2021届高考生物新人教版一轮复习学案：第5单元遗传定律的伴性遗传素养加强课4基因自由组合定律在特殊情况下的重点题型

素养加强课4 基因自由组合定律在特殊情况下的重点题型

基因间相互作用导致性状分离比的改变

(2019·全国卷Ⅱ)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)植株进行杂交，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________，实验①中甲植株的基因型为________。

(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________。

[审题指导]　(1)某种甘蓝叶色的绿色和紫色受两对独立遗传的基因A/a和B/b控制。

(2)两对基因只含隐性基因的个体表现隐性性状，其他基因型的个体表现显性性状。

(3)绿叶甘蓝(甲)自交，子代都是绿叶；绿叶甘蓝(甲)与紫叶甘蓝(乙)杂交，子代绿叶∶紫叶＝1∶3。

[解析]　(1)(2)根据题干信息可知，甘蓝叶色受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为隐性性状，其他基因型的个体均表现为显性性状。由于绿叶甘蓝(甲)植株的自交后代都表现为绿叶，且绿叶甘蓝(甲)和紫叶甘蓝(乙)的杂交后代中绿叶∶紫叶＝1∶3，可推知甲植株的基因型为aabb，乙植株的基因型为AaBb。实验②中aabb(甲)×AaBb(乙)→Aabb(紫叶)、AaBb(紫叶)、aaBb(紫叶)、aabb(绿叶)，故实验②中子代有4种基因型。(3)紫叶甘蓝(丙)的可能基因型为AABB、AABb、AAbb、AaBb、AaBB、Aabb、aaBB、aaBb，甲植株与紫叶甘蓝(丙)植株杂交，可能出现的结果为aabb×Aabb→Aabb(紫叶)、aabb(绿叶)或aabb×aaBb→aaBb(紫叶)、aabb(绿叶)或aabb×AABB→AaBb(紫叶)或aabb×AABb→AaBb(紫叶)、Aabb(紫叶)或aabb×AAbb→Aabb(紫叶)或aabb×AaBB→AaBb(紫叶)、aaBb(紫叶)或aabb×aaBB→aaBb(紫叶)或aabb×AaBb→3紫叶∶1绿叶，故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Aabb、aaBb；若杂交子代均为紫色，则丙植株所有可能的基因型是AABB、AAbb、aaBB、AaBB、AABb。aabb×AABB→F1：AaBb(紫叶)，F1自交，F2的基因型为9/16A_B_(紫叶)、3/16A_bb(紫叶)、3/16aaB_(紫叶)、1/16aabb(绿叶)，即紫叶∶绿叶＝15∶1。

[答案]　(1)绿色　aabb　(2)AaBb　4　(3)Aabb、aaBb　AABB、AAbb、aaBB、AaBB、AABb　AABB

1．理解9∶3∶3∶1变式的实质

由于非等位基因之间常常发生相互作用而影响同一性状表现，出现了不同于9∶3∶3∶1的异常性状分离比，如图所示，这几种表现型的比例都是从9∶3∶3∶1的基础上演变而来的，只是比例有所改变(根据题意进行合并或分解)，而基因型的比例仍然和独立遗传是一致的，由此可见，虽然这种表现型比例不同，但同样遵循基因的自由组合定律。

2．“合并同类项法”巧解自由组合定律特殊分离比

第一步，判断是否遵循基因自由组合定律：若双杂合子自交后代的表现型比例之和为16(存在致死现象除外)，不管以什么样的比例呈现，都符合基因自由组合定律，否则不符合基因自由组合定律。

第二步，写出遗传图解：根据基因自由组合定律，写出遗传图解，并注明自交后代性状分离比(9∶3∶3∶1)。

第三步，合并同类项，确定出现异常分离比的原因：将异常分离比与正常分离比9∶3∶3∶1进行对比，根据题意，将具有相同表现型的个体进行“合并同类项”，如“9∶6∶1”即9∶(3＋3)∶1，确定出现异常分离比的原因，即单显性类型表现相同性状。

第四步，确定基因型与表现型及比例：根据第三步推断出的异常分离比出现的原因，推测亲本的基因型或推断子代相应表现型的比例。

1．(2019·辽宁沈阳月考)等位基因A、a和B、b分别位于不同对的同源染色体上。让显性纯合子(AABB)和隐性纯合子(aabb)杂交得F1，再让F1测交，测交后代的表现型比例为1∶3。如果让F1自交，则下列表现型比例中，F2不可能出现的是    (　　)

