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(共65张PPT)
第21讲　基因自由组合定律
考点一　基因自由组合定律的发现——
实验分析
考点二　自由组合定律常规解题思路和方法——模型分析
从教材走向高考
考点三　两对等位基因位置关系的判断
【课标要求】
1.通过假说—演绎法阐明有性生殖中基因自由组合定律的发现过程。
2.通过对9∶3∶3∶1这一数据的分析,理解数据在揭示基因之间相互关系中的作用,并学会统计数据来鉴定两对或多对基因的关系。
3.能够使用棋盘法、分支法等模型方法预测子代的遗传性状。
考点一　基因自由组合定律的
发现——实验分析
【精梳攻教材】
【基础整合】
1.两对相对性状杂交实验的“假说—演绎”分析:
(1)观察现象,提出问题
①两对相对性状杂交实验的过程
②提出问题
F2中为什么会出现新的性状组合呢
F2中表型比例为什么是9∶3∶3∶1 该比例与一对相对性状杂交实验中F2的3∶1的数量比有联系吗
③对杂交实验结果的分析
(2)提出假说,解释问题
【名师点睛】
巧记双杂合子自交后代的表型和基因型占比
(1)表型占比:双显性状占9份,2个单显性状各占3份,双隐性状占1份,共16份。
(2)基因型占比:双杂合占4份,4个单杂合各占2份,4个纯合子各占1份,共16份。
(3)演绎推理,验证假说
①演绎推理图解——测交
②实验验证:孟德尔所做的______实验,无论是以F1作母本还是作父本,结果
都符合______的设想。
(4)归纳总结,得出结论:实验结果与演绎结果相符,假说成立。
2.基因的自由组合定律:
(1)内容
测交
预期
(2)细胞学基础
(3)实质与比例关系
【名师点睛】
(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(连锁遗传)。
(3)配子的随机结合(受精作用)不属于基因的自由组合。
(4)生产生活中的应用
①医学实践:对某些遗传病在后代中的患病概率作出科学的推断,从而为
__________提供理论依据。
遗传咨询
②杂交育种:将具有______________的两个亲本杂交,使两个亲本的_____
______组合在一起,再筛选出所需要的优良品种。
3.孟德尔获得成功的主要原因:
不同优良性状
优良
性状
【多维赋能】
1.(必修2 P9正文)具有两对相对性状的纯合亲本杂交,若产生的F1基因型为
AaBb,则两亲本基因型是___________________________,F2中重组类型
是___________________________,所占比例是__________。
2.(必修2 P13正文)某生物兴趣小组利用现有抗倒伏抗病小麦(Ddtt),获得纯
合的抗倒伏抗病小麦的实验思路是_________________________________
____________________________________________。
AABB×aabb(或AAbb×aaBB)
A_bb和aaB_(或A_B_和aabb)
3/8(或5/8)
让抗倒伏抗病小麦(Ddtt)连续自交,并
淘汰不抗倒伏抗病小麦,直到不发生性状分离为止
3.(必修2 P10旁栏1)分别统计F2中的粒色与粒形,发现黄∶绿≈3∶1;圆∶皱≈
3∶1。凭这两组数据______(填“能”或“不能”)说明两对基因自由组合,原因
是:____________________________________________________________
____________________。
【自测强化】
1.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)( )
不能
分析两对基因的关系,必须分析各种粒色豌豆中的粒形比例或各种粒
形豌豆中的粒色比例
√
2.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)( )
分析:自由组合定律发生在形成配子的过程中。
3.两对相对性状的杂交实验中,F1(YyRr)产生配子时,成对的遗传因子可以自由组合。(必修2 P10)( )
分析:F1(YyRr)产生配子时,成对的遗传因子分离,而控制不同性状的遗传因子自由组合。
×
×
4.测交实验结果只能证明F1产生配子的种类,不能证明不同配子间的比例。
( )
分析:测交实验结果既能证明F1产生配子的种类,又能证明不同配子间的比例。
5.基因的自由组合定律发生在产生配子时,只有有性生殖的生物才适用。( )
6.AaBb与aabb杂交,后代各表型比例为1∶1∶1∶1,可说明基因的遗传互不干扰。( )
7.受精时,雌雄配子的结合方式有16种,遗传因子的组合形式也有16种。(必修2 P10)( )
分析:遗传因子的组合形式即基因型有9种。
×
√
√
×
【精练提素养】
1. 【不定项】(2026·哈尔滨模拟)生物学常用的方法有归纳法和假说-演绎法等,孟德尔利用假说-演绎法,发现了两大遗传定律。下列相关叙述错误的是(　　)
A.孟德尔通过豌豆杂交实验提出的问题是“F1出现3∶1性状分离比是偶然的吗 ”
B.为验证“F1成对的遗传因子彼此分离进入不同配子”,孟德尔设计了测交实验
C.“F1产生4种比例相同的配子YR、Yr、yR、yr”不属于假说的内容
D.孟德尔的遗传定律可以解释有性生殖生物的所有遗传现象
√
√
√
【解析】选A、C、D。孟德尔提出的问题是“F2出现3∶1的性状分离比是偶然的吗 ”F1未出现性状分离比,A错误;根据该假说,可演绎得到测交的实验结果,故孟德尔设计了测交实验来验证假说,B正确;“F1产生4种比例相同的配子YR、Yr、yR、yr”属于假说的内容,C错误;孟德尔发现的遗传定律并不能解释有性生殖生物的所有遗传现象,例如线粒体、叶绿体中的遗传物质控制的遗传,D错误。
2. 【不定项】(2026·呼和浩特模拟)现有高秆抗锈病(DDTT)和矮秆不抗锈病(ddtt)的两个品种的水稻(矮秆水稻具有抗倒伏的特征),控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。利用杂交的方法,获得抗倒伏且抗锈病的品种。下列相关叙述错误的是(　　)
A.F1只有1种表型
B.F1自交得F2,F2中符合生产需求且能稳定遗传的水稻占3/16
C.F1自交得F2,F2中有3种表型
D.此水稻杂交的过程遵循孟德尔自由组合定律
√
√
【解析】选B、C。高秆抗锈病(DDTT)和矮秆不抗锈病(ddtt)品种的水稻杂交,F1的基因型为DdTt,只有1种表型,即高秆抗锈病,A正确;F1自交得F2,F2中纯合矮秆抗锈病的水稻(ddTT)占1/4×1/4=1/16,B错误;F1自交得F2,F2中有4种表型,分别为高秆抗锈病、高秆不抗锈病、矮秆抗锈病、矮秆不抗锈病,C错误;此水稻杂交的过程涉及位于两对同源染色体上的两对等位基因,遵循自由组合定律,D正确。
3.下图表示的是孟德尔豌豆杂交实验(二)的部分过程,下列有关叙述正确的是(　　)
A.图中表示的是基因型为AaBb的个体测交产生后代
B.基因型为AaBb的亲本产生的雌配子和雄配子数量相等
C.分离定律和自由组合定律的实质都发生在②过程中
D.子代中基因型为AaBB的个体占全部的2/16
√
【解析】选D。根据图示后代出现9∶3∶3∶1的分离比可知,图中表示的是基因型为AaBb的个体自交产生后代,A错误;基因型为AaBb的亲本产生的雄配子数量远多于雌配子数量,B错误;分离定律和自由组合定律的实质发生在①配子的形成过程中,②表示受精作用,C错误;子代中基因型为AaBB的个体占全部的比例为2/4×1/4=2/16,D正确。
考点二　自由组合定律常规解题思路和方法——模型分析
【精研强思维】
【思维探究】
已知小麦两对基因A(高秆)、a(矮秆)及B(抗病)、b(感病)自由组合。现有一种不同基因型的小麦进行杂交,实验结果如图所示。
　　
(1)(科学思维)从配子的角度考虑AaBb自交,雌雄配子的结合方式有多少种 配子结合方式与后代表型种类相同吗 为什么
提示:16种。不相同。因为存在配子结合方式不同,但后代表型相同的情况。
(2)(科学思维)只讨论Aa的自交,后代表型有几种 只讨论Bb的自交,后代表型有几种 考虑两对性状,后代的表型有几种
提示:2种。2种。4种。
(3)(社会责任)若已有品种为AABB和aabb,为培育矮秆抗病品种,科研人员进行了实验1、实验2两组实验。两组实验中获得的抗病矮秆中纯合子的比例各是多少
提示:实验1是0;实验2是1/3。
【思维建构】
1.用“拆分组合法”解决已知亲代求子代的基因型和表型及比例——“顺推型”题目:
(1)解题思路:“先分开,后组合”将多对等位基因的自由组合分解为若干分离定律问题分别分析,再运用乘法原理进行组合。
(2)实例分析(各对基因均遵循自由组合定律):
①AaBbCCDd产生配子的种类及概率
ⅰ.配子种类:
ⅱ.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
②两个体杂交后代基因型(表型)种类、概率及比例
【名师点睛】
(1)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。
(2)计算杂合子概率时,先计算后代纯合子的概率(每对基因后代纯合子的概率乘积),再用1减去纯合子的概率即可。
2.“逆向组合法”推断亲本基因型:
(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隐性个体,那双亲基因型中一定存在该隐性基因。
(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。
3.多对等位基因的自由组合:
n对等位基因(完全显性)分别位于n对同源染色体上(AaBbCc……)自交的遗传规律如下表所示。
亲本相对性 状的对数 1 (Aa) 2 (AaBb) n
(AaBbCc……)
F1配子种类 (比例) 2种 (1∶1)1 22种 (1∶1)2 2n种
(1∶1)n
F2表型种类 (比例) 2种 (3∶1)1 22种 (3∶1)2 2n种
(3∶1)n
亲本相对性 状的对数 1 (Aa) 2 (AaBb) n
(AaBbCc……)
F2基因型种 类(比例) 3种 (1∶2∶1)1 32种 (1∶2∶1)2 3n种
(1∶2∶1)n
F2全显性个 体所占比例 (3/4)1 (3/4)2 (3/4)n
F2中隐性个 体所占比例 (1/4)1 (1/4)2 (1/4)n
F1测交后代表型 种类 (比例) 2种 (1∶1)1 22种 (1∶1)2 2n种
(1∶1)n
【名师点睛】
(1)某显性亲本的自交后代中,若全显个体的比例为(3/4)n或隐性个体的比例为(1/4)n,可知该显性亲本含有n对杂合基因,该性状至少受n对等位基因控制。
(2)某显性亲本的测交后代中,若全显性个体或隐性个体的比例为(1/2)n,可知该显性亲本含有n对杂合基因,该性状至少受n对等位基因控制。
(3)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。
【精练提素养】
1. 【不定项】(2026·潍坊模拟)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。下列有关叙述正确的是(　　)
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】选A、C、D。若基因型为AaRr的个体测交,则子代基因型有AaRr、Aarr、aaRr、aarr,基因型有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;由题意可知,Aa自交子代表型有3种,Rr自交子代表型有2种,但由于aa表现无花瓣,故aaR_与aarr的表型相同,即表型共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,则子代是红色花瓣(A_Rr)的植株所占比例为 3/4×1/2=3/8,D正确。
2.(2025·长沙模拟)豌豆的花腋生和花顶生(受基因A、a控制)、半无叶形和普通叶形(受基因F、f控制)是两对相对性状。现利用花腋生普通叶形植株甲、花顶生普通叶形植株乙和花腋生半无叶形植株丙进行杂交实验,实验结果如下表所示。则甲、乙、丙的基因型分别是(　　)
A.AaFF、aaFF、AAff　 B.AaFf、aaFf、AAff
C.AaFF、aaFf、AAff　 D.AaFF、aaFf、Aaff
亲本组合 F1的表型及比例
甲×乙 花腋生普通叶形∶花顶生普通叶形=1∶1
