一、基因自由組合定律的拓展1.9∶3∶3∶1的拓展變式(1)自由組合定律中的特殊分離比成因9∶3∶3∶1是獨立遺傳的決定兩對相對性狀的兩對等位基因自由組合時出現(xiàn)的表現(xiàn)型比例,題干中如果出現(xiàn)附加條件,則可能出現(xiàn)9∶3∶4、9∶6∶1、15∶1、9∶7等一系列的特殊分離比。當后代的比例為9∶3∶3∶1或其變式時,則親本必為雙顯性性狀,且親本必為雙雜合子,這是解答此類問題的基本出發(fā)點。
(2)利用“合并同類項”妙解特殊分離比①看后代可能的配子組合種類,若組合方式是16種,不管以什么樣的比例呈現(xiàn),都符合基因的自由組合定律。②先寫出正常的分離比9∶3∶3∶1,對照題中所給信息進行歸類:若分離比為9∶7,則為9∶(3+3+1),即7是后三項合并的結果;若分離比為9∶6∶1,則為9∶(3+3)∶1,即6是中間兩項合并的結果;若分離比為15∶1,則為(9+3+3)∶1,即15是前三項合并的結果。
典例1(2019遼寧葫蘆島八中月考)某種蛇體色的遺傳如圖所示,當兩種色素都沒有時表現(xiàn)為白色。選純合的黑蛇與純合的橘紅蛇作為親本進行雜交,下列說法錯誤的是(　　)A.親本黑蛇和橘紅蛇基因型分別為BB、bbOOB.F1的基因型全部為BbO,表現(xiàn)型全部為花紋蛇C.讓F1花紋蛇相互交配,后代花紋蛇中純合子的比例為1/16D.讓F1花紋蛇與雜合橘紅蛇交配,其后代山現(xiàn)白蛇的概率1/8
典例2(2016四川高考)油菜物種Ⅰ(2n=20)與Ⅱ(2n=18)雜交產生的幼苗經秋水仙素處理后,得到一個油菜新品系(注:Ⅰ的染色體和Ⅱ的染色體在減數(shù)分裂中不會相互配對)。(1)秋水仙素通過抑制分裂細胞中　　　　　　的形成,導致染色體加倍;獲得的植株進行自交,子代　　　　(填“會”或“不會”)出現(xiàn)性狀分離。?(2)觀察油菜新品系根尖細胞有絲分裂,應觀察　　　　區(qū)的細胞,處于分裂后期的細胞中含有　　　條染色體。?(3)該油菜新品系經多代種植后出現(xiàn)不同顏色的種子,已知種子顏色由一對基因A/a控制,并受另一對基因R/r影響。用產黑色種子植株(甲)、產黃色種子植株(乙和丙)進行以下實驗:
①由實驗一得出,種子顏色性狀中黃色對黑色為　　　性。?②分析以上實驗可知,當　　　　基因存在時會抑制A基因的表達。實驗二中丙的基因型為　　　　　,F2產黃色種子植株中雜合子的比例為　　　　。?③有人重復實驗二,發(fā)現(xiàn)某一F1植株,其體細胞中含R/r基因的同源染色體有三條(其中兩條含R基因),請解釋該變異產生的原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。讓該植株自交,理論上后代中產黑色種子的植株所占比例為　　　　。?
