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第五单元 遗传的基本规律与伴性遗传
第18课 基因自由组合定律的应用
高中生物高考一轮总复习
考点一 自由组合定律的解题规律及方法
1.已知亲代求子代的“顺推型”题目
(1)“棋盘法”解决自由组合定律问题,如
YyRr×yyRr→ 配子 YR Yr yR yr
yR YyRR YyRr yyRR yyRr
yr YyRr Yyrr yyRr yyrr
(2)应用分离定律解决自由组合定律问题(拆分法)
①解题思路:基因的自由组合定律可以拆成分离定律来解答,如:AaBb×aaBb,可以分成Aa×aa和Bb×Bb,按分离定律得出结果,然后将两个结果相乘即可。
②常见类型
题型分类 示例 解题规律
种类 问题 配子类型(配子种类数) AaBbCCDd产生配子种类数为8种(即____________=8) 2n(n为等位基因对数)
配子间结合方式 AABbCc×aaBbCC,配子间结合方式种类数为___种 配子间结合方式种类数等于配子种类数的乘积
2×2×1×2
8
题型分类 示例 解题规律
种类 问题 子代基因型(或表型)种类 AaBbCc×Aabbcc,子代基因型种类数为____种,表型为___种 双亲杂交(已知双亲基因型),子代基因型
(或表型)种类等于各性状按分离定律所求基因型(或表型)种类的乘积
概率 问题 某基因型(或表型)的比例 AABbDd×aaBbdd,F1中AaBbDd所占比例为1/4 按分离定律求出相应基因型(或表型)的比例,然后利用______原理进行组合
纯合子或杂合子出现的比例 AABbDd×AaBBdd,F1中纯合子所占比例为1/8 按分离定律求出纯合子的概率的乘积为纯合子出现的比例,杂合子概率=1-____________
纯合子概率
乘法
12
8
2.已知子代求亲代的“逆推型”题目
(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补充完整,特别要学会利用后代中的隐性性状,因为后代中一旦存在双隐性个体,那亲代基因型中一定存在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)
②1∶1∶1∶1 (1∶1)(1∶1) (Aa×aa)(Bb×bb)
③3∶3∶1∶1 (3∶1)(1∶1) (Aa×Aa)(Bb×bb)[或(Aa×aa)(Bb×Bb)]。
1.(2021·全国乙卷)某种二倍体植物的n个不同性状由n对独立遗传的基因控制(杂合子表现显性性状)。已知植株A的n对基因均杂合。理论上,下列说法错误的是( )
A.植株A的测交子代会出现2n种不同表现型(表型)的个体
B.n越大,植株A测交子代中不同表现型(表型)个体数目彼此之间的差异越大
C.植株A测交子代中n对基因均杂合的个体数和纯合子的个体数相等
D.n≥2时,植株A的测交子代中杂合子的个体数多于纯合子的个体数
√
B 解析:每对等位基因测交后会出现2种表现型(表型),故n对等位基因杂合的植株A的测交子代会出现2n种不同表现型(表型)的个体,A正确;不管n有多大,植株A测交子代比为(1∶1)n=1∶1∶1∶1∶……∶1(共2n个1),即不同表现型(表型)个体数目均相等,B错误;植株A测交子代中n对基因均杂合的比例为1/2n,纯合子的比例也是1/2n,两者相等,C正确;n≥2时,植株A的测交子代中纯合子的比例是1/2n,杂合子的比例为1-1/2n,故杂合子的个体数多于纯合子的个体数,D正确。
2.某雌雄同花植物的花色性状由三对等位基因控制,三对基因的遗传遵循自由组合定律。当基因A存在时,花色为白色;当无基因A而有基因B或E存在时,花色为黄色;无显性基因存在时,花色为金黄色。下列相关分析错误的是( )
A.基因型为AaBbEe的个体自交,F1中黄花纯合子占黄花的1/15