乙×丙 花腋生普通叶形∶花腋生半无叶形=1∶1
甲×丙 全部表现为花腋生普通叶形
√
【解析】选C。由乙×丙组可推测出花腋生对花顶生为显性,由甲×丙组可推测出普通叶形对半无叶形为显性,即甲的基因型为A_F_,乙的基因型为aaF_,丙的基因型为A_ff。甲(A_F_)和乙(aaF_)杂交,后代花腋生∶花顶生=1∶1,即甲中关于花腋生的基因型为Aa。甲(AaF_)和丙(A_ff)杂交,后代全部表现为普通叶形,说明甲中关于叶形的基因型为FF,即甲的基因型为AaFF。乙(aaF_)和丙(A_ff)杂交,后代普通叶形∶半无叶形=1∶1,说明乙中关于叶形的基因型为Ff,则乙的基因型为aaFf。甲和丙杂交后代全为花腋生,说明丙中关于花腋生的基因型为AA,故丙的基因型为AAff,C正确。
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】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。
4. 【不定项】(2026·吉林模拟)若某哺乳动物毛发颜色由基因De(褐色)、Df(灰色)、d(白色)控制,其中De和Df分别对d完全显性。毛发形状由基因H(卷毛)、h(直毛)控制。控制两种性状的等位基因均位于常染色体上且独立遗传。基因型为DedHh和DfdHh的雌雄个体交配。下列说法错误的是(　　)
A.若De对Df共显性、H对h完全显性,则F1有6种表型
B.若De对Df共显性、H对h不完全显性,则F1有12种表型
C.若De对Df不完全显性、H对h完全显性,则F1有9种表型
D.若De对Df完全显性、H对h不完全显性,则F1有8种表型
√
√
√
【解析】选A、C、D。若De对Df共显性,则Ded×Dfd子代有4种表型;若H对h完全显性,则Hh×Hh子代有2种表型;两对相对性状组合,则F1有8种表型,A错误。若De对Df共显性,则Ded×Dfd子代有4种表型;若H对h不完全显性,则Hh×Hh子代有3种表型;两对相对性状组合,则F1有12种表型,B正确。若De对Df不完全显性,则Ded×Dfd子代有4种表型;若H对h完全显性,则Hh×Hh子代有2种表型;两对相对性状组合,则F1有8种表型,C错误。若De对Df完全显性,则Ded×Dfd子代有3种表型;若H对h不完全显性,则Hh×Hh子代有3种表型;两对相对性状组合,则F1有9种表型,D错误。
考点三　两对等位基因位置关系的
判断
【精研强思维】
【思维探究】
某二倍体植物叶片的缺刻叶和马铃薯叶、果实的红色与黄色为两对相对性状,分别受基因A、a和B、b控制,基因型为AaBb的个体表型为缺刻叶红果,基因A、a和B、b的位置关系如图所示。探究:
(1)(科学思维)请分析预测图示三种类型的个体自交和测交所得子代的表型及比例(不考虑染色体互换)。
提示:第一种类型自交结果为缺刻叶红果∶马铃薯叶红果∶缺刻叶黄果∶马铃薯叶黄果=9∶3∶3∶1,测交结果为缺刻叶红果∶马铃薯叶红果∶缺刻叶黄果∶马铃薯叶黄果=1∶1∶1∶1;第二种类型自交结果为缺刻叶红果∶马铃薯叶黄果=3∶1,测交结果为缺刻叶红果∶马铃薯叶黄果=1∶1;第三种类型自交结果为缺刻叶红果∶马铃薯叶红果∶缺刻叶黄果=2∶1∶1,测交结果为马铃薯叶红果∶缺刻叶黄果=1∶1。
(2)(科学思维)基因型为Aabb(缺刻叶黄果)的个体与基因型为aaBb个体杂交,请完成图中相关结果预测。
提示:缺刻叶红果∶马铃薯叶红果∶缺刻叶黄果∶马铃薯叶黄果=1∶1∶1∶1　缺刻叶红果∶马铃薯叶红果∶缺刻叶黄果∶马铃薯叶黄果=1∶1∶1∶1
(3)(科学思维)思考在杂交组合:AaBb×AaBb、AaBb×aabb、Aabb×aaBb、AaBb×aaBb、AaBb×Aabb中能判断两对等位基因是否遵循自由组合定律的杂交组合是___________________。
提示:AaBb×AaBb、AaBb×aabb、AaBb×aaBb、AaBb×Aabb
(4)(科学思维)某AaBb的个体测交后代出现4种表型,比例为缺刻叶红果∶马铃薯叶红果∶缺刻叶黄果∶马铃薯叶黄果=8%∶42%∶42%∶8%,则可推知AaBb的个体相关基因位置关系(用图示表示)。
提示:
【思维建构】
1.基因的自由组合(非同源染色体上的非等位基因):
2.基因的完全连锁(同源染色体上的非等位基因):
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 性状分离比为3∶1 性状分离比为1∶2∶1
测交 后代 基因型 1AaBb、1aabb 1Aabb、1aaBb
表型 性状分离比为1∶1 性状分离比为1∶1
3.基因的不完全连锁:
若基因型为AaBb的个体测交后代出现四种表型,但基因型及比例为AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=42%∶8%∶8%∶42%,测交结果“两大”“两小”,且“两两相同”,出现这一结果可能的原因是A与B连锁,a与b连锁,而且A与a或B与b之间发生互换,产生四种类型的配子,其类型及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=42%∶8%∶8%∶42%。
【精练提素养】
1.已知桃树中,树体乔化与矮化为一对相对性状(由等位基因A、a控制),蟠桃果形与圆桃果形为一对相对性状(由等位基因B、b控制),以下是相关的两组杂交实验。
实验一:乔化蟠桃(甲)×矮化圆桃(乙)→F1乔化蟠桃∶矮化圆桃=1∶1。
实验二:乔化蟠桃(丙)×乔化蟠桃(丁)→F1乔化蟠桃∶矮化圆桃=3∶1。
根据上述实验判断,以下关于甲、乙、丙、丁四个亲本的基因在染色体上的分布情况正确的是(　　)
【解析】选D。实验二中亲本都是乔化,后代出现矮化,说明乔化是显性性状,矮化是隐性性状;亲本都是蟠桃,后代出现圆桃,说明蟠桃是显性性状,圆桃是隐性性状。实验一中两对相对性状测交,后代表型之比为1∶1,说明这两对等位基因的遗传不遵循自由组合定律,若遵循自由组合定律,测交后代应有四种表型,其表型之比应为1∶1∶1∶1,故两对等位基因位于同一对同源染色体上。分析实验一、二可知,基因A与B位于一对同源染色体的一条染色体上,基因a与b位于该对同源染色体的另一条染色体上,D正确。
√
2. 【不定项】(2026·湘潭模拟)玉米粒的颜色由基因A/a控制,形状由基因B/b控制,现用纯种黄色饱满玉米和白色皱缩玉米杂交,F1全部表现为黄色饱满。F1自交得到F2,F2的表型及比例为黄色饱满66%、黄色皱缩9%、白色饱满9%、白色皱缩16%。下列分析错误的是(　　)
A.两对相对性状的遗传不遵循自由组合定律
B.基因A和B位于一条染色体上
C.F2中纯合子所占比例为24%
D.F1植株体内有20%的卵原细胞在减数分裂过程中发生了互换
√
√
【解析】选C、D。F2中黄色∶白色=3∶1,饱满∶皱缩=3∶1,但4种表型比例不是9∶3∶3∶1,故两对性状的遗传不遵循自由组合定律,A正确;纯种黄色饱满玉米(AABB)与白色皱缩玉米(aabb)杂交,后代中黄色饱满和白色皱缩的比例较大,说明AB和ab的配子较多,说明AB连锁,ab连锁,即基因A、B位于同一条染色体上,B正确;F2的表型及比例为黄色饱满66%∶黄色皱缩9%∶白色饱满9%∶白色皱缩16%,说明ab配子的比例为4/10,则AB配子的比例也为4/10,则另外两种配子的比例为(1-4/10-4/10)/2=1/10,即F1产生配子AB∶Ab∶aB∶ab=4∶1∶1∶4,F2中纯合子所占比例为(4/10)2+(4/10)2+
(1/10)2+(1/10)2=34%,C错误;F1植株减数分裂产生的卵细胞中Ab、aB重组类
型各占1/10,且发生互换的卵原细胞产生的卵细胞的种类及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1,各占1/4,故可判断发生互换的卵原细胞占(1/10)/(1/4)=2/5=40%,D错误。
3.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∶1∶3∶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】选B。题图中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,比例为3∶1,C、D错误。
从教材走向高考
【体验高考真题溯源】
1.(2025·湖北卷)→(必修2 P10~P12正文)某学生重复孟德尔豌豆杂交实验,取一粒黄色圆粒F1种子(YyRr),培养成植株,成熟后随机取4个豆荚,所得32粒豌豆种子表型计数结果如表所示。下列叙述最合理的是(　　)
性状 黄色 绿色 圆粒 皱粒
个数(粒) 25 7 20 12
A.32粒种子中有18粒黄色圆粒种子,2粒绿色皱粒种子
B.实验结果说明含R基因配子的活力低于含r基因的配子
C.不同批次随机摘取4个豆荚,所得种子的表型比会有差别
D.该实验豌豆种子的圆粒与皱粒表型比支持孟德尔分离定律
【教考融通】
本题直接以孟德尔两对相对性状的杂交实验为命题背景,通过深刻理解杂交实验的实验流程和科学分析实验结果,就可以准确判断选项。
√
【解析】选C。黄色圆粒种子理论值为18粒(32×9/16),绿色皱粒为2粒(32×1/16),但实际数据中,黄色和圆粒的总数分别为25和20,无法直接推导组合性状的具体数值,A错误;圆粒与皱粒比为5∶3,可能R配子活力低于r,但由于样本太少,所以不能确定含R基因配子的活力低于含r基因的配子,B错误;由于样本量小(仅4个豆荚,32粒种子),不同批次摘取豆荚可能因抽样误差导致表型比波动,C正确;圆粒与皱粒实际比为5∶3,不符合分离定律预期的3∶1,同时样本数目太少,所以不支持孟德尔分离定律,D错误。
【深研教材预测高考】
2.(必修2 P16非选择题T1【改编】)番茄的紫茎和绿茎(受A、a控制)是一对相对性状,缺刻叶和马铃薯叶(受B、b控制)是一对相对性状。利用四种不同基因型的番茄进行杂交,实验结果如图所示。
(1)根据_______(填“第1组”或“第2组”)杂交,能够确定________(填“缺刻叶”
或“马铃薯叶”)为显性性状。
【解析】(1)根据第1组杂交结果缺刻叶∶马铃薯叶=3∶1,可知缺刻叶为显性性状。亲本均为Bb。
(2)根据上述两组杂交____(填“能”或“不能”)判断紫茎和绿茎的显隐性,原因
是____________________________________________________________
________________。
【解析】(2)紫茎若为隐性则甲与乙的基因型均为aaBb,与题意不符,因此紫茎为显性,绿茎为隐性。
第1组
缺刻叶
能
若紫茎为隐性,甲与乙的基因型必然相同,与题意不符。因此紫茎为显
性、绿茎为隐性
(3)若已知乙的基因型为AaBb,丙与丁的杂交结果______(填“能”或“不能”)证
明两对基因自由组合,原因是_____________________________________
______________________________________________________________
_____________________________________________________。
【解析】(3)若乙为AaBb,丙与丁的杂交只能为Aabb和aaBb的杂交。这两种基因型的个体杂交,无论两对基因是否自由组合,结果是相同的。
不能
若乙为AaBb,丙与丁的基因型只能为Aabb
和aaBb。无论两对基因是否自由组合,后代表型及比例都是紫茎马铃薯
叶∶紫茎缺刻叶∶绿茎马铃薯叶∶绿茎缺刻叶=1∶1∶1∶1(共50张PPT)
核心素养测评　
第四单元　第21讲　基因自由组合定律
(30分钟　50分)
【基础过关练】
1.(2分)豌豆的子叶黄色对绿色为显性,种子圆粒对皱粒为显性,两种性状分别
由两对独立遗传的基因控制。现用黄色圆粒豌豆与绿色圆粒豌豆杂交,F1中
绿色皱粒豌豆所占比例为1/8。下列推断不合理的是 (　　)
A.两个亲本均为杂合子
B.亲本黄色圆粒豌豆产生2种配子
C.子代中纯合子的比例为1/4
D.子代有4种表型和6种基因型
√
【解析】选B。假设子叶黄色、绿色分别由Y、y基因控制,种子圆粒、皱粒分别由R、r基因控制。亲本黄色(Y-)和绿色(yy)杂交,F1出现绿色,初步判断在子叶颜色这一对性状上亲本为Yy×yy,亲本圆粒和圆粒杂交,F1出现皱粒,初步判断在种子形状这一对性状上亲本为Rr×Rr,由题干信息可知,F1中绿色皱粒豌豆所占比例为1/8,可拆分为(1/2)×(1/4),综合上述分析可以确定亲本黄色圆粒豌豆基因型为YyRr,绿色圆粒豌豆基因型为yyRr,两亲本均为杂合子,A合理。亲本黄色圆粒豌豆基因型为YyRr,可产生4种配子,基因型分别是
