新教材生物一轮复习课件:第5单元 基因的传递规律 第2讲 自由组合定律的发现及应用(共88张PPT)

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新教材生物一轮复习课件:第5单元 基因的传递规律 第2讲 自由组合定律的发现及应用(共88张PPT)

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第2讲 自由组合定律的发现及应用
新教材生物一轮复习
01
考点研析·重难突破

考点一 两对相对性状杂交实验与自由组合定律
1.两对相对性状的杂交实验
(1)两对相对性状杂交实验的“假说—演绎法”分析

F2 1YY(黄)、2Yy(黄) 1yy(绿)
1RR(圆)、 2Rr(圆) 1YYRR、2YyRR、 2YYRr、4YyRr(黄圆) 1yyRR、
2yyRr(绿圆)
1rr(皱) 1YYrr、2Yyrr(黄皱) 1yyrr(绿皱)
(2)用分离定律分析两对相对性状的杂交实验
①过程分析
②结果分析:F2共有9种基因型,4种表型
2.自由组合定律
3.孟德尔成功的原因

1.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。(必修2 P10正文) ( √ )
2.F1 (基因型为YyRr)产生的雌雄配子各有4种:YR、Yr 、yR 、yr ,它们之间的数量比为1∶1∶1∶1。(必修2 P10正文) ( √ )
3.基因自由组合定律是指F1 产生的4种类型的精子和4种类型的卵细胞可以自由组合。(必修2 P12正文) ( × )
4.基因型是性状表现的内在因素,表型是基因型的表现形式。(必修2 P15本章小结) ( √ )


×


1.(必修2 P9正文)F2中还出现了亲本所没有的性状组合——绿色圆粒和黄色皱粒。请思考:具有两对相对性状的纯合亲本杂交,产生的F1基因型为AaBb,则两亲本基因型是什么?F2中重组类型是什么?所占比例又是多少?
提示:亲本基因型可以是AABB×aabb,此时重组类型是A_bb和aaB_,占;亲本基因型还可以是AAbb×aaBB,此时重组类型是A_B_和aabb,占5/8。
2.(必修2 P11图1-8)基因型为AaBb 的个体自交后代一定有4种表型、9种基因型吗?为什么?
提示:不一定,若两对等位基因位于两对同源染色体上,基因型为AaBb的个体自交后代中一定有9种基因型,但不一定有4种表型,比如A、a为不完全显性时会产生6种表型;若两对等位基因位于同一对同源染色体上,可能出现AABB、AaBb、aabb或AAbb、AaBb、aaBB 3种基因型。
3.(必修2 P13正文)某生物兴趣小组利用现有抗病抗倒伏小麦(yyRr),简要写出获得纯合的抗病抗倒伏小麦的实验思路。
提示:让抗病抗倒伏小麦(yyRr)自交,淘汰抗病不抗倒伏小麦,再连续自交并选择,直到不发生性状分离为止。

1.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
2.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

通过两对相对性状的杂交实验分析,
考查科学思维
1.D、d和T、t是两对独立遗传的等位基因,控制两对相对性状。若两个纯合亲本杂交得到F1的基因型为DdTt,F1自交得到F2。下列叙述错误的是(  )
A.F1自交时,雌配子与雄配子是随机结合的
B.F2中重组类型占3/8
C.F2中能稳定遗传的个体占1/4
D.F2中有9种基因型,在双显性状中,杂合子占8/9
解析:B F1的基因型为DdTt,亲本的基因型组合为DDTT×ddtt或DDtt×ddTT,故F2中重组类型占3/8或5/8,B错误。
2.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。下列有关叙述正确的是(  )
A.黄色与绿色、圆粒与皱粒的遗传都遵循分离定律,故这两对性状的遗传遵循自由组合定律
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
D.若自然条件下将F2中黄色圆粒植株混合种植,后代出现绿色皱粒的概率为1/81
解析:C 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;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,故不同的概率为4/9,C正确;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,D错误。

理解重组类型的内涵及常见错误
(1)重组类型的含义:重组类型是指F2中表型与亲本不同的个体,而不是基因型与亲本不同的个体。
(2)含两对相对性状的纯合亲本杂交,F2中重组类型所占比例并不都是6/16。
①当亲本基因型为YYRR和yyrr时,F2中重组类型所占比例是6/16。
②当亲本基因型为YYrr和yyRR时,F2中重组类型所占比例是1/16+9/16=10/16。
围绕多对基因控制生物性状的分析,
考查科学思维
3.(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:B 若n=1,则植株A测交会出现21种不同的表型,若n=2,则植株A测交会出现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,但各表型的比例与n的大小无关,B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,C正确;植株A的测交子代中,纯合子的个体数所占比例为,杂合子的个体数所占比例为1-,当n≥2时,杂合子的个体数多于纯合子的个体数,D正确。
4.某二倍体植物(2n=24)的红花与白花受三对等位基因(A/a,B/b和D/d)控制,同时含有A、B与D基因的植株开红花,其余的植株开白花。现有甲、乙、丙三个白花植株品系,分别与同一红花品系杂交,F1均为红花,F1自交,F2的表型及比例分别是红花∶白花=48∶16、红花∶白花=36∶28、红花∶白花=27∶37。
(1)该植物体细胞中有24条染色体,花粉母细胞经减数分裂产生的雄配子中含有12条染色体,原因是                 。
解析:(1)同源染色体分开后,分别进入两个子细胞(或染色体只复制一次,细胞连续分裂两次),导致减数分裂过程中染色体数目减半。
答案:(1)同源染色体分开后,分别进入两个子细胞(或染色体只复制一次,细胞连续分裂两次) 
(2)纯种白花品系可能的基因型有      种,甲白花品系的基因型可能是                       。
解析:(2)由题干可知,红花和白花受三对等位基因控制,共有纯合子8种,其中AABBDD为红花纯种,则纯种白花品系可能的基因型有7种;甲与红花杂交,F1为红花,F1自交产生的F2中红花∶白花=3∶1,则F1红花的基因型可能为AaBBDD、AABbDD、AABBDd,推测出甲品系的基因型为一对基因是隐性,另外两对基因是显性纯合,如aaBBDD、AAbbDD、AABBdd。
答案:(2)7 aaBBDD、AAbbDD、AABBdd 
(3)上述三个杂交结果中,能证明控制红花与白花的三对等位基因遵循自由组合定律的是            ,判断依据是              。
解析:(3)上述三个杂交结果中,能证明控制红花与白花的三对等位基因遵循自由组合定律的是红花∶白花=27∶37,判断依据是F2中红花植株占27/64=(3/4)3。
答案:(3)红花∶白花=27∶37 F2中红花植株占27/(27+37)=3/4×3/4×3/4,据此推测控制花色的三对等位基因遵循自由组合定律