答案 (1)紡錘體　不會　(2)分生　76(3)①隱?、赗　AARR　10/13　③植株丙在減數(shù)第一次分裂后期含R基因的同源染色體未分離(或植株丙在減數(shù)第二次分裂后期含R基因的姐妹染色單體未分開)　1/48
解析 (1)秋水仙素通過抑制細胞分裂前期紡錘體的形成,從而使細胞染色體加倍,產生的新植株為純合子,自交后代不會出現(xiàn)性狀分離。(2)由于根部根尖分生區(qū)細胞分裂旺盛,觀察油菜新品系根尖細胞有絲分裂,應觀察分生區(qū)的細胞。處于分裂后期的細胞,染色體加倍,油菜物種Ⅰ與Ⅱ雜交形成的子代植株染色體數(shù)目是19,秋水仙素處理后為38,有絲分裂后期,染色體著絲點一分為二,細胞中染色體加倍為76條。
(3)由實驗一可判斷種子顏色黑對黃為顯性。由實驗二F1自交后代表現(xiàn)型比例可判斷,F1黃色植株基因型為AaRr,F2黑色植株基因型為A_rr,黃色植株基因型為A_R_、aaR_、aarr,可判斷當R基因存在時,會抑制基因A的表達。甲為黑色種子,基因型為AArr,乙為黃色種子,基因型為aarr,丙為黃色種子,基因型為AARR。F2中產黃色種子植株中純合子的基因型為AARR、aaRR、aarr,占3/13,則雜合子占10/13。F1體細胞中含R/r基因的同源染色體有三條,可能是植株丙在減數(shù)第一次分裂后期含R基因的同源染色體未分離,也可能是植株丙在減數(shù)第二次分裂后期含R基因的姐妹染色單體未分開。該植株產生的配子有:1/2A、1/2a;1/6RR、1/3Rr、1/6r、1/3R,自交后代中黑色種子植株A_rr的比例=3/4×1/36=1/48。
性狀分離比9∶3∶3∶1的變式題解題步驟
2.遺傳致死類剖析(相關基因用A、a和B、b表示)(1)致死現(xiàn)象導致性狀分離比的改變①顯性純合致死
②隱性純合致死a.雙隱性致死F1(AaBb)自交后代:A_B_∶A_bb∶aaB_=9∶3∶3b.單隱性(aaB_或A_bb)致死F1(AaBb)自交后代:A_B_∶A_bb=9∶3或A_B_∶aaB_=9∶3(2)解答致死類問題的方法技巧①從每對相對性狀分離比角度分析,如:6∶3∶2∶1?(2∶1)(3∶1)?AA或BB致死。4∶2∶2∶1?(2∶1)(2∶1)?AA和BB均致死。
②從F2每種性狀的基因型種類及比例分析,如BB致死:
典例3(2018山東煙臺期末)大豆子葉顏色(BB表現(xiàn)為深綠,Bb表現(xiàn)為淺綠,bb呈黃色,幼苗階段死亡)和花葉病的抗性(抗病、不抗病分別由R、r基因控制)遺傳的實驗結果如下表:
下列敘述正確的是(　　)A.組合一和組合二父本的基因型相同B.F1的子葉淺綠抗病植株自交,在F2的成熟植株中表現(xiàn)型的種類有4種,比例為9∶3∶3∶1C.用子葉深綠與子葉淺綠植株雜交得Fl,F1隨機交配得到的F2成熟群體中,子葉深綠與淺綠的比例為3∶2D.在最短的時間內選育出純合的子葉深綠抗病大豆最好用與組合二的父本基因型相同的植株自交
3.控制不同性狀的等位基因是否位于一對同源染色體上確定基因位置的4個判斷方法。(1)判斷基因是否位于一對同源染色體上:以AaBb為例,若兩對等位基因位于一對同源染色體上,不考慮交叉互換,則產生兩種類型的配子,在此基礎上進行自交會產生兩種或三種表現(xiàn)型,測交會出現(xiàn)兩種表現(xiàn)型;若兩對等位基因位于一對同源染色體上,考慮交叉互換,則產生四種類型的配子,在此基礎上進行自交或測交會出現(xiàn)四種表現(xiàn)型。(2)判斷基因是否易位到一對同源染色體上:若兩對基因遺傳具有自由組合定律的特點,但卻出現(xiàn)不符合自由組合定律的現(xiàn)象,可考慮基因轉移到同一對同源染色體上的可能,如由染色體易位引起的變異。
(3)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上,其自交會出現(xiàn)分離定律中的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上,各個外源基因的遺傳互不影響,則會表現(xiàn)出自由組合定律的現(xiàn)象。(4)判斷基因是否位于不同對同源染色體上:以AaBb為例,若兩對等位基因分別位于兩對同源染色體上,則產生四種類型的配子。在此基礎上進行測交或自交時會出現(xiàn)特定的性狀分離比,如1∶1∶1∶1或9∶3∶3∶1(或9∶7等變式),也會出現(xiàn)致死背景下特殊的性狀分離比,如4∶2∶2∶1、6∶3∶2∶1。在涉及兩對等位基因遺傳時,若出現(xiàn)上述性狀分離比,可考慮基因位于兩對同源染色體上。
典例4(2018安徽馬鞍山質監(jiān))某植物花的顏色由兩對獨立遺傳的等位基因(A/a,B/b)控制,當A、B同時存在時表現(xiàn)為紅色,否則為白色,回答下列問題。(1)讓純合紅花個體與白花(aabb)個體雜交,F1自交,F2中表現(xiàn)型及比例為　　　　　　　　　,F2白花個體中純合子占　　　　　。?
