第15讲 基因的自由组合定律1.(2022上海单科,25,2分)某种植物果实重量由三对等位基因控制,这三对基因分别位于三对同源染色体上,对果实重量的增加效应相同且具叠加性。已知隐性纯合子和显性纯合子果实重量分别为150g和270g。现将三对基因均杂合的两植株杂交,F1中重量为190g的果实所占比例为( )A.3/64B.5/64C.12/64D.15/642.(2022天津理综,5,6分)大鼠的毛色由独立遗传的两对等位基因控制。用黄色大鼠与黑色大鼠进行杂交实验,结果如图。据图判断,下列叙述正确的是( )P 黄色×黑色F1 灰色F2 灰色 黄色 黑色 米色 9 ∶3∶ 3 ∶ 1A.黄色为显性性状,黑色为隐性性状B.F1与黄色亲本杂交,后代有两种表现型C.F1和F2中灰色大鼠均为杂合体D.F2黑色大鼠与米色大鼠杂交,其后代中出现米色大鼠的概率为1/43.(2022山东理综,6,4分)某遗传病的遗传涉及非同源染色体上的两对等位基因。已知Ⅰ-1基因型为AaBB,且Ⅱ-2与Ⅱ-3婚配的子代不会患病。根据以下系谱图,正确的推断是( )A.Ⅰ-3的基因型一定为AABbB.Ⅱ-2的基因型一定为aaBBC.Ⅲ-1的基因型可能为AaBb或AABbD.Ⅲ-2与基因型为AaBb的女性婚配,子代患病的概率为3/164.(2022福建理综,28,12分)甘蓝型油菜花色性状由三对等位基因控制,三对等位基因分别位于三对同源染色体上。花色表现型与基因型之间的对应关系如表。表现型白花乳白花黄花金黄花基因型AA____Aa____aaB___aa__D_aabbdd请回答:(1)白花(AABBDD)×黄花(aaBBDD),F1基因型是 ,F1测交后代的花色表现型及其比例是 。 7\n(2)黄花(aaBBDD)×金黄花,F1自交,F2中黄花基因型有 种,其中纯合个体占黄花的比例是 。 (3)甘蓝型油菜花色有观赏价值,欲同时获得四种花色表现型的子一代,可选择基因型为 的个体自交,理论上子一代比例最高的花色表现型是 。 5.(2022课标Ⅰ,31,12分)一对相对性状可受多对等位基因控制,如某种植物花的紫色(显性)和白色(隐性)这对相对性状就受多对等位基因控制。科学家已从该种植物的一个紫花品系中选育出了5个基因型不同的白花品系,且这5个白花品系与该紫花品系都只有一对等位基因存在差异。某同学在大量种植该紫花品系时,偶然发现了1株白花植株,将其自交,后代均表现为白花。回答下列问题:(1)假设上述植物花的紫色(显性)和白色(隐性)这对相对性状受8对等位基因控制,显性基因分别用A、B、C、D、E、F、G、H表示,则紫花品系的基因型为 ;上述5个白花品系之一的基因型可能为 (写出其中一种基因型即可)。 (2)假设该白花植株与紫花品系也只有一对等位基因存在差异,若要通过杂交实验来确定该白花植株是一个新等位基因突变造成的,还是属于上述5个白花品系中的一个,则:①该实验的思路: ; ②预期实验结果和结论: 。 6.(2022四川理综,11,15分)小鼠的皮毛颜色由常染色体上的两对基因控制,其中A/a控制灰色物质合成,B/b控制黑色物质合成。两对基因控制有色物质合成的关系如下图:白色前体物质有色物质1有色物质2(1)选取三只不同颜色的纯合小鼠(甲—灰鼠,乙—白鼠,丙—黑鼠)进行杂交,结果如下:亲本组合F1F2实验一甲×乙全为灰鼠9灰鼠∶3黑鼠∶4白鼠实验二乙×丙全为黑鼠3黑鼠∶1白鼠①两对基因(A/a和B/b)位于 对染色体上,小鼠乙的基因型为 。 ②实验一的F2代中,白鼠共有 种基因型,灰鼠中杂合体占的比例为 。 ③图中有色物质1代表 色物质,实验二的F2代中黑鼠的基因型为 。 (2)在纯合灰鼠群体的后代中偶然发现一只黄色雄鼠(丁),让丁与纯合黑鼠杂交,结果如下:亲本组合F1F2实验三丁×纯合黑鼠1黄鼠∶1灰鼠F1黄鼠随机交配:3黄鼠∶1黑鼠F1灰鼠随机交配:3灰鼠∶1黑鼠①据此推测:小鼠丁的黄色性状是由基因 突变产生的,该突变属于 性突变。 7\n②为验证上述推测,可用实验三F1代的黄鼠与灰鼠杂交。若后代的表现型及比例为 ,则上述推测正确。 ③用3种不同颜色的荧光,分别标记小鼠丁精原细胞的基因A、B及突变产生的新基因,观察其分裂过程,发现某个次级精母细胞有3种不同颜色的4个荧光点,其原因是 。 7.(2022山东理综,28,14分)果蝇的灰体(E)对黑檀体(e)为显性;短刚毛和长刚毛是一对相对性状,由一对等位基因(B、b)控制。这两对基因位于常染色体上且独立遗传。用甲、乙、丙三只果蝇进行杂交实验,杂交组合、F1表现型及比例如下: 实验一P 甲×乙 ↓F1 灰体 灰体 黑檀体 黑檀体长刚毛 短刚毛 长刚毛 短刚毛比例 1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1 实验二P 乙×丙 ↓F1 灰体 灰体 黑檀体 黑檀体长刚毛 短刚毛 长刚毛 短刚毛比例 1 ∶ 3 ∶ 1 ∶ 3(1)根据实验一和实验二的杂交结果,推断乙果蝇的基因型可能为 或 。若实验一的杂交结果能验证两对基因E、e和B、b的遗传遵循自由组合定律,则丙果蝇的基因型应为 。 (2)实验二的F1中与亲本果蝇基因型不同的个体所占的比例为 。 (3)在没有迁入迁出、突变和选择等条件下,一个由纯合果蝇组成的大种群个体间自由交配得到F1,F1中灰体果蝇8400只,黑檀体果蝇1600只。F1中e的基因频率为 。Ee的基因型频率为 。亲代群体中灰体果蝇的百分比为 。 (4)灰体纯合果蝇与黑檀体果蝇杂交,在后代群体中出现了一只黑檀体果蝇。出现该黑檀体果蝇的原因可能是亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变或染色体片段缺失。现有基因型为EE、Ee和ee的果蝇可供选择,请完成下列实验步骤及结果预测,以探究其原因。(注:一对同源染色体都缺失相同片段时胚胎致死;各型配子活力相同)实验步骤:①用该黑檀体果蝇与基因型为 的果蝇杂交,获得F1; ②F1自由交配,观察、统计F2表现型及比例。结果预测:Ⅰ.如果F2表现型及比例为 ,则为基因突变; Ⅱ.如果F2表现型及比例为 ,则为染色体片段缺失。 8.(2022福建理综,28,16分)人类对遗传的认知逐步深入:(1)在孟德尔豌豆杂交实验中,纯合的黄色圆粒(YYRR)与绿色皱粒(yyrr)的豌豆杂交,若将F2中黄色皱粒豌豆自交,其子代中表现型为绿色皱粒的个体占 7\n。进一步研究发现r基因的碱基序列比R基因多了800个碱基对,但r基因编码的蛋白质(无酶活性)比R基因编码的淀粉支酶少了末端61个氨基酸,推测r基因转录的mRNA提前出现 。 试从基因表达的角度,解释在孟德尔“一对相对性状的杂交实验”中,所观察的7种性状的F1中显性性状得以体现,隐性性状不体现的原因是 。 (2)摩尔根用灰身长翅(BBVV)与黑身残翅(bbvv)的果蝇杂交,将F1中雌果蝇与黑身残翅雄果蝇进行测交,子代出现四种表现型,比例不为1∶1∶1∶1,说明F1中雌果蝇产生了 种配子。