高三生物一輪復習-自由組合定律的遺傳特例分析

第18講

基因自由組合定律的特例分析1.”9:3:3:1”的變式(自交“和”為16，測交“和”為4的分離比分析)

自由組合定律中的特殊比例

母題．現有4個純合南瓜品種，其中2個品種的果形表現為圓形（圓甲和圓乙），1個表現為扁盤形（扁盤），1個表現為長形（長）。用這4個南瓜品種做了3個實驗，結果如下：實驗1：圓甲×圓乙，F1為扁盤，F2中扁盤：圓：長=9：6：1實驗2：扁盤×長，F1為扁盤，F2中扁盤：圓：長=9：6：1實驗3：用長形品種植株的花粉分別對上述雜交組合的F1植株授粉，其后代中扁盤：圓：長均等于1：2：1。綜合上述實驗結果，請回答：（1）南瓜果形的遺傳受_____對等位基因控制，且遵循________________定律。（2）若果形由一對等位基因控制用A、a表示，若由兩對等位基因控制用A、a和B、b表示，以此類推，則圓形的基因型應為_________________，扁盤的基因型為

長形的基因型應為________________________。兩自由組合A＿bb和aaB＿A＿B＿

aabb(2019·全國卷Ⅱ)某種甘藍的葉色有綠色和紫色。已知葉色受2對獨立遺傳的基因A/a和B/b控制,只含隱性基因的個體表現隱性性狀,其他基因型的個體均表現顯性性狀。某小組用綠葉甘藍和紫葉甘藍進行了一系列實驗。實驗①:讓綠葉甘藍(甲)的植株進行自交,子代都是綠葉實驗②:讓甲植株與紫葉甘藍(乙)植株雜交,子代個體中綠葉∶紫葉=1∶3回答下列問題。(1)甘藍葉色中隱性性狀是

,實驗①中甲植株的基因型為

。

(2)實驗②中乙植株的基因型為

,子代中有

種基因型。(3)用另一紫葉甘藍(丙)植株與甲植株雜交,若雜交子代中紫葉和綠葉的分離比為1∶1,則丙植株所有可能的基因型是

;若雜交子代均為紫葉,則丙植株所有可能的基因型是

;若雜交子代均為紫葉,且讓該子代自交,自交子代中紫葉與綠葉的分離比為15∶1,則丙植株的基因型為

。

AaBb4Aabb、aaBbAABB、AAbb、aaBB、綠色aabbAABBP136[精練1](2023·山東聊城調研)鴨的羽色受兩對位于常染色體上的等位基因C和c、T和t控制，其中基因C能控制黑色素的合成，c不能控制黑色素的合成?；騎能促進黑色素的合成，且TT和Tt促進效果不同，t能抑制黑色素的合成?，F有甲、乙、丙三只純合的鴨，其交配結果(子代的數量足夠多)如下表所示。下列相關分析錯誤的是(

)A.控制羽色的兩對基因遵循基因的自由組合定律B.甲、乙、丙的基因型分別為ccTT、CCtt、CCTTC.若讓組合一F2中的黑羽個體隨機交配，則其子代出現白羽個體的概率是1/9D.組合一F2的白羽個體中，雜合子所占比例為4/7組合親本(P)F1F2一白羽雌性(甲)×白羽雄性(乙)全為灰羽黑羽∶灰羽∶白羽＝3∶6∶7二白羽雌性(甲)×黑羽雄性(丙)全為灰羽黑羽∶灰羽∶白羽＝1∶2∶1B特殊題型2

致死遺傳現象（2023·全國·統(tǒng)考高考真題）某種植物的寬葉/窄葉由等位基因A/a控制，A基因控制寬葉性狀：高莖/矮莖由等位基因B/b控制，B基因控制高莖性狀。這2對等位基因獨立遺傳。為研究該種植物的基因致死情況，某研究小組進行了兩個實驗，實驗①：寬葉矮莖植株自交，子代中寬葉矮莖∶窄葉矮莖＝2∶1；實驗②：窄葉高莖植株自交，子代中窄葉高莖∶窄葉矮莖＝2∶1.下列分析及推理中錯誤的是（

