鼠=1∶1,说明雌性小鼠Ff在产生雌配子F时,F重新表达,所以亲本矮化雌鼠的F基因来自其父本,A正确。基因型为Ff的雌雄小鼠杂交,雌鼠正常表达F与f,雄鼠F基因沉默,f基因正常表达,所以后代表型及比例为正常∶矮化=1∶1,B正确。根据题意可知,小鼠的F基因突变为f基因后,基因的碱基序列保持不变,所以基因F、f的遗传遵循基因分离定律,C错误。两只正常小鼠杂交,存在以下四种情况:①FF与FF正反交,后代均为正常小鼠,正常小鼠所占比例为1;②FF与Ff杂交,FF为雌鼠,Ff为雄鼠,后代全为正常小鼠,正常小鼠所占比例为1;③FF与Ff杂交,FF为雄鼠,Ff为雌鼠,后代矮化小鼠∶正常小鼠=1∶1,正常小鼠所占比例为1/2;④Ff与Ff杂交,后代矮化小鼠∶正常小鼠=1∶1,正常小鼠所占比例为1/2。综上所述,后代正常小鼠所占比例只有2种情况,D错误。4.喷瓜是一种装饰篱栅、墙垣的良好材料,其性别由三个复等位基因(指同源染色体的相同位点上存在的2种以上的等位基因)D1、D2、D3决定,相关基因型与性别如下表所示,喷瓜的不同性别视为不同表型。回答下列问题:基因型D1D2D1D3D2D2D2D3D3D3性别雄株雄株两性植株两性植株雌株(1)D1、D2、D3这三个复等位基因的显隐性关系为_____________(用“>”表示)。

(2)选取某株两性植株进行自交,若后代只有一种表型,则该两性植株的基因型为_________;若自交后代出现性状分离,则该两性植株的基因型为_________,其自交后代的表型及比例______________________。

(3)若选取一株雄株与一株雌株进行杂交,后代的表型最多有2种,则所选取的雄株的基因型为_____________。

(4)若随机选取两株植株进行杂交,后代有3种表型,则这两株植株的基因型为___________。

【解析】(1)分析题意可知,D1对D2和D3为显性,D2对D3为显性,所以D1、D2、D3这三个复等位基因的显隐性关系为D1>D2>D3。(2)据表所知,D2D2和D2D3为两性植株,D2D2植株进行自交,后代还是D2D2。D2D3植株进行自交,后代基因型为1D2D2、2D2D3、1D3D3,即两性植株∶雌株=3∶1。(3)若雄株D1D2与雌株D3D3杂交,后代的基因型为D1D3、D2D3,表型分别为雄株、两性植株;若雄株D1D3与雌株D3D3杂交,后代的基因型为D1D3、D3D3,表型分别为雄株、雌株。(4)若随机选取两株植株进行杂交,后代有3种表型即雄株、两性植株、雌株,要想出现雌株两个亲本中都必须含有D3,出现两性植株,其中一个亲本中要有D2,即有一个亲本基因型为D2D3,后代要出现雄株,其中一个亲本要含有D1,所以另一个的亲本基因型为D1D3。答案:(1)D1>D2>D3(2)D2D2D2D3两性植株∶雌株=3∶1(3)D1D2或D1D3(4)D1D3、D2D30【加固训练】1.某二倍体两性花植物的自交不亲和是由15个共显性的等位基因Sx(S1、S2、…、S15)控制的。该植物能产生正常的雌、雄配子,但当花粉与母本有相同的Sx基因时,就不能完成受精作用。下列叙述正确的是()A.该两性花植株进行杂交时无须去雄和套袋处理B.Sx复等位基因的遗传遵循自由组合定律C.S1S2(父本)和S2S4(母本)杂交,F1的基因型有2种D.该植物有15种基因型分别为S1S1、S2S2、…、S15S15的纯合个体【解析】选C。两性花是同一朵花上既有雄蕊又有雌蕊,进行杂交时要去雄,防止自花传粉,套袋防止其他花粉的干扰,A错误;Sx复等位基因是位于同源染色体上相同位点上存在的两种以上的等位基因,遵循分离定律,B错误;S1S2(父本)和S2S4(母本)杂交,花粉S2与母本有相同的S2基因,S2不能完成受精作用,只能产生S1的花粉,后代F1只有2种基因型,即S1S2、S1S4,C正确;由题意可知,当花粉与母本有相同的Sx基因时,就不能完成受精作用,因此该植物不可能存在纯合个体,D错误。