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高考生物一轮专题知识梳理
第14讲　基因的自由组合定律
课标解读 核心素养
1.阐明基因的自由组合定律 2.用基因自由组合定律解决实际问题 生命观念 基因自由组合的细胞学基础,建立进化与适应的观念
科学思维 自由组合定律的解题规律和方法
科学探究 探究个体的基因型、验证自由组合定律
考点一　两对相对性状的遗传实验分析
1.两对相对性状杂交实验的“假说—演绎”分析。
(1)观察现象,提出问题。
①两对相对性状杂交实验的过程。
②对杂交实验结果的分析。
③提出问题。
F2中为什么会出现新的性状组合呢 F2中不同性状的比(9∶3∶3∶1)与一对相对性状杂交实验中F2的3∶1的数量比有联系吗
(2)提出假说,解释现象。
①假说内容。
a.两对相对性状分别由两对遗传因子控制。
b.F1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。
c.F1产生的雌配子和雄配子各有4种:YR、Yr、yR、yr,且数量比为1∶1∶1∶1。
d.受精时,雌雄配子的结合是随机的。雌雄配子的结合方式有16种,基因型有9种,表型有4种,且比例为9∶3∶3∶1。
②遗传图解。
③结果分析。
提醒　YYRR基因型个体在F2中的比例为1/16,在黄色圆粒豌豆中的比例为1/9,注意范围不同。黄色圆粒豌豆中杂合子占8/9,绿色圆粒豌豆中杂合子占2/3。
(3)演绎推理——设计测交实验。
①方法:测交法。
②测交图解。
(4)实验验证,得出结论。
进行测交实验,结果与演绎结果相符,假说成立,得出自由组合定律。
提醒　yyRr×Yyrr不属于测交。
2.自由组合定律。
(1)基因自由组合定律的细胞学基础。
提醒　①个数≠种类数;雌配子数≠雄配子数。4种雌配子比例相同,4种雄配子比例相同,但雄配子数远远多于雌配子数。
②只有非同源染色体上的非等位基因能自由组合。
(2)自由组合定律的内容。
3.孟德尔获得成功的原因。
正误判断
(1)在F1黄色圆粒豌豆(YyRr)自交产生的F2中,与F1基因型完全相同的个体占1/4。 (√)
(2)F1(基因型为YyRr)产生基因型为YR的卵细胞和基因型为YR的精子数量之比为1∶1。 (×)
(3)基因自由组合定律是指F1产生的4种类型的精子和4种卵细胞可以自由组合。 (×)
(4)自由组合定律的实质是等位基因分离的同时,非等位基因自由组合。 (×)
(5)基因型为AaBb的个体测交,后代表型比例为3∶1或1∶2∶1,则该遗传可能遵循基因的自由组合定律。 (√)
(6)若双亲豌豆杂交后子代表型之比为1∶1∶1∶1,则两个亲本基因型一定为YyRr×yyrr。 (×)
教材微点
1.(必修2 P9“正文信息”)孟德尔杂交实验中为什么要用正交和反交
提示　用正反交实验是为了证明性状的遗传是否和母本有关。
2.(必修2 P10“正文信息”)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。
3.(必修2 P11“表1-2”)孟德尔做正反交的测交实验,说明F1产生配子的情况:无论F1作母本还是父本,均能产生4种类型的配子,且数量比为1∶1∶1∶1。
长句突破
1.(科学思维)若基因型为AaBb的个体测交后代出现四种表型,但比例为42%∶8%∶8%∶42%,出现这一结果的可能原因:A、a和B、b两对等位基因位于同一对同源染色体上,且部分初级性母细胞的非姐妹染色单体发生相应片段的交换,产生四种类型的配子,其比例为42%∶8%∶8%∶42%。
2.(科学探究)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的表型及比例为高茎∶矮茎=3∶1、红花∶白花=9∶7、抗病∶感病=3∶1。植物花色的遗传遵循基因的自由组合定律,依据是仅就花色而言,由F2花色的分离比为9∶7(是9∶3∶3∶1的变形,符合两对基因的自由组合定律)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。
3.(科学探究)利用①aaBBCC、②AAbbCC和③AABBcc来确定这三对等位基因是否分别位于三对同源染色体上的实验思路:选择①×②、②×③、①×③三个杂交组合,分别得到F1并自交得到F2,若各杂交组合的F2中均出现四种表型,且比例为9∶3∶3∶1,则可确定这三对等位基因分别位于三对同源染色体上。
4.(生产实践)某生物兴趣小组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: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。
角度一 通过两对相对性状的杂交实验分析,考查科学思维能力
1.(2021·浙江6月选考)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　玉米植株产生的配子种类及比例为YR∶Yr∶yR∶yr=1∶1∶1∶1,则亲本基因型是YyRr,且两对等位基因遵循自由组合定律。YyRr个体自交,则F1中YyRR所占的比例为1/2×1/4=1/8。
答案　B
2.番茄的高茎对矮茎为显性,红果对黄果为显性。现有高茎黄果的纯合子(TTrr)和矮茎红果的纯合子(ttRR)杂交,按自由组合定律遗传,请回答下列问题:
(1)F2中出现的重组类型个体占总数的　　　　　　。
(2)F2中高茎红果番茄占总数的　　　　　,矮茎红果番茄占总数的　　　　,高茎黄果中纯合子占　　　　。
(3)若F2共收获800个番茄,其中黄果番茄约有　　　　　个。
解析　(1)重组类型为高茎红果(T_R_)和矮茎黄果(ttrr),占F2的比例为9/16+1/16=5/8。(2)F2中高茎红果(T_R_)番茄占总数的,矮茎红果(ttR_)番茄占总数的,高茎黄果(T_rr)中纯合子比例为(1/16)÷(3/16)=1/3。(3)F2中黄果占1/4,故个数约为1/4×800=200(个)。
答案　(1)5/8　(2)9/16　3/16　1/3　(3)200
角度二 围绕自由组合定律的实质和适用条件,考查理解能力
3.(2023·河南顶尖名校联考)豌豆子叶的黄色(Y)对绿色(y)为显性,种子的圆粒(R)对皱粒(r)为显性,控制这两对性状的两对基因独立遗传。现用纯合黄色圆粒品种与纯合绿色皱粒品种杂交获得F1,F1自交得到F2。下列相关叙述正确的是 (　　)
A.F1产生的配子随机结合形成不同基因型受精卵的过程体现了自由组合定律的实质
B.F1产生的雄配子总数与雌配子总数相等是F2出现9∶3∶3∶1性状分离比的前提
C.从F2的黄色皱粒豌豆植株中任取两株,则这两株豌豆基因型不同的概率为5/9
D.若自然条件下将F2中黄色圆粒豌豆混合种植,后代出现绿色皱粒豌豆的概率为1/36
解析　基因自由组合定律的实质为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;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离,同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。F1产生的配子随机结合形成不同基因型受精卵的过程不能体现基因自由组合定律的实质,A项错误;通常情况下,生物产生的雄配子数量要远远多于雌配子数量,F2出现9∶3∶3∶1的性状分离比不需要F1产生的雄配子总数与雌配子总数相等,B项错误;F2中黄色皱粒植株的基因型为1/3YYrr、2/3Yyrr,从F2黄色皱粒植株中任取两株,这两株豌豆基因型不同的概率为2×1/3×2/3=4/9,C项错误;F2中黄色圆粒植株的基因型为1/9YYRR、2/9YYRr、 2/9YyRR、 4/9YyRr,因豌豆为闭花受粉植物,自然条件下将F2中黄色圆粒植株混合种植相当于让F2中所有黄色圆粒植株自交,故后代出现绿色皱粒植株的概率为4/9×1/16=1/36,D项正确。
答案　D
4.(不定项)(2023·山东泰安期中)如图甲和乙分别为两株豌豆体细胞中的有关基因组成,要通过一代杂交达成目标,下列操作合理的是 (　　)
　
甲 乙
A.甲自交,验证B、b的遗传遵循基因的分离定律
B.乙自交,验证A、a与B、b的遗传遵循基因的自由组合定律
C.甲、乙杂交,验证D、d的遗传遵循基因的分离定律
D.甲、乙杂交,验证A、a与D、d的遗传遵循基因的自由组合定律
解析　甲自交,子代与B、b基因相关的表型之比为3∶1,可以验证B、b的遗传遵循基因的分离定律,A项合理;乙自交,由于两对等位基因位于一对同源染色体上,因此A、a与B、b的遗传不遵循基因的自由组合定律,B项不合理;甲、乙杂交,后代与D、d基因相关的表型之比为1∶1,可以验证D、d的遗传遵循基因的分离定律,C项合理;甲、乙杂交,A、a与D、d这两对等位基因位于两对同源染色体上,杂交后代的表型之比为1∶1∶1∶1,可以验证A、a与D、d的遗传遵循基因的自由组合定律,D项合理。
答案　ACD
考点二　自由组合定律的常规解题规律和方法
常规题型一　已知亲代求子代的“顺推型”题目
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(拆分组合法)。
2.方法。
题型分类 示例 解题规律
种类问题 配子类型(配子种类数) AaBbCCDd产生配子种类数为8(种)(即:2×2×1×2=8) 2n(n为等位基因对数)
配子间结合方式 AABbCc×aaBbCC,配子间结合方式种类数为8(种) 配子间结合方式种类数等于配子种类数的乘积
子代基因型(或表型)种类 AaBbCc×Aabbcc,子代基因型种类数为12(种),表型为8(种) 双亲杂交(已知双亲基因型),子代基因型(或表型)种类等于各性状按分离定律所求基因型(或表型)种类的乘积
概率问题 某基因型(或表型)的比例 AABbDd×aaBbdd,F1中AaBbDd所占比例为 按分离定律求出相应基因型(或表型)的比例,然后利用乘法原理进行组合
纯合子或杂合子出现的比例 AABbDd×AaBBdd,F1中纯合子所占比例为 按分离定律求出纯合子的概率的乘积为纯合子出现的比例,杂合子概率=1-纯合子概率
1.(2023·哈师大附中联考)将基因型为AaBbCcDD和AABbCcDd的向日葵杂交,按基因自由组合定律,后代中基因型为AABBCCDd的个体比例应为 (　　)
A.1/8　　　 B.1/16
C.1/32　　　 D.1/64
解析　将多对基因进行拆分,Aa×AA、Bb×Bb、Cc×Cc、DD×Dd,后代AA的比例为1/2,后代BB的比例为1/4,后代CC的比例为1/4,后代Dd的比例为1/2,则后代基因型为AABBCCDd的概率为1/2×1/4×1/4×1/2=1/64。
