資源簡介

生物（2019版）必修二知識梳理及訓練
1.1.2 分離定律及其應用
1.體驗孟德爾遺傳實驗的科學方法和創新思維。
2.通過對孟德爾一對相對性狀雜交實驗的分析,培養歸納與演繹的科學思維,認同勇于創新、探索求真的科學精神。
3.運用分離定律解釋或預測一些遺傳現象。
新知探究一　分離定律
資料:家兔的褐毛與黑毛是一對相對性狀,由一對遺傳因子A和a控制,現有兩只黑毛兔子交配,子代中有黑毛兔和褐毛兔。
問題:親本黑毛兔的遺傳因子是什么 形成的配子有幾種
提示:Aa。配子有兩種即A和a。
(1)分離定律的內容
①在生物的體細胞中,控制同一性狀的遺傳因子成對存在,不相融合。
②在形成配子時,成對的遺傳因子發生分離,分離后的遺傳因子分別進入不同的配子中,隨配子遺傳給后代。
(2)分離的時間:有性生殖形成配子時。
1.分離定律的適用范圍是(　A　)
A.進行有性生殖的生物細胞核內遺傳因子的遺傳
B.原核生物細胞中的遺傳因子的傳遞規律
C.細胞質的遺傳因子的遺傳
D.真核細胞的細胞核和細胞質遺傳因子的遺傳
解析:分離定律只適用于進行有性生殖的生物細胞核內遺傳因子的遺傳。
新知探究二　分離定律的概率計算
資料1:鼠毛色的灰色與白色為一對相對性狀,某鼠家系的遺傳圖解如圖所示,相關遺傳因子用A、a表示。
問題(1):寫出圖中1號個體的遺傳因子組成,并簡述依據。
提示:Aa。由遺傳圖解可知,1號和2號均為灰色鼠,其子代發生性狀分離,則親本遺傳因子組成均為Aa。
問題(2):4號個體與5號個體再生1只白色鼠的概率是多少 說明理由。
提示:1/4。分析遺傳圖解可知,4號和5號個體的遺傳因子組成均為Aa,由分離定律可知:Aa×Aa→3A　∶1aa,即子代出現白色鼠(aa)的概率為1/4。
問題(3):圖中7號個體為雜合子的概率是多少 (簡單寫出推導過程)
提示:2/3。分析遺傳圖解可知,4號和5號個體的遺傳因子組成均為Aa,其子代為1/4AA、1/2Aa、1/4aa,由于7號為顯性個體,其遺傳因子組成為1/3AA、2/3Aa,故其為雜合子的概率為2/3。
問題(4):若4號個體與5號個體再生1只小鼠,其為雜合子的概率是多少 (簡單寫出推導過程)
提示:1/2。分析遺傳圖解可知,4號和5號個體的遺傳因子組成均為Aa,依據Aa×Aa→1/4AA、1/2Aa、1/4aa,可知4號個體與5號個體再生1只小鼠,其為雜合子的概率為1/2。
資料2:豌豆為兩性花且自花傳粉,自然狀態均進行自交。玉米為雌雄同株異花傳粉,自然狀態可進行自交也可進行雜交。現有一株高莖(Dd)豌豆和一株黃粒(Ee)玉米,二者分別在自然狀態下繁殖兩代。
問題(5):豌豆子二代中,高莖與矮莖的分離比是多少 (寫出推導過程)
提示:豌豆自然狀態下均為自交,Dd個體連續自交兩代,即
故子二代中高莖∶矮莖=5∶3。
問題(6):若在生長過程中,淘汰矮莖豌豆,則子二代高莖個體中雜合子所占比例是多少 (寫出推導過程)
提示:連續自交兩代,每代淘汰隱性個體,即
故子二代高莖個體中雜合子所占比例為2/5。
問題(7):玉米子二代中,黃粒與白粒的分離比是多少 (寫出推導過程)
提示:玉米子一代中,1/4EE、2/4Ee、1/4ee;玉米自然狀態為自由交配,即玉米產生的♀、配子可以隨機結合,此時可采用群體產生配子比例進行計算,即子一代所產生雌、雄配子的種類及比例均為E∶e=1∶1,則子二代中EE=1/2×1/2=1/4、Ee=2×1/2×1/2=1/2、ee=1/2×1/2=1/4,故黃粒∶白粒=3∶1。
