1、(三) 基因自由组合定律的遗传特例分析,-2-,一、基因自由组合定律的拓展 1.9331的拓展变式 (1)自由组合定律中的特殊分离比成因 9331是独立遗传的决定两对相对性状的两对等位基因自由组合时出现的表现型比例,题干中如果出现附加条件,则可能出现934、961、151、97等一系列的特殊分离比。当后代的比例为9331或其变式时,则亲本必为双显性性状,且亲本必为双杂合子,这是解答此类问题的基本出发点。,-3-,-4-,-5-,(2)利用“合并同类项”妙解特殊分离比 看后代可能的配子组合种类,若组合方式是16种,不管以什么样的比例呈现,都符合基因的自由组合定律。 先写出正常的分离比9331,对
2、照题中所给信息进行归类:若分离比为97,则为9(3+3+1),即7是后三项合并的结果;若分离比为961,则为9(3+3)1,即6是中间两项合并的结果;若分离比为151,则为(9+3+3)1,即15是前三项合并的结果。,-6-,典例1(2019辽宁葫芦岛八中月考)某种蛇体色的遗传如图所示,当两种色素都没有时表现为白色。选纯合的黑蛇与纯合的橘红蛇作为亲本进行杂交,下列说法错误的是( )A.亲本黑蛇和橘红蛇基因型分别为BBoo、bbOO B.F1的基因型全部为BbOo,表现型全部为花纹蛇 C.让F1花纹蛇相互交配,后代花纹蛇中纯合子的比例为1/16 D.让F1花纹蛇与杂合橘红蛇交配,其后代山现白蛇的
3、概率1/8,答案,解析,-7-,典例2(2016四川高考)油菜物种(2n=20)与(2n=18)杂交产生的幼苗经秋水仙素处理后,得到一个油菜新品系(注:的染色体和的染色体在减数分裂中不会相互配对)。 (1)秋水仙素通过抑制分裂细胞中 的形成,导致染色体加倍;获得的植株进行自交,子代 (填“会”或“不会”)出现性状分离。 (2)观察油菜新品系根尖细胞有丝分裂,应观察 区的细胞,处于分裂后期的细胞中含有 条染色体。 (3)该油菜新品系经多代种植后出现不同颜色的种子,已知种子颜色由一对基因A/a控制,并受另一对基因R/r影响。用产黑色种子植株(甲)、产黄色种子植株(乙和丙)进行以下实验:,-8-,由
4、实验一得出,种子颜色性状中黄色对黑色为 性。 分析以上实验可知,当 基因存在时会抑制A基因的表达。实验二中丙的基因型为 ,F2产黄色种子植株中杂合子的比例为 。 有人重复实验二,发现某一F1植株,其体细胞中含R/r基因的同源染色体有三条(其中两条含R基因),请解释该变异产生的原因: 。让该植株自交,理论上后代中产黑色种子的植株所占比例为 。,-9-,答案 (1)纺锤体 不会 (2)分生 76 (3)隐 R AARR 10/13 植株丙在减数第一次分裂后期含R基因的同源染色体未分离(或植株丙在减数第二次分裂后期含R基因的姐妹染色单体未分开) 1/48,解析 (1)秋水仙素通过抑制细胞分裂前期纺锤
5、体的形成,从而使细胞染色体加倍,产生的新植株为纯合子,自交后代不会出现性状分离。(2)由于根部根尖分生区细胞分裂旺盛,观察油菜新品系根尖细胞有丝分裂,应观察分生区的细胞。处于分裂后期的细胞,染色体加倍,油菜物种与杂交形成的子代植株染色体数目是19,秋水仙素处理后为38,有丝分裂后期,染色体着丝点一分为二,细胞中染色体加倍为76条。,-10-,(3)由实验一可判断种子颜色黑对黄为显性。由实验二F1自交后代表现型比例可判断,F1黄色植株基因型为AaRr,F2黑色植株基因型为A_rr,黄色植株基因型为A_R_、aaR_、aarr,可判断当R基因存在时,会抑制基因A的表达。甲为黑色种子,基因型为AAr
