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微专题10　自由组合定律中的特殊比例及成因
一、9∶3∶3∶1的变式(总和等于16)
巧用“合并同类型”解特殊自由组合分离比问题
【典例1】　(2021·福建龙岩调研)香豌豆的花色有紫花和白花两种表现，显性基因C和P同时存在时开紫花。两个纯合白花品种杂交，F1开紫花，F1自交，F2的性状分离比为紫花∶白花＝9∶7。下列分析不正确的是(　　)
A.两个白花亲本的基因型为ccPP与CCpp
B.F2中白花的基因型有5种
C.F2紫花中纯合子的比例为1/9
D.F1测交结果紫花与白花的比例为1∶1
答案　D
解析　由题干可知，F2的性状分离比为紫花∶白花＝9∶7，是9∶3∶3∶1的变形，说明C/c、P/p两对基因位于两对同源染色体上，遵循基因的自由组合定律。F1基因型为CcPp，亲本表现为白花且为纯合子，亲本基因型为CCpp和ccPP，A正确；F2中白花的基因型有C_pp、ccP_、ccpp，共5种，B正确；F2紫花为9/16，纯合子为1/16，故紫花中纯合子的比例为1/9，C正确；F1测交结果紫花与白花的比例为1∶3，D错误。
[对点练1]　(2019·全国卷Ⅱ，32)某种甘蓝的叶色有绿色和紫色。已知叶色受2对独立遗传的基因A/a和B/b控制，只含隐性基因的个体表现隐性性状，其他基因型的个体均表现显性性状。某小组用绿叶甘蓝和紫叶甘蓝进行了一系列实验。
实验①：让绿叶甘蓝(甲)的植株进行自交，子代都是绿叶
实验②：让甲植株与紫叶甘蓝(乙)植株杂交，子代个体中绿叶∶紫叶＝1∶3
回答下列问题：
(1)甘蓝叶色中隐性性状是________，实验①中甲植株的基因型为________。
(2)实验②中乙植株的基因型为________，子代中有________种基因型。
(3)用另一紫叶甘蓝(丙)植株与甲植株杂交，若杂交子代中紫叶和绿叶的分离比为1∶1，则丙植株所有可能的基因型是________________；若杂交子代均为紫叶，则丙植株所有可能的基因型是________________________________________________________________________；
若杂交子代均为紫叶，且让该子代自交，自交子代中紫叶与绿叶的分离比为15∶1，则丙植株的基因型为________。
答案　(1)绿色　aabb　(2)AaBb　4　(3)Aabb、aaBb　AABB、AAbb、aaBB、AaBB、AABb　AABB
解析　(1)(2)根据题干信息可知，甘蓝叶色受2对独立遗传的基因A/a和B/b控制，只含隐性基因的个体表现为隐性性状，其他基因型的个体均表现为显性性状。由于绿叶甘蓝(甲)植株的自交后代都表现为绿叶，且绿叶甘蓝(甲)和紫叶甘蓝(乙)的杂交后代中绿叶∶紫叶＝1∶3，可推知甲植株的基因型为aabb，乙植株的基因型为AaBb。实验②中aabb(甲)×AaBb(乙)→Aabb(紫叶)、AaBb(紫叶)、aaBb(紫叶)、aabb(绿叶)，故实验②中子代有4种基因型。(3)紫叶甘蓝的可能基因型为AABB、AABb、AAbb、AaBb、AaBB、Aabb、aaBB、aaBb，甲植株与紫叶甘蓝植株杂交，可能出现的结果为：aabb×Aabb→Aabb(紫叶)、aabb(绿叶)或aabb×aaBb→aaBb(紫叶)、aabb(绿叶)或aabb×AABB→AaBb(紫叶)或aabb×AABb→AaBb(紫叶)、Aabb(紫叶)或aabb×AAbb→Aabb(紫叶)或aabb×AaBB→AaBb(紫叶)、aaBb(紫叶)或aabb×aaBB→aaBb(紫叶)或aabb×AaBb→3紫叶∶1绿叶，故若杂交子代中紫叶和绿叶的分离比为1∶1，则丙植株所有可能的基因型是Aabb、aaBb；若杂交子代均为紫色，则丙植株所有可能的基因型是AABB、AAbb、aaBB、AaBB、AABb。aabb×AABB→F1：AaBb(紫叶)，F1自交，F2的基因型为9/16A_B_(紫叶)、3/16A_bb(紫叶)、3/16aaB_(紫叶)、1/16aabb(绿叶)，即紫叶∶绿叶＝15∶1。
二、致死遗传现象　“先拆分，后组合”