实验结果不符合自由组合定律,原因是这两对等位基因不满足该定律“ ”这一基本条件。 (3)格里菲思用于转化实验的肺炎双球菌中,S型菌有SⅠ、SⅡ、SⅢ等多种类型,R型菌是由SⅡ型突变产生。利用加热杀死的SⅢ与R型菌混合培养,出现了S型菌。有人认为S型菌出现是由于R型菌突变产生,但该实验中出现的S型菌全为 ,否定了这种说法。 (4)沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型,该模型用 解释DNA分子的多样性,此外, 的高度精确性保证了DNA遗传信息稳定传递。 7\n1.D 隐性纯合子(aabbcc)和显性纯合子(AABBCC)果实重量分别为150g和270g,则每个显性基因增重为(270-150)/6=20(g),AaBbCc自交后代中含有两个显性基因的果实重量为190克,其基因型为AAbbcc、aaBBcc、aabbCC、AaBbcc、AabbCc、aaBbCc,所占比例为1/64+1/64+1/64+4/64+4/64+4/64=15/64,D正确。2.B 本题考查自由组合定律的应用。根据遗传图谱分析可知,该性状的遗传受两对等位基因控制,若假设分别由A、a与B、b控制,则基因型与表现型之间的对应关系为:A_B_(灰色)、A_bb(黄色或黑色)、aaB_(黑色或黄色)、aabb(米色);F1的基因型为AaBb,与黄色亲本AAbb(或aaBB)杂交,后代有A_Bb(或AaB_)(灰色)、A_bb(aaB_)(黄色)两种表现型;F1中灰色大鼠肯定为杂合子,而F2中灰色大鼠可能为纯合子,也可能为杂合子;F2中黑色大鼠(aaB_或A_bb)与米色大鼠aabb杂交有:2/3aaBb(或Aabb)×aabb和1/3aaBB(或AAbb)×aabb,后代中出现米色大鼠的概率为2/3×1/2=1/3。3.B 本题主要考查了遗传规律的应用。已知该遗传病是由两对等位基因控制的,Ⅱ-2和Ⅱ-3患病但子代不会患病,说明这两对等位基因中每对等位基因的隐性纯合子(即aa或bb)均可引起该遗传病,只有A_B_的个体才能表现正常。进一步结合Ⅰ-1的基因型(AaBB)可确定Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型分别为aaBB和AAbb,所以Ⅰ-3的基因型是AaBb或AABb,Ⅲ-1和Ⅲ-2的基因型均为AaBb。Ⅲ-2(AaBb)与基因型为AaBb的女性婚配,子代正常(A_B_)的概率是9/16,患病的概率应为7/16。4.答案 (12分)(1)AaBBDD 乳白花∶黄花=1∶1(2)8 1/5(3)AaBbDd 乳白花解析 本题主要考查基因自由组合定律的相关知识。题干中说,三对等位基因分别位于三对同源染色体上,表明三对等位基因的遗传遵循自由组合定律。(1)白花(AABBDD)×黄花(aaBBDD),F1基因型是AaBBDD,F1测交即AaBBDD×aabbdd,其后代基因型及比例为:AaBbDd∶aaBbDd=1∶1,结合题表信息推知其表现型及比例为:乳白花∶黄花=1∶1。(2)黄花(aaBBDD)×金黄花(aabbdd),F1(aaBbDd)自交,F2有9种基因型,其中除基因型为aabbdd的金黄花外,其他8种基因型的个体都表现为黄花,其纯合个体的基因型为aaBBDD、aaBBdd、aabbDD,占黄花个体的比例为3/15,即1/5。