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第23课时　自由组合定律
阐明有性生殖中基因的分离和自由组合使得子代的基因型和表型有多种可能，并可由此预测子代的遗传性状。
考点一　基因的自由组合定律的发现
一、孟德尔的两对相对性状的豌豆杂交实验
1．发现问题——自由组合现象
(1)杂交实验过程
(2)实验结果分析
实验结果 得出结论
F1全为黄色圆粒 黄色、圆粒是显性性状
F2种子形状：圆粒∶皱粒≈3∶1 种子形状的遗传遵循基因的分离定律
F2子叶颜色：黄色∶绿色≈3∶1 子叶颜色的遗传遵循基因的分离定律
F2出现两种亲本没有的新类型 不同性状之间进行了自由组合
2.分析问题、提出假说——对自由组合现象的解释
(1)假说内容
①两对相对性状由两对遗传因子分别控制。
②F1在产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子可以自由组合。
③F1产生的雌配子和雄配子各有4种：YR、Yr、yR、yr，且数量相等。
④受精时，雌雄配子的结合是随机的。
(2)遗传图解
(3)F2结果分析
　F2重组类型不一定占6/16。若将杂交实验中的亲本改为纯合黄色皱粒(YYrr)和绿色圆粒(yyRR)，则F1和F2性状表现与上述杂交实验相同，但F2中新的性状组合类型是黄色圆粒和绿色皱粒，占F2的比例为10/16。
3．演绎推理、实验验证——对自由组合现象的解释验证
　演绎推理和测交实验顺序不能颠倒，必须先演绎推理，推理得出预期结果后再进行测交实验。
4．得出结论——自由组合定律
5．自由组合定律的细胞学基础
二、孟德尔实验获得成功的原因
(1)不同性状自由组合是由同源染色体上的非等位基因自由组合导致的。(2022·天津卷)(　×　)
(2)某种二倍体植物的n个不同性状由n对独立遗传的基因控制(杂合子表现显性性状)。已知植株A的n对基因均杂合。植株A的测交子代会出现2n种不同表型的个体。(2021·全国乙卷)(　√　)
(3)F2的9∶3∶3∶1性状分离比一定依赖于雌雄配子的随机结合。(　√　)
(4)F2的黄色圆粒中，只有基因型为YyRr的个体是杂合子，其他的都是纯合子。(　×　)
(5)基因自由组合定律是指F1产生的4种类型的雄配子和雌配子可以自由组合。(　×　)
(6)孟德尔自由组合定律普遍适用于乳酸菌、酵母菌、蓝细菌等各种有细胞结构的生物。(　×　)
(7)(必修2 P10“旁栏思考”)从数学的角度分析，9∶3∶3∶1与3∶1的联系是(3∶1)2的展开式为9∶3∶3∶1。
【情境应用】　某实验室保存有野生型和一些突变型果蝇。果蝇的部分隐性突变基因及其在染色体上的位置如图所示。
【问题探究】　
(1)图中所列基因中，不能与翅外展基因进行自由组合的基因有哪些？为什么？
提示：紫眼基因。只有位于非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合定律，而图中翅外展基因与紫眼基因均位于2号染色体上，不能进行自由组合。
(2)同学甲用翅外展粗糙眼果蝇与野生型(正常翅正常眼)纯合子果蝇进行杂交，F1自交，F2中翅外展正常眼个体出现的概率是多少？
提示：3/16。
(3)为了验证遗传规律，同学乙让紫眼黑檀体雄果蝇与野生型(红眼灰体)纯合子雌果蝇进行杂交得到F1，F1相互交配得到F2，能够验证自由组合定律的实验结果是什么？
提示：F2的表型及比例为红眼灰体∶红眼黑檀体∶紫眼灰体∶紫眼黑檀体≈9∶3∶3∶1。
1．两对等位基因的遗传分析
比较项目 独立遗传 连锁(不交换)
图示
产生配子 4种 2种 2种
自交后代 表型及比例 4种 9∶3∶3∶1 2种 3∶1 3种 1∶2∶1
基因型 9种 3种 3种
测交后代 表型及比例 4种1∶1∶1∶1 2种1∶1 2种1∶1
基因型 4种 2种 2种
2.验证自由组合定律的4种方法
方法 结论
自交法 F1自交后代的性状分离比为9∶3∶3∶1，则符合基因的自由组合定律，两对性状由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制
测交法 F1测交后代的性状分离比为1∶1∶1∶1，则符合基因的自由组合定律，两对性状由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制
花粉 鉴定法 F1若有四种花粉，其比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律
