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- 2021-09-28 发布
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第18课 基因的自由组合定律
普查讲 18 基因的自由组合定律
1.两对相对性状的杂交实验分析
(1)(多选)(2021汇编,6分)在孟德尔两对相对性状的杂交实验中,F1黄色圆粒豌豆(YyRr)自交产生F2。下列表述正确的是( )
A.F1产生4个配子,比例为1 ∶1 ∶1 ∶1
B.F1产生基因型为YR的卵细胞和基因型为YR的精子的数量之比为1 ∶1
C.F1产生的精子中,基因型为YR和基因型为yr的比例为1 ∶1
D.F1自交得F2有4种表现型,比例为9 ∶3 ∶3 ∶1
E.F1自交得F2中,两对基因均杂合的概率为9/16
F.F1自交得F2中,重组类型个体所占比例为3/8
G.基因自由组合定律是指F1产生的4种类型的精子和卵细胞可自由组合
答案:CDF
解析:F1能产生4种配子(YR、yR、yr、Yr),比例为1 ∶1 ∶1 ∶1,故A项错误。一个精原细胞减数分裂能产生4个精子,而一个卵原细胞减数分裂只能产生1个卵细胞,因此F1产生基因型为YR的卵细胞数量比基因型为YR的精子数量少,即雄配子多于雌配子,故B项错误。F1产生的精子中,共有YR、yr、Yr和yR 4种基因型,比例为1 ∶1 ∶1 ∶1,所以精子中基因型为YR和基因型为yr的比例为1 ∶1,故C项正确。F1 (YyRr)自交得到的F2中有4种表现型,且比例为9 ∶3 ∶3 ∶1,故D项正确。F2中两对基因均杂合的基因型为YyRr,出现的概率= × =,故E项错误。F2中与亲本表现型相同的是Y_R_和yyrr,所占比例=+=,因此重组类型个体所占比例=1-=,故F项正确。基因的自由组合是指F1在减数分裂过程中,同源染色体分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合。F1产生的4种类型的精子和卵细胞随机结合是受精作用,故G项错误。
2.自由组合定律的实质
(2)(经典题,14分)现有4个小麦纯合品种,即抗锈病无芒、抗锈病有芒、感锈病无芒和感锈病有芒。已知抗锈病对感锈病为显性,无芒对有芒为显性,且这两对相对性状各由一对等位基因控制。若用上述4个品种组成两个杂交组合,使其F1均为抗锈病无芒,且这两个杂交组合的F2的表现型及其数量比完全一致。回答问题:
①为实现上述目的,理论上必须满足的条件有:在亲本中控制这两对相对性状的两对等位基因必须位于__________________上,在形成配子时非等位基因要_______________,在受精时雌雄配子要_____________,而且每种合子(受精卵)的存活率也要____________。那么,这两个杂交组合分别是____________________________和______________________________。
②上述两个杂交组合的全部F2植株自交得到F3种子,1个F2植株上所结的全部F3种子种在一起,长成的植株称为1个F3株系。理论上,在所有F3株系中,只表现出一对性状分离的株系有4种,那么,在这4种株系中,每种株系植株的表现型及其数量比分别是_____________________________________、_______________________________________、_____________________________________和________________________________________。
答案:①非同源染色体(1分) 自由组合(1分) 随机结合(1分) 相等(1分) 抗锈病无芒×感锈病有芒(1分) 抗锈病有芒×感锈病无芒(1分) ②抗锈病无芒 ∶抗锈病有芒=3 ∶1(2分) 抗锈病无芒 ∶感锈病无芒=3 ∶1(2分) 感锈病无芒 ∶感锈病有芒=3 ∶1(2分) 抗锈病有芒 ∶感锈病有芒=3 ∶1(2分)
解析:①若抗锈病与感锈病、无芒与有芒分别受A、a,B、b这两对等位基因控制,再根据题干信息可知,4个纯合亲本的基因型可分别表示为AABB、AAbb、aaBB、aabb,若要使两个杂交组合产生的F1与F2均相同,则两个亲本组合只能是AABB(抗锈病无芒)×aabb(感锈病有芒)、AAbb(抗锈病有芒)×aaBB(感锈病无芒),得F1均为AaBb,这两对等位基因必须位于两对同源染色体上,即位于非同源染色体上,非同源染色体上的非等位基因自由组合,才能使两个杂交组合的F2完全一致,同时受精时雌雄配子要随机结合,形成受精卵的存活率也要相同。
②根据上面的分析可知,F1为AaBb,F2植株将出现9种不同的基因型:AABB、AaBB、AABb、AaBb、AAbb、Aabb、aaBB、aaBb、aabb,可见F2自交最终可得到9个F3株系,其中基因型为AaBB、AABb、Aabb、aaBb的植株中有一对基因杂合,自交后该对基因决定的性状会发生性状分离,依次是抗锈病无芒 ∶感锈病无芒=3 ∶1、抗锈病无芒 ∶抗锈病有芒=3 ∶1、抗锈病有芒 ∶感锈病有芒=3 ∶1、感锈病无芒 ∶感锈病有芒=3 ∶1。
3.孟德尔获得成功的原因分析
(3)(2021新编,6分)下列各项中属于孟德尔获得成功的原因的是( )
①正确地选用实验材料是孟德尔获得成功的首要条件
②知道生物的性状是由遗传因子控制的
③成功运用了假说—演绎法
④研究是从一对相对性状到多对
⑤将科学理论——统计学运用于对结果的分析
⑥科学地设计了实验程序,第一次运用杂交方法进行实验
⑦有坚强的意志和持之以恒的探索精神
A.①②③④⑤⑥⑦ B.①③④⑤⑦
C.①②④⑤⑦ D.①③④⑥
答案:B
解析:豌豆是严格的自花传粉、闭花受粉的植物,用豌豆作遗传学实验材料是孟德尔获得成功的首要条件,①正确;孟德尔只是提出了生物性状是由遗传因子控制的,并未证明,②错误;孟德尔运用了假说—演绎法分析了一对或两对相对性状的杂交实验,③正确;孟德尔先研究了一对相对性状,然后又研究了两对及其以上的相对性状,④正确;孟德尔用统计学的方法对一对相对性状、两对相对性状杂交实验的子代出现的性状进行分析,⑤正确;孟德尔巧妙地设计了测交实验,验证了假说的正确性,但杂交实验并不是他第一次运用的,在他之前,也有很多学者做过植物和动物的杂交实验,⑥错误;孟德尔研究遗传规律长达十几年,可看出他有坚强的意志和持之以恒的探索精神,⑦正确。综上可知,属于孟德尔获得成功的原因是①③④⑤⑦,故B项正确。
4.自由组合定律的常规解题方法
a.已知亲代求子代的“顺推型”题目
(4)(经典题,12分)甘蓝型油菜花色性状由三对等位基因控制,三对等位基因分别位于三对同源染色体上。花色表现型与基因型之间的对应关系如表所示。
表现型
白花
乳白花
黄花
金黄花
基因型
AA_ _ _ _
Aa_ _ _ _
aaB_ _ _
aa_ _D_
aabbdd
请回答:
①白花(AABBDD)×黄花(aaBBDD),F1基因型是____________________,F1测交后代的花色表现型及其比例是_______________________________。
②黄花(aaBBDD)×金黄花,F1自交,F2中黄花基因型有_____________种,其中纯合个体占黄花的比例是____________。
③甘蓝型油菜花色有观赏价值,欲同时获得四种花色表现型的子一代,可选择基因型为____________________________________________的个体自交,理论上子一代比例最高的花色表现型是______________。
答案:①AaBBDD(2分) 乳白花 ∶黄花=1 ∶1(2分) ②8(2分) 1/5(2分) ③AaBbDd或AaBbdd或AabbDd(2分) 乳白花(2分)
解析:①让白花(AABBDD)与黄花(aaBBDD)杂交,F1基因型为AaBBDD,表现型为乳白花,其测交后代的基因型及比例为AaBbDd ∶aaBbDd=1 ∶1,所以F1测交后代的花色表现型及其比例是乳白花 ∶黄花=1 ∶1。
②黄花(aaBBDD)×金黄花(aabbdd),F1基因型为aaBbDd,2对基因是杂合的,aaBbDd自交后代F2的基因型有3×3=9种,F2中基因型为aabbdd的表现型是金黄花,其余都表现为黄花,故F2中黄花的基因型有8种,其中纯合个体占黄花(注意分母为15,除去占一份的金黄花个体)的比例是aaBBDD+aaBBdd+aabbDD=。
③欲同时获得四种花色表现型的子一代,则亲代至少含有A、a、B、b、d基因或A、a、b、D、d基因,故可以选择基因型是AaBbDd或AaBbdd或AabbDd的个体自交。若选择基因型是AaBbDd的个体自交,子代白花的比例是1/4 ,乳白花的比例是1/2 ,金黄花的比例是××=,黄花的比例是1---=;同理若选基因型是AaBbdd或AabbDd的个体自交,子代乳白花的比例是1/2,白花的比例是1/4。所以理论上子一代比例最高的花色表现型是乳白花。
b.已知子代求亲代的“逆推型”题目
(5)(2017全国Ⅱ,6分)若某哺乳动物毛色由3对位于常染色体上的、独立分配的等位基因决定,其中,A基因编码的酶可使黄色素转化为褐色素;B基因编码的酶可使该褐色素转化为黑色素;D基因的表达产物能完全抑制A基因的表达;相应的隐性等位基因a、b、d的表达产物没有上述功能。若用两个纯合黄色品种的动物作为亲本进行杂交,F1均为黄色,F2中毛色表现型出现了黄 ∶褐 ∶黑=52 ∶3 ∶9的数量比,则杂交亲本的组合是( )
A.AABBDD×aaBBdd,或AAbbDD×aabbdd
B.aaBBDD×aabbdd,或AAbbDD×aaBBDD
C.aabbDD×aabbdd,或AAbbDD×aabbdd
D.AAbbDD×aaBBdd,或AABBDD×aabbdd
答案:D
解析:A基因编码的酶可使黄色素转化为褐色素,B基因编码的酶可使该褐色素转化为黑色素,D基因的表达产物能完全抑制A基因的表达,说明黑色个体的基因型为A_B_dd,褐色个体的基因型为A_bbdd。由题意知,两个纯合黄色品种的动物作为亲本进行杂交,F1均为黄色,F2中毛色表现型出现了黄 ∶褐 ∶黑=52 ∶3 ∶9,F2中黑色个体占比==,褐色个体占比==,结合题干3对等位基因位于常染色体上且独立分配,说明符合基因的自由组合定律,而黑色个体的基因型为A_B_dd,要出现9/64 的比例,可拆分为×× ;褐色个体的基因型为A_bbdd,要出现3/64的比例,可拆分为××。而符合F2黑色个体和褐色个体的比例的F1基因型只能为AaBbDd,则两个纯合黄色品种的动物的基因型为AAbbDD×aaBBdd或AABBDD×aabbdd,故D项正确。
(6)(2019山东模拟,6分)玉米籽粒的颜色由三对独立遗传的等位基因共同控制。基因型为A_B_C_的籽粒有色,其余基因型的籽粒均无色。现以一株有色籽粒玉米植株X为父本进行杂交实验,结果如表所示。据表分析植株X的基因型为( )
父本
母本
F1
有色籽粒
无色籽粒
有色籽粒玉米植株X
AAbbcc
50%
50%
aaBBcc
50%
50%
aabbCC
25%
75%
A. AaBbCc B.AABbCc C.AaBBCc D.AaBbCC
答案:D
