专题04 遗传的基本规律-2021届高考生物必背知识手册

专题04 遗传的基本规律-2021届高考生物必背知识手册

1 专题 04 遗传的基本规律 书本黑体字速记 1.相对性状：一种生物的同一种性状的不同表观类型。控制相对性状的基因，叫作等位基因。 2.性状分离：在杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象。 3.假说—演绎法：观察现象、提出问题→分析问题、提出假说→设计实验、验证假说→分析 结果、得出结论。测交：F1 与隐性纯合子杂交。 4.分离定律的实质是：在减数第一次分裂后期随同源染色体的分离，等位基因分开，分别进 入两个不同的配子中。 5.自由组合定律的实质是：在减数第一次分裂后期同源染色体上的等位基因分离，非同源染 色体上的非等位基因自由组合。 6.表现型指生物个体表现出来的性状，与表现型有关的基因组成叫作基因型。 7.减数分裂是进行有性生殖的生物在产生成熟生殖细胞时，进行的染色体数目减半的细胞分 裂。在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞分裂两次。减数分裂的结果是，成熟生 殖细胞中的染色体数目比精(卵)原细胞减少了一半。 8.减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数第一次分裂过程中。 9.一个卵原细胞经过减数分裂，只形成一个卵细胞(一种基因型)。一个精原细胞经过减数分 裂，形成四个精子(两种基因型)。 10.对于有性生殖的生物来说，减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞染色体 数目的恒定，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。 11.同源染色体：配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母 方。同源染色体两两配对现象叫作联会。联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫作 四分体，四分体中非姐妹染色单体之间经常发生交叉互换。 12.减数第一次分裂与减数第二次分裂之间通常没有间期，或者间期时间很短。 2 必背基础知识点 1.相对性状是指一种生物的同一种性状的不同表现类型。 2.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。 3.测交是指让 F1 与隐性纯合子杂交。 4.基因分离定律的实质是同源染色体上的等位基因分离。 5.基因自由组合定律的实质是等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 6.在自由组合中的每一对相对性状，若单独地分析都遵守基因的分离定律。 7.分离定律和自由组合定律是真核生物细胞核基因在有性生殖中的传递规律。分离定律是自 由组合定律的基础。 8.在完全显性的情况下，两对相对性状的纯合子杂交，F1 为双显性个体，F2 有 9 种基因型， 4 种表现型，比例为 9∶3∶3∶1。但由于基因之间的相互作用及致死基因的存在，结果往往 会出现与 9∶3∶3∶1 不一致的分离比。 9.豌豆的优点：①自花传粉、闭花受粉，自然状态下一般都是纯种；②花大，容易去雄和人 工授粉；③具有易于区分的相对性状。 10．假说—演绎法的一般研究程序(必修二 7 页) 发现问题→提出假说→演绎推理→实验验证→得出结论。 11．孟德尔成功的四个原因(必修二 11 页) (1)正确地选用实验材料； (2)从单因素到多因素研究； (3)运用统计学的方法分析实验结果； (4)科学地设计了实验程序。 12．基因分离定律：具有一对相对性状的两个生物纯本杂交时，子一代只表现出显性性状； 子二代出现了性状分离现象，并且显性性状与隐性性状的数量比接近于 3：1。 3 13．基因分离定律的实质是：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体，具有一定的独立性， 生物体在进行减数分裂形成配子时，等位基因会随着的分开而分离，分别进入到两个配子中， 独立地随配子遗传给后代。 14．基因型是性状表现的内存因素，而表现型则是基因型的表现形式。表现型=基因型+环 境条件。 15．