2021版高考生物一轮复习 第5单元 遗传定律和伴性遗传 素养加强课4 基因自由组合定律在特殊情况下

1素养加强课4基因自由组合定律在特殊情况下的重点题型基因间相互作用导致性状分离比的改变(2019·全国卷Ⅱ)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隐性性状，其他基因型的个体均表现显性性状。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)甘蓝叶色中隐性性状是________，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，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________。[审题指导](1)某种甘蓝叶色的绿色和紫色受两对独立遗传的基因A/a和B/b控制。(2)两对基因只含隐性基因的个体表现隐性性状，其他基因型的个体表现显性性状。(3)绿叶甘蓝(甲)自交，子代都是绿叶；绿叶甘蓝(甲)与紫叶甘蓝(乙)杂交，子代绿叶∶紫叶＝1∶3。[解析](1)(2)根据题干信息可知，甘蓝叶色受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。由于绿叶甘蓝(甲)植株的自交后代都表现为绿叶，且绿叶甘蓝(甲)和紫叶甘蓝(乙)的杂交后代中绿叶∶紫叶＝1∶3，可推知甲植株的基因型为aabb，乙植株的基因型为AaBb。实验②中aabb(甲)×AaBb(乙)→Aabb(紫叶)、AaBb(紫叶)、aaBb(紫叶)、aabb(绿叶)，故实验②中子代有4种基因型。(3)紫叶甘蓝(丙)的可能基因型为AABB、AABb、AAbb、AaBb、AaBB、Aabb、aaBB、aaBb，甲植株与紫叶甘蓝(丙)植株杂交，可能出现的结果为aabb×Aabb→Aabb(紫叶)、aabb(绿叶)或aabb×aaBb→aaBb(紫叶)、aabb(绿叶)或aabb×AABB→AaBb(紫叶)或aabb×AABb→AaBb(紫叶)、Aabb(紫叶)或aabb×AAbb→Aabb(紫叶)或aabb×AaBB→AaBb(紫叶)、aaBb(紫叶)或aabb×aaBB→aaBb(紫叶)或aabb×AaBb→3紫叶∶1绿叶，故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Aabb、aaBb；若杂交子代均为紫色，则丙植株所有可能的基因型是AABB、AAbb、aaBB、AaBB、AABb。aabb×AABB→F1：AaBb(紫叶)，F1自交，F2的基因型为9/16A_B_(紫叶)、3/16A_bb(紫叶)、3/16aaB_(紫叶)、21/16aabb(绿叶)，即紫叶∶绿叶＝15∶1。[答案](1)绿色aabb(2)AaBb4(3)Aabb、aaBbAABB、AAbb、aaBB、AaBB、AABbAABB1．理解9∶3∶3∶1变式的实质由于非等位基因之间常常发生相互作用而影响同一性状表现，出现了不同于9∶3∶3∶1的异常性状分离比，如图所示，这几种表现型的比例都是从9∶3∶3∶1的基础上演变而来的，只是比例有所改变(根据题意进行合并或分解)，而基因型的比例仍然和独立遗传是一致的，由此可见，虽然这种表现型比例不同，但同样遵循基因的自由组合定律。2．“合并同类项法”巧解自由组合定律特殊分离比第一步，判断是否遵循基因自由组合定律：若双杂合子自交后代的表现型比例之和为16(存在致死现象除外)，不管以什么样的比例呈现，都符合基因自由组合定律，否则不符合基因自由组合定律。第二步，写出遗传图解：根据基因自由组合定律，写出遗传图解，并注明自交后代性状分离比(9∶3∶3∶1)。第三步，合并同类项，确定出现异常分离比的原因：将异常分离比与正常分离比9∶3∶3∶1进行对比，根据题意，将具有相同表现型的个体进行“合并同类项”，如“9∶6∶1”即9∶(3＋3)∶1，确定出现异常分离比的原因，即单显性类型表现相同性状。