内容正文:
课时跟踪练(17) 基因的自由组合定律
一、选择题
1.下列有关基因分离定律和基因自由组合定律的说法,正确的是 ( )
A.一对相对性状的遗传一定遵循基因的分离定律而不遵循基因的自由组合定律
B.分离定律发生在配子产生过程中,自由组合定律发生在配子随机结合过程中
C.多对等位基因遗传时,在等位基因分离的同时,非等位基因都自由组合
D.若符合自由组合定律,双杂合子自交后代不一定出现9∶3∶3∶1的性状分离比
D 解析:如果一对相对性状由两对或多对独立遗传的等位基因控制,则遵循自由组合定律,A错误;分离定律和自由组合定律都发生在减数分裂形成配子的过程中,B错误;多对等位基因如果位于一对同源染色体上,则不遵循自由组合定律,C错误;如果双杂合子的两对等位基因之间存在互作关系,则自交后代可能不符合9∶3∶3∶1的性状分离比,D正确。
2.(2025·云南丽江模拟)现有①~④四个纯种果蝇品系,其中品系①的性状均为显性,品系②~④均只有一种性状是隐性,其他性状均为显性。这四个品系的隐性性状及控制该隐性性状的基因所在的染色体如下表所示:
品系
①
②
③
④
隐性性状
—
残翅
黑身
紫红眼
相应染色体
Ⅱ 、 Ⅲ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
若需验证自由组合定律,可选择交配的品系组合为 ( )
A.①×④ B.①×②
C.②×③ D.②×④
D 解析:要验证自由组合定律,必须满足两对或多对控制相对性状的等位基因在非同源染色体上,D符合题意。
3.现有一对夫妻,妻子的基因型为AaBBCc,丈夫的基因型为aaBbCc,三对基因独立遗传,其子女中基因型为aaBBCC的比例和出现具有aaB_C_基因型女儿的概率分别为 ( )
A.1/8、3/16 B.1/16、3/8
C.1/16、3/16 D.1/8、3/8
C 解析:AaBBCc与aaBbCc产生的后代中,aaBBCC的比例为1/2×1/2×1/4=1/16,出现具有aaB_C_基因型女儿的概率是1/2×1×3/4×1/2=3/16,C符合题意。
4.豌豆的花腋生和花顶生(受基因A、a控制),半无叶型和普通叶型(受基因F、f控制)是两对相对性状。现利用花腋生普通叶型植株甲、花顶生普通叶型植株乙和花腋生半无叶型植株丙进行杂交实验,实验结果如下表所示。则甲、乙、丙的基因型分别是 ( )
亲本组合
F1的表型及其比例
甲×乙
花腋生普通叶型∶花顶生普通叶型=1∶1
乙×丙
花腋生普通叶型∶花腋生半无叶型=1∶1
甲×丙
全部表现为花腋生普通叶型
A.AaFF、aaFF、AAff B.AaFf、aaFf、AAff
C.AaFF、aaFf、AAff D.AaFF、aaFf、Aaff
C 解析:由花顶生普通叶型植株乙×花腋生半无叶型植株丙→F1全为花腋生,可知花腋生为显性性状,花顶生为隐性性状;由花腋生普通叶型植株甲×花腋生半无叶型植株丙→F1全为普通叶型,可知普通叶型为显性性状,半无叶型为隐性性状。甲为花腋生普通叶型(A_F_),由甲×乙的子代花顶生∶花腋生=1∶1可知甲为Aa,由甲×丙的子代全为普通叶型可知甲为FF,故甲的基因型为AaFF;乙为花顶生普通叶型(aaF_),由乙×丙的子代有半无叶型(ff),可知乙的基因型为aaFf;丙为花腋生半无叶型(A_ff),由乙×丙的子代全为花腋生,可知丙的基因型为AAff。故选C。
5.(2025·江苏南京模拟)下图为某植株自交产生后代过程示意图,下列相关叙述错误的是 ( )
A.M、N、P分别代表16、9、3
B.a与B或b的组合发生在过程①
C.过程②发生雌、雄配子的随机结合
D.该植株测交后代性状分离比为1∶1∶1∶1