）A．從實驗①可判斷A基因純合致死，從實驗②可判斷B基因純合致死B．實驗①中親本的基因型為Aabb，子代中寬葉矮莖的基因型也為AabbC．若發(fā)現該種植物中的某個植株表現為寬葉高莖，則其基因型為AaBbD．將寬葉高莖植株進行自交，所獲得子代植株中純合子所占比例為1/4DP398T1.(2023·江西九江調研)某植物有白花和紅花兩種性狀，由等位基因R/r、I/i控制，已知基因R控制紅色素的合成，基因I會抑制基因R的表達。某白花植株自交，F1中白花∶紅花＝5∶1；再讓F1中的紅花植株自交，后代中紅花∶白花＝2∶1。下列有關分析錯誤的是(

) A.基因R/r與I/i獨立遺傳 B.基因R純合的個體會致死1中白花植株的基因型有7種 D.親代白花植株的基因型為RrIiC雜交組合親本類型子代雌雄甲黃色(♂)×黑色(♀)黃111，黑110黃112，黑113乙讓甲組子代中黃色雌雄個體相互交配黃358，黑121黃243，黑119丙黃色(♂)×黃色(♀)黃黃(1)根據上述雜交組合及結果推測該致死基因是

(填“B”或“b”)，并且與______(填“A”或“a”)在一條染色體上。(2)導致乙組子代雌雄中黃色與黑色比例差異的原因可能是_____________。(3)丙組親本毛色基因型為____________________________________。bA基因型為AA的雌性個體含兩個致死基因，但在其產生的雌激素的影響下致死基因未表達而存活下來了AA(♀)×Aa(♂)(2022·河南名校聯(lián)考)某自花傳粉植物兩對獨立遺傳的等位基因(A、a和B、b)控制兩對相對性狀，等位基因間均為完全顯性。現讓基因型為AaBb的植物自交產生F1。下列分析錯誤的是(

) A.若此植物存在AA致死現象，則上述F1中表型的比例為6∶2∶3∶1 B.若此植物存在bb致死現象，則上述F1中表型的比例為3∶1 C.若此植物存在AA一半致死現象，則上述F1中表型的比例為15∶5∶6∶2 D.若此植物存在基因型為a的花粉有1/2不育現象，則上述F1中表型的比例為15∶5∶1∶1D特例類型3基因數量累加效應P398T4.(2023·河南九師聯(lián)盟)油菜的株高由等位基因G和g控制，B基因是另一種植物的控制高稈的基因，B基因和G基因對控制油菜的株高有相同的效應，且數目越多植株越高。將一個B基因導入Gg所在的油菜的染色體上，并且該基因在油菜植株中成功表達，從含B基因的植株中，隨機選出兩株植株雜交，觀察后代的表型。下列敘述不正確的是(

) A.若雜交的后代只出現一種高度，則B基因拼接到含g的染色體上 B.若雜交后代出現三種高度且比值為1∶2∶1，則B基因拼接到含G的染色體上 C.若雜交后代出現兩種高度且比值為1∶1，則B基因分別拼接到兩植株含G或g染色體上 D.根據后代的表型無法判斷B基因拼接到哪條染色體上D特例類型4外界條件或細胞代謝對性狀的影響P139T3.(2021·天津卷，17)黃瓜的花有雌花、雄花與兩性花之分(雌花：僅雌蕊發(fā)育；雄花：僅雄蕊發(fā)育；兩性花：雌雄蕊均發(fā)育)。位于非同源染色體上的F和M基因均是花芽分化過程中乙烯合成途徑的關鍵基因，對黃瓜花的性別決定有重要作用。F和M基因的作用機制如圖所示。

