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第20讲　自由组合定律
课程标准解读与能力要求 知识网络概览
1.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。 2.以验证自由组合定律的相关实验为基础,提升实验设计及结果分析的科学探究能力。
考点一　自由组合定律的实质
【要点梳理·夯基固本】
一、两对相对性状杂交实验的“假说-演绎”
1.观察现象,提出问题:
2.分析问题,提出假说:
(1)提出假说。
①两对相对性状分别由两对遗传因子控制。
②F1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。
③F1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。
④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)结果分析。
①表型:
②基因型:
名师点睛　F2重组类型不一定占6/16!
当亲本基因型为YYRR和yyrr时,F2中重组类型所占比例是6/16;当亲本基因型为YYrr和yyRR时,F2中重组类型所占比例是10/16。
3.演绎推理,验证假说:
4.分析结果,得出结论:
实验结果与演绎结果相符,假说成立,得出自由组合定律。
二、自由组合定律
1.内容:
(1)控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的。
(2)在形成配子时,决定同一性状的成对遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。
2.细胞学基础:
3.实质、发生时间及适用范围:
实质 非同源染色体上的非等位基因的自由组合
发生时间 减数分裂Ⅰ后期
适用 范围 生物 类型 有性生殖的真核生物,不适用于原核生物和病毒
基因 位置 非同源染色体上的非等位基因,不适用于细胞质遗传和同源染色体上的非等位基因
名师点睛　非等位基因与自由组合的关系
(1)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。
(2)自由组合定律的实质并不是雌雄配子的随机结合,而是形成配子时非同源染色体上的非等位基因自由组合,即形成配子时发生自由组合。
4.自由组合定律的应用:
(1)杂交育种。
(2)推断某些遗传病在后代中的患病概率。
易错辨析
1.基因型为AaBb的植株作为亲本,自交得到的后代中表型与亲本不相同的概率为9/16。(×)
分析:与亲本表型相同的概率为9/16,不相同的概率为7/16。
2.F2中9∶3∶3∶1的性状分离比依赖于雌雄配子的随机结合。(√)
3.两对位于非同源染色体上控制不同性状的基因的遗传互不干扰。(√)
4.F2的黄色圆粒豌豆中,只有基因型为YyRr的个体是杂合子,其余均为纯合子。(×)
分析:杂合子包括双杂合子和单杂合子,F2的黄色圆粒豌豆中,杂合子的基因型有YyRr、YYRr和YyRR三种。
5.基因的自由组合定律普遍适用于各种有细胞结构的生物。(×)
分析:基因的自由组合定律不适用于原核生物。
6.受精时,雌雄配子的结合方式有16种,遗传因子的组合形式有9种。(√)
长句表达
1.(必修2　P12旁栏思考)在科学探究中,选择合适的方法很重要,施莱登和施旺运用不完全归纳法建立了细胞学说,孟德尔运用假说—演绎法发现了遗传规律,萨顿运用类比推理法推论出基因在染色体上,摩尔根运用假说—演绎法证明了基因在染色体上。
2.(必修2　P11表1-2 )孟德尔做正反交的测交实验,说明F1产生配子的情况是: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。
【命题探究·释疑解惑】
【典例】苜蓿种子的子叶黄色与褐色为一对相对性状,由基因Y、y控制;圆粒与肾粒为一对相对性状,由基因R、r控制,某研究小组用黄色圆粒与黄色肾粒作亲本进行杂交实验,子一代出现4种表型,数量统计如图所示。
(1)根据杂交实验的结果,可判断哪对相对性状的显隐性 __________________(填“子叶的颜色”“种子的形状”或“两对性状均可”)。该实验______(填“能”或“不能”)说明苜蓿种子两对相对性状的遗传遵循自由组合定律。
(2)研究小组又设计了一个实验进行验证,用亲本中的黄色圆粒苜蓿进行自花传粉,发现后代出现接近9∶3∶3∶1的性状分离比,此结果说明亲本黄色肾粒产生的配子的种类及比例是__________________________________,让基因型为YyRr和Yyrr个体进行杂交,后代中黄色圆粒占比为________。
(3)让亲本黄色圆粒自交产生F1,选出黄色肾粒进行测交实验,后代中黄色肾粒的个体占比________。
聚焦考查点:自由组合定律的应用。
【解析】(1)据题意可知,亲本黄色和黄色杂交,后代黄色和褐色的比例为3∶1,由此判断黄色为显性,亲本圆粒与肾粒杂交,后代圆粒和肾粒的比例为1∶1,无法判断它们的显隐性,因此根据杂交实验的结果,可判断子叶的颜色的显隐性。据题图可知,后代黄色∶褐色=3∶1,圆粒∶肾粒=1∶1,且黄色圆粒∶黄色肾粒∶褐色圆粒∶褐色肾粒=3∶3∶1∶1=(3∶1)(1∶1),实验能说明苜蓿种子两对相对性状的遗传遵循自由组合定律。
(2)用亲本中的黄色圆粒苜蓿进行自花传粉,发现后代出现接近9∶3∶3∶1的性状分离比,说明两对等位基因遵循自由组合定律,且亲本黄色圆粒基因型为YyRr,产生的配子的种类及比例是YR∶Yr∶yR∶yr=1∶1∶ 1∶1;YyRr×Yyrr,可以先拆分为Yy×Yy和Rr×rr,后代中产生黄色圆粒的概率为3/4×1/2=3/8。
(3)YyRr自交后黄色肾粒(Y_rr)中YYrr占1/3,Yyrr占2/3,和yyrr测交,后代中黄色肾粒占比为1/3+2/3×1/2=2/3。
答案:(1)子叶的颜色　能
(2)YR∶Yr∶yR∶yr=1∶1∶1∶1　3/8
(3)2/3
破解策略
自由组合的常规解题规律与方法
1.已知亲代推子代:
(1)解题方法——拆分组合法
(2)常见题型分析
①配子种类及概率的计算:
类型 解题思路 举例(以AaBbccDd为例)
配子种类数　 每对基因产生配子种类数的乘积 产生配子种类数:2×2×1×2=8种
某种配子的概率　 每对基因产生相应配子概率的乘积 产生ABcD配子的概率:(1/2)×(1/2)×1×(1/2)=1/8
配子间结合方式　 每对配子种类数的乘积再相乘 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:
举例 计算方法
AaBBCcDd×AaBbccDd 后代的种类数 基因型种类数: 3×2×2×3=36种
表型种类数: 2×1×2×2=8种
AaBBCcDd×AaBbccDd 后代的概率 产生AaBBccDD的概率:(1/2)×(1/2)×(1/2)×(1/4)=1/32
产生A_B_ccD_的概率: (3/4)×1×(1/2)× (3/4)=9/32
2.已知子代推亲代:
(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:
3.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 1 2 n
F1配子种类 21 22 2n
F1测交后代表型种类及比例 2种 (1∶1)1 22种 (1∶1)2 2n种 (1∶1)n
F2基因型数量 31 32 3n
F2性状比之和 41 42 4n
【扣点专练·通法悟道】
1.(2026·广州联考)假说—演绎法是科学探索中不可或缺的工具。假说—演绎法的步骤是:在观察分析基础上提出问题→作出假设→演绎推理→实验验证→得出结论。下列关于两对相对性状杂交实验的叙述,正确的是(　　)
A.孟德尔提出生物的两对性状是分别由两对等位基因决定,属于作出假设
B.“F1产生配子时,每对遗传因子彼此分离,不同对的遗传因子自由组合”属于演绎推理
C.“推测测交子代有4种表型,且比例为1∶1∶1∶1”属于实验验证
D.孟德尔的自由组合定律只能解释有性生殖的部分细胞核基因的遗传
【解析】选D。孟德尔提出生物的两对性状是分别由两对遗传因子决定,属于作出假设,A错误;“F1产生配子时,每对遗传因子彼此分离,不同对的遗传因子自由组合”属于作出假设,B错误;“推测测交子代有4种表型,且比例为1∶1∶1∶1”属于演绎推理,实施测交实验属于实验验证,C错误;孟德尔的自由组合定律只能解释有性生殖的部分细胞核基因的遗传,不能解释细胞核遗传中的连锁遗传,D正确。
2.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,两亲本杂交得到F1,其表型如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.亲本的基因组成是YyRr、yyRr
B.F1中表型不同于亲本的是黄色皱粒、绿色皱粒
C.F1中黄色圆粒豌豆的基因组成是YyRR或YyRr
D.F1中纯合子占的比例是1/2
【解析】选D。分析柱形图可知,F1出现的类型中,圆粒∶皱粒=3∶1,说明两亲本的相关基因型是Rr、Rr;黄色∶绿色=1∶1,说明两亲本的相关基因型是Yy、yy,所以两亲本的基因型是YyRr、yyRr,A正确;已知两亲本的基因型是YyRr、yyRr,表型为黄色圆粒和绿色圆粒,所以F1中表型不同于亲本的是黄色皱粒、绿色皱粒,B正确;由于Yy×yy的后代为Yy、yy,Rr×Rr的后代为RR、Rr、rr,所以F1中黄色圆粒豌豆的基因组成是YyRR或YyRr,C正确;根据亲本的基因型组合YyRr×yyRr可判断,F1中纯合子占的比例是1/2×1/2=1/4,D错误。
考点二　自由组合与自交和自由交配
【命题探究·释疑解惑】
【典例】某种蝴蝶紫翅(P)对黄翅(p)是显性,绿眼(G)对白眼(g)为显性,两对基因分别位于两对同源染色体上,生物小组同学用紫翅绿眼和紫翅白眼的蝴蝶进行杂交,F1出现的性状类型及比例如图所示,随后选用F1中个体进行了自交和自由交配实验。下列说法错误的是(　　)
A.上述亲本的基因型是PpGg×Ppgg
B.F1中紫翅绿眼个体自交,相应性状之比是15∶5∶3∶1
C.F1中紫翅白眼个体自交,F2中纯合子所占比例为2/3
D.F1中紫翅绿眼个体与黄翅白眼个体自由交配,则F2相应性状之比是3∶3∶1∶1
聚焦考查点:自交、自由交配与自由组合。
