备战2023年高考生物全国通用易错题16关于自由组合定律分离比变式的遗传题(解析版).pdf
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1、易错点 16 关于自由组合定律分离比变式的遗传题 关于自由组合定律分离比变式的遗传题是高考热点题型之一,多数以代谢途径或杂交实验为背景考查遗传规律、三种可遗传变异、基因控制性状的途径等知识,这类试题跨度较大,具有较强的综合性。而没有全面且熟练掌握相关知识、不能准确分析自由组合定律分离比变化的原因、科学推理能力弱等是失分的主要原因。在复习备考中,需要加强练习,寻找规律,提高审题能力和科学推理能力。注意以下细微易错陷阱,对提高这类题的解题能力有所帮助。易错陷阱 1:自由组合定律分离比各种变式的原因。不明白自由组合定律分离比各种变式的原因,无法推出亲本或子代的基因型及比例。例如:F2表型比例为“9:
2、6:1”,是因为 A_bb 和 aaB_个体的表型相同,即 9:(3+3):1=9:6:1,所以 F1为双显杂合子 AaBb,单显性状个体有 A_bb 和 aaB_两类。易错陷阱 2:基因控制性状的途径。看不懂基因通过控制酶的合成控制代谢,进而控制性状的途径,无法分析出各种性状的基因型;忽略抑制基因的作用或基因叠加作用造成基因型分析错误。易错陷阱 3:F2的表现型比例之和。忽略 F2的表现型比例之和存在特殊情况:若 F2各种表现型比例之和是 16 可能是两对等位基因也可能是三对或以上等位基因控制的;若 F2各种表现型比例之和小于 16 但是大于 4,可能是遵循自由组合定律有致死情况。例题 1、
3、(2022 山东卷 T17)某两性花二倍体植物的花色由 3 对等位基因控制,其中基因 A 控制紫色,a 无控制色素合成的功能。基因 B 控制红色,b 控制蓝色。基因 I 不影响上述 2 对基因的功能,但 i 纯合的个体为白色花。所有基因型的植株都能正常生长和繁殖,基因型为 A_B_I_和 A_bbI_的个体分别表现紫红色花和靛蓝色花。现有该植物的 3 个不同纯种品系甲、乙、丙,它们的花色分别为靛蓝色、白色和红色。不考虑突变,根据表中杂交结果,下列推断正确的是(多选)()A让只含隐性基因的植株与 F2测交,可确定 F2中各植株控制花色性状的基因型 B让表中所有 F2的紫红色植株都自交一代,白花植
4、株在全体子代中的比例为 1/6 C若某植株自交子代中白花植株占比为 1/4,则该植株可能的基因型最多有 9 种 D若甲与丙杂交所得 F1自交,则 F2表型比例为 9 紫红色3 靛蓝色3 红色1 蓝色【解析】依据题意分析,基因型为 A_B_I_和 A_bbI_的个体分别表现紫红色花和靛蓝色花,基因型为 aaB_I_表现为红色,_ _ _ _ii 表现为白色。杂交组合一中 F2的性状分离比为紫红色靛蓝色白色=934,为9331 的变式,说明相关的两对等位基因的遗传符合基因自由组合定律,同理根据乙、丙杂交结果,也说明相关的等位基因的遗传符合基因自由组合定律。根据 F2中性状表现确定纯种品系靛蓝色甲基
5、因型为AAbbII,纯种品系白色乙的基因型为 AABBii,纯种品系红色丙的基因型为 aaBBII。A、当植株是白花时候,其基因型为_ _ _ _ii。让只含隐性基因的植株与 F2测交,后代仍然是白花,无法鉴别它的具体的基因型,A 项错误;杂交组合 F1表型 F2表型及比例 甲乙 紫红色 紫红色靛蓝色白色=934 乙丙 紫红色 紫红色红色白色=934 B、甲乙杂交组合中 F2的紫红色植株基因型为 AABbIi:AABBIi:AABbII:AABBII=4:2:2:1。乙丙杂交组合中 F2的紫红色植株基因型为 AaBBIi:AABBIi:AaBBII:AABBII=4:2:2:1。其中 II:I
