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第23讲　基因的自由组合定律
课标内容　阐明有性生殖中基因的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　两对相对性状的遗传实验分析
1.两对相对性状的杂交实验——发现问题
(1)杂交实验过程
(2)结果分析
(3)问题提出
①F2中为什么出现新性状组合？
②为什么不同类型性状比为9∶3∶3∶1
2.对自由组合现象的解释——提出假说
(1)理论解释
①两对性状分别由两对遗传因子控制。
现代解释为“两对等位基因”
②F1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________。F1产生的雌雄配子各有比例相等的4种。
③受精时，雌雄配子的结合是________的，结合方式有________种。
④F2遗传因子组合形式有________种，性状表现有4种，且比例为____________。
(2)遗传图解(棋盘格式)
(3)各基因型、表型个体所占比例
①YYRR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，求解比例不同。黄圆中杂合子占8/9，绿圆中杂合子占2/3。
②若亲本是黄皱(YYrr)和绿圆(yyRR)，则F2中重组类型为绿皱(yyrr)和黄圆(Y_R_)，所占比例为1/16＋9/16＝5/8；亲本类型为黄皱(Y_rr)和绿圆(yyR_)，所占比例为3/16＋3/16＝3/8。　　　
3.对自由组合现象的验证——演绎推理、验证假说
(1)方法　________实验
(2)目的　测定F1的遗传因子组成。
(3)遗传图解
(4)结论
实验结果与演绎结果相符，假说成立。
提醒　yyRr×Yyrr不属于测交，测交是指F1与隐性纯合子杂交。因此虽然YyRr×yyrr和yyRr×Yyrr这两对杂交组合的后代的基因型相同，但只有YyRr×yyrr称为测交。
4.自由组合定律
(1)基因自由组合定律的细胞学基础
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非等位基因可位于同源染色体上，也可位于非同源染色体上。同源染色体上的非等位基因不能自由组合。
③配子的随机结合(受精作用)不属于基因的自由组合。　　　
(2)自由组合定律的内容
5.孟德尔获得成功的原因
1.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%，试解释出现这一结果的可能原因：
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
2.果蝇的灰身(B)对黑身(b)为显性；长翅(V)对残翅(v)为显性，这两对等位基因位于常染色体上。一对灰身残翅与黑身长翅的果蝇杂交，子代出现灰身长翅、灰身残翅、黑身长翅、黑身残翅，比例为1∶1∶1∶1。
(1)该实验结果能不能证明这两对等位基因位于两对同源染色体上，请说明理由
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)利用上述杂交实验的子代果蝇为材料设计两个不同的实验，要求这两个实验都能独立证明两对基因位于两对同源染色体上。请写出两个实验的杂交组合及子代表型的比例___________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________。
考向1　结合两对相对性状杂交实验分析，考查科学思维
1.(2024·华大新高考联盟)下列关于孟德尔所做的遗传实验和有关遗传规律的叙述，正确的是(　　)
A.形成配子时非等位基因之间都能自由组合
B.基因型为YyRr的豌豆产生的雌雄配子的随机结合，体现了自由组合定律的实质
C.孟德尔作出的“演绎”是设计F1与隐性纯合子杂交，预测出后代的表现性状及比例
D.多组一对相对性状的杂交实验，F2性状分离比均接近3∶1，验证了其假设的正确性
2.(2024·广东省部分名校联考)油菜的株高由G和g决定，G基因数量越多，株高越高。外源B基因拼接到油菜染色体上可成功表达，且遗传效应与G相同。下图为培育成的5个品种，在不考虑互换前提下，有关说法错误的是(　　)
A.甲植株的遗传遵循自由组合定律
B.甲和戊杂交，子代表型有4种
C.甲、乙、丁、戊转基因油菜株高相等，丙较其他几种矮
D.5种转基因油菜自交，自交后代只有一种表型的是乙、丁
基因的自由组合与基因完全连锁的比较
(1)基因的自由组合
(2)基因的完全连锁
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
考向2　结合基因自由组合定律的实质与验证，考查科学思维的能力
3.(2024·广州市三校联考)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，则下列说法正确的是(　　)
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交换，则它能产生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
4.(2024·广东省深圳市名校联考，节选)已知某种昆虫的有眼(A)与无眼(a)、正常刚毛(B)与小刚毛(b)、正常翅(E)与斑翅(e)这三对相对性状各受一对等位基因控制。现有三个纯合品系：①aaBBEE、②AAbbEE和③AABBee。假定不发生染色体变异和染色体互换，回答下列问题：
若A/a、B/b、E/e这三对等位基因都位于常染色体上，请以上述品系为材料，设计实验来确定这三对等位基因是否分别位于三对染色体上。
(要求：写出实验思路、预期实验结果和结论)
验证两对基因是否位于两对同源染色体上的方法(即验证是否遵循自由组合定律)
验证方法 结论
自交法 F1自交后代的性状分离比为9∶3∶3∶1或其变形(9∶7、9∶3∶4、9∶6∶1等)，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∶1∶1或其变形(1∶3、1∶2∶1等)，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 F1若产生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4种表型，比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律
考点二　突破自由组合定律的重点题型
题型一　已知亲代求子代的“顺推型”题目
“先分开，后组合”
将多对等位基因的自由组合分离为若干分离定律问题分别分析，再运用乘法原理进行组合。
1.求配子种类及比例(以AaBbCCDd为例)
(1)求产生配子种类数
(2)求产生ABCD配子的概率
基因型 Aa Bb CC Dd 结果
产生配子 A B C D
配子比例 1/2 1/2 1 1/2 相乘得1/8
(3)求配子间结合方式
AaBbCCDd自交，配子之间的结合方式为(2×2)×(2×2)×(1×1)×(2×2)＝64(种)。
2.求基因型和表型的类型及比例
提醒　在计算不同于双亲的表型的概率时，可以先算与双亲一样的表型的概率，然后用1减去与双亲相同表型的概率即可。
[典例1] (2024·南阳五中质检)某植物个体的基因型为Aa(高茎)Bb(红花)Cc(灰种皮)dd(小花瓣)，请思考如下问题：
(1)若某基因型为AaBbCcdd个体的体细胞中基因与染色体的位置关系如图1所示，则其产生的配子种类为________种，基因型为AbCd的配子所占比例为________，其自交所得子代的基因型有________种，其中AABbccdd所占比例为________，其子代的表型有________种，其中高茎红花灰种皮小花瓣个体所占比例为________。
(2)若某基因型为AaBbCcdd个体的体细胞中基因与染色体的位置关系如图2所示(不发生互换)，则其产生的配子种类为________种，基因型为AbCd的配子所占比例为________，其自交所得子代的基因型有________种，其中AaBbccdd所占比例为____________。其子代的表型有________种，其中高茎红花灰种皮小花瓣个体所占比例为________。
题型二　已知子代求亲代的“逆推型”题目
1.基因填充法
(1)根据亲本和子代的表型写出亲本和子代的基因型，如基因型可表示为A_B_、A_bb。
(2)根据子代基因型推测亲本基因型(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，确定每一对相对性状的亲本基因型，再组合。如：
[典例2] (2024·广东省教育联盟)牵牛花的花色由一对等位基因R、r控制，叶的形状由另一对等位基因W、w控制，这两对相对性状是自由组合的。若子代的基因型及比值如下表所示，下列说法正确的是(　　)
基因型 RRWW RRww RrWW Rrww RRWw RrWw
比值 1 1 1 1 2 2
A.双亲的基因型组合为RrWw×RrWW
B.测交是验证亲代基因型最简便的方法
C.等位基因R、r位于复制时产生的两条姐妹染色单体上
D.基因型为RrWw的个体自交，与上表中表型不同的个体占1/4
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中纯显性性状的比例为，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。
[典例3] (2021·全国乙卷，6)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
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下表所示：
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
[典例4] (2024·广东湛江调研)豌豆高茎×豌豆矮茎→F1全为高茎，自交→F2中高茎∶矮茎＝3∶1。灰身果蝇×黑身果蝇→F1全为灰身，雌雄果蝇自由交配→F2中灰身雌蝇∶黑身雌蝇∶灰身雄蝇∶黑身雄蝇＝3∶1∶3∶1。下列说法错误的是(　　)
A.F2高茎豌豆自交，后代矮茎占1/6
B.F2灰身果蝇雌雄自由交配，后代黑身果蝇占1/6
C.F2高茎豌豆和矮茎豌豆杂交，后代高茎∶矮茎＝2∶1
D.F2灰身果蝇和黑身果蝇雌雄自由交配，后代灰身∶黑身＝2∶1
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：
[典例5] (2024·西工大附中质检)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，两者均不患白化病，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3/8
C.生一个既患白化病又患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
1.(2023·全国乙卷，32)某种观赏植物的花色有红色和白色两种。花色主要是由花瓣中所含色素种类决定的，红色色素是由白色底物经两步连续的酶促反应形成的，第1步由酶1催化，第2步由酶2催化，其中酶1的合成由A基因控制，酶2的合成由B基因控制。现有甲、乙两个不同的白花纯合子，某研究小组分别取甲、乙的花瓣在缓冲液中研磨，得到了甲、乙花瓣的细胞研磨液，并用这些研磨液进行不同的实验。
实验一：探究白花性状是由A或B基因单独突变还是共同突变引起的
①取甲、乙的细胞研磨液在室温下静置后发现均无颜色变化。
②在室温下将两种细胞研磨液充分混合，混合液变成红色。
③将两种细胞研磨液先加热煮沸，冷却后再混合，混合液颜色无变化。
实验二：确定甲和乙植株的基因型
将甲的细胞研磨液煮沸，冷却后与乙的细胞研磨液混合，发现混合液变成了红色。
回答下列问题。
(1)酶在细胞代谢中发挥重要作用，与无机催化剂相比，酶所具有的特性是
______________________________________________________________________
______________________________________________________(答出3点即可)；
煮沸会使细胞研磨液中的酶失去催化作用，其原因是高温破坏了酶的______________________________________________________________________。