判断控制性状的等位基因对数的方法
(1)若F2中显性性状的比例为,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。
考点二 自由组合定律的验证和基因在染色体上的判断
两对等位基因在染色体上的位置关系
已知三对基因在染色体上的位置情况如图所示,且三对基因分别单独控制三对相对性状,下列说法正确的是(  )
A.三对基因的遗传遵循基因的自由组合定律
B.基因型为AaDd的个体与基因型为aaDd的个体杂交的
后代会出现4种表型,比例为3∶3∶1∶1
C.如果基因型为AaBb的个体在产生配子时没有发生互换,则它只产生4种配子
D.基因型为AaBb的个体自交,后代会出现4种表型,比例为9∶3∶3∶1
解析 A、a和D、d基因以及B、b和D、d基因的遗传遵循基因的自由组合定律,但A、a和B、b基因的遗传不遵循基因的自由组合定律,A错误;基因型为AaDd的个体与基因型为aaDd的个体杂交的后代会出现4种表型,比例为3∶3∶1∶1,B正确;如果基因型为AaBb的个体在产生配子时没有发生互换,则它只产生2种配子,C错误;由于A、a和B、b基因的遗传不遵循基因的自由组合定律,因此,基因型为AaBb的个体自交,后代不一定会出现4种表型且比例不会为9∶3∶3∶1,D错误。
答案 B





 科研工作者发现了苏云金芽孢杆菌中的毒蛋白基因B和豇豆中的胰蛋白酶抑制剂基因D,均可导致棉铃虫死亡。现将基因B和D同时导入棉花的一条染色体上获得抗虫棉。棉花的短果枝由基因A控制,以基因型为AaBD的短果枝抗虫棉植株为亲代,自交得到F1(不考虑互换)。下列说法错误的是(  )
A.若F1表型比例为9∶3∶3∶1,则果枝基因和抗虫基因位于两对同源染色体上
B.若F1表型比例为3∶1,则基因B、D与基因A位于同一条染色体上
C.若F1表型比例为9∶3∶3∶1,则亲代产生配子的基因型为ABD、A、aBD、a
D.若F1表型比例为3∶1,则亲代产生配子的基因型为AB、aD、aBD、A
解析:D 若果枝基因和抗虫基因位于两对同源染色体上,则AaBD植株产生配子的类型及比例为ABD∶a∶aBD∶A=1∶1∶1∶1,其自交后代的表型比例为9∶3∶3∶1,A、C正确;若基因B、D与基因A位于同一条染色体上,则AaBD植株产生配子的类型及比例为ABD∶a=1∶1,其自交后代的表型比例为3∶1,B正确,D错误。
自由组合定律的实验验证方法
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,下列操作不合理的是(  )
A.甲自交,验证B、b基因的遗传遵循基因的分离定律
B.乙自交,验证A、a基因与B、b基因的遗传遵循基因的自由组合定律
C.甲、乙杂交,验证D、d基因的遗传遵循基因的分离定律
D.甲、乙杂交,验证A、a基因与D、d基因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基因的遗传遵循基因的分离定律,A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基因与B、b基因的遗传不遵循基因的自由组合定律,B不合理;甲、乙杂交,子代与D、d基因相关的表型之比为1∶1,可以验证D、d基因的遗传遵循基因的分离定律,C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,杂交子代的表型之比为1∶1∶1∶1,可以验证A、a基因与D、d基因的遗传遵循基因的自由组合定律,D合理。
答案 B

1.基因自由组合定律的细胞学基础
2.自由组合定律的实验验证方法
验证方法 结论
自交法 若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测交后代的性状分离比为1∶1∶1∶1,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,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,若植株有四种表型,比例为1∶1∶1∶1,则符合自由组合定律

