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第1课　基因的分离定律
[复习目标]　1.阐明基因分离定律的过程中，在理解生物遗传及多样性的基础上，形成生物进化观。(生命观念)　2.利用假说—演绎法，培养归纳与概括、演绎与推理等能力。(科学思维)　3.运用统计与概率的相关知识，解释并预测种群内某一遗传性状的分布和变化。(科学思维、科学探究)
考点一　分离定律的发现
1．豌豆作杂交实验材料的优点
2．孟德尔遗传实验的杂交操作“四步曲”
提醒：如果用玉米等雌雄同株异花植物或像菠菜这种雌雄异株植物进行实验，不需要去雄，直接套袋即可，步骤为：套袋→人工授粉→再套袋。
3．分离定律的发现过程(假说—演绎法)
[教材深挖]
(必修2 P4图1－3，拓展)F2中出现3∶1需满足哪些条件？
提示：①所研究的每一对相对性状只受一对等位基因控制，且相对性状为完全显性；②每一代不同类型的配子都能发育良好，且不同配子结合机会相等；③所有后代都处于比较一致的环境中，且存活率相同。
4．性状分离比的模拟实验
(1)模拟内容
用具或操作 模拟对象或过程
甲、乙两个小桶 雌、雄生殖器官
小桶内的彩球 雌、雄配子
不同彩球的随机组合 雌、雄配子的随机组合
(2)操作步骤
→→→→→
5．基因的分离定律的形成
[易错辨析]
1．玉米雄花的花粉落在同一植株的雌花的柱头上属于自交。(√)
2．性状分离是子代同时出现显性性状和隐性性状的现象。(×)
3．双亲为显性，杂交后代有隐性纯合子，则双亲一定都是杂合子。(√)
4．杂合子与纯合子遗传因子组成不同，性状表现也不同。(×)
5．假说—演绎法中演绎推理的内容是进行测交实验。(×)
1．与交配方式相关的概念及其作用
2．基因分离定律的实质
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；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。如图所示：
命题点1　围绕杂交实验方法考查生命观念及科学思维
1．在遗传学实验过程中，生物的交配方式很多，下列有关叙述，错误的是(　　)
A．杂交是指基因型不同的个体之间的交配方式，是目前培育新品种的重要方法之一
B．自交是自花传粉、闭花受粉植物的主要交配方式
C．测交常用来检测某个个体的基因型，也可用来确定一对相对性状的显隐性
D．正交和反交可以用来判断某基因的位置是在常染色体上还是性染色体上
解析：选C。杂交是指基因型不同的个体之间的交配方式，是目前培育新品种的重要方法之一，A正确；自交是自花传粉、闭花受粉或同株异花传粉的植物的主要交配方式，B正确；测交常用来检测某个个体的基因型，但是不能用来确定一对相对性状的显隐性，C错误；正交和反交常用来判断某基因的位置是在常染色体上还是性染色体上，D正确。
2．假说—演绎法是现代科学研究中常用的一种科学方法。下列属于孟德尔在发现基因分离定律时的“演绎”过程的是(　　)
A．生物的性状是由遗传因子决定的，体细胞中遗传因子是成对存在的
B．形成配子时，成对遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中
C．由F1产生配子时成对遗传因子分离，推测测交后代会出现两种性状，数量比接近1∶1
D．受精时，雌雄配子的结合是随机的，F2会出现3∶1的性状分离比
解析：选C。A、B、D三项所述内容都属于提出的假说。C项，由F1产生配子时，成对遗传因子分离，推测测交后代会出现两种性状，数量比接近1∶1，属于“演绎”过程。
[归纳总结]　假说－演绎法中的“假设”“演绎推理”“测交实验”的区别
“假设”是在观察和分析的基础上提出问题之后，对提出的问题所做的解释。“演绎”不同于“测交实验”，前者只是理论推导，后者则是进行杂交实验验证。
命题点2　围绕分离定律的实质与验证考查科学思维及科学探究
3．水稻中非糯性(W)对糯性(w)为显性，非糯性品系所含淀粉遇碘呈蓝黑色，糯性品系所含淀粉遇碘呈红褐色。下面是对纯种的非糯性与糯性水稻的杂交后代进行观察的结果，其中能直接证明孟德尔的基因分离定律的一项是(　　)
A．杂交后亲本植株上结出的种子(F1)遇碘全部呈蓝黑色
B．F1自交后结出的种子(F2)遇碘后，3/4呈蓝黑色，1/4呈红褐色
C．F1产生的花粉遇碘后，一半呈蓝黑色，一半呈红褐色
D．F1测交所结出的种子遇碘后，一半呈蓝黑色，一半呈红褐色
解析：选C。基因分离定律的实质：杂合子减数分裂形成配子时，等位基因分离，分别进入两个配子中去，独立地随配子遗传给后代，由此可知，分离定律的直接体现是等位基因分别进入两个配子中去。
4．(经典高考题)玉米是一种二倍体异花传粉作物，可作为研究遗传规律的实验材料。玉米子粒的饱满与凹陷是一对相对性状，受一对等位基因控制。回答下列问题。
(1)在一对等位基因控制的相对性状中，杂合子通常表现的性状是____________________。
(2)现有在自然条件下获得的一些饱满的玉米子粒和一些凹陷的玉米子粒，若要用这两种玉米子粒为材料验证分离定律，写出两种验证思路及预期结果。_______________。