【解析】选D。由分析可知,上述亲本基因型为PpGg×Ppgg,A正确;F1紫翅绿眼的基因型及概率为1/3PPGg、2/3PpGg,后代紫翅绿眼(P_G_)∶紫翅白眼(P_gg)∶黄翅绿眼(ppG_)∶黄翅白眼(ppgg)=(1/3×3/4+2/3×3/4×3/4)∶(1/3×1/4+2/3×3/4×1/4)∶(2/3×1/4×3/4)∶(2/3×1/4×1/4)=15∶5∶3∶1,B正确;F1紫翅白眼的基因型及概率为1/3PPgg、2/3Ppgg,后代中纯合子所占的比例为1/3+2/3×1/2=2/3,C正确;F1紫翅绿眼的基因型P_Gg,黄翅白眼的基因型为ppgg,采用逐对分析法,P_×pp→pp= 2/3×1/2 =1/3,说明紫翅∶黄翅=2∶1,Gg×gg→绿眼∶白眼=1∶1,则F2的性状分离比2∶2∶1∶1,D错误。
破解策略
自由组合中的自交和自由交配解题方法
1.自交破解策略:纯合子自交不会发生性状分离,杂合子自交会发生性状分离,两对及以上等位基因自交,要先分开算再利用乘法定律算出相应的表型及基因型比例。
提醒:一般情况下,纯合子自交不会发生性状分离,但是在特定题目中,某些杂合子也不会发生性状分离,例如,由位于非同源染色体上的2对等位基因控制,A_B_表现为红花,A_bb、aaB_和aabb表现为白花,其中白花自交就不会发生性状分离。
2.自由交配破解策略:自由交配的核心就是算配子,可以分开算每对等位基因配子再利用乘法定律。例如:在一个玉米种群中,存在高产抗病和低产感病两种个体,两对性状分别受两对等位基因A/a、B/b控制,且两对等位基因位于非同源染色体上,已知所有个体中AaBb占2/3、aaBb占1/3,求自由交配后代产生的表型比例。
分析:2/3AaBb可产生1/6(AB、Ab、aB、ab);1/3aaBb可产生1/6(aB、ab),然后将相同的配子加起来:1/6AB、1/6 Ab、1/3 aB、1/3 ab,再用棋盘法或遗传平衡公式计算出相关的表型比例A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb=15∶5∶12∶4。
迁移应用:如果涉及性染色体,自由交配略有不同,如以下个体1/2AaXBXb,1/3AAXBY,1/6aaXBY自由交配,在这里AaXBXb一定为雌性,而在雄性个体中AAXBY占2/3,aaXBY占1/3。
【扣点专练·通法悟道】
1.某雌雄同株植物的花色性状由三对独立遗传的等位基因(A和a、B和b、C和c)控制。当有两个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。下列叙述错误的是(　　)
A.黄花植株的基因型有8种
B.白花植株自交后代全部开白花
C.基因型AaBbCc的植株测交,后代中乳白花占1/2
D.基因型AaBbCc的植株自交,后代黄花中纯合子占3/64
【解析】选D。该植物的花色由三对独立遗传的等位基因控制,子代共有3×3×3=27种基因型,其中白花对应的基因型为AA____有3×3=9种,乳白花为Aa____有3×3=9种,金黄花的基因型为aabbdd有1种,其余为黄花,则黄花基因型有27-9-9-1=8种,A正确;由题意可知,白花对应的基因型为AA____,由于AA自交后仍为AA,不会发生性状分离,故白花植株自交后代全部开白花,B正确;基因型AaBbCc的植株测交(AaBbCc×aabbcc),后代中乳白花的基因型为Aa____,其比例为1/2×1×1=1/2,C正确;基因型AaBbCc的植株自交,基因型aa____中,除了aabbcc为金黄花,其余基因型都是黄花,把三对基因拆开,第一对A/a按分离定律计算,第二、第三对基因按自由组合定律计算,可知,Aa×Aa子代是A_∶aa=3∶1,BbCc×BbCc子代是B_C_∶B_cc∶bbC_∶bbcc=9∶3∶3∶1,所以黄花占1/4×15/16=15/64,其中纯合子包括aaBBCC、aaBBcc、aabbCC,占黄花的比例是3/15=1/5,D错误。
从教材走向高考
2.(必修2 P14“拓展应用”T1改编)水稻为两性花植物,其易倒伏对抗倒伏为显性(由基因A、a控制)、抗病对不抗病为显性(由基因B、b控制)。科研人员将两种表型不同的水稻植株作为亲本进行杂交,得到F1中易倒伏抗病∶易倒伏不抗病∶抗倒伏不抗病∶抗倒伏抗病=1∶1∶1∶1。不考虑四分体时期的染色体互换,据此回答下列问题。
(1)欲培育出一种能稳定遗传的既抗倒伏又抗病的优良水稻品种,若两对等位基因独立遗传,用杂交并逐代自交的方法获得该优良水稻品种,所依据的育种原理是____________。科研人员还采用花药离体培养的方法,然后经过人工诱导使染色体数目加倍,从而快速获得大量所需品种,这种育种方法是____________。此外,还可利用X射线、紫外线处理F1中的抗倒伏抗病植株,但该方法获得的变异个体不一定符合人们的需要,主要原因是__________________________________。
(2)若基因A/a、B/b位于两对同源染色体上,则科研人员选用的亲本基因型组合为________________________________;若基因A/a、B/b位于一对同源染色体上,则科研人员选用的亲本基因型组合为__________________。
(3)如果要探究基因A/a、B/b是否位于一对同源染色体上,请利用题述F1为实验材料,设计一种最简单的实验思路并预期实验结果及结论。
实验思路: ____________________________________________________,
观察并统计后代水稻植株的表型及比例。
预期实验结果及结论:①若后代的表型及比例为______________________,
则说明基因A/a、B/b位于两对同源染色体上。
②若后代的表型及比例为__________________________________________,
则说明基因A/a、B/b位于一对同源染色体上。
【解析】(1)杂交育种的优点就是将优良性状通过最简便的方式集中在一起,其原理是基因重组。将花药离体培养,然后用秋水仙素处理的育种方法是单倍体育种,该种育种方法最突出的优点是明显缩短育种年限。基因突变具有不定向性,故诱变育种得到的个体不一定符合人们的需要。
(2)两种表型不同的水稻植株作为亲本进行杂交,得到F1中易倒伏抗病∶易倒伏不抗病∶抗倒伏不抗病∶抗倒伏抗病=1∶1∶1∶1,若基因A/a、B/b位于两对同源染色体上,则亲本的基因型组合有两种:AaBb×aabb或Aabb×aaBb;若基因A/a、B/b位于一对同源染色体上,则亲本的基因型组合只有一种:Aabb×aaBb。
(3)因为水稻为两性花植物,故探究基因A/a、B/b是否位于一对同源染色体上的最简单的实验思路是:选择F1中的易倒伏抗病的水稻植株(AaBb)进行自交,观察并统计后代水稻植株的表型及比例。
预期实验结果及结论:①若基因A/a、B/b位于两对同源染色体上,则后代植株的表型及比例为易倒伏抗病∶易倒伏不抗病∶抗倒伏抗病∶抗倒伏不抗病=9∶3∶3∶1;②若基因A/a,B/b位于一对同源染色体上,则亲本的基因型组合只能为Aabb×aaBb,此时亲本产生的雌雄配子为Ab、ab、aB、ab,故F1中的AaBb植株只能产生Ab、aB两种配子,故AaBb植株自交,后代的表型及比例为易倒伏不抗病∶易倒伏抗病∶抗倒伏抗病=1∶2∶1。
答案:(1)基因重组　单倍体育种　基因突变具有不定向性(或突变的方向难以控制)
(2)AaBb×aabb或Aabb×aaBb
Aabb×aaBb
(3)选择F1中的易倒伏抗病的水稻植株进行自交　易倒伏抗病∶易倒伏不抗病∶抗倒伏抗病∶抗倒伏不抗病=9∶3∶3∶1　易倒伏不抗病∶易倒伏抗病∶抗倒伏抗病=1∶2∶1
考点三　自由组合和基因连锁
【命题探究·释疑解惑】
【典例】纯合的灰身长翅与黑身残翅的果蝇杂交,子一代的雌、雄个体都是灰身长翅。对子一代进行测交实验,结果如图所示。
(1)果蝇的上述两对性状中,显性性状是____________,隐性性状是____________。
(2)控制上述两对性状测交后代的表型及比例是 42∶8∶8∶42,两对基因____________(填“遵循”或“不遵循2”)自由组合定律,如果两对等位基因位于两对非同源染色体上,测交后代的表型及比例应该是______________________。
(3)根据测交实验1的结果推测,控制上述两对性状的等位基因位于____________________,遗传方式为________连锁。根据测交实验2的结果推测,控制上述两对性状的等位基因由于非姐妹染色单体之间发生了互换,导致了____________,测交实验2的遗传方式为______________。
聚焦考查点:基因连锁的遗传规律。
【解析】(1)纯合的灰身长翅与黑身残翅的果蝇杂交,子一代的雌、雄个体都是灰身长翅,说明灰身长翅为显性,黑身残翅为隐性。
(2)测交后代的表型及比例为灰身长翅∶灰身残翅∶黑身长翅∶黑身残翅=42∶8∶8∶42,不符合自由组合定律,如果两对等位基因位于两对非同源染色体上,测交后代的表型及比例应该是灰身长翅∶灰身残翅∶黑身长翅∶黑身残翅=1∶1∶1∶1。
(3)分析可知,AB(灰身、长翅)连锁,ab(黑身、残翅)连锁,所以示意图如下:
此为完全连锁,根据测交实验2的结果推测,控制上述两对性状的等位基因由于同源染色体之间发生了互换,导致基因重组,雌蝇可以产生AB∶Ab∶aB∶ab=42∶8∶8∶42四种配子,故测交实验2的遗传方式为不完全连锁。
答案:(1)灰身长翅　黑身残翅
(2)不遵循　灰身长翅∶灰身残翅∶黑身长翅∶黑身残翅=1∶1∶1∶1
(3)一对同源染色体上　完全　基因重组　不完全连锁
破解策略
基因连锁规律分析
1.以两对等位基因为例分析自由组合和连锁:
(1)自交法:若自交后代表型比为9∶3∶3∶1(或其变式),则两对等位基因的遗传遵循自由组合定律,如图一所示。若自交后代表型比是3∶1或 1∶2∶1,则两对等位基因位于一对同源染色体上,分别对应图二和图三。
(2)测交法:若测交后代表型比为1∶1∶1∶1(或其变式),则两对等位基因的遗传遵循自由组合定律,如图一所示。若测交后代AaBb∶aabb=1∶1 或Aabb∶aaBb=1∶1,则两对等位基因位于一对同源染色体上,分别对应图二和图三。
2.遗传图解:(以灰身长翅和黑身残翅果蝇为例)
【扣点专练·通法悟道】
榕树雌雄同株,茎干上生有许多根须状的气生根,气生根有着很高的药用价值,具有清热解毒、活血散瘀、消肿止痛等功效,如图显示了榕树两对同源染色体上的3对等位基因的位置,下列叙述错误的是(　　)
A.3对等位基因的遗传均遵循分离定律
B.图中B、b和D、d的遗传遵循自由组合定律
C.基因型为AaBb的个体自交,后代会出现3种表型且比例为1∶2∶1
D.图示个体自交,后代会出现性状分离,且分离比是9∶3∶3∶1
【解析】选C。3对等位基因均会在减数分裂过程中随着同源染色体分开而分离,因此在遗传时均遵循分离定律,A正确;图中B、b和D、d分别位于两对同源染色体上,因此在遗传时遵循自由组合定律,B正确;基因型为AaBb的个体自交,若等位基因之间表现为完全显性,且不考虑互换,则后代会出现2种表型且比例为3∶1,C错误;图示个体有3对等位基因,但其中两对位于一对同源染色体上,因而可以看作是含有两对等位基因的个体自交,后代会出现性状分离,且分离比是9∶3∶3∶1,D正确。
