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(duì)同源染色體上的兩對(duì)等位基因的顯性純合子與隱性純合子雜交產(chǎn)生F1, F1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(wú)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(duì)等位基因控制一對(duì)相對(duì)性狀導(dǎo)致的，另一方面是一些基因致死導(dǎo)致的。1 兩對(duì)等位基因控制一對(duì)相對(duì)性狀，會(huì)

2、出現(xiàn)基因多效效應(yīng)，表現(xiàn)為基因間的相互作用，機(jī)理是：基因通過(guò)控制酶的合成控制生物代謝過(guò)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：?jiǎn)喂诖篌w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、： 3： 1，出現(xiàn)了兩種新性狀分別是胡桃冠和單冠。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?RRpp,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

4、解如下：P 玫瑰冠（RRpp）豌豆冠（rrPP）F1胡桃冠（RrPp）F29 胡桃冠（R P ）: 3 豌豆冠（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

5、豌豆花色遺傳是有兩對(duì)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 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，貝 U 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：Fi紅花（CcRr）IF29 紅花（CcRr） : 3 白花（C _rr）: 3 白花（cc

6、R_） : 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(duì)等位基因中一對(duì)等位基 因的表現(xiàn)受另一對(duì)等位基因的影響，隨著后者的變化而變化。1.2.1 家兔的毛色遺傳，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(duì)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(duì)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

7、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(duì)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）x白兔（aabb）TF1灰兔（AaBb）IF29 灰兔（A _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:仁（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

8、顯性上位效應(yīng)所致，即一對(duì)等位基因的顯性基因（B 控制黑穎）不出現(xiàn)時(shí)，另一對(duì)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(duì)等位基因的表達(dá)：（AA、Aa、aa）均表現(xiàn)為性狀 3 黑穎。其遺傳圖解如下：P黑穎（AABB）x白穎（aabb）F1黑穎（AaBb）TF29 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

9、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(duì)等位基因中其中一對(duì)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(duì)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(méi)有抑制效應(yīng)。遺傳圖解如下：白花品種 A （CCrr）白化品種 B （rrCC）P白繭（aaBB）X黃繭（AAbb ）1Fi白繭（AaBb）F29 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:

10、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。二倍體結(jié)球甘藍(lán)的紫色葉對(duì)綠色葉顯性，控制該相對(duì)性狀的兩對(duì)等位基因（A、a 和 B、b）分別位于 3 號(hào)和 8 號(hào)染色體上，紫色葉與綠色葉雜交，得子一代全為紫色葉，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?duì)等位基因中的顯性基因 （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：P紫色葉（AABB）X綠色葉（aabb）TF1紫色

11、葉（AaBb）F29 紫色（A _B_）: 3 紫色（aaB_）: 3 紫色（A _bb）: 1 綠色（aabb）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(zhǎng)圓形三種瓜形由兩對(duì)等位基因控制（A、a 和 B、b），這兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳?，F(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、89 株圓形、15 株長(zhǎng)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(duì)相對(duì)性狀的兩對(duì)等位基

12、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）X圓形（aaBB）F1扁盤形（AaBb）F29 扁盤形（A _B_） : 3 圓形（aaB_）: 3 圓形（A _bb）: 1 長(zhǎng)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連鎖的兩對(duì)等位基因R1和1、R2和2控制。R1和 R2決定紅色，1和2

13、決定白色，R 對(duì) 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（R1R1R2R2）與白粒（1122）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(duì)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(méi)有明顯的顯隱性關(guān)系。也就是說(shuō)子二代麥粒顏色由深到淺的順序依次為：RiRiR2R2 RIriR2R2= RIRIR2

14、 R1R1r2r2= R1r1R2r2= r1r1R2R2 R1r1r2r2= r1r1R2r2 r1r1r2r2,其比例為 1: 4： 6: 4： 1。2 兩對(duì)等為基因控制兩對(duì)相對(duì)性狀，而其中一對(duì)等位基因出現(xiàn)顯性純合致死或兩對(duì)等位基因各出現(xiàn)一個(gè)顯性純合致死2.1 兩對(duì)等位基因中其中一對(duì)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(duì)無(wú)茸毛（d）為顯性，紅果（H）對(duì)黃果（h）為顯性，兩 對(duì)基因獨(dú)立遺傳。有茸毛番茄植株表面密生茸毛，具有顯著的避蚜效果，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

15、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(duì)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