自由组合定律中的剖析

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自由组合定律中9：3：3：1的变式剖析山东省诸城市第一中学隋焕龙

位于两对同源染色体上的两对等位基因的显性纯合子与隐性纯合子杂交产生F1，F1自交，依据自由组合定律，通常情况下子代产生比例为9：3：3：1的四种表现型，而在自然界中实在是无奇不有，出现了一系列有违常规的表现型及比值，但实际上他们的基因也符合基因的自由组合定律。而近几年各地高考遗传模块也重点瞄准了这些地方出题，且分值较高难度较大，所以该点既是高考的热点也是难点。这些有违常规现象出现的原因主要是两大方面：一方面是两对等位基因控制一对相对性状导致的，另一方面是一些基因致死导致的。

1 两对等位基因控制一对相对性状，会出现基因多效效应，表现为基因间的相互作用，机理是：基因通过控制酶的合成控制生物代谢过程，从而控制生物的性状。生物体多数性状是许多酶共同作用的结果，也就是多基因控制的，是这些基因相互作用的结果。

1.1互补基因导致出现新的性状。即非同源染色体上的两个基因相互作用出现新的性状，这两个相互作用的基因即为互补基因。

1.1.1鸡冠形状的遗传，子二代胡桃冠：豌豆冠：玫瑰冠：单冠大体接近9：3：3：1

遗传学家在研究鸡冠的形状遗传时发现，如果把豌豆冠的鸡跟玫瑰冠的鸡交配，F1的鸡冠是胡桃冠，不同于任何一个亲体，F1个体相互交配，得到F2的鸡冠有胡桃冠、豌豆冠、玫瑰冠、单冠，他们之间大体上接近9：3：3：1，出现了两种新性状分别是胡桃冠和单冠。原因解析：

假定控制玫瑰冠的基因是R 控制豌豆冠的基因是P ，且都是显性。控制玫瑰冠的基因型是RRpp ，控制豌豆冠的基因型是rrPP ，前者产生的配子是Rp ，后者产生的配子是rP ，这两种配子结合，得到的F1是RrPp ，由于P 与R 的互补作用出现了胡桃冠。子一代的公鸡和母鸡都产生RP 、Rp 、rP 、rp 四种比例相同的配子，根据自由组合定律，子二代出现四种表型及比例：9胡桃冠（R P ）：3豌豆冠（rrP ）：3玫瑰冠（R pp ）：1单冠（rrpp ），p 与r 的互补作用出现了单冠。遗传图解如下：

1.1.2香豌豆的花色遗传，子二代分离比为9：7=9：（3+3+1），即

单显性和双隐性表现为同一种性状，双显性表现为另一种性状。 香豌豆有两种白花品种A 和B 和普通红花品种，品种A 与红花品种

杂交，子一代全是红花，子二代红花比白花3：1，品种B 与红花品种杂

交，子一代全是红花，子二代红花比白花也是3:：1，A 与B 杂交子一代全是红花，子二代红花比白花是9：7。原因解析：从第三组杂交组合可以看出，香豌豆花色遗传是有两对等位基因控制的，且符合基因的自由组合定律。9：7可以看做9：（3+3+1），因此9所代表的红花是双显性基因控制的，假定这两个显性基因分别是C 和R ，则红花的基因型为C R ，白花的基因型有（C rr 、ccR 、ccrr ） ，则杂交组合三中红花基因型为CcRr ，则白化品种A 和B 应该为既有显性基因又有隐性基因的纯合体，假定A 为CCrr ，则B 为ccRR 。由此可以得出红花的出现是由于显性基因C 和R 互补的作用导致的。杂交组合三遗传图解如下：

