遗传的基本规律及伴性遗传教学设计学生版.docx
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遗传的基本规律及伴性遗传教学设计学生版
遗传的基本规律及伴性遗传(教学设计)
一、真题再现
1.(2018·全国课标卷Ⅲ,1)下列研究工作中由我国科学家完成的是( )
A.以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验
B.用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验
C.证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验
D.首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成
2.(2019·全国课标卷Ⅱ,5)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②B.①或④
C.②或③D.③或④
3.(2016·全国课标卷Ⅲ,6)用某种高等植物的纯合红花植株与纯合白花植株进行杂交,F1全部表现为红花。
若F1自交,得到的F2植株中,红花为272株,白花为212株;若用纯合白花植株的花粉给F1红花植株授粉,得到的子代植株中,红花为101株,白花为302株。
根据上述杂交实验结果推断,下列叙述正确的是( )
A.F2中白花植株都是纯合体
B.F2中红花植株的基因型有2种
C.控制红花与白花的基因在一对同源染色体上
D.F2中白花植株的基因型种类比红花植株的多
4.(2019·全国课标卷Ⅰ,6)某种二倍体高等植物的性别决定类型为XY型。
该植物有宽叶和窄叶两种叶形,宽叶对窄叶为显性。
控制这对相对性状的基因(B/b)位于X染色体上,含有基因b的花粉不育。
下列叙述错误的是( )
A.窄叶性状只能出现在雄株中,不可能出现在雌株中
B.宽叶雌株与宽叶雄株杂交,子代中可能出现窄叶雄株
C.宽叶雌株与窄叶雄株杂交,子代中既有雌株又有雄株
D.若亲本杂交后子代雄株均为宽叶,则亲本雌株是纯合子
5.(2019·全国Ⅲ卷,32)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。
6.(2019·全国课标卷Ⅰ,32)某实验室保存有野生型和一些突变型果蝇。
果蝇的部分隐性突变基因及其在染色体上的位置如图所示。
回答下列问题。
(1)同学甲用翅外展粗糙眼果蝇与野生型(正常翅正常眼)纯合子果蝇进行杂交,F2中翅外展正常眼个体出现的概率为_________________。
图中所列基因中,不能与翅外展基因进行自由组合的是_________________。
(2)同学乙用焦刚毛白眼雄蝇与野生型(直刚毛红眼)纯合子雌蝇进行杂交(正交),则子代雄蝇中焦刚毛个体出现的概率为_________________;若进行反交,子代中白跟个体出现的概率为_________________。
(3)为了验证遗传规律,同学丙让白眼黑檀体雄果蝇与野生型(红眼灰体)纯合子雌果蝇进行杂交得到F1,F1相互交配得到F2。
那么,在所得实验结果中,能够验证自由组合定律的F1表现型是_________________,F2表现型及其分离比是_________________;验证伴性遗传时应分析的相对性状是_________________,能够验证伴性遗传的F2表现型及其分离比是_________________。
7.(2017·全国课标卷Ⅱ,32)人血友病是伴X隐性遗传病,现有一对非血友病的夫妇生出了两个非双胞胎女儿。
