植物的性状有的由 1 对基因控制,有的由多对基因控制。一种二倍体甜瓜的叶形有缺刻叶和全缘叶,果皮有齿皮和网皮。为了研究叶形和果皮这两个性状的遗传特点,某小组用基因型不同的甲乙丙丁 4 种甜瓜种子进行实验,其中甲和丙种植后均表现为缺刻叶网皮。杂交实验及结果见下表(实验 ② 中 F 1 自交得 F 2 )。
实验 | 亲本 | F 1 | F 2 |
① | 甲 × 乙 | 1/4 缺刻叶齿皮, 1/4 缺刻叶网皮 1/4 全缘叶齿皮, 1/4 全缘叶网皮 | / |
② | 丙 × 丁 | 缺刻叶齿皮 | 9/16 缺刻叶齿皮, 3/16 缺刻叶网皮 3/16 全缘叶齿皮, 1/16 全缘叶网皮 |
回答下列问题:
( 1 )根据实验 ① 可判断这 2 对相对性状的遗传均符合分离定律,判断的依据是 _____ 。根据实验 ② ,可判断这 2 对相对性状中的显性性状是 __________ 。
( 2 )甲乙丙丁中属于杂合体的是 __________ 。
( 3 )实验 ② 的 F 2 中纯合体所占的比例为 __________ 。
( 4 )假如实验 ② 的 F 2 中缺刻叶齿皮 ∶ 缺刻叶网皮 ∶ 全缘叶齿皮 ∶ 全缘叶网皮不是 9∶3∶3∶1 ,而是 45∶15∶3∶1 ,则叶形和果皮这两个性状中由 1 对等位基因控制的是 __________ ,判断的依据是 __________ 。
基因型不同的两个亲本杂交, F 1 分别统计,缺刻叶 ∶ 全缘叶 =1∶1 ,齿皮 ∶ 网皮 =1∶1 ,每对相对性状结果都符合测交的结果,说明这 2 对相对性状的遗传均符合分离定律 缺刻叶和齿皮 甲和乙 1/4 果皮 F 2 中齿皮 ∶ 网皮 =48∶16=3∶1 ,说明受一对等位基因控制
【分析】
分析题表,实验 ② 中 F 1 自交得 F 2 , F 1 全为缺刻叶齿皮, F 2 出现全缘叶和网皮,可以推测缺刻叶对全缘叶为显性(相关基因用 A 和 a 表示),齿皮对网皮为显性(相关基因用 B 和 b 表示),且 F 2 出现 9∶3∶3∶1 。
【详解】
( 1 )实验 ① 中 F 1 表现为 1/4 缺刻叶齿皮, 1/4 缺刻叶网皮, 1/4 全缘叶齿皮, 1/4 全缘叶网皮,分别统计两对相对性状,缺刻叶 ∶ 全缘叶 =1∶1 ,齿皮 ∶ 网皮 =1∶1 ,每对相对性状结果都符合测交的结果,说明这 2 对相对性状的遗传均符合分离定律;根据实验 ② , F 1 全为缺刻叶齿皮, F 2 出现全缘叶和网皮,可以推测缺刻叶对全缘叶为显性,齿皮对网皮为显性;
( 2 )根据已知条件,甲乙丙丁的基因型不同,其中甲和丙种植后均表现为缺刻叶网皮,实验 ① 杂交的 F 1 结果类似于测交,实验 ② 的 F 2 出现 9∶3∶3∶1 ,则 F 1 的基因型为 AaBb ,综合推知,甲的基因型为 Aabb ,乙的基因型为 aaBb ,丙的基因型为 AAbb ,丁的基因型为 aaBB ,甲乙丙丁中属于杂合体的是甲和乙;
( 3 )实验 ② 的 F 2 中纯合体基因型为 1/16AABB , 1/16AAbb , 1/16aaBB , 1/16aabb ,所有纯合体占的比例为 1/4 ;
( 4 )假如实验 ② 的 F 2 中缺刻叶齿皮 ∶ 缺刻叶网皮 ∶ 全缘叶齿皮 ∶ 全缘叶网皮 =45∶15∶3∶1 ,分别统计两对相对性状,缺刻叶 ∶ 全缘叶 =60∶4=15∶1 ,可推知叶形受两对等位基因控制,齿皮 ∶ 网皮 =48∶16=3∶1 ,可推知果皮受一对等位基因控制。
【点睛】
本题考查基因的分离定律和自由组合定律,难度一般,需要根据子代结果分析亲代基因型,并根据杂交结果判断是否符合分离定律和自由组合定律,查考遗传实验中分析与计算能力。
基因的自由组合定律与应用:
1.自由组合定律:控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。
2. 实质
(1)位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的。
(2)在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
3.适用条件
(1)有性生殖的真核生物。
(2)细胞核内染色体上的基因。
(3)两对或两对以上位于非同源染色体上的非等位基因。
4.细胞学基础:基因的自由组合定律发生在减数第一次分裂后期。
5.应用
(l)指导杂交育种,把优良性状重组在一起。
