届高考生物一轮复习第五单元三基因自由组合定律的拓展题型突破学案.docx
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届高考生物一轮复习第五单元三基因自由组合定律的拓展题型突破学案
加强提升课（三） 基因自由组合定律的拓展题型突破
基因自由组合现象的特殊分离比
突破点1 “和”为16的特殊分离比
（1）特殊分离比出现的原因与双杂合子自交的结果归纳
F1（AaBb）
自交后
代比例
原因分析
9∶7
当双显性基因同时出现时为一种表现型，其余的基因型为另一种表现型
9∶3∶4
存在aa（或bb）时表现为同一种性状，其余正常表现
9∶6∶1
单显性表现为同一种性状，其余正常表现
15∶1
有显性基因就表现为同一种性状，其余表现为另一种性状
12∶3∶1
双显性和一种单显性表现为同一种性状，其余正常表现
13∶3
双显性、双隐性和一种单显性表现为一种性状，另一种单显性表现为另一种性状
1∶4∶6∶4∶1
A与B的作用效果相同，但显性基因越多，其效果越强
1（AABB）∶4（AaBB＋AABb）∶6（AaBb＋AAbb＋aaBB）∶4（Aabb＋aaBb）∶1（aabb）
（2）特殊分离比的解题技巧
①看F2的表现型比例，若表现型比例之和是16，不管以什么样的比例呈现，都符合基因的自由组合定律。
②将异常分离比与正常分离比9∶3∶3∶1进行对比，根据题意将具有相同表现型的个体进行“合并同类项”，如比值为9∶3∶4，则为9∶3∶（3＋1），即4为后两种性状的合并结果。
再如12∶3∶1即（9＋3）∶3∶1，12出现的原因是前两种性状表现一致的结果。
[突破训练]
角度1 基因互作类
1．（2018·武汉模拟）某鲤鱼种群体色遗传有如下特征，用黑色鲤鱼（简称黑鲤）和红色鲤鱼（简称红鲤）杂交，F1皆表现为黑鲤，F1交配结果如表：
取样地点
F2取样总数（条）
F2性状的分离情况
黑鲤（条）
红鲤（条）
黑鲤∶红鲤
1号池
1699
1592
107
14.88∶1
2号池
1546
1450
96
15.10∶1
据此分析，若用F1（黑鲤）与红鲤测交，子代中不同性状的数量比是（ ）
A．1∶1∶1∶1 B．3∶1
C．1∶1D．以上答案都不对
解析：
选B。
从题意和表格数据看出，1号池和2号池中F2性状分离比均约为15∶1，说明这是由两对等位基因控制的遗传，且只要显性基因存在就表现为黑鲤，则用F1（黑鲤）与红鲤测交，子代中不同性状的数量比是（AaBb、Aabb、aaBb）∶aabb＝3∶1。
2．某植物的花色受不连锁的两对基因A、a和B、b控制，这两对基因与花色的关系如图所示，此外，a基因对于B基因的表达有抑制作用。
现将基因型为AABB的个体与基因型为aabb的个体杂交得到F1，则F1的自交后代中花色的表现型及比例是（ ）
A．白∶粉∶红＝3∶10∶3
B．白∶粉∶红＝3∶12∶1
C．白∶粉∶红＝4∶9∶3
D．白∶粉∶红＝6∶9∶1
答案：
C
性状分离比9∶3∶3∶1的变式题解题步骤
角度2 基因累加类
3．控制植物果实重量的三对等位基因A/a、B/b和C/c，对果实重量的作用相等，分别位于三对同源染色体上。
已知基因型为aabbcc的果实重120克，基因型为AABBCC的果实重210克。
现有果树甲和乙杂交，甲的基因型为AAbbcc，F1的果实重135～165克。
则乙的基因型是（ ）
A．aaBBccB．AaBBcc
C．AaBbCcD．aaBbCc
解析：
选D。
根据题中信息可知每含有1个显性基因，果实重量在120克的基础上增加15克。
甲产生的配子为Abc，F1的果实重135克时表示含1个显性基因，则乙产生的配子中存在不含显性基因的情况，即abc，排除A、B项；F1的果实重165克时表示含3个显性基因，则乙产生的配子中最多含2个显性基因，又排除C项，故答案为D。
4．（2018·河北衡水中学调研）人类的皮肤含有黑色素，皮肤中黑色素的多少由两对独立遗传的基因（A和a，B和b）所控制，显性基因A和B可以使黑色素量增加，两者增加的量相等，并且可以累加。
一个基因型为AaBb的男性与一个基因型为AaBB的女性结婚，下列关于其子女中皮肤颜色深浅的描述中错误的是（ ）
A．可产生四种表现型
B．与亲代AaBB表现型相同的有1/4
C．肤色最浅的孩子基因型是aaBb
D．与亲代AaBb皮肤颜色深浅一样的有3/8
解析：
选B。
由题意可知，A、B使黑色素增加的量相同，所以肤色由显性基因的数量决定。
一个基因型为AaBb的男性与一个基因型为AaBB的女性结婚，后代基因型及比例为1/8AABB、1/8AABb、1/4AaBB、1/4AaBb、1/8aaBB和1/8aaBb，各基因型中显性基因的数量有4、3、2、1四种，即后代有四种表现型，A正确；与亲代AaBB表现型相同的有1/4＋1/8＝3/8，B错误；肤色最浅的孩子只有一个显性基因，基因型是aaBb，C正确；与亲代AaBb皮肤颜色深浅一样的有1/4＋1/8＝3/8，D正确。
突破点2 “和”小于16的特殊分离比
（1）成因：
致死现象导致性状分离比的改变。
①显性纯合致死
a.
