【概念導(dǎo)圖】一圖知全局
【概念梳理】閉書測基礎(chǔ) 1.兩對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)——發(fā)現(xiàn)問題:(1)實(shí)驗(yàn)過程
(3)問題提出①為什么會(huì)出現(xiàn)新的性狀組合呢?②這與一對相對性狀實(shí)驗(yàn)中F2的3∶1的數(shù)量比有聯(lián)系嗎?
2.對自由組合現(xiàn)象的解釋——提出假說:(1)理論解釋(提出假設(shè))①兩對相對性狀分別由_____________控制。②F1產(chǎn)生配子時(shí),_____________彼此分離,_________________可以自由組合。③F1產(chǎn)生的雌配子和雄配子各有__種,且數(shù)量比相等。④受精時(shí),雌雄配子的結(jié)合是_____的。
(2)遺傳圖解(棋盤格式)
3.對自由組合現(xiàn)象的驗(yàn)證——演繹推理、驗(yàn)證假說:(1)演繹推理圖解
(2)測交實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:實(shí)驗(yàn)結(jié)果與演繹結(jié)果相符,假說成立。
4.自由組合定律:(1)實(shí)質(zhì):_______________的非等位基因,隨_____________的自由組合而組合。(2)研究對象:_______________________________。(3)適用范圍
位于非同源染色體上的非等位基因
5.孟德爾獲得成功的原因:
【概念辨析】全面清障礙 1.判斷關(guān)于兩對相對性狀雜交和測交實(shí)驗(yàn)說法的正誤:(1)F2的9∶3∶3∶1性狀分離比一定依賴于雌雄配子的隨機(jī)結(jié)合。( )(2)在F1黃色圓粒豌豆(YyRr)自交產(chǎn)生的F2中,與F1基因型完全相同的個(gè)體占 。( )(3)F2的黃色圓粒中,只有基因型為YyRr的個(gè)體是雜合子,其他的都是純合子。( )分析:F2的黃色圓粒中,只有YYRR是純合個(gè)體,其他都是雜合子,兩對基因中只要有一對基因雜合就是雜合子。
(4)若雙親豌豆雜交后子代表現(xiàn)型之比為1∶1∶1∶1,則兩個(gè)親本基因型一定為YyRr×yyrr。( )分析:兩個(gè)親本基因型也可以是Yyrr×yyRr。
2.判斷關(guān)于基因自由組合定律內(nèi)容及其相關(guān)適用條件說法的正誤:(1)在進(jìn)行減數(shù)分裂的過程中,等位基因彼此分離,非等位基因表現(xiàn)為自由組合。( )分析:減數(shù)分裂的過程中,同源染色體上的等位基因彼此分離,非同源染色體上的非等位基因自由組合。
(2)基因自由組合定律是指F1產(chǎn)生的4種類型的雄配子和雌配子可以自由組合。( )分析:自由組合定律是指配子形成的過程中,同源染色體攜帶等位基因分離的同時(shí),非同源染色體上的非等位基因發(fā)生自由組合,不發(fā)生于受精作用的過程。(3)孟德爾自由組合定律普遍適用于乳酸菌、酵母菌、藍(lán)藻、各種有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物。( )分析:孟德爾自由組合定律的適用范圍是能進(jìn)行有性生殖的真核生物。
(4)基因分離定律和自由組合定律具有相同的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。( )分析:基因分離定律以減數(shù)分裂過程中同源染色體分離導(dǎo)致等位基因的分離為基礎(chǔ)?；蜃杂山M合定律以減數(shù)分裂過程中非同源染色體的自由組合導(dǎo)致非等位基因自由組合為基礎(chǔ)。
【概念活用】教材命題源1.教材必修2 P10圖解:利用現(xiàn)有綠色圓粒豌豆(yyRr),獲得純合的綠色圓粒豌豆的實(shí)驗(yàn)思路:___________________________________________________________________________________。2.教材必修2 P9:“F2中還出現(xiàn)了親本所沒有的性狀組合——綠色圓粒和黃色皺粒”。F2中出現(xiàn)與親本不同的性狀類型,稱為重組類型。孟德爾實(shí)驗(yàn)中的重組類型是哪種?所占比例是多少?提示:黃色皺粒和綠色圓粒。所占比例為3/8。
讓綠色圓粒豌豆(yyRr)自交,淘汰綠色皺粒豌豆,再連續(xù)自交并
選擇,直到不發(fā)生性狀分離為止
3.教材必修2 P13“本章小結(jié)”:基因型是性狀表現(xiàn)的_________,表現(xiàn)型是基因型的表現(xiàn)形式。4.教材必修2 P10“旁欄思考題”拓展:孟德爾實(shí)驗(yàn)中為什么要用正交和反交進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?從數(shù)學(xué)角度看,9∶3∶3∶1與3∶1能否建立聯(lián)系?提示:用正交和反交實(shí)驗(yàn)是為了證明性狀的遺傳是否和母本有關(guān)(排除細(xì)胞質(zhì)遺傳)。(黃色∶綠色)×(圓?！冒櫫?=(3∶1)×(3∶1)=黃圓∶黃皺∶綠圓∶綠皺=9∶3∶3∶1。
