高三生物一轮复习-自由组合定律的遗传特例分析

第18讲

基因自由组合定律的特例分析1.”9:3:3:1”的变式(自交“和”为16，测交“和”为4的分离比分析)

自由组合定律中的特殊比例

母题．现有4个纯合南瓜品种，其中2个品种的果形表现为圆形（圆甲和圆乙），1个表现为扁盘形（扁盘），1个表现为长形（长）。用这4个南瓜品种做了3个实验，结果如下：实验1：圆甲×圆乙，F1为扁盘，F2中扁盘：圆：长=9：6：1实验2：扁盘×长，F1为扁盘，F2中扁盘：圆：长=9：6：1实验3：用长形品种植株的花粉分别对上述杂交组合的F1植株授粉，其后代中扁盘：圆：长均等于1：2：1。综合上述实验结果，请回答：（1）南瓜果形的遗传受_____对等位基因控制，且遵循________________定律。（2）若果形由一对等位基因控制用A、a表示，若由两对等位基因控制用A、a和B、b表示，以此类推，则圆形的基因型应为_________________，扁盘的基因型为

长形的基因型应为________________________。两自由组合A＿bb和aaB＿A＿B＿

aabb(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

。

AaBb4Aabb、aaBbAABB、AAbb、aaBB、绿色aabbAABBP136[精练1](2023·山东聊城调研)鸭的羽色受两对位于常染色体上的等位基因C和c、T和t控制，其中基因C能控制黑色素的合成，c不能控制黑色素的合成。基因T能促进黑色素的合成，且TT和Tt促进效果不同，t能抑制黑色素的合成。现有甲、乙、丙三只纯合的鸭，其交配结果(子代的数量足够多)如下表所示。下列相关分析错误的是(

)A.控制羽色的两对基因遵循基因的自由组合定律B.甲、乙、丙的基因型分别为ccTT、CCtt、CCTTC.若让组合一F2中的黑羽个体随机交配，则其子代出现白羽个体的概率是1/9D.组合一F2的白羽个体中，杂合子所占比例为4/7组合亲本(P)F1F2一白羽雌性(甲)×白羽雄性(乙)全为灰羽黑羽∶灰羽∶白羽＝3∶6∶7二白羽雌性(甲)×黑羽雄性(丙)全为灰羽黑羽∶灰羽∶白羽＝1∶2∶1B特殊题型2

致死遗传现象（2023·全国·统考高考真题）某种植物的宽叶/窄叶由等位基因A/a控制，A基因控制宽叶性状：高茎/矮茎由等位基因B/b控制，B基因控制高茎性状。这2对等位基因独立遗传。为研究该种植物的基因致死情况，某研究小组进行了两个实验，实验①：宽叶矮茎植株自交，子代中宽叶矮茎∶窄叶矮茎＝2∶1；实验②：窄叶高茎植株自交，子代中窄叶高茎∶窄叶矮茎＝2∶1.下列分析及推理中错误的是（

）A．从实验①可判断A基因纯合致死，从实验②可判断B基因纯合致死B．实验①中亲本的基因型为Aabb，子代中宽叶矮茎的基因型也为AabbC．若发现该种植物中的某个植株表现为宽叶高茎，则其基因型为AaBbD．将宽叶高茎植株进行自交，所获得子代植株中纯合子所占比例为1/4DP398T1.(2023·江西九江调研)某植物有白花和红花两种性状，由等位基因R/r、I/i控制，已知基因R控制红色素的合成，基因I会抑制基因R的表达。某白花植株自交，F1中白花∶红花＝5∶1；再让F1中的红花植株自交，后代中红花∶白花＝2∶1。下列有关分析错误的是(

) A.基因R/r与I/i独立遗传 B.基因R纯合的个体会致死1中白花植株的基因型有7种 D.亲代白花植株的基因型为RrIiC杂交组合亲本类型子代雌雄甲黄色(♂)×黑色(♀)黄111，黑110黄112，黑113乙让甲组子代中黄色雌雄个体相互交配黄358，黑121黄243，黑119丙黄色(♂)×黄色(♀)黄黄(1)根据上述杂交组合及结果推测该致死基因是