大女儿与一个非血友病的男子结婚并生出了一个患血友病的男孩。
小女儿与一个非血友病的男子结婚,并已怀孕。
回答下列问题:
(1)用“
”表示尚未出生的孩子,请画出该家系的系谱图,以表示该家系成员血友病的患病情况。
(2)小女儿生出患血友病男孩的概率为 ;假如这两个女儿基因型相同,小女儿生出血友病基因携带者女孩的概率为 。
(3)已知一个群体中,血友病的基因频率和基因型频率保持不变,且男性群体和女性群体的该致病基因频率相等。
假设男性群体中血友病患者的比例为1%,则该男性群体中血友病致病基因频率为 ;在女性群体中携带者的比例为 。
二、考纲解读
【最新考纲】
1.孟德尔遗传实验的科学方法(Ⅱ)
2.基因的分离定律和自由组合定律(Ⅱ)
3.伴性遗传(Ⅱ)
4.人类遗传病的类型(Ⅰ)
5.人类遗传病的监测和预防(Ⅰ)
6.人类基因组计划及意义(Ⅰ)
【考情分析】
本考点是历年高考必考点,分值比重大,一般有1道选择题和1道非选择题,通常非选择题常作为高考的压轴题,但题目设置的层次有梯度,前面几问相对容易得分,后面几问需有较强的分析和推理能力。
考查方式常以遗传学实验为背景,以图表作为信息的载体,结合两大遗传定律,伴性遗传等知识综合考查实验探究、逻辑推理能力。
考查角度集中在基因分离定律和自由组合定律的应用,以及遗传定律实验的科学方法、基本概念、原理的理解判断;伴性遗传常以遗传系谱图为背景考查伴性遗传规律以及人类遗传病的知识点,或设计实验判断基因与染色体的位置关系;此外,人类遗传病的类型和特点也是一个常考点。
现在更多的与实验设计进行综合,难度进一步加大,不仅考察学生的遗传学基本规律的掌握程度,同时还考察学生的综合表达能力,需要学生用简要的文字描述实验思路。
【网络构建】
三、典例精析
例1(2018·江苏卷,6)一对相对性状的遗传实验中,会导致子二代不符合3∶1性状分离比的情况是( )
A.显性基因相对于隐性基因为完全显性
B.子一代产生的雌配子中2种类型配子数目相等,雄配子中也相等
C.子一代产生的雄配子中2种类型配子活力有差异,雌配子无差异
D.统计时子二代3种基因型个体的存活率相等
例2(2017·全国课标卷Ⅱ,6)若某哺乳动物毛色由3对位于常染色体上的、独立分配的等位基因决定,其中A基因编码的酶可使黄色素转化为褐色素;B基因编码的酶可使该褐色素转化为黑色素;D基因的表达产物能完全抑制A基因的表达;相应的隐性等位基因a、b、d的表达产物没有上述功能。
若用两个纯合黄色品种的动物作为亲本进行杂交,F1均为黄色,F2中毛色表现型出现了黄∶褐∶黑=52∶3∶9的数量比,则杂交亲本的组合是( )
A.AABBDD×aaBBdd,或AAbbDD×aabbdd
B.aaBBDD×aabbdd,或AAbbDD×aaBBDD
C.aabbDD×aabbdd,或AAbbDD×aabbdd
D.AAbbDD×aaBBdd,或AABBDD×aabbdd
考点一 孟德尔遗传规律及其应用
要点整合
1.孟德尔遗传定律的适用条件
(1)细胞核中染色体上的基因——真核生物
(2)发生在减数第一次分裂后期——有性生殖
(3)一对等位基因遵循基因分离定律
(4)多对位于非同源染色体上的非等位基因遵循自由组织定律
2、基因分离定律和自由组合定律的关系及相关比例
3.异常性状分离比的原因分析
(1)一对相对性状的杂合子自交
①2∶1→显性纯合致死。
②1∶2∶1→基因型不同表现型也不同,如不完全显性、共显性等。
(2)性状分离比9∶3∶3∶1的变式题解题步骤
①看F2的表现型比例,若表现型比例之和是16,不管以什么样的比例呈现,都符合基因的自由组合定律。
