内容正文:
遗传的细胞基础
第一章
微专题三 自由组合定律的常规解题方法
一、应用分离定律解决自由组合问题
分离定律是自由组合定律的基础,要学会运用分离定律的方法解决自由组合的问题。请结合下面给出的例子归纳自由组合问题的解题规律。
1.思路:将自由组合问题转化为若干个分离定律问题
在独立遗传的情况下,有几对杂合基因就可分解为几个分离定律问题,如AaBb×Aabb可分解为Aa×Aa、Bb×bb。
2.常见题型
推断性状的显隐性关系及亲子代的基因型和表型,求相应基因型、表型的比例或概率。
3.根据亲本的基因型推测子代的基因型、表型及比例——正推型
(1)配子类型问题
求AaBbCc产生的配子种类,以及配子中ABC的概率。
AaBbCc产生的配子种类:
Aa Bb Cc
↓ ↓ ↓
2 × 2 × 2=8(种)
【规律】 某一基因型的个体所产生配子种类数等于2n种(n为等位基因对数)。
(2)配子间结合方式问题
AaBbCc与AaBbCC杂交过程中,配子间的结合方式有多少种?
①先求AaBbCc、AaBbCC各自产生多少种配子。
AaBbCc→8种配子、AaBbCC→4种配子。
②再求两性配子间的结合方式。
由于雌雄配子间的结合是随机的,因而AaBbCc与AaBbCC杂交过程中,配子之间有8×4=32(种)结合方式。
【规律】 两基因型不同的个体杂交,配子间结合方式种类数等于各亲本产生配子种类数的乘积。
(3)子代基因型种类及概率的问题
AaBbCc与AaBBCc杂交,其后代有多少种基因型?先分解为三个分离定律,再用乘法原理组合。
(4)子代表型种类及概率的问题
如AaBbCc×AabbCc,其杂交后代可能有多少种表型?
[例1] 已知基因型为AaBbCc与AaBbCC的个体杂交,求:
(1)杂交后代的基因型与表型的种类数分别为________、________。
(2)杂交后代中AAbbCc与aaBbCC出现的概率分别是________、________。
(3)杂交后代中基因型为A_bbC_与aaB_C_的概率分别是________、________。
18种
4种
1/32
1/16
3/16
3/16
[解析] (1)AaBbCc×AaBbCC,后代中有3×3×2=18(种)基因型,有2×2×1=4(种)表型。
(2)AaBbCc与AaBbCC的个体杂交,后代中AAbbCc出现的概率为1/4×1/4×1/2=1/32,aaBbCC出现的概率为1/4×1/2×1/2=1/16。
(3)杂交后代中基因型为A_bbC_的概率是3/4×1/4×1=3/16,基因型为aaB_C_的概率是1/4×3/4×1=3/16。
[例2] (多选)已知A与a、B与b、C与c三对等位基因分别控制三对相对性状,且三对基因独立遗传。若基因型分别为AaBbCc、AabbCc的两个个体进行杂交,则下列关于杂交后代的推测,正确的是( )
A.表型有4种,基因型为AABbcc的个体占1/16
B.子代三对性状均为显性的个体占9/32
C.基因型有18种,基因型为aaBbCc的个体占1/16
D.子代中纯合子占1/8
BCD
[解析] 由题意可知,杂交后代的表型有2×2×2=8种,基因型为AABbcc的个体所占比例为1/4×1/2×1/4=1/32,A错误;子代三对性状均为显性的个体(A_B_C_)所占比例为3/4×1/2×3/4=9/32,B正确;杂交后代的基因型有3×2×3=18种,基因型为aaBbCc的个体所占比例为1/4×1/2×1/2 =1/16,C正确;子代中纯合子所占比例为1/2×1/2×1/2 =1/8,D正确。
二、两对基因控制的性状遗传中异常分离比现象
条件 F1(AaBb) 自交后代比例 F1(AaBb) 测交后代比例