单倍体 育种法 取F1花药离体培养，用秋水仙素处理单倍体幼苗，若植株有四种表型，且比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律
考向1 结合“两对相对性状的实验过程”考查生命观念与科学探究
1．(2025·河南郑州模拟)下列关于孟德尔两对相对性状的豌豆杂交实验的叙述正确的是(　A　)
A．子一代植株所结种子的表型及比例约为黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒＝9∶3∶3∶1
B．减数分裂时同源染色体分离，非同源染色体自由组合属于假说内容之一
C．杂交实验过程中需要将亲本和子一代豌豆的母本在开花前进行人工去雄和套袋处理
D．孟德尔仅依据种子形状和子叶颜色这两种性状的杂交实验就发现了基因的自由组合定律
解析：孟德尔在做两对性状的杂交实验时，对F2中不同的性状类型进行了数量统计：在总共得到的556粒种子中，黄色圆粒、绿色圆粒、黄色皱粒和绿色皱粒的数量依次是315、108、101和32，它们的数量比接近9∶3∶3∶1，A正确；孟德尔做杂交实验时，还未发现减数分裂现象，还没有发现同源染色体等结构，B错误；子一代经自交得到子二代，故子一代豌豆不需要进行人工去雄处理，C错误；孟德尔对豌豆的多对相对性状均进行了研究，最终得出了基因的自由组合定律，D错误。
考向2 围绕自由组合定律的实质及验证考查科学思维
2．(2024·广东卷)雄性不育对遗传育种有重要价值。为获得以茎的颜色或叶片形状为标记的雄性不育番茄材料，研究者用基因型为AaCcFf的番茄植株自交，所得子代的部分结果见图。其中，控制紫茎(A)与绿茎(a)、缺刻叶(C)与马铃薯叶(c)的两对基因独立遗传，雄性可育(F)与雄性不育(f)为另一对相对性状，3对性状均为完全显隐性关系。下列分析正确的是(　C　)
A．育种实践中缺刻叶可以作为雄性不育材料筛选的标记
B．子代的雄性可育株中，缺刻叶与马铃薯叶的比例约为1∶1
C．子代中紫茎雄性可育株与绿茎雄性不育株的比例约为3∶1
D．出现等量绿茎可育株与紫茎不育株是基因突变的结果
解析：根据绿茎株中绝大多数雄性不育，紫茎株中绝大多数雄性可育，可推测绿茎基因(a)和雄性不育基因(f)位于同一条染色体上，紫茎基因(A)和雄性可育基因(F)位于同一条染色体上，由子代的雄性不育株中，缺刻叶∶马铃薯叶≈3∶1可知，缺刻叶基因(C)与马铃薯叶基因(c)位于另一对同源染色体上，因此育种实践中绿茎可以作为雄性不育材料筛选的标记，A错误；控制缺刻叶(C)、马铃薯叶(c)与控制雄性可育(F)、雄性不育(f)的两对基因位于两对同源染色体上，因此，子代的雄性可育株中，缺刻叶与马铃薯叶的比例也约为3∶1，B错误；由于基因A和基因F位于同一条染色体上，基因a和基因f位于同一条染色体上，子代中紫茎雄性可育株与绿茎雄性不育株的比例约为3∶1，C正确；出现等量绿茎可育株与紫茎不育株是减数第一次分裂前期同源染色体非姐妹染色单体互换的结果，D错误。
3．西瓜瓜形(长形、椭圆形和圆形)和瓜皮颜色(深绿、绿条纹和浅绿)均为重要育种性状。为研究两类性状的遗传规律，选用纯合体P1(长形深绿)、P2(圆形浅绿)和P3(圆形绿条纹)进行杂交。为方便统计，长形和椭圆形统一记作非圆，结果见表。
实验 杂交组合 F1表型 F2表型和比例
① P1×P2 非圆深绿 非圆深绿∶非圆浅绿∶圆形深绿∶圆形浅绿＝9∶3∶3∶1
② P1×P3 非圆深绿 非圆深绿∶非圆绿条纹∶圆形深绿∶圆形绿条纹＝9∶3∶3∶1
回答下列问题：
(1)由实验①结果推测，瓜皮颜色遗传遵循分离定律，其中隐性性状为浅绿。
(2)由实验①和②结果不能判断控制绿条纹和浅绿性状基因之间的关系。若要进行判断，还需从实验①和②的亲本中选用P2、P3进行杂交。若F1瓜皮颜色为深绿，则推测两基因为非等位基因。
(3)对实验①和②的F1非圆形瓜进行调查，发现均为椭圆形，则F2中椭圆形深绿瓜植株的占比应为3/8。若实验①的F2植株自交，子代中圆形深绿瓜植株的占比为15/64。
