高二生物新高三暑期作业高考复习方法策略 第7讲 连续自交与自由交配的解题方法含答案精析.docx

高二生物新高三暑期作业高考复习方法策略 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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高二生物新高三暑期作业高考复习方法策略第7讲连续自交与自由交配的解题方法含答案精析

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

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

【答案】C

【解析】试题分析：

根据基因分离定律，杂合子自交n代，后代纯合子和杂合子所占的比例：

杂合子的比例为（

）n，纯合子所占的比例为1﹣（

）n，其中显性纯合子=隐性纯合子=

【1﹣（

）n】．

解：

由以上分析可知，一对等位基因杂合子亲本连续自交，后代纯合子所占的比例为1﹣（

）n，n是自交代数．要某代的纯合子所占比例达95%以上，即1﹣（

）n≥0.95，解得n最少为5，即该比例最早出现在第5代．

故选：

C．

考点：

单因子和双因子杂交实验．

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。

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

【答案】4/9、4/9、1/9

【解析】试题分析：

解答本题的基本思路是先求出不同基因的频率，再求出各种基因型的频率。

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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。

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________。

【答案】AA＝2/3，Aa＝1/3

【解析】试题分析：

根据题意分析可知，该生物的种群内，aa个体在出生前会全部死亡，则每一代都要去掉aa，重新计算基因型频率和基因频率，据此答题。

已知亲本基因型为1/3AA、2/3Aa，则A的基因频率=1/3+1/2×2/3=2/3，a=1-2/3=1/3，所以理论上F1的基因型为AA=2/3×2/3=4/9，Aa=2×1/3×2/3=4/9，aa=1/3×1/3=1/9，由于aa个体在出生前会全部死亡，所以F1的实际基因型为1/2AA、1/2Aa，则A的基因频率=3/4，aa的基因频率=1/4，子二代基因频率为AA=9/16，aa=1/16，Aa=6/16,1掉aa后，AA占3/5，Aa占2/5，重新计算基因频率A=4/5，a=1/5，则子三代中AA=16/25，Aa=8/25，aa=1/25，去掉aa后，F3中AA=2/3，Aa=1/3。

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。

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________。

【答案】1/404

【解析】试题分析：

根据白化病的发病率计算白化病基因频率，进而计算正常人中携带者的概率，据此答题。

已知白化病在某地的发病率为1/10000，即aa=1/10000，则a=1/100，A=99/100，所以人群中AA=99/100×99/100，Aa=2×1/100×99/100，因此正常人中杂合子的概率=2/101。

一父亲为白化病的正常女性的基因型为Aa，与该地一正常男子结婚，后代白化病的概率=1/4×2/101×1/2=1/404。

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。

5.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

【答案】C

【解析】试题分析：

杂合的红果番茄的基因型为Rr，让其自交得F1中红果番茄的基因型为1/3RR、2/3Rr，再自交得到1/3RR、2/3（1/4RR1/2Rr1/4rr）,故RR所占的比例是1/3+2/3×1/4=1/2，Rr所占的比例是2/3×1/2=1/3，rr所占的比例是2/3×1/4="1/6",即RR：

Rr：

rr="3:

2:

1"，故C正确。

考点：

本题考查基因的分离定律的有关知识，意在考查考生能用文字、图表以及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学方面的内容的能力。

6.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

【答案】B

【解析】试题分析：

亲代基因型为Aa，自交一次，F1中，纯合子为AA和aa，比例各为1/4，杂合子为Aa，比例为1/2。

F1自交，纯合子自交产生的后代必定是纯合子，不会发生改变。

F1杂合子Aa自交时，又会产生1/2的杂合子，占所有F2（包括纯合子自交产生的后代和杂合子自交产生的全部后代）的1/4（="1/2"*1/2）。

以此类推，Fn代中杂合子的比例是（1/2）的n次方，故F3中杂合子的比例是1/8，那么（1-1/8）就是纯合子的比例。

故纯合子比例是7/8，B正确。

考点：

本题考查分离定律与自交的知识。

意在考查能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。

7.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

【答案】C

【解析】分析Aa自交n代后，纯合子比例是1-1/2n，和a曲线相符，A正确；b曲线最大值接近1/2，正是AA或aa的比例即：

1/2-（1/2n），B正确；由分析可知aa隐性纯合子的比例和b曲线相符，C错误；自交n代后杂合子的比例是1/2n，和C曲线相符，D正确。

【考点定位】基因的分离规律的实质及应用

【名师点睛】杂合子Aa连续自交代数与各种类型个体比例的关系列表如下：

8.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

【答案】A

【解析】假设用基因A、a表示控制牵牛花的颜色的基因，则红色为AA（或aa），粉红色为Aa，白色为aa（或AA）。

由于F2中红色、粉红色和白色三种类型的牵牛花，比例为1∶2∶1，所有粉红色的牵牛花和红色的牵牛花均匀混合种植，进行自由授粉，所以可以根据平衡遗传定律进行计算，即（A+a）2＝1，其中红色A（或a）占2／3，白色a（或A）占1／3，所以后代中红色AA（或aa）占4／9，粉红色Aa占4／9，白色aa（或AA）占1／9，红色∶粉红∶白色＝4∶4∶1，答案为A。

