果蝇的裂翅与非裂翅为一对相对性状(相关基因用A、a表示,位于3号常染色体),直毛与分叉毛为一对相对性状.为培育果蝇新品系,研究人员进行如图杂交实验(均不考虑交叉互换).请回答下列问题:
(1)将一对表现型均为裂翅直毛的果蝇杂交,F1的表现型与比例如图所示:
分析上图数据可知,控制直毛与分叉毛这对相对性状的基因位于 染色体上,F1裂翅果蝇自交(基因型相同的雌雄个体相互交配)后代中,裂翅与非裂翅的比例为 .
(2)将另一裂翅品系的果蝇自交,后代均为裂翅而无非裂翅,这是因为3号染色体上还存在另一对基因(B、b),且隐性纯合致死,所以此裂翅品系的果蝇虽然均为 ,但自交的后代不出现性状分离,因此裂翅基因能一直保留下来.
(3)果蝇的2号染色体上有卷翅基因D和另一基因E(纯合致死).现欲从图3所示的个体中选择合适的果蝇进行杂交,培育出图4所示的裂卷翅果蝇:
①若从图3中选择表现型为裂翅的果蝇与 果蝇杂交,则F1共有 种表现型,其中包含图4所示的类型;F1的野生型果蝇中杂合子所占比例为 .
②若从图3中选择表现型为裂卷翅的果蝇与野生型果蝇杂交,则F1中的裂卷翅果蝇有 种基因型,欲检测其基因型是否与图4所示的类型相同,可将其与图3中的 果蝇杂交,根据表现型的比例作出判断.
解:(1)由分析可知,直毛与分叉毛这对相对性状在遗传时与性别相关联,是伴性遗传,雄果蝇中既有直毛也有分叉毛,因此位于X染色体上;由分析可知,裂翅果蝇是显性性状,由于裂翅基因纯合致死,因此子一代裂翅果蝇的基因型是Aa,子一代自交产生后代的基因型是AA:Aa:aa=1:2:1,AA纯合致死,后代裂翅:非裂翅=2:1.
(2)由题意知,如果3号染色体上还存在另一对基因(B、b),且隐性纯合致死,则裂翅果蝇的基因型是AaBb,一裂翅品系的果蝇自交,后代均为裂翅而无非裂翅,说明A、B连锁,a、b连锁,相互交配产生的后代的基因型是AABB:AaBb:aabb=1:2:1,其中AABB、aabb致死,因此后代不发生性状分离.
(3)
①分析图4可知,该列卷翅的基因型是AaBbDdEe,且A、B连锁、D、e连锁,因此亲本基因型之一必须是含有AB、De,另一个亲本基因型含有ab、dE,因此选用图中的裂翅与卷翅果蝇进行杂交;裂翅果蝇产生的配子的类型及比例是ABdE:ABde:abdE:abde=1:1:1:1,卷翅果蝇产生的配子的类型及比例是aBDe:aBde:abDe:abde=1:1:1:1,子一代的表现型是4种,由于卷翅果蝇中没有E基因,因此F1的野生型果蝇的基因型是aaBBddEe、aaBBddee、aaBbddEe、aaBbddee四种其中aaBBddee是纯合子,其他都是杂合子.
②图3中列卷翅果蝇的基因型是AaBBDdee,野生型果蝇的基因型是aaBbddEe,二者杂交,由于AaBBDdee产生的配子的类型及比例是ABDe:ABde:aBDe:aBde=1:1:1,aaBbddEe产生的配子的类型及比例是aBdE:aBde:abdE:abde=1:1:1:1,按照雌雄配子随机结合,F1中的裂卷翅果蝇的基因型是AaBBDdee、AaBBDdEe、AaBbDdee、AaBbDdEe四种;欲检测其基因型是否与图4所示的类型相同,可将其与图3中的野生型果蝇(aaBbddEe)杂交,根据表现型的比例作出判断,如果是图中4的类型,产生的配子的类型及比例是ABDe:ABdE:abDe:abdE=1:1:1:1,野生型产生的配子的类型及比例是ABDe:ABde:aBDe:aBde=1:1:1:1,二者杂交由于EE、bb纯合致死,杂交后代的基因型及比例是:AaBBDdEe、AaBBDdee、AaBbDdEe、AaBbddee、AaBBddEe、AaBbddEe、aaBbDdEe、aaBbDdee、aaBbddEe,因此杂交后代的表现型及比例是列卷翅:裂翅:卷翅:野生型=3:3:2:1.
故答案为:
(1)X 2:1
(2)杂合子
(3)①卷 翅 4
②4 野生型
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
登录并加入会员可无限制查看知识点解析