（1）M基因的表達與乙烯的產生之間存在_____（正/負）反饋，造成乙烯持續(xù)積累，進而抑制雄蕊發(fā)育。（2）依據F和M基因的作用機制推斷，FFMM基因型的黃瓜植株開雌花，FFmm基因型的黃瓜植株開_______花。當對FFmm基因型的黃瓜植株外源施加__________（乙烯抑制劑/乙烯利）時，出現雌花。正兩性

乙烯利注(＋)促進(－)抑制*未被乙烯抑制時雄蕊可正常發(fā)育解析此題的關鍵是根據示意圖確定雌花、雄花、兩性花對應的基因型。分析題意和圖示可知，黃瓜花的性別決定受到基因型和乙烯的共同影響，F基因存在時會合成乙烯，促進雌蕊的發(fā)育，同時激活M基因，M基因的表達會進一步促進乙烯合成而抑制雄蕊的發(fā)育。F_M_的植株開雌花，F_mm的植株開兩性花，ffM_和ffmm的植株開雄花。(3)現有FFMM、ffMM和FFmm三種基因型的親本，若要獲得基因型為ffmm的植株，請完成如下實驗流程設計。母本基因型：

；父本基因型：________；對部分植物施加適量________________。FFmmffMM乙烯抑制劑根據目標分析，F1必須同時擁有m和f基因，故親本基因型一定是ffMM和FFmm，但是FfMn是雌花，，需要抑制乙烯產生把部分雌花轉變成雄花。關于基因的位置判斷1.突變基因的位置2.插入基因的位置P138[典例4](2023·河南平頂山調研)某花卉(2n)是自花傳粉植株，興趣小組在純合紫花品系中偶然發(fā)現一株白花植株甲。實驗證實，植株甲的白花基因(a)是由紫花基因(A)突變產生的。后來，該小組在純合紫花品系中又發(fā)現了一株白花植株乙，經證實乙也是由一對基因發(fā)生隱性突變引起的。他們提出兩種假說對這一現象進行解釋，假說1：白花植株乙是由原基因(A)發(fā)生突變引起的，與植株甲相同；假說2：白花植株乙是由新位置上的基因(B)發(fā)生突變引起的。欲探究哪種假說正確，請設計一個簡便的實驗并寫出實驗思路(用遺傳圖解表示)、預期結果及結論。1.突變基因的位置實驗思路：假說1：原位置發(fā)生基因突變假說2：新位置發(fā)生基因突變預期結果及結論：①__________________________________________________________________________，則是原位置發(fā)生基因突變引起的；如果產生的子代均開白花(或白花植株甲和白花植株乙雜交，產生的子代均開白花)

如果產生的子代均開紫花(或白花植株甲和白花植株乙雜交，產生的子代均開紫花)②____________________________________________________________________________________，則是新位置發(fā)生基因突變引起的。實驗者利用基因工程技術將某抗旱植株的高抗旱基因R成功轉入到一抗旱能力弱的植株品種的染色體上，并得到下圖所示的三種類型。下列說法不正確的是A.若自交產生的后代中高抗旱性植株所占比例為75%，則目的基因的整合位點屬于圖中的Ⅲ類型B.Ⅰ和Ⅱ雜交產生的后代中高抗旱性植株所占比例為100%C.Ⅱ和Ⅲ雜交產生的后代中高抗旱性植株所占比例為7/8D.Ⅰ和Ⅲ雜交產生的后代中高抗旱性植株所占比例為100%A2.插入基因的位置P398T2.(2023·河北石家莊模擬)在普通的棉花中導入能控制合成毒素蛋白的B、D基因。已知棉花短纖維由基因A控制，現有一基因型為AaBD的短纖維抗蟲棉植株(減數分裂時不發(fā)生同源染色體非姐妹染色單體的交換，也不考慮致死現象)自交，子代表型及比例為短纖維抗蟲∶短纖維不抗蟲∶長纖維抗蟲＝2∶1∶1，則導入的B、D基因位于(