解析：(1)由实验①结果可知，只考虑瓜皮颜色，F1为深绿，F2中深绿∶浅绿＝3∶1，说明该性状遗传遵循基因的分离定律，且浅绿为隐性性状。(2)由实验②可知，F2中深绿∶绿条纹＝3∶1，也遵循基因的分离定律，结合实验①和实验②的结果，不能判断控制绿条纹和浅绿性状基因之间的关系。若两对基因为非等位基因，可假设控制瓜皮颜色的两对基因为A/a、B/b，则P1的基因型为AABB，P2的基因型为aaBB，符合实验①的结果，则P3的基因型为AAbb，则还需从实验①和②的亲本中选用P2(aaBB)×P3(AAbb)，F1的基因型为AaBb，表现为深绿。(3)调查实验①和②的F1发现全为椭圆形瓜，亲本长形和圆形均为纯合子，说明椭圆形为杂合子，则F2非圆形瓜中有1/3为长形，2/3为椭圆形，故椭圆形深绿瓜植株占比为2/3×9/16＝3/8。由题意可设控制瓜形的基因为C/c，则P1基因型为AABBCC，P2基因型为aaBBcc，实验①F1的基因型为AaBBCc，由实验①F2的表型和比例可知，圆形深绿瓜的基因型为A_BBcc。实验①中F2植株自交子代能产生圆形深绿瓜植株的基因型有1/8AABBCc、1/4AaBBCc、1/16AABBcc、1/8AaBBcc，则子代中圆形深绿瓜植株的占比为1/8×1/4＋1/4×3/16＋1/16×1＋1/8×3/4＝15/64。
考点二　自由组合定律的常规解题规律和方法
【情境应用】　人类中的白化(a)和并指(B)都是常染色体遗传，白化病是隐性遗传病，并指是显性遗传病。现在有一个正常的女人与一个并指的男人结婚，他们生了一个患白化病且手指正常的孩子。
【问题探究】　
(1)这个患白化病且手指正常孩子的基因型是什么？
提示：aabb。
(2)这对夫妇的基因型分别是什么？
提示：男子的基因型为AaBb，女子的基因型为Aabb。
(3)若这对夫妇再生一个孩子，这个孩子能否不患病？若能，概率是多少？
提示：能；3/8。
1．用“分枝法”解顺推类试题
(1)适用范围：两对或两对以上的基因独立遗传，且不存在相互作用。
(2)解题思路
(3)常见题型分析
①配子种类及概率的计算(以基因型为AaBbCc的个体为例)
拆分 AaBbCc　 ↓　 Aa　　Bb　　　 Cc
单独分析 　↓　　 ↓ 　　　↓　 A、a　　B、b　　　C、c 各占1/2　各占1/2　各占1/2
组合 AaBbCc产生的配子种类数为2×2×2＝8种；产生AbC配子的概率为1/2(A)×1/2(b)×1/2(C)＝1/8
　②子代基因型、表型及概率的计算(以基因型为AaBbCc与AaBbCC的个体杂交为例)
拆分
单独分析 ↓　　　　　　↓　　　　　　↓ 1AA∶2Aa∶1aa 1BB∶2Bb∶1bb 1CC∶1Cc 或3A_∶1aa　　或3B_∶1bb　　　或1C_
2.用“逆向分枝法”解逆推类试题
(1)方法：先将子代表型的比例拆分为分离定律的分离比，确定每一对相对性状的亲本基因型，再自由组合。
(2)常见性状分离比的拆分组合
子代性状分离比 拆分 各自亲本 自由组合
AaBb×AaBb
1∶1∶1∶1

3．亲、子代互推类解题方法
(1)拆分法：单独分析每对基因控制的性状。
(2)待定个体基因型的确定方法
①基因填充法：依据表型写出能确定的基因型(显性性状用A_表示)→依据子代的一对基因分别来自两个亲本填充不确定的基因。
②隐性个体突破法：如果存在隐性个体，则其亲代和子代基因型中必定含有一个隐性基因。
考向　围绕自由组合定律的应用考查科学思维
1．(2025·浙江杭州模拟)现有一株纯种小麦的性状是高秆(D)有芒(T)；另一株纯种小麦的性状是矮秆(d)无芒(t)(两对基因独立遗传)，杂交得到F1，F1自交得到F2，对F2的个体进行如下杂交操作，结果错误的是(　C　)
A．选取F2中所有高秆有芒个体随机交配，子代高秆有芒个体占64/81
B．选取F2中所有高秆个体随机交配，子代高秆有芒个体占2/3
C．选取F2中所有矮秆有芒与高秆无芒个体随机交配，子代高秆有芒个体占25/81
D．选取F2中所有矮秆个体随机交配，子代有芒个体占3/4
解析：用纯种高秆有芒小麦(DDTT)与另一株纯种矮秆无芒小麦(ddtt)杂交得到F1(DdTt)，F1(DdTt)自交得到F2，F2中所有高秆有芒个体(1/9DDTT、2/9DdTT、2/9DDTt、4/9DdTt)产生的配子为4/9DT、2/9Dt、2/9dT、1/9dt，让其随机交配，子代高秆有芒个体占4/9×4/9＋4/9×2/9＋4/9×2/9＋4/9×1/9＋2/9×4/9＋2/9×2/9＋2/9×4/9＋2/9×2/9＋1/9×4/9＝64/81，A正确；F2中所有高秆个体(1/3DD、2/3Dd)产生的配子为2/3D和1/3d，随机交配，子代高秆的概率为2/3×2/3＋2×2/3×1/3＝8/9，F2中有芒∶无芒＝3∶1，产生的配子为1/2T和1/2t，随机交配，子代有芒的概率为1/2×1/2＋2×1/2×1/2＝3/4，所以选取F2中所有高秆个体随机交配，子代高秆有芒个体占8/9×3/4＝2/3，B正确；F2中所有矮秆有芒个体(1/3ddTT和2/3ddTt)产生的配子为2/3dT和1/3dt，高秆无芒个体(1/3DDtt和2/3Ddtt)产生的配子为2/3Dt和1/3dt，两种表型个体随机交配，子代高秆有芒个体占2/3×2/3＝4/9，C错误；F2中所有矮秆(dd)个体随机交配，子代都是矮秆，F2中有芒∶无芒＝3∶1，产生的配子为1/2T和1/2t，随机交配，子代有芒的概率为1/2×1/2＋2×1/2×1/2＝3/4，选取F2中所有矮秆个体随机交配，子代有芒个体占3/4，D正确。
