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【备考2023】高中生物新教材一轮复习学案
第15讲　基因的自由组合定律
[素养目标]
1．通过孟德尔的两对相对性状的杂交实验分析，体会并掌握假说—演绎法。(科学思维、科学探究)
2．通过对自由组合定律遗传特例的分析，掌握自由组合定律的实质。(科学思维、生命观念)
　自由组合定律的发现与实质
1．发现问题——两对相对性状的杂交实验
[提醒]　在两对相对性状的杂交实验中，F2中未出现“新性状”
在两对相对性状的杂交实验中，F2中出现了新的表型，但并未出现新性状，新表型的出现是原有性状重新组合的结果。
2．提出假说——对自由组合现象的解释
3．演绎推理、验证假说——对自由组合现象的验证
(1)理论解释(提出假设)
①F1与隐性纯合子杂交。F1产生4种比例相等的配子，即YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1，而隐性纯合子只产生yr一种配子。
②测交产生4种比例相等的后代，即YyRr∶Yyrr∶yyRr∶yyrr＝1∶1∶1∶1。
(2)实验验证
[提醒]　yyRr×Yyrr不是测交
测交是指F1与隐性纯合子杂交。因此虽然YyRr×yyrr和yyRr×Yyrr这两对组合的后代的基因型相同，但只有YyRr×yyrr称为测交。
4．得出结论——自由组合定律
5．孟德尔获得成功的原因
6．孟德尔遗传规律的应用
1．(必修2 P10“旁栏思考”)对于两对相对性状的遗传结果，如果对每一对性状单独进行分析，其性状的数量比都是3∶1，即每对性状的遗传都遵循分离定律。两对相对性状的遗传结果可以表示为它们各自遗传结果的乘积，即9∶3∶3∶1来自(3∶1)2。(√)
2．(必修2 P11 图1 8)F2中出现与亲本不同的性状类型，称为重组类型，重组类型是黄色皱粒和绿色圆粒，重组类型所占比例是。(√)
3．(必修2 P11 表1 2)F1(YyRr)产生的雌配子(雄配子)的种类和比例为YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1，此比例是雌雄配子之间的数量比例。(×)
4．(必修2 P11 图1 9)测交实验结果只能证实F1产生配子的种类，不能证明不同配子间的比例。(×)
5．(必修2 P11表1 2)在孟德尔的F1(YyRr)与yyrr测交实验中，也进行了正反交实验，并且结果都与预期结果一致，接近1∶1∶1∶1。(√)
1．必修2 P10正文拓展：受精时，雌雄配子的结合是随机的，随机结合是不是基因的自由组合？为什么？
提示：不是。雌雄配子的随机结合发生在受精作用阶段，基因的自由组合发生在配子产生过程中，所以雌雄配子的随机结合不是基因的自由组合。
2．必修2 P5图1 4和P11图1 8拓展：分析下列图中哪些过程可以发生基因重组？为什么？
提示：⑨过程。基因重组发生在产生配子的减数分裂Ⅰ过程中，可以是非同源染色体上的非等位基因之间的重组，故①～⑩过程中仅⑨过程发生基因重组，图中④⑤过程仅发生了等位基因分离，未发生基因重组，③⑥过程是雌雄配子的随机结合过程。
1．基因的自由组合与基因完全连锁的比较[科学思维]
(1)基因的自由组合
(2)基因的完全连锁
2．自由组合定律内容的细胞学基础[科学思维]
3．基因分离定律与自由组合定律的关系及相关比例图解分析[科学思维]
(1)在上述比例中最能体现基因分离定律和基因自由组合定律实质的分别是F1所产生配子的比例为1∶1和1∶1∶1∶1，其他比例的出现都是以此为基础。该基础源自减数分裂时同源染色体上的等位基因彼此分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
(2)利用分枝法理解比例关系。因为黄色和绿色、圆粒和皱粒两对相对性状独立遗传，所以9∶3∶3∶1的实质为(3∶1)×(3∶1)，1∶1∶1∶1的实质为(1∶1)×(1∶1)，因此若出现3∶3∶1∶1，其实质为(3∶1)×(1∶1)。此规律可以应用在基因型的推断中。
4．“实验法”验证遗传定律[科学思维]
验证方法 结论
自交法 F1自交后代的性状分离比为3∶1，则符合基因的分离定律，由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制
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，由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制
测交法 F1测交后代的性状比例为1∶1，则符合基因的分离定律，由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制
F1测交后代的性状比例为1∶1∶1∶1，则符合基因的自由组合定律，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 若有2种花粉，比例为1∶1，则符合分离定律
若有4种花粉，比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律
单倍体 育种法 取花药离体培养，用秋水仙素处理单倍体幼苗，若植株有2种表型，比例为1∶1，则符合分离定律
取花药离体培养，用秋水仙素处理单倍体幼苗，若植株有4种表型，比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律