(2)當A、B基因同時存在時,基因M使花瓣呈紫色,基因n純合時抑制色素形成。①基因型為AaBbMmnn個體花的顏色表現(xiàn)為　　　　　。?②已知M/m、N/n不在A/a、B/b所在的染色體上,現(xiàn)有基因型為AABBMMnn、AABBmmNN、AABBmmnn的個體,假定不發(fā)生突變和交叉互換,請用以上品系為材料,設計實驗來確定M/m和N/n是否位于一對同源染色體上。實驗思路:???　。?預期結果及結論:若　　　　　　　　,說明M/m、N/n位于一對同源染色體上;?若　　　　　　　　,說明M/m、N/n位于兩對同源染色體上。?
答案 (1)紅色∶白色=9∶7　3/7(2)①白色②選取AABBMMnn和AABBmmNN個體雜交獲得F1,F1自交獲得F2(選取AABBMMnn和AABBmmNN個體雜交獲得F1,F1與AABBmmnn雜交得到F2)若F2紫色∶紅色∶白色=2∶1∶1(若F2紅色∶白色=1∶1)若F2紫色∶紅色∶白色=9∶3∶4(若F2紫色∶紅色∶白色=1∶1∶2)
解析 (1)據(jù)題意可知純合紅花個體的基因型為AABB,與白花(aabb)個體雜交,產生F1,F1自交,后代的基因型及比例為A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb=9∶3∶3∶1,根據(jù)題意可知,基因型為A_B_的個體表現(xiàn)為紅色,其余基因型的個體表現(xiàn)為白色,因此F2中表現(xiàn)型及比例為紅色∶白色=9∶7,F2白花個體占7/16,其中純合子個體的基因型為AAbb、aaBB、aabb,各占1/16,因此F2白花個體中純合子占(1/16+1/16+1/16)/(7/16)=3/7。
(2)①據(jù)題意可知基因n純合時抑制色素形成,因此基因型為AaBbMmnn個體花的顏色表現(xiàn)為白色。②現(xiàn)有基因型為AABBMMnn、AABBmmNN、AABBmmnn的個體,假定不發(fā)生突變和交叉互換,用以上品系為材料,設計實驗來確定M/m和N/n是否位于一對同源染色體上的實驗思路是選取AABBMMnn和AABBmmNN個體雜交獲得F1,F1自交獲得F2(選取AABBMMnn和AABBmmNN個體雜交獲得F1,F1與AABBmmnn雜交得到F2)　預期結果及結論:若F2紫色∶紅色∶白色=2∶1∶1(若F2紅色∶白色=1∶1),說明M/m、N/n位于一對同源染色體上;若F2紫色∶紅色∶白色=9∶3∶4(若F2紫色∶紅色∶白色=1∶1∶2),說明M/m、N/n位于兩對同源染色體上。
二、孟德爾遺傳定律的實驗探究1.遺傳定律的驗證方法
典例5在一個自然果蠅種群中,果蠅的正常眼與棒狀眼為一對相對性狀(由基因D、d控制),灰身(A)對黑身(a)為顯性,直翅(B)對彎翅(b)為顯性。某果蠅基因型如右圖所示(僅畫出部分染色體),請回答下列問題。
(1)灰身與黑身、直翅與彎翅這兩對相對性狀的遺傳　　　　　　　　　(填“遵循”或“不遵循”)基因的自由組合定律,理由是　?　。?(2)圖示果蠅細胞的有絲分裂后期,移向細胞同一極的基因有　　　　　　　　　　　。?(3)該果蠅與一只表現(xiàn)型為灰身、直翅、棒狀眼的雄果蠅交配,得到206只灰身直翅棒狀眼雌果蠅、99只灰身直翅棒狀眼雄果蠅和102只灰身直翅正常眼雄果蠅,則選擇的雄果蠅基因型為　　　　　　　。為驗證基因的自由組合定律,最好選擇基因型為　　　　　　　的雄果蠅與圖示果蠅進行交配。?
