第1章-遺傳因子的發(fā)現(xiàn)-素養(yǎng)提升課(二)-自由組合定律的應(yīng)用及解題方法

素養(yǎng)提升課(二)自由組合定律的應(yīng)用及解題方法一、自由組合問題常規(guī)題型的解題方法1.解題思路將自由組合問題轉(zhuǎn)化為若干個分離定律問題。在獨(dú)立遺傳的情況下,有幾對基因就可以分解為幾個分離定律的問題。如AaBb×Aabb可分解為Aa×Aa、Bb×bb兩個分離定律的問題。AaBbCc×AabbCC可分解為Aa×Aa、Bb×bb、Cc×CC三個分離定律的問題。(1)配子類型的問題規(guī)律:某一基因型的個體所產(chǎn)生配子種類數(shù)=2n(n為等位基因?qū)?shù))。如AaBbCCDd產(chǎn)生的配子種類數(shù):AaBbCCDd↓

↓

↓

↓2×2×1×2=23=8(種)2.問題類型(2)配子間結(jié)合方式問題規(guī)律:兩基因型不同的個體雜交,配子間結(jié)合方式種類數(shù)等于各親本產(chǎn)生配子種類數(shù)的乘積。如AaBbCc與AaBbCC雜交過程中,配子間結(jié)合方式的種類數(shù):①先求AaBbCc和AaBbCC各自產(chǎn)生的配子種類數(shù)。AaBbCc↓

↓

↓2×2×2=8(種)AaBbCC↓

↓

↓2×2×1=4(種)②再求兩親本配子之間的結(jié)合方式種類數(shù)。AaBbCc×AaBbCC↓

↓8

×

4=32(種)(3)據(jù)雙親基因型,求子代某一基因型或表型所占比例規(guī)律:求某一子代基因型或表型所占比例,先按分離定律拆分,將各種性狀或基因型所占比例分別求出后,再組合相乘。如:基因型為AaBbCC與AabbCc的個體雜交,求①子代中基因型為AabbCc個體的概率;②子代中基因型為A_bbC_個體的概率。

例1[2023·河南洛陽期末]已知A與a、B與b、C與c這3對等位基因自由組合,基因型分別為AaBbCc、aaBbcc的兩個體進(jìn)行雜交。下列關(guān)于該雜交后代的推測,正確的是

(

)A.基因型有8種,基因型為AaBbCc的個體比例為1/8B.基因型有12種,基因型為aaBbcc的個體比例為1/12C.表型有8種,基因型為Aabbcc的個體比例為1/16D.表型有8種,基因型為aaBbCc的個體比例為1/16C[解析]AaBbCc×aaBbcc,后代中基因型有2×3×2=12(種),基因型為AaBbCc的個體比例為1/2×1/2×1/2=1/8,基因型為aaBbcc的個體比例為1/2×1/2×1/2=1/8,A、B錯誤;AaBbCc×aaBbcc,后代中表型有2×2×2=8(種),基因型為Aabbcc的個體比例為1/2×1/4×1/2=1/16,C正確;AaBbCc×aaBbcc,后代中表型有2×2×2=8(種),基因型為aaBbCc的個體比例為1/2×1/2×1/2=1/8,D錯誤。例2[2023·廣東茂名電白區(qū)一中月考]某高等植物具有葉緣(深裂、淺裂)和葉形(心形、條形)兩對相對性狀。兩純合植株雜交得F1,F1自交得F2,F2葉片的表型及比例為心形深裂∶心形淺裂∶條形深裂∶條形淺裂=27∶9∶21∶7。若這兩對性狀由3對等位基因控制,下列說法錯誤的是

