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微專題10　自由組合定律中的特殊比例及成因
一、9∶3∶3∶1的變式(總和等于16)
巧用“合并同類型”解特殊自由組合分離比問題
【典例1】　(2021·福建龍巖調研)香豌豆的花色有紫花和白花兩種表現，顯性基因C和P同時存在時開紫花。兩個純合白花品種雜交，F1開紫花，F1自交，F2的性狀分離比為紫花∶白花＝9∶7。下列分析不正確的是(　　)
A.兩個白花親本的基因型為ccPP與CCpp
B.F2中白花的基因型有5種
C.F2紫花中純合子的比例為1/9
D.F1測交結果紫花與白花的比例為1∶1
答案　D
解析　由題干可知，F2的性狀分離比為紫花∶白花＝9∶7，是9∶3∶3∶1的變形，說明C/c、P/p兩對基因位于兩對同源染色體上，遵循基因的自由組合定律。F1基因型為CcPp，親本表現為白花且為純合子，親本基因型為CCpp和ccPP，A正確；F2中白花的基因型有C_pp、ccP_、ccpp，共5種，B正確；F2紫花為9/16，純合子為1/16，故紫花中純合子的比例為1/9，C正確；F1測交結果紫花與白花的比例為1∶3，D錯誤。
[對點練1]　(2019·全國卷Ⅱ，32)某種甘藍的葉色有綠色和紫色。已知葉色受2對獨立遺傳的基因A/a和B/b控制，只含隱性基因的個體表現隱性性狀，其他基因型的個體均表現顯性性狀。某小組用綠葉甘藍和紫葉甘藍進行了一系列實驗。
實驗①：讓綠葉甘藍(甲)的植株進行自交，子代都是綠葉
實驗②：讓甲植株與紫葉甘藍(乙)植株雜交，子代個體中綠葉∶紫葉＝1∶3
回答下列問題：
(1)甘藍葉色中隱性性狀是________，實驗①中甲植株的基因型為________。
(2)實驗②中乙植株的基因型為________，子代中有________種基因型。
(3)用另一紫葉甘藍(丙)植株與甲植株雜交，若雜交子代中紫葉和綠葉的分離比為1∶1，則丙植株所有可能的基因型是________________；若雜交子代均為紫葉，則丙植株所有可能的基因型是________________________________________________________________________；
若雜交子代均為紫葉，且讓該子代自交，自交子代中紫葉與綠葉的分離比為15∶1，則丙植株的基因型為________。
答案　(1)綠色　aabb　(2)AaBb　4　(3)Aabb、aaBb　AABB、AAbb、aaBB、AaBB、AABb　AABB
解析　(1)(2)根據題干信息可知，甘藍葉色受2對獨立遺傳的基因A/a和B/b控制，只含隱性基因的個體表現為隱性性狀，其他基因型的個體均表現為顯性性狀。由于綠葉甘藍(甲)植株的自交后代都表現為綠葉，且綠葉甘藍(甲)和紫葉甘藍(乙)的雜交后代中綠葉∶紫葉＝1∶3，可推知甲植株的基因型為aabb，乙植株的基因型為AaBb。實驗②中aabb(甲)×AaBb(乙)→Aabb(紫葉)、AaBb(紫葉)、aaBb(紫葉)、aabb(綠葉)，故實驗②中子代有4種基因型。(3)紫葉甘藍的可能基因型為AABB、AABb、AAbb、AaBb、AaBB、Aabb、aaBB、aaBb，甲植株與紫葉甘藍植株雜交，可能出現的結果為：aabb×Aabb→Aabb(紫葉)、aabb(綠葉)或aabb×aaBb→aaBb(紫葉)、aabb(綠葉)或aabb×AABB→AaBb(紫葉)或aabb×AABb→AaBb(紫葉)、Aabb(紫葉)或aabb×AAbb→Aabb(紫葉)或aabb×AaBB→AaBb(紫葉)、aaBb(紫葉)或aabb×aaBB→aaBb(紫葉)或aabb×AaBb→3紫葉∶1綠葉，故若雜交子代中紫葉和綠葉的分離比為1∶1，則丙植株所有可能的基因型是Aabb、aaBb；若雜交子代均為紫色，則丙植株所有可能的基因型是AABB、AAbb、aaBB、AaBB、AABb。aabb×AABB→F1：AaBb(紫葉)，F1自交，F2的基因型為9/16A_B_(紫葉)、3/16A_bb(紫葉)、3/16aaB_(紫葉)、1/16aabb(綠葉)，即紫葉∶綠葉＝15∶1。
二、致死遺傳現象　“先拆分，后組合”