b.
②隐性纯合致死
a．双隐性致死
b.
（2）解答致死类问题的方法技巧
若存在“致死”现象，则可导致子代比例偏离“16”的“失真”现象，如A基因中两显性基因纯合致死时可导致子代基因型为AA__的个体致死，此比例占有1/4，从而导致子代成活个体组合方式由“16”变成“12”。
同理，因其他致死类型的存在，“16”也可能变身为“15”“14”等，但解题时仍需按“16”模式推导，找出后代的组合比“16”少了哪种特定的类型，再舍弃“致死”类型。
[突破训练]
角度1 胚胎致死类
5．番茄的花色和叶的宽窄分别由一对等位基因控制，且两对基因中某一对基因纯合时会使受精卵致死。
现用红色窄叶植株自交，子代的表现型及其比例为红色窄叶∶红色宽叶∶白色窄叶∶白色宽叶＝6∶2∶3∶1。
下列有关表述正确的是（ ）
A．这两对基因位于一对同源染色体上
B．这两对相对性状中显性性状分别是红色和宽叶
C．控制花色的基因具有隐性纯合致死效应
D．自交后代中纯合子所占比例为1/6
答案：
D
角度2 配子致死类
6．（2018·安徽黄山模拟）现用山核桃的甲（AABB）、乙（aabb）两品种做亲本杂交得F1，F1测交结果如表，下列有关叙述不正确的是（ ）
测交类型
测交后代基因型种类及比例
父本
母本
AaBb
Aabb
aaBb
aabb
F1
乙
1
2
2
2
乙
F1
1
1
1
1
A.F1产生的AB花粉50%不能萌发，不能实现受精
B．F1自交得F2，F2的基因型有9种
C．F1花粉离体培养，将得到四种表现型不同的植株
D．正反交结果不同，说明这两对基因的遗传不遵循自由组合定律
解析：
选D。
正常情况下，双杂合子测交后代四种表现型的比例应该是1∶1∶1∶1，而作为父本的F1测交结果为AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb＝1∶2∶2∶2，说明父本F1产生的AB花粉有50%不能完成受精作用，故A正确；F1自交后代中有9种基因型，比例为A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb＝14∶6∶6∶2，故B正确；F1花粉离体培养，将得到四种表现型不同的单倍体植株，故C正确；根据题意可知，正反交均有四种表现型说明符合基因自由组合定律，故D错。
解答致死类问题的方法技巧
（1）从每对相对性状分离比角度分析，如：
6∶3∶2∶1⇒（2∶1）（3∶1）⇒一对显性基因纯合致死。
4∶2∶2∶1⇒（2∶1）（2∶1）⇒两对显性基因纯合致死。
（2）从F2每种性状的基因型种类及比例分析，如BB致死：
判断控制不同性状的等位基因是否位于一对同源染色体上
确定基因位置的4个判断方法
（1）判断基因是否位于一对同源染色体上：
以AaBb为例，若两对等位基因位于一对同源染色体上，不考虑交叉互换，则产生两种类型的配子，在此基础上进行自交会产生两种或三种表现型，测交会出现两种表现型；若两对等位基因位于一对同源染色体上，考虑交叉互换，则产生四种类型的配子，在此基础上进行自交或测交会出现四种表现型。
（2）判断基因是否易位到一对同源染色体上：
若两对基因遗传具有自由组合定律的特点，但却出现不符合自由组合定律的现象，可考虑基因转移到同一对同源染色体上的可能，如由染色体易位引起的变异。
（3）判断外源基因整合到宿主染色体上的类型：
外源基因整合到宿主染色体上有多种类型，有的遵循孟德尔遗传定律。
若多个外源基因以连锁的形式整合在同源染色体的一条上，其自交会出现分离定律中的3∶1的性状分离比；若多个外源基因分别独立整合到非同源染色体的一条上，各个外源基因的遗传互不影响，则会表现出自由组合定律的现象。
（4）判断基因是否位于不同对同源染色体上：
以AaBb为例，若两对等位基因分别位于两对同源染色体上，则产生四种类型的配子。
在此基础上进行测交或自交时会出现特定的性状分离比，如1∶1∶1∶1或9∶3∶3∶1（或9∶7等变式），也会出现致死背景下特殊的性状分离比，如4∶2∶2∶1、6∶3∶2∶1。
在涉及两对等位基因遗传时，若出现上述性状分离比，可考虑基因位于两对同源染色体上。
