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课时规范练25　自由组合定律的解题规律及应用
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必备知识基础练
1.已知子代基因型及比例为YYRr∶YYrr∶YyRr∶Yyrr∶yyRr∶yyrr=1∶1∶2∶2∶1∶1,按自由组合定律推测双亲的基因型是(　　)
A.yyRR×YYRr　　B.yyRr×YyRr
C.YyRr×Yyrr　 D.YyRR×Yyrr
C
解析 单独分析基因Y、y,双亲交配后子代的基因型及比例为YY∶Yy∶yy=1∶2∶1,因此双亲的基因型为Yy和Yy;单独分析基因R、r,双亲交配后子代的基因型及比例为Rr∶rr=1∶1,因此双亲的基因型为Rr和rr。整合后,双亲的基因型是YyRr×Yyrr。
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2.玉米种子颜色由三对等位基因控制,符合基因自由组合定律。A、C、R基因同时存在时为有色,其余基因型都为无色。一棵有色种子的植株Z与三棵植株杂交得到的结果为:AAccrr×Z→有色∶无色=1∶1;aaCCrr×Z→有色∶无色=1∶3;aaccRR×Z→有色∶无色=1∶1。Z植株的基因型为(　)
A.AaCCRr B.AACCRr
C.AaCcrr D.AaCcRR
A
解析 已知玉米有色种子必须同时具备A、C、R三个基因,否则为无色,则有色种子的基因型为A_C_R_,其余基因型都为无色。一棵有色种子的植株Z与三棵植株杂交得到的结果为:①AAccrr×Z→有色∶无色=1∶1,说明有色种子的比例为1/2×1×1,则植株Z的基因型是A_CcRR或A_CCRr;②aaCCrr×Z→有色∶无色=1∶3,则有色种子的比例为1/2×1/2×1,则植株Z的基因型是AaC_Rr;③aaccRR×Z→有色∶无色=1∶1,说明有色种子的比例为1/2×1×1,则植株Z的基因型是AaCCR_或AACcR_。由以上分析可知,该有色植株的基因型为AaCCRr。　
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3.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
B
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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,因此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。
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4.(2025·广东模拟)油茶的宽叶与窄叶分别受等位基因G、g控制,高株与矮株分别受等位基因H、h控制,这两对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律。为研究该品种油茶的基因致死情况,某科研小组进行如下实验,实验1:宽叶矮株自交,子代中宽叶矮株∶窄叶矮株=2∶1;实验2:窄叶高株自交,子代中窄叶高株∶窄叶矮株=2∶1,下列分析及推理错误的是(　　)
A.从实验1、2可判断油茶植株G基因纯合或H基因纯合均会致死
B.实验2中亲本、子代窄叶高株的基因型均为ggHh
C.该品种油茶中,某宽叶高株一定为双杂合子
D.将宽叶高株油茶进行自交,子代植株中获得纯合子的概率为1/16
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解析 据实验1可知,亲本的基因型为Gghh,子代叶形的基因型为GG∶Gg∶gg=1∶2∶1,但子代中宽叶矮株∶窄叶矮株=2∶1,因此推测GG致死。据实验2可知,亲本的基因型为ggHh,子代株高的基因型为HH∶Hh∶hh=1∶2∶1,但子代中窄叶高株∶窄叶矮株=2∶1,因此推测HH致死,A项正确;实验2中亲本的基因型为ggHh,其自交后,由于HH致死,因此子代窄叶高株的基因型也为ggHh,B项正确;由于GG和HH均致死,因此若发现该品种油茶中的某个植株表现为宽叶高株,则其基因型是GgHh,为双杂合子,C项正确;将宽叶高株油茶(GgHh)进行自交,由于GG和HH致死,子代中只有窄叶矮株(gghh)为纯合子,其概率为1/3×1/3=1/9,D项错误。