YR、Yr、yR、yr,B不合理。亲本为YyRr×yyRr,则后代纯合子为yyrr和yyRR,其中yyrr=(1/2)×(1/4)=1/8,yyRR=(1/2)×(1/4)=1/8,二者共占1/8+1/8=1/4,C合理。亲本为YyRr×yyRr,考虑Y、y基因,后代有2种基因型,2种表型;考虑R、r基因,后代有3种基因型,2种表型,考虑两对基因,后代表型有2×2=4(种),基因型有2×3=6(种),D合理。
2.(2分)两株豌豆进行杂交,得到如图所示的结果,其中黄色(Y)对绿色(y)为显
性,圆粒(R)对皱粒(r)为显性,控制两对性状的基因独立遗传。则亲本的基因
型是 (　　)
A.YyRR×YYRr B.YyRr×Yyrr
C.YyRr×YYRr D.YrRr×yyRr
【解析】选D。根据子代中,圆粒∶皱粒=3∶1,可知亲本对应的基因型为Rr
和Rr;根据子代中黄色∶绿色=1∶1,可知亲本中黄色和绿色的基因型为Yy和
yy。因此亲本为YyRr和yyRr,D正确。
√
【方法规律】若干对性状独立遗传自由组合的过程中,仅就其中的每一对性状而言,仍然遵循分离定律。因此在解这类遗传题时,注意各个击破。
3.(2分)野生型油菜含糖量低且对病原菌的抵抗力弱。科学家通过基因工程技术分别
构建了抗病和高糖的纯合品系,并进行了以下三组实验:
实验一:野生型×抗病纯合品系→F1(抗病)自交→F2(抗病∶不抗病=3∶1)。
实验二:野生型×高糖纯合品系→F1(高糖)自交→F2(高糖∶低糖=3∶1)。
实验三:F1(抗病)×F1(高糖)杂交→F2(抗病高糖∶抗病低糖∶不抗病高糖∶不抗病低
糖=1∶1∶1∶1)。下列相关叙述错误的是 (　　)
A.从实验结果可以推出,抗病和高糖均为显性性状
B.将实验一中F2抗病个体自交,后代抗病植株中能稳定遗传的个体的比例为3/5
C.将实验二中F2高糖个体自由交配,后代表现为高糖的比例为8/9
D.实验三的结果说明对病原体的抗性和含糖量这两对相对性状遵循自由组合定律
√
【解析】选D。分析实验一,野生型×抗病纯合品系→F1(抗病),说明抗病是显性性状,而实验二中野生型×高糖纯合品系→F1(高糖),说明高糖为显性性状,A正确;设抗病与不抗病由A/a基因控制,则实验一野生型aa×抗病纯合品系AA得到的F1的基因型是Aa,F2抗病个体包括1/3AA、2/3Aa,自交后代中包括3/6AA、2/6Aa、1/6aa,抗病植株(A-)中能稳定遗传的个体(AA)的比例为3/5,B正确;设高糖与低糖相关基因是B/b,实验二野生型bb×高糖纯合品系BB,F1均为Bb,则F2个体为BB∶Bb∶bb=1∶2∶1,将实验二中F2高糖个体
(1/3BB、2/3Bb)自由交配,配子类型及比例是2/3B、1/3b,后代表现为低糖(bb)的比例=1/3×1/3=1/9,则高糖的比例为1-1/9=8/9,C正确;实验三中F1(抗病,基因型为Aabb)×F1(高糖,基因型为aaBb)杂交→F2(抗病高糖∶抗病低糖∶不抗病高糖∶不抗病低糖=1∶1∶1∶1),无论是A/a与B/b位于一对同源染色体上还是两对同源染色体上,两亲本各自都只能产生两种配子,F1(抗病)×F1(高糖)杂交,后代结果均为有四种表型且比例为1∶1∶1∶1,故不能说明对病原体的抗性和含糖量这两对相对性状遵循自由组合定律,D错误。
4.(2分)黄金胡子鱼属于异型鱼,胡子和大帆是胡子鱼的两个品种,胡子的短鳍(E)对大帆的长鳍(e)为显性,蓝眼(G)对红眼(g)为显性,父本眼色基因所在的一条染色体上具有一致死基因,致死效应在配子产生后引起配子死亡,研究人员进行如表所示杂交实验(不考虑伴性遗传)。下列叙述错误的是 (　　)
P F1 F1相互交配得到F2,F2表型及数量
蓝眼胡子×红眼大帆 蓝眼胡子300尾 蓝眼胡子902尾、红眼胡子898尾、蓝眼大帆297尾、红眼大帆301尾
A.E、e和G、g两对基因的遗传遵循自由组合定律
B.致死基因位于G基因所在的染色体上,导致含G的雄配子死亡
C.F1做父本与eegg个体测交,子代有2种基因型和2种表型
D.若让F2中红眼胡子个体随机交配,子代红眼大帆占比为1/6
√
【解析】选D。F1到F2发生基因的自由组合,E、e和G、g两对基因的遗传遵循自由组合定律,A正确;若致死基因存在于g基因所在的染色体上,则F2的性状分离比应为:蓝眼胡子∶蓝眼大帆=3∶1,若致死基因存在于G基因所在的染色体上,则F2的性状分离比为:蓝眼胡子∶红眼胡子∶蓝眼大帆∶红眼大帆=3∶3∶1∶1,符合表中比例,B正确;F1做父本(EeGg)与eegg个体测交,子代有2种基因型Eegg、eegg和2种表型红眼胡子、红眼大帆,C正确;若让F2中红眼胡子个体随机交配,即(2/3Eegg、1/3EEgg)群体随机交配,用配子法,雌雄配子均为(2/3Eg、1/3eg),故子代红眼大帆占比为1/3×1/3=1/9,D错误。
5.(2分)番茄中红色果实(R)对黄色果实(r)为显性,两室果(D)对多室果(d)为显
性,高藤(T)对矮藤(t)为显性,控制三对性状的等位基因分别位于三对同源染
色体上,某红果两室高藤植株甲与rrddTT杂交,子代中红果两室高藤植株占
1/2;与rrDDtt杂交,子代中红果两室高藤植株占1/4;与RRddtt杂交,子代中红果
两室高藤植株占1/2。植株甲的基因型是 (　　)
A.RRDdTt　 B.RrDdTt
C.RrDdTT　 D.RrDDTt
√
【解析】选D。甲表型为红果两室高藤,对应的基因型为R_D_T_,甲与rrddTT杂交,子代中红果两室高藤植株占1/2,说明R_D_有一对基因是纯合子,有一对基因是杂合子;甲与rrDDtt杂交,子代中红果两室高藤植株占1/4,说明甲的基因型为RrDDTt;甲与RRddtt杂交,子代中红果两室高藤植株占1/2,进一步确定甲的基因型为RrDDTt。
6.(2分)小鼠的基因A、a控制着毛发的黑色、白色,基因B、b控制着毛囊的
有无,两对基因位于常染色体上。现将黑色小鼠和无毛囊小鼠杂交得到
F1,F1自由交配得到F2,F2中不同性状的小鼠比例为9∶3∶4。随机选取部分
F2黑色和白色小鼠进行相关基因检测,结果如下表所示:
毛色 A基因检测结果 B基因检测结果
黑色 均有 均有
白色 均无 均有
不考虑突变和互换,下列相关说法错误的是 (　　)
A.该小鼠关于毛发颜色和毛囊有无的基因型有9种,表型有3种
B.亲本中无毛囊小鼠有两种基因型,分别是AAbb、aabb
C.F2中白色小鼠个体所占的比例为3/16
D.若让F2中黑色小鼠随机交配,则其后代中无毛囊雄鼠占1/18
√
【解析】选B。F1自交得到F2,F2中不同性状的比例为9∶3∶4,说明F1的基因型是
AaBb,两对等位基因的遗传遵循自由组合定律,故F1自交后代基因型有9种;F2黑色
小鼠均有A和B基因,白色小鼠没有A基因,只有B基因,由此可知,A_B_表现为黑
色,aaB_表现为白色,A_bb和aabb表现为无毛囊,表型有3种,A正确;F1是AaBb,亲本
黑色小鼠的基因型为AABB,故无毛囊小鼠的基因型为aabb,B错误;aaB_表现为白
色,故F2中白色小鼠个体所占的比例为3/16,C正确;F2中黑色小鼠基因型为1AABB、
2AABb、2AaBB、4AaBb,若让F2中黑色小鼠随机交配,配子种类及比例为
AB∶Ab∶aB∶ab=4∶2∶2∶1,即_B∶_b=2∶1,根据棋盘法可知后代
_ _B_∶_ _bb=8∶1,故无毛囊(_ _bb)雄鼠占1/9×1/2=1/18,D正确。
7.(2分)(2025·济南模拟)已知某种植物花色由两对等位基因控制,其中A基因
控制红花性状,a基因控制黄花性状,但B基因存在时植株不能合成花瓣色素
而开白花,纯合白花个体与纯合黄花个体杂交获得F1均为白花,F1自交获得F2。
下列分析正确的是 (　　)
A.若亲代白花为AABB,则F2白花中纯合子可能占1/4
B.若F2白花∶黄花=3∶1,则A/a、B/b位于一对同源染色体上
C.若F2白花∶红花∶黄花=12∶3∶1,则A/a、B/b位于非同源染色体上
D.若A/a、B/b位于非同源染色体上,则F2白花∶红花∶黄花=12∶3∶1
√
【解析】选C。若亲代白花为AABB,与纯合黄花个体aabb杂交获得的F1基因型为AaBb,F1自交获得的F2白花个体的基因型为1AABB、2AaBB、2AABb、4AaBb、1aaBB、2aaBb,其中纯合子占2/12=1/6,A错误;若F2白花∶黄花=3∶1,亲本可能是aaBB(白花)和aabb(黄花),所以不能确定A/a、B/b是否位于一对同源染色体上,B错误;若F2白花∶红花∶黄花=12∶3∶1,是9∶3∶3∶1的变式,则亲本是AABB和aabb,所以可以确定A/a、B/b位于非同源染色体上,在遗传时遵循基因自由组合定律,C正确;若A/a、B/b位于非同源染色体上,如果亲本是AABB和aabb,则F2白花∶红花∶黄花=12∶3∶1;如果亲本是aaBB和aabb,则F2白花∶黄花=3∶1,D错误。
8.(2分)(2025·济宁模拟)已知某种甲虫体色有黑色与花斑两种,该性状由三对
独立遗传的等位基因控制,这三对等位基因中均有显性基因时,甲虫的体色
表现为黑色,其余表现为花斑。下列有关该种甲虫体色遗传的叙述,正确的
是 (　　)
A.该种甲虫共有27种基因型,其中体色为花斑的甲虫有16种基因型
B.让甲虫体色为花斑的雌雄个体交配,后代不会出现黑色个体
C.让三对等位基因均杂合的甲虫雌雄个体交配,后代性状分离比为27∶37
D.若基因型相同的黑色甲虫雌雄个体交配得到的后代有9种基因型,则亲本
基因型有6种可能
√
【解析】选C。该种甲虫基因型共有33=27种,其中体色为花斑的甲虫基因型有27-23=19种,A错误;如果花斑雌性基因型为AABBcc,雄性基因型为aaBBCC,二者杂交,后代基因型为AaBBCc,表现为黑色,B错误;三对等位基因均杂合的甲虫(AaBbCc)雌雄个体交配,后代黑色个体(A_B_C_)的比例为(3/4)3=27/64,花斑的比例为1-27/64=37/64,所以后代性状分离比为27∶37,C正确;若基因型相同的黑色甲虫雌雄个体交配得到的后代有9种基因型,说明亲本含有2对等位基因,三对基因均有显性基因时,体色表现为黑色,亲本基因型有AaBbCC、AABbCc、AaBBCc,共3种基因型,D错误。
9.(2分)孟德尔在研究了一对相对性状的遗传规律后,进一步研究了两对和多
对相对性状的遗传。下列对n对独立遗传的等位基因控制的性状(完全显性)
的遗传分析,错误的是 (　　)
A.F1形成的配子种类数与F2的表型数相等
B.F2的表型数与基因型数不相等
C.F2的性状分离比为9∶3∶3∶1
D.F1雌雄配子可能的组合数是4n
√
【解析】选C。n对等位基因控制的性状(完全显性),F1形成的配子种类数为2n,F2表型数为2n,两者相等,A正确;F2的表型数为2n,基因型数为3n,两者不相等,B正确;如果杂交中包括的基因对数为1对,F2的性状分离比为(3∶1)1,基因对数为2对,F2的性状分离比为(3∶1)2,以此类推,如果杂交中包括的基因对数为n对,则F2的性状分离比为(3∶1)n,C错误;如果杂交中包括的基因对数为1对,则F1雌雄配子的组合数是41,如果杂交中包括的基因对数为2对,F1雌雄配子的组合数为42,以此类推,如果杂交中包括的基因对数为n对,则F1雌雄配子的组合数为4n,D正确。
【思维进阶练】
10.(3分) 【不定项】(2026·哈尔滨模拟)两对基因A和a、B和b在同源染色体
上的位置有如图三种情况,在产生配子时,不考虑染色体互换。下列说法错
误的是 (　　)
类型1 类型2 类型3
A.类型1和类型2个体自交,后代的基因型类型相同
B.类型3的个体在产生配子时不会出现非同源染色体的自由组合
C.三种类型的个体自交,后代可能出现9∶3∶3∶1性状分离比的是类型3
D.如果类型1、2在产生配子时出现了染色体互换,则三种类型的个体都能产
生四种类型的配子
√
√
【解析】选A、B。类型1能产生两种配子Ab、aB,自交后代的基因型为AAbb、AaBb和aaBB;类型2能产生两种配子AB、ab,自交后代的基因型为AABB、aabb和AaBb,即类型1和类型2个体自交,后代的基因型类型不完全相同,A错误。类型3的两对等位基因位于两对同源染色体上,遵循自由组合定律,故产生配子时会出现非同源染色体的自由组合,B错误。类型3遵循自由组合定律,能产生AB、ab、Ab、aB四种比例相同的配子,自交后代性状分离比是9∶3∶3∶1,类型1、2两对基因连锁,自交后代性状分离比不是9∶3∶3∶1,C正确。如果类型1、2在产生配子时出现了染色体互换,则三种类型的个体都能产生四种类型的配子,但类型1、2产生的四种配子的比例不相同,D正确。
