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高中三年级生物

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  • 填空题
    二倍体结球甘蓝的紫色叶对绿色叶为显性，控制该相对性状的两对等位基因(A、a和B、b)分别位于3号和8号染色体上。下表是纯合甘蓝杂交试验的统计数据：

    (1)结球甘蓝叶色性状的遗传遵循________定律。
    (2)表中组合①的两个亲本基因型为______________，理论上组合①的F2紫色叶植株中，纯合子所占的比例为________。
    (3)表中组合②的亲本中，紫色叶植株的基因型为__________。若组合②的F1与绿色叶甘蓝杂交，理论上后代的表现型及比例为_______________________________________。
    (4)请用竖线(|)表示相关染色体，用点(·)表示相关基因位置，在圆圈中画出组合①的F1体细胞的基因示意图。

    本题信息：2011年月考题生物填空题难度较难 来源:马娟
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本试题 “二倍体结球甘蓝的紫色叶对绿色叶为显性，控制该相对性状的两对等位基因(A、a和B、b)分别位于3号和8号染色体上。下表是纯合甘蓝杂交试验的统计数据：(1)结球甘...” 主要考查您对

自由组合定律

基因型和表现型

基因与染色体的关系

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 基因的自由组合定律与应用：

1．自由组合定律：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。
2. 实质
(1)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。
(2)在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
3．适用条件
(1)有性生殖的真核生物。
(2)细胞核内染色体上的基因。
(3)两对或两对以上位于非同源染色体上的非等位基因。
4．细胞学基础：基因的自由组合定律发生在减数第一次分裂后期。

5．应用
(l)指导杂交育种，把优良性状重组在一起。
(2)为遗传病的预测和诊断提供理沦依据。


两对相对性状的杂交实验：

1．提出问题——纯合亲本的杂交实验和F1的自交实验
(1)发现者：孟德尔。
(2)图解：

2．作出假设——对自由组合现象的解释
(1)两对相对性状（黄与绿，圆与皱）由两对遗传因子（Y与y，R与r）控制。
(2)两对相对性状都符合分离定律的比，即3:1，黄：绿=3：1，圆：皱=3：1。
(3)F1产生配子时成对的遗传因子分离，不同对的遗传因子自由组合。
(4)F1产生雌雄配子各4种，YR：Yr：yR：yr=1:1:1:1。
(5)受精时雌雄配子随机结合。
(6)F2的表现型有4种，其中两种亲本类型（黄圆和绿皱），两种新组合类型（黄皱与绿圆）。黄圆：黄皱：绿圆：绿皱=9：3：3：1
(7)F2的基因型有16种组合方式，有9种基因型。
3.对自由组合现象解释的验证
(1)方法：测交。
(2)预测过程：

(3)实验结果：正、反交结果与理论预测相符，说明对自由组合现象的解释是正确的。
自由组合类遗传中的特例分析9：3：3：1的变形：

9：3：3：1是独立遗传的两对相对性状自由组合时出现的表现型比例，题干中如果出现附加条件，则可能出现9：3：4、9：6：1、15：1、9：7等一系列的特殊分离比。
特殊条件下的比例关系总结如下：
条件 种类和分离比 相当于孟德尔的分离比
 显性基因的作用可累加  5种，1：4：6：4：1 按基因型中显性基因个数累加
 正常的完全显性 4种，9：3：3：1  正常比例
只要A（或B）存在就表现为同一种，其余正常为同一种，其余正常表现  3种，12：3：1 （9：3）：3：1
 单独存在A或B时表现同一种，其余正常表现  3种，9：6：1  9：（3：3）：1
aa(或hb)存在时表现为同一种，其余正常表现 3种，9：3：4 9：3：（3：1）
  A_bb(或aaB_)的个体表现为一种，其余都是另一种  2种，13：3 （9：3：1）：3
A、B同时存在时表现为同一种，其余为另一种  2种，9：7  9：（3：3：1）
只要存在显性基因就表现为同一种  2种，15：1 （9：3：3）：1

注：利用“合并同类项”巧解特殊分离比
(1)看后代可能的配子组合，若组合方式是16种，不管以什么样的比例呈现，都符合基因自由组合定律。
(2)写出正常的分离比9：3：3：1。
(3)对照题中所给信息进行归类，若后代分离比为 9:7，则为9：(3：3：1)，即7是后三种合并的结果；若后代分离比为9：6：1，则为9：(3：3)：1；若后代分离比为15:1 则为(9：3：3)：1等。
表解基因的分离定律和自由组合定律的不同：