考點(diǎn)一　自由組合定律發(fā)現(xiàn)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)分析【典例精研引領(lǐng)】大鼠的毛色由獨(dú)立遺傳的兩對等位基因控制。用黃色大鼠與黑色大鼠進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn),結(jié)果如圖。據(jù)圖判斷,下列敘述正確的是(　　)
A.黃色為顯性性狀,黑色為隱性性狀B.F1與黃色親本雜交,后代有兩種表現(xiàn)型C.F1和F2中灰色大鼠均為雜合子D.F2黑色大鼠與米色大鼠雜交,其后代中出現(xiàn)米色大鼠的概率為
【名師授法解題】抓題眼練思維
【解析】選B。假設(shè)控制大鼠毛色的兩對等位基因?yàn)锳、a和B、b。由圖示F2表現(xiàn)型及比例為灰色∶黃色∶黑色∶米色=9∶3∶3∶1可確定,灰色是“雙”顯性性狀,基因組成為A_B_,米色是“雙”隱性性狀,基因組成為aabb,黃色和黑色都是“單”顯性性狀,基因組成分別為A_bb和aaB_(設(shè)黃色為A_bb,黑色為aaB_),A錯(cuò)誤;根據(jù)親代黃色大鼠和黑色大鼠雜交,F1全部是灰色,可判斷親代黃色大鼠基因型為AAbb,黑色大鼠基因型為aaBB,F1灰色大鼠基因型均為AaBb。F1與黃色親本(AAbb)雜交,后代有灰色(A_Bb)和黃色(A_bb)兩種表現(xiàn)型,B正確;F2中灰色大鼠基因型1AABB、2AABb、2AaBB、4AaBb,其中包含純合子AABB,C錯(cuò)誤;F2中黑色大鼠基因型為1/3aaBB、2/3aaBb,與米色大鼠(aabb)雜交,其后代出現(xiàn)米色大鼠的概率為2/3×1/2=1/3。
【母題變式延伸】核心素養(yǎng)新命題(1)如果親本是灰色和米色,在子二代中親本類型和重組類型的比例與原題是否相同?(科學(xué)思維:比較與分類)提示:親本類型是與親本表現(xiàn)型相同的個(gè)體,重組類型是性狀經(jīng)過組合后產(chǎn)生的新表現(xiàn)型。親本換成灰色和米色,F2中親本類型和重組類型所占的比例均會(huì)改變。(2)若F1與米色個(gè)體交配,后代中純合子所占的比例為多少?(科學(xué)思維:分析與綜合)提示:F1與米色個(gè)體雜交,實(shí)際為測交實(shí)驗(yàn)。后代四種基因型、四種表現(xiàn)型,其中純合子占1/4,均為米色。
【知能素養(yǎng)提升】1.明辨重組類型的內(nèi)涵及常見錯(cuò)誤:(科學(xué)思維:歸納與分析)(1)明確重組類型的含義:重組類型是指F2中表現(xiàn)型與親本不同的個(gè)體,而不是基因型與親本不同的個(gè)體。(2)含兩對相對性狀的純合親本雜交,F2中重組類型所占比例并不都是6/16。①當(dāng)親本基因型為YYRR和yyrr時(shí),F2中重組類型所占比例是6/16。②當(dāng)親本基因型為YYrr和yyRR時(shí),F2中重組類型所占比例是1/16+9/16=10/16。
2.基因自由組合定律細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)的模型構(gòu)建與解讀:(科學(xué)思維:模型與建模)
(1)發(fā)生時(shí)期:自由組合發(fā)生于配子形成(MⅠ后期)過程中,而不是受精作用過程中。(2)組合基因:能發(fā)生自由組合的是位于非同源染色體上的非等位基因,而不僅指“非等位基因”,因?yàn)橥慈旧w上也有非等位基因。
3.基因分離定律與自由組合定律的關(guān)系及相關(guān)比例:(科學(xué)思維:分析與比較)
【熱點(diǎn)考向演練】考向一　探究自由組合定律發(fā)生過程,提升學(xué)生思維能力1.用具有兩對相對性狀的純種豌豆作親本雜交獲得F1,F1自交得F2,F2中黃色圓粒、黃色皺粒、綠色圓粒、綠色皺粒的比例為9∶3∶3∶1,與F2出現(xiàn)這樣的比例無直接關(guān)系的是(　　)A.親本必須是純種黃色圓粒豌豆與純種綠色皺粒豌豆B.F1產(chǎn)生的雄、雌配子各有4種,比例為1∶1∶1∶1C.F1自交時(shí)4種類型的雄、雌配子的結(jié)合是隨機(jī)的D.F1的16種配子結(jié)合方式獲得的受精卵都能發(fā)育成新個(gè)體
【解析】選A。親本可以是純種黃色圓粒豌豆與純種綠色皺粒豌豆,還可以是純種黃色皺粒豌豆與純種綠色圓粒豌豆,A錯(cuò)誤;F1黃色圓粒產(chǎn)生的雄、雌配子各有4種,比例均為1∶1∶1∶1,才能使子代出現(xiàn)9∶3∶3∶1,B正確;F1自交時(shí)4種類型的雄、雌配子的結(jié)合是隨機(jī)的,即結(jié)合的機(jī)會(huì)亦是均等的,C正確;F1的16種配子結(jié)合方式都能發(fā)育成新個(gè)體(種子)與F2出現(xiàn)這樣的比例有著直接的關(guān)系,D正確。