B.基因型为AaBbEe的个体自交,F1白花∶黄花∶金黄花=48∶15∶1
C.基因型为AabbEe的个体测交,子代群体中A的基因频率为1/4
D.AaBbEe个体自交,F1中不含基因E的黄花个体随机受粉,后代黄花∶金黄花=8∶1
√
A 解析:由题意可得黄花基因型为aaB_ _ _、aabbE_,因此AaBbEe个体自交产生的F1中黄花类型的比例为1/4×3/4×1+1/4×1/4×3/4=15/64,黄花纯合子基因型为aaBBee、aaBBEE、aabbEE,比例为1/4×1/4×1/4+1/4×1/4×1/4+1/4×1/4×1/4=3/64,故黄花纯合子占黄花类型的1/5,A错误;由题意可知,白花基因型为A_ _ _ _ _,金黄花基因型为aabbee,因此基因型为AaBbEe的个体自交,F1中白花所占比例为3/4,黄花所占比例为15/64,金黄花所占比例为1/64,即F1中白花∶黄花∶金黄花=48∶15∶1,B正确;基因型为AabbEe的个体测交,子代群体(1/2Aa、1/2aa)中A的基因频率为1/4,C正确;AaBbEe个体自交产生的F1中不含基因E的黄花个体,即群体(1aaBBee、2aaBbee)随机受粉,后代黄花∶金黄花=8∶1,D正确。
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
亲本相对性状的对数 1 2 n
F1配子种类和比例 2 (1∶1)1 22 (1∶1)2 2n
(1∶1)n
F2表型种类和比例 2 (3∶1)1 22 (3∶1)2 2n
(3∶1)n
F2基因型种类和比例 3 (1∶2∶1)1 32 (1∶2∶1)2 3n
(1∶2∶1)n
F2全显性个体比例 (3/4)1 (3/4)2 (3/4)n
F2中隐性个体比例 (1/4)1 (1/4)2 (1/4)n
F1测交后代表型种类及比例 2 (1∶1)1 22 (1∶1)2 2n
(1∶1)n
F1测交后代全显性个体比例 (1/2)1 (1/2)2 (1/2)n
考点二 自由组合定律在特殊情况下的应用
1.基因互作
序号 类型 F1(AaBb)自交后代比例 F1测交后代比例
Ⅰ 存在一种显性基因时表现为同一性状,其余正常表现 9∶6∶1 _________
Ⅱ 两种显性基因同时存在时,表现为一种性状,否则表现为另一种性状 ______ 1∶3
1∶2∶1
9∶7
序号 类型 F1(AaBb)自交后代比例 F1测交后代比例
Ⅲ 当某一对隐性基因成对存在时表现为双隐性状,其余正常表现 9∶3∶4 1∶1∶2
Ⅳ 只要存在显性基因就表现为一种性状,其余正常表现 _______ 3∶1
Ⅴ 某一种显性基因与双显性基因表现相同 12∶3∶1 _________
2∶1∶1
15∶1
2.显性基因累加效应
(1)表型
(2)原因
A与B的作用效果相同,但显性基因越多,效果越强。
相关比较 举例分析(以基因型AaBb为例) 自交后代比例 测交后代比例 显性基因在基因型中的个数影响性状原理 A与B的作用效果相同,但显性基因越多,其效果越强 显性基因在基因型中的个数影响性状表现 AABB∶(AaBB、AABb)∶(AaBb、aaBB、AAbb)∶(Aabb、aaBb)∶aabb=1∶4∶6∶4∶1 AaBb∶(Aabb、aaBb)∶aabb=_________
1∶2∶1
3.致死遗传
1.(2022·全国甲卷)某种自花传粉植物的等位基因A/a和B/b位于非同源染色体上。A/a控制花粉育性,含A的花粉可育;含a的花粉50%可育、50%不育。B/b控制花色,红花对白花为显性。若基因型为AaBb的亲本进行自交,则下列叙述错误的是( )
A.子一代中红花植株数是白花植株数的3倍
B.子一代中基因型为aabb的个体所占比例是1/12
C.亲本产生的可育雄配子数是不育雄配子数的3倍
