高考生物一轮复习第5单元遗传的基本规律与伴性遗传高频考点进阶课3自由组合定律在特殊情况下的重点题型学案新人教版

自由组合定律在特殊情况下的重点题型“无致死”状况下的特殊分离比(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)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)植株进行杂交，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____________。解析：(1)实验①中绿叶甘蓝(甲)植株进行自交，子代都是绿叶，不发生性状分离，实验②中甲植株与紫叶甘蓝(乙)植株杂交，子代个体中绿叶∶紫叶＝1∶3，说明绿叶为隐性性状，即甲植株的基因型为aabb。(2)分析可知，乙植株的基因型为AaBb，与甲植株杂交的后代基因型有4种，分别为AaBb、Aabb、aaBb、aabb。(3)紫叶甘蓝(丙)植株与甲植株杂交，子代中紫叶和绿叶的分离比为1∶1，说明丙植株有一对杂合基因，而另一对为隐性纯合基因，所以可能的基因型为Aabb、aaBb；若杂交子代均为紫叶，则丙植株至少含有一对显性纯合基因，可能的基因型有AABB、AAbb、aaBB、AaBB、AABb；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，说明杂交子代的基因型为AaBb，则丙植株的基因型为AABB。答案：(1)绿色aabb(2)AaBb4(3)Aabb、aaBbAABB、AAbb、aaBB、AaBB、AABbAABB1．自交和测交结果及原因分析自交结果测交比例原因分析1∶3当双显性基因同时出现时为一种表型，其余的基因型为另一种表型1∶1∶2一对等位基因中隐性基因制约另一对基因的作用1∶2∶1双显、单显、双隐三种表型3∶1只要有显性基因其表型就一致，其余基因型为另一种表型1∶2∶1A与B的作用效果相同，但显性基因越多，其效果越强3∶1一种显性基因抑制另一种显性基因的作用，使后者的作用不能显示出来2∶1∶1一对等位基因中显性基因制约另一对基因的作用2．分析技巧(1)看F2组合的表型比例，若表型比例之和是16，不管以什么样的比例呈现，都符合基因的自由组合定律。(2)将异常分离比与正常分离比9∶3∶3∶1进行对比，分析合并性状的类型。举例：若分离比为9∶3∶4，则为9∶3∶(3＋1)，即4为后两种性状的合并结果；若分离比为9∶6∶1，则为9∶(3＋3)∶1；若分离比为15∶1，则为(9＋3＋3)∶1。(3)明确出现异常分离比的原因。(4)根据异常分离比出现的原因，推测亲本的基因型或推断子代相应表型的比例。1．(2019·江苏卷)杜洛克猪毛色受独立遗传的两对等位基因控制，毛色有红毛、棕毛和白毛三种，对应的基因组成如表。请回答下列问题：毛色红毛棕毛白毛基因组成A_B_A_bb、aaB_aabb(1)棕毛猪的基因型有________种。(2)已知两头纯合的棕毛猪杂交得到的F1均表现为红毛，F1雌雄交配产生F2。①该杂交实验的亲本基因型为__________________。②F1测交，后代表型及对应比例为____________________。③F2中纯合个体相互交配，能产生棕毛子代的基因型组合有__________种。(不考虑正反交)④F2的棕毛个体中纯合体(子)的比例为________。F2中棕毛个体相互交配，子代白毛个体的比例为______________。(3)若另一对染色体上有一对基因I、i，I基因对A和B基因的表达都有抑制作用，i基因不抑制，如I_A_B_表现为白毛。基因型为IiAaBb的个体雌雄交配，子代中红毛个体的比例为______________，白毛个体的比例为__________________。解析：(1)由题表可知，棕毛猪的基因组成为A_bb、aaB_，因此棕毛猪的基因型有AAbb、Aabb、aaBB、aaBb4种。(2)①由两头纯合棕毛猪杂交，F1均为红毛猪，红毛猪的基因组成为A_B_，可推知两头纯合棕毛猪的基因型为AAbb和aaBB，F1红毛猪的基因型为AaBb。②F1测交，即AaBb与aabb杂交，后代基因型及比例为AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb＝1∶1∶1∶1，根据表格可知，后代表型及对应比例为红毛∶棕毛∶白毛＝1∶2∶1。