答案　D
2.(2023·天津河东区模拟)番茄红果对黄果为显性,二室果对多室果为显性,长蔓对短蔓为显性,三对性状独立遗传。现有红果、二室、短蔓和黄果、多室、长蔓的两个纯合品系,将其杂交种植得F1和F2,则在F2中红果、多室、长蔓所占的比例及红果、多室、长蔓中纯合子的比例分别是 (　　)
A.、 B.、
C.、 D.、
解析　设控制三对性状的基因分别用A、a,B、b,C、c表示,亲代基因型为AABBcc与aabbCC,F1的基因型为AaBbCc,F2中A_∶aa=3∶1,B_∶bb=3∶1,C_∶cc=3∶1,所以F2中红果、多室、长蔓所占的比例是××=;在F2的每对相对性状中,显性性状中的纯合子占,故红果、多室、长蔓中纯合子的比例是×=。
答案　A
常规题型二　已知子代求亲代的“逆推型”题目
1.基因填充法。
根据亲代表型可大概写出其基因型,如A_B_、aaB_等,再根据子代表型将所缺处补充完整,特别要学会利用后代中的隐性性状,因为后代中一旦存在双隐性个体,那亲代基因型中一定存在a、b等隐性基因。
2.分解组合法。
根据子代表型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,再组合。如:
(1)9∶3∶3∶1→(3∶1)(3∶1)→(Aa×Aa)(Bb×Bb)→AaBb×AaBb。
(2)1∶1∶1∶1→(1∶1)(1∶1)→(Aa×aa)(Bb×bb)→AaBb×aabb或Aabb×aaBb。
(3)3∶3∶1∶1→(3∶1)(1∶1)→(Aa×Aa)(Bb×bb)或(Aa×aa)(Bb×Bb)→AaBb×Aabb或AaBb×aaBb。
3.(2023·辽宁模拟)豌豆的花腋生和花顶生(受基因A、a控制),半无叶型和普通叶型(受基因F、f控制)是两对相对性状。现利用花腋生普通叶型植株甲、花顶生普通叶型植株乙和花腋生半无叶型植株丙进行杂交实验,实验结果如表所示。则甲、乙、丙的基因型分别是 (　　)
亲本组合 F1的表型及其比例
甲×乙 花腋生普通叶型∶花顶生普通叶型=1∶1
乙×丙 花腋生普通叶型∶花腋生半无叶型=1∶1
甲×丙 全部表现为花腋生普通叶型
A.AaFF、aaFF、AAff B.AaFf、aaFf、AAff
C.AaFF、aaFf、AAff D.AaFF、aaFf、Aaff
解析　由花腋生普通叶型植株甲×花腋生半无叶型植株丙→F1代全部表现为普通叶型,可知普通叶型为显性性状,半无叶型为隐性性状,甲为F_,丙为ff;由花顶生普通叶型植株乙×花腋生半无叶型植株丙→F1代全部表现为花腋生,可知花腋生为显性性状,花顶生为隐性性状,丙为A_,乙为aa;由花腋生甲×花顶生乙→F1代花腋生∶花顶生=1∶1可知甲为Aa;由普通叶型甲×半无叶型丙→F1代全部表现普通叶型,可知甲为FF,故甲的基因型为AaFF,乙的基因型为aaF_,丙的基因型为A_ff;由乙×丙,子代有半无叶型ff可知,乙为aaFf;由乙×丙,子代均表现为花腋生A_可知,丙为AAff,故选C。
答案　C
4.(2020·全国卷Ⅱ)控制某种植物叶形、叶色和能否抗霜霉病3个性状的基因分别用A/a、B/b、D/d表示,且位于3对同源染色体上。现有表型不同的4种植株:板叶紫叶抗病(甲)、板叶绿叶抗病(乙)、花叶绿叶感病(丙)和花叶紫叶感病(丁)。甲和丙杂交,子代表型均与甲相同;乙和丁杂交,子代出现个体数相近的8种不同表型。回答下列问题:
(1)根据甲和丙的杂交结果,可知这3对相对性状的显性性状分别是　　　　　　　　。
(2)根据甲和丙、乙和丁的杂交结果,可以推断甲、乙、丙和丁植株的基因型分别为　　　　、　　　　、　　　　和　　　　。
(3)若丙和丁杂交,则子代的表型为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)选择某一未知基因型的植株X与乙进行杂交,统计子代个体性状。若发现叶形的分离比为3∶1、叶色的分离比为1∶1、能否抗病性状的分离比为1∶1,则植株X的基因型为　　　　。
解析　(1)甲(板叶紫叶抗病)与丙(花叶绿叶感病)杂交,子代表型都是板叶紫叶抗病,说明板叶对花叶为显性、紫叶对绿叶为显性、抗病对感病为显性。(2)丙的表型为花叶绿叶感病,说明丙的基因型为aabbdd。根据甲与丙杂交子代都是板叶紫叶抗病推断,甲的基因型为AABBDD。乙(板叶绿叶抗病)与丁(花叶紫叶感病)杂交,子代出现个体数相近的8(即2×2×2)种不同表型,可以确定乙的基因型为AabbDd,丁的基因型为aaBbdd。(3)若丙(基因型为aabbdd)与丁(基因型为aaBbdd)杂交,子代的基因型为aabbdd和aaBbdd,表型为花叶绿叶感病、花叶紫叶感病。(4)植株X与乙(基因型为AabbDd)杂交,统计子代个体性状。根据叶形的分离比为3∶1,确定是Aa×Aa的结果;根据叶色的分离比为1∶1,确定是Bb×bb的结果;根据能否抗病性状的分离比为1∶1,确定是dd×Dd的结果,因此植株X的基因型为AaBbdd。
答案　(1)板叶、紫叶、抗病　(2)AABBDD　AabbDd　aabbdd　aaBbdd　(3)花叶绿叶感病、花叶紫叶感病　(4)AaBbdd
常规题型三　多对基因控制生物性状的分析
n对等位基因(完全显性)分别位于n对同源染色体上的遗传规律