2．(2024·贵州卷)已知小鼠毛皮的颜色由一组位于常染色体上的复等位基因B1(黄色)、B2(鼠色)、B3(黑色)控制，其中某一基因纯合致死。现有甲(黄色短尾)、乙(黄色正常尾)、丙(鼠色短尾)、丁(黑色正常尾)4种基因型的雌雄小鼠若干，某研究小组对其开展了系列实验，结果如图所示。
回答下列问题：
(1)基因B1、B2、B3之间的显隐性关系是B1对B2、B3为显性，B2对B3为显性。实验③中的子代比例说明了基因型为B1B1的个体死亡，其黄色子代的基因型是B1B2、B1B3。
(2)小鼠群体中与毛皮颜色有关的基因型共有5种，其中基因型组合为B1B3和B2B3的小鼠相互交配产生的子代毛皮颜色种类最多。
(3)小鼠短尾(D)和正常尾(d)是一对相对性状，短尾基因纯合时会导致小鼠在胚胎期死亡。小鼠毛皮颜色基因和尾形基因的遗传符合自由组合定律，若甲雌雄个体相互交配，则子代表型及比例为黄色短尾∶黄色正常尾∶鼠色短尾∶鼠色正常尾＝4∶2∶2∶1；为测定丙产生的配子类型及比例，可选择丁个体与其杂交，选择丁的理由是丁是隐性纯合子(B3B3dd)。
解析：(1)根据图中杂交组合②可知，B1对B3为显性；根据图中杂交组合③可知，B1对B2为显性；根据图中杂交组合①可知，B2对B3为显性，故B1对B2、B3为显性，B2对B3为显性。实验③中的子代比例说明基因型为B1B1的个体死亡，甲、乙基因型不同，根据实验①②可推知，甲、乙基因型分别为B1B2、B1B3，B2对B3为显性，则实验③中黄色子代的基因型是B1B2、B1B3。(2)根据以上分析可知，小鼠群体中与毛皮颜色有关的基因型有B1B2、B1B3、B2B2、B2B3、B3B3，共有5种。其中B1B3和B2B3交配后代的毛色种类最多，有黄色、鼠色和黑色。(3)小鼠毛皮颜色基因和尾形基因的遗传符合自由组合定律，短尾基因纯合时会导致小鼠在胚胎期死亡，根据题意可知，存在短尾和正常尾的雌雄小鼠，则尾形基因位于常染色体上，且不存在基因型为DD的个体，甲的基因型是B1B2Dd，则该基因型的雌雄个体相互交配，子代表型及比例为黄色短尾∶黄色正常尾∶鼠色短尾∶鼠色正常尾＝4∶2∶2∶1。丙为鼠色短尾，其基因型表示为B2_Dd，为测定丙产生的配子类型及比例，可采用测交的方法，即用丁个体与其杂交，理由是丁是隐性纯合子(B3B3dd)。
1．(2022·全国乙卷)某种植物的花色有白、红和紫三种，花的颜色由花瓣中色素决定，色素的合成途径是白色红色紫色。其中酶1的合成由基因A控制，酶2的合成由基因B控制，基因A和基因B位于非同源染色体上，回答下列问题：
(1)现有紫花植株(基因型为AaBb)与红花杂合体植株杂交，子代植株表型及其比例为紫花∶红花∶白花＝3∶3∶2；子代中红花植株的基因型是AAbb和Aabb；子代白花植株中纯合体所占的比例是1/2。
(2)已知白花纯合体的基因型有2种。现有1株白花纯合体植株甲，若要通过杂交实验(要求选用1种纯合体亲本与植株甲只进行1次杂交)来确定其基因型，请写出选用的亲本基因型、预期实验结果和结论：选用的亲本基因型为AAbb。预期实验结果和结论：若子代植株全开紫花，则植株甲的基因型为aaBB；若子代植株全开红花，则植株甲的基因型为aabb。
解析：(1)由题干信息可以推出，红花杂合体植株的基因型为Aabb，其与紫花植株(基因型为AaBb)杂交，子代红花植株的基因型为AAbb(所占比例为1/4×1/2＝1/8)和Aabb(所占比例为2/4×1/2＝1/4)，所占比例之和为3/8；子代白花植株的基因型为aaBb(所占比例为1/4×1/2＝1/8)和aabb(所占比例为1/4×1/2＝1/8)，所占比例之和为1/4；子代紫花植株的基因型为AABb(所占比例为1/4×1/2＝1/8)和AaBb(所占比例为2/4×1/2＝1/4)，所占比例之和为3/8。综上所述，子代植株表型及其比例为紫花∶红花∶白花＝3∶3∶2。子代白花植株中纯合体所占的比例为1/2。(2)白花纯合体植株甲的基因型为aaBB或aabb；若选择白花纯合个体(基因型为aaBB或aabb)与其杂交，子代植株全部表现为白花；若选择紫花纯合个体(基因型为AABB)与其杂交，子代植株全部表现为紫花；若选择红花纯合个体(基因型为AAbb)与其杂交，若子代全部表现为紫花，则植株甲的基因型为aaBB，若子代全部表现为红花，则植株甲的基因型为aabb。
