自由組合定律中9：3：3：1的剖析

1、自由組合定律中9：3：3：1的變式剖析山東省諸城市第一中學(xué) 隋煥龍位于兩對同源染色體上的兩對等位基因的顯性純合子與隱性純合子雜交產(chǎn)生F1，F(xiàn)1自交，依據(jù)自由組合定律，通常情況下子代產(chǎn)生比例為9：3：3：1的四種表現(xiàn)型，而在自然界中實(shí)在是無奇不有，出現(xiàn)了一系列有違常規(guī)的表現(xiàn)型及比值，但實(shí)際上他們的基因也符合基因的自由組合定律。而近幾年各地高考遺傳模塊也重點(diǎn)瞄準(zhǔn)了這些地方出題，且分值較高難度較大，所以該點(diǎn)既是高考的熱點(diǎn)也是難點(diǎn)。這些有違常規(guī)現(xiàn)象出現(xiàn)的原因主要是兩大方面：一方面是兩對等位基因控制一對相對性狀導(dǎo)致的，另一方面是一些基因致死導(dǎo)致的。1 兩對等位基因控制一對相對性狀，會出現(xiàn)基因多效效應(yīng)，表

2、現(xiàn)為基因間的相互作用，機(jī)理是：基因通過控制酶的合成控制生物代謝過程，從而控制生物的性狀。生物體多數(shù)性狀是許多酶共同作用的結(jié)果，也就是多基因控制的，是這些基因相互作用的結(jié)果。1.1互補(bǔ)基因?qū)е鲁霈F(xiàn)新的性狀。即非同源染色體上的兩個(gè)基因相互作用出現(xiàn)新的性狀，這兩個(gè)相互作用的基因即為互補(bǔ)基因。1.1.1雞冠形狀的遺傳，子二代胡桃冠：豌豆冠：玫瑰冠：單冠大體接近9：3：3：1 遺傳學(xué)家在研究雞冠的形狀遺傳時(shí)發(fā)現(xiàn)，如果把豌豆冠的雞跟玫瑰冠的雞交配，F(xiàn)1的雞冠是胡桃冠，不同于任何一個(gè)親體，F(xiàn)1個(gè)體相互交配，得到F2的雞冠有胡桃冠、豌豆冠、玫瑰冠、單冠，他們之間大體上接近9：3：3：1，出現(xiàn)了兩種新性狀分別是

3、胡桃冠和單冠。原因解析：假定控制玫瑰冠的基因是R控制豌豆冠的基因是P，且都是顯性?？刂泼倒骞诘幕蛐褪荝Rpp，控制豌豆冠的基因型是rrPP，前者產(chǎn)生的配子是Rp，后者產(chǎn)生的配子是rP，這兩種配子結(jié)合，得到的F1是RrPp，由于P與R的互補(bǔ)作用出現(xiàn)了胡桃冠。子一代的公雞和母雞都產(chǎn)生RP、Rp、rP、rp四種比例相同的配子，根據(jù)自由組合定律，子二代出現(xiàn)四種表型及比例：9胡桃冠（R P ）：3豌豆冠（rrP ）：3玫瑰冠（R pp）：1單冠（rrpp），p與r的互補(bǔ)作用出現(xiàn)了單冠。遺傳圖解如下：P 玫瑰冠（RRpp） 豌豆冠（rrPP）F1 胡桃冠（RrPp）F2 9胡桃冠（R P ）：3豌豆冠（

4、rrP ）：3玫瑰冠（R pp）：1單冠（rrpp）1.1.2香豌豆的花色遺傳，子二代分離比為9：7=9：（3+3+1），即單顯性和雙隱性表現(xiàn)為同一種性狀，雙顯性表現(xiàn)為另一種性狀。香豌豆有兩種白花品種A和B和普通紅花品種，品種A與紅花品種雜交，子一代全是紅花，子二代紅花比白花3：1，品種B與紅花品種雜交，子一代全是紅花，子二代紅花比白花也是3:：1，A與B雜交子一代全是紅花，子二代紅花比白花是9：7。原因解析：從第三組雜交組合可以看出，香豌豆花色遺傳是有兩對等位基因控制的，且符合基因的自由組合定律。9：7可以看做9：（3+3+1），因此9所代表的紅花是雙顯性基因控制的，假定這兩個(gè)顯性基因分別是

5、C和R，則紅花的基因型為C R ，白花的基因型有（C rr、ccR 、ccrr） ，則雜交組合三中紅花基因型為CcRr，則白化品種A和B應(yīng)該為既有顯性基因又有隱性基因的純合體，假定A為CCrr，則B為ccRR。由此可以得出紅花的出現(xiàn)是由于顯性基因C和R互補(bǔ)的作用導(dǎo)致的。雜交組合三遺傳圖解如下：P 白花品種A（CCrr） 白化品種B（rrCC）F1 紅花（CcRr）F2 9紅花（CcRr）：3白花（C rr）：3白花（ccR ）：1白花（ccrr）1.2基因的上位效應(yīng)導(dǎo)致子二代表現(xiàn)型出現(xiàn)特殊的比例，即兩對等位基因中一對等位基因的表現(xiàn)受另一對等位基因的影響，隨著后者的變化而變化。1.2.1家兔的毛