亲本相 对性状 的对数 F1配子 F2表型 F2基因型
种类 比例 种类 比例 种类 比例
1 2 (1∶1)1 2 (3∶1)1 3 (1∶2∶1)1
2 22 (1∶1)2 22 (3∶1)2 32 (1∶2∶1)2
n 2n (1∶1)n 2n (3∶1)n 3n (1∶2∶1)n
注:(1)若F2中显性性状的比例为n,则该性状由n对等位基因控制。
(2)若F2中子代性状分离比之和为4n,则该性状由n对等位基因控制。
5.(2021·全国乙卷)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。理论上,下列说法错误的是 (　　)
A.植株A的测交子代会出现2n种不同表型的个体
B.n越大,植株A测交子代中不同表型个体数目彼此之间的差异越大
C.植株A测交子代中n对基因均杂合的个体数和纯合子的个体数相等
D.n≥2时,植株A的测交子代中杂合子的个体数多于纯合子的个体数
解析　若n=1,则植株A测交会出现2(21)种不同的表型,若n=2,则植株A测交会出现4(22)种不同的表型,以此类推,当n对等位基因测交时,会出现2×2×2×2×…=2n种不同的表型,A项正确;n越大,植株A测交子代中表型的种类数目越多,但各表型的比例相等,与n的大小无关,B项错误;植株A测交子代中n对基因均杂合的个体数和纯合子的个体数相等,占子代个体总数的比例均为n,C项正确;植株A的测交子代中,纯合子的个体数所占比例为n,杂合子的个体数所占比例为1-n,当n≥2时,杂合子的个体数多于纯合子的个体数,D项正确。
答案　B
6.某植物红花和白花这对相对性状同时受多对等位基因控制(如A、a;B、b;C、c……)。当个体的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时(即A_B_C_……)才开红花,否则开白花。现有甲、乙、丙、丁4个纯合白花品系,相互之间进行杂交,杂交组合、后代表型及其比例如下:
根据杂交结果回答问题:
(1)这种植物花色的遗传符合哪些遗传定律
(2)本实验中,植物的花色受几对等位基因的控制,为什么
解析　(1)单独考虑每对等位基因的遗传时应遵循基因的分离定律,综合分析4个纯合白花品系的六个杂交组合,这种植物花色的遗传应符合基因的自由组合定律。(2)在六个杂交组合中,乙×丙和甲×丁两个杂交组合中F1都开红花,F1自交后代F2中都是红花81∶白花175,其中红花个体占全部个体的比例为==4,该比例表明:这是位于4对同源染色体上的4对等位基因在完全显性条件下的遗传情况,且这两个杂交组合中涉及的4对等位基因相同。
答案　(1)基因的自由组合定律和基因的分离定律(或基因的自由组合定律)。
(2)4对。本实验的乙×丙和甲×丁两个杂交组合中,F2中红色个体占全部个体的比例为==4,根据n对等位基因自由组合且完全显性时,F2中显性个体的比例为n,可判断这两个杂交组合中都涉及4对等位基因。
常规题型四　自由组合中的自交、测交和自由交配问题
纯合黄色圆粒豌豆(YYRR)和纯合绿色皱粒豌豆(yyrr)杂交后得F1,F1再自交得F2,若F2中绿色圆粒豌豆个体和黄色圆粒豌豆个体分别进行自交、测交和自由交配,所得子代的表型及比例分别如表所示:
项目 表型及比例
yyR_ (绿圆) 自交 绿色圆粒∶绿色皱粒=5∶1
测交 绿色圆粒∶绿色皱粒=2∶1
自由交配 绿色圆粒∶绿色皱粒=8∶1
Y_R_ (黄圆) 自交 黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒=25∶5∶5∶1
测交 黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒=4∶2∶2∶1
自由交配 黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒=64∶8∶8∶1
7.(2023·福建厦门测试)某植物的花色受一对等位基因控制,抗病和易感病受另一对等位基因控制,两对等位基因独立遗传。现以红花抗病植株和白花易感病植株为亲本杂交,F1均为红花抗病,F1自交产生F2,拔除F2中的全部白花易感病植株,让剩余的植株自交产生F3,F3中的白花植株所占的比例为 (　　)
A.1/2 B.1/3
C.3/8 D.1/6
解析　以红花抗病植株和白花易感病植株为亲本杂交(两对等位基因分别用A、a和B、b表示),F1均为红花抗病,说明红花对白花为显性、抗病对易感病为显性,亲本基因型为AABB和aabb,F1基因型为AaBb,F1自交产生的F2为AABB∶2AABb∶AAbb∶2AaBB∶4AaBb∶2Aabb∶aaBB∶2aaBb∶aabb。去除aabb后,单独分析花色这一性状,AA占4/15、Aa占8/15、aa占3/15,自交后白花植株所占的比例为(8/15)×(1/4)+3/15=1/3。
答案　B
8.(不定项)雕鸮的羽毛绿色与黄色、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4种基因型的个体致死