②将异常分离比与正常分离比9∶3∶3∶1进行对比,分析合并性状的类型。
如比例为9∶3∶4,则为9∶3∶(3∶1),即“4”为两种性状的合并结果。
③若出现子代表现型比例之和小于16,则所少的比例可由隐性致死、纯合致死、显性致死等引起。
4.遗传实验的科学方法
(1)验证遗传两大定律的两种常用方法
(2)判断性状的显隐性
①相同性状的亲本杂交或自交→子代出现性状分离,则新出现的性状为隐性,亲本性状为显性。
如甲×甲或甲⊗子代有乙性状,则甲为显性,乙为隐性。
②不同性状(或相对性状)亲本杂交→多个子代只出现一种性状,此性状一般为显性。
(为进一步确认,可与不同性状的亲代回交,有性状分离,该性状为显性,无性状分离,该性状为隐性)
(3)确认纯合子、杂合子
注:
对植物而言还可采用花粉鉴定法及单倍体育种法,若花粉类型或由花粉发育成的植株(经秋水仙素诱导)不同,则为杂合子,相同则为纯合子。
(4)提高纯合度——连续自交,如下图所示(纯合子比例越来越接近于1)
5、关注“3”个易失分点
(1)杂合子(Aa)产生雌雄配子种类相同,数量不相等
①雌雄配子都有两种(A♀∶a♀=1∶1;A♂∶a♂=1∶1)。
②一般来说雄配子数远多于雌配子数。
(2)子代表现不同性状不一定是“性状分离”
只有亲本性状相同,子代出现“另类”性状时方可称性状分离,如红花×红花→子代中有“白花”、“红花”可称性状分离,若红花×白花→子代有“红花”、“白花”,不可称作性状分离。
(3)在判断某个体是纯合子还是杂合子时,不要忽视实验要求,如“最简单”还是“最准确”,对自花传粉植物而言,自交最简单,测交最准确。
例3(2018·海南卷,16)一对表现型正常的夫妻,夫妻双方的父亲都是红绿色盲。
这对夫妻如果生育后代,则理论上( )
A.女儿正常,儿子中患红绿色盲的概率为1
B.儿子和女儿中患红绿色盲的概率都为1/2
C.女儿正常,儿子中患红绿色育的概率为1/2
D.儿子正常,女儿中患红绿色盲的概率为1/2
【解析】由题意可知,该对夫妻的基因型为XBY和XBXb,他们所生的儿子基因型为XBY、XbY,患红绿色盲的概率为1/2;他们所生的女儿基因型为XBXB、XBXb,全部表现正常,C正确。
【答案】C
例4(2018·全国课标卷Ⅱ,32)某种家禽的豁眼和正常眼是一对相对性状,豁眼雌禽产蛋能力强。
已知这种家禽的性别决定方式与鸡相同,豁眼性状由Z染色体上的隐性基因a控制,且在W染色体上没有其等位基因。
回答下列问题:
(1)用纯合体正常眼雄禽与豁眼雌禽杂交,杂交亲本的基因型为______;理论上,F1个体的基因型和表现型为______________,F2雌禽中豁眼禽所占的比例为___________。
(2)为了给饲养场提供产蛋能力强的该种家禽,请确定一个合适的杂交组合,使其子代中雌禽均为豁眼,雄禽均为正常眼。
写出杂交组合和预测结果,要求标明亲本和子代的表现型、基因型。
(3)假设Mm基因位于常染色体上,m基因纯合时可使部分应表现为豁眼的个体表现为正常眼,而MM和Mm对个体眼的表现型无影响。
以此推测,在考虑M/m基因的情况下,若两只表现型均为正常眼的亲本交配,其子代中出现豁眼雄禽,则亲本雌禽的基因型为____,子代中豁眼雄禽可能的基因型包括______。
【解析】
(1)依题意可知,在家禽中,雄性的性染色体组成为ZZ,雌性的性染色体组成为ZW,豁眼性状由Z染色体上的隐性基因a控制,且在W染色体上没有其等位基因。
由此推知,亲本纯合体正常眼雄禽的基因型为ZAZA,亲本豁眼雌禽的基因型为ZaW,二者杂交所得F1的基因型为ZAZa、ZAW,F1的雌雄个体均为正常眼。