(1)概率的計算
①利用公式計算:概率=(某性狀或遺傳因子組合數/總組合數)×100%,如雜合子Bb自交后代中BB∶Bb∶bb=1∶2∶1,則子代中Bb個體的概率為1/2。
②利用配子分析:個體的遺傳因子組成是由雌雄配子共同決定的,依據配子的概率即可計算相應個體的概率。如Aa的個體自交,其雌雄配子均有A和a兩種,且各占1/2,雌雄配子隨機結合,結果如圖所示。
(2)雜合子概率的兩種情況(親本的遺傳因子組成均為Aa)
①若求顯性性狀的子代中Aa所占的比例,則顯性個體遺傳因子組成及比例為AA∶Aa=1∶2,得Aa的概率為2/3。
②若子代個體性狀未知,則其遺傳因子組成及比例為AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,得Aa的概率為1/2。
(3)雜合子(Aa)連續自交n代的子代情況分析
項目 雜 合子 純 合子 顯性 純合子 隱性 純合子 顯性性 狀個體 隱性性 狀個體
所占 比例 1- (1- ) (1- ) (1+ ) (1- )
說明:對于淘汰隱性個體的連續自交問題,可按照雜合子連續自交進行計算,最后去除隱性個體即可,可得純合子所占比例為(2n-1)/(2n+1)、雜合子所占比例為2/(2n+1)。
(4)雜合子Aa連續隨機交配n代,雜合子、顯性純合子和隱性純合子的比例
項目 雜合子 顯性純合子 隱性純合子
所占比例 1/2 1/4 1/4
2.已知一批遺傳因子組成為AA和Aa的豌豆和玉米種子,其中純合子與雜合子的比例均為2∶1,分別間行種植,則在自然狀態下,豌豆和玉米子一代的顯性性狀純合子與隱性性狀個體的比例分別為(　D　)
A.3∶1、3∶1 B.3∶1、4∶1
C.9∶1、9∶1 D.9∶1、25∶1
解析:豌豆在自然狀態下只能進行自交,親本中AA∶Aa=2∶1,則子一代顯性性狀純合子(AA)與隱性性狀個體(aa)的比例為(2/3+1/3×1/4)∶(1/3×1/4)=9∶1。玉米在自然狀態下進行自由交配,親本中AA∶Aa=2∶1,可知群體雌配子A∶a=5∶1,雄配子A∶a=5∶1,則子一代顯性性狀純合子(AA)與隱性性狀個體(aa)的比例為(5/6×5/6)∶(1/6×1/6)=25∶1。
3.某生物種群中,隱性個體的成體沒有繁殖能力。一個雜合子(Aa)自交,得到子一代(F1)個體。F1個體自交,F2中有繁殖能力的個體占F2總數的(　C　)
A.8/9 B.1/9 C.5/6 D.2/3
解析:根據題意,F1個體中有AA、Aa和aa三種遺傳因子組成,但aa的成體沒有繁殖能力,F1個體自交:1/3AA自交后代不發生性狀分離,而2/3Aa自交后代發生性狀分離(1/4AA、1/2Aa、1/4aa),因此F2中有繁殖能力的個體占F2總數的比例為1-aa=1-2/3×1/4=5/6。
新知探究三　分離定律的應用和特定條件下的遺傳情況分析
資料1:家鼠的灰毛和黑毛由一對等位基因控制,灰毛(D)對黑毛(d)為顯性。
問題(1):現有一只灰毛雄鼠,想確定其是否為純合子,請設計實驗方案,預測結果并得出結論。
提示:讓該雄鼠與多只黑毛雌鼠進行交配,統計后代的性狀表現及比例,若后代均為灰毛,則該雄鼠為純合子,若后代灰毛∶黑毛接近1∶1,則該雄鼠為雜合子。