6、r,乙为黄色种子,基因型为aarr,丙为黄色种子,基因型为AARR。F2中产黄色种子植株中纯合子的基因型为AARR、aaRR、aarr,占3/13,则杂合子占10/13。F1体细胞中含R/r基因的同源染色体有三条,可能是植株丙在减数第一次分裂后期含R基因的同源染色体未分离,也可能是植株丙在减数第二次分裂后期含R基因的姐妹染色单体未分开。该植株产生的配子有:1/2A、1/2a;1/6RR、1/3Rr、1/6r、1/3R,自交后代中黑色种子植株A_rr的比例=3/41/36=1/48。,-11-,性状分离比9331的变式题解题步骤,-12-,2.遗传致死类剖析(相关基因用A、a和B、b表示) (1
7、)致死现象导致性状分离比的改变 显性纯合致死,-13-,隐性纯合致死 a.双隐性致死 F1(AaBb)自交后代:A_B_A_bbaaB_=933 b.单隐性(aaB_或A_bb)致死 F1(AaBb)自交后代:A_B_A_bb=93或A_B_aaB_=93 (2)解答致死类问题的方法技巧 从每对相对性状分离比角度分析,如: 6321(21)(31)AA或BB致死。 4221(21)(21)AA和BB均致死。,-14-,从F2每种性状的基因型种类及比例分析,如BB致死:,-15-,典例3(2018山东烟台期末)大豆子叶颜色(BB表现为深绿,Bb表现为浅绿,bb呈黄色,幼苗阶段死亡)和花叶病的抗性
8、(抗病、不抗病分别由R、r基因控制)遗传的实验结果如下表:,-16-,下列叙述正确的是( ) A.组合一和组合二父本的基因型相同 B.F1的子叶浅绿抗病植株自交,在F2的成熟植株中表现型的种类有4种,比例为9331 C.用子叶深绿与子叶浅绿植株杂交得Fl,F1随机交配得到的F2成熟群体中,子叶深绿与浅绿的比例为32 D.在最短的时间内选育出纯合的子叶深绿抗病大豆最好用与组合二的父本基因型相同的植株自交,答案,解析,-17-,3.控制不同性状的等位基因是否位于一对同源染色体上 确定基因位置的4个判断方法。 (1)判断基因是否位于一对同源染色体上:以AaBb为例,若两对等位基因位于一对同源染色体上
9、,不考虑交叉互换,则产生两种类型的配子,在此基础上进行自交会产生两种或三种表现型,测交会出现两种表现型;若两对等位基因位于一对同源染色体上,考虑交叉互换,则产生四种类型的配子,在此基础上进行自交或测交会出现四种表现型。 (2)判断基因是否易位到一对同源染色体上:若两对基因遗传具有自由组合定律的特点,但却出现不符合自由组合定律的现象,可考虑基因转移到同一对同源染色体上的可能,如由染色体易位引起的变异。,-18-,(3)判断外源基因整合到宿主染色体上的类型:外源基因整合到宿主染色体上有多种类型,有的遵循孟德尔遗传定律。若多个外源基因以连锁的形式整合在同源染色体的一条上,其自交会出现分离定律中的31
10、的性状分离比;若多个外源基因分别独立整合到非同源染色体的一条上,各个外源基因的遗传互不影响,则会表现出自由组合定律的现象。 (4)判断基因是否位于不同对同源染色体上:以AaBb为例,若两对等位基因分别位于两对同源染色体上,则产生四种类型的配子。在此基础上进行测交或自交时会出现特定的性状分离比,如1111或9331(或97等变式),也会出现致死背景下特殊的性状分离比,如4221、6321。在涉及两对等位基因遗传时,若出现上述性状分离比,可考虑基因位于两对同源染色体上。,-19-,典例4(2018安徽马鞍山质监)某植物花的颜色由两对独立遗传的等位基因(A/a,B/b)控制,当A、B同时存在时表现为