A．13∶3　　　　　　　　B．9∶4∶3

C．9∶7    D．15∶1

B　[位于不同对同源染色体上说明遵循基因的自由组合定律，F1 AaBb测交按照正常的自由组合定律表现型应是四种且比例为1∶1∶1∶1，而现在是1∶3，那么F1自交后原本的9∶3∶3∶1应是两种表现型，有可能是9∶7,13∶3或15∶1，故A、C、D正确。而B中的3种表现型是不可能的，故B错误。]

2．(2016·全国卷Ⅲ)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

D　[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，相当于测交后代表现出1∶3的分离比，可推断该相对性状受两对等位基因控制，且两对基因独立遗传。设相关基因为A、a和B、b，则A_B_表现为红色，A_bb、aaB_、aabb表现为白色，因此F2中白花植株中有纯合体和杂合体，故A项错误；F2中红花植株的基因型有AaBb、AABB、AaBB、AABb 4种，故B项错误；控制红花与白花的两对基因独立遗传，位于两对同源染色体上，故C项错误；F2中白花植株的基因型有5种，红花植株的基因型有4种，故D项正确。]

3．(2019·云南曲靖一中模拟)洋葱鳞茎有红色、黄色和白色三种，研究人员用红色鳞茎洋葱与白色鳞茎洋葱杂交，F1全为红色鳞茎洋葱，F1自交，F2中红色、黄色和白色鳞茎洋葱分别有119株、32株和10株。相关叙述正确的是(　　)

A．洋葱鳞茎不同颜色是由细胞液中不同色素引起的

B．洋葱鳞茎颜色不遵循自由组合定律

C．F2的红色鳞茎洋葱中与F1基因型相同的个体大约占4/9

D．从F2中的黄色鳞茎洋葱中任取一株进行测交，得到白色洋葱的概率为1/4

A　[F2中红色、黄色和白色鳞茎洋葱分别有119株、32株和10株，比例为12∶3∶1，是9∶3∶3∶1的变形，说明F1的基因型是AaBb，F2的红色鳞茎洋葱中与F1基因型相同的个体大约占4/12。从F2中的黄色鳞茎洋葱中任取一株进行测交，得到白色洋葱的概率为1/3。]

4．(2019·衡水中学检测)某种植物(二倍体)叶缘的锯齿状与非锯齿状受叶缘细胞中T蛋白含量的影响。T蛋白的合成由两对独立遗传的基因(A和a、T和t)控制，基因T仅在叶片细胞中表达，其表达产物是T蛋白，基因A抑制基因T的表达。两锯齿状植株作为亲本杂交获得F1，F1自交获得F2，F2中锯齿状植株与非锯齿状植株的比例是13∶3。下列分析合理的是(　　)

A．亲本的基因型分别是aaTt、和AAtt

B．叶缘细胞缺少T蛋白的植株，叶缘呈锯齿状

C．F1群体中，T基因的基因频率为2/3

D．基因型为aaTT的植物根尖细胞中也有T蛋白的存在

B　[根据题目信息，T基因表达T蛋白，基因A抑制基因T的表达。只有aaT_的植物才能表达T蛋白。根据F2中锯齿状植株与非锯齿状植株的比例是13∶3，判断F1的基因型为AaTt，亲本的基因型为AATT和aatt，A项错误；aaT_的植物能表达T蛋白，表现为非锯齿状，因此叶缘细胞缺少T蛋白的植株，叶缘呈锯齿状，B项正确；F1群体中，T基因的基因频率为1/2，C项错误；基因T仅在叶片细胞中表达，基因型为aaTT的植物根尖细胞中没有T蛋白的存在，D项错误。]

5．(2019·湖北省调研)某种植物的性状有高茎和矮茎、紫花和白花。现用纯合的高茎紫花个体与纯合的矮茎白花个体杂交，F1均表现为高茎紫花，F1自交产生F2，F2有4种表现型：高茎紫花162株，高茎白花126株，矮茎紫花54株，矮茎白花42株。请回答：