1.某植物的两对等位基因分别用Y、y和R、r表示,若基因型为YyRr的该植物个体自交,F1的基因型及比例为Y_R_∶Y_rr∶yyR_∶yyrr=9∶3∶3∶1。下列叙述不是该比例出现的必要条件的是(  )
A.两对等位基因Y、y和R、r位于非同源染色体上
B.两对等位基因Y、y和R、r各控制一对相对性状
C.减数分裂产生的雌雄配子不存在差别性致死现象
D.受精过程中各种基因型的雌雄配子的结合是随机的
解析:B 只要Y、y和R、r两对等位基因位于非同源染色体上,无论各控制一对相对性状还是同时控制一对相对性状,基因型为YyRr的植株自交,后代的基因型及比例均为Y_R_∶Y_rr∶yyR_∶yyrr=9∶3∶3∶1。
2.番茄果形有圆形果和长形果,花序有单一花序和复状花序,分别由基因S/s、T/t控制。某兴趣小组先用纯合的复状花序圆形果植株与纯合的单一花序长形果植株杂交,F1为单一花序圆形果;再用双隐性品系与F1进行测交,甲、乙同学对测交后代分别进行统计,结果如表。请回答:
表1 甲的统计数据
测交子代表型 圆形果 长形果 复状花序 单一花序
测交子代数/株 107 103 105 105
表2 乙的统计数据
测交子代表型 单一花序 圆形果 单一花序 长形果 复状花序 圆形果 复状花序
长形果
测交子代数/株 22 83 85 20
(1)复状花序圆形果亲本和F1的基因型分别为          。
解析:(1)纯合的复状花序圆形果植株与纯合的单一花序长形果植株杂交,F1为单一花序圆形果,说明单一花序、圆形果为显性,则复状花序圆形果亲本的基因型是SStt,F1基因型是SsTt。
答案:(1)SStt、SsTt 
(2)根据表1能否判断控制番茄果形和花序基因的遗传是否遵循自由组合定律       ?请说明原因。
                             。
解析:(2)甲的统计数据为圆形果∶长形果=1∶1、复状花序∶单一花序=1∶1,不论两对等位基因是否遵循自由组合定律,测交后代都会出现该比值,因此根据表1不能判断控制番茄果形和花序基因的遗传是否遵循自由组合定律。
答案:(2)不能 不论两对等位基因是否遵循自由组合定律,测交后代都会出现圆形果∶长形果=1∶1、复状花序∶单一花序=1∶1 
(3)乙同学根据表2得出结论“控制番茄果形和花序基因的遗传不遵循自由组合定律”,该结论是否正确?请说明理由。
                                  。
解析:(3)表格2中,对每一对相对性状来说,圆形果∶长形果=1∶1、复状花序∶单一花序=1∶1,但是考虑两对相对性状,测交后代四种表型比例不是1∶1∶1∶1,说明F1产生的四种配子的比例不是1∶1∶1∶1,因此两对等位基因不遵循自由组合定律,测交后代产生四种类型是由于F1产生配子时发生了互换。
答案:(3)正确。因为测交后代四种表型比例不是1∶1∶1∶1
考点三 自由组合定律的解题规律及方法
“拆分法”求解自由组合定律计算问题
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

1.基因型(表型)种类、概率及比例
2.配子种类及概率的计算
有多对等位基因的个体 举例:基因型为AaBbCc的个体
产生配子的种类数 Aa    Bb    Cc 
↓ ↓ ↓
2  × 2  × 2=8(种)
产生某种配子的概率 产生ABC配子的概率为1/2(A)×1/2(B)×1/2(C)=1/8

 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 ,而所有植株中纯合子约占1/4
D.若基因型为AaRr 与Aarr 的亲本杂交,则子代中红色花瓣的植株占3/8
解析:B 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正确;若基因型为AaRr 与Aarr 的亲本杂交,则子代中红色花瓣(A _Rr)的植株所占比例为3/4×1/2=3/8 ,D正确。
“逆向组合法”推断亲本基因型问题
某种甘蓝的叶色有绿色和紫色,已知叶色受两对等位基因A、a和B、b控制,只含隐性基因的个体表现隐性性状,其他基因型的个体均表现显性性状。某小组用绿叶甘蓝和紫叶甘蓝进行了一系列实验。下列叙述错误的是(  )
实验①:让绿叶甘蓝(甲)的植株进行自交,子代都是绿叶
实验②:让甲植株与紫叶甘蓝(乙)植株进行杂交,子代都是紫叶
实验③:让甲植株与紫叶甘蓝(丙)植株进行杂交,子代个体中绿叶∶紫叶=1∶3
A.甘蓝叶色紫色对绿色为显性
B.A、a和B、b位于两对同源染色体上
C.实验②中乙植株的基因型为AABB
D.实验③中丙植株的基因型为AaBb
解析 由实验②结果可知,甘蓝叶色紫色对绿色为显性,A正确;由实验③结果可知,A、a和B、b位于两对同源染色体上,B正确;实验②中乙植株的基因型可能是AABB、AAbb、aaBB、AaBB、AABb,C错误;实验③的子代个体中绿叶∶紫叶=1∶3,由于甲植株基因型为aabb,所以丙植株的基因型为AaBb,D正确。
答案 C

1.方法:将自由组合定律的性状分离比拆分成分离定律的分离比分别分析,再运用乘法原理进行逆向组合。
2.题型示例
①9∶3∶3∶1 (3∶1)(3∶1) (Aa×Aa)(Bb×Bb);
②1∶1∶1∶1 (1∶1)(1∶1) (Aa×aa)(Bb×bb);
③3∶3∶1∶1 (3∶1)(1∶1) (Aa×Aa)(Bb×bb)或(Aa×aa)(Bb×Bb);
④3∶1 (3∶1)×1 (Aa×Aa)(BB×_ _)或(Aa×Aa)(bb×bb)或(AA×_ _)(Bb×Bb)或(aa×aa)(Bb×Bb)。

