突破点1孟德尔遗传定律的综合比较高考对遗传定律的考查并非单一化;往往呈现综合性,不仅将自由组合定律与分离定律综合,更将孟德尔定律与其细胞学基础,伴性遗传,系谱分析及概率求解等予以综合考查。
因此,备考时必须深刻把握两大定律的核心内涵,归纳总结基因传递规律及特点,并能熟练进行基因型、表现型推导及概率计算,同时应具备相当的遗传实验设计能力。
【例证1】(2016·全国课标卷Ⅱ,32)某种植物的果皮有毛和无毛、果肉黄色和白色为两对相对性状,各由一对等位基因控制(前者用D、d表示,后者用F、f表示),且独立遗传。
利用该种植物三种不同基因型的个体(有毛白肉A、无毛黄肉B、无毛黄肉C)进行杂交,实验结果如下:回答下列问题:(1)果皮有毛和无毛这对相对性状中的显性性状为,果肉黄色和白色这对相对性状中的显性性状为。
(2)有毛白肉A、无毛黄肉B和无毛黄肉C的基因型依次为。
(3)若无毛黄肉B自交,理论上,下一代的表现型及比例为。
(4)若实验3中的子代自交,理论上,下一代的表现型及比例为。
(5)实验2中得到的子代无毛黄肉的基因型有。
解析(1)确认两对性状显隐性的关键源于实验过程。
实验1:有毛A与无毛B杂交,子一代均为有毛,说明有毛为显性性状;实验3:白肉A与黄肉C杂交,子一代均为黄肉,据此可判断黄肉为显性性状。
(2)依据“实验1中的白肉A 与黄肉B杂交,子一代黄肉与白肉的比例为1∶1”可判断黄肉B为杂合的。
进而推知:有毛白肉A、无毛黄肉B、无毛黄肉C的基因型依次为:DDff、ddFf、ddFF。
(3)无毛黄肉B的基因型为ddFf,理论上其自交下一代的基因型及比例为ddFF∶ddFf∶ddff=1∶2∶1,所以表现型及比例为无毛黄肉∶无毛白肉=3∶1。
(4)综上分析可推知:实验3中的子代的基因型均为DdFf,理论上其自交下一代的表现型及比例为有毛黄肉(D_F_)∶有毛白肉(D_ff)∶无毛黄肉(ddF_)∶无毛白肉(ddff)=9∶3∶3∶1。
(5)实验2中的无毛黄肉B(ddFf)和无毛黄肉C(ddFF)杂交,子代的基因型为ddFf和ddFF两种,均表现为无毛黄肉。
答案(1)有毛黄肉(2)DDff、ddFf、ddFF(3)无毛黄肉∶无毛白肉=3∶1(4)有毛黄肉∶有毛白肉∶无毛黄肉∶无毛白肉=9∶3∶3∶1(5)ddFF、ddFf【例证2】(2011·全国新课标,32)某植物红花和白花这对相对性状同时受多对等位基因控制(如A、a;B、b;C、c……)。
当个体的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时(即A_B_C_……)才开红花,否则开白花。
现有甲、乙、丙、丁4个纯合白花品系,相互之间进行杂交,杂交组合、后代表现型及其比例如下:根据杂交结果回答问题。
(1)这种植物花色的遗传符合哪些遗传定律?_______________________________________________________________。
(2)本实验中,植物的花色受几对等位基因的控制,为什么?________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析(1)单独考虑每对等位基因的遗传时应遵循基因的分离定律,综合分析4个纯合白花品系的六个杂交组合,这种植物花色的遗传应符合基因的自由组合定律。
(2)在六个杂交组合中,乙×丙和甲×丁两个杂交组合中F1都开红花,F1自交后代F2中都是红花81∶白花175,其中红花个体占全部个体的比例为8181+175=81256=⎝⎛⎭⎪⎫344,该比例表明:这是位于4对同源染色体上的4对等位基因在完全显性条件下的遗传情况,且这两个杂交组合中涉及的4对等位基因相同。
答案(1)基因的自由组合定律和基因的分离定律(或基因的自由组合定律)(2)4对①本实验的乙×丙和甲×丁两个杂交组合中,F2代中红色个体占全部个体的比例为81(81+175)=81256=⎝⎛⎭⎪⎫344,根据n对等位基因自由组合且完全显性时F n代中显性个体的比例为⎝⎛⎭⎪⎫34n,可判断这两个杂交组合中都涉及4对等位基因。
②综合杂交组合的实验结果,可进一步判断乙×丙和甲×丁两个杂交组合中所涉及的4对等位基因相同1.基因的分离定律与自由组合定律的比较项目基因分离定律基因自由组合定律2对相对性状n对相对性状相对性状的对数1对2对n对等位基因及位置1对等位基因位于1对同源染色体上2对等位基因位于2对同源染色体上n对等位基因位于n对同源染色体上遗传实质减数分裂时,等位基因随同源染色体的分离而进入不同配子中减数分裂时,在等位基因分离的同时,非同源染色体上的非等位基因进行自由组合,从而进入同一配子中联系在遗传时,遗传定律同时起作用:在减数分裂形成配子时,既存在同源染色体上等位基因的分离,又有非同源染色体上非等位基因的自由组合2.n对等位基因(完全显性)位于n对同源染色体上的遗传规律相对性状对数等位基因对数F1配子F1配子可能组合数F2基因型F2表现型种类比例种类比例种类比例1 12 1∶1 43 1∶2∶1 2 3∶12 2 22(1∶1)24232(1∶2∶1)222(3∶1)23 3 23(1∶1)34333(1∶2∶1)323(3∶1)3⋮⋮⋮⋮⋮⋮⋮⋮⋮n n 2n(1∶1)n4n3n(1∶2∶1)n2n(3∶1)n能否用分离定律的结果证明基因是否符合自由组合定律?提示不能。