(2)实验一②中，两种细胞研磨液混合后变成了红色，推测可能的原因是______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)根据实验二的结果可以推断甲的基因型是________，乙的基因型是________；若只将乙的细胞研磨液煮沸，冷却后与甲的细胞研磨液混合，则混合液呈现的颜色是________。
2.(2022·全国乙卷，32改编)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所占的比例是__________________。
(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，请写出所选用的亲本基因型，并预期实验结果和结论。
3.(2022·辽宁卷，25)某雌雄同株二倍体观赏花卉的抗软腐病与易感软腐病(以下简称“抗病”与“易感病”)由基因R/r控制，花瓣的斑点与非斑点由基因Y/y控制。为研究这两对相对性状的遗传特点，进行系列杂交实验，结果见下表。
组别 亲本杂交组合 F1表型及数量
抗病非斑点 抗病斑点 易感病非斑点 易感病斑点
1 抗病非斑点×易感病非斑点 710 240 0 0
2 抗病非斑点×易感病斑点 132 129 127 140
3 抗病斑点×易感病非斑点 72 87 90 77
4 抗病非斑点×易感病斑点 183 0 172 0
(1)上表杂交组合中，第1组亲本的基因型是____________，第4组的结果能验证这两对相对性状中____________的遗传符合分离定律，能验证这两对相对性状的遗传符合自由组合定律的一组实验是第________组。
(2)将第2组F1中的抗病非斑点植株与第3组F1中的易感病非斑点植株杂交，后代中抗病非斑点、易感病非斑点、抗病斑点、易感病斑点的比例为________。
(3)用秋水仙素处理该花卉，获得了四倍体植株。秋水仙素的作用机理是
______________________________________________________________________。
现有一基因型为YYyy的四倍体植株，若减数分裂过程中四条同源染色体两两分离(不考虑其他变异)，则产生的配子类型及比例分别为_______________________，其自交后代共有________种基因型。
(4)用X射线对该花卉A基因的显性纯合子进行诱变，当A基因突变为隐性基因后，四倍体中隐性性状的出现频率较二倍体更________。
：课后完成　限时练23第23讲　基因的自由组合定律
课标内容　阐明有性生殖中基因的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　两对相对性状的遗传实验分析
1.两对相对性状的杂交实验——发现问题
(1)杂交实验过程
(2)结果分析
(3)问题提出
①F2中为什么出现新性状组合？
②为什么不同类型性状比为9∶3∶3∶1
2.对自由组合现象的解释——提出假说
(1)理论解释现代解释为“两对等位基因”
①两对性状分别由两对遗传因子控制。
②F1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。F1产生的雌雄配子各有比例相等的4种。
③受精时，雌雄配子的结合是随机的，结合方式有16种。
④F2遗传因子组合形式有9种，性状表现有4种，且比例为9∶3∶3∶1。
(2)遗传图解(棋盘格式)
(3)各基因型、表型个体所占比例
①YYRR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，求解比例不同。黄圆中杂合子占8/9，绿圆中杂合子占2/3。
②若亲本是黄皱(YYrr)和绿圆(yyRR)，则F2中重组类型为绿皱(yyrr)和黄圆(Y_R_)，所占比例为1/16＋9/16＝5/8；亲本类型为黄皱(Y_rr)和绿圆(yyR_)，所占比例为3/16＋3/16＝3/8。　　　
3.对自由组合现象的验证——演绎推理、验证假说
(1)方法　测交实验
(2)目的　测定F1的遗传因子组成。
(3)遗传图解
(4)结论
实验结果与演绎结果相符，假说成立。
提醒　yyRr×Yyrr不属于测交，测交是指F1与隐性纯合子杂交。因此虽然YyRr×yyrr和yyRr×Yyrr这两对杂交组合的后代的基因型相同，但只有YyRr×yyrr称为测交。
4.自由组合定律
(1)基因自由组合定律的细胞学基础
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非等位基因可位于同源染色体上，也可位于非同源染色体上。同源染色体上的非等位基因不能自由组合。
③配子的随机结合(受精作用)不属于基因的自由组合。　　　
(2)自由组合定律的内容
5.孟德尔获得成功的原因
1.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%，试解释出现这一结果的可能原因：__________________
_____________________________________________________________________。
提示　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发生互换，产生四种类型配子，其比例为42%∶8%∶8%∶42%
2.果蝇的灰身(B)对黑身(b)为显性；长翅(V)对残翅(v)为显性，这两对等位基因位于常染色体上。一对灰身残翅与黑身长翅的果蝇杂交，子代出现灰身长翅、灰身残翅、黑身长翅、黑身残翅，比例为1∶1∶1∶1。
(1)该实验结果能不能证明这两对等位基因位于两对同源染色体上，请说明理由
____________________________________________________________________。
(2)利用上述杂交实验的子代果蝇为材料设计两个不同的实验，要求这两个实验都能独立证明两对基因位于两对同源染色体上。请写出两个实验的杂交组合及子代表型的比例__________________________________________________________
___________________________________________________________________。
提示　(1)不能，因为两对等位基因位于一对同源染色体上和位于两对同源染色体上，都会出现这一结果
(2)实验1：灰身长翅×灰身长翅，子代表型的比例为9∶3∶3∶1，实验2：灰身长翅×黑身残翅，子代表型的比例为1∶1∶1∶1
考向1　结合两对相对性状杂交实验分析，考查科学思维
1.(2024·华大新高考联盟)下列关于孟德尔所做的遗传实验和有关遗传规律的叙述，正确的是(　　)
A.形成配子时非等位基因之间都能自由组合
B.基因型为YyRr的豌豆产生的雌雄配子的随机结合，体现了自由组合定律的实质
C.孟德尔作出的“演绎”是设计F1与隐性纯合子杂交，预测出后代的表现性状及比例
D.多组一对相对性状的杂交实验，F2性状分离比均接近3∶1，验证了其假设的正确性
答案　C
解析　减数分裂形成配子时，非同源染色体上的非等位基因之间自由组合，但位于同源染色体上的非等位基因之间不能自由组合，A错误；基因型为YyRr的豌豆产生的雌雄配子随机结合是受精作用，自由组合定律的实质是减数分裂过程中，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，B错误；孟德尔设计F1与隐性纯合子进行测交实验，进而预测出后代的表现性状及比例，这是“演绎”推理的过程，C正确；多组相对性状的杂交实验的F2的性状分离比均接近3∶1，说明3∶1的出现不是偶然的，但还不能验证其假设，如果要验证其假设是否正确，需要做测交实验，D错误。
2.(2024·广东省部分名校联考)油菜的株高由G和g决定，G基因数量越多，株高越高。外源B基因拼接到油菜染色体上可成功表达，且遗传效应与G相同。下图为培育成的5个品种，在不考虑互换前提下，有关说法错误的是(　　)
A.甲植株的遗传遵循自由组合定律
B.甲和戊杂交，子代表型有4种
C.甲、乙、丁、戊转基因油菜株高相等，丙较其他几种矮
D.5种转基因油菜自交，自交后代只有一种表型的是乙、丁
答案　B
解析　甲植株中，G和B基因位于两对同源染色体上，因此遵循自由组合定律，A正确；甲和戊杂交，甲产生的配子有G、g、GB、gB 4种，戊产生的配子有GB、g 2种，子代基因型为GGB、GgB、GGBB、GgBB、Gg、gg、GgB、ggB，产生的子代含G和B个数分别为4、3、2、1、0个，因此有5种表型，B错误；甲、乙、丁、戊转基因油菜均含有2个显性基因，因此株高相等，丙的B基因插入G基因内部，G基因被破坏，故其只有1个具有增高效应的显性基因，因此丙较其他几种矮，C正确；5种转基因油菜自交，甲自交后代有5种表型，乙、丁自交后代只有1种表型，丙、戊自交后代有3种表型，D正确。
基因的自由组合与基因完全连锁的比较
(1)基因的自由组合
(2)基因的完全连锁
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
考向2　结合基因自由组合定律的实质与验证，考查科学思维的能力
3.(2024·广州市三校联考)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，则下列说法正确的是(　　)
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交换，则它能产生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
答案　B
解析　图中A和B、a和b基因位于一对同源染色体上，属于连锁基因，因此三对基因的遗传不完全遵循基因的自由组合定律，A错误；基因A、a与D、d的遗传遵循自由组合定律，因此基因型为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(1∶1)×(3∶1)＝3∶1∶3∶1，B正确；如果基因型为AaBb的个体在产生配子时没有发生交换，则它只能产生AB和ab 2种配子，AaBb自交时后代只有两种表型，C、D错误。
4.(2024·广东省深圳市名校联考，节选)已知某种昆虫的有眼(A)与无眼(a)、正常刚毛(B)与小刚毛(b)、正常翅(E)与斑翅(e)这三对相对性状各受一对等位基因控制。现有三个纯合品系：①aaBBEE、②AAbbEE和③AABBee。假定不发生染色体变异和染色体互换，回答下列问题：
若A/a、B/b、E/e这三对等位基因都位于常染色体上，请以上述品系为材料，设计实验来确定这三对等位基因是否分别位于三对染色体上。
(要求：写出实验思路、预期实验结果和结论)
答案　实验思路：让①和②杂交、①和③杂交、③和②杂交。得到的子一代自交，观察子二代的表型。
预期结果：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染色体上。
验证两对基因是否位于两对同源染色体上的方法(即验证是否遵循自由组合定律)
验证方法 结论
自交法 F1自交后代的性状分离比为9∶3∶3∶1或其变形(9∶7、9∶3∶4、9∶6∶1等)，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∶1∶1或其变形(1∶3、1∶2∶1等)，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 F1若产生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4种表型，比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律
考点二　突破自由组合定律的重点题型
题型一　已知亲代求子代的“顺推型”题目
“先分开，后组合”
将多对等位基因的自由组合分离为若干分离定律问题分别分析，再运用乘法原理进行组合。
1.求配子种类及比例(以AaBbCCDd为例)
(1)求产生配子种类数
