第四单元第23讲基因自由组合定律的遗传特例分析

第23讲基因自由组合定律的遗传特例分析课程标准解读知识网络概览【课标要求】1.通过若干对基因控制性状的特例,进一步理解自由组合定律并由此预测子代的性状。2.通过分析群体中的自由交配,进一步理解分离定律和自由组合定律。【能力要求】1.理解能力:在特例中、在群体上理解遗传学规律。2.解决问题的能力:能够在特例和群体遗传中使用遗传学规律分析或探究个体、群体的基因型和表型。考点一若干对基因控制一种性状【精研强思维】【思维探究】某种植物的花色有白、蓝和紫三种,花的颜色由花瓣中色素决定,色素的合成途径是:白色蓝色紫色。其中酶1的合成由基因A控制,酶2的合成由基因B控制,基因A和基因B自由组合。(1)(生命观念)酶1与酶2的催化对象不同,体现了酶的什么特点?这一点对于生命活动的意义是什么?提示:体现了酶的专一性。使细胞代谢能够有条不紊地进行,与酶的专一性有关。(2)(科学思维)基因A与基因B自由组合,它们是如何在控制花色这一性状的过程中联系起来的?提示:基因A和基因B控制合成的酶,共同在底物生成紫色色素的过程中发挥作用。这样两个基因通过化学反应联系在一起。(3)(科学思维)两种酶在控制同一性状中的关系,除上述关系之外,还可能有哪些关系?提示:两种酶都能独立催化白色色素生成紫色色素;一种酶能独立催化白色色素生成蓝色色素,另一种酶能独立催化白色色素生成紫色色素等。【思维建构】1.基因互作:(1)9∶3∶3∶1的变化,除了上述例子,还有12∶3∶1,13∶3,12∶4等。(2)应用技巧:2.显性基因累加效应:(1)原因:A与B基因的作用效果相同,显性基因越多,效果越强。(2)表型:【精练提能力】1.(2025·潍坊联考)在野外发现一只翅膀卷曲的雌果蝇,跟实验室中的野生型直翅果蝇杂交后,子一代表现为50%卷翅和50%直翅,子一代自由交配,子二代卷翅∶直翅=7∶9(翅型由一对等位基因控制,不考虑致死)。下列说法错误的是()A.决定该性状的基因位于常染色体上B.导致果蝇翅膀卷曲的等位基因在决定翅膀形态时呈显性C.可通过调查子二代卷翅果蝇的雌雄比例判断基因是否位于常染色体上D.自由交配多代后雌雄群体中卷翅基因频率相同【解析】选A。野外发现一只翅膀卷曲的雌果蝇,跟实验室中的野生型直翅果蝇杂交后,子一代表现为卷翅∶直翅=1∶1,子一代自由交配,子二代卷翅∶直翅=7∶9,说明直翅为隐性,卷翅为显性,但未知卷翅或直翅中雌雄的比例是否相同,故无法判断决定翅型的基因位于常染色体上,A错误、B正确。可通过调查子二代卷翅果蝇的雌雄比例判断基因是否位于常染色体上,若子二代卷翅果蝇的雌雄比例不相同,则说明与性别有关,相应的基因位于性染色体上;若子二代卷翅果蝇的雌雄比例相同,则说明相应的基因位于常染色体上,C正确。自由交配多代后雌雄群体遵循遗传平衡,故雌雄群体中卷翅基因频率相同,均为1/4,D正确。2.(不定项)控制某植物果实重量的三对等位基因A/a、B/b和C/c独立遗传,且基因A、B、C对果实重量的增重效果相同。已知基因型为aabbcc的果实重120g,基因型为AABBCC的果实重210g。现有植株甲和乙杂交,F1的果实重为150~180g。下列说法错误的是()A.植株甲和植株乙的基因型可能相同,如AAbbCc×AAbbCcB.F1中果实重150g和180g植株所占的比例可能相同C.该植物种群中,果实重150g的植株的基因型有4种D.若植株甲的基因型为AABBcc,则植株乙可能为纯合子【解析】选C、D。植株甲和植株乙的基因型可能相同,如两者的基因型均为AAbbCc等,也可能不同,如基因型为AABbcc和AAbbCc,A正确;若植株甲和植株乙的基因型均为AAbbCc,则F1果实重量为150g和180g植株所占的比例均为1×1×1/4=1/4,B正确;该植物种群中,果实重150g的植株中应含有2个显性基因,基因型有AAbbcc、aaBBcc、aabbCC、AaBbcc、AabbCc、aaBbCc,共6种,C错误;若植株甲的基因型为AABBcc,配子中含2个显性基因,则植株乙的配子中应含0~2个显性基因,其基因型可能为AaBbcc、AabbCc或aaBbCc,均为杂合子,D错误。【加固训练】(2025·吉安模拟)家蚕的茧有黄茧和白茧,受常染色体上两对独立遗传的基因I/i和Y/y控制,其杂交结果如图所示。下列选项中能够正确表示家蚕颜色遗传机制的是()A.白色物质黄色物质B.白色物质黄色物质C.白色物质黄色物质D.白色物质黄色物质【解析】选D。