[探究意图：以植物杂交实验为情境信息考查科学探究]
云南杓兰花朵的颜色由两对等位基因(A、a和B、b)控制，现有甲、乙两株粉红杓兰杂交，后代紫红杓兰∶粉红杓兰∶灰白杓兰＝1∶2∶1，让F1粉红杓兰自交，每株收获的种子单独种植，F2中粉红杓兰∶灰白杓兰都为2∶1。请回答下列问题：
(1)甲、乙两亲本粉红杓兰的基因型是________。
(2)F2中粉红杓兰∶灰白杓兰＝2∶1的原因是_________________________________
________________________________________________________________________。
(3)利用题干中所给的个体，设计实验探究基因在染色体上的位置。
实验方案：_____________________________________________________________。
结果及结论：若后代__________________，则A、a和B、b在一对同源染色体上。
若后代______________________________，则A、a和B、b在两对同源染色体上。
提示：(1)Aabb和aaBb(或aaBb和Aabb)
(2)显性基因纯合(AA和BB)致死
(3)让F1紫红杓兰自交，观察后代的表型及比例　全为紫红杓兰　紫红杓兰∶粉红杓兰∶灰白杓兰＝4∶4∶1
突破点1　围绕两对相对性状的遗传实验分析，考查科学思维和科学探究能力
1．孟德尔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作亲本进行杂交，F2出现4种性状类型，数量比为9∶3∶3∶1。产生上述结果的必要条件不包括(　　)
A．F1雌雄配子各有4种，数量比均为1∶1∶1∶1
B．F1雌雄配子的结合是随机的
C．F1雌雄配子的数量比为1∶1
D．F2的个体数量足够多
解析：孟德尔两对相对性状的遗传遵循基因的自由组合定律。雄配子的数量远远超过雌配子的数量；F1雌雄配子各有4种且数量比为1∶1∶1∶1是自由组合定律的必要条件，另外还要满足雌雄配子的结合是随机的，F2的个体数量应足够多。
答案：C
2．某自花传粉的植物，花的颜色由两对基因(A和a、B和b)控制，其遗传遵循自由组合定律。其中A基因控制红色素合成，B基因控制紫色素合成，当两种色素同时合成时，花色表现为品红花；两种色素都不能合成时，花色表现为白花。科研小组做了甲、乙两组人工杂交实验，结果如下：
甲：品红花×白花→F1：品红花、红花
乙：品红花×紫花→F1：品红花、红花、紫花、白花
请回答：
(1)甲组品红花亲本和F1中品红花个体的基因型分别是________和________。
(2)乙组紫花亲本的基因型是________，F1中品红花、红花、紫花、白花的比例是________。
(3)欲判断乙组F1中某品红花植株的基因型，请你为该科研小组设计一个最简便的实验方案，并预测实验结果及结论。
实验方案：______________________________________________________。
实验结果及结论：
①若子代中品红花比例为________，则该品红花植株基因型为________。
②若子代中品红花比例为________，则该品红花植株基因型为________。
解析：(1)据题干信息可推知，基因型为A_bb的花色为红色，基因型为aaB_的花色为紫色，基因型为A_B_的花色为品红色，基因型为aabb的花色为白色。甲组实验中，品红花亲本(A_B_)与白花亲本(aabb)杂交，F1中有品红花与红花(A_bb)两种表型，则品红花亲本基因型为AABb，进而推知F1中品红花个体的基因型是AaBb。(2)乙组品红花(A_B_)×紫花(aaB_)，后代出现了白花(aabb)，说明亲本品红花基因型为AaBb，紫花基因型为aaBb，则F1中四种表型的比例是品红花(AaB_)∶红花(Aabb)∶紫花(aaB_)∶白花(aabb)＝3∶1∶3∶1。(3)乙组F1中某品红花植株的基因型为AaBB或AaBb，而该植物为自花传粉的植物，所以欲判断乙组F1中某品红花植株的基因型，最简便的实验方案：让该品红花植株自交(自花传粉)，观察并统计后代的表型及比例。①若该品红花植株基因型为AaBB，则其自交子代表型及比例为品红花(A_BB)∶紫花(aaBB)＝3∶1，即子代中品红花比例为；②若该品红花植株基因型为AaBb，则其自交子代表型及比例为品红花(A_B_)∶紫花(aaB_)∶红花(A_bb)∶白花(aabb)＝9∶3∶3∶1，即子代中品红花比例为。
答案：(1)AABb　AaBb　(2)aaBb　3∶1∶3∶1　(3)实验方案：让该品红花植株自交，观察并统计后代的表型及比例
实验结果及结论：①　AaBB　②　AaBb
突破点2　围绕基因自由组合定律的实质，考查科学思维能力
3．如图为某植株自交产生后代的过程示意图，下列对此过程及结果的描述，不正确的是(　　)
A．A、a与B、b的自由组合发生在①过程
B．②过程发生雌、雄配子的随机结合
C．M、N、P分别代表16、9、3
D．该植株测交后代表型比例为1∶1∶1∶1
解析：据题图分析，①表示减数分裂，A、a与B、b的自由组合发生在减数分裂Ⅰ过程中，A正确；②过程发生雌、雄配子的随机结合，即受精作用，B正确；①过程形成4种配子，②雌、雄配子的随机组合方式有4×4＝16(种)，基因型为3×3＝9(种)，由题图中12∶3∶1可知，表型为3种，C正确；该植株测交后代基因型以及比例为1(AaBb)∶1(Aabb)∶1(aaBb)∶1(aabb)，由题中12∶3∶1可知，表型的比例为2∶1∶1，D错误。