6、i=1:2。所以让表中所有 F2的紫红色植株都自交一代,白花植株在全体子代中的比例为 2/31/4=1/6,B 项正确;C、若某植株自交子代中白花植株占比为 1/4,则亲本为(_ _ _ _Ii),则该植株可能的基因型最多有 33=9种,C 项正确;D、由于题中不能说明相关基因 A/a 和 B/b 是否在同一对同源染色体上,则可分为两种情况,第一种情况,当三对等位基因分别位于三对同源染色体上,甲与丙杂交所得 F1的基因型为 AaBbII,其自交的子二代的表现型比为紫红色(A_B_II):靛蓝色花(A_bbII):红色(aaB_II):蓝色(aabbII)=9:3:3:1;第二种情况,当 A/a
7、和 B/b 两对等位基因位于一对染色体上时,子二代的表现型比为紫红色(A aBbII):靛蓝色花(AAbbII):红色(aaBBII)=2:1:1,D 项错误。【答案】BC 例题 2、(2022 北京卷T18)番茄果实成熟涉及一系列生理生化过程,导致果实颜色及硬度等发生变化。果实颜色由果皮和果肉颜色决定。为探究番茄果实成熟的机制,科学家进行了相关研究。(1)果皮颜色由一对等位基因控制。果皮黄色与果皮无色的番茄杂交的 F1果皮为黄色,F1自交所得 F2果皮颜色及比例为_。(2)野生型番茄成熟时果肉为红色。现有两种单基因纯合突变体,甲(基因 A 突变为 a)果肉黄色,乙(基因 B 突变为 b)果肉
8、橙色。用甲、乙进行杂交实验,结果如图 1。据此,写出 F2中黄色的基因型:_。(3)深入研究发现,成熟番茄的果肉由于番茄红素的积累而呈 红色,当番茄红素量较少时,果肉呈黄色,而前体物质 2 积累会使 果肉呈橙色,如图 2。上述基因 A、B 以及另一基因 H 均编码与果 肉颜色相关的酶,但 H 在果实中的表达量低。根据上述代谢途径,aabb 中前体物质 2 积累、果肉呈橙色的原因是_。(4)有一果实不能成熟的变异株 M,果肉颜色与甲相同,但 A 并未突变,而调控 A 表达的 C 基因转录水平极低。C 基因在果实中特异性表达,敲除野生型中的 C 基因,其表型与 M 相同。进一步研究发现 M 中C
9、基因的序列未发生改变,但其甲基化程度一直很高。推测果实成熟与 C 基因甲基化水平改变有关。欲为此推测提供证据,合理的方案包括_,并检测 C 的甲基化水平及表型。将果实特异性表达的去甲基化酶基因导入 M 敲除野生型中果实特异性表达的去甲基化酶基因 将果实特异性表达的甲基化酶基因导入 M 将果实特异性表达的甲基化酶基因导入野生型【解析】(1)从题干信息可知:果皮黄色与果皮无色的番茄杂交的 F1果皮只有为黄色,说明黄色为显性性状,F1为杂合子;结合题干信息“果皮颜色由一对等位基因控制”可以推出:F1自交所得 F2果皮颜色及比例为黄色:无色=3:1。(2)从题干信息可知:甲(基因 A 突变为 a)果肉
10、黄色,乙(基因 B 突变为 b)果肉橙色,甲、乙为单基因纯合突变体,而且用甲、乙进行杂交实验,F2红色:黄色:橙色=185:62:83=9:3:4,是自由组合定律F2性状分离比 9:3:3:1 的变式,因此甲、乙基因型分别为:aaBB、AAbb,F1为红色(AaBb),F2中黄色的基因型为 aaBB、aaBb。(3)根据题中代谢途径,基因 A 和基因 H 编码的酶促进前体物质 1 形成前体物质 2,基因 A 突变为 a,但果肉细胞中的基因 H 仍表达出少量酶 H,持续生成前体物质 2;基因 B 编码的酶促进前体物质 2 形成番茄红素,基因 B 突变为 b 后,导致前体物质 2 无法转变为番茄红