悟高考·瞻动向
体验高考·淬炼考能
1.(2021·浙江6月高考)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】选B。由该玉米植株产生4种比例相等的配子可知,其基因型为YyRr,且两对基因独立遗传,因此F1中YyRR所占的比例为(1/2)×(1/4)=1/8。
2.(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】选B。本题主要考查遗传规律的应用。植株A测交即AaBbCc……×aabbcc……,子代表型为2×2×2×……,即2n,A正确;无论n多大,植株A测交子代中不同表型比例都为(1∶1)×(1∶1)×(1∶1)×……,即1∶1∶1……,B错误;植株A测交子代中n对基因均杂合的概率为(1/2)n,纯合的概率也为(1/2)n,C正确;植株A测交,子代纯合的概率为(1/2)n,杂合的概率为1-(1/2)n,当n≥2时,1-(1/2)n>(1/2)n,即杂合子的个体数多于纯合子,D正确。
3.(2024·新课标全国卷)某种瓜的性型(雌性株/普通株)和瓜刺(黑刺/白刺)各由1对等位基因控制。雌性株开雌花,经人工诱雄处理可开雄花,能自交;普通株既开雌花又开雄花。回答下列问题。
(1)黑刺普通株和白刺雌性株杂交得F1,根据F1的性状不能判断瓜刺性状的显隐性,则F1瓜刺的表型及分离比是________________________。若要判断瓜刺的显隐性,从亲本或F1中选择材料进行的实验及判断依据是__________________。
(2)王同学将黑刺雌性株和白刺普通株杂交,F1均为黑刺雌性株,F1经诱雄处理后自交得F2,能够验证这2对等位基因不位于1对同源染色体上这一结论的实验结果是__________________________________________________________。
(3)白刺瓜受消费者青睐,雌性株的产量高。在王同学实验所得杂交子代中,筛选出白刺雌性株纯合体(子)的杂交实验思路是______________________________。
【解析】本题考查基因的自由组合定律、显隐性的判断和筛选纯合子的实验设计。
(1)两种性状的个体杂交,若后代只有一种性状,该性状为显性性状,若无法分辨说明后代有两种性状,又是不同性状的一对基因杂交,只能是测交类型,即黑刺∶白刺=1∶1。亲本中至少有一个杂合子,分别自交观察后代是否发生性状分离。也可以选择F1个体自交,子代发生性状分离个体的性状是显性性状。
(2)黑刺雌性株和白刺普通株杂交,F1均为黑刺雌性株,说明黑刺和雌性株是显性性状,两对等位基因不位于一对同源染色体上,符合自由组合定律,F1经诱雄处理后自交得F2,F2中黑刺雌性株∶黑刺普通株∶白刺雌性株∶白刺普通株=9∶3∶3∶1。
(3)因为白刺为隐性性状,雌性株为显性性状,可以通过自交的方式来判断个体是否是纯合子。首先在F2中挑选白刺雌性株,经人工诱导产生雄花之后自交,后代不发生性状分离的个体即为纯合子,其产生的子代也是纯合子。
答案:(1)黑刺∶白刺=1∶1　F1个体自交,子代发生性状分离个体的性状是显性性状
(2)F2中黑刺雌性株∶黑刺普通株∶白刺雌性株∶白刺普通株=9∶3∶3∶1　
(3)从F2中挑选白刺雌性株,经人工诱雄后自交,若后代不出现普通株,则该植株为纯合白刺雌性株,其自交产生的子代也是纯合白刺雌性株
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锁定新情境:
番茄茎色、果皮和果形的遗传
　　番茄(2N=24)为两性花植株,控制其茎色、果皮和果形3个性状的基因分别用A/a、B/b、R/r表示。现有表型为紫茎红皮圆果(甲)、紫茎红皮扁果(乙)、绿茎红皮圆果(丙)和绿茎黄皮扁果(丁)的4种植株,甲和丁杂交的子代(戊)表型均与甲相同,乙和丙杂交的子代中紫茎红皮圆果(己)占3/16。
基于核心素养的新考向:
1.(演绎推理)根据上述杂交实验结果,可推断番茄植株3个性状的显性性状分别是__________________________,植株己的基因型为_____________________ ____________________。
2.(批判性思维)根据乙和丙杂交实验结果,你认为__________(填“能”或“不能”)确定上述3对等位基因是否分别位于3对同源染色体上,判断的依据是___________
______________________________________。
3.(设计实验)利用上述实验中的材料,设计一个最简单的实验来证明你的判断是否正确。(要求:写出实验思路即可)实验思路: ______________________________
______________________________________________________________。
【解析】1.甲紫茎红皮圆果和丁绿茎黄皮扁果杂交的子代表型均与甲相同,表现为紫茎红皮圆果,所以紫茎对绿茎是显性性状,红皮对黄皮是显性性状,圆果对扁果是显性性状;乙紫茎红皮扁果(A_B_rr)和丙绿茎红皮圆果(aaB_R_)杂交的子代中己紫茎红皮圆果(A_B_R_)占3/16,1/2×1/2×3/4=3/16,推测亲本3对基因杂交方式,一对是杂交,两对测交,故根据题意亲本乙基因型为AaBbrr,亲本丙基因型是aaBbRr,所以后代己是AaB_Rr占3/16,基因型为AaBBRr或AaBbRr。
2.控制茎色和果形的2对等位基因位于1对或2对同源染色体上的杂交实验结果都相同,所以根据乙和丙杂交实验结果,不能确定上述3对等位基因是否分别位于3对同源染色体上。
3.甲紫茎红皮圆果和丁绿茎黄皮扁果杂交的子代戊表型均与甲相同,戊的基因型是AaBbRr,将植株戊AaBbRr进行自交,观察并统计子代中茎色和果形的表型及比例。若控制茎色和果形的2对等位基因位于1对同源染色体上,后代茎色和果形的表型及比例为紫茎圆果∶绿茎扁果=3∶1;若控制茎色和果形的2对等位基因位于2对同源染色体上,后代茎色和果形的表型及比例为紫茎圆果∶紫茎扁果∶绿茎圆果∶绿茎扁果=9∶3∶3∶1,故可以证明。
答案:1.紫茎、红皮、圆果　AaBBRr或AaBbRr
2.不能　控制茎色和果形的2对等位基因位于1对或2对同源染色体上的杂交实验结果都相同
3.将植株戊(或己)进行自交,观察并统计子代中茎色和果形的表型及比例
- 1 -(共24张PPT)
核心素养测评 第五单元 第20讲　自由组合定律
(20分钟　36分)
一、选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.孟德尔利用豌豆杂交实验发现了遗传规律,被称为“遗传学之父”。下列叙述与孟德尔的研究过程相符合的是(　　)
A.孟德尔成功揭示了基因的分离定律、自由组合定律和伴性遗传规律
B.从一对相对性状到多对相对性状的研究,是孟德尔获得成功的原因之一
C.孟德尔用F1的高茎豌豆与矮茎豌豆杂交,后代出现1∶1的分离比,这属于假说—演绎法的演绎推理过程
D.“生物的性状由基因控制,显性基因控制显性性状,隐性基因控制隐性性状”属于孟德尔的假说内容
√
【解析】选B。孟德尔未揭示伴性遗传规律,伴性遗传规律由摩尔根发现,A错误;从一对相对性状到多对相对性状的研究,是孟德尔获得成功的原因之一,B正确;孟德尔用F1高茎豌豆与矮茎豌豆杂交,后代出现1∶1的分离比,属于假说—演绎法的验证过程,C错误;孟德尔没有提出基因的概念,丹麦生物学家约翰逊提出基因、基因型和表型的概念,D错误。
2.西葫芦的黄皮基因(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。现有基因型为WwYy的个体进行测交,获得了数量足够多的后代。下列说法错误的是(　　)
A.WwYy个体产生四种比例相等的配子,与测交后代的表型种类及比例密切相关
B.基因W虽然影响Y和y的表达,但仍遵循孟德尔遗传定律
C.后代中基因型为WwYy、wwYy的个体表现为绿色
D.后代有3种表型,其比例为2∶1∶1
√
【解析】选C。测交是指待测个体与隐性纯合子杂交,由于隐性纯合子只能产生一种配子,故WwYy个体产生四种比例相等的配子,与测交后代的表型种类及比例密切相关,A正确;基因W虽然影响Y和y的表达,但两对基因独立遗传,仍遵循孟德尔遗传定律,B正确;依题意可知,当白色显性基因(W)存在时,基因Y和y都不能表达,所以白皮为W_Y_与W_yy,黄皮为wwY_,绿皮为wwyy,则WwYy的个体表现为白皮,wwYy的个体表现为黄皮,C错误;基因型WwYy的个体进行测交,子代中WwYy∶wwYy∶Wwyy∶wwyy=1∶1∶1∶1,后代有3种表型,其比例为2∶1∶1,D正确。
3.辣椒果实有多对相对性状,其中包括着生方向(下垂、直立)和颜色(绿色、紫色、中间色)。为探究上述两种性状的遗传,研究者选取两株辣椒进行杂交,F1自交,结果如表。下列说法正确的是(　　)
果实性状 亲本组合 F2表型及比例
着生方向 下垂×直立 下垂∶直立=3∶1
颜色 绿色×紫色 绿色∶中间色∶紫色=9∶3∶4
A.上述两种性状中直立和绿色为隐性性状
B.着生方向和颜色共受2对等位基因控制
C.F2果实中间色的个体中杂合子约占2/3
D.F2果实直立且为绿色的个体约占9/64
√
【解析】选C。下垂×直立,F2表型及比例为下垂∶直立=3∶1,说明下垂为显性,着生方向受一对等位基因控制,绿色×紫色,F2表型及比例为绿色∶中间色∶紫色=9∶3∶4,说明颜色受两对独立遗传的基因控制,绿色为显性,所以着生方向和颜色共受3对等位基因控制,A、B错误;绿色×紫色,F2表型及比例为绿色∶中间色∶紫色=9∶3∶4,说明颜色受两对独立遗传的基因控制,假设两对基因为A/a,B/b,且含基因A表现为中间色,则中间色的个体中(1/3AAbb,2/3Aabb)杂合子约占2/3,C正确;题干未给出三对等位基因的位置关系,F2果实直立且为绿色的个体比例无法计算,D错误。
4.(2026·揭阳模拟)仓鼠是夜行性啮齿动物,仓鼠的毛色有灰色和黑色,由3对独立遗传的等位基因(P和p、Q和q、R和r)控制,3对等位基因中至少各含有1个显性基因时,才表现为灰色,否则表现为黑色。下列叙述错误的是(　　)
A.3对等位基因分别位于三对同源染色体上
B.该种仓鼠纯合灰色的基因型只有1种
C.基因型为PpQqRr的灰色个体测交,子代黑色个体占7/8
D.基因型为PpQqRr的个体相互交配,子代中黑色个体占比为27/64
√