解析:①根据杂交组合A_B_C_×AAbbcc→50%有色籽粒(A_B_C_),分别考虑每一对基因,后代中应该有一对出现显性基因的可能性为50%,其余两对100%出现显性基因,则有色籽粒植株X的基因型可以是AaBBCc、AABBCc、AaBbCC、AABbCC;②根据杂交组合A_B_C_×aaBBcc→50%有色籽粒(A_B_C_),分别考虑每一对基因,后代中应该有一对出现显性基因的可能性为50%,其余两对100%出现显性基因,
则有色籽粒植株X的基因型可以是AaBBCC、AaBbCC、AABBCc、AABbCc;③根据杂交组合A_B_C_×aabbCC→25%有色籽粒(A_B_C_),分别考虑每一对基因,后代中应该有两对出现显性基因的可能性为50%,其余一对100%出现显性基因,则有色籽粒植株X的基因型可以是AaBbCC、AaBbCc。根据上面三个杂交组合的结果可以推知该有色籽粒植株X的基因型为AaBbCC,故D项正确。
5.自由组合定律中的特殊比例
a.常见异常分离比成因分析
(7)(2016全国Ⅲ,6分)用某种高等植物的纯合红花植株与纯合白花植株进行杂交,F1全部表现为红花。若F1自交,得到的F2植株中,红花为272株,白花为212株;若用纯合白花植株的花粉给F1红花植株授粉,得到的子代植株中,红花为101株,白花为302株。根据上述杂交实验结果推断,下列叙述正确的是( )
A.F2中白花植株都是纯合体
B.F2中红花植株的基因型有2种
C.控制红花与白花的基因在一对同源染色体上
D.F2中白花植株的基因型种类比红花植株的多
答案:D
解析:用纯合红花植株与纯合白花植株进行杂交,F1全部表现为红花。若F1自交,得到的F2植株中, 红花为272株,白花为212株,即红花 ∶白花≈9 ∶7,是9 ∶3 ∶3 ∶1的变式,测交子代中,红花为101株,白花为302株,即红花 ∶白花≈1 ∶3,由此可推知该对相对性状由两对等位基因控制(设为A、a和B、b),并且这两对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律,说明控制红花与白花的基因分别位于两对同源染色体上,故C项错误。F1的基因型为AaBb,F1自交得到F2中白花植株的基因型有A_bb、aaB_和aabb,所以F2中白花植株不都是纯合体,故A项错误。F2中红花植株(A_B_)的基因型有4种,而白花植株的基因型有9-4=5种,故B项错误、D项正确。
(8)(经典题,10分)鳟鱼的眼球颜色和体表颜色分别由两对等位基因A、a和B、b控制。现以红眼黄体鳟鱼和黑眼黑体鳟鱼为亲本,进行杂交实验,正交和反交结果相同。实验结果如图所示。请回答:
①在鳟鱼体表颜色性状中,显性性状是________________。亲本中的红眼黄体鳟鱼的基因型是_______________。
②已知这两对等位基因的遗传符合自由组合定律,理论上F2还应该出现_____________性状的个体,但实际并未出现,推测其原因可能是基因型为__________的个体本应该表现出该性状,却表现出黑眼黑体的性状。
③为验证②中的推测,用亲本中的红眼黄体个体分别与F2中黑眼黑体个体杂交,统计每一个杂交组合的后代性状及比例。只要其中有一个杂交组合的后代___________________,则该推测成立。
答案:①黄体(或黄色)(2分) aaBB(2分) ②红眼黑体(2分) aabb(2分) ③全部为红眼黄体(2分)
解析:①由于以红眼黄体鳟鱼和黑眼黑体鳟鱼为亲本进行杂交实验,F1只有黑眼黄体鳟鱼,说明黑眼与黄体都是显性性状。F2中黑眼黄体 ∶红眼黄体 ∶黑眼黑体=9 ∶3 ∶4,是9 ∶3 ∶3 ∶1的特殊情况,说明两对等位基因遵循自由组合定律。所以亲本都是纯合子,且其中的红眼黄体鳟鱼的基因型是aaBB。
②根据这两对等位基因的遗传符合自由组合定律,理论上F2还应该出现红眼黑体性状的个体,但实际并未出现,推测其原因可能是基因型为aabb的个体本应该表现出该性状,却表现出黑眼黑体的性状。
③为验证②中的推测,用亲本中的红眼黄体(aaBB)个体分别与F2中黑眼黑体个体杂交,统计每一个杂交组合的后代性状及比例,只要其中有一个杂交组合的后代全部为红眼黄体,则说明亲本组合为aaBB×aabb,即说明aabb的个体表现出黑眼黑体的性状。
b.其他异常分离比成因分析
(9)(2018全国模拟,6分)某水果的果皮颜色由两对基因控制,其中A基因控制红色性状,a基因控制黄色性状,而B基因只对基因型为Aa的个体有淡化作用,使其呈现粉红色。现有红色果皮和黄色果皮的两亲本植株杂交,F1全表现为粉红色果皮,F1自交所得F2的表现型及比例为红色∶粉红色∶黄色=6∶6∶4。下列对该实验结果解释不正确的是( )
A.控制果皮颜色遗传的两对等位基因遵循自由组合定律
B.杂交亲本的基因型组合为AABB和aabb或AAbb和aaBB
C.F2中表现型为粉红色果皮的植株的基因型共有2种
D.F2中表现型为红色果皮的植株自交不会出现性状分离
答案:D
解析:红色果皮和黄色果皮两亲本植株杂交,F1全表现为粉红色果皮,F1自交所得F2的表现型及比例为红色∶粉红色∶黄色=6 ∶6∶4,该比例是9∶3∶3∶1的变式,说明两对等位基因独立遗传,遵循自由组合定律,且F1的基因型为AaBb,表现型为粉红色。由于B基因只对基因型为Aa的个体有淡化作用,使其呈现粉红色,故果皮为粉红色的个体的基因型为AaBb、AaBB,果皮为红色的个体的基因型为AA_ _、Aabb,果皮为黄色的个体的基因型为aa_ _。由分析可知,控制果皮颜色遗传的两对等位基因遵循自由组合定律,故A项正确,不符合题意。亲本的表现型为红色果皮和黄色果皮,F1的基因型为AaBb,故杂交亲本的基因型组合为AABB、aabb或AAbb、aaBB,故B项正确,不符合题意。F2中表现型为粉红色果皮的植株的基因型共有2种,即AaBb、AaBB,故C项正确,不符合题意。F2中表现型为红色果皮的植株的基因型有AA_ _、Aabb,因此其自交可能会出现性状分离,即出现黄色果皮(aabb),故D项错误,符合题意。
(10)(2018四川模拟,6分)某植物的花色受不连锁的两对基因A/a、B/b控制,这两对基因与花色的关系如图所示,此外,a基因对B基因的表达有抑制作用。现将基因型为AABB的个体与基因型为aabb的个体杂交得到F1,则F1自交后代中花色的表现型及比例是( )
A.白∶粉∶红=3∶10∶3 B.白∶粉∶红=3∶12∶1
C.白∶粉∶红=4∶ 9∶3 D.白∶粉∶红=6∶ 9∶1
答案:C
解析:由题意可知,白色花植株的基因型为aaB_、aabb,粉色花植株的基因型为A_bb、AaB_,红色花植株的基因型为AAB_。F1个体的基因型为AaBb,F1自交后代中花色的表现型及比例为白(aaB_+aabb)∶粉(A_bb+AaB_)∶红(AAB_)=[(1/4)×(3/4)+(1/4)×(1/4)]∶[(3/4)×(1/4)+(1/2)×(3/4)]∶[(1/4)×(3/4)]=4∶9∶3,故C项正确。
c.基因累加效应导致特殊分离比分析
(11)(2018四川绵阳模拟,6分)小麦种皮有红色和白色,这一相对性状由作用相同的两对等位基因(R1、r1;R2、r2)控制,红色(R1、R2)对白色(r1、r2)为显性,且显性基因效应可以累加。一株深红小麦与一株白色小麦杂交,得到的F1为中红,其自交后代F2的性状分离比为深红∶红色∶中红∶浅红∶白色为1∶4∶6 ∶4∶1。下列说法错误的是( )
A.这两对等位基因分别位于两对同源染色体上
B.F1产生的雌雄配子中都有比例相同的4种配子
C.浅红色小麦自由传粉,后代可出现三种表现型
D.该小麦种群中,中红色植株的基因型为R1r1R2r2
答案:D
解析:分析题意可知,F1自交后代F2的性状分离比为深红∶红色∶中红∶浅红∶白色为1∶4∶6∶4∶1,该比例为9∶3∶3∶1的变式,因此控制该性状的两对等位基因分别位于两对同源染色体上,故A项正确,不符合题意。由于后代出现1∶4∶6∶4∶1的比例,因此F1的基因型为R1r1R2r2,F1产生的雌雄配子中都有比例相同的4种配子,即R1R2∶R1r2∶r1R2∶r1r2=1∶1∶1∶1,故B项正确,不符合题意。浅红色小麦的基因型为R1r1r2r2、r1r1R2r2,浅红色小麦自由传粉,后代可出现中红、浅红、白色三种表现型(两个显性基因、一个显性基因、没有显性基因),故C项正确,不符合题意。该小麦种群中,中红色植株的基因型中含有两个显性基因,即R1R1r2r2、r1r1R2R2、R1r1R2r2,故D项错误,符合题意。
(12)(2019河南模拟,6分)人类的肤色由A/a、B/b、 E/e三对等位基因共同控制,A/a、 B/b、 E/e位于三对同源染色体上。AABBEE为黑色,aabbee为白色,其他性状与基因型的关系如图所示,即肤色深浅与显性基因的个数有关。若双方均含3个显性基因,进行婚配(AaBbEe×AaBbEe),则子代肤色的基因型和表现型分别有( )
A.27种,7种 B.16种,9种
C.27种,9种 D.16种,7种
答案:A
解析:AaBbEe×AaBbEe,子代肤色基因型的种类数为3×3×3=27种;各种基因型中,显性基因的个数在0~6之间,显性基因个数越多,肤色越深,所以子代肤色表现型有7种,故A项正确。
6.自由组合中致死现象分析
(13)(2019广西模拟,6分)在小鼠的一个自然种群中,体色有黄色(Y)和灰色(y),尾巴有短尾(D)和长尾(d),两对相对性状的遗传符合基因的自由组合定律。任取一对黄色短尾个体经多次交配,F1的表现型为黄色短尾∶黄色长尾∶灰色短尾∶灰色长尾=4∶2∶2∶1。实验中发现有些基因型有致死现象(胚胎致死)。以下说法错误的是( )
A.黄色短尾亲本能产生4种正常配子
B.F1中致死个体的基因型共有4种
C.表现型为黄色短尾的小鼠的基因型只有1种
D.若让F1中的灰色短尾雌雄鼠自由交配,则F2中灰色短尾鼠占2/3
答案:B
解析:根据F1的表现型中黄色∶灰色=2∶1,短尾∶长尾=2∶1,可判断黄色和短尾都存在纯合致死(即出现YY或DD时会致死),因此黄色短尾亲本的基因型为YyDd,能产生4种正常配子,故A项正确,不符合题意。F1中致死个体的基因型有YYDD、YyDD、yyDD、YYDd、YYdd,共5种,故B项错误,符合题意。根据上述分析可知,表现型为黄色短尾的小鼠的基因型只能为YyDd,故C项正确,不符合题意。F1中的灰色短尾小鼠的基因型为yyDd,若让其雌雄鼠自由交配,后代表现型及其比例为灰色短尾(yyDd)∶灰色长尾(yydd)=2∶1,所以F2中灰色短尾鼠占2/3,故D项正确,不符合题意。
7.多对基因控制一对相对性状的分析
(14)(经典题,8分)某植物红花和白花这对相对性状同时受多对等位基因控制(如A a、B b、C c ……),当个体的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时(即A_B_C_……)才开红花,否则开白花。现有甲、乙、丙、丁4个纯合白花品系,相互之间进行杂交,杂交组合后代表现型及其比例如下:
根据杂交结果回答问题:
①这种植物花色的遗传符合哪些遗传定律?______________________________________
______________________________________。
②本实验中,植物的花色受几对等位基因的控制?为什么?