因为两对等位基因不管是分别位于两对同源染色体上,还是位于一对同源染色体上,在单独研究时都符合分离定律,都会出现3∶1或1∶1这些比例,无法确定基因的位置,也就没法证明是否符合基因的自由组合定律。
考向1结合细胞学基础考查两大定律1.(2016·陕西全真模拟)如图表示孟德尔揭示两个遗传定律时所选用的豌豆实验材料及其体内相关基因控制的性状、显隐性及其在染色体上的分布。
下列相关叙述正确的是()A.丁个体DdYyrr测交子代会出现四种表现型,比例为1∶1∶1∶1B.甲、乙图个体减数分裂时可以恰当地揭示孟德尔自由组合定律的实质C.孟德尔用假说—演绎法揭示基因分离定律时,可以选甲、乙、丙、丁为材料D.孟德尔用丙YyRr自交,其子代表现为9∶3∶3∶1,此属于假说—演绎的提出假说阶段解析丁个体DdYyrr测交,由于Dd与Yy两对基因连锁,所以子代会出现2种表现型,比例为1∶1,A错误;甲、乙图个体基因型中只有一对基因是杂合子,只能揭示孟德尔基因的分离定律的实质,B错误;孟德尔用假说—演绎法揭示基因分离定律时,在实验验证时可以选甲、乙、丙、丁为材料,C正确;孟德尔用丙的YyRr自交,子代表现为9∶3∶3∶1,不属于提出假说阶段,D错误。
答案 C2.豚鼠毛的颜色由两对等位基因(E和e,F和f)控制,其中一对等位基因控制色素的合成,另一对等位基因控制颜色的深度,豚鼠毛的颜色与基因型的对应关系见下表。
基因型E_ff E_Ff E_FF或ee__豚鼠毛颜色黑色灰色白色某课题小组用一只基因型为EeFf的雄性灰毛豚鼠探究两对等位基因(E和e,F 和f)在染色体上的位置,进行了以下实验,请补充完整并作出相应预测。
(1)实验假设:两对等位基因(E和e,F和f)在染色体上的位置有以下三种类型。
(2)实验方法:__________________________________________________ ,观察并统计其子代豚鼠毛的颜色和比例。
(3)可能的实验结果(不考虑交叉互换)及相应结论:①若子代豚鼠表现为,则两对基因分别位于两对同源染色体上,符合图中第一种类型;②若子代豚鼠表现为,则两对基因在一对同源染色体上,符合图中第二种类型;③若子代豚鼠表现为,则两对基因在一对同源染色体上,符合图中第三种类型。
(请在C图中标出基因在染色体上的位置)解析(2)判断豚鼠基因在染色体上的位置需用测交法,故让该只基因型为EeFf 的雄性灰毛豚鼠与多只隐性纯合雌性白毛豚鼠进行杂交。
(3)若基因的位置是第一种类型,则这两对基因遵循基因的自由组合定律,测交后代有4种基因型:EeFf、Eeff、eeFf和eeff,表现型为灰毛∶黑毛∶白毛=1∶1∶2;若基因的位置是第二种类型,该个体可产生的EF和ef两种配子,测交后代为EeFf(灰色)∶eeff (白色)=1∶1;第三种类型如答案图所示,该个体可产生Ef和eF两种配子,测交后代为Eeff(黑色)∶eeFf(白色)=1∶1。
答案(2)让该只基因型为EeFf的雄性灰毛豚鼠与多只隐性纯合雌性白毛豚鼠进行测交(3)①灰毛∶黑毛∶白毛=1∶1∶2②灰毛∶白毛=1∶1③黑毛∶白毛=1∶1如下图考向2孟德尔两大定律的综合考查1.(2016·广州调研)紫色小麦是一类特殊的小麦种质,其子粒、花药都表现为紫色。
为研究小麦的子粒颜色、花药颜色这两对性状的遗传规律,进行了如下杂交实验。
(1)花药颜色中紫色花药和黄色花药是一对性状,其中紫色花药为性性状。
子粒颜色这对性状由(填“一对”或“两对”)基因控制,符合基因的定律。
为进一步验证子粒颜色这对性状的遗传规律,可以选用进行杂交,后代表现型及其比例为。
(2)为进一步研究控制子粒颜色的基因和控制花药颜色的基因是否相互独立遗传。
将具有上述亲本基因型的紫色小麦与普通小麦杂交,子一代进行自交,若后代表现型及其比例为,说明控制这两对性状的基因是独立遗传的。
解析(1)花药颜色中紫色花药和黄色花药是一对相对性状;由图甲可知,紫色花药与黄色花药杂交,F1全为黄色花药,表明紫色花药为隐性性状;由图乙可知,F1紫粒自交,F2中紫粒∶白粒≈9∶7(即双显性个体为紫粒,其他为白粒),这表明粒色这对性状由两对基因控制,符合基因的自由组合定律;为进一步验证子粒颜色这对性状的遗传规律,可以选用图乙中F1(双杂合子)与P中的白粒(隐性纯合子)进行交配,后代紫粒∶白粒=1∶3。
(2)将具有亲本基因型的紫色小麦(用AABBCC表示)与普通小麦(aabbcc)杂交,子一代进行自交,若后代表现型及其比例为(9∶7)×(3∶1)即黄色花药紫粒∶紫色花药紫粒∶黄色花药白粒∶紫色花药白粒=27∶9∶21∶7,说明控制这两对性状的基因是独立遗传的。