答案 (1)不遵循　控制這兩對相對性狀的基因位于一對同源染色體上 (2)A、a、B、b、D、d (3)AABBXDY　aabbXdY解析 (1)分析細胞圖像可知,A、a與B、b兩對基因位于同一對同源染色體上,遺傳時不遵循基因的自由組合定律。(2)有絲分裂后期著絲點分裂,由一條染色體復制而來的兩條染色單體分開,成為兩條染色體,移向兩極,所以移向細胞同一極的基因有A、a、B、b、D、d。(3)根據(jù)題意可知,該果蠅與一只表現(xiàn)型為灰身、直翅、棒狀眼的雄果蠅交配,子代表現(xiàn)型及比例為灰身直翅棒狀眼雌果蠅∶灰身直翅棒狀眼雄果蠅∶灰身直翅正常眼雄果蠅=2∶1∶1,由于正常眼與棒狀眼這對相對性狀與性別有關,所以D、d這對等位基因位于X染色體上,即圖示果蠅的基因型為AaBbXDXd,親本中的雄果蠅的基因型為AABBXDY;為驗證基因的自由組合定律,應進行測交實驗,即選擇基因型為aabbXdY的雄果蠅與之進行交配。
2.基因型的推測與驗證利用假說—演繹法解答有關推測基因型的題目。(1)假說—演繹法的基本內容:(2)假說—演繹法在解題時的應用:用此法解答題目的流程是先作出假設,然后根據(jù)假設進行演繹推理(一般要畫遺傳圖解)得出結果,再由結果得出結論。但在具體應用時,應注意:①根據(jù)題目中的信息,要提出全部的假設,不能有遺漏;②對所提出的每一個假設,都要有相應的結果和結論;③反推——根據(jù)結論來推結果,即若結論是正確的,則必然會對應一個正確的結果,這是解題的關鍵。
典例6某種植物的果皮有毛和無毛、果肉黃色和白色為兩對相對性狀,各由一對等位基因控制(前者用D、d表示,后者用F、f表示),且獨立遺傳。利用該種植物三種不同基因型的個體(有毛白肉A、無毛黃肉B、無毛黃肉C)進行雜交,實驗結果如下:
回答下列問題。(1)果皮有毛和無毛這對相對性狀中的顯性性狀為　　　　,果肉黃色和白色這對相對性狀中的顯性性狀為　　　　　　。?(2)有毛白肉A、無毛黃肉B和無毛黃肉C的基因型依次為　　　。(3)若無毛黃肉B自交,理論上,下一代的表現(xiàn)型及比例為　　　。(4)若實驗3中的子代自交,理論上,下一代的表現(xiàn)型及比例為　　。(5)實驗2中得到的子代無毛黃肉的基因型有　　　　　。
答案 (1)有毛　黃肉(2)DDff、ddFf、ddFF(3)無毛黃肉∶無毛白肉=3∶1(4)有毛黃肉∶有毛白肉∶無毛黃肉∶無毛白肉=9∶3∶3∶1(5)ddFF、ddFf

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