【解析】选D。3对等位基因独立遗传,说明它们位于三对同源染色体上,遵循自由组合定律,A正确;纯合灰色的基因型要求每对等位基因均为显性纯合(PPQQRR),仅此一种,B正确;基因型为PpQqRr的灰色个体与隐性纯合ppqqrr杂交时,子代每对基因显性出现的概率为1/2,灰色需3对基因均含显性基因,概率为(1/2)3=1/8,黑色概率为1-1/8=7/8,C正确;PpQqRr相互交配时,子代中灰色个体占比为(3/4)3=27/64,黑色个体占比为1-27/64=37/64,D错误。
5.已知某一动物种群中仅有Aabb和AAbb两种类型个体,Aabb∶AAbb=3∶1,且该种群的每种基因型中雌雄个体比例为1∶1,个体间可以自由交配,则该种群自由交配产生的子代中能稳定遗传的个体比例为(　　)
A.5/8 B.13/32 C.13/16 D.17/32
√
【解析】选D。由题意可知,动物种群中仅有Aabb和AAbb两种类型个体且Aabb∶AAbb=3∶1,则Ab=5/8,ab=3/8,该种群自由交配产生的子代中能稳定遗传的个体有AAbb=5/8×5/8=25/64,aabb=3/8×3/8=9/64。因此子代中能稳定遗传的个体比例为25/64+9/64=17/32,D正确。
6.科研工作者在研究果蝇翅型(卷翅与长翅)的遗传现象时提出,在卷翅基因所在的染色体上存在隐性致死基因(d),该基因纯合时致死。紫眼(e)卷翅(B)品系和赤眼(E)卷翅(B)品系果蝇的隐性致死基因不同(分别用d1和d2表示),它们在染色体上的位置如图所示,其中d1d1和d2d2致死,d1d2不致死,已知控制眼色与翅型的基因独立遗传。下列分析错误的是(　　)
A.d1和d2并不属于一对等位基因
B.图示紫眼卷翅品系和赤眼卷翅品系果蝇杂交,子代中卷翅∶长翅=3∶1
C.图示赤眼卷翅品系中的雌雄果蝇相互交配,子代果蝇中卷翅∶长翅=2∶1
D.图示赤眼(Ee)卷翅品系和紫眼卷翅品系果蝇杂交,子代性状分离比为2∶2∶1∶1
√
【解析】选D。等位基因是存在于同源染色体相同位置控制相对性状的基因,据图可知,d1和d2没有位于同源染色体的相同位置,所以它们不属于等位基因,A正确;根据图解仅考虑翅型,(紫眼)卷翅品系(Bbd1)和(赤眼)卷翅品系(Bbd2)杂交,由于B和d基因在同一条染色体上,所以(紫眼)卷翅品系(Bbd1)产生的配子是Bd1∶b=1∶1,(赤眼)卷翅品系(Bbd2)产生的配子是Bd2∶b=1∶1,雌雄配子随机结合后代基因型为BBd1d2、Bbd1、Bbd2、bb,由于d1d2不致死,故卷翅(BBd1d2、Bbd1、Bbd2)与长翅(bb)的比例为3∶1,B正确;图示赤眼卷翅品系中的雌雄果蝇相互交配,即Bbd2与Bbd2相互交配,后代基因型及比例为BBd2d2∶Bbd2∶Bbd2∶bb=1∶1∶1∶1,由于d2d2致死,所以子代果蝇中卷翅∶长翅=2∶1,C正确;图示赤眼(Ee) 卷翅品系(Bbd2) 和紫眼(ee) 卷翅品系(Bbd1)果蝇杂交,子代性状分离比为(1∶1) (3∶1)=3∶3∶1∶1,D错误。
7.如图所示的显性基因A、B、C调节了四种表型之间的相互转化,其中“ ”
型箭头表示抑制(基因C 对基因B有抑制作用),而隐性突变a、b、c则会失去
相应功能,三对基因独立遗传。下列杂交方式对应的子代表型分离比,正确
的是(　　)
A.AABbCc×AaBbCc,1∶6∶12
B.AaBbCc×AaBbCc,16∶3∶9∶36
C.AaBbCc×aabbcc,9∶4∶3
D.AaBbCC×AaBbCc,9∶4∶3
√
【解析】选B。AABbCc×AaBbCc,子代的基因型和表型为9A_B_C_(表型Ⅳ)、3A_bbC_(表型Ⅳ)、3A_B_cc(表型Ⅲ)、1A_bbcc(表型Ⅱ),性状分离比为1∶3∶12,A错误;AaBbCc×AaBbCc,子代的基因型和表型为27A_B_C_(表型Ⅳ)、9aaB_C_(表型Ⅰ)、9A_bbC_(表型Ⅳ)、9A_B_cc(表型Ⅲ)、3aabbC_(表型Ⅰ)、3aaB_cc(表型Ⅰ)、3A_bbcc (表型Ⅱ)、1aabbcc(表型Ⅰ),性状分离比为16∶3∶9∶36,B正确;AaBbCc×aabbcc,为测交类型,其子代总份数为8,而9+4+3=16,C错误;AaBbCC×AaBbCc,子代的基因型和表型为9A_B_C_(表型Ⅳ)、3A_bbC_(表型Ⅳ)、3aaB_C_(表型Ⅰ)、1aabbC_(表型Ⅰ),性状分离比为4∶12,D错误。
8.★★果皮色泽是柑橘(雌雄同株植物)果实外观的主要性状之一,为探明柑橘果皮色泽的遗传特点,科研人员利用果皮颜色为黄色、红色和橙色的三株柑橘进行杂交实验,并对子代果皮颜色进行了调查测定和统计分析,实验结果如下(若柑橘的果皮色泽由一对等位基因控制,用A、a表示;若由两对等位基因控制,用A、a和B、b表示,以此类推)。下列叙述错误的是(　　)
实验甲:黄色×黄色→黄色
实验乙:橙色×橙色→橙色∶黄色=3∶1
实验丙:红色×黄色→红色∶橙色∶黄色=1∶2∶1
实验丁:橙色×红色→红色∶橙色∶黄色=3∶4∶1
A.柑橘的果皮色泽至少受2对等位基因控制
B.实验乙两亲本的基因型相同,子代橙色个体自交,后代黄色个体占1/9
C.实验丙中的红色个体若进行自交,子代红色∶橙色∶黄色=9∶6∶1
D.实验丁的子代红色个体自由交配,后代中黄色柑橘占的比例是1/36
√
【解析】选B。实验丙代表测交实验,若受一对等位基因控制,测交后代性状之比为1∶1,而根据题干信息红色×黄色→红色∶橙色∶黄色=1∶2∶1,则说明至少受2对等位基因控制,遵循基因的自由组合定律,A正确;根据实验结果分析,柑橘的果皮色泽至少受2对等位基因控制,实验丙中红色×黄色→红色∶橙色∶黄色=1∶2∶1,说明子代橙色的基因型为Aabb和aaBb,红色与黄色的基因型应该是AaBb或aabb,再根据实验乙:橙色×橙色→橙色∶黄色=3∶1可知,黄色的基因型应该是aabb,故实验丙中的红色的基因型为AaBb。实验乙亲本的基因型为Aabb×Aabb或aaBb×aaBb,子代橙色个体的基因型为
1/3AAbb(aaBB)、2/3Aabb(aaBb),自交后代中黄色个体(aabb) 的比例为2/3×1/4=1/6,B错误;实验丙中黄色、红色的柑橘基因型分别为aabb、AaBb,子代红色个体的基因型为AaBb,自交子代红色(A_B_)∶橙色(aaB_和A_bb)∶黄色=9∶6∶1,C正确;实验丁亲本的基因型为Aabb×AaBb或aaBb×AaBb,子代红色个体的基因型及比例为AABb∶AaBb=1∶2或AaBB∶AaBb=1∶2,实验丁的子代红色个体自由交配,产生配子的类型及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=2∶2∶1∶1或AB∶Ab∶aB∶ab=2∶1∶2∶1,故后代中黄色柑橘(aabb)占的比例是1/6×1/6=1/36,D正确。
二、非选择题
9.(12分)★果蝇的正常眼和粗糙眼、灰体和黑檀体、正常翅和外展翅三对相对性状分别受三对等位基因A和a、B和b、E和e控制。某生物兴趣小组甲让若干对正常眼灰体正常翅雌雄果蝇交配,得到F1的表型及比例为正常眼灰体正常翅雌果蝇∶正常眼灰体正常翅雄果蝇∶正常眼灰体外展翅雌果蝇∶正常眼灰体外展翅雄果蝇∶粗糙眼黑檀体正常翅雌果蝇∶粗糙眼黑檀体正常翅雄果蝇∶粗糙眼黑檀体外展翅雌果蝇∶粗糙眼黑檀体外展翅雄果蝇=9∶9∶3∶3∶3∶3∶1∶1。根据以上信息回答下列相关问题:
(1)这三对相对性状中,显性性状分别为________、__________、
__________。
(2)请写出这三对等位基因在染色体上的位置关系: ____________________
_______________________________________________________________。
正常眼　　　
灰体
正常翅
基因A和a、B和b在一对常染色体上且A和B位于一条染色体上,E和e位于另一对常染色体上
【解析】(1)亲代都是正常眼灰体正常翅,后代出现了粗糙眼黑檀体外展翅个体,可以推出正常眼、灰体和正常翅为显性性状。(2)三对相对性状在F1中的表现都与性别无关,可推出三对等位基因都位于常染色体上。F1雌雄个体中正常眼灰体同时表现,粗糙眼黑檀体同时表现,两对性状的比例为3∶1,不符合9∶3∶3∶1,即A和a、B和b不符合基因的自由组合定律,应在一对同源染色体上,且A和B位于一条染色体上,再根据9∶9∶3∶3∶3∶3∶1∶1可推出E和e位于另一对常染色体上。
(3)生物兴趣小组乙也让若干对正常眼灰体正常翅雌雄果蝇交配,得到F1中正常眼灰体正常翅果蝇所占的比例为3/8,而生物兴趣小组甲得到F1中正常眼灰体正常翅果蝇所占的比例为9/16,小明认为两兴趣小组用到的亲代果蝇基因在染色体上的分布不同,你赞同小明的观点吗 如果赞同,请说出生物兴趣小组乙亲代果蝇在染色体上的分布情况;如果不赞同,请给出你的理由: _______________________________________________________________
__________________________________。
赞同,基因A和a、B和b在一对常染色体上且A和b位于一条染色体上,基因E和e位于另一对常染色体上
【解析】(3)小组甲得到F1中正常眼灰体正常翅果蝇所占的比例为9/16,即9/(9+3+3+1),可知符合基因的自由组合定律;小组乙F1中正常眼灰体正常翅果蝇所占的比例为3/8,即6/(9+3+3+1),也符合基因的自由组合定律。甲组中A和B位于一条染色体上,E和e位于另一对常染色体上,亲本产生配子的基因型有ABE、ABe、abe、abE,乙组可推出基因A和a、B和b在一对常染色体上且A和b位于一条染色体上,基因E和e位于另一对常染色体上,亲本产生配子的基因型为AbE、Abe、aBe、aBE。(共69张PPT)
第20讲　自由组合定律
考点一　自由组合定律的实质
考点二　自由组合与自交和自由交配
考点三　自由组合和基因连锁
悟高考·瞻动向
课程标准解读与能力要求 知识网络概览
1.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。 2.以验证自由组合定律的相关实验为基础,提升实验设计及结果分析的科学探究能力。
考点一　自由组合定律的实质
【要点梳理·夯基固本】
一、两对相对性状杂交实验的“假说-演绎”
1.观察现象,提出问题:
2.分析问题,提出假说:
(1)提出假说。
①两对相对性状分别由______遗传因子控制。
②F1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
__________。
③F1产生的雌配子和雄配子各有4种:_________________,且数量比为
____________。
④受精时,雌雄配子的结合是随机的。雌雄配子的结合方式有____种,
基因型有___种,表型有___种,且比例为____________。
两对
自由组合
YR、Yr、yR、yr
1∶1∶1∶1
16
9
4
9∶3∶3∶1
(2)结果分析。
①表型:
②基因型:
名师点睛　F2重组类型不一定占6/16!
