熱點(diǎn)微專題02 由一道高考題深入探究自交和自由交配（原卷版）

由一道高考題探究自交和自由交配“自交”與“自由交配”是高中生物遺傳概率計(jì)算的一個(gè)重、難點(diǎn)，在多地區(qū)的高考中都曾考查過，所以有必要對(duì)兩者進(jìn)行一次全方位的探究，以便讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)并掌握解決此類問題的規(guī)律和方法。★【課題引入】(2022·湖南·高考真題節(jié)選)中國(guó)是傳統(tǒng)的水稻種植大國(guó)，有一半以上人口以稻米為主食。在培育水稻優(yōu)良品種的過程中，發(fā)現(xiàn)某野生型水稻葉片綠色由基因C控制。突變型1葉片為黃色，由基因C突變?yōu)镃1所致，基因C1純合幼苗期致死。突變型1連續(xù)自交3代，F(xiàn)3成年植株中黃色葉植株占______?！铩靖拍畋嫖觥孔越皇且环N特殊的交配類型，有兩種維度的理解。傳統(tǒng)意義的自交僅限于植物，指的是植物兩性花的白花傳粉和雌雄同株植物的異花傳粉。而廣泛意義的自交是指具有相同基因型的個(gè)體進(jìn)行的交配。既可以是植物，也可以是動(dòng)物。但由于基因型必須相同，故自交只能用于求解位于常染色體上基因的遺傳。自由交配(或隨機(jī)交配)，是指群體中有生殖能力的個(gè)體可隨機(jī)進(jìn)行交配?？梢允侵参铮部梢允莿?dòng)物?；蛐拖嗤暮突蛐筒煌膫€(gè)體之間都要進(jìn)行自由交配，所以既可以解位于常染色體上基因的遺傳，也可以解位于性染色體上基因的遺傳?！铩灸Ｐ蜆?gòu)建】以2013年山東高考題第6題構(gòu)建相關(guān)自交和自由交配數(shù)學(xué)模型(2013·山東)用基因型為Aa的小麥分別進(jìn)行連續(xù)自交、隨機(jī)交配、連續(xù)自交并逐代淘汰隱性個(gè)體、隨機(jī)交配并逐代淘汰隱性個(gè)體，根據(jù)各代Aa基因型頻率繪制曲線如圖。下列分析錯(cuò)誤的是()A．曲線Ⅱ的F3中Aa基因型頻率為0.4B．曲線Ⅲ的F2中Aa基因型頻率為0.4C．曲線Ⅳ的Fn中純合子的比例比上一代增加(1/2)n＋1D．曲線Ⅰ和Ⅳ的各子代間A和a的基因頻率始終相等★【課堂鞏固】1、閉花受粉植物甲，高莖和矮莖分別受A和a基因控制(完全顯性)；雌雄同株異花植物乙，其籽粒的顏色黃色與白色分別由Y和y基因控制(完全顯性)。兩者的遺傳均遵循孟德爾定律。自然狀態(tài)下，間行種植基因型為AA、Aa的植物甲(兩者數(shù)量之比是1∶2)和間行種植基因型為YY、Yy的植物乙(兩者數(shù)量之比是1∶2)。下列敘述不正確的是()A、植物甲的F1中雜合子所占的比例為1/3B、植物乙的F1中白色籽粒所占的比例為1/9C、植物乙的F1黃色籽粒中純合子所占的比例為1/2D、若植物甲含有a的配子1/2致死，則F1中矮莖個(gè)體所占的比例為1/92、將基因型為Aa的玉米自交一代的種子全部種下待其長(zhǎng)成幼苗人工去掉隱性個(gè)體并分成兩組，一組全部讓其自交：二組讓其自由傳粉，一、二組的植株上aa基因型的種子所占比例分別為()A、1/9、1/6B、3/8、1/9C、1/6、5/12D、1/6、1/93、(2015·山東·高考真題)玉米的高稈(H)對(duì)矮稈(h)為顯性?，F(xiàn)有若干H基因頻率不同的玉米群體，在群體足夠大且沒有其他因素干擾時(shí)，每個(gè)群體內(nèi)隨機(jī)交配一代后獲得F1。