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新高考生物一轮复习讲练课件：第15讲 孟德尔的豌豆杂交实验(二)（含解析）
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这是一份新高考生物一轮复习讲练课件：第15讲 孟德尔的豌豆杂交实验(二)（含解析），共60页。PPT课件主要包含了素养目标，强基础增分策略，∶3∶3∶1，2结果分析，黄色和圆粒，自由组合，两对遗传因子，每对遗传因子，不同对的遗传因子，真核生物等内容，欢迎下载使用。
高考生物一轮复习
素 养 目 标
强基础 增分策略
两对相对性状的杂交实验1.提出问题(1)实验过程
绿圆
绿皱
9∶3∶3∶1
(2)结果分析
(3)问题提出①F2中为什么出现新性状组合?②为什么不同类型性状比为9∶3∶3∶1?
黄色和圆粒
分离
分离
自由组合
2.提出假说(1)理论解释(提出假设)①两对相对性状分别由 控制。 ②F1产生配子时, 彼此分离, 可以自由组合。 ③F1产生的雌配子和雄配子各有 ,且数量比相等。 ④受精时,雌雄配子的结合是 的。
两对遗传因子
每对遗传因子
不同对的遗传因子
4种
随机
(2)遗传图解(棋盘格式)
归纳总结各基因型、表型个体所占比例
特别提醒(1)YYRR基因型个体在F2中的比例为1/16,在黄色圆粒豌豆中的比例为1/9,注意范围不同。黄圆中杂合子占8/9,绿圆中杂合子占2/3。(2)若亲本是黄皱(YYrr)和绿圆(yyRR),则F2中重组类型为绿皱(yyrr)和黄圆(Y_R_),所占比例为1/16+9/16=10/16;亲本类型为黄皱(Y_rr)和绿圆(yyR_),所占比例为3/16+3/16=6/16。
3.对自由组合现象的验证——演绎推理、验证假说(1)方法: 实验。 (2)目的:测定F1的基因型或基因组成。(3)遗传图解:
(4)结论:实验结果与演绎结果相符,假说成立。
测交
特别提醒①雌雄配子结合方式(16种)不等于基因型种类(9种)。②只有非同源染色体上的非等位基因能自由组合。
4.自由组合定律(1)基因自由组合定律的细胞学基础
特别提醒个数不等于种类数;雌配子数不等于雄配子数。4种雌配子比例相同,4种雄配子比例相同,但雄配子数远远多于雌配子数。
(2)自由组合定律的内容
真核生物
细胞核遗传
5.孟德尔成功的原因
豌豆
1对
多对
统计学
假说—演绎
旁栏边角(必修2,第10页,“旁栏思考题”改编)从数学角度分析,9∶3∶3∶1与3∶1能否建立数学联系?这对理解两对相对性状的遗传结果有何启示?(1)9∶3∶3∶1与3∶1间的联系对理解两对相对性状的遗传结果有何启示?
提示 从数学角度看,(3∶1)2的展开式为9∶3∶3∶1,即9∶3∶3∶1的比例可以表示为两个3∶1的乘积,由此可获得如下启示:针对2对相对性状的遗传结果,如果对每1对相对性状进行单独的分析,如单纯考虑圆和皱或黄和绿1对相对性状遗传时,子二代性状的数量比是圆粒∶皱粒=(315+108)∶(101+32)≈3∶1;黄色∶绿色=(315+101)∶(108+32)≈3∶1。即每对性状的遗传都遵循了分离定律。这说明两对相对性状的遗传结果可以表示为它们各自遗传结果的“乘积”,即9∶3∶3∶1来自(3∶1)2。
(2)假设有两对等位基因控制的两对相对性状,如果对每一对相对性状进行单独分析,都符合3∶1的性状分离比,能否说明这两对相对性状遗传遵循自由组合定律?
提示 不能。如果两对等位基因位于同一对同源染色体上,每一对等位基因的遗传都遵循分离定律,但这两对等位基因的遗传不遵循自由组合定律。
易错辨析1.基于孟德尔两对相对性状的杂交实验,判断下列有关叙述是否正确。(1)F1产生基因型为YR的雌配子和基因型为YR的雄配子数量之比为1∶1。( )(2)在F1黄色圆粒豌豆(YyRr)自交产生的F2中,与F1基因型完全相同的个体占1/4。( )(3)F2的黄色圆粒中,只有基因型为YyRr的个体是杂合子,其他的都是纯合子。( )(4)若F2中基因型为Yyrr的个体有120株,则F2中基因型为yyrr的个体约为60株。( )(5)若双亲豌豆杂交后子代表型之比为1∶1∶1∶1,则两个亲本基因型一定为YyRr×yyrr。( )
×
√
×
√
×
2.基于基因自由组合定律内容及相关适用条件,判断下列有关叙述是否正确。(1)在进行减数分裂的过程中,等位基因彼此分离,非等位基因表现为自由组合。( )(2)基因自由组合定律是指F1产生的4种类型的雄配子和雌配子可以自由组合。( )(3)某个体自交后代性状分离比为3∶1,则说明此性状一定是由一对等位基因控制的。( )
×
×
×
考向探究考向1两对相对性状杂交实验的分析1.(2022山东济宁实验中学摸底)(不定项选择)下列有关孟德尔两对相对性状(豌豆的黄色与绿色、圆粒与皱粒)杂交实验的分析,错误的是( )A.孟德尔对F1植株上收获的556粒种子进行统计,发现4种表型的数量比接近9∶3∶3∶1B.基因型为YyRr的豌豆产生的YR卵细胞和YR精子的数量之比约为1∶1C.基因型为YyRr的豌豆产生的雌、雄配子随机结合,体现了自由组合定律的实质D.黄色与绿色、圆粒与皱粒的遗传都遵循分离定律,故这两对性状的遗传遵循自由组合定律
答案 BCD 解析 根据题意分析可知,孟德尔两对相对性状杂交实验中,纯种黄色圆粒豌豆(YYRR)和绿色皱粒豌豆(yyrr)杂交产生的F1为黄色圆粒,说明黄色对绿色为显性,圆粒对皱粒为显性。F1(YyRr)自交后代出现性状分离,产生黄色圆粒(Y_R_)∶黄色皱粒(Y_rr)∶绿色圆粒(yyR_)∶绿色皱粒(yyrr) =9∶3∶3∶1。孟德尔对F1植株上收获的556粒种子即F2进行统计,发现4种表型黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒的比接近9∶3∶3∶1,A项正确;基因型为YyRr的豌豆产生的YR卵细胞和YR精子的数量不等,精子数量多于卵细胞数量,B项错误;
自由组合定律的实质体现在减数分裂过程中,等位基因分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合,雌、雄配子随机结合没有体现自由组合定律的实质,C项错误;黄色与绿色、圆粒与皱粒的遗传都遵循分离定律,只有控制这两对性状的基因分别位于两对同源染色体上,这两对等位基因的遗传才遵循自由组合定律,D项错误。
2.(2022河北名校联盟联考)用具有两对相对性状的纯种豌豆做遗传实验,得到的F2的部分基因型结果如下表(两对基因独立遗传)。下列叙述不正确的是( )A.表中Y、y、R、r基因属于真核生物细胞核基因B.表中基因(即遗传因子)Y、y、R、r的载体有染色体、叶绿体、线粒体C.1、2、3、4代表的基因型在F2中出现的概率大小为3>2=4>1D.F2中出现的表型不同于亲本的重组类型的比例是6/16或10/16
答案 B 解析 根据题意分析,两对基因独立遗传,说明两对等位基因位于非同源染色体上,因此遵循基因的自由组合定律。根据基因的自由组合定律可知,1(YYRR)的概率=1/4×1/4=1/16;2(YYRr)的概率=1/4×1/2=1/8;3(YyRr)的概率为1/2×1/2=1/4;4(yyRr)的概率为1/4×1/2=1/8。已知两对基因独立遗传,说明两对等位基因位于两对同源染色体上,因此表中Y、y、R、r基因属于真核生物细胞核基因,A项正确;表中的基因都是核基因而非叶绿体和线粒体中的基因,所以其载体只能是染色体,B项错误;根据以上分析可知,1的概率是1/16,2的概率是1/8,3的概率是1/4,4的概率是1/8,所以1、2、3、4代表的基因型在F2中出现的概率大小为3>2=4>1,C项正确;如果亲本的基因型是YYRR×yyrr,表中出现的表型不同于亲本的重组类型的比例是6/16,如果亲本的基因型是yyRR×YYrr,表中出现的表型不同于亲本的重组类型的比例为10/16,D项正确。
考向2自由组合定律的实质与验证3.(2022安徽六安中学模拟)下列有关自由组合定律的叙述,正确的是( )A.自由组合定律是孟德尔针对豌豆两对相对性状杂交实验结果及其解释直接归纳总结的,不适合多对相对性状B.控制不同性状的基因的分离和组合是相互联系、相互影响的C.在形成配子时,决定不同性状的基因的分离和组合是随机的,所以称为自由组合定律D.在形成配子时,同源染色体上决定同一性状的基因彼此分离,非同源染色体上决定不同性状的基因自由组合
答案 D 解析 孟德尔通过豌豆两对相对性状的杂交实验归纳总结的自由组合定律也适用于两对以上的相对性状,A项错误;位于非同源染色体上的非等位基因的分离和组合是互不干扰的,B项错误;形成配子时,成对的基因彼此分离,不是随机的,非同源染色体上控制不同性状的基因的组合是随机的,C项错误;基因自由组合定律的实质是产生配子时,同源染色体上决定同一性状的基因彼此分离,非同源染色体上决定不同性状的基因表现为自由组合,D项正确。
4.(2022山东青岛二中期中)如图表示孟德尔揭示两个遗传定律时所选用的豌豆植株体内相关基因控制的性状、显隐性及其在染色体上的分布。下列叙述正确的是( )A.甲、乙、丙、丁都可以作为研究基因分离定律的材料B.图丁个体自交后代中高茎中纯合子占1/4C.图丙、丁所表示个体减数分裂时,可以揭示基因的自由组合定律的实质D.图丙个体自交,子代表型比例为9∶3∶3∶1,属于假说—演绎的实验验证阶段
答案 A 解析 甲、乙、丙、丁均含有等位基因,都可以作为研究基因分离定律的材料,A项正确;图丁个体自交后代中DDYY∶DdYy∶ddyy=1∶2∶1,其中高茎中纯合子占1/3,B项错误;图丁中两对等位基因位于一对同源染色体上,不能用来揭示基因的自由组合定律的实质,C项错误;图丙个体自交,子代表型比例为9∶3∶3∶1,属于假说—演绎的提出问题阶段,D项错误。
5.(2022河北衡水期中)某植物的高茎(B)对矮茎(b)为显性,花粉粒长形(D)对圆形(d)为显性,花粉粒非糯性(E)对花粉粒糯性(e)为显性,非糯性花粉遇碘液变蓝色,糯性花粉遇碘液呈棕色。现有品种甲(BBDDee)、乙(bbDDEE)、丙(BBddEE)和丁(bbddee),进行了如下两组实验:
下列分析合理的是( )A.由组合一可知,基因B/b和基因D/d位于非同源染色体上B.由组合二可知,基因E/e仅和基因B/b位于不同对同源染色体上C.若仅用花粉鉴定法(检测F1花粉性状)即可验证基因自由组合定律,可选用的亲本组合有甲×丙、丙×丁D.上述材料可用于验证基因自由组合定律的亲本组合共有4个
答案 D 解析 由组合一中,纯种品种甲和丁杂交,子一代产生的4种配子及比例为BDe∶Bde∶bDe∶bde=4∶1∶1∶4,则子一代的基因组成为BbDdee,配子之比不是1∶1∶1∶1,说明基因B/b和基因D/d位于同一对同源染色体上,A项错误;组合二中,纯种品种丙和丁杂交,子一代产生的4种配子BdE∶Bde∶bdE∶bde=1∶1∶1∶1,则子一代的基因组成为BbddEe,产生的4种配子之比是1∶1∶1∶1,说明基因B/b和基因E/e位于不同对同源染色体上,B/b和基因D/d位于同1对同源染色体上,因此基因B/b或D/d和基因E/e位于不同对同源染色体上,B项错误;
若采用花粉鉴定法验证基因自由组合定律,应通过糯性和非糯性、花粉粒长形和花粉粒圆形这两对相对性状的纯合子杂交获得F1,通过F1产生的花粉可表现出圆形蓝色∶圆形棕色∶长形蓝色∶长形棕色为1∶1∶1∶1的性状比,所以可以选择甲×丙或者乙×丁,C项错误;可用于验证基因自由组合定律的亲本组合有甲×乙、甲×丙、乙×丁、丙×丁共4个,D项正确。
6.(2022湖北荆门期中)若某昆虫体色(黄色、褐色、黑色)由3对位于常染色体上的等位基因(A/a、B/b、D/d)决定,如下图为基因控制相关物质合成的途径,a基因、b基因、d基因没有相应的作用。若用两个纯合黄色品种的昆虫作为亲本(其中之一基因型为aabbdd)进行杂交,F1均为黄色,F2中毛色表型出现了黄∶褐∶黑=52∶3∶9的数量比。据此回答下列问题。
(1)由题可知,基因A对基因B的表达有 (填“促进”或“抑制”)作用。 (2)为了验证控制体色的3对等位基因是否遵循自由组合定律,应选用 与双亲中基因型为 的个体杂交,若子一代的性状及性状分离比为 ,则控制体色的3对等位基因分别位于3对同源染色体上,遵循自由组合定律。 (3)F2中黄色昆虫有 种基因型。若让F2褐色个体自由交配,则子代性状及分离比为 。
答案 (1)抑制(2)F1 aabbdd 黄色∶褐色∶黑色=6∶1∶1(3)21 褐色∶黄色=8∶1解析 (1)由题意知,子二代中毛色表型及比例为黄∶褐∶黑=52∶3∶9,黑色个体的比例是9/64,可以写成1/4×3/4×3/4,又由代谢途径可知,黑色物质的形成必须含有B、D基因,因此黑色个体的基因型是aaB_D_,子一代黄色个体的基因型是AaBbDd,亲本黄色个体的基因型是AABBDD、aabbdd,3对等位基因遵循自由组合定律,因此A与B基因之间的关系是A抑制B基因表达。