当亲本基因型为YYRR和yyrr时,F2中重组类型所占比例是6/16;当亲本基因型为YYrr和yyRR时,F2中重组类型所占比例是10/16。
3.演绎推理,验证假说:
4.分析结果,得出结论:
实验结果与演绎结果相符,假说成立,得出自由组合定律。
二、自由组合定律
1.内容:
(1)控制不同性状的遗传因子的分离和组合是__________的。
(2)在形成配子时,决定同一性状的成对遗传因子彼此______,决定不同性状
的遗传因子__________。
互不干扰
分离
自由组合
2.细胞学基础:
3.实质、发生时间及适用范围:
实质 非同源染色体上的非等位基因的自由组合
发生时间 减数分裂Ⅰ后期
适用 范围 生物 类型 有性生殖的真核生物,不适用于原核生物和病毒
基因 位置 非同源染色体上的非等位基因,不适用于细胞质遗传和同源染色体上的非等位基因
名师点睛　非等位基因与自由组合的关系
(1)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。
(2)自由组合定律的实质并不是雌雄配子的随机结合,而是形成配子时非同源染色体上的非等位基因自由组合,即形成配子时发生自由组合。
4.自由组合定律的应用:
(1)杂交育种。
(2)推断某些遗传病在后代中的__________。
患病概率
易错辨析
1.基因型为AaBb的植株作为亲本,自交得到的后代中表型与亲本不相同
的概率为9/16。( )
分析:与亲本表型相同的概率为9/16,不相同的概率为7/16。
2.F2中9∶3∶3∶1的性状分离比依赖于雌雄配子的随机结合。( )
3.两对位于非同源染色体上控制不同性状的基因的遗传互不干扰。( )
×
√
√
4.F2的黄色圆粒豌豆中,只有基因型为YyRr的个体是杂合子,其余均为纯
合子。( )
分析:杂合子包括双杂合子和单杂合子,F2的黄色圆粒豌豆中,杂合子的基
因型有YyRr、YYRr和YyRR三种。
5.基因的自由组合定律普遍适用于各种有细胞结构的生物。( )
分析:基因的自由组合定律不适用于原核生物。
6.受精时,雌雄配子的结合方式有16种,遗传因子的组合形式有9种。( )
×
×
√
长句表达
1.(必修2　P12旁栏思考)在科学探究中,选择合适的方法很重要,施莱登和
施旺运用______________建立了细胞学说,孟德尔运用______________发
现了遗传规律,萨顿运用____________推论出基因在染色体上,摩尔根运用
______________证明了基因在染色体上。
2.(必修2　P11表1-2 )孟德尔做正反交的测交实验,说明F1产生配子的情况是:
_______________________________________________________________。
不完全归纳法
假说—演绎法
类比推理法
假说—演绎法
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
【命题探究·释疑解惑】
【典例】苜蓿种子的子叶黄色与褐色为一对相对性状,由基因Y、y控制;圆粒与肾粒为一对相对性状,由基因R、r控制,某研究小组用黄色圆粒与黄色肾粒作亲本进行杂交实验,子一代出现4种表型,数量统计如图所示。
(1)根据杂交实验的结果,可判断哪对相对性状的显隐性 _____________
(填“子叶的颜色”“种子的形状”或“两对性状均可”)。该实验______(填“能”或“不能”)说明苜蓿种子两对相对性状的遗传遵循自由组合定律。
子叶的颜色　
能
【解析】(1)据题意可知,亲本黄色和黄色杂交,后代黄色和褐色的比例为3∶1,由此判断黄色为显性,亲本圆粒与肾粒杂交,后代圆粒和肾粒的比例为1∶1,无法判断它们的显隐性,因此根据杂交实验的结果,可判断子叶的颜色的显隐性。据题图可知,后代黄色∶褐色=3∶1,圆粒∶肾粒=1∶1,且黄色圆粒∶黄色肾粒∶褐色圆粒∶褐色肾粒=3∶3∶1∶1=(3∶1)(1∶1),实验能说明苜蓿种子两对相对性状的遗传遵循自由组合定律。
(2)研究小组又设计了一个实验进行验证,用亲本中的黄色圆粒苜蓿进行自花传粉,发现后代出现接近9∶3∶3∶1的性状分离比,此结果说明亲本黄色肾粒产生的配子的种类及比例是__________________________________,让基因型为YyRr和Yyrr个体进行杂交,后代中黄色圆粒占比为________。
(3)让亲本黄色圆粒自交产生F1,选出黄色肾粒进行测交实验,后代中黄色肾粒的个体占比________。
聚焦考查点:自由组合定律的应用。
YR∶Yr∶yR∶yr=1∶1∶1∶1　
3/8
2/3
【解析】(2)用亲本中的黄色圆粒苜蓿进行自花传粉,发现后代出现接近9∶3∶3∶1的性状分离比,说明两对等位基因遵循自由组合定律,且亲本黄色圆粒基因型为YyRr,产生的配子的种类及比例是YR∶Yr∶yR∶yr =1∶1∶ 1∶1;YyRr×Yyrr,可以先拆分为Yy×Yy和Rr×rr,后代中产生黄色圆粒的概率为3/4×1/2=3/8。
(3)YyRr自交后黄色肾粒(Y_rr)中YYrr占1/3,Yyrr占2/3,和yyrr测交,后代中黄色肾粒占比为1/3+2/3×1/2=2/3。
破解策略 自由组合的常规解题规律与方法
1.已知亲代推子代:
(1)解题方法——拆分组合法
(2)常见题型分析
①配子种类及概率的计算:
类型 解题思路 举例(以AaBbccDd为例)
配子种类数　 每对基因产生配子种类数的乘积 产生配子种类数:2×2×1×2=8种
某种配子的概率　 每对基因产生相应配子概率的乘积 产生ABcD配子的概率:(1/2)× (1/2)×1×(1/2)=1/8
配子间结合方式　 每对配子种类数的乘积再相乘 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:
举例 计算方法
AaBBCcDd× AaBbccDd 后代的种类数 基因型种类数:
3×2×2×3=36种
表型种类数:
2×1×2×2=8种
AaBBCcDd× AaBbccDd 后代的概率 产生AaBBccDD的概率:(1/2)×(1/2)×(1/2)×(1/4)=1/32
产生A_B_ccD_的概率:
(3/4)×1×(1/2)×(3/4)=9/32
2.已知子代推亲代:
(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:
3.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 1 2 n
F1配子种类 21 22 2n
F1测交后代表型种类及比例 2种 (1∶1)1 22种 (1∶1)2 2n种
(1∶1)n
F2基因型数量 31 32 3n
F2性状比之和 41 42 4n
【扣点专练·通法悟道】
1.(2026·广州联考)假说—演绎法是科学探索中不可或缺的工具。假说—演绎法的步骤是:在观察分析基础上提出问题→作出假设→演绎推理→实验验证→得出结论。下列关于两对相对性状杂交实验的叙述,正确的是(　　)
A.孟德尔提出生物的两对性状是分别由两对等位基因决定,属于作出假设
B.“F1产生配子时,每对遗传因子彼此分离,不同对的遗传因子自由组合”属于演绎推理
C.“推测测交子代有4种表型,且比例为1∶1∶1∶1”属于实验验证
D.孟德尔的自由组合定律只能解释有性生殖的部分细胞核基因的遗传
√
【解析】选D。孟德尔提出生物的两对性状是分别由两对遗传因子决定,属于作出假设,A错误;“F1产生配子时,每对遗传因子彼此分离,不同对的遗传因子自由组合”属于作出假设,B错误;“推测测交子代有4种表型,且比例为1∶1∶1∶1”属于演绎推理,实施测交实验属于实验验证,C错误;孟德尔的自由组合定律只能解释有性生殖的部分细胞核基因的遗传,不能解释细胞核遗传中的连锁遗传,D正确。
2.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,两亲本杂交得到F1,其表型如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.亲本的基因组成是YyRr、yyRr
B.F1中表型不同于亲本的是黄色皱粒、绿色皱粒
C.F1中黄色圆粒豌豆的基因组成是YyRR或YyRr
D.F1中纯合子占的比例是1/2
√
【解析】选D。分析柱形图可知,F1出现的类型中,圆粒∶皱粒=3∶1,说明两亲本的相关基因型是Rr、Rr;黄色∶绿色=1∶1,说明两亲本的相关基因型是Yy、yy,所以两亲本的基因型是YyRr、yyRr,A正确;已知两亲本的基因型是YyRr、yyRr,表型为黄色圆粒和绿色圆粒,所以F1中表型不同于亲本的是黄色皱粒、绿色皱粒,B正确;由于Yy×yy的后代为Yy、yy,Rr×Rr的后代为RR、Rr、rr,所以F1中黄色圆粒豌豆的基因组成是YyRR或YyRr,C正确;根据亲本的基因型组合YyRr×yyRr可判断,F1中纯合子占的比例是1/2×1/2=1/4,D错误。
考点二　自由组合与自交和自由交配
【命题探究·释疑解惑】
【典例】某种蝴蝶紫翅(P)对黄翅(p)是显性,绿眼(G)对白眼(g)为显性,两对基因分别位于两对同源染色体上,生物小组同学用紫翅绿眼和紫翅白眼的蝴蝶进行杂交,F1出现的性状类型及比例如图所示,随后选用F1中个体进行了自交和自由交配实验。下列说法错误的是(　　)
A.上述亲本的基因型是PpGg×Ppgg
B.F1中紫翅绿眼个体自交,相应性状之比是15∶5∶3∶1
C.F1中紫翅白眼个体自交,F2中纯合子所占比例为2/3
D.F1中紫翅绿眼个体与黄翅白眼个体自由交配,则F2相应性状之比是3∶3∶1∶1
聚焦考查点:自交、自由交配与自由组合。
√
【解析】选D。由分析可知,上述亲本基因型为PpGg×Ppgg,A正确;F1紫翅绿眼的基因型及概率为1/3PPGg、2/3PpGg,后代紫翅绿眼(P_G_)∶紫翅白眼(P_gg)∶黄翅绿眼(ppG_)∶黄翅白眼(ppgg)=(1/3×3/4+2/3×3/4×3/4)∶ (1/3×1/4+2/3×3/4×1/4)∶(2/3×1/4×3/4)∶(2/3×1/4×1/4)=15∶5∶3∶1,B正确;F1紫翅白眼的基因型及概率为1/3PPgg、2/3Ppgg,后代中纯合子所占的比例为1/3+2/3×1/2=2/3,C正确;F1紫翅绿眼的基因型P_Gg,黄翅白眼的基因型为ppgg,采用逐对分析法,P_×pp→pp= 2/3×1/2 =1/3,说明紫翅∶黄翅=2∶1,Gg×gg→绿眼∶白眼=1∶1,则F2的性状分离比2∶2∶1∶1,D错误。