【典例2】　(合子致死)(2021·河北邢臺質檢)蝴蝶的翅形(正常翅對殘缺翅為顯性)和翅長(長翅對短翅為顯性)分別由位于常染色體上的兩對獨立遺傳的等位基因A、a和B、b決定。基因A純合時雄蝶致死，基因b純合時雌蝶致死。基因型為aabb的雄蝶和基因型為AABB的雌蝶交配得到F1，F1隨機交配得到F2。F2蝴蝶中正常長翅∶正常短翅∶殘缺長翅∶殘缺短翅為(　　)
A.6∶2∶3∶1 B.15∶5∶6∶2
C.9∶3∶3∶1 D.15∶2∶6∶1
答案　D
解析　基因型為aabb的雄蝶和基因型為AABB的雌蝶交配，F1的基因型為AaBb，F1隨機交配所得F2蝴蝶中，雌雄個體的比例為1∶1，基因A純合時雄蝶致死，雄蝶中正常長翅∶正常短翅∶殘缺長翅∶殘缺短翅＝6∶2∶3∶1，基因b純合時雌蝶致死，雌蝶中正常長翅∶殘缺長翅＝9∶3，則F2蝴蝶中正常長翅∶正常短翅∶殘缺長翅∶殘缺短翅為15∶2∶6∶1，D正確。
[對點練2]　(配子致死)(2021·山東臨沂調研)果蠅的體色有黃身(H)、灰身(h)之分，翅形有長翅(V)、殘翅(v)之分。現用兩種純合果蠅雜交，因某種精子沒有受精能力，導致F2的4種表型比例為5∶3∶3∶1。下列說法錯誤的是(　　)
A.果蠅體色和翅形的遺傳遵循自由組合定律
B.親本果蠅的基因型是HHvv和hhVV
C.不具有受精能力的精子基因組成是HV
D.F2黃身長翅果蠅中雙雜合子的比例為2/5
答案　D
解析　5∶3∶3∶1是9∶3∶3∶1的變式，這說明果蠅體色和翅形這兩對性狀的遺傳遵循自由組合定律，A正確；F1的基因型是HhVv，一種精子不具有受精能力使F2比例為5∶3∶3∶1，這種精子的基因型只能為HV，則親本基因型為HHvv和hhVV，B、C正確；F2黃身長翅果蠅的基因型是HhVV、HHVv、HhVv，比例為1∶1∶3，所以雙雜合子的比例為3/5，D錯誤。
三、基因遺傳的累加問題
(1)表型
(2)原因：A與B的作用效果相同，但顯性基因越多，效果越強。
注　該比例是以2對等位基因控制一對相對性狀為例進行分析的，解答時要根據具體條件進行具體分析。
【典例3】　(2020·四川綿陽模擬)小麥種皮有紅色和白色，這一相對性狀由作用相同的兩對等位基因(R1、r1；R2、r2)控制，紅色(R1、R2)對白色(r1、r2)為顯性，且顯性基因效應可以累加。一株深紅小麥與一株白色小麥雜交，得到的F1為中紅，其自交后代F2的性狀分離比為深紅∶紅色∶中紅∶淺紅∶白色為1∶4∶6∶4∶1。下列說法錯誤的是(　　)
A.這兩對等位基因位于兩對同源染色體上
B.F1產生的雌雄配子中都有比例相同的4種配子
C.淺紅色小麥自由傳粉，后代可出現三種表型
D.該小麥種群中，紅色植株的基因型為R1r1R2r2
答案　D
解析　分析題意可知，F1自交后代F2的性狀分離比為深紅∶紅色∶中紅∶淺紅∶白色為1∶4∶6∶4∶1，該比例為9∶3∶3∶1的變式，因此控制該性狀的兩對等位基因位于兩對同源染色體上，A正確；由于后代出現1∶4∶6∶4∶1的比例，因此F1的基因型為R1r1R2r2，F1產生的雌雄配子中都有比例相同的4種配子，即R1R2∶R1r2∶r1R2∶r1r2＝1∶1∶1∶1，B正確；淺紅色小麥的基因型為R1r1r2r2、r1r1R2r2，淺紅色小麥自由傳粉，后代可出現中紅、淺紅、白色三種表型(兩個顯性基因、一個顯性基因、沒有顯性基因)，C正確；該小麥種群中，紅色植株的基因型中含有兩個顯性基因，即R1R1r2r2、r1r1R2R2、R1r1R2r2，D錯誤。
四、基因完全連鎖遺傳
以A、a和B、b兩對基因為例(不考慮交叉互換)
連鎖類型 基因A和B在一條染色體上，基因a和b在另一條染色體上 基因A和b在一條染色體上，基因a和B在另一條染色體上
圖解
配子類型 AB∶ab＝1∶1 Ab∶aB＝1∶1
自交后代 基因型 1AABB、2AaBb、1aabb 1AAbb、2AaBb、1aaBB
表型 性狀分離比3∶1 性狀分離比1∶2∶1
測交后代 基因型 1AaBb、1aabb 1Aabb、1aaBb
表型 性狀分離比1∶1 性狀分離比1∶1