(2)由以上分析可知,子一代的基因型是AaBbDd,若要验证3对等位基因是否遵循自由组合定律,常用测交实验,可以选用F1个体与双亲中基因型为aabbdd的个体进行测交实验,若3对等位基因遵循自由组合定律,子一代产生比例相等的8种类型的配子,ABD∶ABd∶AbD∶Abd∶aBD∶aBd∶ abD∶abd=1∶1∶1∶1∶1∶1∶1∶1,测交后代的基因型及比例是AaBbDd∶AaBbdd∶AabbDd∶Aabbdd∶aaBbDd∶aaBbdd∶aabbDd∶aabbdd=1∶1∶1∶1∶1∶1∶1∶1,其中A_____、aabbD_、aabbdd表现为黄色,aaBbDd为黑色,aaBbdd为褐色,黄色∶褐色∶黑色=6∶1∶1。
(3)子一代基因型是AaBbDd,F2中表现为黄色的是A_ _ _ _ _、aabb_ _,共有2×3×3+1×1×3=21种;子二代褐色个体的基因型是aaBBdd∶aaBbdd=1∶2,让其自由交配,相当于让BB∶Bb=1∶2的个体自由交配,bb=2/3×2/3×1/4=1/9,B-=8/9,因此褐色个体自由交配后代aaB_dd∶aabbdd=8∶1,分别表现为褐色、黄色。
题型一 由亲代基因型“顺推”子代基因型及比例常用方法:组合法(1)适用范围:两对或两对以上的基因独立遗传,并且不存在相互作用(如导致配子致死)(2)解题思路:“先分开,后组合”先拆分成几对基因分离问题分别分析,计算出配子比例、子代基因型和表型及概率等→将相关的概率按照一定的方法组合,即利用乘法定律或加法定律计算
(3)常见题型分析:①基因型(表型)种类、概率及比例
注:在计算不同于双亲的表型的概率时,可以先算与双亲相同的表型的概率,然后用1减去相同的表型的概率即可。
②配子种类及概率的计算
专项训练1.假定基因A是视网膜正常必需的,基因B是视神经正常必需的。从理论上计算,基因型均为AaBb(两对基因独立遗传)的夫妇生育一个视觉不正常的孩子的概率是( )A.9/16 B.7/16 C.3/16 D.1/16
答案 B 解析 根据基因自由组合定律,基因型均为AaBb的双亲所生后代为A_B_(正常)∶A_bb(异常)∶aaB_(异常)∶aabb(异常)=9∶3∶3∶1。由此可见,该夫妇生育一个视觉不正常的孩子的概率=3/16+3/16+1/16=7/16。
2.(2022湖南百校联考)已知玉米的高秆(D)对矮秆(d)为显性,抗病(R)对易感病(r)为显性。纯合品种甲与纯合品种乙杂交得F1,再让F1与玉米丙(ddRr)杂交,所得子代的表型及比例如下图所示,下列分析错误的是( )A.D/d、R/r基因位于两对同源染色体上B.甲、乙可能是DDRR与ddrr组合或DDrr与ddRR组合 C.子二代中纯合子占1/4,且全部表现为矮秆D.若F1自交,其子代中基因型不同于F1的个体占9/16
答案 D 解析 由题干及题图分析可知A、B两项正确;由子二代表型可推出F1的基因型为DdRr,子二代中纯合子的基因型为ddRR和ddrr所占比例为1/8+1/8=1/4,C项正确;若让F1自交,其子代中基因型不同于F1的个体占12/16,D项错误。
3.(2022江苏苏州新草桥中学月考)杜洛克猪毛色受两对独立遗传的等位基因控制,毛色有红毛、棕毛和白毛3种,对应的基因组成如下表。请回答下列问题。
(1)棕毛猪的基因型有 种。
(2)已知两头纯合的棕毛猪杂交得到的F1均表现为红毛,F1雌雄交配产生F2。①该杂交实验的亲本基因型为 。 ②F1测交,后代表型及对应比例为 。 ③F2中纯合个体相互交配,能产生棕毛子代的基因型组合有 种(不考虑正反交)。 ④F2的棕毛个体中纯合子的比例为 。F2中棕毛个体相互交配,子代白毛个体的比例为 。 (3)若另一对染色体上有一对基因I、i,I基因对A和B基因的表达都有抑制作用,i基因不抑制,如I_A_B_表现为白毛。基因型为IiAaBb的个体雌雄交配,子代中红毛个体的比例为 ,白毛个体的比例为 。
答案 (1)4(2)①AAbb和aaBB ②红毛∶棕毛∶白毛=1∶2∶1 ③4 ④1/3 1/9(3)9/64 49/64解析 (1)由表格知:棕毛猪的基因组成为A_bb、aaB_,因此棕毛猪的基因型有AAbb、Aabb、aaBB、aaBb,共4种。(2)①由两头纯合棕毛猪杂交,F1均为红毛猪,红毛猪的基因组成为A_B_,可推知两头纯合棕毛猪的基因型为AAbb和aaBB,F1红毛猪的基因型为AaBb。②F1测交,即AaBb与aabb杂交,后代基因型及比例为AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=1∶1∶1∶1,根据表格可知后代表型及对应比例为红毛∶棕毛∶白毛=1∶2∶1。
③F1红毛猪的基因型为AaBb,F1雌雄个体随机交配产生F2,F2的基因型有A_B_、A_bb、aaB_、aabb,其中纯合子有AABB、AAbb、aaBB、aabb,能产生棕色猪(A_bb、aaB_)的基因型组合有AAbb×AAbb、aaBB×aaBB、AAbb×aabb、aaBB×aabb共4种。④F2的基因型及比例为A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb=9∶3∶3∶1,棕毛猪A_bb、aaB_所占比例为6/16,纯合子为AAbb、aaBB,所占比例为2/16,故F2的棕毛个体中纯合子所占的比例为2/6,即1/3。F2的棕毛个体中各基因型及比例为1/6AAbb、2/6Aabb、1/6aaBB、2/6aaBb。棕毛个体相互交配,能产生白毛个体(aabb)的杂交组合及概率为2/6Aabb×2/6Aabb+2/6aaBb×2/6aaBb+2/6Aabb×2/6aaBb×2=1/3×1/3×1/4+1/3×1/3×1/4+1/3×1/3×1/2×1/2×2=1/9。
(3)若另一对染色体上的I基因对A和B基因的表达有抑制作用,只要有I基因,不管有没有A或B基因都表现为白色,基因型为IiAaBb的个体雌雄交配,后代中红毛个体即基因型为iiA_B_的个体。把Ii和AaBb分开来计算,Ii×Ii后代有3/4I_和1/4ii,AaBb×AaBb后代基因型及比例为A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb=9∶3∶3∶1。故子代中红毛个体(iiA_B_)的比例为1/4×9/16=9/64,棕毛个体(iiA_bb、iiaaB_)所占比例为1/4×6/16=6/64,白毛个体所占比例为:1-9/64-6/64=49/64。
题型二 根据子代表型及比例“逆推”亲本基因型(1)基因填充法根据亲代表型可大概写出其基因型,如A_B_、aaB_等,再根据子代表型将所缺处填完,特别要注意后代中的隐性性状,因为后代中一旦存在隐性性状个体,那亲代的基因型中一定存在a、b等隐性基因。
(2)分解组合法根据子代表型比例拆分为分离定律的分离比,确定每一对相对性状的亲本基因型,再组合。如:①9∶3∶3∶1→(3∶1)(3∶1)→(Aa×Aa)(Bb×Bb)→AaBb×AaBb;②1∶1∶1∶1→(1∶1)(1∶1)→(Aa×aa)(Bb×bb)→AaBb×aabb或Aabb×aaBb;③3∶3∶1∶1→(3∶1)(1∶1)→(Aa×Aa)(Bb×bb)或(Aa×aa)(Bb×Bb)→AaBb×Aabb或AaBb×aaBb。
专项训练4.(2022山东临朐月考)现有甲、乙、丙、丁、戊5株豌豆,如对其杂交,统计后代的数量见下表(黄色、圆粒为显性)。在甲、乙、丙、丁、戊中,表型相同的有( )
A.甲、丙 B.甲、戊C.乙、丙、丁 D.乙、丙、戊
答案 D 解析 甲×乙后代中黄色∶绿色=(85+28)∶(94+32)≈1∶1,圆粒∶皱粒=(85+94)∶(28+32)≈3∶1,则甲为AaBb,乙为aaBb,或甲为aaBb,乙为AaBb;甲×丁后代中黄色∶绿色=(78+62)∶(68+71)≈1∶1,圆粒∶皱粒=(78+68)∶(62+71)≈1∶1,则甲为AaBb,丁为aabb,或甲为aaBb,丁为Aabb,或甲为Aabb,丁为aaBb,或甲为aabb,丁为AaBb;乙×丙后代中黄色∶绿色= 0∶1,圆粒∶皱粒≈3∶1,则乙、丙均为aaBb;丁×戊后代中黄色∶绿色= 0∶1,圆粒∶皱粒=1∶1,则丁为aaBb,戊为aabb,或丁为aabb,戊为aaBb。综上所述,甲为AaBb,乙为aaBb,丙为aaBb,丁为aabb,戊为aaBb,则甲的表型为黄色圆粒,乙的表型为绿色圆粒,丙的表型为绿色圆粒,丁的表型为绿色皱粒,戊的表型为绿色圆粒。因此在甲、乙、丙、丁、戊中,表型相同的有乙、丙、戊。
5.(2022云南云天化中学摸底)某种甘蓝的叶色有绿色和紫色。已知叶色受2对独立遗传的基因A/a和B/b控制,只含隐性基因的个体表现为隐性性状,其他基因型的个体均表现为显性性状。某小组用绿叶甘蓝和紫叶甘蓝进行了一系列实验。实验①:让绿叶甘蓝(甲)的植株进行自交,子代都是绿叶实验②:让甲植株与紫叶甘蓝(乙)植株进行杂交,子代个体中绿叶∶紫叶=1∶3
回答下列问题。(1)甘蓝叶色中显性性状是 ,实验①中甲植株的基因型为 。 (2)实验②中乙植株的基因型为 ,子代中有 种基因型。 (3)用另一紫叶甘蓝(丙)植株与甲植株杂交,若杂交子代中紫叶和绿叶的分离比为1∶1,则丙植株所有可能的基因型是 ;若杂交子代均为紫叶,且让该子代自交,自交子代中紫叶与绿叶的分离比为15∶1,则丙植株的基因型为 。
答案 (1)紫色 aabb(2)AaBb 4(3)Aabb、aaBb AABB 解析 依题意:只含隐性基因的个体表现为隐性性状,说明隐性性状的基因型为aabb。实验①的子代都是绿叶,实验②的子代出现了绿叶∶紫叶=1∶3的性状分离比,说明甲和乙中必然有一个为隐性性状的纯合子,则另一个必为双杂合子,能产生4种比值相等的配子,若甲为双杂合子,则实验①会出现性状分离,所以可判断绿叶为隐性性状,其基因型为aabb,紫叶为A_B_、A_bb和aaB_。
(1)由以上分析可知,绿叶为隐性性状,紫叶为显性性状。实验①中甲植株为绿叶甘蓝,基因型为aabb。(2)由以上分析可知,实验②中甲植株基因型为aabb,则乙必为双杂合子,基因型为AaBb,二者杂交为测交实验,故子代中有4种基因型,即AaBb、Aabb、aaBb和aabb。(3)另一紫叶甘蓝丙植株与甲植株(aabb)杂交,子代紫叶∶绿叶=1∶1,说明紫叶甘蓝丙植株的基因组成中,有一对基因为隐性纯合、另一对基因为杂合,进而推知丙植株所有可能的基因型为aaBb、Aabb。若杂交子代均为紫叶,且让该子代自交,自交子代中紫叶∶绿叶=15∶1,15∶1为9∶3∶3∶1的变式,说明该杂交子代的基因型均为AaBb,进而推知丙植株的基因型AABB。
题型三 多对基因控制生物性状的分析n对等位基因(完全显性)分别位于n对同源染色体上的遗传规律
注:(1)若F2中显性性状的比例为(3/4)n,则该性状由n对等位基因控制。(2)若F2中子代性状分离比之和为4n,则该性状由n对等位基因控制。
专项训练6.(2022河北衡水中学二调)(不定项选择)某植物红花和白花这对相对性状同时受多对等位基因(A、a,B、b,C、c……)控制,当个体的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时才开红花,否则开白花。现将两个纯合的白花品系杂交,F1开红花,再将F1自交,F2中的白花植株占37/64,若不考虑变异,下列说法错误的是( )A.每对基因的遗传均遵循分离定律B.该花色遗传至少受3对等位基因控制C.F2红花植株中杂合子占26/64D.F2白花植株中纯合子的基因型有4种
答案 CD 解析 每对基因的遗传均遵循分离定律;本实验中,将两个纯合的白花品系杂交,F1开红花,再将F1自交,F2中的白花植株占37/64,则红花植株占1-37/64=27/64=(3/4)3,根据n对等位基因自由组合且完全显性时,F2中显性个体的比例为(3/4)n,可判断该花色遗传至少受3对等位基因的控制。由以上分析可知,该植物红花和白花这对相对性状至少受3对等位基因控制,并且能够发生自由组合,因此每对基因的遗传均遵循分离定律,A项正确;根据分析,该植物花色的遗传符合自由组合定律,至少受3对等位基因控制,B项正确;在F2中,红花占27/64,其中有1/27的个体(AABBCC)是纯合子,则有26/27的个体是杂合子,C项错误;由于每对等位基因都至少含有1个显性基因时才开红花,所以F2红花植株中纯合子(AABBCC)基因型只有1种,白花植株中纯合子基因型有23-1=7(种),D项错误。
7.某植物红花和白花这对相对性状同时受多对等位基因控制(如A、a;B、b;C、c……)。当个体的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时(即A_B_C_……)才开红花,否则开白花。现有甲、乙、丙、丁4个纯合白花品系,相互之间进行杂交,杂交组合、后代表型及其比例如下:根据杂交结果回答问题。(1)这种植物花色的遗传符合哪些遗传定律?(2)本实验中,植物的花色受几对等位基因的控制,为什么?