2.(2020·南充模擬)某植物的兩對等位基因分別用Y、y和R、r表示,若基因型為YyRr的該植物個(gè)體自交,F1的基因型及比例為Y_R_∶Y_rr∶yyR_∶yyrr=9∶3∶3∶1,下列敘述不必要的是(　　)A.兩對等位基因Y、y和R、r位于非同源染色體上B.兩對等位基因Y、y和R、r各控制一對相對性狀C.減數(shù)分裂產(chǎn)生的雌雄配子不存在差別性致死現(xiàn)象D.受精過程中各種基因型的雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的
【解析】選B。由子代中Y_R_∶Y_rr∶yyR_∶yyrr=9∶3∶3∶1可知,這兩對等位基因位于兩對同源染色體上,A正確;無論兩對等位基因Y、y和R、r各控制一對相對性狀還是同時(shí)控制一對相對性狀,自交后代Y_R_∶Y_rr∶yyR_∶yyrr均為9∶3∶3∶1,B錯(cuò)誤;后代Y_∶yy=3∶1,R_∶rr=3∶1,說明沒有差別性致死現(xiàn)象,C正確;受精過程中雌雄配子隨機(jī)結(jié)合是得到9∶3∶3∶1的一個(gè)重要前提,D正確。
考向二　把握自由組合定律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證思路,考查方案實(shí)施能力3.如圖是某種高等植物細(xì)胞中基因位置示意圖。不考慮交叉互換,下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A.A、a和B、b 兩對等位基因的遺傳遵循自由組合定律B.該個(gè)體產(chǎn)生的配子有ABCD、AbcD、aBCd和abcd 4種C.該個(gè)體自交子代的基因型有9種D.該個(gè)體與基因型為aabbccdd的個(gè)體測交,子代的表現(xiàn)型比例是1∶1∶1∶1
【解析】選D。A、a和B、b 兩對等位基因位于兩對同源染色體上,其遺傳遵循自由組合定律,A正確;該個(gè)體AD、ad、BC、bc連鎖,其他基因可以自由組合,故其產(chǎn)生的配子有ABCD、AbcD、aBCd和abcd 4種,B正確;該個(gè)體自交類似于兩對等位基因自交,其自交子代的基因型有9種,C正確;該個(gè)體與基因型為aabbccdd的個(gè)體測交,子代的表現(xiàn)型比例不一定是1∶1∶1∶1,D錯(cuò)誤。
4.某水稻的寬葉(A)對窄葉(a)為顯性,花粉粒非糯性(E)對糯性(e)為顯性,花粉粒長形(R)對圓形(r)為顯性。非糯性花粉遇碘變藍(lán)黑色,糯性花粉遇碘呈橙紅色,現(xiàn)用品種甲(aaeerr)、乙(aaEERR)、丙(AAeeRR)、丁(AAEErr)進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)?；卮鹣铝袉栴}:(1)若三對基因獨(dú)立遺傳,甲與丁的雜交后代產(chǎn)生的配子基因型及比例為______________________________________________________________________。若利用花粉鑒定法來驗(yàn)證基因自由組合定律,可選用的親本組合為__________________________________________________________________________。?
(2)為探究基因R、r和A、a的位置關(guān)系,研究人員做了以下雜交實(shí)驗(yàn):讓甲與丙雜交產(chǎn)生F1,F1與甲回交,觀察并統(tǒng)計(jì)后代的表現(xiàn)型及比例。請寫出可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論(不考慮交叉互換):___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。?(3)除以上讓F1與甲回交的方法外,還可采用________________的方法探究基因R、r和A、a的位置關(guān)系,請寫出可能的結(jié)果與結(jié)論:_____________________。
【解析】(1)甲與丁的雜交后代基因型為AaEerr,若三對基因獨(dú)立遺傳,則遵循自由組合定律,故基因型為AaEerr的個(gè)體會(huì)產(chǎn)生四種類型的配子:AEr、aEr、Aer、aer,比例為1∶1∶1∶1;若利用花粉鑒定法來驗(yàn)證基因的自由組合定律,由于花粉的形狀顯微鏡可見,花粉糯性非糯性遇碘變色可見,故可選用基因型為EeRr個(gè)體的花粉驗(yàn)證,故可選用的親本組合為甲×乙、丙×丁。(2)甲與丙雜交產(chǎn)生F1基因型為AaeeRr,F1與甲(aaeerr)回交,可能的情況如下:①若A、a與R、r位于同一對同源染色體上,則回交后代中只有兩種表現(xiàn)型,且比例為1∶1;②若基因A、a與R、r不在同一對同源染色體上,則后代有四種表現(xiàn)型,且
比例為1∶1∶1∶1。(3)除以上讓F1與甲回交的方法外,還可采用F1自交的方法探究基因A、a和R、r的位置關(guān)系,可能的結(jié)果與結(jié)論為:①若自交后代中只有兩種表現(xiàn)型,且比例為3∶1,則基因A、a與R、r位于同一對同源染色體上;②若自交后代有四種表現(xiàn)型,且比例為9∶3∶3∶1,則基因A、a與R、r不在同一對同源染色體上。