(3)只有选择全杂合的个体(即基因型为AaBbDd)自交,后代才会出现所有基因型的个体,获得四种花色表现型的子一代。理论上子一代中白花、乳白花、黄花和金黄花所占比例分别为1/4、1/2、15/64、1/64。5.答案 (1)AABBCCDDEEFFGGHH aaBBCCDDEEFFGGHH(或8对等位基因中任意1对等位基因为隐性纯合,且其他等位基因为显性纯合)(2)①用该白花植株的后代分别与5个白花品系杂交,观察子代花色②在5个杂交组合中,如果子代全部为紫花,说明该白花植株是新等位基因突变造成的;在5个杂交组合中,如果4个组合的子代为紫花,1个组合的子代全为白花,说明该白花植株属于这5个白花品系之一7\n解析 本题主要考查基因自由组合定律的原理和应用。(1)植株的紫花和白花是由8对等位基因控制的,紫花为显性,且5种已知白花品系与该紫花品系都只有一对等位基因存在差异,据此可推断该紫花品系为8对等位基因的显性纯合子。上述5种白花品系都是只有一对基因为隐性纯合,另外7对等位基因为显性纯合,如aaBBCCDDEEFFGGHH、AAbbCCDDEEFFGGHH等。(2)该紫花品系的后代中出现了1株能稳定遗传的白花植株,且与紫花品系也只有一对等位基因存在差异,若已知5种白花品系中隐性纯合的那对基因分别为aa、bb、cc、dd、ee,则该突变白花植株的基因型可能与上述5种白花品系之一相同,也可能出现隐性纯合基因是ff或gg或hh的新突变。判断这两种情况的方法是让该白花植株的后代分别与5个白花品系杂交,预测子代花色遗传情况:若为新等位基因突变,则5种杂交组合中的子代应全为紫花;若该白花植株为上述5个白花品系之一,则一组杂交子代全为白花,其余4组杂交子代均为紫花。6.答案 (15分)(1)①2 aabb ②3 8/9 ③黑 aaBB、aaBb(2)①A 显 ②黄鼠∶灰鼠∶黑鼠=2∶1∶1③基因A与新基因所在同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换解析 (1)结合实验一中F2的性状分离比可判断两对等位基因的遗传遵循自由组合定律,两对基因应位于两对同源染色体上,还可确定图中物质1代表黑色物质,基因Ⅰ和基因Ⅱ分别代表基因B、基因A,进一步可确定实验一的遗传情况:亲本为AABB(甲)×aabb(乙),F1为AaBb(灰鼠),F2的基因型及比例为9A_B_(灰鼠)∶3aaB_(黑鼠)∶3A_bb(白)∶1aabb(白),所以实验一的F2代中,白鼠共有3种基因型,灰鼠(A_B_)中杂合体占8/9;实验二中亲本为aabb(乙)×aaBB(丙),F1为aaBb(黑鼠),F2中黑鼠的基因型有aaBB和aaBb两种。(2)纯合灰鼠群体(AABB)出现的黄色鼠(丁)与纯合黑鼠(aaBB)杂交,后代中黄鼠∶灰鼠(AaBB)=1∶1,由此可知丁为杂合子,根据F2代的性状分离比可判断黄色性状是由基因A发生显性突变(黄色突变用基因A+表示)产生的;F1代黄鼠(A+aBB)与灰鼠(AaBB)杂交,所得后代为A+ABB(黄鼠)∶A+aBB(黄鼠)∶AaBB(灰鼠)∶aaBB(黑鼠)=1∶1∶1∶1,若表现型之比为黄鼠∶灰鼠∶黑鼠=2∶1∶1,则说明该突变为显性突变。小鼠丁(A+ABB)的次级精母细胞的基因型为A+A+BB或AABB,荧光标记后应有2种不同颜色、4个荧光点,某次级精母细胞中含有4个荧光点,说明基因数量没有变化,但有3种颜色的荧光说明基因种类发生改变,其原因应该是在减数第一次分裂四分体时期,基因A+和基因A所在的染色单体片段发生了交叉互换。