答案 (1)基因的自由组合定律和基因的分离定律(或基因的自由组合定律)。(2)4对。①本实验的乙×丙和甲×丁两个杂交组合中,F2中红色个体占全部个体的比例为81/(81+175)=81/256=(3/4)4,根据n对等位基因自由组合且完全显性时F2中显性个体的比例为(3/4)n,可判断这两个杂交组合中都涉及4对等位基因。②综合杂交组合的实验结果,可进一步判断乙×丙和甲×丁两个杂交组合中所涉及的4对等位基因相同。解析 (1)单独考虑每对等位基因的遗传时应遵循基因的分离定律,综合分析4个纯合白花品系的6个杂交组合,这种植物花色的遗传应符合基因的自由组合定律。(2)在6个杂交组合中,乙×丙和甲×丁两个杂交组合中F1都开红花,F1自交后代F2中都是红花81∶白花175,其中红花个体占全部个体的比例为81/(81+175)=81/256=(3/4)4,该比例表明花色是由位于4对同源染色体上的4对等位基因控制的。
1——自由组合定律中的特殊比例及基因间的位置关系题型一 9∶3∶3∶1的变式(总和等于16)巧用“合并同类型”解特殊自由组合分离比问题
方法技巧性状分离比9∶3∶3∶1的变式题解题步骤
专项突破典例1.(2022山东章丘二轮阶段测试)一种蔬菜的果实形状有三角形和卵圆形两种,该性状的遗传涉及常染色体上的两对等位基因,分别用A、a和B、b表示。为探究这种蔬菜果实形状的遗传规律,进行了以下的杂交实验,下列叙述正确的是( )A.根据F2表型比例判断,这种蔬菜果实形状的遗传遵循基因自由组合定律,不遵循基因分离定律B.通过实验结果可以推断两亲本基因型为AABB和aabb或AAbb和aabbC.F1的基因型为AaBb,F1测交后代表型及比例为三角形∶卵圆形=1∶3D.F2三角形果实的个体中,自交后代不出现性状分离的个体比例为7/15
答案 D 解析 F2中三角形∶卵圆形=301∶20≈15∶1,是“9∶3∶3∶1”的变式,说明控制该蔬菜果实形状的基因位于两对同源染色体上,遵循基因自由组合定律,每一对同源染色体上的基因遗传时遵循基因的分离定律,A项错误;亲本三角形和卵圆形果实均为纯合子,基因型为AABB和aabb,B项错误;F1的基因型是AaBb,若用F1三角形果实与亲代的卵圆形果实测交, AaBb×aabb→1AaBb(三角形)∶1Aabb(三角形)∶1aaBb(三角形)∶ 1aabb(卵圆形),其后代表型的比为三角形∶卵圆形=3∶1,C项错误;F2三角形果实的个体中,部分个体自交其后代会发生性状分离即后代出现卵圆形aabb,则这些个体为_a_b,有4/15AaBb、2/15Aabb、2/15aaBb,共8/15。因此在F2三角形果实的个体中,自交后代不出现性状分离的个体比例为7/15,D项正确。
专项训练1.(2022湖南湘潭一模)某二倍体植物为雌雄同株,其花色由细胞核中两对等位基因D/d和E/e控制,D对d、E对e为显性,其中D基因控制红色色素的合成,E基因控制蓝色色素的合成,2种色素均不合成时花呈白色。D、E基因转录得到的mRNA能够相互配对形成双链,导致两种色素均不能合成。用纯合的红花植株和蓝花植株杂交,F1均开白花,F1自由交配得F2。下列叙述正确的是( )A.该植物种群中白花植株的基因型有4种,红花和蓝花的基因型各有2种B.含D、E基因的植株由于彼此干扰了基因的转录,不能合成色素而开白花C.若这两对基因位于两对同源染色体上,则F2中红花∶白花∶蓝花约为3∶10∶3D.若F2中红花∶白花∶蓝花约为1∶2∶1,则D与E位于同一条染色体上
答案 C 解析 分析题干信息可知:D、E同时存在时开白花,则D_E_为白花;D基因控制红色色素的合成,则红花基因型为D_ee;E基因控制蓝色色素的合成,蓝花基因型为ddE_;ddee为白花。用纯合的红花植株和蓝花植株杂交,F1均开白花,则亲本的基因型为DDee×ddEE,F1的基因型为DdEe。由以上分析可知,白花的基因型有D_E_、ddee,共有5种,A项错误;mRNA为翻译的模板,据题干信息“D、E基因转录得到的mRNA能够相互配对形成双链,导致两种色素均不能合成”,可知含D、E基因的植株由于彼此干扰了基因的翻译,不能合成色素而开白花,B项错误;
若这两对基因位于两对同源染色体上,则F2中D_E_(白花)∶D_ee(红花)∶ddE_(蓝花)∶ddee(白花)=9∶3∶3∶1,故红花∶白花∶蓝花约为3∶10∶3,C项正确;当亲本的基因型为DDee×ddEE时,若D与e位于同一条染色体上,则F1产生的配子类型及比例为De∶dE=1∶1,F2中DDee∶DdEe∶ddEE=1∶2∶1,即红花∶白花∶蓝花约为1∶2∶1;不存在D与E位于同一条染色体上的情况,D项错误。
2.(2022湖南岳阳摸底)“喜看稻菽千重浪,遍地英雄下夕烟”,中国科学家在水稻研究上做出了突出贡献:袁隆平院士被誉为“杂交水稻之父”,朱英国院士为我国杂交水稻的先驱,农民胡代书培育出了越年再生稻等。某兴趣小组在科研部门的协助下进行了下列相关实验:取甲(雄蕊异常,雌蕊正常,表现为雄性不育)、乙(可育)两个品种的水稻进行相关实验,实验过程和结果如下表所示。已知水稻雄性育性由等位基因A/a控制,A对a完全显性,B基因会抑制不育基因的表达,反转为可育。
(1)控制水稻雄性不育的基因是 ,该兴趣小组同学在分析结果后认为A/a和B/b这两对等位基因在遗传时遵循基因的自由组合定律,其判断理由是 。 (2)F2中可育株的基因型共有 种;仅考虑F2中出现雄性不育株的那一半,该部分可育株中能稳定遗传的个体所占的比例为 。 (3)若要利用F2中的两种可育株杂交,使后代雄性不育株的比例最高,则双亲的基因型为 。 (4)现有各种基因型的可育水稻,请利用这些实验材料,设计一次杂交实验,确定某雄性不育水稻丙的基因型:取 水稻与水稻丙杂交,观察并统计后代植株的性状及比例。 ①若 ,则丙的基因型是 ; ②若 ,则丙的基因型是 。
答案 (1)A F1个体自交单株收获得到的F2中的一半表现的性状分离比为可育株∶雄性不育株=13∶3,而13∶3是9∶3∶3∶1的变式,说明该性状受两对等位基因控制,遵循自由组合定律 (2)7 7/13 (3)aabb和AABb (4)基因型为aabb的可育株 ①后代全是雄性不育植株 AAbb ②后代出现可育植株和雄性不育植株,且比例为1∶1 Aabb解析 (1)由分析可知,控制雄性不育的基因为A。F1个体自交得到的F2中的一半出现可育株∶雄性不育株=13∶3,13∶3是9∶3∶3∶1的变式,说明该性状受两对等位基因控制,遵循自由组合定律,该比值的出现是基因重组(或自由组合)的结果。
(2)根据分析,甲的基因型是Aabb,乙的基因型是aaBB,F1的基因型为1/2AaBb、1/2aaBb。AaBb自交后代的基因型共9种,其中AAbb、Aabb表现为雄性不育,因此可育株的基因型共有9-2=7(种)。仅考虑F2中出现雄性不育株的那一半,该部分可育株个体的基因型为1/13AABB、2/13AABb、2/13AaBB、4/13AaBb、1/13aaBB、2/13aaBb、1/13aabb,其中2/13AABb和4/13AaBb自交后代会发生性状分离,其他均能稳定遗传,故该部分可育株中能稳定遗传的个体所占的比例为1-2/13-4/13=7/13。(3)利用F2中的两种可育株杂交,要使得得到雄性不育株A_bb的比例最高,可确定其中一个亲本全部产生b的配子,则亲本之一的基因型一定是aabb,另一亲本能产生A的配子,则另一亲本的基因型为AABb,显然所选个体的基因型为aabb和AABb。
(4)水稻不育植株的基因型为A_bb,要确定水稻丙的基因型,可采用测交的方法,取基因型为aabb的可育株与水稻丙杂交,观察后代植株的育性。①若丙的基因型是AAbb,测交后代的基因型为Aabb,故后代全是雄性不育植株;②若丙的基因型是Aabb,测交后代的基因型以及比例为Aabb∶aabb=1∶1,故后代出现雄性不育植株和可育植株,且比例为1∶1。
题型二 遗传致死现象1.致死类型分析设F1的基因型为AaBb,符合基因自由组合定律。(1)显性纯合致死
(2)隐性纯合致死①双隐性致死F1(AaBb)自交后代:A_B_∶A_bb∶aaB_=9∶3∶3②单隐性(aaB_或A_bb)致死。F1(AaBb)自交后代:A_B_∶A_bb=9∶3或A_B_∶aaB_=9∶3。
2.致死类问题解题思路
专项突破典例2.(2022陕西西安检测)某植物的5号和8号染色体上有与叶色性状有关的基因,基因型为E_ff的甲表现为绿叶,基因型为eeF_的乙表现为紫叶。将纯合绿叶甲(♀)与纯合紫叶乙(♂)在某一新环境中杂交,F1全为红叶,让F1自交得F2,F2的表型及其比例为红叶∶紫叶∶绿叶∶黄叶=7∶3∶1∶1。下列叙述正确的是( )A.F2中绿叶植株和亲本绿叶甲的基因型相同B.F2紫叶植株的基因型有2种,其中纯合紫叶∶杂合紫叶=2∶1C.F2异常比例的出现最可能的原因是基因型为EF的雄配子致死D.F2中的红叶雌株与黄叶雄株杂交,后代中黄叶植株的比例为3/28
答案 D 解析 由题意可知,F1的基因型为EeFf(红叶),F2的表型及其比例为红叶∶紫叶∶绿叶∶黄叶=7∶3∶1∶1,结合该比例可知,新环境下基因型为Ef的雄配子或雌配子致死,F2中绿叶植株的基因型为Eeff,亲本绿叶甲的基因型为EEff,A、C两项错误;F2中紫叶植株的基因型有2种,其中纯合紫叶(eeFF)∶杂合紫叶(eeFf)=1∶2,B项错误;F2红叶雌株中与黄叶雄株杂交能产生黄叶植株的只有基因型为EeFf的红叶雌株,F2红叶雌株中基因型为EeFf的植株占3/7,故F2中的红叶雌株与黄叶雄株杂交,后代中黄叶植株的比例为(3/7)×(1/4)=3/28,D项正确。
专项训练3.(2022山东菏泽质检)某植物的花色由等位基因A/a控制,茎高由B/b控制。让某紫花高茎植株自交得F1,因为存在某基因型配子的致死现象,使F1中紫花高茎∶绿花高茎∶紫花矮茎∶绿花矮茎=5∶3∶3∶1。下列叙述错误的是( )A.某紫花高茎植株的基因型为AaBb,且两对等位基因的遗传遵循自由组合定律B.F1出现5∶3∶3∶1性状分离比的原因可能是基因型为AB的雄配子和雌配子致死C.F1中紫花高茎植株随机交配,子代中与亲本性状相同的个体占141/260D.任取F1中的一株紫花高茎植株,让其与绿花矮茎植株测交即可判断其基因型
答案 B 解析 紫花高茎植株自交得到的F1中紫花高茎∶绿花高茎∶紫花矮茎∶绿花矮茎=5∶3∶3∶1,故紫花高茎植株的基因型为AaBb,且两对等位基因的遗传遵循自由组合定律,A项正确;F1中紫花高茎植株A_B_缺少4份,说明基因型为AB的雄配子或雌配子致死,B项错误;F1中能存活的紫花高茎植株的基因型有AaBB、AABb、AaBb,能存活的紫花高茎植株随机交配,假设基因型为AB的雄配子致死,则雄配子种类及比例为Ab∶aB∶ab=5∶5∶3,雌配子种类及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=7∶5∶5∶3,配子随机组合,则后代中紫花高茎∶绿花高茎∶紫花矮茎∶绿花矮茎=141∶55∶55∶9,子代中与亲本性状紫花高茎相同的个体占141/(141+55+55+9)=141/260,C项正确;任取F1中的一株紫花高茎(AaBB、AABb、AaBb)植株,让其与绿花矮茎(aabb)植株测交即可判断其基因型,D项正确。
题型三 基因遗传的累加效应1.表型
注:该比例是以2对等位基因控制1对相对性状为例进行分析的,解答时要根据具体条件进行具体分析。2.原因:A与B的作用效果相同,但显性基因越多,效果越强。
专项突破典例3.(2022山东济宁模拟)某种植物的果实重量由A与a、B与b、D与d 3对独立遗传的等位基因控制。已知A、B、D基因对果实的增重效应相同,a、b与d基因的作用相同,基因型为AABBDD的植株果实重72 g,基因型为aabbdd的植株果实重36 g。在不考虑互换与突变的情况下,用基因型为AaBbDd与Aabbdd的植株进行杂交并产生子代。下列说法错误的是( )A.子代中不会出现果实重量为66 g的植株B.子代中果实重量为42 g的植株的基因型有3种C.子代中果实重量为48 g的植株出现的概率为5/16D.子代中果实重量为54 g与60 g的植株的数量比为4∶1
答案 C 解析 A、B、D基因对果实的增重效应相同,a、b、d基因的作用相同,且基因型为AABBDD的植株果实重72 g,基因型为aabbdd的植株果实重36 g,所以一个A或B或D基因对果实的增重效应为6 g,双亲基因型为AaBbDd、Aabbdd,子代中含有最多显性基因植株的基因型为AABbDd,果实重量为6×4+36=60(g),所以子代中不会出现果实重量为66 g的植株,A项正确;子代中果实重量为42 g的植株含有1个显性基因,基因型有Aabbdd、aaBbdd、aabbDd,共3种,B项正确;
子代中果实重量为48 g的植株含有2个显性基因,基因型有AAbbdd、AaBbdd、AabbDd、aaBbDd,概率为(1/4)×(1/2)×(1/2)+(1/2)×(1/2)×(1/2)+(1/2)×(1/2)×(1/2)+(1/4)×(1/2)× (1/2)=1/16+1/8+1/8+1/16=3/8,C项错误;子代中果实重量为54 g的植株含有3个显性基因,基因型有AABbdd(1/16)、AAbbDd(1/16)、AaBbDd(1/8),子代中果实重量为60 g的植株含有4个显性基因,基因型为AABbDd(1/16),数量比为4∶1,D项正确。
专项训练4.(2022湖南百校联考)(不定项选择)某种植物的花色由独立遗传的3对等位基因(A/a、B/b、D/d)控制,3对基因中至少各含有1个显性基因时开蓝花,其他情况下开白花。下列相关叙述错误的是( )A该植物种群中纯合蓝花植株和纯合白花植株的基因型分别有1种和7种B.基因型为AaBbDd的植株相互传粉,子代中白花植株占27/64C.基因型为AaBbDd的植株测交,子代白花植株中纯合子占1/7D.两株白花植株相互传粉,子代中蓝花植株占1/8,则亲本的基因型组合有2种可能