(2)为遗传病的预测和诊断提供理沦依据。
条件 | 种类和分离比 | 相当于孟德尔的分离比 |
显性基因的作用可累加 | 5种,1:4:6:4:1 | 按基因型中显性基因个数累加 |
正常的完全显性 | 4种,9:3:3:1 | 正常比例 |
只要A(或B)存在就表现为同一种,其余正常为同一种,其余正常表现 | 3种,12:3:1 | (9:3):3:1 |
单独存在A或B时表现同一种,其余正常表现 | 3种,9:6:1 | 9:(3:3):1 |
aa(或hb)存在时表现为同一种,其余正常表现 | 3种,9:3:4 | 9:3:(3:1) |
A_bb(或aaB_)的个体表现为一种,其余都是另一种 | 2种,13:3 | (9:3:1):3 |
A、B同时存在时表现为同一种,其余为另一种 | 2种,9:7 | 9:(3:3:1) |
只要存在显性基因就表现为同一种 | 2种,15:1 | (9:3:3):1 |
分离定律 | 自由组合定律 | ||
两对相对性状 | n对相对性状 | ||
相对性状的对数 | 1对 | 2对 | n对 |
等位基因及位置 | 1对等位基因位于1对同源染色体上 | 2对等位基因位于2对同源染色体上 | n对等位基因位于n对同源染色体上 |
F1的配子 | 2种,比例相等 | 4种,比例相等 | 2n种,比例相等 |
F2的表现型及比例 | 2种,3:1 | 4种,9:3:3:1 | 2n种,(3:1)n |
F2的基因型及比例 | 3种,1:2:1 | 9种,(1:2:1)2 | 3n种,(1:2:1)n |
测交后代表现型及比例 | 2种,比例相等 | 4种,比例相等 | 2n种,比例相等 |
遗传实质 | 减数分裂时,等位基因随同源染色体的分离而分开,分别进入不同配子中 | 减数分裂时,在等位基因随同源染色体分开而分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合,进而进入同一配子中 | |
实践应用 | 纯种鉴定及杂种自交纯合 | 将优良性状重组在一起 | |
联系 | 在遗传中,分离定律和自由组合定律同时起作用:在减数分裂形成配子时,既有同源染色体上等位基因的分离,又有非同源染色体上非等位基因的自由组合 |
知识拓展:
1、两对相对性状杂交试验中的有关结论
(1)两对相对性状由两对等位基因控制,且两对等位基因分别位于两对同源染色体。
(2)F1减数分裂产生配子时,等位基因一定分离,非等位基因(位于非同源染色体上的非等位基因)自由组合,且同时发生。
(3)F2中有16种组合方式,9种基因型,4种表现型,比例9:3:3:1。
2、自由组合定律的实质:减I分裂后期等位基因分离,非等位基因自由组合。
3、孟德尔成功的原因分析
(1)正确选择实验材料豌豆适合作杂交实验材料酌优点有:
①具有稳定的、易于区分的相对性状。
②严格自花传粉,闭花受粉,在自然状态下均是纯种。
③花比较大,易于做人工杂交实验。
(2)精心设计实验程序
①采取单一变量分析法,即分别观察和分析在一个时期内的一对相对性状的差异,最大限度地排除各种复杂因素的干扰。
②遵循了由简单到复杂的原则,即先研究一对相对性状的遗传,再研究多对相对性状的遗传,由此从数学统计中发现遗传规律。
③运用了严密的假说—演绎法。针对发现的问题提出假说,并设计实验验证假说,在不同的杂交实验中分别验证假说的正确性,从而使假说变成普遍的规律。
(3)精确的统计分析通过对一对相对性状、两对相对性状杂交实验中子代出现的性状进行分类、计数和数学归纳,找出实验显示出来的规律性,并深刻的认识到比例中所隐藏的意义和规律。
(4)首创了测交的方法巧妙地设计了测交方法,证明了假说的正确性。这种以杂交子一代个体与隐性纯合子进行测交的方法,已成为遗传学分析的经典方法。
4、遗传规律的再发现
(1)1909年,丹麦生物学家约翰逊把“遗传因子”叫做基因。
(2)因为孟德尔的杰出贡献,他被公认为“遗传学之父”。
例 下列哪项不是孟德尔选用豌豆作实验材料并获得成功的原因( )
A.豌豆具有稳定的、容易区分的相对性状
B.豌豆是严格闭花受粉的植物
C.用统计学的方法引入对实验结果的分析
D.豌豆在杂时,母本不需去雄
思路点拨:孟德尔获得成功的原因有:①正确选择实验材料;②精心设计实验程序;③精确的统计分析; ④首创了测交方法。孟德尔的杂交实验中,母本是必须去雄的。所以D选项错误。答案D
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