第14讲　基因的分离定律

知识点一　孟德尔遗传定律的杂交方法

1．孟德尔遗传实验的科学杂交方法

2．豌豆作为实验材料的优点

知识点二　基因分离定律

知识点三　一对相对性状杂交实验的“假说－演绎”分析

1．一对相对性状的杂交实验——发现问题

过程图解

归纳总结：①F1全部为高茎；②F2发生了性状分离。

2．对分离现象的解释——提出假说

(1)理论解释。

①生物的性状是由遗传因子决定的。

②体细胞中遗传因子是成对存在的。

③生物体在形成生殖细胞时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中，配子中只含有每对遗传因子中的一个。

④受精时，雌雄配子的结合是随机的。

(2)遗传图解。

3．设计测交实验方案及验证——演绎推理

(1)验证的方法：测交实验，选用F1和隐性纯合子作为亲本杂交，目的是为了验证F1的基因型。

(2)遗传图解。

4．分离定律的实质——得出结论

观察下列图示，回答问题：

(1)能正确表示基因分离定律实质的图示是C。

(2)发生时间：减数第一次分裂后期。

(3)基因分离定律的细胞学基础是同源染色体分离。

(4)适用范围

①真核(原核、真核)生物有性(无性、有性)生殖的细胞核(细胞核、细胞质)遗传。

②一对等位基因控制的一对相对性状的遗传。

1. 判断用豌豆进行遗传实验时操作的正误

(1)某二倍体植物中，抗病和感病这对相对性状由一对等位基因控制，要确定这对性状的显隐性关系，应该选用抗病株×抗病株或感病株×感病株(2014·海南卷) (×)

(2)某二倍体植物中，抗病和感病这对相对性状由一对等位基因控制，要确定这对性状的显隐性关系，应该选用抗病纯合体×感病纯合体(2014·海南卷) (√)

(3)杂合子与纯合子基因组成不同，性状表现也不同(经典再现) (×)

(4)孟德尔研究豌豆花的构造，但无需考虑雌蕊、雄蕊的发育程度(经典再现) (×)

(5)杂交时，须在开花前除去母本的雄蕊(经典再现) (√)

2. 判断下列有关孟德尔假说的正误

(1)生物体产生雌雄配子的数目总是相等的 (×)

(2)孟德尔用山柳菊为实验材料，验证了基因的分离及自由组合定律(2014·江苏卷) (×)

(3)在生命科学发展过程中，证明DNA是遗传物质的实验是孟德尔的豌豆杂交实验(经典再现) (×)

(4)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 (√)

(5)受精时，不同类型的雌、雄配子随机结合，就是自由组合(×)

3．判断有关基因型、表现型叙述的正误

(1)孟德尔巧妙设计的测交方法只能用于检测F1的基因型(经典再现) (×)

(2)DD、dd、AABB、AAbb都是纯合子，Dd、AaBb、Aabb、AabbCCdd都是杂合子 (√)

(3)杂种后代不表现的性状叫隐性性状 (×)

(4)纯合子自交后代都是纯合子，杂合子自交后代都是杂合子(×)

(5)表现型＝基因型＋环境条件 (√)

一、选择题

1．孟德尔利用豌豆作为实验材料进行植物杂交实验，成功地发现了生物的遗传规律。下列各项中不属于豌豆作为遗传实验材料优点的是 (　　)

A．豌豆是严格的自花传粉、闭花受粉植物

B．豌豆在自然状态下一般是纯合的

C．豌豆具有许多明显的相对性状

D．杂种豌豆自交后代容易发生性状分离

解析：豌豆作为遗传实验材料的优点是豌豆是严格的自花传粉、闭花受粉植物，在自然状态下一般是纯合的，并且具有许多明显的相对性状。D项所述是所有实验材料都具有的特点。

答案：D

2．(2016·衡阳模拟)人群中某常染色体显性遗传病的发病率为36%，一对夫妇中妻子患病，丈夫正常，他们所生的子女患该病的概率是 (　　)