答案 BD 解析 该植物种群中纯合蓝花植株的基因型只有1种,即AABBDD,纯合植株的基因型有2×2×2=8(种),故纯合白花植株的基因型有8-1=7(种),A项正确;让基因型为AaBbDd的植株相互杂交,子代中蓝花植株占(3/4)×(3/4)×(3/4)=27/64,故子代中白花植株占37/64,B项错误;让基因型为AaBbDd的植株测交,子代中白花植株∶蓝花植株=7∶1,只有基因型为aabbdd的植株为纯合子,因此子代白花植株中纯合子占1/7,C项正确;两株白花植株相互传粉,子代中蓝花植株占(1/2)×(1/2)×(1/2)=1/8,即三对基因均相当于测交,故亲本的基因型组合有3种可能:Aabbcc×aaBbCc、aaBbcc×AabbCc、aabbCc×AaBbcc,D项错误。
2——探究不同对基因在常染色体上的位置知识必备确定基因位置的4个判断方法(1)判断基因是否位于1对同源染色体上:以AaBb为例,若2对等位基因位于1对同源染色体上,不考虑互换,则产生2种类型的配子,在此基础上进行自交会产生2种或3种表型,测交会出现2种表型;若2对等位基因位于1对同源染色体上,考虑互换,则产生4种类型的配子,在此基础上进行自交或测交会出现4种表型。(2)判断基因是否易位到1对同源染色体上:若2对基因遗传具有自由组合定律的特点,但却出现不符合自由组合定律的现象,可考虑基因转移到同一对同源染色体上的可能,如由染色体易位引起的变异。
(3)判断外源基因整合到宿主细胞染色体上的类型:外源基因整合到宿主细胞染色体上有多种类型,有的遵循孟德尔遗传定律。若多个外源基因以连锁的形式整合在同源染色体的其中一条上,其自交会出现分离定律中的3∶1的性状分离比;若多个外源基因分别独立整合到非同源染色体的其中一条上,各个外源基因的遗传互不影响,则会表现出自由组合定律的现象。(4)判断基因是否位于不同对同源染色体上:以AaBb为例,若2对等位基因分别位于两对同源染色体上,则产生4种类型的配子。在此基础上进行测交或自交时会出现特定的性状分离比,如1∶1∶1∶1或9∶3∶3∶1(或9∶7等变式),也会出现致死背景下特殊的性状分离比,如4∶2∶2∶1、6∶3∶2∶1等。在涉及2对等位基因遗传时,若出现上述性状分离比,可考虑基因位于2对同源染色体上。
专项突破典例.(2022山东师大附中期中)某种雌雄同株的农作物,高秆与矮秆、抗病与不抗病为2对相对性状,分别由2对等位基因控制。高秆茎节长、易倒伏,矮秆性状正好相反,且产量高于高秆。为探究纯合矮秆抗病品种的育种过程,兴趣小组得到了部分育种信息:研究人员利用高秆抗病和矮秆不抗病植株进行杂交,F1全是高秆抗病,种植F1并自交,F2的表型及比例为高秆∶矮秆=3∶1;抗病∶不抗病=3∶1。整个实验过程未发现染色体数目和结构异常。(1)请根据上述信息分析:相对于高秆植株,矮秆植株产量更高的原因是 (回答两点)。(2)依据上述F2的统计结果,有些同学们认为这两对性状的遗传不一定遵循自由组合定律,理由是 。
(3)为了证明这两对性状的遗传是否遵循自由组合定律,应该对上述实验的数据做怎样的处理? ;若为 ,则两对性状的遗传遵循自由组合定律,否则不遵循自由组合定律。 (4)兴趣小组分多组重复了上述杂交实验,统计发现,只有1组F2中出现了矮秆抗病植株,其他各组F2只有高秆抗病和矮秆不抗病2种表型,且比例为3∶1,出现矮秆抗病植株的原因可能是 。若要设计实验用最简便的方法验证该矮秆抗病植株是杂合子,请简要写出实验思路并预测结果。 。
答案 (1)不易倒伏,有利于进行光合作用;茎节短,生长消耗的营养物质少 (2)若控制2对相对性状的基因位于同一对同源染色体上,也会出现F2的结果 (3)将2对性状合在一起统计F2的表型及比例 高秆抗病∶高秆不抗病∶矮秆抗病∶矮秆不抗病=9∶3∶3∶1 (4)发生了基因突变或互换 让该矮秆抗病植株自交,观察后代的性状表现,若后代出现不抗病植株,则证明其为杂合子
解析 (1)根据题干信息分析:相对于高秆植株,矮秆不易倒伏,有利于进行光合作用;茎节短,生长消耗的营养物质少,使得矮秆植株产量更高。(2)根据题干信息可知,F2的表型及比例为高秆∶矮秆=3∶1;抗病∶不抗病=3∶1。依据上述F2的统计结果,若控制两对相对性状的基因位于同一对同源染色体上,也会出现F2的结果,所以控制这两对相对性状的基因的遗传不一定遵循自由组合定律。(3)为了证明这两对性状的遗传是否遵循自由组合定律,应该将两对性状合在一起统计F2的表型及比例;若为高秆抗病∶高秆不抗病∶矮秆抗病∶矮秆不抗病=9∶3∶3∶1,则两对性状的遗传遵循自由组合定律,否则不遵循自由组合定律。
(4)多组重复上述杂交实验,统计发现,只有一组F2中出现了矮秆抗病植株,其他各组F2只有高秆抗病和矮秆不抗病两种表型,且比例为3∶1,出现矮秆抗病植株的原因可能是发生了基因突变或互换。要设计实验用最简便的方法验证该矮秆抗病植株是杂合子,植物一般采用自交的方式,具体的实验思路和预测结果是:让该矮秆抗病植株自交,观察后代的性状表现,若后代出现不抗病植株,则证明其为杂合子。
专项训练1.果蝇是遗传学研究的经典实验材料,其3对相对性状中灰身对黑身为显性、大翅脉对小翅脉为显性、细眼对粗眼为显性,这3对相对性状各受1对等位基因控制。请回答下列问题。(1)若只研究灰身和黑身、大翅脉和小翅脉这两对相对性状,某同学将1只灰身小翅脉雌蝇与1只灰身大翅脉雄蝇杂交(实验过程无互换现象)得F1,F1的表型及比例为灰身大翅脉∶灰身小翅脉∶黑身大翅脉∶黑身小翅脉=3∶3∶1∶1。根据上述实验结果 (填“能”或“不能”)确定2对等位基因的遗传遵循自由组合定律,理由是 。 (2)基因自由组合定律的实质是在 过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时, 自由组合。
(3)现有3个纯合果蝇品系可供选择,灰身大翅脉粗眼(甲)、黑身大翅脉细眼(乙)和灰身小翅脉细眼(丙),假定不发生变异和互换。若控制3对相对性状的3对等位基因都位于常染色体上,请以上述3个纯合果蝇品系为材料,设计实验来确定这3对等位基因是否分别位于3对同源染色体上。(要求写出实验思路、预期结果及结论)
答案 (1)能 单独分析两对相对性状,F1中灰身∶黑身=3∶1,大翅脉∶小翅脉=1∶1,将两对相对性状结合在一起分析,(3∶1)(1∶1)=3∶3∶1∶1,两对相对性状是自由组合的,因此控制两对相对性状的基因也是自由组合的 (2)减数分裂 非同源染色体上的非等位基因 (3)选择甲×乙、乙×丙、甲×丙3个杂交组合得到3组F1,将各组F1中的雌雄个体相互交配得到3组F2,若各组的F2中均出现4种表型,且比例为9∶3∶3∶1,则可确定这3对等位基因分别位于3对同源染色体上;若出现其他结果,则可确定这3对等位基因不是分别位于3对同源染色体上。
解析 (1)单独分析2对相对性状,F1中灰身∶黑身=3∶1,大翅脉∶小翅脉=1∶1,将2对相对性状结合在一起分析,(3∶1)(1∶1)=3∶3∶1∶1,2对相对性状是自由组合的,因此控制2对相对性状的基因也是自由组合的。(2)基因自由组合定律的实质是在减数分裂过程中,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)根据题意分析,设计实验的目的是确定这3对等位基因是否分别位于3对同源染色体上,若这3对等位基因分别位于3对同源染色体上,则其遗传遵循基因的自由组合定律。根据提供的实验材料可设计如下实验:选择甲×乙、乙×丙、甲×丙3个杂交组合得到3组F1,将各组F1中的雌雄个体相互交配得到3组F2,若各组的F2中均出现4种表型,且比例为9∶3∶3∶1,则可确定这3对等位基因分别位于3对同源染色体上;若出现其他结果,则可确定这3对等位基因不是分别位于3对同源染色体上。
2.(2022山东临沂期中)某二倍体植物(2n=24)的红花与白花受3对等位基因(A/a、B/b和D/d)控制,同时含有A、B与D基因的植株开红花,其余的植株开白花。现有甲、乙、丙3个白花植株品系,分别与同一红花品系杂交,F1均为红花,F1自交,F2的性状表现分别是红花∶白花=48∶16、红花∶白花=36∶28、红花∶白花=27∶37。(1)该植物体细胞中有24条染色体,花粉母细胞经减数分裂产生的雄配子中含有12条染色体,原因是 。 (2)纯种白花品系可能的基因型有 种,甲白花品系的基因型可能是 。 (3)上述3个杂交结果中,能证明控制红花与白花的3对等位基因遵循自由组合定律的是 ,判断依据是 。
(4)探究控制花色的3对等位基因在染色体上的位置,可以利用单体确定。体细胞中缺失了1条1号染色体的个体称作1-单体,缺失了1条2号染色体的个体称作2-单体,以此类推,单体产生的配子可育。现用AABBDD植株培育成的12种红花单体,分别与基因型为aabbdd的植株进行杂交,并对12组杂交的子代性状分别进行统计。①若只有2-单体与aabbdd杂交的子代出现白花个体,则对该现象最合理的解释是 。 ②若有2组杂交子代出现白花个体,则说明 。 ③若有3组杂交子代出现白花个体,则基因型为AABbDd的植株自交,其子代的花色性状及比例为 。
答案 (1)同源染色体分开后,分别进入2个子细胞(或染色体只复制1次,细胞连续分裂2次) (2)7 aaBBDD、AAbbDD、AABBdd (3)红花∶白花=27∶37 F2中红花植株占27/(27+37)=3/4×3/4×3/4,据此推测控制花色的3对等位基因遵循自由组合定律 (4)①控制花色的3对等位基因均位于2号染色体上,亲本中的2-单体产生了数量相等的ABD配子和不含花色基因的配子,与aabbdd杂交后,基因型为AaBbDd的子代开红花、基因型为abd的子代开白花 ②控制花色的3对等位基因位于2对同源染色体上 ③红花∶白花=9∶7
解析 (1)同源染色体分开后,分别进入两个子细胞(染色体只复制1次,细胞连续分裂2次)导致减数分裂过程中染色体数目减半。(2)由题可知,红花和白花受3对等位基因控制,共有纯合子8种,其中AABBDD为红花纯种,则纯种白花品系可能的基因型有7种,甲与红花杂交F1为红花,F1自交后代F2中红花∶白花=3∶1,则F1红花的基因型为AaBBDD、AABbDD或AABBDd,甲品系的基因型为1对基因是隐性,另两对是显性纯合如aaBBDD、AAbbDD、AABBdd。(3)上述三个杂交结果中,能证明控制红花与白花的3对等位基因遵循自由组合定律的是红花∶白花=27∶37,判断依据是F2中红花占27/64=(3/4)3。
(4)①由题意可知,只有2-单体与aabbdd杂交的子代出现白花,说明A、B、D基因都位于2号染色体上,3对基因位于1对同源染色体上。②若有2组杂交子代出现白花个体,则说明两对基因位于1对同源染色体,另外1对位于另1对同源染色体上,即3对等位基因位于两对同源染色体上。③若有3组杂交子代出现白花个体,则说明3对等位基因位于3对同源染色体上,因此基因型为AABbDd的植株自交,产生红花AAB_D_∶白花(AAB_dd、AAbbD_、AAbbdd)=9∶7。
3.(2022山东青岛期中)已知家蚕的性别决定方式为ZW型,黑色斑与灰色斑这对相对性状分别由常染色体上的一对等位基因A/a控制,且AA个体胚胎期致死;另一对等位基因B/b影响家蚕的体色,只有基因B存在时,上述色斑才能表现,否则表现为无斑纹。回答下列问题。(1)研究人员想确定家蚕的某性状由细胞核基因决定,还是由细胞质基因决定,可采用的杂交方法是 。 (2)现有一对黑色斑家蚕与无色斑家蚕杂交,F1中黑色斑∶灰色斑=2∶1,则亲本的基因型为 。欲判断B、b基因与A、a基因是否位于一对染色体上,现利用F1中个体设计实验,请预测实验结果(不考虑互换)。 ①实验方案: 。 ②结果预测及结论:a ;b 。
答案 (1)正反交 (2)AaBB和Aabb ①取F1中1只黑色斑雄蚕与F1中多只灰色斑雌蚕进行交配,统计子代的表型及比例 ②若子代表型及比例为黑色斑∶灰色斑∶无色斑=3∶3∶2,则两对基因不在一对染色体上 若子代表型及比例为黑色斑∶灰色斑∶无色斑=2∶1∶1,或黑色斑∶灰色斑∶无色斑=1∶2∶1,则两对基因在一对染色体上解析 (1)确定家蚕的某性状由细胞核基因决定,还是由细胞质基因决定,可采用的杂交方法是正交和反交,观察后代的性状。
(2)根据F1中黑色斑∶灰色斑=2∶1,结合AA个体胚胎期致死,说明亲本中控制家蚕体色的基因组成为AaBB、Aabb。现有一对黑色斑家蚕AaB_与无色斑家蚕Aabb或aabb杂交,F1中黑色斑∶灰色斑=2∶1,则亲本的基因型为AaBB、Aabb。该实验的目的是探究B、b基因与A、a基因是否位于一对染色体上,如果位于一对染色体上,则不遵循自由组合定律,遵循连锁定律,如果不位于一对染色体上,则遵循自由组合定律。F1中黑色斑雄蚕基因型是AaBb,灰色斑雌蚕基因型是aaBb,如果B、b基因与A、a基因不在一对染色体上,遵循基因的自由组合定律,则杂交后代的基因型及比例是(1Aa∶1aa)(3B_∶1bb)=3AaB_∶1Aabb∶3aaB_∶1aabb,分别表现为黑色斑、无色斑、灰色斑、无色斑,则黑色斑∶灰色斑∶无色斑=3∶3∶2。
如果2对基因位于一对染色体上,AaBb产生的配子的类型及比例是AB∶ab =1∶1或aB∶Ab=1∶1,aaBb产生的配子的类型及比例是aB∶ab=1∶1,雌雄配子随机结合产生后代的基因型及比例是AaBB∶AaBb∶aaBb∶aabb =1∶1∶1∶1,分别表现为黑色斑、黑色斑、灰色斑、无色斑,黑色斑∶灰色斑∶无色斑=2∶1∶1;或后代的基因型及比例为AaBb∶aaB_∶Aabb=1∶2∶1,表现为黑色斑∶灰色斑∶无色斑=1∶2∶1。
高考生物一轮复习
素 养 目 标
强基础 增分策略
两对相对性状的杂交实验1.提出问题(1)实验过程
绿圆
绿皱
9∶3∶3∶1
(2)结果分析
(3)问题提出①F2中为什么出现新性状组合?②为什么不同类型性状比为9∶3∶3∶1?