2.进行有性生殖的某二倍体植物的一个基因存在很多等位基因的形式,称为复等位基因现象。该植物的性别是由3个等位基因aD、at、ad决定的,其中aD对at、ad为显性,at对ad为显性。aD基因决定雄性,at基因决定雌雄同株,ad基因决定雌性。若没有基因突变发生,下列说法正确的是()A.复等位基因的遗传并不遵循基因的遗传定律B.自然条件下,该植物的雌配子、雄配子最多都是两种C.杂交父本、母本均为atad时,后代的基因型种类最多D.若子代中有雌株,则对应的双亲基因型组合有三种【解析】选B。复等位基因的遗传遵循基因的分离定律,A错误;自然条件下,雄性基因型为aDat、aDad,雌雄同株基因型为atat、atad,雌性基因型为adad,该植物个体的雌配子、雄配子最多都是两种,B正确;杂交父本aDat或aDad、母本均为atad时,后代的基因型种类最多,C错误;若子代中有雌株,则双亲一定都含ad,则父本只能为aDad,母本可以为atad、adad,对应的双亲基因型组合有2种,D错误。考点二致死效应与从性遗传【精研强思维】【思维探究】1.有一位遗传学家,用鼠做了杂交实验。实验过程及结果如图所示:(1)(科学思维)杂交实验一和杂交实验二中的鼠总共有几种基因型?鼠体色的遗传遵循分离定律吗?提示:共有2种基因型,鼠体色的遗传遵循分离定律。(2)(科学思维)杂交实验二中F1出现2∶1比例的原因是什么?提示:鼠体色遗传中存在黄色基因纯合致死现象。2.人类的秃头遗传:(1)图示中b+和b分别代表控制什么性状的基因?提示:b+代表正常基因,b代表秃头基因。(2)子女基因型相同,表型不同的原因是什么?提示:秃头主要为雄激素过于旺盛导致毛囊萎缩,毛发脱落,子女基因型均为b+b,男性分泌雄激素过多,而引起秃头。【思维建构】1.致死效应:(1)配子致死:①某种基因型的配子完全致死:②某种基因型的配子部分致死:假如Aa个体自交,含A基因的雄配子有x比例致死,则F1中的各基因型及比例:也可利用后代某表型的比例反推致死配子的比例。例如若已知AA在F1中所占比例为y,则可以建立式子(1-x)/(4-2x)=y,从中算出x的数值。③雄性不育(或雌株),可看成个体的雄配子全部致死。这种个体在杂交时只能作母本。(2)合子致死:以亲代Aa×Aa产生F1为例。①若AA致死,则F1中Aa∶aa=2∶1。②若aa致死,则F1为AA和Aa,全为显性性状。除以上致死之外,还可能出现:个体纯合即致死——种群中只有杂合子;个体杂合即致死——种群中只有纯合子。2.从性遗传:(1)从性遗传的概念:指由常染色体上基因控制的性状,在表型上受个体性别影响的现象。遵循分离定律。(2)从性遗传实例分析:【精练提能力】1.(2025·山东百师联考)某雌雄异花植物,花的颜色由一对等位基因(A、a)控制,其中基因型为AA的花色为红色,aa的为白色,Aa的为粉红色,且含有A的雄配子50%致死,雌配子不存在致死现象。某种群中只有AA、Aa两种基因型,其比例为1∶1。该种群自然状态下随机交配,子一代个体的花色及比例为()A.红花∶粉红花∶白花=9∶9∶2B.红花∶粉红花∶白花=9∶6∶1C.红花∶粉红花∶白花=5∶2∶1D.红花∶粉红花∶白花=7∶3∶2【解析】选A。种群中只有AA、Aa两种基因型,其比例为1∶1,该种群自然状态下随机交配,由于含有A的雄配子50%致死,雌配子不存在致死现象,则产生的雌配子及比例是3/4A、1/4a,雄配子及比例是3/5A、2/5a,子代中有9/20AA、9/20Aa、2/20aa。由于基因型为AA的花色为红色,aa的为白色,Aa的为粉红色,所以子代中红花∶粉红花∶白花=9∶9∶2。借题发挥|易错提醒(1)含A的花粉致死50%,只影响雄配子。(2)含A的配子致死50%,影响雌雄配子。(3)花粉致死50%,不会影响A和a的比例。2.(不定项)某自花传粉植物,其花色受一对等位基因控制,紫花(A)对白花(a)为完全显性。