基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干 扰的。在进行减数分裂形成配子的过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离，同时非同源 染色体上的非等位基因自由组合。在基因的自由组合定律的范围内，有 n 对等位基因的个体 产生的配子最多可能有 2n 种。 易错易混考点 一、孟德尔定律 1．一对相对性状的两杂合子杂交，后代产生隐性纯合子的原因是基因分离。 2．高茎(Dd)豌豆产生的雄配子与雌配子的比例远大于 1，不管是雄配子还是雌配子中 D 与 d 配子比均为 1∶1。 二、减数分裂和受精作用 3．在减数分裂过程中，同源染色体分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 4．若雌性动物减数第二次分裂时细胞体积均等，则该细胞产生的子细胞最终去向是退化消 失。 三、基因在染色体上 5．基因在染色体上呈线性排列指的是基因在染色体上的排列而非基因的形状是线形的。 四、伴性遗传 6．高等植物产生的种子，种皮和果皮是由当代母方基因决定的，种子中的胚是下一代，由 父方和母方共同决定，种皮和果皮的性状遗传属于细胞核遗传。 4 7．某男子体细胞内来自其祖父的染色体数至少有 1 条(Y 染色体)的原因是来自其祖父的 22 条常染色体在其父亲减数分裂时与来自其祖母的 22 条常染色体随机组合，以致该男子体细 胞常染色体来自祖父的范围是 0～22 条。 8．男性的 X 染色体的基因只能来自母亲，以后只能传给女儿。这种遗传特点，在遗传学上 叫做交叉遗传。 9．鸡的性别决定方式是 ZW 型，若要在幼年就根据某伴 Z 遗传的性状识别雌雄，杂交的亲 本可以是隐性的雄性和显性的雌性。 19 年真题赏析 考点 1 基因的分离定律 1.（2019 全国Ⅱ理综，6 分）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 【答案】.B 【解析】本题考查孟德尔遗传定律的应用，意在考查考生的理解能力和综合运用能力。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。 5 2.（2019 全国Ⅲ理综，6 分）假设在特定环境中,某种动物基因型为 BB 和 Bb 的受精卵均可 发育成个体,基因型为 bb 的受精卵全部死亡。现有基因型均为 Bb 的该动物 1 000 对(每对含 有 1 个父本和 1 个母本),在这种环境中,若每对亲本只形成一个受精卵,则理论上该群体的子 一代中 BB、Bb、bb 个体的数目依次为 A.250、500、0 B.250、500、250 C.500、250、0 D.750、250、0 【答案】.A 【解析】本题考查分离定律的相关知识，意在考查考生的理解能力。由题意可知，1 000 对 基因型均为 Bb 的亲本交配，每对亲本只形成一个受精卵，若不考虑致死，一对基因型为 Bb 的亲本产生基因型为 BB、Bb、bb 的受精卵的概率分别为 1/4、2/4、1/4，1 000 对基因型 均为 Bb 的亲本交配，产生基因型为 BB、Bb、bb 的受精卵的数目分别为 250、500、250， 由于基因型为 bb 的受精卵全部死亡，所以该群体的子一代中 BB、Bb、bb 个体的数目依次 为 250、500、0，A 项符合题意。 【信息转换】 解答本题时可以把基因型为 Bb 的动物 1 000 对(每对含有 1 个父本和 1 个母 本),每对亲本只能形成一个受精卵等信息,转换成 1 000 对基因型为 Bb 的动物交配之后，再 进行解答。 3.（2019 全国Ⅲ理综，9 分）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。 【答案】.（1）显性性状(1 分) (2)答:思路及预期结果 6 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,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,且表现为 1∶1 的性状分 离比,则可验证分离定律。(任答两种即可，每种 4 分，共 8 分) 【解析】 本题考查孟德尔遗传定律的应用，意在考查考生的实验探究能力。考查的生物学 科核心素养为科学思维与科学探究。（1）在一对等位基因控制的相对性状中，杂合子通常表 现为显性性状。