11.(3分) 【不定项】(2026·大连模拟)若下图表示孟德尔揭示两个遗传定律时所选
用的豌豆实验材料及其体内相关基因控制的性状、显隐性及其在染色体上的分
布。不考虑染色体互换,下列相关叙述正确的是 (　　)
A.丁个体(DdYyrr)自交子代会出现四种表型且
比例为9∶3∶3∶1
B.图甲、乙个体减数分裂时可以揭示孟德尔自
由组合定律的实质
C.孟德尔用丙个体(ddYyRr)自交,其子代表型比例为9∶3∶3∶1,属于假说—演绎
法的提出假说阶段
D.孟德尔用假说—演绎法揭示基因的分离定律时,可以选甲、乙、丙、丁为材料
√
【解析】选D。丁个体中有两对等位基因位于一对同源染色体上,只能产生基因型为DYr、dyr两种配子,故自交子代会出现两种表型且比例为3∶1,A错误;图甲、乙个体基因型中都只有一对等位基因,所以减数分裂时不能揭示孟德尔自由组合定律的实质,而丙个体能揭示孟德尔自由组合定律的实质,B错误;孟德尔用丙个体(ddYyRr)自交,其子代表型比例为9∶3∶3∶1,属于杂交实验发现问题阶段,C错误;甲、乙、丙、丁中都含有等位基因,故孟德尔用假说—演绎法揭示基因的分离定律时,可以选甲、乙、丙、丁为材料,D正确。
12.(3分) 【不定项】(2026·呼和浩特模拟)玉米是重要的粮食作物,含A基因时普通玉米蔗
糖含量低,无甜味。科研工作者偶然发现一个单基因突变纯合子aaBBDD,甜度微甜。继
续培育甜玉米品种过程中,得到了两个超甜玉米品种甲(aabbDD)和乙(aaBBdd),其相关基
因位置及基因控制相关物质合成途径如图所示。为验证甲、乙的基因型,分别与普通玉
米(AABBDD)杂交得F1,再让F1自交得F2(不考虑互换)。下列叙述错误的是 (　　)
A.基因型为aaBBDD的玉米微甜是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
B.基因A/a和D/d的遗传遵循分离定律,具有甜味的玉米基因型最多有18种
C.若F2出现普通玉米∶超甜玉米=3∶1,则亲本超甜玉米的基因型为aaBBdd
D.若F2出现普通玉米∶微甜玉米∶超甜玉米
=9∶6∶1,则亲本超甜玉米的基因型为aabbDD
√
√
√
【解析】选A、B、D。基因a控制合成酶1,在酶1的作用下,淀粉转化为蔗糖,故基因型aaBBDD的玉米微甜是基因通过控制酶的合成控制代谢,进而控制生物体的性状,A错误。基因A/a和D/d都位于4号染色体上,其遗传遵循分离定律,基因型为A_ _ _ _ _的无甜味,基因型共有2×3×3=18(种),其他基因型为有甜味,具有甜味的玉米基因型最多有3×3×3-18=9(种),B错误。假设亲本超甜玉米的基因型为aaBBdd,与普通玉米(AABBDD)杂交得F1,F1的基因型为AaBBDd,后代的基因型及比例为A_BBD_(普通玉米)∶aaBBdd(超甜玉米)=3∶1;假设亲本超甜玉米的基因型为aabbDD,与普通玉米(AABBDD)
杂交得F1,F1的基因型为AaBbDD,基因A/a和B/b的遗传遵循自由组合定律,后代的基因型及比例为A_B_DD(普通玉米)∶aaB_DD(微甜玉米)∶A_bbDD(普通玉米)∶aabbDD(超甜玉米)=9∶3∶3∶1,即普通玉米∶微甜玉米∶超甜玉米=12∶3∶1,C正确,D错误。
13.(11分)某雌雄同株单子叶植物种子的非糯性和糯性是由等位基因A/a控制的一对相对性状,植株的抗病和易感病是由等位基因T/t控制的一对相对性状,花粉粒的长形和圆形是由等位基因D/d控制的一对相对性状。现有甲(非糯性抗病圆形)、乙(非糯性易感病长形)、丙(非糯性易感病圆形)、丁(糯性易感病圆形)四种纯合植株,杂交实验及其结果如下表所示。分析并回答下列问题:
组别 亲本 F1 F2
实验 一 甲×乙 非糯性抗 病长形 非糯性抗病长形∶非糯性抗病圆形∶非糯性易感病长形∶非糯性易感病圆形=9∶3∶3∶1
实验 二 丙×丁 非糯性易 感病圆形 非糯性易感病圆形∶糯性易感病圆形=3∶1
(1)(3分)花粉粒的长形和圆形性状中,显性性状是_________,亲本乙、丁的基因型分
别是____________________。
【解析】(1)实验一中,甲(非糯性抗病圆形)×乙(非糯性易感病长形),F1的表型为非糯
性抗病长形,F2中非糯性抗病长形∶非糯性抗病圆形∶非糯性易感病长形∶非糯性易
感病圆形=9∶3∶3∶1,说明控制植株的抗病和易感病、花粉粒的长形和圆形这两对
相对性状的基因,即基因T/t和D/d的遗传遵循自由组合定律,且抗病、长形为显性性状,
易感病、圆形为隐性性状。实验二中,丙(非糯性易感病圆形)×丁(糯性易感病圆
形),F1的表型为非糯性易感病圆形,说明非糯性为显性性状,糯性为隐性性状,故纯合
植株甲的基因型为AATTdd、乙的基因型为AAttDD、丙的基因型为AAttdd、丁的基
因型为aattdd。
　长形　
　AAttDD、aattdd　
(2)(3分)实验一中,F2的非糯性抗病长形植株中纯合子所占的比例为________,选
择F2的非糯性抗病圆形植株随机交配,则子代的表型及比例为_______________
____________________________。
【解析】(2)实验一中,F1的基因型为AATtDd,F2中非糯性抗病长形(AAT_D_)植株
所占的比例为3/4×3/4=9/16,纯合的非糯性抗病长形(AATTDD)植株所占的比例为
1/4×1/4=1/16,所以F2的非糯性抗病长形植株中纯合子所占的比例为
1/16÷9/16=1/9。选择F2的非糯性抗病圆形(2/3AATtdd、1/3AATTdd)植株随机交
配,其产生的雌、雄配子的种类及比例均为ATd∶Atd=2∶1,子代的基因型及比例
为AATTdd∶AATtdd∶AAttdd=(2/3×2/3)∶(2/3×1/3×2)∶(1/3×1/3)=4∶4∶1,故子
代的表型及比例为非糯性抗病圆形∶非糯性易感病圆形=8∶1。
　1/9　
　非糯性抗病圆
形∶非糯性易感病圆形=8∶1　
(3)(5分)仅凭杂交实验一和实验二尚不能确定上述三对等位基因的遗传是
否遵循自由组合定律,为证明基因A/a、T/t和D/d的遗传遵循自由组合定律,
可利用甲、乙、丙、丁四种纯合植株再设计两组杂交实验。
实验思路:选择甲和丁(实验三)、___________(实验四)分别进行杂交获得
F1,F1自交,_____________________________。
预期实验结果:实验三F2的表型及比例为非糯性抗病圆形∶非糯性易感病圆
形∶糯性抗病圆形∶糯性易感病圆形=9∶3∶3∶1;实验四F2的表型及比例
为_____________________________________________________________
______________________。
　乙和丁　
　 观察并统计F2的表型及比例　
　非糯性易感病长形∶非糯性易感病圆形∶糯性易感病长形∶糯性易
感病圆形=9∶3∶3∶1　
【解析】(3)仅凭杂交实验一和实验二只能证明基因T/t和D/d的遗传遵循自由组合定律,但不能证明上述三对等位基因的遗传遵循自由组合定律,为证明基因A/a、T/t和D/d的遗传遵循自由组合定律,还需要证明基因A/a和T/t的遗传遵循自由组合定律,以及基因A/a和D/d的遗传遵循自由组合定律。因此,可选择甲和丁(实验三)、乙和丁(实验四)分别进行杂交获得F1,F1自交,观察并统计F2的表型及比例。实验四为乙和丁杂交,即AAttDD×aattdd,F1的基因型为AattDd,若基因A/a和D/d的遗传遵循自由组合定律,则F2的表型及比例为非糯性易感病长形∶非糯性易感病圆形∶糯性易感病长形∶糯性易感病圆形=9∶3∶3∶1。
14.(12分)(2025·内蒙古适应性测试)某品种鹦鹉大多数的胸羽是红色或黄色,偶尔也出现胸羽上既没有红色也没有黄色(无红黄羽)的个体,对其进行遗传分析。
(1)(4分)红、黄羽鹦鹉杂交结果如下表。
组合 ① ② ③
亲本 红羽×红羽 黄羽×红羽 黄羽×黄羽
子代 红羽 黄羽 黄羽和红羽
若上述杂交组合的性状受一对等位基因(A/a)控制,则黄羽为_________(填
“显性”或“隐性”)性状,判断的理由是_________________________________
_______________________________________________,
纯种红羽鹦鹉与纯种黄羽鹦鹉杂交,子代间相互交配,预期子二代中
红羽∶黄羽的比例是_________。
　显性　
　由杂交组合②或③可知,黄羽×红羽
子代全为黄羽,黄羽×黄羽子代同时出现黄羽和红羽　
　1∶3　
【解析】(1)由杂交组合②或③可知,黄羽×红羽子代全为黄羽,黄羽×黄羽子代同时出现黄羽和红羽,若上述杂交组合的性状受一对等位基因(A/a)控制,则黄羽为显性性状。纯种红羽鹦鹉(aa)与纯种黄羽鹦鹉AA杂交,子代(Aa)间相互交配,预期子二代中红羽(aa)∶黄羽(A_)的比例是1∶3。
(2)(6分)研究发现上述A基因的表达产物是催化红色素转变为黄色素的酶,而a基因无相应功能。鹦鹉红、黄羽色的形成还受D/d基因的控制。为研究D/d在色素形成中的功能,通过基因工程构建了3个酵母品系。检测其中的红、黄色素,结果如下表。
酵母品系 A基因 D基因 色素
① 有 有 红和黄
② 无 有 红
③ 有 无 无
则D基因的功能是_____________________。鹦鹉的基因能在酵母中表达,
表明在翻译过程中共用_______________。酵母品系①中同时检测到红色
素和黄色素,用同样的方法检测鹦鹉的黄色胸羽(各种基因型),均可检测到黄
色素和少量的红色素,原因是_________________________________________
____________________________。
　调控红色素的合成　
　一套密码子　
　A基因的表达产物可催化红色素转变为黄色
素,但该过程需要一定的时间　
【解析】(2)由表可知,有D基因时,可形成红色素,有A基因时,红色素可转变为黄色素,无D基因时,无色素形成,说明D基因的功能是调控红色素的合成,A基因的表达产物催化红色变为黄色。由此可以构建模式图,图示如下:
鹦鹉的基因能在酵母中表达,表明在翻译过程中共用一套密码子。酵母品系①中同时检测到红色素和黄色素,用同样的方法检测鹦鹉的黄色胸羽(各种基因型),均可检测到黄色素和少量的红色素,说明A基因的表达产物可催化红色素转变为黄色素,但该过程需要一定的时间。
(3)(2分)另一个杂交组合的亲本为红羽鹦鹉和黄羽鹦鹉,子代有红羽、黄羽、
无红黄羽三种类型,如果A/a和D/d这两对基因位于常染色体上且独立遗传,
子代中无红黄羽个体的基因型是__________,预期此组合的子代中红羽∶黄
羽∶无红黄羽的比例为____________。
【解析】(3)红羽鹦鹉aaD_和黄羽鹦鹉A_D_,子代有红羽aaD_、黄羽A_D_、
无红黄羽_ _dd三种类型,由于子代有aa,说明亲本(对于A基因)为Aa×aa,由于
子代有dd,说明亲本(对于D基因)为Dd×Dd,即亲本为aaDd和AaDd,预期此组
合的子代中红羽aaD_∶黄羽A_D_∶无红黄羽_ _dd的比例为
1/2×3/4∶1/2×3/4∶1/4=3∶3∶2。
　_ _dd　
　3∶3∶2　
【加固训练】
袁隆平团队在全国十地启动海水稻万亩片种植示范。这源于两项重大研究
成果:一是成功地培育出了耐盐碱的“海水稻”,二是利用现代生物技术将普
通水稻中的吸镉基因敲除,获得了含镉量低的低镉水稻。有关遗传分析见表。
水稻品种 表型 导入或敲除的相关基因
普通水稻 不耐盐高镉 未导入和敲除
海水稻 耐盐高镉 B+
低镉稻 不耐盐低镉 C-
注:B+表示导入的耐盐基因,C-表示吸镉基因被敲除,B+对B-为完全显性,基因
型C+C+、C+C-和C-C-分别表现为高镉、中镉和低镉。
(1)水稻的耐盐与不耐盐称为一对相对性状,推测B+基因表达产物能
_________(填“提高”或“减低”)水稻根部细胞液的浓度。
【解析】(1)根据题意可知,B+表示导入的耐盐基因,则B+基因表达产物可以
使水稻在高盐环境中生存,使水稻根部吸收大量无机盐,提高根部细胞液的
浓度,从而增强保水能力。
　提高　
(2)结合题干,纯合普通水稻的基因型为_____________,与低镉稻杂交,F1自
交,F2中表型及比例为_____________________________________
___________。
【解析】(2)结合题干可得,纯合普通水稻的基因型为B-B-C+C+,低镉稻的基