【考点定位】自由交配

【名师点睛】自由交配也叫随机交配，指用于交配的各种基因型亲本之间均实现交配，其子代情况必须将各自由交配后代的全部结果一并统计，例如：

对于AA、aa的亲本组合，若自由交配，其交配组合应包括：

①AA×AA②aa×aa③（♀）AA×aa（♂）④（♀）aa×AA（♂）四个交配组合，计算子代非常麻烦，所以可以用方法2配子法来计算：

1/2A

1/2a

1/2A

1/4AA

1/4Aa

1/2a

1/4Aa

1/4aa

也可以用方法3：

遗传平衡定律法（即哈迪-温伯格定律：

在一个理想的种群中个体间自由交配，其遵循遗传平衡定律（p+q）2=p2+2pq+q2=1,若亲本产生A的基因频率为P，产生ａ的基因频率为ｑ，则子代基因型及比值为AA＝p2、Aa＝2pq、aa＝q2。

）AA、aa=1：

1，则A的基因频率为1/2，ａ的基因频率为1/2，子代中AA=1/4，Aa=2×1/2×1/2=1/2,aa=1/4。

通过比较发现应用配子法或遗传平衡定律法解自由交配类型的题简便，快速且准确。

9.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。

【答案】

（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（4）.1/2（5）.1/2（6）.

【解析】试题分析：

根据题意分析可知：

大豆植株的颜色受一对等位基因控制，遵循基因的分离定律．表现型=基因型+环境因素．Aa自交后代有AA、Aa和aa，但aa黄色植株会在幼苗阶段死亡．据此答题．

解：

（1）基因型为Aa的植株，正常情况下只含有1个A基因，只有在复制后且细胞没有分裂时含有2个AA基因．

（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，说明表现型是基因型和环境共同作用的结果．

（3）如果让深绿色植株AA给浅绿色植株Aa授粉，其后代成熟植株中，基因型为AA和Aa，比例为1：

1，深绿色植株的比例为

．

②成熟植株中a的基因频率随繁殖代数变化的曲线为：

故答案为：

（1）细胞正在分裂，DNA进行了复制

（2）光照影响了基因表达

（3）AA和Aa

（4）①

②成熟植株中a的基因频率随繁殖代数变化的曲线为：

考点：

基因的分离规律的实质及应用；基因与性状的关系．

10.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

【答案】B

【解析】试题分析：

一头有角母羊的基因型为HH，生了一头无角小羊必需含有H基因，因此只能是公羊，基因型为Hh；选B。

考点：

基因的分离定律的应用。

点评：

考查了学生对基础知识掌握和应用能力。

11.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

【答案】D

【解析】由于AABBCC重270,aabbcc重150,所以可知每个显性基因增重20克,所以F1中重量为190g的果实中有两个显性基因；这倦的话,如果亲代是AaBbCc与AaBbCc杂交,后代显性基因的比例是：

6个显性基因的占：

1，5个显性基因的占：

6，4个显性基因的占：

15，3个显性基因的占：

20，2个显性基因的占：

15，1个显性基因的占：

6，0个显性基因的占：

1，所以两个显性基因的个体为15/（1+6+15+20+15+6+1）=15/64。

答案是D。

【考点定位】基因的自由组合规律的实质及应用

【名师点睛】技巧点拨：

基因累加效应1．应用分离定律先分开单独分析，然后再综合在一起考虑。

2．数准显性基因的个数。

12.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

【答案】C

【解析】据图分析，当R、C基因同时存在时，才能产生黑色素，只有C基因存在时，能产生棕色素，所以黑色个体的基因型为C_R_，棕色个体的基因型为C_rr，白色个体的基因型为ccR_和ccrr。

根据题意，基因型为CCRR和ccrr的两小鼠进行杂交得到F1，F1的基因型为CcRr，F1雌雄个体交配，则F2的表现型及比例为黑色（1CCRR、2CcRR、2CCRr、4CcRr）：