1.水稻的高秆(D)对矮秆(d)是显性,抗锈病(R)对不抗锈病(r)是显性,这两对基因自由组合。甲水稻(DdRr)与乙水稻杂交,其后代四种表型的比例是3∶3∶1∶1,则乙水稻的基因型是(  )
A.Ddrr或ddRr B.DdRR
C.ddRR D.DdRr
解析:A 甲水稻(DdRr)与乙水稻杂交,其后代四种表型的比例是3∶3∶1∶1,3∶3∶1∶1可以分解成(3∶1)×(1∶1),说明控制两对相对性状的基因中,有一对均为杂合子,另一对属于测交类型,所以乙水稻的基因型为Ddrr或ddRr。
2.某哺乳动物的毛色由3对位于常染色体上、独立遗传的等位基因决定。A基因编码的酶可使黄色素转化为褐色素,B基因编码的酶可使褐色素转化为黑色素,D基因的表达产物能完全抑制A基因的表达,相应的隐性等位基因a、b、d的表达产物没有上述功能。若用两个纯合黄色品种的动物作为亲本进行杂交,F1均为黄色,F2中毛色表型出现了黄∶褐∶黑=52∶3∶9的数量比,则下列说法错误的是(  )
A.亲本组合是AAbbDD×aaBBdd或 AABBDD×aabbdd
B.F2中表型为黄色的个体基因型有21种
C.F2中褐色个体相互交配会产生一定数量的黑色个体
解析:C 结合题意分析可知,要使F2中毛色表型出现“黄∶褐∶黑=52∶3∶9”(和为64),则F1的基因型只能为AaBbDd,纯合黄色个体的基因型有AABBDD、AAbbDD、aaBBDD、aaBBdd、aabbDD、aabbdd,亲本AAbbDD×aaBBdd和亲本AABBDD×aabbdd杂交,F1基因型均为AaBbDd,A正确;根据题意分析可知,A_ _ _D_、aa_ _ _ _都表现为黄色,所以黄色个体的基因型有2×3×2+1×3×3=21(种),B正确;据题意分析可知,F2褐色个体的基因型为Aabbdd与AAbbdd,黑色个体的基因型为A_B_dd,故褐色个体交配后代表型为褐色和黄色,不会产生黑色个体,C错误;据题意分析可知,F2褐色个体的基因型为Aabbdd与AAbbdd,纯合子的比例为,D正确。
02
真题体验·感悟高考

从科学思维角度,考查自由组合定律
的解题规律及方法
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:B 某玉米植株产生的配子种类及比例为YR∶Yr∶yR∶yr=1∶1∶1∶1,则该个体的基因型为YyRr,其自交后代中基因型为YyRR个体所占的比例为1/2×1/4=1/8。
2.(2022·浙江1月选考)果蝇(2n=8)杂交实验中,F2某一雄果蝇体细胞中有4条染色体来自F1雄果蝇,这4条染色体全部来自亲本(P)雄果蝇的概率是(  )
解析:B 果蝇体细胞有4对同源染色体,每对同源染色体中一条来自父方,一条来自母方。F2某一雄果蝇体细胞中有4条染色体来自F1雄果蝇,这4条染色体包括3条常染色体和1条Y染色体,其中每条常染色体来自亲本(P)雄果蝇的概率均为,而性染色体Y一定来自亲本(P)雄果蝇,则这4条全部来自亲本(P)雄果蝇的概率为×××1=。
3.(2022·山东高考改编)某两性花二倍体植物的花色由3对等位基因控制,其中基因A控制紫色,a无控制色素合成的功能。基因B控制红色,b控制蓝色。基因Ⅰ不影响上述2对基因的功能,但i纯合的个体为白色花。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色花和靛蓝色花。现有该植物的3个不同纯种品系甲、乙、丙,它们的花色分别为靛蓝色、白色和红色。不考虑突变,根据表中杂交结果,下列推断错误的是(  )
杂交组合 F1表型 F2表型及比例
甲×乙 紫红色 紫红色∶靛蓝色∶白色=9∶3∶4
乙×丙 紫红色 紫红色∶红色∶白色=9∶3∶4
A.让只含隐性基因的植株与F2测交,可确定F2中各植株控制花色性状的基因型
B.让表中所有F2的紫红色植株都自交一代,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紫红色∶3靛蓝色∶3红色∶1蓝色
解析:A 由于基因i纯合的个体为白色花,让只含隐性基因的植株与F2测交,测交后代各植株的花色都是白色,A错误;由题意可知,基因型为A_B_I_和A_bbI_的个体分别表现紫红色花和靛蓝色花,基因型为aaB_I_的个体表现为红色,基因型为_ _ _ _ ii的个体表现为白色。杂交组合甲×乙中F2的性状分离比为紫红色∶靛蓝色∶白色=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中性状表现确定亲本甲、乙和丙的基因型依次为AAbbII、AABBii、aaBBII,甲×乙杂交组合中F2的紫红色植株基因型为AABbIi∶AABBIi∶AABbII∶AABBII=4∶2∶2∶1,乙×丙杂交组合中F2的紫红色植株基因型为AaBBIi∶AABBIi∶AaBBII∶AABBII=4∶2∶2∶1,其中II∶Ii=1∶2,所以白花植株在全体子代中的比例为2/3×1/4=1/6,B正确;
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9(3×3)种,C正确;甲与丙杂交所得F1的基因型为AaBbII,其自交的子一代的表型比例为紫红色(A_B_II)∶靛蓝色花(A_bbII)∶红色(aaB_II)∶蓝色(aabbII)=9∶3∶3∶1,D正确。
从科学探究角度,考查自由组合定律
的实质和实验验证
4.(2021·湖南高考)油菜是我国重要的油料作物,油菜株高适当的降低对抗倒伏及机械化收割均有重要意义。某研究小组利用纯种高秆甘蓝型油菜Z,通过诱变培育出一个纯种半矮秆突变体S。为了阐明半矮秆突变体S是由几对基因控制、显隐性等遗传机制,研究人员进行了相关试验,如图所示。