(1)控制上述两对相对性状的基因之间________(填“遵循”或“不遵循”)自由组合定律，判断依据是_______________________。

(2)请在上述实验中选择合适材料，设计一次杂交实验进一步验证你关于(1)的判断，写出简要的实验思路并预测结果。

实验思路：___________________________________________。

结果预测：__________________________________________。

[解析]　(1)题目研究了两对相对性状，分别分析F2中高茎和矮茎、紫花和白花的比例。说明两对相对性状是由位于三对同源染色体上的三对等位基因控制的，因此遵循基因的自由组合定律。

(2)要验证三对基因位于三对同源染色体上，应让F1与亲本的矮茎白花进行测交，观察并统计后代的表现型及比例，测交后代应为：高茎紫花∶高茎白花∶矮茎紫花∶矮茎白花＝1∶3∶1∶3。

[答案]　(1)遵循　F2中高茎∶矮茎＝3∶1，紫花∶白花＝9∶7，且F2中高茎紫花∶高茎白花∶矮茎紫花∶矮茎白花＝27∶21∶9∶7，符合自由组合定律

(2)将F1与亲本矮茎白花植株杂交，观察并统计后代的表现型及比例

后代中高茎紫花∶高茎白花∶矮茎紫花∶矮茎白花＝1∶3∶1∶3

致死现象导致的性状分离比的改变

(2019·烟台期末)果蝇体色黄色(A)对黑色(a)为显性，翅型长翅(B)对残翅(b)为显性。研究发现，用两种纯合果蝇杂交得到F1，F1中雌雄个体自由交配，F2中出现了5∶3∶3∶1的特殊性状分离比。请回答以下问题。

(1)F2中出现了5∶3∶3∶1的特殊性状分离比的原因可能是：①F2中有两种基因型的个体死亡，且致死的基因型为_________；②__________；③____________。

(2)请利用以上子代果蝇为材料，用最简便的方法设计一代杂交实验判断上述三种原因的正确性(写出简要实验设计思路，并预期实验结果及结论)。

[审题指导]　(1)两种纯合果蝇杂交得F1，F1中雌雄个体自由交配，F2中出现5∶3∶3∶1的分离比。

(2)F2中出现5∶3∶3∶1的特殊性状分离比的原因可能是两种基因型的个体死亡，还可能是AB雌配子或AB雄配子死亡。

(3)要探究F2死亡的原因需让F1的雌雄果蝇与黑色残翅果蝇进行正反交。

[解析]　从F2的分离比看出双显性的个体有4份死亡，F2双显性个体的基因型是AABB、2AABb、2AaBB、4AaBb，如果F2中有两种基因型的个体死亡，则死亡个体的基因型应为AaBB和AABb。

正常情况下，F1产生AB、Ab、aB、ab四种雌配子和AB、Ab、aB、ab四种雄配子，如果AB雌配子或AB雄配子死亡，也会造成F2中出现了5∶3∶3∶1的特殊性状分离比。要探究上述三种原因的正确性，需分别用F1的雌雄果蝇与F2的黑色残翅雄雌果蝇测交。

[答案]　(1)AaBB和AABb　基因型为AB的雌配子致死　基因型为AB的雄配子致死

(2)实验思路：甲组实验：用F1的雌果蝇与F2中黑色残翅雄果蝇杂交，观察子代的表现型及比例；乙组实验：用F1的雄果蝇与F2中黑色残翅雌果蝇杂交，观察子代的表现型及比例。

预期结果及结论：若甲、乙两组杂交子代的表现型及比例都为黄色长翅∶黄色残翅∶黑色长翅∶黑色残翅＝1∶1∶1∶1，则原因是F2中有两种基因型的个体死亡，且致死的基因型为AaBB和AABb；若甲组杂交子代的表现型及比例为黄色残翅∶黑色长翅∶黑色残翅＝1∶1∶1，乙组杂交子代为黄色长翅∶黄色残翅∶黑色长翅∶黑色残翅＝1∶1∶1∶1，则原因是基因型为AB的雌配子致死；若甲组杂交子代的表现型及比例为黄色长翅∶黄色残翅∶黑色长翅∶黑色残翅＝1∶1∶1∶1，乙组杂交子代为黄色残翅∶黑色长翅∶黑色残翅＝1∶1∶1，则原因是基因型为AB的雄配子致死。

