孟德尔遗传定律的特殊性状分离比分析

遗传定律的特殊性状分离比遗传学是高考重点考查的内容，同时这部分题目的难度较大，是决定考生生物成绩高低的关键。命题的侧重点是遗传学原理的理解和应用，重点考查考生的综合运用能力，分析推理能力。考查的形式较多，如选择填空简答综合分析实验等。这就要求同学们熟练掌握遗传学部分的题型解题方法和技巧。运用遗传规律解决生产生活中的实际问题仍为2011年高考的重点内容。遗传学家孟德尔，用豌豆作试验材料，最先揭示了遗传的两个基本规律——基因的分离定律和基因的自由组合定律。下面从一道高考遗传题来看孟德尔比率的变化，掌握好孟德尔遗传定律，在高考中具有重要意义。以期同学们能从中获得启发。高考对遗传基本定律的考查，历来是一个重点。其中对F2特殊性状分离比的考查是近年来的一个热点。这类试题能够很好地体现学生的理解能力、变通思维能力等。下面试图对F2特殊性状分离比进行系统地归纳和整理，以期广大师生能从中获得启发。两对独立遗传的的非等位基因在表达时，有时会因基因之间的相互作用，而使杂交后代的性状分离比偏离9:3:3:1的孟德尔比例，称为基因互作。基因互作的各种类型中，杂种后代表现型及比例虽然偏离正常的孟德尔遗传，但基因的传递规律仍遵循自由组合定律。规律1：隐性上位：两对等位基因同时控制某一性状时，其中一对基因的隐性状态对另一对基因起遮盖作用。F2比例：9:3:4【例题1】（2010全国新课标高考，32）某种自花受粉植物的花色分为白色、红色和紫色。现有4个纯合品种：l个紫色（紫）、1个红色（红）、2个白色（白甲和白乙）。用这4个品种做杂交实验，结果如下：实验1：紫×红，Fl表现为紫，F2表现为3紫：1红；实验2：红×白甲，Fl表现为紫，F2表现为9紫：3红：4白；实验3：白甲×白乙，Fl表现为白，F2表现为白；实验4：白乙×紫，Fl表现为紫，F2表现为9紫：3红：4白。综合上述实验结果，请回答：（1）上述花色遗传所遵循的遗传定律是。（2）写出实验1（紫×红）的遗传图解（若花色由一对等位基因控制，用A、a表示，若由两对等位基因控制，用A、a和B、b表示，以此类推）。遗传图解为。（3）为了验证花色遗传的特点，可将实验2（红×白甲）得到的F2植株自交，单株收获F2中紫花植株所结的种子，每株的所有种子单独种植在一起可得到一个株系，观察多个这样的株系，则理论上，在所有株系中有4/9的株系F3花色的表现型及其数量比为。【答案】（1）自由组合定律（2）如图或（3）9紫:3红:4白规律2：积加作用：两对等位基因同时控制某一性状时，当两对基因都为显性时表现一种性状，只有一对基因是显性时表现另一种性状，两对基因均为隐性时表现第三种性状。F2比例：9:6:1【例题2】（2010全国理综I，33）现有4个纯合南瓜品种，其中2个品种的果形表现为圆形（圆甲和圆乙），1个表现为扁盘形（扁盘），1个表现为长形（长）。用这4个南瓜品种做了3个实验，结果如下：实验1：圆甲×圆乙，F1为扁盘，F2中扁盘：圆：长=9：6：1实验2：扁盘×长，F1为扁盘，F2中扁盘：圆：长=9：6：1实验3：用长形品种植株的花粉分别对上述两个杂交组合的F1植株授粉，其后代中扁盘：圆：长均等于1：2：1。综合上述实验结果，请回答：（1）南瓜果形的遗传受对等位基因控制，且遵循定律。（2）若果形由一对等位基因控制用A、a表示，若由两对等位基因控制用A、a和B、b表示，以此类推，则圆形的基因型应为，扁盘的基因型应为，长形的基因型应为。（3）为了验证（1）中的结论，可用长形品种植株的花粉对实验1得到的F2植株授粉，单株收获F2中扁盘果实的种子，每株的所有种子单独种植在一起得到一个株系。观察多个这样的株系，则所有株系中，理论上有1/9的株系F3果形均表现为扁盘，有的株系F3果形的表现型及数量比为扁盘：圆=1：1，有的株系F3果形的表现型及数量比为。【命题意图】主要考查遗传的基本规律的知识和理解能力。