高三生物复习教案2015第3讲巧用后代表现型比例分析遗传学案（山东专用） 12页

巧用后代表现型比例分析遗传特例 在遗传中，有着典型的规律，如孟德尔的分离定律、自由组合定律等，自交、测交后代的基因型和表现型都有着典型的分离比，这些都是遗传典型性的体现，但在各种内在与外在因素的作用下，这些典型的分离比就会改变而出现“例外”。 在近几年高考试题中，遗传学中某些“例外”现象，如：不完全显性、“显（隐）性致死”、“非等位基因相互作用”等等，常常作为能力考查的命题材料。 一、等位基因间的相互作用 1．不完全显性：具有相对性状的两个亲本杂交，所得的F1表现为双亲的中间类型。 2. 共显性：具有相对性状的两个亲本杂交，所得的F1同时表现出双亲的性状。 3．显（隐）性致死：常表现为一对基因的显性纯合致死或隐性纯合致死。 例题1 ．大豆是两性花植物。下面是大豆某些性状的遗传实验： 大豆子叶颜色（BB表现深绿；Bb表现浅绿；bb呈黄色，幼苗阶段死亡）和花叶病的抗性（由R、r基因控制）遗传的实验结果如下表： 组合 母本 父本 F1的表现型及植株数 一 子叶深绿不抗病 子叶浅绿抗病 子叶深绿抗病220株；子叶浅绿抗病217株 二 子叶深绿不抗病 子叶浅绿抗病 子叶深绿抗病110株；子叶深绿不抗病109株； 子叶浅绿抗病108株；子叶浅绿不抗病113株 ①组合一中父本的基因型是_____________，组合二中父本的基因型是_______________。 ②用表中F1的子叶浅绿抗病植株自交，在F2的成熟植株中，表现型的种类有__________________________________________________，其比例为_____________。 ③请选用表中植物材料设计一个杂交育种方案，要求在最短的时间内选育出纯合的子叶深绿抗病大豆材料。              ‎ 例2．在高等植物中，有少数物种是有性别的，即雌雄异株。女娄菜是一种雌雄异株的草本植物，正常植株呈绿色，部分植株呈金黄色,且金黄色植株仅存在于雄株中。以下是某校生物研究小组完成的几组杂交实验的结果，请回答相关问题：       第一组：                第二组：  绿色雌株  ╳   金黄色雄株   绿色雌株  ╳   金黄色雄株           ↓                          ↓   绿色雄株                      绿色雄株   金黄色雄株                                      1    ：   1              第三组：        绿色雌株   ╳    绿色雄株                     ↓  绿色雌株    绿色雄株  金黄色雄株          2      ：     1       ：    1  （1）女娄菜性别决定的方式是                型。  （2）相对绿色，女娄菜植株金黄色是             性状。  （3）可以判断，决定女娄菜植株颜色的基因位于            染色体上。若用A或a表示相关基因，第一组和第二组杂交实验中母本的基因型依次是                   和                   。  （4）第一组和第二组杂交实验的子代都没有雌株出现，请你对此现象做出合理的推测：  （5）请写出第三组杂交实验的遗传图解：二、非等位基因间的相互作用 1基因互作下的特殊分离比 基因互作，指的是两对或多对基因共同控制同一性状，表现出各种形式的相互作用。如果两对互作基因位于非同源染色体上，则它们的遗传同样遵循自由组合定律，但F1自交或测交后代会表现出独特的性状分离比。‎ 例 ‎ 基因A 基因B ‎ ↓ ↓‎ ‎ 酶1 酶2‎ ‎ ↓ ↓‎ ‎ 白花物质 蓝花物质 紫花物质 若将白花植株与蓝花植株杂交，F1全为紫花，那么F1自交及测交所得后代表现型及比例分别是多少？‎ 其它可能出现的自交及测交比 自交分离比 ‎10：6‎ ‎9：7 ‎ ‎15：1‎ ‎13：3‎ ‎9：6：1‎ ‎12：4‎ ‎12：3：1‎ ‎10：3：3‎ 测交分离比 ‎1：1‎ ‎1：3‎ ‎3：1‎ ‎3：1‎ ‎1：2：1‎ ‎1：1‎ ‎2：1：1‎ ‎2：1：1‎ ‎2等位基因不完全显性下的特殊分离比 等位基因不完全显性，指具有相对性状的纯合亲本杂交后，F1显现中间类型的现象。