D 解析:过程①形成4种雌配子和4种雄配子,则雌、雄配子随机结合的方式有4×4=16种,基因型有3×3=9种,表型有3种,即M、N、P分别代表16、9、3,A正确;a与B或b的组合属于非等位基因的自由组合,发生在减数分裂 Ⅰ 后期,即过程①,B正确;过程②发生雌、雄配子的随机结合,即受精作用,C正确;该植株测交后代基因型及比例为AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=1∶1∶1∶1,根据题干自交后代表型比例可知,该植株测交后代性状分离比为2∶1∶1,D错误。
6.某植物花的红色和白色受多对等位基因控制,用该种植物的三个基因型不同的红花纯系(甲、乙、丙)分别与白花纯系杂交,其子一代都开红花,子二代都出现了白花植株,且红花和白花的比例分别为15∶1、63∶1、4 095∶1。下列描述正确的是 ( )
A.这对相对性状至少受6对等位基因控制
B.只有当每对基因都有显性基因存在时才表现为红色
C.让甲和乙杂交,其子二代开白花概率的最大值是1/64
D.让甲与白花纯系杂交的子一代测交,其子代红花∶白花=2∶1
A 解析:子二代红花和白花的比例分别为15∶1、63∶1、4 095∶1,说明控制花色的基因遵循基因的自由组合定律,只有纯隐性个体才会表现为白花。丙与白花纯系杂交,子二代中红花和白花的比例为4 095∶1,说明子一代有6对基因是杂合的,这对相对性状至少受6对等位基因控制,A正确;只要所有等位基因中任何一对有显性基因存在就会表现为红色,B错误;让甲和乙杂交,如果两个体的显性基因均不同,则不同的显性基因有2+3=5对,故子二代开白花的概率的最大值是(1/4)5=1/1 024,如果两个体有相同的显性基因,则子二代中没有开白花的个体,C错误;让甲与白花纯系杂交,所得子一代有2对基因是杂合的,子一代测交,其子代红花∶白花=3∶1,D错误。
7.某科研小组对水稻进行转基因,将雄配子致死基因A、紫色素生成基因P导入细胞,发现两个基因插入位置如右图所示。已知基因P的表达可使种子呈现紫色,对该转基因个体分析错误的是 ( )
A.若不考虑互换,该个体产生的含有A基因的雌配子和含有P基因的雌配子的比例约为1∶1
B.若次级精母细胞中同时出现基因A与P,可能的原因是减数分裂 Ⅰ 前期发生了互换
C.形成配子时,基因A与P的分离可能不只发生在减数分裂 Ⅰ 后期
D.该转基因个体自交产生的种子中紫色种子占3/4,含有致死基因的个体占1/2
D 解析:配子的形成过程中,A、P基因分离,分别进入不同的配子中,雄配子致死基因A不能使雌配子致死,故若不考虑互换,减数分裂形成的雌配子种类及比例为A∶P=1∶1,A正确;次级精母细胞中不存在同源染色体,若同时出现基因A与P,可能的原因是减数分裂 Ⅰ 前期发生了互换,B正确;若发生互换,则形成配子时,基因A与P的分离也可发生在减数分裂 Ⅱ 的后期,C正确;该转基因个体产生的雌配子种类及其比例为A∶P=1∶1,产生的雄配子只有P,因此自交产生的种子全为紫色,含有致死基因的个体占1/2,D错误。
8.(2025·云南昆明模拟)某雌雄同株植物自交,子代性状分离比为红花∶白花=3∶1时,控制这对相对性状的基因有图示多种可能。已知若红花、白花性状由一对等位基因控制,基因型为A_的植株表现为红花;若红花、白花性状由两对等位基因控制,基因型为A_B_的植株表现为红花,其余基因型的表现不确定。不考虑染色体的互换,下列叙述错误的是 ( )
A.若为图1,则红花、白花的遗传属于完全显性
B.若为图2,则子代基因型为aabb的植株开白花
C.若为图3,则基因型AAbb和aaBB的其中之一开白花
D.若为图4,则除aabb外白花的基因型还可能有3种