存在一种显性基因(A或B)时表现为同一种性状,其余正常表现 9∶6∶1 1∶2∶1
即A_bb和aaB_个体的表型相同
A、B同时存在时表现为一种性状,否则表现为另一种性状 9∶7 1∶3
即A_bb、aaB_、aabb个体的表型相同
条件 F1(AaBb) 自交后代比例 F1(AaBb) 测交后代比例
a(或b)成对存在时表现同一种性状,其余正常表现 9∶3∶4 1∶1∶2
即A_bb和aabb的表型相同或aaB_和aabb的表型相同
只要存在显性基因(A或B)就表现为同一种性状,其余正常表现 15∶1 3∶1
即A_B_、A_bb和aaB_的表型相同
条件 F1(AaBb) 自交后代比例 F1(AaBb) 测交后代比例
显性基因在基因型中的个数影响性状表现
(累加效应) AABB∶(AaBB、AABb)∶(AaBb、
aaBB、AAbb)∶(Aabb、aaBb) ∶
aabb=1∶ 4∶6∶4∶1 AaBb∶(Aabb、aaBb)∶aabb=1∶2∶1
致死类型
(和小于16) ①AA和BB致死
②AA(或BB)致死
③aabb致死
④aa(或bb)致死
⑤AB等配子致死
[方法技巧]
“三步法”巧解自由组合定律特殊分离比
第一步,判断是否遵循自由组合定律:若没有致死的情况,双杂合子自交后代的表型比例之和为16,则符合自由组合定律,否则不符合自由组合定律。第二步,写出遗传图解:根据自由组合定律,写出F2四种表型对应的基因型,并注明自交后代性状分离比(9∶3∶3∶1),然后结合作用机理示意图推敲双显性、单显性、双隐性分别对应什么表型。第三步,合并同类项:根据题意,将具有相同表型的个体进行“合并同类项”。
[例3] 某植物的花色受独立遗传的两对基因A、a,B、b控制,这两对基因与花色的关系如图所示,此外,a基因对于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的自交后代中花色的表型及比例是( )
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
[例4] 家蚕结黄茧和白茧分别由一对等位基因Y、y控制,并受另一对等位基因I、i影响。当基因I存在时,基因Y的作用不能显现出来。现有下面两组杂交实验,下列分析错误的是( )
A.基因Y与基因I的遗传遵循自由组合定律
B.实验二两亲本的基因型可能是YYIi×YyIi
C.若实验一的F2中结黄茧个体自由交配,后
代中纯合子占5/9
D.若实验一的F1与F2中结黄茧杂合子杂交,
理论上后代结白茧家蚕中纯合子占2/5
[答案] D
[解析] 由实验一的F2中白茧∶黄茧=
13∶3(是9∶3∶3∶1的变式)可知,两对
等位基因的遗传遵循自由组合定律,所
以F1白茧的基因型是YyIi,A正确;Y_I_、
yyI_、yyii都表现为白茧,Y_ii表现为黄茧,
因此实验一中亲本黄茧的基因型是YYii,白
茧基因型是yyII;实验二白茧与白茧杂交,F1中白茧∶黄茧=3∶1,因此两亲本的基因型可能是YYIi×YyIi,也可能是YyIi×yyii或YYIi×YYIi或YYIi×yyIi,B正确;实验一的F2中,结黄茧个体的基因型及概率为1/3YYii、2/3Yyii,产生的配子为2/3Yi、1/3yi,这些结黄茧个体自由交配,后代中纯合子占2/3×2/3+1/3×1/3=5/9,C正确;实验一的F1基因型为YyIi,F2中结黄茧杂合子基因型为Yyii,二者杂交后代结黄茧家蚕(Y_ii)的概率为3/4×1/2=3/8,则结白茧家蚕的概率为5/8,后代结白茧家蚕纯合子(yyii)的概率为1/4×1/2=1/8,因此理论上后代结白茧家蚕中纯合子占1/5,D错误。