‎ 例：人类的皮肤含有黑色素，黑人的皮肤中含量最多，白人的皮肤中含量最少。皮肤中黑色素的多少，由两对独立遗传（A和a,B和b）所控制，显性基因A和B可以使黑色素量增加，两者增加的量相等，并且可以累加。若一纯种黑人和一纯种白人婚配，后代肤色为黑白中间色；如果该后代与同基因型的异性婚配，其子代可能出现的表现型的种类及比例是多少？‎ ‎3、子二代不同基因型个体的成活率不相等 例：某种鼠中，黄鼠基因A对灰鼠基因a为显性，短尾基因B对长尾基因b为显性，且A或b基因在纯和时使胚胎致死，这两对基因是独立遗传的。现有两只双杂和的黄色短尾鼠交配，理论上所生的子代表现型比例为多少？‎ P 杂和黄短鼠AaBb × 杂和黄短鼠AaBb ‎ ↓‎ F1 AaBB AaBb aaBB aaBb ‎ 黄短（2+4）=6 灰短（1+2）=3‎ 一、 验证基因自由组合定律的题型 基因自由组合定律的实质是指有性生殖的生物减数分裂时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。常用以下方法验证：‎ ‎①测交法：杂种F1与隐性类型杂交，后代出现四种表现型的个体且比例相等，说明杂种F1产生比例相等的四种配子，即非等位基因自由组合。‎ ‎②自交法：杂种F1自交后代中出现四种表现型的个体且比例为9：3：3：1，说明杂种F1产生比例相等的四种配子，即非等位基因自由组合。‎ ‎③花粉鉴定法：显微镜下观察如果出现四种表现不同的花粉且比例相等，说明杂种F1产生比例相等的四种配子，即非等位基因自由组合。‎ 例1：某单子叶植物非糯性(A)对糯性(a)为显性，抗病(T)对染病(t)为显性，花粉粒长形(D)对圆形(d)为显性，三对等位基因位于三对同源染色体上，非糯性花粉遇碘液变蓝色，糯性花粉遇碘液变棕色。现有四种纯合子基因型分别为：①AATTdd, ②AAttDD, ③ AAttdd, ④aattdd。按要求回答下列问题：‎ （1） 若采用花粉鉴定法验证基因的分离定律，应选择亲本①与 （填序号）杂交。‎ （2） 若采用花粉鉴定法验证基因的自由组合定律，杂交时应选择的两亲本 为 （填序号）。将杂交所得F1的花粉涂抹在载玻片上，置于显微镜下观察，预期结果为： ‎ 例2：已知果蝇的长翅与残翅为一对相对性状(显性基因用A表示，隐性基因用a表示)；直毛和分叉毛为一对相对性状(显性基因用B表示，隐性基因用b表示)。两只亲代果蝇杂交得到以下子代的类型和比例：‎ 表现型 长翅、直毛 残翅、直毛 长翅、分叉毛 残翅、分叉毛 雄果蝇 ‎3/8‎ ‎1/8‎ ‎3/8‎ ‎1/8‎ 雌果蝇 ‎3/4‎ ‎1/4‎ ‎0‎ ‎0‎ 回答问题：‎ （1） 控制直毛和分叉毛遗传的基因位于 染色体。‎ （2） 亲本雌雄果蝇的基因型分别为 。‎ （3） 请设计实验验证长翅与残翅、直毛和分叉毛两对相对性状的遗传行为符合基因的自由组合定律。‎ （4） 第一步：选择纯种的长翅直毛雌果蝇与纯种残翅分叉毛雄果蝇交配，得到F1;‎ ‎ 第二步：让F1雄果蝇与表现型为 果蝇进行测交。‎ 第三步：观察并统计 。‎ 预期结果： ‎ 一、 利用自由组合定律进行杂交育种的题型 培育能稳定遗传的优良品种 （1） 培育隐性纯合子：选取双亲→杂交→F1→自交→F2→选出表现型符合要求的个体推广种植。‎ （2） 培育双显性纯合子或一隐一显纯合子：①选取双亲→杂交→F1→自交→F2→选出表现型符合要求的个体自交→F3→┈┈→选出稳定遗传的个体推广种植。‎ ‎ ②选取双亲→杂交→F1→自交→F2→选出表现型符合要求的个体测交→F3→选出后代性状不分离的个体推广种植。‎ 例 燕麦中有黑颖、黄颖、白颖三种相对性状，控制黑颖和非黑颖为一对等位基因，用 B和b表示，控制黄颖和非黄颖为另一对等位基因，用Y和y表示。研究发现，只 要有显性黑颖基因B存在时，杆株就表现为黑颖；若无B基因存在，就决定于是否 显性黄颖基因Y存在，有则为黄颖，无则为白颖。现有纯系黑颖品系和纯系黄颖品 杂交，子代全为黑颖。若子一代自交，得到的子二代性状分离比为黑颖：黄颖：白 颖=12：3：1。请据你所学的遗传知识分析下列问题：‎ ‎（1）这两纯系亲本基因型为 和 ‎ ‎（2）若基因型BBYY（黑颖燕麦）具有更强的抗逆性，且蛋白质的含量相对高。