生物暑期作业高考复习方法策略15讲第7讲 连续自交与自由交配的解题方法含答案精析.docx

生物暑期作业高考复习方法策略15讲第7讲 连续自交与自由交配的解题方法含答案精析.docx

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生物暑期作业高考复习方法策略15讲第7讲连续自交与自由交配的解题方法含答案精析

必修②　第7讲

第7讲　“连续自交与自由交配”的解题方法

对于特殊遗传现象的推理分析能力的考查是近几年高考试题中的热点，常考的特殊题型有连续自交问题、自由交配问题、特殊分离比问题等，复习时针对这些问题首先要构建出思维模型，然后理解相关的解题规律，最后总结出相关的公式并形成牢固的记忆。

一、连续自交问题的解题方法

1．第一步，构建思维模型

Aa连续自交，在保证所有基因型的个体繁殖能力相同（产生的子代数量一样多）的情况下，建立下列金字塔模型。

从图可解读以下信息：

（1）Aa在中轴线上，AA与aa沿此中轴线两侧对称。

（2）杂合子（Aa）比例随自交代数的增加而递减，每代递减50%，最终接近于零。

（3）纯合子（AA＋aa）的比例随自交代数的增加而增大，最终接近于1，且显性纯合子（AA）和隐性纯合子（aa）各占一半。

2．第二步，依据上图推导公式如下

杂合子Aa＝（

）n，纯合子AA＝aa＝[1－（

）n]/2。

3．第三步，整理出相关的曲线模型

例1

　具有一对等位基因的杂合子亲本连续自交，某代的纯合子所占比例达95%以上，则该比例最早出现在（　　）

A．子3代B．子4代

C．子5代D．子6代

总结感悟　连续自交类题目是常考题型之一，多在选择题中出现，解答此类题目的关键是记住相关公式，而记忆公式的关键是在金字塔思维模型的基础上进行记忆，特别是要记住Aa在中轴线上呈（1/2）n递减，AA与aa在Aa两侧对称分布，而这一特点是整个记忆链的核心。

二、连续自交并淘汰隐性个体的解题方法

首先构建不淘汰时的连续自交思维模型，然后在连续自交模型基础上去除隐性个体即可。

分析过程如下：

1．第一步，构建出金字塔模型：

从图可解读以下信息：

在去除aa后，

（1）F1中，Aa＝2/3，AA＝1/3；

（2）F2中，Aa＝2/5，AA＝3/5；

（3）F3中，Aa＝2/9，AA＝7/9。

2．第二步，推导出相关公式：

Aa＝

＝

＝

；

AA＝1－Aa＝1－

＝

。

三、自由交配问题的解题方法

解题方法是：

第一步求出基因频率，第二步代入遗传平衡公式。

例2

　已知1AA∶2Aa的亲本群体自由交配，求F1中AA、Aa、aa依次占________。

总结感悟　①依据上述推导过程可以整理出遗传平衡公式：

AA＝A2、aa＝a2、Aa＝2Aa；②遗传平衡公式适用于一较大种群，个体间可以随机交配，没有选择淘汰，所有个体均成活且繁殖能力相同；③自由交配又叫随机交配。

四、自由交配并淘汰隐性个体的解题方法

解题方法是：

可以先认为没有淘汰，依据遗传平衡公式计算出子代各基因型比例，再将隐性个体去除，在剩余的显性个体中重新求出相关比例。

例3

　已知1AA∶2Aa的亲本群体自由交配，隐性个体（aa）在出生后即死亡，求F3各基因型比例________。

总结感悟　此题不易总结出可以记忆的公式，按正常步骤推理计算即可，依次求出F1、F2、F3，各代的求法相同，都是先求基因频率，再代入遗传平衡公式进行计算。

五、与群体发病率有关的解题方法

该方法只针对于已知隐性个体在群体中的发病率，求与之有关的概率计算。

解题方法是：

先通过隐性个体在群体中的发病率推出各基因频率，再代入遗传平衡公式进行计算。

例4

　已知白化病在某地的发病率为1/10000，一父亲为白化病的正常女性与一该地一正常男子结婚，求生出白化病男孩的概率________。

总结感悟　运用纯合子基因型开方直接求出基因频率仅限于隐性纯合子aa，这是一种隐性基因的基因频率的估算法，对于显性纯合子不适用，对于已知各基因型数量或比例时，也不能用这种方法求基因频率，而要依据基因频率的常规算法计算。