【典例4】　(2020·四川五校聯考)某研究所將擬南芥的三個耐鹽基因SOS1、SOS2、SOS3導入玉米，篩選出成功整合的耐鹽植株(三個基因都表達才表現為高耐鹽性狀)。如圖表示三個基因隨機整合的情況，讓三株轉基因植株自交，后代中高耐鹽性狀的個體所占比例最小的是(　　)
A.甲 B.乙 C.丙 D.三者相同
答案　C
解析　結合題中信息可知，三個耐鹽基因SOS1、SOS2、SOS3都表達的植株才表現為高耐鹽性狀，甲植株自交，產生高耐鹽植株的概率為3/4；乙植株自交，產生高耐鹽植株的概率為9/16；結合題圖可知，丙植株體內的SOS1和SOS2基因位于一對同源染色體上，而SOS3基因位于另一對同源染色體的其中一條染色體上，丙植株自交產生高耐鹽植株的概率為3/8，詳解過程如下，假設SOS1、SOS2、SOS3基因分別用A、B、C表示，染色體相應位置沒有插入抗旱基因用O表示，則丙植株的基因型為AOBOCO，因為A、B基因在一對同源染色體的兩條染色體上，C基因在另一對同源染色體的其中一條染色體上，丙植株產生配子的類型為1/4AOC、1/4AOO、1/4OBC、1/4OBO。丙植株自交，后代的基因型如下，用棋盤法表示：
雌配子 雄配子　　 1/4AOC 1/4AOO 1/4OBC 1/4OBO
1/4AOC 1/16AAOOCC 1/16AAOOCO 1/16AOBOCC 高耐鹽 1/16AOBOCO 高耐鹽
1/4AOO 1/16AAOOCO 1/16AAOOOO 1/16AOBOCO 高耐鹽 1/16AOBOOO
1/4OBC 1/16AOBOCC 高耐鹽 1/16AOBOCO高耐鹽 1/16OOBBCC 1/16OOBBCO
1/4OBO 1/16AOBOCO 高耐鹽 1/16AOBOOO 1/16OOBBCO 1/16OOBBOO
[對點練3]　(2021·江蘇揚州中學模擬)如圖表示兩對等位基因在染色體上的分布情況(顯性基因對隱性基因為完全顯性)，若圖1、2、3中的同源染色體均不發生交叉互換，則圖中所示個體自交后代的表型種類數依次是(　　)
A.2、2、4 B.2、3、4
C.2、4、4 D.4、4、4
答案　B
解析　圖1和圖2所示細胞中染色體上基因的遺傳遵循基因的分離定律，對于兩對等位基因位于一對同源染色體上的遺傳問題，先分析其中的一對等位基因，然后再根據兩對等位基因的關系將另一對等位基因代入。圖1中，基因型為Aa的個體自交產生子代的基因型及比例為AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，代入基因B/b后，子代基因型及比例為AABB∶AaBb∶aabb＝1∶2∶1，共有2種表型；圖2中，基因型為Aa的個體自交產生子代的基因型及比例為AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，代入基因B/b后，子代基因型及比例為AAbb∶AaBb∶aaBB＝1∶2∶1，共有3種表型；圖3中，兩對等位基因位于非同源染色體上，遵循基因的自由組合定律，其自交產生的子代的表型及比例為A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb＝9∶3∶3∶1，共有4種表型。
五、蜜蜂的遺傳方式
蜜蜂是一種營社群生活的動物，一個蜂群中有蜂王、雄蜂和工蜂三類，其中蜂王和工蜂都是雌蜂，它們是由受精卵發育而來的，蜂王專職產卵，工蜂沒有生殖能力，負責采集花粉、喂養幼蟲、清理蜂房等工作。雄蜂只是同蜂王交尾，雄蜂是由未受精的卵細胞直接發育而成的，稱為孤雌生殖。
【典例5】　(2021·河北衡水金卷)蜜蜂中，雌蜂是由雌雄配子結合的受精卵發育而成的個體，雄蜂是由未受精的卵細胞直接發育而來的。某對蜜蜂所產生子代的基因型為：雌蜂是AADD、AADd、AaDD、AaDd，雄蜂是AD、Ad、aD、ad。這對蜜蜂的基因型是(　　)
A.AADd和ad B.AaDd和aD
C.AaDd和AD D.Aadd和AD
答案　C
解析　由子代中雄蜂的基因型可推測親本雌蜂的基因型為AaDd，雌蜂是由雌雄配子結合的受精卵發育而來的，據此推測親本雄蜂的基因型為AD，C正確。

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