答案：D
4．某植物茎的紫色与绿色受常染色体上的3对等位基因(A/a、B/b、C/c)控制，每对等位基因中均至少含有一个显性基因时植物的茎表现为紫色，其余均表现为绿色。某课外小组对该性状的遗传进行了研究。回答下列问题(不考虑互换)：
(1)绿茎植株的基因型有________种。
(2)用紫茎纯合植株和绿茎纯合植株杂交得F1，F1测交结果为aabbcc∶AaBbCc∶aaBbcc∶AabbCc＝1∶1∶1∶1，由此可以推测绿茎纯合植株的基因型为________，请在下面方框中表示出F1中3对基因在染色体上的分布情况。(竖线表示染色体，黑点表示基因在染色体上的位置)。
判断的理由是___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)现取(2)中所得植株F1，先让其自交得到F2，再让F2中的紫茎植株自由交配得F3，则理论上F3中紫茎植株所占比例为________。
解析：(1)由题意分析可知，紫茎植株的基因型为A_B_C_，共有2×2×2＝8(种)，其余基因型均表现为绿茎，故绿茎植株的基因型有3×3×3－2×2×2＝19(种)。(2)紫茎纯合植株的基因型为AABBCC，绿茎纯合植株的基因型有aabbcc、AABBcc、AAbbCC、aaBBCC、AAbbcc、aaBBcc、aabbCC，共7种，由测交结果可知绿茎纯合植株的基因型为aabbcc，F1的基因型为AaBbCc，又根据测交结果，可知F1产生的配子类型及比例为abc∶ABC∶aBc∶AbC＝1∶1∶1∶1，由于A与C、a与c总是在一起，说明A与C在一条染色体上，a与c位于其同源染色体上。基因在染色体上的位置见答案。(3)由于C总是与A相关联，故只要后代的基因型中含A_B_，表型一定为紫茎。只考虑A、a与B、b两对基因，F1的基因型为AaBb，自交所得F2中的紫茎植株基因型及其比例为AABb∶AaBb∶AABB∶AaBB＝2∶4∶1∶2，F2紫茎植株产生的配子中AB占4/9，Ab占2/9，aB占2/9，ab占1/9，F2中的紫茎植株自由交配，后代紫茎植株占(4/9)×(4/9)＋(4/9)×(2/9)×2＋(4/9)×(2/9)×2＋(4/9)×(1/9)×2＋(2/9)×(2/9)×2＝64/81。
答案：(1)19　(2)aabbcc　如图所示。
　由测交结果可知F1(AaBbCc)产生的配子类型及比例为abc∶ABC∶aBc∶AbC＝1∶1∶1∶1，A与C、a与c总是在一起，说明A与C位于一条染色体上、a与c位于其同源染色体上(合理即可)　(3)64/81
突破点3　围绕基因分离定律和自由组合定律的验证，考查科学思维和科学探究能力
5．(多选)玉米的两对等位基因A、a和B、b控制两对相对性状，某研究小组欲研究两对等位基因是否位于两对同源染色体上，进行了下列四组实验，并分析四组实验的子一代的表型和比例，其中能够确定两对等位基因位置关系的是(　　)
A．AaBb个体进行自交　　　 B．AaBb与aabb杂交
C．AaBb与Aabb杂交 D．aaBb与Aabb杂交
解析：如果两对基因位于两对同源染色体上，基因型为AaBb的个体能产生四种比例相同的配子，如果两对基因位于一对同源染色体上，基因型为AaBb的个体只能产生两种配子(不考虑互换)，A、B、C项均可通过后代的表型及其比例判断两对等位基因的位置关系，而D项中无论两对基因是位于两对同源染色体还是位于一对同源染色体上，基因型为aaBb和Aabb的个体都只能产生两种配子(不考虑互换)，无法根据后代的表型及其比例来判断两对等位基因的位置关系，D错误。
答案：ABC
6．某雌雄异株二倍体植物的花色有红色和白色两种，茎的颜色有绿色和紫色两种。研究小组选取一红花绿茎植株和一白花紫茎植株进行正反交，子代(数量足够多)雌株和雄株均为红花绿茎∶红花紫茎∶白花绿茎∶白花紫茎＝1∶1∶1∶1。
回答下列问题(不考虑突变和互换及X、Y染色体的同源区段)：
(1)仅根据题述实验结果，能否判断花色以及茎色的显隐性？____________________(填“花色能茎色不能”“花色不能茎色能”“花色茎色都能”或“花色茎色都不能”)。
(2)题述杂交实验正反交结果相同，表明控制这两对性状的基因都位于______________。
(3)根据题述信息判断，这两对性状的遗传________________(填“遵循”“不遵循”或“不一定遵循”)自由组合定律。请以题述植株作为材料设计一次遗传实验进行进一步的探究。(简要写出实验思路、预期实验结果及结论)
解析：(1)两个具有两对相对性状的植株杂交，子代出现四种表型且比例为1∶1∶1∶1，由于任意一对相对性状的分离比都是1∶1，因此无法判断它们的显隐性关系。(2)由题意知，正反交实验结果相同，表明控制这两对相对性状的基因均位于常染色体上。(3)设两对基因分别为A/a和B/b，两个植株杂交，子代出现四种表型且比例为1∶1∶1∶1，亲本组合是AaBb×aabb或Aabb×aaBb。若为前者，可说明AaBb产生了4种数量相等的配子，则可以说明题述两对性状的遗传遵循自由组合定律；若为后者，无论两对基因是位于一对同源染色体上还是两对同源染色体上，每个亲本都能产生2种数量相等的配子，子代都会有4种类型，且比例为1∶1∶1∶1，因此不能说明题述两对性状的遗传遵循自由组合定律。选择子代中的红花紫茎雌(或雄)株和白花绿茎雄(或雌)株进行杂交，获得F2植株，统计F2植株的表型及比例即可判断两对基因的位置，具体见答案。