(

)A.3對等位基因的遺傳遵循基因的自由組合定律B.親本性狀的表型可能是心形深裂和條形淺裂C.若F2中條形淺裂植株自由交配,F3中心形淺裂植株占4/49D.F2中的心形淺裂植株能產(chǎn)生4種花粉,比例為4∶2∶2∶1C[解析]由于F2的表型及比例為心形深裂∶心形淺裂∶條形深裂∶條形淺裂=27∶9∶21∶7=(9∶7)×(3∶1),故3對等位基因的遺傳遵循基因的自由組合定律,A正確;若葉形相關(guān)基因用A/a和B/b表示,淺裂為隱性性狀,相關(guān)基因用C/c表示,若親本的表型是心形深裂和條形淺裂,基因型為AABBCC和aabbcc,雜交后得到的F1三對等位基因均雜合,能夠得到27∶9∶21∶7的比例,B正確;F2中條形淺裂植株(aaB_cc、A_bbcc、aabbcc)自由交配,父本產(chǎn)生的配子為2/7Ab、3/7ab、2/7aB,母本產(chǎn)生的配子為2/7Ab、3/7ab、2/7aB,故F3中心形淺裂植株占8/49,C錯誤;F2中的心形淺裂植株(A_B_cc)能產(chǎn)生4種花粉:ABc、Abc、aBc、abc,比例為4∶2∶2∶1,D正確。二、基因互作類問題【情境】

孟德爾在對豌豆性狀的遺傳研究中發(fā)現(xiàn),具有兩對相對性狀的純合子親本進(jìn)行雜交得F1,F1自交得F2,F2中4種表型之比為9∶3∶3∶1。然而生物的性狀往往受多對基因及環(huán)境的制約,由于基因產(chǎn)物相互作用等因素,F2的性狀分離比并不一定都呈現(xiàn)9∶3∶3∶1?！就卣埂款愋鸵?/p>

基因型不為A_B_的個體為同一種表型[分析]F1(AaBb)自交,后代比例如下所示:類型二基因型為A_bb和aaB_的個體為同一表型[分析]F1(AaBb)自交,后代比例如下所示:類型基因型為aa__(或__bb)的個體為同一種表型F1(AaBb)自交后代比例

或

F1(AaBb)測交后代比例其他類型嘗試按照上述分析方式,完成下列表格類型基因型不為aabb的個體為同一表型F1(AaBb)自交后代比例F1(AaBb)測交后代比例

類型基因型為__B_(或A___)的個體為同一種表型F1(AaBb)自交后代比例

或

F1(AaBb)測交后代比例類型基因型不為A_bb(或aaB_)的個體為同一表型F1(AaBb)自交后代比例

或

F1(AaBb)測交后代比例

或

例3[2023·山東濟(jì)南章丘區(qū)四中月考]某雌雄同株植物的花色性狀形成的代謝途徑如圖所示,兩對基因獨(dú)立遺傳。將基因型為AABB的個體與基因型為aabb的個體雜交得到F1,F1自交得到的F2的表型及比例為

(

)A.紫色∶紅色∶白色=9∶3∶4B.紫色∶紅色∶白色=9∶4∶3C.紫色∶白色=15∶1D.紫色∶紅色=15∶1A[解析]分析題圖可知,白花的基因型為aa__,紅花的基因型為A_bb,紫花的基因型為A_B_,據(jù)此答題。兩對基因獨(dú)立遺傳,遵循自由組合定律。基因型為AABB的個體與基因型為aabb的個體雜交得到F1,其基因型為AaBb,F1自交后代的基因型及其比例為A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb=9∶3∶3∶1,表型及其比例為紫色∶紅色∶白色=9∶3∶4,A正確,B、C、D錯誤。例4[2023·湖北部分地市州調(diào)研]亞洲棉的光籽(無短絨)和毛籽(有短絨)是一對相對性狀,為探究亞洲棉棉絨的遺傳規(guī)律,研究者利用表型為光籽的3種不同突變體與野生型毛籽棉進(jìn)行雜交,F1自交,結(jié)果如下表。有關(guān)分析錯誤的是 (