F1的雌雄个体交配,所得F2的基因型及其比例为ZAZA∶ZAZa∶ZAW∶ZaW=1∶1∶1∶1,可见,F2雌禽中豁眼禽(ZaW)所占的比例为1/2。
(2)由于豁眼为隐性,要使子代中雌禽均为豁眼(ZaW)、雄禽均为正常眼(ZAZ_),则亲本的杂交组合必需为ZaZa×ZAW。
(3)根据杂交子代中出现豁眼雄禽(ZaZa)可知,雌雄亲本均含基因Za,但双亲均为正常眼,又已知m基因纯合时可使部分应表现为豁眼的个体表现为正常眼,因此亲代中的雌禽的基因型为ZaWmm,雄禽的基因型为Z_ZaM_或ZaZamm,所以子代中豁眼雄禽的基因型为ZaZaMm或ZaZamm。
【答案】
(1)ZAZA,ZaWZAW、ZAZa,雌雄均为正常眼 1/2
(2)杂交组合:
豁眼雄禽(ZaZa)×正常眼雌禽(ZAW)
预期结果:
子代雌禽为豁眼(ZaW),雄禽为正常眼(ZAZa)
(3)ZaWmm ZaZaMm,ZaZamm
考点二 伴性遗传及人类遗传病
1.性染色体不同区段分析
2、从性遗传≠伴性遗传
从性遗传相关基因位于常染色体上,基因传递与性别无关,但性状表现却与性别相联系(如基因型Nn在雄性中表现有角,在雌性中却表现“无角”),这表明性状表现是基因型与“环境”共同作用的结果。
3.仅在X染色体上基因的遗传特点
(1)伴X染色体显性遗传病的特点:
①发病率男性低于女性;②世代遗传、交叉遗传;③男患者的母亲和女儿一定患病。
(2)伴X染色体隐性遗传病的特点:
①发病率男性高于女性;②隔代遗传、交叉遗传;③女患者的父亲和儿子一定患病。
4.XY同源区段遗传特点(等位基因A和a)
(1)女性的基因型有XAXA、XAXa、XaXa,男性的基因型有XAYA、XAYa、XaYA、XaYa。
(2)遗传仍与性别有关
①如XaXa(♀)×XaYA(♂)→子代(♀)全为隐性,(♂)全为显性;
②如XaXa(♀)×XAYa(♂)→子代(♀)全为显性,(♂)全为隐性。
当基因位于XY染色体同源区段时,应特别关注杂合子男性基因传递轨迹。
如针对XaYA与XAYa类型,前者YA一定来自父方,一定传向子方,故其父、其子均呈“显性”性状,而后者XA定来自母方,一定传向女儿方,故其母、其女均呈显性性状。
例5(2014·新课标全国Ⅰ卷)下图为某种单基因常染色体隐性遗传病的系谱图(深色代表的个体是该遗传病患者,其余为表现型正常个体)。
近亲结婚时该遗传病发病率较高,假定图中第Ⅳ代的两个个体婚配生出一个患该遗传病子代的概率是1/48,那么,得出此概率值需要的限定条件是( )
A.Ⅰ-2和Ⅰ-4必须是纯合子
B.Ⅱ-1、Ⅲ-1和Ⅲ-4必须是纯合子
C.Ⅱ-2、Ⅱ-3、Ⅲ-2和Ⅲ-3必须是杂合子
D.Ⅱ-4、Ⅱ-5、Ⅳ-1和Ⅳ-2必须是杂合子
1、遗传系谱图中遗传病类型的判断技巧
2、把握“正常人群”中杂合子的取值
针对常染色体隐性遗传病而言,正常人群应包含AA、Aa两种基因型,倘若求解“与人群中某正常异性结婚”求“生一患病孩子的概率”类问题时切不可直接认定该异性的基因型为Aa,即不可用2×A%×a%作为人群中正常人群为杂合子的概率,必须先求得Aa、AA概率,即该异性的Aa%=
×100%。
四、变式提升
1、下列有关孟德尔定律的叙述中,正确的是( )
A.F1高茎豌豆自交所得F2中出现了高茎和矮茎,这是基因重组的结果
B.孟德尔通过测交实验的结果推测出F1产生配子的种类及数量,从而验证其假说是否正确
C.随着科学的不断发展,单倍体育种也可直接证明“分离定律”
D.孟德尔对分离现象及自由组合现象的解释是基于对减数分裂的研究而提出的假说
2、科研工作者在研究果蝇翅型(卷翅与长翅)的遗传现象时提出,在卷翅基因所在的染色体上存在隐性致死基因(d),该基因纯合时致死。
