遗传的基本规律

掌门1对1教育高中生物

遗传的基本规律(含伴性遗传、人类遗传病)

生物学科

一、“假说—演绎”推理

一对相对性状杂交实验的“假说—演绎”分析

二、基本规律及其应用

1．孟德尔两大遗传定律的比较

(1)性状显隐性判断

②杂交法：具有相对性状的纯合子亲本杂交，子代所表现出的那个亲本性状为显性，未表现出的那个亲本性状为隐性(此法最好在自交法基础上，先确认双方为纯合子前提下进行)。

(2)显性性状基因型鉴定

①测交法(更适于动物)

待测个体×隐性纯合子

②自交法(对植物最简便)

(3)基因位置判定

确认某基因位于X染色体或常染色体，最常用的设计方案是选择隐性雌性个体(♀)与显性雄性个体(♂)杂交，据子代性状表现是否与性别相联系予以确认。

隐性性状(♀)×显性性状(♂)

↓

若雄性子代中有显性性状

(或雌性子代中有隐性性状)

↓

可确认基因不在X染色体上

(或确认基因应在常染色体上)

(4)据子代性状判断生物性别

对于伴X遗传的性状还可通过上述(3)中设计方案，简易确认生物性别，这对于生产实践中有必要选择性别而幼体却难以辨认雌雄的状况具重要应用价值。

如让白眼雌果蝇(XbXb)与红眼雄果蝇(XBY)杂交，后代中凡是红眼的都是雌果蝇，白眼的都是雄果蝇。

(5)验证遗传规律的实验设计

控制两对或多对相对性状的基因位于一对同源染色体上，它们的性状遗传便符合分离定律，位于两对或多对同源染色体上，它们的性状遗传便符合自由组合定律。

三、人类遗传病的类型判定及概率计算1．类型判断

2.乘法定律在概率计算中的应用

(1)原理

①乘法定律：当两个互不影响的独立事件同时或相继出现时，其概率是它们各自概率的乘积。

②加法定律：当一个事件出现时，另一个事件就被排除，这样的两个事件为互斥事件，这种互斥事件出现的概率是它们各自概率之和。

(2)计算方法

例如：有甲、乙两种遗传病按自由组合定律遗传，据亲代的基因型已判断出后代患甲病的可能性为m，患乙病的可能性为n，则后代表现型的种类和可能性为

①只患甲病的概率是m×(1－n)；

②只患乙病的概率是n×(1－m)；

③甲、乙两病同患的概率是m×n；

④甲、乙两病均不患的概率是(1－m)×(1－n)。

练习：

1、某中学实验室有三包豌豆种子，甲包写有“纯合高茎叶腋花”字样，乙包写有“纯合矮茎、茎顶花”字样，丙包豌豆标签破损只隐约看见“黄色圆粒”字样。某研究性学习小组对这三包豌豆展开激烈的讨论：

(1)怎样利用现有的三包种子判断高茎、叶腋花、茎顶花和矮茎四个性状中哪些性状为显性性状？写出杂交方案，并预测可能的结果。

(2)同学们就“控制叶腋花、茎顶花的等位基因是否与控制高茎、矮茎的等位基因在同一对同源染色体上”展开了激烈的争论，你能利用以上两种豌豆设计出最佳实验方案并作出判断吗？

(3)针对丙包豌豆，该研究性学习小组利用网络得知，黄色、绿色分别由A和a控制，圆粒、皱粒分别由B和b控制，于是该研究性学习小组欲探究其基因型。实验一组准备利用单倍体育种方法对部分种子进行基因型鉴定，但遭到了实验二组的反对。实验二组选择另一种实验方案，对剩余种子进行基因型鉴定。

①为什么实验二组反对实验一组的方案________。

②你能写出实验二组的实验方案和结果预测吗？

【信息提取】由题干得知甲、乙两包为纯合种子，丙包不一定为纯合种子。题目设置的问题要求通过实验设计判定性状的显隐性和测定种子的基因型。

【精讲精析】(1)取甲、乙两包种子各一些种植，发育成熟后杂交，观察F1的表现型，F1表现出的性状为显性性状。

(2)对于设计实验探究控制两对或多对相对性状的基因是否位于一对同源染色体上，一般采用F1自交法或测交法，观察F1后代性状分离比是否为3∶1或9∶3∶3∶1、1∶1或1∶1∶1∶1。如果是后者则位于两对同源染色体上即符合自由组合定律，若是前者则位于一对同源染色体上即符合分离定律。

(3)①单倍体育种方法技术复杂，普通中学实验室难以完成。②鉴定个体基因型时，植物最常用自交法。

【答案】(1)取甲、乙两包种子各一些种植，发育成熟后杂交。若F1均为高茎叶腋花豌豆，则高茎、叶腋花为显性性状；若F1均为矮茎、茎顶花豌豆，则矮茎、茎顶花为显性状；若F1均为高茎、茎顶花豌豆，则高茎、茎顶花为显性性状；若F1均为矮茎叶腋花豌豆，则矮茎、叶腋花为显性性状。