)A.均在1號染色體上B.均在2號染色體上C.均在3號染色體上基因在2號染色體上，D基因在1號染色體上B

判斷外源基因整合到宿主染色體上的類型

外源基因整合到宿主染色體上有多種類型，有的遵循孟德爾遺傳定律。若多個外源基因以連鎖的形式整合在同源染色體的一條染色體上，其自交會出現3∶1的性狀分離比；若多個外源基因分別獨立整合到非同源染色體的一條染色體上，各個外源基因的遺傳互不影響，則會表現出自由組合的現象。

兩性花傳粉過程，既可進行同一植株的自交過程，又可進行不同植株間的雜交過程。該植株雄蕊的發(fā)育受一對等位基因（E、e）控制，E基因可控制雄蕊的發(fā)育與成熟，使植株表現為雄性可育；e基因無此功能，使植株表現為雄性不育。請回答下列問題：(1)農業(yè)生產中為培育該植物的無子果實，常常在該植物的柱頭上涂抹生長素，該過程通常采用基因型為______個體作為材料，原因是____________。ee該基因型植株雄性不育，在培育無子果實前無需去雄

(2)為在開花前區(qū)分雄性可育與雄性不育植株，科研工作者以基因型為Ee的植株為材料將一個花瓣色素合成基因R導入到E、e基因所在的染色體上，但不確定R與哪個基因在同一條染色體上。進一步研究發(fā)現花色深度與R基因的數量有關，兩個R基因表現為紅色，一個R基因表現為粉色，沒有R基因則表現為白色。為確定R基因與E、e基因的關系，請設計一個最簡單的實驗方案并預測實驗結果：____________。實驗方案：預測結果及結論：該轉基因植株自交，觀察子代表型情況若子代中雄性不育植株全為白花，則說明R與E在同一條染色體上；若子代中雄性不育植株全為紅花則說明R與e在同一條染色體上(3)經研究發(fā)現該種植株的基因家族存在一類“自私基因”，可通過“殺死”不含這類基因的配子來改變分離比例。如F基因是一種“自私基因”，在產生配子時，能“殺死”體內2/3不含該基因的雄配子。若將基因型為EeFf的親本植株甲（如圖）自交獲得F1，F1隨機傳粉獲得F2，（不考慮互換）則F1中雄性可育與雄性不育植株的比例為____________，F2中雄性不育植株出現的概率為____________。7:13/68

我國科學家利用栽培稻（H）與野生稻（D）為親本，通過雜交育種方法并輔以分子檢測技術，選育出了L12和L7兩個水稻新品系。L12的12號染色體上帶有D的染色體片段（含有耐缺氮基因TD），L7的7號染色體上帶有D的染色體片段（含有基因SD），兩個品系的其他染色體均來自于H（圖1）。H的12號和7號染色體相應片段上分別含有基因TH和SH?，F將兩個品系分別與H雜交，利用分子檢測技術對實驗一親本及部分F2的TD/TH基因進行檢測，對實驗二親本及部分F2的SD/SH基因進行檢測，檢測結果以帶型表示（圖2）。通過育種，將野生型的D基因分別轉移到了栽培稻H的7號染色體和12號染色體上L7:SDSDTHTHL12:SHSHTDTD回答下列問題：（1）為建立水稻基因組數據庫，科學家完成了水稻__________條染色體的DNA測序。（2）實驗一F2中基因型TDTD對應的是帶型__________。理論上，F2中產生帶型Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的個體數量比為__________。

12III1:2:1

（3）實驗二F2中產生帶型α、β和γ的個體數量分別為12、120和108，表明F2群體的基因型比例偏離__________定律。進一步研究發(fā)現，F1的雌配子均正常，但部分花粉無活性。已知只有一種基因型的花粉異常，推測無活性的花粉帶有__________（填“SD”或“SH”）基因。分離SD根據實驗二的電泳結果，可以知α代表的是基因型為SDSD的個體，它的數量偏少，但是雌配子均正常，部分花粉無活性，那么無活性的那部分應該是帶有SD的。（4）以L7和L12為材料，選育同時帶有來自D的7號和12號染色體片段的純合品系X（圖3）。主要實驗步驟包括：①________________________________________；②對最終獲得的所有植株進行分子檢測，同時具有帶型__________的植株即為目的植株。

