一、分離定律中的特殊情況典例剖析果蠅翅的形狀有3種類型:長(zhǎng)翅、小翅和殘翅,分別受位于一對(duì)常染色體上的基因E、E1、E2控制,且具有完全顯隱性關(guān)系。某科研小組做了如下圖所示的雜交實(shí)驗(yàn),其中殘翅親本是純合子。下列敘述正確的是(　　)A.E對(duì)E1為顯性,E1對(duì)E2為顯性B.親本的基因型分別為E1E、E2E2C.E、E1、E2在遺傳中遵循基因的自由組合定律D.果蠅關(guān)于翅形的基因型有5種
親本是小翅(E1_)和殘翅(E2E2),子一代沒(méi)有殘翅,有小翅和長(zhǎng)翅,可推知親本小翅雌果蠅的基因型是E1E,子一代小翅的基因型是E1E2、長(zhǎng)翅的基因型是EE2,因此E1對(duì)E為顯性,E對(duì)E2為顯性,A項(xiàng)錯(cuò)誤, B項(xiàng)正確。E、E1、E2位于1對(duì)染色體上,屬于復(fù)等位基因,在遺傳中遵循基因的分離定律,C項(xiàng)錯(cuò)誤。果蠅關(guān)于翅形的基因型有E1E1、EE、E2E2、E1E、E1E2、EE2,共6種, D項(xiàng)錯(cuò)誤。
要點(diǎn)整合1.不完全顯性若等位基因A和a分別控制紅花和白花,在完全顯性時(shí),基因型為Aa的個(gè)體自交,后代中紅花∶白花=3∶1;在不完全顯性時(shí),基因型為Aa的個(gè)體自交,后代中紅花(AA)∶粉紅花(Aa)∶白花(aa)=1∶2∶1。
2.致死基因(1)隱性致死:隱性基因純合時(shí),對(duì)個(gè)體有致死作用。如鐮狀細(xì)胞貧血(紅細(xì)胞異常,使人死亡);植物中的白化基因使植物不能形成葉綠素,最終導(dǎo)致不能進(jìn)行光合作用而死亡。(2)顯性致死:顯性基因具有致死作用。顯性致死又分為顯性純合致死和顯性雜合致死,若為顯性純合致死,雜合子自交,后代中顯性性狀∶隱性性狀=2∶1。(3)配子致死:指致死基因在配子時(shí)期發(fā)生作用,從而不能形成有生活力的配子的現(xiàn)象。
3.從性遺傳從性遺傳是指常染色體上的基因,由于性別的差異而在男女性分布比例上或表現(xiàn)程度上出現(xiàn)差別。如禿頂男性的基因型為Bb或bb,禿頂女性的基因型只有bb。此類問(wèn)題仍然遵循基因的基本遺傳規(guī)律,解答的關(guān)鍵是準(zhǔn)確區(qū)分基因型和表型的關(guān)系。4.復(fù)等位基因復(fù)等位基因是指一對(duì)同源染色體的同一位置上的基因,可以有多個(gè)。復(fù)等位基因盡管有多個(gè),但遺傳時(shí)仍遵循分離定律,彼此之間有顯隱性關(guān)系,表現(xiàn)特定的性狀。最常見(jiàn)的是人類ABO血型的遺傳,涉及3個(gè)基因——IA、IB、i,組成6種基因型:IAIA、IAi、IBIB、IBi、IAIB、ii。
即時(shí)演練在某小鼠種群中,毛色受3個(gè)復(fù)等位基因(AY、A、a)控制,AY決定黃色、A決定鼠色、a決定黑色,基因位于常染色體上,其中基因AY純合時(shí)會(huì)導(dǎo)致小鼠在胚胎時(shí)期死亡,且基因AY對(duì)基因A、a為顯性,A 對(duì)a為顯性?，F(xiàn)用AYA和AYa 2種黃毛鼠雜交得F1,F1個(gè)體自由交配,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　)A.F1中小鼠的表型和比例為黃色∶鼠色∶黑色=1∶1∶1B.F2小鼠中黃色鼠的比例為4/9C.F2中AY的基因頻率是1/4D.F2小鼠中基因型為Aa的比例為1/8
由題干可知,AYA和AYa兩種黃毛鼠雜交得F1,F1為1/4AYAY(死亡)、1/4AYA(黃色)、1/4AYa(黃色)、1/4Aa(鼠色),因此F1中黃色∶鼠色=2∶1,A項(xiàng)錯(cuò)誤。F1中,AY的基因頻率為1/3,A的基因頻率為1/3,a的基因頻率為1/3; F1個(gè)體自由交配,F2為1/9AYAY(死亡)、2/9AYA(黃色)、2/9AYa(黃色)、2/9Aa(鼠色)、1/9AA(鼠色)、1/9aa(黑色);因此F2中AYA(黃色)∶AYa(黃色)∶Aa(鼠色)∶AA(鼠色)∶aa(黑色)=2∶2∶2∶1∶1,則F2中黃色∶鼠色∶黑色=4∶3∶1,因此,F2中黃色鼠的比例為1/2,B項(xiàng)錯(cuò)誤。F2中AY的基因頻率=(2+2)÷(2×2+2×2+2×2+1×2+1×2)=1/4,C項(xiàng)正確。F2小鼠中基因型為Aa的比例為2÷(2+2+2+1+1)=1/4,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
