第2节 孟德尔的豌豆杂交实验(二)
第1课时 两对相对性状的杂交实验过程、解释和验证
[学习目标] 1.结合教材P9图1-6,分析两对相对性状的杂交实验过程。2.结合教材P11图1-8,阐明对自由组合现象的解释和相关假说。3.结合教材P11图1-9,阐明对自由组合现象解释的验证过程,并归纳自由组合定律的内容。
知识点一 两对相对性状的杂交实验
1.实验过程(正交、反交)
2.实验分析
(1)亲本具有的两对相对性状
①子叶颜色:黄色与绿色
②种子形状:圆粒与皱粒
(2)F1性状类型分析
①子叶颜色:全为黄色 黄色对绿色为显性
②种子形状:全为圆粒 圆粒对皱粒为显性
(3)F2的性状类型分析
①黄色∶绿色=3∶1,圆粒∶皱粒=3∶1 每对相对性状都遵循分离定律,决定不同相对性状的遗传因子是互不干扰的。
②不同性状之间发生了新的组合
③亲本类型:黄色圆粒和绿色皱粒
④重组类型:黄色皱粒和绿色圆粒
两对相对性状中9∶3∶3∶1数量比与一对相对性状中3∶1有什么关系?
提示:从数学角度分析,9∶3∶3∶1是(3∶1)2,即两对相对性状的遗传结果是两对相对性状独立遗传结果3∶1的乘积。
由F1→F2能否判断性状显隐性?
提示:可以判断显隐性,分别从子叶颜色和种子形状上看,黄色黄色+绿色,圆粒圆粒+皱粒,绿色和皱粒为新出现的性状即为隐性性状。
孟德尔在F2中观察到了什么现象?
提示:不同性状之间的自由组合,即黄色既可以与圆粒组合又可以与皱粒组合,绿色也可以分别与圆粒和皱粒组合。
[例1] 孟德尔用纯种黄圆豌豆与纯种绿皱豌豆做杂交实验,下列哪项能体现不同性状的自由组合( )
A.F2中有黄圆、黄皱、绿圆、绿皱4种性状表现
B.F1全部是黄色圆粒
C.F2中出现了黄圆和绿皱2种类型
D.F2中黄圆和绿皱各占总数的3/16
解题分析 子叶颜色有两种性状,黄色与绿色,种子形状有两种性状,圆粒与皱粒,在F2中,种子形状与子叶颜色自由组合出现四种性状组合,所以A符合题意。
答案 A
[例2] 下列有关孟德尔的豌豆两对相对性状的杂交实验的叙述,错误的是( )
A.F1自交后,F2出现绿圆和黄皱两种新性状组合
B.对F2每一对性状进行分析,比例都接近3∶1
C.F2的性状表现有4种,比例接近9∶3∶3∶1
D.F2中遗传因子组成有4种
解题分析 孟德尔的两对相对性状的杂交实验中,F2出现了绿圆和黄皱两种新性状组合,且分析每一对性状,比例都接近3∶1,说明遵循分离定律,A、B正确;F2的遗传因子组成有9种,性状表现有4种,比例接近9∶3∶3∶1,C正确,D错误。
答案 D
知识点二 对自由组合现象的解释
1.理论解释
(1)两对相对性状分别由两对遗传因子控制。
①黄色和绿色分别由遗传因子Y、y控制,圆粒和皱粒分别由遗传因子R、r控制。
②亲本纯种黄色圆粒的遗传因子组成为YYRR,纯种绿色皱粒的遗传因子组成为yyrr。
(2)F1在产生配子时,每对遗传因子彼此分离,不同对遗传因子可以自由组合。
F1遗传因子组成为YyRr,表现为黄色圆粒,产生的雌雄配子各有4种为YR、Yr、yR、yr,数量比为1∶1∶1∶1。
(3)受精时,雌雄配子的结合是随机的。雌雄配子的结合方式有16种,遗传因子的组合形成9种,性状表现有4种。
2.遗传图解
(1)过程图解
(2)F2中各性状表现、遗传因子组成及比例
如果亲本换成纯合的黄色皱粒和绿色圆粒,F1表型是什么?F2性状表现有哪几种?其中亲本类型比例是多少?重组类型比例是多少?
提示:亲本为YYrr×yyRR→F1为YyRr,即F1表型为黄色圆粒;F2性状表现及比例为黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒=9∶3∶3∶1,亲本类型比例是6/16,重组类型比例是10/16。
用具有两对相对性状的两纯种豌豆作亲本,杂交获得F1,F1自交得F2,F2中黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒的比例为9∶3∶3∶1,与F2出现这样的比例有直接关系的原因是什么?
提示:F1产生的雌、雄配子各有4种,比例为1∶1∶1∶1;控制两对相对性状的遗传因子互不干扰;F1自交时,4种类型的雌、雄配子的结合是随机的;F1的16种配子组合方式都能发育成新个体;必须有足量的F2个体。
[例1] 下列关于孟德尔两对相对性状遗传实验的叙述中,错误的是( )
A.两对相对性状分别由两对遗传因子控制
B.每一对遗传因子的传递都遵循分离定律
C.F1中控制两对性状的遗传因子相互融合
D.F2中有16种配子结合方式、9种遗传因子组成和4种性状表现
解题分析 F1中控制两对性状的遗传因子是独立的,互不干扰的,不相融合的,C错误。
答案 C
[例2] 纯种白色盘状与黄色球形南瓜杂交,F1全是白色盘状南瓜,F1自交产生的F2中白色球形南瓜有300株,则纯合的黄色盘状南瓜有( )
A.100株
B.200株
C.300株
D.400株
解题分析 由白色×黄色→白色,可知白色为显性性状,盘状×球形→盘状,可知盘状为显性性状,假设A、a和B、b分别控制南瓜颜色和形状,则P为
AABB×aabb→F1AaBbF2A_B_ A_bb aaB_ aabb
白盘
白球 黄盘 黄球
9
3
3
1
300株 n
n=300株,黄色盘状纯合子=×300=100(株)。
答案 A
[例3] 小麦高秆对矮秆为显性,抗病对不抗病为显性,用纯种的高秆抗病和矮秆不抗病两个品种做样本,在F2重组类型中纯合子占的比例约为( )
A.
B.
C.
D.