P 玫瑰冠（RRpp ） × 豌豆冠F1 胡桃冠（RrPp ）

F2 9胡桃冠（R P ）：3豌豆冠（rrP ）：3玫瑰冠（R P 白花品种A （CCrr ） × 白化品

1.2基因的上位效应导致子二代表现型出现特殊的比例，即两对等位基因中一对等位基因的表现受另一对等位基因的影响，随着后者的变化而变化。

1.2.1家兔的毛色遗传，子二代分离比为9：3：4=9：3：（3+1），即双显性表现为一种性状，其中一种单显性表现为另一种性状，其余的表现为第三种性状。

家兔中，灰兔与白兔交配，子一代全是灰兔，子一代相互交配，子

二代表现为9灰兔：3黑兔：4白兔。原因解析：上述表现实质是隐性上位效应所致，即一对等位基因的隐性纯合子（例如bb 控制白色）不出现时，另一对等位基因的表达为：（AA 、Aa ）表现为性状1灰色，aa 表现为性状2黑色，当隐性纯合子（bb 控制白色）出现时，直接遮盖另一对等位基因的表达：（AA 、Aa 、aa ）均表现为性状3白色。其遗传图解如下：

1.2.2燕麦颖色遗传，子二代性状分离比为12：3：1=(9+3)：3：

1，即双显性和一种单显性表现为同一种性状，另外一种单显性表现为另

一种种性状，双隐性表现为第三种性状。 燕麦的黑颖品系和黄颖品系杂交，子一代全是黑颖，子二代表现为

12黑颖：3黄颖：1白颖。原因解析：上述表现实质是显性上位效应所致，即一对等位基因的显性基因（B 控制黑颖）不出现时，另一对等位基因的表达为：（AA 、Aa ）表现为性状1黄颖，aa 表现为性状2白颖，当显性基因（B 控制黑颖）出现时，直接遮盖另一对等位基因的表达：（AA 、Aa 、aa ）均表现为性状3黑颖。其遗传图解如下：

P 灰兔（AABB ） × 白兔（aabb ） F1 灰兔（AaBb ） F2 9灰兔（A B ）：3黑兔（aaB ）：3白兔（A

1.3家蚕的茧色遗传，子二代性状分离比为13：3=（9+3+1）：3，

即双显性和双隐性及一种单显性表现为同一种性状，另一种单显性表现

为另一种性状。 结白茧的家蚕与结黄茧的家蚕杂交，子一代全结白茧，子一代个体

相互交配得子二代，性状分离比为13结白茧：3结黄茧。原因解析：上述现象是显性抑制效应所致，即两对等位基因中其中一对等位基因（B 、b ）不控制性状，其显性基因（B ）能完全抑制另一对基因（A 控制黄色、a 控制白色）的表型效应，其隐性基因（b ）没有抑制效应。遗传图解如下：

1.4二倍体结球甘蓝的叶色遗传，子二代性状分离比为15：1=

（9+3+3）：1，即双显性和两种单显性表现为同一种性状，双隐性表现为另一种性状。 二倍体结球甘蓝的紫色叶对绿色叶显性，控制该相对性状的两对等位基因（A 、a 和B 、b ）分别位于3号和8号染色体上，紫色叶与绿色叶杂交，得子一代全为紫色叶，子一代自交得子二代，紫色叶：绿色叶为

451：30，即15:1。原因解析：上述现象是因为两对等位基因中的显性基

因（A 和B ）等效重叠，但效用不可叠加所致，即只要有显性基因（A

B 、aaB 、A bb ）就表现为同一种性状，全隐性（aabb ）表现为另一种性状。遗传图解如下：

P 黑颖（AABB ） × 白颖（aabb ） F1 黑颖（AaBb ） F2 9黑颖（A B ）：3黑颖（aaB ）：3黄颖（A

P 白茧（aaBB ） × 黄茧F1 白茧（AaBb ）

F2 9白茧（A B ）：3白茧（aaB ）：3黄茧（A

P 紫色叶（AABB ） × 绿色叶F1 紫色叶（AaBb ） F2 9紫色（A B ）：3紫色（aaB ）：3紫色（A