根据杂交示意图可知,I/i和Y/y遗传遵循自由组合定律,Y基因能决定黄色物质的合成,I基因能抑制Y基因的作用,因此,D符合题意。考点二自由组合定律中的致死和群体自由交配问题【精研强思维】【思维探究】已知A、a与B、b自由组合,基因型为AaBb的个体自交,子代一般会出现特定的分离比9∶3∶3∶1。(1)(生命观念)AaBb自交后代比例不是9∶3∶3∶1,而是7∶3∶1∶1,可能的原因是什么?提示:特定基因型的配子或特定基因型的后代出现了致死现象。(2)(科学思维)假如是某种配子致死导致子代出现了7∶3∶1∶1的比例,是哪种配子致死所导致的?试从棋盘法的角度写出分析过程。提示:如下表:9∶3∶3∶1→(9-2)∶3∶(3-2)∶1。致死的配子可能是雌配子Ab或雄配子Ab。同理也可能是雌配子aB或雄配子aB。(3)(科学思维)如果是一种基因型的个体致死,比例会不会由9∶3∶3∶1变成7∶3∶1∶1?分析原因。提示:不会,因为一种基因型的个体致死,只会导致一种表型个体数目减少,而7∶3∶1∶1中有两种表型的个体减少。(4)(科学探究)若F1为9∶3∶3∶1,所有F1自由交配,F2与F1的性状及比例相同吗?F1中的所有双显个体自由交配,F2与F1的性状及比例相同吗?提示:前者自由交配产生的F2性状及比例与F1相同。后者不相同。【思维建构】“模型法”解决致死与群体自由交配问题1.致死类型判断方法:(1)胚胎致死或个体致死:(2)配子致死或配子不育:(3)致死类型的判断方法:①基因型的致死,可借助于数学因式:②配子的致死可借助于棋盘法:配子ABAbaBabAB×Ab×aB×ab×2.群体中涉及两对基因的自由交配问题:(1)自由组合定律发生在形成配子时,由于在形成配子时,个体间的非等位基因不可能自由组合,所以在群体形成配子时不存在自由组合定律。(2)正确的计算方法,两对基因必须结合在一起计算。例如:选AaBb个体自交子代中除双显之外的个体进行自由交配,求后代的表型及比例。先算出配子AB∶Ab∶aB∶ab=0∶2∶2∶3。配子0AB2Ab2aB3ab0AB2Ab4462aB4463ab669得出A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb=8∶16∶16∶9。(3)在特定情况下,可将两对基因分别计算,然后相乘得出结果。这种特定情况是:群体中A配子中的B∶b与a配子中的B∶b恰好相等。这也是有些情况下分别计算两对基因能得出正确结果的原因。【精练提能力】1.(2025·吉林模拟)致死基因的存在可影响后代性状分离比。现有基因型为AaBb的个体,两对等位基因独立遗传,但具有某种基因型的配子或个体致死,不考虑环境因素对表型的影响,假设该个体自交,以下说法正确的是()A.后代分离比为5∶3∶3∶1,那么推测原因可能是基因型为AB的雄配子和雌配子致死B.后代分离比为4∶2∶2∶1,那么推测原因可能是某对基因显性纯合的个体致死C.后代分离比为7∶3∶1∶1,那么推测原因可能是基因型为Ab的雄配子或雌配子致死D.后代分离比为9∶3∶3,那么推测原因可能是基因型为ab的雌配子和雄配子均致死【解析】选C。若基因型为AB的雄配子和雌配子致死,则基因型为AaBb的个体自交,后代分离比为2∶3∶3∶1,A错误;若某对基因显性纯合的个体致死,则基因型为AaBb的个体自交,后代分离比为6∶3∶2∶1,B错误;若基因型为Ab的雄配子或雌配子致死,则基因型为AaBb的个体自交,后代分离比为7∶3∶1∶1,C正确;若基因型为ab的雌配子和雄配子均致死,则基因型为AaBb的个体自交,后代分离比为7∶1∶1,D错误。2.(不定项)(2025·大庆市实验中学模拟)果蝇的体色黄色(A)对黑色(a)为显性,翅型长翅(B)对残翅(b)为显性,研究发现,用上述两种性状的纯合雌雄果蝇杂交得到F1,F1中雌雄个体相互交配,F2出现黄色长翅∶黄色残翅∶黑色长翅∶黑色残翅=5∶3∶3∶1的特殊分离比。下列分析正确的是()A.果蝇的A/a、B/b两对等位基因的遗传遵循自由组合定律B.F2出现特殊分离比的原因可能是AaBB和AABb基因型的个体死亡C.F2出现特殊分离比的原因可能是基因型为AB的雌、雄配子致死D.若上述特殊分离比为某种配子致死所致,可选用F1果蝇测交进行验证【解析】选A、B、D。F2中黄色长翅∶黄色残翅∶黑色长翅∶黑色残翅=5∶3∶3∶1,为9∶3∶3∶1的变式,说明相关基因遵循基因自由组合定律,A正确。F2出现特殊分离比可能是F1(AaBb