2．(2023·全国甲卷)乙烯是植物果实成熟所需的激素，阻断乙烯的合成可使果实不能正常成熟，这一特点可以用于解决果实不耐储存的问题，以达到增加经济效益的目的。现有某种植物的3个纯合子(甲、乙、丙)，其中甲和乙表现为果实不能正常成熟(不成熟)，丙表现为果实能正常成熟(成熟)，用这3个纯合子进行杂交实验，F1自交得F2，结果见下表。
实验 杂交组合 F1表型 F2表型及分离比
① 甲×丙 不成熟 不成熟∶成熟＝3∶1
② 乙×丙 成熟 成熟∶不成熟＝3∶1
③ 甲×乙 不成熟 不成熟∶成熟＝13∶3
回答下列问题：
(1)利用物理、化学等因素处理生物，可以使生物发生基因突变，从而获得新的品种。通常，基因突变是指DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变。
(2)从实验①和②的结果可知，甲和乙的基因型不同，判断的依据是甲、乙分别与丙杂交，得到的F1的表型不相同。
(3)已知丙的基因型为aaBB，且B基因控制合成的酶能够催化乙烯的合成，则甲、乙的基因型分别是AABB、aabb；实验③中，F2成熟个体的基因型是aaBB和aaBb，F2不成熟个体中纯合子所占的比例为3/13。
解析：(1)DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变，叫作基因突变。(2)由表格信息可以直接看出，实验①和实验②的亲本中都有丙，但得到的F1的表型不相同，进而推出甲和乙的基因型不同。(3)实验③的F2的性状分离比为13∶3，13∶3为9∶3∶3∶1的变式，可推出这一对相对性状受两对独立遗传的等位基因控制，又知甲、乙都为纯合子，其基因型为AABB或AAbb或aaBB或aabb。由实验①F2中不成熟∶成熟＝3∶1可以推出，实验①F1基因型中一对等位基因杂合、一对等位基因纯合，再结合题中信息可知，丙的基因型为aaBB，且表现为成熟，实验①的F1表现为不成熟，可推出F1中的不成熟个体应该含有A基因，进而推出甲的基因型为AABB。由实验③F2的性状分离比为13∶3可推出F1的基因型为AaBb，进而推出乙的基因型为aabb。实验③中，F2的基因型为1/16AABB(不成熟)、1/8AaBB(不成熟)、1/8AABb(不成熟)、1/4AaBb(不成熟)、1/16AAbb(不成熟)、1/8Aabb(不成熟)、1/16aaBB(成熟)、1/8aaBb(成熟)、1/16aabb(不成熟)，F2成熟个体的基因型为aaBB和aaBb，F2不成熟个体中纯合子所占的比例为3/13。
课时作业23
(总分：50分)
一、选择题(每小题4分，共40分)
1．(2025·江苏常州模拟)下列关于遗传规律研究的叙述，正确的是(　A　)
A．自然状态下豌豆自花传粉进行自交，玉米等异花传粉植物可进行自由交配
B．一株玉米自交产生的F1出现两种性状且分离比为3∶1，不可验证分离定律
C．基因型为YyRr的豌豆产生的雌雄配子随机结合，体现自由组合定律的实质
D．豌豆杂交时对父本的操作程序为去雄→套袋→人工传粉→套袋
解析：豌豆花是两性花，豌豆是自花传粉植物，自然状态下只能自交；玉米雌雄同株，但其花属于单性花，可以进行同株传粉，也可以进行异株传粉，所以自然状态下可进行自由交配，A正确。一株玉米自交产生的F1出现两种性状且分离比为3∶1，则可验证分离定律，B错误。自由组合定律的实质是在形成配子时，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，由此可知，自由组合定律的实质体现在形成配子时，而非雌雄配子结合时，C错误。豌豆杂交时对母本的操作程序为去雄→套袋→人工传粉→套袋，D错误。
2．(2025·内蒙古赤峰模拟)科学地运用数量分析是孟德尔豌豆杂交实验获得成功的因素之一。在豌豆两对相对性状的杂交实验中，理论上会出现1∶1∶1∶1比例关系的是(　B　)
A．F1自交后代的性状分离比
B．F1测交后代的性状比
C．亲本产生的配子类型的数量比
D．F2随机交配，得到的子代的性状比
解析：在豌豆两对相对性状的杂交实验中，杂种F1(YyRr)自交后代的性状分离比为9∶3∶3∶1，A错误；在豌豆两对相对性状的杂交实验中，杂种F1(YyRr)产生四种比例相等的配子，测交后代的表型及比例为黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒＝1∶1∶1∶1，B正确；在豌豆两对相对性状的杂交实验中，杂种F1(YyRr)产生的配子种类为YR、Yr、yR、yr，其比例为1∶1∶1∶1，但是雄配子的数量一般多于雌配子的数量，C错误；在豌豆两对相对性状的杂交实验中，F2有9Y_R_、3Y_rr、3yyR_、1yyrr，产生的配子为YR、Yr、yR、yr，其比例为1∶1∶1∶1，因此让其随机交配，得到的子代的性状比为9∶3∶3∶1，D错误。