解析：(1)在一对等位基因控制的相对性状中，杂合子同时具有显性基因和隐性基因，显性基因表达后会掩盖隐性性状或抑制隐性基因的表达，所以杂合子通常表现出的性状为显性性状。(2)由于自然条件下玉米中表现为显性性状的个体存在纯合子和杂合子，所以可以通过杂合子自交或测交的方法来验证基因的分离定律。①自交法：自交后代的性状分离比为3∶1，则符合基因的分离定律，性状由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制。②测交法：若测交后代的性状分离比为1∶1，则符合基因的分离定律，性状由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制。结合本题题干提供的实验材料，进行合理设计即可。
答案：(1)显性性状　(2)思路及预期结果：①两种玉米分别自交，若某些玉米自交后，子代出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律。②两种玉米分别自交，在子代中选择两种纯合子进行杂交，得到F1，F1自交，得到F2，若F2中出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律。③让子粒饱满的玉米和子粒凹陷的玉米杂交，如果F1都表现一种性状，则用F1自交，得到F2，若F2中出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律。④让子粒饱满的玉米和子粒凹陷的玉米杂交，如果F1表现两种性状，且比例为1∶1，则可验证分离定律。(任答两种即可)
[技法提炼]　验证基因的分离定律的方法
(1)自交法
→→→
(2)测交法
(3)配子法(花粉鉴定法)
→→
(4)单倍体育种法
→→→
考点二　分离定律应用的题型突破
题型1　性状显隐性的判断与实验设计
(1)根据子代表型判断显隐性
(2)设计杂交实验判断显隐性
(3)根据遗传系谱图进行判断
双亲表现正常，后代出现“患者”，则致病性状为隐性，如图甲所示，由该图可以判断白化病为隐性性状；双亲表现患病，后代出现“正常”，则致病性状为显性，如图乙所示，由该图可以判断多指是显性性状。
(4)假设推证法
在运用假设法判断显隐性性状时，若出现假设与事实相符的情况，要注意两种性状同时作假设或对同一性状作两种假设，切不可只根据一种假设得出片面的结论。但若假设与事实不相符，则不必再作另一假设，可直接予以判断。
[对点突破]
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，应该选用的杂交组合是(　　)
A．抗病株×感病株
B．抗病纯合子×感病纯合子
C．抗病株×抗病株或感病株×感病株
D．抗病纯合子×抗病纯合子或感病纯合子×感病纯合子
解析：选B。判断性状的显隐性关系的方法有：①定义法——具有相对性状的纯合子进行正反交，子代表现出的性状就是显性性状，未表现出的为隐性性状；②相同性状的雌雄个体间杂交，子代出现不同于亲代的性状，该子代的性状为隐性性状，亲代为显性性状。
2．(2022·潍坊模拟)遗传学上的平衡种群是指在理想状态下，基因频率和基因型频率都不再改变的大种群。在自由放养处于遗传平衡的马群中，马的毛色有栗色和白色两种，由位于常染色体上的一对等位基因控制，正常情况下，每匹母马一次只生产一匹小马。在不考虑基因突变情况下，下列不同实验结果中能判断出显隐性状的是(　　)
A．若选择一对栗色马个体交配，所生一匹小马表现为栗色
B．若选择多对栗色马与白色马杂交，子代白色小马明显多于栗色小马
C．若随机选出一匹栗色公马和六匹白色母马分别交配，生六匹小马有三匹栗色和三匹白色
D．自由放养的此马群随机交配一代，若子代栗色小马明显多于白色小马
解析：选B。若选择一对栗色个体交配，所生一匹小马表现为栗色，据此不能判断这对相对性状的显隐性关系，栗色可能为显性，也有可能为隐性，A不能；在自由放养处于遗传平衡的马群中，选择多对栗色马和白色马杂交后，则后代性状多的亲本有纯合子也有杂合子，为显性性状，B能；若随机选出一匹栗色公马和六匹白色母马交配，所生六匹小马有三匹栗色和三匹白色，比例为1∶1，据此不能判断这对相对性状的显隐性关系，栗色可能为显性，也有可能为隐性，C不能；自由放养的此马群中，随机交配一代，若子代栗色小马明显多于白色小马，则控制栗色的基因频率大于控制白色的基因频率，但不能判断显隐性状，D不能。
题型2　纯合子与杂合子的判断方法及实验设计
[对点突破]
3．(2022·浙江6月选考)番茄的紫茎对绿茎为完全显性。欲判断一株紫茎番茄是否为纯合子，下列方法不可行的是(　　)
A．让该紫茎番茄自交
B．与绿茎番茄杂交
C．与纯合紫茎番茄杂交
D．与杂合紫茎番茄杂交
解析：选C。纯合子自交后代不会发生性状分离，杂合子自交后代会出现性状分离，A可行；显性纯合子测交子代均为显性杂合子，杂合子测交子代中显性杂合子∶隐性纯合子＝1∶1，B可行；待测紫茎番茄不管是纯合子还是杂合子，与纯合紫茎番茄杂交，子代都只有显性个体，C不可行；与杂合紫茎番茄杂交，若待测个体是纯合子，则子代只有显性个体，若待测个体是杂合子，则子代中显性个体∶隐性个体＝3∶1，D可行。