[例5] 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自由组合定律。任取一对黄色短尾个体经多次交配,F1的表型为黄色短尾∶灰色短尾∶黄色长尾∶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.致死胚胎的基因型共有4种
C.表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中灰色短尾小鼠占2/3
B
[解析] 根据题意分析可知,只要有一对显性基因纯合就会导致胚胎死亡,因此亲本黄色短尾个体的基因型为YyDd,它能产生YD、Yd、yD、yd 4种正常配子,A正确;黄色短尾个体(YyDd)相互交配产生的致死胚胎的基因型有YYDD、YYDd、YyDD、YYdd、yyDD,共5种,B错误;表型为黄色短尾小鼠的基因型只有YyDd,C正确;F1中的灰色短尾小鼠的基因型为yyDd(基因型为yyDD的胚胎致死),它们自由交配,F2基因型有yyDd、yydd,其中灰色短尾小鼠(yyDd)占2/3,D正确。
[例6] 某品种花生的厚壳(A)、薄壳(a)以及高含油量(B)、低含油量(b)是两对相对性状,各由一对等位基因控制,且独立遗传,已知该品种部分花粉存在不育现象,甲、乙为该品种的纯合子。据如图所示实验分析,正确的是( )
A.F2中纯合子占1/3
B.不育花粉的基因型为AB
C.亲本的基因型组合为AABB、
aabb或AAbb、aaBB
D.薄壳低含油量雌性个体与F1
杂交,子代中薄壳低含油量的个体占1/4
[答案] B
[解析] 由于F2的表型之比5∶3∶3∶1
是9∶3∶3∶1的变式,故F1厚壳高含油
量个体的基因型为AaBb。根据题干及F2
的表型之比可知,不育花粉的基因型为
AB,故F2中纯合子的基因型为AAbb、
aaBB、aabb,且各占1/12,F2中纯合子
占1/4,A错误、B正确;由于含AB的花粉不育,亲本中不可能有基因型为AABB的个体,C错误;薄壳低含油量雌性个体(aabb)与F1(AaBb)杂交,由于含AB的花粉不育,故子代的基因型及比例为厚壳低含油量(Aabb)∶薄壳高含油量(aaBb)∶薄壳低含油量(aabb)=1∶1∶1,其中薄壳低含油量的个体占1/3,D错误。
三、两种遗传病遗传概率计算
当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时,各种患病情况的概率分析如下:
根据序号所示进行相乘得出相应概率,再进一步拓展如表:
序号 类型 计算公式
已知 患甲病概率为m 不患甲病概率为1-m
患乙病概率为n 不患乙病概率为1-n
① 同时患两病概率 m·n
② 只患甲病概率 m·(1-n)
③ 只患乙病概率 n·(1-m)
④ 不患病概率 (1-m)(1-n)
拓展
求解 患病概率 (①+②+③)或(1-④)
只患一种病概率 (②+③)或[1-(①+④)]
以上规律可用如图帮助理解:
[例7] 多指症由显性基因控制,先天性聋哑由隐性基因控制,决定这两种遗传病的基因自由组合(两种病都与性别无关),一对男性患多指、女性正常的夫妇,婚后生了一个手指正常的聋哑孩子。这对夫妇再生下的孩子为手指正常、先天性聋哑、既多指又先天性聋哑这三种情况的可能性依次是( )
A
[解析] 设多指相关基因用A、a表示,
聋哑相关基因用B、b表示。根据亲
代和子代表型,可推出亲代基因型:
父AaBb,母aaBb,他们再生一个孩
子情况如图:
[例8] 软骨发育不全是一种显性遗传病,白化病是一种隐性遗传病(两种病都与性别无关)。一对夫妻都患有软骨发育不全(其他正常),他们所生的第一个孩子患有白化病和软骨发育不全,第二个孩子表现正常。假设控制这两种病的基因在遗传上遵循自由组合定律,请预测他们再生一个孩子同时患两种病的概率是 ( )