(填“B”或“b”)，并且与______(填“A”或“a”)在一条染色体上。(2)导致乙组子代雌雄中黄色与黑色比例差异的原因可能是_____________。(3)丙组亲本毛色基因型为____________________________________。bA基因型为AA的雌性个体含两个致死基因，但在其产生的雌激素的影响下致死基因未表达而存活下来了AA(♀)×Aa(♂)(2022·河南名校联考)某自花传粉植物两对独立遗传的等位基因(A、a和B、b)控制两对相对性状，等位基因间均为完全显性。现让基因型为AaBb的植物自交产生F1。下列分析错误的是(

) A.若此植物存在AA致死现象，则上述F1中表型的比例为6∶2∶3∶1 B.若此植物存在bb致死现象，则上述F1中表型的比例为3∶1 C.若此植物存在AA一半致死现象，则上述F1中表型的比例为15∶5∶6∶2 D.若此植物存在基因型为a的花粉有1/2不育现象，则上述F1中表型的比例为15∶5∶1∶1D特例类型3基因数量累加效应P398T4.(2023·河南九师联盟)油菜的株高由等位基因G和g控制，B基因是另一种植物的控制高秆的基因，B基因和G基因对控制油菜的株高有相同的效应，且数目越多植株越高。将一个B基因导入Gg所在的油菜的染色体上，并且该基因在油菜植株中成功表达，从含B基因的植株中，随机选出两株植株杂交，观察后代的表型。下列叙述不正确的是(

) A.若杂交的后代只出现一种高度，则B基因拼接到含g的染色体上 B.若杂交后代出现三种高度且比值为1∶2∶1，则B基因拼接到含G的染色体上 C.若杂交后代出现两种高度且比值为1∶1，则B基因分别拼接到两植株含G或g染色体上 D.根据后代的表型无法判断B基因拼接到哪条染色体上D特例类型4外界条件或细胞代谢对性状的影响P139T3.(2021·天津卷，17)黄瓜的花有雌花、雄花与两性花之分(雌花：仅雌蕊发育；雄花：仅雄蕊发育；两性花：雌雄蕊均发育)。位于非同源染色体上的F和M基因均是花芽分化过程中乙烯合成途径的关键基因，对黄瓜花的性别决定有重要作用。F和M基因的作用机制如图所示。

（1）M基因的表达与乙烯的产生之间存在_____（正/负）反馈，造成乙烯持续积累，进而抑制雄蕊发育。（2）依据F和M基因的作用机制推断，FFMM基因型的黄瓜植株开雌花，FFmm基因型的黄瓜植株开_______花。当对FFmm基因型的黄瓜植株外源施加__________（乙烯抑制剂/乙烯利）时，出现雌花。正两性

乙烯利注(＋)促进(－)抑制*未被乙烯抑制时雄蕊可正常发育解析此题的关键是根据示意图确定雌花、雄花、两性花对应的基因型。分析题意和图示可知，黄瓜花的性别决定受到基因型和乙烯的共同影响，F基因存在时会合成乙烯，促进雌蕊的发育，同时激活M基因，M基因的表达会进一步促进乙烯合成而抑制雄蕊的发育。F_M_的植株开雌花，F_mm的植株开两性花，ffM_和ffmm的植株开雄花。(3)现有FFMM、ffMM和FFmm三种基因型的亲本，若要获得基因型为ffmm的植株，请完成如下实验流程设计。母本基因型：

；父本基因型：________；对部分植物施加适量________________。FFmmffMM乙烯抑制剂根据目标分析，F1必须同时拥有m和f基因，故亲本基因型一定是ffMM和FFmm，但是FfMn是雌花，，需要抑制乙烯产生把部分雌花转变成雄花。关于基因的位置判断1.突变基因的位置2.插入基因的位置P138[典例4](2023·河南平顶山调研)某花卉(2n)是自花传粉植株，兴趣小组在纯合紫花品系中偶然发现一株白花植株甲。实验证实，植株甲的白花基因(a)是由紫花基因(A)突变产生的。后来，该小组在纯合紫花品系中又发现了一株白花植株乙，经证实乙也是由一对基因发生隐性突变引起的。他们提出两种假说对这一现象进行解释，假说1：白花植株乙是由原基因(A)发生突变引起的，与植株甲相同；假说2：白花植株乙是由新位置上的基因(B)发生突变引起的。欲探究哪种假说正确，请设计一个简便的实验并写出实验思路(用遗传图解表示)、预期结果及结论。1.突变基因的位置实验思路：假说1：原位置发生基因突变假说2：新位置发生基因突变预期结果及结论：①__________________________________________________________________________，则是原位置发生基因突变引起的；如果产生的子代均开白花(或白花植株甲和白花植株乙杂交，产生的子代均开白花)