A．5/9　　　　　　　　　B．4/9

C．3/5 D．4/5

解析：设该性状由A、a基因控制，则有：aa＝64%，a＝0.8，A＝0.2。丈夫正常，基因型为aa，妻子患病有2种可能基因型AA和Aa，这两种基因型的比例为(0.2×0.2)∶(2×0.2×0.8)＝1∶8，故妻子基因型为AA的概率＝1/9，为Aa的概率＝8/9，子代患病的概率＝1/9＋1/2×8/9＝5/9。

答案：A

3．将具有一对等位基因的杂合子逐代自交3次，F3中纯合子比例为 (　　)

A．1/8　　　　　 B．7/8

C．7/16 D．9/16

解析：将具有一对等位基因的杂合子逐代自交3次，得到的F3中杂合子所占比例为1/8，得到的纯合子所占比例为1－1/8＝7/8。

答案：B

4．(2016·益阳模拟)豌豆和小麦的高茎对矮茎均为显性。将纯种的高茎和矮茎豌豆间行种植，另将纯种的高茎和矮茎小麦间行种植。自然状态下，从矮茎植株上获得的F1的性状是 (　　)

A．豌豆和小麦均有高茎和矮茎

B．豌豆均为矮茎，小麦有高茎和矮茎

C．豌豆和小麦的性状分离比均为3∶1

D．小麦均为矮茎，豌豆有高茎和矮茎

解析：由于豌豆是严格的自花传粉植物，小麦可以进行异花传粉，因此将纯种的高茎和矮茎豌豆间行种植，另将纯种的高茎和矮茎小麦间行种植，自然状态下，从矮茎植株上获得的F1的性状是豌豆均为矮茎，小麦有高茎和矮茎。

答案：B

5．下列各种遗传现象中，不属于性状分离的是 (　　)

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．粉红色牵牛花自交，后代中出现红色、粉红色和白色三种牵牛花

D．黑色长毛兔与白色短毛兔交配，后代出现一定比例的白色长毛兔

解析：所谓性状分离，简单地说，就是由一种性状的亲本(父、母本性状一样)产生了几种不同的性状。

答案：D

6．有关下面遗传图解的说法，正确的是 (　　)

A．①②表示产生配子的减数分裂过程，能体现基因的分离定律

B．③表示雌雄配子随机结合的过程，能体现基因的自由组合定律

C．基因型为Aa的亲本能产生数目相等的配子，即A雄配子∶a雌配子＝1∶1

D．子代中，Aa个体在显性个体中所占的比例为

解析：减数分裂产生配子的过程中，等位基因A、a分离，分别进入不同的配子中，能体现基因的分离定律；减数分裂过程中，基因的自由组合体现在等位基因分离的同时非等位基因的自由组合，雌雄配子随机结合的过程不能体现基因的自由组合定律；基因型为Aa的亲本产生比例相等的不同种类的配子，即A∶a＝1∶1，但雌雄配子数量不相等，雄配子数量远大于雌配子数量；子代中，Aa个体在显性个体中所占的比例为。

答案：A

7．孟德尔在对一对相对性状进行研究的过程中，发现了基因分离定律。下列有关基因分离定律的几组比例，能说明基因分离定律的实质的是 (　　)

A．F2表现型的比为3∶1

B．F1产生配子的比为1∶1

C．F2基因型的比为1∶2∶1

D．测交后代比为1∶1

解析：基因分离定律的实质是减数分裂形成配子时，等位基因随着同源染色体的分开而分离，当F1基因型为Dd时，减数分裂形成D和d两种配子，比例为1∶1。

答案：B

8．家兔的毛色黑(A)对褐(a)为显性。判断一只黑毛兔遗传因子组成的方法及结论正确的是 (　　)