A.1/6 B.3/16
C.1/8 D.3/8
B
[解析] 假设软骨发育不全由B、b基因控制,白化病由A、a基因控制,两个患有软骨发育不全遗传病(其他正常)的人结婚,第一个孩子患有白化病和软骨发育不全,第二个孩子表现正常,则这对夫妇的基因型分别为AaBb、AaBb,他们再生一个孩子同时患两种病的概率是1/4×3/4=3/16。
1.棉花的两对等位基因(E、e和F、f)的遗传遵循自由组合定律。如表表示子代基因型及其所占比例,则亲本的基因型是( )
对点突破
C
基因型 EEFF EEff EeFF Eeff EEFf EeFf
所占比例 1/8 1/8 1/8 1/8 1/4 1/4
A.EEFF×EeFf B.EeFf×EeFf
C.EeFf×EEFf D.EeFF×EeFf
解析:根据子代基因型中EE∶Ee=(1/8+1/8+ 1/4)∶(1/8+ 1/8+1/4)=1∶1,可知亲本相关基因型是EE和Ee,根据子代基因型中FF∶Ff∶ff=(1/8+1/8)∶(1/4+1/4)∶(1/8+1/8)=1∶2∶1,可知亲本相关基因型是Ff和Ff,两对基因自由组合,亲本的基因型是EEFf和EeFf,C正确。
2.已知玉米高秆(D)对矮秆(d)为显性,抗病(R)对易感病(r)为显性,控制上述性状的基因独立遗传。现用两个纯种的玉米品种甲(DDRR)和乙(ddrr)杂交得F1,再用F1与玉米丙杂交(图1),结果如图2所示,分析玉米丙的基因型为 ( )
C
A.DdRr B.ddRR
C.ddRr D.Ddrr
解析:根据图1可知,F1的基因型一定是DdRr,根据图2可知,高秆∶矮秆=1∶1,抗病∶易感病=3∶1,所以对于高秆和矮秆这对相对性状,F1与丙交配相当于杂合子测交,对于抗病与易感病这对相对性状,F1与丙交配相当于杂合子自交,从而得出丙的基因型为ddRr。
3.某植物产量有高产、中高产、中产、中低产、低产5种类型,受两对独立遗传的基因A和a、B和b的控制,产量的高低与显性基因的个数呈现正相关。下列说法不正确的是 ( )
A.两对基因的遗传遵循自由组合定律
B.中产植株的基因型可能有AABb、AaBB两种
C.基因型为AaBb的个体自交,后代高产∶中高产∶中产∶中低产∶低产=1∶4∶6∶4∶1
D.对中高产植株进行测交,后代的表型及比例为中产∶中低产=1∶1
B
解析:由于两对基因能够独立遗传,所以它们的遗传遵循自由组合定律,A正确;中产植株的基因型可能有AAbb、AaBb和aaBB三种,B错误;基因型为AaBb的个体自交,后代中基因型为AABB(1/16)的个体表现为高产,基因型为AABb(2/16)和AaBB(2/16)的个体表现为中高产,基因型为AAbb (1/16)、AaBb(4/16)和aaBB(1/16)的个体表现为中产,基因型为Aabb(2/16)和aaBb(2/16)的个体表现为中低产,基因型为aabb(1/16)的个体表现为低产,因此,后代高产∶中高产∶中产∶中低产∶低产=1∶4∶6∶4∶1,C正确;中高产植株的基因型为AABb或AaBB,其中对AABb进行测交,后代表型及比例为中产∶中低产=1∶1,对AaBB进行测交,后代表型及比例为中产∶中低产=1∶1,因此,对中高产植株进行测交,后代的表型及比例为中产∶中低产=1∶1,D正确。
4.某种蛇体色的遗传如图所示,基因B、b和T、t的遗传遵循自由组合定律,当两种色素都没有时表现为白色。选纯合的黑蛇与纯合的橘红蛇作为亲本进行杂交,下列有关叙述正确的是 ( )
A.亲本黑蛇和橘红蛇的基因型分别
为BBTT、bbtt
B.F1的基因型全部为BbTt,表型均