答案:①基因的自由组合定律和基因的分离定律(或基因的自由组合定律) (2分) ②4对(3分) 本实验的乙×丙和甲×丁两个杂交组合中,F2中红色个体占全部个体的比例为==()4,根据n对等位基因自由组合且完全显性时,F2中显性个体所占比例为()n,可判定这两个杂交组合中都涉及4对等位基因 (3分)
解析:①根据题意分析可知,控制红花和白花的基因能自由组合,其遗传符合基因的分离定律和自由组合定律。
②本实验的乙×丙和甲×丁两个杂交组合中,F2中红色个体占全部个体的比例为==()4,根据n对等位基因自由组合且完全显性时,F2中显性个体所占比例为()n,可判定这两个杂交组合中都涉及4对等位基因。综合杂交组合的实验结果,可进一步判断乙×丙和甲×丁两个杂交组合中所涉及的4对等位基因相同。
8.探究基因在染色体上的位置关系
a.判断基因是否位于两对同源染色体上
(15)(2018全国Ⅲ,10分)某小组利用某二倍体自花传粉植物进行两组杂交实验,杂交涉及的四对相对性状分别是:红果(红)与黄果(黄),子房二室(二)与多室(多),圆形果(圆)与长形果(长),单一花序(单)与复状花序(复)。实验数据如下表。
组别
杂交组合
F1表现型
F2表现型及个体数
甲
红二×黄多
红二
450红二、160红多、150黄二、50黄多
红多×黄二
红二
460红二、150红多、160黄二、50黄多
乙
圆单×长复
圆单
660圆单、90圆复、90长单、160长复
圆复×长单
圆单
510圆单、240圆复、240长单、10长复
回答下列问题:
①根据表中数据可得出的结论是:控制甲组两对相对性状的基因位于_______________上,依据是_______________________________________________;控制乙组两对相对性状的基因位于____________(填“一对”或“两对”)同源染色体上,依据是___________________
_______________________________________________________________________________。
②某同学若用“长复”分别与乙组的两个F1进行杂交,结合表中数据分析,其子代的统计结果不符合____________________的比例。
答案:①非同源染色体(2分) F2中两对相对性状表现型的分离比符合9∶3∶3∶1(2分) 一对(2分) F2中每对相对性状表现型的分离比都符合3∶1,而两对相对性状表现型的分离比不符合9∶3∶3∶1 (2分) ②1∶1∶1∶1(2分)
解析:①分析表格可知,甲组杂交组合的后代F1中只有一种表现型(红二),而F2中有四种表现型,且四种表现型的分离比约为9∶3∶3∶1,这说明控制甲组两对相对性状的基因位于非同源染色体上,其遗传遵循自由组合定律;乙组杂交组合的后代F1只有一种表现型,F2中虽然也有四种表现型,但其分离比不符合9∶3∶3∶1,将两对相对性状拆开分析,先分析圆形果和长形果这对相对性状,F2的分离比为圆 ∶长=(660+90) ∶ (90+160)=(510+240)∶(240+10)=3∶1,再分析单一花序和复状花序这对相对性状,F2的分离比为单∶复=(660+90)∶(90+160)=(510+240)∶(240+10)=3∶1,这说明两对等位基因遵循分离定律但不遵循自由组合定律,即它们位于一对同源染色体上。
②根据乙组实验可知,长复是双隐性性状,让其分别与乙组的两个F1进行杂交,即测交,若这两对基因位于两对同源染色体上,其子代的统计结果应符合1∶1∶1∶1的比例,但根据刚才①中的分析可知,它们位于同一对同源染色体上,所以其子代的统计结果不符合1∶1∶1∶1的比例。
b.判断基因是否位于一对同源染色体上
(16)(经典题,6分)已知桃树中,树体乔化与矮化为一对相对性状(由等位基因A、a控制),蟠桃果形与圆桃果形为一对相对性状(由等位基因B、b控制),以下是相关的两组杂交实验。
实验①:乔化蟠桃(甲)×矮化圆桃(乙)→F1:乔化蟠桃 ∶矮化圆桃=1 ∶1
实验②:乔化蟠桃(丙)×乔化蟠桃(丁)→F1:乔化蟠桃 ∶矮化圆桃=3 ∶1
根据上述实验判断,下列关于甲、乙、丙、丁四个亲本的基因在染色体上的分布情况正确的是( )
答案:D
解析:由实验②可知,乔化×乔化→出现矮化,说明乔化对矮化为显性,亲本基因型为Aa×Aa;蟠桃×蟠桃→出现圆桃,说明蟠桃对圆桃是显性,亲本基因型为Bb×Bb,因此丙、丁的基因型为AaBb,丙×丁后代出现两种表现型乔化蟠桃 ∶矮化圆桃=3 ∶1,说明两对等位基因不遵循基因的自由组合定律,遵循连锁定律,即两对等位基因位于一对同源染色体上;由实验①知,乔化蟠桃(甲)×矮化圆桃(乙)→F1:乔化蟠桃 ∶矮化圆桃=1 ∶1,说明两对等位基因中A、B连锁在同一条染色体上,a、b连锁在同一条染色体上,故D项正确。
(17)(2018湖南衡阳期末,6分)已知三对基因在染色体上的位置情况如图所示,且三对等位基因单独控制三对相对性状,下列说法正确的是( )
A.三对基因的遗传遵循基因的自由组合定律
B.基因型为AaDd和aaDd的个体杂交的后代会出现4种表现型,且比例为3∶3∶1∶1
C.若基因型为AaBb的个体在产生配子时没有发生交叉互换,则它只产生四种配子
D.基因型为AaBb的个体自交后代会出现4种表现型,且比例为9∶3∶3∶1
答案:B
解析:分析题图可知,图中A、a和B、b基因位于一对同源染色体上,属于连锁基因,不遵循基因的自由组合定律,故A项错误。基因A、a与D、d位于两对同源染色体上,遵循自由组合定律,因此基因型为AaDd和aaDd的个体杂交的后代会出现4种表现型,且比例为3∶3∶1∶1,故B项正确。如果基因型为AaBb的个体在产生配子时没有发生交叉互换,则它只产生2种配子,故C项错误。图中A、a和B、b基因位于一对同源染色体上,不遵循基因的自由组合定律,因此AaBb的个体自交后代不会出现9∶3∶3∶1的性状分离比,故D项错误。
随堂普查练 18
1.(2019北京西城区二模,6分)农作物的籽粒成熟后大部分掉落的特性称为落粒性,落粒性给水稻收获带来较大的困难。科研人员做了如图所示的杂交实验,下列说法不正确的是( )
A.控制落粒性的两对基因位于非同源染色体上
B.杂合不落粒水稻自交后代不发生性状分离
C.F2中纯合不落粒水稻植株的比例为7/16
D.野生稻多表现落粒,利于水稻种群的繁衍
答案:C
解析:根据如图所示的杂交实验结果可知,F2中落粒∶不落粒=9∶7,该比值是9∶3∶3∶1的变式,由此可推知控制落粒性的两对基因位于非同源染色体上,遵循基因的自由组合定律,故A项正确,不符合题意。假设控制水稻落粒性的两对等位基因用A、a,B、b表示,杂合不落粒水稻(aaBb、Aabb)为单显性,自交之后为单显性或双隐性,不发生性状分离,故B项正确,不符合题意。F2中纯合不落粒水稻植株基因型为aaBB、AAbb和aabb,占F2总体的3/16,故C项错误,符合题意。野生稻多表现落粒是长期进化的结果,利于水稻种群的繁衍,故D项正确,不符合题意。
2.(2019四川二模,6分)某雌雄同株植物花的颜色由A/a、B/b两对基因控制。A基因控制红色素的合成(AA和Aa的效应相同,B基因具有淡化色素的作用)。现用两纯合白花植株进行人工杂交(子代数量足够多),F1自交,产生的F2中红色∶粉色∶白色=3∶6∶7。下列说法不正确的是( )
A.控制花色的两对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律
B.用于人工杂交的两纯合白花植株的基因型一定是AABB、aabb
C.红花植株自交后代中,一定会出现红色∶白色=3∶1
D.BB和Bb淡化色素的程度不同,BB个体表现为白色
答案:C
解析:F2中红色∶粉色∶白色=3∶6∶7,是9∶3∶3∶1的变式,所以这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律,故A项正确,不符合题意。白色对应的基因型有A_BB、aa_ _,所以两纯合白花植株亲本的基因型组合为AABB和aabb,故B项正确,不符合题意。红花植株的基因型为AAbb、Aabb。AAbb自交后代全部是红花植株,Aabb自交后代中红花∶白花=3∶1,故C项错误,符合题意。A基因控制红色素的合成,当存在A基因时,若含有1个B基因,则表现为粉色,若含有2个B基因,则表现为白色,故D项正确,不符合题意。
3.(2019河北石家庄质检,6分)某植物红花和白花这对相对性状同时受多对等位基因(A、a,B、b,C、c……)控制,当个体的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时才开红花,否则开白花。现将两个纯合的白花品系杂交,F1开红花,再将F1自交,F2中的白花植株占37/64。若不考虑变异,下列说法错误的是( )
A.每对基因的遗传均遵循分离定律
B.该花色遗传受3对等位基因控制
C.F2红花植株中杂合子占26/27
D.F2白花植株中纯合子的基因型有4种
答案:D
解析:本实验中,将两个纯合的白花品系杂交,Fl开红花,再将Fl自交,F2中的白花植株占 37/64,则红花植株占1-(37/64)=27/64=(3/4)3,根据n对等位基因自由组合且完全显性时,F2中显性个体的比例为(3/4)n,可判断该植物花色的遗传受3对等位基因控制,根据上述分析可知,该植物花色的遗传符合自由组合定律,且每对基因的遗传均遵循分离定律,
故A、B项正确,不符合题意。根据题干“当个体的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时才开红花,否则开白花。”可知,两个纯合白花亲本杂交得到的F1的基因型应为AaBbCc,在F2中,红花占 27/64 ,其中纯合子(AABBCC)占(1/4)×(1/4)×(1/4)÷(27/64)=1/27,则红花植株中杂合子占1-(1/27)=26/27,故C项正确,不符合题意。F2中纯合子共有23种,由于每对等位基因都至少含有一个显性基因时才开红花,所以F2红花植株中纯合子(AABBCC)的基因型只有1种,白花植株中纯合子的基因型有23-1=7种,故D项错误,符合题意。