7.答案 (1)EeBb eeBb(注:两空可颠倒) eeBb(2)1/2(3)40% 48% 60%(4)答案一:①EEⅠ. 灰体∶黑檀体=3∶1Ⅱ. 灰体∶黑檀体=4∶1答案二:①EeⅠ. 灰体∶黑檀体=7∶9Ⅱ. 灰体∶黑檀体=7∶8解析 (1)从实验一结果可推知甲、乙杂交组合的基因型为eebb×EeBb或eeBb×Eebb,从实验二可推知乙、丙杂交组合的基因型为EeBb×eeBb,故乙为EeBb或eeBb,若实验一能验证自由组合定律,则杂交组合的基因型为eebb×EeBb,乙为EeBb,则丙为eeBb。(2)实验二中,亲本为EeBb×eeBb,其F17\n中EeBb=1/2×1/2,eeBb=1/2×1/2,与亲本基因型相同概率为(1/2+1/2)+(1/2×1/2)=1/2,则与亲本基因型不相同概率为1-1/2=1/2。(3)黑檀体果蝇ee的个体为1600只,根据遗传平衡定律可知p2+2pq+q2=1,即q2=1600/(8400+1600)=0.16,q=0.4,即e的基因频率为0.4,E的基因频率为1-0.4=0.6;Ee的基因型频率为2pq=2×0.4×0.6=0.48;在没有迁入迁出、突变和选择等条件下,亲代与子代的基因频率相同,且因亲代皆为纯合,故亲代中EE基因型频率为0.6,ee基因型频率为0.4。(4)若用基因型为EE的果蝇与该黑檀体果蝇杂交,基因突变情况下,F1为Ee,自由交配后,F2中灰体∶黑檀体=3∶1,染色体片段缺失情况下,F1为Ee、OE,自由交配时,产生的雌、雄配子的基因型及比例为E∶e∶O=2∶1∶1,自由交配后,F2中灰体∶黑檀体=4∶1。若用基因型为Ee的果蝇与该黑檀体果蝇杂交,基因突变情况下,F1为Ee∶ee=1∶1,自由交配后,F2中灰体∶黑檀体=7∶9,染色体片段缺失情况下,F1为Ee、Oe、OE、ee,则配子的基因型及比例为E∶e∶O=1∶2∶1,自由交配后,F2中灰体∶黑檀体=7∶8。8.答案 (16分)(1)1/6 终止密码(子)显性基因表达,隐性基因不转录,或隐性基因不翻译,或隐性基因编码的蛋白质无活性、或活性低(2)4 非同源染色体上非等位基因(3)SⅢ(4)碱基对排列顺序的多样性 碱基互补配对解析 (1)F2中黄色皱粒中有1/3YYrr,2/3Yyrr,其自交子代中绿色皱粒yyrr占2/3×1/4=1/6;r基因较R基因长,但r基因编码的蛋白质比R基因编码的淀粉支酶少了末端61个氨基酸,说明r基因转录的mRNA提前出现了终止密码,使肽链延长提前终止;F1为杂合子,表现为显性性状,隐性性状不体现的原因可能是隐性基因不转录,或不翻译,或其编码的蛋白质无活性或活性低。(2)由测交实验的结果可推出F1产生配子的种类及比例,由子代出现4种表现型,比例不为1∶1∶1∶1可知F1产生4种配子但数量不等,说明这两对等位基因不满足该定律中非同源染色体上非等位基因的这一基本条件。(3)因突变具有不定向性,R型菌若突变产生S型菌,不可能全为SⅢ型,若S型菌来源于R型菌的转化,则加热杀死的SⅢ与R型菌混合培养,出现的S型菌全为SⅢ型,即可否定S型菌是由R型菌突变产生这种说法。(4)DNA双螺旋结构模型中,碱基对排列顺序的多样性可解释DNA分子的多样性,碱基互补配对保证了DNA遗传信息传递的高度精确性。7