回答下列问题:
(1)根据F2表型及数据分析,油菜半矮秆突变体S的遗传机制是       ,杂交组合①的F1产生各种类型的配子比例相等,自交时雌雄配子有      种结合方式,且每种结合方式概率相等。F1产生各种类型配子比例相等的细胞遗传学基础是                             。
解析:(1)用A、a;B、b;C、c……表示基因,根据杂交组合①②正反交得到的F2结果高秆∶半矮秆都约为15∶1可知,半矮秆为隐性遗传,且该性状是由非同源染色体上的两对隐性基因控制的,即只有基因型为aabb时表现为半矮秆,其他基因型均表现为高秆。杂交组合①中F1的基因型为AaBb,F1自交时雌雄配子有4×4=16(种)组合方式。其细胞遗传学基础是减数分裂形成配子时,同源染色体上的等位基因分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
答案:(1)非同源染色体上的两对隐性基因控制的遗传 16 减数分裂形成配子时,同源染色体上的等位基因分离,非同源染色体的非等位基因自由组合 
(2)将杂交组合①的F2所有高秆植株自交,分别统计单株自交后代的表现型及比例,分为三种类型,全为高秆的记为F3-Ⅰ,高秆与半矮秆比例和杂交组合①②的F2基本一致的记为F3-Ⅱ,高秆与半矮秆比例和杂交组合③的F2基本一致的记为F3-Ⅲ。产生F3-Ⅰ、F3-Ⅱ、F3-Ⅲ的高秆植株数量比为        。产生F3-Ⅲ的高秆植株基因型为             (用A、a;B、b;C、c……表示基因)。用产生F3-Ⅲ的高秆植株进行相互杂交试验,能否验证自由组合定律?      。
解析:(2)杂交组合①中F1的基因型为AaBb,产生的F2的基因型为AA__和__BB占F2中所有高秆植株的,它们自交后代都表现为高秆,所以属于F3-Ⅰ;F2中基因型为AaBb的植株自交,产生的后代高秆∶半矮秆=15∶1,与杂交组合①②的F2基本一致,记为F3-Ⅱ,基因型为AaBb的植株占F2中所有高秆植株的;F2中基因型为Aabb和aaBb的高秆植株自交,产生的后代高秆∶半矮秆=3∶1,与杂交组合③的F2基本一致,记为F3-Ⅲ,基因型为Aabb和aaBb的植株占F2中所有高秆植株的,故产生F3-Ⅰ、F3-Ⅱ、F3-Ⅲ的高秆植株的数量比为7∶4∶4。基因型为Aabb和aaBb的高秆植株相互杂交的F1再自交才能验证自由组合定律,否则只能验证一对基因的分离定律。
答案:(2)7∶4∶4 Aabb、aaBb 不能
03
课后作业·巩固提升