4.(2018全国二模,6分)仙客来是一种常见的观赏花卉,它的花色同时受A、a与B、b两对等位基因控制。基因型与花色的关系如表所示。将纯合的粉花植株与紫花植株进行杂交,F1全为红花植株,F1自交得F2。下列有关叙述错误的是( )
A_B_
aaB_
A_bb
aabb
红色
粉色
紫色
白色
A.若F2中植株花色比例为红花∶粉花∶紫花∶白花=9∶3∶3∶1,则说明A、a与B、b两对等位基因分别位于两对同源染色体上
B.若F2中植株花色比例为红花∶粉花∶紫花∶白花=7∶3∶1∶1,则可能原因是F1产生的配子中某种雌配子或雄配子致死
C.若两对基因遵循自由组合定律,基因型为AB的配子的成活率只有一半,其他配子正常,对F1进行测交,则后代中红花植株占1/7
D.若两对基因遵循自由组合定律,基因型为AB的配子的成活率只有一半,其他配子正常,则F2红花植株中纯合子植株占1/18
答案:D
解析:若F2中为红花∶粉花∶紫花∶白花=9∶3∶3∶1,其表现型和分离比与两对独立遗传的基因的相同,所以说A、a与B、b遵循自由组合定律,两对等位基因分别位于两对同源染色体上,故A项正确,不符合题意。若F2中植株花色比例为红花∶粉花∶紫花∶白花=7∶3∶1∶1,杂交组合数共12种,为4×3,可能进行受精的雌配子或雄配子中有一种是致死的,故B项正确,不符合题意。如果两对基因遵循自由组合定律,基因型为AB的配子的成活率只有一半,其他配子正常,F1产生的能受精的配子的类型及比例是AB∶Ab∶aB∶ab=1∶2∶2∶2,由棋盘法得出自交后代的基因型及比例是A_B_∶A_bb∶aaB_∶
aabb=21∶12∶12∶4,其中A_B_中红花纯合体为AABB,占1/21 ;测交后代的基因型及比例是AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=1∶2∶2∶2,红花AaBb占1/7,故C项正确,不符合题意;D项错误,符合题意。
5.(2018江苏模拟,2分)现用基因型为AABBCC的个体与aabbcc的个体杂交得到F1,将F1与隐性亲本测交,测交后代出现的四种基因型如表所示。下列有关分析错误的是( )
基因型
aabbcc
AaBbCc
aaBbcc
AabbCc
数目
203
196
205
199
A.测交结果说明F1产生abc、ABC、aBc、AbC四种类型的配子
B.测交后代四种基因型一定对应四种表现型,且比例接近1∶1∶1∶1
C.据实验结果推测基因A和C在同一条染色体上,基因a和c在同一条染色体上
D.若让测交后代中基因型为AabbCc的个体自交,后代中纯合子的比例为1/2
答案:B
解析:分析题意可知,F1的基因型是AaBbCc,隐性亲本aabbcc产生的配子基因组成为abc,用测交后代的四种基因型去掉abc,即为F1产生的四种类型的配子,即abc、ABC、aBc、AbC,故A项正确,不符合题意。基因型和表现型不一定都是一一对应的关系,基因与性状的关系并不都是简单的线性关系,故B项错误,符合题意。根据实验结果可知,基因A和C、a和c总是同时出现,由此可推测基因A和C在同一条染色体上,基因a和c在同一条染色体上,故C项正确,不符合题意。根据C项分析可知,基因型为AabbCc的个体能产生两种配子1/2AbC和1/2abc,该个体自交后代中纯合子基因型有AAbbCC和aabbcc,所占比例为(1/2)×(1/2)+(1/2)×(1/2)=1/2,故D项正确,不符合题意。
6.(2019全国Ⅰ,11分)某实验室保存有野生型和一些突变型果蝇。果蝇的部分隐性突变基因及其在染色体上的位置如图所示。回答下列问题。
(1)同学甲用翅外展粗糙眼果蝇与野生型(正常翅正常眼)纯合子果蝇进行杂交,F2中翅外展正常眼个体出现的概率为__________。图中所列基因中,不能与翅外展基因进行自由组合的是__________________。
(2)同学乙用焦刚毛白眼雄蝇与野生型(直刚毛红眼)纯合子雌蝇进行杂交(正交),则子代雄蝇中焦刚毛个体出现的概率为___________;若进行反交,子代中白眼个体出现的概率为___________。
(3)为了验证遗传规律,同学丙让白眼黑檀体雄果蝇与野生型(红眼灰体)纯合子雌果蝇进行杂交得到F1,F1相互交配得到F2。那么,在所得实验结果中,能够验证自由组合定律的F1表现型是______________,F2表现型及其分离比是___________________________________
___________________________;验证伴性遗传时应分析的相对性状是___________________,能够验证伴性遗传的F2表现型及其分离比是_________________________________________。
答案:(1)3/16(2分) 紫眼基因(1分) (2)0(1分) 1/2(1分) (3)红眼灰体(1分) 红眼灰体∶红眼黑檀体∶白眼灰体∶白眼黑檀体=9∶3∶3∶1(2分) 红眼/白眼(1分) 红眼雌蝇∶红眼雄蝇∶白眼雄蝇=2∶1∶1(2分)
解析:(1)根据题意可知,翅外展相对于正常翅为隐性性状,粗糙眼相对于正常眼为隐性性状,控制这两对相对性状的基因分别位于2号、3号染色体上,其遗传符合基因的自由组合定律。用翅外展粗糙眼果蝇与野生型(正常翅正常眼)纯合子果蝇进行杂交,F1为双杂合的正常翅正常眼个体,F1雌雄杂交,F2中翅外展正常眼个体出现的概率为(1/4)×(3/4)=3/16。由题图可知,翅外展基因和紫眼基因均位于2号染色体上,二者不能进行自由组合。
(2)由图可知,控制直刚毛/焦刚毛的基因和控制红眼/白眼的基因均位于X染色体上,野生型(直刚毛红眼)纯合子为母本,焦刚毛白眼为父本时,其子代的雄性个体全部为直刚毛红眼;野生型(直刚毛红眼)为父本,焦刚毛白眼为母本时,子代中雌性个体全部为直刚毛红眼,雄性个体全部为焦刚毛白眼,所以子代中白眼个体出现的概率为1/2。
(3)控制果绳红眼/白眼的基因(W、w)在X染色体上,控制灰体和黑檀体的基因(E、e)位于3号染色体上,二者可进行自由组合,白眼黑檀体雄果蝇(eeXwY)与野生型(红眼灰体)纯合子雌果蝇(EEXWXW)杂交,F1的基因型为EeXWXw、EeXWY,雌雄均表现为红眼灰体。F1相互交配,F2表现型及比例为红眼灰体∶红眼黑檀体∶白眼灰体∶白眼黑檀体=9∶3∶3∶1。因为控制红眼/白眼的基因在X染色体上,所以验证伴性遗传时应分析果蝇的红眼/白眼这对相对性状,F2中雌、雄果蝇各占1/2,雌蝇全部为红眼,雄蝇中红眼∶白眼=1∶1,因此F2中红眼雌蝇∶红眼雄蝇∶白眼雄蝇=2∶1∶1。
7.(2018全国Ⅰ,12分)果蝇体细胞有4对染色体,其中2、3、4号为常染色体。已知控制长翅/残翅性状的基因位于2号染色体上,控制灰体/黑檀体性状的基因位于3号染色体上。某小组用一只无眼灰体长翅雌蝇与一只有眼灰体长翅雄蝇杂交,杂交子代的表现型及其比例如下:
眼
性别
灰体长翅∶灰体残翅∶黑檀体长翅∶黑檀体残翅
1/2有眼
1/2雌
9∶3∶3∶1
1/2雄
9∶3∶3∶1
1/2无眼
1/2雌
9∶3∶3∶1
1/2雄
9∶3∶3∶1
回答下列问题:
(1)根据杂交结果,__________(填“能”或“不能”)判断控制果蝇有眼/无眼性状的基因是位于X染色体还是常染色体上。若控制有眼/无眼性状的基因位于X染色体上,根据上述亲本杂交组合和杂交结果判断,显性性状是___________,判断依据是________________________________________________________。
(2)若控制有眼/无眼性状的基因位于常染色体上,请用上表中杂交子代果蝇为材料设计一个杂交实验来确定无眼性状的显隐性(要求∶写出杂交组合和预期结果)。
(3)若控制有眼/无眼性状的基因位于4号染色体上,用灰体长翅有眼纯合体和黑檀体残翅无眼纯合体果蝇杂交,F1相互交配后,F2中雌雄均有__________种表现型,其中黑檀体长翅无眼所占比例为3/64时,则说明无眼性状为___________(填“显性”或“隐性”)。
答案:(1)不能(1分) 无眼(2分) 只有当无眼为显性时,子代雌雄个体中才都会出现有眼与无眼性状的分离(2分) (2)杂交组合:无眼×无眼(1分) 预期结果∶若子代中无眼∶有眼=3∶1,则无眼为显性性状;若子代全部为无眼,则无眼为隐性性状(2分) (3)8(2分) 隐性(2分)
解析:根据题干信息可知,翅型和体色的遗传均为常染色体遗传,且亲代灰体长翅雌蝇和灰体长翅雄蝇的杂交后代,无论雌雄都有9∶3∶3∶1的分离比,遵循基因的自由组合定律。分析表格可知,杂交后代灰体∶黑檀体=(9+3)灰体∶(3+1)黑檀体=3∶1,所以灰体是显性性状;长翅∶残翅=(9+3)长翅∶(3+1)残翅=3∶1,所以长翅为显性性状,且亲代均为灰体和长翅的杂合子。
(1)单独分析有眼/无眼性状的遗传:根据题意可知,亲代无眼雌蝇和有眼雄蝇杂交,子代无眼∶有眼=1∶1,且雌雄子代比例相同。亲代和子代同时出现显性性状和隐性性状的情况有下列两种可能。常染色体遗传:Aa×aa→Aa、aa;伴X染色体遗传:XAXa×XaY→XAXa、XaXa、XAY、XaY。所以不能根据杂交结果判断控制有眼和无眼性状的基因位于X染色体上还是常染色体上。若控制有眼和无眼性状的基因位于X染色体上,则亲代雌蝇性状一定是显性性状,且为杂合子,否则子代雌雄蝇中不会出现有眼和无眼性状的分离,而亲代雌蝇为无眼,所以无眼为显性性状。
(2)若控制有眼和无眼性状的基因位于常染色体上,从杂交Aa×aa→Aa、aa看,子代中显性性状为杂合子,自交后代会出现性状分离,隐性性状的自交后代不会出现性状分离。所以,根据题意,用子代果蝇通过杂交的方法来判断性状显隐性就是利用子代相同性状的雌雄果蝇交配,观察后代有无性状分离。杂交组合:无眼×无眼。预期结果:若子代中无眼∶有眼=3∶1,则无眼为显性性状;若子代全部为无眼,则无眼为隐性性状。