(2)求产生ABCD配子的概率
基因型 Aa Bb CC Dd 结果
产生配子 A B C D
配子比例 1/2 1/2 1 1/2 相乘得1/8
(3)求配子间结合方式
AaBbCCDd自交，配子之间的结合方式为(2×2)×(2×2)×(1×1)×(2×2)＝64(种)。
2.求基因型和表型的类型及比例
提醒　在计算不同于双亲的表型的概率时，可以先算与双亲一样的表型的概率，然后用1减去与双亲相同表型的概率即可。
[典例1] (2024·南阳五中质检)某植物个体的基因型为Aa(高茎)Bb(红花)Cc(灰种皮)dd(小花瓣)，请思考如下问题：
(1)若某基因型为AaBbCcdd个体的体细胞中基因与染色体的位置关系如图1所示，则其产生的配子种类为________种，基因型为AbCd的配子所占比例为________，其自交所得子代的基因型有________种，其中AABbccdd所占比例为________，其子代的表型有________种，其中高茎红花灰种皮小花瓣个体所占比例为________。
(2)若某基因型为AaBbCcdd个体的体细胞中基因与染色体的位置关系如图2所示(不发生互换)，则其产生的配子种类为________种，基因型为AbCd的配子所占比例为__________，其自交所得子代的基因型有________种，其中AaBbccdd所占比例为____________。其子代的表型有________种，其中高茎红花灰种皮小花瓣个体所占比例为________。
答案　(1)8　　27　　8　 (2)4　　9　　6　
解析　(1)如题图1所示，四对基因分别位于不同对同源染色体上，则四对基因独立遗传，遵循基因的自由组合定律。先分开单独分析，每对基因中只有dd产生1种d配子，其他都产生2种配子，因此产生2×2×2×1＝8(种)配子；基因型为AbCd的配子所占比例为×××1＝；自交所得子代的基因型有3×3×3×1＝27(种)，其中AABbccdd所占比例为×××1＝，其子代的表型有2×2×2×1＝8(种)，其中高茎红花灰种皮小花瓣(A_B_C_dd)所占比例为×××1＝。
(2)如图2所示，A、a和B、b两对等位基因位于同一对同源染色体上，其他基因位于不同对同源染色体上，则AaBb可产生Ab和aB 2种配子，Cc可产生2种配子，dd可产生1种配子，因此产生2×2×1＝4(种)配子；基因型为AbCd的配子所占比例为××1＝；自交所得子代的基因型有3×3×1＝9(种)，其中AaBbccdd所占比例为××1＝，其子代的表型有3×2×1＝6(种)，其中高茎红花灰种皮小花瓣(A_B_C_dd)个体所占比例为××1＝。
题型二　已知子代求亲代的“逆推型”题目
1.基因填充法
(1)根据亲本和子代的表型写出亲本和子代的基因型，如基因型可表示为A_B_、A_bb。
(2)根据子代基因型推测亲本基因型(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，确定每一对相对性状的亲本基因型，再组合。如：
[典例2] (2024·广东省教育联盟)牵牛花的花色由一对等位基因R、r控制，叶的形状由另一对等位基因W、w控制，这两对相对性状是自由组合的。若子代的基因型及比值如下表所示，下列说法正确的是(　　)
基因型 RRWW RRww RrWW Rrww RRWw RrWw
比值 1 1 1 1 2 2
A.双亲的基因型组合为RrWw×RrWW
B.测交是验证亲代基因型最简便的方法
C.等位基因R、r位于复制时产生的两条姐妹染色单体上
D.基因型为RrWw的个体自交，与上表中表型不同的个体占1/4
答案　D
解析　由题表可知，RR∶Rr＝(1＋1＋2)∶(1＋1＋2)＝1∶1，可知双亲有关花色的基因型为RR×Rr，WW∶Ww∶ww＝(1＋1)∶(2＋2)∶(1＋1)＝1∶2∶1，双亲有关叶形的基因型为Ww×Ww，故双亲的基因型为RrWw×RRWw，A错误；自交和测交均可验证亲代的基因型，但自交更简便，B错误；复制时产生的两条姐妹染色单体的相同位置上应为相同的基因，R、r为等位基因，应位于同源染色体上，C错误；题表中的表型有两种，其中RRWW、RrWW、RRWw、RrWw的表型相同，RRww、Rrww的表型相同，基因型为RrWw的个体自交，后代的基因型及表型的比例为9R_W_(与题表中表型相同)∶3R_ww(与题表中表型相同)∶3rrW_(与题表中表型不同)∶1rrww(与题表中表型不同)，因此与题表中表型不同的个体占1/4，D正确。
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中纯显性性状的比例为，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。
[典例3] (2021·全国乙卷，6)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
答案　B
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，但各表型的比例相等，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。
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下表所示：
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
[典例4] (2024·广东湛江调研)豌豆高茎×豌豆矮茎→F1全为高茎，自交→F2中高茎∶矮茎＝3∶1。灰身果蝇×黑身果蝇→F1全为灰身，雌雄果蝇自由交配→F2中灰身雌蝇∶黑身雌蝇∶灰身雄蝇∶黑身雄蝇＝3∶1∶3∶1。下列说法错误的是(　　)
A.F2高茎豌豆自交，后代矮茎占1/6
B.F2灰身果蝇雌雄自由交配，后代黑身果蝇占1/6
C.F2高茎豌豆和矮茎豌豆杂交，后代高茎∶矮茎＝2∶1
D.F2灰身果蝇和黑身果蝇雌雄自由交配，后代灰身∶黑身＝2∶1
答案　B
解析　F2高茎豌豆中纯合子占1/3，杂合子占2/3，仅杂合子自交后代能分离出矮茎，其比例为2/3×1/4＝1/6，A正确；假设控制果蝇灰身黑身的基因用B、b表示，F2灰身果蝇中纯合子占1/3，杂合子占2/3，由此可得其产生两种配子B∶b＝2∶1，F2灰身果蝇雌雄自由交配，后代黑身果蝇(bb)所占比例＝1/3×1/3＝1/9，B错误；假设控制豌豆高矮茎的基因用D、d表示，F2高茎豌豆和矮茎豌豆杂交，即1/3DD×dd→1/3Dd，2/3Dd×dd→1/3Dd、1/3dd，后代高茎(2/3Dd)∶矮茎(1/3dd)＝2∶1，C正确；由于F2灰身果蝇中B占2/3，b占1/3，则其与黑身果蝇雌雄自由交配，后代灰身∶黑身＝2∶1，D正确。
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：
[典例5] (2024·西工大附中质检)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，两者均不患白化病，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3/8
C.生一个既患白化病又患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
答案　A
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错误；生一个既患白化病又患多指的女儿的概率是(1/4)×(1/2)×(1/2)＝1/16，C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错误。
1.(2023·全国乙卷，32)某种观赏植物的花色有红色和白色两种。花色主要是由花瓣中所含色素种类决定的，红色色素是由白色底物经两步连续的酶促反应形成的，第1步由酶1催化，第2步由酶2催化，其中酶1的合成由A基因控制，酶2的合成由B基因控制。现有甲、乙两个不同的白花纯合子，某研究小组分别取甲、乙的花瓣在缓冲液中研磨，得到了甲、乙花瓣的细胞研磨液，并用这些研磨液进行不同的实验。
实验一：探究白花性状是由A或B基因单独突变还是共同突变引起的
①取甲、乙的细胞研磨液在室温下静置后发现均无颜色变化。
②在室温下将两种细胞研磨液充分混合，混合液变成红色。
③将两种细胞研磨液先加热煮沸，冷却后再混合，混合液颜色无变化。
实验二：确定甲和乙植株的基因型
将甲的细胞研磨液煮沸，冷却后与乙的细胞研磨液混合，发现混合液变成了红色。
回答下列问题。
(1)酶在细胞代谢中发挥重要作用，与无机催化剂相比，酶所具有的特性是
_______________________________________________________(答出3点即可)；
煮沸会使细胞研磨液中的酶失去催化作用，其原因是高温破坏了酶的____________________________________________________________________。
(2)实验一②中，两种细胞研磨液混合后变成了红色，推测可能的原因是
___________________________________________________________________。
(3)根据实验二的结果可以推断甲的基因型是________，乙的基因型是________；若只将乙的细胞研磨液煮沸，冷却后与甲的细胞研磨液混合，则混合液呈现的颜色是________。
答案　(1)高效性、专一性、作用条件较温和　空间结构　(2)甲、乙两种研磨液混合后，其中的酶1和酶2使白色底物经酶促反应生成了红色色素
(3)AAbb　aaBB　白色
解析　(1)酶的特性是高效性、专一性和作用条件较温和；高温会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。(2)花色主要是由花瓣中所含色素种类决定的，红色色素是由白色底物经两步连续的酶促反应形成的，第1步由酶1催化，第2步由酶2催化。可以推知，两种细胞研磨液混合后之所以变成了红色，是因为混合液中含有酶1和酶2。但此时无法确定甲、乙细胞中各自含有的酶的种类，仅可知一种细胞含酶1，另一种细胞含酶2。(3)实验二中将甲的细胞研磨液煮沸，说明甲的细胞中酶失活，如果其含有的酶是A，则其煮沸前已经含有白色底物转化的中间产物，冷却后与乙的细胞研磨液混合，乙中若含酶B则能将中间产物转化为红色色素。因此甲的基因型为AAbb，乙的基因型为aaBB。只将乙的细胞研磨液煮沸，B酶失活，与甲细胞研磨液混合，其中的中间产物无法转化为红色色素，因此颜色无变化。
2.(2022·全国乙卷，32改编)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所占的比例是__________________。
(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，请写出所选用的亲本基因型，并预期实验结果和结论。
答案　(1)紫色∶红色∶白色＝3∶3∶2　AAbb、Aabb　　(2)选用的亲本基因型为AAbb；预期实验结果及结论：若子代花色全为红花，则待测白花纯合个体的基因型为aabb；若子代花色全为紫花，则待测白花纯合个体基因型为aaBB
解析　(1)基因型为AaBb的紫花植株与红花杂合体植株(基因型为Aabb)杂交，子代基因型及比例为A_Bb∶A_bb∶aaBb∶aabb＝(×)∶(×)∶(×)∶(×)＝3∶3∶1∶1，相应的表型及比例为紫色∶红色∶白色＝3∶3∶2；子代中红花植株的基因型为AAbb、Aabb；子代白花植株包括aaBb与aabb，二者比例为1∶1，故子代白花植株中纯合子所占的比例是。(2)根据上述分析，白花纯合体的基因型有aaBB与aabb两种，要选用1种纯合体亲本通过1次杂交实验来确定其基因型，关键思路是要判断该白花植株甲是否含有B基因，且不能选择白花亲本，否则后代全部为白花，无法判断，故而选择基因型为AAbb的红花纯合个体为亲本，与待测植株甲进行杂交。若待测白花纯合个体的基因型为aabb，则子代花色全为红花；若待测白花纯合个体基因型为aaBB，则子代花色全为紫花。
3.(2022·辽宁卷，25)某雌雄同株二倍体观赏花卉的抗软腐病与易感软腐病(以下简称“抗病”与“易感病”)由基因R/r控制，花瓣的斑点与非斑点由基因Y/y控制。为研究这两对相对性状的遗传特点，进行系列杂交实验，结果见下表。