6、色遺傳，子二代分離比為9：3：4=9：3：（3+1），即雙顯性表現(xiàn)為一種性狀，其中一種單顯性表現(xiàn)為另一種性狀，其余的表現(xiàn)為第三種性狀。家兔中，灰兔與白兔交配，子一代全是灰兔，子一代相互交配，子二代表現(xiàn)為9灰兔：3黑兔：4白兔。原因解析：上述表現(xiàn)實(shí)質(zhì)是隱性上位效應(yīng)所致，即一對等位基因的隱性純合子（例如bb控制白色）不出現(xiàn)時(shí)，另一對等位基因的表達(dá)為：（AA、Aa）表現(xiàn)為性狀1灰色，aa表現(xiàn)為性狀2黑色，當(dāng)隱性純合子（bb控制白色）出現(xiàn)時(shí)，直接遮蓋另一對等位基因的表達(dá)：（AA、Aa、aa）均表現(xiàn)為性狀3白色。其遺傳圖解如下：P 灰兔（AABB） 白兔（aabb）F1 灰兔（AaBb）F2 9灰兔（A

7、 B ）：3黑兔（aaB ）：3白兔（A bb）：1白兔（aabb）1.2.2燕麥穎色遺傳，子二代性狀分離比為12：3：1=(9+3)：3：1，即雙顯性和一種單顯性表現(xiàn)為同一種性狀，另外一種單顯性表現(xiàn)為另一種種性狀，雙隱性表現(xiàn)為第三種性狀。燕麥的黑穎品系和黃穎品系雜交，子一代全是黑穎，子二代表現(xiàn)為12黑穎：3黃穎：1白穎。原因解析：上述表現(xiàn)實(shí)質(zhì)是顯性上位效應(yīng)所致，即一對等位基因的顯性基因（B控制黑穎）不出現(xiàn)時(shí)，另一對等位基因的表達(dá)為：（AA、Aa）表現(xiàn)為性狀1黃穎，aa表現(xiàn)為性狀2白穎，當(dāng)顯性基因（B控制黑穎）出現(xiàn)時(shí)，直接遮蓋另一對等位基因的表達(dá)：（AA、Aa、aa）均表現(xiàn)為性狀3黑穎。其遺傳

8、圖解如下：P 黑穎（AABB） 白穎（aabb）F1 黑穎（AaBb）F2 9黑穎（A B ）：3黑穎（aaB ）：3黃穎（A bb）：1白穎（aabb）1.3家蠶的繭色遺傳，子二代性狀分離比為13：3=（9+3+1）：3，即雙顯性和雙隱性及一種單顯性表現(xiàn)為同一種性狀，另一種單顯性表現(xiàn)為另一種性狀。結(jié)白繭的家蠶與結(jié)黃繭的家蠶雜交，子一代全結(jié)白繭，子一代個(gè)體相互交配得子二代，性狀分離比為13結(jié)白繭：3結(jié)黃繭。原因解析：上述現(xiàn)象是顯性抑制效應(yīng)所致，即兩對等位基因中其中一對等位基因（B、b）不控制性狀，其顯性基因（B）能完全抑制另一對基因（A控制黃色、a控制白色）的表型效應(yīng)，其隱性基因（b）沒有抑制

9、效應(yīng)。遺傳圖解如下：P 白繭（aaBB） 黃繭（AAbb）F1 白繭（AaBb）F2 9白繭（A B ）：3白繭（aaB ）：3黃繭（A bb）：1白繭（aabb）1.4二倍體結(jié)球甘藍(lán)的葉色遺傳，子二代性狀分離比為15：1=（9+3+3）：1，即雙顯性和兩種單顯性表現(xiàn)為同一種性狀，雙隱性表現(xiàn)為另一種性狀。P 紫色葉（AABB） 綠色葉（aabb）F1 紫色葉（AaBb）F2 9紫色（A B ）：3紫色（aaB ）：3紫色（A bb）：1綠色（aabb）二倍體結(jié)球甘藍(lán)的紫色葉對綠色葉顯性，控制該相對性狀的兩對等位基因（A、a和B、b）分別位于3號和8號染色體上，紫色葉與綠色葉雜交，得子一代全為紫