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5.人体耳垂离生(A)对连生(a)为显性,眼睛棕色(B)对蓝色(b)为显性,两对基因自由组合。一个棕眼耳垂离生的男性与一个蓝眼耳垂离生的女性婚配,生了一个蓝眼耳垂连生的孩子。倘若他们再生育,未来子女为蓝眼耳垂离生、蓝眼耳垂连生的概率分别是(　　)
A.1/4,1/8 B.1/8,1/8 C.3/8,1/8 D.3/8,1/2
C
解析 根据题意分析可知,棕眼耳垂离生的男性基因型为B_A_,蓝眼耳垂离生的女性基因型为bbA_,生了一个蓝眼连生耳垂的孩子,其基因型为bbaa,因此,父母的基因型为BbAa和bbAa,所以他们再生育,未来子女为蓝眼耳垂离生的概率是1/2×3/4=3/8;未来子女为蓝眼耳垂连生的概率是1/2×1/4=1/8。
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6.(2024·江苏南京模拟)在西葫芦的皮色遗传中,黄皮基因(Y)对绿皮基因(y)为显性,但在另一白色显性基因(W)存在时,基因Y和y都不能表达。现有基因型WwYy的个体测交,按自由组合规律遗传,其后代表型种类及比例是(　　)
A.3种,2∶1∶1 B.2种,1∶1
C.4种,1∶1∶1∶1 D.2种,3∶1
A
解析 基因型WwYy的个体与wwyy个体进行测交,后代将出现4种基因型,且4者的比例相等,其中Yyww表现为黄色,yyww表现为绿色,YyWw、yyWw表现为白色,因此其后代共有3种表型,表型种类及比例是白色∶黄色∶绿色=2∶1∶1。
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7.(2025·江苏南通模拟)果蝇的长翅与短翅、红眼与白眼,这两对相对性状分别由等位基因B、b和R、r控制。亲代雌果蝇与雄果蝇杂交获得F1,统计F1表型及数量为长翅红眼雌蝇150只、短翅红眼雌蝇52只、长翅红眼雄蝇78只、长翅白眼雄蝇75只、短翅红眼雄蝇25只、短翅白眼雄蝇26只。只考虑这两对相对性状,下列分析错误的是(　　)
A.果蝇翅型由常染色体上的基因控制
B.F1长翅红眼雌果蝇的基因型有4种
C.F1雌果蝇中纯合子所占比例为1/4
D.雌雄亲本产生含r配子的比例相同
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解析 杂交后代中无论雌雄,长翅与短翅之比接近3∶1,即性状表现与性别无关,说明B/b位于常染色体上,A项正确;子代中雌性个体的眼色都表现为红眼,而雄果蝇中,红眼∶白眼≈1∶1,即红眼、白眼果蝇在性别间有差异,是伴X染色体遗传,红眼对白眼是显性,亲本的基因型是BbXRY、BbXRXr,F1中长翅红眼雌果蝇基因型有BBXRXR、BBXRXr、BbXRXR、BbXRXr 4种,B项正确;F1雌果蝇中纯合子所占比例为1/2×1/2=1/4,C项正确;亲本雄果蝇的基因型为BbXRY,不会产生含r的配子,D项错误。
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关键能力提升练
8.(2024·全国新课标卷)某种二倍体植物的P1和P2植株杂交得F1,F1自交得F2。对个体的DNA进行PCR检测,产物的电泳结果如图所示,其中①~⑧为部分F2个体,上部2条带是一对等位基因的扩增产物,下部2条带是另一对等位基因的扩增产物,这2对等位基因位于非同源染色体上。下列叙述错误的是(　　)
A.①②个体均为杂合体,F2中③所占的比例大于⑤
B.还有一种F2个体的PCR产物电泳结果有3条带
C.③和⑦杂交子代的PCR产物电泳结果与②⑧电泳结果相同
D.①自交子代的PCR产物电泳结果与④电泳结果相同的占1/2
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解析 由于不知显隐性关系,设题图中自上至下4条带分别代表基因A、a、B、b,则F1的基因型为AaBb,①和②的基因型分别为AaBB和Aabb,③和⑤的基因型分别为AABb和AABB,在F2中分别占1/8和1/16,A项正确。F2有9种基因型,除题图中的基因型外,还有aaBb,其PCR产物电泳结果会有3条带,B项正确。⑦的基因型为aabb,③与⑦杂交子代的基因型有Aabb和AaBb 2种,而②和⑧的基因型分别为Aabb和AaBb,C项正确。①自交子代的基因型及所占比例为1/4AABB、1/2AaBB和1/4aaBB,与④电泳结果相同的占1/4,D项错误。