)組別親本F2表型及比例①突變體甲×毛籽棉光籽∶毛籽=3∶1②突變體乙×毛籽棉光籽∶毛籽=13∶3③突變體丙×毛籽棉光籽∶毛籽=9∶7A.統(tǒng)計的F2數(shù)量足夠多時才會接近表中結(jié)果B.組別③的F2中毛籽個體共有5種基因型C.組別②的F1測交后代表型及比例為光籽∶毛籽=1∶3D.突變體甲光籽性狀的遺傳不一定受一對等位基因的控制√[解析]根據(jù)統(tǒng)計學(xué)原理,只有統(tǒng)計的F2數(shù)量足夠多時,才會接近表中結(jié)果,A正確;根據(jù)組別③突變體丙×毛籽棉,得到F2表型及比例為光籽∶毛籽=9∶7,設(shè)這兩對基因為A/a、B/b,則F2中毛籽個體的基因型為AAbb、Aabb、aaBB、aaBb、aabb,共5種,B正確;根據(jù)組別②突變體乙×毛籽棉,得到F2表型及比例為光籽∶毛籽=13∶3,是9∶3∶3∶1的變形,可推斷乙的性狀受兩對等位基因控制,且F1為雙雜合子,設(shè)F1的基因型為AaBb,測交后代應(yīng)有AaBb、Aabb、aaBb、aabb四種基因型,AaBb、aabb為光籽,Aabb和aaBb中應(yīng)還有一種為光籽,故組別②的F1測交后代表型及比例為光籽∶毛籽=3∶1,C錯誤;根據(jù)組別①突變體甲×毛籽棉,得到F2表型及比例為光籽∶毛籽=3∶1,說明甲的光籽性狀的遺傳至少涉及一對等位基因,但無法確定,即突變體甲光籽性狀的遺傳不一定受一對等位基因的控制,D正確。[總結(jié)]基因互作引起特殊分離比的解題步驟(1)判斷是否遵循基因自由組合定律,若雙雜合子自交后代的表型比例之和為16,則符合基因的自由組合定律。(2)利用基因自由組合定律,寫出遺傳圖解,并注明自交后代性狀分離比(9∶3∶3∶1)。(3)根據(jù)題意,將具有相同表型的個體進(jìn)行“合并同類項”,如“9∶6∶1”,即9∶(3+3)∶1,單顯性類型表現(xiàn)相同性狀。(4)根據(jù)(3)推斷子一代、親本的基因型、表型及相關(guān)比例。例5某植株花色受A、a和B、b兩對等位基因控制。當(dāng)不存在顯性基因時,花色為白色,當(dāng)存在顯性基因時,隨顯性基因數(shù)量的增加,花色紅色逐漸加深。現(xiàn)用兩株純合親本植株雜交得F1,F1自交得F2,F2中有白花植株和4種紅花植株,按紅色由深至淺再到白的順序統(tǒng)計出5種類型植株數(shù)量比例為1∶4∶6∶4∶1。下列說法正確的是 (

)A.親本的基因型一定為AABB和aabbB.F2中與親本表型相同的類型占1/8或3/8C.該植株的花色遺傳不遵循基因的自由組合定律D.用F1作為材料進(jìn)行測交實驗,測交后代每種表型各占1/4B[解析]F2中5種類型植株數(shù)量比例為1∶4∶6∶4∶1,是9∶3∶3∶1的變形,按紅色由深至淺再到白的順序是AABB、(AABb、AaBB)、(AAbb、aaBB、AaBb)、(Aabb、aaBb)、aabb,則F1基因型為AaBb,親本的基因型為AABB×aabb或AAbb×aaBB,A錯誤。當(dāng)親本的基因型為AABB和aabb時,F2中與親本表型相同的類型有AABB、aabb,占1/8;當(dāng)親本的基因型為AAbb和aaBB時,F2中與親本表型相同的類型有AAbb、aaBB、AaBb,占3/8,B正確。該植株的花色遺傳遵循基因的自由組合定律,C錯誤。用F1作為材料進(jìn)行測交實驗,測交后代有4種基因型,分別是AaBb、Aabb、aaBb、aabb,但是只有3種表型,比例為1∶2∶1,D錯誤。三、純合致死問題類型一顯性純合(AA和BB)致死,求AaBb自交后代基因型和比例則AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=