答案:(1)AEr∶aEr∶Aer∶aer=1∶1∶1∶1　甲×乙、丙×丁(2)如果回交后代中只有兩種表現(xiàn)型,且比例為1∶1,則基因A、a與R、r位于同一對同源染色體上;如果回交后代有四種表現(xiàn)型,且比例為1∶1∶1∶1,則基因A、a與R、r不在同一對同源染色體上(3)F1自交　若自交后代中只有兩種表現(xiàn)型,且比例為3∶1,則基因A、a與R、r位于同一對同源染色體上;若自交后代有四種表現(xiàn)型,且比例為9∶3∶3∶1,則基因A、a與R、r不在同一對同源染色體上
【方法技巧】自由組合定律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法
【加固訓(xùn)練·拔高】1.某植物正?；ü趯Σ徽R花冠為顯性,高株對矮株為顯性,紅花對白花為不完全顯性,雜合子為粉紅花。三對相對性狀獨(dú)立遺傳,如果純合的紅花、高株、正?；ü谥仓昱c純合的白花、矮株、不整齊花冠植株雜交,在F2中具有與F1相同表現(xiàn)型的植株的比例是(　　)A.3/32　　B.3/64　　C.9/32　　D.9/64
【解析】選C。假設(shè)控制花色、株高和花冠形狀的基因分別為A/a、B/b、D/d,純合紅花、高株、正常花冠植株(AABBDD)與純合的白花、矮株、不整齊花冠植株(aabbdd)雜交,F1為AaBbDd,表現(xiàn)型為粉紅花、高株、正?；ü凇1自交所得F2中具有與F1相同表現(xiàn)型的植株的比例是1/2×3/4×3/4=9/32,C正確。
2.(2020·武漢模擬)某二倍體植物花瓣的大小受一對等位基因A、a控制,基因型為AA的植株表現(xiàn)為大花瓣,Aa為小花瓣,aa為無花瓣。花瓣顏色(紅色和黃色)受另一對等位基因R、r控制,R對r為完全顯性,兩對基因獨(dú)立遺傳。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)A.若基因型為AaRr的個(gè)體測交,則子代表現(xiàn)型有3種,基因型4種B.若基因型為AaRr的個(gè)體自交,則子代共有9種基因型,6種表現(xiàn)型C.若基因型為AaRr的個(gè)體自交,則子代有花瓣植株中,AaRr所占比例約為1/3,而所有植株中的純合子約占1/4D.若基因型為AaRr與Aarr的親本雜交,則子代是紅色花瓣的植株占3/8
【解析】選B。若基因型為AaRr的個(gè)體測交,則子代基因型有AaRr、Aarr、aaRr、aarr 4種,表現(xiàn)型有3種,分別為:小花瓣紅色、小花瓣黃色、無花瓣,A正確;若基因型為AaRr的個(gè)體自交,由于兩對基因獨(dú)立遺傳,因此根據(jù)基因的自由組合定律,子代共有3×3=9種基因型,而Aa自交子代表現(xiàn)型有3種,Rr自交子代表現(xiàn)型有2種,但由于aa表現(xiàn)為無花瓣,故aaR_與aarr的表現(xiàn)型相同,所以子代表現(xiàn)型共有5種,B錯(cuò)誤;若基因型為AaRr的個(gè)體自交,則子代有花瓣植株中,AaRr所占比例約為2/3×1/2=1/3,子代的所有植株中,純合子所占比例約為1/4,C正確;若基因型為AaRr與Aarr的親本雜交,則子代是紅色花瓣(A_Rr)的植株所占比例為3/4×1/2=3/8,D正確。
考點(diǎn)二　自由組合定律的題型歸納【典例精研引領(lǐng)】(2020·山東模擬)某繁殖力超強(qiáng)鼠的自然種群中,體色有黃色、黑色、灰色三種,體色色素的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。已知控制色素合成的兩對基因位于兩對常染色體上,基因B能完全抑制基因b的表達(dá),不含基因A的個(gè)體會(huì)由于黃色素在體內(nèi)過多積累而導(dǎo)致50%的個(gè)體死亡。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A.黃色鼠個(gè)體可有3種基因型B.若讓一只黃色雌鼠與一只灰色雄鼠交配,F1全為黑色鼠,則雙親的基因型為aaBB和AAbbC.兩只黑色鼠交配,子代只有黃色和黑色,且比例接近1∶6,則雙親中一定有一只基因型是AaBBD.基因型為AaBb的雌、雄鼠自由交配,子代個(gè)體表現(xiàn)型及其比例為黃∶黑∶灰=2∶7∶3
【解析】選D。由題圖和題意可知,aa_ _表現(xiàn)為黃色,故黃色鼠個(gè)體的基因型有aaBB、aaBb、aabb三種,A正確;若讓一只黃色雌鼠(aa_ _)與一只灰色雄鼠(A_bb)交配,F1全為黑色鼠(A_B_),則雙親的基因型為aaBB和AAbb,B正確;兩只黑色鼠(A_B_)交配,子代只有黃色(aa_ _)和黑色(A_B_),說明親本的第一對基因均為Aa,黃色∶黑色比例接近1∶6,沒有灰色(A_bb),說明親本的第二對基因B、b沒有發(fā)生性狀分離,推斷雙親中一定有一只基因型是AaBB,C正確;基因型為AaBb的雌、雄鼠自由交配,子代中黑色鼠(A_B_)占3/4×3/4=9/16,灰色鼠(A_bb)占3/4×1/4=3/16,aa_ _表現(xiàn)為黃色,占1/4,但由于黃色素在體內(nèi)過多積累而導(dǎo)致50%的個(gè)體死亡,故黃色個(gè)體占1/4×50%=1/8,故子代個(gè)體表現(xiàn)型及其比例為黃∶黑∶灰=2∶9∶3,D錯(cuò)誤。