4．(2022·莆田市一质检)某二倍体动物野生型的眼色为褐色，受常染色体上的一对基因控制。该动物某一显性突变的雄性个体表现为蓝眼，让其与多只褐眼雌性个体交配，所得子代中有2只蓝眼雌性个体、2只褐眼雄性个体和1只褐眼雌性个体。为了获得并筛选纯合的蓝眼品种，下列杂交思路正确的是(　　)
A．让2只蓝眼雌性个体与蓝眼雄性个体交配，从子代中获得蓝眼品种
B．让蓝眼雄性个体与多只褐眼雌性个体交配，从子代中获得蓝眼品种
C．让2只蓝眼雌性个体与褐眼雄性个体交配，再让子代中的蓝眼个体相互交配
D．让2只蓝眼雌性个体与蓝眼雄性个体交配，再让子代中的蓝眼个体与褐眼个体交配
解析：选D。设控制眼色的基因为A/a，让2只蓝眼雌性(Aa)个体与蓝眼雄性个体(Aa)交配，从子代中获得蓝眼品种基因型有AA和Aa，无法区分是否为纯合子，A错误；让蓝眼雄性个体(Aa)与多只褐眼雌性个体(aa)交配，从子代中获得蓝眼品种基因型为Aa，不是纯合子，B错误；让2只蓝眼雌性个体(Aa)与褐眼雄性(aa)个体交配，再让子代中的蓝眼个体(Aa)相互交配，则子代中有AA、Aa和aa，仍无法区分AA和Aa，C错误；让2只蓝眼雌性个体(Aa)与蓝眼雄性(Aa)个体交配，再让子代中的蓝眼个体(AA或Aa)与褐眼个体(aa)交配，若子代全部为蓝眼，则为纯合子，若子代出现褐眼，则为杂合子，D正确。
题型3　基因型、表型的推导与概率计算
(1)由亲代推断子代的基因型与表型(正推型)
亲本 子代基因型 子代表型
AA×AA AA 全为显性
AA×Aa AA∶Aa＝1∶1 全为显性
AA×aa Aa 全为显性
Aa×Aa AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1 显性∶隐性＝3∶1
aa×Aa Aa∶aa＝1∶1 显性∶隐性＝1∶1
aa×aa aa 全为隐性
(2)由子代推断亲代的基因型(逆推型)
①隐性纯合突破法：若子代出现隐性性状，则基因型一定是aa，其中一个a来自父本，另一个a来自母本。
②由子代表型及比例推断亲代基因型
组合 后代显隐性关系 亲本基因型
Ⅰ 显性∶隐性＝3∶1 Aa×Aa
Ⅱ 显性∶隐性＝1∶1 Aa×aa
Ⅲ 只有显性性状 AA×AA，AA×Aa，AA×aa
Ⅳ 只有隐性性状 aa×aa
(3)“四步法”解决分离定律的概率计算
[对点突破]
5．大约在70个表现正常的人中有一个含白化基因的杂合子。一个双亲正常但有白化病弟弟的正常女子，与一无亲缘关系的正常男子婚配。请问她所生的孩子患白化病的概率是(　　)
A．1/140　　　　　　 B．1/280
C．1/420 D．1/560
解析：选C。白化病是常染色体隐性遗传病。设致病基因为a，则有白化病弟弟的正常女子的正常双亲基因型均为Aa，进而推出这个正常女子的基因型为1/3AA、2/3Aa，她与一无亲缘关系的正常男子婚配，因该正常男子的基因型为1/70Aa、69/70AA，所以她所生的孩子患白化病(aa)的概率是2/3×1/70×1/4＝1/420。
题型4　自交与自由交配条件下的概率计算
(1)自交的概率计算
①杂合子Aa连续自交n代，杂合子比例为(1/2)n，纯合子比例为1－(1/2)n，显性纯合子比例＝隐性纯合子比例＝[1－(1/2)n]×1/2。纯合子、杂合子所占比例的坐标曲线如图所示：
②杂合子Aa连续自交，且逐代淘汰隐性个体，自交n代后，显性个体中，纯合子比例为(2n－1)/(2n＋1)，杂合子比例为2/(2n＋1)。如图所示：
(2)自由交配的概率计算
①若杂合子Aa连续自由交配n代，杂合子比例为1/2，显性纯合子比例为1/4，隐性纯合子比例为1/4；若杂合子Aa连续自由交配n代，且逐代淘汰隐性个体后，显性个体中，纯合子比例为n/(n＋2)，杂合子比例为2/(n＋2)。
②自由交配问题的三种分析方法：如某种生物的基因型AA占1/3，Aa占2/3，个体间可以自由交配，求后代中基因型和表型的概率。
ⅰ.列举法
ⅱ.配子法
子代基因型及概率为4/9AA、4/9Aa、1/9aa，子代表型及概率为8/9A_、1/9aa。
ⅲ.遗传平衡法
先根据“一个等位基因的频率＝它的纯合子基因型概率＋(1/2)杂合子基因型频率”推知，子代中A的基因频率＝1/3＋(1/2)×(2/3)＝2/3，a的基因频率＝1－(2/3)＝1/3。然后根据遗传平衡定律可知，aa的基因型频率＝a基因频率的平方＝(1/3)2＝1/9，AA的基因型频率＝A基因频率的平方＝(2/3)2＝4/9，Aa的基因型频率＝2×A基因频率×a基因频率＝2×2/3×1/3＝4/9。表型及概率为8/9A_、1/9aa。
[对点突破]
6．某植物可自交或自由交配，在不考虑生物变异和致死情况下，下列哪种情况可使基因型为Aa的该植物连续交配3次后所得子三代中Aa所占比例为2/5(　　)
A．基因型为Aa的该植物连续自交3次，且每代子代中不去除aa个体