第四步，确定基因型与表现型及比例：根据第三步推断出的异常分离比出现的原因，推测亲本的基因型或推断子代相应表现型的比例。31．(2019·辽宁沈阳月考)等位基因A、a和B、b分别位于不同对的同源染色体上。让显性纯合子(AABB)和隐性纯合子(aabb)杂交得F1，再让F1测交，测交后代的表现型比例为1∶3。如果让F1自交，则下列表现型比例中，F2不可能出现的是()A．13∶3B．9∶4∶3C．9∶7D．15∶1B[位于不同对同源染色体上说明遵循基因的自由组合定律，F1AaBb测交按照正常的自由组合定律表现型应是四种且比例为1∶1∶1∶1，而现在是1∶3，那么F1自交后原本的9∶3∶3∶1应是两种表现型，有可能是9∶7，13∶3或15∶1，故A、C、D正确。而B中的3种表现型是不可能的，故B错误。]2．(2019·云南曲靖一中模拟)洋葱鳞茎有红色、黄色和白色三种，研究人员用红色鳞茎洋葱与白色鳞茎洋葱杂交，F1全为红色鳞茎洋葱，F1自交，F2中红色、黄色和白色鳞茎洋葱分别有119株、32株和10株。相关叙述正确的是()A．洋葱鳞茎不同颜色是由细胞液中不同色素引起的B．洋葱鳞茎颜色不遵循自由组合定律C．F2的红色鳞茎洋葱中与F1基因型相同的个体大约占4/9D．从F2中的黄色鳞茎洋葱中任取一株进行测交，得到白色洋葱的概率为1/4A[F2中红色、黄色和白色鳞茎洋葱分别有119株、32株和10株，比例为12∶3∶1，是9∶3∶3∶1的变形，说明F1的基因型是AaBb，F2的红色鳞茎洋葱中与F1基因型相同的个体大约占4/12。从F2中的黄色鳞茎洋葱中任取一株进行测交，得到白色洋葱的概率为1/3。]3．(2019·衡水中学检测)某种植物(二倍体)叶缘的锯齿状与非锯齿状受叶缘细胞中T蛋白含量的影响。T蛋白的合成由两对独立遗传的基因(A和a、T和t)控制，基因T仅在叶片细胞中表达，其表达产物是T蛋白，基因A抑制基因T的表达。两锯齿状植株作为亲本杂交获得F1，F1自交获得F2，F2中锯齿状植株与非锯齿状植株的比例是13∶3。下列分析合理的是()A．亲本的基因型分别是aaTt、和AAttB．叶缘细胞缺少T蛋白的植株，叶缘呈锯齿状C．F1群体中，T基因的基因频率为2/3D．基因型为aaTT的植物根尖细胞中也有T蛋白的存在B[根据题目信息，T基因表达T蛋白，基因A抑制基因T的表达。只有aaT_的植物才能表达T蛋白。根据F2中锯齿状植株与非锯齿状植株的比例是13∶3，判断F1的基因型为AaTt，亲本的基因型为AATT和aatt，A项错误；aaT_的植物能表达T蛋白，表现为非锯齿状，因此叶缘细胞缺少T蛋白的植株，叶缘呈锯齿状，B项正确；F1群体中，T基因的基因4频率为1/2，C项错误；基因T仅在叶片细胞中表达，基因型为aaTT的植物根尖细胞中没有T蛋白的存在，D项错误。]4．(2019·湖北省调研)某种植物的性状有高茎和矮茎、紫花和白花。现用纯合的高茎紫花个体与纯合的矮茎白花个体杂交，F1均表现为高茎紫花，F1自交产生F2，F2有4种表现型：高茎紫花162株，高茎白花126株，矮茎紫花54株，矮茎白花42株。请回答：(1)控制上述两对相对性状的基因之间________(填“遵循”或“不遵循”)自由组合定律，判断依据是____________。(2)请在上述实验中选择合适材料，设计一次杂交实验进一步验证你关于(1)的判断，写出简要的实验思路并预测结果。实验思路：_________________。结果预测：____________________。[解析](1)题目研究了两对相对性状，分别分析F2中高茎和矮茎、紫花和白花的比例。说明两对相对性状是由位于三对同源染色体上的三对等位基因控制的，因此遵循基因的自由组合定律。(2)要验证三对基因位于三对同源染色体上，应让F1与亲本的矮茎白花进行测交，观察并统计后代的表现型及比例，测交后代应为：高茎紫花∶高茎白花∶矮茎紫花∶矮茎白花＝1∶3∶1∶3。