(3)若控制有眼和无眼性状的基因(用C、c表示)位于4号染色体上,则它和体色遗传(基因在3号染色体上,用B、b表示)、翅型遗传(基因在2号染色体上,用A、a表示)遵循自由组合定律。因此,具有三对相对性状的纯合子杂交,F1为AaBbCc,F1相互交配后,F2中表现型种类为2×2×2=8种。F2中黑檀体所占比例为1/4,长翅所占比例为3/4,而黑檀体长翅无眼所占比例为3/64,可推知无眼所占比例为1/4,故可判断无眼为隐性性状。
突破积累练 自由组合定律的应用
1.(经典题,6分)已知某植物花瓣的形态和颜色受两对独立遗传的等位基因控制,其中AA、Aa、aa分别控制大花瓣、小花瓣、无花瓣;BB和Bb控制红色,bb控制白色。下列相关叙述正确的是( )
A.基因型为AaBb的植株自交,后代有6种表现型,9种基因型
B.大花瓣与无花瓣植株杂交,后代出现白色小花瓣的概率为100%
C.基因型为AaBb的植株自交,稳定遗传的后代有4种基因型、4种表现型
D.基因型为AaBb的植株自交,后代中红色大花瓣植株占 3/16
答案:D
解析:根据题意分析可知,植物花瓣的形态和花瓣颜色受两对独立遗传的等位基因控制,因此在遗传过程中遵循基因的自由组合定律,且A对a是不完全显性,B对b是完全显性。所以红色大花瓣的基因型是AAB_,白色大花瓣的基因型是AAbb,红色小花瓣的基因型是AaB_,白色小花瓣的基因型是Aabb,无花瓣的基因型是aa_ _。基因型为AaBb的植株自交,Aa×Aa→子代表现型是3种,Bb×Bb→子代的表现型是2种,但是基因型为aaB_和基因型为aabb的个体均为无花瓣,表现型相同,因此后代有5种表现型,故A项错误。大花瓣AA与无花瓣aa杂交,后代小花瓣概率为100%,因不知控制颜色的基因如何,故无法推测花瓣颜色,故B项错误。 AaBb自交,能稳定遗传的个体是纯合子,基因型为AABB、AAbb、aaBB、aabb共4种,其中aaBB、aabb没有花瓣,因此属于同一种表现型,共3种表现型,故C项错误。基因型为AaBb的植株自交,Aa×Aa→后代大花瓣为AA,Bb×Bb→后代红色为B_,因此后代中红色大花瓣植株占×=,故D项正确。
2.(2019河南洛阳联考,6分)豌豆素是野生型豌豆产生的一种抵抗真菌侵染的化学物质,决定产生豌豆素的基因A对a为显性,基因B对豌豆素的产生有抑制作用,而基因b没有。下面是利用两个不能产生豌豆素的纯种品系(甲、乙)及纯种野生型豌豆进行多次杂交实验的结果。
实验一:野生型×品系甲→F1无豌豆素→F1自交→F2中有豌豆素∶无豌豆素=1∶3
实验二:品系甲×品系乙→F1无豌豆素→F1自交→F2中有豌豆素∶无豌豆素=3∶13
下列有关说法错误的是( )
A.据实验二,可判定与豌豆素产生有关的两对基因位于非同源染色体上
B.品系甲和品系乙的基因型分别是AABB、aabb
C.实验二F2中不能产生豌豆素的植株的基因型共有7种,其中杂种植株占的比例为10/13
D.让实验二F2中不能产生豌豆素的植株全部自交,单株收获F2植株上的种子并进行统计,发现所结种子均不能产生豌豆素的植株所占的比例为6/13
答案:D
解析:分析题意可知,无豌豆素的植株的基因型有_ _B_、aabb,有豌豆素的植株的基因型为A_ bb,所以纯种品系甲、乙的基因型可能为AABB、aaBB或aabb,纯种野生型的基因型为AAbb。在实验二中,品系甲与品系乙杂交,F2中有豌豆素∶无豌豆素=3∶13(是1∶3∶3∶9的变式),遵循基因的自由组合定律,说明与豌豆素产生有关的两对基因位于非同源染色体上,进而推知,F1的基因型为AaBb,故A项正确,不符合题意。在实验一中,野生型(AAbb)与品系甲杂交,F2中有豌豆素∶无豌豆素=1∶3,说明F1的基因组成中,有一对基因杂合,另一对基因纯合, 若纯合的一对基因为BB,则F2均为无豌豆素,因此纯合的一对基因应为AA,即F1的基因型为AABb,又因为野生型的基因型为AAbb,因此不能产生豌豆素的纯种品系甲的基因型为AABB,再结合实验二的结果推知,品系乙的基因型为aabb,故B项正确,不符合题意。实验二的F2中,不能产生豌豆素的植株的基因型共有7种,它们的数量比为AABB∶AABb∶AaBB∶AaBb∶aaBB∶aaBb∶aabb=1∶2∶2∶4∶1∶2∶1,其中杂种植株占的比例为10/13,故C项正确,不符合题意。实验二的F2中不能产生豌豆素的植株全部自交,单株收获F2植株上的种子并进行统计,发现所结种子均不能产生豌豆素的植株所占的比例为1/13AABB+2/13AaBB+1/13aaBB+2/13aaBb+1/13aabb=7/13,故D项错误,符合题意。
3.(2018福建质检,6分)赤鹿的体色由3对等位基因控制,其遗传遵循自由组合定律,基因型和表现型如表所示:
基因型
A_ _ _ _ _
aabbE_
aabbee
aaBB_ _
aaBbE_
aaBbee
表现型
赤褐色
无斑
赤褐色
无斑
赤褐色
有斑
白色
(胚胎致死)
白色
无斑
白色
有斑
下列分析错误的是( )
A.当A基因不存在且B基因存在时,赤鹿才会表现出白色
B.让多对基因型为 AaBbee的雌雄个体交配产生出足够多的F1,其中白色有斑的个体占比为1/8
C.选用白色无斑雌雄个体交配,可能产生赤褐色有斑的F1
D.赤鹿种群中赤褐色无斑的基因型有20种
答案:B
解析:由aaBB_ _、aaBbE _、aaBbee 3种基因型的个体均表现出白色可知:aa基因和B基因同时存在时个体表现出白色,故A项正确,不符合题意。基因型为AaBbee的雌雄个体交配,理论上F1中基因型为aaBbee的白色有斑个体占2/16,但由于基因型为aaBB_ _占1/16时胚胎致死,因此基因型为aaBbee的白色有斑个体实际占比为2/15,故B项错误,符合题意。白色无斑个体中有基因型为aaBbEe的个体,相互交配可产生aabbee的赤褐色有斑个体,故C项正确,不符合题意。赤褐色无斑的基因型包括A_ _ _ _ _和aabbE_ 两大类,分别有18种和2种基因型,共20种,故D项正确,不符合题意。
4.(2019全国Ⅱ,12分)某种甘蓝的叶色有绿色和紫色。已知叶色受2对独立遗传的基因A/a和B/b控制,只含隐性基因的个体表现隐性性状,其他基因型的个体均表现显性性状。某小组用绿叶甘蓝和紫叶甘蓝进行了一系列实验。
实验①:让绿叶甘蓝(甲)的植株进行自交,子代都是绿叶
实验②:让甲植株与紫叶甘蓝(乙)植株杂交,子代个体中绿叶∶紫叶=1∶3
回答下列问题。
(1)甘蓝叶色中隐性性状是__________植株的基因型为___________。
(2)实验②中乙植株的基因型为___________,子代中有____________种基因型。
(3)用另一紫叶甘蓝(丙)植株与甲植株杂交,若杂交子代中紫叶和绿叶的分离比为1∶1,则丙植株所有可能的基因型是___________________;若杂交子代均为紫叶,则丙植株所有可能的基因型是__________________________________________;若杂交子代均为紫叶,且让该子代自交,自交子代中紫叶与绿叶的分离比为15∶1,则丙植株的基因型为______________。
答案:(1)绿色(1分) aabb(2分) (2)AaBb(2分) 4(1分) (3)Aabb、aaBb(2分) AABB、AAbb、aaBB、AaBB、AABb(2分) AABB(2分)
解析:(1)由题干可知,只有基因型为aabb时表现为隐性性状,其他基因型均表现为显性性状。由实验②绿叶甲与紫叶乙杂交,子代中绿叶∶紫叶=1∶3,可推知绿叶为隐性性状,因此甲为隐性纯合子,其基因型为aabb。
(2)由实验②绿叶甲与紫叶乙杂交,子代中绿叶∶紫叶=1∶3可知,乙的基因型为AaBb。因此甲、乙杂交子代中有2×2=4种基因型。
(3)根据题意可知,紫叶植株共有Aabb、aaBb、AABB、AAbb、aaBB、AaBB、AABb、AaBb 8种基因型,甲植株基因型为aabb。当紫叶植株(Aabb或aaBb)与甲植株杂交时,杂交子代中紫叶∶绿叶=1∶1;当紫叶植株(AABB或AAbb或aaBB或AaBB或AABb)与甲植株杂交时,子代均为紫叶,其中紫叶植株(AABB)与甲植株(aabb)杂交时,F1均为AaBb,F1自交,F2中紫叶∶绿叶=15∶1。
5.(经典题,13分)某植物有两对相对性状,分别由两对等位基因控制,科研人员进行如表所示杂交实验:
杂交亲本
亲本表现型
子代表现型(F1)
宽叶紫花
窄叶紫花
宽叶白花
窄叶白花
组合一
宽叶紫花
3/4
0
1/4
0
宽叶紫花
组合二
窄叶紫花
1/4
1/2
1/12
1/6
窄叶紫花
(1) 根据组合一___________ (填“能”或“不能”)确定花色的显隐性,原因是________
___________________________________。
(2)在组合二中窄叶与宽叶的比约为2 ∶1,其原因是_____________________________。如果让组合二F1中的白花植株自由交配,后代的表现型(叶形、花色)和比例是______________
_________________________。
(3)抗病(D)对感病(d)为显性,欲知其基因与花色基因的位置关系(不考虑同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换、基因突变),可用抗病紫花植株(DdBb)自交,统计后代中抗病与花色的性状比例。
若后代中___________________________________________________________________,则抗病基因和花色基因位于非同源染色体上;若后代中________________________________