C.F2黄色无纹的个体随机交配,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　 据题意分析可知,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项正确;F2中绿色∶黄色=2∶1,无纹∶条纹=3∶1,绿色基因显性纯合致死,则F2中致死基因型有AABB、AABb、AAbb,B项错误;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项错误;让F2中某绿色无纹个体(AaBB或AaBb)和黄色条纹个体(aabb)杂交,F2中后代表型比例可能是1∶1或1∶1∶1∶1,D项正确。
答案　BC
常规题型五　利用自由组合定律计算患遗传病的概率
当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时,各种患病情况的概率如下表所示:
序号 类型 计算公式
已知 患甲病的概率为m 不患甲病的概率为1-m
患乙病的概率为n 不患乙病的概率为1-n
① 同时患两病的概率 m·n
② 只患甲病的概率 m·(1-n)
③ 只患乙病的概率 n·(1-m)
④ 不患病的概率 (1-m)(1-n)
拓展 求解 患病的概率 ①+②+③或1-④
只患一种病的概率 ②+③或1-(①+④)
以上各种情况可概括为下图:
9.(2023·重庆模拟)一对表型正常的夫妇,丈夫的母亲患白化病,妻子的父亲患红绿色盲,母亲患白化病。这对夫妇生育一患遗传病孩子的概率是 (　　)
A.1/16　　　 B.4/16
C.7/16　　　 D.9/16
解析　假设关于白化病的相关基因用A、a表示,关于红绿色盲的基因用B、b表示,表型正常的夫妇,丈夫的母亲患白化病(aa),所以表型正常的丈夫的基因型是AaXBY,妻子的父亲患红绿色盲(XbY),母亲患白化病(aa),表型正常的妻子的基因型是AaXBXb,二者婚配生下患白化病(aa)的孩子的概率为1/4,患红绿色盲(XbY)的概率为1/4,因此生下患遗传病孩子的概率=1-不患病的概率=1-(1-1/4)×(1-1/4)=7/16。
答案　C
10.(不定项)人类的多指(T)对正常指(t)为显性,白化(a)对正常(A)为隐性,决定不同性状的基因自由组合。一个家庭中,父亲是多指,母亲正常,他们有一个患白化病但手指正常的孩子。请分析下列说法正确的是 (　　)
A.父亲的基因型是AaTt,母亲的基因型是Aatt
B.其再生一个孩子只患白化病的概率是1/8
C.生一个既患白化病又多指的女儿的概率是1/8
D.后代中只患一种病的概率是1/4
解析　一个家庭中,父亲是多指,母亲正常,他们有一个孩子手指正常(tt)但患白化病(aa),可确定父亲和母亲的基因型分别为AaTt和Aatt,A项正确;后代患白化病的概率为1/4,患多指的概率为1/2,故再生一个只患白化病孩子的概率为(1/4)×(1/2)=1/8,B项正确;生一个既患白化病又患多指的女儿的概率是1/4(白化)×1/2(多指)×1/2(女儿)=1/16,C项错误;后代只患多指的概率为(1/2)×(3/4)=3/8,只患白化病的概率=(1/2)×(1/4)=1/8,故后代中只患一种病的概率为3/8+1/8=1/2,D项错误。
答案　AB
1.(2022·全国甲卷)某种自花传粉植物的等位基因A/a和B/b位于非同源染色体上。A/a控制花粉育性,含A的花粉可育;含a的花粉50%可育、50%不育。B/b控制花色,红花对白花为显性。若基因型为AaBb的亲本进行自交,则下列叙述错误的是 (　　)
A.子一代中红花植株数是白花植株数的3倍
B.子一代中基因型为aabb的个体所占比例是1/12
C.亲本产生的可育雄配子数是不育雄配子数的3倍
D.亲本产生的含B的可育雄配子数与含b的可育雄配子数相等
解析　分析题意可知,两对等位基因独立遗传,故含a的花粉育性不影响B和b基因的遗传,所以Bb自交,子一代中红花植株B_∶白花植株bb=3∶1,A项正确;基因型为AaBb的亲本产生的雌配子种类和比例为AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1,由于含a的花粉50%可育,故雄配子种类及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=2∶2∶1∶1,所以子一代中基因型为aabb的个体所占比例为1/4×1/6=1/24,B项错误;由于含a的花粉50%可育,50%不可育,故亲本产生的可育雄配子是A+1/2a,不育雄配子为1/2a,由于Aa个体产生的A∶a=1∶1,故亲本产生的可育雄配子数是不育雄配子的三倍,C项正确;两对等位基因独立遗传,所以Bb自交,亲本产生的含B的雄配子数和含b的雄配子数相等,D项正确。
答案　B
2.(2021·湖北卷)甲、乙、丙分别代表三个不同的纯合白色籽粒玉米品种。甲分别与乙、丙杂交产生F1,F1自交产生F2,结果如表。
组别 杂交组合 F1 F2
1 甲×乙 红色籽粒 901红色籽粒, 699白色籽粒
2 甲×丙 红色籽粒 630红色籽粒, 490白色籽粒
根据结果,下列叙述错误的是 (　　)
A.若乙与丙杂交,F1全部为红色籽粒,则F2玉米籽粒性状比为9红色∶7白色
B.若乙与丙杂交,F1全部为红色籽粒,则玉米籽粒颜色可由三对基因控制
C.组1中的F1与甲杂交所产生玉米籽粒性状比为3红色∶1白色
D.组2中的F1与丙杂交所产生玉米籽粒性状比为1红色∶1白色