【解析】第（1）小题，根据实验1和实验2中F2的分离比9：6：1可以看出，南瓜果形的遗传受2对等位基因控制，且遵循基因的自由组合定律。第（2）小题，根据实验1和实验2的F2的分离比9：6：1可以推测出，扁盘形应为A＿B＿，长形应为aabb，两种圆形为A＿bb和aaB＿。第（3）小题中，F2扁盘植株共有4种基因型，其比例为：1/9AABB、2/9AABb、4/9AaBb和2/9AaBB，测交后代分离比分别为：1/9A＿B＿;2/9（1/2A＿B＿:1/2A＿bb）;4/9（1/4A＿B＿:1/4Aabb：1/4aaBb：1/4aabb）；2/9（1/2A＿B＿：1/2aaB＿）。【答案】（1）2基因的自由组合（2）AAbb、Aabb、aaBb、aaBBAABB、AABb、AaBb、AaBBaabb（3）4/94/9扁盘：圆：长=1：2：1规律3：累加作用：某一类基因积累越多，形状表现的越明显。【例题3】（2009年上海生物，29）牡丹花的花色种类多种多样，其中白色的是不含花青素，深红色的含花青素最多，花青素含量的多少决定着花瓣颜色的深浅，由两对独立遗传的基因（A和a、B和b）所控制；显性基因A和B可以使花青素量增加，两者增加的量相等，并且可以累加。若一深红色的牡丹同一白色的牡丹杂交，就能得到中等红色的个体，若这些个体自交其子代将出现的花色的种类和比例分别是A．3种9:6:1B．4种9:3:3:1C．5种1:4:6:4:1D．6种1:4:3:3:4:1【命题意图】考查对自由组合定律的理解及灵活运用能力。【解析】由题干叙述可知，中等红色的个体基因型为AaBb，自交后代的基因型及比例为：分别为AABB:AaBB:AABb:AaBb:AAbb:Aabb:aaBB:aaBb:aabb=1:2:2:4:1:2:1:2:1。因显性基因A和B可以使花青素量增加，两者增加的量相等，并且可以累加，所以后代的基因组合会有5种情况，分别为4个显性基因、3个显性基因、2个显性基因、1个显性基因、0个显性基因，共有5种表现型，其比例为1:4:6:4:1。规律4：显性上位：两对等位基因同时控制某一性状时，其中一对基因的显性状态对另一对基因（无论显隐性）有遮盖作用，即当一对基因为显性时表现一种性状，另一对基因为显性而第一对基因为隐性时，表现另一种性状，两对基因都为隐性时表现第三种性状。F2比例：12:3:1【例题4】燕麦的颖色受两对基因控制。已知黑颖（用字母A表示）对黄颖（用字母B表示）为显性，且只要A存在，植株就表现为黑颖。双隐性则出现白颖。现用纯种黄颖与纯种黑颖杂交，F1全为黑颖，Fl自交产生的F2中，黑颖：黄颖：白颖=12:3:1。请回答下面的问题：（1）F2的性状分离比说明基因A（d）与B（b）的遗传遵循基因的定律。F2中白颖的基因型为，黄颖占所有非黑颖总数的比例是。（2）请用遗传图解的方式表示出题目所述杂交过程（包括亲本、F1及F2各代的基因型和表现型）。【命题意图】考查基因自由组合定律的知识。【解析】由题可知黄颖的基因型为aaBB或aaBb，由F2的比例可知基因A（a）与B（b）的遗传遵循基因的自由组合规律。【答案】（1）自由组合aabb3／4规律5：抑制作用：两对等位基因同时控制某一性状时，其中一对基因的显性状态对另一对基因的表现有抑制作用，但其本身并不控制任何性状。F2比例：13:3【例题5】蚕的黄色茧（Y）对白色茧（y）是显性，抑制黄色出现的基因（I）对黄色出现的基因（i）是显性。现用杂合白色茧（IiYy）蚕相互交配，后代中白色茧对黄色茧的分离比是A．3:1B．13:3C．1:1D．15:1【命题意图】考查基因自由组合定律的知识和理解能力。【解析】根据题意可知：只有基因型为iiY_的个体才表现为黄色茧，而基因型为I_Y_、I_yy和iiyy的个体都表现为白色茧。当杂合白色茧（IiYy）蚕相互交配时，后代中白色茧:黄色茧=13:3。