5-2 基因的自由组合定律

第2课基因的自由组合定律
【课标要求】
阐明有性生殖中基因的分离和自由组合使得子代的基因型和表型有多种可能,并可由此预测子代的遗传性状。

【素养目标】
1.通过分析基因自由组合定律的细胞学基础,建立进化与适应的观念。

(生命观念)
2.通过研究自由组合定律的解题规律及方法,培养归纳与演绎的科学思维。

(科学思维)
一、孟德尔两对性状的杂交实验
1.观察现象,提出问题:
2.分析问题,提出假说:
(1)提出假说
①两对相对性状分别由两对遗传因子控制。

②F1在产生配子时,每对遗传因子彼此分离,不同对的遗传因子可以自由组合。

F1产生的雌雄配子各有四种:YR、Yr、yR、yr,它们之间的数量比为1∶1∶1∶1。

③受精时,雌雄配子的结合是随机的。

(2)杂交实验分析图解:
(3)结果分析
①表型:
表型双显性Y_R_(9/16)
YYRR(1/16)
YyRR(2/16)
YYRr(2/16)
YyRr(4/16) 单显性
Y_rr(3/16)
YYrr(1/16)
Yyrr(2/16)
yyR_(3/16)
yyRR(1/16)
yyRr(2/16) 双隐性yyrr(1/16) yyrr(1/16)
②基因型:
基因型纯合子
YYRR、YYrr、
yyRR、yyrr
各占1/16 单杂合子
YyRR、Yyrr、
YYRr、yyRr
各占2/16 双杂合子YyRr 占4/16
3.演绎推理,验证假说:
4.分析结果,得出结论:
实验结果与演绎结果相符,假说成立。

二、自由组合定律
1.内容:
(1)控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的。

(2)在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。

2.细胞学基础:
3.实质、发生时间及适用范围:
实质非同源染色体上的非等位基因的自由组合
发生时间减数分裂Ⅰ后期
适用范围生物类型
有性生殖的真核生物,不适用于原核生物和
病毒
基因位置
非同源染色体上的非等位基因,不适用于细
胞质遗传和同源染色体上的非等位基因
三、孟德尔成功的原因分析
四、孟德尔遗传规律的再发现和应用
1.再发现:
孟德尔约翰逊
遗传因子基因
性状表型
遗传因子组成基因型
控制相对性状的遗传因子等位基因
2.应用:
(1)杂交育种:组合亲本的优良性状。

(2)遗传咨询:预测某些遗传病在后代中的患病概率。

1.F2的9∶3∶3∶1性状分离比一定依赖于雌雄配子的随机结合。

(√)
2.若双亲豌豆杂交后子代表型之比为1∶1∶1∶1,则两个亲本基因型一定为YyRr×yyrr。

(×)
分析:YyRr×yyrr和Yyrr×yyRr杂交后子代表型之比都为1∶1∶1∶1。

3.基因自由组合定律是指F1产生的4种类型的雄配子和雌配子可以随机结合。

(×)
分析:基因自由组合定律的实质为减数分裂过程中非同源染色体上的非等位基因的自由组合,而非雌雄配子的随机结合。

4.F1产生基因型为YR的雌配子和基因型为YR的雄配子数量之比为1∶1。

(×) 分析:一般情况下雄配子的数量远远大于雌配子的数量,两者很难进行比较。

5.自由组合定律的实质是:等位基因分离的同时,非等位基因自由组合。

(×)
分析:自由组合定律的实质是减数分裂过程中非同源染色体上非等位基因的自由组合。

1.探究延伸:孟德尔实验中为什么要用正交和反交进行实验?
用正交和反交实验是为了证明性状的遗传是否和母本有关(排除细胞质遗传)。

2.探究延伸:从数学角度分析,9∶3∶3∶1与3∶1能否建立联系?这对于理解两对相对性状的遗传结果有什么启示?
对于两对相对性状的遗传结果,如果对每一对性状单独进行分析,其性状的数量比都是3∶1,即每对性状的遗传都遵循了分离定律。