【典例2】　(合子致死)(2021·河北邢台质检)蝴蝶的翅形(正常翅对残缺翅为显性)和翅长(长翅对短翅为显性)分别由位于常染色体上的两对独立遗传的等位基因A、a和B、b决定。基因A纯合时雄蝶致死，基因b纯合时雌蝶致死。基因型为aabb的雄蝶和基因型为AABB的雌蝶交配得到F1，F1随机交配得到F2。F2蝴蝶中正常长翅∶正常短翅∶残缺长翅∶残缺短翅为(　　)
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　基因型为aabb的雄蝶和基因型为AABB的雌蝶交配，F1的基因型为AaBb，F1随机交配所得F2蝴蝶中，雌雄个体的比例为1∶1，基因A纯合时雄蝶致死，雄蝶中正常长翅∶正常短翅∶残缺长翅∶残缺短翅＝6∶2∶3∶1，基因b纯合时雌蝶致死，雌蝶中正常长翅∶残缺长翅＝9∶3，则F2蝴蝶中正常长翅∶正常短翅∶残缺长翅∶残缺短翅为15∶2∶6∶1，D正确。
[对点练2]　(配子致死)(2021·山东临沂调研)果蝇的体色有黄身(H)、灰身(h)之分，翅形有长翅(V)、残翅(v)之分。现用两种纯合果蝇杂交，因某种精子没有受精能力，导致F2的4种表型比例为5∶3∶3∶1。下列说法错误的是(　　)
A.果蝇体色和翅形的遗传遵循自由组合定律
B.亲本果蝇的基因型是HHvv和hhVV
C.不具有受精能力的精子基因组成是HV
D.F2黄身长翅果蝇中双杂合子的比例为2/5
答案　D
解析　5∶3∶3∶1是9∶3∶3∶1的变式，这说明果蝇体色和翅形这两对性状的遗传遵循自由组合定律，A正确；F1的基因型是HhVv，一种精子不具有受精能力使F2比例为5∶3∶3∶1，这种精子的基因型只能为HV，则亲本基因型为HHvv和hhVV，B、C正确；F2黄身长翅果蝇的基因型是HhVV、HHVv、HhVv，比例为1∶1∶3，所以双杂合子的比例为3/5，D错误。
三、基因遗传的累加问题
(1)表型
(2)原因：A与B的作用效果相同，但显性基因越多，效果越强。
注　该比例是以2对等位基因控制一对相对性状为例进行分析的，解答时要根据具体条件进行具体分析。
【典例3】　(2020·四川绵阳模拟)小麦种皮有红色和白色，这一相对性状由作用相同的两对等位基因(R1、r1；R2、r2)控制，红色(R1、R2)对白色(r1、r2)为显性，且显性基因效应可以累加。一株深红小麦与一株白色小麦杂交，得到的F1为中红，其自交后代F2的性状分离比为深红∶红色∶中红∶浅红∶白色为1∶4∶6∶4∶1。下列说法错误的是(　　)
A.这两对等位基因位于两对同源染色体上
B.F1产生的雌雄配子中都有比例相同的4种配子
C.浅红色小麦自由传粉，后代可出现三种表型
D.该小麦种群中，红色植株的基因型为R1r1R2r2
答案　D
解析　分析题意可知，F1自交后代F2的性状分离比为深红∶红色∶中红∶浅红∶白色为1∶4∶6∶4∶1，该比例为9∶3∶3∶1的变式，因此控制该性状的两对等位基因位于两对同源染色体上，A正确；由于后代出现1∶4∶6∶4∶1的比例，因此F1的基因型为R1r1R2r2，F1产生的雌雄配子中都有比例相同的4种配子，即R1R2∶R1r2∶r1R2∶r1r2＝1∶1∶1∶1，B正确；浅红色小麦的基因型为R1r1r2r2、r1r1R2r2，浅红色小麦自由传粉，后代可出现中红、浅红、白色三种表型(两个显性基因、一个显性基因、没有显性基因)，C正确；该小麦种群中，红色植株的基因型中含有两个显性基因，即R1R1r2r2、r1r1R2R2、R1r1R2r2，D错误。
四、基因完全连锁遗传
以A、a和B、b两对基因为例(不考虑交叉互换)
连锁类型 基因A和B在一条染色体上，基因a和b在另一条染色体上 基因A和b在一条染色体上，基因a和B在另一条染色体上
图解
配子类型 AB∶ab＝1∶1 Ab∶aB＝1∶1
自交后代 基因型 1AABB、2AaBb、1aabb 1AAbb、2AaBb、1aaBB
表型 性状分离比3∶1 性状分离比1∶2∶1
测交后代 基因型 1AaBb、1aabb 1Aabb、1aaBb
表型 性状分离比1∶1 性状分离比1∶1
