1、第五单元 基因的传递规律专题十二 基因的自由组合定律高考帮备考方向导航考点基因的自由组合定律1.2017浙江11月选考,24,2分豌豆子叶的黄色对绿色为显性,种子的圆粒对皱粒为显性,且两对性状独立遗传。以1株黄色圆粒和1株绿色皱粒豌豆为亲本,杂交得到F1,其自交得到的F2中黄色圆粒黄色皱粒绿色圆粒绿色皱粒=93155,则黄色圆粒的亲本产生的配子种类有()A.1种B.2种C.3种D.4种2.2020全国卷,32,11分控制某种植物叶形、叶色和能否抗霜霉病3个性状的基因分别用A/a、B/b、D/d表示,且位于3对同源染色体上。现有表现型不同的4种植株:板叶紫叶抗病(甲)、板叶绿叶抗病(乙)、花叶绿
2、叶感病(丙)和花叶紫叶感病(丁)。甲和丙杂交,子代表现型均与甲相同;乙和丁杂交,子代出现个体数相近的8种不同表现型。回答下列问题:(1)根据甲和丙的杂交结果,可知这3对相对性状的显性性状分别是。(2)根据甲和丙、乙和丁的杂交结果,可以推断甲、乙、丙和丁植株的基因型分别为、和。(3)若丙和丁杂交,则子代的表现型为。(4)选择某一未知基因型的植株X与乙进行杂交,统计子代个体性状。若发现叶形的分离比为31、叶色的分离比为11、能否抗病性状的分离比为11,则植株X的基因型为。3.2020山东,23,16分玉米是雌雄同株异花植物,利用玉米纯合雌雄同株品系M培育出雌株突变品系,该突变品系的产生原因是2号染
3、色体上的基因Ts突变为ts,Ts对ts为完全显性。将抗玉米螟的基因A转入该雌株品系中获得甲、乙两株具有玉米螟抗性的植株,但由于A基因插入的位置不同,甲植株的株高表现正常,乙植株矮小。为研究A基因的插入位置及其产生的影响,进行了以下实验:实验一:品系M(TsTs)甲(Atsts)F1中抗螟非抗螟约为11实验二:品系M(TsTs)乙(Atsts)F1中抗螟矮株非抗螟正常株高约为11(1)实验一中作为母本的是,实验二的F1中非抗螟植株的性别表现为(填“雌雄同株”“雌株”或“雌雄同株和雌株”)。(2)选取实验一的F1抗螟植株自交,F2中抗螟雌雄同株抗螟雌株非抗螟雌雄同株约为211。由此可知,甲中转入的
4、A基因与ts基因(填“是”或“不是”)位于同一条染色体上,F2中抗螟雌株的基因型是。若将F2中抗螟雌雄同株与抗螟雌株杂交,子代的表现型及比例为。(3)选取实验二的F1抗螟矮株自交,F2中抗螟矮株雌雄同株抗螟矮株雌株非抗螟正常株高雌雄同株非抗螟正常株高雌株约为3131,由此可知,乙中转入的A基因(填“位于”或“不位于”)2号染色体上,理由是。F2中抗螟矮株所占比例低于预期值,说明A基因除导致植株矮小外,还对F1的繁殖造成影响,结合实验二的结果推断这一影响最可能是。F2抗螟矮株中ts基因的频率为,为了保存抗螟矮株雌株用于研究,种植F2抗螟矮株使其随机受粉,并仅在雌株上收获籽粒,籽粒种植后发育形成的
5、植株中抗螟矮株雌株所占的比例为。4.2016四川理综,11,14分油菜物种(2n=20)与(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:的染色体和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 (会/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
6、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由实验一得出,种子颜色性状中黄色对黑色为性。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。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。拓展变式1.2021河南省实验中学期中果蝇的灰体(A)对黑檀体(a)为显性,短刚毛(B)和长刚毛(b)为另
7、一对相对性状,现有杂交组合一:AabbaaBb,杂交组合二:AaBbaabb,请依据后代表现型的对比判断上述两对基因与染色体的关系,以下分析错误的是()A.两个杂交组合均能验证是否遵循基因的分离定律B.两个杂交组合均能验证是否遵循基因的自由组合定律C.若两对基因位于一对同源染色体上,则杂交组合一后代表现型之比为1:1:1:1D.若两对基因位于一对同源染色体上,则杂交组合二后代表现型之比不是1:1:1:12.2021河北衡水三校联考某植物的花色由一对等位基因A、a控制(A控制红色素的合成),叶形由另一对等位基因B、b控制。将纯合红花圆叶植株和纯合白花尖叶植株正反交,F1均表现为粉红花尖叶,F1随