二、基因自由組合定律的拓展典例剖析貓的毛色由位于兩對(duì)同源染色體上的兩對(duì)等位基因(A、a和B、b)控制,下圖表示黑色和白色親本雜交后代的表型及相關(guān)比例。若讓F2中的黑色貓相互交配,其后代中表型種類及白色貓所占的比例為(　　)A.3,1/6B.2,1/6C.3,1/9D.2,1/9
由題意可知,貓毛色的遺傳遵循基因的自由組合定律。根據(jù)F2中的灰褐色貓∶黑色貓∶白色貓=9∶3∶4,可以推知A_B_為灰褐色,A_bb(或aaB_)為黑色,aaB_(或A_bb)、aabb為白色;F1灰褐色貓的基因型為AaBb。若A_bb為黑色,則F2黑色貓的基因型及其比例為 1/3AAbb、2/3Aabb,F2黑色貓產(chǎn)生的雌雄配子的基因型及其比例為2/3Ab、1/3ab;F2中的黑色貓相互交配,其后代中基因型為aabb的個(gè)體占(1/3)×(1/3)=1/9,基因型為A_bb的個(gè)體占1-1/9=8/9,前者表現(xiàn)為白色貓,后者表現(xiàn)為黑色貓,所以后代的表型有2種,白色貓(aabb)所占的比例為1/9。同理,若aaB_為黑色,也會(huì)得到相同的結(jié)果。
要點(diǎn)整合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(dú)立遺傳的決定兩對(duì)相對(duì)性狀的兩對(duì)等位基因自由組合時(shí)出現(xiàn)的表型比例,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(dāng)后代的比例為9∶3∶3∶1或其變式時(shí),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(wèn)題的基本出發(fā)點(diǎn)。
(2)利用“合并同類項(xiàng)”妙解特殊分離比相關(guān)題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(xiě)出正常的分離比9∶3∶3∶1,對(duì)照題中所給信息進(jìn)行歸類:若分離比為9∶7,則為9∶(3+3+1),即“7”是后三項(xiàng)合并的結(jié)果;若分離比為9∶6∶1,則為9∶(3+3)∶1,即“6”是中間兩項(xiàng)合并的結(jié)果;若分離比為15∶1,則為(9+3+3)∶1,即“15”是前三項(xiàng)合并的結(jié)果。
2.遺傳致死類剖析(相關(guān)基因用A、a和B、b表示)(1)致死現(xiàn)象導(dǎo)致性狀分離比的改變①顯性純合致死
②隱性純合致死a.雙隱性純合致死F1(AaBb)自交后代:A_B_∶A_bb∶aaB_=9∶3∶3。b.單隱性純合(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(wèn)題的方法技巧①?gòu)拿繉?duì)相對(duì)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。
3.位于一對(duì)同源染色體上的兩對(duì)等位基因的遺傳現(xiàn)象
即時(shí)演練1.在培育耐旱轉(zhuǎn)基因黃瓜過(guò)程中,研究人員發(fā)現(xiàn)其中一些植株體細(xì)胞中含兩個(gè)目的基因(用A表示,基因間無(wú)累加效應(yīng))。為了確定這兩個(gè)基因與染色體的位置關(guān)系,研究人員單獨(dú)種植每株黃瓜,將同一植株上雄花花粉授到雌花柱頭上,通過(guò)子一代表型及其比例進(jìn)行分析。下列分析錯(cuò)誤的是(　　)A.若F1中耐旱植株∶普通植株=15∶1,則兩個(gè)基因位于非同源染色體上B.若F1中耐旱植株∶普通植株=3∶1,則兩個(gè)基因位于同一條染色體上C.若F1全為耐旱植株,則兩個(gè)基因位于一對(duì)同源染色體上D.適于進(jìn)行推廣種植的是兩個(gè)基因位于非同源染色體上的植株