11、素,所以 aabb 中前体物质 2 积累、果肉呈橙色。(4)从题干信息可知:变异株 M 的 C 基因被甲基化,转录水平极低,果实不能成熟;野生型中的 C 基因正常表达,果实能成熟。欲推测果实成熟与 C 基因甲基化水平改变有关,自变量为甲基化酶和去甲基化酶,因变量为 C 基因甲基化水平和果实成熟状况。所以实验方案可以将果实特异性表达的去甲基化酶基因导入M,观察 M 是否去甲基化,果实是否能成熟;可以敲除野生型中果实特异性表达的去甲基化酶基因,观察野生型是否甲基化,果实是否还能成熟;可以将果实特异性表达的甲基化酶基因导入野生型,观察野生型是否甲基化,果实是否还能成熟。若将果实特异性表达的甲基化酶基
12、因导入 M 变异株,实验结果仍然是 C 基因被甲基化、果实不能成熟,不能说明果实成熟与 C 基因甲基化水平改变有关。【答案】(1)黄色:无色=3:1(2)aaBB、aaBb(3)基因 A 突变为 a,但果肉细胞中的基因 H 仍表达出少量酶 H,持续生成前体物质 2;基因 B 突变为 b,前体物质 2 无法转变为番茄红素(4)一、9331 几种变式的分析 条件分析 F1(AaBb)自交后代比例 F1(AaBb)测交后代比例 表型为双显、单显、双隐三种,即 A_bb和 aaB_个体的表型相同 961 121 双显性为一种表型,其余为另一种,即 A_bb、aaB_、aabb 个体的表型相同 97 1
13、3 双显为一种表型,一种单显为一种表型,另一单显与双隐为一种表型,即A_bb 和 aabb 的表型相同或 aaB_和aabb 的表型相同 934 112 只要存在显性基因(A或B)就表现为同一种表型,其余表现为另一种,即A_B_、A_bb 和 aaB_的表型相同 151 31 单显为一种表型,其余为另一种表型,即 A_B_和 aabb 一种表型,A_bb 和aaB_为一种表型 106 11(22)显性基因在基因型中的个数影响性状表现(累加效应)AABB(AaBB、AABb)(AaBb、aaBB、AAbb)(Aabb、aaBb)aabb14641 AaBb(Aabb、aaBb)aabb121 A
14、A 和 BB 显性纯合致死 AaBbAabbaaBbaabb=4221 AaBbAabbaaBbaabb=1111 AA(或 BB)显性纯合致死(AaBb+AaBB)aaB_ Aabbaabb=6321 或(AaBb+AABb)aaBb A_bbaabb=6231 AaBbAabbaaBbaabb=1111 双隐性致死 A_B_A_bbaaB_933。单隐性致死(aa 或 bb)A_B_A_bb=93 或A_B_aaB_=93 二、解题步骤和技巧 第一步:看 F2的表现型比例,若各种表现型比例之和是 16,不管是“15:1”或“9:7”或“9:6:1”或,均是 9331 的变式,均符合基因的自
15、由组合定律。(有致死时自交分离比“和”小于 16 大于 4)第二步:将异常分离比与“9331”进行对比,分析其合并性状的原因和类型,例如“15:1”是“(933)1”,15 是“(A_B_、A_bb、aaB_)”三种性状的合并结果。这是关键步骤!第三步:依据出现异常分离比的原因,推测亲本基因型或推断子代基因型和表现型及比例。1.(2021 八省联考湖北卷T5)某植物花的色素由非同源染色体上的 A和 B基因编码的酶催化合成(其对应的等位基因 a和 b 编码无功能蛋白),如下图所示。亲本基因型为 AaBb 的植株自花授粉产生子一代,下列相关叙述正确的是()A.子一代的表现型及比例为红色:黄色=9:
16、7 B.子一代的白色个体基因型为 Aabb和 aaBb C.子一代的表现型及比例为红色:白色:黄色=9:4:3 D.子一代红色个体中能稳定遗传的基因型占比为 1/3 1.【答案】C【解析】由图可知,白色物质无 A 基因,即基因组成为 aa_,黄色物质为 A_bb,红色物质为 A_B_,又色素由非同源染色体上的 A 和 B 基因编码的酶催化合成,则 A/a、B/b 这两对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律。亲本基因型为 AaBb 的植株自花授粉产生子一代,子代红色(A_B_):白色(aa_):黄色(A_bb)=9:4:3。AC、由以上分析可知,子一代的表现型及比例为红色:白色:黄色=9:4:3
17、,A 项错误;C 项正确;B、子一代的白色个体基因型为 aaBb、aaBb 和 aabb,B 项错误;D、子一代红色个体(A_B_)中能稳定遗传的基因型(AABB)占比为 1/9,D 项错误。2.(2022 厦门市 3 月质检T20)果蝇体细胞有 4 对染色体,其中 II、III、IV 号为常染色体。野生型果蝇体色为灰色;黄体果蝇由于y基因缺失而表现为黄色体色。GAL4/UAS是从酵母菌中发现的一种基因表达调控系统,其中的UAS片段连接在靶基因的前端,使靶基因不能表达;而GAL4基因表达出的 GAL4 蛋白能与染色体上的UAS片段结合,激活靶基因表达。科研人员将一个GAL4基因插入黄体雄果蝇的
18、一条 II 号染色体上,得到转基因雄果蝇甲;将UAS片段连接在y基因上游构建成UAS-y基因,并将其插入到黄体雌果蝇的某条染色体上,得到转基因雌果蝇乙。回答下列问题:(1)果蝇作为遗传学实验材料的优点有_。(写出两点即可)(2)甲与乙杂交得到的 F1中出现了灰体果蝇,原因是_。(3)将甲与乙杂交,若 F1中灰体:黄体=1:3,_(“能”或“不能”)据此判断UAS-y基因是否插入到乙的 II 号染色体上,理由是_。(4)从 F1中选择灰体果蝇随机交配得到 F2,观察 F2的表现型及比例。若 F2的雌雄果蝇中灰体:黄体=_,则UAS-y基因插入到乙的 II 号染色体上;若 F2的雌雄果蝇中灰体:黄
19、体=_,则UAS-y基因插入到乙的 III 号或 IV 号染色体上;若 F2中灰体雌蝇:黄体雌蝇:灰体雄蝇:黄体雄蝇=_,则UAS-y基因插入到乙的 X 染色体上。2.【答案】(1)易饲养、繁殖快 遗传背景简单(染色体数目少)(2)F1的部分个体中同时含有GAL4基因和UAS-y基因,GAL4基因表达出的蛋白与UAS片段结合,激活y基因的表达,从而表现出灰体(3)不能 GAL4基因插入到乙的任意一条染色体上,F1 中灰体与黄体的比值均为 1:3(4)1:1 9:7 6:2:3:5 【解析】(1)果蝇作为遗传学研究的实验材料的优点主要体现在以下几个方面:果蝇体型小,体长不到半厘米;饲养管理容易,
20、既可喂以腐烂的水果,又可配培养基饲料;一个牛奶瓶里可以养上成百只。果蝇繁殖系数高,孵化快,只要 1 天时间其卵即可孵化成幼虫,2-3 天后变成蛹,再过 5 天就羽化为成虫。从卵到成虫只要 10 天左右,一年就可以繁殖 30 代。果蝇的染色体数目少,仅 3 对常染色体和 1 对性染色体,便于分析。作遗传分析时,研究者只需用放大镜或显微镜一个个地观察、计数就行了,从而使得工作量大为减轻。有易于区分的性状,这一点与豌豆类似。由分析可知,果蝇作为遗传学实验材料的优点有:果蝇体型小,饲养管理容易;果蝇繁殖系数高;染色体数目少,便于遗传分析;有易于区分的性状。(2)分析题干信息可知,同时具备 GAL4 基