一、自交与连续自交

1．番茄的红果（R）对黄果（r）为显性，让杂合的红果番茄自交得F1，淘汰F1中的黄果番茄，利用F1中的红果番茄自交，其后代RR、Rr、rr三种基因型的比例分别是（　　）

A．1∶2∶1B．4∶4∶1C．3∶2∶1D．9∶3∶1

2．将具有一对等位基因的杂合子逐代自交3次，F3代中纯合子比例为（　　）

A．1/8B．7/8C．7/16D．9/16

3．将基因型为Aa的豌豆连续自交，按后代中的纯合子和杂合子所占的比例得到如图所示的曲线图，据图分析，错误的说法是（　　）

A．曲线a可代表自交n代后纯合子所占的比例

B．曲线b可代表自交n代后显性纯合子所占的比例

C．隐性纯合子的比例比曲线b所对应的比例要小

D．曲线c可代表后代中杂合子所占比例随自交代数的变化

二、自由交配

4．在阿拉伯牵牛花的遗传实验中，用纯合子红色牵牛花和纯合子白色牵牛花杂交，F1全是粉红色牵牛花。

将F1自交后，F2中出现红色、粉红色和白色三种类型的牵牛花，比例为1∶2∶1，如果取F2中的粉红色的牵牛花和红色的牵牛花均匀混合种植，进行自由传粉，则后代表现型及比例应该为（　　）

A．红色∶粉红色∶白色＝4∶4∶1

B．红色∶粉红色∶白色＝3∶3∶1

C．红色∶粉红色∶白色＝1∶2∶1

D．红色∶粉红色∶白色＝1∶4∶1

5．大豆植株的颜色受一对等位基因控制。

基因型为AA的植株呈深绿色，基因型为Aa的植株呈浅绿色，基因型为aa的植株呈黄色。

深绿色和浅绿色植株的繁殖和生存能力相同，而黄色植株会在幼苗阶段死亡。

（1）基因型为Aa的植株，有的细胞中含有两个A基因，可能的原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________。

（2）基因型为AA的植株，正常光照下茎叶为绿色，而在遮光条件下茎叶为黄白色，原因是____________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）如果让深绿色植株给浅绿色植株授粉，其后代成熟植株中，基因型为________________，其中深绿色植株的比例为________。

（4）现有一批浅绿色植株（P），经相互授粉随机交配得到F1，成熟的F1植株经相互授粉随机交配得到F2……以相同的方法得到Fn。

①F2成熟的植株中，浅绿色植株所占的比例为________。

②在下图坐标系中画出成熟植株中a的基因频率随繁殖代数变化的曲线。

三、与性别相关的遗传

6．遗传因子组成为HH的绵羊有角，hh的绵羊无角，Hh的公羊有角、母羊无角。

现有一头有角母羊生了一头无角小羊，则该小羊的性别和遗传因子组成为（　　）

A．雄性、hhB．雌性、HhC．雄性、HhD．雌性、hh

四、与基因数量相关的遗传

7．某种植物果实重量由三对等位基因控制，这三对基因分别位于三对同源染色体上，对果实重量的增加效应相同且具叠加性。

已知隐性纯合子和显性纯合子果实重量分别为150g和270g。

现将三对基因均杂合的两植株杂交，F1中重量为190g的果实所占比例为（　　）

A．3/64B．5/64

C．12/64D．15/64

五、特殊分离比

8．小鼠毛皮中黑色素的形成是一个连锁反应，当R、C基因（两对等位基因位于两对同源染色体上）同时存在时，才能产生黑色素，如图所示。

现有基因型为CCRR和ccrr的两小鼠进行交配得到F1，F1雌雄个体交配，则F2的表现型及比例为（　　）

A．黑色∶白色＝3∶1

B．黑色∶棕色∶白色＝1∶2∶1

C．黑色∶棕色∶白色＝9∶3∶4

D．黑色∶棕色∶白色＝9∶6∶1

9．番茄的红果（R）对黄果（r）是显性，让杂合的红果番茄自交得F1，淘汰F1中的黄果番茄，利用F1中的红果番茄自交，其后代RR、Rr、rr三种基因的比例分别是（　　）