解题分析 纯种高秆抗病×矮秆不抗病→F1高秆抗病F2高秆抗病∶高秆不抗病∶矮秆抗病∶矮秆不抗病=9∶3∶3∶1,重组类型所占的比例为,故重组类型中纯合子所占比例为。
答案 C
题后归纳
重组类型的确定及概率计算
(1)纯合亲本的杂交组合有两种类型:一种是双显(AABB)和双隐(aabb),另一种是一显一隐(AAbb)和一隐一显(aaBB)。这两种情况下,F2中的重组类型及所占比例是不同的。
(2)概率计算要确定范围。若求重组类型中的纯合子所占比例,范围是重组类型,而不是全部F2个体,不能忽略求解范围。
知识点三 对自由组合现象解释的验证和自由组合定律
1.对自由组合现象解释的验证
(1)方法:测交实验,即让F1(YyRr)与隐性纯合子杂交。
(2)测交实验分析图解
①分析图解
②孟德尔依据提出的假说,演绎推理出测交实验的结果
(3)实验验证
在孟德尔所做的测交实验中,无论是以F1作母本还是作父本,结果都与预测相符。
(4)结果分析:实验结果与理论预期相符,由此证明了假说是正确的。
在两对相对性状的实验中,若两亲本相交,后代性状出现了1∶1∶1∶1的比例,能否确定两亲本的基因型就是YyRr和yyrr?试举例说明。
提示:不能。Yyrr和yyRr相交,后代也会出现1∶1∶1∶1的比例。
在两对相对性状的实验中,若测交后代有两种性状,且数量之比为1∶1,试分析F1的遗传因子的组成。
提示:由于隐性纯合子只产生一种配子yr,所以测交后代的性状及比例由F1决定,由于后代有两种性状且比例为1∶1,说明F1能够产生两种配子且比例为1∶1,其遗传因子组成为yyRr或Yyrr或YYRr或YyRR。
2.自由组合定律
[例1] 孟德尔通过测交实验对自由组合现象解释加以验证,下列说法错误的是( )
A.测交实验为杂种子一代(YyRr)与隐性纯合子(yyrr)的杂交
B.杂种子一代的配子组成为Yy、Rr、YR、yr,隐性纯合子的配子组成为yr
C.雌雄配子随机结合
D.测交后代表型为黄圆∶黄皱∶绿圆∶绿皱=1∶1∶1∶1
解题分析 形成配子时,控制相对性状的遗传因子彼此分离,控制不同性状的遗传因子自由组合,故杂种子一代产生的配子及比例为YR∶Yr∶yR∶yr=1∶1∶1∶1,B错误。
答案 B
[例2] 在豚鼠中,黑色(C)对白色(c)、毛皮粗糙(R)对毛皮光滑(r)是显性。能验证自由组合定律的最佳杂交组合是( )
A.黑光×白光→18黑光∶16白光
B.黑光×白粗→25黑粗
C.黑粗×白粗→15黑粗∶7黑光∶16白粗∶3白光
D.黑粗×白光→10黑粗∶9黑光∶8白粗∶11白光
解题分析 验证自由组合定律,就是验证F1产生配子时,是否决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合、产生四种不同的配子,最佳方法为测交。D项符合测交的概念和结果,黑粗(相当于F1的双显)×白光(隐性纯合子)→10黑粗∶9黑光∶8白粗∶11白光(四种类型,比例接近1∶1∶1∶1)。
答案 D
技法提升
验证自由组合定律的方法
(1)测交法:让双杂合子与隐性纯合子杂交,后代的性状分离比为1∶1∶1∶1。
(2)双杂合子自交法:让双杂合子自交,后代的性状分离比为9∶3∶3∶1。
(3)花粉鉴定法:取双杂合子的花粉,对花粉进行特殊处理后,用显微镜观察并计数,若有四种花粉,比例为1∶1∶1∶1,则符合自由组合定律。
1.已知玉米籽粒黄色对红色为显性,非甜对甜为显性,两对性状的遗传遵循自由组合定律。纯合的黄色非甜玉米与红色甜玉米杂交得F1,F1自交或测交,预期结果不正确的是( )
A.自交结果中黄色甜与红色非甜比例为9∶1
B.自交结果中黄色与红色比例为3∶1,非甜与甜比例为3∶1
C.测交结果是红色甜∶黄色非甜∶红色非甜∶黄色甜=1∶1∶1∶1
D.测交结果是红色与黄色比例为1∶1,甜与非甜比例为1∶1
答案 A
解析 黄色甜和红色非甜都属于单显类型,它们的比例应为1∶1,A错误。
2.父本遗传因子组成为AABb,母本遗传因子组成为AaBb,其F1不可能出现的遗传因子组成是( )
A.AABb
B.Aabb
C.AaBb
D.aabb
答案 D
解析 父本遗传因子组成为AABb,产生的配子为AB、Ab;母本遗传因子组成为AaBb,产生的配子为AB、Ab、aB、ab,F1中不可能出现aabb,D符合题意。
3.遗传因子组成为AaBb(这两对遗传因子独立遗传)的水稻自交,自交后代中两对遗传因子都是纯合的个数占总数的( )
A.
B.
C.
D.
答案 B
解析 AaBb自交后代中两对遗传因子都是纯合的个体遗传因子组成为AABB、aabb、aaBB、AAbb,均占F2的1/16,共占4/16。
4.下列有关自由组合定律的叙述,正确的是( )
A.控制不同性状的遗传因子是成对存在的,不相融合
B.控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的
C.形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子自由组合
D.形成配子时,决定不同性状的遗传因子彼此分离
答案 B
解析 自由组合定律的内容是:控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;在形成配子时,决定同一性状的成对遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合,故A、C、D错误,B正确。
5.自由组合定律发生于下图中哪个过程( )
AaBb1AB∶1Ab∶1aB∶1ab雌、雄配子随机结合子代9种遗传因子组成4种性状表现
A.①
B.②
C.③
D.④
答案 A
解析 自由组合定律发生于形成配子时。
6.番茄的高茎对矮茎为显性,红果对黄果为显性。现有高茎黄果的纯合子(TTrr)和矮茎红果的纯合子(ttRR)杂交,按自由组合定律遗传,问:
(1)F2中出现的重组型个体占总数的________。
(2)F2中高茎红果番茄占总数的________,矮茎红果番茄占总数的________,高茎黄果番茄中纯合子占________。
(3)若F2共收获800个番茄,其中黄果番茄约有________个。
答案 (1) (2) (3)200
解析 (1)用高茎黄果纯合子和矮茎红果纯合子杂交,即TTrr×ttRR,F1为TtRr,F1自交,F2重组型个体高茎红果(T_R_)比例为3/4×3/4=9/16,矮茎黄果(ttrr)比例为1/4×1/4=1/16,故F2出现重组型个体占总数的9/16+1/16=10/16=5/8。