答案：(1)花色茎色都不能　(2)常染色体上　(3)不一定遵循　实验思路：选择子代中的红花紫茎雌(或雄)株和白花绿茎雄(或雌)株进行杂交，获得F2植株，统计F2的表型及比例。预期实验结果及结论：若F2表现为红花绿茎∶红花紫茎∶白花绿茎∶白花紫茎＝1∶1∶1∶1，则两对性状的遗传遵循自由组合定律；若F2表现为红花绿茎∶白花紫茎＝1∶1，则两对性状的遗传不遵循自由组合定律。
1．科研人员用某植物进行遗传学研究，选用高茎、白花、感病的植株作母本，矮茎、白花、抗病的植株作父本进行杂交，F1均表现为高茎、红花、抗病，F1自交得到F2，F2的表型及比例为高∶矮＝3∶1，红∶白＝9∶7，抗病∶感病＝3∶1。植物花色的遗传遵循基因的______________定律，原因是__________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：自由组合　仅就花色而言，由F2花色的分离比为9∶7可推知F1的配子有16种结合方式，而这16种结合方式是F1的4种雌、雄比例相等的配子随机结合的结果
2．利用现有绿色圆粒豌豆(yyRr)，获得纯合的绿色圆粒豌豆的实验思路：
________________________________________________________________________。
提示：让绿色圆粒豌豆(yyRr)自交，淘汰绿色皱粒豌豆，再连续自交并选择，直到不发生性状分离为止
　自由组合定律的解题方法突破
方法一　利用“拆分法”解决自由组合计算问题
1．思路：将多对等位基因的自由组合分解为若干分离定律分别分析，再运用乘法原理进行组合。
2．方法
题型分类 解题规律 示例
种类 问题 配子类型(配子种类数) 2n(n为等位基因对数) AaBbCCDd产生的配子种类数为23＝8
配子间结合方式 配子间结合方式种类数等于配子种类数的乘积 AABbCc×aaBbCC配子间结合方式种类数＝1×4×2＝8
子代基因型(或表型)种类 双亲杂交(已知双亲基因型)，子代基因型(或表型)等于各性状按分离定律所求基因型(或表型)的乘积 AaBbCc×Aabbcc，基因型为3×2×2＝12(种)，表型为2×2×2＝8(种)
概率 问题 基因型(或表型)的比例 按分离定律求出相应基因型(或表型)，然后利用乘法原理进行组合 AABbDd×aaBbdd，F1中AaBbDd所占的比例为1×(1/2)×(1/2)＝1/4
纯合子或杂合子出现的比例 按分离定律求出纯合子的概率，其乘积为纯合子出现的比例，杂合子的概率＝1－纯合子的概率 AABbDd×AaBBdd，F1中AABBdd所占比例为(1/2)×(1/2)×(1/2)＝1/8
1．已知A与a、B与b、D与d三对等位基因自由组合且为完全显性，基因型分别为AabbDd、AaBbDd的两个个体进行杂交。下列关于杂交后代的推测，正确的是(　　)
A．基因型有18种，AabbDd个体的比例为1/16
B．表型有6种，aabbdd个体的比例为1/32
C．杂合子的比例为7/8
D．与亲本基因型不同的个体的比例为1/4
解析：三对等位基因的自由组合可拆分为三个分离定律进行计算，再运用乘法原理进行组合。Aa×Aa→1AA∶2Aa∶1aa，后代有2种表型；bb×Bb→1Bb∶1bb，后代有2种表型；Dd×Dd→1DD∶2Dd∶1dd，后代有2种表型。AabbDd×AaBbDd的后代有3×2×3＝18(种)基因型，AabbDd个体的比例为(1/2)×(1/2)×(1/2)＝1/8，A错误；子代中有2×2×2＝8(种)表型，aabbdd个体的比例为(1/4)×(1/2)×(1/4)＝1/32，B错误；子代中纯合子占(1/2)×(1/2)×(1/2)＝1/8，杂合子的比例为1－1/8＝7/8，C正确；与亲本基因型不同的个体占的比例＝1－(AabbDd的概率＋AaBbDd的概率)＝1－[(1/2)×(1/2)×(1/2)＋(1/2)×(1/2)×(1/2)]＝1－1/4＝3/4，D错误。
答案：C
2．某二倍体植物花瓣的大小受一对等位基因A、a控制，基因型为AA的植株表现为大花瓣，Aa为小花瓣，aa为无花瓣。花瓣颜色(红色和黄色)受另一对等位基因R、r控制，R对r为完全显性，两对基因独立遗传。下列有关叙述错误的是(　　)
A．若基因型为AaRr的个体测交，则子代表型有3种，基因型有4种
B．若基因型为AaRr的亲本自交，则子代共有9种基因型，6种表型
C．若基因型为AaRr的亲本自交，则子代有花瓣植株中，AaRr所占比例约为1/3，而所有植株中的纯合子约占1/4
D．若基因型为AaRr与Aarr的亲本杂交，则子代是红色花瓣的植株占3/8
解析：若基因型为AaRr的个体测交，则子代基因型有AaRr、Aarr、aaRr、aarr 4种，表型有3种，分别为小花瓣红色、小花瓣黄色、无花瓣，A项正确；若基因型为AaRr的亲本自交，由于两对基因独立遗传，根据基因的自由组合定律，子代共有3×3＝9种基因型，而Aa自交子代表型有3种，Rr自交子代表型有2种，但由于aa表现为无花瓣，故aaR_与aarr的表型相同，所以子代表型共有5种，B项错误；若基因型为AaRr的亲本自交，则子代有花瓣植株中，AaRr所占比例约为2/3×1/2＝1/3，子代的所有植株中，纯合子所占比例约为1/4，C项正确；若基因型为AaRr与Aarr的亲本杂交，则子代是红色花瓣(A_Rr)的植株所占比例为3/4×1/2＝3/8，D项正确。