分离定律 自由组合定律
 两对相对性状  n对相对性状
 相对性状的对数  1对 2对 n对
等位基因及位置  1对等位基因位于1对同源染色体上  2对等位基因位于2对同源染色体上  n对等位基因位于n对同源染色体上
  F1的配子  2种，比例相等 4种，比例相等 2n种，比例相等
  F2的表现型及比例 2种，3:1 4种，9:3:3:1 2n种，（3:1）n
 F2的基因型及比例 3种，1:2:1  9种，（1:2:1）2  3n种，（1:2:1）n
测交后代表现型及比例 2种，比例相等 4种，比例相等 2n种，比例相等
遗传实质 减数分裂时，等位基因随同源染色体的分离而分开，分别进入不同配子中 减数分裂时，在等位基因随同源染色体分开而分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合，进而进入同一配子中
实践应用 纯种鉴定及杂种自交纯合 将优良性状重组在一起
联系 在遗传中，分离定律和自由组合定律同时起作用：在减数分裂形成配子时，既有同源染色体上等位基因的分离，又有非同源染色体上非等位基因的自由组合

易错点拨：

 1、F2共有16种组合方式，9种基因型，4种表现型，其中双显（黄圆）：一显一隐（黄皱）：一隐一显（绿圆）：双隐（绿皱）=9：3：3：1。F2中纯合子4种，即YYRR、YYrr、yyRR、yyrr，各占总数的 1/16；只有一对基因杂合的杂合子4种，即YyRR、Yyrr、 YYRr、VyRr，各占总数的2/16；两对基因都杂合的杂合子1种，即YyRr，占总数的4/16。
2、F2中双亲类型（Y_R_十yyrr）占10/16。重组类型占6/16(3/16Y_rr+3/16yyR_)。
3、 减数分裂时发生自由组合的是非同源染色体上的非等位基因，而不是所有的非等位基因。同源染色体上的非等位基因，则不遵循自由组合定律。 
4、用分离定律解决自由组合问题
（1）基因原理分离定律是自由组合定律的基础。
（2）解题思路首先将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题。在独立遗传的情况下，有几对基因就可以分解为几个分离定律问题。如AaBb×Aabb可分解为：Aa× Aa，Bb×bb。然后，按分离定律进行逐一分析。最后，将获得的结果进行综合，得到正确答案。


知识拓展：

1、两对相对性状杂交试验中的有关结论
（1）两对相对性状由两对等位基因控制，且两对等位基因分别位于两对同源染色体。
（2）F1减数分裂产生配子时，等位基因一定分离，非等位基因（位于非同源染色体上的非等位基因）自由组合，且同时发生。
（3）F2中有16种组合方式，9种基因型，4种表现型，比例9：3：3：1。
2、自由组合定律的实质：减I分裂后期等位基因分离，非等位基因自由组合。
3、孟德尔成功的原因分析
(1)正确选择实验材料豌豆适合作杂交实验材料酌优点有：
①具有稳定的、易于区分的相对性状。
②严格自花传粉，闭花受粉，在自然状态下均是纯种。
③花比较大，易于做人工杂交实验。
(2)精心设计实验程序
①采取单一变量分析法，即分别观察和分析在一个时期内的一对相对性状的差异，最大限度地排除各种复杂因素的干扰。
②遵循了由简单到复杂的原则，即先研究一对相对性状的遗传，再研究多对相对性状的遗传，由此从数学统计中发现遗传规律。
③运用了严密的假说—演绎法。针对发现的问题提出假说，并设计实验验证假说，在不同的杂交实验中分别验证假说的正确性，从而使假说变成普遍的规律。
（3）精确的统计分析通过对一对相对性状、两对相对性状杂交实验中子代出现的性状进行分类、计数和数学归纳，找出实验显示出来的规律性，并深刻的认识到比例中所隐藏的意义和规律。
（4）首创了测交的方法巧妙地设计了测交方法，证明了假说的正确性。这种以杂交子一代个体与隐性纯合子进行测交的方法，已成为遗传学分析的经典方法。
4、遗传规律的再发现
(1)1909年，丹麦生物学家约翰逊把“遗传因子”叫做基因。
(2)因为孟德尔的杰出贡献，他被公认为“遗传学之父”。

例  下列哪项不是孟德尔选用豌豆作实验材料并获得成功的原因(  )
A．豌豆具有稳定的、容易区分的相对性状
B．豌豆是严格闭花受粉的植物
C．用统计学的方法引入对实验结果的分析
D．豌豆在杂时，母本不需去雄
思路点拨：孟德尔获得成功的原因有：①正确选择实验材料；②精心设计实验程序；③精确的统计分析； ④首创了测交方法。孟德尔的杂交实验中，母本是必须去雄的。所以D选项错误。答案D