解析　甲、乙、丙分别代表三个不同的纯合白色籽粒玉米品种,甲与乙、甲与丙杂交产生F1,F1自交产生F2,两个杂交组合所得F2中红色籽粒∶白色籽粒=9∶7,则两个杂交组合产生的F1均能产生四种类型的配子,玉米籽粒颜色至少受三对等位基因控制,且至少有两个不同的显性基因存在时玉米籽粒表现为红色。设相关基因为A/a,B/b,C/c……。若甲的基因型为AAbbcc,乙的基因型为aaBBcc,丙的基因型为aabbCC。乙与丙杂交,F1全部为红色籽粒,则玉米籽粒颜色可由三对等位基因控制,F1自交所得F2中红色籽粒∶白色籽粒=9∶7,A、B两项正确。设甲的基因型为AAbbcc,乙的基因型为aaBBcc,丙的基因型为aabbCC,则组1中F1的基因型为AaBbcc,其与甲(AAbbcc)杂交,后代中红色籽粒∶白色籽粒=1∶1;组2中F1的基因型为AabbCc,其与丙(aabbCC)杂交,后代中红色籽粒∶白色籽粒=1∶1,C项错误,D项正确。
答案　C
3.(2020·浙江7月选考)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　若De对Df共显性,则Ded×Dfd子代有4种表型;若H对h完全显性,则Hh×Hh子代有2种表型;两对相对性状组合,则F1有8种表型,A项错误。若De对Df共显性,则Ded×Dfd子代有4种表型;若H对h不完全显性,则Hh×Hh子代有3种表型;两对相对性状组合,则F1有12种表型,B项正确。若De对Df不完全显性,则Ded×Dfd子代有4种表型;若H对h完全显性,则Hh×Hh子代有2种表型;两对相对性状组合,则F1有8种表型,C项错误。若De对Df完全显性,则Ded×Dfd子代有3种表型;若H对h不完全显性,则Hh×Hh子代有3种表型;两对相对性状组合,则F1有9种表型,D项错误。
答案　B
4.(2022·全国甲卷)玉米是我国重要的粮食作物。玉米通常是雌雄同株异花植物(顶端长雄花序,叶腋长雌花序),但也有的是雌雄异株植物。玉米的性别受两对独立遗传的等位基因控制,雌花花序由显性基因B控制,雄花花序由显性基因T控制,基因型bbtt个体为雌株。现有甲(雌雄同株)、乙(雌株)、丙(雌株)、丁(雄株)4种纯合体玉米植株。回答下列问题:
(1)若以甲为母本、丁为父本进行杂交育种,需进行人工传粉,具体做法是　　　　　　　　。
(2)乙和丁杂交,F1全部表现为雌雄同株;F1自交,F2中雌株所占比例为　　　　,F2中雄株的基因型是　　　　　　　　　　;在F2的雌株中,与丙基因型相同的植株所占比例是　　　　。
(3)已知玉米籽粒的糯和非糯是由1对等位基因控制的相对性状。为了确定这对相对性状的显隐性,某研究人员将糯玉米纯合体与非糯玉米纯合体(两种玉米均为雌雄同株)间行种植进行实验,果穗成熟后依据果穗上籽粒的性状,可判断糯与非糯的显隐性。若糯是显性,则实验结果是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;若非糯是显性,则实验结果是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析　(1)杂交育种的原理是基因重组,若甲为母本,丁为父本杂交,因为甲为雌雄同株异花植物,所以在花粉未成熟时需对甲植株雌花花序套袋隔离,等丁的花粉成熟后再通过人工授粉把丁的花粉传到甲的雌蕊柱头后,再套袋隔离。(2)根据分析及题干信息“乙和丁杂交,F1全部表现为雌雄同株”,可知乙基因型为BBtt,丁的基因型为bbTT,F1基因型为BbTt,F1自交F2基因型及比例为9B_T_(雌雄同株)∶3B_tt(雌株)∶3bbT_(雄株)∶1bbtt(雌株),故F2中雌株所占比例为1/4,雄株的基因型为bbTT、bbTt,雌株中与丙基因型相同的比例为1/4。(3)假设糯和非糯这对相对性状受A/a基因控制,因为两种玉米均为雌雄同株植物,间行种植时,既有自交又有杂交。若糯性为显性,基因型为AA,非糯基因型为aa,则糯性植株无论自交还是杂交,糯性植株上全为糯性籽粒,非糯植株杂交子代为糯性籽粒,自交子代为非糯籽粒,所以非糯植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒。同理,非糯为显性时,非糯性植株上只有非糯籽粒,糯性植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒。
答案　(1)对母本甲的雌花花序进行套袋,待雌蕊成熟时,采集丁的成熟花粉,撒在甲的雌蕊柱头上,再套上纸袋
(2) 1/4　bbTT、bbTt　1/4
(3) 糯性植株上全为糯性籽粒,非糯植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒　非糯性植株上只有非糯籽粒,糯性植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒
5.(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　　　　　　　　　　　　　　　;子代中红花植株的基因型是　　　　　　　　　　;子代白花植株中纯合体占的比例为　　　　。
(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。