如果产生的子代均开紫花(或白花植株甲和白花植株乙杂交，产生的子代均开紫花)②____________________________________________________________________________________，则是新位置发生基因突变引起的。实验者利用基因工程技术将某抗旱植株的高抗旱基因R成功转入到一抗旱能力弱的植株品种的染色体上，并得到下图所示的三种类型。下列说法不正确的是A.若自交产生的后代中高抗旱性植株所占比例为75%，则目的基因的整合位点属于图中的Ⅲ类型B.Ⅰ和Ⅱ杂交产生的后代中高抗旱性植株所占比例为100%C.Ⅱ和Ⅲ杂交产生的后代中高抗旱性植株所占比例为7/8D.Ⅰ和Ⅲ杂交产生的后代中高抗旱性植株所占比例为100%A2.插入基因的位置P398T2.(2023·河北石家庄模拟)在普通的棉花中导入能控制合成毒素蛋白的B、D基因。已知棉花短纤维由基因A控制，现有一基因型为AaBD的短纤维抗虫棉植株(减数分裂时不发生同源染色体非姐妹染色单体的交换，也不考虑致死现象)自交，子代表型及比例为短纤维抗虫∶短纤维不抗虫∶长纤维抗虫＝2∶1∶1，则导入的B、D基因位于(

)A.均在1号染色体上B.均在2号染色体上C.均在3号染色体上基因在2号染色体上，D基因在1号染色体上B

判断外源基因整合到宿主染色体上的类型

外源基因整合到宿主染色体上有多种类型，有的遵循孟德尔遗传定律。若多个外源基因以连锁的形式整合在同源染色体的一条染色体上，其自交会出现3∶1的性状分离比；若多个外源基因分别独立整合到非同源染色体的一条染色体上，各个外源基因的遗传互不影响，则会表现出自由组合的现象。

两性花传粉过程，既可进行同一植株的自交过程，又可进行不同植株间的杂交过程。该植株雄蕊的发育受一对等位基因（E、e）控制，E基因可控制雄蕊的发育与成熟，使植株表现为雄性可育；e基因无此功能，使植株表现为雄性不育。请回答下列问题：(1)农业生产中为培育该植物的无子果实，常常在该植物的柱头上涂抹生长素，该过程通常采用基因型为______个体作为材料，原因是____________。ee该基因型植株雄性不育，在培育无子果实前无需去雄

(2)为在开花前区分雄性可育与雄性不育植株，科研工作者以基因型为Ee的植株为材料将一个花瓣色素合成基因R导入到E、e基因所在的染色体上，但不确定R与哪个基因在同一条染色体上。进一步研究发现花色深度与R基因的数量有关，两个R基因表现为红色，一个R基因表现为粉色，没有R基因则表现为白色。为确定R基因与E、e基因的关系，请设计一个最简单的实验方案并预测实验结果：____________。实验方案：预测结果及结论：该转基因植株自交，观察子代表型情况若子代中雄性不育植株全为白花，则说明R与E在同一条染色体上；若子代中雄性不育植株全为红花则说明R与e在同一条染色体上(3)经研究发现该种植株的基因家族存在一类“自私基因”，可通过“杀死”不含这类基因的配子来改变分离比例。如F基因是一种“自私基因”，在产生配子时，能“杀死”体内2/3不含该基因的雄配子。若将基因型为EeFf的亲本植株甲（如图）自交获得F1，F1随机传粉获得F2，（不考虑互换）则F1中雄性可育与雄性不育植株的比例为____________，F2中雄性不育植株出现的概率为____________。7:13/68