一、选择题
1.黄色圆粒豌豆(YyRr)自交,子代性状有黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒,比例约为9∶3∶3∶1。子代出现上述性状及比例,下列哪一项不是必需的(  )
A.Y、y和R、r两对基因分别位于两对同源染色体上
B.YY和Yy的表型相同,而Y_和yy的表型不同
C.形成配子时,同源染色体上的等位基因彼此分离
D.受精时,非同源染色体上的非等位基因自由组合
解析:D Y、y和R、r两对基因分别位于两对同源染色体上,形成配子时,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,亲本能产生四种比例相等的配子,雌雄配子随机结合,子代才会出现四种表型及其比例为9∶3∶3∶1,A、C不符合题意;YY和Yy的表型相同,而Y_和yy的表型不同,说明Y对y为完全显性,才会出现四种表型,B不符合题意;非同源染色体上的非等位基因自由组合发生于减数分裂Ⅰ后期,而非受精时,D符合题意。
2.“假说—演绎法”是现代生物科学研究中常用的方法,为体验在遗传研究中“假说—演绎法”的具体步骤,某学校以大麦为研究对象,研究了二棱穗型和六棱穗型(D、d),高茎和矮茎(H、h)两对相对性状的遗传规律,将纯合的二棱矮茎植株与纯合的六棱高茎植株杂交,F1全表现为二棱高茎,并将F1进行了自交、测交实验,下列说法正确的是(  )
A.F1产生配子时,D、d与H、h一定会自由组合
B.若F1测交结果为二棱高茎∶二棱矮茎∶六棱高茎∶六棱矮茎=1∶1∶1∶1,则D、d与H、h最可能位于两对同源染色体上
C.若要用该实验验证两对相对性状的遗传是否遵循自由组合定律,必须进行正交、反交实验
D.若F1自交后代中二棱高茎∶二棱矮茎∶六棱高茎∶六棱矮茎的比例不为9∶3∶3∶1,则这两对相对性状的遗传一定不遵循基因自由组合定律
解析:B 若D、d与H、h这两对等位基因位于一对同源染色体上,则不能自由组合,A错误;将纯合的二棱矮茎植株与纯合的六棱高茎植株杂交,F1全表现为二棱高茎,说明二棱对六棱为显性,高茎对矮茎为显性,亲本的杂交组合是DDhh×ddHH,F1为DdHh,与ddhh进行测交,若D、d与H、h位于同一对同源染色体上,测交的结果是二棱矮茎∶六棱高茎=1∶1,F1测交结果为二棱高茎∶二棱矮茎∶六棱高茎∶六棱矮茎=1∶1∶1∶1,则D、d与H、h最可能位于两对同源染色体上,B正确;若要用该实验验证两对相对性状的遗传是否遵循自由组合定律,应进行自交或测交实验,C错误;若这两对相对性状独立遗传(两对等位基因位于两对同源染色体上),且某些种类的花粉致死或某些个体会死亡,则F1自交时,其子代的表型及比例也不会出现9∶3∶3∶1,但仍遵循基因自由组合定律,D错误。
3.甘肃特产——和政蚕豆,在民间俗称“大豆”,以粒大、色白、饱满、味美、氨基酸多而著称。蚕豆的高茎(D)对矮茎(d)为显性,圆粒(E)对皱粒(e)为显性,控制两对相对性状的基因独立遗传。基因型为DdEe的个体与个体X杂交,其后代中高茎圆粒、矮茎圆粒、高茎皱粒、矮茎皱粒的比例为3∶1∶3∶1。可推断个体X的基因型是(  )
A.DdEe B.ddEe
C.Ddee D.ddee
解析:C 分别统计子代两种表型及比例,高茎∶矮茎=3∶1,可知亲本为Dd×Dd;圆粒∶皱粒=1∶1,可知亲本为Ee×ee,综合以上推论,亲本为DdEe和Ddee,所以X的基因型是Ddee。
4. 关于基因的分离定律和基因的自由组合定律的验证,可用自交或测交的方法,若出现特定的比例,即可验证。下列相关比例不能验证上述定律的是(  )
A.研究一对等位基因,存在显性纯合致死时,杂合子自交出现显性性状∶隐性性状=2∶1
B.研究一对等位基因,存在不完全显性时,杂合子自交出现三种表型,比例为1∶2∶1
C.研究两对等位基因,两对等位基因都杂合的个体自交,子代出现四种表型,比例为9∶3∶3∶1
D.研究两对等位基因,两亲本都是一对显性杂合另一对隐性纯合,杂交后代出现四种表型,比例为1∶1∶1∶1
解析:D 研究一对等位基因(设A/a),存在显性纯合致死(AA)时,杂合子自交出现显性性状(Aa)∶隐性性状(aa)=2∶1,说明在减数分裂过程中,等位基因发生了分离,产生了A、a两种比例相等的配子,A不符合题意;研究一对等位基因(设A/a),存在不完全显性时(Aa),杂合子自交出现三种表型,比例为1(AA)∶2(Aa)∶1(aa),说明在减数分裂过程中,等位基因发生了分离,产生了A、a 两种比例相等的配子,B不符合题意;研究两对等位基因(设A/a、B/b),两对等位基因都杂合的个体(AaBb)自交,子代出现四种表型,比例为9(A_B_)∶3(A_bb)∶3(aaB_)∶1(aabb),说明在减数分裂过程中,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,产生了AB、Ab、aB、ab四种比例相等的配子,C不符合题意;研究两对等位基因(设A/a、B/b),两亲本都是一对显性杂合另一对隐性纯合(Aabb、aaBb),若每个亲本的该两对基因位于一对同源染色体上,杂交后代会出现四种表型,其比例为1∶1∶1∶1,只能验证基因的分离定律,不能验证基因的自由组合定律,D符合题意。
5.南瓜所结果实中白色(A)对黄色(a)为显性,盘状(B)对球状(b)为显性。某同学利用甲(AaBb)、乙(Aabb)、丙(aaBb)、丁(aabb)四种植株进行了下列实验:
①甲自交,子代白色∶黄色=3∶1,盘状∶球状=3∶1
②甲自交,子代白色盘状∶白色球状∶黄色盘状∶黄色球状=9∶3∶3∶1
③甲与丁杂交,子代白色盘状∶白色球状∶黄色盘状∶黄色球状=1∶1∶1∶1
④乙与丙杂交,子代白色盘状∶白色球状∶黄色盘状∶黄色球状=1∶1∶1∶1