B．基因型为Aa的该植物连续自交3次，且每代子代中均去除aa个体
C．基因型为Aa的该植物连续自由交配3次，且每代子代中不去除aa个体
D．基因型为Aa的该植物连续自由交配3次，且每代子代中均去除aa个体
解析：选D。基因型为Aa的该植物连续自交3次，且每代子代中不去除aa个体，则子三代中Aa所占比例为(1/2)3＝1/8。基因型为Aa的该植物连续自交3次，且每代子代中均去除aa个体，则子三代中Aa所占比例为2/(23＋1)＝2/9。基因型为Aa的该植物连续自由交配3次，且每代子代中不去除aa个体，符合遗传平衡定律，A的基因频率＝a的基因频率＝1/2，而且每一代的基因型频率均不变，则子三代中Aa的基因型频率＝2×1/2×1/2＝1/2。基因型为Aa的该植物连续自由交配3次，且每代子代中均去除aa个体，由于存在选择作用，所以每一代的基因频率均会发生改变，需要逐代进行计算：基因型为Aa的该植物自由交配一次，子一代中AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，去除aa个体，则子一代中有1/3AA和2/3Aa；子一代中A的基因频率＝1/3＋1/2×2/3＝2/3，a的基因频率＝1/3，子一代再自由交配，子二代中AA的基因型频率＝(2/3)2＝4/9，Aa的基因型频率＝2×2/3×1/3＝4/9，去除aa个体，子二代中有1/2AA和1/2Aa；子二代中A的基因频率＝1/2＋1/2×1/2＝3/4，a的基因频率＝1/4，子二代再自由交配，在子三代中AA的基因型频率＝(3/4)2＝9/16，Aa的基因型频率＝2×3/4×1/4＝6/16，去除aa个体，则子三代中Aa所占比例为6/16÷(9/16＋6/16)＝2/5。
7．(2022·海口模拟)已知果蝇的灰身(B)对黑身(b)是显性，控制这对相对性状的基因位于常染色体上。让某一种群内的灰身果蝇自由交配，发现F1中灰身与黑身的比例为24∶1。在F1中，除去黑身果蝇，然后让灰身果蝇自由交配，理论上F2中灰身果蝇与黑身果蝇的比例是(　　)
A．15∶1　　　　　　 B．24∶1
C．35∶1 D．48∶1
解析：选C。一种群内的灰身果蝇(B_)自由交配，F1中灰身与黑身的比例为24∶1，即黑身bb占1/25，说明b的基因频率为1/5，则B的基因频率为4/5，因此F1中灰身BB占4/5×4/5＝16/25，Bb占2×1/5×4/5＝8/25，则除去黑身果蝇后F1中BB∶Bb＝2∶1，产生的配子的种类及其比例为B∶b＝5∶1，因此让F1中剩余的灰身果蝇自由交配，F2中黑身的比例为1/6×1/6＝1/36，则理论上F2中灰身与黑身的比例是35∶1。
[真题演练]
1．(2022·浙江1月选考)孟德尔杂交实验成功的重要因素之一是选择了严格自花传粉的豌豆作为材料。自然条件下豌豆大多数是纯合子，主要原因是(　　)
A．杂合子豌豆的繁殖能力低
B．豌豆的基因突变具有可逆性
C．豌豆的性状大多数是隐性性状
D．豌豆连续自交，杂合子比例逐渐减小
解析：选D。自然条件下豌豆大多数是纯合子，原因是豌豆是严格的自花传粉和闭花受粉植物，杂合豌豆植株连续自交，纯合子所占比例逐渐增大，D符合题意。
2．(经典高考题)若用玉米为实验材料，验证孟德尔的分离定律，下列因素对得出正确实验结论，影响最小的是(　　)
A．所选实验材料是否为纯合子
B．所选相对性状的显隐性是否易于区分
C．所选相对性状是否受一对等位基因控制
D．是否严格遵守实验操作流程和统计分析方法
解析：选A。杂交的两个个体如果都是纯合子，验证孟德尔分离定律的方法是杂交再测交或杂交再自交，子二代出现1∶1或3∶1的性状分离比，如果不都是或都不是纯合子，可采用杂交的方法验证，故所选材料是否是纯合子对实验结论影响最小，A符合题意；显隐性不易区分容易导致统计错误，影响实验结果，B不符合题意；所选相对性状受一对等位基因控制才符合分离定律，C不符合题意；不遵守操作流程和统计方法，会导致实验误差，D不符合题意。
3．(经典高考题)某种植物的羽裂叶和全缘叶是一对相对性状。某同学用全缘叶植株(植株甲)进行了下列四个实验。
①让植株甲进行自花传粉，子代出现性状分离　②用植株甲给另一全缘叶植株授粉，子代均为全缘叶　③用植株甲给羽裂叶植株授粉，子代中全缘叶与羽裂叶的比例为1∶1　④用植株甲给另一全缘叶植株授粉，子代中全缘叶与羽裂叶的比例为3∶1
其中能够判定植株甲为杂合子的实验是(　　)
A．①或②　　　　　 B．①或④
C．②或③ D．③或④
解析：选B。实验①中植株甲自交，子代出现了性状分离，说明作为亲本的植株甲为杂合子。实验④中植株甲与另一具有相同性状的个体杂交，后代出现3∶1的性状分离比，说明亲本均为杂合子。在相对性状的显隐性不确定的情况下，无法依据实验②、③判定植株甲为杂合子。
4．(2021·湖北卷)浅浅的小酒窝，笑起来像花儿一样美。酒窝是由人类常染色体的单基因所决定，属于显性遗传。甲、乙分别代表有、无酒窝的男性，丙、丁分别代表有、无酒窝的女性。下列叙述正确的是(　　)
A．若甲与丙结婚，生出的孩子一定都有酒窝