1．明确几种致死现象

(1)显性纯合致死

①AA和BB致死：

AaBb

②AA(或BB)致死

AaBb

(2)隐性纯合致死

①双隐性致死：AaBb自交后代：A_B_∶A_bb∶aaB_＝9∶3∶3。

②单隐性aa或bb致死：AaBb自交后代：A_B_∶A_bb＝9∶3。或A_B_∶aaB_＝9∶3。

(3)配子致死

某种雌配子或某种雄配子致死，造成后代分离比改变。

AaBb

2．掌握解题方法

(1)将其拆分成分离定律单独分析，如：

6∶3∶2∶1⇒(2∶1)(3∶1)⇒一对显性基因纯合致死。

4∶2∶2∶1⇒(2∶1)(2∶1)⇒两对显性基因纯合致死。

(2)从F2每种性状的基因型种类及比例分析，如BB致死。

(3)分析配子致死引起的后代性状分离比的改变时，要用棋盘法。

1．(2019·山东临沂月考)某种植物的甲(AABB)、乙(aabb)两品种杂交得F1，F1测交结果如下表。下列叙述正确的是(　　)

A.这两对基因位于一对同源染色体上

B．F1产生的AB花粉50%无受精能力

C．F1自交得F2，F2的基因型有4种

D．F1花粉离体培养，将得到4种纯合子植株

B　[F1作父本与aabb测交后代中AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb＝1∶2∶2∶2，说明AB花粉50%无受粉能力。]

2．(2019·惠州一模)某种果蝇中，野生型果蝇是红眼长翅的纯合子，紫眼和卷翅是较常见的突变体，控制这两对性状的基因都位于常染色体上。用紫眼卷翅果蝇与野生型果蝇杂交，F1果蝇有红眼卷翅和红眼长翅两种类型。让F1的红眼卷翅雌雄果蝇杂交，F2的表现型及比例为红眼卷翅∶紫眼卷翅∶红眼长翅∶紫眼长翅＝6∶2∶3∶1。下列相关分析错误的是(　　)

A．这两对性状能独立遗传，且卷翅果蝇中不存在纯合子

B．卷翅对长翅为显性，亲代雌雄果蝇共产生4种基因型的配子

C．F2中红眼卷翅果蝇产生基因组合为双隐性配子的比例是1/6

D．F2中的红眼卷翅雌雄个体自由交配，子代中红眼长翅果蝇的比例为8/27

B　[由F2的表现型及比例为红眼卷翅∶紫眼卷翅∶红眼长翅∶紫眼长翅＝6∶2∶3∶1，可判断这两对性状能独立遗传。F1中卷翅的基因型为Bb，而F2的性状分离比是2∶1，说明卷翅基因纯合(BB)时致死。亲代中红眼长翅果蝇为纯合子，紫眼卷翅果蝇为杂合子，二者共产生3种基因型的配子。]

3．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

B　[根据F1的表现型中黄色∶灰色＝2∶1，短尾∶长尾＝2∶1判断黄色和短尾都存在纯合致死。黄色短尾亲本为YyDd，能产生4种正常配子；F1中致死个体的基因型共有5种；表现型为黄色短尾的小鼠的基因型为YyDd；F1中的灰色短尾小鼠的基因型为yyDd，雌雄鼠自由交配F2中灰色短尾鼠占2/3。]

4．(2019·潍坊期末)某二倍体植株的花色和茎高分别由基因A/a、B/b控制，用甲、乙、丙三种基因型不同的红花高茎植株分别与白花矮茎植株杂交，F1植株均为红花高茎。用F1植株随机交配，F2植株的表现型及比例均为红花高茎∶红花矮茎∶白花高茎∶白花矮茎＝9∶1∶1∶1。下列叙述错误的是(　　)

A．甲、乙、丙都能产生AB配子

B．这两对性状的遗传遵循基因自由组合定律

C．F2出现9∶1∶1∶1比例的原因是部分个体致死

D．甲、乙、丙植株的基因型分别是AABB、AABb、AaBb

D　[用F1植株随机交配，F2植株的表现型及比例均为红花高茎∶红花矮茎∶白花高茎∶白花矮茎＝9∶1∶1∶1。说明F1为双杂合子，F2的红花矮茎和白花高茎分别有两份死亡，根据基因型判断死亡的个体的基因型是Aabb和aaBb，进一步判断甲、乙、丙植株的基因型分别是AABB、AABb、AaBB。]