黄色和圆粒
分离
分离
自由组合
2.提出假说(1)理论解释(提出假设)①两对相对性状分别由 控制。 ②F1产生配子时, 彼此分离, 可以自由组合。 ③F1产生的雌配子和雄配子各有 ,且数量比相等。 ④受精时,雌雄配子的结合是 的。
两对遗传因子
每对遗传因子
不同对的遗传因子
4种
随机
(2)遗传图解(棋盘格式)
归纳总结各基因型、表型个体所占比例
特别提醒(1)YYRR基因型个体在F2中的比例为1/16,在黄色圆粒豌豆中的比例为1/9,注意范围不同。黄圆中杂合子占8/9,绿圆中杂合子占2/3。(2)若亲本是黄皱(YYrr)和绿圆(yyRR),则F2中重组类型为绿皱(yyrr)和黄圆(Y_R_),所占比例为1/16+9/16=10/16;亲本类型为黄皱(Y_rr)和绿圆(yyR_),所占比例为3/16+3/16=6/16。
3.对自由组合现象的验证——演绎推理、验证假说(1)方法: 实验。 (2)目的:测定F1的基因型或基因组成。(3)遗传图解:
(4)结论:实验结果与演绎结果相符,假说成立。
测交
特别提醒①雌雄配子结合方式(16种)不等于基因型种类(9种)。②只有非同源染色体上的非等位基因能自由组合。
4.自由组合定律(1)基因自由组合定律的细胞学基础
特别提醒个数不等于种类数;雌配子数不等于雄配子数。4种雌配子比例相同,4种雄配子比例相同,但雄配子数远远多于雌配子数。
(2)自由组合定律的内容
真核生物
细胞核遗传
5.孟德尔成功的原因
豌豆
1对
多对
统计学
假说—演绎
旁栏边角(必修2,第10页,“旁栏思考题”改编)从数学角度分析,9∶3∶3∶1与3∶1能否建立数学联系?这对理解两对相对性状的遗传结果有何启示?(1)9∶3∶3∶1与3∶1间的联系对理解两对相对性状的遗传结果有何启示?
提示 从数学角度看,(3∶1)2的展开式为9∶3∶3∶1,即9∶3∶3∶1的比例可以表示为两个3∶1的乘积,由此可获得如下启示:针对2对相对性状的遗传结果,如果对每1对相对性状进行单独的分析,如单纯考虑圆和皱或黄和绿1对相对性状遗传时,子二代性状的数量比是圆粒∶皱粒=(315+108)∶(101+32)≈3∶1;黄色∶绿色=(315+101)∶(108+32)≈3∶1。即每对性状的遗传都遵循了分离定律。这说明两对相对性状的遗传结果可以表示为它们各自遗传结果的“乘积”,即9∶3∶3∶1来自(3∶1)2。
(2)假设有两对等位基因控制的两对相对性状,如果对每一对相对性状进行单独分析,都符合3∶1的性状分离比,能否说明这两对相对性状遗传遵循自由组合定律?
提示 不能。如果两对等位基因位于同一对同源染色体上,每一对等位基因的遗传都遵循分离定律,但这两对等位基因的遗传不遵循自由组合定律。
易错辨析1.基于孟德尔两对相对性状的杂交实验,判断下列有关叙述是否正确。(1)F1产生基因型为YR的雌配子和基因型为YR的雄配子数量之比为1∶1。( )(2)在F1黄色圆粒豌豆(YyRr)自交产生的F2中,与F1基因型完全相同的个体占1/4。( )(3)F2的黄色圆粒中,只有基因型为YyRr的个体是杂合子,其他的都是纯合子。( )(4)若F2中基因型为Yyrr的个体有120株,则F2中基因型为yyrr的个体约为60株。( )(5)若双亲豌豆杂交后子代表型之比为1∶1∶1∶1,则两个亲本基因型一定为YyRr×yyrr。( )
×
√
×
√
×
2.基于基因自由组合定律内容及相关适用条件,判断下列有关叙述是否正确。(1)在进行减数分裂的过程中,等位基因彼此分离,非等位基因表现为自由组合。( )(2)基因自由组合定律是指F1产生的4种类型的雄配子和雌配子可以自由组合。( )(3)某个体自交后代性状分离比为3∶1,则说明此性状一定是由一对等位基因控制的。( )
×
×
×
考向探究考向1两对相对性状杂交实验的分析1.(2022山东济宁实验中学摸底)(不定项选择)下列有关孟德尔两对相对性状(豌豆的黄色与绿色、圆粒与皱粒)杂交实验的分析,错误的是( )A.孟德尔对F1植株上收获的556粒种子进行统计,发现4种表型的数量比接近9∶3∶3∶1B.基因型为YyRr的豌豆产生的YR卵细胞和YR精子的数量之比约为1∶1C.基因型为YyRr的豌豆产生的雌、雄配子随机结合,体现了自由组合定律的实质D.黄色与绿色、圆粒与皱粒的遗传都遵循分离定律,故这两对性状的遗传遵循自由组合定律
答案 BCD 解析 根据题意分析可知,孟德尔两对相对性状杂交实验中,纯种黄色圆粒豌豆(YYRR)和绿色皱粒豌豆(yyrr)杂交产生的F1为黄色圆粒,说明黄色对绿色为显性,圆粒对皱粒为显性。F1(YyRr)自交后代出现性状分离,产生黄色圆粒(Y_R_)∶黄色皱粒(Y_rr)∶绿色圆粒(yyR_)∶绿色皱粒(yyrr) =9∶3∶3∶1。孟德尔对F1植株上收获的556粒种子即F2进行统计,发现4种表型黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒的比接近9∶3∶3∶1,A项正确;基因型为YyRr的豌豆产生的YR卵细胞和YR精子的数量不等,精子数量多于卵细胞数量,B项错误;
自由组合定律的实质体现在减数分裂过程中,等位基因分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合,雌、雄配子随机结合没有体现自由组合定律的实质,C项错误;黄色与绿色、圆粒与皱粒的遗传都遵循分离定律,只有控制这两对性状的基因分别位于两对同源染色体上,这两对等位基因的遗传才遵循自由组合定律,D项错误。
2.(2022河北名校联盟联考)用具有两对相对性状的纯种豌豆做遗传实验,得到的F2的部分基因型结果如下表(两对基因独立遗传)。下列叙述不正确的是( )A.表中Y、y、R、r基因属于真核生物细胞核基因B.表中基因(即遗传因子)Y、y、R、r的载体有染色体、叶绿体、线粒体C.1、2、3、4代表的基因型在F2中出现的概率大小为3>2=4>1D.F2中出现的表型不同于亲本的重组类型的比例是6/16或10/16
答案 B 解析 根据题意分析,两对基因独立遗传,说明两对等位基因位于非同源染色体上,因此遵循基因的自由组合定律。根据基因的自由组合定律可知,1(YYRR)的概率=1/4×1/4=1/16;2(YYRr)的概率=1/4×1/2=1/8;3(YyRr)的概率为1/2×1/2=1/4;4(yyRr)的概率为1/4×1/2=1/8。已知两对基因独立遗传,说明两对等位基因位于两对同源染色体上,因此表中Y、y、R、r基因属于真核生物细胞核基因,A项正确;表中的基因都是核基因而非叶绿体和线粒体中的基因,所以其载体只能是染色体,B项错误;根据以上分析可知,1的概率是1/16,2的概率是1/8,3的概率是1/4,4的概率是1/8,所以1、2、3、4代表的基因型在F2中出现的概率大小为3>2=4>1,C项正确;如果亲本的基因型是YYRR×yyrr,表中出现的表型不同于亲本的重组类型的比例是6/16,如果亲本的基因型是yyRR×YYrr,表中出现的表型不同于亲本的重组类型的比例为10/16,D项正确。
考向2自由组合定律的实质与验证3.(2022安徽六安中学模拟)下列有关自由组合定律的叙述,正确的是( )A.自由组合定律是孟德尔针对豌豆两对相对性状杂交实验结果及其解释直接归纳总结的,不适合多对相对性状B.控制不同性状的基因的分离和组合是相互联系、相互影响的C.在形成配子时,决定不同性状的基因的分离和组合是随机的,所以称为自由组合定律D.在形成配子时,同源染色体上决定同一性状的基因彼此分离,非同源染色体上决定不同性状的基因自由组合
答案 D 解析 孟德尔通过豌豆两对相对性状的杂交实验归纳总结的自由组合定律也适用于两对以上的相对性状,A项错误;位于非同源染色体上的非等位基因的分离和组合是互不干扰的,B项错误;形成配子时,成对的基因彼此分离,不是随机的,非同源染色体上控制不同性状的基因的组合是随机的,C项错误;基因自由组合定律的实质是产生配子时,同源染色体上决定同一性状的基因彼此分离,非同源染色体上决定不同性状的基因表现为自由组合,D项正确。
4.(2022山东青岛二中期中)如图表示孟德尔揭示两个遗传定律时所选用的豌豆植株体内相关基因控制的性状、显隐性及其在染色体上的分布。下列叙述正确的是( )A.甲、乙、丙、丁都可以作为研究基因分离定律的材料B.图丁个体自交后代中高茎中纯合子占1/4C.图丙、丁所表示个体减数分裂时,可以揭示基因的自由组合定律的实质D.图丙个体自交,子代表型比例为9∶3∶3∶1,属于假说—演绎的实验验证阶段
答案 A 解析 甲、乙、丙、丁均含有等位基因,都可以作为研究基因分离定律的材料,A项正确;图丁个体自交后代中DDYY∶DdYy∶ddyy=1∶2∶1,其中高茎中纯合子占1/3,B项错误;图丁中两对等位基因位于一对同源染色体上,不能用来揭示基因的自由组合定律的实质,C项错误;图丙个体自交,子代表型比例为9∶3∶3∶1,属于假说—演绎的提出问题阶段,D项错误。
5.(2022河北衡水期中)某植物的高茎(B)对矮茎(b)为显性,花粉粒长形(D)对圆形(d)为显性,花粉粒非糯性(E)对花粉粒糯性(e)为显性,非糯性花粉遇碘液变蓝色,糯性花粉遇碘液呈棕色。现有品种甲(BBDDee)、乙(bbDDEE)、丙(BBddEE)和丁(bbddee),进行了如下两组实验:
下列分析合理的是( )A.由组合一可知,基因B/b和基因D/d位于非同源染色体上B.由组合二可知,基因E/e仅和基因B/b位于不同对同源染色体上C.若仅用花粉鉴定法(检测F1花粉性状)即可验证基因自由组合定律,可选用的亲本组合有甲×丙、丙×丁D.上述材料可用于验证基因自由组合定律的亲本组合共有4个
答案 D 解析 由组合一中,纯种品种甲和丁杂交,子一代产生的4种配子及比例为BDe∶Bde∶bDe∶bde=4∶1∶1∶4,则子一代的基因组成为BbDdee,配子之比不是1∶1∶1∶1,说明基因B/b和基因D/d位于同一对同源染色体上,A项错误;组合二中,纯种品种丙和丁杂交,子一代产生的4种配子BdE∶Bde∶bdE∶bde=1∶1∶1∶1,则子一代的基因组成为BbddEe,产生的4种配子之比是1∶1∶1∶1,说明基因B/b和基因E/e位于不同对同源染色体上,B/b和基因D/d位于同1对同源染色体上,因此基因B/b或D/d和基因E/e位于不同对同源染色体上,B项错误;
若采用花粉鉴定法验证基因自由组合定律,应通过糯性和非糯性、花粉粒长形和花粉粒圆形这两对相对性状的纯合子杂交获得F1,通过F1产生的花粉可表现出圆形蓝色∶圆形棕色∶长形蓝色∶长形棕色为1∶1∶1∶1的性状比,所以可以选择甲×丙或者乙×丁,C项错误;可用于验证基因自由组合定律的亲本组合有甲×乙、甲×丙、乙×丁、丙×丁共4个,D项正确。
6.(2022湖北荆门期中)若某昆虫体色(黄色、褐色、黑色)由3对位于常染色体上的等位基因(A/a、B/b、D/d)决定,如下图为基因控制相关物质合成的途径,a基因、b基因、d基因没有相应的作用。若用两个纯合黄色品种的昆虫作为亲本(其中之一基因型为aabbdd)进行杂交,F1均为黄色,F2中毛色表型出现了黄∶褐∶黑=52∶3∶9的数量比。据此回答下列问题。
(1)由题可知,基因A对基因B的表达有 (填“促进”或“抑制”)作用。 (2)为了验证控制体色的3对等位基因是否遵循自由组合定律,应选用 与双亲中基因型为 的个体杂交,若子一代的性状及性状分离比为 ,则控制体色的3对等位基因分别位于3对同源染色体上,遵循自由组合定律。 (3)F2中黄色昆虫有 种基因型。若让F2褐色个体自由交配,则子代性状及分离比为 。
答案 (1)抑制(2)F1 aabbdd 黄色∶褐色∶黑色=6∶1∶1(3)21 褐色∶黄色=8∶1解析 (1)由题意知,子二代中毛色表型及比例为黄∶褐∶黑=52∶3∶9,黑色个体的比例是9/64,可以写成1/4×3/4×3/4,又由代谢途径可知,黑色物质的形成必须含有B、D基因,因此黑色个体的基因型是aaB_D_,子一代黄色个体的基因型是AaBbDd,亲本黄色个体的基因型是AABBDD、aabbdd,3对等位基因遵循自由组合定律,因此A与B基因之间的关系是A抑制B基因表达。
(2)由以上分析可知,子一代的基因型是AaBbDd,若要验证3对等位基因是否遵循自由组合定律,常用测交实验,可以选用F1个体与双亲中基因型为aabbdd的个体进行测交实验,若3对等位基因遵循自由组合定律,子一代产生比例相等的8种类型的配子,ABD∶ABd∶AbD∶Abd∶aBD∶aBd∶ abD∶abd=1∶1∶1∶1∶1∶1∶1∶1,测交后代的基因型及比例是AaBbDd∶AaBbdd∶AabbDd∶Aabbdd∶aaBbDd∶aaBbdd∶aabbDd∶aabbdd=1∶1∶1∶1∶1∶1∶1∶1,其中A_____、aabbD_、aabbdd表现为黄色,aaBbDd为黑色,aaBbdd为褐色,黄色∶褐色∶黑色=6∶1∶1。