③F1红毛猪的基因型为AaBb，F1雌雄个体随机交配产生F2，F2的基因型有A_B_、A_bb、aaB_、aabb，其中纯合子有AABB、AAbb、aaBB、aabb，能产生棕毛猪(A_bb、aaB_)的基因型组合有AAbb×AAbb、aaBB×aaBB、AAbb×aabb、aaBB×aabb共4种。④F2的基因型及比例为A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb＝9∶3∶3∶1，棕毛猪A_bb、aaB_所占比例为6/16，其中纯合子为AAbb、aaBB，所占比例为2/16，故F2的棕毛个体中纯合子所占比例为1/3。F2的棕毛个体中各基因型及比例为1/6AAbb、2/6Aabb、1/6aaBB、2/6aaBb。棕毛个体相互交配，能产生白毛个体(aabb)的杂交组合及概率为2/6Aabb×2/6Aabb＋2/6aaBb×2/6aaBb＋2/6Aabb×2/6aaBb×2＝1/3×1/3×1/4＋1/3×1/3×1/4＋1/3×1/3×1/2×1/2×2＝1/9。(3)若另一对染色体上的I基因对A和B基因的表达有抑制作用，只要有I基因，不管有没有A或B基因都表现为白毛，基因型为IiAaBb的个体雌雄交配，后代中红毛个体即基因型为iiA_B_的个体，利用分解法，把Ii和AaBb分开计算，Ii×Ii后代有3/4I_和1/4ii，AaBb×AaBb后代基因型及比例为A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb＝9∶3∶3∶1。故子代中红毛个体(iiA_B_)的比例为1/4×9/16＝9/64，棕毛个体(iiA_bb、iiaaB_)的比例为1/4×6/16＝6/64，白毛个体的比例为1－9/64－6/64＝49/64。答案：(1)4(2)①AAbb和aaBB②红毛∶棕毛∶白毛＝1∶2∶1③4④1/31/9(3)9/6449/642．(2018·全国卷Ⅲ)某小组利用某二倍体自花传粉植物进行两组杂交实验，杂交涉及的四对相对性状分别是：红果(红)与黄果(黄)，子房二室(二)与多室(多)，圆形果(圆)与长形果(长)，单一花序(单)与复状花序(复)。实验数据如表：组别杂交组合F1表型F2表型及个体数甲红二×黄多红二450红二、160红多、150黄二、50黄多红多×黄二红二460红二、150红多、160黄二、50黄多乙圆单×长复圆单660圆单、90圆复、90长单、160长复圆复×长单圆单510圆单、240圆复、240长单、10长复回答下列问题：(1)根据表中数据可得出的结论：控制甲组两对相对性状的基因位于__________上，依据是______________________________；控制乙组两对相对性状的基因位于________(填“一对”或“两对”)同源染色体上，依据是____________________。(2)某同学若用“长复”分别与乙组的两个F1进行杂交，结合表中数据分析，其子代的统计结果不符合______________的比例。解析：(1)因题干说明是二倍体自花传粉植物，杂交的品种均为纯合子，根据表中甲的数据可知，F1的红果、二室均为显性性状，甲的两组F2的表型之比均接近9∶3∶3∶1，所以控制甲组两对相对性状的基因位于非同源染色体上；乙组的F1的圆形果、单一花序均为显性性状，F2中第一组：圆∶长＝(660＋90)∶(90＋160)＝3∶1、单∶复＝(660＋90)∶(90＋160)＝3∶1；第二组：圆∶长＝(510＋240)∶(240＋10)＝3∶1、单∶复＝(510＋240)∶(240＋10)＝3∶1；但两组的四种表型之比均不是9∶3∶3∶1，说明控制每一对相对性状的基因均遵循分离定律，控制这两对相对性状的基因不遵循自由组合定律，因此这两对基因位于一对同源染色体上。(2)根据表中乙组的杂交实验得到的F1均为双显性杂合子，F2的性状分离比不符合9∶3∶3∶1，说明F1产生的四种配子的比例不是1∶1∶1∶1，所以用两个F1分别与“长复”双隐性个体测交，不会出现1∶1∶1∶1的比例。答案：(1)非同源染色体F2中两对相对性状表型的分离比符合9∶3∶3∶1一对F2中每对相对性状表型的分离比都符合3∶1，而两对相对性状表型的分离比不符合9∶3∶3∶1(2)1∶1∶1∶1“有致死”状况下的特殊分离比(2020·山东卷)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1∶1实验二：品系M(TsTs)×乙(Atsts)→F1中抗螟矮株∶非抗螟正常株高约为1∶1(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2∶1∶1。