【母題變式延伸】核心素養(yǎng)新命題(1)若讓一只黃色雌鼠與一只黑色雄鼠交配,F1全為黑色鼠,則雙親的基因型組合是什么?(科學(xué)思維:分析與綜合)提示:aabb與AABB。
(2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證灰色雄性個(gè)體的基因型,簡要寫出實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路和預(yù)期結(jié)果。(科學(xué)探究:設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn))提示:模仿孟德爾遺傳實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路。實(shí)驗(yàn)思路:讓該灰色雄性個(gè)體與黃色的雌性(aabb)個(gè)體交配,觀察子代的性狀及其比例。預(yù)測結(jié)果及結(jié)論:若子代全為灰色個(gè)體,則該雄性個(gè)體的基因型為AAbb;若子代灰色個(gè)體與黃色個(gè)體比例為2∶1(因?yàn)椴缓駻的個(gè)體會(huì)有50%的死亡),則該雄性個(gè)體的基因型為Aabb。
【備選典例】(2020·揚(yáng)州模擬)某品系小鼠皮毛色素由兩對常染色體上基因A、a和B、b共同決定,其色素合成的機(jī)理如圖所示,且AA純合子在胚胎期死亡?，F(xiàn)有兩親本黃鼠雜交,其子代表現(xiàn)型及比例是白鼠∶黃鼠∶黑鼠=1∶2∶1,下列分析錯(cuò)誤的是(　　)
A.親本黃鼠的基因型是AaBB、AaBbB.黃鼠的基因型有2種,且沒有純合子C.子代雜合黑鼠與雜合白鼠雜交,后代白鼠占1/2D.子代白鼠中的純合子占1/3【解析】選A。分析可知:親本黃鼠的基因型是AaBb、AaBb,A錯(cuò)誤;黃鼠的基因型有2種,即AaBB和AaBb,且沒有純合子,B正確;子代雜合黑鼠(aaBb)與雜合白鼠(Aabb)雜交,后代白鼠占1×1/2=1/2,C正確;子代白鼠的基因型有兩種Aabb、aabb,純合子占1/3,D正確。
【知能素養(yǎng)提升】1.已知親代求子代的“順推型”題目:(科學(xué)思維:歸納與概括)(1)常用方法:分解組合法。(2)適用范圍:兩對或兩對以上的基因獨(dú)立遺傳,并且不存在相互作用(如導(dǎo)致配子致死)。(3)解題思路:
(4)常見題型分析:①基因型(表現(xiàn)型)種類、概率及比例注:在計(jì)算不同于雙親的表現(xiàn)型的概率時(shí),可以先算與雙親一樣的表現(xiàn)型的概率,然后用1減去相同的表現(xiàn)型的概率。
②配子種類及概率的計(jì)算
2.已知子代求親代的“逆推型”題目:(科學(xué)思維:歸納與概括)(1)解題思路:將自由組合定律的性狀分離比拆分成分離定律的分離比分別分析,再運(yùn)用乘法定理進(jìn)行逆向組合。(2)常見幾種分離比為:
3.“十字交叉法”解答自由組合的概率計(jì)算問題:(科學(xué)思維:歸納與概括)(1)當(dāng)兩種遺傳病之間具有“自由組合”關(guān)系時(shí),各種患病情況的概率分析如下:
(2)根據(jù)序號所示進(jìn)行相乘得出相應(yīng)概率再進(jìn)一步拓展如表所示:
4.自由組合中的自交、測交和自由交配問題:(科學(xué)思維:歸納與概括)純合黃色圓粒豌豆(YYRR)和純合綠色皺粒豌豆(yyrr)雜交后得F1,F1再自交得F2,若F2中黃色圓粒豌豆個(gè)體和綠色圓粒豌豆個(gè)體分別進(jìn)行自交、測交和自由交配,所得子代的表現(xiàn)型及比例分別如表所示:
【熱點(diǎn)考向演練】考向一　由親本基因型推斷子代的基因型及比例,提升歸納與概括能力1.某植物個(gè)體的基因型為Aa(高莖)Bb(紅花)Cc(灰種皮)dd(小花瓣),請思考如下問題:
(1)若某基因型為AaBbCcdd個(gè)體的體細(xì)胞中基因與染色體的位置關(guān)系如圖1所示,則其產(chǎn)生的配子種類數(shù)為____________種,基因型為AbCd的配子所占比例為____________,其自交所得子代的基因型有　　　種,其中AABbccdd所占比例為____________,其子代的表現(xiàn)型有__________種,其中高莖紅花灰種皮小花瓣個(gè)體所占比例為__________。?(2)若某基因型為AaBbCcdd個(gè)體的體細(xì)胞中基因與染色體的位置關(guān)系如圖2所示(不發(fā)生交叉互換),則其產(chǎn)生的配子種類數(shù)為　　　　種,基因型為AbCd的配子所占比例為　　　　,其自交所得子代的基因型有　　　　種,其中
AaBbccdd所占比例為　　　　,其子代的表現(xiàn)型有　　　　種,其中高莖紅花灰種皮小花瓣個(gè)體所占比例為　　　　。?
