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“9:6:1”，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、（2022山东卷· T17）某两性花二倍体植物的花由 3 对等位基因控制，其中基因 A 控制紫，a 无控制素合成的功能。基因 B 控制红，b 控制蓝。基因 I 不影响上述 2 对基因的功能，但 i 纯合的个体为白花。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花和靛蓝花。现有该植物的 3 个不同纯种品系甲、乙、丙，它们的花分别为靛蓝、白和红。不考虑突变，根据表中杂交结 果，下列推断正确的是（多选）（ ）
杂交组合 | F1表型 | F2表型及比例 |
甲×乙 | 紫红 | 紫红∶靛蓝∶白=9∶3∶4 |
乙×丙 | 紫红 | 紫红∶红∶白=9∶3∶4 |
| | |
A．让只含隐性基因的植株与 F2测交，可确定 F2中各植株控制花性状的基因型
B．让表中所有 F2的紫红植株都自交一代，白花植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∶3 靛蓝∶3 红∶1 蓝
【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花和靛蓝花，
基因型为aaB_I_表现为红，_ _ _ _ii表现为白。杂交组合一中F2的性状分离比为紫红∶靛蓝∶白=9∶3∶4，为9∶3∶3∶1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甲基因型为AAbbII，纯种品系白乙的基因型为AABBii，纯种品系红丙的基因型为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；
B、甲×乙杂交组合中F2的紫红植株基因型为AABbIi：AABBIi：AABbII：AABBII=4：2：2：1。乙×丙杂交组合中F2的紫红植株基因型为AaBBIi：AABBIi：AaBBII：AABBII=4：2：2：1。其中II：Ii=1：2。所以让表中所有F2的紫红植株都自交一代，白花植株在全体子代中的比例为2/3×1/4=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3×3=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(A_B_II):靛蓝花(A_bbII):红(aaB_II):蓝（aabbII）=9:3:3:1；第二种情况，当A/a和B/b两对等位基因位于一对染体上时，子二代的表现型比为紫红(A aBbII)：靛蓝花(AAbbII)：红(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，导致果实颜及硬度等发生变化。果实颜由果皮和果肉颜决定。为探究番茄果实成熟的机制，科学家进行了相关研究。
（1）果皮颜由一对等位基因控制。果皮黄与果皮无的番茄杂交的F1果皮为黄，F1自交所得F2果皮颜及比例为_______。
（2）野生型番茄成熟时果肉为红。现有两种单基因纯合突变体，甲（基因A突变为a）果肉黄，乙（基因B突变为b）果肉橙。用甲、乙进行杂交实验，结果如图1。
据此，写出F2中黄的基因型：_______。
（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，当番茄红素量较少时，果肉呈黄，而前体物质2积累会使果肉呈橙，如图2。上述基因A、B以及另一基因H均编码与果肉颜相关的酶，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、果肉呈橙的原因是_______。
（4）有一果实不能成熟的变异株M，果肉颜与甲相同，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。
①将果实特异性表达的去甲基化酶基因导入M
②敲除野生型中果实特异性表达的去甲基化酶基因
③将果实特异性表达的甲基化酶基因导入M
④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：果皮黄与果皮无的番茄杂交的F1果皮只有为黄，说明黄
为显性性状，F1为杂合子；结合题干信息“果皮颜由一对等位基因控制”可以推出：F1自交所得F2果皮颜及比例为黄：无=3：1。
（2）从题干信息可知：甲（基因A突变为a）果肉黄，乙（基因B突变为b）果肉橙，甲、乙为单基因纯合突变体，而且用甲、乙进行杂交实验，F2红：黄：橙=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（AaBb），F2中黄的基因型为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无法转变为番茄红素，所以aabb中前体物质2积累、果肉呈橙。
（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：无=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）①②④
一、 9∶3∶3∶1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 | 9∶6∶1 | 蓝组合1∶2∶1 |
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 | 9∶7 | 1∶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 | 9∶3∶4 | 1∶1∶2 |
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 | 15∶1 | 3∶1 |
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 | 10∶6 | 1∶1(2∶2) |
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)∶aabb＝1∶4∶6∶4∶1 | AaBb∶(Aabb、aaBb)∶aabb＝1∶2∶1 |
AA和BB显性纯合致死 | AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=4∶2∶2∶1 | AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=1∶1∶1∶1 |
AA（或BB）显性纯合致死 | （AaBb+AaBB）∶aaB_ ∶Aabb∶aabb=6∶3∶2∶1或（AaBb+AABb）∶aaBb ∶A_bb∶aabb=6∶2∶3∶1 | AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=1∶1∶1∶1 |
双隐性致死 | A_B_∶A_bb∶aaB_＝9∶3∶3。 | |
单隐性致死(aa或bb) | A_B_∶A_bb=9∶3或A_B_∶aaB_=9∶3 | |
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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9∶3∶3∶1的变式，均符合基因的自由组合定律。(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“9∶3∶3∶1”进行对比，分析其合并性状的原因和类型，例如“15:1”是“（9∶3∶3）∶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） 某植物花的素由非同源染体上的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：黄=9：7
B. 子一代的白个体基因型为Aabb和aaBb
C. 子一代的表现型及比例为红：白：黄=9：4：3
D. 子一代红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，白物质无A基因，即基因组成为aa_，黄物质为A_bb，红物质为A_B_，又素由非同源染体上的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（A_B_）：白（aa_）：黄（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：白：黄=9：4：3，A项错误；C项正确；
B、子一代的白个体基因型为aaBb、aaBb和aabb，B项错误；
D、子一代红个体（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对染体，其中II、III、IV号为常染体。野生型果蝇体为灰；黄体果蝇由于y基因缺失而表现为黄体。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一条II号染体上，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体上，得到转基因雌果蝇乙。
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