解析　(1)紫花植株(AaBb)与红花杂合体(Aabb)杂交,子代可产生6种基因型及比例为AABb(紫花)∶AaBb(紫花)∶aaBb(白花)∶AAbb(红花)∶Aabb(红花)∶aabb(白花)=1∶2∶1∶1∶2∶1。故子代植株表型及比例为白色∶红色∶紫色=2∶3∶3;子代中红花植株的基因型有2种:AAbb、Aabb;子代白花植株中纯合体(aabb)占的比例为1/2。(2)白花纯合体的基因型有aaBB和aabb两种。要检测白花纯合体植株甲的基因型,可选用AAbb植株与之杂交,若基因型为aaBB,则实验结果为aaBB×AAbb→AaBb(全为紫花);若基因型为aabb,则实验结果为aabb×AAbb→Aabb(全为红花)。这样就可以根据子代的表型将白花纯合体的基因型推出。
答案　(1)白色∶红色∶紫色=2∶3∶3　AAbb、Aabb　1/2
(2)选用的亲本基因型为AAbb;预期的实验结果及结论:若子代花色全为红花,则待测白花纯合体基因型为aabb;若子代花色全为紫花,则待测白花纯合体基因型为aaBB。
(十)　基因自由组合现象的特殊分离比问题
一、9∶3∶3∶1的变式(总和等于16)
基因互作。
1.(不定项)(2023·衡水模拟)将八氢番茄红素合成酶基因(PSY)和胡萝卜脱氢酶基因(ZDS)导入水稻细胞,培育而成的转基因植株“黄金水稻”具有类胡萝卜素超合成能力,其合成途径如图所示。已知目的基因能一次或多次插入并整合到水稻细胞染色体上(不考虑其他变异),下列叙述错误的是 (　　)
A.若某一转基因植株自交后代中橙色大米∶亮红色大米∶白色大米的比例为3∶12∶1时,则不可能有PSY、ZDS插在同一条染色体上
B.若有一个PSY和一个ZDS分别插入到2条非同源染色体上,则此转基因植株自交后代中白色大米∶橙色大米∶亮红色大米的比例为4∶3∶9
C.若某一转基因植株自交后代中出现白色大米∶亮红色大米的比例为1∶15,则一定有PSY、ZDS插在同一条染色体上
D.若只有一个PSY和一个ZDS插入到同一条染色体上,无其他位置插入这两种基因,则此转基因植株自交后代中亮红色大米∶白色大米的比例为3∶1
解析　若某一转基因植株自交后代中橙色大米∶亮红色大米∶白色大米的比例为3∶12∶1时,属于9∶3∶3∶1的变式,有一个PSY和一个ZDS分别插入到2条非同源染色体上,且PSY基因多次插入,则可能有PSY、ZDS插在同一条染色体上,A项错误;一个PSY和一个ZDS分别插入到2条非同源染色体上,假定转入PSY基因的用A表示,没有转入PSY基因的用a表示,转入ZDS基因的用B表示,没有转入ZDS基因的用b表示,转基因水稻的基因型是AaBb,由于遵循自由组合定律,自交后代的基因型及比例是A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb=9∶3∶3∶1,A_B_含有两种转基因,表现为亮红色,A_bb只含有PSY基因,表现为橙色,aaB_、aabb为白色,B项正确;若某一转基因植株自交后代中出现白色大米∶亮红色大米的比例为1∶15,不一定有PSY、ZDS插在同一条染色体上,如,C项错误;若只有一个PSY和一个ZDS插入到同一条染色体上,则此转基因植株基因型可视为AB//ab,自交后代中亮红色大米∶白色大米的比例为3∶1,D项正确。
答案　AC
2.玉米为雌雄同株异花植物,其籽粒颜色受A、a和B、b两对独立遗传的基因控制,A、B同时存在时籽粒颜色为紫色,其他情况为白色(不考虑突变)。研究人员进行以下两组实验,有关说法错误的是 (　　)
组别 亲代 F1
实验一 紫色×紫色 白色∶紫色=7∶9
实验二 紫色×白色 白色∶紫色=5∶3
A.籽粒的紫色和白色为一对相对性状,亲代紫色植株的基因型均为AaBb
B.实验一F1中白色个体随机传粉,子代的表型及比例为紫色∶白色=8∶41
C.实验二亲代白色个体的基因型可能有2种,子代紫色个体中没有纯合子
D.实验二的F1中紫色个体自交,其后代籽粒为紫色个体的比例为
解析　籽粒的紫色和白色为一对相对性状,受两对等位基因控制,根据上述分析可知,亲代紫色植株的基因型均为AaBb,A项正确;实验一F1中白色个体基因型和比例为AAbb∶Aabb∶aaBB∶aaBb∶aabb=1∶2∶1∶2∶1,产生的配子类型和比例为Ab∶aB∶ab=2∶2∶3,F1白色个体随机传粉,子代表现为紫色的概率为2/7×2/7×2=8/49,所以白色个体的概率为1-8/49=41/49,故表型及比例为紫色∶白色=8∶41,B项正确;根据分析可知,实验二亲本基因型为AaBb×Aabb或AaBb×aaBb,即亲本中的白色个体基因型可能为2种,子代中紫色个体的基因型为A_Bb(或AaB_),均为杂合子,C项正确;实验二的F1中紫色个体的基因型可能为1/3AABb、2/3AaBb(或1/3AaBB、2/3AaBb),自交后代籽粒为紫色的概率为1/3×1×3/4+2/3×3/4×3/4=5/8,D项错误。
答案　D
二、致死遗传现象
1.胚胎致死或个体致死。
2.配子致死或配子不育。
AaBb
3.(2023·河南名校联考)某自花传粉植物两对独立遗传的等位基因(A、a和B、b)控制两对相对性状,等位基因间均为完全显性。现让基因型为AaBb的植物自交产生F1。下列分析错误的是 (　　)
A.若此植物存在AA致死现象,则上述F1中表型的比例为6∶2∶3∶1
B.若此植物存在bb致死现象,则上述F1中表型的比例为3∶1
C.若此植物存在AA一半致死现象,则上述F1中表型的比例为15∶5∶6∶2