【解析】(1)如圖1所示,四對基因分別位于不同對同源染色體上,則各自獨(dú)立遺傳,遵循基因的自由組合定律,先分開單獨(dú)分析,每對基因中只有dd產(chǎn)生1種d配子,其他都產(chǎn)生2種配子,因此共產(chǎn)生2×2×2×1=8種配子;基因型為AbCd的配子所占比例為(1/2)×(1/2)×(1/2)×1=1/8;自交所得子代的基因型有3×3×3×1=27(種),其中AABbccdd所占比例為(1/4)×(1/2)×(1/4)×1=1/32;其子代的表現(xiàn)型有2×2×2×1=8(種),其中高莖紅花灰種皮小花瓣(A_B_C_dd)所占比例為(3/4)×(3/4)×(3/4)×1=27/64。
(2)如圖2所示,A、a和B、b兩對等位基因位于同一對同源染色體上,其他基因位于不同對同源染色體上,則AaBb可產(chǎn)生Ab和aB 2種配子,而Cc可產(chǎn)生2種配子,dd可產(chǎn)生1種配子,因此共產(chǎn)生2×2×1=4種配子;基因型為AbCd的配子所占比例為(1/2)×(1/2)×1=1/4;自交所得子代的基因型有3×3×1=9(種),其中AaBbccdd所占比例為(1/2)×(1/4)×1=1/8,其中子代的表現(xiàn)型有3×2×1=6(種),其中高莖紅花灰種皮小花瓣(A_B_C_dd)個(gè)體所占比例為(1/2)×(3/4)×1=3/8。
答案:(1)8　1/8　27　1/32　8　27/64　(2)4　1/4　9　1/8　6　3/8
2.(2021·濟(jì)寧模擬)香豌豆中,當(dāng)A、B兩個(gè)基因都存在時(shí),花色為紅色(A與a、B與b位于兩對同源染色體上)。一株紅花香豌豆與基因型為Aabb的植株雜交,子代中約有3/8的個(gè)體開紅花,若讓此植株自花受粉,則后代中非紅花植株占多少?以下是某同學(xué)的主要解析過程,請幫助完成。
(1)3/8的比例說明形成子代的受精方式至少有____________種。?(2)Aabb的親代只能形成2種配子,另一親代(紅花)應(yīng)能形成____________種配子,按照自由組合定律,該親代的基因型為_____________________________。(3)親代紅花香豌豆自交,子代中A_B_、A_bb、aaB_、aabb這四類基因型之比為________________,非紅花類型所占比例為_________________________。?
【解析】(1)依題意可知:香豌豆花色的遺傳遵循基因的自由組合定律,紅花為A_B_,非紅花類型為A_bb、aaB_和aabb。一株紅花香豌豆與基因型為Aabb的植株雜交,子代中開紅花的個(gè)體=3/8=3/4×1/2,雙親的交配類型相當(dāng)于1對等位基因的雜合子自交,另1對基因?yàn)闇y交,進(jìn)而推知:該紅花香豌豆的基因型為AaBb,產(chǎn)生4種比值相等的配子,而基因型為Aabb的植株則產(chǎn)生2種比值相等的配子,因此3/8的比例說明形成子代的受精方式至少有4×2=8種。(2)結(jié)合對(1)的分析可知:Aabb的親代只能形成2種配子,另一親代(紅花)應(yīng)能形成4種配子,按照自由組合定律,該親代的基因型為AaBb。
(3)親代紅花香豌豆(AaBb)自交,子代中A_B_、A_bb、aaB_、aabb這四類基因型之比為9∶3∶3∶1,非紅花類型所占比例為7/16。答案:(1)8　(2)4　AaBb　(3)9∶3∶3∶1　7/16
考向二　根據(jù)子代表現(xiàn)型及比例推斷親本基因型,考查逆向思維能力3.在家蠶遺傳中,黑色(A)與淡赤色(a)是有關(guān)蟻蠶(剛孵化的蠶)體色的相對性狀,黃繭(B)與白繭(b)是有關(guān)繭色的相對性狀,假設(shè)這兩對相對性狀自由組合,有三對親本組合,雜交后得到的數(shù)量比如表所示。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A.組合一親本基因型一定是AaBb×AaBbB.組合三親本基因型可能是AaBB×AaBBC.若組合一和組合三親本雜交,子代表現(xiàn)型及比例與組合三的相同D.組合二親本基因型一定是Aabb×aabb
【解析】選C。組合一的雜交后代比例為9∶3∶3∶1,所以親本基因型一定為AaBb×AaBb;組合二雜交后代只有白繭,且黑蟻與淡赤蟻比例為1∶1,所以親本基因型一定為Aabb×aabb;組合三雜交后代只有黃繭,且黑蟻與淡赤蟻比例為3∶1,所以親本基因型為AaBB×AaBB或AaBB×AaBb或AaBB×Aabb;只有組合一中基因型AaBb和組合三中基因型AaBB雜交,子代表現(xiàn)型及比例才與組合三的相同。
4.某植物的花色有黃色和白色,由一對等位基因控制。葉形有圓形和橢圓形,由另一對等位基因控制,兩對基因獨(dú)立遺傳。親本黃花圓形葉植株與黃花橢圓形葉植株雜交,F1的表現(xiàn)型及比例如圖所示。下列說法中錯(cuò)誤的是(　　)
A.花色中黃色為顯性性狀,葉形中顯性性狀不能確定B.兩對基因的遺傳遵循基因自由組合定律C.只考慮花色這一對相對性狀,F1黃花植株中純合子與雜合子之比為1∶3D.F1中與葉形有關(guān)的基因型只有雜合子和隱性純合子