D.亲本产生的含B的可育雄配子数与含b的可育雄配子数相等
√
B 解析:分析题意可知,两对等位基因独立遗传,故含a的花粉育性不影响B和b基因的遗传,所以Bb自交,子一代中红花植株B_∶白花植株bb=3∶1,A正确;基因型为AaBb的亲本产生的雌配子种类和比例为AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1,由于含a的花粉50%可育,故雄配子种类及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=2∶2∶1∶1,所以子一代中基因型为aabb的个体所占比例为1/4×1/6=1/24,B错误;由于含a的花粉50%可育,50%不可育,故亲本产生的可育雄配子是A+1/2a,不育雄配子为1/2a,由于Aa个体产生的A∶a=1∶1,故亲本产生的可育雄配子数是不育雄配子数的3倍,C正确;两对等位基因独立遗传,所以Bb自交,亲本产生的含B的雄配子数和含b的雄配子数相等,D正确。
2.(2024·河南名校大联考)番茄(雌雄同花)的果肉颜色有红、橙、黄三种,由两对等位基因A/a、B/b控制,黄色肉与橙色肉番茄植株杂交,F1全是红色肉,F1自交,F2中果肉颜色及比例为红色肉∶黄色肉∶橙色肉=9∶3∶4,下列说法错误的是( )
A.番茄果肉颜色的遗传遵循基因的自由组合定律,F2红色肉番茄中纯合子占1/9
B.亲本黄色肉和橙色肉番茄植株的基因型应分别为AAbb和aaBB
C.F2所有橙色肉番茄植株随机授粉,F3表现型全为橙色肉
D.F2所有红色肉番茄植株随机授粉,F3表型及比例为红色肉∶黄色肉∶橙色肉=64∶8∶9
√
B 解析:F2中番茄果肉颜色及比例为红色肉∶黄色肉∶橙色肉=9∶3∶4,为9∶3∶3∶1的变形,所以番茄果肉颜色的遗传遵循基因的自由组合定律,据此可以假设红色肉基因型为A_B_,黄色肉基因型为aaB_,橙色肉基因型为A_bb、aabb,则F2中红色肉番茄A_B_中纯合子AABB占1/9,A正确;亲本黄色肉和橙色肉番茄的基因型应分别为AAbb、aaBB或aaBB、AAbb,B错误;F2所有橙色肉番茄植株基因型为3A_bb∶1aabb,bb纯合,所以随机授粉,F3表型全为橙色肉,C正确;F2所有红色肉番茄植株基因型为4AaBb、2AABb、2AaBB、1AABB,产生的配子及比例为AB=4/9、Ab=2/9、aB=2/9、ab=1/9,F2所有红色肉番茄植株随机授粉,F3表型及比例为红色肉∶黄色肉∶橙色肉=64∶8∶9,D正确。
3.(2024·广东汕头期中)小鼠的体色有黄色(Y)和灰色(y),尾巴有短尾(D)和长尾(d),两对相对性状独立遗传。一对黄色短尾小鼠经多次交配产生的F1中黄色短尾∶灰色短尾∶黄色长尾∶灰色长尾=4∶2∶2∶1。实验发现,某些基因型的个体会在胚胎期死亡,下列说法错误的是( )
A.基因型为YY的胚胎和DD的胚胎致死
B.亲本黄色短尾小鼠的基因型均为YyDd
C.若F1中灰色短尾鼠与黄色长尾鼠随机交配,则子代表型比例为4∶4∶2∶2
D.若F1中四种小鼠比例为5∶3∶3∶1,可能是YD的雄配子或雌配子致死
√
C 解析:F1的表型为黄色短尾∶灰色短尾∶黄色长尾∶灰色长尾=4∶2∶2∶1,即黄色∶灰色=2∶1,短尾∶长尾=2∶1,所以黄色纯合致死,短尾纯合致死,因此只要有一对显性基因纯合就会导致胚胎死亡(YY或DD都导致胚胎死亡),亲本的基因型只能是YyDd,A、B正确;已知YY或DD都导致胚胎死亡,亲本黄色短尾YyDd相互交配产生的F1小鼠的基因型为YyDd、Yydd、yyDd、yydd,灰色短尾(yyDd)与黄色长尾(Yydd)杂交,子代表型比例为1∶1∶1∶1,C错误;若F1中四种小鼠比例为5∶3∶3∶1,说明可能是含有两个显性基因(YD)的雄配子或雌配子致死,D正确。
考点三 探究不同对基因在常染色体上的位置