两对相对性状的遗传结果可以表示为它们各自遗传结果的乘积,即(3∶1)2=9∶3∶3∶1。

3.拓展填写:在豌豆杂交实验之前,孟德尔曾花了几年时间研究山柳菊,结果却一无所获,其原因主要有哪些?
①山柳菊没有既容易区分又可以连续观察的相对性状。

②山柳菊有时进行有性生殖,有时进行无性生殖。

③山柳菊的花小,难以做人工杂交实验。

★考点1自由组合、连锁、互换
方式条件
自由组合至少有两对等位基因,位于非同源染色体上
连锁两对或两对以上的等位基因位于一对同源染色体上
互换减数分裂Ⅰ前期四分体中的同源染色体上的非姐妹染色单体片段交换,改变配子类型及比例
(1)以两对等位基因为例分析自由组合和连锁:
自由组合连锁图示
配子AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1 AB∶
ab=1∶1 Ab∶
aB=1∶1
自交后代的基AABB(1/16)
AABb(2/16)
AAbb(1/16)
AaBB(2/16)
AaBb(4/16)
AABB(1/4
)
AaBb(2/4)
aabb(1/4)
AAbb(1/4)
AaBb(2/4)
aaBB(1/4)
因型及比例Aabb(2/16) aaBB(1/16) aaBb(2/16) aabb(1/16)
测交后代的比例AaBb(1/4)
Aabb(1/4)
aaBb(1/4)
aabb(1/4)
AaBb(1/2)
aabb(1/2)
Aabb(1/2)
aaBb(1/2)
自交后代的表型及比例A_B_(9/16)
A_bb(3/16)
aaB_(3/16)
aabb(1/16)
A_B_(3/4)
aabb(1/4)
AaBb(2/4)
AAbb(1/4)
aaBB(1/4)
(2)“连锁”类题目的计算技巧:
以上图为例,让其自交:
①先计算其中一对等位基因自交结果:AA∶Aa∶aa=1∶2∶1。

②根据连锁情况,有A必有B,有a必有b,对上述比例进行补充:AABB∶AaBb∶aabb=1∶2∶1。

(3)连锁和互换类型分析:
若基因型为AaBb的个体测交后代出现四种表型,但基因型及比例为AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=42%∶8%∶8%∶42%,测交结果“两大”“两小”,且“两两相同”,出现这一结果的可能原因是A和B连锁,a和b连锁,位于同一对同源染色体上,且部分初级性母细胞在减数分裂形成四分体时期,同源染色体的非姐妹染色单体发生互换,产生四种类型配子,其类型及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=42%∶8%∶8%∶42%。

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。

回答下列问题:
(1)根据表中数据可得出的结论是: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③,结合表中数据分析,其子代的统计结果不符合__________________的比例。

【题眼破译】提升信息转化能力
【答题关键】抓住长句表述得分点
通过分析F2的表型及个体数,得出显隐性关系及其是否遵循自由组合定律。

【解析】(1)由于表中数据显示甲组F2的表型及比例为红二∶红多∶黄二∶黄多≈9∶3∶3∶1,该比例符合基因的自由组合定律的性状分离比,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F2的表型中,每对相对性状表型的比例都符合3∶1,即圆形果∶长形果=3∶1,单一花序∶复状花序=3∶1,而圆单∶圆复∶长单∶长复不符合9∶3∶3∶1的性状分离比,不符合基因的自由组合定律,所以控制乙组两对相对性状的基因位于一对同源染色体上。

(2)根据乙组的相对
性状表型分离比可知,控制乙组两对相对性状的基因位于一对同源染色体上,所以用“长复”(隐性纯合子)分别与乙组的两个F1进行杂交,不会出现测交结果为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
【变式延伸】提升长句应答能力
自由组合定律的遗传学本质是什么?
减数分裂时,同源染色体上等位基因分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。

1.(2022•南通模拟)拉布拉多犬个性忠诚,智商极高,深受人们的喜爱。

其毛色有黑、黄、棕3种,分别受B、b和E、e两对等位基因控制。

为选育纯系黑色犬,育种工作者利用纯种品系进行了杂交实验,结果如下。

相关叙述错误的是 ()
A.B、b和E、e的遗传遵循基因分离和自由组合定律
B.F2黑色犬中基因型符合育种要求的个体占1/9
C.F2黄色犬与棕色犬随机交配,子代中可获得纯系黑色犬
D.F2黑色犬进行测交,测交后代中不能获得纯系黑色犬
【解析】选C。