A．用一只纯合子黑毛兔与之交配，若子代全为黑毛兔，则其为AA

B．用一只杂合子黑毛兔与之交配，若子代全为黑毛兔，则其为Aa

C．用一只褐毛兔与之交配，若子代全为黑毛兔，则其为AA

D．用肉眼观察为黑色，是显性性状，受遗传因子A控制，则其为AA

解析：褐色为隐性性状，褐毛兔aa只产生一种配子a，不掩盖黑毛兔AA或Aa的配子产生情况。

答案：C

9．老鼠毛色有黑色和黄色之分，这是一对相对性状。请根据下面三组交配组合，判断四个亲本中是纯合子的是 (　　)

A. 甲和乙 B．乙和丙

C．丙和丁 D．甲和丁

解析：根据交配组合③：甲(黄色)×丁(黑色)→后代全为黑色，说明黑色相对于黄色为显性性状(用A、a表示)，且甲的基因型为aa，丁的基因型为AA；甲(黄色)×乙(黑色)→后代出现黄色个体，说明乙的基因型为Aa；甲(黄色)×丙(黑色)→后代出现黄色个体，说明丙的基因型为Aa。由此可见，甲和丁为纯合子。

答案：D

10．在家鼠中短尾(T)对正常尾(t)为显性。一只短尾鼠与一只正常尾鼠交配，后代中正常尾与短尾比例相同；而短尾类型相交配，子代中有一类型死亡，能存活的短尾与正常尾之比为2∶1，则不能存活类型的基因型可能是 (　　)

A．TT　 B．Tt

C．tt D．TT或Tt

解析：由题干可知，Tt(短尾鼠)×Tt(短尾鼠)→T_(短尾鼠)∶tt(正常尾鼠)＝2∶1，又因短尾鼠×tt(正常尾鼠)→正常尾鼠∶短尾鼠＝1∶1，得出短尾鼠一定是杂合子(Tt)，所以不能存活的一定是显性纯合子。

答案：A

11．已知某环境条件下某种动物的AA和Aa个体全部存活，aa个体在出生前会全部死亡。现有该动物的一个大群体，只有AA、Aa两种基因型，其比例为1∶2。假设每对亲本只交配一次且成功受孕，均为单胎，在上述环境条件下，理论上该群体随机交配产生的子一代中AA和Aa的比例是 (　　)

A．1∶1 B．1∶2

C．2∶1 D．3∶1

解析：a的基因频率为2/3×1/2＝1/3，则A的基因频率为1－1/3＝2/3，所以自由交配的棋盘式应为：

最后结果是子一代中AA占1/2，Aa占1/2，两者比例为1∶1。

答案：A

12．对下图甲中1～4号个体进行基因检测，将含有该遗传病基因或正常基因的相关DNA片段各自用电泳法分离。正常基因显示一个条带，患病基因显示为另一不同的条带，结果如下图乙。下列有关分析判断错误的是 (　　)

A．图乙中的编号c对应系谱图中的4号个体

B．条带2的DNA片段含有该遗传病致病基因

C．8号个体的基因型与3号个体的基因型相同的概率为2/3

D．9号个体与该遗传病携带者结婚，孩子患病的概率为1/8

解析：由图甲可知，该遗传病是常染色体隐性遗传病，假设基因用A、a表示，则1、2号的基因型都是Aa，4号的基因型是aa，3号的基因型为A_，图乙中的c代表的是患者(aa)；条带2的DNA片段含有该遗传病致病基因(a)；由图乙可知，3号的基因型只能为Aa，8号个体基因型为Aa的概率为2/3，故8号个体的基因型与3号个体的基因型相同的概率为2/3；9号个体的基因型为1/3AA、2/3Aa，其与该遗传病患病基因携带者(Aa)结婚，生一个患病孩子的概率为2/3×1/4＝1/6。

答案：D

二、非选择题

13．(2015·北京卷)野生型果蝇的腹部和胸部都有短刚毛，而一只突变果蝇S的腹部却生出长刚毛，研究者对果蝇S的突变进行了系列研究。用这两种果蝇进行杂交实验的结果见图。