我国科学家利用栽培稻（H）与野生稻（D）为亲本，通过杂交育种方法并辅以分子检测技术，选育出了L12和L7两个水稻新品系。L12的12号染色体上带有D的染色体片段（含有耐缺氮基因TD），L7的7号染色体上带有D的染色体片段（含有基因SD），两个品系的其他染色体均来自于H（图1）。H的12号和7号染色体相应片段上分别含有基因TH和SH。现将两个品系分别与H杂交，利用分子检测技术对实验一亲本及部分F2的TD/TH基因进行检测，对实验二亲本及部分F2的SD/SH基因进行检测，检测结果以带型表示（图2）。通过育种，将野生型的D基因分别转移到了栽培稻H的7号染色体和12号染色体上L7:SDSDTHTHL12:SHSHTDTD回答下列问题：（1）为建立水稻基因组数据库，科学家完成了水稻__________条染色体的DNA测序。（2）实验一F2中基因型TDTD对应的是带型__________。理论上，F2中产生带型Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的个体数量比为__________。

12III1:2:1

（3）实验二F2中产生带型α、β和γ的个体数量分别为12、120和108，表明F2群体的基因型比例偏离__________定律。进一步研究发现，F1的雌配子均正常，但部分花粉无活性。已知只有一种基因型的花粉异常，推测无活性的花粉带有__________（填“SD”或“SH”）基因。分离SD根据实验二的电泳结果，可以知α代表的是基因型为SDSD的个体，它的数量偏少，但是雌配子均正常，部分花粉无活性，那么无活性的那部分应该是带有SD的。（4）以L7和L12为材料，选育同时带有来自D的7号和12号染色体片段的纯合品系X（图3）。主要实验步骤包括：①________________________________________；②对最终获得的所有植株进行分子检测，同时具有带型__________的植株即为目的植株。

将L7和L12杂交，获得F1后自交α和Ⅲ

切入点：以L7（SDSDTHTH）和L12（SHSHTDTD）为材料，育出X(SDSDTDTD)，再通过分子检测，证明是否成功定位。

（5）利用X和H杂交得到F1，若F1产生的无活性花粉所占比例与实验二结果相同，雌配子均有活性，则F2中与X基因型相同的个体所占比例为__________。实验二F2中产生带型α、β和γ的个体数量分别为12、120和108SDSD:SDSH:SHSH=1:10:9有活力的花粉中SD占1/101/20X1/4=1/80利用X和H杂交得到F1，若F1产生的有活力的花粉有四种。SDTD:SDTH:SHTD:SHTH=1:1:9:9(2022·山东，17改编)某两性花二倍体植物的花色由3对等位基因控制，其中基因A控制紫色，a无控制色素合成的功能。基因B控制红色，b控制蓝色。基因I不影响上述2对基因的功能，但i纯合的个体为白色花。所有基因型的植株都能正常生长和繁殖，基因型为A_B_I_和A_bbI_的个体分别表现紫红色花和靛蓝色花。现有该植物的3个不同纯种品系甲、乙、丙，它们的花色分别为靛蓝色、白色和红色。不考虑突变，根据表中杂交结果，下列推断正确的是杂交组合F1表现型F2表现型及比例甲×乙紫红色紫红色∶靛蓝色∶白色＝9∶3∶4乙×丙紫红色紫红色∶红色∶白色＝9∶3∶4多对基因对性状的控制A.让只含隐性基因的植株与F2测交，可确定F2中各植株控制花色性状的

基因型B.让表中所有F2的紫红色植株都自交一代，白花植株在全体子代中的比

例为1/12C.若某植株自交子代中白花植株占比为1/4，则该植株可能的基因型最

多有9种D.若甲与丙杂交所得F1自交，则F2表现型比例为9紫红色∶3靛蓝色∶3红

色∶1蓝色下列推断正确的是杂交组合F1表现型F2表现型及比例甲×乙紫红色紫红色∶靛蓝色∶白色＝9∶3∶4乙×丙紫红色紫红色∶红色∶白色＝9∶3∶4C(2011·全国卷Ⅰ，32)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？_____________________________基因自由组合规律