由于黑色个体F1自由交配后代产生的个体中有三种毛色,并且符合9∶3∶3∶1的性状分离比及变形,因此两对基因B、b和E、e的遗传符合基因的分离定律和自由组合定律,A正确;F2中黑色犬的基因型有BBEE、BbEe、
BBEe、BbEE四种,其中黑色纯合子BBEE占1/9,B正确;F2中黄色犬(B_ee和bbee)与棕色犬(bbE_)随机交配,其后代中不会出现BB和EE的个体,因此不能获得黑色纯种个体,C错误;F2黑色犬测交(与bbee杂交)其后代都含有b和e基因,因此不会出现BBEE个体,D正确。

【易错警示】
F2出现9∶3∶3∶1的4点提醒
(1)所研究的每一对相对性状只受一对等位基因控制,而且等位基因要完全显性。

(2)不同类型的雌雄配子都能发育良好,且受精的机会均等。

(3)所有后代都应处于比较一致的环境中,而且存活率相同。

(4)供实验的群体要足够大,个体数量要足够多。

2.某种昆虫长翅A对残翅a为显性,直翅B对弯翅b为显性,有刺刚毛D对无刺刚毛d为显性,控制这3对性状的基因均位于常染色体上。

现有这种昆虫一个体细胞的基因型如图所示。

下列说法正确的是()
A.长翅与残翅、直翅与弯翅两对相对性状的遗传遵循自由组合定律
B.若无变异,该昆虫一个初级精母细胞产生的精细胞基因型有4种
C.细胞有丝分裂后期,移向细胞同一极的基因有A、a、b、b、D、d
D.为验证基因的自由组合定律,必须用基因型为aabbdd的异性体来与该昆虫进行交配
【解析】选C。

由题图可知,控制该昆虫长翅与残翅、直翅与弯翅两对相对性状的基因位于一对同源染色体上,不遵循基因自由组合定律,A错误;若无变异,一个初级精母细胞产生的4个精细胞的基因型是两两相同、两两互补的,共2种,B错误;细胞的有丝分裂后期,每条染色体的着丝粒分裂,移向细胞同一极的基因有A、a、b、b、D、d,C正确;为验证基因自由组合定律,可用来与该昆虫进行交配的异性个体基因型有多种选择,如aabbdd、aaBBdd、AabbDd、AaBBDd,D错误。

【加固训练·拔高】
某种西域马种的毛发颜色受三对独立遗传且完全显性的基因(A-a、B-b、D-d)控制,基因与性状之间的关系如图所示,请回答下列问题:
(1)由图可说明基因通过控制______________,进而控制生物体的性状。

根据图示推断纯合灰色马的基因型为______________。

(2)图中,某些基因型相同的黑色马杂交后代出现了两种表型,该黑色马的基因型为________________。

(3)研究发现,西域马体细胞中D基因数少于d基因数时,D基因的表达减弱而形成棕色马突变体。

棕色马突变体体细胞中D、d基因与染色体的组成如图所示(假定染色体变异不影响配子活性,突变体乙多出的一条染色体随机移向细胞的一极):
①三种突变体中属于染色体结构变异的有______________________________。

②现有一匹基因型为aaBbDdd的棕色公马,为了确定其属于图中的哪一种突变体,请利用若干纯种马,设计一个简便的杂交实验进行鉴别(假设实验过程中不考虑突变与交换,各型配子活力相同)。

实验思路: __________________________________________________________。

预期结果及结论:
Ⅰ.若子代中黑色马∶棕色马∶灰色马=1∶1∶2,则该突变体为突变体甲。

Ⅱ.若子代中____________________________________________________,则该突变体为突变体乙。

Ⅲ.若子代中黑色马∶灰色马=1∶1,则该突变体为突变体丙。

【解析】(1)由图可说明基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状。

正常情况下,图中A抑制B,B基因表达的酶可催化白色物质生成灰色物质,故灰色的基因型为aaB_dd,其中纯合灰色马的基因型为aaBBdd。

(2)据题意,黑色马的基因型aaB_D_。

某些基因型相同的正常黑色马杂交后代出现了两种表型,基因型可能有aaBbDD或aaBBDd两种可能。

如果基因型为aaBbDD,则子代中表型及比例为黑色∶白色=3∶1;如果基因型为aaBBDd,则子代中表型及比例为黑色∶灰色=3∶1。

(3)①突变体甲和突变体丙染色体结构发生变异,突变体乙是染色体数目发生变异。

②由于aaBbDdd中多了一个d基因,又因为体细胞中D基因数少于d基因数时,D 基因的表达减弱而形成棕色突变体,要判断突变体的类型,关键是区分突变体配子的产生情况。