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9.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交配,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褐色个体相互交配会产生一定数量的黑色个体
D.F2褐色个体中纯合子的比例为1/3
C
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解析 结合题意分析可知,要使F2中毛色表型出现“黄∶褐∶黑=52∶3∶9”(之和为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或亲本AABBDD×aabbdd,F1基因型均为AaBbDd,A项正确;A_ _ _D_、aa_ _ _ _都表现为黄色,所以F2中黄色个体的基因型有2×3×2+1×3×3=21(种),B项正确;F2褐色个体的基因型为Aabbdd与AAbbdd,A_B_dd表现为黑色,褐色个体相互交配后代毛色为褐色和黄色,不会产生黑色个体,C项错误;F2褐色个体的基因型为Aabbdd与AAbbdd,纯合子的比例为1/3,D项正确。
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10.某两性花植物的花色有红花和白花两种表型,叶型有宽叶和窄叶两种表型,这两对相对性状受3对等位基因的控制。研究小组将两株纯合亲本杂交得到F1。F1自交得到F2,F2的表型及比例为红花宽叶∶红花窄叶∶白花宽叶∶白花窄叶=27∶9∶21∶7。下列叙述错误的是(　　)
A.F1减数分裂会产生8种比例相等的配子
B.红花与白花的遗传遵循孟德尔的自由组合定律
C.F2中的白花植株自交,后代可能出现红花植株
D.F2红花宽叶植株中不能稳定遗传的个体所占比例为26/27
C
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解析 F2的表型及比例为红花宽叶∶红花窄叶∶白花宽叶∶白花窄叶=27∶9∶21∶7,27+9+21+7=64,说明F2共有64(43)个组合数,所以遵循自由组合定律,因此F1减数分裂会产生8种比例相等的配子,A项正确;F2中红花∶白花=9∶7,是9∶3∶3∶1的变式,所以花色受两对独立遗传的等位基因控制,红花与白花的遗传遵循孟德尔的自由组合定律,B项正确;只考虑花色的遗传,红花∶白花=9∶7,说明F2中红花为双显性状,假设控制花色的基因为A/a、B/b,则红花的基因型为A_B_,白花的基因型为A_bb、aaB_、aabb,白花植株自交,后代不会出现红花植株,C项错误;F2红花宽叶植株中,假设控制叶型的基因为D/d,则纯合子占1/3(DD)×1/9(AABB)=1/27,则不能稳定遗传(杂合子)的个体所占比例为1-1/27=26/27,D项正确。
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11.(12分)(2024·河北卷)西瓜瓜形(长形、椭圆形和圆形)和瓜皮颜色(深绿、绿条纹和浅绿)均为重要育种性状。为研究两类性状的遗传规律,选用纯合子P1(长形深绿)、P2(圆形浅绿)和P3(圆形绿条纹)进行杂交。为方便统计,长形和椭圆形统一记作非圆,结果见表。
实验 杂交组合 F1表型 F2表型和比例
① P1×P2 非圆深绿 非圆深绿∶非圆浅绿∶圆形深绿∶圆形浅绿=9∶3∶3∶1
② P1×P3 非圆深绿 非圆深绿∶非圆绿条纹∶圆形深绿∶圆形绿条纹=9∶3∶3∶1
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回答下列问题。
(1)由实验①结果推测,瓜皮颜色遗传遵循　　　　　　　定律,其中隐性性状为　　　　。
(2)由实验①和②结果不能判断控制绿条纹和浅绿性状的基因之间的关系。若要进行判断,还需从实验①和②的亲本中选用　　　　　　进行杂交。若F1瓜皮颜色为　　　　,则推测两基因为非等位基因。
(3)对实验①和②的F1非圆形瓜进行调查,发现均为椭圆形,则F2中椭圆深绿瓜植株的占比应为　　　　。若实验①的F2植株自交,子代中圆形深绿瓜植株的占比为　　　　。
(基因的)分离　
浅绿
P2、P3　