（2）欲验证基因的分离定律，可采用自交法和测交法。根据题意，现有在自 然条件下获得的具有一对相对性状的玉米子粒若干，其显隐性未知，若要用这两种玉米子粒 为材料验证分离定律，可让两种性状的玉米分别自交，若某些亲本自交后，子代出现 3∶1 的性状分离比，则可验证分离定律；若子代没有出现 3∶1 的性状分离比，说明亲本均为纯 合子，在子代中选择两种性状的玉米杂交得 F1,F1 自交得 F2，若 F2 出现 3∶1 的性状分离比， 则可验证分离定律。也可让两种性状的玉米杂交，若 F1 只表现一种性状，说明亲本均为纯 合子，让 F1 自交得 F2，若 F2 出现 3∶1 的性状分离比，则可验证分离定律；若 F1 表现两种 性状，且表现为 1∶1 的性状分离比，说明该亲本分别为杂合子和纯合子，则可验证分离定 律。 考点 2 基因的自由组合定律 4.（2019 全国Ⅱ理综，12 分）某种甘蓝的叶色有绿色和紫色。已知叶色受 2 对独立遗传的 基因 A/a 和 B/b 控制,只含隐性基因的个体表现隐性性状,其他基因型的个体均表现显性性状。 某小组用绿叶甘蓝和紫叶甘蓝进行了一系列实验。 实验①：让绿叶甘蓝(甲)的植株进行自交,子代都是绿叶 实验②：让甲植株与紫叶甘蓝(乙)植株杂交,子代个体中绿叶∶紫叶=1∶3 7 回答下列问题。 (1)甘蓝叶色中隐性性状是 ,实验①中甲植株的基因型为 。 (2)实验②中乙植株的基因型为 ,子代中有 种基因型。 (3)用另一紫叶甘蓝(丙)植株与甲植株杂交,若杂交子代中紫叶和绿叶的分离比为 1∶1,则丙植 株所有可能的基因型是 ;若杂交子代均为紫叶,则丙植株所有 可能的基因型是 ;若杂交子代均为紫叶,且让该子代自交,自交子代中紫叶与 绿叶的分离比为 15∶1,则丙植株的基因型为 。 【答案】.（1）绿色（1 分） aabb（1 分） （2）AaBb（1 分） 4（2 分） （3）Aabb、aaBb （2 分） AABB、AAbb、aaBB、AaBB、AABb（4 分） AABB（1 分） 【解析】 本题考查了自由组合定律的应用等知识，意在考查考生的理解能力和综合运用能 力。考查的生物学科核心素养为科学思维。（1）（2）根据题干信息可知，甘蓝叶色受 2 对独 立遗传的基因 A/a 和 B/b 控制，只含隐性基因的个体表现为隐性性状，其他基因型的个体均 表现为显性性状。由于绿叶甘蓝（甲）植株的自交后代都表现为绿叶，且绿叶甘蓝（甲）和 紫叶甘蓝（乙）的杂交后代中绿叶∶紫叶=1∶3，可推知甲植株的基因型为 aabb，乙植株的 基因型为 AaBb。实验②中 aabb（甲）×AaBb（乙）→Aabb（紫叶）、AaBb（紫叶）、aaBb （紫叶）、aabb（绿叶），故实验②中子代有 4 种基因型。（3）紫叶甘蓝（丙）的可能基因型 为 AABB、AABb、AAbb、AaBb、AaBB、Aabb、aaBB、aaBb,甲植株与紫叶甘蓝（丙）植 株杂交，可能出现的结果为：aabb×Aabb→Aabb（紫叶）、aabb（绿叶）或 aabb×aaBb→aaBb （紫叶）、aabb（绿叶）或 aabb×AABB→AaBb（紫叶）或 aabb×AABb→AaBb（紫叶）、Aabb （紫叶）或 aabb×AAbb→Aabb（紫叶）或 aabb×AaBB→AaBb（紫叶）、aaBb（紫叶）或 aabb×aaBB→aaBb（紫叶）或 aabb×AaBb→3 紫叶∶1 绿叶， 故若杂交子代中紫叶和绿叶的 分离比为 1∶1，则丙植株所有可能的基因型是 Aabb、aaBb；若杂交子代均为紫色，则丙植 株所有可能的基因型是 AABB、AAbb、aaBB、AaBB、AABb。aabb×AABB→F1:AaBb（紫 叶），F1 自交,F2 的基因型为 9/16A_B_（紫叶)、3/16A_bb（紫叶）、3/16aaB_（紫叶）、1/16aabb （绿叶），即紫叶∶绿叶=15∶1。 8 【变式分析】 本题中的 15∶1 为 9∶3∶3∶1 的变式。基因型为 AaBb 的个体自交，后代 的基因型为 9/16A_B_、3/16A_bb、3/16aaB_、1/16aabb,表现型之比为 15∶1。 5.（2019 全国Ⅰ理综，11 分）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，子代中白眼个体出现的概率 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 。 【答案】.