B．若乙与丁结婚，生出的所有孩子都无酒窝
C．若乙与丙结婚，生出的孩子有酒窝的概率为50%
D．若甲与丁结婚，生出一个无酒窝的男孩，则甲的基因型可能是纯合的
解析：选B。据题意分析可知，酒窝属于常染色体显性遗传，设相关基因为A、a，则有酒窝为AA和Aa，无酒窝为aa，据此分析作答，结合题意可知，甲为有酒窝男性，基因型为AA或Aa，丙为有酒窝女性，基因型为AA或Aa，若两者均为Aa，则生出的孩子基因型可能为aa，表现为无酒窝，A错误；乙为无酒窝男性，基因型为aa，丁为无酒窝女性，基因型为aa，两者结婚，生出的孩子基因型均为aa，表现为无酒窝，B正确；乙为无酒窝男性，基因型为aa，丙为有酒窝女性，基因型为AA或Aa，两者婚配，若女性基因型为AA，则生出的孩子均为有酒窝，若女性基因型为Aa，则生出的孩子有酒窝的概率为1/2，C错误；甲为有酒窝男性，基因型为AA或Aa，丁为无酒窝女性，基因型为aa，生出一个无酒窝的男孩aa，则甲的基因型只能为Aa，是杂合子，D错误。
[长句特训]
玉米是单性花、雌雄同株的作物；自然状态下的玉米可以在植株间相互传粉，也可以同株异花传粉(自交)。请回答下列问题：
设问形式1　科学选材类命题
(1)在杂交过程中，与豌豆相比，玉米可以省去________环节，在开花前直接对雌、雄花序进行____________处理即可。
设问形式2　思维辨析类命题
(2)玉米中因含支链淀粉多而具有粘性(遗传因子用W表示)，其籽粒和花粉遇碘不变蓝；含直链淀粉多不具有粘性(遗传因子用w表示)，其籽粒和花粉遇碘变蓝。播种WW和ww杂交得到的种子，先后获取花粉和籽粒，分别滴加碘液后观察、统计，结果为花粉____________变蓝；籽粒____________变蓝。
设问形式3　科学推理类命题
(3)将纯合高茎玉米(B)和矮茎玉米(b)间行种植，某一纯合高茎玉米植株所结果穗上所有籽粒可能是__________(请选填数字序号：①全为纯合子；②全为杂合子；③既有纯合子又有杂合子；④都有可能出现)。现有高茎玉米种子，其中杂合子占1/2，把种子间行播种，长成的植株在自然状态下，F1中高茎∶矮茎＝____________。
设问形式4　验证类命题
(4)现有甜玉米和非甜玉米这一对相对性状受一对遗传因子控制，已知甜玉米为显性性状，非甜玉米为隐性性状。甲、乙两位同学分别用它来验证分离定律。甲同学将多株甜玉米自交，若发现某些玉米自交的后代中出现______________________，则可验证分离定律。乙同学将多株甜玉米与非甜玉米杂交，如果某些杂交组合后代出现____________________，则可验证分离定律。
解析：(1)玉米是雌雄同株异花植物，因此在杂交过程中，玉米相对于豌豆可以省去去雄环节，在开花前直接对雌、雄花序进行套袋处理即可。(2)播种WW和ww杂交得到的种子是杂合子，由于杂合的非糯性植株的花粉可产生含W和w的两种配子，比例为1∶1，所以用碘液处理后，显微镜下观察到花粉颜色及比例为蓝色∶不变蓝色＝1∶1；杂合子(Ww)随机交配后代ww出现的概率为1/4，ww籽粒遇碘变蓝，因此籽粒1/4变蓝。(3)玉米是雌雄同株异花植物，因此玉米在自然状态下可以自交也可以杂交，故纯种高茎玉米与纯种矮茎玉米间行种植，故纯合高茎玉米植株所结果穗上所有籽粒可能是④都有可能出现(全为纯合子或者全为杂合子或者既有纯合子又有杂合子)；两种玉米间行种植自然传粉，会进行自交和杂交，亲本为1/2BB、1/2Bb，产生的配子中B占3/4，b占1/4，F1中隐性纯合子占1/16，F1中显性性状为15/16，即高茎∶矮茎＝15∶1。(4)假定控制甜玉米和非甜玉米的基因用A和a表示，将甜玉米自交，若某些玉米自交后，子代出现3∶1的性状分离比，说明杂合子Aa进行减数分裂时A、a分开后进入到不同配子中，然后雌雄配子随机结合，子代出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律；将甜玉米和非甜玉米杂交，如果某些杂交组合后代出现甜玉米∶非甜玉米＝1∶1，说明杂合子Aa进行减数分裂时A、a分开后进入到不同配子中，纯合子只产生一种配子a，然后雌雄配子随机结合，后代出现甜玉米和非甜玉米＝1∶1，则可验证分离定律。
答案：(1)去雄　套袋　(2)1/2　1/4　(3)④　15∶1　(4)甜玉米∶非甜玉米＝3∶1　甜玉米∶非甜玉米＝1∶1
第1课　基因的分离定律
[基础练透]
1．(2022·石家庄模拟)下列遗传实例中，属于性状分离现象的是(　　)
A．某非糯性水稻产生的花粉既有糯性的又有非糯性的
B．对某未知基因型的个体进行测交后子代的性状表现
C．一对表型正常的夫妇生了一个正常的女儿和一个色盲的儿子
D．纯合红花和纯合白花的植株杂交，所得F1的花色表现为粉红花
解析：选C。性状分离是指在杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象，也就是说只有亲本表型一致，子代出现不同性状时方可称作性状分离，选项C中的亲本表现为一种性状，后代两种性状，符合性状分离的概念，C符合题意。