破解策略
自由组合中的自交和自由交配解题方法
1.自交破解策略:纯合子自交不会发生性状分离,杂合子自交会发生性状分离,两对及以上等位基因自交,要先分开算再利用乘法定律算出相应的表型及基因型比例。
提醒:一般情况下,纯合子自交不会发生性状分离,但是在特定题目中,某些杂合子也不会发生性状分离,例如,由位于非同源染色体上的2对等位基因控制,A_B_表现为红花,A_bb、aaB_和aabb表现为白花,其中白花自交就不会发生性状分离。
2.自由交配破解策略:自由交配的核心就是算配子,可以分开算每对等位基因配子再利用乘法定律。例如:在一个玉米种群中,存在高产抗病和低产感病两种个体,两对性状分别受两对等位基因A/a、B/b控制,且两对等位基因位于非同源染色体上,已知所有个体中AaBb占2/3、aaBb占1/3,求自由交配后代产生的表型比例。
分析:2/3AaBb可产生1/6(AB、Ab、aB、ab);1/3aaBb可产生1/6(aB、ab),然后将相同的配子加起来:1/6AB、1/6 Ab、1/3 aB、1/3 ab,再用棋盘法或遗传平衡公式计算出相关的表型比例A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb=15∶5∶12∶4。
迁移应用:如果涉及性染色体,自由交配略有不同,如以下个体1/2AaXBXb, 1/3AAXBY,1/6aaXBY自由交配,在这里AaXBXb一定为雌性,而在雄性个体中AAXBY占2/3,aaXBY占1/3。
【扣点专练·通法悟道】
1.某雌雄同株植物的花色性状由三对独立遗传的等位基因(A和a、B和b、C和c)控制。当有两个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。下列叙述错误的是(　　)
A.黄花植株的基因型有8种
B.白花植株自交后代全部开白花
C.基因型AaBbCc的植株测交,后代中乳白花占1/2
D.基因型AaBbCc的植株自交,后代黄花中纯合子占3/64
√
【解析】选D。该植物的花色由三对独立遗传的等位基因控制,子代共有3×3×3=27种基因型,其中白花对应的基因型为AA____有3×3=9种,乳白花为Aa____有3×3=9种,金黄花的基因型为aabbdd有1种,其余为黄花,则黄花基因型有27-9-9-1=8种,A正确;由题意可知,白花对应的基因型为AA____,由于AA自交后仍为AA,不会发生性状分离,故白花植株自交后代全部开白花,B正确;基因型AaBbCc的植株测交(AaBbCc×aabbcc),后代中乳白花的基因型为Aa____,其比例为1/2×1×1=1/2,C正确;基因型AaBbCc的植株自交,基因型aa____中,除了aabbcc为金黄花,其余基因型都是黄花,把三对基因拆开,第一
对A/a按分离定律计算,第二、第三对基因按自由组合定律计算,可知,Aa×Aa子代是A_∶aa=3∶1,BbCc×BbCc子代是B_C_∶B_cc∶bbC_∶bbcc
=9∶3∶3∶1,所以黄花占1/4×15/16=15/64,其中纯合子包括aaBBCC、aaBBcc、aabbCC,占黄花的比例是3/15=1/5,D错误。
从教材走向高考
2.(必修2 P14“拓展应用”T1改编)水稻为两性花植物,其易倒伏对抗倒伏为显性(由基因A、a控制)、抗病对不抗病为显性(由基因B、b控制)。科研人员将两种表型不同的水稻植株作为亲本进行杂交,得到F1中易倒伏抗病∶易倒伏不抗病∶抗倒伏不抗病∶抗倒伏抗病=1∶1∶1∶1。不考虑四分体时期的染色体互换,据此回答下列问题。
(1)欲培育出一种能稳定遗传的既抗倒伏又抗病的优良水稻品种,若两对等位基因独立遗传,用杂交并逐代自交的方法获得该优良水稻品种,所依据的育种原理是____________。科研人员还采用花药离体培养的方法,然后经过人工诱导使染色体数目加倍,从而快速获得大量所需品种,这种育种方法是____________。此外,还可利用X射线、紫外线处理F1中的抗倒伏抗病植株,但该方法获得的变异个体不一定符合人们的需要,主要原因是___________ ___________________________________________________。
基因重组　　
单倍体育种
基因突变具
有不定向性(或突变的方向难以控制)
【解析】(1)杂交育种的优点就是将优良性状通过最简便的方式集中在一起,其原理是基因重组。将花药离体培养,然后用秋水仙素处理的育种方法是单倍体育种,该种育种方法最突出的优点是明显缩短育种年限。基因突变具有不定向性,故诱变育种得到的个体不一定符合人们的需要。
(2)若基因A/a、B/b位于两对同源染色体上,则科研人员选用的亲本基因型组合为________________________________;若基因A/a、B/b位于一对同源染色体上,则科研人员选用的亲本基因型组合为__________________。
AaBb×aabb或Aabb×aaBb
Aabb×aaBb
【解析】(2)两种表型不同的水稻植株作为亲本进行杂交,得到F1中易倒伏抗病∶易倒伏不抗病∶抗倒伏不抗病∶抗倒伏抗病=1∶1∶1∶1,若基因A/a、B/b位于两对同源染色体上,则亲本的基因型组合有两种:AaBb×aabb或Aabb×aaBb;若基因A/a、B/b位于一对同源染色体上,则亲本的基因型组合只有一种:Aabb×aaBb。
(3)如果要探究基因A/a、B/b是否位于一对同源染色体上,请利用题述F1为实验材料,设计一种最简单的实验思路并预期实验结果及结论。
实验思路: ____________________________________________________,
观察并统计后代水稻植株的表型及比例。
预期实验结果及结论:①若后代的表型及比例为______________________
________________________________________________,
则说明基因A/a、B/b位于两对同源染色体上。
②若后代的表型及比例为_________________________________________
_________________, 则说明基因A/a、B/b位于一对同源染色体上。
选择F1中的易倒伏抗病的水稻植株进行自交　　
易倒伏抗病∶易倒伏不抗病∶抗倒伏抗病∶抗倒伏不抗病=9∶3∶3∶1
易倒伏不抗病∶易倒伏抗病∶抗倒伏抗病=1∶2∶1
【解析】(3)因为水稻为两性花植物,故探究基因A/a、B/b是否位于一对同源染色体上的最简单的实验思路是:选择F1中的易倒伏抗病的水稻植株(AaBb)进行自交,观察并统计后代水稻植株的表型及比例。
预期实验结果及结论:①若基因A/a、B/b位于两对同源染色体上,则后代植株的表型及比例为易倒伏抗病∶易倒伏不抗病∶抗倒伏抗病∶抗倒伏不抗病=9∶3∶3∶1;②若基因A/a,B/b位于一对同源染色体上,则亲本的基因型组合只能为Aabb×aaBb,此时亲本产生的雌雄配子为Ab、ab、aB、ab,故F1中的AaBb植株只能产生Ab、aB两种配子,故AaBb植株自交,后代的表型及比例为易倒伏不抗病∶易倒伏抗病∶抗倒伏抗病=1∶2∶1。
考点三　自由组合和基因连锁
【命题探究·释疑解惑】
【典例】纯合的灰身长翅与黑身残翅的果蝇杂交,子一代的雌、雄个体都是灰身长翅。对子一代进行测交实验,结果如图所示。
(1)果蝇的上述两对性状中,显性性状是____________,隐性性状是____________。
(2)控制上述两对性状测交后代的表型及比例是 42∶8∶8∶42,两对基因____________(填“遵循”或“不遵循2”)自由组合定律,如果两对等位基因位于两对非同源染色体上,测交后代的表型及比例应该是_______________ ____________________________________________________。
灰身长翅　
黑身残翅
不遵循
灰身长翅∶
灰身残翅∶黑身长翅∶黑身残翅=1∶1∶1∶1
【解析】(1)纯合的灰身长翅与黑身残翅的果蝇杂交,子一代的雌、雄个体都是灰身长翅,说明灰身长翅为显性,黑身残翅为隐性。
(2)测交后代的表型及比例为灰身长翅∶灰身残翅∶黑身长翅∶黑身残翅=42∶8∶8∶42,不符合自由组合定律,如果两对等位基因位于两对非同源染色体上,测交后代的表型及比例应该是灰身长翅∶灰身残翅∶黑身长翅∶黑身残翅=1∶1∶1∶1。
(3)根据测交实验1的结果推测,控制上述两对性状的等位基因位于____________________,遗传方式为________连锁。根据测交实验2的结果推测,控制上述两对性状的等位基因由于非姐妹染色单体之间发生了互换,导致了____________,测交实验2的遗传方式为______________。
聚焦考查点:基因连锁的遗传规律。
一对同源染色体上　　　
完全
基因重组
不完全连锁
【解析】(3)分析可知,AB(灰身、长翅)连锁,ab(黑身、残翅)连锁,所以示意图如下:
此为完全连锁,根据测交实验2的结果推测,控制上述两对性状的等位基因由于同源染色体之间发生了互换,导致基因重组,雌蝇可以产生AB∶Ab∶aB∶ab=42∶8∶8∶42四种配子,故测交实验2的遗传方式为不完全连锁。
破解策略
基因连锁规律分析
1.以两对等位基因为例分析自由组合和连锁:
(1)自交法:若自交后代表型比为9∶3∶3∶1(或其变式),则两对等位基因的遗传遵循自由组合定律,如图一所示。若自交后代表型比是3∶1或 1∶2∶1,则两对等位基因位于一对同源染色体上,分别对应图二和图三。
(2)测交法:若测交后代表型比为1∶1∶1∶1(或其变式),则两对等位基因的遗传遵循自由组合定律,如图一所示。若测交后代AaBb∶aabb=1∶1 或Aabb∶aaBb=1∶1,则两对等位基因位于一对同源染色体上,分别对应图二和图三。
2.遗传图解:(以灰身长翅和黑身残翅果蝇为例)
【扣点专练·通法悟道】
榕树雌雄同株,茎干上生有许多根须状的气生根,气生根有着很高的药用价值,具有清热解毒、活血散瘀、消肿止痛等功效,如图显示了榕树两对同源染色体上的3对等位基因的位置,下列叙述错误的是(　　)
A.3对等位基因的遗传均遵循分离定律
B.图中B、b和D、d的遗传遵循自由组合定律
C.基因型为AaBb的个体自交,后代会出现3种表
型且比例为1∶2∶1
D.图示个体自交,后代会出现性状分离,且分离比是9∶3∶3∶1
√