（除标明外，每空 1 分） (1)3/16 紫眼基因 (2)0 1/2(3)红眼灰体 红眼灰体∶红 眼黑檀体∶白眼灰体∶白眼黑檀体=9∶3∶3∶1（3 分） 红眼/白眼 红眼雌蝇∶红眼雄蝇∶ 9 白眼雄蝇=2∶1∶1（2 分） 【解析】 本题考查孟德尔遗传定律的应用，意在考查考生的理解能力和综合运用能力。（1） 由图可知，翅外展基因与粗糙眼基因分别位于两对同源染色体上，二者能自由组合，两对相 对性状的纯合子杂交，F2 中翅外展正常眼（一隐一显）个体所占比例是 3/16。紫眼基因与 翅外展基因位于同一对染色体上，二者不能自由组合。（2）焦刚毛白眼雄蝇与野生型（直刚 毛红眼）纯合子雌蝇杂交，后代雄蝇中不会出现焦刚毛个体；若反交，子代雄蝇全部为白眼， 雌蝇全部为红眼，即子代中白眼个体出现的概率为 1/2。（3）欲验证自由组合定律，可以用 双杂合个体自交或测交。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， 所得 F1 的表现型为红眼灰体，F1 相互交配所得 F2 的表现型及分离比是红眼灰体∶红眼黑檀 体∶白眼灰体∶白眼黑檀体=9∶3∶3∶1；验证伴性遗传时，需要分析位于 X 染色体上的基 因，所以要分析红眼/白眼这对性状，此时 F2 的表现型及比例是红眼雌蝇∶红眼雄蝇∶白眼 雄蝇=2∶1∶1。 6.（2019 江苏，9 分）杜洛克猪毛色受独立遗传的两对等位基因控制,毛色有红毛、棕毛和白 毛三种,对应的基因组成如表。请回答下列问题: (1)棕毛猪的基因型有 种。 (2)已知两头纯合的棕毛猪杂交得到的 F1 均表现为红毛,F1 雌雄交配产生 F2。 ①该杂交实验的亲本基因型为 。 ②F1 测交,后代表现型及对应比例为 。 ③F2 中纯合个体相互交配,能产生棕毛子代的基因型组合有 种(不考虑正反交)。 ④F2 的棕毛个体中纯合体的比例为 。F2 中棕毛个体相互交配,子代白毛个体的比 例为 。 10 (3)若另一对染色体上有一对基因 I、i,I 基因对 A 和 B 基因的表达都有抑制作用,i 基因不抑 制,如 I_A_B_表现为白毛。基因型为 IiAaBb 的个体雌雄交配,子代中红毛个体的比例 为 ,白毛个体的比例为 。 【答案】.(除标明外，每空 1 分)（1）4 （2）①AAbb 和 aaBB ②红毛∶棕毛∶白毛=1∶2∶ 1 ③4(2 分) ④1/3 1/9 （3）9/64 49/64 【解析】 本题考查基因的自由组合定律的应用及概率的计算，意在考查考生的综合运用能 力。（1）结合表格分析，棕毛猪的基因型有 AAbb、Aabb、aaBB、aaBb,共 4 种。（2）①亲 本都为纯合棕毛猪，F1 均表现为红毛，则 F1 的基因型为 AaBb，亲本基因型为 AAbb 和 aaBB。 ②据题干信息，控制猪毛色的两对等位基因独立遗传，则两对基因在遗传时遵循基因的自由 组合定律。F1（AaBb）与 aabb 进行测交，后代的基因型及比例为 AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=1∶ 1∶1∶1，表现型及比例为红毛∶棕毛∶白毛=1∶2∶1。③F1 雌雄交配产生 F2，F2 的基因型 有 A_B_、A_bb、aaB_、aabb,其中纯合个体的基因型有 AABB、AAbb、aaBB、aabb，其中 AAbb×aabb、aaBB×aabb、AAbb×AAbb、aaBB×aaBB，共 4 种组合能产生棕毛子代。④F2 中棕毛个体的基因型为 A_bb、aaB_，所占比例为 6/16，纯合棕毛个体所占比例为 2/16，则 F2 的棕毛个体中纯合体的比例为 1/3。F2 中棕毛个体的基因型及比例为 AAbb∶Aabb∶aaBB∶ aaBb=1∶2∶1∶2，其中 1/3Aabb（♀）×1/3aaBb（♂）、1/3Aabb（♂）×1/3aaBb(♀)、1/3Aabb×1/3Aabb、 1/3aaBb×1/3aaBb 组合后代可以出现白毛，所占比例为 1/3×1/3×1/2×1/2×2+1/3×1/3×1/4+1/3×1/3×1/4=1/9。（3）据题干信息，I、i 位于另一对同源染 色体上，则 I/i 与 A/a、B/b 在遗传时也遵循自由组合定律。基因型为 IiAaBb 的雌雄个体交 配，后代红毛个体的基因型应为 ii A_B_,其所占比例为 1/4×9/16=9/64，后代白毛个体的基因 型为 I_ _ _ _ _、iiaabb，其所占比例为 3/4+1/4×1/16=49/64。