D 解析:自交子代性状分离比为红花∶白花=3∶1时,控制这对相对性状的基因有图示多种可能,若为图1,则A_表现为红花,红花、白花的遗传属于完全显性,A正确;若为图2,植株产生两种配子,分别为AB和ab,随机结合后,当子代基因型为aabb的植株开白花时,子代性状分离比为红花∶白花=3∶1,B正确;若为图3,植株产生两种配子,分别为Ab和aB,随机结合后,当基因型AAbb和aaBB的其中之一开白花时,子代性状分离比为红花∶白花=3∶1,C正确;若为图4,植株产生四种配子,分别为AB、Ab、aB、ab,随机结合后,(A_B_+A_bb)∶(aaB_+aabb)=3∶1或(A_B_+aaB_)∶(A_bb+aabb)=3∶1,因此除aabb外白花的基因型还可能有2种,即aaBB、aaBb或AAbb、Aabb,D错误。
9.某自花传粉的植物,其圆叶(A)和尖叶(a)、抗病(B)和不抗病(b)为两对相对性状。现有一批基因型相同的圆叶抗病杂合子的该植物,自然生长。根据基因和染色体的关系猜测子代哪种结果最不可能出现 ( )
A.子代圆叶抗病和尖叶抗病之比为3∶1
B.子代圆叶抗病和尖叶不抗病之比为3∶1
C.子代圆叶抗病∶圆叶不抗病∶尖叶抗病∶尖叶不抗病为9∶3∶3∶1
D.子代圆叶抗病∶圆叶不抗病∶尖叶抗病∶尖叶不抗病为1∶1∶1∶1
D 解析:若这批圆叶抗病杂合子的基因型为AaBB,则自交后子代的基因型及比例为AABB∶AaBB∶aaBB=1∶2∶1,表型及比例为圆叶抗病∶尖叶抗病=3∶1,A不符合题意;若这批圆叶抗病杂合子的基因型为AaBb,A/a、B/b位于一对同源染色体上,且A与B连锁,a与b连锁,不考虑互换,AaBb产生的配子及比例为AB∶ab=1∶1,自交后子代的基因型及比例为AABB∶AaBb∶aabb=1∶2∶1,表型及比例为圆叶抗病∶尖叶不抗病=3∶1,B不符合题意;若这批圆叶抗病杂合子的基因型为AaBb,且A/a、B/b位于非同源染色体上,遵循自由组合定律,AaBb产生的配子及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1,自交后子代的基因型及比例为A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb=9∶3∶3∶1,表型及比例为圆叶抗病∶圆叶不抗病∶尖叶抗病∶尖叶不抗病=9∶3∶3∶1,C不符合题意;子代圆叶抗病∶圆叶不抗病∶尖叶抗病∶尖叶不抗病=1∶1∶1∶1,此为AaBb(两对基因独立遗传)的测交比例,圆叶抗病杂合子的自交后代不可能出现这个比例,D符合题意。
10.(2023·全国乙卷)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Aabb
C.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AaBb
D.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1/4
D 解析:实验①中宽叶矮茎植株自交,子代中宽叶矮茎∶窄叶矮茎=2∶1,亲本为Aabb,子代中原本为AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,因此推测AA致死;实验②中窄叶高茎植株自交,子代中窄叶高茎∶窄叶矮茎=2∶1,亲本为aaBb,子代中原本为BB∶Bb∶bb=1∶2∶1,因此推测BB致死,A正确。实验①中亲本为宽叶矮茎,且后代出现性状分离,所以基因型为Aabb,子代中由于AA致死,因此子代中宽叶矮茎的基因型也为Aabb,B正确。由于AA和BB均致死,因此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AaBb,C正确。将宽叶高茎植株AaBb进行自交,由于AA和BB致死,子代性状分离比由9∶3∶3∶1变为4∶2∶2∶1,其中只有窄叶矮茎的植株为纯合子,所占比例为1/9,D错误。