F1中耐旱植株∶普通植株=15∶1,是9∶3∶3∶1 的變式,則這兩個(gè)基因的遺傳遵循自由組合定律,因此親本細(xì)胞中A1、A2位于非同源染色體上,A項(xiàng)正確。若A1、A2位于同一條染色體上,則同源染色體的另一條染色體上無(wú)抗旱基因(用O表示),親本產(chǎn)生的配子類型及比例是A1A2∶OO=1∶1,自交后代的基因型及比例是A1A1A2A2∶A1OA2O∶OOOO=1∶2∶1,表型及比例是耐旱∶不耐旱=3∶1,B項(xiàng)正確。若A1、A2位于一對(duì)同源染色體上,則親本產(chǎn)生的配子都具有抗旱基因,且A1∶A2=1∶1,自交后代的基因型及比例是A1A1∶A1A2∶A2A2=1∶2∶1,表型及比例是耐旱∶不耐旱=1∶0,即全部耐旱,C項(xiàng)正確。若A1、A2位于非同源染色體上,其自交后代會(huì)出現(xiàn)性狀分離,不適合推廣種植,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.玉米的基因型與性別對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)下表,已知B、b和T、t分別位于兩對(duì)同源染色體上。若用基因型為BbTt的玉米植株做親本,自交得F1,讓F1中的雌雄同株異花植株相互交配,則F2中雌、雄株的比例是(　　)A.9∶8B.3∶1C.9∶7D.13∶3
F1中的雌雄同株異花植株的基因型及比例為BbTt∶BBTT∶BbTT∶BBTt=4∶1∶2∶2,則B的基因頻率=2/3,b的基因頻率=1/3,T的基因頻率=2/3,t的基因頻率=1/3。F1中的雌雄同株異花植株相互交配,即隨機(jī)交配,則F2中BB的基因型頻率=4/9,Bb的基因型頻率=4/9,bb的基因型頻率=1/9。同理TT的基因型頻率=4/9,Tt的基因型頻率=4/9,tt的基因型頻率=1/9。F2中雌株B_tt的基因型頻率+bbtt的基因型頻率=(4/9)×(1/9)+(4/9)×(1/9)+(1/9)×(1/9)=9/81;F2中雄株bbT_的基因型頻率=(1/9)×(4/9)+(1/9)×(4/9)=8/81。則F2中雌、雄株的比例是9∶8。
三、個(gè)體基因型的探究與孟德?tīng)栠z傳定律的驗(yàn)證典例剖析某中學(xué)實(shí)驗(yàn)室有三包豌豆種子,甲包寫(xiě)有“純合高莖葉腋花”字樣,乙包寫(xiě)有“純合矮莖莖頂花”字樣,丙包豌豆標(biāo)簽破損只隱約看見(jiàn)“黃色圓?！弊謽?。某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)這三包豌豆展開(kāi)激烈的討論,請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)在高莖、葉腋花、莖頂花和矮莖四個(gè)性狀中,互為相對(duì)性狀的是　 。?(2)怎樣利用現(xiàn)有的三包種子判斷高莖、葉腋花、莖頂花和矮莖四個(gè)性狀中哪些性狀為顯性性狀?寫(xiě)出雜交方案,并預(yù)測(cè)可能的結(jié)果。
(3)同學(xué)們就“控制葉腋花、莖頂花的等位基因是否與控制高莖、矮莖的等位基因在同一對(duì)同源染色體上”展開(kāi)了激烈的爭(zhēng)論,請(qǐng)利用以上兩種豌豆設(shè)計(jì)出最佳實(shí)驗(yàn)方案并作出判斷。(4)針對(duì)丙包豌豆,該研究性學(xué)習(xí)小組利用網(wǎng)絡(luò)得知,黃色、綠色分別由A和a控制,圓粒、皺粒分別由B和b控制,于是該研究性學(xué)習(xí)小組欲探究其基因型。實(shí)驗(yàn)一組準(zhǔn)備利用單倍體育種方法對(duì)部分種子進(jìn)行基因型鑒定,但遭到了實(shí)驗(yàn)二組的反對(duì)。實(shí)驗(yàn)二組選擇另一種實(shí)驗(yàn)方案,對(duì)剩余種子進(jìn)行基因型鑒定。①為什么實(shí)驗(yàn)二組反對(duì)實(shí)驗(yàn)一組的方案?②請(qǐng)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)二組的實(shí)驗(yàn)方案和結(jié)果預(yù)測(cè)。