(3)子一代基因型是AaBbDd,F2中表现为黄色的是A_ _ _ _ _、aabb_ _,共有2×3×3+1×1×3=21种;子二代褐色个体的基因型是aaBBdd∶aaBbdd=1∶2,让其自由交配,相当于让BB∶Bb=1∶2的个体自由交配,bb=2/3×2/3×1/4=1/9,B-=8/9,因此褐色个体自由交配后代aaB_dd∶aabbdd=8∶1,分别表现为褐色、黄色。
题型一 由亲代基因型“顺推”子代基因型及比例常用方法:组合法(1)适用范围:两对或两对以上的基因独立遗传,并且不存在相互作用(如导致配子致死)(2)解题思路:“先分开,后组合”先拆分成几对基因分离问题分别分析,计算出配子比例、子代基因型和表型及概率等→将相关的概率按照一定的方法组合,即利用乘法定律或加法定律计算
(3)常见题型分析:①基因型(表型)种类、概率及比例
注:在计算不同于双亲的表型的概率时,可以先算与双亲相同的表型的概率,然后用1减去相同的表型的概率即可。
②配子种类及概率的计算
专项训练1.假定基因A是视网膜正常必需的,基因B是视神经正常必需的。从理论上计算,基因型均为AaBb(两对基因独立遗传)的夫妇生育一个视觉不正常的孩子的概率是( )A.9/16 B.7/16 C.3/16 D.1/16
答案 B 解析 根据基因自由组合定律,基因型均为AaBb的双亲所生后代为A_B_(正常)∶A_bb(异常)∶aaB_(异常)∶aabb(异常)=9∶3∶3∶1。由此可见,该夫妇生育一个视觉不正常的孩子的概率=3/16+3/16+1/16=7/16。
2.(2022湖南百校联考)已知玉米的高秆(D)对矮秆(d)为显性,抗病(R)对易感病(r)为显性。纯合品种甲与纯合品种乙杂交得F1,再让F1与玉米丙(ddRr)杂交,所得子代的表型及比例如下图所示,下列分析错误的是( )A.D/d、R/r基因位于两对同源染色体上B.甲、乙可能是DDRR与ddrr组合或DDrr与ddRR组合 C.子二代中纯合子占1/4,且全部表现为矮秆D.若F1自交,其子代中基因型不同于F1的个体占9/16
答案 D 解析 由题干及题图分析可知A、B两项正确;由子二代表型可推出F1的基因型为DdRr,子二代中纯合子的基因型为ddRR和ddrr所占比例为1/8+1/8=1/4,C项正确;若让F1自交,其子代中基因型不同于F1的个体占12/16,D项错误。
3.(2022江苏苏州新草桥中学月考)杜洛克猪毛色受两对独立遗传的等位基因控制,毛色有红毛、棕毛和白毛3种,对应的基因组成如下表。请回答下列问题。
(1)棕毛猪的基因型有 种。
(2)已知两头纯合的棕毛猪杂交得到的F1均表现为红毛,F1雌雄交配产生F2。①该杂交实验的亲本基因型为 。 ②F1测交,后代表型及对应比例为 。 ③F2中纯合个体相互交配,能产生棕毛子代的基因型组合有 种(不考虑正反交)。 ④F2的棕毛个体中纯合子的比例为 。F2中棕毛个体相互交配,子代白毛个体的比例为 。 (3)若另一对染色体上有一对基因I、i,I基因对A和B基因的表达都有抑制作用,i基因不抑制,如I_A_B_表现为白毛。基因型为IiAaBb的个体雌雄交配,子代中红毛个体的比例为 ,白毛个体的比例为 。
答案 (1)4(2)①AAbb和aaBB ②红毛∶棕毛∶白毛=1∶2∶1 ③4 ④1/3 1/9(3)9/64 49/64解析 (1)由表格知:棕毛猪的基因组成为A_bb、aaB_,因此棕毛猪的基因型有AAbb、Aabb、aaBB、aaBb,共4种。(2)①由两头纯合棕毛猪杂交,F1均为红毛猪,红毛猪的基因组成为A_B_,可推知两头纯合棕毛猪的基因型为AAbb和aaBB,F1红毛猪的基因型为AaBb。②F1测交,即AaBb与aabb杂交,后代基因型及比例为AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=1∶1∶1∶1,根据表格可知后代表型及对应比例为红毛∶棕毛∶白毛=1∶2∶1。
③F1红毛猪的基因型为AaBb,F1雌雄个体随机交配产生F2,F2的基因型有A_B_、A_bb、aaB_、aabb,其中纯合子有AABB、AAbb、aaBB、aabb,能产生棕色猪(A_bb、aaB_)的基因型组合有AAbb×AAbb、aaBB×aaBB、AAbb×aabb、aaBB×aabb共4种。④F2的基因型及比例为A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb=9∶3∶3∶1,棕毛猪A_bb、aaB_所占比例为6/16,纯合子为AAbb、aaBB,所占比例为2/16,故F2的棕毛个体中纯合子所占的比例为2/6,即1/3。F2的棕毛个体中各基因型及比例为1/6AAbb、2/6Aabb、1/6aaBB、2/6aaBb。棕毛个体相互交配,能产生白毛个体(aabb)的杂交组合及概率为2/6Aabb×2/6Aabb+2/6aaBb×2/6aaBb+2/6Aabb×2/6aaBb×2=1/3×1/3×1/4+1/3×1/3×1/4+1/3×1/3×1/2×1/2×2=1/9。
(3)若另一对染色体上的I基因对A和B基因的表达有抑制作用,只要有I基因,不管有没有A或B基因都表现为白色,基因型为IiAaBb的个体雌雄交配,后代中红毛个体即基因型为iiA_B_的个体。把Ii和AaBb分开来计算,Ii×Ii后代有3/4I_和1/4ii,AaBb×AaBb后代基因型及比例为A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb=9∶3∶3∶1。故子代中红毛个体(iiA_B_)的比例为1/4×9/16=9/64,棕毛个体(iiA_bb、iiaaB_)所占比例为1/4×6/16=6/64,白毛个体所占比例为:1-9/64-6/64=49/64。
题型二 根据子代表型及比例“逆推”亲本基因型(1)基因填充法根据亲代表型可大概写出其基因型,如A_B_、aaB_等,再根据子代表型将所缺处填完,特别要注意后代中的隐性性状,因为后代中一旦存在隐性性状个体,那亲代的基因型中一定存在a、b等隐性基因。
(2)分解组合法根据子代表型比例拆分为分离定律的分离比,确定每一对相对性状的亲本基因型,再组合。如:①9∶3∶3∶1→(3∶1)(3∶1)→(Aa×Aa)(Bb×Bb)→AaBb×AaBb;②1∶1∶1∶1→(1∶1)(1∶1)→(Aa×aa)(Bb×bb)→AaBb×aabb或Aabb×aaBb;③3∶3∶1∶1→(3∶1)(1∶1)→(Aa×Aa)(Bb×bb)或(Aa×aa)(Bb×Bb)→AaBb×Aabb或AaBb×aaBb。
专项训练4.(2022山东临朐月考)现有甲、乙、丙、丁、戊5株豌豆,如对其杂交,统计后代的数量见下表(黄色、圆粒为显性)。在甲、乙、丙、丁、戊中,表型相同的有( )
A.甲、丙 B.甲、戊C.乙、丙、丁 D.乙、丙、戊
答案 D 解析 甲×乙后代中黄色∶绿色=(85+28)∶(94+32)≈1∶1,圆粒∶皱粒=(85+94)∶(28+32)≈3∶1,则甲为AaBb,乙为aaBb,或甲为aaBb,乙为AaBb;甲×丁后代中黄色∶绿色=(78+62)∶(68+71)≈1∶1,圆粒∶皱粒=(78+68)∶(62+71)≈1∶1,则甲为AaBb,丁为aabb,或甲为aaBb,丁为Aabb,或甲为Aabb,丁为aaBb,或甲为aabb,丁为AaBb;乙×丙后代中黄色∶绿色= 0∶1,圆粒∶皱粒≈3∶1,则乙、丙均为aaBb;丁×戊后代中黄色∶绿色= 0∶1,圆粒∶皱粒=1∶1,则丁为aaBb,戊为aabb,或丁为aabb,戊为aaBb。综上所述,甲为AaBb,乙为aaBb,丙为aaBb,丁为aabb,戊为aaBb,则甲的表型为黄色圆粒,乙的表型为绿色圆粒,丙的表型为绿色圆粒,丁的表型为绿色皱粒,戊的表型为绿色圆粒。因此在甲、乙、丙、丁、戊中,表型相同的有乙、丙、戊。
5.(2022云南云天化中学摸底)某种甘蓝的叶色有绿色和紫色。已知叶色受2对独立遗传的基因A/a和B/b控制,只含隐性基因的个体表现为隐性性状,其他基因型的个体均表现为显性性状。某小组用绿叶甘蓝和紫叶甘蓝进行了一系列实验。实验①:让绿叶甘蓝(甲)的植株进行自交,子代都是绿叶实验②:让甲植株与紫叶甘蓝(乙)植株进行杂交,子代个体中绿叶∶紫叶=1∶3
回答下列问题。(1)甘蓝叶色中显性性状是 ,实验①中甲植株的基因型为 。 (2)实验②中乙植株的基因型为 ,子代中有 种基因型。 (3)用另一紫叶甘蓝(丙)植株与甲植株杂交,若杂交子代中紫叶和绿叶的分离比为1∶1,则丙植株所有可能的基因型是 ;若杂交子代均为紫叶,且让该子代自交,自交子代中紫叶与绿叶的分离比为15∶1,则丙植株的基因型为 。
答案 (1)紫色 aabb(2)AaBb 4(3)Aabb、aaBb AABB 解析 依题意:只含隐性基因的个体表现为隐性性状,说明隐性性状的基因型为aabb。实验①的子代都是绿叶,实验②的子代出现了绿叶∶紫叶=1∶3的性状分离比,说明甲和乙中必然有一个为隐性性状的纯合子,则另一个必为双杂合子,能产生4种比值相等的配子,若甲为双杂合子,则实验①会出现性状分离,所以可判断绿叶为隐性性状,其基因型为aabb,紫叶为A_B_、A_bb和aaB_。
(1)由以上分析可知,绿叶为隐性性状,紫叶为显性性状。实验①中甲植株为绿叶甘蓝,基因型为aabb。(2)由以上分析可知,实验②中甲植株基因型为aabb,则乙必为双杂合子,基因型为AaBb,二者杂交为测交实验,故子代中有4种基因型,即AaBb、Aabb、aaBb和aabb。(3)另一紫叶甘蓝丙植株与甲植株(aabb)杂交,子代紫叶∶绿叶=1∶1,说明紫叶甘蓝丙植株的基因组成中,有一对基因为隐性纯合、另一对基因为杂合,进而推知丙植株所有可能的基因型为aaBb、Aabb。若杂交子代均为紫叶,且让该子代自交,自交子代中紫叶∶绿叶=15∶1,15∶1为9∶3∶3∶1的变式,说明该杂交子代的基因型均为AaBb,进而推知丙植株的基因型AABB。
题型三 多对基因控制生物性状的分析n对等位基因(完全显性)分别位于n对同源染色体上的遗传规律
注:(1)若F2中显性性状的比例为(3/4)n,则该性状由n对等位基因控制。(2)若F2中子代性状分离比之和为4n,则该性状由n对等位基因控制。
专项训练6.(2022河北衡水中学二调)(不定项选择)某植物红花和白花这对相对性状同时受多对等位基因(A、a,B、b,C、c……)控制,当个体的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时才开红花,否则开白花。现将两个纯合的白花品系杂交,F1开红花,再将F1自交,F2中的白花植株占37/64,若不考虑变异,下列说法错误的是( )A.每对基因的遗传均遵循分离定律B.该花色遗传至少受3对等位基因控制C.F2红花植株中杂合子占26/64D.F2白花植株中纯合子的基因型有4种
答案 CD 解析 每对基因的遗传均遵循分离定律;本实验中,将两个纯合的白花品系杂交,F1开红花,再将F1自交,F2中的白花植株占37/64,则红花植株占1-37/64=27/64=(3/4)3,根据n对等位基因自由组合且完全显性时,F2中显性个体的比例为(3/4)n,可判断该花色遗传至少受3对等位基因的控制。由以上分析可知,该植物红花和白花这对相对性状至少受3对等位基因控制,并且能够发生自由组合,因此每对基因的遗传均遵循分离定律,A项正确;根据分析,该植物花色的遗传符合自由组合定律,至少受3对等位基因控制,B项正确;在F2中,红花占27/64,其中有1/27的个体(AABBCC)是纯合子,则有26/27的个体是杂合子,C项错误;由于每对等位基因都至少含有1个显性基因时才开红花,所以F2红花植株中纯合子(AABBCC)基因型只有1种,白花植株中纯合子基因型有23-1=7(种),D项错误。
7.某植物红花和白花这对相对性状同时受多对等位基因控制(如A、a;B、b;C、c……)。当个体的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时(即A_B_C_……)才开红花,否则开白花。现有甲、乙、丙、丁4个纯合白花品系,相互之间进行杂交,杂交组合、后代表型及其比例如下:根据杂交结果回答问题。(1)这种植物花色的遗传符合哪些遗传定律?(2)本实验中,植物的花色受几对等位基因的控制,为什么?