组别 亲本杂交组合 F1表型及数量
抗病非斑点 抗病斑点 易感病非斑点 易感病斑点
1 抗病非斑点×易感病非斑点 710 240 0 0
2 抗病非斑点×易感病斑点 132 129 127 140
3 抗病斑点×易感病非斑点 72 87 90 77
4 抗病非斑点×易感病斑点 183 0 172 0
(1)上表杂交组合中，第1组亲本的基因型是____________，第4组的结果能验证这两对相对性状中____________的遗传符合分离定律，能验证这两对相对性状的遗传符合自由组合定律的一组实验是第____组。
(2)将第2组F1中的抗病非斑点植株与第3组F1中的易感病非斑点植株杂交，后代中抗病非斑点、易感病非斑点、抗病斑点、易感病斑点的比例为________。
(3)用秋水仙素处理该花卉，获得了四倍体植株。秋水仙素的作用机理是
____________________________________________________________________。
现有一基因型为YYyy的四倍体植株，若减数分裂过程中四条同源染色体两两分离(不考虑其他变异)，则产生的配子类型及比例分别为______________________，其自交后代共有________种基因型。
(4)用X射线对该花卉A基因的显性纯合子进行诱变，当A基因突变为隐性基因后，四倍体中隐性性状的出现频率较二倍体更________。
答案　(1)RRYy×rrYy　抗病与易感病　2
(2)3∶3∶1∶1
(3)抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍
YY∶Yy∶yy＝1∶4∶1　5
(4)低
解析　(1)从第1组实验，抗病非斑点×易感病非斑点，子代中只出现抗病，判断抗病为显性性状，且亲本的抗病为显性纯合子(RR)，子代中非斑点∶斑点≈3∶1，判断出非斑点是显性性状，且亲本的非斑点均为杂合子(Yy)，所以第1组亲本的基因型为RRYy×rrYy。根据第4组子代的表型及比例可知第4组亲本的基因型是RrYY×rryy，亲本中抗病与易感病测交其子代结果能验证基因的分离定律。根据子代的结果可知第2组亲本的基因型为RrYy×rryy，为测交实验，可以验证基因的自由组合定律。(2)第2组F1中的抗病非斑点植株基因型为RrYy，第3组F1中的易感病非斑点植株基因型为rrYy，后代中抗病非斑点基因型为RrY_，所占比例为×＝，易感病非斑点基因型为rrY_，所占比例为×＝，抗病斑点基因型为Rryy，所占比例为×＝，易感病斑点基因型为rryy，所占比例为×＝，所以后代中抗病非斑点、易感病非斑点、抗病斑点、易感病斑点的比例为3∶3∶1∶1。(3)用秋水仙素处理该花卉，获得了四倍体植株。秋水仙素的作用机理是作用于正在分裂的细胞，抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍。基因型为YYyy的四倍体植株，若减数分裂过程中四条同源染色体两两分离，可以给这4条同源染色体编号为1、2、3、4，故最终产生的子细胞染色体及基因状况为1、2与3、4(YY与yy)、1、3与2、4(Yy与Yy)、1、4与2、3(Yy、Yy)，产生的配子类型及比例分别为YY∶Yy∶yy＝1∶4∶1，其自交后代共有5种基因型，分别是YYYY、YYYy、YYyy、Yyyy、yyyy。(4)用X射线对该花卉A基因的显性纯合子进行诱变，当A基因突变为隐性基因后，若该二倍体基因型为Aa，则四倍体基因型为AAaa，二倍体中出现隐性性状的概率为，四倍体中隐性性状的出现频率为×＝，较二倍体更低。
限时强化练
(时间：30分钟)
【对点强化】
考点一　两对相对性状的遗传实验分析
1.(2024·西工大附中调研)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
答案　D
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的同时，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自由组合定律的实质，A错误；通常情况下，生物产生的雄配子数量远多于雌配子数量，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错误；F2中黄色皱粒豌豆植株的基因型为1/3YYrr、2/3Yyrr，从F2黄色皱粒豌豆植株中任取两株，这两株豌豆基因型不同的概率为2×(1/3)×(2/3)＝4/9，C错误；F2中黄色圆粒豌豆植株的基因型为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中黄色圆粒豌豆植株混合种植相当于让F2中所有黄色圆粒豌豆植株自交，故后代出现绿色皱粒豌豆植株的概率为(4/9)×(1/16)＝1/36，D正确。
2.(2024·广东省佛山开学考)用具有两对相对性状的纯种豌豆做遗传实验，得到F2的部分基因型结果如表(两对基因独立遗传)。下列叙述错误的是(　　)
配子 YR Yr yR yr
YR 1 2 YyRr
Yr 3
yR 4
yr yyrr
A.表中Y、y、R、r基因属于真核生物细胞核基因
B.表中基因Y、y、R、r的载体有染色体、叶绿体、线粒体
C.1、2、3、4代表的基因型在F2中出现的概率大小为3>2＝4>1
D.F2中出现纯合子的比例是1/4
答案　B
解析　根据题意分析，两对基因独立遗传，说明两对等位基因位于两对同源染色体上，因此表中Y、y、R、r基因属于真核生物细胞核基因，A正确；表中的基因都是核基因而非叶绿体和线粒体中的基因，所以其载体只能是染色体，B错误；根据基因的自由组合定律可知，1(YYRR)的概率＝1/4×1/4＝1/16，2(YYRr)的概率＝1/2×1/4＝1/8，3(YyRr)的概率为1/2×1/2＝1/4，4(yyRr)的概率为1/2×1/4＝1/8，所以1、2、3、4代表的基因型在F2中出现的概率大小为3>2＝4>1，C正确；F2中出现纯合子(YYRR、YYrr、yyRR、yyrr)的比例是1/4，D正确。
3.(2024·福州一中调研)在雄果蝇减数分裂中，位于同一对染色体上的基因不会发生互换，雌果蝇则可能发生互换。已知果蝇的灰身与黑身由等位基因(B、b)控制，长翅与残翅由等位基因(V、v)控制，进行如下杂交实验。下列相关叙述错误的是(　　)
实验 P F1 F2(F1中雄、雌个体相互交配获得)
— 纯种灰身长翅×黑身残翅 灰身长翅 灰身长翅∶黑身残翅∶灰身残翅∶黑身长翅＝14∶4∶1∶1
A.上述两对基因位于一对同源染色体上
B.F1雄果蝇产生两种配子，比例为BV∶bv＝1∶1
C.F1雌果蝇产生四种配子，比例为BV∶bv∶Bv∶bV＝4∶4∶1∶1
D.若F1某卵母细胞发生了互换，产生的卵细胞是Bv，则与之来自同一个次级卵母细胞的极体是Bv
答案　D
解析　如果位于非同源染色体上，F2表型及比例为灰身长翅∶黑身残翅∶灰身残翅∶黑身长翅＝9∶3∶3∶1，A正确；雄果蝇减数分裂时不发生互换，因B与V在一条染色体上，b与v在一条染色体上，则得到的精子比例为BV∶bv＝1∶1，B正确；已知雄果蝇减数分裂时不发生互换，现得到的F2表型及比例为灰身长翅∶黑身残翅∶灰身残翅∶黑身长翅＝14∶4∶1∶1，黑身残翅为4/20，F1雌果蝇产生的bv＝4/10，BV＝4/10，由于bV和Bv是互换产生的，所占比例相等，所以，都占1/10，所以四种配子比例为BV∶bv∶Bv∶bV＝4∶4∶1∶1，C正确；因B与V在一条染色体上，b与v在一条染色体上，当B与b互换，若产生了Bv卵子，与之来自同一个次级卵母细胞的极体必然是bv，当V与v互换，若产生了Bv卵子，与之来自同一个次级卵母细胞的极体必然是BV，D错误。
考点二　突破自由组合定律的重点题型
4.(2024·广东阳江质检)沙滩鼠能营造长的入巢通道(L型通道)，而北美鹿鼠只能营造短的入巢通道(S型通道)，以二者为亲本进行杂交，获得的F1鼠营造的入巢通道长度介于两亲本之间(M型通道)。F1鼠与北美鹿鼠回交，有1/8的F2鼠营造的是M型通道。若使F1鼠相互交配，子代中营造S型通道的个体所占比例的理论值为(　　)
A.1/16 B.1/64
C.1/128 D.1/256
答案　B
解析　F1鼠(M)与北美鹿鼠(S)回交，F2中1/8的鼠营造M型通道，1/8＝1/2×1/2×1/2，故推知鼠的造巢性状可由3对等位基因控制。假设北美鹿鼠基因型为aabbcc，沙滩鼠基因型为AABBCC，则F1鼠基因型为AaBbCc，F1鼠相互交配，子代中营造S型通道的个体(aabbcc)所占比例的理论值为：1/4×1/4×1/4＝1/64，B正确。
5.(2024·江西九校联考)人类中，显性基因D对耳蜗管的形成是必需的，显性基因E对听神经的发育是必需的；二者缺一，个体即聋。这两对基因独立遗传。下列有关说法错误的是(　　)
A.夫妇中有一个耳聋，也有可能生下听觉正常的孩子
B.基因型为DdEe的双亲生下耳聋的孩子的概率为9/16
C.一方只有耳蜗管正常，另一方只有听神经正常的夫妇，可能生下听觉正常的孩子
D.耳聋夫妇可以生下基因型为DdEe的孩子
答案　B
解析　夫妇中一个听觉正常D_E_、一个耳聋(ddE_或D_ee或ddee)，若听觉正常的亲本产生含DE的配子，即可生下听觉正常(D_E_)的孩子，A正确；夫妇双方基因型均为DdEe，生下听觉正常(D_E_)的孩子的概率为3/4×3/4＝9/16，生下耳聋的孩子的概率为1－9/16＝7/16，B错误；一方只有耳蜗管正常(D_ee)，另一方只有听神经正常(ddE_)的夫妇，若耳蜗管正常(D_ee)一方产生含De的配子和另一方产生的含dE的配子结合，则他们可生出听觉正常的孩子(DdEe)，C正确；耳聋夫妇可以生下基因型为DdEe的孩子，例如基因型分别为DDee和ddEE的夫妇，D正确。
6.(2024·广东省梅州市调研模拟)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
答案　B
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或A_rr)的植株所占比例为3/4×1/2＝3/8，D正确。
7.(2024·福建厦门检测)甘蓝型油菜是我国重要的油料作物，它的花色性状由三对独立遗传的等位基因(A和a、B和b、D和d)控制。当基因型中有两个A基因时开白花，只有一个A基因时开乳白花，三对基因均为隐性时开金黄花，其余情况开黄花。下列叙述正确的是(　　)
A.稳定遗传的白花植株的基因型有6种
B.乳白花植株自交后代中不可能出现3种花色
C.基因型为AaBbDd的植株自交，后代中乳白花占1/2
D.基因型为AaBbDd的植株测交，后代中黄花占1/2
答案　C
解析　白花植株基因型为AA_ _ _ _，可稳定遗传的基因型有AABBDD、AABBdd、AAbbDD、AAbbdd四种，A错误；乳白花植株基因型为Aa_ _ _ _，若为AaBBdd时，其自交后代为AABBdd(白花)、AaBBdd(乳白花)、aaBBdd(黄花)，B错误；基因型为AaBbDd植株自交后代会出现1/4AA_ _ _ _(白花)、1/2Aa_ _ _ _(乳白花)、1/4aa_ _ _ _(黄花和金黄花)，C正确；AaBbDd植株与aabbdd测交后代中，1/2Aa_ _ _ _为乳白花，1/2aa_ _ _ _植株中，除aabbdd(金黄花)外，aaBbDd、aabbDd、aaBbdd都是黄花，比例为3/8，D错误。
【综合提升】
8.(2024·华南师大附中联考)大豆是两性花植物，雌雄同株，其子叶颜色有三种：BB表现深绿；Bb表现浅绿；bb呈黄色，在幼苗阶段死亡。大豆花叶病的抗性由R、r基因控制，其遗传的实验结果如下表(实验材料均有留种)：
组合 母本 父本 F1的表型及植株数
一 子叶深绿不抗病 子叶浅绿抗病 子叶深绿抗病220株；子叶浅绿抗病217株
二 子叶深绿不抗病 子叶浅绿抗病 子叶深绿抗病110株；子叶深绿不抗病109株；子叶浅绿抗病108株；子叶浅绿不抗病113株
(1)组合一中父本的基因型是________，组合二中父本的基因型是________。
(2)进行杂交实验，授粉前对母本的操作是____________________，授粉后对母本的操作是____________________。
(3)用表中F1的子叶浅绿抗病植株自交，在F2的成熟植株中，表型的种类及其比例为_________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