10、色葉，子一代自交得子二代，紫色葉：綠色葉為451：30，即15:1。原因解析：上述現(xiàn)象是因?yàn)閮蓪Φ任换蛑械娘@性基因（A和B）等效重疊，但效用不可疊加所致，即只要有顯性基因（A B 、aaB 、A bb）就表現(xiàn)為同一種性狀，全隱性（aabb）表現(xiàn)為另一種性狀。遺傳圖解如下：1.5南瓜的形狀遺傳，子二代性狀分離比為9：6：1=9：（3+3）：1，即雙顯性表現(xiàn)為性狀1，兩種單顯性表現(xiàn)為同一種性狀2，雙隱性表現(xiàn)為性狀3。南瓜的扁形、圓形、長圓形三種瓜形由兩對等位基因控制（A、a和B、b），這兩對基因獨(dú)立遺傳。現(xiàn)將2株圓形南瓜植株進(jìn)行雜交，F(xiàn)1收獲的全是扁盤形南瓜；F1自交，F(xiàn)2獲得137株扁盤形、8

11、9株圓形、15株長圓形南瓜，即9：6：1。原因解析：該現(xiàn)象是由于基因的累加作用所致，即控制一對相對性狀的兩對等位基因（A、a和B、b），非等位基因中的每一個(gè)都只有部分的控制效應(yīng)，這樣的基因稱為累加基因，由他們所決定性狀的現(xiàn)象成為累加作用（非等位基因種類數(shù)的累加）。所以（A B ）表現(xiàn)為性狀1，（aaB ）和（A bb）表現(xiàn)為性狀2，（aabb）表現(xiàn)為性狀3。遺傳圖解如下：P 圓形（Aabb） 圓形（aaBB）F1 扁盤形（AaBb）F2 9扁盤形（A B ）：3圓形（aaB ）：3圓形（A bb）：1長圓形（aabb）1.6小麥的粒色遺傳，子二代性狀分離比為1：4：6：4：1小麥的粒色遺傳受不

12、連鎖的兩對等位基因R1和r1、R2和r2控制。R1和R2決定紅色，r1和r2決定白色，R對r不完全顯性，并有累加效應(yīng)，所以，麥粒的顏色隨R的數(shù)量的增加而顏色逐漸加深。將紅粒（R1 R1 R2 R2）與白粒（r1 r1 r2 r2）雜交得子一代，子一代自交得子二代，子二代的表現(xiàn)型為什么有5種？原因解析：該現(xiàn)象是數(shù)量性狀遺傳，數(shù)量性狀是指在一個(gè)群體內(nèi)的各個(gè)體間表現(xiàn)為連續(xù)變異的性狀，如麥粒的顏色、人的皮膚等。同一數(shù)量性狀由若干對等位基因所控制；各個(gè)基因?qū)τ谛誀畹男?yīng)都很微小，而且大致相等；控制同一數(shù)量性狀的微效基因的作用一般是累加性的；控制數(shù)量性狀的等位基因間一般沒有明顯的顯隱性關(guān)系。也就是說子二代

13、麥粒顏色由深到淺的順序依次為：R1 R1 R2 R2R1 r1 R2 R2= R1 R1 R2 r2R1 R1 r2 r2= R1 r1 R2 r2= r1 r1 R2 R2 R1 r1 r2 r2= r1 r1 R2 r2r1 r1 r2 r2,其比例為1：4：6：4：1。2 兩對等為基因控制兩對相對性狀，而其中一對等位基因出現(xiàn)顯性純合致死或兩對等位基因各出現(xiàn)一個(gè)顯性純合致死2.1兩對等位基因中其中一對等位基因出現(xiàn)顯性純合致死，導(dǎo)致子二代性狀分離比為6：3：2：1已知番茄植株有茸毛（D）對無茸毛（d）為顯性，紅果（H）對黃果（h）為顯性，兩對基因獨(dú)立遺傳。有茸毛番茄植株表面密生茸毛，具有顯著

14、的避蚜效果，且能減輕黃瓜花葉病毒的感染，在生產(chǎn)上具有重要的應(yīng)用價(jià)值，但該顯性基因純合時(shí)植株不能存活。若將有茸毛紅果番茄和有茸毛黃果番茄進(jìn)行異花傳粉，子一代只出現(xiàn)了兩種表現(xiàn)型有絨毛紅果和有絨毛黃果，子一代中有絨毛紅果自交子二代性狀分離比為多少？解析：根據(jù)題干可知有絨毛（DD）致死，根據(jù)“毛紅果番茄和有茸毛黃果番茄進(jìn)行異花傳粉，子一代只出現(xiàn)了兩種表現(xiàn)型有絨毛紅果和有絨毛黃果”可推出其親本的基因型為：有絨毛紅果（DdHH）、有絨毛黃果（Ddhh），則子一代有絨毛紅果基因型為（DdHh），根據(jù)基因分離定律Dd自交性狀分離比為Dd：dd=2：1，Hh自交分離比為H ：hh=3：1，則子二代性狀分離為（2Dd ：1dd）（3H ：1hh）=6（Dd H ）：2（Dd hh）：3（dd H ）：1（dd H ）。2.2兩對等位基因中各出現(xiàn)一個(gè)顯性純合致死，導(dǎo)致子代出現(xiàn)性狀分離比為4：2：2：1小鼠由于其繁殖能