。

1AA2Aa4AaBb1aa2Aabb2aaBb1aabb4∶2∶2∶1類型二

顯性純合(AA和BB)致死,結(jié)合遺傳圖解分析AaBb測交后代基因型和比例則AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=

。

同理可推知其他致死類型自交和測交的子代性狀分離比。1Aa1aa1bb1Bb1AaBb1Aabb1aaBb1aabb1∶1∶1∶1純合致死常見比例(以AaBb為例)類型自交后代測交后代顯性純合致死AA和BB致死AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=4∶2∶2∶1AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=1∶1∶1∶1AA(或BB)致死6(2AaBB+4AaBb)∶3aaB_∶2Aabb∶1aabb或6(2AABb+4AaBb)∶3A_bb∶2aaBb∶1aabbAaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=1∶1∶1∶1類型自交后代測交后代隱性純合致死雙隱性致死9A_B_∶3A_bb∶3aaB_1AaBb∶1Aabb∶laaBb單隱性致死9A_B_∶3A_bb或9A_B_∶3aaB_1AaBb∶1Aabb或1AaBb∶1aaBb例6在小鼠的一個自然種群中,任取一對黃色(A)短尾(B)個體經(jīng)多次交配(兩對性狀的遺傳遵循自由組合定律),F1的表型及比例為黃色短尾∶灰色短尾∶黃色長尾∶灰色長尾=4∶2∶2∶1。實驗中發(fā)現(xiàn)有些基因型有致死現(xiàn)象(胚胎致死)。下列說法錯誤的是 (

)A.黃色短尾親本測交不能產(chǎn)生顯性純合子后代B.黃色短尾的致死基因型有AABB、AABb和AaBBC.該小鼠的致死基因型都是純合的D.若讓F1中灰色短尾鼠和黃色長尾鼠雜交,后代無致死現(xiàn)象C[解析]該對黃色短尾鼠經(jīng)多次交配,F1的表型及比例為黃色短尾∶灰色短尾∶黃色長尾∶灰色長尾=4∶2∶2∶1,由此可確定親本的基因型為AaBb,且只要有一對顯性基因純合就會胚胎致死。親本的基因型為AaBb,其測交產(chǎn)生的后代中顯性個體都是雜合子,A正確;黃色短尾個體的基因型共有AaBb、AABB、AABb和AaBB4種,其中致死基因型有AABB、AABb和AaBB3種,B正確;該小鼠的致死基因型有AABB、AABb、AaBB、AAbb和aaBB,其中AABb、AaBB是雜合子,C錯誤;若讓F1中灰色短尾鼠(aaBb)和黃色長尾鼠(Aabb)雜交,后代的基因型有AaBb、aaBb、Aabb和aabb4種,沒有致死現(xiàn)象,D正確。例7某種自花傳粉植物,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,紅花對白花為顯性。若基因型為AaBb(兩對等位基因獨(dú)立遺傳)的親本進(jìn)行自交,則下列敘述正確的是 (

