内容正文:
专题精研课4 自由组合定律中的特殊比例、探究不同对基因在常染色体上的位置
题型一 “和”为16的特殊分离比
1.原因分析
(1)基因互作
(2)显性基因累加效应
①表型及其比例
②原因:A与B的作用效果相同,显性基因越多,效果越强。
2.解题思路
专项突破
1.(2024·广西卷)某种观赏花卉(两性花)有4种表型:紫色、大红色、浅红色和白色,由3对等位基因(A/a、B/b和D/d)共同决定,其中只要含有aa就表现白色,且A/a与另2对等位基因不在同一对同源染色体上。现有4个不同纯合品系甲、乙、丙和丁,它们之间的杂交情况(无突变、致死和染色体互换)见表。
组别 杂交组合 F1 F1自交,得到F2
Ⅰ 甲(紫色)×乙(白色) 紫色 紫色∶浅红色∶白色≈9∶3∶4
Ⅱ 丙(大红色)×丁(白色) 紫色 紫色∶大红色∶白色≈6∶6∶4
下列分析正确的是( )
A.B/b与D/d不在同一对同源染色体上,遵循自由组合定律
B.Ⅰ、Ⅱ组的F1个体,基因型分别是AaBBDd、AaBbDD
C.Ⅰ组产生的F2,其紫色个体中有6种基因型
D.Ⅱ组产生的F2,其白色个体中纯合子占1/2
D
解析 由题意可知,Ⅰ组F2的性状分离比为紫色∶浅红色∶白色≈9∶3∶4,Ⅱ组F2的性状分离比为紫色∶大红色∶白色≈6∶6∶4,两者均是9∶3∶3∶1的变式,又知A/a与另2对等位基因不在同一对同源染色体上,可确认B/b和D/d在另一对同源染色体上,A/a与另2对等位基因随所在的染色体自由组合,A项错误。根据Ⅰ组、Ⅱ组F2表型、比例及题干信息“只要含有aa就表现白色”可推知Ⅰ组、Ⅱ组的F1的基因型均为AaBbDd,且三对等位基因在三显情况下表型为紫色,二显情况下为大红色,一显情况下为浅红色,进而推知Ⅰ组的亲本甲基因型为AABBDD,乙基因型为aabbdd,Ⅱ组的丙为AABBdd(或AAbbDD),丁为aabbDD(或aaBBdd),这样Ⅰ组的F1基因与
染色体的位置为 ,Ⅱ组的F1基因与染色体的位置为 ,
这样Ⅰ组的F2中紫色个体的基因型有AABBDD、AaBBDD、AABbDd、AaBbDd 4种,Ⅱ组的F2中白色个体的基因型及比例是aabbDD∶aaBbDd∶aaBBdd=1∶2∶1,故Ⅱ组产生的F2中白色个体中纯合子占1/2,B、C两项错误,D项正确。
题型二 和小于16的自由组合定律特殊比例
1.原因分析
(1)胚胎致死或个体致死
(2)配子致死或配子不育
2.致死类问题解题思路——先拆分,后组合
(1)从每对相对性状分离比角度分析。如:
6∶3∶2∶1⇒(2∶1)(3∶1)⇒某一对显性基因纯合致死;
4∶2∶2∶1⇒(2∶1)(2∶1)⇒两对显性基因有一对纯合即致死。
(2)从F2每种性状的基因型种类及比例分析。如BB致死:
专项突破
2.(2025·河南卷)现有二倍体植株甲和乙,自交后代中某性状的正常株∶突变株均为3∶1。甲自交后代中的突变株与乙自交后代中的突变株杂交,F1全为正常株,F2中该性状的正常株∶突变株=9∶6(等位基因可依次使用A/a、B/b……)。下列叙述错误的是( )
A.甲的基因型是AaBB或AABb
B.F2出现异常分离比是因为出现了隐性纯合致死
C.F2植株中性状能稳定遗传的占7/15
D.F2中交配能产生AABB基因型的亲本组合有6种
D
解析 已知植株甲和乙,自交后代中某性状的正常株∶突变株均为3∶1,可知正常株为显性性状,突变株为隐性性状,甲自交后代中的突变株与乙自交后代中的突变株杂交,F1全为正常株,F2中该性状的正常株∶突变株=9∶6,为9∶3∶3∶1的变式,可知杂交后代F1基因型为AaBb,正常株的基因型为A_B_,基因型为aabb的植株会死亡,其余基因型的植株为突变株。所以甲、乙自交后代中的突变株基因型分别为aaBB、AAbb或AAbb、aaBB,由于甲和乙自交后代中某性状的正常株(A_B_)∶突变株均为3∶1,故甲的基因型是AaBB或AABb,A项正确。F1基因型为AaBb,自交后代F2应该出现9∶(6+1)的分离比,出现异常分离比是因为出现了隐性纯合aabb致死,B项正确。F2植株中正常株的基因型为1AABB、2AaBB、2AABb、4AaBb,突变株的基因型为1AAbb、2Aabb、1aaBB、2aaBb,其中性状能稳定遗传
(自交后代不发生性状分离)的有1AABB、1AAbb、2Aabb、1aaBB、2aaBb,占7/15,C项正确。F2中交配能产生AABB基因型的亲本组合有AABB×AaBB、AABB×AABb、AABB×AaBb、AaBB×AABb、AaBB×AaBb、AABb×AaBb 6种杂交组合,和AABB、AaBB、AABb、AaBb 4种个体自交,故亲本组合有10种,D项错误。
题型三 不同对基因在常染色体上的位置关系
1.判断两对等位基因是否位于一对同源染色体上
(1)自交法
(2)测交法
(3)电泳分离法
已知基因A与a位于2号染色体上,基因B与b位于4号染色体上,另外一对基因C和c控制红花和白花,为了定位C和c的基因位置,利用纯合红花和白花的植株进行杂交实验,并对相关个体的相关基因进行PCR扩增和电泳分离检测,结果如图所示,依据结果可知c基因在a基因所在的2号染色体上。