【解析】选C。3对等位基因均会在减数分裂过程中随着同源染色体分开而分离,因此在遗传时均遵循分离定律,A正确;图中B、b和D、d分别位于两对同源染色体上,因此在遗传时遵循自由组合定律,B正确;基因型为AaBb的个体自交,若等位基因之间表现为完全显性,且不考虑互换,则后代会出现2种表型且比例为3∶1,C错误;图示个体有3对等位基因,但其中两对位于一对同源染色体上,因而可以看作是含有两对等位基因的个体自交,后代会出现性状分离,且分离比是9∶3∶3∶1,D正确。
悟高考·瞻动向
体验高考·淬炼考能
1.(2021·浙江6月高考)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】选B。由该玉米植株产生4种比例相等的配子可知,其基因型为YyRr,且两对基因独立遗传,因此F1中YyRR所占的比例为(1/2)×(1/4)=1/8。
√
2.(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】选B。本题主要考查遗传规律的应用。植株A测交即AaBbCc……×aabbcc……,子代表型为2×2×2×……,即2n,A正确;无论n多大,植株A测交子代中不同表型比例都为(1∶1)×(1∶1)×(1∶1)×……,即1∶1∶1……,B错误;植株A测交子代中n对基因均杂合的概率为(1/2)n,纯合的概率也为(1/2)n,C正确;植株A测交,子代纯合的概率为(1/2)n,杂合的概率为1-(1/2)n,当n≥2时,1-(1/2)n>(1/2)n,即杂合子的个体数多于纯合子,D正确。
3.(2024·新课标全国卷)某种瓜的性型(雌性株/普通株)和瓜刺(黑刺/白刺)各由1对等位基因控制。雌性株开雌花,经人工诱雄处理可开雄花,能自交;普通株既开雌花又开雄花。回答下列问题。
(1)黑刺普通株和白刺雌性株杂交得F1,根据F1的性状不能判断瓜刺性状的显隐性,则F1瓜刺的表型及分离比是________________________。若要判断瓜刺的显隐性,从亲本或F1中选择材料进行的实验及判断依据是___________________________________________________。
黑刺∶白刺=1∶1　
F1个体自交,子代发生性状分离个体的性状是显性性状
(2)王同学将黑刺雌性株和白刺普通株杂交,F1均为黑刺雌性株,F1经诱雄处理后自交得F2,能够验证这2对等位基因不位于1对同源染色体上这一结论的实验结果是______________________________________________________ ____________________。
(3)白刺瓜受消费者青睐,雌性株的产量高。在王同学实验所得杂交子代中,筛选出白刺雌性株纯合体(子)的杂交实验思路是_______________ ______________________________________________________________
_____________________________________________。
F2中黑刺雌性株∶黑刺普通株∶白刺雌性株∶白刺普通株=9∶3∶3∶1　
从F2中挑选白刺雌性株,经人工诱雄后自交,若后代不出现普通株,则该植株为纯合白刺雌性株,其自交产生的子代也是纯合白刺雌性株
【解析】本题考查基因的自由组合定律、显隐性的判断和筛选纯合子的实验设计。
(1)两种性状的个体杂交,若后代只有一种性状,该性状为显性性状,若无法分辨说明后代有两种性状,又是不同性状的一对基因杂交,只能是测交类型,即黑刺∶白刺=1∶1。亲本中至少有一个杂合子,分别自交观察后代是否发生性状分离。也可以选择F1个体自交,子代发生性状分离个体的性状是显性性状。
(2)黑刺雌性株和白刺普通株杂交,F1均为黑刺雌性株,说明黑刺和雌性株是显性性状,两对等位基因不位于一对同源染色体上,符合自由组合定律,F1经诱雄处理后自交得F2,F2中黑刺雌性株∶黑刺普通株∶白刺雌性株∶白刺普通株=9∶3∶3∶1。
(3)因为白刺为隐性性状,雌性株为显性性状,可以通过自交的方式来判断个体是否是纯合子。首先在F2中挑选白刺雌性株,经人工诱导产生雄花之后自交,后代不发生性状分离的个体即为纯合子,其产生的子代也是纯合子。
瞭望高考·探悟动态
锁定新情境:
番茄茎色、果皮和果形的遗传
　　番茄(2N=24)为两性花植株,控制其茎色、果皮和果形3个性状的基因分别用A/a、B/b、R/r表示。现有表型为紫茎红皮圆果(甲)、紫茎红皮扁果(乙)、绿茎红皮圆果(丙)和绿茎黄皮扁果(丁)的4种植株,甲和丁杂交的子代(戊)表型均与甲相同,乙和丙杂交的子代中紫茎红皮圆果(己)占3/16。
基于核心素养的新考向:
1.(演绎推理)根据上述杂交实验结果,可推断番茄植株3个性状的显性性状分别是______________________,植株己的基因型为___________________。
2.(批判性思维)根据乙和丙杂交实验结果,你认为__________(填“能”或“不能”)确定上述3对等位基因是否分别位于3对同源染色体上,判断的依据是_______________________________________________________________
______________________。
紫茎、红皮、圆果　
AaBBRr或AaBbRr
不能
控制茎色和果形的2对等位基因位于1对或2对同源染色体上的杂交实验结果都相同
【解析】1.甲紫茎红皮圆果和丁绿茎黄皮扁果杂交的子代表型均与甲相同,表现为紫茎红皮圆果,所以紫茎对绿茎是显性性状,红皮对黄皮是显性性状,圆果对扁果是显性性状;乙紫茎红皮扁果(A_B_rr)和丙绿茎红皮圆果(aaB_R_)杂交的子代中己紫茎红皮圆果(A_B_R_)占3/16,1/2×1/2×3/4=3/16,推测亲本3对基因杂交方式,一对是杂交,两对测交,故根据题意亲本乙基因型为AaBbrr,亲本丙基因型是aaBbRr,所以后代己是AaB_Rr占3/16,基因型为AaBBRr或AaBbRr。
2.控制茎色和果形的2对等位基因位于1对或2对同源染色体上的杂交实验结果都相同,所以根据乙和丙杂交实验结果,不能确定上述3对等位基因是否分别位于3对同源染色体上。
3.(设计实验)利用上述实验中的材料,设计一个最简单的实验来证明你的判断是否正确。(要求:写出实验思路即可)实验思路: _________________ ________________________________________________________。
将植株戊(或己)进行自交,观察并统计子代中茎色和果形的表型及比例
【解析】3.甲紫茎红皮圆果和丁绿茎黄皮扁果杂交的子代戊表型均与甲相同,戊的基因型是AaBbRr,将植株戊AaBbRr进行自交,观察并统计子代中茎色和果形的表型及比例。若控制茎色和果形的2对等位基因位于1对同源染色体上,后代茎色和果形的表型及比例为紫茎圆果∶绿茎扁果=3∶1;若控制茎色和果形的2对等位基因位于2对同源染色体上,后代茎色和果形的表型及比例为紫茎圆果∶紫茎扁果∶绿茎圆果∶绿茎扁果=9∶3∶3∶1,故可以证明。核心素养测评 第五单元 第20讲　自由组合定律
(20分钟　36分)
一、选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.孟德尔利用豌豆杂交实验发现了遗传规律,被称为“遗传学之父”。下列叙述与孟德尔的研究过程相符合的是(　　)
A.孟德尔成功揭示了基因的分离定律、自由组合定律和伴性遗传规律
B.从一对相对性状到多对相对性状的研究,是孟德尔获得成功的原因之一
C.孟德尔用F1的高茎豌豆与矮茎豌豆杂交,后代出现1∶1的分离比,这属于假说—演绎法的演绎推理过程
D.“生物的性状由基因控制,显性基因控制显性性状,隐性基因控制隐性性状”属于孟德尔的假说内容
【解析】选B。孟德尔未揭示伴性遗传规律,伴性遗传规律由摩尔根发现,A错误;从一对相对性状到多对相对性状的研究,是孟德尔获得成功的原因之一,B正确;孟德尔用F1高茎豌豆与矮茎豌豆杂交,后代出现1∶1的分离比,属于假说—演绎法的验证过程,C错误;孟德尔没有提出基因的概念,丹麦生物学家约翰逊提出基因、基因型和表型的概念,D错误。
2.西葫芦的黄皮基因(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。现有基因型为WwYy的个体进行测交,获得了数量足够多的后代。下列说法错误的是(　　)
A.WwYy个体产生四种比例相等的配子,与测交后代的表型种类及比例密切相关
B.基因W虽然影响Y和y的表达,但仍遵循孟德尔遗传定律
C.后代中基因型为WwYy、wwYy的个体表现为绿色
D.后代有3种表型,其比例为2∶1∶1
【解析】选C。测交是指待测个体与隐性纯合子杂交,由于隐性纯合子只能产生一种配子,故WwYy个体产生四种比例相等的配子,与测交后代的表型种类及比例密切相关,A正确;基因W虽然影响Y和y的表达,但两对基因独立遗传,仍遵循孟德尔遗传定律,B正确;依题意可知,当白色显性基因(W)存在时,基因Y和y都不能表达,所以白皮为W_Y_与W_yy,黄皮为wwY_,绿皮为wwyy,则WwYy的个体表现为白皮,wwYy的个体表现为黄皮,C错误;基因型WwYy的个体进行测交,子代中WwYy∶wwYy∶Wwyy∶wwyy=1∶1∶1∶1,后代有3种表型,其比例为2∶1∶1,D正确。
3.辣椒果实有多对相对性状,其中包括着生方向(下垂、直立)和颜色(绿色、紫色、中间色)。为探究上述两种性状的遗传,研究者选取两株辣椒进行杂交,F1自交,结果如表。下列说法正确的是(　　)
果实性状 亲本组合 F2表型及比例
着生方向 下垂×直立 下垂∶直立=3∶1
颜色 绿色×紫色 绿色∶中间色∶紫色=9∶3∶4
A.上述两种性状中直立和绿色为隐性性状
B.着生方向和颜色共受2对等位基因控制
C.F2果实中间色的个体中杂合子约占2/3
D.F2果实直立且为绿色的个体约占9/64
【解析】选C。下垂×直立,F2表型及比例为下垂∶直立=3∶1,说明下垂为显性,着生方向受一对等位基因控制,绿色×紫色,F2表型及比例为绿色∶中间色∶紫色=9∶3∶4,说明颜色受两对独立遗传的基因控制,绿色为显性,所以着生方向和颜色共受3对等位基因控制,A、B错误;绿色×紫色,F2表型及比例为绿色∶中间色∶紫色=9∶3∶4,说明颜色受两对独立遗传的基因控制,假设两对基因为A/a,B/b,且含基因A表现为中间色,则中间色的个体中(1/3AAbb,2/3Aabb)杂合子约占2/3,C正确;题干未给出三对等位基因的位置关系,F2果实直立且为绿色的个体比例无法计算,D错误。