21、因和 UAS-y 基因的果蝇,才能合成 GAL4 蛋白驱动 UAS 下游的y 基因表达,从而表现出灰色性状,雄果蝇甲含有 GAL4,雌果蝇乙含有 UAS-y,两者杂交,F1中会出现同时含有两种基因的个体,故出现灰体果蝇。(3)可假设插入 GAL4 基因用 A 表示(没有该基因用 a 表示),插入 UAS-y 基因用 B 表示(没有该基因用 b表示)。UAS-y 基因插入的位置有 3 种可能:2 号染色体上(则甲乙基因型可表示为 AabbaaBb,遵循连锁定律)、其他常染色体上(则甲乙基因型可表示为 AabbaaBb,遵循自由组合定律)、X 染色体上(则甲乙基因型可表示为 AaXbYaaXBXb
22、,遵循自由组合定律)。但无论 UAS-y 基因插入哪一条染色体上,F1中灰体与黄体比例均为 1:3,故根据 F1性状比例不能判断 UAS-y 是否插入到乙的号染色体上。(4)已知GAL4插入到2号染色体上,若UAS-y也插入到2号染色体上,则甲乙基因型可表示为AabbaaBb,遵循连锁定律,F1中选择灰体雌雄果蝇(AaBbAaBb)随机交配,雌雄果蝇均产生 Ab、aB 两种配子,则F2中基因型及比例为 AaBb(灰体):AAbb(黄体):aaBB(黄体)=2:1:1,故灰体:黄体=1:1;若 UAS-y 基因插入到乙的号或号染色体上,则两种基因自由组合,F1中选择灰体雌雄果蝇(AaBbAaBb
23、)随机交配,雌雄果蝇均产生 Ab、aB、AB、ab 四种配子,从以上分析可知同时含有 GAL4基因和UAS-y基因的个体表现为灰体,其余为黄体,故F2中灰体(A_B_):黄体(3A_bb、3aaB_、1aabb)=9:7;若 UAS-y 插入到 X 染色体上,则 F1中灰体的基因型为 AaXBYAaXBXb,可推知 F2果蝇的表现型及比例为 3/4 A_2/4XBX:1/4 aa2/4XBX:3/4 A_1/4XBY:(3/4 A_1/4XbY+1/4 aa1/4XBY+1/4 aa1/4XbY)=灰体雌:黄体雌:灰体雄:黄体雄=6:2:3:5。3.(2019江苏卷T32)杜洛克猪毛色受两对独
24、立遗传的等位基因控制,毛色有红毛、棕毛和白毛三种,对应的基因组成如下表。请回答下列问题:毛色 红毛 棕毛 白毛 基因组成 A_B_ A_bb、aaB_ aabb(1)棕毛猪的基因型有_种。(2)已知两头纯合的棕毛猪杂交得到的 F1均表现为红毛,F1雌雄交配产生 F2。该杂交实验的亲本基因型为_。F1测交,后代表现型及对应比例为_。F2中纯合个体相互交配,能产生棕毛子代的基因型组合有_种(不考虑正反交)。F2的棕毛个体中纯合体的比例为_。F2中棕毛个体相互交配,子代白毛个体的比例为_。(3)若另一对染色体上有一对基因 I、i,I 基因对 A 和 B 基因的表达都有抑制作用,i 基因不抑制,如 I
25、_A_B_表现为白毛。基因型为 IiAaBb 的个体雌雄交配,子代中红毛个体的比例为_,白毛个体的比例为_。3.【答案】(1)4(2)AAbb 和 aaBB 红毛棕毛白毛=121 4 1/3 1/9(3)9/64 49/64【解析】由题意可知:猪毛色受独立遗传的两对等位基因控制,可知猪毛色的遗传遵循自由组合定律。AaBb个体相互交配,后代 A_B_A_bbaaB_aabb9331。(1)由表格知:棕毛猪的基因组成为 A_bb、aaB_,因此棕毛猪的基因型有:AAbb、Aabb、aaBB、aaBb 4 种。(2)由两头纯合棕毛猪杂交,F1均为红毛猪,红毛猪的基因组成为 A_B_,可推知两头纯合棕
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