3．孟德尔两对相对性状杂交的实验运用了“假说—演绎法”。下列说法正确的是(　B　)
A．“产生配子过程中，同源染色体分离使成对遗传因子彼此分离”属于假说内容
B．“F1自交后代出现4种性状组合，且比例为9∶3∶3∶1”属于实验现象
C．“进行测交实验，后代出现4种性状组合，且表型比例为1∶1∶1∶1”属于演绎推理
D．孟德尔揭示自由组合定律的实质是雌雄配子结合时，控制不同性状的遗传因子自由组合
解析：“F1在产生配子时，每对遗传因子彼此分离”属于假说内容，孟德尔没有提到同源染色体的概念，A错误；“F1自交后代出现4种性状组合，且比例为9∶3∶3∶1”属于实验现象，B正确；“进行测交实验，后代出现4种性状组合，且表型比例为1∶1∶1∶1”属于实验验证，C错误；孟德尔揭示自由组合定律的实质是形成配子时，决定同一性状的遗传因子彼此分离，控制不同性状的遗传因子自由组合，D错误。
4．(2025·山东济宁模拟)孟德尔在两对相对性状的豌豆杂交实验中，用纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆杂交获得F1，F1自交得F2，下列叙述正确的是(　D　)
A．两对性状的遗传都遵循分离定律，故它们的遗传遵循自由组合定律
B．F1产生的雌雄配子数量相等，是F2出现9∶3∶3∶1性状分离比的前提
C．自然条件下将F2中黄色圆粒植株混合种植，后代出现绿色皱粒的比例为1/81
D．从F2的绿色圆粒植株中任取两株，这两株基因型不同的概率为4/9
解析：连锁的两对等位基因也都遵循分离定律，故不能依据黄色与绿色、圆粒与皱粒的遗传都遵循分离定律，得出这两对性状的遗传遵循自由组合定律的结论，A错误；F1产生的雄配子总数往往多于雌配子总数，B错误；若自然条件下将F2中黄色圆粒植株混合种植，由于豌豆是自花传粉植物，只有基因型为YyRr的个体才会产生基因型为yyrr的绿色皱粒豌豆，故后代出现绿色皱粒的概率为4/9×1/16＝1/36，C错误；从F2的绿色圆粒植株(yyRR或yyRr)中任取两株，这两株基因型相同的概率为1/3×1/3＋2/3×2/3＝5/9，故基因型不同的概率为4/9，D正确。
5．(2025·河南郑州模拟)水稻品质和抗性的协同提升是育种科学家的共同目标。已知水稻的香味和抗性由两对独立遗传的等位基因控制。现有两个纯合的水稻品系，一种有香味但易感病，另一种没有香味但有抗性。科研人员对两种水稻进行杂交，得到的F1表型均为有香味且有抗性。下列叙述错误的是(　B　)
A．F1在减数分裂Ⅰ过程中会发生等位基因的分离和非等位基因的自由组合
B．若从F1开始逐代自交，则两个显性基因的频率将逐渐增大
C．F1与两种亲本分别杂交，两组后代中有香味且有抗性的个体占比相同
D．对F1的花药进行离体培养，将获得的单倍体植株进行染色体加倍后，所需要类型的植株占1/4
解析：已知水稻的香味和抗性由两对独立遗传的等位基因控制，两种水稻进行杂交，得到的F1表型均为有香味且有抗性，F1在减数分裂Ⅰ过程中会发生等位基因的分离和非等位基因的自由组合，A正确；若从F1开始逐代自交，后代纯合子概率会变大，没有单独淘汰任何个体，两个显性基因的频率和两个隐性基因的频率相同，B错误；有香味且有抗性的个体是双显性个体，亲本是两个纯合的水稻品系，一种有香味但易感病，另一种没有香味但有抗性，均为单显性个体，F1表型为有香味且有抗性，与两种亲本分别杂交，两组后代中有香味且有抗性的个体占比相同，都是1/2，C正确；F1为双杂合子，能产生4种配子，比例是1∶1∶1∶1，对F1的花药进行离体培养，将获得的单倍体植株进行染色体加倍后，所需要类型的植株占1/4，D正确。
6．(2025·重庆沙坪坝区模拟)某雌雄异株植物的叶形宽叶和窄叶是由一对等位基因(A/a)控制的，灰霉病的抗性受另一对等位基因(B/b)控制。某研究小组用纯合的宽叶抗病、窄叶不抗病植株进行正反交实验，结果F1全为宽叶不抗病个体，F1的雌雄个体随机交配，F2中宽叶抗病、宽叶不抗病、窄叶不抗病个体数量比约为1∶2∶1，F1及F2的每种性状中均雌雄各半，下列叙述错误的是(　B　)
A．A/a与B/b均位于常染色体上
B．基因A和B在同一条染色体上
C．只考虑叶形和灰霉病抗性基因，若不发生变异，则一个F1个体能产生两种类型的配子