(2)F1自交,后代性状表现及其比例为高茎红果(T_R_)∶高茎黄果(T_rr)∶矮茎红果(ttR_)∶矮茎黄果(ttrr)=9∶3∶3∶1。所以F2中高茎红果番茄占9/16,矮茎红果番茄占3/16;高茎黄果番茄中纯合子(TTrr)占1/3。
(3)F2中黄果番茄所占的比例为3/16+1/16=1/4,1/4×800=200,所以黄果番茄约有200个。[基础对点]
知识点一 孟德尔实验方法启示、孟德尔遗传规律的再发现及应用
1.以下叙述中,哪一条不是孟德尔能获得成功的原因( )
A.正确假设了等位基因控制相对性状
B.正确选用了豌豆作为实验材料
C.由单因素到多因素的研究方法
D.科学地设计了实验的程序
答案 A
解析 孟德尔获得成功的原因在于选材正确、合理地设计了实验程序以及使用了统计学方法;孟德尔所在时代,尚没有“基因”的概念。
2.家兔的黑色(A)对白色(a)为显性,短毛(B)对长毛(b)为显性。这两对基因分别位于两对同源染色体上。下列关于利用黑色短毛纯种兔和白色长毛纯种兔培育出黑色长毛纯种兔的做法,错误的是( )
A.黑色短毛纯种兔×白色长毛纯种兔,得F1
B.选取健壮的F1个体自交,得F2
C.从F2中选取健壮的黑色长毛兔与白色长毛兔测交
D.根据测交结果,选取F2中稳定遗传的黑色长毛雌、雄兔
答案 B
解析 根据题意分析可以知道,黑色短毛纯种兔和白色长毛纯种兔的基因型分别是AABB、aabb,利用它们杂交得F1,F1基因型为AaBb,A正确;家兔属于雌雄异体生物,不能进行自交,可以选用F1雌雄个体杂交,得F2,B错误;从F2中选取健壮的黑色长毛兔(A_bb)与白色长毛兔(aabb)测交,可根据测交结果,选取F2中稳定遗传的黑色长毛雌、雄兔(AAbb),C、D正确。
知识点二 利用分离定律解决自由组合问题
3.基因型为AaBbCC的个体进行减数分裂时可产生配子类型的种数是( )
A.2种
B.1种
C.4种
D.6种
答案 C
解析 AaBbCC可拆分成Aa、Bb、CC,其中Aa能产生A、a两种配子,Bb能产生B、b两种配子,CC能产生C一种配子,因此AaBbCC可产生2×2×1=4(种)配子。
4.在完全显性遗传的杂交实验中,AabbCcDdEe与AaBbCcddee杂交,子代会出现基因型为A_bbC_DdEe个体的概率是( )
A.3/128
B.6/128
C.9/128
D.12/128
答案 C
解析 先分成5对分离定律,
即A_bbC_DdEe=3/4×1/2×3/4×1/2×1/2=9/128。
5.已知豌豆某两对遗传因子按照自由组合定律遗传,其子代遗传因子组成及比值为Aabb∶AABB∶AABb∶AAbb∶AaBB∶AaBb=1∶1∶2∶1∶1∶2,则双亲的遗传因子组成是( )
A.AABB×AABb
B.AaBb×AaBb
C.AaBb×AABb
D.AaBB×AABb
答案 C
解析 子代中AA∶Aa=1∶1,说明亲本是AA×Aa;子代中BB∶Bb∶bb=1∶2∶1,说明亲本是Bb×Bb,所以两亲本的遗传因子组成为AABb×AaBb。
6.某种哺乳动物的直毛(B)对卷毛(b)为显性,黑色(C)对白色(c)为显性(这两对基因的分离和组合互不干扰)。基因型为BbCc的个体与“个体X”交配,子代的表型有:直毛黑色、卷毛黑色、直毛白色和卷毛白色,它们之间的比为3∶3∶1∶1。“个体X”的基因型为( )
A.BbCC
B.BbCc
C.bbCc
D.Bbcc
答案 C
解析 后代直毛∶卷毛=1∶1,则亲本基因型为Bb×bb;后代黑色∶白色=3∶1,则亲本基因型为Cc×Cc。所以,个体X基因型为bbCc。
7.基因型为ddEeFF和DdEeff的两种豌豆杂交,在3对等位基因各自独立遗传的条件下,其子代表型不同于两个亲本的个体占全部子代的( )
A.1/4
B.3/8
C.5/8
D.3/4
答案 C
解析 解法一:棋盘法
从表中可以看出,子代表型不同于两个亲本的个体数占全部子代的5/8。
解法二:拆分计算法
两个亲本的基因型为ddEeFF、DdEeff,可以拆分成三个分离定律的组合:dd×Dd、Ee×Ee、FF×ff。
亲本杂交后产生这两种表型的可能性(概率)计算如下:
ddE_F_的概率为(dd)×(E_)×1(F_)=
D_E_ff的概率为(Dd)×(E_)×0(ff)=0
即两个亲本杂交的后代中与两个亲本表型相同的概率为,不同的概率为1-=。
知识点三 自由组合定律的非常规计算
8.在西葫芦的皮色遗传中,已知黄皮基因(Y)对绿皮基因(y)为显性,但在另一白色显性基因(W)存在时,基因Y和y都不能表达。现有基因型为WwYy的个体自交,其后代表型的种类及比例是( )
A.4种,9∶3∶3∶1
B.2种,13∶3
C.3种,12∶3∶1
D.3种,10∶3∶3
答案 C
解析 基因型WwYy的个体自交,子代为W_Y_∶W_yy∶wwY_∶wwyy=9∶3∶3∶1,由题意知W___为白色,wwY_为黄色,wwyy为绿色,所以WwYy的后代表型有3种,比例为12∶3∶1。
9.人体肤色的深浅受A、a和B、b两对基因控制(A、B控制深色性状)。基因A和B控制皮肤深浅的程度相同,基因a和b控制皮肤深浅的程度相同。一个基因型为AaBb的人与一个基因型为AaBB的人结婚,关于其子女皮肤颜色深浅的描述中,不正确的是( )
A.子女可产生四种表型
B.肤色最浅的孩子的基因型是aaBb
C.与亲代AaBB表型相同的有1/4
D.与亲代AaBb皮肤颜色深浅一样的有3/8
答案 C
解析 由题意可知,人体肤色由深到浅的基因型是AABB、AaBB(AABb)、AaBb(AAbb、aaBB)、Aabb(aaBb)、aabb。AaBb×AaBB→1/8AABB+1/8AABb+1/4AaBB+1/4AaBb+1/8aaBB+1/8aaBb。从结果可以看出,有四种表型,A正确;肤色最浅的基因型是aaBb,B正确;与亲代AaBB表型相同的有1/8+1/4=3/8,C错误;与亲代AaBb皮肤颜色深浅一样的有1/4+1/8=3/8,D正确。
10.某种鼠中,黄鼠基因Y对灰鼠基因y为显性,短尾基因T对长尾基因t为显性,且基因Y或t纯合时都能使胚胎致死,这两对基因是独立遗传的,现有两只双杂合的黄色短尾鼠交配,理论上所生的子代表型比例为( )
A.2∶1
B.9∶3∶3∶1
C.4∶2∶2∶1
D.1∶1∶1∶1
答案 A