基因型和表现型：

1、表现型：指生物个体表现出来的性状，如豌豆的高茎和矮茎。
2、基因型：与表现型有关的基因组成，如高茎豌豆的基因型是DD或Dd，矮茎豌豆的基因型是dd。
3、等位基因：控制相对性状的基因。
4、纯合子：由两个基因型相同的配子结合而成的合子，再由此合子发育而成的新个体。如基因型为 AAbb、XBXB、XBY的个体都是纯合子。纯合子的基因组成中无等位基因，只能产生一种基因型的配子（雌配子或雄配子），自交后代无性状分离。
 5、杂合子：由两个基因型不同的配子结合而成的合子，再由此合子发育而成的新个体。如基因型为 AaBB、AaBb的个体。杂合子的基因组成至少右一对等位基因，因此至少可形成两种类型的配子（雌配子或雄配子），自交后代出现性状分离。


表现型与基因型的相互推导：

1、由亲代推断子代的基因型与表现型（正推型）
亲本 子代基因型 子代表现型
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隐性纯合突破方法：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后代分离比推断法
后代表现型 亲本基因型组合 亲本表现型
全显 AA×AA（或Aa或aa） 亲本中一定有一个是显性纯合子
全隐 aa×aa 双亲均为隐性纯合子
显：隐=1：1 Aa×aa 亲本一方为显性杂合子，一方为隐性纯合子
显：隐=3:1 Aa×Aa 双亲均为显性杂合子

3、用配子的概率计算
(1)方法：先算出亲本产生几种配子，求出每种配子产生的概率，再用相关的两种配子的概率相乘。
(2)实例：如白化病遗传，Aa×Aa1AA:2Aa:laa，父方产生A、a配子的概率各是1/2，母方产生A、a配子的概率也各是1/2，因此生一个白化病(aa)孩子的概率为1/2×1/2=1/4。
3、亲代的基因型在未确定的情况下，如何求其后代某一性状发生的几率例如：一对夫妇均正常，且他们的双亲也都正常，但双方都有一白化病的兄弟，求他们婚后生白化病孩子的几率是多少？
解此题分三步进行：
(1)首先确定该夫妇的基因型及其几率。由前面分析可推知该夫妇是Aa的几率均为2/3，是AA的几率均为1/3。
(2)假设该夫妇均为Aa，后代患病可能性为1/4。
(3)最后将该夫妇均为Aa的几率2/3×2/3与假设该夫妇均为Aa情况下生白化病忠者的几率1/4相乘，其乘积1/9即为该夫妇后代中出现百化病患者的几率。
知识点拨：

1、基因型相同，表现型不一定相同；表现型相同，基因型也不一定相同。表现型是基因型与环境共同作用的结果。
2、显隐性关系不是绝对的，生物体内在环境和所处的外界环境的改变都会影响显性性状的表现。
常考比例：

分离定律比例：3：1；自由组合比例：9：3：3：1
（1）配子类型问题  如：AaBbCc产生的配子种类数为2×2×2=8种
（2）基因型类型   如：AaBbCc×AaBBCc，后代基因型数为多少？
先分解为三个分离定律：
Aa×Aa后代3种基因型（1AA：2Aa：1aa）Bb×BB后代2种基因型（1BB：1Bb）
Cc×Cc后代3种基因型（1CC：2Cc：1cc）所以其杂交后代有3x2x3=18种类型。
（3）表现类型问题  如：AaBbCc×AabbCc，后代表现数为多少？
先分解为三个分离定律：
Aa×Aa后代2种表现型  Bb×bb后代2种表现型 Cc×Cc后代2种表现型
所以其杂交后代有2x2x2=8种表现型。
（4）遗传病的基因型和表现型比例
例：人类多指基因（T）对手指正常基因（t）为显性，白化基因（a）对正常肤色基因（A）为隐性，两对非等位基因遵循基因的自由组合定律遗传，一家庭中，父亲多指，母亲正常。他们有一个白化病但手指正常的孩子，则下一个孩子正常或同时患有此两种疾病的几率分别是3/8、1/8
基因与染色体的关系：