______________________________________,则抗病基因与花色基因位于同一条染色体上。
答案:(1)能(1分) 亲本为紫花,后代出现白花,白花为隐性(2分) (2)控制窄叶的基因显性纯合致死(2分) 窄叶白花 ∶宽叶白花=1 ∶1(2分) (3)抗病紫花 ∶抗病白花 ∶感病紫花 ∶感病白花=9 ∶3 ∶3 ∶1(2分) 抗病紫花 ∶感病白花=3 ∶1(2分)或抗病紫花 ∶抗病白花 ∶感病紫花=2 ∶1 ∶1(2分)
解析:(1)根据组合一,紫花与紫花植株杂交,后代出现1/4 的白花,说明紫花对白花为显性。
(2)根据组合二,可推知窄叶对宽叶为显性,后代性状分离比为6 ∶3 ∶2 ∶1,可知亲本为双杂合子,性状分离比不是9 ∶3 ∶3 ∶1的原因应该是控制窄叶的基因(显性)纯合致死;如果让组合二F1中的白花植株自由交配,其中白花植株基因型及比例为2/3 Aabb(窄叶白花)、1/3 aabb(宽叶白花),则其产生的配子为1/3 Ab、2/3 ab,利用棋盘格法结果如下:
1/3Ab
2/3ab
1/3Ab
1/9AAbb,致死
2/9窄叶白花
2/3ab
2/9窄叶白花
4/9宽叶白花
所以后代窄叶白花 ∶宽叶白花=1 ∶1。
(3)抗病紫花植株(DdBb)自交,假如抗病基因和花色基因位于非同源染色体上,则其产生DB、Db、dB、db四种比例相同的配子,后代D_B_ ∶D_bb ∶ddB_ ∶ddbb=9 ∶3 ∶3 ∶1,即抗病紫花 ∶抗病白花 ∶感病紫花 ∶感病白花=9 ∶3 ∶3 ∶1;假如抗病基因与紫花基因位于同一条染色体上,则其产生DB、db两种比例相同的配子,后代DDBB ∶DdBb ∶ddbb=1 ∶2 ∶1,因为前两种基因型对应的表现型相同,即抗病紫花 ∶感病白花=3 ∶1;假如抗病基因与白花基因位于同一条染色体上,则其产生Db、dB两种比例相同的配子,后代DDbb ∶DdBb ∶ddBB=1 ∶2 ∶1,即抗病紫花 ∶抗病白花 ∶感病紫花=2 ∶1 ∶1。
课后提分练18 基因的自由组合定律
A组(巩固提升)
1.(2021改编,6分)已知A与a、B与b、C与c 3对等位基因自由组合,基因型分别为AaBbCc、AabbCc的两个体进行杂交。下列关于杂交后代的推测,正确的是( )
A.表现型有8种,AaBbCc个体的比例为1/16
B.表现型有8种,aaBbcc个体的比例为1/16
C.表现型有8种,Aabbcc个体的比例为1/8
D.表现型有8种,aaBbCc个体的比例为1/16
答案:D
解析:亲本基因型分别为AaBbCc、AabbCc,并且基因独立遗传,因此后代表现型种类=2×2×2=8种,后代中AaBbCc个体的比例=××=,
故A项错误。后代中aaBbcc个体的比例=××=,故B项错误。后代中Aabbcc个体的比例=××=,故C项错误。后代中aaBbCc个体的比例=×× =,故D项正确。
2.(2019山东模拟,6分)如图为某植株自交产生后代的过程,以下对此过程及结果的描述,错误的是( )
A.A、a与B、b的自由组合发生在①过程
B.②过程发生雌、雄配子的随机结合
C.M、N分别代表9、3
D.该植株测交后代性状分离比为1∶2∶1
答案:C
解析: 根据题图可知,①过程为减数分裂产生配子的过程,A、a与B、b的自由组合发生在减数第一次分裂的后期,故A项正确,不符合题意。②过程发生雌、雄配子的随机组合,即受精作用,故B项正确,不符合题意。①过程雌、雄个体各形成4种配子,则雌、雄配子随机结合的方式有M=4×4=16种,表现型有N=3种,故C项错误,符合题意。该植株测交后代基因型及比例为1(AaBb) ∶1(Aabb)∶1(aaBb) ∶1(aabb),由图中 “子代N种表现型(9∶6∶1)”可知,Aabb 与aaBb同属一种表现型,则测交后代表现型的比例为1∶2∶1,故D项正确,不符合题意。
3.(2018山西临汾二模,6分)甲和乙都是某种开两性花的植物,甲、乙体细胞中的有关基因组成如图所示。要通过一次杂交达成目标,下列操作合理的是( )
A.甲、乙杂交,验证基因D、d的遗传遵循基因的分离定律
B.乙自交,验证基因A、a的遗传遵循基因的分离定律
C.甲自交,验证基因A、a与B、b的遗传遵循基因的自由组合定律
D.甲、乙杂交,验证基因A、a与D、d的遗传遵循基因的自由组合定律
答案:B
解析:要通过一次杂交验证基因的分离定律可以用自交或测交实验,甲、乙杂交不能达成目标,故A项错误。乙的基因型是Aa,自交可以验证基因的分离定律,故B项正确。甲中基因A、B和a、b连锁,不符合基因的自由组合定律,故C项错误。基因的自由组合定律适用于两对等位基因的遗传,甲是DD,乙是dd,都是纯合体,杂交后代是Dd,只有一种性状,所以甲、乙杂交,不能验证基因A、a与D、d的遗传遵循基因的自由组合定律,故D项错误。
4.(经典题,6分)如图所示,某种植物的花色(白色、蓝色、紫色)由常染色体上的两对独立遗传的等位基因(D、d和R、r)控制。下列说法错误的是( )
A.该种植物中能开紫花的植株的基因型有4种
B.植株DdRr自交,后代紫花植株中能稳定遗传的个体所占的比例是1/6
C.植株Ddrr与植株ddRR杂交,子代中1/2为蓝花植株, 1/2为紫花植株
D.植株DDrr与植株ddRr杂交,子代中1/2为蓝花植株, 1/2为紫花植株
答案:B
解析:分析题图可知,基因D能控制酶D的合成,酶D能将白色物质转化为紫色物质1;基因R能控制酶R的合成,酶R能将白色物质转化为紫色物质2;两种紫色物质同时存在时可形成蓝色物质。所以蓝色的基因型为D_R_,紫色的基因型为D_rr、ddR_,白色的基因型为ddrr。由以上分析可知,开紫花植株的基因型为D_rr、ddR_,包括DDrr、Ddrr、ddRR、ddRr四种,故A项正确,不符合题意。DdRr自交,后代中D_R_(蓝色) ∶D_rr(紫色) ∶ddR_(紫色) ∶ddrr(白色)=9 ∶3 ∶3 ∶1,后代紫花占6/16,紫花中纯合子DDrr占1/16,ddRR占1/16,共2/16,可知后代紫花植株中能稳定遗传的个体所占的比例是1/3,故B项错误,符合题意。Ddrr×ddRR→子代的基因型及比例为DdRr(蓝色) ∶ddRr(紫色)
=1 ∶1,故C项正确,不符合题意。DDrr×ddRr→子代的基因型及比例为DdRr(蓝色) ∶Ddrr(紫色)=1 ∶1,故D项正确,不符合题意。
5.(2018黑龙江齐齐哈尔二模,6分)某种自花传粉的植物,抗病和易感病分别由基因R、r控制;细胞中另有一对等位基因B、b对抗病基因的抗性表达有影响,BB使植物抗性完全消失,Bb使抗性减弱,表现为弱抗病。将易感病与抗病植株杂交,F1都是弱抗病,自交得F2表现易感病∶弱抗病∶抗病的比分别为7∶6∶3。下列推断正确的是( )
A.亲本的基因型是RRBB、rrbb
B.F2的弱抗病植株中纯合子占1/3
C.F2中全部抗病植株自交,后代抗病植株占8/9
D.不能通过测交鉴定F2易感病植株的基因型
答案:D
解析:分析题意可知,F2的表现型及比例是易感病∶弱抗病∶抗病=7∶6∶3,是9∶3∶3∶1的变式,说明水稻的抗病由2对等位基因控制,且2对等位基因遵循自由组合定律,由F1都为弱抗病性,可推出其基因型为RrBb,由于BB使水稻抗性完全消失,因此亲本基因型是RRbb(抗病)×rrBB(易感病),故A项错误。F1自交转化成2个分离定律问题:Rr×Rr→R_∶rr=3∶1,Bb×Bb→BB∶Bb∶bb=1∶2∶1。F2中弱抗病性的基因型是R_Bb,其基因型比例为RRBb∶RrBb=1∶2,无纯合子,故B项错误。F2中抗病植株的基因型是R_bb,其基因型比例为RRbb∶Rrbb=1∶2,抗病植株自交,RRbb后代全部抗病,Rrbb自交,后代抗病∶易感病=3∶1,因此F2全部抗病植株自交,后代不抗病植株的比例是(2/3)×(1/4)=1/6,抗病植株的比例=1-1/6=5/6,故C项错误。F2中易感病植株的基因型是rrBB、rrBb、rrbb、RRBB、RrBB,其中rrBB、rrBb、rrbb与rrbb杂交,后代都是易感病个体,因此不能用测交法判断F2中易感病个体的基因型,故D项正确。
6.(经典题,6分)已知桃树中,树体乔化与矮化为一对相对性状(由等位基因D、d控制),蟠桃果形与圆桃果形为一对相对性状(由等位基因H、h控制),蟠桃对圆桃为显性。如表是桃树两个杂交组合的实验统计数据:
亲本组合
后代的表现型及其株数
组别
表现型
乔化蟠桃
乔化圆桃
矮化蟠桃
矮化圆桃
甲
乔化蟠桃×矮化圆桃
41
0
0
42
乙
乔化蟠桃×乔化圆桃
30
13
0
14
(1)根据组别________的结果,可判断桃树树体的显性性状为___________。
(2)甲组的两个亲本基因型分别为_______________________。
(3)根据甲组的杂交结果可判断,上述两对相对性状的遗传不遵循自由组合定律。理由是:如果这两对性状的遗传遵循自由组合定律,则甲组的杂交后代应出现_________种表现型,比例应为_______________________。
答案:(1)乙(1分) 乔化(1分) (2)DdHh、ddhh(2分) (3)4(1分) 1 ∶1 ∶1 ∶1(1分)
解析:(1)分析表格可知,乙组中亲本均为乔化性状,而子代出现了矮化性状,发生性状分离,说明乔化相对于矮化是显性性状。
(2)蟠桃对圆桃为显性,乔化对矮化为显性,则甲组中亲本乔化蟠桃×矮化圆桃的基因型可表示为D_H_×ddhh,又由于后代中乔化 ∶矮化=1 ∶1,蟠桃 ∶圆桃=1 ∶1,均属于测交,因此亲本的基因型为DdHh、ddhh。
(3)若甲组遵循自由组合定律,则其杂交后代应出现乔化蟠桃、矮化蟠桃、乔化圆桃、矮化圆桃四种表现型,并且四种表现型的比例为1 ∶1 ∶1 ∶1,因此上述两对相对性状的遗传不遵循自由组合定律。
7.(2019江苏单科,9分)杜洛克猪毛色受独立遗传的两对等位基因控制,毛色有红毛、棕毛和白毛三种,对应的基因组成如表。请回答下列问题:
毛色
红毛
棕毛
白毛
基因组成
A_B_
A_bb、aaB_
aabb
(1)棕毛猪的基因型有_______种。