如何利用现有材料快速培育出此品种，请写出简单的育种方案：‎ ‎①取F1花药离体培养成单倍体幼苗，再用秋水仙素处理得到F2纯合植物。‎ ‎②选择出F2中的黑颖植物，分开留种并播种，并与白颖植物杂交得到F3种子。‎ ‎③将F3种子播种后长成的植物自交，观测后代性状分离情况，若后代有黄颖出现，则原黑颖植物所结种子基因型即为BBYY；若后代无黄颖出现例题4．用南瓜中结球形果实的两个纯种亲本杂交，结果如下图： ‎ P:        球形果实 ×球形果实                    ↓  F1            扁形果实 ↓自交  F2    扁形果实    球形果实      长形果实            9     ：   6     ：    1 根据这一结果，可以认为南瓜果形是由两对等位基因决定的。请分析： (1)纯种球形南瓜的亲本基因型是           和           （基因用A和 a，B和b表示）。 （2）F1扁形南瓜产生的配子种类与比例是                                            。 （3）F2的球形南瓜的基因型有哪几种？                      。其中纯合体占的比例为_______。 3．显性上位作用：一种显性基因对另一种显性基因起上位掩盖作用，表现自身所控制的性状，这种基因称为上位基因，只有在上位基因不存在时，被掩盖的基因（下位基因）才得以表现，这种现象称为显性上位作用。此时F2出现12（9+3）：3：1的性状分离比。 例题5.燕麦颖色受两对基因控制。现用纯种黄颖与纯种黑颖杂交，F1全为黑颖，F1自交产生的F2中，黑颖:黄颖:白颖=12:3:1。已知黑颖（B）和黄颖（Y）为显性，只要B存在，植株就表现为黑颖。请分析回答： （1）F2中，黄颖占非黑颖总数的比例是        。F2的性状分离比说明B（b）与Y（y）存在于         染色体上。 （2）F2中，白颖基因型是_______    _____，黄颖的基因型有 ‎          种。 （3）若将F1进行花药离体培养，预计植株中黑颖纯种的比例是           。 （4）若将黑颖与黄颖杂交，亲本基因型为                                时，后代中的白颖比例最大。 4．隐性上位作用：某对隐性基因对另一对显性基因起上位掩盖作用，这种现象称为隐性上位作用。此时F2出现9：3：4（3+1）的性状分离比。 例题6．天竺鼠身体较圆，唇形似兔，性情温顺，是一种鼠类宠物。该鼠的毛色由两对基因控制，这两对基因分别位于两对常染色体上，已知B决定黑色毛，b决定褐色毛，C决定毛色存在，c决定毛色不存在（即白色）。现有一批基因型为BbCc的天竺鼠，雌雄个体随机交配繁殖后，子代中黑色：褐色：白色的理论比值为 （    ） A．9：3：4           B．9：4：3          C．9：6：1        D．9：1：6        ‎ ‎5．抑制作用：在两对独立遗传的基因中，一对基因本身并不控制性状的表现，但对另一对基因的表现有抑制作用，称为抑制基因，由此所决定的遗传现象称为抑制作用。此时F2出现13（9+3+1）：3的性状分离比。 例题7．蚕的黄色茧（Y）对白色茧（y）是显性，抑制黄色出现的基因（I）对黄色出现基因（i）为显性，两对基因独立遗传。现在用杂合白色茧（YyIi）蚕相互交配，后代中的白茧与黄茧的分离比为（    ）  A．3：1 B．13：3     C．1：1  D．15：1‎ ‎ 巩固训练： 1．某种鼠中，黄鼠基因A对灰鼠基因a显性，短尾基因B对长尾基因b 显性，且基因A或b在纯合时使胚胎致死，这两对基因位于非同源染色体上。现有两只双杂合的黄色短尾鼠交配，理论上所生的子代中表现型比例为  （    ） A.2：1        B.9：3：3：1       C.4：2：2：1        ‎ D.1：1：1：1 2．人类的皮肤含有黑色素,黑人含量最多,白人含量最少.皮肤中黑色素的多少,由两对独立遗传的基因(A和a,B和b)所控制;显性基因A和B可以使黑色素量增加,两者增加的量相等,并且可以累加.