【典例4】　(2020·四川五校联考)某研究所将拟南芥的三个耐盐基因SOS1、SOS2、SOS3导入玉米，筛选出成功整合的耐盐植株(三个基因都表达才表现为高耐盐性状)。如图表示三个基因随机整合的情况，让三株转基因植株自交，后代中高耐盐性状的个体所占比例最小的是(　　)
A.甲 B.乙 C.丙 D.三者相同
答案　C
解析　结合题中信息可知，三个耐盐基因SOS1、SOS2、SOS3都表达的植株才表现为高耐盐性状，甲植株自交，产生高耐盐植株的概率为3/4；乙植株自交，产生高耐盐植株的概率为9/16；结合题图可知，丙植株体内的SOS1和SOS2基因位于一对同源染色体上，而SOS3基因位于另一对同源染色体的其中一条染色体上，丙植株自交产生高耐盐植株的概率为3/8，详解过程如下，假设SOS1、SOS2、SOS3基因分别用A、B、C表示，染色体相应位置没有插入抗旱基因用O表示，则丙植株的基因型为AOBOCO，因为A、B基因在一对同源染色体的两条染色体上，C基因在另一对同源染色体的其中一条染色体上，丙植株产生配子的类型为1/4AOC、1/4AOO、1/4OBC、1/4OBO。丙植株自交，后代的基因型如下，用棋盘法表示：
雌配子 雄配子　　 1/4AOC 1/4AOO 1/4OBC 1/4OBO
1/4AOC 1/16AAOOCC 1/16AAOOCO 1/16AOBOCC 高耐盐 1/16AOBOCO 高耐盐
1/4AOO 1/16AAOOCO 1/16AAOOOO 1/16AOBOCO 高耐盐 1/16AOBOOO
1/4OBC 1/16AOBOCC 高耐盐 1/16AOBOCO高耐盐 1/16OOBBCC 1/16OOBBCO
1/4OBO 1/16AOBOCO 高耐盐 1/16AOBOOO 1/16OOBBCO 1/16OOBBOO
[对点练3]　(2021·江苏扬州中学模拟)如图表示两对等位基因在染色体上的分布情况(显性基因对隐性基因为完全显性)，若图1、2、3中的同源染色体均不发生交叉互换，则图中所示个体自交后代的表型种类数依次是(　　)
A.2、2、4 B.2、3、4
C.2、4、4 D.4、4、4
答案　B
解析　图1和图2所示细胞中染色体上基因的遗传遵循基因的分离定律，对于两对等位基因位于一对同源染色体上的遗传问题，先分析其中的一对等位基因，然后再根据两对等位基因的关系将另一对等位基因代入。图1中，基因型为Aa的个体自交产生子代的基因型及比例为AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，代入基因B/b后，子代基因型及比例为AABB∶AaBb∶aabb＝1∶2∶1，共有2种表型；图2中，基因型为Aa的个体自交产生子代的基因型及比例为AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，代入基因B/b后，子代基因型及比例为AAbb∶AaBb∶aaBB＝1∶2∶1，共有3种表型；图3中，两对等位基因位于非同源染色体上，遵循基因的自由组合定律，其自交产生的子代的表型及比例为A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb＝9∶3∶3∶1，共有4种表型。
五、蜜蜂的遗传方式
蜜蜂是一种营社群生活的动物，一个蜂群中有蜂王、雄蜂和工蜂三类，其中蜂王和工蜂都是雌蜂，它们是由受精卵发育而来的，蜂王专职产卵，工蜂没有生殖能力，负责采集花粉、喂养幼虫、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细胞直接发育而成的，称为孤雌生殖。
【典例5】　(2021·河北衡水金卷)蜜蜂中，雌蜂是由雌雄配子结合的受精卵发育而成的个体，雄蜂是由未受精的卵细胞直接发育而来的。某对蜜蜂所产生子代的基因型为：雌蜂是AADD、AADd、AaDD、AaDd，雄蜂是AD、Ad、aD、ad。这对蜜蜂的基因型是(　　)
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测亲本雌蜂的基因型为AaDd，雌蜂是由雌雄配子结合的受精卵发育而来的，据此推测亲本雄蜂的基因型为AD，C正确。

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