因此让该棕色公马与基因型为aaBBdd的多匹灰色母马杂交,观察并统计子代的表型及比例。

假设该突变体为突变体乙,aaBb与aaBB后代的基因型为aaB_,只需要分析Ddd与dd的后代基因型,突变体乙中的Ddd可产生D、Dd、dd、d四种配子,比例为1∶2∶1∶2,因此后代的基因型及比例为Dd∶Ddd∶ddd∶dd=1∶2∶1∶2,因此子代基因型及表型为1aaB_Dd(黑色)、2aaB_Ddd(棕)、1aaB_ddd(灰)、2aaB_dd(灰)。

故若子代中黑色马∶棕色马∶灰色马=1∶2∶3,则该突变体为突变体乙。

答案:(1)酶的合成来控制代谢过程aaBBdd
(2)aaBbDD或aaBBDd
(3)①甲、丙②让棕色公马与基因型为aaBBdd的多匹灰色母马杂交,观察并统计子代表型及比例黑色马∶棕色马∶灰色马=1∶2∶3
★考点2自由组合定律的概率计算
1.求配子种类及比例(先单独分析再相乘):
类型解题思路举例(AaBbccDd为例)
配子种类数每对基因
产生配子
种类数的
乘积
产生配子种类数
Aa Bb cc Dd 结果
2 2 1 2 8种
某种配子的概每对基因
产生相应
产生ABcD配子的概率
Aa B b cc Dd 结果
率配子概率
的乘积A B c D ABcD 1/
2
1/2 11/2 1/8
配子间结合方式每对配子
种类数的
乘积再相
乘
AaBbccDd自交,配子之间的结合方式
为:(2×2)×(2×2)×(1×1)×(2×2)=64
2.求基因型和表型的类型及比例:
(1)已知亲代推子代(拆分为若干个分离定律再相乘):
举例计算方法
AaBBCcDd×AaBbccDd后代的种类数基因型种类数3×2×2×3=36种表型种类数2×1×2×2=8种
AaBBCcDd×AaBbccDd后代的概率产生AaBBccDD的概率(1/2)×(1/2)×(1/2)×(1/4)=1/32 产生A_B_ccD_的概率(3/4)×1×(1/2)×(3/4)=9/32
(2)已知子代推亲代。

①基因填充法。

根据亲代表型可大概写出其基因型,如A_B_、aaB_等,再根据子代表型将所缺处补充完整,特别要学会利用后代中的隐性性状,因为后代中一旦存在双隐性个体,那亲代基因型中一定存在a、b等隐性基因。

②分解组合法。

根据子代表型比例拆分为分离定律的分离比,确定每一对相对性状的亲本基因型,再组合。

如:
3.n对等位基因(完全显性)分别位于n对同源染色体上的遗传规律总结:
亲本相对性
状的对数
1 2 n
F2表型种类和比例2
(3∶1)1
22
(3∶1)2
2n
(3∶1)n
F2基因型种类和比例3
(1∶
2∶1)1
32
(1∶
2∶1)2
3n
(1∶
2∶1)n
F2全显性个
体比例
(3/4)1(3/4)2(3/4)n F2中隐性个
体比例
(1/4)1(1/4)2(1/4)n
F1测交后代表型种类及比例2
(1∶1)1
22
(1∶1)2
2n
(1∶1)n
(1)某显性亲本,若自交后代中全显个体的比例为(3/4)n或隐性个体的比例为(1/4)n 或测交后代中全显性个体或隐性个体的比例为(1/2)n,可知该显性亲本含有n对杂合基因,该性状至少受n对等位基因控制。