答案　(1)BbRR　BbRr
(2)去除雄蕊　套袋处理
(3)子叶深绿抗病∶子叶深绿不抗病∶子叶浅绿抗病∶子叶浅绿不抗病＝3∶1∶6∶2
解析　(1)组合一中，母本为子叶深绿不抗病，父本为子叶浅绿抗病，子代均为抗病，说明抗病对不抗病为显性，则亲本的基因型为BBrr(母本)×BbRR(父本)；组合二中，后代抗病∶不抗病≈1∶1，属于测交，则亲本的相关基因型为Rr和rr，因此亲本的基因型为BBrr(母本)×BbRr(父本)。(2)大豆是两性花植物，雌雄同株，杂交实验时，授粉前对母本进行去除雄蕊处理，授粉后需对母本进行套袋处理。(3)F1中子叶浅绿抗病植株的基因型均为BbRr，由于bb幼苗阶段死亡，因此其自交后代表型的种类有子叶深绿抗病(1/3×3/4BBR_)、子叶深绿不抗病(1/3×1/4BBrr)、子叶浅绿抗病(2/3×3/4BbR_)、子叶浅绿不抗病(2/3×1/4Bbrr)，其比例为3∶1∶6∶2。
9.(2024·福建百校联考)科研人员在野生植物A的细胞中发现某种抗旱基因，并将这种抗旱基因导入了农作物B的细胞中，从而得到甲和乙两种抗旱植株，抗旱基因在染色体上的位置如图所示。通过进一步检测可知，农作物的抗旱能力和导入的抗旱基因数量成正比，且每个抗旱基因对抗旱能力的影响是相同的。回答下列问题：
(1)野生植物A的抗旱基因导入农作物B体内后能够表达，是因为__________________________________________________________________。
(2)甲、乙抗旱植株的抗旱能力是________(填“相同”或“不同”)的，其中自交后代均能稳定遗传的抗旱植株是________(填“甲”或“乙”)植株。
(3)若植株中抗旱基因越多，抗旱能力越强，则让甲植株自交，其子代会出现________种表型，其中抗旱能力最强的植株和不具有抗旱能力的植株的比例为
_____________________________________________________________________。
(4)农作物B的高茎对矮茎为显性，受一对等位基因控制。已知乙植株是高茎杂合体，若要判断控制乙植株株高的基因与导入的抗旱基因是否在一对同源染色体上，能否通过与矮茎不抗旱植株测交的方法来判断？________，理由是
_____________________________________________________________________。
答案　(1)生物界共用一套遗传密码
(2)相同　乙
(3)5　1∶1
(4)不能　乙植株的抗旱基因是纯合的，无论抗旱基因和控制株高的基因是否在一对同源染色体上，均只能产生两种相同比例的配子，与矮茎不抗旱植株测交的结果相同
解析　(1)生物界共用一套遗传密码，由同一密码子决定的氨基酸相同，故野生植物A的抗旱基因导入农作物B体内后能够表达。(2)据图可知，甲和乙植株均含有2个抗旱基因，结合题干“农作物的抗旱能力和导入的抗旱基因数量成正比，且每个抗旱基因对抗旱能力的影响是相同的”可知，甲、乙抗旱植株的抗旱能力是相同的；甲植株的两个抗旱基因分布在两对同源染色体上，每对同源染色体中只有一条染色体上含有抗旱基因，设相关基因为CcDd(C和D是抗旱基因)，则自交后ccdd的个体不抗旱，乙植株两个抗旱基因均位于一对同源染色体上，可以认为是纯合子，设为CC，产生含C的配子，自交后均抗旱；即自交后代均能稳定遗传的抗旱植株是乙植株。(3)甲植株(设为CcDd)减数分裂产生含有抗旱基因个数分别是2个(CD)、1个(Cd、cD)、0个(cd)，甲自交后代含有抗旱基因数分别是4个、3个、2个、1个、0个，故子代会出现5种表型，其中抗旱能力最强的植株CCDD(含4个抗旱基因)和不具有抗旱能力的植株ccdd(含0个抗旱基因)均可视为纯合子，故两者比例为1∶1。(4)假设控制高茎与矮茎的基因为B/b，抗旱基因为A，乙植株基因型为AABb，若B、b与导入的抗旱基因在一对同源染色体上，则其能产生两种配子AB∶Ab＝1∶1，而矮茎不抗旱植株的基因型是aabb，能产生一种配子ab，雌雄配子随机结合，则后代基因型及比例为AaBb∶Aabb＝1∶1，其中AaBb表现为高茎抗旱，Aabb表现为矮茎抗旱，比例是1∶1。如果B/b与导入的抗旱基因不在一对同源染色体上，则乙植株能产生两种配子AB∶Ab＝1∶1，而矮茎不抗旱植株的基因型是aabb，能产生一种配子ab，雌雄配子随机结合，则后代基因型及比例为AaBb∶Aabb＝1∶1。因此，不能通过与矮茎不抗旱植株测交的方法来判断控制乙植株株高的基因与导入的抗旱基因是否在一对同源染色体上，因为植株的抗旱基因型是纯合的，无论抗旱基因和控制株高的基因是否在一对同源染色体上，均只能产生两种相同比例的配子，与矮茎不抗旱植株测交的结果相同。
10.(2024·华大新高考联盟)许多植物品种表现出杂种优势。某农作物是高度自交的植物，培育杂种比较困难。研究人员利用在该植物中发现的雄性不育基因，为杂种的培育开辟便捷之路。现已知相关基因及其控制的性状如下：种皮的褐色基因B对黄色基因b为显性；窄叶基因N对宽叶基因n为显性；雄性可育基因F对雄性不育基因f为显性，基因型为ff的植株不能产生花粉。为研究上述基因的遗传规律，研究人员进行了以下实验，已知F2个体由F1个体自交获得。回答下列问题。
杂交组合 P亲本 F1表型及比例 F2表型及比例
Ⅰ 甲(褐色可育)×乙(黄色不育) 全为褐色可育 ？
Ⅱ 丙(窄叶可育)×丁(宽叶不育) 窄叶可育∶窄叶不育＝1∶1 窄叶可育∶窄叶不育∶宽叶可育∶宽叶不育＝9∶3∶3∶1
Ⅲ 戊(窄叶褐色可育)×己(宽叶褐色可育) 窄叶褐色可育∶窄叶黄色不育＝3∶1 ？
(1)根据杂交组合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的实验结果可知，控制这三对相对性状的基因可能位于________对同源染色体上，且这三对基因在细胞中染色体上的分布情况是
____________________________________________________________________。
由此可得，杂交组合Ⅰ中F2的结果是___________________________________
_________________________________________________(不考虑染色体互换)。
(2)杂交组合Ⅱ的F2窄叶不育个体中可能既有纯合子又有杂合子，现欲从中筛选出纯合窄叶不育个体用于育种，请写出选择的杂交实验及实验结果。
选择的杂交实验：_____________________________________________________。
实验结果：____________________________________________________________。
(3)杂交组合Ⅲ中F2的结果是____________________________________________
_________________________________________________(不考虑染色体互换)。
答案　(1)两　B、F连锁，b、f连锁，N、n单独在一对同源染色体上　褐色可育∶黄色不育＝3∶1
(2)窄叶不育与宽叶可育杂交　若后代全为窄叶，则说明被鉴定个体是纯合子
(3)窄叶褐色可育∶宽叶褐色可育∶窄叶黄色不育∶宽叶黄色不育＝15∶5∶3∶1
解析　(1)杂交组合Ⅱ，F2中窄叶可育∶窄叶不育∶宽叶可育∶宽叶不育＝9∶3∶3∶1，说明控制叶型和是否可育的基因(N/n和F/f)位于非同源染色体上，由Ⅲ分析可知，F1中窄叶褐色可育∶窄叶黄色不育＝3∶1，说明控制种皮颜色的基因和是否可育的基因在一对同源染色体上，且B和F连锁、b和f连锁，故这三对等位基因位于两对同源染色体上。杂交组合Ⅰ甲(褐色可育B_F_)×乙(黄色不育bbff)得到F1为褐色可育B_F_，说明甲的基因型为BBFF，F1的基因型为BbFf，自交后，F2的结果是褐色可育(1BBFF＋2BbFf)∶黄色不育(1bbff)＝3∶1。(2)杂交组合Ⅱ中，丙(窄叶可育N_F_)×丁(宽叶不育nnff)，后代表现为窄叶可育(N_F_)∶窄叶不育(N_ff)＝1∶1，说明亲本丙的基因型为NNFf，F1中窄叶可育的基因型为NnFf，该两对等位基因独立遗传，因此自交后，F2中窄叶不育的基因型有NNff和Nnff，要筛选F2中窄叶不育(N_ff)个体中的纯合子，最好选择表型为宽叶可育(nnF_)的个体与之杂交，若后代全为窄叶，则说明被鉴定个体是纯合子，即基因型为NNff。(3)控制种皮颜色基因与是否可育的基因在一对同源染色体上，戊(窄叶褐色可育)×己(宽叶褐色可育)，后代窄叶褐色可育∶窄叶黄色不育＝3∶1，说明亲本的基因型为NNBbFf、nnBbFf，其中B、F连锁，b、f连锁，二者杂交产生的后代的基因型为3窄叶褐色可育(1NnBBFF、2NnBbFf)、1窄叶黄色不育(Nnbbff)，在不考虑染色体互换的情况下，NnBBFF自交子代为N_BBFF(窄叶褐色可育)∶nnBBFF(宽叶褐色可育)＝3∶1；NnBbFf自交子代为N_B_F_(窄叶褐色可育)∶N_bbff(窄叶黄色不育)∶nnB_F_(宽叶褐色可育)∶nnbbff(宽叶黄色不育)＝9∶3∶3∶1；Nnbbff自交无子代。故杂交组合Ⅲ中F2的结果是窄叶褐色可育(1/3×3/4＋2/3×9/16)∶宽叶褐色可育(1/3×1/4＋2/3×3/16)∶窄叶黄色不育(2/3×3/16)∶宽叶黄色不育(2/3×1/16)＝15∶5∶3∶1。(共69张PPT)
第 23 讲
基因的自由组合定律
阐明有性生殖中基因的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。
课标内容
1
目 录
两对相对性状的遗传实验分析
2
3
突破自由组合定律的重点题型
关键 · 真题必刷
基础·精细梳理
典例·精心深研
考点一
两对相对性状的遗传实验分析
1.两对相对性状的杂交实验——发现问题
(1)杂交实验过程
绿圆
绿皱
9∶3∶3∶1
(2)结果分析
黄色和圆粒
分离
分离
(3)问题提出
①F2中为什么出现新性状组合？
②为什么不同类型性状比为9∶3∶3∶1
2.对自由组合现象的解释——提出假说
(1)理论解释 现代解释为“两对等位基因”
①两对性状分别由两对遗传因子控制。
②F1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__________。F1产生的雌雄配子各有比例相等的4种。
③受精时，雌雄配子的结合是______的，结合方式有______种。
④F2遗传因子组合形式有____种，性状表现有4种，且比例为______________。
自由组合
随机
16
9
9∶3∶3∶1
(2)遗传图解(棋盘格式)
(3)各基因型、表型个体所占比例
①YYRR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，求解比例不同。黄圆中杂合子占8/9，绿圆中杂合子占2/3。
②若亲本是黄皱(YYrr)和绿圆(yyRR)，则F2中重组类型为绿皱(yyrr)和黄圆(Y_R_)，所占比例为1/16＋9/16＝5/8；亲本类型为黄皱(Y_rr)和绿圆(yyR_)，所占比例为3/16＋3/16＝3/8。　　　
3.对自由组合现象的验证——演绎推理、验证假说
(1)方法　______实验
(2)目的　测定F1的遗传因子组成。
测交
(3)遗传图解
(4)结论
实验结果与演绎结果相符，假说成立。
提醒　yyRr×Yyrr不属于测交，测交是指F1与隐性纯合子杂交。因此虽然YyRr×yyrr和yyRr×Yyrr这两对杂交组合的后代的基因型相同，但只有YyRr×yyrr称为测交。
4.自由组合定律
(1)基因自由组合
定律的细胞学基础
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非等位基因可位于同源染色体上，也可位于非同源染色体上。同源染色体上的非等位基因不能自由组合。
③配子的随机结合(受精作用)不属于基因的自由组合。　　　
(2)自由组合定律的内容
真核生物
细胞核遗传
5.孟德尔获得成功的原因
豌豆
统计学
假说—演绎