答案：B
3．(2021·浙江卷)某玉米植株产生的配子种类及比例为YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1。若该个体自交，其F1中基因型为YyRR个体所占的比例为 (　　)
A．1/16　　　　　　　　　 B．1/8
C．1/4 D．1/2
解析：该玉米植株产生配子的种类及比例为YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1，所以该玉米的基因型为YyRr，将两对等位基因分开考虑，Yy个体自交产生Yy的概率为1/2，Rr个体自交产生RR的概率为1/4，故该玉米自交，F1中基因型为YyRR个体所占比例为1/2×1/4＝1/8，B正确。
答案：B
方法二　“逆向组合法”推断亲本的基因型
1．利用基因式法推测亲本的基因型
(1)根据亲本和子代的表型写出亲本和子代的基因式，如基因式可表示为A_B_、A_bb。
(2)根据基因式推出基因型(此方法只适用于亲本和子代表型已知且显隐性关系已知时)。
2．根据子代表型及比例推测亲本基因型
规律：根据子代表型比例拆分为分离定律的分离比，确定每一相对性状的亲本基因型，再组合。如：
(1)9∶3∶3∶1 (3∶1)(3∶1) (Aa×Aa)(Bb×Bb)；
(2)1∶1∶1∶1 (1∶1)(1∶1) (Aa×aa)(Bb×bb)；
(3)3∶3∶1∶1 (3∶1)(1∶1) (Aa×Aa)(Bb×bb)；
(4)3∶1 (3∶1)×1 (Aa×Aa)×(BB×BB)或(Aa×Aa)×(BB×Bb)或(Aa×Aa)×(BB×bb)或(Aa×Aa)×(bb×bb)。
4．玉米籽粒的颜色由三对独立遗传的等位基因共同控制。基因型为A_B_C_的籽粒有色，其余基因型的籽粒均为无色。现以一株有色籽粒玉米植株X为父本，分别进行杂交实验，结果如下表所示。据表分析植株X的基因型为(　　)
父本 母本 F1
有色籽粒 无色籽粒
有色籽粒玉 米植株X AAbbcc 50% 50%
aaBBcc 50% 50%
aabbCC 25% 75%
A.AaBbCc　　　　　　　 B．AABbCc
C．AaBBCc D．AaBbCC
解析：①根据植株X A_B_C_×AAbbcc→50%有色籽粒(A_B_C_)，分别考虑每一对基因，应该有一对基因后代出现显性基因的可能性为50%，其余两对100%出现显性基因，则植株X的基因型可以是AaBBCc、AABBCc、AaBbCC、AABbCC；②根据植株X A_B_C_×aaBBcc→50%有色籽粒(A_B_C_)，分别考虑每一对基因，应该有一对基因后代出现显性基因的可能性为50%，其余两对100%出现显性基因，则植株X的基因型可以是AaBBCC、AaBbCC、AABBCc、AABbCc；③根据植株X A_B_C_×aabbCC→25%有色籽粒(A_B_C_)，分别考虑每一对基因，应该有两对基因后代出现显性基因的可能性为50%，其余一对100%出现显性基因，则植株X的基因型可以是AaBbCC、AaBbCc。根据上面三个过程的结果可以推知该有色籽粒玉米植株X的基因型为AaBbCC。
答案：D
5．(2022·重庆七校联考)某性别决定方式为XY型的植物，叶型有宽叶和窄叶(受等位基因A、a控制)，叶色有黄绿色和绿色(受等位基因B、b控制)，茎秆有有刺和无刺(受等位基因D、d控制)。现用两纯合植株杂交，获得F1，F1雌雄植株随机交配，F2表现为♀宽叶有刺∶♀宽叶无刺∶♂宽叶有刺∶♂宽叶无刺∶♂窄叶有刺∶♂窄叶无刺＝6∶2∶3∶1∶3∶1。回答下列相关问题。
(1)叶型和茎秆有无刺两对相对性状中，显性性状分别为______________________。
(2)关于叶型和茎秆有无刺，亲本的基因型是____________________________。F2宽叶植株杂交，后代出现窄叶植株的概率是________。
(3)若F2雌、雄株中黄绿色叶∶绿色叶＝3∶1，现欲探究控制叶色和茎秆有无刺的基因在遗传中是否遵循自由组合定律，在该基础上还需进行的操作是______________________，预期结果及结论。
解析：(1)(2)仅考虑叶型和茎秆有无刺，亲本为纯合子，F2雄株中既有宽叶，又有窄叶，F2雌株中只有宽叶没有窄叶，说明控制宽叶与窄叶的基因位于X染色体上；F2雌株全部表现为宽叶，雄株中宽叶∶窄叶＝(3＋1)∶(3＋1)＝1∶1，因此可推断宽叶(A)对窄叶(a)为显性，且F1关于叶型的基因型为XAXa、XAY。F2中无论雌、雄都有有刺、无刺两种植株，且有刺∶无刺＝3∶1，则这对等位基因位于常染色体上，有刺(D)对无刺(d)为显性，且F1相关基因型均为Dd。综合上述两对相对性状考虑，F1的基因型为DdXAXa、DdXAY，又因亲本均为纯合子，可推出雌、雄亲本的基因型分别为DDXAXA、ddXaY或ddXAXA、DDXaY。只分析叶型，F1的基因型为XAXa、XAY，F2的基因型为XAXa、XAXA、XAY、XaY，其中宽叶植株的基因型及比例为XAXa∶XAXA∶XAY＝1∶1∶1，宽叶植株杂交，后代出现窄叶植株的概率为(1/2)×(1/4)＝1/8。(3)据题干信息“雌、雄株中黄绿色叶∶绿色叶＝3∶1”，判断控制叶色的基因位于常染色体上。控制茎秆有无刺的基因也位于常染色体上，两对基因可能位于一对同源染色体上，也可能位于两对同源染色体上。要判断两对基因的遗传是否遵循自由组合定律，可以在题干所述基础上统计F2中关于叶色和茎秆有无刺的表型及比例。若两对基因位于两对同源染色体上，则F2的表型及比例为黄绿色有刺∶黄绿色无刺∶绿色有刺∶绿色无刺＝9∶3∶3∶1，其遗传遵循自由组合定律；若两对基因位于一对同源染色体上，则当B、D基因位于同一条染色体上时，F2中黄绿色有刺∶绿色无刺＝3∶1，当B、d基因位于同一条染色体上时，F2中黄绿色无刺∶黄绿色有刺∶绿色有刺＝1∶2∶1，其遗传不遵循自由组合定律。