为黑蛇
C.让F1相互交配,后代花纹蛇中纯合
子所占的比例为1/9
D.让F1与杂合的橘红蛇交配,其后代出现白蛇的概率为1/9
C
解析:黑蛇的基因型为B_tt,橘红蛇的基因型为
bbT_,由于亲本均为纯合子,则亲本黑蛇和橘
红蛇的基因型分别为BBtt、bbTT,A错误;亲
本黑蛇(BBtt)与橘红蛇(bbTT)杂交后代基因型均
为BbTt,表型为花纹蛇,B错误;让F1花纹蛇
(BbTt)相互交配,后代表型及比例为花纹蛇
(B_T_)∶黑蛇(B_tt)∶橘红蛇(bbT_)∶白蛇(bbtt)=9∶3∶3∶1,花纹蛇(B_T_)中纯合子(BBTT)所占的比例为1/9,C正确;让F1花纹蛇(BbTt)与杂合的橘红蛇(bbTt)交配,其后代出现白蛇(bbtt)的概率为1/2×1/4=1/8,D错误。
5.某动物毛色受两对等位基因控制,棕色个体相互交配,子代总表现出棕色∶黑色∶灰色∶白色=4∶2∶2∶1。下列相关说法错误的是
( )
A.控制毛色的基因的遗传遵循自由组合定律
B.白色个体相互交配,后代都是白色
C.控制毛色的显性基因纯合可能会使受精卵无法存活
D.棕色个体有4种基因型
D
解析:由棕色个体相互交配子代总表现出棕色∶黑色∶灰色∶白色=4∶2∶2∶1可知,此比例为9∶3∶3∶1的变式,亲本为双杂合个体,且两对等位基因均表现出显性纯合致死,控制毛色的基因的遗传遵循自由组合定律,A正确;白色个体为双隐性个体,故白色个体相互交配,后代都是白色,B正确;出现4∶2∶2∶1的比例是因为控制毛色的显性基因纯合致死,即可能使受精卵致死,C正确;棕色个体为双显性个体,且为双杂合个体,由于显性纯合致死,故只有1种基因型,D错误。
6.已知某作物晚熟(W)对早熟(w)为显性,易感病(R)对抗病(r)为显性,两对基因独立遗传。含早熟基因的花粉有50%死亡,且纯合易感病个体不能存活,现有一株纯合晚熟抗病个体与一株早熟易感病个体,杂交得F1,取其中所有晚熟易感病个体自交,所得F2表型比例为
( )
A.6∶3∶2∶1 B.15∶5∶3∶1
C.16∶8∶2∶1 D.10∶5∶2∶1
D
解析:含有w基因的花粉有50%死亡,因此基因型为Ww的父本产生的可育配子的类型及比例为W∶w=2∶1,母本产生的可育配子的类型及比例为W∶w=1∶1,雌雄配子随机结合,子代的基因型及比例为WW∶Ww∶ww=2∶3∶1,即后代中晚熟∶早熟=5∶1。亲本纯合抗病个体基因型为rr,纯合易感病个体不能存活,故易感病个体基因型为Rr,F1的基因型及比例为rr∶Rr=1∶1;取F1中所有易感病个体Rr自交,后代中能存活的易感病个体(Rr)∶抗病个体(rr)=2∶1。故F2表型比例为(5∶1)×(2∶1)=10∶5∶2∶1。
7.(多选)燕麦颖色受两对基因控制。现用纯种黄颖与纯种黑颖杂交,F1全为黑颖,F1自交产生的F2中,黑颖∶黄颖∶白颖=12∶3∶1。已知黑颖(B)和黄颖(Y)为显性,只要B存在,植株就表现为黑颖。以下叙述错误的是( )
A.F2中,黄颖占非黑颖总数的2/3
B.F2中,黄颖的基因型有2种
C.若将F1进行测交,预计植株中黑颖纯种的比例是1/4
D.若将黑颖与黄颖杂交,亲本的基因型为Bbyy×bbYy时,后代中的白颖比例最大
AC
解析:根据题干的信息“黑颖(B)和黄颖(Y)为显性,只要B存在,植株就表现为黑颖”,可知黑颖的基因型为B_Y_、B_yy,黄颖的基因型为bbY_,白颖的基因型为bbyy。F2的性状分离比为12∶3∶1,是9∶3∶3∶1的特殊形式,即(9B_Y_+3B_yy)∶3bbY_∶1bbyy,说明控制燕麦颖色的两对基因独立遗传,遵循自由组合定律。F2中,黄颖(1/16bbYY+2/16bbYy)占非黑颖(1/16bbYY+2/16bbYy+ 1/16bbyy)总数的比例是3/4,A错误;F2中,黄颖的基因型有bbYY、bbYy 2种,B正确;若将F1进行测交,后代基因型及比例是BbYy∶Bbyy∶bbYy∶bbyy=1∶1∶1∶1,则黑颖纯种的比例是0,C错误;若将黑颖B_ _ _与黄颖bbY_杂交,得到白颖bbyy,只有亲本基因组合为Bbyy×bbYy时,后代中的白颖比例最大,D正确。