解析 正常情况下Y_T_∶Y_tt∶yyT_∶yytt=9∶3∶3∶1,但是基因Y或t纯合时都能使胚胎致死,所以Y_T_中有2/3能存活,Y_tt和yytt全部死亡,yyT_正常,所以后代为YyT_∶yyT_=6∶3。也可以用基因分离定律解释:Yy自交后代出现黄鼠、灰鼠两种表型,基因型为Yy和yy,而Tt自交的后代只有短尾1种表型,基因型为TT、Tt,所以理论上所生子代表型及比例为黄鼠短尾∶灰鼠短尾=2∶1。
[能力提升]
11.香豌豆能利用体内的前体物质经过一系列代谢过程逐步合成蓝色中间产物和紫色素,此过程是由B、b和D、d两对等位基因控制的(如下图所示),两对基因自由组合,其中具有紫色素的植株开紫花,只具有蓝色中间产物的植株开蓝花,两者都没有的开白花。下列叙述中不正确的是( )
A.只有香豌豆基因型为BBDD时,才能开紫花
B.基因型为bbDd的香豌豆植株不能合成中间产物,所以开白花
C.基因型为BbDd的香豌豆自花传粉,后代表型比例为9∶4∶3
D.基因型为Bbdd与bbDd的香豌豆杂交,后代表型比例为1∶1∶2
答案 A
解析 由图可以知道,合成紫色素需要酶B和酶D催化,即需要基因B和D,所以只要是香豌豆基因型为B_D_时,就能开紫花,A错误;基因型为bbDd的植株,缺乏酶B,不能利用前体物质合成中间物质,所以开白花,B正确;基因型BbDd的香豌豆自花传粉,BbDd×BbDd的子代中,B_D_∶B_dd∶(bbD_+bbdd)=9紫∶3蓝∶4白,C正确;基因型Bbdd与bbDd杂交,后代基因型及比例为BbDd∶Bbdd∶bbDd∶bbdd=1∶1∶1∶1,表型的比例为紫∶蓝∶白=1∶1∶2,D正确。
12.人体耳垂离生(A)对连生(a)为显性,眼睛棕色(B)对蓝色(b)为显性,两对基因自由组合。一个棕眼离生耳垂的男人与一个蓝眼离生耳垂的女人婚配,生了一个蓝眼连生耳垂的孩子。倘若他们再生育,未来子女为蓝眼离生耳垂、蓝眼连生耳垂的概率分别是( )
A.,
B.,
C.,
D.,
答案 C
解析 根据亲代表型及子代表型可确定双亲的基因型为:父亲AaBb,母亲Aabb。两对基因分别考虑,Aa×Aa→3A_∶1aa,Bb×bb→1Bb∶1bb,可得未来子女棕眼的概率为,蓝眼的概率为,耳垂离生的概率为,耳垂连生的概率为。则子女为蓝眼离生耳垂的概率为×=,蓝眼连生耳垂的概率为×=。
13.结球甘蓝的紫色叶对绿色叶为显性,控制该相对性状的两对等位基因(A、a和B、b)分别位于3号和8号染色体上。下表是纯合甘蓝杂交实验的统计数据:
请回答下列问题:
(1)结球甘蓝的叶颜色遵循____________定律。
(2)表中组合①的两个亲本基因型为__________________,理论上组合①的F2紫色叶植株中,纯合子所占的比例为____________。
(3)表中组合②的亲本中,紫色叶植株的基因型为____________。若组合②的F1与绿色叶甘蓝杂交,理论上后代的表型及比例为_______________。
答案 (1)基因的自由组合 (2)AABB、aabb 1/5
(3)AAbb或aaBB 紫色叶∶绿色叶=1∶1
解析 (1)由题干信息“结球甘蓝叶片颜色这对相对性状的两对等位基因(A、a和B、b)分别位于3号和8号染色体上”,故此性状遗传遵循基因的自由组合定律。
(2)组合①的F2中紫色叶∶绿色叶约为15∶1,为9∶3∶3∶1的变形,故F1基因型为AaBb,F2中基因型为aabb的植株的叶片表现为绿色,A_B_、A_bb、aaB_的植株都表现为紫色,所以组合①的紫色和绿色亲本基因型为AABB和aabb,F2中15份紫色叶植株中有3份为纯合子,即1AABB、1AAbb、1aaBB,故F2的紫色叶植株中,纯合子所占的比例为1/5。
(3)由组合②的F2中分离比约为3∶1,推知F1中只含1对等位基因,F1植株的基因型为Aabb或aaBb,故亲本中紫色叶植株的基因型为AAbb或aaBB。F1植株与基因型为aabb的绿色叶植株杂交,后代的表型及比例为紫色叶∶绿色叶=1∶1。
14.小鼠体色由位于常染色体上的两对基因决定,A基因决定黄色,R基因决定黑色,A、R同时存在则皮毛呈灰色,无A、R则呈白色。一灰色雄鼠和一黄色雌鼠交配,F1表型及其比例为:3/8黄色小鼠、3/8灰色小鼠、1/8黑色小鼠、1/8白色小鼠。试问:
(1)亲代中,灰色雄鼠的基因型为______________,黄色雌鼠的基因型为______________。
(2)让F1的黑色雌、雄小鼠交配,则理论上F2黑色个体中纯合子的比例为______________。
(3)若让F1中的黄色雌、雄小鼠自由交配,得到的F2中体色的表型应为________________,其比例为______________,黄色雌鼠的概率应为________________。
(4)若小鼠的另一性状由另外的两对等位基因(B和b、F和f)决定,且遵循自由组合定律。让基因型均为BbFf的雌、雄鼠相互交配,子代出现四种表型,比例为6∶3∶2∶1。请对比例6∶3∶2∶1的产生原因做出合理解释:________________________。
答案 (1)AaRr Aarr (2)1/3
(3)黄色和白色 8∶1 4/9 (4)B或F纯合致死
解析 (1)由题意知,亲本分别为灰色(A_R_)和黄色(A_rr),子代出现白色小鼠(aarr),所以亲本基因型分别为AaRr和Aarr。F1为A_Rr灰色、aaRr黑色、A_rr黄色、aarr白色。
(2)F1的黑色鼠基因型为aaRr,所以让F1的黑色雌、雄小鼠交配,则理论上F2黑色个体的基因型及其比例为aaRr∶aaRR=2∶1,其中纯合子的比例为1/3。
(3)F1中的黄色鼠基因型为Aarr∶AArr=2∶1,F1中的黄色雌、雄小鼠自由交配,其配子中A∶a=2∶1,通过棋盘法得出其后代基因型比例Aa∶AA∶aa=4∶4∶1,且其不含R基因,则其子代基因型及其比例为Aarr∶AArr∶aarr=4∶4∶1,即黄色(Aarr和AArr)∶白色(aarr)=8∶1,其中黄色雌鼠的概率为8/9×1/2=4/9。
(4)基因型均为BbFf的雌、雄鼠相互交配,正常情况子代出现的四种表型,比例为9∶3∶3∶1,题中子代出现表型比例为6∶3∶2∶1,则BB__或__FF不存在,即B或F纯合致死。
15.南瓜果型的遗传符合孟德尔遗传规律,请回答下列问题:
(1)以能稳定遗传的南瓜品种长圆形果和扁盘形果为亲本杂交,子一代均为扁盘形果。据此判断,____________为显性,________为隐性。
(2)若上述性状由一对等位基因控制(A、a),则杂交得到的子一代自交,预测子二代的表型及其比例应该是______________________________。请用遗传图解来说明所作的推断。