(1)根据实验结果分析，果蝇腹部的短刚毛和长刚毛是一对__________性状，其中长刚毛是________性性状。图中①、②基因型(相关基因用A和a表示)依次为________。

(2)实验2结果显示：与野生型不同的表现型有______种。③基因型为________，在实验2后代中该基因型的比例是________。

(3)根据果蝇③和果蝇S基因型的差异，解释导致前者胸部无刚毛、后者胸部有刚毛的原因：_______________________________。

(4)检测发现突变基因转录的mRNA相对分子质量比野生型的小，推测相关基因发生的变化为_____________________________。

(5)实验2中出现的胸部无刚毛的性状不是由F1新发生突变的基因控制的。作出这一判断的理由是：虽然胸部无刚毛是一个新出现的性状，但_______________________________________________，

说明控制这个性状的基因不是一个新突变的基因。

解析：(1)由实验2两个长刚毛个体的后代中出现了短刚毛个体，可以判断长刚毛和短刚毛是一对相对性状，其中短刚毛为隐性性状，则长刚毛为显性性状。则实验1为类似测交实验，两亲本的基因型分别为：Aa和aa。(2)在实验2的后代中共有三种表现性：其中腹部有长刚毛和腹部有长刚毛且胸部无刚毛两种与野生型的表现型不同，根据后代性状分离比可以判断③个体腹部有长刚毛且胸部无刚毛的基因型为AA。(3)由实验1、2的综合分析可以得到：AA个体为腹部有长刚毛且胸部无刚毛，Aa个体为腹部有长刚毛，可以得到腹部有长刚毛与A基因有关，但当两个A基因时，则又会导致胸部无刚毛。(4)根据突变基因转录出来的mRNA相对分子质量比野生型小，由此可以判断突变基因的相对分子长度也应缩短，所以基因应发生了碱基对的缺失现象。(5)由于实验2中后代性状分离比和基因型比例相同，所以，如果胸部无刚毛是新的基因突破，则其后代中的新性状胸部无刚毛的个体不可能是占后代比例1/4的纯合子。

答案：(1)相对　显　 Aa、aa　(2)两　 AA　 1/4

(3)两个A基因抑制胸部长出刚毛，只有一个A基因时无此效应

(4)核苷酸数量减少/缺失

(5)新的突变基因经过个体繁殖后传递到下一代中不可能出现比例25%的该基因纯合子

14．(2015·全国课标Ⅰ卷)假设某果蝇种群中雌雄个体数目相等，且对于A和a这对等位基因来说只有Aa一种基因型。回答下列问题：

(1)若不考虑基因突变和染色体变异，则该果蝇种群中A基因频率︰a基因频率为________。理论上，该果蝇种群随机交配产生的第一代中AA、Aa和aa的数量比为________，A基因频率为________。

(2)若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只有Aa和aa两种基因型，且比例为2︰1，则对该结果最合理的解释是__________________。根据这一解释，第一代再随机交配，第二代中Aa和 aa基因型个体数量的比例应为________。

解析：(1)对于A和a这对等位基因来说只有Aa一种基因型。所以基因A、a频率都为0.5。比例1∶1。AA%＝50%×50%＝0.25，aa%＝50%×50%＝0.25。Aa%＝2×50%×50%＝0.5，比例1∶2∶1。基因频率不变，A仍为0.5。