11、红色,否则为白色,回答下列问题。 (1)让纯合红花个体与白花(aabb)个体杂交,F1自交,F2中表现型及比例为 ,F2白花个体中纯合子占 。,-20-,(2)当A、B基因同时存在时,基因M使花瓣呈紫色,基因n纯合时抑制色素形成。 基因型为AaBbMmnn个体花的颜色表现为 。 已知M/m、N/n不在A/a、B/b所在的染色体上,现有基因型为AABBMMnn、AABBmmNN、AABBmmnn的个体,假定不发生突变和交叉互换,请用以上品系为材料,设计实验来确定M/m和N/n是否位于一对同源染色体上。 实验思路: 。 预期结果及结论: 若 ,说明M/m、N/n位于一对同源染色体上; 若 ,说明M
12、/m、N/n位于两对同源染色体上。,-21-,答案 (1)红色白色=97 3/7 (2)白色 选取AABBMMnn和AABBmmNN个体杂交获得F1,F1自交获得F2(选取AABBMMnn和AABBmmNN个体杂交获得F1,F1与AABBmmnn杂交得到F2) 若F2紫色红色白色=211(若F2红色白色=11) 若F2紫色红色白色=934(若F2紫色红色白色=112),解析 (1)据题意可知纯合红花个体的基因型为AABB,与白花(aabb)个体杂交,产生F1,F1自交,后代的基因型及比例为A_B_A_bbaaB_aabb=9331,根据题意可知,基因型为A_B_的个体表现为红色,其余基因型的个
13、体表现为白色,因此F2中表现型及比例为红色白色=97,F2白花个体占7/16,其中纯合子个体的基因型为AAbb、aaBB、aabb,各占1/16,因此F2白花个体中纯合子占(1/16+1/16+1/16)/(7/16)=3/7。,-22-,(2)据题意可知基因n纯合时抑制色素形成,因此基因型为AaBbMmnn个体花的颜色表现为白色。 现有基因型为AABBMMnn、AABBmmNN、AABBmmnn的个体,假定不发生突变和交叉互换,用以上品系为材料,设计实验来确定M/m和N/n是否位于一对同源染色体上的实验思路是选取AABBMMnn和AABBmmNN个体杂交获得F1,F1自交获得F2(选取AAB
14、BMMnn和AABBmmNN个体杂交获得F1,F1与AABBmmnn杂交得到F2) 预期结果及结论:若F2紫色红色白色=211(若F2红色白色=11),说明M/m、N/n位于一对同源染色体上;若F2紫色红色白色=934(若F2紫色红色白色=112),说明M/m、N/n位于两对同源染色体上。,-23-,二、孟德尔遗传定律的实验探究 1.遗传定律的验证方法,-24-,-25-,典例5在一个自然果蝇种群中,果蝇的正常眼与棒状眼为一对相对性状(由基因D、d控制),灰身(A)对黑身(a)为显性,直翅(B)对弯翅(b)为显性。某果蝇基因型如右图所示(仅画出部分染色体),请回答下列问题。,(1)灰身与黑身、
15、直翅与弯翅这两对相对性状的遗传 (填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律,理由是 。 (2)图示果蝇细胞的有丝分裂后期,移向细胞同一极的基因有 。 (3)该果蝇与一只表现型为灰身、直翅、棒状眼的雄果蝇交配,得到206只灰身直翅棒状眼雌果蝇、99只灰身直翅棒状眼雄果蝇和102只灰身直翅正常眼雄果蝇,则选择的雄果蝇基因型为 。为验证基因的自由组合定律,最好选择基因型为 的雄果蝇与图示果蝇进行交配。,-26-,答案 (1)不遵循 控制这两对相对性状的基因位于一对同源染色体上 (2)A、a、B、b、D、d (3)AABBXDY aabbXdY 解析 (1)分析细胞图像可知,A、a与B、b两对基因位