2.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规律。若多个外源基因整合到同一条染色体上,其自交会出现分离定律中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。
专项突破
3.(2025·重庆卷)水稻雄性不育、可育由等位基因T、t控制,不育性状受温度的影响(见下表);米质优、劣由等位基因Y、y控制。不育株S1米质劣但抗病,不育株S2米质优但易感病。为了选育综合性状好的不育系,用S1和S2杂交获得F1,F1均为不育且米质优。选F1两单株杂交获得的F2中出现稳定可育株,PCR检测部分世代中相关基因,电泳结果如图所示,
植株种类 温度 花粉不育率
不育株S1 高温 100%
低温 0
不育株S2 高温 100%
低温 0
稳定可育株 高温 0
低温 0
下列说法正确的是( )
A.S1是基因型为TTYY的纯合子
B.选择F1任意两单株进行杂交均会出现如图F2的育性分离
C.F2在高温条件下表现不育且米质优的纯合植株占比1/16
D.在S1和S2杂交得到F1时,亲本植株需在同一温度条件下种植
C
解析 S1米质劣,但F1均为米质优,说明S2为YY。F1高温不育,低温可育,F1两单株杂交获得的F2中出现稳定可育株,故两单株为Tt(杂合),则S1和S2应为TT、Tt,若S1为TTyy(高温不育),S2为TtYY(高温不育),杂交F1出现TtYy,符合条件,A项错误。F1出现TTYy、TtYy,杂交后F2的育性由T/t决定,高温下T_不育,tt可育,任意两单株进行杂交不一定会出现如图F2的育性分离,B项错误。高温不育纯合植株为TT,米质优纯合植株为YY,两者独立遗传。F1中TtYy杂交,F2中TTYY的概率为1/4(TT)×1/4(YY)=1/16,C项正确。S1和S2在高温下均不育(花粉不育率100%),无法杂交,需在低温下种植才能完成传粉,D项错误。
4.(2025·陕晋宁青卷)某芸香科植物分泌腔内的萜烯等化合物可抗虫害,纯合栽培品种(X)果实糖分含量高,叶全缘,但没有分泌腔;而野生纯合植株(甲)叶缘齿状,具有发达的分泌腔。我国科研人员发现A基因和B基因与该植物叶缘形状、分泌腔形成有关。对植株甲进行基因敲除后得到植株乙、丙、丁,其表型如下表所示。回答下列问题。
植株 叶缘 分泌腔
甲(野生型) 齿状 有
乙(敲除A基因) 全缘 无
丙(敲除B基因) 齿状 无
丁(敲除A基因和B基因) 全缘 无
(1)由表分析可知,控制叶缘形状的基因是 ,控制分泌腔形成的基因是 。
(2)为探究A基因和B基因之间的调控关系,在植株乙中检测到B基因的表达量显著减少,而植株丙中A基因的表达量无变化,说明 。
A
A与B
A基因的表达促进B基因的表达,B基因对A基因的表达无影响
(3)为探究A基因与B基因在染色体上的位置关系,不考虑突变及其他基因的影响,选择表中的植株进行杂交,可选择的亲本组合是 。F1自交得到F2,若F2的表型及比例为______________________________________ ___________________, 则A、B基因位于两对同源染色体上。在此情况下结合图中杂交结果,可推测栽培品种(X)的 (填“A”“B”或“A和B”)基因功能缺陷,可引入相应基因来提高栽培品种的抗虫品质。
甲和丁
齿状有分泌腔∶齿状无分泌腔∶全缘无分
泌腔=9∶3∶4
A
解析 (1)敲除A基因的植株,无论是否敲除B基因,叶缘形状均为全缘,未敲除A基因的植株,无论是否敲除B基因,叶缘形状均为齿状,说明控制叶缘形状的基因是A,野生型有分泌腔,而无论敲除A基因或B基因,植株都无分泌腔,说明控制分泌腔形成的基因是A与B。
(2)植株乙敲除了A基因,检测到B基因的表达量显著减少,而植株丙敲除了B基因,检测到A基因的表达量无变化,说明A基因的表达可促进B基因的表达,而B基因对A基因的表达无影响。
(3)为探究A基因与B基因在染色体上的位置关系,可通过A基因与B基因的遗传是否遵循基因的自由组合定律来判断。可先获得双杂合个体,再利用双杂合个体自交获得后代,观察统计后代是否出现9∶3∶3∶1的比例或者
其变式比例。假设敲除了A基因和B基因分别相当于产生了a基因和b基因,则甲、乙、丙、丁的基因型分别为AABB、aaBB、AAbb、aabb,可以选择甲(AABB)×丁(aabb),也可选择乙(aaBB)×丙(AAbb)作为亲本组合,获得F1(AaBb),然后F1(AaBb)自交获得F2,统计F2的表型及比例,若A基因、B基因位于两对同源染色体上,则F2的表型及比例应为齿状有分泌腔(A_B_)∶齿状无分泌腔(A_bb)∶全缘无分泌腔(aaB_、aabb)=9∶3∶4。由栽培品种(X)叶全缘且无分泌腔可知,其基因型为aaBB或aabb,与甲(AABB)杂交得到的后代F1的基因型为AaB_,又因F2的性状比为3∶1,可知F1为单杂合个体,即F1为AaBB,故栽培品种(X)的基因型应为aaBB,可知栽培品种(X)的A基因功能缺陷。
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