由此可知，甲中转入的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3∶1∶3∶1，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植株中抗螟矮株雌株所占的比例为______________。解析：根据题意可知，基因Ts存在时表现为雌雄同株，当基因突变为ts后表现为雌株，玉米雌雄同株品系M的基因型为TsTs，则实验中品系M作为父本，品系甲和乙的基因型为tsts，则作为母本。由于只有一个基因A插入玉米植株中，因此该玉米相当于杂合子，可以看为AO，没有插入基因A的植株基因型为OO，则分析实验如下：实验一：品系M(OOTsTs)×甲(AOtsts)→F1：AOTsts抗螟雌雄同株∶OOTsts非抗螟雌雄同株≈1∶1。让F1AOTsts抗螟雌雄同株自交，若基因A插入ts所在的一条染色体上，则F1产生的配子为Ats、OTs，那么后代为1AAtsts抗螟雌株∶2AOTsts抗螟雌雄同株∶1OOTsTs非抗螟雌雄同株，该假设与题意相符合，因此说明实验一中基因A与基因ts插入同一条染色体上。实验二：品系M(OOTsTs)×乙(AOtsts)→F1：AOTsts抗螟矮株雌雄同株∶OOTsts非抗螟正常株高雌雄同株≈1∶1。选取F1AOTsts抗螟矮株雌雄同株自交，后代中出现抗螟雌雄同株∶抗螟雌株∶非抗螟雌雄同株∶非抗螟雌株＝3∶1∶3∶1，其中雌雄同株∶雌株＝3∶1，抗螟∶非抗螟＝1∶1，说明抗螟性状与性别之间发生了自由组合现象，说明基因A与基因ts没有插入同一条染色体上，则基因A与基因ts位于非同源染色体上，符合基因自由组合定律，其中雌雄同株∶雌株＝3∶1，但是抗螟∶非抗螟＝1∶1不符合理论结果3∶1，说明有致死情况出现。(1)根据题意和实验结果可知，实验一中品系M的基因型为TsTs，为雌雄同株，而甲的基因型为tsts，为雌株，只能做母本。根据以上分析可知，实验二的F1中的非抗螟植株基因型为OOTsts，因此为雌雄同株。(2)根据以上分析可知，实验一的F1AOTsts抗螟雌雄同株自交，后代F2为1AAtsts抗螟雌株∶2AOTsts抗螟雌雄同株∶1OOTsTs非抗螟雌雄同株，符合基因分离定律的结果，说明实验一中基因A与基因ts插入同一条染色体上，后代中抗螟雌株的基因型为AAtsts。将F2中AAtsts抗螟雌株与AOTsts抗螟雌雄同株进行杂交，AAtsts抗螟雌株只产生一种配子Ats，AOTsts抗螟雌雄同株作为父本产生两种配子，即Ats、OTs，则后代为AAtsts抗螟雌株∶AOTsts抗螟雌雄同株＝1∶1。(3)根据以上分析可知，实验二中选取F1AOTsts抗螟矮株雌雄同株自交，后代中出现抗螟雌雄同株∶抗螟雌株∶非抗螟雌雄同株∶非抗螟雌株＝3∶1∶3∶1，其中雌雄同株∶雌株＝3∶1，抗螟∶非抗螟＝1∶1，说明抗螟性状与性别之间发生了自由组合现象，故乙中基因A不位于基因ts所在的2号染色体上。F2中抗螟矮株所占比例小于理论值，说明A基因除导致植株矮小外，还影响了F1的繁殖，因为乙植株基因型为Atsts，且为雌株，且实验二的F1中AOTsts抗螟矮株雌雄同株∶OOTsts非抗螟正常株高雌雄同株＝1∶1，则说明含A基因的卵细胞发育正常，故推测最可能是F1产生的含基因A的雄配子不育导致后代中雄配子只产生了OTs和Ots两种，才导致F2中抗螟矮株所占比例小于理论值的现象。实验二的F2中雌雄同株∶雌株＝3∶1，其基因型及比例为TsTs∶Tsts∶tsts＝1∶2∶1，故F2中抗螟矮株中ts的基因频率为1/2。F2中抗螟矮株的雌雄同株基因型为1/3AOTsTs、2/3AOTsts，雌株基因型为AOtsts，由于含基因A的雄配子不育，则抗螟矮株产生的雄配子为2/3OTs、1/3Ots，AOtsts产生的雌配子为1/2Ats、1/2Ots，故雌株上收获的籽粒发育成的后代中抗螟矮株雌株AOtsts所占比例为1/2×1/3＝1/6。答案：(1)甲雌雄同株(2)是AAtsts抗螟雌雄同株∶抗螟雌株＝1∶1(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1/21/61．