(3)实际上该实验的结果是:子一代均为扁盘形果,子二代出现性状分离,表型及其比例为扁盘形∶圆球形∶长圆形=9∶6∶1。依据实验结果判断,南瓜果形性状受________对基因的控制,符合基因的________(填“分离”或“自由组合”)定律。请用遗传图解说明这一判断(另一对基因设为B、b)。
(4)若用测交的方法检验对(3)实验结果的解释,测交的亲本基因组合是____________。预测测交子代性状分离的结果应该是_______________________。
答案 (1)扁盘形 长圆形
(2)扁盘形∶长圆形=3∶1
遗传图解如下
(3)两 自由组合
遗传图解如下
(4)AaBb×aabb 扁盘形∶圆球形∶长圆形=1∶2∶1
解析 (1)根据能稳定遗传的南瓜品种“长圆形果和扁盘形果为亲本杂交,子一代均为扁盘形果”,则扁盘形对长圆形为显性。
(2)由(1)小题可知,亲本均为纯合子。若上述性状由一对等位基因控制(A、a),则亲本为AA(扁盘形)×aa(长圆形),子一代为Aa(扁盘形),子二代为AA(扁盘形)、Aa(扁盘形)、aa(长圆形)。
(3)根据“9∶3∶3∶1”的变式,扁盘形∶圆球形∶长圆形=9∶6∶1=9(A_B_)∶6(A_bb、aaB_)∶1aabb,则南瓜果形性状受两对基因的控制,符合基因的自由组合定律。根据子二代结果反推,子一代基因型为AaBb(扁盘形),则亲本为AABB(扁盘形)×aabb(长圆形)。
(4)测交法需要选择隐性纯合子(aabb)对F1(AaBb)进行检测。测交子代为1AaBb(扁盘形)∶1Aabb(圆球形)∶1aaBb(圆球形)∶1aabb(长圆形),所以测交子代表型及比例是扁盘形∶圆球形∶长圆形=1∶2∶1。[基础对点]
知识点一 孟德尔两对相对性状的杂交实验
1.孟德尔通过两对相对性状的遗传实验得出自由组合定律时,除下列哪一项外均是必须考虑的( )
A.亲本双方都是纯合子
B.每对相对性状各自要有显隐性
C.控制两对相对性状的遗传因子独立分配
D.显性性状作父本,隐性性状作母本
答案 D
解析 孟德尔两对相对性状的遗传实验时为了显示出控制不同性状的遗传因子的分离和组合,F1需要为双杂合子,则亲本必须都是纯合子,A必须考虑;为了方便实验现象的统计分析,每对相对性状各自要有显隐性,B必须考虑;只有在控制两对相对性状的遗传因子独立分配的前提下才会实现遗传因子间的自由组合,C必须考虑;两对相对性状的杂交实验中正交和反交的结果是一样的,D不用考虑。
2.孟德尔选用纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆进行两对相对性状的杂交实验,以下说法正确的是( )
A.只能对黄色圆粒豌豆进行去雄,采集绿色皱粒豌豆的花粉
B.豌豆的黄色和绿色是指子叶的颜色而不是种皮的颜色
C.F2中亲本所没有的性状组合豌豆占总数的7/16
D.对每对相对性状单独进行分析,F2出现1∶2∶1的性状分离比
答案 B
解析 孟德尔选用纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆进行两对相对性状的杂交实验过程中,无论是正交还是反交都得到了相同的结论,所以黄色圆粒豌豆既可作为母本也可作为父本,A错误;在两对相对性状的杂交实验中,F2出现了亲本的性状组合:黄色圆粒和绿色皱粒,也出现了亲本所没有的性状组合:绿色圆粒和黄色皱粒,其中,亲本所没有的性状组合占总数的6/16,C错误;孟德尔对每对相对性状单独进行分析,结果发现每对相对性状的遗传都遵循分离定律,即后代的性状分离比为3∶1,1∶2∶1是遗传因子组合类型的比例,D错误;豌豆的黄色和绿色是指子叶的颜色,而种皮由当代母本遗传因子组成决定,B正确。
知识点二 对自由组合现象的解释
3.在孟德尔两对相对性状杂交实验中,F1黄色圆粒豌豆(YyRr)自交产生F2。下列表述正确的是( )
A.F1产生4个配子
B.F1产生遗传因子组成YR的卵细胞和遗传因子组成YR的精子数量之比为1∶1
C.自由组合定律是指F1产生的4种类型的精子和卵细胞可自由组合
D.F1产生的精子中,遗传因子组成为YR和遗传因子组成为yr的比例为1∶1
答案 D
解析 在孟德尔的两对相对性状的遗传实验中,F1会产生4种、多个配子,且精子数目远远多于卵细胞数目,A、B错误;自由组合定律是在F1产生配子时起作用,其实质是形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合,C错误;F1(YyRr)产生配子遗传因子组成及比例为YR∶yr∶Yr∶yR=1∶1∶1∶1,D正确。
4.下表是具有两对相对性状的纯合亲本杂交得到的子二代的遗传因子组成,其中部分遗传因子组成并未列出,而仅用阿拉伯数字表示。下列选项错误的是( )
A.1、2、3、4的性状表现都一样
B.在此表格中,YYRR只出现一次
C.在此表格中,YyRr共出现四次
D.遗传因子组成出现概率的大小顺序为4>3>2>1
答案 D
解析 F1产生的雌、雄配子各四种,随机组合的F2遗传因子组成共有9种:“双杂”一种,占;“单杂”四种,各占;“纯合子”四种,各占,遗传因子组成出现概率的大小顺序为4>3=2>1。
5.孟德尔的豌豆杂交实验中,将纯种的黄色圆粒(YYRR)与纯种的绿色皱粒(yyrr)豌豆杂交。F2种子为560粒。从理论上推测,F2种子中遗传因子组成与其个体数基本相符的是( )
选项
A
B
C
D
遗传因子组成
YyRR
yyrr
YyRr
yyRr
个体数
140粒
70粒
140粒
35粒
答案 C
解析 根据孟德尔两对相对性状的杂交实验可知,YyRR占F2总数的比例为2/16,即560×2/16=70(粒),A错误;yyrr占F2总数的比例为1/16,即560×1/16=35(粒),B错误;YyRr占F2总数的比例为4/16,即560×4/16=140(粒),C正确;yyRr占F2总数的比例为2/16,即560×2/16=70(粒),D错误。
6.根据孟德尔对两对相对性状杂交实验的解释,遗传因子组成为YyRR的个体,产生的配子类型及比例为( )
A.Y∶y∶R∶r=1∶1∶1∶1
B.Yy∶Rr=1∶1
C.YR∶yR=1∶1
D.Y∶y=1∶1
答案 C
解析 根据孟德尔的解释,在产生配子时,控制相同性状的遗传因子分离,控制不同性状的遗传因子自由组合,所以遗传因子组成为YyRR的个体产生YR和yR两种配子,且比例为1∶1。
7.两对相对性状独立遗传的两纯合亲本杂交,F2出现的重组类型中能稳定遗传的个体占( )
A.
B.
C.或
D.