將L7和L12雜交，獲得F1后自交α和Ⅲ

切入點：以L7（SDSDTHTH）和L12（SHSHTDTD）為材料，育出X(SDSDTDTD)，再通過分子檢測，證明是否成功定位。

（5）利用X和H雜交得到F1，若F1產生的無活性花粉所占比例與實驗二結果相同，雌配子均有活性，則F2中與X基因型相同的個體所占比例為__________。實驗二F2中產生帶型α、β和γ的個體數量分別為12、120和108SDSD:SDSH:SHSH=1:10:9有活力的花粉中SD占1/101/20X1/4=1/80利用X和H雜交得到F1，若F1產生的有活力的花粉有四種。SDTD:SDTH:SHTD:SHTH=1:1:9:9(2022·山東，17改編)某兩性花二倍體植物的花色由3對等位基因控制，其中基因A控制紫色，a無控制色素合成的功能?；駼控制紅色，b控制藍色。基因I不影響上述2對基因的功能，但i純合的個體為白色花。所有基因型的植株都能正常生長和繁殖，基因型為A_B_I_和A_bbI_的個體分別表現紫紅色花和靛藍色花?，F有該植物的3個不同純種品系甲、乙、丙，它們的花色分別為靛藍色、白色和紅色。不考慮突變，根據表中雜交結果，下列推斷正確的是雜交組合F1表現型F2表現型及比例甲×乙紫紅色紫紅色∶靛藍色∶白色＝9∶3∶4乙×丙紫紅色紫紅色∶紅色∶白色＝9∶3∶4多對基因對性狀的控制A.讓只含隱性基因的植株與F2測交，可確定F2中各植株控制花色性狀的

基因型B.讓表中所有F2的紫紅色植株都自交一代，白花植株在全體子代中的比

例為1/12C.若某植株自交子代中白花植株占比為1/4，則該植株可能的基因型最

多有9種D.若甲與丙雜交所得F1自交，則F2表現型比例為9紫紅色∶3靛藍色∶3紅

色∶1藍色下列推斷正確的是雜交組合F1表現型F2表現型及比例甲×乙紫紅色紫紅色∶靛藍色∶白色＝9∶3∶4乙×丙紫紅色紫紅色∶紅色∶白色＝9∶3∶4C(2011·全國卷Ⅰ，32)某植物紅花和白花這對相對性狀同時受多對等位基因控制(如A、a；B、b；C、c……)。當個體的基因型中每對等位基因都至少含有一個顯性基因時(即A_B_C_……)才開紅花，否則開白花?，F有甲、乙、丙、丁4個純合白花品系，相互之間進行雜交，雜交組合、后代表現型及其比例如下：根據雜交結果回答問題。(1)這種植物花色的遺傳符合哪些遺傳定律？______________________________。(2)本實驗中，植物的花色受幾對等位基因的控制，為什么？_____________________________基因自由組合規(guī)律

4對。

①本實驗中乙×丙和甲×丁兩個雜交組合中，F2代中紅色個體占全部個體的比例為81/(81+175)=81/256=(3/4)4，依據n對等位基因自由組合且完全顯性時，F2代中顯性個體的比例是(3/4)n，可判斷這兩對雜交組合涉及4對等位基因②綜合雜交組合的實驗結果，可進一步判斷乙×丙和甲×丁兩個雜交組合中的4對等位基因相同P399T8.(2023·山西師大附中調研)袁隆平院士被譽為“雜交水稻之父”，在袁老培育雜交水稻的過程中，雄性不育系水稻起到關鍵作用。某科研人員讓雄蕊異常、雌蕊正常的水稻M(雄性不育)與雄蕊正常、雌蕊正常的水稻N(雄性可育)進行雜交，所得F1均為可育植株，然后將F1植株自交單株收獲，種植并統(tǒng)計F2的表型，結果發(fā)現：50%的F1植株產生的F2(A組)表現為可育，50%的F1植株產生的F2(B組)的表型及比例為雄性可育株∶雄性不育株＝13∶3。進一步研究得知，該品種水稻的雄性育性是由兩對完全顯隱性的等位基因T/t、D/d控制，其中T/t中有一個是不育基因，而D基因會抑制該不育基因的表達，進而反轉為雄性可育。請回答下列問題：(1)根據題干信息分析，等位基因T/t中不育基因是