根据实验结果,其中,能够准确判定两对等位基因分别位于两对同源染色体上的是(  )
A.①② B.①④
C.②③ D.③④
解析:C 甲(AaBb)自交,子代白色∶黄色=3∶1,盘状∶球状=3∶1,只能说明黄色和白色、盘状和球状分别遵循分离定律,不能说明两对等位基因分别位于两对同源染色体上,①不符合题意;甲(AaBb)自交,子代白色盘状∶白色球状∶黄色盘状∶黄色球状=9∶3∶3∶1,和是16,说明父本和母本各产生了4种配子,子代有16种组合,所以两对等位基因分别位于两对同源染色体上,②符合题意;甲(AaBb)与丁(aabb)杂交,丁只能产生配子ab,子代白色盘状∶白色球状∶黄色盘状∶黄色球状=1∶1∶1∶1,说明甲产生了4种配子:AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1,所以两对等位基因分别位于两对同源染色体上,③符合题意;乙(Aabb)与丙(aaBb)杂交,无论两对基因位于两对同源染色体还是位于一对同源染色体,子代都会出现白色盘状:白色球状∶黄色盘状∶黄色球状=1∶1∶1∶1,所以不能判定两对等位基因分别位于两对同源染色体上,④不符合题意。
6.已知基因A、a和基因B、b分别控制不同相对性状,两对基因均为完全显性,现以如下三种基因型的个体为亲本进行实验,下列相关叙述错误的是(  )
A.甲产生配子的过程中会发生基因重组
B.甲与丙杂交可用于验证基因的自由组合定律
C.乙连续自交3代,子代表型比为7∶1
解析:C 甲产生配子的过程中非同源染色体上的非等位基因会随着非同源染色体的自由组合而发生基因重组,A正确;甲与丙中的两对基因位于两对同源染色体上,甲与丙杂交可用于验证基因的自由组合定律,B正确;乙只有一对杂合等位基因,另一对基因为纯合的AA,自交三代Bb占××=,bb占÷2=,因此B_占,故子代表型比为9∶7,C错误;甲(AaBb)与乙(AABb)杂交,子代个体中纯合子占×=,因此杂合子的比例为,D正确。
7.果蝇的翅型受一对等位基因A和a控制,基因型AA表现为大翅,Aa表现为中翅,aa表现为小翅。肢型有长肢和短肢之分,基因型BB和Bb均表现为长肢,bb表现为短肢。已知等位基因A/a和B/b均独立遗传,大翅长肢个体与小翅短肢个体杂交得到的F1均表现为中翅长肢,F1雌雄个体相互交配得到F2。下列说法错误的是(  )
A.F1雌雄配子的结合方式有16种
解析:B F1基因型为AaBb,可以产生四种比例相同的雌雄配子,即AB、Ab、aB、ab,所以F1雌雄配子的结合方式有16种,A正确;亲本基因型为AABB和aabb,F2中AABB和aabb基因型个体各占,所以与亲本基因型不同的个体为,即,B错误;基因型AA表现为大翅,是纯合子,基因型BB和Bb均表现为长肢,F2中Bb占长肢,BB占长肢,即F2中大翅长肢个体中杂合子占,C正确;F2中中翅长肢基因型为AaBb或AaBB ,中翅短肢基因型为Aabb,二者杂交,即Aa×Aa和Bb×bb或BB×bb,F3中翅(Aa)个体比例为,短肢(bb)个体比例为×=,所以F3中中翅短肢个体占×=,D正确。
8.(不定项)某植物的高秆对矮秆为显性,由一对等位基因A、a控制;抗病对易感病为显性,由另一对等位基因B、b控制。现有纯合高秆抗病植株和纯合矮秆易感病植株杂交,所得F1自交,F2的表型及比例为高秆抗病∶高秆易感病∶矮秆抗病∶矮秆易感病=66∶9∶9∶16。假设F1产生的雌雄配子的基因型及其所占比例相同,下列说法正确的是(  )
A.F2中高秆易感病植株和矮秆抗病植株出现了致死现象,导致比例异常
B.上述两对等位基因的遗传都遵循分离定律,但不遵循自由组合定律
解析:BC 根据题意分析可知,出现高秆抗病∶高秆易感病∶矮秆抗病∶矮秆易感病=66∶9∶9∶16的现象,应该是由于两对等位基因位于一对同源染色体上,且发生了互换导致的,A错误;F2中高秆∶矮秆=(66+9)∶(9+16)=3∶1,同理抗病∶易感病=3∶1,所以两对等位基因的遗传都符合基因分离定律,F2的比例不符合9∶3∶3∶1,也不属于它的变式,因此这两对等位基因的遗传不遵循基因的自由组合定律,B正确;由F2中矮秆易感病植株占=2可知,雌雄配子中ab∶AB∶aB∶Ab=4∶4∶1∶1,可推出矮秆抗病植株(aaB_)中能稳定遗传的个体(aaBB)占 1/9,C正确;F1中基因A与B位于一条染色体上,基因a与b位于同源的另一条染色体上,F2的高秆抗病植株中,与F1中基因位置关系相同的个体占÷=,D错误。
9.(不定项)某雌雄同株植物自交,子代性状分离比为红花∶白花=3∶1时,控制这对相对性状的基因有图示的多种可能。已知若红花、白花性状由一对等位基因控制,基因型为A_的植株表现为红花;若红花、白花性状由两对等位基因控制,基因型为A_B_的植株表现为红花,其余基因型的表现不确定。不考虑染色体的互换,下列叙述正确的是(  )
A.若为图1,则红花、白花的遗传属于完全显性
B.若为图2,则子代基因型为aabb的植株开白花
C.若为图3,则基因型AAbb和aaBB的其中之一开白花
D.若为图4,则除aabb外白花的基因型还可能有三种
解析:ABC 自交子代性状分离比为红花∶白花=3∶1时,控制这对相对性状的基因有图示的多种可能,若为图1,则A_表现为红花,红花、白花的遗传属于完全显性,A正确;若为图2,植株产生两种配子,分别为AB和ab,随机结合后,当子代基因型为aabb的植株开白花时,子代性状分离比为红花∶白花=3∶1,B正确;若为图3,植株产生两种配子,分别为Ab和aB,随机结合后,当基因型AAbb和aaBB的其中之一开白花时,子代性状分离比为红花∶白花=3∶1,C正确;若为图4,植株产生四种配子,分别为AB、Ab、aB、ab,随机结合后,(A_B_+A_bb)∶(aaB_+aabb)=3∶1或(A_B_+aaB_)∶(A_bb+aabb)=3∶1,因此除aabb外白花的基因型还可能有两种,即aaBB、aaBb或AAbb、Aabb,D错误。