因型为B-B-C-C-,两者杂交得到F1,F1为中镉稻B-B-C+C-,F1自交得到F2,根据孟
德尔分离定律,F2中表型及比例为不耐盐高镉(B-B-C+C+)∶不耐盐中镉
(B-B-C+C-)∶不耐盐低镉(B-B-C-C-)=1∶2∶1。
　B-B-C+C+　
　不耐盐高镉∶不耐盐中镉∶不耐盐低镉
=1∶2∶1　
(3)现有普通水稻、海水稻和低镉稻(均为纯合子),请设计杂交实验探究B+/B-和C+/C-
两对基因是否位于一对同源染色体上。
实验思路:______________________________________________________________
______________________________________________________________________
________________。
预期实验结果:
①若F2中不耐盐低镉的比例为______________,则B+/B-和C+/C-两对基因位于一对同
源染色体上。
②若F2中不耐盐低镉的比例为_______________,则B+/B-和C+/C-两对基因位于两对
同源染色体上。
　 用纯合海水稻和低镉稻杂交得F1,再用F1自交得F2,观察并统计F2中的
表型及比例(或用纯合海水稻和低镉稻杂交得F1,再用F1测交得F2,观察并统计F2中
的表型及比例)　
　1/4(或1/2)　
　1/16(或1/4)　
【解析】(3)探究两对基因是否位于一对同源染色体上,常用的方法是利用
双杂合个体自交或者测交,现有的材料是普通水稻(B-B-C+C+)、海水稻
(B+B+C+C+)和低镉稻(B-B-C-C-),因此首先要得到双杂合个体,可用海水稻和
低镉稻杂交得到B+B-C+C-,然后再进行自交或者测交。据此实验思路为:用
纯合海水稻和低镉稻杂交得F1,再用F1自交或者测交得F2,观察并统计F2中的
表型及比例。如果B+/B-和C+/C-两对基因位于一对同源染色体上,
F1(B+B-C+C-)能产生B+C+和B-C-两种配子,自交后代为B+B+C+C+(耐盐高
镉)∶B+B-C+C-(耐盐中镉)∶B-B-C-C-(不耐盐低镉)=1∶2∶1,不耐盐低镉的
比例为1/4;
测交后代为B+B-C+C-(耐盐中镉)∶B-B-C-C-(不耐盐低镉)=1∶1,不耐盐低镉
的比例为1/2。如果B+/B-和C+/C-两对基因位于两对同源染色体上,
F1(B+B-C+C-)能产生B+C+、B+C-、B-C+、B-C-四种配子,自交后代为不耐盐
低镉(B-B-C-C-)的比例为1/4×1/4=1/16;测交后代不耐盐低镉(B-B-C-C-)的比
例为1/4×1=1/4。核心素养测评　
第四单元　第21讲　基因自由组合定律
(30分钟　50分)
【基础过关练】
1.(2分)豌豆的子叶黄色对绿色为显性,种子圆粒对皱粒为显性,两种性状分别由两对独立遗传的基因控制。现用黄色圆粒豌豆与绿色圆粒豌豆杂交,F1中绿色皱粒豌豆所占比例为1/8。下列推断不合理的是 (　　)
A.两个亲本均为杂合子
B.亲本黄色圆粒豌豆产生2种配子
C.子代中纯合子的比例为1/4
D.子代有4种表型和6种基因型
【解析】选B。假设子叶黄色、绿色分别由Y、y基因控制,种子圆粒、皱粒分别由R、r基因控制。亲本黄色(Y-)和绿色(yy)杂交,F1出现绿色,初步判断在子叶颜色这一对性状上亲本为Yy×yy,亲本圆粒和圆粒杂交,F1出现皱粒,初步判断在种子形状这一对性状上亲本为Rr×Rr,由题干信息可知,F1中绿色皱粒豌豆所占比例为1/8,可拆分为(1/2)×(1/4),综合上述分析可以确定亲本黄色圆粒豌豆基因型为YyRr,绿色圆粒豌豆基因型为yyRr,两亲本均为杂合子,A合理。亲本黄色圆粒豌豆基因型为YyRr,可产生4种配子,基因型分别是YR、Yr、yR、yr,B不合理。亲本为YyRr×yyRr,则后代纯合子为yyrr和yyRR,其中yyrr=(1/2)×(1/4)=1/8,yyRR=(1/2)×(1/4)=1/8,二者共占1/8+1/8=1/4,C合理。亲本为YyRr×yyRr,考虑Y、y基因,后代有2种基因型,2种表型;考虑R、r基因,后代有3种基因型,2种表型,考虑两对基因,后代表型有2×2=4(种),基因型有2×3=6(种),D合理。
2.(2分)两株豌豆进行杂交,得到如图所示的结果,其中黄色(Y)对绿色(y)为显性,圆粒(R)对皱粒(r)为显性,控制两对性状的基因独立遗传。则亲本的基因型是 (　　)
A.YyRR×YYRr B.YyRr×Yyrr
C.YyRr×YYRr D.YrRr×yyRr
【解析】选D。根据子代中,圆粒∶皱粒=3∶1,可知亲本对应的基因型为Rr和Rr;根据子代中黄色∶绿色=1∶1,可知亲本中黄色和绿色的基因型为Yy和yy。因此亲本为YyRr和yyRr,D正确。
【方法规律】若干对性状独立遗传自由组合的过程中,仅就其中的每一对性状而言,仍然遵循分离定律。因此在解这类遗传题时,注意各个击破。
3.(2分)野生型油菜含糖量低且对病原菌的抵抗力弱。科学家通过基因工程技术分别构建了抗病和高糖的纯合品系,并进行了以下三组实验:
实验一:野生型×抗病纯合品系→F1(抗病)自交→F2(抗病∶不抗病=3∶1)。
实验二:野生型×高糖纯合品系→F1(高糖)自交→F2(高糖∶低糖=3∶1)。
实验三:F1(抗病)×F1(高糖)杂交→F2(抗病高糖∶抗病低糖∶不抗病高糖∶不抗病低糖=1∶1∶1∶1)。下列相关叙述错误的是 (　　)
A.从实验结果可以推出,抗病和高糖均为显性性状
B.将实验一中F2抗病个体自交,后代抗病植株中能稳定遗传的个体的比例为3/5
C.将实验二中F2高糖个体自由交配,后代表现为高糖的比例为8/9
D.实验三的结果说明对病原体的抗性和含糖量这两对相对性状遵循自由组合定律
【解析】选D。分析实验一,野生型×抗病纯合品系→F1(抗病),说明抗病是显性性状,而实验二中野生型×高糖纯合品系→F1(高糖),说明高糖为显性性状,A正确;设抗病与不抗病由A/a基因控制,则实验一野生型aa×抗病纯合品系AA得到的F1的基因型是Aa,F2抗病个体包括1/3AA、2/3Aa,自交后代中包括3/6AA、2/6Aa、1/6aa,抗病植株(A-)中能稳定遗传的个体(AA)的比例为3/5,B正确;设高糖与低糖相关基因是B/b,实验二野生型bb×高糖纯合品系BB,F1均为Bb,则F2个体为BB∶Bb∶bb=1∶2∶1,将实验二中F2高糖个体(1/3BB、2/3Bb)自由交配,配子类型及比例是2/3B、1/3b,后代表现为低糖(bb)的比例=1/3×1/3=1/9,则高糖的比例为1-1/9=8/9,C正确;实验三中F1(抗病,基因型为Aabb)×F1(高糖,基因型为aaBb)杂交→F2(抗病高糖∶抗病低糖∶不抗病高糖∶不抗病低糖=1∶1∶1∶1),无论是A/a与B/b位于一对同源染色体上还是两对同源染色体上,两亲本各自都只能产生两种配子,F1(抗病)×F1(高糖)杂交,后代结果均为有四种表型且比例为1∶1∶1∶1,故不能说明对病原体的抗性和含糖量这两对相对性状遵循自由组合定律,D错误。
4.(2分)黄金胡子鱼属于异型鱼,胡子和大帆是胡子鱼的两个品种,胡子的短鳍(E)对大帆的长鳍(e)为显性,蓝眼(G)对红眼(g)为显性,父本眼色基因所在的一条染色体上具有一致死基因,致死效应在配子产生后引起配子死亡,研究人员进行如表所示杂交实验(不考虑伴性遗传)。下列叙述错误的是 (　　)
P F1 F1相互交配得到F2,F2表型及数量
蓝眼胡子×红眼大帆 蓝眼胡子300尾 蓝眼胡子902尾、红眼胡子898尾、蓝眼大帆297尾、红眼大帆301尾
A.E、e和G、g两对基因的遗传遵循自由组合定律
B.致死基因位于G基因所在的染色体上,导致含G的雄配子死亡
C.F1做父本与eegg个体测交,子代有2种基因型和2种表型
D.若让F2中红眼胡子个体随机交配,子代红眼大帆占比为1/6
【解析】选D。F1到F2发生基因的自由组合,E、e和G、g两对基因的遗传遵循自由组合定律,A正确;若致死基因存在于g基因所在的染色体上,则F2的性状分离比应为:蓝眼胡子∶蓝眼大帆=3∶1,若致死基因存在于G基因所在的染色体上,则F2的性状分离比为:蓝眼胡子∶红眼胡子∶蓝眼大帆∶红眼大帆=3∶3∶1∶1,符合表中比例,B正确;F1做父本(EeGg)与eegg个体测交,子代有2种基因型Eegg、eegg和2种表型红眼胡子、红眼大帆,C正确;若让F2中红眼胡子个体随机交配,即(2/3Eegg、1/3EEgg)群体随机交配,用配子法,雌雄配子均为(2/3Eg、1/3eg),故子代红眼大帆占比为1/3×1/3=1/9,D错误。
5.(2分)番茄中红色果实(R)对黄色果实(r)为显性,两室果(D)对多室果(d)为显性,高藤(T)对矮藤(t)为显性,控制三对性状的等位基因分别位于三对同源染色体上,某红果两室高藤植株甲与rrddTT杂交,子代中红果两室高藤植株占1/2;与rrDDtt杂交,子代中红果两室高藤植株占1/4;与RRddtt杂交,子代中红果两室高藤植株占1/2。植株甲的基因型是 (　　)
A.RRDdTt　 B.RrDdTt
C.RrDdTT　 D.RrDDTt
【解析】选D。甲表型为红果两室高藤,对应的基因型为R_D_T_,甲与rrddTT杂交,子代中红果两室高藤植株占1/2,说明R_D_有一对基因是纯合子,有一对基因是杂合子;甲与rrDDtt杂交,子代中红果两室高藤植株占1/4,说明甲的基因型为RrDDTt;甲与RRddtt杂交,子代中红果两室高藤植株占1/2,进一步确定甲的基因型为RrDDTt。
6.(2分)小鼠的基因A、a控制着毛发的黑色、白色,基因B、b控制着毛囊的有无,两对基因位于常染色体上。现将黑色小鼠和无毛囊小鼠杂交得到F1,F1自由交配得到F2,F2中不同性状的小鼠比例为9∶3∶4。随机选取部分F2黑色和白色小鼠进行相关基因检测,结果如下表所示:
毛色 A基因检测结果 B基因检测结果
黑色 均有 均有
白色 均无 均有
不考虑突变和互换,下列相关说法错误的是 (　　)
A.该小鼠关于毛发颜色和毛囊有无的基因型有9种,表型有3种
B.亲本中无毛囊小鼠有两种基因型,分别是AAbb、aabb
C.F2中白色小鼠个体所占的比例为3/16
D.若让F2中黑色小鼠随机交配,则其后代中无毛囊雄鼠占1/18
【解析】选B。F1自交得到F2,F2中不同性状的比例为9∶3∶4,说明F1的基因型是AaBb,两对等位基因的遗传遵循自由组合定律,故F1自交后代基因型有9种;F2黑色小鼠均有A和B基因,白色小鼠没有A基因,只有B基因,由此可知,A_B_表现为黑色,aaB_表现为白色,A_bb和aabb表现为无毛囊,表型有3种,A正确;F1是AaBb,亲本黑色小鼠的基因型为AABB,故无毛囊小鼠的基因型为aabb,B错误;aaB_表现为白色,故F2中白色小鼠个体所占的比例为3/16,C正确;F2中黑色小鼠基因型为1AABB、2AABb、2AaBB、4AaBb,若让F2中黑色小鼠随机交配,配子种类及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=4∶2∶2∶1,即_B∶_b=2∶1,根据棋盘法可知后代__B_∶__bb=8∶1,故无毛囊(__bb)雄鼠占1/9×1/2=1/18,D正确。
7.(2分)(2025·济南模拟)已知某种植物花色由两对等位基因控制,其中A基因控制红花性状,a基因控制黄花性状,但B基因存在时植株不能合成花瓣色素而开白花,纯合白花个体与纯合黄花个体杂交获得F1均为白花,F1自交获得F2。下列分析正确的是 (　　)
A.若亲代白花为AABB,则F2白花中纯合子可能占1/4
B.若F2白花∶黄花=3∶1,则A/a、B/b位于一对同源染色体上
C.若F2白花∶红花∶黄花=12∶3∶1,则A/a、B/b位于非同源染色体上
D.若A/a、B/b位于非同源染色体上,则F2白花∶红花∶黄花=12∶3∶1
【解析】选C。若亲代白花为AABB,与纯合黄花个体aabb杂交获得的F1基因型为AaBb,F1自交获得的F2白花个体的基因型为1AABB、2AaBB、2AABb、4AaBb、1aaBB、2aaBb,其中纯合子占2/12=1/6,A错误;若F2白花∶黄花=3∶1,亲本可能是aaBB(白花)和aabb(黄花),所以不能确定A/a、B/b是否位于一对同源染色体上,B错误;若F2白花∶红花∶黄花=12∶3∶1,是9∶3∶3∶1的变式,则亲本是AABB和aabb,所以可以确定A/a、B/b位于非同源染色体上,在遗传时遵循基因自由组合定律,C正确;若A/a、B/b位于非同源染色体上,如果亲本是AABB和aabb,则F2白花∶红花∶黄花=12∶3∶1;如果亲本是aaBB和aabb,则F2白花∶黄花=3∶1,D错误。