問題(2):若讓多只灰毛家鼠隨機交配,發現每一代都出現1/3的黑毛家鼠,其余均為灰毛,試分析其原因。
提示:多只灰毛家鼠隨機交配,后代的性狀表現比例為灰∶黑=2∶1,推測可能是顯性純合(DD)致死。
問題(3):若灰毛雄鼠產生的配子D致死,而雌性不存在配子致死,則兩只雜合灰毛家鼠雜交后代的性狀表現及比例是什么
提示:雌性家鼠可以產生D、d兩種類型配子且比例為1∶1,雄性家鼠只有d一種類型配子參與受精作用,故后代的性狀表現及比例為灰毛∶黑毛=1∶1
問題(4):若灰毛家鼠產生的雄配子D有50%致死,則兩個雜合灰毛家鼠雜交后代的性狀表現及比例是什么
提示:雄配子D有50%致死,則雄性產生的雄配子D∶d=1∶2。而雌性產生的雌配子D∶d=1∶1,故后代灰毛=1/6+1/6+2/6=4/6,黑毛=2/6,故灰毛∶黑毛=2∶1(見表)。
　　　雌配子 雄配子　　　 1/2D 1/2d
1/3D 1/6DD 1/6Dd
2/3d 2/6Dd 2/6dd
資料2:綿羊的有角與無角為一對相對性狀,其遺傳因子組成與性狀表現如表所示:
項目 HH Hh hh
公羊 有角 有角 無角
母羊 有角 無角 無角
問題(5):若一只有角母羊生了一只無角小羊,該小羊的遺傳因子組成和性別分別是什么
提示:有角母羊的遺傳因子組成一定是HH,則子代無角小羊中一定含H,其遺傳因子組成應為Hh,性別為雌性。
問題(6):一只雜合有角公羊和一只雜合的無角母羊雜交,寫出子代的性狀表現和比例。
提示:雙親基因型均為Hh,則子代雄性個體中有角與無角的比例為3∶1,雌性個體中有角與無角的比例為1∶3,故子代有角∶無角為1∶1。
資料3:紫茉莉的花色有紅色、粉紅色和白色。紅色花與白色花雜交,子代全為粉紅色花,粉紅色花自交,子一代中有25株開白花、25株開紅花、50株開粉紅色花。
問題(7):若子一代中粉紅花植株自交,請寫出子二代的性狀表現及比例。
提示:紅花∶粉紅花∶白花=1∶2∶1。
(1)純合子與雜合子的判斷
①測交法(在已確定顯隱性性狀的條件下)
a.方法:待測個體×隱性純合子→子代
b.
②自交法
a.方法:待測個體子代
b.
(2)特定條件下的遺傳情況分析
①不完全顯性:如遺傳因子A和a分別控制紅花和白花,在完全顯性時,Aa自交后代中紅花(AA、Aa)∶白(aa)=3∶1;在不完全顯性時,Aa自交后代中紅花(AA)∶粉紅花(Aa)∶白花(aa)=1∶2∶1。
②某些遺傳因子致死導致性狀分離比改變
a.隱性純合致死:由于aa死亡,所以Aa自交后代中只有一種性狀表現,遺傳因子組成及比例為AA∶Aa=1∶2。
b.顯性純合致死:由于AA死亡,所以Aa自交后代中有兩種性狀表現,遺傳因子組成及比例為Aa∶aa=2∶1。
c.配子致死:致死遺傳因子在配子時期發揮作用,不能形成有活力的配子。例如，雄配子A致死,則Aa自交后代中有兩種性狀表現,遺傳因子組成及比例為Aa∶aa=1∶1。
4.下列各項實驗中應采取的最佳交配方式分別是(　B　)
①鑒別一只白兔是否為純合子　②鑒別一株小麥是否為純合子　③不斷提高水稻品種的純合度
④鑒別一對相對性狀的顯隱性關系
A.雜交、測交、自交、測交
B.測交、自交、自交、雜交
C.雜交、測交、自交、雜交
D.測交、測交、雜交、自交