4.(2026·揭阳模拟)仓鼠是夜行性啮齿动物,仓鼠的毛色有灰色和黑色,由3对独立遗传的等位基因(P和p、Q和q、R和r)控制,3对等位基因中至少各含有1个显性基因时,才表现为灰色,否则表现为黑色。下列叙述错误的是(　　)
A.3对等位基因分别位于三对同源染色体上
B.该种仓鼠纯合灰色的基因型只有1种
C.基因型为PpQqRr的灰色个体测交,子代黑色个体占7/8
D.基因型为PpQqRr的个体相互交配,子代中黑色个体占比为27/64
【解析】选D。3对等位基因独立遗传,说明它们位于三对同源染色体上,遵循自由组合定律,A正确;纯合灰色的基因型要求每对等位基因均为显性纯合(PPQQRR),仅此一种,B正确;基因型为PpQqRr的灰色个体与隐性纯合ppqqrr杂交时,子代每对基因显性出现的概率为1/2,灰色需3对基因均含显性基因,概率为(1/2)3=1/8,黑色概率为1-1/8=7/8,C正确;PpQqRr相互交配时,子代中灰色个体占比为(3/4)3=27/64,黑色个体占比为1-27/64=37/64,D错误。
5.已知某一动物种群中仅有Aabb和AAbb两种类型个体,Aabb∶AAbb=3∶1,且该种群的每种基因型中雌雄个体比例为1∶1,个体间可以自由交配,则该种群自由交配产生的子代中能稳定遗传的个体比例为(　　)
A.5/8 B.13/32 C.13/16 D.17/32
【解析】选D。由题意可知,动物种群中仅有Aabb和AAbb两种类型个体且Aabb∶AAbb=3∶1,则Ab=5/8,ab=3/8,该种群自由交配产生的子代中能稳定遗传的个体有AAbb=5/8×5/8=25/64,aabb=3/8×3/8=9/64。因此子代中能稳定遗传的个体比例为25/64+9/64=17/32,D正确。
6.科研工作者在研究果蝇翅型(卷翅与长翅)的遗传现象时提出,在卷翅基因所在的染色体上存在隐性致死基因(d),该基因纯合时致死。紫眼(e)卷翅(B)品系和赤眼(E)卷翅(B)品系果蝇的隐性致死基因不同(分别用d1和d2表示),它们在染色体上的位置如图所示,其中d1d1和d2d2致死,d1d2不致死,已知控制眼色与翅型的基因独立遗传。下列分析错误的是(　　)
A.d1和d2并不属于一对等位基因
B.图示紫眼卷翅品系和赤眼卷翅品系果蝇杂交,子代中卷翅∶长翅=3∶1
C.图示赤眼卷翅品系中的雌雄果蝇相互交配,子代果蝇中卷翅∶长翅=2∶1
D.图示赤眼(Ee)卷翅品系和紫眼卷翅品系果蝇杂交,子代性状分离比为2∶2∶1∶1
【解析】选D。等位基因是存在于同源染色体相同位置控制相对性状的基因,据图可知,d1和d2没有位于同源染色体的相同位置,所以它们不属于等位基因,A正确;根据图解仅考虑翅型,(紫眼)卷翅品系(Bbd1)和(赤眼)卷翅品系(Bbd2)杂交,由于B和d基因在同一条染色体上,所以(紫眼)卷翅品系(Bbd1)产生的配子是Bd1∶b=1∶1,(赤眼)卷翅品系(Bbd2)产生的配子是Bd2∶b=1∶1,雌雄配子随机结合后代基因型为BBd1d2、Bbd1、Bbd2、bb,由于d1d2不致死,故卷翅(BBd1d2、Bbd1、Bbd2)与长翅(bb)的比例为3∶1,B正确;图示赤眼卷翅品系中的雌雄果蝇相互交配,即Bbd2与Bbd2相互交配,后代基因型及比例为BBd2d2∶Bbd2∶Bbd2∶bb=1∶1∶1∶1,由于d2d2致死,所以子代果蝇中卷翅∶长翅=2∶1,C正确;图示赤眼(Ee) 卷翅品系(Bbd2) 和紫眼(ee) 卷翅品系(Bbd1)果蝇杂交,子代性状分离比为(1∶1) (3∶1)=3∶3∶1∶1,D错误。
7.如图所示的显性基因A、B、C调节了四种表型之间的相互转化,其中“”型箭头表示抑制(基因C 对基因B有抑制作用),而隐性突变a、b、c则会失去相应功能,三对基因独立遗传。下列杂交方式对应的子代表型分离比,正确的是(　　)
A.AABbCc×AaBbCc,1∶6∶12
B.AaBbCc×AaBbCc,16∶3∶9∶36
C.AaBbCc×aabbcc,9∶4∶3
D.AaBbCC×AaBbCc,9∶4∶3
【解析】选B。AABbCc×AaBbCc,子代的基因型和表型为9A_B_C_(表型Ⅳ)、3A_bbC_(表型Ⅳ)、3A_B_cc(表型Ⅲ)、1A_bbcc(表型Ⅱ),性状分离比为1∶3∶12,A错误;AaBbCc×AaBbCc,子代的基因型和表型为27A_B_C_(表型Ⅳ)、9aaB_C_(表型Ⅰ)、9A_bbC_(表型Ⅳ)、9A_B_cc(表型Ⅲ)、3aabbC_(表型Ⅰ)、3aaB_cc(表型Ⅰ)、3A_bbcc (表型Ⅱ)、1aabbcc(表型Ⅰ),性状分离比为16∶3∶9∶36,B正确;AaBbCc×aabbcc,为测交类型,其子代总份数为8,而9+4+3=16,C错误;AaBbCC×AaBbCc,子代的基因型和表型为9A_B_C_(表型Ⅳ)、3A_bbC_(表型Ⅳ)、3aaB_C_(表型Ⅰ)、1aabbC_(表型Ⅰ),性状分离比为4∶12,D错误。
8.★★果皮色泽是柑橘(雌雄同株植物)果实外观的主要性状之一,为探明柑橘果皮色泽的遗传特点,科研人员利用果皮颜色为黄色、红色和橙色的三株柑橘进行杂交实验,并对子代果皮颜色进行了调查测定和统计分析,实验结果如下(若柑橘的果皮色泽由一对等位基因控制,用A、a表示;若由两对等位基因控制,用A、a和B、b表示,以此类推)。下列叙述错误的是(　　)
实验甲:黄色×黄色→黄色
实验乙:橙色×橙色→橙色∶黄色=3∶1
实验丙:红色×黄色→红色∶橙色∶黄色=1∶2∶1
实验丁:橙色×红色→红色∶橙色∶黄色=3∶4∶1
A.柑橘的果皮色泽至少受2对等位基因控制
B.实验乙两亲本的基因型相同,子代橙色个体自交,后代黄色个体占1/9
C.实验丙中的红色个体若进行自交,子代红色∶橙色∶黄色=9∶6∶1
D.实验丁的子代红色个体自由交配,后代中黄色柑橘占的比例是1/36
【解析】选B。实验丙代表测交实验,若受一对等位基因控制,测交后代性状之比为1∶1,而根据题干信息红色×黄色→红色∶橙色∶黄色=1∶2∶1,则说明至少受2对等位基因控制,遵循基因的自由组合定律,A正确;根据实验结果分析,柑橘的果皮色泽至少受2对等位基因控制,实验丙中红色×黄色→红色∶橙色∶黄色=1∶2∶1,说明子代橙色的基因型为Aabb和aaBb,红色与黄色的基因型应该是AaBb或aabb,再根据实验乙:橙色×橙色→橙色∶黄色=3∶1可知,黄色的基因型应该是aabb,故实验丙中的红色的基因型为AaBb。实验乙亲本的基因型为Aabb×Aabb或aaBb×aaBb,子代橙色个体的基因型为1/3AAbb(aaBB)、2/3Aabb(aaBb),自交后代中黄色个体(aabb) 的比例为2/3×1/4=1/6,B错误;实验丙中黄色、红色的柑橘基因型分别为aabb、AaBb,子代红色个体的基因型为AaBb,自交子代红色(A_B_)∶橙色(aaB_和A_bb)∶黄色=9∶6∶1,C正确;实验丁亲本的基因型为Aabb×AaBb或aaBb×AaBb,子代红色个体的基因型及比例为AABb∶AaBb=1∶2或AaBB∶AaBb=1∶2,实验丁的子代红色个体自由交配,产生配子的类型及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=2∶2∶1∶1或AB∶Ab∶aB∶ab=2∶1∶2∶1,故后代中黄色柑橘(aabb)占的比例是1/6×1/6=1/36,D正确。
二、非选择题
9.(12分)★果蝇的正常眼和粗糙眼、灰体和黑檀体、正常翅和外展翅三对相对性状分别受三对等位基因A和a、B和b、E和e控制。某生物兴趣小组甲让若干对正常眼灰体正常翅雌雄果蝇交配,得到F1的表型及比例为正常眼灰体正常翅雌果蝇∶正常眼灰体正常翅雄果蝇∶正常眼灰体外展翅雌果蝇∶正常眼灰体外展翅雄果蝇∶粗糙眼黑檀体正常翅雌果蝇∶粗糙眼黑檀体正常翅雄果蝇∶粗糙眼黑檀体外展翅雌果蝇∶粗糙眼黑檀体外展翅雄果蝇=9∶9∶3∶3∶3∶3∶1∶1。根据以上信息回答下列相关问题:
(1)这三对相对性状中,显性性状分别为________、__________、__________。
(2)请写出这三对等位基因在染色体上的位置关系: ________________________
________________________________________________________。
(3)生物兴趣小组乙也让若干对正常眼灰体正常翅雌雄果蝇交配,得到F1中正常眼灰体正常翅果蝇所占的比例为3/8,而生物兴趣小组甲得到F1中正常眼灰体正常翅果蝇所占的比例为9/16,小明认为两兴趣小组用到的亲代果蝇基因在染色体上的分布不同,你赞同小明的观点吗 如果赞同,请说出生物兴趣小组乙亲代果蝇在染色体上的分布情况;如果不赞同,请给出你的理由: ___________________
______________________________________________________________________________。
【解析】(1)亲代都是正常眼灰体正常翅,后代出现了粗糙眼黑檀体外展翅个体,可以推出正常眼、灰体和正常翅为显性性状。(2)三对相对性状在F1中的表现都与性别无关,可推出三对等位基因都位于常染色体上。F1雌雄个体中正常眼灰体同时表现,粗糙眼黑檀体同时表现,两对性状的比例为3∶1,不符合9∶3∶3∶1,即A和a、B和b不符合基因的自由组合定律,应在一对同源染色体上,且A和B位于一条染色体上,再根据9∶9∶3∶3∶3∶3∶1∶1可推出E和e位于另一对常染色体上。(3)小组甲得到F1中正常眼灰体正常翅果蝇所占的比例为9/16,即9/(9+3+3+1),可知符合基因的自由组合定律;小组乙F1中正常眼灰体正常翅果蝇所占的比例为3/8,即6/(9+3+3+1),也符合基因的自由组合定律。甲组中A和B位于一条染色体上,E和e位于另一对常染色体上,亲本产生配子的基因型有ABE、ABe、abe、abE,乙组可推出基因A和a、B和b在一对常染色体上且A和b位于一条染色体上,基因E和e位于另一对常染色体上,亲本产生配子的基因型为AbE、Abe、aBe、aBE。
答案:(1)正常眼　灰体　正常翅　
(2)基因A和a、B和b在一对常染色体上且A和B位于一条染色体上,E和e位于另一对常染色体上　(3)赞同,基因A和a、B和b在一对常染色体上且A和b位于一条染色体上,基因E和e位于另一对常染色体上

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