[答案](1)遵循F2中高茎∶矮茎＝3∶1，紫花∶白花＝9∶7，且F2中高茎紫花∶高茎白花∶矮茎紫花∶矮茎白花＝27∶21∶9∶7，符合自由组合定律(2)将F1与亲本矮茎白花植株杂交，观察并统计后代的表现型及比例后代中高茎紫花∶高茎白花∶矮茎紫花∶矮茎白花＝1∶3∶1∶3致死现象导致的性状分离比的改变(2019·烟台期末)果蝇体色黄色(A)对黑色(a)为显性，翅型长翅(B)对残翅(b)为显性。研究发现，用两种纯合果蝇杂交得到F1，F1中雌雄个体自由交配，F2中出现了5∶3∶3∶1的特殊性状分离比。请回答以下问题。(1)F2中出现了5∶3∶3∶1的特殊性状分离比的原因可能是：①F2中有两种基因型的个体死亡，且致死的基因型为______________；②________________；③__________________。(2)请利用以上子代果蝇为材料，用最简便的方法设计一代杂交实验判断上述三种原因的正确性(写出简要实验设计思路，并预期实验结果及结论)。[审题指导](1)两种纯合果蝇杂交得F1，F1中雌雄个体自由交配，F2中出现5∶3∶3∶1的分离比。5(2)F2中出现5∶3∶3∶1的特殊性状分离比的原因可能是两种基因型的个体死亡，还可能是AB雌配子或AB雄配子死亡。(3)要探究F2死亡的原因需让F1的雌雄果蝇与黑色残翅果蝇进行正反交。[解析]从F2的分离比看出双显性的个体有4份死亡，F2双显性个体的基因型是AABB、2AABb、2AaBB、4AaBb，如果F2中有两种基因型的个体死亡，则死亡个体的基因型应为AaBB和AABb。正常情况下，F1产生AB、Ab、aB、ab四种雌配子和AB、Ab、aB、ab四种雄配子，如果AB雌配子或AB雄配子死亡，也会造成F2中出现了5∶3∶3∶1的特殊性状分离比。要探究上述三种原因的正确性，需分别用F1的雌雄果蝇与F2的黑色残翅雄雌果蝇测交。[答案](1)AaBB和AABb基因型为AB的雌配子致死基因型为AB的雄配子致死(2)实验思路：甲组实验：用F1的雌果蝇与F2中黑色残翅雄果蝇杂交，观察子代的表现型及比例；乙组实验：用F1的雄果蝇与F2中黑色残翅雌果蝇杂交，观察子代的表现型及比例。预期结果及结论：若甲、乙两组杂交子代的表现型及比例都为黄色长翅∶黄色残翅∶黑色长翅∶黑色残翅＝1∶1∶1∶1，则原因是F2中有两种基因型的个体死亡，且致死的基因型为AaBB和AABb；若甲组杂交子代的表现型及比例为黄色残翅∶黑色长翅∶黑色残翅＝1∶1∶1，乙组杂交子代为黄色长翅∶黄色残翅∶黑色长翅∶黑色残翅＝1∶1∶1∶1，则原因是基因型为AB的雌配子致死；若甲组杂交子代的表现型及比例为黄色长翅∶黄色残翅∶黑色长翅∶黑色残翅＝1∶1∶1∶1，乙组杂交子代为黄色残翅∶黑色长翅∶黑色残翅＝1∶1∶1，则原因是基因型为AB的雄配子致死。1．明确几种致死现象(1)显性纯合致死①AA和BB致死：AaBb自交后代：AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb＝4∶2∶2∶1，其余基因型个体致死测交后代：AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb＝1∶1∶1∶1②AA(或BB)致死AaBb自交后代：（AaBB＋AaBb）∶aaB_∶Aabb∶aabb＝6∶3∶2∶1或（AABb＋AaBb）∶A_bb∶aaBb∶aabb＝6∶3∶2∶1测交后代：AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb＝1∶1∶1∶16(2)隐性纯合致死①双隐性致死：AaBb自交后代：A_B_∶A_bb∶aaB_＝9∶3∶3。②单隐性aa或bb致死：AaBb自交后代：A_B_∶A_bb＝9∶3。或A_B_∶aaB_＝9∶3。(3)配子致死某种雌配子或某种雄配子致死，造成后代分离