4对。

①本实验中乙×丙和甲×丁两个杂交组合中，F2代中红色个体占全部个体的比例为81/(81+175)=81/256=(3/4)4，依据n对等位基因自由组合且完全显性时，F2代中显性个体的比例是(3/4)n，可判断这两对杂交组合涉及4对等位基因②综合杂交组合的实验结果，可进一步判断乙×丙和甲×丁两个杂交组合中的4对等位基因相同P399T8.(2023·山西师大附中调研)袁隆平院士被誉为“杂交水稻之父”，在袁老培育杂交水稻的过程中，雄性不育系水稻起到关键作用。某科研人员让雄蕊异常、雌蕊正常的水稻M(雄性不育)与雄蕊正常、雌蕊正常的水稻N(雄性可育)进行杂交，所得F1均为可育植株，然后将F1植株自交单株收获，种植并统计F2的表型，结果发现：50%的F1植株产生的F2(A组)表现为可育，50%的F1植株产生的F2(B组)的表型及比例为雄性可育株∶雄性不育株＝13∶3。进一步研究得知，该品种水稻的雄性育性是由两对完全显隐性的等位基因T/t、D/d控制，其中T/t中有一个是不育基因，而D基因会抑制该不育基因的表达，进而反转为雄性可育。请回答下列问题：(1)根据题干信息分析，等位基因T/t中不育基因是

。水稻M和水稻N的基因型分别是__________________________。(2)控制该品种水稻的雄性育性的等位基因T/t、D/d位于________(填“一对”或“两对”)同源染色体上，理由是______________________________________________________________________________________________。(3)A组F2中纯合子占________，B组F2中发生“反转”的植株占________。Ttdd、ttDD两对

B组F2的性状分离比为13∶3，而13∶3是9∶3∶3∶1的变式，说明该性状受两对独立遗传的等位基因控制，即等位基因T/t、D/d位于两对同源染色体上1/2T9/16(4)若要鉴定B组中发生“反转”植株的基因型，利用自交或测交的方法不能将这些“反转”植株的基因型全部鉴定出来，原因是__________________。“反转”植株中基因型为TtDD和TTDD的植株进行自交或测交，所得子代均表现为雄性可育

某植物的花色有白色、浅红色、粉红色、大红色和深红色五种，它是由位于染色体上的基因编码的产生色素的酶所决定的。请回答：（1）如果要确定控制花色的基因的数量及相互关系，应进行该植物的

实验。（2）若已确定花色由等位基因R1（产生粉红色色素）、R2（产生浅红色色素）和r（不产生有色色素）控制，且R1和R2对r显性，R1和R2共显性及色素在表现花色时有累加效应（即R1R1表现为深红色、R1R2表现为大红色、R2R2表现为粉红色）。①两株花色为粉红色的植株杂交，子代的表现型可能是

。（要求写出花色及比例）

杂交全为粉红色、大红色﹕浅红色=1﹕1、深红色﹕粉红色﹕白色=1﹕2﹕1。

（2）若已确定花色由等位基因R1（产生粉红色色素）、R2（产生浅红色色素）和r（不产生有色色素）控制，且R1和R2对r显性，R1和R2共显性及色素在表现花色时有累加效应（即R1R1表现为深红色、R1R2表现为大红色、R2R2表现为粉红色）。①两株花色为粉红色的植株杂交，子代的表现型可能是

。（要求写出花色及比例）②发现极少数浅红色和粉红色的花上出现白色斑，而大红色和深红色花上从来没有发现这种现象，原因是

。全为粉红色、大红色﹕浅红色=1﹕1、深红色﹕粉红色﹕白色=1﹕2﹕1。杂合子R2r或R1r中r基因表达产生白色色素的结果(可能是R2\R1突变为r，而大红色和深红色突变成rr基因型的几率太低）

.（3）若两株花色为粉红色的植株杂交，子代中花色表现为1白色︰4浅红色︰6粉红色︰4大红色︰1深红色，则可以确定花色由

对独立分配的等位基因决定，并遵循

定律。（4）若两株花色为深红色的植株杂交，子代中花色为深红色的植株占81/256，则子代中花色为白色的植株占

，可以确定花色由

对独立分配的等位基因决定。自由组合1/442写一个白花植株占1/4的理由

玉米的高茎对矮茎为显性。为研究一纯合高茎玉米植株的果穗上所结子粒是全为纯合子、全为杂合子还是既有纯合子又有杂合子，某同学选取了该玉米果穗上两粒种子作为亲本，单独隔离种植，观察、记录并分别统计子一代植株的性状，子一代全为高茎，他就判断该玉米果穗所有子粒均为纯合子，可老师认为他的结论不科学，理由是__________________________________________________________________。请以该果穗