A．1∶2∶1B．4∶4∶1

C．3∶2∶1D．9∶3∶1

综合提升

10．玉米的高秆（H）对矮秆（h）为显性。

现有若干H基因频率不同的玉米群体，在群体足够大且没有其他因素干扰时，每个群体内随机交配一代后获得F1。

各F1中基因型频率与H基因频率（p）的关系如图。

下列分析错误的是（　　）

A．0

B．只有p＝b时，亲代群体才可能只含有杂合子

C．p＝a时，显性纯合子在F1中所占的比例为1/9

D．p＝c时，F1自交一代，子代中纯合子比例为5/9

11．某种植物的花色由两对独立遗传的等位基因A、a和B、b控制。

基因A控制红色素合成（AA和Aa的效应相同），基因B为修饰基因，BB使红色素完全消失，Bb使红色素颜色淡化。

现用两组纯合亲本进行杂交，实验结果如下：

（1）这两组杂交实验中，白花亲本的基因型分别是________________________。

（2）让第1组F2的所有个体自交，后代的表现型及比例为_______________________________________________________________。

（3）第2组F2中红花个体的基因型是______________，F2中的红花个体与粉红花个体随机杂交，后代开白花的个体占________。

（4）从第2组F2中取一红花植株，请你设计实验，用最简便的方法来鉴定该植株的基因型。

（简要写出设计思路即可）

________________________________________________________________________。

第7讲　“连续自交与自由交配”的解题方法

备考指导

例1　C　[依据基因分离定律可知，杂合子连续自交n代，则Fn中杂合子占（1/2）n；据题意知，杂合子自交n代后需满足：

（1/2）n＜1－95%，即（1/2）n＜（1/20）n，因而该比例最早出现在子5代。

]

例2　4/9、4/9、1/9

解析　在群体内A＝4，a＝2，即A∶a＝2∶1，所以A＝2/3，a＝1/3；

将A和a分别看成是两种雌配子和两种雄配子，用棋盘法理解自由组合：

通过棋盘可以推知子代各基因型所占比例为：

AA＝（2/3）2＝4/9；

aa＝（1/3）2＝1/9；

Aa＝2×（2/3）×（1/3）＝4/9。

例3　AA＝2/3，Aa＝1/3

例4　1/404

解析　由题干信息可以推知，该女性的基因型为Aa，正常男子的基因型有AA或Aa两种可能，而AA和Aa所占比例的求解是该题目的关键，推导过程如下：

第一步，依据遗传平衡公式进行反向推导出基因频率：

aa＝1/10000，a＝

＝

，所以，A＝1－a＝

；

第二步，代入遗传平衡公式，求出该地正常男子中Aa的概率：

AA＝A2＝（

）2，Aa＝2Aa＝2×（

）×（

），

所以，Aa＝

＝

＝2/101；

第三步，进行常规遗传概率计算：

Aa×（2/101）Aa→白化病男孩aa＝（1/4）×（2/101）×（1/2）＝1/404

考点突破

1．C　[根据题意，淘汰F1中的黄果番茄后，群体中红果纯合子和杂合子的比例是1∶2，自交后，RR基因型的比例是1/3＋2/3×1/4＝1/2，Rr基因型的比例是2/3×2/4＝1/3，rr基因型的比例是2/3×1/4＝1/6。

]

2．B　[设杂合子Dd自交一次，后代中1/2为纯合子，1/2为杂合子；纯合子自交后代全为纯合子，杂合子的自交后代又产生1/2的纯合子。

或根据公式1－（1/2）n＝1－（1/2）3＝7/8。

]

3．C　[杂合子自交n代，后代纯合子所占的比例为1－（

）n，自交代数越多，该值越趋向于1，A正确；纯合子包括显性纯合子和隐性纯合子，并且它们各占一半，因此显性纯合子所占比例为

×[1－（

）n]，自交代数越多，该值越趋向于

，B正确；显性纯合子和隐性纯合子所占比例相等，因此隐性纯合子的比例也可用b曲线表示，C错误；杂合子的比例为（

）n，随着自交代数的增加，后代杂合子所占比例越来越小，且无限接近于0，即c曲线，D正确。

]

4．A　[F2中的粉红色牵牛花（Aa）和红色牵牛花（AA）的比例为2∶1，A的基因频率为

，a的基因频率为

，后代中AA占

，Aa占

，aa占

。

]

5．

（1）细胞正在分裂，DNA进行了复制

（2）光照影响了基因的表达　（3）AA和Aa　1/2

（4）①1/2　②（注意：

起点在1/2，终点接近0；F2在1/4）

解析　

（1）基因型为Aa的植株，有的细胞中含有两个A基因，可能的原因可以从DNA复制、有丝分裂后期染色体不分离和基因突变等方面考虑。

（2）不同条件下，植株的表现型不同是环境影响了基因的表达。

（3）深绿色植株AA给浅绿色植株Aa授粉，得到的后代植株有深绿色植株AA和浅绿色植株Aa，且比例均为1/2。

（4）①浅绿色植株（Aa）相互授粉随机交配得到的F1的成熟植株为1/3AA、2/3Aa，F1的成熟植株中A基因的频率为2/3，a基因的频率为1/3，F2中AA占4/9，Aa占2×1/3×2/3＝4/9，aa占1/9，成熟植株中浅绿色植株所占比例为1/2。