1.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%，试解释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发生互换，产生四种类型配子，其比例为42%∶8%∶8%∶42%
2.果蝇的灰身(B)对黑身(b)为显性；长翅(V)对残翅(v)为显性，这两对等位基因位于常染色体上。一对灰身残翅与黑身长翅的果蝇杂交，子代出现灰身长翅、灰身残翅、黑身长翅、黑身残翅，比例为1∶1∶1∶1。
(1)该实验结果能不能证明这两对等位基因位于两对同源染色体上，请说明理由________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
(2)利用上述杂交实验的子代果蝇为材料设计两个不同的实验，要求这两个实验都能独立证明两对基因位于两对同源染色体上。请写出两个实验的杂交组合及子代表型的比例_______________________________________________
________________________________________________________________。
不能，因为两对等位基因位于一对同源染色体上和位于两对同源染色体上，都会出现这一结果
实验1：灰身长翅×灰身长翅，子代表型的比例为9∶3∶3∶1，实验2：灰身长翅×黑身残翅，子代表型的比例为1∶1∶1∶1
考向1　结合两对相对性状杂交实验分析，考查科学思维
1.(2024·华大新高考联盟)下列关于孟德尔所做的遗传实验和有关遗传规律的叙述，正确的是(　　)
A.形成配子时非等位基因之间都能自由组合
B.基因型为YyRr的豌豆产生的雌雄配子的随机结合，体现了自由组合定律的实质
C.孟德尔作出的“演绎”是设计F1与隐性纯合子杂交，预测出后代的表现性状及比例
D.多组一对相对性状的杂交实验，F2性状分离比均接近3∶1，验证了其假设的正确性
C
解析　减数分裂形成配子时，非同源染色体上的非等位基因之间自由组合，但位于同源染色体上的非等位基因之间不能自由组合，A错误；基因型为YyRr的豌豆产生的雌雄配子随机结合是受精作用，自由组合定律的实质是减数分裂过程中，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，B错误；孟德尔设计F1与隐性纯合子进行测交实验，进而预测出后代的表现性状及比例，这是“演绎”推理的过程，C正确；多组相对性状的杂交实验的F2的性状分离比均接近3∶1，说明3∶1的出现不是偶然的，但还不能验证其假设，如果要验证其假设是否正确，需要做测交实验，D错误。
B
2.(2024·广东省部分名校联考)油菜的株高由G和g决定，G基因数量越多，株高越高。外源B基因拼接到油菜染色体上可成功表达，且遗传效应与G相同。下图为培育成的5个品种，在不考虑互换前提下，有关说法错误的是(　　)
A.甲植株的遗传遵循自由组合定律
B.甲和戊杂交，子代表型有4种
C.甲、乙、丁、戊转基因油菜株高相等，丙较其他几种矮
D.5种转基因油菜自交，自交后代只有一种表型的是乙、丁
解析　甲植株中，G和B基因位于两对同源染色体上，因此遵循自由组合定律，A正确；甲和戊杂交，甲产生的配子有G、g、GB、gB 4种，戊产生的配子有GB、g 2种，子代基因型为GGB、GgB、GGBB、GgBB、Gg、gg、GgB、ggB，产生的子代含G和B个数分别为4、3、2、1、0个，因此有5种表型，B错误；甲、乙、丁、戊转基因油菜均含有2个显性基因，因此株高相等，丙的B基因插入G基因内部，G基因被破坏，故其只有1个具有增高效应的显性基因，因此丙较其他几种矮，C正确；5种转基因油菜自交，甲自交后代有5种表型，乙、丁自交后代只有1种表型，丙、戊自交后代有3种表型，D正确。
基因的自由组合与基因完全连锁的比较
(1)基因的自由组合
(2)基因的完全连锁
B
考向2　结合基因自由组合定律的实质与验证，考查科学思维的能力
3.(2024·广州市三校联考)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，则下列说法正确的是(　　)
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交换，
则它能产生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　图中A和B、a和b基因位于一对同源染色体上，属于连锁基因，因此三对基因的遗传不完全遵循基因的自由组合定律，A错误；基因A、a与D、d的遗传遵循自由组合定律，因此基因型为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(1∶1)×(3∶1)＝3∶1∶3∶1，B正确；如果基因型为AaBb的个体在产生配子时没有发生交换，则它只能产生AB和ab 2种配子，AaBb自交时后代只有两种表型，C、D错误。
4.(2024·广东省深圳市名校联考，节选)已知某种昆虫的有眼(A)与无眼(a)、正常刚毛(B)与小刚毛(b)、正常翅(E)与斑翅(e)这三对相对性状各受一对等位基因控制。现有三个纯合品系：①aaBBEE、②AAbbEE和③AABBee。假定不发生染色体变异和染色体互换，回答下列问题：
若A/a、B/b、E/e这三对等位基因都位于常染色体上，请以上述品系为材料，设计实验来确定这三对等位基因是否分别位于三对染色体上。
(要求：写出实验思路、预期实验结果和结论)
实验思路：让①和②杂交、①和③杂交、③和②杂交。得到的子一代自交，观察子二代的表型。
预期结果：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染色体上。
验证两对基因是否位于两对同源染色体上的方法(即验证是否遵循自由组合定律)
验证方法 结论
自交法 F1自交后代的性状分离比为9∶3∶3∶1或其变形(9∶7、9∶3∶4、9∶6∶1等)，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∶1∶1或其变形(1∶3、1∶2∶1等)，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
验证两对基因是否位于两对同源染色体上的方法(即验证是否遵循自由组合定律)
验证方法 结论
花粉 鉴定法 F1若产生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4种表型，比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律
考点二　
突破自由组合定律的重点题型
题型一　已知亲代求子代的“顺推型”题目
“先分开，后组合”
将多对等位基因的自由组合分离为若干分离定律问题分别分析，再运用乘法原理进行组合。
1.求配子种类及比例(以AaBbCCDd为例)
(1)求产生配子种类数
(2)求产生ABCD配子的概率
基因型 Aa Bb CC Dd 结果
产生配子 A B C D
配子比例 1/2 1/2 1 1/2 相乘得1/8
(3)求配子间结合方式
AaBbCCDd自交，配子之间的结合方式为(2×2)×(2×2)×(1×1)×(2×2)＝64(种)。
2.求基因型和表型的类型及比例
提醒　在计算不同于双亲的表型的概率时，可以先算与双亲一样的表型的概率，然后用1减去与双亲相同表型的概率即可。
[典例1] (2024·南阳五中质检)某植物个体的基因型为Aa(高茎)Bb(红花)Cc(灰种皮)dd(小花瓣)，请思考如下问题：
(1)若某基因型为AaBbCcdd个体的体细胞中基因与染色体的位置关系如图1所示，则其产生的配子种类为________种，基因型为AbCd的配子所占比例为________，其自交所得子代的基因型有________种，其中AABbccdd所占比例为________，其子代的表型有________种，其中高茎红花灰种皮小花瓣个体所占比例为________。
8
27
8
(2)若某基因型为AaBbCcdd个体的体细胞中基因与染色体的位置关系如图2所示(不发生互换)，则其产生的配子种类为________种，基因型为AbCd的配子所占比例为__________，其自交所得子代的基因型有________种，其中AaBbccdd所占比例为____________。其子代的表型有________种，其中高茎红花灰种皮小花瓣个体所占比例为________。
4
9
6
题型二　已知子代求亲代的“逆推型”题目
1.基因填充法
(1)根据亲本和子代的表型写出亲本和子代的基因型，如基因型可表示为A_B_、A_bb。
(2)根据子代基因型推测亲本基因型(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，确定每一对相对性状的亲本基因型，再组合。如：
[典例2] (2024·广东省教育联盟)牵牛花的花色由一对等位基因R、r控制，叶的形状由另一对等位基因W、w控制，这两对相对性状是自由组合的。若子代的基因型及比值如下表所示，下列说法正确的是(　　)
基因型 RRWW RRww RrWW Rrww RRWw RrWw
比值 1 1 1 1 2 2
A.双亲的基因型组合为RrWw×RrWW
B.测交是验证亲代基因型最简便的方法
C.等位基因R、r位于复制时产生的两条姐妹染色单体上
D.基因型为RrWw的个体自交，与上表中表型不同的个体占1/4
D
解析　由题表可知，RR∶Rr＝(1＋1＋2)∶(1＋1＋2)＝1∶1，可知双亲有关花色的基因型为RR×Rr，WW∶Ww∶ww＝(1＋1)∶(2＋2)∶(1＋1)＝1∶2∶1，双亲有关叶形的基因型为Ww×Ww，故双亲的基因型为RrWw×RRWw，A错误；自交和测交均可验证亲代的基因型，但自交更简便，B错误；复制时产生的两条姐妹染色单体的相同位置上应为相同的基因，R、r为等位基因，应位于同源染色体上，C错误；题表中的表型有两种，其中RRWW、RrWW、RRWw、RrWw的表型相同，RRww、Rrww的表型相同，基因型为RrWw的个体自交，后代的基因型及表型的比例为9R_W_(与题表中表型相同)∶3R_ww(与题表中表型相同)∶3rrW_(与题表中表型不同)∶1rrww(与题表中表型不同)，因此与题表中表型不同的个体占1/4，D正确。
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
[典例3] (2021·全国乙卷，6)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
B
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下表所示：
[典例4] (2024·广东湛江调研)豌豆高茎×豌豆矮茎→F1全为高茎，自交→F2中高茎∶矮茎＝3∶1。灰身果蝇×黑身果蝇→F1全为灰身，雌雄果蝇自由交配→F2中灰身雌蝇∶黑身雌蝇∶灰身雄蝇∶黑身雄蝇＝3∶1∶3∶1。下列说法错误的是(　　)
A.F2高茎豌豆自交，后代矮茎占1/6
B.F2灰身果蝇雌雄自由交配，后代黑身果蝇占1/6
C.F2高茎豌豆和矮茎豌豆杂交，后代高茎∶矮茎＝2∶1
D.F2灰身果蝇和黑身果蝇雌雄自由交配，后代灰身∶黑身＝2∶1
B
解析　F2高茎豌豆中纯合子占1/3，杂合子占2/3，仅杂合子自交后代能分离出矮茎，其比例为2/3×1/4＝1/6，A正确；假设控制果蝇灰身黑身的基因用B、b表示，F2灰身果蝇中纯合子占1/3，杂合子占2/3，由此可得其产生两种配子B∶b＝2∶1，F2灰身果蝇雌雄自由交配，后代黑身果蝇(bb)所占比例＝1/3×1/3＝1/9，B错误；假设控制豌豆高矮茎的基因用D、d表示，F2高茎豌豆和矮茎豌豆杂交，即1/3DD×dd→1/3Dd，2/3Dd×dd→1/3Dd、1/3dd，后代高茎(2/3Dd)∶矮茎(1/3dd)＝2∶1，C正确；由于F2灰身果蝇中B占2/3，b占1/3，则其与黑身果蝇雌雄自由交配，后代灰身∶黑身＝2∶1，D正确。
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：
A
[典例5] (2024·西工大附中质检)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，两者均不患白化病，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3/8