8.豌豆种子的子叶黄色和绿色分别由基因Y、y控制,形状圆粒和皱粒分别由基因R、r控制(其中Y对y为显性,R对r为显性)。某一科技小组在进行遗传实验时,用黄色圆粒和绿色圆粒豌豆进行杂交,发现后代有4种性状表现,对每对相对性状做出统计结果如图所示,试回答下列问题。
(1)每对相对性状的遗传符合________定律。
(2)亲代基因型:黄色圆粒为________,绿色圆粒为________。
(3)杂交后代中纯合子的性状表现有____________________________。
(4)杂交后代中黄色皱粒占________。
(5)子代中能稳定遗传的个体占______%。
(6)在杂交后代中非亲本类型的性状组合占________。
(7)若将子代中的黄色圆粒豌豆自交,理论上,后代中的性状表现及其比例是___________________________________________________。
分离
YyRr
yyRr
绿色圆粒、绿色皱粒
1/8
25
1/4
黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒=15∶5∶3∶1
解析:自由组合定律研究的是两对或两对以上的基因的遗传规律,但对每对基因来说,仍然符合分离定律。在本题中,由于子代中圆粒和皱粒的比例是3∶1,黄色和绿色的比例是1∶1,故亲本的遗传因子组合中黄色圆粒应是YyRr、绿色圆粒是yyRr,然后根据遗传的基本定律分别计算出相应的结果。最后一个小题要特别注意,F1的黄色圆粒中有两种基因型:YyRR和YyRr,且两者的比例为1∶2,即前者占1/3,后者占2/3。在统计它们自交后代的性状表现类型及其比例时,应该乘上该系数,即1/3YyRR自交子代为[1/3(3/4黄圆和1/4绿圆)]、2/3YyRr自交子代为[2/3(9/16黄圆、3/16黄皱、3/16绿圆和1/16绿皱)],结果出现黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒=15∶5∶3∶1的比例。
产生ABC配子的概率为××=。
⇒
又如该双亲后代中,AaBBCC出现的概率为(Aa)×(BB)×(CC)=。
⇒
又如该双亲后代中,A_bbcc出现的概率为(A_)×(bb)×(cc)=。
4.根据子代表型分离比推测亲本基因型——逆推型
(1)子代:9∶3∶3∶1=(3∶1)(3∶1)⇒AaBb×AaBb
(2)子代:1∶1∶1∶1=(1∶1)(1∶1)⇒
(3)子代:3∶1∶3∶1=(3∶1)(1∶1)⇒
(4)子代:3∶1=(3∶1)×1⇒
A基因 B基因
↓ ↓
白色色素粉色色素红色色素
A基因 B基因
↓ ↓
白色色素粉色色素红色色素
[解析] 基因型为AABB的个体与基因型为aabb的个体杂交得到F1,则F1的基因型为AaBb,F1自交后代中花色的表型及比例为白(aaB_+aabb)∶粉(A_bb+AaB_)∶红(AAB_)=(×+×)∶(×+×)∶(×)=4∶9∶3。
A基因 B基因
↓ ↓
白色色素粉色色素红色色素
A.、、 B.、、
C.、、 D.、、
①表示全正常,×=;②表示只患聋哑,×=;③表示只患多指,×=;④表示既患多指又患聋哑,×=。据此可得出答案。
$$