D．若F2中出现窄叶抗病个体，则可能是配子形成时发生了染色体片段互换
解析：正反交结果相同，且F1及F2的每种性状中均雌雄各半，所以两对等位基因都在常染色体上，A正确。F1全为宽叶不抗病个体，所以不抗病和宽叶为显性性状，则亲代基因型为AAbb和aaBB，F1为AaBb，F1的雌雄个体随机交配，F2中宽叶抗病、宽叶不抗病、窄叶不抗病个体数量比约为1∶2∶1，所以两对等位基因在同一对染色体上，又因为亲代基因型为AAbb和aaBB，所以A和b在同一条染色体上，a和B在同一条染色体上，B错误。F1为AaBb，A和b在同一条染色体上，a和B在同一条染色体上，若不发生变异，只能产生Ab和aB两种配子，C正确。若不发生变异，F2只有AAbb、aaBB、AaBb三种基因型，对应性状分别为宽叶抗病、窄叶不抗病、宽叶不抗病，不存在窄叶抗病(aabb)个体；若配子形成时发生了染色体片段互换，就可能产生ab配子，得到aabb个体，D正确。
7．(2025·北京延庆区模拟)控制果蝇体色和翅型的基因均位于常染色体上，杂交实验结果如图。下列分析正确的是(　B　)
A．黑身对灰身为显性
B．F1灰身长翅果蝇产生了17%的重组型配子
C．F1灰身长翅自交后代性状分离比为9∶3∶3∶1
D．体色和翅型的遗传遵循基因的自由组合定律
解析：仅考虑体色基因，亲本分别为灰身和黑身，F1只表现为灰身，说明灰身对黑身为显性，A错误；F1测交后代中灰身∶黑身＝1∶1，长翅∶短翅＝1∶1，若这两对基因符合自由组合定律，则后代表型比例应为灰身长翅∶黑身长翅∶灰身短翅∶黑身短翅＝1∶1∶1∶1，与题图不符，说明这两对基因位于一对同源染色体上，设相关基因用A/a、B/b表示，则亲本基因型为AABB和aabb，F1中A与B位于一条染色体上，a与b位于另一条染色体上，F1在减数第一次分裂前期发生了染色体互换，导致形成了重组型配子Ab和aB，由于F1测交后代的表型比例可以反映F1产生配子的比例，因此F1产生重组型配子Ab和aB的比例之和＝F1测交后代中灰身短翅个体(基因型为Aabb)和黑身长翅(基因型为aaBb)个体的比例之和＝8.5%＋8.5%＝17%，B正确；由于体色和翅型基因位于一对同源染色体上，其遗传不符合自由组合定律，故F1(基因型为AaBb)自交，后代的性状分离比不是9∶3∶3∶1，C、D错误。
8．(2025·广东佛山模拟)现有果蝇突变体裂翅、紫眼和黑檀体，这些突变体均为不同的单基因突变。多只裂翅果蝇在与野生型进行正反交时，子代均符合裂翅∶野生型≈1∶1。为判断相关基因的位置关系，研究人员进行了杂交实验，杂交组合及子代表型如表。下列分析正确的是(　B　)
杂交组合 F1表型及比例 杂交组合 F2表型及比例
裂翅×紫眼 裂翅∶野生型≈1∶1 F1裂翅×紫眼 裂翅∶紫眼∶裂翅紫眼∶野生型≈1∶1∶1∶1
裂翅×黑檀体 裂翅∶野生型≈1∶1 F1裂翅×黑檀体 裂翅∶黑檀体≈1∶1
A．紫眼为显性突变，黑檀体为隐性突变
B．实验中的裂翅果蝇均以杂合子形式存在
C．裂翅基因与紫眼基因在同一对染色体上
D．紫眼和黑檀体杂交子代为紫眼或黑檀体
解析：裂翅和紫眼杂交，子代关于紫眼的性状全部表现为野生型，说明野生型对紫眼为显性，即紫眼为隐性突变；裂翅和黑檀体杂交，子代关于黑檀体的性状全部表现为野生型，说明黑檀体为隐性突变，A错误。实验中的裂翅果蝇均以杂合子形式存在，B正确。第一个杂交组合中，裂翅和紫眼杂交，若相关基因用A/a、B/b表示，则F1裂翅的基因型可表示为AaBb，紫眼基因型可表示为aabb，则F2中出现四种表型，说明裂翅基因与紫眼基因分别位于两对同源染色体上，遵循基因自由组合定律，C错误。裂翅和黑檀体杂交，F1中裂翅∶野生型≈1∶1，说明黑檀体是隐性性状，F1裂翅×黑檀体，F2中裂翅∶黑檀体≈1∶1，说明控制裂翅的相关基因和控制黑檀体的相关基因表现为连锁关系，即位于一对同源染色体上，结合C项分析可知，控制紫眼的相关基因和控制黑檀体的相关基因在遗传时遵循自由组合定律，又因为紫眼和黑檀体均为隐性性状，则紫眼和黑檀体杂交子代为野生型，D错误。
9．(2025·湖北武汉模拟)有学生学习了孟德尔杂交实验后，别出心裁地进行了模拟实验：用4个大信封，按照下表分别装入一定量的卡片，然后从每个信封内各随机取出1张卡片，记录组合后放回原信封，重复多次，下列关于该模拟结果的叙述中，错误的是(　C　)
大信封 信封内装入卡片
黄Y 绿y 圆R 皱r
雌1 10 10 0 0
雌2 0 0 10 10
雄1 10 10 0 0
雄2 0 0 10 10
A．可模拟孟德尔杂交实验中F1自交产生F2的过程，四个信封内卡片总数可以都不相等