)A.子一代中紅花植株數(shù)是白花植株數(shù)的2倍B.子一代中基因型為aabb個體所占比例是1/12C.親本產(chǎn)生的可育雄配子數(shù)是不育雄配子數(shù)的2倍D.親本產(chǎn)生的含B的可育雄配子數(shù)與含b的可育雄配子數(shù)相等D[解析]兩對等位基因獨(dú)立遺傳,故花粉育性不影響B(tài)和b基因的遺傳,Bb自交,子一代中紅花植株(B_)∶白花植株(bb)=3∶1,A錯誤;基因型為AaBb的親本產(chǎn)生的雌配子種類和比例為AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1,由于含a的花粉50%可育,故雄配子種類及比例為AB∶Ab∶aB∶ab=2∶2∶1∶1,所以子一代中基因型為aabb的個體所占比例為1/4×1/6=1/24,B錯誤;親本產(chǎn)生的可育雄配子是A+1/2a,不育雄配子為1/2a,故親本產(chǎn)生的可育雄配子數(shù)是不育雄配子的三倍,C錯誤;花粉育性不影響B(tài)和b基因的遺傳,親本Bb自交,產(chǎn)生的可育的雄配子是B和b,且比例為1∶1,D正確。例8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(dú)立遺傳。為研究該種植物的基因致死情況,某研究小組進(jìn)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(xiàn)該種植物中的某個植株表現(xiàn)為寬葉高莖,則其基因型為AaBbD.將寬葉高莖植株進(jìn)行自交,所獲得子代植株中純合子所占比例為1/4D[解析]實驗①:寬葉矮莖植株自交,子代中寬葉矮莖∶窄葉矮莖=2∶1,親本基因型為Aabb,子代中原本為AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,因此推測AA致死;實驗②:窄葉高莖植株自交,子代中窄葉高莖∶窄葉矮莖=2∶1,親本基因型為aaBb,子代中原本為BB∶Bb∶bb=1∶2∶1,因此推測BB致死,A正確;實驗①中親本為寬葉矮莖,且后代出現(xiàn)性狀分離,所以親本基因型為Aabb,由于AA致死,因此子代中寬葉矮莖的基因型也為Aabb,B正確;由于AA和BB均致死,因此若發(fā)現(xiàn)該種植物中的某個植株表現(xiàn)為寬葉高莖,則其基因型為AaBb,C正確;將寬葉高莖植株AaBb進(jìn)行自交,由于AA和BB致死,子代原本的9∶3∶3∶1剩下4∶2∶2∶1,其中只有窄葉矮莖的植株為純合子,所占比例為1/9,D錯誤。四、遺傳規(guī)律的驗證驗證方法結(jié)論自交法若F1自交后代的性狀分離比為3∶1,則符合分離定律,至少由一對等位基因控制若F1自交后代的性狀分離比為9∶3∶3∶1,則符合自由組合定律,至少由兩對獨(dú)立遺傳的等位基因控制驗證方法結(jié)論測交法若F1測交后代的性狀比例為1∶1,則符合分離定律,至少由一對等位基因控制若F1測交后代的性狀比例為1∶1∶1∶1,則至少由兩對獨(dú)立遺傳的等位基因控制花粉鑒定法若花粉有兩種表型,比例為1∶1,則符合分離定律若花粉有四種表型,比例為1∶1∶1∶1,則符合自由組合定律例9已知玉米籽粒黃色(A)對白色(a)為顯性,非糯性(B)對糯性(b)為顯性,這兩對性狀自由組合。請選用適宜的純合親本進(jìn)行一個雜交實驗來驗證:①籽粒的黃色與白色的遺傳符合分離定律;②籽粒的非糯性與糯性的遺傳符合分離定律;③以上兩對性狀的遺傳符合自由組合定律。要求:寫出遺傳圖解,并加以說明。分析F2個體,①若黃粒(A_)∶白粒(aa)=3∶1,則該性狀的遺傳符合分離定律;②若非糯性(B_)∶糯性(bb)=3∶1,則該性狀的遺傳符合分離定律;③若黃非糯性∶黃糯性∶白非糯性∶白糯性=9∶3∶3∶1,即A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb=9∶3∶3∶1,則這兩對性狀的遺傳符合自由組合定律。[解析]驗證分離定律和自由組合定律,要選擇具有兩對相對性狀的純合親本進(jìn)行雜交實驗,根據(jù)題干提供的材料,可以選擇純合白糯性與純合黃非糯性作為親本進(jìn)行雜交,也