1．某遗传实验小组用纯合的紫花香豌豆（AABB）和白花香豌豆（aabb）杂交，得到F1植株366棵，全部表现为紫花，F1自交后代有1650棵，性状分离比为9∶7。
同学甲认为F1产生配子时不遵循自由组合定律，同学乙认为F1产生配子时遵循自由组合定律。
（1）你认为同学乙对香豌豆花色遗传的解释是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）请设计一个实验证明你的解释是否正确。
实验步骤：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
实验结果及结论：
①________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：
（1）基因型为A_B_的香豌豆开紫花，基因型为aaB_、A_bb、aabb的香豌豆开白花
（2）实验步骤：
①第一年选用F1植株与亲本开白花的香豌豆测交，得到香豌豆种子
②第二年将香豌豆种子种植，统计花的种类及数量
实验结果及结论：
①如果紫花与白花的比例约为1∶3，说明F1产生配子时遵循自由组合定律 ②如果紫花与白花的比例为其他比例，说明F1产生配子时不遵循自由组合定律
2．（2018·江西瑞江二中模拟）某种植物花的颜色由两对基因（A和a，B和b）控制，A基因控制色素合成（AA和Aa的效应相同），B基因为修饰基因，能淡化颜色的深度（BB和Bb的效应不同）。
其基因型与表现型的对应关系见表，请回答下列问题：
基因型
A_Bb
A_bb
A_BB或aa__
花的颜色
粉色
红色
白色
（1）让纯合白花植株和纯合红花植株杂交，产生的子一代植株的花色全为粉色。
请写出可能的杂交组合：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）为了探究两对基因（A和a，B和b）是在同一对同源染色体上，还是在两对同源染色体上，某课题小组选用基因型为AaBb的植株进行自交实验。
①实验假设：
这两对基因在染色体上的位置有三种类型，已给出两种类型，请将未给出的类型画在方框内。
如图所示，竖线表示染色体，黑点表示基因在染色体上的位置。
②实验步骤：
第一步：
粉花植株自交。
第二步：
观察并统计子代植株花的颜色和比例。
③实验可能的结果（不考虑交叉互换）及相应的结论：
a．若________________________________________________________________________，
则两对基因在两对同源染色体上（符合第一种类型）。
b．若子代植株花色及比例为粉色∶白色＝1∶1，则两对基因在一对同源染色体上（符合第二种类型）。
c．若________________________________________________________________________，
则两对基因在一对同源染色体上（符合第三种类型）。
解析：
（1）由题意知，纯合白花植株有AABB、aabb和aaBB3种基因型，纯合红花植株的基因型为AAbb，若两者杂交产生的子一代全为粉色花（A_Bb），则杂交组合为AABB×AAbb或aaBB×AAbb。
（2）基因型为AaBb的植株自交，若符合第一种类型，则子代的基因型为1/16AABB（白色花）、2/16AABb（粉色花）、4/16AaBb（粉色花）、2/16AaBB（白色花）、1/16AAbb（红色花）、2/16Aabb（红色花）、1/16aaBB（白色花）、2/16aaBb（白色花）、1/16aabb（白色花），即子代植株花色及比例为粉色∶红色∶白色＝6∶3∶7；若符合第二种类型，则子代的基因型为1/4AABB（白色花）、2/4AaBb（粉色花）、1/4aabb（白色花），即子代植株花色及比例为粉色∶白色＝1∶1；若符合第三种类型，则子代的基因型为2/4AaBb（粉色花）、1/4AAbb（红色花）、1/4aaBB（白色花），即子代植株花色及比例为粉色∶红色∶白色＝2∶1∶1。
答案：
（1）AABB×AAbb或aaBB×AAbb
（2）①如图
③a.子代植株花色及比例为粉色∶红色∶白色＝6∶3∶7
c．子代植株花色及比例为粉色∶红色∶白色＝2∶1∶1