D.若此植物存在基因型为a的花粉有1/2不育现象,则上述F1中表型的比例为15∶5∶1∶1
解析　基因型为AaBb的植物自交,理论上产生的F1的基因型及其比例为A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb=9∶3∶3∶1,若此植物存在AA致死现象,则F1中表型的比例为6∶2∶3∶1,A项正确;若此植物存在bb致死现象,则F1中基因型为A_bb和aabb的个体死亡,故F1中表型的比例为3∶1,B项正确;若此植物存在AA一半致死现象,则F1中A_B_中的AABb和AABB有一半死亡,A_bb中的AAbb有一半死亡,则F1中表型的比例为[6+(3/2)]∶[2+(1/2)]∶3∶1=15∶5∶6∶2,C项正确;若此植物存在基因型为a的花粉有1/2不育现象,则基因型为AaBb的植物产生的雌配子类型及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1,产生的雄配子类型及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=2∶2∶1∶1,则F1中表型的比例为15∶5∶3∶1,D项错误。
答案　D
4.(不定项)(2023·枣庄模拟)某种动物的毛色由位于常染色体上的两对独立遗传的等位基因(A、a和B、b)控制,A基因控制黄色色素的合成,B基因控制灰色色素的合成,当两种色素都不存在时,该动物毛色表现为白色,当A、B基因同时存在时,该动物的毛色表现为褐色,但当配子中同时存在基因A、B时,配子致死,下列说法正确的是 (　　)
A.基因与性状都是一一对应的
B.将纯种白毛个体与纯种褐毛个体杂交得到的后代都是褐毛的
C.基因型为AaBb的个体间杂交后代中褐毛∶黄毛∶灰毛∶白毛=2∶3∶3∶1
D.该种动物的基因型共有6种,表型有4种
解析　基因和性状并不是简单的一一对应的关系,如题中褐色由两对基因决定,A项错误;由于配子中同时存在基因A、B时,配子致死,该动物中不可能存在AABB的个体,即不存在纯种褐毛的个体,B项错误;基因型为AaBb的个体只能产生Ab、aB、ab三种配子,所以杂交后代的基因型及比例为AaBb∶Aabb∶aaBb∶aaBB∶AAbb∶aabb=2∶2∶2∶1∶1∶1,统计表型及比例为褐毛∶黄毛∶灰毛∶白毛=2∶3∶3∶1,C项正确;基因型为AABB、AABb、AaBB个体的形成需要基因型为AB配子的参与,但基因型为AB的配子致死,故该动物种群中只有3×3-3=6种基因型,表型为4种,D项正确。
答案　CD
三、基因遗传的累加问题
1.表型。
2.原因:A与B的作用效果相同,但显性基因越多,效果越强。
注:该比例是以2对等位基因控制一对相对性状为例进行分析的,解答时要根据具体条件进行具体分析。
5.(2023·福建福州模拟)人类的肤色由A/a、B/b、E/e三对等位基因共同控制,A/a、B/b、E/e位于三对同源染色体上。AABBEE为黑色,aabbee为白色,其他性状与基因型的关系如图所示,即肤色深浅与显性基因的个数有关,如基因型为AaBbEe、AABbee与aaBbEE等与含任何3个显性基因的肤色一样。若双方均为含3个显性基因的杂合体婚配(AaBbEe×AaBbEe),则子代肤色的基因型和表型分别有多少种 (　　)
A.27,7 B.16,9
C.27,9 D.16,7
解析　AaBbEe×AaBbEe后代的基因型有3×3×3=27(种),由题意可知,子代性状与显性基因个数有关,AaBbEe×AaBbEe这对组合是由三对等位基因控制的,所以显性基因个数有6个、5个、4个、3个、2个、1个、0个,共7种表型。
答案　A
四、基因完全连锁遗传
以A、a和B、b两对基因为例(不考虑互换)。
连锁类型 基因A和B在一条染色体上,基因a和b在另一条染色体上 基因A和b在一条染色体上,基因a和B在另一条染色体上
图解
配子类型 AB∶ab=1∶1 Ab∶aB=1∶1
自交 后代 基因型 1AABB、 2AaBb、1aabb 1AAbb、 2AaBb、1aaBB
表型 性状分离比3∶1 性状分离比1∶2∶1
测交 后代 基因型 1AaBb、1aabb 1Aabb、1aaBb
表型 性状分离比1∶1 性状分离比1∶1
6.已知桃树中,树体乔化与矮化为一对相对性状(由等位基因A、a控制),蟠桃果形与圆桃果形为一对相对性状(由等位基因B、b控制),以下是相关的两组杂交实验。
杂交实验一:乔化蟠桃(甲)×矮化圆桃(乙)→F1乔化蟠桃∶矮化圆桃=1∶1。
杂交实验二:乔化蟠桃(丙)×乔化蟠桃(丁)→F1乔化蟠桃∶矮化圆桃=3∶1。
根据上述实验,以下关于甲、乙、丙、丁四个亲本的基因在染色体上的分布情况正确的是 (　　)
解析　实验二中亲本都是乔化,后代出现矮化,说明乔化是显性性状,矮化是隐性性状;亲本都是蟠桃,后代出现圆桃,说明蟠桃是显性性状,圆桃是隐性性状。实验一中两对相对性状测交,后代表型之比为1∶1,说明该两对等位基因的遗传不遵循自由组合定律,若遵循自由组合定律,测交后代四种表型之比应为1∶1∶1∶1,说明两对等位基因位于同一对同源染色体上。分析实验一二可知,A与B位于一条染色体上,a与b位于该对同源染色体的另一条染色体上,D项正确。
答案　D

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