16、于同一对同源染色体上,遗传时不遵循基因的自由组合定律。(2)有丝分裂后期着丝点分裂,由一条染色体复制而来的两条染色单体分开,成为两条染色体,移向两极,所以移向细胞同一极的基因有A、a、B、b、D、d。(3)根据题意可知,该果蝇与一只表现型为灰身、直翅、棒状眼的雄果蝇交配,子代表现型及比例为灰身直翅棒状眼雌果蝇灰身直翅棒状眼雄果蝇灰身直翅正常眼雄果蝇=211,由于正常眼与棒状眼这对相对性状与性别有关,所以D、d这对等位基因位于X染色体上,即图示果蝇的基因型为AaBbXDXd,亲本中的雄果蝇的基因型为AABBXDY;为验证基因的自由组合定律,应进行测交实验,即选择基因型为aabbXdY的雄果蝇与之
17、进行交配。,-27-,2.基因型的推测与验证 利用假说演绎法解答有关推测基因型的题目。 (1)假说演绎法的基本内容:(2)假说演绎法在解题时的应用:用此法解答题目的流程是先作出假设,然后根据假设进行演绎推理(一般要画遗传图解)得出结果,再由结果得出结论。但在具体应用时,应注意: 根据题目中的信息,要提出全部的假设,不能有遗漏; 对所提出的每一个假设,都要有相应的结果和结论; 反推根据结论来推结果,即若结论是正确的,则必然会对应一个正确的结果,这是解题的关键。,-28-,典例6某种植物的果皮有毛和无毛、果肉黄色和白色为两对相对性状,各由一对等位基因控制(前者用D、d表示,后者用F、f表示),且独
18、立遗传。利用该种植物三种不同基因型的个体(有毛白肉A、无毛黄肉B、无毛黄肉C)进行杂交,实验结果如下:,-29-,回答下列问题。 (1)果皮有毛和无毛这对相对性状中的显性性状为 ,果肉黄色和白色这对相对性状中的显性性状为 。 (2)有毛白肉A、无毛黄肉B和无毛黄肉C的基因型依次为 。 (3)若无毛黄肉B自交,理论上,下一代的表现型及比例为 。 (4)若实验3中的子代自交,理论上,下一代的表现型及比例为 。 (5)实验2中得到的子代无毛黄肉的基因型有 。,答案 (1)有毛 黄肉 (2)DDff、ddFf、ddFF (3)无毛黄肉无毛白肉=31 (4)有毛黄肉有毛白肉无毛黄肉无毛白肉=9331 (
19、5)ddFF、ddFf,-30-,解析 (1)实验1中,有毛A与无毛B杂交,子一代均为有毛,说明有毛为显性性状,双亲关于果皮有毛、无毛这对相对性状的基因型均为纯合的(A的基因型为DD,B的基因型为dd);实验3中,白肉A与黄肉C杂交,子一代均为黄肉,据此可判断黄肉为显性性状,双亲关于果肉颜色的基因型均为纯合的(A的基因型为ff,C的基因型为FF);在此基础上,依据“实验1中的白肉A与黄肉B杂交,子一代黄肉与白肉的比为11”可判断黄肉B是杂合的,基因型为Ff。(2)综上所述,有毛白肉A、无毛黄肉B和无毛黄肉C的基因型依次为DDff、ddFf、ddFF。(3)无毛黄肉B(ddFf)自交,理论上,下一代的基因型为ddFFddFfddff=121,表现型及比例为无毛黄肉无毛白肉=31。(4)实验3中,子代的基因型为DdFf,具有两对相对性状的杂合子自交,符合基因自由组合定律,理论上,下一代的表现型及比例为有毛黄肉有毛白肉无毛黄肉无毛白肉=9331。(5)实验2中,亲本的基因型为ddFf(无毛黄肉B)和ddFF(无毛黄肉C),其杂交得到的子代无毛黄肉的基因型有两种:ddFf和ddFF。,