(2)AA个体致死，只剩下Aa和aa个体，比例为2∶1。用棋盘法来计算。

故aa基因型频率占4/9，Aa基因频率占4/9 ，Aa和 aa基因型个体数量的比例为1∶1。AA基因频率占1/9 ，致死。

答案：(1)1︰1　1︰2︰1　0.5

(2)A基因纯合致死　1︰1

15．豌豆的高茎(D)对矮茎(d)为显性，将A、B、C、D、E、F、G 7种豌豆进行杂交，实验结果如下表。请分析说明：

(1)豌豆C的遗传因子组成是________，豌豆G的遗传因子组成是________。

(2)上述实验结果所获得的高茎纯合子植株占高茎植株数的_________。

(3)所得总株数中，性状能稳定遗传和不能稳定遗传的比例为________。

解析：由表中数据分析知，A、B、C、D、E、F、G的基因型依次为Dd、Dd、dd、dd、Dd(或dd)、dd(或Dd)、DD，因此只有A×B组合的高茎后代中有1/3的纯合子，其他组合中的高茎后代均为杂合子，则实验结果所获得的高茎纯合子植株占高茎植株数的比值为(210×1/3)/(210＋190＋300)＝1/10(或10%)。纯合子的性状能稳定遗传，杂合子的性状不能稳定遗传，隐性性状均为纯合子，所以性状能稳定遗传和不能稳定遗传的比例为(210×1/3＋70＋250＋190)∶(210×2/3＋190＋300)＝58∶63。

答案：(1)dd　DD　(2)1/10(或10%)　(3)58∶63

16．(2016·许昌模拟)红星中学的同学在高一时用牵牛花做杂交实验，高二时得到子代，结果如下表所示：

(1)若4个班的同学没有进行交流，且均以为花色仅受一对等位基因控制，则________班和________班对显隐性的判断刚好相反。4个班经过交流后，对该现象提出了两种可能的假说：

假说一：花色性状由3个复等位基因(A＋、A、a)控制，其中A决定蓝色，A＋和a都决定红色，A＋相对于A、a是显性，A相对于a是显性。若该假说正确，则一班同学所用的两朵亲代红花的基因型组合方式可能为①________×________，②________×________两种情况。

假说二：花色性状由3个复等位基因(A、a1、a2)控制，只有al和a2在一起时，才会表现为蓝色，其他情况均为红色，A相对于a1、a2为显性。

能否仅根据一班F1的数量比判断哪种假说是正确的？________(选填“能”或“不能”)。

(2)将一班F1中的蓝色花进行自交得一班F2，将二班F1中的红色花自交得二班F2。到了高三，统计得到一班F2中红花个体和蓝花个体各占一半，则一班同学可以据此判断自己高一时所用的两朵红花亲本的基因型为________，并且可推测二班F2中的花色比例应为____________________________，而这个推测数据和二班同学实验得到的真实数据吻合，表示假说________(选填“一”或“二”)是对的。同学们探索牵牛花花色遗传方式的这种思路在科学研究中被称为____________法。

解析：(1)若花色受单基因控制，则由一班实验可判断蓝花是隐性性状，此推测与二班的实验结果(红花为隐性性状)相矛盾。假说一：由题干知，3个复等位基因间的表达关系为A＋>A>a，红花基因型为A＋A＋、A＋A、A＋a或aa，蓝花基因型为AA或Aa，两朵红花杂交，后代能出现3红花：1蓝花的亲本组合可以为A＋A×A＋A或A＋A×A＋a。假说二：红花基因型为AA、Aa1、Aa2、a1a1或a2a2，蓝花基因型为a1a2，两种假说都有符合一班F1的数量比，所以，根据一班F1的数量比无法判断哪种假说是正确的。(2)若假说二是正确的，一班F1蓝花基因型为a1a2(亲本都是红花，基因型为Aa1×Aa2)，F1中蓝花自交得到F2(1a1a1∶2a1a2∶1a2a2)，即F2中红花与蓝花个体各占一半；二班F1中红花基因型为a1a1和a2a2，F1中的红花自交得到F2(1a1a1∶1a2a2)，即F2中全是红花；此种研究方法称为假说—演绎法。

答案：(1)一　二　A＋A　A＋A　A＋A　A＋a　不能

(2)Aa1和Aa2　红∶蓝＝1∶0(全为红花)　二　假说—演绎