②亲代a基因的频率为1/2，F2的成熟植株中a基因的频率为1/4。

6．B　[由题意判断，有角为显性性状，无角为隐性性状，由于Hh的公羊有角、母羊无角，因此，有角母羊的遗传因子组成只能是HH。

该母羊生下的小羊一定获得了母本的显性遗传因子H，其遗传因子组成可先写为H_，又由于该小羊无角，故只能是母羊，且遗传因子组成为Hh。

]

7．D　[隐性纯合子（aabbcc）和显性纯合子（AABBCC）果实重量分别为150g和270g，则每个显性基因增重为（270－150）/6＝20（g），AaBbCc自交后代中含有两个显性基因的果实重量为190克，其基因型为AAbbcc、aaBBcc、aabbCC、AaBbcc、AabbCc、aaBbCc，所占比例为1/64＋1/64＋1/64＋4/64＋4/64＋4/64＝15/64，D正确。

]

8．C　[由图可知，黑色素的合成受两对等位基因控制，当基因型为C__R__时，小鼠表现为黑色；当基因型为C__rr时，小鼠虽然不能产生黑色素，但是可以产生棕色素，小鼠表现为棕色；当基因型为ccR__时，小鼠由于不能产生棕色素，也无法形成黑色素，表现为白色；当基因型为ccrr时，小鼠表现为白色。

黑色小鼠（CCRR）和白色小鼠（ccrr）杂交，F1全为黑色（CcRr），F1雌雄个体交配，后代有9/16C__R__（黑色）、3/16C__rr（棕色）、3/16ccR__（白色）、1/16ccrr（白色）。

]

9．C　[利用F1中的红果番茄自交，

RR自交不发生性状分离，而

Rr自交发生性状分离，后代的基因型及比例为

RR、

Rr、

rr，即RR、Rr、rr三种基因所占比例分别是

＋

×

＝

、

×

＝

、

×

＝

，所有RR、Rr、rr三种基因之比为3∶2∶1。

]

10．D　[当p＝0时，种群只有hh，当p＝1时，种群只有HH，当0

，hh和HH基因型频率相等，均为1/4，计算出p＝0.5，此时亲代才可能只含杂合子，B正确；图示曲线信息表明p＝a时，Hh＝hh即2×a×（1－a）＝（1－a）2，则3a＝1，即H为1/3，h为2/3，显性纯合子在F1中为1/9，C正确；p＝c时，HH＝Hh即c2＝2×c×（1－c），求得c＝

，则HH＝

，Hh＝2×

×

＝

，hh＝

，则F1自交子代纯合子比例为1－杂合子＝1－

×

＝

，D错误。

]

11．

（1）AABB、aaBB

（2）红花∶粉红花∶白花＝3∶2∶3

（3）AAbb或Aabb　1/9

（4）让该植株自交，观察后代的花色

解析　

（1）由题干信息可推出，粉红花的基因组成为A_Bb。

由第1组F2的性状分离比1∶2∶1可知，F1的基因型为AABb，亲本的基因型为AABB和AAbb；由第2组F2的性状分离比3∶6∶7（即9∶3∶3∶1的变形）可知，F1的基因型为AaBb，亲本的基因型为aaBB和AAbb。

（2）第1组F2的基因型为1/4AABB（白花）、1/2AABb（粉红花）、1/4AAbb（红花）。

1/4AABB（白花）和1/4AAbb（红花）自交后代还是1/4AABB（白花）和1/4AAbb（红花），1/2AABb（粉红花）自交后代为1/8AABB（白花）、1/4AABb（粉红花）、1/8AAbb（红花）。

综上所述，第1组F2的所有个体自交，后代的表现型及比例为红花∶粉红花∶白花＝3∶2∶3。

（3）第2组F2中红花个体的基因型为1/3AAbb、2/3Aabb，粉红花个体的基因型为1/3AABb、2/3AaBb。

只有当红花个体基因型为Aabb，粉红花个体基因型为AaBb时，杂交后代才会出现开白花的个体，故后代中开白花的个体占2/3×2/3×1/4＝1/9。

（4）第2组F2中红花植株的基因型为AAbb或Aabb，可用自交或测交的方法鉴定其基因型，自交比测交更简便。