答案 (1)基因的自由组合定律和基因的分离定律(或基因的自由组合定律)。(2)4对。①本实验的乙×丙和甲×丁两个杂交组合中,F2中红色个体占全部个体的比例为81/(81+175)=81/256=(3/4)4,根据n对等位基因自由组合且完全显性时F2中显性个体的比例为(3/4)n,可判断这两个杂交组合中都涉及4对等位基因。②综合杂交组合的实验结果,可进一步判断乙×丙和甲×丁两个杂交组合中所涉及的4对等位基因相同。解析 (1)单独考虑每对等位基因的遗传时应遵循基因的分离定律,综合分析4个纯合白花品系的6个杂交组合,这种植物花色的遗传应符合基因的自由组合定律。(2)在6个杂交组合中,乙×丙和甲×丁两个杂交组合中F1都开红花,F1自交后代F2中都是红花81∶白花175,其中红花个体占全部个体的比例为81/(81+175)=81/256=(3/4)4,该比例表明花色是由位于4对同源染色体上的4对等位基因控制的。
1——自由组合定律中的特殊比例及基因间的位置关系题型一 9∶3∶3∶1的变式(总和等于16)巧用“合并同类型”解特殊自由组合分离比问题
方法技巧性状分离比9∶3∶3∶1的变式题解题步骤
专项突破典例1.(2022山东章丘二轮阶段测试)一种蔬菜的果实形状有三角形和卵圆形两种,该性状的遗传涉及常染色体上的两对等位基因,分别用A、a和B、b表示。为探究这种蔬菜果实形状的遗传规律,进行了以下的杂交实验,下列叙述正确的是( )A.根据F2表型比例判断,这种蔬菜果实形状的遗传遵循基因自由组合定律,不遵循基因分离定律B.通过实验结果可以推断两亲本基因型为AABB和aabb或AAbb和aabbC.F1的基因型为AaBb,F1测交后代表型及比例为三角形∶卵圆形=1∶3D.F2三角形果实的个体中,自交后代不出现性状分离的个体比例为7/15
答案 D 解析 F2中三角形∶卵圆形=301∶20≈15∶1,是“9∶3∶3∶1”的变式,说明控制该蔬菜果实形状的基因位于两对同源染色体上,遵循基因自由组合定律,每一对同源染色体上的基因遗传时遵循基因的分离定律,A项错误;亲本三角形和卵圆形果实均为纯合子,基因型为AABB和aabb,B项错误;F1的基因型是AaBb,若用F1三角形果实与亲代的卵圆形果实测交, AaBb×aabb→1AaBb(三角形)∶1Aabb(三角形)∶1aaBb(三角形)∶ 1aabb(卵圆形),其后代表型的比为三角形∶卵圆形=3∶1,C项错误;F2三角形果实的个体中,部分个体自交其后代会发生性状分离即后代出现卵圆形aabb,则这些个体为_a_b,有4/15AaBb、2/15Aabb、2/15aaBb,共8/15。因此在F2三角形果实的个体中,自交后代不出现性状分离的个体比例为7/15,D项正确。
专项训练1.(2022湖南湘潭一模)某二倍体植物为雌雄同株,其花色由细胞核中两对等位基因D/d和E/e控制,D对d、E对e为显性,其中D基因控制红色色素的合成,E基因控制蓝色色素的合成,2种色素均不合成时花呈白色。D、E基因转录得到的mRNA能够相互配对形成双链,导致两种色素均不能合成。用纯合的红花植株和蓝花植株杂交,F1均开白花,F1自由交配得F2。下列叙述正确的是( )A.该植物种群中白花植株的基因型有4种,红花和蓝花的基因型各有2种B.含D、E基因的植株由于彼此干扰了基因的转录,不能合成色素而开白花C.若这两对基因位于两对同源染色体上,则F2中红花∶白花∶蓝花约为3∶10∶3D.若F2中红花∶白花∶蓝花约为1∶2∶1,则D与E位于同一条染色体上
答案 C 解析 分析题干信息可知:D、E同时存在时开白花,则D_E_为白花;D基因控制红色色素的合成,则红花基因型为D_ee;E基因控制蓝色色素的合成,蓝花基因型为ddE_;ddee为白花。用纯合的红花植株和蓝花植株杂交,F1均开白花,则亲本的基因型为DDee×ddEE,F1的基因型为DdEe。由以上分析可知,白花的基因型有D_E_、ddee,共有5种,A项错误;mRNA为翻译的模板,据题干信息“D、E基因转录得到的mRNA能够相互配对形成双链,导致两种色素均不能合成”,可知含D、E基因的植株由于彼此干扰了基因的翻译,不能合成色素而开白花,B项错误;
若这两对基因位于两对同源染色体上,则F2中D_E_(白花)∶D_ee(红花)∶ddE_(蓝花)∶ddee(白花)=9∶3∶3∶1,故红花∶白花∶蓝花约为3∶10∶3,C项正确;当亲本的基因型为DDee×ddEE时,若D与e位于同一条染色体上,则F1产生的配子类型及比例为De∶dE=1∶1,F2中DDee∶DdEe∶ddEE=1∶2∶1,即红花∶白花∶蓝花约为1∶2∶1;不存在D与E位于同一条染色体上的情况,D项错误。
2.(2022湖南岳阳摸底)“喜看稻菽千重浪,遍地英雄下夕烟”,中国科学家在水稻研究上做出了突出贡献:袁隆平院士被誉为“杂交水稻之父”,朱英国院士为我国杂交水稻的先驱,农民胡代书培育出了越年再生稻等。某兴趣小组在科研部门的协助下进行了下列相关实验:取甲(雄蕊异常,雌蕊正常,表现为雄性不育)、乙(可育)两个品种的水稻进行相关实验,实验过程和结果如下表所示。已知水稻雄性育性由等位基因A/a控制,A对a完全显性,B基因会抑制不育基因的表达,反转为可育。
(1)控制水稻雄性不育的基因是 ,该兴趣小组同学在分析结果后认为A/a和B/b这两对等位基因在遗传时遵循基因的自由组合定律,其判断理由是 。 (2)F2中可育株的基因型共有 种;仅考虑F2中出现雄性不育株的那一半,该部分可育株中能稳定遗传的个体所占的比例为 。 (3)若要利用F2中的两种可育株杂交,使后代雄性不育株的比例最高,则双亲的基因型为 。 (4)现有各种基因型的可育水稻,请利用这些实验材料,设计一次杂交实验,确定某雄性不育水稻丙的基因型:取 水稻与水稻丙杂交,观察并统计后代植株的性状及比例。 ①若 ,则丙的基因型是 ; ②若 ,则丙的基因型是 。
答案 (1)A F1个体自交单株收获得到的F2中的一半表现的性状分离比为可育株∶雄性不育株=13∶3,而13∶3是9∶3∶3∶1的变式,说明该性状受两对等位基因控制,遵循自由组合定律 (2)7 7/13 (3)aabb和AABb (4)基因型为aabb的可育株 ①后代全是雄性不育植株 AAbb ②后代出现可育植株和雄性不育植株,且比例为1∶1 Aabb解析 (1)由分析可知,控制雄性不育的基因为A。F1个体自交得到的F2中的一半出现可育株∶雄性不育株=13∶3,13∶3是9∶3∶3∶1的变式,说明该性状受两对等位基因控制,遵循自由组合定律,该比值的出现是基因重组(或自由组合)的结果。
(2)根据分析,甲的基因型是Aabb,乙的基因型是aaBB,F1的基因型为1/2AaBb、1/2aaBb。AaBb自交后代的基因型共9种,其中AAbb、Aabb表现为雄性不育,因此可育株的基因型共有9-2=7(种)。仅考虑F2中出现雄性不育株的那一半,该部分可育株个体的基因型为1/13AABB、2/13AABb、2/13AaBB、4/13AaBb、1/13aaBB、2/13aaBb、1/13aabb,其中2/13AABb和4/13AaBb自交后代会发生性状分离,其他均能稳定遗传,故该部分可育株中能稳定遗传的个体所占的比例为1-2/13-4/13=7/13。(3)利用F2中的两种可育株杂交,要使得得到雄性不育株A_bb的比例最高,可确定其中一个亲本全部产生b的配子,则亲本之一的基因型一定是aabb,另一亲本能产生A的配子,则另一亲本的基因型为AABb,显然所选个体的基因型为aabb和AABb。
(4)水稻不育植株的基因型为A_bb,要确定水稻丙的基因型,可采用测交的方法,取基因型为aabb的可育株与水稻丙杂交,观察后代植株的育性。①若丙的基因型是AAbb,测交后代的基因型为Aabb,故后代全是雄性不育植株;②若丙的基因型是Aabb,测交后代的基因型以及比例为Aabb∶aabb=1∶1,故后代出现雄性不育植株和可育植株,且比例为1∶1。
题型二 遗传致死现象1.致死类型分析设F1的基因型为AaBb,符合基因自由组合定律。(1)显性纯合致死
(2)隐性纯合致死①双隐性致死F1(AaBb)自交后代:A_B_∶A_bb∶aaB_=9∶3∶3②单隐性(aaB_或A_bb)致死。F1(AaBb)自交后代:A_B_∶A_bb=9∶3或A_B_∶aaB_=9∶3。
2.致死类问题解题思路
专项突破典例2.(2022陕西西安检测)某植物的5号和8号染色体上有与叶色性状有关的基因,基因型为E_ff的甲表现为绿叶,基因型为eeF_的乙表现为紫叶。将纯合绿叶甲(♀)与纯合紫叶乙(♂)在某一新环境中杂交,F1全为红叶,让F1自交得F2,F2的表型及其比例为红叶∶紫叶∶绿叶∶黄叶=7∶3∶1∶1。下列叙述正确的是( )A.F2中绿叶植株和亲本绿叶甲的基因型相同B.F2紫叶植株的基因型有2种,其中纯合紫叶∶杂合紫叶=2∶1C.F2异常比例的出现最可能的原因是基因型为EF的雄配子致死D.F2中的红叶雌株与黄叶雄株杂交,后代中黄叶植株的比例为3/28
答案 D 解析 由题意可知,F1的基因型为EeFf(红叶),F2的表型及其比例为红叶∶紫叶∶绿叶∶黄叶=7∶3∶1∶1,结合该比例可知,新环境下基因型为Ef的雄配子或雌配子致死,F2中绿叶植株的基因型为Eeff,亲本绿叶甲的基因型为EEff,A、C两项错误;F2中紫叶植株的基因型有2种,其中纯合紫叶(eeFF)∶杂合紫叶(eeFf)=1∶2,B项错误;F2红叶雌株中与黄叶雄株杂交能产生黄叶植株的只有基因型为EeFf的红叶雌株,F2红叶雌株中基因型为EeFf的植株占3/7,故F2中的红叶雌株与黄叶雄株杂交,后代中黄叶植株的比例为(3/7)×(1/4)=3/28,D项正确。
专项训练3.(2022山东菏泽质检)某植物的花色由等位基因A/a控制,茎高由B/b控制。让某紫花高茎植株自交得F1,因为存在某基因型配子的致死现象,使F1中紫花高茎∶绿花高茎∶紫花矮茎∶绿花矮茎=5∶3∶3∶1。下列叙述错误的是( )A.某紫花高茎植株的基因型为AaBb,且两对等位基因的遗传遵循自由组合定律B.F1出现5∶3∶3∶1性状分离比的原因可能是基因型为AB的雄配子和雌配子致死C.F1中紫花高茎植株随机交配,子代中与亲本性状相同的个体占141/260D.任取F1中的一株紫花高茎植株,让其与绿花矮茎植株测交即可判断其基因型
答案 B 解析 紫花高茎植株自交得到的F1中紫花高茎∶绿花高茎∶紫花矮茎∶绿花矮茎=5∶3∶3∶1,故紫花高茎植株的基因型为AaBb,且两对等位基因的遗传遵循自由组合定律,A项正确;F1中紫花高茎植株A_B_缺少4份,说明基因型为AB的雄配子或雌配子致死,B项错误;F1中能存活的紫花高茎植株的基因型有AaBB、AABb、AaBb,能存活的紫花高茎植株随机交配,假设基因型为AB的雄配子致死,则雄配子种类及比例为Ab∶aB∶ab=5∶5∶3,雌配子种类及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=7∶5∶5∶3,配子随机组合,则后代中紫花高茎∶绿花高茎∶紫花矮茎∶绿花矮茎=141∶55∶55∶9,子代中与亲本性状紫花高茎相同的个体占141/(141+55+55+9)=141/260,C项正确;任取F1中的一株紫花高茎(AaBB、AABb、AaBb)植株,让其与绿花矮茎(aabb)植株测交即可判断其基因型,D项正确。
题型三 基因遗传的累加效应1.表型
注:该比例是以2对等位基因控制1对相对性状为例进行分析的,解答时要根据具体条件进行具体分析。2.原因:A与B的作用效果相同,但显性基因越多,效果越强。
专项突破典例3.(2022山东济宁模拟)某种植物的果实重量由A与a、B与b、D与d 3对独立遗传的等位基因控制。已知A、B、D基因对果实的增重效应相同,a、b与d基因的作用相同,基因型为AABBDD的植株果实重72 g,基因型为aabbdd的植株果实重36 g。在不考虑互换与突变的情况下,用基因型为AaBbDd与Aabbdd的植株进行杂交并产生子代。下列说法错误的是( )A.子代中不会出现果实重量为66 g的植株B.子代中果实重量为42 g的植株的基因型有3种C.子代中果实重量为48 g的植株出现的概率为5/16D.子代中果实重量为54 g与60 g的植株的数量比为4∶1
答案 C 解析 A、B、D基因对果实的增重效应相同,a、b、d基因的作用相同,且基因型为AABBDD的植株果实重72 g,基因型为aabbdd的植株果实重36 g,所以一个A或B或D基因对果实的增重效应为6 g,双亲基因型为AaBbDd、Aabbdd,子代中含有最多显性基因植株的基因型为AABbDd,果实重量为6×4+36=60(g),所以子代中不会出现果实重量为66 g的植株,A项正确;子代中果实重量为42 g的植株含有1个显性基因,基因型有Aabbdd、aaBbdd、aabbDd,共3种,B项正确;
子代中果实重量为48 g的植株含有2个显性基因,基因型有AAbbdd、AaBbdd、AabbDd、aaBbDd,概率为(1/4)×(1/2)×(1/2)+(1/2)×(1/2)×(1/2)+(1/2)×(1/2)×(1/2)+(1/4)×(1/2)× (1/2)=1/16+1/8+1/8+1/16=3/8,C项错误;子代中果实重量为54 g的植株含有3个显性基因,基因型有AABbdd(1/16)、AAbbDd(1/16)、AaBbDd(1/8),子代中果实重量为60 g的植株含有4个显性基因,基因型为AABbDd(1/16),数量比为4∶1,D项正确。
专项训练4.(2022湖南百校联考)(不定项选择)某种植物的花色由独立遗传的3对等位基因(A/a、B/b、D/d)控制,3对基因中至少各含有1个显性基因时开蓝花,其他情况下开白花。下列相关叙述错误的是( )A该植物种群中纯合蓝花植株和纯合白花植株的基因型分别有1种和7种B.基因型为AaBbDd的植株相互传粉,子代中白花植株占27/64C.基因型为AaBbDd的植株测交,子代白花植株中纯合子占1/7D.两株白花植株相互传粉,子代中蓝花植株占1/8,则亲本的基因型组合有2种可能