(2)若F2中子代性状分离比之和为4n,则该性状由n对等位基因控制。

【高考警示钟】重组类型的内涵及常见错误
(1)明确重组类型的含义:重组类型是指F2中表型与亲本不同的个体,而不是基因型与亲本不同的个体。

(2)含两对相对性状的纯合亲本杂交,F2中重组类型所占比例并不都是6/16。

①当亲本基因型为YYRR和yyrr时,F2中重组类型所占比例是6/16。

②当亲本基因型为YYrr和yyRR时,F2中重组类型所占比例是1/16+9/16=10/16。

若某哺乳动物毛色由3对位于常染色体上的、独立遗传的等位基因决定①,其中,A基因编码的酶可使黄色素转化为褐色素;B基因编码的酶可使该褐色素转化为黑色素;D基因的表达产物能完全抑制A基因的表达②;相应的隐性等位基因a、b、d的表达产物没有上述功能。

若用两个纯合黄色品种的动物作为亲本进行杂
交,F1均为黄色,F2中毛色表型出现了黄∶褐∶黑=52∶3∶9的数量比③,则杂交亲本的组合是()
A.AABBDD×aaBBdd或AAbbDD×aabbdd
B.aaBBDD×aabbdd或AAbbDD×aaBBDD
C.aabbDD×aabbdd或AAbbDD×aabbdd
D.AAbbDD×aaBBdd或AABBDD×aabbdd
【题眼破译】提升信息转化能力
信息转化信息(对接问题)
信息①常染色体遗传,遵循自由组合定律
信息②联系基因型和表型:
黄色:A_B_D_、A_bbD_、aa____;
褐色:A_bbdd;黑色:A_B_dd
信息③52+3+9=64;黑色个体占比9/64,进行拆分,推导F1基因型
【解析】选D。

由题意知,两个纯合黄色品种的动物作为亲本进行杂交,F1均为黄色,F2中毛色表型出现了黄∶褐∶黑=52∶3∶9,F2中黑色个体占
=9/(52+3+9)=9/64,结合题干3对等位基因位于常染色体上且独立遗传,说明符合基因的自由组合定律,黑色个体的基因型为A_B_dd,要出现9/64的比例,可拆分为3/4×3/4×1/4,说明F1基因型为AaBbDd,结合选项分析,D项正确。

1.(2022•淮安模拟)旱金莲由三对等位基因控制花的长度,这三对基因分别位于三对同源染色体上,作用相等且具有叠加性。

已知每个显性基因控制花长为5 mm,每个隐性基因控制花长为2 mm。

花长为24 mm的同种基因型个体相互授粉,后代出现性状分离,其中与亲本具有同等花长的个体所占比例是()
A.1/16
B.1/8
C.5/16
D.3/8
【解析】选D。

根据题意,花长为24 mm的个体中应该有(24-12)÷3=4个显性基因,且后代有性状分离,不可能是纯合子,所以基因型可能是AaBbCC、AaBBCc、
AABbCc。

以AaBbCC为例,其自交后代含有4个显性基因的比例为
(1/4)×(1/4)×1+(1/4)×(1/4)×1+(1/2)×(1/2)×1=6/16=3/8,D正确。

2.某植物的野生型(AABBcc)有成分R,通过诱变等技术获得3个无成分R的稳定遗传突变体(甲、乙和丙)。

突变体之间相互杂交,F1均无成分R。

然后选其中一组杂交的F1(AaBbCc)作为亲本,分别与3个突变体进行杂交,结果见表:
用杂交Ⅰ子代中有成分R植株与杂交Ⅱ子代中有成分R植株杂交,理论上其后代中有成分R植株所占比例为()
A.21/32
B.9/16
C.3/8
D.3/4
【解析】选A。

分析题意可知:基因型为AABBcc的个体表现为有成分R,基因型为AaBbCc的个体无成分R,推测同时含有A、B基因才表现为有成分R,C基因的存在可能抑制A、B基因的表达,即基因型为A_B_cc的个体表现为有成分R,其余基因型均表现为无成分R。

根据F1(AaBbCc)与甲杂交,后代有成分R∶无成分R≈1∶3,有成分R所占比例为1/4,可以将1/4分解为1/2×1/2,则可推知甲的基因型可能为AAbbcc或aaBBcc;F1(AaBbCc)与乙杂交,后代有成分R∶无成分
R≈1∶7,有成分R所占比例为1/8,可以将1/8分解为1/2×1/2×1/2,则可推知乙的基因型为aabbcc;F1(AaBbCc)与丙杂交,后代均无成分R,可推知丙的基因型可能为AABBCC或AAbbCC或aaBBCC。