答案 C
解析 若亲本为AABB和aabb,按自由组合定律遗传,F2中出现的性状重组的个体占总数的,F2出现的重组类型中能稳定遗传的个体AAbb、aaBB占=;若亲本为AAbb和aaBB,按自由组合定律遗传,F2中出现的性状重组的个体占总数的,F2出现的重组类型中能稳定遗传的个体AABB、aabb占=。
知识点三 对自由组合现象解释的验证和自由组合定律
8.在遗传学实验中,F1与隐性性状个体测交,后代性状表现的种类及比例应为( )
A.两种,1∶1
B.与F1产生的配子的种类及比例有关
C.四种,1∶1∶1∶1
D.两种或四种,1∶1或1∶1∶1∶1
答案 B
解析 测交是指杂交产生的F1与隐性性状个体交配的方式,其后代性状表现的种类及比例与F1产生的配子的种类及比例有关。
9.孟德尔的两对相对性状的杂交实验中,具有1∶1∶1∶1比例的是( )
①F1产生配子类型的比例 ②F2性状表现的比例
③F1测交后代性状表现的比例 ④F1性状表现的比例
⑤F2遗传因子组成的比例
A.②④
B.①③
C.④⑤
D.②⑤
答案 B
解析 孟德尔两对相对性状的杂交实验中,F1遗传因子组成为YyRr,性状表现只有一种,F1产生的配子为YR、Yr、yR、yr,比例为1∶1∶1∶1;F1测交后代遗传因子组成为YyRr、Yyrr、yyRr、yyrr
4种,性状表现也为4种,比例为1∶1∶1∶1。F2由F1自交得到,其性状表现有四种,比例为9∶3∶3∶1;F2遗传因子组成有YYRR、YYrr、YYRr、YyRR、YyRr、Yyrr、yyRr、yyRR、yyrr共9种,比例为1∶1∶2∶2∶4∶2∶2∶1∶1。
10.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.控制不同性状的遗传因子的分离和组合是相互联系、相互影响的
C.在形成配子时,决定不同性状的遗传因子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,决定同一性状的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合
答案 D
解析 自由组合定律是指控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的,在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。
[能力提升]
11.豌豆的红花(A)对白花(a)为显性,高茎(B)对矮茎(b)为显性,一株高茎红花豌豆与遗传因子组成为Aabb的豌豆杂交,子代中3/4开红花,1/2为高茎。若让这一株高茎红花豌豆自交,则自交后代高茎红花植株中杂合子所占比例为( )
A.9/16
B.8/16
C.4/9
D.8/9
答案 D
解析 由“一株高茎红花豌豆与遗传因子组成为Aabb的豌豆杂交,子代中3/4开红花,1/2为高茎”可知,该高茎红花豌豆的遗传因子组成为AaBb,其自交后代中有9种配子组合方式表现为高茎红花,除AABB为纯合子外,其余8种均为杂合子。
12.玉米体内D与d、S与s两对遗传因子的遗传符合自由组合定律。两种不同遗传因子组成的玉米杂交,子代遗传因子组成及比例为DDSS∶DDSs∶DDss∶DdSS∶DdSs∶Ddss=1∶2∶1∶1∶2∶1。这两种玉米的遗传因子组成是( )
A.DDSS×DDSs
B.DdSs×DdSs
C.DdSS×DDSs
D.DdSs×DDSs
答案 D
解析 两对遗传因子的遗传符合自由组合定律,也符合分离定律。由于子代中DD∶Dd=1∶1,SS∶Ss∶ss=1∶2∶1,可推出亲本为DD×Dd,Ss×Ss,故亲本的遗传因子组成为DdSs×DDSs,D正确。
13.某地开发出一种水果,其果皮颜色(C、c)有紫色的,也有绿色的;果肉味道(D、d)有甜的,也有酸的。为了鉴别有关性状的显隐性关系,用紫色酸果植株分别和绿色甜果植株A、绿色甜果植株B进行杂交,结果如下表:
组合序号
杂交组合类型
F1性状表现和植株数目
紫色酸果
绿色酸果
①
紫色酸果×绿色甜果A
210
208
②
紫色酸果×绿色甜果B
0
280
据表回答下面相关问题:
(1)上述两对性状中,____________是显性性状。
(2)亲本中紫色酸果植株、绿色甜果植株A、绿色甜果植株B的遗传因子组成分别是______________________。
答案 (1)绿色、酸果 (2)ccDD、Ccdd、CCdd
解析 根据组合②中,紫色酸果与绿色甜果B杂交后代全为绿色酸果可推知:绿色对紫色为显性,酸果对甜果为显性,且两亲本均为纯合子,所以紫色酸果的遗传因子组成为ccDD,绿色甜果B的遗传因子组成为CCdd。再根据组合①中,紫色酸果(ccDD)与绿色甜果A(C_dd)杂交后代中紫色∶绿色=1∶1,则可推出绿色甜果A的遗传因子组成为Ccdd。
14.豌豆子叶的黄色(Y)对绿色(y)为显性,圆粒种子(R)对皱粒种子(r)为显性。某人用黄色圆粒和黄色皱粒的豌豆进行杂交,发现后代出现4种性状类型,对性状的统计结果如图所示,据图回答问题。
(1)亲本的遗传因子组成是____________(黄色圆粒),______________(黄色皱粒)。
(2)在F1中,性状表现不同于亲本的是__________、______________,它们之间的数量比为________。F1中纯合子占的比例是________。
(3)F1中黄色圆粒豌豆的遗传因子组成是________________。如果用F1中的一株黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交,得到的F2的性状类型有________种,数量比为________________________。
答案 (1)YyRr Yyrr
(2)绿色皱粒 绿色圆粒 1∶1 1/4
(3)YYRr或YyRr 2或4 1∶1或1∶1∶1∶1
解析 (1)黄∶绿=3∶1,所以亲本为Yy×Yy,圆∶皱=1∶1,亲本为Rr×rr,则亲本遗传因子组成为YyRr×Yyrr。
(2)杂交后代遗传因子组成为YYRr、YYrr、YyRr、Yyrr、yyRr、yyrr,F1中性状表现不同于亲本的是绿皱yyrr和绿圆yyRr都为F1总数的。F1中纯合子为yyrr和YYrr共占F1的。
(3)由(2)可知F1中黄圆个体遗传因子组成为YYRr或YyRr,与绿皱个体yyrr杂交得到的F2分别为YyRr、Yyrr或YyRr、Yyrr、yyRr、yyrr。
15.鳟鱼的眼球颜色和体表颜色分别由两对遗传因子A、a和B、b控制。现以红眼黄体鳟鱼和黑眼黑体鳟鱼为亲本,进行杂交实验,正交和反交结果相同。实验结果如图所示。请回答:
(1)在鳟鱼体表颜色性状中,显性性状是________,亲本中的红眼黄体鳟鱼的遗传因子组成是________。F2中黑眼黑体的遗传因子组成有________种。
(2)已知这两对遗传因子的遗传符合自由组合定律,理论上F2还应出现________性状的个体,但实际并未出现,推测其原因可能是遗传因子组成为________的个体本应该表现出该性状,却表现出黑眼黑体的性状。