C.生一个既患白化病又患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错误；生一个既患白化病又患多指的女儿的概率是(1/4)×(1/2)×(1/2)＝1/16，C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错误。
关键 · 真题必刷
1.(2023·全国乙卷，32)某种观赏植物的花色有红色和白色两种。花色主要是由花瓣中所含色素种类决定的，红色色素是由白色底物经两步连续的酶促反应形成的，第1步由酶1催化，第2步由酶2催化，其中酶1的合成由A基因控制，酶2的合成由B基因控制。现有甲、乙两个不同的白花纯合子，某研究小组分别取甲、乙的花瓣在缓冲液中研磨，得到了甲、乙花瓣的细胞研磨液，并用这些研磨液进行不同的实验。
实验一：探究白花性状是由A或B基因单独突变还是共同突变引起的
①取甲、乙的细胞研磨液在室温下静置后发现均无颜色变化。
②在室温下将两种细胞研磨液充分混合，混合液变成红色。
③将两种细胞研磨液先加热煮沸，冷却后再混合，混合液颜色无变化。
实验二：确定甲和乙植株的基因型
将甲的细胞研磨液煮沸，冷却后与乙的细胞研磨液混合，发现混合液变成了红色。
回答下列问题。
(1)酶在细胞代谢中发挥重要作用，与无机催化剂相比，酶所具有的特性是____________________________________________________(答出3点即可)；
煮沸会使细胞研磨液中的酶失去催化作用，其原因是高温破坏了酶的_________________________。
高效性、专一性、作用条件较温和
空间结构
(2)实验一②中，两种细胞研磨液混合后变成了红色，推测可能的原因是____________________________________________________________________
_________________。
(3)根据实验二的结果可以推断甲的基因型是________，乙的基因型是________；若只将乙的细胞研磨液煮沸，冷却后与甲的细胞研磨液混合，则混合液呈现的颜色是________。
甲、乙两种研磨液混合后，其中的酶1和酶2使白色底物经酶促反应生成了红色色素
AAbb
aaBB
白色
解析　(1)酶的特性是高效性、专一性和作用条件较温和；高温会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。(2)花色主要是由花瓣中所含色素种类决定的，红色色素是由白色底物经两步连续的酶促反应形成的，第1步由酶1催化，第2步由酶2催化。可以推知，两种细胞研磨液混合后之所以变成了红色，是因为混合液中含有酶1和酶2。但此时无法确定甲、乙细胞中各自含有的酶的种类，仅可知一种细胞含酶1，另一种细胞含酶2。(3)实验二中将甲的细胞研磨液煮沸，说明甲的细胞中酶失活，如果其含有的酶是A，则其煮沸前已经含有白色底物转化的中间产物，冷却后与乙的细胞研磨液混合，乙中若含酶B则能将中间产物转化为红色色素。因此甲的基因型为AAbb，乙的基因型为aaBB。只将乙的细胞研磨液煮沸，B酶失活，与甲细胞研磨液混合，其中的中间产物无法转化为红色色素，因此颜色无变化。
(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所占的比例是__________________。
紫色∶红色∶白色＝3∶3∶2
AAbb、Aabb
(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，请写出所选用的亲本基因型，并预期实验结果和结论。
选用的亲本基因型为AAbb；预期实验结果及结论：若子代花色全为红花，则待测白花纯合个体的基因型为aabb；若子代花色全为紫花，则待测白花纯合个体基因型为aaBB
3.(2022·辽宁卷，25)某雌雄同株二倍体观赏花卉的抗软腐病与易感软腐病(以下简称“抗病”与“易感病”)由基因R/r控制，花瓣的斑点与非斑点由基因Y/y控制。为研究这两对相对性状的遗传特点，进行系列杂交实验，结果见下表。
(1)上表杂交组合中，第1组亲本的基因型是____________，第4组的结果能验证这两对相对性状中______________的遗传符合分离定律，能验证这两对相对性状的遗传符合自由组合定律的一组实验是第____组。
(2)将第2组F1中的抗病非斑点植株与第3组F1中的易感病非斑点植株杂交，后代中抗病非斑点、易感病非斑点、抗病斑点、易感病斑点的比例为______________。
RRYy×rrYy
抗病与易感病
2
3∶3∶1∶1
(3)用秋水仙素处理该花卉，获得了四倍体植株。秋水仙素的作用机理是___________________________________________________________________。
现有一基因型为YYyy的四倍体植株，若减数分裂过程中四条同源染色体两两分离(不考虑其他变异)，则产生的配子类型及比例分别为________________________，其自交后代共有________种基因型。
(4)用X射线对该花卉A基因的显性纯合子进行诱变，当A基因突变为隐性基因后，四倍体中隐性性状的出现频率较二倍体更________。
抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍
YY∶Yy∶yy＝1∶4∶1
5
低
解析　(1)从第1组实验，抗病非斑点×易感病非斑点，子代中只出现抗病，判断抗病为显性性状，且亲本的抗病为显性纯合子(RR)，子代中非斑点∶斑点≈3∶1，判断出非斑点是显性性状，且亲本的非斑点均为杂合子(Yy)，所以第1组亲本的基因型为RRYy×rrYy。根据第4组子代的表型及比例可知第4组亲本的基因型是RrYY×rryy，亲本中抗病与易感病测交其子代结果能验证基因的分离定律。根据子代的结果可知第2组亲本的基因型为RrYy×rryy，为测交实验，可以验证基因的自由组合定律。
本节内容结束
THANKS限时练23　基因的自由组合定律
【对点强化】
考点一　两对相对性状的遗传实验分析
1.(2024·西工大附中调研)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
2.(2024·广东省佛山开学考)用具有两对相对性状的纯种豌豆做遗传实验，得到F2的部分基因型结果如表(两对基因独立遗传)。下列叙述错误的是(　　)
配子 YR Yr yR yr
YR 1 2 YyRr
Yr 3
yR 4
yr yyrr
A.表中Y、y、R、r基因属于真核生物细胞核基因
B.表中基因Y、y、R、r的载体有染色体、叶绿体、线粒体
C.1、2、3、4代表的基因型在F2中出现的概率大小为3>2＝4>1
D.F2中出现纯合子的比例是1/4
3.(2024·福州一中调研)在雄果蝇减数分裂中，位于同一对染色体上的基因不会发生互换，雌果蝇则可能发生互换。已知果蝇的灰身与黑身由等位基因(B、b)控制，长翅与残翅由等位基因(V、v)控制，进行如下杂交实验。下列相关叙述错误的是(　　)
实验 P F1 F2(F1中雄、雌个体相互交配获得)
— 纯种灰身长翅×黑身残翅 灰身 长翅 灰身长翅∶黑身残翅∶灰身残翅∶黑身长翅＝14∶4∶1∶1
A.上述两对基因位于一对同源染色体上
B.F1雄果蝇产生两种配子，比例为BV∶bv＝1∶1
C.F1雌果蝇产生四种配子，比例为BV∶bv∶Bv∶bV＝4∶4∶1∶1
D.若F1某卵母细胞发生了互换，产生的卵细胞是Bv，则与之来自同一个次级卵母细胞的极体是Bv
考点二　突破自由组合定律的重点题型
4.(2024·广东阳江质检)沙滩鼠能营造长的入巢通道(L型通道)，而北美鹿鼠只能营造短的入巢通道(S型通道)，以二者为亲本进行杂交，获得的F1鼠营造的入巢通道长度介于两亲本之间(M型通道)。F1鼠与北美鹿鼠回交，有1/8的F2鼠营造的是M型通道。若使F1鼠相互交配，子代中营造S型通道的个体所占比例的理论值为(　　)
A.1/16 B.1/64
C.1/128 D.1/256
5.(2024·江西九校联考)人类中，显性基因D对耳蜗管的形成是必需的，显性基因E对听神经的发育是必需的；二者缺一，个体即聋。这两对基因独立遗传。下列有关说法错误的是(　　)
A.夫妇中有一个耳聋，也有可能生下听觉正常的孩子
B.基因型为DdEe的双亲生下耳聋的孩子的概率为9/16
C.一方只有耳蜗管正常，另一方只有听神经正常的夫妇，可能生下听觉正常的孩子
D.耳聋夫妇可以生下基因型为DdEe的孩子
6.(2024·广东省梅州市调研模拟)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
7.(2024·福建厦门检测)甘蓝型油菜是我国重要的油料作物，它的花色性状由三对独立遗传的等位基因(A和a、B和b、D和d)控制。当基因型中有两个A基因时开白花，只有一个A基因时开乳白花，三对基因均为隐性时开金黄花，其余情况开黄花。下列叙述正确的是(　　)
A.稳定遗传的白花植株的基因型有6种
B.乳白花植株自交后代中不可能出现3种花色
C.基因型为AaBbDd的植株自交，后代中乳白花占1/2
D.基因型为AaBbDd的植株测交，后代中黄花占1/2
【综合提升】
8.(2024·华南师大附中联考)大豆是两性花植物，雌雄同株，其子叶颜色有三种：BB表现深绿；Bb表现浅绿；bb呈黄色，在幼苗阶段死亡。大豆花叶病的抗性由R、r基因控制，其遗传的实验结果如下表(实验材料均有留种)：
组合 母本 父本 F1的表型及植株数
一 子叶深绿不抗病 子叶浅绿抗病 子叶深绿抗病220株；子叶浅绿抗病217株
二 子叶深绿不抗病 子叶浅绿抗病 子叶深绿抗病110株；子叶深绿不抗病109株；子叶浅绿抗病108株；子叶浅绿不抗病113株
(1)组合一中父本的基因型是________，组合二中父本的基因型是________。
(2)进行杂交实验，授粉前对母本的操作是____________________，授粉后对母本的操作是________________________。
(3)用表中F1的子叶浅绿抗病植株自交，在F2的成熟植株中，表型的种类及其比例为_________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
9.(2024·福建百校联考)科研人员在野生植物A的细胞中发现某种抗旱基因，并将这种抗旱基因导入了农作物B的细胞中，从而得到甲和乙两种抗旱植株，抗旱基因在染色体上的位置如图所示。通过进一步检测可知，农作物的抗旱能力和导入的抗旱基因数量成正比，且每个抗旱基因对抗旱能力的影响是相同的。回答下列问题：
(1)野生植物A的抗旱基因导入农作物B体内后能够表达，是因为______________________________________________________________________。
(2)甲、乙抗旱植株的抗旱能力是________(填“相同”或“不同”)的，其中自交后代均能稳定遗传的抗旱植株是________(填“甲”或“乙”)植株。
(3)若植株中抗旱基因越多，抗旱能力越强，则让甲植株自交，其子代会出现________种表型，其中抗旱能力最强的植株和不具有抗旱能力的植株的比例为
______________________________________________________________________。
(4)农作物B的高茎对矮茎为显性，受一对等位基因控制。已知乙植株是高茎杂合体，若要判断控制乙植株株高的基因与导入的抗旱基因是否在一对同源染色体上，能否通过与矮茎不抗旱植株测交的方法来判断？________，理由是______________________________________________________________________
______________________________________________________________________。
10.(2024·华大新高考联盟)许多植物品种表现出杂种优势。某农作物是高度自交的植物，培育杂种比较困难。研究人员利用在该植物中发现的雄性不育基因，为杂种的培育开辟便捷之路。现已知相关基因及其控制的性状如下：种皮的褐色基因B对黄色基因b为显性；窄叶基因N对宽叶基因n为显性；雄性可育基因F对雄性不育基因f为显性，基因型为ff的植株不能产生花粉。为研究上述基因的遗传规律，研究人员进行了以下实验，已知F2个体由F1个体自交获得。回答下列问题。
杂交组合 P亲本 F1表型及比例 F2表型及比例