答案:(1)葉腋花和莖頂花、高莖和矮莖(2)取甲、乙中的部分種子進(jìn)行種植,發(fā)育成熟后雜交。若F1均為高莖葉腋花豌豆,則高莖、葉腋花為顯性;若F1均為矮莖莖頂花豌豆,則矮莖、莖頂花為顯性;若F1均為高莖莖頂花豌豆,則高莖、莖頂花為顯性;若F1均為矮莖葉腋花豌豆,則矮莖、葉腋花為顯性。
(3)方案一　取純種的高莖葉腋花和矮莖莖頂花的豌豆雜交得F1,讓其自交,如果F2出現(xiàn)四種性狀,且性狀分離比為9∶3∶3∶1,說(shuō)明符合基因的自由組合定律,則控制葉腋花、莖頂花的這對(duì)等位基因與控制高莖、矮莖的等位基因不在同一對(duì)同源染色體上;否則可能位于同一對(duì)同源染色體上。方案二　取純種的高莖葉腋花和矮莖莖頂花的豌豆雜交得F1,判斷親本的顯隱性,再讓F1與純種隱性親本豌豆測(cè)交,如果測(cè)交后代出現(xiàn)四種性狀,且性狀分離比為1∶1∶1∶1,說(shuō)明符合基因的自由組合定律,則控制葉腋花、莖頂花的這對(duì)等位基因與控制高莖、矮莖的等位基因不在同一對(duì)同源染色體上;否則可能位于同一對(duì)同源染色體上。
(4)①單倍體育種技術(shù)復(fù)雜,還需要與雜交育種配合,普通中學(xué)實(shí)驗(yàn)室難以完成。②對(duì)部分丙包種子播種并進(jìn)行苗期管理;植株成熟后,自然狀態(tài)下進(jìn)行自花受粉;收集每株所結(jié)種子進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。若自交后代全部為黃色圓粒,則此黃色圓粒豌豆的基因型為AABB;若后代僅出現(xiàn)黃色圓粒、黃色皺粒,比例約為3∶1,則此黃色圓粒豌豆的基因型為AABb;若后代僅出現(xiàn)黃色圓粒、綠色圓粒,比例約為3∶1,則此黃色圓粒豌豆的基因型為AaBB;若后代出現(xiàn)黃色圓粒、綠色圓粒、黃色皺粒、綠色皺粒四種表型,比例約為9∶3∶3∶1,則此黃色圓粒豌豆的基因型為AaBb。
要點(diǎn)整合1.運(yùn)用“實(shí)驗(yàn)法”探究個(gè)體的基因型
2.驗(yàn)證孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的常用方法
即時(shí)演練小鼠的體色由兩對(duì)基因控制,Y代表黃色,y代表灰色,B決定有色素,b決定無(wú)色素(白色)。已知Y與y位于1號(hào)染色體上,母本為純合黃色鼠,父本為雙隱性純合白色鼠。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究另一對(duì)等位基因是否也位于1號(hào)染色體上(僅就體色而言,不考慮其他性狀和互換)。第一步,選擇上述父本和母本雜交得到F1;第二步,　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;?第三步,　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?結(jié)果及結(jié)論①若　　　　　　　　　　　,則另一對(duì)等位基因不位于1號(hào)染色體上;?②若　　　　　　　　　　　,則另一對(duì)等位基因也位于1號(hào)染色體上。
答案:讓F1雌雄成鼠自由交配得到F2(或多只F1雌鼠與父本白色鼠交配)觀察統(tǒng)計(jì)F2中小鼠的毛色(或觀察統(tǒng)計(jì)子代小鼠的毛色)F2小鼠毛色及比例表現(xiàn)為黃色∶灰色∶白色=9∶3∶4(或子代黃色∶灰色∶白色=1∶1∶2)F2小鼠毛色及比例表現(xiàn)為黃色∶白色=3∶1(或子代黃色∶白色=1∶1)

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