2．(2022·德州检测)测交是一种特殊形式的杂交，是指显性个体与隐性纯合个体之间的交配。下列有关说法正确的是(　　)
A．通过测交可以判断是否是细胞质遗传
B．通过测交可以纯化显性优良性状品种
C．测交不能用于性染色体上基因组成的测定
D．测交后代表型种类反映了待测个体产生配子的种类
解析：选D。细胞质遗传又称为母系遗传，常用正、反交来检验，A错误；通过连续自交可以纯化显性优良性状品种，B错误；测交也能用于性染色体上基因组成的测定，C错误；测交后代表型种类反映了待测个体产生配子的种类，D正确。
3．玉米的甜和非甜是一对相对性状，随机取非甜玉米和甜玉米进行间行种植，下图中一定能够判断甜和非甜的显隐性关系的是(　　)
解析：选C。A选项中，当非甜玉米和甜玉米都是纯合子时，不能判断显隐性关系；B选项中，当其中有一个植株是杂合子时不能判断显隐性关系；C选项中，非甜玉米与甜玉米杂交，若后代只出现一种性状，则该性状为显性性状，若出现两种性状，则说明非甜玉米和甜玉米中有一个是杂合子，有一个是隐性纯合子，在此基础上，非甜玉米自交，若出现性状分离，则说明非甜是显性性状，若没有出现性状分离，则说明非甜是隐性性状；D选项中，若后代有两种性状，则不能判断显隐性关系。
4．(2022·邢台模拟)已知蝴蝶的体色由常染色体上的一对等位基因A、a控制，只有基因型为AA或Aa的雄性蝴蝶表现为黄色，其他都表现为白色。若以白色和黄色的蝴蝶作亲代进行杂交，子代中雄性全表现为黄色。下列叙述正确的是(　　)
A．亲代黄色蝴蝶一定为雄性蝴蝶
B．亲代黄色蝴蝶的基因型一定为Aa
C．亲代雌性蝴蝶的基因型只能是AA
D．子代雌性蝴蝶的基因型可以是aa
解析：选A。根据题意分析可知，亲代黄色蝴蝶一定为雄性蝴蝶，A正确；若亲本雌性蝴蝶的基因型为AA，则亲代黄色蝴蝶的基因型可能为Aa或AA，B错误；若亲本雄性蝴蝶的基因型为AA，则亲代雌性蝴蝶的基因型可能是AA或Aa或aa，其子代的雄性均表现为黄色，C错误；子代雌性蝴蝶的基因型不可能是aa，因为子代若出现基因型为aa的个体，则雄性个体表现为白色，与题意不符，D错误。
5．(2022·北京丰台一模)现有野生型稻品种甲和品种乙，甲用γ射线诱变处理后，经筛选获得稀穗突变体丙，丙分别与甲和乙杂交，统计了F2穗形，结果如表。以下分析不正确的是(　　)
杂交组合 F2
总数 正常 突变
甲×丙 118 91 27
乙×丙 1132 860 272
A．穗形性状中稀穗对正常穗为隐性
B．控制穗形的基因遵循基因分离定律
C．F1测交后代中正常株∶突变株≈1∶1
D．控制甲和乙穗形的基因是非等位基因
解析：选D。根据题意和表格分析可知，丙分别与甲和乙杂交，F2中正常∶突变≈3∶1，说明稀穗突变为隐性，正常穗为显性，说明控制穗形的基因遵循基因分离定律，A、B正确；根据题意和表格分析可知，丙分别与甲和乙杂交，F2中正常∶突变≈3∶1，说明F1为杂合子，测交后后代中正常株∶突变株≈1∶1，C正确；根据题意和表格分析可知，丙分别与甲和乙杂交，F2中正常∶突变≈3∶1，说明甲和乙为显性纯合子，控制甲和乙穗形的基因是位于同源染色体上的相同基因，D错误。
6．黄瓜是雌雄同株单性花植物，果皮的绿色和黄色是受一对等位基因控制的具有完全显隐性关系的相对性状。从种群中选定两个个体进行实验，根据子代的表型一定能判断显隐性关系的是(　　)
A．黄色果皮植株自交或绿色果皮植株自交
B．绿色果皮植株和黄色果皮植株正、反交
C．绿色果皮植株自交和黄色果皮植株自交
D．绿色果皮植株自交和黄色果皮植株与绿色果皮植株杂交
解析：选D。如果绿色果皮植株或黄色果皮植株都是纯合体，则自交后代不发生性状分离，无法判断显隐性关系，A、C不符合题意。如果绿色果皮植株和黄色果皮植株中有一个为杂合子，则正、反交后代都是1∶1，无法判断显隐性关系，B不符合题意。如果绿色果皮植株自交后代出现性状分离，则绿色为显性；如果没有出现性状分离，则与黄色果皮植株杂交后，若只出现绿色，则绿色为显性，若只出现黄色，则黄色为显性，若出现两种颜色，则黄色为显性，D符合题意。
7．(多选)黄瓜植株中含有一对等位基因E和e，其中E基因纯合的植株不能产生卵细胞，而e基因纯合的植株产生的花粉不能正常发育，杂合子植株完全正常。现以若干基因型为Ee的黄瓜植株为亲本，下列有关叙述正确的是(　　)
A．如果每代均自由交配直至F2，则F2植株中EE植株所占比例为2/9
B．如果每代均自由交配直至F2，则F2植株中正常植株所占比例为4/9
C．如果每代均自交直至F2，则F2植株中正常植株所占比例为1/2
D．如果每代均自交直至F2，则F2植株中ee植株所占比例为1/2
解析：选AC。基因型为Ee的个体自交，后代的基因型及比例是EE∶Ee∶ee＝1∶2∶1，由于E基因纯合的植株不能产生卵细胞，所以雌性个体产生的配子的基因型及比例是E∶e＝1∶2，由于ee植株产生的花粉不能正常发育，因此雄配子的基因型及比例是E∶e＝2∶1，所以，自由交配直至F2，ee的基因型频率＝2/3×1/3＝2/9，EE的基因型频率＝1/3×2/3＝2/9，正常植株(Ee)所占比例为1－2/9－2/9＝5/9，A正确，B错误；E基因纯合的植株不能产生卵细胞，而e基因纯合的植株产生的花粉不能正常发育，因此每代中只有Ee可以自交得到F2，则F2植株的基因型及比例为EE∶Ee∶ee＝1∶2∶1，其中ee植株所占比例为1/4，正常植物(Ee)所占比例为1/2，C正确，D错误。