1、萨顿假说
（1）研究方法：类比推理法。
（2）假说内容：基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，即基因就在染色体上。
（3）依据：基因和染色体在行为上存在着明显的平行关系。
主要体现在以下几个方面：
基因 染色体
体细胞 成对存在；且一个来自母方，一个来自父方 成对存在；且一条来自母方，一条来自父方，为同源染色体
减数第一次分裂 决定同一性状的成对基因彼此分离，决定不同性状的基因自由组合 同源染色体分离，非同源染色体自由组合
配子 只含成对基因中的一个 只含每对同源染色体中的一条
受精作用 一个来自母方的基因和一个来自父方的基因随雌雄配子两两随机结合 一条来自母方的染色体和一条来自父方的染色体随雌雄配子两两随机结合
前后代传递的特点 互不融合，互不干扰；保持完整性和独立性 维持前后代体细胞染色体数目的恒定，染色体的形态和结构也保持相对稳定


2、基因位于染色体上的实验证据    
（1）实验者：摩尔根。
（2）实验材料：果蝇。果蝇作为遗传学实验材料的优点有：
①易饲养，②繁殖快，③后代多。
（3）实验探究过程
①提出问题

分析：
a、果蝇的红眼与白眼是一对相对性状；
b、F1全为红眼一红眼是显性性状；
c、F2中红眼：白眼=3：1——符合分离定律，红眼和白眼受一对等位基因控制；
d、白眼性状的表现与性别相联系。
②假设与解释假设控制果蝇白眼的基因（用w表示）位于X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因，其遗传图解可表示为：

③测交验证
亲本中的白眼雄蝇和它的子代红眼雌蝇交配。

④结论：控制果蝇红眼与白眼的基因只位于X染色体上——基因位于染色体上。


类比推理与假说一演绎法比较：

 1、假说一演绎法：在观察和分析基础上提出问题 ——通过推理和想像提出解释问题的假说——据假说进行演绎推理——通过实验检验演绎推理的结沦——若实验结果与预期结论相符，证明假说是正确的；反之，假说是错误的。
2、类比推理法：将未知事物同已知事物的性质类比，依据其相似性，提出关于未知事物某些性质的假说——类比推理得出的结论，并不具备逻辑的必然性，其正确与否，有待观察及实验检验。
例  在探索遗传本质的过程中，科学发现写研究方法相一致的是(   )
①1866年孟德尔的豌豆杂交实验，提出遗传定律 ②1903年萨顿研究蝗虫的减数分裂，提出假说“基因在染色体上” ③1910年摩尔根进行果蝇杂交实验，证明基因位于染色体上
A．①假说_演绎法②假说一演绎法③类比推理法
B．①假说一演绎法②类比推理法③类比推理法
C．①假说一演绎法②类比推理法③假说一演绎法
D．①类比推理法②假说一演绎法③类比推理法
思路点拨：孟德尔根据豌豆杂交实验，提出遗传定律，采用的是“假说一演绎法”，萨顿研究蝗虫的减数分裂，提出假说“基因在染色体上”，采用的是“类比推理法”，摩尔根进行果蝇杂交实验，证明基因位于染色体上采用的是“假说一演绎法”。答案C

易错点拨：

1．细胞中的基因都位于染色体上吗？为什么？
不是。①真核生物的核基因都位于染色体上，而质基因位于线粒体等细胞器内；②原核生物的基因有的位于核区DNA分子上，有的位于细胞质的质粒上。
2．孟德尔遗传定律的研究和萨顿假说的提出所使用的方法相同吗？
不相同。孟德尔遗传定律的研究采用的是假说一演绎法；萨顿推理基因和染色体的关系采用的是类比推理法。
例  下列叙述中，不能说明“核基因和染色体行为存在平行关系”的是(   )
A．基因发生突变而染色体没有发生变化
B．非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合
C．二倍体生物形成配子时基因和染色体数目均减半
D．Aa杂合子发生染色体缺失后，可表现a基因的性状
思路点拨：由于染色体是基因（核基因）的载体，因此染色体在细胞分裂（包括有丝分裂、减数分裂）过程中染色体数量的变化和分配规律，均影响相应基因的规律性变化，即说明“核基因与染色体行为存在平行关系”。答案A
3、摩尔根的果蝇杂交实验中F2个体红眼与白眼比例为3:1，说明这对性状符合分离定律；白眼全是雄性说明与性别相联系。
4、基因型书写：常染色体上的基因不需标明其位于常染色体上；性染色体上的基因需将性染色体及其上基因一同写出，如XwY。
5、XY代表一对同源染色体，不能误解为一对等位基因。Y染色体上没有红眼、白眼基因并不代表其上面没有基因。


知识拓展：

类比推理概念：是根据两个对象或两类事物的一些属性相同或相似，来猜测另一些属性也可能相同或相似的思维方法。
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