8、机交配得F2,F2表现为红花圆叶:粉红花尖叶:白花尖叶=1:2:1,不考虑交叉互换及X、Y染色体同源区段,下列有关叙述错误的是()A.基因A、a和基因B、b均不位于性染色体上B.基因A对a为不完全显性,基因B对b为完全显性C.控制花色和叶形的基因遵循基因的自由组合定律D.F1与F2中的白花尖叶个体杂交,子代有2种表现型3.经典高考题回顾,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
9、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,植物的花色至少受几对等位基因的控制,为什么?答案专题十二 基因的自由组合定律1.B由题意,假设控制豌豆子叶黄色和绿色的相关基因分别为Y、y;控制种子圆粒、皱粒的相关基因分别为R、r。已知F2中黄色圆粒:黄色皱粒:绿色圆粒:绿色皱粒=9:3:15:5,其可分解为黄色圆粒:黄色皱粒:绿色圆粒:绿色皱粒=9:3:3:1与绿色圆粒:绿色皱粒=12:4,因此F1的基因型为YyRr、yyRr,则亲本黄色圆粒的基因型为YyRR,可以产生YR和yR两种配子,故选B。2.(除标明外,每空1分)(1)板叶、紫叶、抗病(
10、3分)(2)AABBDDAabbDdaabbddaaBbdd(3)花叶绿叶感病、花叶紫叶感病(2分)(4)AaBbdd(2分)【解析】(1)甲(板叶紫叶抗病)与丙(花叶绿叶感病)杂交,子代表现型都是板叶紫叶抗病,说明板叶对花叶为显性、紫叶对绿叶为显性、抗病对感病为显性。(2)丙的表现型为花叶绿叶感病,说明丙的基因型为aabbdd。根据甲与丙杂交子代都是板叶紫叶抗病推断,甲的基因型为AABBDD。乙(板叶绿叶抗病)与丁(花叶紫叶感病)杂交,子代出现个体数相近的8(即222)种不同表现型,可以确定乙的基因型为AabbDd,丁的基因型为aaBbdd。(3)若丙(基因型为aabbdd)与丁(基因型为a
11、aBbdd)杂交,子代的基因型为aabbdd和aaBbdd,表现型为花叶绿叶感病、花叶紫叶感病。(4)植株X与乙(基因型为AabbDd)杂交,统计子代个体性状。根据叶形的分离比为31,确定是AaAa的结果;根据叶色的分离比为11,确定是Bbbb的结果;根据能否抗病性状的分离比为11,确定是ddDd的结果,因此植株X的基因型为AaBbdd。3.(除标明外,每空2分)(1)甲(1分)雌雄同株(1分)(2)是(1分)AAtsts(1分)抗螟雌雄同株抗螟雌株=11(3)不位于抗螟性状与性别性状间是自由组合的,因此A基因不位于Ts、ts基因所在的2号染色体上含A基因的雄配子不育1/21/6【解析】(1)
12、据题干信息可知,品系M为雌雄同株,甲为雌株突变品系,因此实验一中作为母本的是甲。实验二的F1中非抗螟植株的基因型为Tsts,Ts对ts为显性,因此该植株为雌雄同株。(2)实验一中F1抗螟植株的基因型为ATsts,F2中抗螟雌雄同株抗螟雌株非抗螟雌雄同株=211,说明甲中转入的A基因与ts基因位于同一条染色体上。F1抗螟植株中A和ts位于一条染色体上,另一条染色体上的基因为Ts,F1抗螟植株自交产生的F2中抗螟雌株的基因型为AAtsts,其产生的配子为Ats,抗螟雌雄同株的基因型为ATsts,其产生的配子为1/2Ats、1/2Ts,二者杂交,子代的基因型及比例为AAtstsATsts=11,表现
13、型及比例为抗螟雌株抗螟雌雄同株=11。(3)实验二中F1抗螟矮株基因型为ATsts,F2中抗螟矮株雌雄同株抗螟矮株雌株非抗螟正常株高雌雄同株非抗螟正常株高雌株=3131,是(11)(31)的组合,说明两对基因独立遗传,因此乙中转入的A基因不位于2号染色体上。分析F2中性状表现可知,抗螟非抗螟=11,雌雄同株雌株=31,由此可判断含A基因的雌配子或含A基因的雄配子不育,再结合实验二信息(乙可产生正常配子)可推断含A基因的雄配子不育。F2中抗螟矮株的基因型为1/4ATsTs、2/4ATsts、1/4Atsts,ts基因的频率为1/2。F2中抗螟矮株雌株的基因型为Atsts,抗螟矮株雌雄同株的基因型
14、为1/3ATsTs、2/3ATsts,又含A基因的雄配子不育,因此能受粉的雄配子的基因型为2/3Ts、1/3ts,因此F3中抗螟矮株雌株占1/6。4.(除标明外,每空1分)(1)纺锤体不会(2)分生76(2分)(3)隐RAARR10/13(2分)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)秋水仙素通过抑制分裂细胞中纺锤体的形成,导致染色体数目加倍;加倍后形成的植株都是纯合子,进行自交后子代不会出现性状分离。(2)观察油菜新品系根尖细胞有丝分裂,应观察根尖分生区的细胞,油菜物种(2n=20)