8．(2022·陕西神木模拟)孟德尔通过分析豌豆杂交实验的结果，发现了生物的遗传规律。生物兴趣小组为验证分离定律，以豌豆作为实验材料，以豆荚的颜色作为观察对象，设计了如下表实验。已知该性状是完全显性遗传。回答下列问题：
亲本及交配方式 子代表型及比例
实验一：绿色豆荚植株自交 Ⅰ.全绿色
预测Ⅱ.①__________
实验二：绿色豆荚与黄色豆荚植株杂交 Ⅲ.全绿色
预测Ⅳ.②__________
实验三：黄色豆荚植株自交 Ⅴ.全黄色
(1)用豌豆做杂交实验时，在人工授粉前要先对母本进行______________处理。
(2)豌豆豆荚的颜色中，显性性状是________。请补充完整该同学所预测的实验结果，①处应为________________，②处应为______________。
(3)若所做实验结果与预期相同，则证明了该基因的遗传符合分离定律。出现该性状分离比的必要条件有：①杂合子在减数分裂形成配子时，______________；②雌雄配子______________。
解析：(1)人工授粉前，先除去未成熟花的全部雄蕊，这叫作去雄，然后套上纸袋，防止外来花粉的干扰。待雌蕊成熟时，采集另一植株的花粉，撒在去雄花的雌蕊的柱头上，完成授粉，再套上纸袋，防止外来花粉的干扰。(2)由表格信息可知，实验二中绿色豆荚与黄色豆荚植株杂交，子代表型全是绿色，因此绿色是显性性状，由分析可知，①处是杂合子自交，后代出现绿色豆荚∶黄色豆荚＝3∶1；②是杂合子测交，后代出现绿色豆荚∶黄色豆荚＝1∶1。(3)分离定律的实质：生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。故若所做实验结果与预期相同，则证明了该基因的遗传符合分离定律。出现该性状分离比的必要条件有：①杂合子在减数分裂形成配子时，等位基因彼此分离，分别进入不同的配子中；②雌雄配子随机结合。
答案：(1)去雄、套袋　(2)绿色　绿色∶黄色＝3∶1　绿色∶黄色＝1∶1　(3)①等位基因彼此分离，分别进入不同的配子中　②随机结合
[能力提升]
9．(北京西城区二模)基因E编码玉米花青素合成途径的关键蛋白，其等位基因E′通过某种机制加速E基因的mRNA降解，导致花青素产量减少。对下列实验结果的分析，正确的是(　　)
A．E′基因对E基因为隐性
B．F1个体的基因型为E′E′
C．E′基因影响E基因的转录
D．E′对E的影响可传递给子代
解析：选D。根据亲代正常色素量(EE)和微量色素量(E′E′)杂交获得的F1全为微量色素，可以推测正常色素量对微量色素量为隐性，即E′基因对E基因为显性，A错误；亲代正常色素量(EE)和微量色素量(E′E′)杂交，产生的F1基因型均为EE′，B错误；根据题意可知E′通过某种机制加速E基因的mRNA降解，影响翻译过程，导致花青素产量减少，C错误；F1基因型均为EE′，自交产生的F2代基因型有EE、EE′、E′E′，但F2代均表现为微量色素量，与F1表型一致，可推测E′对E的影响可传递给子代，D正确。
10．(多选)已知某种植物果皮的有毛和无毛由常染色体上的一对等位基因(D、d)控制，让多个果皮有毛的亲本自交，F1的表型及比例为有毛∶无毛＝7∶1(不考虑基因突变、染色体变异和致死情况)。下列有关分析不正确的是(　　)
A．该植物果皮的有毛对无毛为显性
B．F1中d的基因频率为1/6
C．亲本的基因型有DD、Dd两种，且比例为1∶1
D．F1果皮有毛植株中DD∶Dd＝4∶1
解析：选BD。根据题干信息分析，多个果皮有毛的亲本自交，后代出现了无毛，说明有毛对无毛是显性性状，A正确；后代有毛∶无毛＝7∶1，说明亲本基因型及其比例为DD∶Dd＝1∶1，则F1中d的基因频率为1/4，B错误，C正确；F1果皮有毛植株中DD∶Dd＝5∶2，D错误。
11．(多选)玉米植株的宽叶与窄叶是由单基因控制的一对相对性状。将等量宽叶与窄叶两种纯合亲本间行种植(玉米间受粉机会均等)得F1，其中窄叶亲本所结籽粒发育成的植株中宽叶和窄叶均有。现选取F1中部分宽叶植株与窄叶植株杂交所得F2中宽叶∶窄叶＝7∶5。下列叙述错误的是(　　)
A．玉米植株的窄叶为隐性性状
B．F1玉米植株中宽叶所占的比例为7/12
C．上述选取F1中部分宽叶植株与窄叶植株杂交所得F2窄叶的基因频率为17/48
D．若将F1中选取的那部分宽叶玉米种植，则后代玉米植株宽叶∶窄叶＝119∶25