(2)已知两头纯合的棕毛猪杂交得到的F1均表现为红毛,F1雌雄交配产生F2。
①该杂交实验的亲本基因型为__________________________。
②F1测交,后代表现型及对应比例为________________________________。
③F2中纯合个体相互交配,能产生棕毛子代的基因型组合有________种(不考虑正反交)。
④F2的棕毛个体中纯合体的比例为________。F2中棕毛个体相互交配,子代白毛个体的比例为_________。
(3)若另一对染色体上有一对基因I、i,I基因对A和B基因的表达都有抑制作用,i基因不抑制,如I_A_B_表现为白毛。基因型为IiAaBb的个体雌雄交配,子代中红毛个体的比例为________,白毛个体的比例为_________。
答案:(1)4(1分) (2)①AAbb和aaBB(2分) ②红毛∶棕毛∶白毛=1∶2∶1(1分) ③4(1
分) ④1/3(1分) 1/9(1分) (3)9/64(1分) 49/64(1分)
解析:(1)棕毛猪的基因型有4种,分别是AAbb、Aabb、aaBB、aaBb。
(2)①两头纯合的棕毛猪杂交得到的F1均为红毛猪,说明亲本的基因型为AAbb、aaBB。
②F1的基因型为AaBb,F1测交,后代基因型及对应比例为AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=1∶1∶1∶1,表现型及对应比例为红毛∶棕毛∶白毛=1∶2∶1。
③F2中纯合个体相互交配,能产生棕毛子代的基因型组合有4种,分别是AAbb×AAbb、aaBB×aaBB、AAbb×aabb、aaBB×aabb。
④F2中棕毛个体的基因型及比例为AAbb∶Aabb∶aaBB∶aaBb=1∶2∶1∶2,其中纯合体的比例为1/3。F2中棕毛个体相互交配,其中基因型为Aabb和aaBb的雌雄个体交配、基因型为Aabb的雌雄个体交配以及基因型为aaBb的雌雄个体交配都能产生白毛个体,所以子代白毛个体的比例为1/3Aabb×1/3Aabb+1/3aaBb×1/3aaBb+1/3Aabb×1/3aaBb×2=(1/3)×(1/3)×(1/4)+(1/3)×(1/3)×(1/4)+(1/3)×(1/3)×(1/4)×2=1/9。
(3)i基因不抑制A和B基因的表达,所以IiAaBb自交,子代中红毛个体(iiA_B_)的比例为(1/4)×(3/4)×(3/4)=9/64;棕毛个体(iiA_bb+iiaaB_)的比例为(1/4)×(3/4)×(1/4)+(1/4)×(1/4)×(3/4)=6/64;白毛个体的比例为1-(9/64)-(6/64)=49/64。
8.(2016全国Ⅱ,12分)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:
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(1分) 黄肉(1分) (2)DDff、ddFf、ddFF(3分) (3)无毛黄肉∶无毛白肉=3∶1(2分) (4)有毛黄肉∶有毛白肉∶无毛黄肉∶无毛白肉=9∶3∶3∶1(3分) (5)ddFF、ddFf(2分)
解析:(1)实验1中,有毛和无毛杂交后代全为有毛,因此有毛为显性性状,且A、B的相应基因型分别为DD和dd,实验3中,白肉和黄肉杂交后代全为黄肉,说明黄肉为显性性状,且C的相应基因型为FF,A的相应基因型为ff。
(2)实验1中,有毛白肉A(D_ff)与无毛黄肉B(ddF_)杂交,后代全为有毛,说明A的基因型为DDff;而后代黄肉和白肉比例为1∶1,因此B的基因型为ddFf。有毛白肉A(DDff)与无毛黄肉C(ddF_)杂交后代全为黄肉,因此C的基因型为ddFF。
(3)B的基因型为ddFf,自交后代表现型及比例为无毛黄肉∶无毛白肉=3∶1。
(4)实验3中,F1的基因型为DdFf,自交F2的表现型及比例为有毛黄肉∶有毛白肉∶无毛黄肉∶无毛白肉=9∶3∶3∶1。
(5)由于实验2中亲本的基因型为ddFf、ddFF,因此得到的子代无毛黄肉的基因型有ddFF、ddFf。
B组(冲刺满分)
9.(2019山东日照联考,6分)果蝇的体色有黄身(A)、灰身(a)之分,翅形有长翅(B)、残翅(b)之分。现用两种纯合果蝇杂交,因某种精子没有受精能力,导致F2的4种表现型的比例为5∶3∶3∶1。下列叙述错误的是( )
A.果蝇体色、翅形的遗传都遵循基因的分离定律
B.亲本雄果蝇的基因型不可能为AABB
C.用基因型为AaBb的雄果蝇进行测交,其子代有3种表现型
D.F2黄身长翅果蝇中双杂合个体占2/5
答案:D
解析:两种纯合果蝇杂交,F2出现的4种表现型的比例为5∶3∶3∶1,为9∶3∶3∶1的变式,说明两对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律,也就分别遵循基因的分离定律,
F1基因型为AaBb。因某种精子没有受精能力,F2表现型的比例为5∶3∶3∶1,说明没有受精能力的精子基因组成为AB,则亲本雄果蝇的基因型不可能为AABB,故A、B项正确,不符合题意。用基因型为AaBb的雄果蝇进行测交,此雄果蝇产生的能受精的精子中基因型只有Ab、aB、ab三种,所以其子代基因型为Aabb、aaBb、aabb,表现型有3种,故C项正确,不符合题意。F2黄身长翅果蝇的基因型是AaBB、AABb、AaBb,比例为1∶1∶3,所以双杂合个体占3/5,故D项错误,符合题意。
10.(经典题,6分)大豆子叶颜色(AA表现深绿,Aa表现浅绿,aa为黄化且此表现型的个体在幼苗阶段死亡)受B、b基因影响,两对等位基因分别位于两对同源染色体上。当B基因存在时,A基因能正常表达;当b基因纯合时,A基因不能表达。子叶深绿和子叶浅绿的两亲本杂交,F1出现黄化苗。下列相关叙述错误的是( )
A.亲本的基因型为AABb、AaBb
B.F1中子叶深绿 ∶子叶浅绿 ∶子叶黄化=3 ∶3 ∶2
C.基因型为AaBb的个体自交,子代有9种基因型、4种表现型
D.大豆子叶颜色的遗传遵循基因的自由组合定律
答案:C
解析:根据信息“AA表现深绿,Aa表现浅绿,aa为黄化且此表现型的个体在幼苗阶段死亡;当B基因存在时,A基因能正常表达;当b基因纯合时,A基因不能表达”,可推知其基因型和表现型的关系为AABB、AABb表现为深绿;AaBB、AaBb表现为浅绿;aaBB、aaBb、aabb、AAbb、Aabb表现为黄化。子叶深绿(AAB_)和子叶浅绿(AaB_)的两亲本杂交,F1出现黄化苗(A_bb),说明亲本的基因型为AABb×AaBb,故A项正确,不符合题意。F1中子叶深绿[×(AABB)+×(AABb)] ∶子叶浅绿[×(AaBB)+×(AaBb)] ∶子叶黄化[×(AAbb)+×(Aabb)]=3 ∶3 ∶2,故B项正确,不符合题意。基因型为AaBb的个体自交,子代有9种基因型、3种表现型,即子叶深绿(AABB、AABb)、子叶浅绿(AaBB、AaBb)、子叶黄化(aaBB、aaBb、aabb、AAbb、Aabb),故C项错误,符合题意。控制大豆子叶颜色的两对等位基因分别位于两对同源染色体上,其遗传遵循基因的自由组合定律,故D项正确,不符合题意。
11.(2018四川模拟,6分)某植物茎的高度由两对等位基因A/a、B/b共同决定,只有A、B基因同时存在才表现为高茎;E基因使雄配子致死,相关基因在染色体上的分布如图所示。研究人员利用甲、乙植株进行杂交实验得到F1,F1自交得到 F2。下列叙述错误的是( )
A.如果甲作父本,则F2代中高茎植株所占的比例为9/16
B.如果甲作母本,则F2代群体中B基因的基因频率是1/2
C.如果乙作父本为正交,则反交的F1代个体数量是正交的1/2
D.如果将甲植株连续自交两代,则子二代中纯合子的比例为3/4
答案:C
解析:由题干信息及题图分析可知,高茎植株的基因组成为A_B_,其他基因型的植株均表现为矮茎,且这两对基因位于两对同源染色体上;E、e这对基因与A、a这对基因位于一对同源染色体上,并且E基因使雄配子致死。如果甲作父本,则甲减数分裂产生的配子的基因型只有ABe一种,乙作母本减数分裂产生的配子基因型为abe,得到F1的基因型为AaBbee,F1自交得F2中高茎植株所占的比例为(3/4)×(3/4)=9/16,故A项正确,不符合题意。如果甲作母本,减数分裂产生的配子的基因型及比例为ABE∶ABe=1∶1,乙作父本减数分裂产生的配子基因型为abe,得到F1的基因型有AaBbEe和AaBbee两种,F1自交得F2中B、b基因型及比例为BB∶Bb∶bb=1∶2∶1,则F2群体中B基因的基因频率是1/2,故B项正确,不符合题意。如果乙作父本为正交,则甲作母本,甲产生两种配子(ABE和ABe);反交则以乙作母本,甲为父本,则甲产生的配子基因型只有ABe一种,但是F1个体数量无法判断,故C项错误,符合题意。如果将甲植株连续自交两代,甲产生的雌配子比例为ABE∶ABe=1∶1,雄配子为ABe,得到的F1基因型及比例为AABBEe∶AABBee=1∶1,F1自交得到F2,其基因型及比例为AABBEe∶AABBee=1∶3,则F2中纯合子的比例为3/4,故D项正确,不符合题意。
12.(2018江苏高考压轴卷,8 分)野生型果蝇为红眼长翅的纯合子,卷翅和紫眼是在果蝇中较常见的突变体,其基因分别位于果蝇的Ⅱ号和Ⅲ号染色体上(图1)。某研究人员在实验室发现了紫眼卷翅果蝇,用该果蝇与野生型果蝇杂交,得到的F1均为红眼,其中卷
翅个体数为239,长翅个体数为251(图2),接着针对F1果蝇的不同性状分别进行杂交实验,统计结果如下表。假设果蝇的眼色由基因A、a控制,翅型由基因B、b控制,两对基因位于两对同源染色体上。请回答下列问题:
杂交类型
后代性状及比例
F1红眼果蝇雌雄交配
红眼∶紫眼=3∶1
F1卷翅果蝇雌雄交配
卷翅∶长翅=2∶1
F1长翅果蝇雌雄交配
全为长翅