。水稻M和水稻N的基因型分別是__________________________。(2)控制該品種水稻的雄性育性的等位基因T/t、D/d位于________(填“一對”或“兩對”)同源染色體上，理由是______________________________________________________________________________________________。(3)A組F2中純合子占________，B組F2中發(fā)生“反轉”的植株占________。Ttdd、ttDD兩對

B組F2的性狀分離比為13∶3，而13∶3是9∶3∶3∶1的變式，說明該性狀受兩對獨立遺傳的等位基因控制，即等位基因T/t、D/d位于兩對同源染色體上1/2T9/16(4)若要鑒定B組中發(fā)生“反轉”植株的基因型，利用自交或測交的方法不能將這些“反轉”植株的基因型全部鑒定出來，原因是__________________?！胺崔D”植株中基因型為TtDD和TTDD的植株進行自交或測交，所得子代均表現為雄性可育

某植物的花色有白色、淺紅色、粉紅色、大紅色和深紅色五種，它是由位于染色體上的基因編碼的產生色素的酶所決定的。請回答：（1）如果要確定控制花色的基因的數量及相互關系，應進行該植物的

實驗。（2）若已確定花色由等位基因R1（產生粉紅色色素）、R2（產生淺紅色色素）和r（不產生有色色素）控制，且R1和R2對r顯性，R1和R2共顯性及色素在表現花色時有累加效應（即R1R1表現為深紅色、R1R2表現為大紅色、R2R2表現為粉紅色）。①兩株花色為粉紅色的植株雜交，子代的表現型可能是

。（要求寫出花色及比例）

雜交全為粉紅色、大紅色﹕淺紅色=1﹕1、深紅色﹕粉紅色﹕白色=1﹕2﹕1。

（2）若已確定花色由等位基因R1（產生粉紅色色素）、R2（產生淺紅色色素）和r（不產生有色色素）控制，且R1和R2對r顯性，R1和R2共顯性及色素在表現花色時有累加效應（即R1R1表現為深紅色、R1R2表現為大紅色、R2R2表現為粉紅色）。①兩株花色為粉紅色的植株雜交，子代的表現型可能是

。（要求寫出花色及比例）②發(fā)現極少數淺紅色和粉紅色的花上出現白色斑，而大紅色和深紅色花上從來沒有發(fā)現這種現象，原因是

。全為粉紅色、大紅色﹕淺紅色=1﹕1、深紅色﹕粉紅色﹕白色=1﹕2﹕1。雜合子R2r或R1r中r基因表達產生白色色素的結果(可能是R2\R1突變?yōu)閞，而大紅色和深紅色突變成rr基因型的幾率太低）

.（3）若兩株花色為粉紅色的植株雜交，子代中花色表現為1白色︰4淺紅色︰6粉紅色︰4大紅色︰1深紅色，則可以確定花色由

對獨立分配的等位基因決定，并遵循

定律。（4）若兩株花色為深紅色的植株雜交，子代中花色為深紅色的植株占81/256，則子代中花色為白色的植株占

，可以確定花色由

對獨立分配的等位基因決定。自由組合1/442寫一個白花植株占1/4的理由

玉米的高莖對矮莖為顯性。為研究一純合高莖玉米植株的果穗上所結子粒是全為純合子、全為雜合子還是既有純合子又有雜合子，某同學選取了該玉米果穗上兩粒種子作為親本，單獨隔離種植，觀察、記錄并分別統(tǒng)計子一代植株的性狀，子一代全為高莖，他就判斷該玉米果穗所有子粒均為純合子，可老師認為他的結論不科學，理由是__________________________________________________________________。請以該果穗