答案 BD 解析 该植物种群中纯合蓝花植株的基因型只有1种,即AABBDD,纯合植株的基因型有2×2×2=8(种),故纯合白花植株的基因型有8-1=7(种),A项正确;让基因型为AaBbDd的植株相互杂交,子代中蓝花植株占(3/4)×(3/4)×(3/4)=27/64,故子代中白花植株占37/64,B项错误;让基因型为AaBbDd的植株测交,子代中白花植株∶蓝花植株=7∶1,只有基因型为aabbdd的植株为纯合子,因此子代白花植株中纯合子占1/7,C项正确;两株白花植株相互传粉,子代中蓝花植株占(1/2)×(1/2)×(1/2)=1/8,即三对基因均相当于测交,故亲本的基因型组合有3种可能:Aabbcc×aaBbCc、aaBbcc×AabbCc、aabbCc×AaBbcc,D项错误。
2——探究不同对基因在常染色体上的位置知识必备确定基因位置的4个判断方法(1)判断基因是否位于1对同源染色体上:以AaBb为例,若2对等位基因位于1对同源染色体上,不考虑互换,则产生2种类型的配子,在此基础上进行自交会产生2种或3种表型,测交会出现2种表型;若2对等位基因位于1对同源染色体上,考虑互换,则产生4种类型的配子,在此基础上进行自交或测交会出现4种表型。(2)判断基因是否易位到1对同源染色体上:若2对基因遗传具有自由组合定律的特点,但却出现不符合自由组合定律的现象,可考虑基因转移到同一对同源染色体上的可能,如由染色体易位引起的变异。
(3)判断外源基因整合到宿主细胞染色体上的类型:外源基因整合到宿主细胞染色体上有多种类型,有的遵循孟德尔遗传定律。若多个外源基因以连锁的形式整合在同源染色体的其中一条上,其自交会出现分离定律中的3∶1的性状分离比;若多个外源基因分别独立整合到非同源染色体的其中一条上,各个外源基因的遗传互不影响,则会表现出自由组合定律的现象。(4)判断基因是否位于不同对同源染色体上:以AaBb为例,若2对等位基因分别位于两对同源染色体上,则产生4种类型的配子。在此基础上进行测交或自交时会出现特定的性状分离比,如1∶1∶1∶1或9∶3∶3∶1(或9∶7等变式),也会出现致死背景下特殊的性状分离比,如4∶2∶2∶1、6∶3∶2∶1等。在涉及2对等位基因遗传时,若出现上述性状分离比,可考虑基因位于2对同源染色体上。
专项突破典例.(2022山东师大附中期中)某种雌雄同株的农作物,高秆与矮秆、抗病与不抗病为2对相对性状,分别由2对等位基因控制。高秆茎节长、易倒伏,矮秆性状正好相反,且产量高于高秆。为探究纯合矮秆抗病品种的育种过程,兴趣小组得到了部分育种信息:研究人员利用高秆抗病和矮秆不抗病植株进行杂交,F1全是高秆抗病,种植F1并自交,F2的表型及比例为高秆∶矮秆=3∶1;抗病∶不抗病=3∶1。整个实验过程未发现染色体数目和结构异常。(1)请根据上述信息分析:相对于高秆植株,矮秆植株产量更高的原因是 (回答两点)。(2)依据上述F2的统计结果,有些同学们认为这两对性状的遗传不一定遵循自由组合定律,理由是 。
(3)为了证明这两对性状的遗传是否遵循自由组合定律,应该对上述实验的数据做怎样的处理? ;若为 ,则两对性状的遗传遵循自由组合定律,否则不遵循自由组合定律。 (4)兴趣小组分多组重复了上述杂交实验,统计发现,只有1组F2中出现了矮秆抗病植株,其他各组F2只有高秆抗病和矮秆不抗病2种表型,且比例为3∶1,出现矮秆抗病植株的原因可能是 。若要设计实验用最简便的方法验证该矮秆抗病植株是杂合子,请简要写出实验思路并预测结果。 。
答案 (1)不易倒伏,有利于进行光合作用;茎节短,生长消耗的营养物质少 (2)若控制2对相对性状的基因位于同一对同源染色体上,也会出现F2的结果 (3)将2对性状合在一起统计F2的表型及比例 高秆抗病∶高秆不抗病∶矮秆抗病∶矮秆不抗病=9∶3∶3∶1 (4)发生了基因突变或互换 让该矮秆抗病植株自交,观察后代的性状表现,若后代出现不抗病植株,则证明其为杂合子
解析 (1)根据题干信息分析:相对于高秆植株,矮秆不易倒伏,有利于进行光合作用;茎节短,生长消耗的营养物质少,使得矮秆植株产量更高。(2)根据题干信息可知,F2的表型及比例为高秆∶矮秆=3∶1;抗病∶不抗病=3∶1。依据上述F2的统计结果,若控制两对相对性状的基因位于同一对同源染色体上,也会出现F2的结果,所以控制这两对相对性状的基因的遗传不一定遵循自由组合定律。(3)为了证明这两对性状的遗传是否遵循自由组合定律,应该将两对性状合在一起统计F2的表型及比例;若为高秆抗病∶高秆不抗病∶矮秆抗病∶矮秆不抗病=9∶3∶3∶1,则两对性状的遗传遵循自由组合定律,否则不遵循自由组合定律。
(4)多组重复上述杂交实验,统计发现,只有一组F2中出现了矮秆抗病植株,其他各组F2只有高秆抗病和矮秆不抗病两种表型,且比例为3∶1,出现矮秆抗病植株的原因可能是发生了基因突变或互换。要设计实验用最简便的方法验证该矮秆抗病植株是杂合子,植物一般采用自交的方式,具体的实验思路和预测结果是:让该矮秆抗病植株自交,观察后代的性状表现,若后代出现不抗病植株,则证明其为杂合子。
专项训练1.果蝇是遗传学研究的经典实验材料,其3对相对性状中灰身对黑身为显性、大翅脉对小翅脉为显性、细眼对粗眼为显性,这3对相对性状各受1对等位基因控制。请回答下列问题。(1)若只研究灰身和黑身、大翅脉和小翅脉这两对相对性状,某同学将1只灰身小翅脉雌蝇与1只灰身大翅脉雄蝇杂交(实验过程无互换现象)得F1,F1的表型及比例为灰身大翅脉∶灰身小翅脉∶黑身大翅脉∶黑身小翅脉=3∶3∶1∶1。根据上述实验结果 (填“能”或“不能”)确定2对等位基因的遗传遵循自由组合定律,理由是 。 (2)基因自由组合定律的实质是在 过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时, 自由组合。
(3)现有3个纯合果蝇品系可供选择,灰身大翅脉粗眼(甲)、黑身大翅脉细眼(乙)和灰身小翅脉细眼(丙),假定不发生变异和互换。若控制3对相对性状的3对等位基因都位于常染色体上,请以上述3个纯合果蝇品系为材料,设计实验来确定这3对等位基因是否分别位于3对同源染色体上。(要求写出实验思路、预期结果及结论)
答案 (1)能 单独分析两对相对性状,F1中灰身∶黑身=3∶1,大翅脉∶小翅脉=1∶1,将两对相对性状结合在一起分析,(3∶1)(1∶1)=3∶3∶1∶1,两对相对性状是自由组合的,因此控制两对相对性状的基因也是自由组合的 (2)减数分裂 非同源染色体上的非等位基因 (3)选择甲×乙、乙×丙、甲×丙3个杂交组合得到3组F1,将各组F1中的雌雄个体相互交配得到3组F2,若各组的F2中均出现4种表型,且比例为9∶3∶3∶1,则可确定这3对等位基因分别位于3对同源染色体上;若出现其他结果,则可确定这3对等位基因不是分别位于3对同源染色体上。
解析 (1)单独分析2对相对性状,F1中灰身∶黑身=3∶1,大翅脉∶小翅脉=1∶1,将2对相对性状结合在一起分析,(3∶1)(1∶1)=3∶3∶1∶1,2对相对性状是自由组合的,因此控制2对相对性状的基因也是自由组合的。(2)基因自由组合定律的实质是在减数分裂过程中,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)根据题意分析,设计实验的目的是确定这3对等位基因是否分别位于3对同源染色体上,若这3对等位基因分别位于3对同源染色体上,则其遗传遵循基因的自由组合定律。根据提供的实验材料可设计如下实验:选择甲×乙、乙×丙、甲×丙3个杂交组合得到3组F1,将各组F1中的雌雄个体相互交配得到3组F2,若各组的F2中均出现4种表型,且比例为9∶3∶3∶1,则可确定这3对等位基因分别位于3对同源染色体上;若出现其他结果,则可确定这3对等位基因不是分别位于3对同源染色体上。
2.(2022山东临沂期中)某二倍体植物(2n=24)的红花与白花受3对等位基因(A/a、B/b和D/d)控制,同时含有A、B与D基因的植株开红花,其余的植株开白花。现有甲、乙、丙3个白花植株品系,分别与同一红花品系杂交,F1均为红花,F1自交,F2的性状表现分别是红花∶白花=48∶16、红花∶白花=36∶28、红花∶白花=27∶37。(1)该植物体细胞中有24条染色体,花粉母细胞经减数分裂产生的雄配子中含有12条染色体,原因是 。 (2)纯种白花品系可能的基因型有 种,甲白花品系的基因型可能是 。 (3)上述3个杂交结果中,能证明控制红花与白花的3对等位基因遵循自由组合定律的是 ,判断依据是 。
(4)探究控制花色的3对等位基因在染色体上的位置,可以利用单体确定。体细胞中缺失了1条1号染色体的个体称作1-单体,缺失了1条2号染色体的个体称作2-单体,以此类推,单体产生的配子可育。现用AABBDD植株培育成的12种红花单体,分别与基因型为aabbdd的植株进行杂交,并对12组杂交的子代性状分别进行统计。①若只有2-单体与aabbdd杂交的子代出现白花个体,则对该现象最合理的解释是 。 ②若有2组杂交子代出现白花个体,则说明 。 ③若有3组杂交子代出现白花个体,则基因型为AABbDd的植株自交,其子代的花色性状及比例为 。
答案 (1)同源染色体分开后,分别进入2个子细胞(或染色体只复制1次,细胞连续分裂2次) (2)7 aaBBDD、AAbbDD、AABBdd (3)红花∶白花=27∶37 F2中红花植株占27/(27+37)=3/4×3/4×3/4,据此推测控制花色的3对等位基因遵循自由组合定律 (4)①控制花色的3对等位基因均位于2号染色体上,亲本中的2-单体产生了数量相等的ABD配子和不含花色基因的配子,与aabbdd杂交后,基因型为AaBbDd的子代开红花、基因型为abd的子代开白花 ②控制花色的3对等位基因位于2对同源染色体上 ③红花∶白花=9∶7
解析 (1)同源染色体分开后,分别进入两个子细胞(染色体只复制1次,细胞连续分裂2次)导致减数分裂过程中染色体数目减半。(2)由题可知,红花和白花受3对等位基因控制,共有纯合子8种,其中AABBDD为红花纯种,则纯种白花品系可能的基因型有7种,甲与红花杂交F1为红花,F1自交后代F2中红花∶白花=3∶1,则F1红花的基因型为AaBBDD、AABbDD或AABBDd,甲品系的基因型为1对基因是隐性,另两对是显性纯合如aaBBDD、AAbbDD、AABBdd。(3)上述三个杂交结果中,能证明控制红花与白花的3对等位基因遵循自由组合定律的是红花∶白花=27∶37,判断依据是F2中红花占27/64=(3/4)3。
(4)①由题意可知,只有2-单体与aabbdd杂交的子代出现白花,说明A、B、D基因都位于2号染色体上,3对基因位于1对同源染色体上。②若有2组杂交子代出现白花个体,则说明两对基因位于1对同源染色体,另外1对位于另1对同源染色体上,即3对等位基因位于两对同源染色体上。③若有3组杂交子代出现白花个体,则说明3对等位基因位于3对同源染色体上,因此基因型为AABbDd的植株自交,产生红花AAB_D_∶白花(AAB_dd、AAbbD_、AAbbdd)=9∶7。
3.(2022山东青岛期中)已知家蚕的性别决定方式为ZW型,黑色斑与灰色斑这对相对性状分别由常染色体上的一对等位基因A/a控制,且AA个体胚胎期致死;另一对等位基因B/b影响家蚕的体色,只有基因B存在时,上述色斑才能表现,否则表现为无斑纹。回答下列问题。(1)研究人员想确定家蚕的某性状由细胞核基因决定,还是由细胞质基因决定,可采用的杂交方法是 。 (2)现有一对黑色斑家蚕与无色斑家蚕杂交,F1中黑色斑∶灰色斑=2∶1,则亲本的基因型为 。欲判断B、b基因与A、a基因是否位于一对染色体上,现利用F1中个体设计实验,请预测实验结果(不考虑互换)。 ①实验方案: 。 ②结果预测及结论:a ;b 。
答案 (1)正反交 (2)AaBB和Aabb ①取F1中1只黑色斑雄蚕与F1中多只灰色斑雌蚕进行交配,统计子代的表型及比例 ②若子代表型及比例为黑色斑∶灰色斑∶无色斑=3∶3∶2,则两对基因不在一对染色体上 若子代表型及比例为黑色斑∶灰色斑∶无色斑=2∶1∶1,或黑色斑∶灰色斑∶无色斑=1∶2∶1,则两对基因在一对染色体上解析 (1)确定家蚕的某性状由细胞核基因决定,还是由细胞质基因决定,可采用的杂交方法是正交和反交,观察后代的性状。
(2)根据F1中黑色斑∶灰色斑=2∶1,结合AA个体胚胎期致死,说明亲本中控制家蚕体色的基因组成为AaBB、Aabb。现有一对黑色斑家蚕AaB_与无色斑家蚕Aabb或aabb杂交,F1中黑色斑∶灰色斑=2∶1,则亲本的基因型为AaBB、Aabb。该实验的目的是探究B、b基因与A、a基因是否位于一对染色体上,如果位于一对染色体上,则不遵循自由组合定律,遵循连锁定律,如果不位于一对染色体上,则遵循自由组合定律。F1中黑色斑雄蚕基因型是AaBb,灰色斑雌蚕基因型是aaBb,如果B、b基因与A、a基因不在一对染色体上,遵循基因的自由组合定律,则杂交后代的基因型及比例是(1Aa∶1aa)(3B_∶1bb)=3AaB_∶1Aabb∶3aaB_∶1aabb,分别表现为黑色斑、无色斑、灰色斑、无色斑,则黑色斑∶灰色斑∶无色斑=3∶3∶2。
如果2对基因位于一对染色体上,AaBb产生的配子的类型及比例是AB∶ab =1∶1或aB∶Ab=1∶1,aaBb产生的配子的类型及比例是aB∶ab=1∶1,雌雄配子随机结合产生后代的基因型及比例是AaBB∶AaBb∶aaBb∶aabb =1∶1∶1∶1,分别表现为黑色斑、黑色斑、灰色斑、无色斑,黑色斑∶灰色斑∶无色斑=2∶1∶1;或后代的基因型及比例为AaBb∶aaB_∶Aabb=1∶2∶1,表现为黑色斑∶灰色斑∶无色斑=1∶2∶1。
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