答案：(1)宽叶、有刺　(2)DDXAXA、ddXaY或ddXAXA、DDXaY　1/8　(3)统计F2中关于叶色和茎秆有无刺的表型及比例　若子代黄绿色有刺∶黄绿色无刺∶绿色有刺∶绿色无刺＝9∶3∶3∶1，则两对基因的遗传遵循自由组合定律；若子代黄绿色有刺∶绿色无刺＝3∶1或黄绿色无刺∶黄绿色有刺∶绿色有刺＝1∶2∶1，则两对基因的遗传不遵循自由组合定律。
方法三　自交与自由交配下的推断与相关比例计算
　纯合高茎抗病(YYRR)玉米和矮茎易染病(yyrr)玉米杂交后得子一代，子一代再自交得子二代，若子二代中高茎抗病玉米个体和矮茎易染病玉米个体分别进行自交、测交和自由交配，所得子代的性状表现比例分别如下表所示：
交配类型 表型 比例
Y_R_ (高抗) 自交 高茎抗病∶矮茎抗病∶高茎易染病∶矮茎易染病 25∶5∶5∶1
测交 高茎抗病∶矮茎抗病∶高茎易染病∶矮茎易染病 4∶2∶2∶1
自由交配 高茎抗病∶矮茎抗病∶高茎易染病∶矮茎易染病 64∶8∶8∶1
yyR_ (矮抗) 自交 矮茎抗病∶矮茎易染病 5∶1
测交 矮茎抗病∶矮茎易染病 2∶1
自由交配 矮茎抗病∶矮茎易染病 8∶1
6．雕鸮的羽毛绿色和黄色、条纹和无纹分别由两对常染色体上的两对等位基因控制，其中一对显性基因纯合会出现致死现象。绿色条纹与黄色无纹雕鸮交配，F1中绿色无纹和黄色无纹雕鸮的比例为1∶1。F1绿色无纹雕鸮相互交配后，F2中绿色无纹∶黄色无纹∶绿色条纹∶黄色条纹＝6∶3∶2∶1。据此作出判断，下列说法不正确的是(　　)
A．绿色对黄色为显性，无纹对条纹为显性，绿色基因纯合致死
B．F1绿色无纹个体相互交配，后代有3种基因型的个体致死
C．F2黄色无纹个体随机交配，后代中黄色条纹个体的比例为1/8
D．F2某绿色无纹个体和黄色条纹个体杂交，后代表型比例可能不是1∶1∶1∶1
解析：分析题干可知，绿色对黄色为显性，无纹对条纹为显性(两对等位基因分别用A、a和B、b表示)，绿色基因纯合致死，A正确；由于绿色显性基因纯合致死，则F2中致死基因型有AABB、AABb、AAbb，B正确；让F2中黄色无纹个体(1aaBB、2aaBb)随机交配，则出现黄色条纹个体(aabb)的概率为(2/3)×(2/3)×(1/4)＝1/9，C错误；让F2中某绿色无纹个体(AaBB或AaBb)和黄色条纹个体(aabb)杂交，F2中后代表型比例是1∶1或1∶1∶1∶1，D正确。
答案：C
7．(多选)某种蝴蝶紫翅(P)对黄翅(p)是显性，绿眼(G)对白眼(g)为显性，两对基因分别位于两对同源染色体上，生物小组同学用紫翅绿眼和紫翅白眼的蝴蝶进行杂交，F1出现的性状类型及比例如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．上述亲本的基因型是PpGg×Ppgg
B．F1中紫翅绿眼个体自交(基因型相同个体间的交配)，相应性状之比是15∶5∶3∶1
C．F1中紫翅白眼个体自交(基因型相同个体间的交配)，其中纯合子所占比例是
D．F1中紫翅绿眼个体与黄翅白眼个体交配，则F2相应性状之比是3∶3∶1∶1
解析：根据紫翅∶黄翅＝3∶1，说明双亲控制该性状的基因型都为Pp；绿眼∶白眼＝1∶1，说明双亲控制该性状的基因型为Gg和gg，因此双亲的基因型为PpGg×Ppgg，A正确；基因型为Gg的个体自交，绿眼∶白眼＝3∶1，基因型为P_的个体自交，出现黄翅的概率为×＝，出现紫翅的概率为1－＝，即紫翅∶黄翅＝5∶1，故F1中紫翅绿眼(P_Gg)个体自交后代表型的比例为15∶5∶3∶1，B正确；F1中紫翅白眼(P_gg)自交，纯合子的概率为1－×＝，C错误；F1中紫翅绿眼(P_Gg)个体与黄翅白眼(ppgg)个体杂交，P_×pp→pp＝×＝，则紫翅∶黄翅＝(1－)∶＝2∶1，Gg×gg→绿眼∶白眼＝1∶1，则F2表型之比为2∶2∶1∶1，D错误。
答案：CD
方法四　控制遗传性状的基因对数的判断
1．巧用“性状比之和”，快速判断控制遗传性状的基因的对数
(1)自交情况下，得到的“性状比之和”是4的几次方，就说明自交的亲代中含有几对等位基因。
(2)测交情况下，得到的“性状比之和”是2的几次方，则该性状就由几对等位基因控制。
2．两步法分析涉及多对等位基因的遗传问题
第一步，确定控制某性状的等位基因的对数：常用“拆分法”把题中出现的概率——如1/64进行拆分，即1/64＝(1/4)3，从而推知控制一对相对性状的等位基因对数为3对。
第二步，弄清各种表型对应的基因型。弄清这个问题以后，用常规的方法推断出子代的基因型种类或某种基因型的比例，然后进一步推断出子代表型的种类或某种表型的比例。
3．利用(3/4)n、(1/4)n推导
依据n对等位基因自由组合且为完全显性时，F2中每对等位基因都至少含有一个显性基因的个体所占比例是(3/4)n，隐性纯合子所占比例是(1/4)n，可快速推理基因型。
8．某研究小组研究小麦籽粒颜色的遗传时发现如图所示情况(设相关基因为A、a，B、b，C、c……)，结合图示结果判断，下列说法错误的是(　　)