紫眼(e)卷翅(B)品系和赤眼(E)卷翅(B)品系果蝇的隐性致死基因不同(分别用d1和d2表示),它们在染色体上的位置如图所示,其中d1d1和d2d2致死,d1d2不致死。
已知控制眼色与翅型的基因独立遗传,下列分析错误的是( )
A.d1和d2没有位于同源染色体的相同位置上,因此他们不属于等位基因
B.图示紫眼卷翅品系和赤眼卷翅品系果蝇杂交,子代中卷翅∶长翅=3∶1
C.图示赤眼卷翅品系中的雌雄果蝇相互交配,子代果蝇中卷翅∶长翅=2∶1
D.图示赤眼(Ee)卷翅品系和紫眼卷翅品系果蝇杂交,子代性状分离比为2∶2∶1∶1
3、调查某种遗传病得到如右系谱图,在调查对象中没有发现基因突变和染色体变异的个体。
下列分析错误的是( )
A.该病不可能是伴性遗传病,因为第一代都不患病
B.该病不可能是单基因遗传病,因为第一、三代都正常
C.该病可能由位于两对常染色体上的隐性致病基因控制
D.第一代的4位成员可能有纯合子
4、关于X染色体上显性基因决定的某种人类单基因遗传病(不考虑基因突变)的叙述,正确的是( )
A.男性患者的后代中,子女各有1/2患病
B.女性患者的后代中,女儿都患病,儿子都正常
C.患者双亲必有一方是患者,人群中的女性患者多于男性
D.表现正常的夫妇,X染色体上也可能携带相应的致病基因
五、课堂演练
1.(2017·海南卷,20)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。
某哺乳动物的平衡种群中,栗色毛和黑色毛由常染色体上的1对等位基因控制。
下列叙述正确的是( )
A.多对黑色个体交配,每对的子代均为黑色,则说明黑色为显性
B.观察该种群,若新生的栗色个体多于黑色个体,则说明栗色为显性
C.若该种群栗色与黑色个体的数目相等,则说明显隐性基因频率不等
D.选择1对栗色个体交配,若子代全部表现为栗色,则说明栗色为隐性
2.(2018·黑龙江齐齐哈尔市二模)某种自花传粉的植物,抗病和易感病分别由基因R、r控制,细胞中另有一对等位基因B、b对抗病基因的抗性表达有影响,BB使植物抗性完全消失,Bb使抗性减弱,表现为弱抗病。
将易感病与抗病植株杂交,F1都是弱抗病,自交得F2表现易感病:
弱抗病:
抗病的比分别为7:
6:
3。
下列推断正确的是( )
A.亲本的基因型是RRBB、rrbbx/kw
B.F2的弱抗病植株中纯合子占1/3
C.F2中全部抗病植株自交,后代抗病植株占8/9
D.不能通过测交鉴定F2易感病植株的基因型
3、某种两性花植物,花的颜色由两对等位基因(H、h,R、r)控制,基因组成与花的颜色的对应关系如表所示。
基因组成
H_RR
H_Rr
其余基因组成
花的颜色
红色
粉红色
白色
回答下列问题:
(1)基因型为HhRr的植株,两对基因在染色体上的位置关系可能有三种,请参照甲图,画出另外两种类型(竖线表示染色体,圆点表示基因)。
类型编号
甲
乙
丙
基因在染色体上的位置
(2)取基因型为HhRr植株的花粉,进行离体培养,获得的幼苗称为 。
幼苗经秋水仙素处理后,继续生长至开花期,若所有植株全开白色花,则基因在染色体上的位置关系如表中 所示。
(3)现通过自交实验来探究这两对基因在染色体上的位置关系,让“某植株”进行自交,子代植株的表现型及比例为:
红花∶粉红花∶白花=3∶6∶7,表明控制花色的两对基因位于_________________上,基因型为_________。
(4)假设两对基因独立遗传,以基因型为HhRr的植株为亲本自交,F1中所有开红色花的植株再自交,则F2中开白花的植株所占的比例为 。
4.下图为果蝇性染色体的同源情况:
Ⅰ区段是X和Y染色体的同源部分,该部分基因存在等位基因;Ⅱ-1、Ⅱ-2区段分别为X、Y非同源部分,该部分基因不互为等位基因。
果蝇的刚毛性状有正常刚毛、截刚毛,现用纯种果蝇进行杂交实验,其过程及结果如下:
①截刚毛♀×正常刚毛♂,F1中雌雄个体均为正常刚毛;②F1相互交配,F2中雌性正常刚毛∶截刚毛为1∶1,雄性全为正常刚毛。
则控制果蝇刚毛性状的基因位于( )
A.性染色体的Ⅰ区段B.Ⅱ-1区段
C.Ⅱ-2区段D.常染色体上
5.(2017·全国课标卷Ⅰ,32)某种羊的性别决定为XY型,已知其有角和无角由位于常染色体上的等位基因(N/n)控制;黑毛和白毛由等位基因(M/m)控制,且黑毛对白毛为显性,回答下列问题:
(1)公羊中基因型为NN或者Nn的表现为有角,nn无角;母羊中基因型为NN的表现为有角,nn或Nn无角。
若多对杂合体公羊与杂合体母羊杂交,则理论上,子一代群体中母羊的表现型及其比例为 ;公羊的表现型及其比例为 。
(2)某同学为了确定M/m是位于X染色体上,还是位于常染色体上,让多对纯合黑毛母羊与纯合白毛公羊交配,子二代中黑毛∶白毛=3∶1,我们认为根据这一实验数据,不能确定M/m是位于X染色体上,还是位于常染色体上,还需要补充数据,如统计子二代中白毛个体的性别比例,若 ,则说明M/m是位于X染色体上;若 ,则说明M/m是位于常染色体上。
(3)一般来说,对于性别决定为XY型的动物群体而言,当一对等位基因(如A/a)位于常染色体上时,基因型有 种;当其位于X染色体上时,基因型有 种;当其位于X和Y染色体的同源区段时,(如图所示),基因型有 种。
6.(2014·课标卷Ⅱ,32)山羊性别决定方式为XY型。
下面的系谱图表示了山羊某种性状的遗传,图中深色表示该种性状的表现者。
已知该性状受一对等位基因控制,在不考虑染色体变异和基因突变的条件下,回答下列问题:
(1)据系谱图推测,该性状为 (填“隐性”或“显性”)性状。
(2)假设控制该性状的基因仅位于Y染色体上,依照Y染色体上基因的遗传规律,在第Ⅲ代中,表现型不符合该基因遗传规律的个体是 (填个体编号)。
(3)若控制该性状的基因仅位于X染色体上,则系谱图中一定是杂合子的个体是 (填个体编号),可能是杂合子的个体是 (填个体编号)。
7、某性别决定方式为XY型的植物茎色为绿色和紫色(基因型为A、a)、叶型为宽叶与窄叶(基因型为B、b),为探究这两对相对性状的遗传规律,进行如下实验。
亲本组合
F1表现型
F2表现型及比例
实验
1
紫色宽叶(♀)
×
绿色窄叶(♂)
紫色宽叶
紫色宽叶
紫色宽叶
紫色窄叶
绿色宽叶
绿色宽叶
绿色窄叶
♀
♂
♂
♀
♂
♂
6
3
3
2
1
1
实验
2
紫色宽叶(♂)
×
绿色窄叶(♀)
紫色宽叶
紫色宽叶
紫色宽叶
紫色窄叶
绿色宽叶
绿色宽叶
绿色窄叶
♂
♀
♀
♂
♀
♀
6
3
3
2
1
1
(1)绿色和紫色这对相对性状中, 是显性性状。
该植物中,基因A、a和基因B、b的遗传遵循 定律。
依据表格信息作出判断的理由是_________________
_________________________________。
(2)控制绿色和紫色的A、a基因位于 染色体上,判断理由是_______________
_________________________________________________________。
(3)实验2中亲本的基因型为 ;若只考虑其植物叶型性状,在F2的宽叶植株中,纯合体所占比例为 。
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