Ⅰ 甲(褐色可育)×乙(黄色不育) 全为褐色可育 ？
Ⅱ 丙(窄叶可育)×丁(宽叶不育) 窄叶可育∶窄叶不育＝1∶1 窄叶可育∶窄叶不育∶宽叶可育∶宽叶不育＝9∶3∶3∶1
Ⅲ 戊(窄叶褐色可育)×己(宽叶褐色可育) 窄叶褐色可育∶窄叶黄色不育＝3∶1 ？
(1)根据杂交组合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的实验结果可知，控制这三对相对性状的基因可能位于________对同源染色体上，且这三对基因在细胞中染色体上的分布情况是______________________________________________________________________。
由此可得，杂交组合Ⅰ中F2的结果是_____________________________________
______________________________________________________________________(不考虑染色体互换)。
(2)杂交组合Ⅱ的F2窄叶不育个体中可能既有纯合子又有杂合子，现欲从中筛选出纯合窄叶不育个体用于育种，请写出选择的杂交实验及实验结果。
选择的杂交实验：___________________________________________________。
实验结果：____________________________________________________________
______________________________________________________________________。
(3)杂交组合Ⅲ中F2的结果是____________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________(不考虑染色体互换)。
限时练23　基因的自由组合定律
1.D　[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的同时，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自由组合定律的实质，A错误；通常情况下，生物产生的雄配子数量远多于雌配子数量，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错误；F2中黄色皱粒豌豆植株的基因型为1/3YYrr、2/3Yyrr，从F2黄色皱粒豌豆植株中任取两株，这两株豌豆基因型不同的概率为2×(1/3)×(2/3)＝4/9，C错误；F2中黄色圆粒豌豆植株的基因型为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中黄色圆粒豌豆植株混合种植相当于让F2中所有黄色圆粒豌豆植株自交，故后代出现绿色皱粒豌豆植株的概率为(4/9)×(1/16)＝1/36，D正确。]
2.B　[根据题意分析，两对基因独立遗传，说明两对等位基因位于两对同源染色体上，因此表中Y、y、R、r基因属于真核生物细胞核基因，A正确；表中的基因都是核基因而非叶绿体和线粒体中的基因，所以其载体只能是染色体，B错误；根据基因的自由组合定律可知，1(YYRR)的概率＝1/4×1/4＝1/16，2(YYRr)的概率＝1/2×1/4＝1/8，3(YyRr)的概率为1/2×1/2＝1/4，4(yyRr)的概率为1/2×1/4＝1/8，所以1、2、3、4代表的基因型在F2中出现的概率大小为3>2＝4>1，C正确；F2中出现纯合子(YYRR、YYrr、yyRR、yyrr)的比例是1/4，D正确。]
3.D　[如果位于非同源染色体上，F2表型及比例为灰身长翅∶黑身残翅∶灰身残翅∶黑身长翅＝9∶3∶3∶1，A正确；雄果蝇减数分裂时不发生互换，因B与V在一条染色体上，b与v在一条染色体上，则得到的精子比例为BV∶bv＝1∶1，B正确；已知雄果蝇减数分裂时不发生互换，现得到的F2表型及比例为灰身长翅∶黑身残翅∶灰身残翅∶黑身长翅＝14∶4∶1∶1，黑身残翅为4/20，F1雌果蝇产生的bv＝4/10，BV＝4/10，由于bV和Bv是互换产生的，所占比例相等，所以，都占1/10，所以四种配子比例为BV∶bv∶Bv∶bV＝4∶4∶1∶1，C正确；因B与V在一条染色体上，b与v在一条染色体上，当B与b互换，若产生了Bv卵子，与之来自同一个次级卵母细胞的极体必然是bv，当V与v互换，若产生了Bv卵子，与之来自同一个次级卵母细胞的极体必然是BV，D错误。]
4.B　[F1鼠(M)与北美鹿鼠(S)回交，F2中1/8的鼠营造M型通道，1/8＝1/2×1/2×1/2，故推知鼠的造巢性状可由3对等位基因控制。假设北美鹿鼠基因型为aabbcc，沙滩鼠基因型为AABBCC，则F1鼠基因型为AaBbCc，F1鼠相互交配，子代中营造S型通道的个体(aabbcc)所占比例的理论值为：1/4×1/4×1/4＝1/64，B正确。]
5.B　[夫妇中一个听觉正常D_E_、一个耳聋(ddE_或D_ee或ddee)，若听觉正常的亲本产生含DE的配子，即可生下听觉正常(D_E_)的孩子，A正确；夫妇双方基因型均为DdEe，生下听觉正常(D_E_)的孩子的概率为3/4×3/4＝9/16，生下耳聋的孩子的概率为1－9/16＝7/16，B错误；一方只有耳蜗管正常(D_ee)，另一方只有听神经正常(ddE_)的夫妇，若耳蜗管正常(D_ee)一方产生含De的配子和另一方产生的含dE的配子结合，则他们可生出听觉正常的孩子(DdEe)，C正确；耳聋夫妇可以生下基因型为DdEe的孩子，例如基因型分别为DDee和ddEE的夫妇，D正确。]
6.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或A_rr)的植株所占比例为3/4×1/2＝3/8，D正确。]
7.C　[白花植株基因型为AA_ _ _ _，可稳定遗传的基因型有AABBDD、AABBdd、AAbbDD、AAbbdd四种，A错误；乳白花植株基因型为Aa_ _ _ _，若为AaBBdd时，其自交后代为AABBdd(白花)、AaBBdd(乳白花)、aaBBdd(黄花)，B错误；基因型为AaBbDd植株自交后代会出现1/4AA_ _ _ _(白花)、1/2Aa_ _ _ _(乳白花)、1/4aa_ _ _ _(黄花和金黄花)，C正确；AaBbDd植株与aabbdd测交后代中，1/2Aa_ _ _ _为乳白花，1/2aa_ _ _ _植株中，除aabbdd(金黄花)外，aaBbDd、aabbDd、aaBbdd都是黄花，比例为3/8，D错误。]
8.答案　(1)BbRR　BbRr
(2)去除雄蕊　套袋处理
(3)子叶深绿抗病∶子叶深绿不抗病∶子叶浅绿抗病∶子叶浅绿不抗病＝3∶1∶6∶2
解析　(1)组合一中，母本为子叶深绿不抗病，父本为子叶浅绿抗病，子代均为抗病，说明抗病对不抗病为显性，则亲本的基因型为BBrr(母本)×BbRR(父本)；组合二中，后代抗病∶不抗病≈1∶1，属于测交，则亲本的相关基因型为Rr和rr，因此亲本的基因型为BBrr(母本)×BbRr(父本)。(2)大豆是两性花植物，雌雄同株，杂交实验时，授粉前对母本进行去除雄蕊处理，授粉后需对母本进行套袋处理。(3)F1中子叶浅绿抗病植株的基因型均为BbRr，由于bb幼苗阶段死亡，因此其自交后代表型的种类有子叶深绿抗病(1/3×3/4BBR_)、子叶深绿不抗病(1/3×1/4BBrr)、子叶浅绿抗病(2/3×3/4BbR_)、子叶浅绿不抗病(2/3×1/4Bbrr)，其比例为3∶1∶6∶2。
9.答案　(1)生物界共用一套遗传密码
(2)相同　乙
(3)5　1∶1
(4)不能　乙植株的抗旱基因是纯合的，无论抗旱基因和控制株高的基因是否在一对同源染色体上，均只能产生两种相同比例的配子，与矮茎不抗旱植株测交的结果相同
解析　(1)生物界共用一套遗传密码，由同一密码子决定的氨基酸相同，故野生植物A的抗旱基因导入农作物B体内后能够表达。(2)据图可知，甲和乙植株均含有2个抗旱基因，结合题干“农作物的抗旱能力和导入的抗旱基因数量成正比，且每个抗旱基因对抗旱能力的影响是相同的”可知，甲、乙抗旱植株的抗旱能力是相同的；甲植株的两个抗旱基因分布在两对同源染色体上，每对同源染色体中只有一条染色体上含有抗旱基因，设相关基因为CcDd(C和D是抗旱基因)，则自交后ccdd的个体不抗旱，乙植株两个抗旱基因均位于一对同源染色体上，可以认为是纯合子，设为CC，产生含C的配子，自交后均抗旱；即自交后代均能稳定遗传的抗旱植株是乙植株。(3)甲植株(设为CcDd)减数分裂产生含有抗旱基因个数分别是2个(CD)、1个(Cd、cD)、0个(cd)，甲自交后代含有抗旱基因数分别是4个、3个、2个、1个、0个，故子代会出现5种表型，其中抗旱能力最强的植株CCDD(含4个抗旱基因)和不具有抗旱能力的植株ccdd(含0个抗旱基因)均可视为纯合子，故两者比例为1∶1。(4)假设控制高茎与矮茎的基因为B/b，抗旱基因为A，乙植株基因型为AABb，若B、b与导入的抗旱基因在一对同源染色体上，则其能产生两种配子AB∶Ab＝1∶1，而矮茎不抗旱植株的基因型是aabb，能产生一种配子ab，雌雄配子随机结合，则后代基因型及比例为AaBb∶Aabb＝1∶1，其中AaBb表现为高茎抗旱，Aabb表现为矮茎抗旱，比例是1∶1。如果B/b与导入的抗旱基因不在一对同源染色体上，则乙植株能产生两种配子AB∶Ab＝1∶1，而矮茎不抗旱植株的基因型是aabb，能产生一种配子ab，雌雄配子随机结合，则后代基因型及比例为AaBb∶Aabb＝1∶1。因此，不能通过与矮茎不抗旱植株测交的方法来判断控制乙植株株高的基因与导入的抗旱基因是否在一对同源染色体上，因为植株的抗旱基因型是纯合的，无论抗旱基因和控制株高的基因是否在一对同源染色体上，均只能产生两种相同比例的配子，与矮茎不抗旱植株测交的结果相同。
10.答案　(1)两　B、F连锁，b、f连锁，N、n单独在一对同源染色体上　褐色可育∶黄色不育＝3∶1
(2)窄叶不育与宽叶可育杂交　若后代全为窄叶，则说明被鉴定个体是纯合子
(3)窄叶褐色可育∶宽叶褐色可育∶窄叶黄色不育∶宽叶黄色不育＝15∶5∶3∶1
解析　(1)杂交组合Ⅱ，F2中窄叶可育∶窄叶不育∶宽叶可育∶宽叶不育＝9∶3∶3∶1，说明控制叶型和是否可育的基因(N/n和F/f)位于非同源染色体上，由Ⅲ分析可知，F1中窄叶褐色可育∶窄叶黄色不育＝3∶1，说明控制种皮颜色的基因和是否可育的基因在一对同源染色体上，且B和F连锁、b和f连锁，故这三对等位基因位于两对同源染色体上。杂交组合Ⅰ甲(褐色可育B_F_)×乙(黄色不育bbff)得到F1为褐色可育B_F_，说明甲的基因型为BBFF，F1的基因型为BbFf，自交后，F2的结果是褐色可育(1BBFF＋2BbFf)∶黄色不育(1bbff)＝3∶1。(2)杂交组合Ⅱ中，丙(窄叶可育N_F_)×丁(宽叶不育nnff)，后代表现为窄叶可育(N_F_)∶窄叶不育(N_ff)＝1∶1，说明亲本丙的基因型为NNFf，F1中窄叶可育的基因型为NnFf，该两对等位基因独立遗传，因此自交后，F2中窄叶不育的基因型有NNff和Nnff，要筛选F2中窄叶不育(N_ff)个体中的纯合子，最好选择表型为宽叶可育(nnF_)的个体与之杂交，若后代全为窄叶，则说明被鉴定个体是纯合子，即基因型为NNff。(3)控制种皮颜色基因与是否可育的基因在一对同源染色体上，戊(窄叶褐色可育)×己(宽叶褐色可育)，后代窄叶褐色可育∶窄叶黄色不育＝3∶1，说明亲本的基因型为NNBbFf、nnBbFf，其中B、F连锁，b、f连锁，二者杂交产生的后代的基因型为3窄叶褐色可育(1NnBBFF、2NnBbFf)、1窄叶黄色不育(Nnbbff)，在不考虑染色体互换的情况下，NnBBFF自交子代为N_BBFF(窄叶褐色可育)∶nnBBFF(宽叶褐色可育)＝3∶1；NnBbFf自交子代为N_B_F_(窄叶褐色可育)∶N_bbff(窄叶黄色不育)∶nnB_F_(宽叶褐色可育)∶nnbbff(宽叶黄色不育)＝9∶3∶3∶1；Nnbbff自交无子代。故杂交组合Ⅲ中F2的结果是窄叶褐色可育(1/3×3/4＋2/3×9/16)∶宽叶褐色可育(1/3×1/4＋2/3×3/16)∶窄叶黄色不育(2/3×3/16)∶宽叶黄色不育(2/3×1/16)＝15∶5∶3∶1。

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