【解析】選C。兩親本均為黃花,后代出現(xiàn)了白花,說明黃花為顯性性狀;親本圓形葉植株和橢圓形葉植株雜交后代的表現(xiàn)型及比例為圓形葉∶橢圓形葉=1∶1,故葉形中的顯性性狀不能確定,A正確;兩對基因獨(dú)立遺傳,因此兩對基因的遺傳遵循基因自由組合定律,B正確;只考慮花色這一對相對性狀,F1黃花植株中純合子與雜合子之比為1∶2,C錯(cuò)誤;由以上分析可知,F1中與葉形有關(guān)的基因型只有雜合子和隱性純合子,D正確。
考向三　結(jié)合不同情況下的雜交類型,考查分析與綜合能力5.某種蝴蝶紫翅(P)對黃翅(p)是顯性,綠眼(G)對白眼(g)為顯性,兩對基因分別位于兩對同源染色體上,生物小組同學(xué)用紫翅綠眼和紫翅白眼的蝴蝶進(jìn)行雜交,F1出現(xiàn)的性狀類型及比例如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
A.上述親本的基因型是PpGg×PpggB.F1中紫翅綠眼個(gè)體自交(基因型相同個(gè)體間的交配),相應(yīng)性狀之比是15∶5∶3∶1C.F1中紫翅白眼個(gè)體自交(基因型相同個(gè)體間的交配),其中純合子所占比例是2/3D.F1中紫翅綠眼個(gè)體與黃翅白眼個(gè)體交配,則F2相應(yīng)性狀之比是3∶3∶1∶1
【解析】選D。根據(jù)紫翅∶黃翅=3∶1,說明雙親控制該性狀的基因型都為Pp;綠眼∶白眼=1∶1,說明雙親控制該性狀的基因型為Gg和gg,因此雙親的基因型為PpGg×Ppgg,A正確;基因型為Gg的個(gè)體自交,綠眼∶白眼=3∶1,基因型為P_的個(gè)體自交,出現(xiàn)黃翅的概率為(2/3)×(1/4)=1/6,出現(xiàn)紫翅的概率為1-1/6=5/6,即紫翅∶黃翅=5∶1,故F1中紫翅綠眼(P_Gg)個(gè)體自交后代表現(xiàn)型的比例為15∶5∶3∶1,B正確;同理,F1中紫翅白眼(P_gg)自交,純合子的概率為1-(2/3)×(1/2)=2/3,C正確;F1中紫翅綠眼(P_Gg)個(gè)體與黃翅白眼(ppgg)個(gè)體雜交,P_×pp→pp=(2/3)×(1/2)=1/3,則紫翅∶黃翅=(1-1/3)∶1/3=2∶1,Gg×gg→綠眼∶白眼=1∶1,則F2表現(xiàn)型之比為2∶2∶1∶1,D錯(cuò)誤。
6.(2021年湖北適應(yīng)性測試)某植物花的色素由非同源染色體上的A和B基因編碼的酶催化合成(其對應(yīng)的等位基因a和b編碼無功能蛋白)，如圖所示。親本基因型為AaBb的植株自花授粉產(chǎn)生子一代，下列相關(guān)敘述正確的是(　　)A.子一代的表現(xiàn)型及比例為紅色∶黃色=9∶7B.子一代的白色個(gè)體基因型為Aabb和aaBbC.子一代的表現(xiàn)型及比例為紅色∶白色∶黃色=9∶4∶3D.子一代紅色個(gè)體中能穩(wěn)定遺傳的基因型占比為1/3
【解析】選C。本題主要考查孟德爾遺傳規(guī)律的相關(guān)知識理解。由圖可知，A_B_為紅色，A_bb為黃色，aa_ _為白色，AaBb的植株自交，產(chǎn)生的子代，表現(xiàn)型應(yīng)為：紅色A_B_ 9/16，白色aa_ _ 4/16，黃色A_bb 3/16，A錯(cuò)誤，C正確；子一代白色個(gè)體基因型為aaBB、aaBb、aabb，B錯(cuò)誤；子一代紅色個(gè)體基因型為A_B_，其中能穩(wěn)定遺傳的基因型為AABB，1/3×1/3=1/9，D錯(cuò)誤。
【加固訓(xùn)練·拔高】1.某植物的高莖(B)對矮莖(b)為顯性,花粉粒長形(D)對圓形(d)為顯性,花粉粒非糯性(E)對花粉粒糯性(e)為顯性,非糯性花粉遇碘液變藍(lán)黑色,糯性花粉遇碘液呈橙紅色。現(xiàn)有品種甲(BBDDee)、乙(bbDDEE)、丙(BBddEE)和丁(bbddee),進(jìn)行了如表所示兩組實(shí)驗(yàn):
下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)A.由組合一可知,基因B、b和基因D、d位于同一對同源染色體上B.組合一利用F1自交能驗(yàn)證基因的自由組合定律C.由組合二可知,基因E、e和基因B、b位于不同對同源染色體上。利用F1自交所得F2中,雜合子占3/4D.利用花粉鑒定法(檢測F1花粉性狀)驗(yàn)證基因的自由組合定律,可選用的親本組合有甲×丙
【解析】選B。分析可知,B、b和D、d位于同一對同源染色體上,A正確;組合一中得出結(jié)論:B、b和D、d位于同一對同源染色體上,不遵循自由組合定律。對等位基因E、e而言,又因?yàn)镕1產(chǎn)生的生殖細(xì)胞只含有e基因,因此組合一利用F1自交無法驗(yàn)證基因的自由組合定律,B錯(cuò)誤;分析可知,B、b和E、e位于兩對同源染色體上,遵循自由組合定律。F1(BbddEe)自交所得的F2中純合子所占的比例為4/16=1/4,所以F2中雜合子所占的比例為1-1/4=3/4,C正確;可通過觀察F1花粉粒的形狀和花粉遇碘液的顏色來驗(yàn)證基因的自由組合定律,因此兩親本雜交后F1中應(yīng)同時(shí)含有D、d和E、e,符合條件的組合有乙×丁和甲×丙,D正確。