8.(2分)(2025·济宁模拟)已知某种甲虫体色有黑色与花斑两种,该性状由三对独立遗传的等位基因控制,这三对等位基因中均有显性基因时,甲虫的体色表现为黑色,其余表现为花斑。下列有关该种甲虫体色遗传的叙述,正确的是 (　　)
A.该种甲虫共有27种基因型,其中体色为花斑的甲虫有16种基因型
B.让甲虫体色为花斑的雌雄个体交配,后代不会出现黑色个体
C.让三对等位基因均杂合的甲虫雌雄个体交配,后代性状分离比为27∶37
D.若基因型相同的黑色甲虫雌雄个体交配得到的后代有9种基因型,则亲本基因型有6种可能
【解析】选C。该种甲虫基因型共有33=27种,其中体色为花斑的甲虫基因型有27-23=19种,A错误;如果花斑雌性基因型为AABBcc,雄性基因型为aaBBCC,二者杂交,后代基因型为AaBBCc,表现为黑色,B错误;三对等位基因均杂合的甲虫(AaBbCc)雌雄个体交配,后代黑色个体(A_B_C_)的比例为(3/4)3=27/64,花斑的比例为1-27/64=37/64,所以后代性状分离比为27∶37,C正确;若基因型相同的黑色甲虫雌雄个体交配得到的后代有9种基因型,说明亲本含有2对等位基因,三对基因均有显性基因时,体色表现为黑色,亲本基因型有AaBbCC、AABbCc、AaBBCc,共3种基因型,D错误。
9.(2分)孟德尔在研究了一对相对性状的遗传规律后,进一步研究了两对和多对相对性状的遗传。下列对n对独立遗传的等位基因控制的性状(完全显性)的遗传分析,错误的是 (　　)
A.F1形成的配子种类数与F2的表型数相等
B.F2的表型数与基因型数不相等
C.F2的性状分离比为9∶3∶3∶1
D.F1雌雄配子可能的组合数是4n
【解析】选C。n对等位基因控制的性状(完全显性),F1形成的配子种类数为2n,F2表型数为2n,两者相等,A正确;F2的表型数为2n,基因型数为3n,两者不相等,B正确;如果杂交中包括的基因对数为1对,F2的性状分离比为(3∶1)1,基因对数为2对,F2的性状分离比为(3∶1)2,以此类推,如果杂交中包括的基因对数为n对,则F2的性状分离比为(3∶1)n,C错误;如果杂交中包括的基因对数为1对,则F1雌雄配子的组合数是41,如果杂交中包括的基因对数为2对,F1雌雄配子的组合数为42,以此类推,如果杂交中包括的基因对数为n对,则F1雌雄配子的组合数为4n,D正确。
【思维进阶练】
10.(3分) 【不定项】(2026·哈尔滨模拟)两对基因A和a、B和b在同源染色体上的位置有如图三种情况,在产生配子时,不考虑染色体互换。下列说法错误的是 (　　)
类型1 类型2 类型3
A.类型1和类型2个体自交,后代的基因型类型相同
B.类型3的个体在产生配子时不会出现非同源染色体的自由组合
C.三种类型的个体自交,后代可能出现9∶3∶3∶1性状分离比的是类型3
D.如果类型1、2在产生配子时出现了染色体互换,则三种类型的个体都能产生四种类型的配子
【解析】选A、B。类型1能产生两种配子Ab、aB,自交后代的基因型为AAbb、AaBb和aaBB;类型2能产生两种配子AB、ab,自交后代的基因型为AABB、aabb和AaBb,即类型1和类型2个体自交,后代的基因型类型不完全相同,A错误。类型3的两对等位基因位于两对同源染色体上,遵循自由组合定律,故产生配子时会出现非同源染色体的自由组合,B错误。类型3遵循自由组合定律,能产生AB、ab、Ab、aB四种比例相同的配子,自交后代性状分离比是9∶3∶3∶1,类型1、2两对基因连锁,自交后代性状分离比不是9∶3∶3∶1,C正确。如果类型1、2在产生配子时出现了染色体互换,则三种类型的个体都能产生四种类型的配子,但类型1、2产生的四种配子的比例不相同,D正确。
11.(3分) 【不定项】(2026·大连模拟)若下图表示孟德尔揭示两个遗传定律时所选用的豌豆实验材料及其体内相关基因控制的性状、显隐性及其在染色体上的分布。不考虑染色体互换,下列相关叙述正确的是 (　　)
A.丁个体(DdYyrr)自交子代会出现四种表型且比例为9∶3∶3∶1
B.图甲、乙个体减数分裂时可以揭示孟德尔自由组合定律的实质
C.孟德尔用丙个体(ddYyRr)自交,其子代表型比例为9∶3∶3∶1,属于假说—演绎法的提出假说阶段
D.孟德尔用假说—演绎法揭示基因的分离定律时,可以选甲、乙、丙、丁为材料
【解析】选D。丁个体中有两对等位基因位于一对同源染色体上,只能产生基因型为DYr、dyr两种配子,故自交子代会出现两种表型且比例为3∶1,A错误;图甲、乙个体基因型中都只有一对等位基因,所以减数分裂时不能揭示孟德尔自由组合定律的实质,而丙个体能揭示孟德尔自由组合定律的实质,B错误;孟德尔用丙个体(ddYyRr)自交,其子代表型比例为9∶3∶3∶1,属于杂交实验发现问题阶段,C错误;甲、乙、丙、丁中都含有等位基因,故孟德尔用假说—演绎法揭示基因的分离定律时,可以选甲、乙、丙、丁为材料,D正确。
12.(3分) 【不定项】(2026·呼和浩特模拟)玉米是重要的粮食作物,含A基因时普通玉米蔗糖含量低,无甜味。科研工作者偶然发现一个单基因突变纯合子aaBBDD,甜度微甜。继续培育甜玉米品种过程中,得到了两个超甜玉米品种甲(aabbDD)和乙(aaBBdd),其相关基因位置及基因控制相关物质合成途径如图所示。为验证甲、乙的基因型,分别与普通玉米(AABBDD)杂交得F1,再让F1自交得F2(不考虑互换)。下列叙述错误的是 (　　)
A.基因型为aaBBDD的玉米微甜是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
B.基因A/a和D/d的遗传遵循分离定律,具有甜味的玉米基因型最多有18种
C.若F2出现普通玉米∶超甜玉米=3∶1,则亲本超甜玉米的基因型为aaBBdd
D.若F2出现普通玉米∶微甜玉米∶超甜玉米=9∶6∶1,则亲本超甜玉米的基因型为aabbDD
【解析】选A、B、D。基因a控制合成酶1,在酶1的作用下,淀粉转化为蔗糖,故基因型aaBBDD的玉米微甜是基因通过控制酶的合成控制代谢,进而控制生物体的性状,A错误。基因A/a和D/d都位于4号染色体上,其遗传遵循分离定律,基因型为A_ _ _ _ _的无甜味,基因型共有2×3×3=18(种),其他基因型为有甜味,具有甜味的玉米基因型最多有3×3×3-18=9(种),B错误。假设亲本超甜玉米的基因型为aaBBdd,与普通玉米(AABBDD)杂交得F1,F1的基因型为AaBBDd,后代的基因型及比例为A_BBD_(普通玉米)∶aaBBdd(超甜玉米)=3∶1;假设亲本超甜玉米的基因型为aabbDD,与普通玉米(AABBDD)杂交得F1,F1的基因型为AaBbDD,基因A/a和B/b的遗传遵循自由组合定律,后代的基因型及比例为A_B_DD(普通玉米)∶aaB_DD(微甜玉米)∶A_bbDD(普通玉米)∶aabbDD(超甜玉米)=9∶3∶3∶1,即普通玉米∶微甜玉米∶超甜玉米=12∶3∶1,C正确,D错误。
13.(11分)某雌雄同株单子叶植物种子的非糯性和糯性是由等位基因A/a控制的一对相对性状,植株的抗病和易感病是由等位基因T/t控制的一对相对性状,花粉粒的长形和圆形是由等位基因D/d控制的一对相对性状。现有甲(非糯性抗病圆形)、乙(非糯性易感病长形)、丙(非糯性易感病圆形)、丁(糯性易感病圆形)四种纯合植株,杂交实验及其结果如下表所示。分析并回答下列问题:
组别 亲本 F1 F2
实验 一 甲×乙 非糯性抗 病长形 非糯性抗病长形∶非糯性抗病圆形∶非糯性易感病长形∶非糯性易感病圆形=9∶3∶3∶1
实验 二 丙×丁 非糯性易 感病圆形 非糯性易感病圆形∶糯性易感病圆形=3∶1
(1)(3分)花粉粒的长形和圆形性状中,显性性状是　长形　,亲本乙、丁的基因型分别是　AAttDD、aattdd　。
【解析】(1)实验一中,甲(非糯性抗病圆形)×乙(非糯性易感病长形),F1的表型为非糯性抗病长形,F2中非糯性抗病长形∶非糯性抗病圆形∶非糯性易感病长形∶非糯性易感病圆形=9∶3∶3∶1,说明控制植株的抗病和易感病、花粉粒的长形和圆形这两对相对性状的基因,即基因T/t和D/d的遗传遵循自由组合定律,且抗病、长形为显性性状,易感病、圆形为隐性性状。实验二中,丙(非糯性易感病圆形)×丁(糯性易感病圆形),F1的表型为非糯性易感病圆形,说明非糯性为显性性状,糯性为隐性性状,故纯合植株甲的基因型为AATTdd、乙的基因型为AAttDD、丙的基因型为AAttdd、丁的基因型为aattdd。
(2)(3分)实验一中,F2的非糯性抗病长形植株中纯合子所占的比例为　1/9　,选择F2的非糯性抗病圆形植株随机交配,则子代的表型及比例为　非糯性抗病圆形∶非糯性易感病圆形=8∶1　。
【解析】(2)实验一中,F1的基因型为AATtDd,F2中非糯性抗病长形(AAT_D_)植株所占的比例为3/4×3/4=9/16,纯合的非糯性抗病长形(AATTDD)植株所占的比例为1/4×1/4=1/16,所以F2的非糯性抗病长形植株中纯合子所占的比例为1/16÷9/16=1/9。选择F2的非糯性抗病圆形(2/3AATtdd、1/3AATTdd)植株随机交配,其产生的雌、雄配子的种类及比例均为ATd∶Atd=2∶1,子代的基因型及比例为AATTdd∶AATtdd∶AAttdd=(2/3×2/3)∶(2/3×1/3×2)∶(1/3×1/3)=4∶4∶1,故子代的表型及比例为非糯性抗病圆形∶非糯性易感病圆形=8∶1。
(3)(5分)仅凭杂交实验一和实验二尚不能确定上述三对等位基因的遗传是否遵循自由组合定律,为证明基因A/a、T/t和D/d的遗传遵循自由组合定律,可利用甲、乙、丙、丁四种纯合植株再设计两组杂交实验。
实验思路:选择甲和丁(实验三)、　乙和丁　(实验四)分别进行杂交获得F1,F1自交,　 观察并统计F2的表型及比例　。
预期实验结果:实验三F2的表型及比例为非糯性抗病圆形∶非糯性易感病圆形∶糯性抗病圆形∶糯性易感病圆形=9∶3∶3∶1;实验四F2的表型及比例为　非糯性易感病长形∶非糯性易感病圆形∶糯性易感病长形∶糯性易感病圆形=9∶3∶3∶1　。
【解析】(3)仅凭杂交实验一和实验二只能证明基因T/t和D/d的遗传遵循自由组合定律,但不能证明上述三对等位基因的遗传遵循自由组合定律,为证明基因A/a、T/t和D/d的遗传遵循自由组合定律,还需要证明基因A/a和T/t的遗传遵循自由组合定律,以及基因A/a和D/d的遗传遵循自由组合定律。因此,可选择甲和丁(实验三)、乙和丁(实验四)分别进行杂交获得F1,F1自交,观察并统计F2的表型及比例。实验四为乙和丁杂交,即AAttDD×aattdd,F1的基因型为AattDd,若基因A/a和D/d的遗传遵循自由组合定律,则F2的表型及比例为非糯性易感病长形∶非糯性易感病圆形∶糯性易感病长形∶糯性易感病圆形=9∶3∶3∶1。
14.(12分)(2025·内蒙古适应性测试)某品种鹦鹉大多数的胸羽是红色或黄色,偶尔也出现胸羽上既没有红色也没有黄色(无红黄羽)的个体,对其进行遗传分析。
(1)(4分)红、黄羽鹦鹉杂交结果如下表。
组合 ① ② ③
亲本 红羽×红羽 黄羽×红羽 黄羽×黄羽
子代 红羽 黄羽 黄羽和红羽
若上述杂交组合的性状受一对等位基因(A/a)控制,则黄羽为　显性　(填“显性”或“隐性”)性状,判断的理由是　由杂交组合②或③可知,黄羽×红羽子代全为黄羽,黄羽×黄羽子代同时出现黄羽和红羽　,
纯种红羽鹦鹉与纯种黄羽鹦鹉杂交,子代间相互交配,预期子二代中红羽∶黄羽的比例是　1∶3　。
【解析】(1)由杂交组合②或③可知,黄羽×红羽子代全为黄羽,黄羽×黄羽子代同时出现黄羽和红羽,若上述杂交组合的性状受一对等位基因(A/a)控制,则黄羽为显性性状。纯种红羽鹦鹉(aa)与纯种黄羽鹦鹉AA杂交,子代(Aa)间相互交配,预期子二代中红羽(aa)∶黄羽(A_)的比例是1∶3。
(2)(6分)研究发现上述A基因的表达产物是催化红色素转变为黄色素的酶,而a基因无相应功能。鹦鹉红、黄羽色的形成还受D/d基因的控制。为研究D/d在色素形成中的功能,通过基因工程构建了3个酵母品系。检测其中的红、黄色素,结果如下表。
酵母品系 A基因 D基因 色素
① 有 有 红和黄
② 无 有 红
③ 有 无 无
则D基因的功能是　调控红色素的合成　。鹦鹉的基因能在酵母中表达,表明在翻译过程中共用　一套密码子　。酵母品系①中同时检测到红色素和黄色素,用同样的方法检测鹦鹉的黄色胸羽(各种基因型),均可检测到黄色素和少量的红色素,原因是　A基因的表达产物可催化红色素转变为黄色素,但该过程需要一定的时间　。
【解析】(2)由表可知,有D基因时,可形成红色素,有A基因时,红色素可转变为黄色素,无D基因时,无色素形成,说明D基因的功能是调控红色素的合成,A基因的表达产物催化红色变为黄色。由此可以构建模式图,图示如下:
鹦鹉的基因能在酵母中表达,表明在翻译过程中共用一套密码子。酵母品系①中同时检测到红色素和黄色素,用同样的方法检测鹦鹉的黄色胸羽(各种基因型),均可检测到黄色素和少量的红色素,说明A基因的表达产物可催化红色素转变为黄色素,但该过程需要一定的时间。
(3)(2分)另一个杂交组合的亲本为红羽鹦鹉和黄羽鹦鹉,子代有红羽、黄羽、无红黄羽三种类型,如果A/a和D/d这两对基因位于常染色体上且独立遗传,子代中无红黄羽个体的基因型是　_ _dd　,预期此组合的子代中红羽∶黄羽∶无红黄羽的比例为　3∶3∶2　。
【解析】(3)红羽鹦鹉aaD_和黄羽鹦鹉A_D_,子代有红羽aaD_、黄羽A_D_、无红黄羽_ _dd三种类型,由于子代有aa,说明亲本(对于A基因)为Aa×aa,由于子代有dd,说明亲本(对于D基因)为Dd×Dd,即亲本为aaDd和AaDd,预期此组合的子代中红羽aaD_∶黄羽A_D_∶无红黄羽_ _dd的比例为1/2×3/4∶1/2×3/4∶1/4=3∶3∶2。
【加固训练】
袁隆平团队在全国十地启动海水稻万亩片种植示范。这源于两项重大研究成果:一是成功地培育出了耐盐碱的“海水稻”,二是利用现代生物技术将普通水稻中的吸镉基因敲除,获得了含镉量低的低镉水稻。有关遗传分析见表。
水稻品种 表型 导入或敲除的相关基因
普通水稻 不耐盐高镉 未导入和敲除
海水稻 耐盐高镉 B+
低镉稻 不耐盐低镉 C-
注:B+表示导入的耐盐基因,C-表示吸镉基因被敲除,B+对B-为完全显性,基因型C+C+、C+C-和C-C-分别表现为高镉、中镉和低镉。
(1)水稻的耐盐与不耐盐称为一对相对性状,推测B+基因表达产物能　提高　(填“提高”或“减低”)水稻根部细胞液的浓度。
【解析】(1)根据题意可知,B+表示导入的耐盐基因,则B+基因表达产物可以使水稻在高盐环境中生存,使水稻根部吸收大量无机盐,提高根部细胞液的浓度,从而增强保水能力。
(2)结合题干,纯合普通水稻的基因型为　B-B-C+C+　,与低镉稻杂交,F1自交,F2中表型及比例为　不耐盐高镉∶不耐盐中镉∶不耐盐低镉=1∶2∶1　。
【解析】(2)结合题干可得,纯合普通水稻的基因型为B-B-C+C+,低镉稻的基因型为B-B-C-C-,两者杂交得到F1,F1为中镉稻B-B-C+C-,F1自交得到F2,根据孟德尔分离定律,F2中表型及比例为不耐盐高镉(B-B-C+C+)∶不耐盐中镉(B-B-C+C-)∶不耐盐低镉(B-B-C-C-)=1∶2∶1。
(3)现有普通水稻、海水稻和低镉稻(均为纯合子),请设计杂交实验探究B+/B-和C+/C-两对基因是否位于一对同源染色体上。
实验思路:　 用纯合海水稻和低镉稻杂交得F1,再用F1自交得F2,观察并统计F2中的表型及比例(或用纯合海水稻和低镉稻杂交得F1,再用F1测交得F2,观察并统计F2中的表型及比例)　。
预期实验结果:
①若F2中不耐盐低镉的比例为　1/4(或1/2)　,则B+/B-和C+/C-两对基因位于一对同源染色体上。
②若F2中不耐盐低镉的比例为　1/16(或1/4)　,则B+/B-和C+/C-两对基因位于两对同源染色体上。
【解析】(3)探究两对基因是否位于一对同源染色体上,常用的方法是利用双杂合个体自交或者测交,现有的材料是普通水稻(B-B-C+C+)、海水稻(B+B+C+C+)和低镉稻(B-B-C-C-),因此首先要得到双杂合个体,可用海水稻和低镉稻杂交得到B+B-C+C-,然后再进行自交或者测交。据此实验思路为:用纯合海水稻和低镉稻杂交得F1,再用F1自交或者测交得F2,观察并统计F2中的表型及比例。如果B+/B-和C+/C-两对基因位于一对同源染色体上,F1(B+B-C+C-)能产生B+C+和B-C-两种配子,自交后代为B+B+C+C+(耐盐高镉)∶B+B-C+C-(耐盐中镉)∶B-B-C-C-(不耐盐低镉)=1∶2∶1,不耐盐低镉的比例为1/4;测交后代为B+B-C+C-(耐盐中镉)∶B-B-C-C-(不耐盐低镉)=1∶1,不耐盐低镉的比例为1/2。如果B+/B-和C+/C-两对基因位于两对同源染色体上,F1(B+B-C+C-)能产生B+C+、B+C-、B-C+、B-C-四种配子,自交后代为不耐盐低镉(B-B-C-C-)的比例为1/4×1/4=1/16;测交后代不耐盐低镉(B-B-C-C-)的比例为1/4×1=1/4。第21讲　基因自由组合定律
【课标要求】
1.通过假说—演绎法阐明有性生殖中基因自由组合定律的发现过程。
2.通过对9∶3∶3∶1这一数据的分析,理解数据在揭示基因之间相互关系中的作用,并学会统计数据来鉴定两对或多对基因的关系。
3.能够使用棋盘法、分支法等模型方法预测子代的遗传性状。
考点一　基因自由组合定律的发现——实验分析
【精梳攻教材】
【基础整合】
1.两对相对性状杂交实验的“假说—演绎”分析:
(1)观察现象,提出问题
①两对相对性状杂交实验的过程
②提出问题
F2中为什么会出现新的性状组合呢
F2中表型比例为什么是9∶3∶3∶1 该比例与一对相对性状杂交实验中F2的3∶1的数量比有联系吗
③对杂交实验结果的分析
(2)提出假说,解释问题
【名师点睛】
巧记双杂合子自交后代的表型和基因型占比
(1)表型占比:双显性状占9份,2个单显性状各占3份,双隐性状占1份,共16份。
(2)基因型占比:双杂合占4份,4个单杂合各占2份,4个纯合子各占1份,共16份。
(3)演绎推理,验证假说
①演绎推理图解——测交
②实验验证:孟德尔所做的测交实验,无论是以F1作母本还是作父本,结果都符合预期的设想。
(4)归纳总结,得出结论:实验结果与演绎结果相符,假说成立。
2.基因的自由组合定律:
(1)内容
(2)细胞学基础
(3)实质与比例关系
【名师点睛】
(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(连锁遗传)。
(3)配子的随机结合(受精作用)不属于基因的自由组合。
(4)生产生活中的应用
①医学实践:对某些遗传病在后代中的患病概率作出科学的推断,从而为遗传咨询提供理论依据。
②杂交育种:将具有不同优良性状的两个亲本杂交,使两个亲本的优良性状组合在一起,再筛选出所需要的优良品种。
3.孟德尔获得成功的主要原因:
【多维赋能】
1.(必修2 P9正文)具有两对相对性状的纯合亲本杂交,若产生的F1基因型为AaBb,则两亲本基因型是AABB×aabb(或AAbb×aaBB),F2中重组类型是A_bb和aaB_(或A_B_和aabb),所占比例是3/8(或5/8)。
2.(必修2 P13正文)某生物兴趣小组利用现有抗倒伏抗病小麦(Ddtt),获得纯合的抗倒伏抗病小麦的实验思路是让抗倒伏抗病小麦(Ddtt)连续自交,并淘汰不抗倒伏抗病小麦,直到不发生性状分离为止。
3.(必修2 P10旁栏1)分别统计F2中的粒色与粒形,发现黄∶绿≈3∶1;圆∶皱≈3∶1。凭这两组数据不能(填“能”或“不能”)说明两对基因自由组合,原因是:分析两对基因的关系,必须分析各种粒色豌豆中的粒形比例或各种粒形豌豆中的粒色比例。
【自测强化】
1.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)(√)
2.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)(×)
分析:自由组合定律发生在形成配子的过程中。
3.两对相对性状的杂交实验中,F1(YyRr)产生配子时,成对的遗传因子可以自由组合。(必修2 P10)(×)
分析:F1(YyRr)产生配子时,成对的遗传因子分离,而控制不同性状的遗传因子自由组合。
4.测交实验结果只能证明F1产生配子的种类,不能证明不同配子间的比例。(×)
分析:测交实验结果既能证明F1产生配子的种类,又能证明不同配子间的比例。
5.基因的自由组合定律发生在产生配子时,只有有性生殖的生物才适用。(√)
6.AaBb与aabb杂交,后代各表型比例为1∶1∶1∶1,可说明基因的遗传互不干扰。(√)
7.受精时,雌雄配子的结合方式有16种,遗传因子的组合形式也有16种。(必修2 P10)(×)
分析:遗传因子的组合形式即基因型有9种。
【精练提素养】
1. 【不定项】(2026·哈尔滨模拟)生物学常用的方法有归纳法和假说-演绎法等,孟德尔利用假说-演绎法,发现了两大遗传定律。下列相关叙述错误的是(　　)
A.孟德尔通过豌豆杂交实验提出的问题是“F1出现3∶1性状分离比是偶然的吗 ”
B.为验证“F1成对的遗传因子彼此分离进入不同配子”,孟德尔设计了测交实验
C.“F1产生4种比例相同的配子YR、Yr、yR、yr”不属于假说的内容
D.孟德尔的遗传定律可以解释有性生殖生物的所有遗传现象
【解析】选A、C、D。孟德尔提出的问题是“F2出现3∶1的性状分离比是偶然的吗 ”F1未出现性状分离比,A错误;根据该假说,可演绎得到测交的实验结果,故孟德尔设计了测交实验来验证假说,B正确;“F1产生4种比例相同的配子YR、Yr、yR、yr”属于假说的内容,C错误;孟德尔发现的遗传定律并不能解释有性生殖生物的所有遗传现象,例如线粒体、叶绿体中的遗传物质控制的遗传,D错误。
2. 【不定项】(2026·呼和浩特模拟)现有高秆抗锈病(DDTT)和矮秆不抗锈病(ddtt)的两个品种的水稻(矮秆水稻具有抗倒伏的特征),控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。利用杂交的方法,获得抗倒伏且抗锈病的品种。下列相关叙述错误的是(　　)
A.F1只有1种表型
B.F1自交得F2,F2中符合生产需求且能稳定遗传的水稻占3/16
C.F1自交得F2,F2中有3种表型
D.此水稻杂交的过程遵循孟德尔自由组合定律
【解析】选B、C。高秆抗锈病(DDTT)和矮秆不抗锈病(ddtt)品种的水稻杂交,F1的基因型为DdTt,只有1种表型,即高秆抗锈病,A正确;F1自交得F2,F2中纯合矮秆抗锈病的水稻(ddTT)占1/4×1/4=1/16,B错误;F1自交得F2,F2中有4种表型,分别为高秆抗锈病、高秆不抗锈病、矮秆抗锈病、矮秆不抗锈病,C错误;此水稻杂交的过程涉及位于两对同源染色体上的两对等位基因,遵循自由组合定律,D正确。
3.下图表示的是孟德尔豌豆杂交实验(二)的部分过程,下列有关叙述正确的是(　　)
A.图中表示的是基因型为AaBb的个体测交产生后代
B.基因型为AaBb的亲本产生的雌配子和雄配子数量相等
C.分离定律和自由组合定律的实质都发生在②过程中
D.子代中基因型为AaBB的个体占全部的2/16
【解析】选D。根据图示后代出现9∶3∶3∶1的分离比可知,图中表示的是基因型为AaBb的个体自交产生后代,A错误;基因型为AaBb的亲本产生的雄配子数量远多于雌配子数量,B错误;分离定律和自由组合定律的实质发生在①配子的形成过程中,②表示受精作用,C错误;子代中基因型为AaBB的个体占全部的比例为2/4×1/4=2/16,D正确。
考点二　自由组合定律常规解题思路和方法——模型分析
【精研强思维】
【思维探究】
已知小麦两对基因A(高秆)、a(矮秆)及B(抗病)、b(感病)自由组合。现有一种不同基因型的小麦进行杂交,实验结果如图所示。
　　实验1:抗病高秆①×感病高秆②　
　 　　　　
　　　　
　　　实验2:抗病高秆③
　　　　　
　
(1)(科学思维)从配子的角度考虑AaBb自交,雌雄配子的结合方式有多少种 配子结合方式与后代表型种类相同吗 为什么
提示:16种。不相同。因为存在配子结合方式不同,但后代表型相同的情况。
(2)(科学思维)只讨论Aa的自交,后代表型有几种 只讨论Bb的自交,后代表型有几种 考虑两对性状,后代的表型有几种
提示:2种。2种。4种。
(3)(社会责任)若已有品种为AABB和aabb,为培育矮秆抗病品种,科研人员进行了实验1、实验2两组实验。两组实验中获得的抗病矮秆中纯合子的比例各是多少
提示:实验1是0;实验2是1/3。
【思维建构】
1.用“拆分组合法”解决已知亲代求子代的基因型和表型及比例——“顺推型”题目:
(1)解题思路:“先分开,后组合”将多对等位基因的自由组合分解为若干分离定律问题分别分析,再运用乘法原理进行组合。
(2)实例分析(各对基因均遵循自由组合定律):
①AaBbCCDd产生配子的种类及概率
ⅰ.配子种类:
ⅱ.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
②两个体杂交后代基因型(表型)种类、概率及比例
【名师点睛】
(1)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。