(3)为验证(2)中的推测,用亲本中的红眼黄体个体分别与F2中黑眼黑体个体杂交,统计每一个杂交组合的后代性状及比例。只要其中有一个杂交组合的后代的表型为____________,则该推测成立。
答案 (1)黑眼黄体 aaBB 3
(2)红眼黑体 aabb
(3)全为红眼黄体
解析 (1)孟德尔把F1中显现出来的性状,叫作显性性状,所以在体表颜色性状中,黄体为显性性状,亲本均为纯合子,颜色中黑眼为显性性状,所以亲本红眼黄体鳟鱼遗传因子组成为aaBB,F2中黑眼黑体的遗传因子组成有AAbb、Aabb和aabb
3种。
(2)符合自由组合定律会出现性状重组,则还应该出现红眼黑体个体,但实际情况是这种双隐性aabb个体表现为黑眼黑体。
(3)亲本红眼黄体遗传因子组成为aaBB,黑眼黑体推测遗传因子组成为aabb或A_bb,若子代全部表现为红眼黄体即说明有aabb。第2课时 孟德尔实验方法的启示、
孟德尔遗传规律的再发现、孟德尔遗传规律的应用
[学习目标] 1.熟记课本主要结论并能用来解决类似问题。2.能够比较熟练地运用“分合思维”快速进行概率等相应计算。3.初步了解一些常见的非常规概率的由来并运用。
知识点一 孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现及应用
1.孟德尔实验方法的启示——孟德尔获得成功的原因
(1)实验选材方面:选择豌豆作为实验材料。
(2)对实验结果的处理方面:运用了统计学方法。
(3)实验的程序方面:提出问题―→提出假说―→演绎推理―→实验验证。运用了假说—演绎法这一科学方法。
2.孟德尔遗传规律的再发现
(1)基因:就是遗传因子。
(2)表型:生物个体表现出来的性状。如:豌豆的高茎、矮茎。
(3)基因型:与表型有关的基因组成。如:DD、Dd、dd等。
(4)等位基因:控制相对性状的基因。如:D和d
3.孟德尔遗传规律的应用
(1)分离定律和自由组合定律在生物的遗传中具有普遍性。
(2)应用:有助于人们正确地解释生物界普遍存在的遗传现象,还能够预测杂交后代类型和它们出现的概率,这在动植物育种和医学实践等方面都有重要意义。
(3)实例
①杂交育种:人们有目的地将具有不同优良性状的两个亲本杂交,使两个亲本的优良性状组合在一起,再筛选出所需要的优良品种。
②医学实践:人们可以依据分离定律和自由组合定律,对某些遗传病在后代中的患病概率作出科学的推断,从而为遗传咨询提供理论依据。
[例1] 金鱼草的纯合红花植株与白花植株杂交,F1在强光、低温条件下开红花,在阴暗、高温条件下却开白花,这个事实说明( )
A.基因型是表型的内在因素
B.表型一定,基因型可以转化
C.表型相同,基因型不一定相同
D.表型是基因型与环境共同作用的结果
解题分析 F1是杂合子,但在不同的条件下表型不一致,说明表型是基因型与环境共同作用的结果。
答案 D
[例2] 用杂合子(DdEe)种子获得纯合子(ddee),最简捷的方法是( )
A.种植→F1→选双隐性者→纯合子
B.种植→秋水仙素处理→纯合子
C.种植→花药离体培养→单倍体幼苗→秋水仙素处理→纯合子
D.种植→秋水仙素处理→花药离体培养→纯合子
解题分析 杂合子(DdEe)种子中含有d、e基因,自交后一旦出现隐性性状便能稳定遗传,方法简捷。
答案 A
知识点二 利用分离定律解决自由组合定律问题
1.解题模式
(1)应用基础:分离定律。熟悉孟德尔的一对相对性状的杂交实验和测交实验中的常见种类及其比值。例如:
⑥基因型为DD的个体,能产生1种类型的配子,是D;基因型为Dd的个体,能产生2种类型的配子,分别是D和d;基因型为dd的个体,能产生1种类型的配子,是d。
(2)应用原则:先分后合、概率相乘。
第一步:将多对相对性状分开,针对每一对相对性状分别按基因的分离定律进行相应的推算(基因型或表型及其概率,基因型或表型种类数,产生的配子类型及其比例等等);
第二步:根据解题需要,将第一步中的结果进行组合,即得到所需的基因型(或表型、配子种类等),对应的概率相乘,即得到相应基因型(或表型、配子种类等)的概率。
2.基本题型分类
(1)由亲代求子代基因型及概率
①配子类型及概率计算
例1:AaBbCc产生的配子种类及配子中ABC的概率。
a.配子种类
②配子间的结合方式问题
例2:AaBbCc与AaBbCC杂交过程中,配子间的结合方式种类数。
a.先求AaBbCc、AaBbCC各自产生多少种配子。
AaBbCc→8种配子,AaBbCC→4种配子。
b.再求两亲本配子间的结合方式。由于两性配子间结合是随机的,因而AaBbCc与AaBbCC配子间有8×4=32种结合方式。
表型相同,基因型不一定相同。基因型相同,表型一定相同吗?
提示:不一定。表型是基因型与环境共同作用的结果。
D和D、d和d、D和d都是等位基因吗?为什么?
提示:只有D和d是等位基因,控制的是相对性状,D和D、d和d控制的是相同性状。
③子代的基因型及概率问题
例3:AaBbCc与AaBBCc杂交后,求其子代的基因型种类及概率。
a.先分解为3个分离定律:
b.根据解题需要,将a中结果进行组合、运算
AaBbCc×AaBBCc,后代中有3×2×3=18种基因型。
后代中AaBBcc出现的概率为:
(Aa)×(BB)×(cc)=。
④表型种类及概率的问题
例4:AaBbCc×AabbCc,求其杂交后代可能出现的表型种类及概率。
a.先分解为3个分离定律:
Aa×Aa→后代有2种表型(A_∶aa=3∶1);
Bb×bb→后代有2种表型(Bb∶bb=1∶1);
Cc×Cc→后代有2种表型(C_∶cc=3∶1)。
b.根据解题需要,将a中结果进行组合、运算
AaBbCc×AabbCc后代中有2×2×2=8种表型。
后代中性状表现为A_bbcc的个体出现的概率为:
(A_)×(bb)×(cc)=。
(2)由子代表型推亲本基因型
已知子代表型分离比推测亲本基因型
a.9∶3∶3∶1 (3∶1)(3∶1) (Aa×Aa)(Bb×Bb) AaBb×AaBb;
b.1∶1∶1∶1 (1∶1)(1∶1) (Aa×aa)(Bb×bb) AaBb×aabb或Aabb×aaBb;
c.3∶3∶1∶1 (3∶1)(1∶1) (Aa×Aa)(Bb×bb)或(Aa×aa)(Bb×Bb) AaBb×Aabb或AaBb×aaBb。
例5:豌豆子叶颜色的黄色(Y)、种子形状的圆粒(R)均为显性。两亲本豌豆杂交的F1表型如图。请写出亲代的基因型和表型。
①种子形状和子叶颜色先分开考虑,分别应用基因分离定律逆推,根据黄色∶绿色=1∶1,可推出亲代为Yy×yy;
根据圆粒∶皱粒=3∶1,可推出亲代为Rr×Rr。
②然后进行组合,故亲代基因型为YyRr×yyRr。表型为黄色圆粒、绿色圆粒。
[例1] (已知显隐性关系和亲代基因型)已知遗传因子A、B、C及其成对的遗传因子独立遗传互不干扰。现有一对夫妇,妻子的遗传因子组成为AaBBCc,丈夫的遗传因子组成为aaBbCc。其子女中遗传因子组成为aaBBCC的比例和出现具有aaB_C_表型的女儿的比例分别为( )
A.1/8、3/8
B.1/16、3/16
C.1/16、3/8
D.1/8、3/16
解题分析 AaBBCc与aaBbCc婚配,求其后代的概率先分解为三个分离定律:
Aa×aa→后代有2种基因型(1Aa∶1aa)
BB×Bb→后代有2种基因型(1BB∶1Bb)