解析：选BC。由题意可知，将宽叶与窄叶两种纯合亲本间行种植得F1，F1中窄叶亲本所结籽粒发育成的植株中宽叶和窄叶均有，故窄叶对宽叶为隐性性状，A正确；设控制玉米叶形的基因为A、a，等量宽叶玉米AA与窄叶玉米aa间行种植，玉米植株自由交配，F1中AA∶Aa∶aa＝1/4∶1/2∶1/4＝1∶2∶1，故宽叶所占比例为3/4，B错误；由题意知宽叶植株与窄叶植株杂交所得F2中宽叶∶窄叶＝7∶5，可知宽叶均为Aa，窄叶为aa，故a的基因频率为(7×1＋5×2)/(7×2＋5×2)＝17/24，C错误；现选取F1中部分宽叶植株与窄叶植株杂交所得F2中宽叶∶窄叶＝7∶5，设该部分宽叶玉米中AA占x，则Aa占1－x，与窄叶aa杂交，得到窄叶子代1/2(1－x)＝5/12，可得x＝1/6，取该部分宽叶玉米种植，这些玉米自由交配，A配子占(1/6×2＋5/6)×1/2＝7/12，a配子占1－7/12＝5/12，故后代中窄叶aa占比为(5/12)2＝25/144，宽叶占比为1－25/144＝119/144，即后代玉米植株宽叶∶窄叶＝119∶25，D正确。
12．某二倍体闭花受粉植物的红花和白花是一对相对性状，由等位基因R、r控制。从该植物种群中任选一株红花植株自交或任选两株红花植株杂交，子代都出现1∶1的性状分离比。回答下列问题：
(1)该植物花色中的____________属于隐性性状，该植物种群中红花植株的基因型是______。
(2)基因型为Rr的成熟植株，所产生的配子中，理论上含R基因和含r基因的配子应该各占一半，原因是______________。
(3)有人提出假设，该植物含R的雄配子致死。请设计两个不同的实验方案验证此假设是正确的，简要写出实验设计思路并预期结果_____________________。
解析：(1)根据题意分析可知，红花为显性性状，白花为隐性性状，该植物种群中红花植株的基因型是Rr。(2)由于在减数分裂形成配子的过程中，等位基因R、r会随同源染色体的分开而分离，机会均等地进入两个配子中，所以理论上基因型为Rr的成熟植株所产生的配子中含R基因和含r基因的配子应该各占一半。(3)若该植物含R的雄配子致死，可以通过测交实验的方法或单倍体育种的方法进行验证。方案一：将红花植株(Rr)与白花母本植株测交，若子代全为白花，则假设成立；方案二：取红花植株的花药进行单倍体育种，若子代全为白花则假设成立。
答案：(1)白花　Rr　(2)在减数分裂形成配子的过程中，等位基因R、r会随同源染色体的分开而分离，机会均等地进入两个配子中　(3)方案一：将红花植株(Rr)与白花母本植株测交，若子代全为白花，则假设成立；方案二：取红花植株的花药进行单倍体育种，若子代全为白花则假设成立
13．玉米是雌雄同株的植物，在自然状态下，既能进行自交也能进行杂交。玉米的常态叶和皱形叶是单基因控制的一对相对性状。请回答有关问题：
(1)选择玉米作遗传实验材料的优点是________________________________；
_________________________________________________________。
(2)用常态叶植株甲给另一常态叶植株乙授粉，子代常态叶与皱形叶的比例为3∶1，若子代个体中的常态叶植株随机交配，后代植株的性状分离比为____________。
(3)用常态叶植株丙给常态叶植株丁授粉，子代均为常态叶，________(填“能”或“不能”)说明二者都是纯合子，理由是____________________。
(4)假设决定玉米抗旱和不抗旱的基因在叶绿体DNA上。现有抗旱皱形叶和不抗旱常态叶的纯合个体若干，要培育纯合抗旱常态叶的高产新品种，请写出相应的步骤：______________________。
解析：(1)由于玉米的相对性状明显，易于区分，且后代数目多，统计结果更准确，所以常选择玉米作遗传实验材料。(2)用常态叶植株甲给另一常态叶植株乙授粉，子代常态叶与皱形叶的比例为3∶1，则子代个体中的常态叶植株(显性基因频率为2/3，隐性基因频率为1/3)随机交配，后代植株的性状分离比为常态叶∶皱形叶＝(2/3×2/3＋2/3×1/3×2)∶(1/3×1/3)＝8∶1。(3)用常态叶植株丙给常态叶植株丁授粉，子代均为常态叶，由于常态叶为显性性状，常态叶植株丙和常态叶植株丁杂交，后代全是常态叶，有可能是显性纯合子和杂合子杂交获得，所以不能说明二者都是纯合子。(4)假设决定玉米抗旱和不抗旱的基因在叶绿体DNA上。现有抗旱皱形叶和不抗旱常态叶的纯合个体若干，要培育纯合抗旱常态叶的高产新品种，可设计如下实验：以抗旱皱形叶的个体作母本，不抗旱常态叶的个体作父本，两纯合个体杂交获得的F1为抗旱常态叶的杂合子，F1自交得到F2，从F2中选出抗旱常态叶个体自交，不发生性状分离的个体即为所需的纯合抗旱常态叶高产新品种。
答案：(1)相对性状明显，易于区分　后代数目多，统计结果更准确　(2)常态叶∶皱形叶＝8∶1　(3)不能　常态叶为显性性状，常态叶植株丙和常态叶植株丁杂交，后代全是常态叶，有可能是显性纯合子和杂合子杂交获得　(4)以抗旱皱形叶的个体作母本，不抗旱常态叶的个体作父本，两纯合个体杂交获得的F1为抗旱常态叶的杂合子，F1自交得到F2，从F2中选出抗旱常态叶个体自交，不发生性状分离的个体即为所需的纯合抗旱常态叶高产新品种

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