杂交Ⅰ子代中有成分R植株基因型为AABbcc 和AaBbcc,比例为1∶1(或基因型为AaBBcc和AaBbcc,比例为1∶1),杂交Ⅱ子代中有成分R植株基因型为AaBbcc,故杂交Ⅰ子代中有成分R植株与杂交Ⅱ子代
中有成分R植株相互杂交,后代中有成分R所占比例为
1/2×1×3/4+1/2×3/4×3/4=21/32,A正确。

【加固训练·拔高】
1.有一种名贵的兰花,花色有红色、蓝色两种,其遗传符合孟德尔的遗传规律。

现将红花植株和蓝花植株进行杂交,F1均开红花,F1自交,F2红花植株与蓝花植株的比例为27∶37。

下列有关叙述错误的是()
A.兰花花色遗传至少由位于3对同源染色体上的3对等位基因控制
B.F2中蓝花基因型有19种
C.F2的蓝花植株中,纯合子占7/37
D.若F1测交,则其子代表型及比例为红花∶蓝花=7∶1
【解析】选D。

由F2红花植株和与蓝花植株的比例为27∶37,比例系数之和为64=4×4×4,可推出兰花花色遗传至少由位于3对同源染色体上的3对等位基因控制,A正确;兰花花色遗传由位于3对同源染色体上的3对等位基因控制,基因型共27种,红花基因型为A-B-C-,基因型共8种,因此,蓝花的基因型是27-8=19种,B正确;F2中纯合子共有2×2×2=8种,每种各占1/64,其中只有AABBCC表现为红花,其余均为蓝花,即蓝花纯合子占7/64,而F2中蓝花植株共占37/64,因此F2的蓝花植株中,纯合子占7/37,C正确;若F1测交,即与aabbcc杂交,红花基因型为A-B-C-,其余为蓝花,则子代表型及比例为红花∶蓝花=1∶7,D错误。

2.某植物红花和白花的相对性状同时受3对等位基因(A/a;B/b;C/c)控制,当个体的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时才开红花,否则开白花。

现有甲、乙、丙3个纯合白花品系,相互之间进行杂交,后代表型见图。

已知甲的基因型是AAbbcc,推测乙的基因型可能是()
A.aaBBcc
B.aabbCC
C.aabbcc
D.AABBcc
【解析】选D。

由于甲的基因型是AAbbcc,且与乙杂交后代表型为白色,说明乙不可能同时含B、C基因。

又甲与丙杂交后代表型为红色,说明丙必有B、C基因。

而丙与乙杂交后代表型为红色,说明乙必有A基因。

选项中只有D符合。

★考点3自由组合定律的验证实验
验证两对等位基因的遗传是否遵循自由组合定律的方法
自交法F1自交后代性状分离比为
9∶3∶3∶1
测交法F1测交后代的性状比例为
1∶1∶1∶1
花粉鉴定法F1产生四种花粉,比例为1∶1∶1∶1
单倍体育种法取花药离体培养,用秋水仙素处理单倍体幼苗,若植株有四种表型,比例为1∶1∶1∶1
【高考警示钟】分离定律和自由组合定律相互推导的“行”与“不行”(1)满足自由组合定律的情况下,研究其中的任意一对等位基因,一般都满足分离定律。

(2)如果两对或以上的等位基因各自满足分离定律,无法推导其是否满足自由组合定律。

因为两对等位基因无论是否位于一对同源染色体还是分别位于两对同源染色体上,单独分析都满足分离定律,但只有两对等位基因分别位于两对同源染色体上才满足自由组合定律。

【拓展延伸】外显率
(1)概念:在特定环境中某显性基因在杂合状态下,或某隐性基因在纯合状态下,显示预期表型个体的比例。

一般用%表示。

外显率为100%时,称完全外显;低于100%时属于不完全外显。

(2)实例:在黑腹果蝇中,隐性的间断翅脉基因i的外显率只有90%,10%的个体的遗传组成为纯合体i,但不表现为间断翅脉。

所以,外显率不仅适用于杂合的显性基因,而且也适合于隐性纯合的基因型。

由于外显不完全,在人类一些显性遗传病的系谱中,可以出现隔代遗传现象。

(2021·湖南选择考)油菜是我国重要的油料作物,油菜株高适当降低对抗倒伏及机械化收割均有重要意义。

某研究小组利用纯种高秆甘蓝型油菜Z,通过诱变培育出一个纯种半矮秆突变体S①。

为了阐明半矮秆突变体S是由几对基因控制、显隐性等遗传机制,研究人员进行了相关试验,如图所示。

回答下列问题:
(1)根据F2表现型(表型)及数据分析,油菜半矮秆突变体S的遗传机制是_____, 杂交组合①的F1产生各种类型的配子比例相等,自交时雌雄配子有________种结合方式,且每种结合方式概率相等。