解析:鑒別一只白兔是否為純合子應采用測交;鑒別一株小麥是否為純合子的最佳交配方式是自交;連續自交能提高水稻品種的純合度;通過雜交的方法可以鑒別一對相對性狀的顯隱性關系。
5.一個雜合子(Aa)植株自交時,含有隱性配子的花粉有50%的死亡率,則自交后代遺傳因子組成的比例是(　C　)
A.1∶1∶1 B.4∶4∶1
C.2∶3∶1 D.1∶2∶1
解析:根據題意可知,Aa植株中雌配子有1/2A、1/2a,雄配子a有50%致死,說明雄配子是1/2A、1/2×1/2a,即2/3A、1/3a,則有如表情況:
　　　　雄配子 雌配子　　　　 1/3a 2/3A
1/2a 1/6aa 2/6Aa
1/2A 1/6Aa 2/6AA
后代各種遺傳因子組成及比例為AA∶Aa∶aa=2∶3∶1。
6.人類禿頂與非禿頂由一對遺傳因子控制,其遺傳因子組成及性狀表現關系如表所示。下列分析正確的是(　B　)
項目 BB Bb bb
男 非禿頂 禿頂 禿頂
女 非禿頂 非禿頂 禿頂
A.一對非禿頂夫婦的子代一定是非禿頂
B.非禿頂男性的女兒一定非禿頂
C.非禿頂女性與禿頂男性的子代性狀分離比為3∶1
D.禿頂夫婦的子代一定禿頂
解析:非禿頂男性(BB)與非禿頂女性所生孩子一定是B　,若為男孩,則可能為禿頂(Bb);非禿頂男性的女兒(B　)一定非禿頂;非禿頂女性(B　)與禿頂男性(Bb或bb)的子代性狀分離比不一定是3∶1;禿頂夫婦所生孩子不一定是禿頂,如Bb與bb所生的女兒(Bb)為非禿頂。
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
[科研情境]
豌豆花的位置分為葉腋和莖頂兩種,分別受遺傳因子T和t控制。種植遺傳因子組成為TT和Tt的豌豆(兩者數量之比是2∶1。兩種類型的豌豆繁殖率相同)得F1。
探究:(1)自然狀態下豌豆的傳粉方式是什么
提示: 自花傳粉、閉花受粉。
(2)在自然狀態下,F1中遺傳因子組成為TT、Tt、tt的數量之比為多少
提示:親本中的TT占2/3,Tt占1/3,豌豆在自然狀態下進行自花傳粉,因此自交后代中TT占2/3+(1/3)×(1/4)=9/12,Tt占(1/3)×(1/2)=2/12,tt占(1/3)×(1/4)=1/12。因此TT、Tt、tt的數量之比為9∶2∶1。
(3)在自然狀態下,F1性狀表現及比例是怎樣的
提示:葉腋∶莖頂=11∶1。
課堂小結
完善概念圖 關鍵語句
1.在生物的體細胞中,控制同一性狀的遺傳因子成對存在,不相融合;在形成配子時,成對的遺傳因子發生分離,分離后的遺傳因子分別進入不同的配子中,隨配子遺傳給后代。 2.分離定律在生物的遺傳中具有普遍性。 3.有性生殖的生物,一對相對性狀的遺傳普遍遵循分離定律,可以利用該定律對后代的性狀表現進行預測。
隨堂反饋
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.紫茉莉的花色由R、r控制,其中RR為紅色,Rr為粉紅色,rr為白色。紅花紫茉莉與白花紫茉莉雜交得F1,F1自交產生F2。下列關于F2個體的敘述不正確的是(　B　)
A.白花個體所占比例為1/4
B.紅花個體所占比例為3/4
C.雜合子所占比例為1/2
D.純合子所占比例為1/2