（2016·高考全国卷Ⅲ）用某种高等植物的纯合红花植株与纯合白花植株进行杂交，F1全部表现为红花。
若F1自交，得到的F2植株中，红花为272株，白花为212株；若用纯合白花植株的花粉给F1红花植株授粉，得到的子代植株中，红花为101株，白花为302株。
根据上述杂交实验结果推断，下列叙述正确的是（ ）
A．F2中白花植株都是纯合体
B．F2中红花植株的基因型有2种
C．控制红花与白花的基因在一对同源染色体上
D．F2中白花植株的基因型种类比红花植株的多
解析：
选D。
由F2中红花∶白花＝272∶212≈9∶7，F1测交子代中红花∶白花≈1∶3，可以推测出红花与白花这对相对性状受位于两对同源染色体上的两对等位基因控制（假设为A、a和B、b），C项错误。
结合上述分析可知基因型A_B_表现为红花，其他基因型表现为白花。
亲本基因型为AABB和aabb，F1基因型为AaBb，F2中红花基因型为AABB、AaBB、AABb、AaBb，B项错误。
F2中白花基因型为AAbb、Aabb、aaBB、aaBb、aabb，A项错误、D项正确。
（2016·高考上海卷）控制棉花纤维长度的三对等位基因A/a、B/b、C/c对长度的作用相等，分别位于三对同源染色体上。
已知基因型为aabbcc的棉纤维长度为6厘米，每个显性基因增加纤维长度2厘米。
棉花植株甲（AABbcc）与乙（aaBbCc）杂交，则F1的棉纤维长度范围是（ ）
A．6～14厘米 B．6～16厘米
C．8～14厘米D．8～16厘米
解析：
选C。
AABbcc和aaBbCc杂交得到的F1中，显性基因最少的基因型为Aabbcc，显性基因最多的基因型为AaBBCc，由于每个显性基因增加纤维长度2厘米，所以F1的棉纤维长度范围是（6＋2）～（6＋8）厘米。
（2016·高考四川卷）油菜物种Ⅰ（2n＝20）与Ⅱ（2n＝18）杂交产生的幼苗经秋水仙素处理后，得到一个油菜新品系（注：
Ⅰ的染色体和Ⅱ的染色体在减数分裂中不会相互配对）。
（1）秋水仙素通过抑制分裂细胞中________的形成，导致染色体加倍；获得的植株进行自交，子代________（会/不会）出现性状分离。
（2）观察油菜新品系根尖细胞有丝分裂，应观察________区的细胞，处于分裂后期的细胞中含有________条染色体。
（3）该油菜新品系经多代种植后出现不同颜色的种子，已知种子颜色由一对基因A/a控制，并受另一对基因R/r影响。
用产黑色种子植株（甲）、产黄色种子植株（乙和丙）进行以下实验：
组别
亲代
F1表现型
F1自交所得F2的表现型及比例
实验一
甲×乙
全为产黑色种子植株
产黑色种子植株∶产黄色种子植株＝3∶1
实验二
乙×丙
全为产黄色种子植株
产黑色种子植株∶产黄色种子植株＝3∶13
①由实验一得出，种子颜色性状中黄色对黑色为____________性。
②分析以上实验可知，当________基因存在时会抑制A基因的表达。
实验二中丙的基因型为________，F2代产黄色种子植株中杂合子的比例为________。
③有人重复实验二，发现某一F1植株，其体细胞中含R/r基因的同源染色体有三条（其中两条含R基因），请解释该变异产生的原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
让该植株自交，理论上后代中产黑色种子的植株所占比例为________。
解析：
（1）秋水仙素通过抑制分裂细胞中纺锤体的形成，导致染色体数目加倍；加倍后形成的植株都是纯合子，进行自交后子代不会出现性状分离。
（2）观察油菜新品系根尖细胞有丝分裂，应观察根尖分生区的细胞，油菜物种Ⅰ（2n＝20）与油菜物种Ⅱ（2n＝18）杂交后细胞中有19条染色体，经秋水仙素处理后染色体加倍，为38条染色体，所以处于分裂后期的细胞中含有76条染色体。
（3）①由实验一可知，F1产黑色种子植株自交所得F2出现性状分离，黄色为隐性性状。
②实验二F2的表现型的比例为9∶3∶3∶1的变形，可以推出F1的基因型为AaRr，理论上F2中A_R_∶aaR_：
A_rr∶aarr＝9∶3∶3∶1，产黑色种子植株∶产黄色种子植株＝3∶13，由题干可知A基因会被某基因抑制，且黑色为显性性状，说明R基因抑制A基因的表达。