B．可模拟子代基因型，记录的卡片组合类型有9种
C．可模拟雌1、雌2、雄1、雄2之间的随机交配
D．雌1和雌2取出的卡片组合可以模拟非同源染色体上的非等位基因自由组合，共有4种类型
解析：从每个信封中抽取一张卡片，模拟的是减数分裂时等位基因的分离，将同一性别的不同信封中的卡片组合，模拟的是非等位基因的自由组合，将来自不同性别的卡片继续组合模拟的是受精作用，所以上述结果可模拟孟德尔杂交实验中F1自交产生F2的过程，四个信封内卡片总数可以都不相等，只需保证同一个体产生的配子的种类及比例一致即可，A正确；可模拟子代基因型，记录的卡片组合方式有16种，卡片组合类型有9种，B正确；雌1、雌2所含的基因不控制同一性状，雄1、雄2所含的基因不控制同一性状，实验不能模拟雌1、雌2、雄1、雄2之间的随机交配，C错误；从雌1、雌2信封内各随机取出一张卡片，模拟非等位基因的自由组合产生雌配子的过程，共有4种类型，D正确。
10．(2025·江苏扬州模拟)如图表示孟德尔揭示两个遗传定律时所选用的豌豆植株及其体内相关基因控制的性状、显隐性及其在染色体上的分布。下列叙述正确的是(　A　)
A．图甲、乙、丙、丁所示个体都可以作为验证基因分离定律的材料
B．图丁所示个体自交后代中表型为黄色皱粒与绿色皱粒的比例是1∶1
C．图甲、乙所示个体减数分裂时，都能揭示基因的自由组合定律的实质
D．图乙所示个体自交后代会出现3种表型，比例为1∶2∶1
解析：由题图可知，图甲、乙、丙、丁所示个体均含有等位基因，都可以作为研究基因分离定律的材料，A正确；图丁所示个体的基因型为DdYyrr，两对等位基因位于一对同源染色体上，其自交后代中DDYYrr∶DdYyrr∶ddyyrr＝1∶2∶1，其中黄色皱粒(Y－rr)∶绿色皱粒(yyrr)＝3∶1，B错误；图甲、乙所示个体都只有一对等位基因，所表示个体减数分裂时，不能用来揭示基因的自由组合定律的实质，C错误；图乙所示个体(YYRr)自交，只会出现两种表型，黄色圆粒(YYR_)∶黄色皱粒(YYrr)＝3∶1，D错误。
二、非选择题(共10分)
11．(10分)(2025·江西宜春模拟)XY型性别决定的某昆虫翻翅(翅膀上翘，无长、短之分)与正常翅(翅膀平展，有长、短翅两种类型)由常染色体上的一对等位基因A/a控制，长翅与短翅由等位基因B/b控制；两对等位基因均不在Y染色体上，所有配子活力相同。以一对翻翅昆虫为亲本杂交，F1雌、雄虫表型及比例无差异，相关数据如图所示。
回答下列问题：
(1)控制该昆虫长翅与短翅的基因位于常染色体上；请从基因之间关系的角度解释翻翅昆虫中无长、短翅之分的原因：A基因存在时会抑制B、b基因的表达。
(2)从F1中取1只翻翅雄虫与1只短翅雌虫进行杂交的方法称为测交，可通过观察该杂交产生后代的表型及比例鉴定翻翅雄虫产生的配子种类及比例(或翻翅雄虫的基因型)。
(3)若让F1中的所有翻翅雄虫与所有短翅雌虫随机交配产生F2，则F2的性状及比例为翻翅∶长翅∶短翅＝2∶1∶1，F2中翻翅基因的频率为1/4。
解析：(1)根据题目可知，以一对翻翅昆虫为亲本杂交，F1雌、雄虫表型及比例无差异，说明控制该昆虫长翅与短翅的基因位于常染色体上；以一对翻翅昆虫为亲本杂交，F1中既有翻翅又有正常翅，出现性状分离，则翻翅为显性性状(由A基因控制)，正常翅为隐性性状(由a基因控制)；F1中长翅∶短翅＝3∶1，符合基因分离定律，则长翅为显性性状(由B基因控制)，短翅为隐性性状(由b基因控制)，翻翅无长短之分，而在正常翅中有长、短翅两种类型，说明当A基因存在时，长、短翅的基因受到了抑制，既A基因存在时会抑制B、b基因的表达。(2)F1中未知基因型的显性个体与隐性个体杂交的方法为测交，所以从F1中取1只翻翅雄虫与1只短翅雌虫进行杂交的方法称为测交，可以通过观察测交产生后代的表型及比例来鉴定翻翅雄虫产生的配子种类及比例(或翻翅雄虫的基因型)。(3)以一对翻翅昆虫为亲本杂交，后代出现性状分离，且F1中长翅∶短翅＝3∶1，则说明翻翅昆虫亲本的基因型为AaBb，而F1中翻翅∶正常翅(长翅＋短翅)＝2∶1，说明F1中所有翻翅昆虫都为杂合子，A基因显性纯合致死，让F1中的所有翻翅雄虫(1/4AaBB、1/2AaBb、1/4Aabb)与所有短翅雌虫(aabb)随机交配，F1翻翅雄虫产生的配子中A∶a＝1∶1，B∶b＝1∶1，则F2中翻翅∶正常翅＝Aa__∶aa__＝1∶1，正常翅中长翅(Bb)∶短翅(bb)＝1∶1，则F2翻翅∶长翅∶短翅＝2∶1∶1，F2中翻翅基因(A)的频率为1/2×1/2＝1/4。

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