规律6：显性互补：两对等位基因同时控制某一性状时，当两对基因都为显性时（无论纯合还是杂合），表现为一种性状；当只有一对基因是显性，或两对基因都是隐性时，表现为另一种性状。F2比例：9:7【例题6】（2008年宁夏，29Ⅰ）某植物的花色由两对自由组合的基因决定。显性基因A和B同时存在时，植株开紫花，其他情况开白花。请回答：开紫花植株的基因型有种，其中基因型是的紫花植株自交，子代表现为紫花植株:白花植株＝9:7。基因型为和的紫花植株各自自交，子代表现为紫花植株:白花植株＝3:1。基因型为的紫花植株自交，子代全部表现为紫花植株。【命题意图】考查基因自由组合定律的基础知识和分析推理能力。【解析】由题意可知，AB开紫花，其他（Abb、aaB、aabb）都开白花。故开紫花的基因型有AaBb、AaBB、AABb、AABB四种情况。基因型为AaBb的植株自交，子代开紫花的植株所占的比例为:3/4×3/4=9/16，由此可推知子代中紫花植株:白花植株＝9:7。基因型为AaBB的植株自交，产生ABB和aaBB的比例为3:1；同理，基因型为AABb的植株自交，产生AAB和AAbb的比例为3:1，子代表现为紫花植株:白花植株＝3:1。基因型为AABB的紫花植株自交子代全部是AABB，表现为紫花植株。【答案】4AaBbAaBBAABbAABB【专项训练1】香豌豆中紫花与白花是一对相对性状，由非同源染色体上的两对基因共同控制，只有当同时存在两个显性基因（A和B）时，花中的紫色素才合成。下列说法正确的是A．AaBb的紫花香豌豆自交，后代中紫花和白花之比为9:7B．若杂交后代性状分离比为3:5，则亲本基因型只能是AaBb和aaBbC．紫花香豌豆自交，后代中紫花和白花的比例一定是比3:1D．白花香豌豆与白花香豌豆相交，后代不可能出现紫花香豌豆【命题意图】考查基因自由组合定律的知识和分析解决实际问题的能力。【解析】A项正确：基因型为AaBb紫花香豌豆自交，由于Aa×Aa→3/4A_、1/4aa；Bb×Bb→3/4B_、1/4bb，子代中紫花出现（A_B_）的概率为：3/4×3/4=9/16；白花出现的概率为：1-9/16，紫花:白花=9:7。B项错误：杂交后代性状分离比为3:5，则亲本基因型还可能是AaBb和Aabb（运用对称思想）。C项错误：紫花香豌豆的基因型为A_B_，共有4种，不同基因型紫花香豌豆自交，后代中紫花和白花出现的情况比较复杂，并不一定是比3:1。D项错误：基因型A_bb和aaB_白花香豌豆相交，后代有可能出现紫花香豌豆。【答案】B【专项训练2】（2010安徽高考，4）南瓜的扁形、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，亲代圆形南瓜株的基因型分别是A.aBB和AabbB.aaBb和AabbC.AAbb和aaBBD.AABB和aabb【命题意图】考查有关基因自由组合定律中的非等位基因间的相互作用【解析】两对等位基因控制一对相对性状的遗传，由两圆形的南瓜杂交后代全为扁盘形可知，两亲本均为纯合子，而从F1自交，F2的表现型及比例接近9∶6∶1看出，F1必为双杂合子。所以本题是考查基因间的累加作用：两种显性基因同时存在时产生一种性状，单独存在时能分别表示相似的性状，两种基因均为隐性时又表现为另一种性状，F2代表现型有3种，比值为9∶6∶1。【答案】C【专项训练3】（2009年福建，27）某种牧草体内形成氰的途径为：前体物质→产氰糖苷→氰。基因A控制前体物质生成产氰糖苷，基因B控制产氰糖苷生成氰。表现型与基因型之间的对应关系如下表：表现型有氰有产氰糖苷、无氰无产氰苷、无氰基因型A_B_（A和B同时存在）A_bb（A存在，B不存在）aaB_或aabb（A不存在）（1）在有氰牧草（AABB）后代中出现的突变那个体（AAbb）因缺乏相应的酶而表现无氰性状，如果基因b与B的转录产物之间只有一个密码子的碱基序列不同，则翻译至mRNA的该点时发生的变化可能是：编码的氨基酸，或者是。（2