11.某种植物的花有雄花、雌花和两性花三种类型(如下图),其花蕊的发育与两对独立遗传的等位基因B/b、R/r有关,含基因R的植株上的花都有雌蕊,不含基因R的植株上的花有的有雌蕊有的无雌蕊;当基因B存在时,有雌蕊的花雄蕊不发育而成为雌花,无雌蕊的花雄蕊正常发育而成为雄花,不含基因B的植株上的花都有雄蕊。下列相关叙述错误的是 ( )
A.该种群中雄花植株的基因型有3种
B.让基因型为BbRr的植株自交,子代中只开1种花的植株占3/4
C.让基因型为bbRr的植株自交,子代中开有雄花的植株最多占1/4
D.该种植物花的类型体现出基因与性状之间不是简单的一一对应的关系
B 解析:据题意可知,基因型为B_R_的植株只开雌花,基因型为bbR_的植株只开两性花,基因型为B_rr的植株开雌花或雄花,基因型为bbrr的植株开两性花或雄花,因此雄花植株基因型有BBrr、Bbrr、bbrr 3种,A正确;基因型为BbRr的植株只开雌花,不能自交,B错误;基因型为bbRr的植株开两性花,自交子代中,bbR_(开两性花)∶bbrr(开两性花或雄花)=3∶1,故子代中开有雄花的植株最多占1/4,C正确;该种植物花蕊的发育与等位基因B/b、R/r有关,且基因型相同的花,其花蕊的发育也可能存在差异,故该种植物花的类型体现出基因与性状之间不是简单的一一对应的关系,D正确。
二、非选择题
12.豌豆素是野生型豌豆(二倍体,一个细胞中的染色体数2N=16)产生的一种抵抗真菌侵染的化学物质。研究表明控制产生豌豆素的基因A对a为显性;但在另一对等位基因B、b中,显性基因B存在时会抑制豌豆素的产生。研究人员对纯种野生型豌豆进行诱变处理,培育出了两个不能产生豌豆素的纯种(品系甲、品系乙),多次重复实验均获得相同实验结果。利用品系甲和乙,他们进行了如下图所示的实验。回答问题:
(1)豌豆是研究遗传实验的好材料,原因之一是豌豆在自然条件下一般都是纯种,因为豌豆是____________植物。
(2)分析实验________(填“一”或“二”)可推知,控制豌豆素是否产生的这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律,原因是___________________________________________
________________________________________________________________________。
结合上述两个实验可知,品系甲的基因型为________。如果让实验二F2中的所有无豌豆素个体在自然适宜条件下随机繁殖,理论上其后代将出现的表型及其比例是____________________________。
(3)某同学想要验证上述实验一中F1的基因型,用F1无豌豆素与品系________(填“甲”或“乙”)杂交,理论上子代表型及比例为________________________________。
答案:(1)自花传粉
(2)一 F2的表型比例为3∶13,为9∶3∶3∶1的变式 AABB 有豌豆素∶无豌豆素=1∶5
(3)乙 有豌豆素∶无豌豆素=1∶3
解析:(1)豌豆是研究遗传实验的好材料,原因之一是豌豆在自然条件下一般都是纯种,因为豌豆是自花传粉植物。(2)由于实验一中F2的表型比例为3∶13,为9∶3∶3∶1的变式,故控制豌豆素是否产生的这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律。根据题干分析可知,能产生豌豆素的野生型豌豆的基因型可能为AAbb或Aabb,无豌豆素的植株基因型有A_B_、aabb或aaB_,由于品系甲和品系乙都是纯种无豌豆素,推知两者基因型可能是AABB、aabb或aaBB。