15、与油菜物种(2n=18)杂交后细胞中有19条染色体,经秋水仙素处理后染色体加倍,为38条染色体,所以处于分裂后期的细胞中含有76条染色体。(3)由实验一可知,F1产黑色种子植株自交所得F2出现性状分离,黄色为隐性性状。实验二F2的表现型的比例为9331的变形,可以推出F1的基因型为AaRr,理论上F2中A_R_aaR_A_rraarr=9331,产黑色种子植株产黄色种子植株=313,由题干可知A基因会被某基因抑制,且黑色为显性性状,说明R基因抑制A基因的表达。实验二中F1基因组成为AaRr,结合实验一可知甲的基因型为AArr,乙的基因型为aarr,丙的基因型为AARR;实验二F2中表现产黄色种
16、子的纯合植株为1/16aaRR、1/16aarr、1/16AARR,F2中表现产黄色种子的植株占13/16,故产黄色种子的植株中纯合子占3/13,则产黄色种子的植株中杂合子的比例为1-3/13=10/13。实验二所得某一F1植株体细胞中同源染色体有三条,其中两条含R基因,原因是丙在减数分裂产生配子时,减后期含R基因的同源染色体未分开或减后期含R基因的染色单体分开后移向了同一极。RRr减数分裂形成的配子中,RrRrRR=2121,基因型为AaRRr的植株自交,后代中产黑色种子的植株基因型为A_rr,即占(3/4)(1/6)(1/6)=1/48。1.B分析两个杂交组合,每对基因都是测交,故均能验证
17、是否遵循基因的分离定律,A正确。若两对基因位于两对同源染色体上,则杂交组合一后代表现型之比为1:1:1:1;若两对基因位于一对同源染色体上,杂交组合一后代表现型之比也为1:1:1:1,故杂交组合一不能验证是否遵循基因的自由组合定律,B错误。若两对基因位于一对同源染色体上,则杂交组合一中,Aabb产生的配子类型是Ab:ab=1:1,aaBb产生的配子类型是aB:ab=1:1,后代基因型为AaBb、Aabb、aaBb、aabb,表现型之比为1:1:1:1,C正确;若两对基因位于一对同源染色体上,则杂交组合二中,AaBb产生的配子类型是AB:ab=1:1或aB:Ab=1:1,aabb产生ab一种配子
18、,故后代表现型之比是1:1,D正确。2.C纯合双亲正反交,F1的表现型与性别无关,说明基因A、a和B、b均位于常染色体上,A正确。先分析花色,F1表现为粉红花,F2表现为红花:粉红花:白花=1:2:1,A控制红色素的合成,所以AA表现为红色,Aa表现为粉色,aa表现为白色,A对a为不完全显性;再分析叶形,F1表现为尖叶,F2表现为尖叶:圆叶=3:1,基因B对b为完全显性,B正确。F1随机交配,子代的比例不符合9:3:3:1,说明这两对基因不遵循孟德尔的自由组合定律,两对基因在一对染色体上,C错误。若基因A和b连锁,基因a和B连锁,则F1(AaBb)随机交配,F2的基因型为1AAbb、2AaBb
19、、1aaBB,表现型及比例为红花圆叶:粉红花尖叶:白花尖叶=1:2:1,符合题意,则F1(Ab/aB)与F2中的白花尖叶(aB/aB)个体杂交,子代基因型为AaBb、aaBB,有2种表现型,D正确。3.(1)基因的分离定律和基因的自由组合定律(2分)(2)4对,原因: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81/(81+175)=81/256=(3/4)4,可判断这两个杂交组合中都至少涉及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。(6分)【解析】根据遗传基本规律,某个体若有1对基因杂合,则其自交后代中显性个体占
20、3/4;若有2对基因杂合,且按自由组合定律遗传,则自交后代中双显性个体占(3/4)2;若有n对基因杂合,且均按自由组合定律遗传,则自交后代中“相关的每对基因都至少含有一个显性基因的个体”(可称为“全显性个体”)占(3/4)n。据题意,该植物红花个体就是这样的“全显性个体”,因此可根据题图中F1自交所得F2中红花个体的比例是3/4的几次方来反推该植物的花色至少受几对等位基因控制,以及是否符合分离定律和自由组合定律。乙和丙、甲和丁杂交的F2中红花个体的比例均是81/(81+175)=(3/4)4,说明这两个杂交组合中都至少涉及4对等位基因,且符合分离定律和自由组合定律。另外,根据乙和丁杂交的F2中红花个体的比例是27/(27+37)=(3/4)3,说明乙和丁存在3对等位基因的差异,控制红白花色的另一对等位基因在乙和丁之间没有差别。