解析:根據題意可知,F2中遺傳因子組成及比例為RR∶Rr∶rr=1∶2∶1,即白花個體所占比例為1/4;紅花個體遺傳因子組成為RR,故F2個體中紅花個體所占比例為1/4;F1(Rr)自交產生的F2個體中雜合子(Rr)所占比例為1/2;RR和rr均為純合子,因此純合子所占比例為1/2。
2.豌豆種群雜合子(Aa)作為親本,連續自交,每代除去隱性個體,得到的F3中純合子所占比例為(　D　)
A.3/4 B.9/16 C.2/5 D.7/9
解析:自花傳粉,閉花受粉的豌豆雜合子,其遺傳因子組成為Aa,逐代自交3次,在F3中純合子比例為1-(1/2)3=7/8,雜合子的比例為(1/2)3=1/8。又因為F3中顯性純合子=隱性純合子=(1/2)×(7/8)=7/16。雖然每一代都除去隱性個體,但是在計算時可以等同于第三代一同除去隱性個體,也就是在F3中AA=7/16,Aa=1/8,所以純合子所占的比例是7/9。
3.家蠶幼體體色的黑色(A)與淡赤色(a)是一對相對性狀。在某雜交實驗中,后代有50%的幼體體色為黑色,則其親本的遺傳因子組成是(　A　)
A.Aa×aa B.AA×Aa
C.Aa×Aa D.AA×aa
解析:已知家蠶幼體體色的黑色(A)與淡赤色(a)是一對相對性狀,遵循基因的分離定律。親本Aa×aa,后代Aa∶aa=1∶1,黑色的概率為50%。
4.某種自花傳粉植物的花色有紅色、粉色和白色三種類型,由一對等位基因控制。紅花植株與白花植株雜交所得F1植株均表現為粉花,F1自交產生F2。下列相關敘述錯誤的是(　B　)
A.親代紅花植株和白花植株均為純合子
B.F1植株自交的過程中,對母本去雄后不需要套袋處理
C.F2中粉花植株∶白花植株≈2∶1
D.F2植株的花色有3種類型,且純合子∶雜合子≈1∶1
解析:根據題目信息判斷該植物花色的遺傳為不完全顯性,AA、aa和Aa分別表現紅花、白花和粉花,因此親代紅花植株和白花植株均為純合子。F2中粉花植株∶白花植株≈2∶1。F2植株的花色有3種類型,且純合子∶雜合子≈1∶1。因為該植物是自花傳粉,因此F1植株自交的過程中不用對母本去雄。
5.在一些性狀遺傳中,具有某種遺傳因子組成的合子不能完成胚胎發育,導致后代中不存在該遺傳因子組成的個體,從而使性狀的分離比發生變化,小鼠毛色的遺傳就是一個例子。一個研究小組經大量重復實驗,在小鼠毛色遺傳的研究中發現:
A.黑色鼠與黑色鼠雜交,后代全部為黑色鼠
B.黃色鼠與黃色鼠雜交,后代黃色鼠與黑色鼠的數量比為2∶1
C.黃色鼠與黑色鼠雜交,后代黃色鼠與黑色鼠的數量比為1∶1
根據上述實驗結果,回答下列問題(控制毛色的顯性遺傳因子用A表示,隱性遺傳因子用a表示)。
(1)黃色鼠的遺傳因子組成是　　　　,黑色鼠的遺傳因子組成是　　　　。
(2)推測不能完成胚胎發育的合子的遺傳因子組成是　　　　。
(3)寫出上述B、C兩個雜交組合的遺傳圖解。
解析:根據B組中黃色鼠的后代出現黑色鼠可知,B組親本黃色個體為雜合子(Aa),且黃色對黑色為顯性,黑色個體都是隱性純合子(aa)。由B組親本黃色個體為雜合子(Aa)可知,其后代的遺傳因子組成為1AA(黃色)∶2Aa(黃色)∶1aa(黑色),推測AA個體在胚胎發育過程中死亡,則存活的黃色鼠遺傳因子組成為Aa。
答案:(1)Aa　aa　(2)AA
(3)如圖

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