若将多株紫花与白花植株杂交,F1中紫花与白花植株数量比为5∶1。下列叙述错误的是()A.F1中紫花与白花的比例说明该性状的遗传不遵循孟德尔分离定律B.亲本紫花植株有两种基因型,亲本紫花植株中杂合子占2/3C.Aa紫花植株连续自交三代,理论上子三代中杂合子占1/16D.若Aa紫花植株自交,F1中紫花∶白花=5∶1,可能是含a的花粉有一半致死【解析】选A、B、C。紫花植株与白花植株进行杂交,F1中紫花∶白花=5∶1,紫花的数目显著多于白花,所以紫花基因对白花基因显性;所以可设紫花的基因型为AA和Aa,白花的基因型为aa。由于F1中紫花∶白花=5∶1,白花aa只能产生a的配子,紫花AA和Aa产生的A和a的配子,比例为5∶1,因此亲代紫花中AA的比例为2/3,Aa的比例为1/3,这对性状的遗传遵循孟德尔分离定律,A、B错误。Aa紫花植株连续自交三代,理论上子三代中杂合子的比例为(1/2)3=1/8,C错误。若Aa紫花植株自交,含a的花粉有一半致死,则产生的雌配子比例为A∶a=1∶1,雄配子的比例为A∶a=2∶1,随机结合后AA∶Aa∶aa=2∶3∶1,F1中紫花∶白花=5∶1,D正确。3.已知牛的体色由一对等位基因(A、a)控制,其中基因型为AA的个体为红褐色,aa为红色,在基因型为Aa的个体中,雄牛为红褐色,雌牛为红色。现有一群牛,只有AA、Aa两种基因型,其比例为1∶1,且雌∶雄=1∶1。若让该群体的牛分别进行基因型相同的雌雄个体交配和自由交配,则子代的表型及比例分别是()A.自交红褐色∶红色=1∶1;自由交配红褐色∶红色=4∶5B.自交红褐色∶红色=5∶1;自由交配红褐色∶红色=8∶1C.自交红褐色∶红色=2∶1;自由交配红褐色∶红色=2∶1D.自交红褐色∶红色=3∶1;自由交配红褐色∶红色=3∶1【解析】选D。根据题意,若该牛群基因型相同的雌雄个体进行交配,则1/2个体为AA×AA和1/2个体为Aa×Aa,故子代中AA的个体为1/2+1/2×1/4=5/8,aa的个体为1/2×1/4=1/8,Aa的个体为1/2×1/2=1/4(各种基因型个体均为雌雄个体各一半),即AA∶Aa∶aa=5∶2∶1。Aa的个体中雌雄各半,雌性为红色,雄性为红褐色,故红褐色∶红色=6∶2=3∶1。若该牛群进行自由交配,则可产生的雌雄配子分别为3/4A和1/4a,故可做如表分析:配子3/4A1/4a3/4A9/16AA3/16Aa1/4a3/16Aa1/16aa即AA∶Aa∶aa=9∶6∶1(各种基因型个体均为雌雄各一半);Aa中一半为雌性红色,一半为雄性红褐色,故红褐色∶红色=12∶4=3∶1,D正确。4.(2024·安徽高考)某种昆虫的颜色由常染色体上的一对等位基因控制,雌虫有黄色和白色两种表型,雄虫只有黄色,控制白色的基因在雄虫中不表达,各类型个体的生存和繁殖力相同。随机选取一只白色雌虫与一只黄色雄虫交配,F1雌性全为白色,雄性全为黄色。继续让F1自由交配,理论上F2雌性中白色个体的比例不可能是()A.1/2 B.3/4 C.15/16 D.1【解析】选A。本题考查遗传规律的应用。假设该相对性状由常染色体等位基因A、a控制,雌虫有黄色和白色两种表型,雄虫只有黄色,由此可知,白色由A基因控制,黄色由a基因控制(控制白色的基因在雄虫中不表达)。随机选取一只白色雌虫和一只黄色雄虫交配,F1雌性全为白色。由于F1雌性无黄色个体,即无基因型为aa的个体,所以亲本杂交组合有以下可能性,分别为①AA×AA、②AA×Aa(或Aa×AA)、③AA×aa。若亲本杂交组合为①,则产生的F1基因型为AA,F1自由交配,产生的F2中雌性全部为白色(AA),D不符合题意。若亲本杂交组合为②,则产生的F1基因型为1/2AA、1/2Aa,F1自由交配,采用配子法计算后代,F1产生的配子为3/4A、1/4a,则F2雌性中白色(A_)∶黄色(aa)=15∶1,所以F2雌性中白色个体的比例为15