A．因为F2发生性状分离，所以F1一定是杂合子，亲本最可能是纯合子
B．小麦籽粒颜色的遗传可能由分别位于3对同源染色体上的3对基因控制
C．据图分析，第Ⅱ组的F2红粒个体中，纯合个体的基因型有7种
D．第Ⅲ组F1的基因型可能为AaBbCc，其测交后代中纯合个体占1/8
解析：F2发生性状分离，说明F1一定是杂合子，而F1只出现一种性状，说明亲本最可能是纯合子，A正确；根据第Ⅲ组F2中红粒∶白粒＝63∶1，可推知该性状可能由3对能独立遗传的基因控制，B正确；设三对独立遗传的基因分别为A、a，B、b，C、c，第Ⅱ组杂交组合F1可能的基因型有AaBbcc、AabbCc、aaBbCc三种，自交后代都为15(9＋3＋3)∶1；说明只有隐性纯合子才表现为白粒，其他都表现为红粒，推测出红粒个体中纯合子的基因型只有3种，C错误；第Ⅲ组杂交组合F1可能的基因型为AaBbCc；由于只有隐性纯合子才表现为白粒，所以F1测交，后代中红粒和白粒的比例为7∶1，则纯合个体占1/8，D正确。
答案：C
9．(2022·山东德州模拟)黄瓜(2n＝14)为我国常见蔬菜，有3种不同的苦味类型：叶和果实均有苦味、叶和果实均无苦味和仅叶有苦味，受A/a、B/b两对等位基因控制。已知等位基因A/a杂合时叶和果实均有苦味，不含苦味基因的黄瓜口感最好。科学家利用甲(叶、果均不苦)、乙(叶苦，基因型为AAbb)和丙(叶、果均苦)三个纯合品系黄瓜研究苦味性状的遗传规律，结果如下表。
杂交 组合 F1 F2
叶、果 均苦(株) 叶苦(株) 叶、果均不苦(株) 叶、果 均苦(株) 叶苦(株) 叶、果均 不苦(株)
甲×乙 30 0 0 63 30 37
甲×丙 30 0 0 90 8 32
乙×丙 30 0 0 112 36 0
(1)黄瓜的3种不同苦味类型属于________性状，控制黄瓜苦味性状的基因位于________对染色体上，判断依据是__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)品系甲的基因型是________，用品系甲与杂交组合甲×乙、甲×丙的F1分别杂交________(填“能”或“不能”)检测两个杂交组合F1的基因组成，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)SSR是DNA分子上的重复序列，重复次数在生物的不同个体间有差异，可作为分子标记用于基因的鉴定。为选育品质优良的无苦味黄瓜，科研人员利用与苦味基因紧密连锁的SSR02309重复序列进行了分子水平的鉴定。首先利用PCR技术扩增品系甲和品系乙杂交后代F2中不同植株的SSR02309，根据电泳检测的图谱分析，应该选取F2(1～10)中的________用于后续培养。
解析：分析题干信息，A_B_、Aabb为叶、果均苦，AAbb为叶苦，aaB_、aabb为叶、果均不苦。甲、乙杂交后代F2中叶、果均苦∶叶苦∶叶、果均不苦≈2∶1∶1，则F1基因型为Aabb，甲的基因型为aabb；甲、丙杂交后代F2中叶、果均苦∶叶苦∶叶、果均不苦≈11∶1∶4，则F1基因型为AaBb，则丙的基因型为AABB。(1)一种生物的同一种性状的不同表现类型，叫作相对性状，黄瓜的3种不同苦味类型属于相对性状。甲×丙杂交组合F2出现的性状分离比约为11∶1∶4，是9∶3∶3∶1的变式，说明控制黄瓜苦味的两对基因独立遗传。(2)根据分析可知，甲的基因型为aabb，甲×乙杂交所得F1基因型为Aabb，F1与甲杂交后代表现为叶、果均不苦和叶、果均苦，且比例为1∶1；甲×丙杂交所得F1基因型为AaBb，F1与甲杂交后代表现为叶、果均不苦和叶、果均苦，且比例为1∶1，所以不能用品系甲与杂交组合甲×乙、甲×丙的F1分别杂交来检测两个杂交组合F1的基因组成。(3)SSR是DNA分子上的重复序列，重复次数在生物的不同个体间有差异，可作为分子标记。根据电泳检测图谱分析，选择F2中的1、2、5、9用于后续培养，因为它们不含苦味基因。
答案：(1)相对　两　甲×丙杂交组合F2出现11∶1∶4的性状分离比，是9∶3∶3∶1的变式，说明控制黄瓜苦味的两对基因独立遗传　(2)aabb　不能　杂交后代均表现为叶、果均不苦和叶、果均苦，且比例为1∶1　(3)1、2、5、9
[构建知识网络]
[强化生命观念]
1．表型与基因型：表型是生物个体表现出来的性状；基因型是与表型有关的基因组成；相互关系是基因型是性状表现的内在因素，表型是基因型的表现形式。
2．基因自由组合定律的实质是等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
3．在自由组合中的每一对相对性状，若单独地分析都遵守基因的分离定律。
4．分离定律和自由组合定律是真核生物细胞核基因在有性生殖中的传递规律。分离定律是自由组合定律的基础。
5．在完全显性的情况下，两对相对性状的纯合子杂交，F1为双显性个体，F2有4种表型，比例为9∶3∶3∶1。但由于基因之间的相互作用及致死基因的存在，结果往往会出现与9∶3∶3∶1不一致的分离比。
6．利用自交法确定基因位置：F1自交，如果后代性状分离比符合3∶1，则控制两对或多对相对性状的基因位于一对同源染色体上；如果后代性状分离比符合9∶3∶3∶1或(3∶1)n(n≥2)，则控制两对或多对相对性状的基因位于两对或多对同源染色体上。
真题再现　感悟考情
1．(2021·浙江卷)某同学用红色豆子(代表基因B)和白色豆子(代表基因b)建立人群中某显性遗传病的遗传模型，向甲、乙两个容器均放入10颗红色豆子和40颗白色豆子，随机从每个容器内取出一颗豆子放在一起并记录，再将豆子放回各自的容器中并摇匀，重复100次。下列叙述正确的是(　　)