F1产生各种类型配子比例相等的细胞遗传学基础是______________。

(2)将杂交组合①的F2所有高秆植株自交,分别统计单株自交后代的表型及比例,分为三种类型,全为高秆的记为F3-Ⅰ,高秆与半矮秆比例和杂交组合①②的F2基本一致的记为F3-Ⅱ,高秆与半矮秆比例和杂交组合③的F2基本一致的记为F3-Ⅲ。

产生F3-Ⅰ、F3-Ⅱ、F3-Ⅲ的高秆植株数量比为________________。

产生F3-Ⅲ的高秆植株基因型为____________________(用A、a;B、b;C、c……表示基因)。

用产生F3-Ⅲ的高秆植株进行相互杂交试验,能否验证自由组合定律?________。

【题眼破译】提升信息转化能力
信息转化信息(对接问题)
信息
①
半矮秆突变体S为纯合子
图片杂交实验的数据处理:515∶34≈15∶1,596∶40≈15∶1,211∶69≈3∶1
【解析】(1)纯种高秆甘蓝型油菜Z与纯种半矮秆突变体S杂交,不论正交还是反交,F2表型比均约为15∶1,因此推导出该性状由常染色体上独立遗传的两对等位基因控制,故半矮秆为双隐性个体,F1为双杂合子,减数分裂产生配子时,位于同源
染色体上的等位基因分离,位于非同源染色体上的非等位基因自由组合,所以产生4种比例相等的配子,因此雌雄配子有16种结合方式。

(2)杂交组合①的F2所有高秆植株基因型有9A_B_(1AABB、2AABb、2AaBB、4AaBb)∶3A_bb(1AAbb、2Aabb)∶3aaB_(1aaBB、2aaBb),所有高秆植株自交,分别统计单株自交后代的表型及比例,全为高秆的记为F3-Ⅰ,F2中符合的有
1AABB、2AABb、2AaBB、1AAbb、1aaBB,占高秆植株的比例为7/15;高秆与半矮秆比例和杂交组合①②的F2基本一致的记为F3-Ⅱ,F2中符合的有AaBb,占高秆植株的比例为4/15;高秆与半矮秆比例和杂交组合③的F2基本一致的记为F3-Ⅲ,F2中符合的有2Aabb、2aaBb,占高秆植株的比例为4/15;因此产生F3-Ⅰ、F3-Ⅱ、F3-Ⅲ的高秆植株数量比为7∶4∶4;不论两对基因位于一对同源染色体上,还是两对同源染色体上,亲本均产生2种数量相等的雌雄配子,子代均出现高秆∶半矮秆=3∶1,因此不能验证基因的自由组合定律。

答案:(1)由两对位于非同源染色体上的隐性基因控制16F1减数分裂产生配子时,位于同源染色体上的等位基因分离,位于非同源染色体上的非等位基因自由组合
(2)7∶4∶4Aabb、aaBb不能
【变式延伸】提升长句应答能力
上题中用产生F3-Ⅲ的高秆植株进行相互杂交实验,为什么不能验证自由组合定律?
不论两对基因位于一对同源染色体上,还是两对同源染色体上,亲本均产生2种数量相等的雌雄配子,子代均出现高秆∶半矮秆=3∶1,因此不能验证基因的自由组合定律。

(2022•泰州模拟)已知豌豆(2n=14)的花色受非同源染色体上的两对等位基因的控制。

红花(A)对白花(a)为完全显性。

B基因为修饰基因,能淡化花的颜色,BB与Bb的淡化程度不同,前者淡化为白色,后者淡化为粉色,对应的基因组成如下表所示。

请回答问题:
花色红色粉色白色
基因A_bb A_Bb aa_ _、_
_BB。