因实验一中F1自交后代中有豌豆素∶无豌豆素=3∶13,所以品系甲只能是AABB或aabb;又由实验二可知,品系甲(AABB或aabb)×野生型纯种(只能是AAbb),F1均为无豌豆素且后代有豌豆素∶无豌豆素=1∶3,可判断品系甲基因型为AABB,品系乙基因型为aabb。实验二中品系甲基因型为AABB,野生型纯种的基因型为AAbb,故F1的基因型为AABb,F2中的所有无豌豆素(AAB_)个体在自然适宜条件下随机繁殖,即1/3AABB、2/3AABb自交,后代中有豌豆素(AAbb)的比例为2/3×1/4=1/6,因此后代有豌豆素∶无豌豆素=1∶5。(3)可利用测交实验验证实验一中F1的基因型,即选用实验一的F1(AaBb)与品系乙(aabb)杂交,子代表型及比例应为有豌豆素(Aabb)∶无豌豆素(AaBb、aaBb、aabb)=1∶3。
13.小鼠的皮毛颜色由常染色体上的两对基因控制,其中A/a控制黑色物质合成,B/b控制灰色物质合成。两对基因控制有色物质合成的关系如下图:
(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,结果如下表:
项目
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
请根据以上材料及实验结果分析回答:
①A/a和B/b这两对基因位于________对同源染色体上;图中有色物质1代表________色物质。
②在实验一的F2中,白鼠共有________种基因型;F2中黑鼠与F1中灰鼠进行回交,后代中出现白鼠的概率为________。
(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,结果如下表:
项目
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)①两 黑 ②3 1/6
(2)①B 显 ②黄鼠∶灰鼠∶黑鼠=2∶1∶1 ③对应的精原细胞在减数分裂 Ⅰ 前期发生了基因B和新基因之间的互换
解析:(1)①实验一的F2中灰鼠∶黑鼠∶白鼠=9∶3∶4,是9∶3∶3∶1的变式,说明这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律,即这两对等位基因位于两对同源染色体上。由图表分析可知,A和B同时存在时表现为灰色,只有A时表现为黑色,因此图中有色物质1代表黑色物质,有色物质2代表灰色物质。②实验一中F1的基因型为AaBb,F2表型及比例为灰鼠(1AABB、2AABb、2AaBB、4AaBb)∶黑鼠(1AAbb、2Aabb)∶白鼠(1aaBB、2aaBb、1aabb)=9∶3∶4,其中白鼠共有3种基因型。F2中黑鼠(1/3AAbb、2/3Aabb)与F1中灰鼠(AaBb)进行回交,后代中出现白鼠(aa_ _)的概率为2/3×1/4=1/6。(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,且小鼠丁的黄色性状是由基因B突变产生的,结合杂交后代中有灰色个体,说明新基因(用B1表示)相对于B为显性,即该突变属于显性突变。结合F1、F2未出现白鼠可知,丁不含a基因,其基因型为AAB1B。②若推论正确,则F1中黄鼠基因型为AAB1b,灰鼠基因型为AABb,杂交后代基因型及比例为AAB1B∶AAB1b∶AABb∶AAbb=1∶1∶1∶1,表型及比例为黄鼠∶灰鼠∶黑鼠=2∶1∶1。③小鼠丁(AAB1B)的次级精母细胞的基因型为AAB1B1或AABB,荧光标记后应有2种不同颜色的4个荧光点,某次级精母细胞中含有4个荧光点,说明基因数量没有变化,但有3种颜色的荧光说明基因种类发生改变,其原因应该是在减数分裂 Ⅰ 四分体时期,新基因B1和基因B所在的染色单体片段发生了互换。
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