A．该实验模拟基因自由组合的过程
B．重复100次实验后，Bb组合约为16%
C．甲容器模拟的可能是该病占36%的男性群体
D．乙容器中的豆子数模拟亲代的等位基因数
解析：该实验仅涉及一对等位基因，其遗传不符合自由组合定律，A错误；每个容器中的红豆(或白豆)的比例表示人群中携带B(或b)配子的比例，即人群中携带B、b配子的概率分别为0.2、0.8，故Bb的概率为2×0.2×0.8×100%＝32%，B错误；当人群中B＝0.2，b＝0.8时，患病比例为BB＋Bb＝0.2×0.2×100%＋32%＝36%，即甲容器模拟的可能是该病占36%的男性群体，乙容器模拟的可能是该病占36%的女性群体，C正确；乙容器的豆子数模拟的可能是人群中男性或女性B、b的基因频率，D错误。
答案：C
2．(2020·浙江卷)若某哺乳动物毛发颜色由基因De(褐色)、Df(灰色)、d(白色)控制，其中De和Df分别对d完全显性。毛发形状由基因H(卷毛)、h(直毛)控制。控制两种性状的等位基因均位于常染色体上且独立遗传。基因型为DedHh和DfdHh的雌雄个体交配。下列说法正确的是(　　)
A．若De对Df共显性、H对h完全显性，则F1有6种表型
B．若De对Df共显性、H对h不完全显性，则F1有12种表型
C．若De对Df不完全显性、H对h完全显性，则F1有9种表型
D．若De对Df完全显性、H对h不完全显性，则F1有8种表型
解析：亲本基因型为DedHh和DfdHh时，分析控制毛发颜色的基因型，子代为DeDf、Ded、Dfd和dd共4种基因型；分析控制毛发形状的基因型，子代为HH、Hh和hh共3种基因型。若De对Df共显性，则DeDf、Ded、Dfd和dd这4种基因型有4种表型；若H对h完全显性，则HH、Hh和hh这3种基因型有2种表型，故F1共有8种表型，A项错误。若De对Df共显性，则DeDf、Ded、Dfd和dd这4种基因型有4种表型；若H对h不完全显性，则HH、Hh和hh这3种基因型有3种表型，故F1共有12种表型，B项正确。若De对Df不完全显性，则DeDf、Ded、Dfd和dd这4种基因型有4种表型；若H对h完全显性，则HH、Hh和hh这3种基因型有2种表型，故F1共有8种表型，C项错误。若De对Df完全显性，则DeDf、Ded、Dfd和dd这4种基因型有3种表型；若H对h不完全显性，则HH、Hh和hh这3种基因型有3种表型，故F1共有9种表型，D项错误。
答案：B
3．(2021·浙江卷)利用转基因技术，将抗除草剂基因转入纯合不抗除草剂水稻(2n)(甲)，获得转基因植株若干。从转基因后代中选育出纯合矮秆抗除草剂水稻(乙)和纯合高秆抗除草剂水稻(丙)。用甲、乙、丙进行杂交，F2结果如下表。转基因过程中，可发生基因突变，外源基因可插入不同的染色体上。高秆(矮秆)基因和抗除草剂基因独立遗传，高秆和矮秆由等位基因A(a)控制，有抗除草剂基因用B＋表示、无抗除草剂基因用B－表示。
杂交 组合 F2的表型及数量(株)
矮秆抗除草剂 矮秆不抗 除草剂 高秆抗 除草剂 高秆不抗 除草剂
甲×乙 513 167 0 0
甲×丙 109 37 313 104
乙×丙 178 12 537 36
回答下列问题：
(1)矮秆对高秆为________性状，甲×乙得到的F1产生________种配子。
(2)为了分析抗除草剂基因在水稻乙、丙叶片中的表达情况，分别提取乙、丙叶片中的RNA并分离出________，逆转录后进行PCR扩增。为了除去提取RNA中出现的DNA污染，可采用的方法是______________________________________________________________。
(3)乙×丙的F2中，形成抗除草剂与不抗除草剂表型比例的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)甲与丙杂交得到F1，F1再与甲杂交，利用获得的材料进行后续育种。写出F1与甲杂交的遗传图解。
解析：(1)由表中乙(矮秆)和丙(高秆)杂交，F2的表型及数量比例为矮秆∶高秆＝(178＋12)∶(537＋36)≈1∶3可知，矮秆对高秆为隐性性状。由表中甲与乙杂交，F2的表型及数量比例为矮秆抗除草剂∶矮秆不抗除草剂＝513∶167≈3∶1可知，F1只有一对基因杂合，抗除草剂对不抗除草剂为显性，则甲基因型为aaB－B－，乙基因型为aaB＋B＋，丙基因型为AAB＋B＋，则甲、乙杂交所得F1基因型为aaB＋B－，可以产生2种配子(aB＋、aB－)。(2)为了分析抗除草剂基因在水稻乙、丙叶片中的表达情况，可检测抗除草剂基因是否转录出了mRNA。为了除去提取RNA中出现的DNA污染，可以利用酶的专一性，即利用DNA酶只水解DNA而不水解RNA的特性将DNA除去。(3)乙×丙的F2中，抗除草剂与不抗除草剂的表型比例为(178＋537)∶(12＋36)＝715∶48≈15∶1(9∶3∶3∶1的变式)，说明乙和丙的抗除草剂基因位于非同源染色体上，乙和丙上抗除草剂基因的遗传遵循自由组合定律。(4)遗传图解见答案。
答案：(1)隐性　2　(2)mRNA　用DNA酶处理提取的RNA　(3)乙和丙的抗除草剂基因位于非同源染色体上，乙和丙上抗除草剂基因的遗传遵循自由组合定律
(4)

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