显性纯合致死(1)显性纯合致死①F1自交后代：AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb＝4∶2∶2∶1，其余基因型个体致死②测交后代：AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb＝1∶1∶1∶1(2)单显性纯合致死①F1自交后代：6(2AaBB＋4AaBb)∶3aaB_∶2Aabb∶1aabb[或6(2AABb＋4AaBb)∶3A_bb∶2aaBb∶1aabb]②测交后代：AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb＝1∶1∶1∶12．隐性纯合致死(1)双隐性纯合致死F1自交后代：A_B_∶A_bb∶aaB_＝9∶3∶3(2)单隐性纯合致死F1自交后代：9A_B_∶3A_bb(或9A_B_∶3aaB_)3．分析技巧(1)致死效应的快速确认：若存在“致死”现象，则可导致子代比例偏离“16”的“失真”现象出现，如A基因显性纯合致死时可导致子代基因型为AA__的个体致死，此比例占1/4，从而导致子代成活个体组合方式由“16”变成“12”。同理，因其他致死类型的存在，“16”也可能变身为“15”“14”等。此时应先结合成活个体的具体比例，确认缺失比例，如“7∶3∶1∶1”与“16”相比应缺失了4/16，再与“9∶3∶3∶1”比较差距，可推测“9”中缺失了2/9，1个“3”中缺失了2/3。(2)“致死”原因的精准推导当出现致死效应时，应首先将异常的性状分离比与正常的性状分离比(如9A_B_∶3A_bb∶3aaB_∶1aabb)进行比较，以确定致死效应的类型。当出现合子致死时，先不考虑致死效应，直接分析基因型的遗传，最后将致死的合子去掉即可；当出现配子致死时，则在分析基因型时就要去掉致死的配子，然后推出后代的基因型及比例。1．某二倍体植株自交，所得子一代表型及比例为宽叶抗病∶宽叶感病∶窄叶抗病∶窄叶感病＝5∶3∶3∶1。有关叙述错误的是()A．控制两对相对性状的基因位于两对同源染色体上B．二倍体亲本植株的表型为宽叶抗病植株C．若基因型为双显性的花粉不育，F1宽叶抗病植株中双杂合个体占3/5D．若纯种宽叶、窄叶植株杂交，F1出现窄叶个体，一定是基因突变所致D解析：子一代宽叶∶窄叶＝2∶1，抗病∶感病＝2∶1，说明亲本为双显性，宽叶对窄叶为显性，抗病对感病为显性，若用A、a与B、b表示，亲本为AaBb，表型为宽叶抗病植株，A、B项正确；若基因型为双显性的花粉(AB)不育，则子代的基因型及分离比如下表：雌配子雄配子1/3Ab1/3aB1/3ab1/4AB1/12AABb1/12AaBB1/12AaBb1/4Ab1/12AAbb1/12AaBb1/12Aabb1/4aB1/12AaBb1/12aaBB1/12aaBb1/4ab1/12Aabb1/12aaBb1/12aabbF1宽叶抗病植株：1/12AABb、1/12AaBB、1/12AaBb、1/12AaBb、1/12AaBb，所以F1宽叶抗病植株中双杂合个体占3/5，C项正确；若纯种宽叶(AAbb)与窄叶植株(aabb)杂交，F1出现窄叶个体，可能是基因突变所致，也有可能是染色体缺失或染色体片段缺失所致，D项错误。2．(多选)大豆子叶颜色(BB表现为深绿，Bb表现为浅绿，bb呈黄色幼苗阶段死亡)和花叶病的抗性(抗病、不抗病分别由R、r基因控制)遗传的两组杂交实验结果如下：实验一：子叶深绿不抗病(♀)×子叶浅绿抗病()→F1中子叶深绿抗病∶子叶浅绿抗病＝1∶1实验二：子叶深绿不抗病(♀)×子叶浅绿抗病()→F1中子叶深绿抗病∶子叶深绿不抗病∶子叶浅绿抗病∶子叶浅绿不抗病＝1∶1∶1∶1根据实验结果分析判断下列叙述正确的是()A．实验一和实验二中父本的基因型相同B．F1的子叶浅绿抗病植株自交，在F2的成熟植株中四种表型的分离比为1∶2∶3∶6C．用子叶深绿与子叶浅绿植株杂交得F1，F1随机交配得到F2，成熟群体中B基因的频率为75%D．若要用常规的育种方法在短时间内选育出纯合的子叶深绿抗病大豆新品种，最好选取与实验一中父本基因型相同的植株进行自交BD解析：由实验结果可以推出，实验一的亲本的基因组成为BBrr(母本)和BbRR(父本)，实验二的亲本的基因组成为BBrr(母本)和BbRr(父本)，A错误；F1的子叶浅绿抗病植株的基因组成为BbRr，自交后代的基因组成(表现性状和所占比例)分别为BBRR(子叶深绿抗病，占1/16)、BBRr(子叶深绿抗病，占2/16)、BBrr(子叶深绿不抗病，占1/16)、BbRR(子叶浅绿抗病，占2/16)、BbRr(子叶浅绿抗病，占4/16)、Bbrr(子叶浅绿不抗病，占2/16)、bbR