深绿
3/8
15/64
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(4)SSR是分布于各染色体上的DNA序列,不同染色体具有各自的特异SSR。SSR1和SSR2分别位于西瓜的9号和1号染色体。在P1和P2中SSR1长度不同,SSR2长度也不同。为了对控制瓜皮颜色的基因进行染色体定位,电泳检测实验① F2中浅绿瓜植株、P1和P2的SSR1和SSR2的扩增产物,结果如下图所示。据图推测控制瓜皮颜色的基因位于　　　　染色体。检测结果表明,15号植株同时含有两亲本的SSR1和SSR2序列,同时具有SSR1的根本原因是
　　 　　　　　　　　　　　　 ,同时具有SSR2的根本原因是
　 　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　。
9号　
F1在减数分裂Ⅰ前期发生染色体片段互换,产生了同时含P1、P2的SSR1的配子
F1产生的具有来自P1 1号染色体的配子与具有来自P2 1号染色体的配子受精
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(5)为快速获得稳定遗传的圆形深绿瓜株系,对实验① F2中圆形深绿瓜植株控制瓜皮颜色的基因所在染色体上的SSR进行扩增、电泳检测。选择检测结果为　　　　　　　　　　　　　　　　　的植株,不考虑交换,其自交后代即为目的株系。
SSR1的扩增产物条带与亲本P1相同
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解析 (1)由实验①可知,P1(长形深绿)与P2(圆形浅绿)杂交,F1全为非圆(包括长形和椭圆形)深绿,F2中瓜皮颜色出现性状分离,且深绿∶浅绿=3∶1,推测瓜皮颜色遗传遵循基因的分离定律,且浅绿为隐性性状。(2)据题表分析可知,由实验①和实验②的结果不能判断控制绿条纹和浅绿的基因之间的关系。若要进行判断,需选择分别具有浅绿性状和绿条纹性状的个体进行杂交,即可选择实验①和实验②亲本中的P2和P3进行杂交。若两基因为非等位基因,设分别为B/b、C/c,则P2关于浅绿的基因型可能为BBcc(或bbCC),而P3关于绿条纹的基因型可能为bbCC(或BBcc),则二者杂交得到的F1关于瓜皮颜色的基因型为BbCc,表现为深绿色。
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(3)因为实验①的F1非圆形瓜均为椭圆形,亲本中长形和圆形均为纯合子,则F1椭圆形为杂合子,F2中有1/2为椭圆形,有3/4为深绿色,故F2中椭圆深绿瓜植株占比为(1/2)×(3/4)=3/8。设控制瓜形的基因为A/a,控制浅绿的基因型为bbCC,则P1基因型为AABBCC,P2基因型为aabbCC,由实验①中F2的表型和比例可知,圆形深绿瓜的基因型为aaB_CC,则实验①中F2植株自交能产生圆形深绿瓜植株的基因型及比例为1/8AaBBCC、1/4AaBbCC、1/16aaBBCC、1/8aaBbCC,故F2植株自交,子代中圆形深绿瓜植株所占比例为(1/8)×(1/4)+(1/4)×(3/16)+(1/16)×1+(1/8)×(3/4)=15/64。若控制浅绿的基因型为BBcc,可得出同样的结果。
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(4)电泳检测实验① F2中浅绿瓜植株、P1和P2的SSR1和SSR2的扩增产物,由电泳图谱可知,F2浅绿瓜植株中都含有P2亲本的SSR1,而SSR1和SSR2分别位于西瓜的9号和1号染色体上,故推测控制瓜皮颜色的基因位于9号染色体上。由电泳图谱可知,F2浅绿瓜植株中只有15号植株含有亲本P1的SSR1,推测根本原因是F1在减数分裂Ⅰ前期发生染色体片段互换,产生了同时含P1、P2的SSR1的配子,而包括15号植株在内的半数植株同时含有两亲本的SSR2,根本原因是F1产生的具有来自P1 1号染色体的配子与具有来自P2 1号染色体的配子受精。(5)为快速获得稳定遗传的深绿瓜株系,对实验① F2中圆形深绿瓜植株控制瓜皮颜色的基因所在染色体上的SSR进行扩增、电泳检测。稳定遗传的圆形深绿瓜株系应是纯合子,其深绿基因最终来源于亲本P1,故应选择SSR1的扩增产物条带与亲本P1相同的植株。

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