2.(2019·海南高考)某自花傳粉植物的矮莖和高莖、腋花和頂花這兩對相對性狀各由一對等位基因控制,這兩對等位基因自由組合?，F(xiàn)有該種植物的甲、乙兩植株,甲自交后,子代均為矮莖,但有腋花和頂花性狀分離;乙自交后,子代均為頂花,但有高莖和矮莖性狀分離?；卮鹣铝袉栴}。(1)根據(jù)所學(xué)的遺傳學(xué)知識,可推斷這兩對相對性狀的顯隱性。僅通過對甲、乙自交實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析進(jìn)行推斷的思路是______________________________。(2)經(jīng)分析,確定高莖和腋花為顯性性狀,若用A/a表示控制莖高度的基因、B/b表示控制花位置的基因,則甲的表現(xiàn)型和基因型分別是____________________,
乙的表現(xiàn)型和基因型分別是__________________;若甲和乙雜交,子代的表現(xiàn)型及其分離比為__________________。(3)若要驗(yàn)證甲和乙的基因型,可用測交的方法,即用另一植株丙分別與甲、乙進(jìn)行雜交,丙的基因型為__________,甲、乙測交子代發(fā)生分離的性狀不同,但其分離比均為__________,乙測交的正反交結(jié)果__________(填“相同”或“不同”)。
【解析】(1)自交后發(fā)生性狀分離,則親本為雜合子,且親本的性狀為顯性性狀,后代中與親本不同的性狀為隱性性狀。可根據(jù)甲自交的實(shí)驗(yàn)結(jié)果推斷腋花和頂花的顯隱性,可根據(jù)乙自交的實(shí)驗(yàn)結(jié)果推斷高莖和矮莖的顯隱性。(2)根據(jù)題意,推測甲的表現(xiàn)型為矮莖腋花,基因型為aaBb;乙的表現(xiàn)型和基因型分別是高莖頂花、Aabb;甲和乙雜交,子代的表現(xiàn)型及其分離比為高莖腋花∶高莖頂花∶矮莖腋花∶矮莖頂花=1∶1∶1∶1。(3)若要驗(yàn)證甲和乙的基因型,可用測交的方法,即用基因型為aabb的隱性純合子分別與甲、乙進(jìn)行雜交;甲、乙測交子代發(fā)生分離的性狀不同,但其分離比均為1∶1;乙測交的正反交結(jié)果相同。
答案:(1)自交后發(fā)生性狀分離,則親本為雜合子,且親本的性狀為顯性性狀,后代中與親本不同的性狀為隱性性狀(2)矮莖腋花、aaBb　高莖頂花、Aabb　高莖腋花∶高莖頂花∶矮莖腋花∶矮莖頂花=1∶1∶1∶1(3)aabb　1∶1　相同?
【命題新情境】云南杓蘭花朵的顏色由兩對等位基因(A、a和B、b)控制,現(xiàn)有甲、乙兩株粉紅杓蘭雜交,后代紫紅杓蘭∶粉紅杓蘭∶灰白杓蘭=1∶2∶1,讓F1粉紅杓蘭自交,每株收獲的種子單獨(dú)種植,F2中粉紅杓蘭∶灰白杓蘭都為2∶1。請回答下列問題:
【命題新角度】1.甲、乙兩親本粉紅杓蘭的基因型是____________。?2.F2中粉紅杓蘭∶灰白杓蘭=2∶1的原因是________________________________________________________________________________________________。3.利用題干中所給的個(gè)體,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究基因在染色體上的位置:實(shí)驗(yàn)方案:______________________________________________。?結(jié)果及結(jié)論:若后代____________,則A、a和B、b在一對同源染色體上。?若后代________________,則A、a和B、b在兩對同源染色體上。?
【解析】1.由兩株粉紅杓蘭雜交,后代紫紅杓蘭∶粉紅杓蘭∶灰白杓蘭=1∶2∶1,讓F1粉紅杓蘭自交,每株收獲的種子單獨(dú)種植,F2中粉紅杓蘭:灰白杓蘭都為2∶1,可知兩親本粉紅杓蘭的基因型分別是Aabb和aaBb(或aaBb和Aabb)。2.F2中粉紅杓蘭∶灰白杓蘭=2∶1而不是3∶1,原因最可能是顯性基因純合(AA和BB)致死。3.實(shí)驗(yàn)方案:讓F1紫紅杓蘭自交,觀察后代的表現(xiàn)型及比例。若后代全為紫紅杓蘭,則A、a和B、b在一對同源染色體上。若后代中紫紅杓蘭∶粉紅杓蘭∶灰白杓蘭=4∶4∶1,則A、a和B、b在兩對同源染色體上。
答案:1. Aabb和aaBb(或aaBb和Aabb) 2.顯性基因純合(AA和BB)致死3.讓F1紫紅杓蘭自交,觀察后代的表現(xiàn)型及比例全為紫紅杓蘭紫紅杓蘭∶粉紅杓蘭∶灰白杓蘭=4∶4∶1　　　　　
【拓展視野】自由組合定律與生物多樣性的關(guān)系 以自然選擇為核心的生物進(jìn)化學(xué)說,能夠科學(xué)地解釋生物進(jìn)化的原因,以及生物的多樣性和適應(yīng)性。 這一學(xué)說是以“生物的變異”為基礎(chǔ)的,而變異的來源有三個(gè):基因突變、基因重組和染色體變異。其中的基因重組型變異主要來自基因的自由組合和基因的互換。這是因?yàn)樯矬w在經(jīng)過減數(shù)分裂形成有性生殖細(xì)胞的過程中,非同源染色體上的非等位基因都將進(jìn)行自
由組合,從而導(dǎo)致性狀的重組,加上生物體內(nèi)控制性狀的基因多種多樣,這樣產(chǎn)生的后代,就會(huì)出現(xiàn)很多的新品種。 例如小麥有21對染色體,每對同源染色體上只選一對等位基因進(jìn)行研究,那么,小麥的F2中,表現(xiàn)型將有221=2 097 152種,基因型將有321=10 460 353 203種。這么豐富的重組類型,為自然選擇提供了廣泛的材料。

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