实验二中F1基因组成为AaRr，结合实验一可知甲的基因型为AArr，乙的基因型为aarr，丙的基因型为AARR；实验二F2中表现产黄色种子的纯合植株为：
1/16aaRR，1/16aarr，1/16AARR，F2中表现产黄色种子的植株占13/16，故产黄色种子的植株中纯合子占3/13，则产黄色种子的植株中杂合子的比例为l－3/13＝10/13。
③实验二所得某一F1植株体细胞中同源染色体有三条，其中两条含R基因，原因是丙在减数分裂产生配子时，减Ⅰ后期含R基因的同源染色体未分开或减Ⅱ后期含R基因的染色单体分开后移向了同一极。
RRr减数分裂形成的配子中，R∶r∶Rr∶RR＝2∶1∶2∶1，基因型为AaRRr的植株自交，后代中产黑色种子的植株基因型为A_rr，即占3/4×1/6×1/6＝1/48。
答案：
（1）纺锤体 不会
（2）分生 76 （3）①隐 ②R AARR 10/13 ③植株丙在减数第一次分裂后期含R基因的同源染色体未分离或植株丙在减数第二次分裂后期含R基因的姐妹染色单体未分开 1/48
（高考海南卷）某种植物的表现型有高茎和矮茎、紫花和白花，其中紫花和白花这对相对性状由两对等位基因控制，这两对等位基因中任意一对为隐性纯合则表现为白花。
用纯合的高茎白花个体与纯合的矮茎白花个体杂交，F1表现为高茎紫花，F1自交产生F2，F2有4种表现型：
高茎紫花162株，高茎白花126株，矮茎紫花54株，矮茎白花42株。
请回答：
（1）根据此杂交实验结果可推测，株高受________对等位基因控制，依据是________。
在F2中矮茎紫花植株的基因型有________种，矮茎白花植株的基因型有________种。
（2）如果上述两对相对性状自由组合，则理论上F2中高茎紫花、高茎白花、矮茎紫花和矮茎白花这4种表现型的数量比为________。
解析：
（1）根据F2中，高茎∶矮茎＝（162＋126）∶（54＋42）＝3∶1，可知株高是受一对等位基因控制的，假设紫花和白花受A、a和B、b两对基因控制，高茎和矮茎受基因D、d控制，根据题干可知，紫花基因型为A_B_；白花的基因型为A_bb、aaB_、aabb。
根据纯合白花和纯合白花杂交出现紫花（A_B_），可知亲本纯合白花的基因型是AAbb和aaBB，故F1的基因型为AaBbDd，因此F2的矮茎紫花植株基因型有：
AABBdd、AABbdd、AaBBdd、AaBbdd四种，矮茎白花植株的基因型有：
AAbbdd、Aabbdd、aaBbdd、aaBBdd和aabbdd五种。
（2）F1的基因型是AaBbDd，A和B一起考虑，D和d基因单独考虑分别求出相应的表现型比例，然后相乘即可。
即AaBb自交，后代紫花（A_B_）∶白花（A_bb、aaB_、aabb）＝9∶7，Dd自交，后代高茎∶矮茎＝3∶1，因此理论上F2中高茎紫花，高茎白花，矮茎紫花和矮茎白花表现型的数量比为27∶21∶9∶7。
答案：
（1）一 F2中高茎∶矮茎＝3∶1 4 5
（2）27∶21∶9∶7
（2017·高考全国卷Ⅲ节选）已知某种昆虫的有眼（A）与无眼（a）、正常刚毛（B）与小刚毛（b）、正常翅（E）与斑翅（e）这三对相对性状各受一对等位基因控制。
现有三个纯合品系：
①aaBBEE、②AAbbEE和③AABBee。
假定不发生染色体变异和染色体交换，回答下列问题：
若A/a、B/b、E/e这三对等位基因都位于常染色体上，请以上述品系为材料，设计实验来确定这三对等位基因是否分别位于三对染色体上。
（要求：
写出实验思路、预期实验结果、得出结论）
解析：
实验思路：
要确定三对等位基因是否分别位于三对染色体上，根据实验材料，可将其拆分为判定每两对等位基因是否位于两对染色体上，如利用①和②杂交，得到F1，再让F1雌雄个体自由交配，观察F2的表现型及比例来判定基因A/a和B/b是否位于两对染色体上。
同理用②和③杂交判定基因E/e和B/b是否位于两对染色体上，用①和③杂交判定基因E/e和A/a是否位于两对染色体上。
预期实验结果（以判定基因A
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