(1)根据研究结果推测,紫眼为__________性性状,亲本紫眼卷翅果蝇的基因型为________________。
(2)表中卷翅∶长翅=2∶1的原因是_____________________________________。
(3)若用F1中红眼卷翅果蝇雌雄交配得到F2,则F2表现型红眼卷翅∶紫眼卷翅∶红眼长翅∶紫眼长翅=________________,F2红眼卷翅果蝇产生AB配子的概率为____________,若取F2中的红眼卷翅雌雄个体自由交配得到F3,那么F3中红眼卷翅的比例是___________。
(4)若科研人员将实验室发现的紫眼卷翅果蝇相互交配,后代并未发生性状分离,进一步研究发现,该紫眼卷翅果蝇中还存在一个隐性致死基因(纯合时致死,杂合时存活),已知卷翅基因位于图1中1处,则该致死基因可能位于_________(填数字)处。存在该致死基因的紫眼卷翅果蝇自由交配产生的后代有__________种基因型。
答案:(1)隐(1分) aaBb(1分) (2)卷翅基因纯合时致死(BB致死)(1分) (3)6∶2∶3∶1(1分) 1/3(1分) 16/27(1分) (4) 2(1分) 1(1分)
解析:根据信息分析,控制两对相对性状的基因位于两对常染色体上,遵循基因的自由组合定律。野生型果蝇为红眼长翅的纯合子,与紫眼卷翅杂交得到的F1全部是红眼,说明红眼对紫眼为显性性状,亲本相关基因型为AA、aa,F1都是Aa,由表格中F2红眼(A_)∶紫眼(aa)=3∶1可得到验证;又由F1中卷翅∶长翅≈1∶1,类似于测交,无法判断显隐性关系,而F1中卷翅果蝇雌雄交配的后代出现了长翅,说明卷翅对长翅为显性性状,
则亲本相关基因型为Bb、bb,F1为Bb∶bb=1∶1,但是F2中卷翅∶长翅=2∶1,说明卷翅中纯合子BB致死。
(1)根据以上分析可知,紫眼是隐性性状,亲本紫眼卷翅果蝇的基因型为aaBb。
(2)根据以上分析可知,F1卷翅的基因型为Bb,而F2中卷翅和长翅的性状分离比是2∶1,而不是3∶1,说明卷翅基因纯合时致死(BB致死)。
(3)已知F1中红眼卷翅果蝇的基因型为AaBb,所以雌雄果蝇交配产生的后代中红眼∶紫眼=3∶1,卷翅 ∶长翅=2∶1,因此F2表现型红眼卷翅∶紫眼卷翅∶红眼长翅∶紫眼长翅=6∶2∶3∶1;F2红眼卷翅果蝇的基因型为1/3AABb或2/3AaBb,其产生AB配子的概率=(1/3)×(1/2)+(2/3)×(1/2)×(1/2)=1/3。若F2中的红眼卷翅雌雄个体自由交配得到F3,F3中红眼卷翅的比例=[1-(2/3)×(2/3)×(1/4)]×(2/3)=16/27。
(4)紫眼卷翅果蝇的基因型为aaBb,相互交配后代并没有发生性状分离,说明致死基因与b连锁,则致死基因应该在2处;后代基因型及其比例理论上应该为aaBB∶aaBb∶aabb=1∶2∶1,其中aaBB、aabb致死,因此存在该致死基因的紫眼卷翅果蝇自由交配产生的后代只有1种基因型。
13.(2016四川理综,14分)油菜物种Ⅰ(2n=20)与Ⅱ(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:Ⅰ的染色体和Ⅱ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)该油菜新品系经过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:
组别
亲代
F1表现型
F1自交所得F2的表现型及比例
实验一
甲×乙
全为产黑色种子植株
产黑色种子植株 ∶产黄色种子植株=3 ∶1
实验二
乙×丙
全为产黄色种子植株
产黑色种子植株 ∶产黄色种子植株=3 ∶13
①由实验一得出,种子颜色性状中黄色对黑色为_____________性。
②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_____________。
③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_____________。
答案:(1)纺锤体(1分) 不会(1分) (2)分生(1分) 76(1分) (3)①隐(1分) ②R(1分) AARR(2分) 10/13(2分) ③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)(2分) 1/48(2分)
解析:(1)秋水仙素通过抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成,导致染色体加倍,形成纯合体,所以获得的植株进行自交,子代不会出现性状分离。
(2)由于油菜新品系是油菜物种Ⅰ(2n=20)与Ⅱ(2n=18)杂交产生的幼苗经秋水仙素处理后获得的,所以细胞中含有(10+9)×2=38条染色体。观察油菜新品系根尖细胞有丝分裂,应观察分裂旺盛的分生区细胞,处于分裂后期的细胞中着丝点分裂,染色体数目暂时加倍,所以含有76条染色体。
(3)①由实验一可判断种子颜色性状中黄色对黑色为隐性。
②由实验二的F1自交所得F2的表现型及比例为产黑色种子植株 ∶产黄色种子植株=3 ∶13,可判断F1黄色种子植株的基因型为AaRr;子代黑色种子植株基因型为A_rr,黄色种子植株基因型为A_R_、aaR_、aarr,可判断当R基因存在时,抑制A基因的表达;实验一中,由于F1全为产黑色种子植株,则乙黄色种子植株的基因型为aarr;实验二中,由于F1全为产黄色种子植株(AaRr),则丙黄色种子植株的基因型为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,所以F2产黄色种子植株中杂合子的比例为1-=。
③就R、r基因而言,实验二亲本基因型为RR和rr,F1体细胞的基因型为Rr,而该植株体细胞中含R基因的染色体多了一条,可能是植株丙在产生配子时,减数第一次分裂过程中含R基因的同源染色体没有分离或减数第二次分裂中含R基因的姐妹染色单体没有分离,产生的配子为RR ∶Rr ∶R ∶r=1 ∶2 ∶2 ∶1。因此,该植株自交,理论上后代中产黑色种子(A_rr)的植株所占比例为××=。
14.(经典题,15分)小鼠的皮毛颜色由常染色体上的两对基因控制,其中A、a控制灰色物质合成,B、b控制黑色物质合成。两对基因控制有色物质合成的关系如图:
(1)选取三只不同颜色的纯合小鼠(甲——灰鼠,乙——白鼠,丙——黑鼠)进行杂交,结果如下:
亲本组合
F1
F2
实验一
甲×乙
全为灰鼠
9灰鼠 ∶3黑鼠 ∶4白鼠
实验二
乙×丙
全为黑鼠
3黑鼠 ∶1白鼠
①两对基因(A、a和B、b)位于_________对染色体上,小鼠乙的基因型为_______________。
②实验一的F2中,白鼠共有__________种基因型,灰鼠中杂合体占的比例为__________。
③图中有色物质1代表___________色物质,实验二的F2中黑鼠的基因型为___________________。
(2)在纯合灰鼠群体的后代中偶然发现一只黄色雄鼠(丁),让丁与纯合黑鼠杂交,结果如下:
亲本组合
F1
F2
实验三
丁×纯合黑鼠
1黄鼠 ∶1灰鼠
F1黄鼠随机交配:3黄鼠 ∶1黑鼠
F1灰鼠随机交配:3灰鼠 ∶1黑鼠
①据此推测:小鼠丁的黄色性状是由基因___________突变产生的,该突变属于_________性突变。
②为验证上述推测,可用实验三F1的黄鼠与灰鼠杂交。若后代的表现型及比例为______________________________________,则上述推测正确。
③用3种不同颜色的荧光,分别标记小鼠丁精原细胞的基因A、B及突变产生的新基因,观察其分裂过程,发现某个次级精母细胞有3种不同颜色的4个荧光点,其原因是___________
_______________________________________________。
答案:(1)①2(1分) aabb(1分) ②3(1分) 8/9(2分) ③黑(1分) aaBB、aaBb(2分) (2)①A(2分) 显(1分) ②黄鼠 ∶灰鼠 ∶黑鼠=2 ∶1 ∶1(2分) ③基因A与新基因所在同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换(2分)
解析:(1)①由实验一可知,F2为9 ∶3 ∶4,是9 ∶3 ∶3 ∶1的变形,遵循自由组合定律,故A、a和B、b是位于非同源染色体上的两对基因,且A_B_为灰色,A_bb、aabb为白色,aaB_为黑色(A、a控制灰色物质合成,B、b控制黑色物质合成)。因此F1灰鼠的基因型为AaBb,亲本中甲应为AABB,乙为aabb(甲为AAbb,乙为aaBB时,表现型与题意不符合)。
②由两对相对性状杂交实验可知,F2中白鼠基因型为Aabb、AAbb和aabb三种,灰鼠中AABB ∶AaBB ∶AABb ∶AaBb=1 ∶2 ∶2 ∶4,除了AABB外皆为杂合子,杂合子比例为8/9。
③由①解析可知,有色物质1是黑色;实验二中,F1全为黑色(aaB_),乙为aabb,故丙为aaBB,F1为aaBb,F2中aaB_(aaBB、aaBb) ∶aabb=3 ∶1。
(2)①实验三中丁与纯合黑鼠(aaBB)杂交,后代有两种性状,说明丁为杂合子,且杂交后代中有灰色个体,说明新基因相对于A为显性(本解析中用A1表示)。结合F1、F2未出现白鼠可知,丁不含b基因,其基因型为A1ABB。
②若推论正确,则F1中黄鼠基因型为A1aBB,灰鼠为AaBB,杂交后代基因型及比例为A1ABB ∶A1aBB ∶AaBB ∶aaBB=1 ∶1 ∶1 ∶1,表现型及其比例为黄 ∶灰 ∶黑=2 ∶1 ∶1。
③在减数第一次分裂过程中联会后,同源染色体分离的同时非同源染色体自由组合;次级精母细胞进行减数第二次分裂时,姐妹染色单体分离,由于姐妹染色单体是由同一条染色体通过复制而来的,若不发生交叉互换,基因两两相同,应该是4个荧光点,2种颜色。因此出现第三种颜色应该是发生交叉互换的结果。