棕色（1CCrr、2Ccrr）：

白色（1ccRR、2ccRr、1ccrr）=9：

3：

4，故选C。

【点睛】根据图示分析各种表现型对应的基因型是解答本题的关键，再根据自由组合定律计算后代的表现型及其比例。

13.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

【答案】C

【解析】试题分析：

杂合的红果番茄的基因型为Rr，让其自交得F1中红果番茄的基因型为1/3RR、2/3Rr，再自交得到1/3RR、2/3（1/4RR1/2Rr1/4rr）,故RR所占的比例是1/3+2/3×1/4=1/2，Rr所占的比例是2/3×1/2=1/3，rr所占的比例是2/3×1/4="1/6",即RR：

Rr：

rr="3:

2:

1"，故C正确。

考点：

本题考查基因的分离定律的有关知识，意在考查考生能用文字、图表以及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学方面的内容的能力。

14.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

【答案】D

【解析】当H的基因频率大于0、小于1时，亲本都可能只含有纯合子，A正确；根据基因型频率计算种群基因频率的公式是：

H=HH+12Hh，h=hh+12Hh，如果H和h的基因频率相等，则HH和hh的基因型频率相等，分析题图可知，只有H的基因频率为b时符合该条件，B正确；当H的基因频率为a时，Hh与hh的基因型频率相等，根据遗传平衡定律可得2a（1-a）=（1-a）2，解得a=13，则显性纯合体在F1体都是hh，即亲本基因型都是hh；当H的基因频率为1时，自由交配后代的个体的基因型都是HH，即亲本基因型只有HH；当H的基因频率为a时，自由交配后代是Hh=hh；当H的基因频率为b时，自由交配一代的基因型及比例是Hh="1"2，HH="hh="14；当H的基因频率为c时，自由交配一代，后代HH=Hh；2、哈迪-温伯格定律的主要内容是指：

在理想状态下，各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在遗传中是稳定不变1中所占的比例为13×13＝19，C正确；由题图可知，当H的基因频率为c时，Hh与HH的基因型频率相等，根据遗传平衡定律可得2c（1-c）=（c）2，解得c=23，F1的基因型及比例是：

HH=23×23=49，hh，=13×13=19，Hh=2×23×13=49，子一代自交，子代中纯合体比例为1-12×49=79，D错误；答案是D。

【考点定位】遗传平衡定律

【名师点睛】技巧点拨：

解决本题需要透切理解遗传平衡定律：

若群体中只考虑H和h一对等位基因且H基因的频率为p，则h基因的频率为1-p；HH基因型的频率为p2；hh的基因型频率为（1-p）2；Hh的基因型频率为1-p2-（1-p）2=2p（1-p）。

15.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）____________________________________。

【答案】

（1）.AABB、aaBB

（2）.红花∶粉红花∶白花＝3∶2∶3（3）.AAbb或Aabb（4）.1/9（5）.让该植株自交，观察后代的花色

【解析】试题分析：

由题意可知，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，则红花的基因型为A_bb；粉红色花的基因型为A_Bb；白花的基因型为__BB、aa__、aabb。

（1）第1组中，纯合白花（AABB或aaBB或aabb）×纯合红花（AAbb）→粉红色花（A_Bb），F1自交后代出现1：

2：

1的分离比，说明F1的基因型为AABb，则白花亲本的基因型为AABB；第2组中，纯合白花（AABB或aaBB或aabb）×纯合红花（AAbb）→粉红色花（A_Bb），F1自交后代性状分离比为3：

6：

7，是9：

3：

3：

1的变式，说明F1的基因型为AaBb，则白花亲本的基因型为aaBB。

（2）第1组的F1（AABb）自交所得F2为AABB（白花）：

AABb（粉红色）：

AAbb（红色）=1：

2：

1，其中1/4AABB和1/4AAbb能稳定遗传，1/2AABb自交后代出现性状分离（1/4AABB、1/2AABb、1/4AAbb），所以F2中表现型及比例红花：

粉红色：

白花=（1/4+1/2×1/4）：

（1/2×1/2）：

（1/4+1/2×1/4）=3：

2：

3。

（3）第2组的F1为AaBb，自交所得F2红花为1/3AAbb或2/3Aabb，粉红花个体的基因型及比例为1/3AABb、2/3AaBb，则红花个体与粉红花个体随机杂交，后代开白花（aaBb或aabb）的个体占2/3×2/3×1/4=1/9。

（4）第2组F2中红花植株基因型可能为AAbb或Aabb，鉴定其基因型的最简单的方法是让该植株自交，观察后代的花色。

【点睛】解答本题的关键是根据第1组实验后代的性状分离比，确定子一代粉色花的基因型是单杂合子AAB；第2组实验后代的性状分离比，确定子一代粉色花的基因型是双杂合子AaBb。