(2)方案一取纯种的高茎、叶腋花和矮茎、茎顶花的豌豆杂交得F1，让其自交，如果F2出现四种性状，其性状分离比为9∶3∶3∶1，说明符合基因的自由组合定律，因此控制叶腋花、茎顶花的等

位基因与控制高茎、矮茎的等位基因不在同一对同源染色体上；否则可能是位于同一对同源染色体上。

方案二取纯种的高茎、叶腋花和矮茎、茎顶花的豌豆杂交得F1，与纯种矮茎、茎顶花豌豆测交，如果测交后代出现四种性状，其性状分离比为1∶1∶1∶1，说明符合基因的自由组合定律，因此控制叶腋花、茎顶花的等位基因与控制高茎、矮茎的等位基因不在同一对同源染色体上；否则可能是位于同一对同源染色体上。

(3)①单倍体育种方法技术复杂，还需要与杂交育种配合，普通中学实验室难以完成。②对部分丙包种子播种并进行苗期管理。植株成熟后，自然状态下进行自花授粉。收集每株所结种子进行统计分析，若自交后代全部为黄色圆粒，则丙包的基因型为AABB；若后代仅出现黄色圆粒、黄色皱粒，比例约为3∶1，则丙包豌豆的基因型为AABb；若后代仅出现黄色圆粒、绿色圆粒，比例约为3∶1，则丙包豌豆的基因型为AaBB；若后代出现黄色圆粒、绿色圆粒、黄色皱粒、绿色皱粒四种表现型，比例约为9∶3∶3∶1，则丙包豌豆的基因型为AaBb。

2、鉴定一株高茎豌豆是否为纯合子，最简便的方法是()

A．自交B．测交

C．杂交D．反交

【解析】自交观察后代表现型比例即可推知亲代是纯合子还是杂合子，只用一亲本就可，而其他方式还要寻找另一亲本较为繁琐，因此选A。

【答案】 A

3、一只雌鼠的一条染色体上某基因发生突变，使野生型变为突变型。该鼠与野生型鼠杂交，F1的雌雄鼠中既有野生型，又有突变型。假如仅通过一次杂交实验必须鉴别出突变基因是在常染色体上还是在X染色体上，F1的杂交组合最好选择()

A．野生型(雌)×突变型(雄)

B．野生型(雄)×突变型(雌)

C．野生型(雌)×野生型(雄)

D．突变型(雌)×突变型(雄)

【信息提取】题干中告知一条染色体上某基因发生突变，野生型即变为突变型，可知该突变为显性突变，通过一次杂交实验鉴别出突变基因在X染色体还是常染色体上，可选用“隐雌×显雄”。【精讲精析】由已知条件可知，突变型是显性性状，野生型是隐性性状。选择隐性性状的雌鼠与显性性状的雄鼠杂交时，若后代雌鼠全为显性性状，雄鼠全为隐性性状，则该突变基因位于X染色体上；若后代雌雄鼠中都有显性性状，则该突变基因位于常染色体上。

【答案】 A

4、以下为某家族甲病(设基因为B、b)和乙病(设基因为D、d)的遗传家系图，其中Ⅱ1不携带乙病的致病基因。

请回答：

(1)甲病的遗传方式为________，乙病的遗传方式为________。Ⅰ1的基因型是________。

(2)在仅考虑乙病的情况下，Ⅲ2与一男性结婚，生育了一个患乙病的女孩。若这对夫妇再生育，请推测子女的可能情况，用遗传图解表示。

(3)B基因可编码瘦素蛋白。转录时，首先与B基因启动部位结合的酶是________。B基因刚转录出来的RNA全长有4 500个碱基，而翻译成的瘦素蛋白仅由167个氨基酸组成，说明________。翻译时，一个核糖体从起始密码子到达终止密码子约需4秒钟，实际上合成100个瘦素蛋白分子所需的时间约为1分钟，其原因是________。若B基因中编码第105位精氨酸的GCT突变成ACT，翻译

就此终止，由此推断，mRNA上的________为终止密码子。

【信息提取】①题干信息，Ⅱ1不携带乙病的致病基因

②系谱图信息，乙病为“无中生有”，甲病也是“无中生有”

【精讲精析】(1)由Ⅱ3×Ⅱ4→Ⅲ5(患甲病)推知，甲病的遗传方式为常染色体隐性遗传；由Ⅰ2(患乙病)→Ⅱ2(无乙病)→Ⅲ1(患乙病)、Ⅲ3(患乙病)且Ⅱ1不携带乙病基因推知，乙病的遗传方式为伴X 隐性遗传；由Ⅰ1表现正常，Ⅱ2患甲病可推知：Ⅰ1的基因型为BbXDXD或BbXDXd。(2)若仅考虑乙病，Ⅲ2与一男性结婚，生育了一个患乙病的女孩，推知Ⅲ2的基因型为XDXd，该男性基因型为XdY。遗传图解为：

(3)转录时，首先与基因启动部位结合的酶是RNA聚合酶；真核生物的基因中含有内含子和外显子，转录出的前体mRNA含有与内含子相对应的序列，需切除后才能成为成熟mRNA；为提高翻译效率，mRNA上往往同时结合多个核糖体，同时翻译；根据碱基互补配对原则可推知，基因突变后翻译产生的mRNA上UGA为终止密码子。