1.判断两对等位基因在染色体上的位置
2.外源基因整合到宿主染色体上的类型分析
外源基因整合到宿主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一条染色体上,其自交会出现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一条染色体上,各个外源基因的遗传互不影响,则会表现出自由组合的现象。
1.现有三个纯合的水稻浅绿叶突变体X、Y、Z,突变位点不同,这些突变体的浅绿叶性状均为单基因隐性突变。X、Y、Z两两杂交后,三组杂交实验的F1均为绿色叶,为判断X、Y、Z的浅绿叶基因是否位于同一对染色体上,育种人员将三组杂交实验的F1自交,观察并统计F2的表型及比例。下列预测结果正确的是( )
A.若X、Y、Z的浅绿叶基因均位于同一对染色体上,则F2的表型及比例均为绿叶∶浅绿叶=1∶1
B.若X、Y、Z中仅有两个突变体浅绿叶基因在同一对染色体上,则应有两组结果,一组结果为绿叶∶浅绿叶=15∶1,另一组结果为绿叶∶浅绿叶=1∶1
C.若X、Y、Z的浅绿叶基因位于三对不同染色体上,则三组结果应均为绿叶∶浅绿叶=15∶1
D.突变体X、Y、Z的出现说明了基因突变具有高频性和随机性
√
A 解析:若X、Y、Z的浅绿叶基因均在同一对染色体上,假设X、Y、Z的基因型分别为aaBBCC、AAbbCC、AABBcc,X、Y、Z两两杂交后F1的基因型分别为AaBbCC、AaBBCc、AABbCc,若浅绿叶基因均位于同一对染色体上,AaBbCC自交后代F2为1aaBBCC(浅绿叶)、1AAbbCC(浅绿叶)、2AaBbCC(绿叶),即绿叶∶浅绿叶=1∶1,同理AaBBCc和AABbCc自交的结果也是绿叶∶浅绿叶=1∶1,A正确;假定X、Y、Z中仅有两个突变体浅绿叶基因位于同一对染色体上,可推算出有两组F2的表型及比例为绿叶∶浅绿叶=9∶7,另一组为绿叶∶浅绿叶=1∶1,B错误;若X、Y、Z浅绿叶基因位于三对不同染色体上,三组杂交的结果应均为绿叶∶浅绿叶=9∶7,C错误;突变体X、Y、Z的出现说明了基因突变具有随机性和不定向性,基因突变的频率很低,D错误。
2.某研究所将拟南芥的三个抗盐基因SOS1、SOS2、SOS3导入玉米,筛选出成功整合的耐盐植株(三个基因都表达才表现为高耐盐性状)。下图表示三个基因随机整合的情况,让三株转基因植株自交,后代高耐盐性状的个体比例最高的是( )
A.甲 B.乙
C.丙 D.三者相同
√
A 解析:设三个抗盐基因SOS1、SOS2、SOS3分别用A、B、D来表示,植株甲可产生ABD和abd两种类型的配子,比例为1∶1,让甲自交,后代高耐盐性状的个体比例是3/4;植株乙可产生ABD、AbD、aBd、abd这四种类型的配子,比例为1∶1∶1∶1,让乙自交,后代高耐盐性状的个体比例是9/16;植株丙可产生AbD、Abd、aBD、aBd这四种类型的配子,比例为1∶1∶1∶1,让丙自交,后代高耐盐性状的个体比例是6/16,因此A正确。
3.(2024·广东汕头模拟)下列细胞为生物体的体细胞,所对应生物体自交后代性状分离比为9∶3∶3∶1的是(不考虑交叉互换)( )
A B C D
√
C 解析:该生物体两对基因虽然位于两对同源染色体上,但有一对是显性纯合,因此自交后代的性状分离比是3∶1,A错误;该图中两对等位基因位于一对同源染色体上,不遵循自由组合定律,自交后代的性状分离比不是9∶3∶3∶1,而是3∶1,B错误;该图中A/a和C/c这两对等位基因分别位于两对同源染色体上,遵循自由组合定律,自交后代的表型比例是9∶3∶3∶1,C正确;图中两对等位基因位于一对同源染色体上,不遵循自由组合定律,自交后代的性状分离比不是9∶3∶3∶1,可能为1∶2∶1,D错误。
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