Cc×Cc→后代有3种基因型(1CC∶2Cc∶1cc)
aaBBCC的比例=1/2aa×1/2BB×1/4CC=1/16
aaB_C_表型女儿的比例=1/2aa×1B_×3/4C_×1/2=3/16,故选B。
答案 B
[例2] (已知显隐性关系和子代表型)小麦的高秆(D)对矮秆(d)为显性,有芒(B)对无芒(b)为显性,这两对基因的遗传遵循自由组合定律。将两种小麦杂交,后代中出现高秆有芒、高秆无芒、矮秆有芒、矮秆无芒四种表型,且其比例为3∶1∶3∶1,则亲本的基因型为( )
A.DDBB×ddBb
B.Ddbb×ddbb
C.DdBb×ddBb
D.DdBb×ddbb
解题分析 杂交后代中高秆∶矮秆=1∶1,有芒∶无芒=3∶1。根据一对相对性状的遗传规律,题中亲本关于茎秆高度的基因型为Dd和dd,关于有芒和无芒的基因型为Bb和Bb。
答案 C
[例3] (不知显隐性关系)某哺乳动物毛的颜色有白色和灰色两种,毛的长度有长毛和短毛两种。现用纯合白色长毛亲本与纯合灰色短毛亲本杂交,得到的F1全为白色短毛个体,F1雌雄个体自由交配得F2,结果符合自由组合定律。下列对F2的描述中错误的是( )
A.F2中短毛与长毛之比为3∶1
B.F2有9种基因型,4种表型
C.F2中与亲本表型相同的个体大约占3/8
D.F2中灰色短毛与灰色长毛个体杂交,得到两种比例相同的个体
解题分析 纯合白色长毛亲本与纯合灰色短毛亲本杂交,得到的F1全为白色短毛个体,可知白色、短毛是由显性基因控制的性状。F1雌雄个体自由交配得F2,结果符合自由组合定律,则F1是双杂合个体,设基因型为AaBb,因此F2表型种类为2×2=4种,基因型种类为3×3=9种,B正确;F2中两对性状分开分析,每一对都符合基因的分离定律,所以白色与灰色之比为3∶1,短毛与长毛之比为3∶1,A正确;与亲本表型相同的基因型为A_bb和aaB_,F2中A_bb比例为×=,aaB_比例为×=,故F2中与亲本表型相同的个体大约占+=,C正确;F2中灰色短毛与灰色长毛aabb杂交,后代得到灰色短毛比例为:×1+×=,灰色长毛×=,所以得到两种比例为2∶1的个体,D错误。
答案 D
[例4] (患病概率与正常概率)人类多指基因T对正常基因t为显性,白化病基因a对正常基因A为隐性,二者皆独立遗传。在一个家庭中父亲多指,母亲正常,他们有一白化病但手指正常的孩子,则下一个孩子只有一种病和有两种病的概率分别是( )
A.3/4、1/4
B.5/8、1/8
C.1/2、1/8
D.1/4、1/8
解题分析 由题干可知,父亲的基因型为T_A_,母亲的基因型为ttA_,他们有一个白化病手指正常的孩子,基因型为ttaa,因此,父亲的基因型为TtAa,母亲的基因型为ttAa。对于多指基因,子代为Tt的概率为,tt的概率为,即孩子是多指的概率为;对于白化病基因,子代为A_的概率为,为aa的概率为,即孩子患白化病的概率为。因此根据自由组合定律,下一个孩子患一种病的概率为×+×=,患两种病的概率为×=。
答案 C
技法提升
1.已知亲本表型、子代表型及比例,求亲本基因型(逆推型)
(1)隐性纯合突破法:一旦出现隐性性状,可以直接写出基因型,并推知两个亲本各有一个隐性基因。
(2)基因填充法:先根据亲本表型写出可能的基因,再根据子代的表型及比例将未确定的基因补全。
(3)子代的性状分离比法:利用子代特殊的性状分离比来推断亲代的基因型。
2.若患甲病的概率为m,患乙病的概率为n,两种遗传病之间具有“自由组合”关系时,各种患病情况如下表:
序号
类型
概率
①
不患甲病概率
1-m
②
不患乙病概率
1-n
③
只患甲病的概率
m×(1-n)
④
只患乙病的概率
n×(1-m)
⑤
两病同患的概率
mn
⑥
只患一种病的概率
m(1-n)+n(1-m)
⑦
完全正常的概率
(1-m)×(1-n)
⑧
患病的概率
1-(1-m)×(1-n)
知识点三 自由组合定律的非常规计算
1.自由组合定律9∶3∶3∶1的变式
2.累加效应
(1)表现
(2)原因:A与B的作用效果相同,但显性基因越多,其效果越强。
3.致死效应
(1)胚胎致死
①显性纯合致死
②隐性纯合致死
(2)配子致死
某种基因型个体产生的某种配子不能存活等。如基因型为AB的花粉不能发育,则AaBb个体不能产生基因型为AB的雄配子,会使后代比例发生改变。
[例1] 南瓜的扁盘形、圆形、长圆形三种瓜形由两对等位基因控制(A、a和B、b),这两对基因独立遗传。现将2株圆形南瓜植株进行杂交,F1收获的全是扁盘形南瓜;F1自交,F2获得137株扁盘形、89株圆形、15株长圆形南瓜。据此推断,亲代圆形南瓜植株的基因型分别是( )
A.aaBB和Aabb
B.aaBb和Aabb
C.AAbb和aaBB
D.AABB和aabb
解题分析 本题可由“F2获得137株扁盘形、89株圆形、15株长圆形南瓜”切入。137∶89∶15与9∶6∶1相近,而9∶6∶1可看作是9∶3∶3∶1的变形,则F1的基因型为AaBb,即扁盘形的基因型为A_B_,圆形的基因型为aaB_、A_bb,长圆形的基因型为aabb。若要获得基因型均为AaBb的F1,亲代圆形南瓜植株的基因型应为AAbb和aaBB,C正确。
答案 C
[例2] 某种鼠中,黄色卷尾彼此杂交,子代中6/12黄色卷尾鼠、2/12黄色正常尾、3/12鼠色卷尾、1/12鼠色正常尾。出现上述遗传现象的主要原因是( )
A.不遵循基因的自由组合定律
B.控制黄色性状的基因纯合致死
C.卷尾性状由显性基因控制
D.鼠色性状由隐性基因控制
解题分析 由题意可知,亲本黄色鼠彼此杂交,子代中黄色∶鼠色=8∶4=2∶1,发生了性状分离,说明该亲本中控制毛色的基因是杂合的,且黄色是显性性状;卷尾∶正常尾=3∶1,说明亲本中控制尾形的基因是杂合的,且卷尾是显性性状,说明这两对性状的遗传均遵循基因的分离定律,杂交后代中出现四种性状,说明两对基因的遗传遵循自由组合定律,A错误;子代中黄色∶鼠色=2∶1,不符合3∶1的分离比的原因是控制黄色的基因纯合致死,导致后代性状分离比偏离9∶3∶3∶1的情况,B正确;卷尾性状由显性基因控制以及鼠色由隐性基因控制,均不是子代的表型出现上述比例的主要原因,C、D错误。
答案 B
[例3] 控制果实重量的三对等位基因A/a、B/b、C/c对果实重量的作用相同,分别位于三对同源染色体上。已知基因型为aabbcc的果实重120
g,AABBCC的果实重210
g。现有果树甲和乙杂交,甲的基因型为AAbbcc,F1的果实重135~165
g,则乙的基因型为( )
A.aaBBcc
B.AaBBcc
C.AaBbCc
D.aaBbCc
解题分析 aabbcc没有显性基因,重120
g;AABBCC有6个显性基因,重210
g,所以一个显性基因对果实的增重效果为(210-120)÷6=15
(g)。子一代的果实重135~165
g,即为(120+15×1)~(120+15×3),所以子一代有1~3个显性基因;甲的基因型为AAbbcc,必定会提供一个显性基因,所以乙应提供0~2个显性基因。aaBbCc可以提供0~2个显性基因,D正确;aaBBcc必定会提供1个显性基因,A错误;AaBBcc可提供1~2个显性基因,B错误;AaBbCc可提供0~3个显性基因,C错误。
答案 D