【答案】(1)常染色体隐性遗传伴X染色体隐性遗传BbXDXd或BbXDXD

(2)

(3)RNA聚合酶转录出来的RNA需要加工才能翻译一条mRNA上有多个核糖体同时翻译UGA

5、荠菜的果实形状有三角形和卵圆形两种，该性状的遗传涉及两对等位基因，分别用A、a和B、b 表示。为探究荠菜果实形状的遗传规律，进行了杂交实验(如图)。

(1)图中亲本基因型为________。根据F2表现型比例判断，荠菜果实形状的遗传遵循________。F1测交后代的表现型及比例为________。另选两种基因型的亲本杂交，F1和F2的性状表现及比例与图中结果相同，推断亲本基因型为________。

(2)图中F2三角形果实荠菜中，部分个体无论自交多少代，其后代表现型仍为三角形果实，这样的个体在F2三角形果实荠菜中的比例为________；还有部分个体自交后发生性状分离，它们的基因型是________。

(3)荠菜果实形状的相关基因a、b分别由基因A、B突变形成，基因A、B也可以突变成其他多种形式的等位基因，这体现了基因突变具有__________的特点。自然选择可积累适应环境的突变，使种群的基因频率发生__________，导致生物进化。

(4)现有3包基因型分别为AABB、AaBB和aaBB的荠菜种子，由于标签丢失而无法区分。根据以上遗传规律，请设计实验方案确定每包种子的基因型。有已知性状(三角形果实和卵圆形果实)的荠菜种子可供选用。

实验步骤：

①______________________________________；

②______________________________________；

③______________________________________。

结果预测：

Ⅰ.如果____________，则包内种子基因型为AABB；

Ⅱ.如果____________，则包内种子基因型为AaBB；

Ⅲ.如果____________，则包内种子基因型为aaBB。

【破题技巧】从图表信息知，F2表现型比例为三角形∶卵圆形＝301∶20＝15∶1(即9∶3∶315∶11)。

【精讲精析】(1)由F2中三角形∶卵圆形≈15∶1可知：①荠菜果实的形状由独立遗传的两对等位基因控制，其遗传遵循基因的自由组合定律；②只有双隐性时才表现为卵圆形。F1的基因型为AaBb，所以F1测交后代表现型及比例为三角形∶卵圆形＝3∶1；由亲本的表现型和F1的基因型为AaBb 可推知双亲的基因型分别为AABB和aabb；亲本基因型分别为AAbb和aaBB时，F1也全为AaBb。

(2)F2三角形果实中基因型有A_B_、A_bb和aaB_，其自交后代不发生性状分离的有3种纯合子

AABB 、aaBB 和AAbb ，还有2种杂合子AaBB 和AABb ，其所占比例为7/15；自交后代能发生性状分离的是杂合子AaBb 、Aabb 和aaBb 。(3)基因突变具有不定向的特点，自然选择使种群的基因频率定向改变，从而导致生物进化。(4)若要对AABB 、AaBB 和aaBB 的荠菜种子进行鉴定，可采用自交或测交法。根据基因型与生物性状的对应关系知，若采用各自自交的方法，后代不发生性状分离。应采用卵圆形果实种子培育的植株与待测基因型种子培育的植株进行杂交，F1均未发生性状分离，故需将F1进行测交或让F1自交进一步鉴定。

亲本杂交则有：AABB ×aabb →AaBb ；AaBB ×aabb →12AaBb 、1

2aaBb ；aaBB ×aabb →aaBb 。方案一：

若让F1自交则有：Ⅰ.AaBb ,1

16卵圆形果实(aabb)，即F2中三角形果实与卵圆形果实之比为15∶1；

Ⅱ.12aaBb ,12×14＝18卵圆形果实(aabb)，12AaBb ,12×116＝1

32卵圆形果实(aabb)，即F2中三角形果实与卵圆形果实之比为27∶5；Ⅲ.aaBb ,1

4卵圆形果实(aabb)，即F2中三角形果实与卵圆形果实之比

为3∶1。同理可推出方案二，让F1测交的相关比例。

【答案】 (1)AABB 和aabb 基因自由组合定律 三角形∶卵圆形＝3∶1 AAbb 和aaBB (2)7/15 AaBb 、Aabb 和aaBb (3)不定向性 定向改变 (4)答案一：

①用3包种子长成的植株分别与卵圆形果实种子长成的植株杂交，得F1种子 ②F1种子长成的植株自交，得F2种子

③F2种子长成的植株后，按果实形状的表现型统计植株的比例 Ⅰ F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为15∶1 Ⅱ F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为27∶5 Ⅲ F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为3∶1 答案二：

①用3包种子长成的植株分别与卵圆形果实种子长成的植株杂交，得F1种子 ②F1种子长成的植株分别与卵圆形果实种子长成的植株杂交，得F2种子 ③F2种子长成植株后，按果实形状的表现型统计植株的比例 Ⅰ F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为3∶1 Ⅱ F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为5∶3 Ⅲ F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为1∶1