二、非选择题
10.果蝇中灰身(B)与黑身(b)、大翅脉(E)与小翅脉(e)是两对相对性状。灰身大翅脉的雌蝇与黑身小翅脉的雄蝇杂交,F1中灰身大翅脉152只,灰身小翅脉10只,黑身大翅脉13只,黑身小翅脉149只。请回答下列问题:
(1)利用统计学分析,上述F1中体色和翅脉的表型比例依次为        和                  ,说明这两对基因的遗传遵循      定律。
解析:(1)体色是一对相对性状,灰身=152+10=162,黑身=13+149=162,所以灰身∶黑身=162∶162=1∶1;翅脉是一对相对性状,大翅脉=152+13=165,小翅脉=149+10=159,所以大翅脉∶小翅脉=165∶159≈1∶1;由此说明两对性状单独遗传时都遵循基因的分离定律。
答案:(1)灰身∶黑身=1∶1  大翅脉∶小翅脉=1∶1  分离 
(2)两个亲本中,雌蝇的基因型为        。
解析:(2)结合前面的分析可知,两对性状单独分析,F1的分离比都为1∶1,都相当于测交实验,结合亲本的表型“灰身大翅脉的雌蝇与黑身小翅脉的雄蝇”可知,两个亲本的基因型分别为:BbEe(雌蝇)×bbee(雄蝇)。
答案:(2)BbEe 
(3)亲本雌性个体产生的卵细胞的种类数为     ,推测原因是                                  。
解析:(3)结合(2)小题分析得到的亲本基因型BbEe(雌蝇)×bbee (雄蝇)和F1产生的四种表型分析可知,F1雌蝇一定产生了四种卵细胞:BE、be、Be和bE。如果两对等位基因遵循自由组合定律,则在F1中的表型比例中就会出现1∶1∶1∶1,但实际两对相对性状在F1中四种表型及其比例却出现152∶10∶13∶149,所以两对等位基因并不遵循基因的自由组合定律,结合雌性亲本基因型推测可能是BE连锁,也可能是Be连锁,由F1中灰身大翅脉和黑身小翅脉所占比例数多可推断,应该是B、E基因位于一条染色体上,b、e基因位于另一条同源的染色体上,减数分裂形成配子时,B 与b基因或E与e基因间发生了少部分互换,所以F1雌蝇才会产生四种基因型的卵细胞。
答案:(3)4 B、E基因位于一条染色体上,b、e基因位于一条染色体上,减数分裂形成配子时,B与b基因或E与e基因间发生了少部分互换 
(4)为了验证上述推测,利用F1设计一个杂交实验。请写出实验过程及预期实验结果。实验过程:                  。预期实验结果:                           。
解析:(4)为了验证上述推测,可利用F1中灰身大翅脉雌、雄果蝇进行随机交配,观察并统计F2中表型种类及其比例。若F2中有四种表型但它们的比例并不等于9∶3∶3∶1,则说明两对相对性状的遗传不遵循基因的自由组合定律。
答案:(4)利用F1中灰身大脉翅雌、雄果蝇进行随机交配,观察并统计F2中表型种类及其比例 F2中有四种表型,但它们的比例并不等于9∶3∶3∶1
11.生物的一对相对性状可受一对或多对等位基因控制。某二倍体植物野生型为红花,科研人员选育甲、乙、丙三个基因型不同的白花突变型进行实验,根据相关实验结果,回答下列问题(基因完全显性,用A/a、B/b……表示,不考虑互换现象,不考虑复等位基因):
(1)科研人员让三种突变型白花植株分别自交,若后代均未出现性状分离,一般情况下,说明              。
解析:(1)出现性状分离说明亲本是杂合子,自交后代显性和隐性同时出现。三种突变型白花植株分别自交,若后代均未出现性状分离,一般情况下,说明三个白花品系均为纯合子。
答案:(1)三个白花品系均为纯合子 
(2)科研人员分别将三种纯合白花品系进行杂交,结果如下:甲×乙→白花,甲×丙→红花,乙×丙→白花,据此推断花色性状不可能由一对等位基因控制,原因是                  。
解析:(2)如果花色性状受一对等位基因控制,且甲乙丙都是纯合子白花,则甲和丙杂交不会出现红花,所以不是由一对等位基因控制。
答案:(2)若花色由一对等位基因控制,则二组实验杂交后代不会出现红花植株 
(3)现已证实三种白花品系均为纯合子,科研人员分别用三种白花品系与某红花品系丁(每对等位基因均杂合)杂交,甲×丁→1红花∶3白花,乙×丁→1红花∶7白花,丙×丁→1红花∶1白花,根据实验结果推断花色性状的遗传遵循              定律,且至少由      对等位基因控制。
解析:(3)乙和丁杂交后代红∶白=1∶7,红花占所有个体比例,即3,因此至少由3对基因控制,且符合基因的自由组合定律和基因的分离定律。
答案:(3)基因的自由组合(或基因的自由组合和基因的分离) 3 
(4)科研人员在大量种植纯合红花品系时,偶然发现了一株白花植株,让其自交,后代均表现为白花。假设白花植株与纯合红花品系只有一对等位基因存在差异,若要通过杂交实验来确定该白花植株是一个新等位基因突变造成的,还是属于上述3个白花品系中的一个,则可让             杂交,观察子代花色,若          ,说明该白花植株是新等位基因突变形成的;若              ,说明该白花植株属于这3个白花品系之一。
解析:(4)大量种植纯合红花品系时,偶然发现了一株白花植株,若该白花植株是新等位基因突变造成的,则其他基因全部显性纯合,该白花植株分别与上述3个白花品系杂交,后代全部为红花;若该白花植株是3个品系中的一个,则三对基因中有一对为隐性,与上述3个白花品系杂交,其中会有一个组合出现子代为白花的现象。
答案:(4)该白花植株分别与上述3个白花品系杂交 子代全为红花 子代出现有白花

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