若一纯种黑人与一纯种白人配婚,后代肤色为黑白中间色;如果该后代与同基因型的异性婚配,其子代可能出现的基因型种类和不同表现型的比例为（    ）   A．3种  3:1                          B．3种  1:2:1   C．9种  9:3:3:1                      D．9种  1:4:6:4:1 3．在西葫芦的皮色遗传中，已知黄皮基因(Y)对绿皮基因(y)显性，但在另一白色显性基因(W)存在时，则基因Y和y都不能表达。现有基因型WwYy的个体自交，其后代表现型种类及比例是（    ） A．4种，9：3：3；1      B．2种，13：3     ‎ C． 3种， 12∶3∶1      D．3种，10：3：3 4．某植物控制花色的两对等位基因A、a和B、b，位于不同对的同源染色体上。以累加效应决定植物花色的深浅，且每个显性基因的遗传效应是相同的。纯合子AABB和aabb杂交得到Fl ，再自交得到F2，在F2中表现型的种类有   （    ） A．1种         B．3种         C．5种         D．7种 5．请回答下列关于果蝇性状遗传的问题： Ⅰ．果蝇的下列性状分别由位于两对常染色体上的两对等位基因控制，分别用A、a和B、b表示．且基因A具有纯合致死效应。巳知黑身残翅果蝇与灰身长翅果蝇交配，Fl为黑身长翅和灰身长翅，比例为l：l。当F1的黑身长翅果蝇彼此交配时，其后代表现型及比例为：黑身长翅：黑身残翅 ‎：灰身长翅：灰身残翅=6：2：3：‎ l。请据此分析回答下列问题： （1）果蝇这两对相对性状分别中，显性性状分别为_______________________________________。 （2）F1的黑身长翅果蝇彼此交配产生的后代中致死基因型有_________________________________，占其后代的比例为____________。 （3）F2中的黑身残翅果蝇个体测交后代表现型及比例为___________________________________。‎ ‎6．女娄菜是雌雄异株XY型性别决定的被子植物。女娄菜的宽叶（XB）对窄叶（Xb）是显性。实验研究中发现，窄叶型含Xb的花粉粒死亡。 （1）如果要证明含Xb的花粉粒死亡，而且子代的表现型都是宽叶型，你将选择基因型为                                    的两个亲本进行杂交，。 （2）如果要使子代的宽叶和窄叶的分离比为3：1，你应选择基因型为    　　　                  的两个亲本进行杂交。 （3）既然窄叶型含Xb的花粉粒要死亡，那么在雌性植株中一般不会出现窄叶型个体。请利用所学的生物学知识，简述一种可较快获得窄叶型雌性植株的育种方法。 7．遗传学的研究知道，家兔的毛色是受A、a和B、b两对等位基因控制的。其中，基因A决定黑色素的形成；基因B决定黑色素在毛皮内的分布；没有黑色素的存在，就谈不上黑色素的分布。这两对基因分别位于两对同源染色体上。育种工作者选用野生纯合子的家兔进行了如下的杂交实验： 请分析上述杂交实验图解，回答下列问题： （1）表现型为灰色的家兔中，基因型最多有   　　　   种；表现型为黑色的家兔中，纯合子基因型为      　　　  　  。 （2）在F2表现型为白色的家兔中，与亲本基因型相同的占    　　　  ；与亲本基因型不同的个体中，杂合子占  　　　    。 （3）育种时，常选用某些野生纯合的黑毛家兔与野生纯合的白毛家兔进行杂交，在其后代中，有时可得到灰毛兔，有时得不到灰毛兔，请试用遗传图解说明原因？（答题要求：写出亲本和杂交后代的基因型和表现型，并试作简要说明） ‎ 巧用后代表现型比例分析遗传特例答案 例题1 ‎ ‎①BbRR  BbRr                                        ②子叶深绿抗病：子叶深绿不抗病：子叶浅绿抗病：子叶浅绿不抗病      3：1：6：2     ③用组合一的父本植株自交，在子代中选出子叶深绿类型即为纯合的子叶深绿抗病大豆材料。                   ‎ 例2  ：（1）XY （2）  隐性      （3） X    XAXA   XAXa     （4）金黄色雄株产生的含Xa的配子不能成活（或无授精能力），只有含Y染色体的精子参与受精作用。     （5）  亲代：  XA Xa（绿色雌株）    ╳      XAY（绿色雄株） 配子：       XA    Xa                 XA    Y           子代：    XA XA          XA Xa          XAY        XaY                  绿色雌株       绿色雌株     绿色雄株    金黄色雄株 ‎ 例 ‎ ‎ P 白花:aaBB × 蓝花:AAbb ‎ ↓‎ F1 紫花 AaBb ‎ ↓‎ F‎2 A_B_ A_bb aaB_ aabb ‎ 紫花9 蓝花3 白花（3+1）‎ 测交：紫花AaBb ×白花aabb → AaBb Aabb aaBb aabb ‎ 紫花 1 蓝花1 白花（1+1）‎ 例： P纯种黑人AABB × 纯种白人aabb ‎ ↓‎ F1 黑白中间色AaBb ‎ ↓‎ F2 AABB AABb AaBB AAbb aaBB AaBb Aabb aaBb aabb ‎ 1 (2 + 2) (1 + 1 + 4) ( 2 + 2 ) 1‎ ‎ 纯黑 较黑 中间色 较白 纯白 例： ‎ P 杂和黄短鼠AaBb × 杂和黄短鼠AaBb ‎ ↓‎ F1 AaBB AaBb aaBB aaBb ‎ 黄短（2+4）=6 灰短（1+2）=3‎ （1） 若采用花粉鉴定法验证基因的分离定律，应选择亲本①与 ②或④ （填序号）杂交。‎ （2） 若采用花粉鉴定法验证基因的自由组合定律，杂交时应选择的两亲本为 ②和④ （填序号）。将杂交所得F1的花粉涂抹在载玻片上，置于显微镜下观察，预期结果为： 蓝长：蓝圆：棕长：棕圆≈1：1：1：1 ‎ 例2：已知果蝇的长翅与残翅为一对相对性状(显性基因用A表示，隐性基因用a表示)；直毛和分叉毛为一对相对性状(显性基因用B表示，隐性基因用b表示)。两只亲代果蝇杂交得到以下子代的类型和比例：‎ 表现型 长翅、直毛 残翅、直毛 长翅、分叉毛 残翅、分叉毛 雄果蝇 ‎3/8‎ ‎1/8‎ ‎3/8‎ ‎1/8‎ 雌果蝇 ‎3/4‎ ‎1/4‎ ‎0‎ ‎0‎ 回答问题：‎ （1） 控制直毛和分叉毛遗传的基因位于 X 染色体。‎ （2） 亲本雌雄果蝇的基因型分别为 AaXBXb、、、、、AaXBY 。‎ （3） 请设计实验验证长翅与残翅、直毛和分叉毛两对相对性状的遗传行为符合基因的自由组合定律。‎ （4） 第一步：选择纯种的长翅直毛雌果蝇与纯种残翅分叉毛雄果蝇交配，得到F1;‎ ‎ 第二步：让F1雄果蝇与表现型为 残翅分叉毛雌 果蝇进行测交。‎ 第三步：观察并统计 后代表现型的种类及比例 。‎ 预期结果： 长直雌、残直雌、长分叉雄、残分叉雄≈1：1：1：1 ‎ 例 ‎ ‎（1）这两纯系亲本基因型为BByy和bbYY ‎（2）若基因型BBYY（黑颖燕麦）具有更强的抗逆性，且蛋白质的含量相对高。如何利用现有材料快速培育出此品种，请写出简单的育种方案：‎ ‎①取F1花药离体培养成单倍体幼苗，再用秋水仙素处理得到F2纯合植物。‎ ‎②选择出F2中的黑颖植物，分开留种并播种，并与白颖植物杂交得到F3种子。‎ 例4：（1）AAbb     aaBB （2）AB:  Ab :aB  :ab = 1:1:1:1 （3）AAbb   Aabb  aaBB  aaBb     1/3‎ 例5:（1）3/4       非同源   （2）bbyy     2  （3）0     （4）Bbyy×bbYy例6： A         ‎ 例7： B 巩固训练： 1、A      2、D      3、C      4、C   5．Ⅰ⑴黑身、长翅     ⑵    AABB、AABb、AAbb  ，      1/4    ⑶       黑身残翅：灰身残翅=1：1     6．（1）XBXB×XbY        （2）XBXb×XBY （3）单倍体育种：将宽叶型雌性植株的卵细胞提取出来进行离体培养得到单倍体植株，从中选出窄叶型植株再用秋水仙素溶液处理诱导染色体数目加倍，可得到稳定遗传的的窄叶型的雌性植株。（也可采用植物细胞工程育种的方法。） 7．（1）4种      AAbb（2） 1／4        2／3　　　　（3）‎