各F1中基因型頻率與H基因頻率(p)的關(guān)系如圖所示。下列分析錯(cuò)誤的是()A、0＜p＜1時(shí)，親代群體都可能只含有純合子B、只有p＝b時(shí)，親代群體才可能只含有雜合子C、p＝a時(shí)，顯性純合子在F1中所占的比例為1/9D、p＝c時(shí)，F(xiàn)1自交，子代中純合子所占比例為5/94、(2022·山東·高考真題)家蠅Y染色體由于某種影響斷成兩段，含s基因的小片段移接到常染色體獲得XY'個(gè)體，不含s基因的大片段丟失。含s基因的家蠅發(fā)育為雄性，只含一條X染色體的雌蠅胚胎致死，其他均可存活且繁殖力相同。M、m是控制家蠅體色的基因，灰色基因M對(duì)黑色基因m為完全顯性。如圖所示的兩親本雜交獲得F1，從F1開始逐代隨機(jī)交配獲得Fn。不考慮交換和其他突變，關(guān)于F1至Fn，下列說法錯(cuò)誤的是()A、所有個(gè)體均可由體色判斷性別 B、各代均無基因型為MM的個(gè)體C、雄性個(gè)體中XY'所占比例逐代降低 D、雌性個(gè)體所占比例逐代降低5、(2021·山東·高考真題節(jié)選)番茄是雌雄同花植物，可自花受粉也可異花受粉。M、m基因位于2號(hào)染色體上，基因型為mm的植株只產(chǎn)生可育雌配子，表現(xiàn)為小花、雄性不育?；蛐蜑镸M、Mm的植株表現(xiàn)為大花、可育。R、r基因位于5號(hào)染色體上，基因型為RR、Rr、rr的植株表現(xiàn)型分別為：正常成熟紅果、晚熟紅果、晚熟黃果。細(xì)菌中的H基因控制某種酶的合成，導(dǎo)入H基因的轉(zhuǎn)基因番茄植株中，H基因只在雄配子中表達(dá)，噴施萘乙酰胺（NAM）后含H基因的雄配子死亡。不考慮基因突變和交叉互換。(1)基因型為Mm的植株連續(xù)自交兩代，F(xiàn)2中雄性不育植株所占的比例為_________。雄性不育植株與野生型植株雜交所得可育晚熟紅果雜交種的基因型為______，以該雜交種為親本連續(xù)種植，若每代均隨機(jī)受粉，則F2中可育晚熟紅果植株所占比例為____________。6、(2021·湖南·高考真題)菜是我國(guó)重要的油料作物，油菜株高適當(dāng)?shù)慕档蛯?duì)抗倒伏及機(jī)械化收割均有重要意義。某研究小組利用純種高稈甘藍(lán)型油菜Z，通過誘變培育出一個(gè)純種半矮稈突變體S。為了闡明半矮稈突變體S是由幾對(duì)基因控制、顯隱性等遺傳機(jī)制，研究人員進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)，如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)根據(jù)F2表現(xiàn)型及數(shù)據(jù)分析，油菜半矮桿突變體S的遺傳機(jī)制是__________________，雜交組合①的F1產(chǎn)生各種類型的配子比例相等，自交時(shí)雌雄配子有______種結(jié)合方式，且每種結(jié)合方式機(jī)率相等。F1產(chǎn)生各種類型配子比例相等的細(xì)胞遺傳學(xué)基礎(chǔ)是_____________。(2)將雜交組合①的F2所有高軒植株自交，分別統(tǒng)計(jì)單株自交后代的表現(xiàn)型及比例，分為三種類型，全為高軒的記為F3-Ⅰ，高稈與半矮稈比例和雜交組合①、②的F2基本一致的記為F3-Ⅱ，高稈與半矮稈比例和雜