(2)计算杂合子概率时,先计算后代纯合子的概率(每对基因后代纯合子的概率乘积),再用1减去纯合子的概率即可。
2.“逆向组合法”推断亲本基因型:
(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隐性个体,那双亲基因型中一定存在该隐性基因。
(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。
3.多对等位基因的自由组合:
n对等位基因(完全显性)分别位于n对同源染色体上(AaBbCc……)自交的遗传规律如下表所示。
亲本相对性 状的对数 1 (Aa) 2 (AaBb) n (AaBbCc……)
F1配子种类 (比例) 2种 (1∶1)1 22种 (1∶1)2 2n种 (1∶1)n
F2表型种类 (比例) 2种 (3∶1)1 22种 (3∶1)2 2n种 (3∶1)n
F2基因型种 类(比例) 3种 (1∶2∶1)1 32种 (1∶2∶1)2 3n种 (1∶2∶1)n
F2全显性个 体所占比例 (3/4)1 (3/4)2 (3/4)n
F2中隐性个 体所占比例 (1/4)1 (1/4)2 (1/4)n
F1测交后代 表型种类 (比例) 2种 (1∶1)1 22种 (1∶1)2 2n种 (1∶1)n
【名师点睛】
(1)某显性亲本的自交后代中,若全显个体的比例为(3/4)n或隐性个体的比例为(1/4)n,可知该显性亲本含有n对杂合基因,该性状至少受n对等位基因控制。
(2)某显性亲本的测交后代中,若全显性个体或隐性个体的比例为(1/2)n,可知该显性亲本含有n对杂合基因,该性状至少受n对等位基因控制。
(3)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。
【精练提素养】
1. 【不定项】(2026·潍坊模拟)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。下列有关叙述正确的是(　　)
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】选A、C、D。若基因型为AaRr的个体测交,则子代基因型有AaRr、Aarr、aaRr、aarr,基因型有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;由题意可知,Aa自交子代表型有3种,Rr自交子代表型有2种,但由于aa表现无花瓣,故aaR_与aarr的表型相同,即表型共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,则子代是红色花瓣(A_Rr)的植株所占比例为 3/4×1/2=3/8,D正确。
2.(2025·长沙模拟)豌豆的花腋生和花顶生(受基因A、a控制)、半无叶形和普通叶形(受基因F、f控制)是两对相对性状。现利用花腋生普通叶形植株甲、花顶生普通叶形植株乙和花腋生半无叶形植株丙进行杂交实验,实验结果如下表所示。则甲、乙、丙的基因型分别是(　　)
亲本组合 F1的表型及比例
甲×乙 花腋生普通叶形∶花顶生普通叶形=1∶1
乙×丙 花腋生普通叶形∶花腋生半无叶形=1∶1
甲×丙 全部表现为花腋生普通叶形
A.AaFF、aaFF、AAff　 B.AaFf、aaFf、AAff
C.AaFF、aaFf、AAff　 D.AaFF、aaFf、Aaff
【解析】选C。由乙×丙组可推测出花腋生对花顶生为显性,由甲×丙组可推测出普通叶形对半无叶形为显性,即甲的基因型为A_F_,乙的基因型为aaF_,丙的基因型为A_ff。甲(A_F_)和乙(aaF_)杂交,后代花腋生∶花顶生=1∶1,即甲中关于花腋生的基因型为Aa。甲(AaF_)和丙(A_ff)杂交,后代全部表现为普通叶形,说明甲中关于叶形的基因型为FF,即甲的基因型为AaFF。乙(aaF_)和丙(A_ff)杂交,后代普通叶形∶半无叶形=1∶1,说明乙中关于叶形的基因型为Ff,则乙的基因型为aaFf。甲和丙杂交后代全为花腋生,说明丙中关于花腋生的基因型为AA,故丙的基因型为AAff,C正确。
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】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。
4. 【不定项】(2026·吉林模拟)若某哺乳动物毛发颜色由基因De(褐色)、Df(灰色)、d(白色)控制,其中De和Df分别对d完全显性。毛发形状由基因H(卷毛)、h(直毛)控制。控制两种性状的等位基因均位于常染色体上且独立遗传。基因型为DedHh和DfdHh的雌雄个体交配。下列说法错误的是(　　)
A.若De对Df共显性、H对h完全显性,则F1有6种表型
B.若De对Df共显性、H对h不完全显性,则F1有12种表型
C.若De对Df不完全显性、H对h完全显性,则F1有9种表型
D.若De对Df完全显性、H对h不完全显性,则F1有8种表型
【解析】选A、C、D。若De对Df共显性,则Ded×Dfd子代有4种表型;若H对h完全显性,则Hh×Hh子代有2种表型;两对相对性状组合,则F1有8种表型,A错误。若De对Df共显性,则Ded×Dfd子代有4种表型;若H对h不完全显性,则Hh×Hh子代有3种表型;两对相对性状组合,则F1有12种表型,B正确。若De对Df不完全显性,则Ded×Dfd子代有4种表型;若H对h完全显性,则Hh×Hh子代有2种表型;两对相对性状组合,则F1有8种表型,C错误。若De对Df完全显性,则Ded×Dfd子代有3种表型;若H对h不完全显性,则Hh×Hh子代有3种表型;两对相对性状组合,则F1有9种表型,D错误。
考点三　两对等位基因位置关系的判断
【精研强思维】
【思维探究】
某二倍体植物叶片的缺刻叶和马铃薯叶、果实的红色与黄色为两对相对性状,分别受基因A、a和B、b控制,基因型为AaBb的个体表型为缺刻叶红果,基因A、a和B、b的位置关系如图所示。探究:
(1)(科学思维)请分析预测图示三种类型的个体自交和测交所得子代的表型及比例(不考虑染色体互换)。
提示:第一种类型自交结果为缺刻叶红果∶马铃薯叶红果∶缺刻叶黄果∶马铃薯叶黄果=9∶3∶3∶1,测交结果为缺刻叶红果∶马铃薯叶红果∶缺刻叶黄果∶马铃薯叶黄果=1∶1∶1∶1;第二种类型自交结果为缺刻叶红果∶马铃薯叶黄果=3∶1,测交结果为缺刻叶红果∶马铃薯叶黄果=1∶1;第三种类型自交结果为缺刻叶红果∶马铃薯叶红果∶缺刻叶黄果=2∶1∶1,测交结果为马铃薯叶红果∶缺刻叶黄果=1∶1。
(2)(科学思维)基因型为Aabb(缺刻叶黄果)的个体与基因型为aaBb个体杂交,请完成图中相关结果预测。
提示:缺刻叶红果∶马铃薯叶红果∶缺刻叶黄果∶马铃薯叶黄果=1∶1∶1∶1　缺刻叶红果∶马铃薯叶红果∶缺刻叶黄果∶马铃薯叶黄果=1∶1∶1∶1
(3)(科学思维)思考在杂交组合:AaBb×AaBb、AaBb×aabb、Aabb×aaBb、AaBb×aaBb、AaBb×Aabb中能判断两对等位基因是否遵循自由组合定律的杂交组合是___________________。
提示:AaBb×AaBb、AaBb×aabb、AaBb×aaBb、AaBb×Aabb
(4)(科学思维)某AaBb的个体测交后代出现4种表型,比例为缺刻叶红果∶马铃薯叶红果∶缺刻叶黄果∶马铃薯叶黄果=8%∶42%∶42%∶8%,则可推知AaBb的个体相关基因位置关系(用图示表示)。
提示:
【思维建构】
1.基因的自由组合(非同源染色体上的非等位基因):
2.基因的完全连锁(同源染色体上的非等位基因):
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 性状分离比为3∶1 性状分离比为1∶2∶1
测交 后代 基因 型 1AaBb、1aabb 1Aabb、1aaBb
表型 性状分离比为1∶1 性状分离比为1∶1
3.基因的不完全连锁:
若基因型为AaBb的个体测交后代出现四种表型,但基因型及比例为AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=42%∶8%∶8%∶42%,测交结果“两大”“两小”,且“两两相同”,出现这一结果可能的原因是A与B连锁,a与b连锁,而且A与a或B与b之间发生互换,产生四种类型的配子,其类型及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=42%∶8%∶8%∶42%。
【精练提素养】
1.已知桃树中,树体乔化与矮化为一对相对性状(由等位基因A、a控制),蟠桃果形与圆桃果形为一对相对性状(由等位基因B、b控制),以下是相关的两组杂交实验。
实验一:乔化蟠桃(甲)×矮化圆桃(乙)→F1乔化蟠桃∶矮化圆桃=1∶1。
实验二:乔化蟠桃(丙)×乔化蟠桃(丁)→F1乔化蟠桃∶矮化圆桃=3∶1。
根据上述实验判断,以下关于甲、乙、丙、丁四个亲本的基因在染色体上的分布情况正确的是(　　)
【解析】选D。实验二中亲本都是乔化,后代出现矮化,说明乔化是显性性状,矮化是隐性性状;亲本都是蟠桃,后代出现圆桃,说明蟠桃是显性性状,圆桃是隐性性状。实验一中两对相对性状测交,后代表型之比为1∶1,说明这两对等位基因的遗传不遵循自由组合定律,若遵循自由组合定律,测交后代应有四种表型,其表型之比应为1∶1∶1∶1,故两对等位基因位于同一对同源染色体上。分析实验一、二可知,基因A与B位于一对同源染色体的一条染色体上,基因a与b位于该对同源染色体的另一条染色体上,D正确。
2. 【不定项】(2026·湘潭模拟)玉米粒的颜色由基因A/a控制,形状由基因B/b控制,现用纯种黄色饱满玉米和白色皱缩玉米杂交,F1全部表现为黄色饱满。F1自交得到F2,F2的表型及比例为黄色饱满66%、黄色皱缩9%、白色饱满9%、白色皱缩16%。下列分析错误的是(　　)
A.两对相对性状的遗传不遵循自由组合定律
B.基因A和B位于一条染色体上
C.F2中纯合子所占比例为24%
D.F1植株体内有20%的卵原细胞在减数分裂过程中发生了互换
【解析】选C、D。F2中黄色∶白色=3∶1,饱满∶皱缩=3∶1,但4种表型比例不是9∶3∶3∶1,故两对性状的遗传不遵循自由组合定律,A正确;纯种黄色饱满玉米(AABB)与白色皱缩玉米(aabb)杂交,后代中黄色饱满和白色皱缩的比例较大,说明AB和ab的配子较多,说明AB连锁,ab连锁,即基因A、B位于同一条染色体上,B正确;F2的表型及比例为黄色饱满66%∶黄色皱缩9%∶白色饱满9%∶白色皱缩16%,说明ab配子的比例为4/10,则AB配子的比例也为4/10,则另外两种配子的比例为(1-4/10-4/10)/2=1/10,即F1产生配子AB∶Ab∶aB∶ab=4∶1∶1∶4,F2中纯合子所占比例为(4/10)2+(4/10)2+(1/10)2+(1/10)2=34%,C错误;F1植株减数分裂产生的卵细胞中Ab、aB重组类型各占1/10,且发生互换的卵原细胞产生的卵细胞的种类及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1,各占1/4,故可判断发生互换的卵原细胞占(1/10)/(1/4)=2/5=40%,D错误。
3.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∶1∶3∶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】选B。题图中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,比例为3∶1,C、D错误。
【体验高考真题溯源】
1.(2025·湖北卷)→(必修2 P10~P12正文)某学生重复孟德尔豌豆杂交实验,取一粒黄色圆粒F1种子(YyRr),培养成植株,成熟后随机取4个豆荚,所得32粒豌豆种子表型计数结果如表所示。下列叙述最合理的是(　　)
性状 黄色 绿色 圆粒 皱粒
个数(粒) 25 7 20 12
A.32粒种子中有18粒黄色圆粒种子,2粒绿色皱粒种子
B.实验结果说明含R基因配子的活力低于含r基因的配子
C.不同批次随机摘取4个豆荚,所得种子的表型比会有差别
D.该实验豌豆种子的圆粒与皱粒表型比支持孟德尔分离定律
【教考融通】
本题直接以孟德尔两对相对性状的杂交实验为命题背景,通过深刻理解杂交实验的实验流程和科学分析实验结果,就可以准确判断选项。
【解析】选C。黄色圆粒种子理论值为18粒(32×9/16),绿色皱粒为2粒(32×1/16),但实际数据中,黄色和圆粒的总数分别为25和20,无法直接推导组合性状的具体数值,A错误;圆粒与皱粒比为5∶3,可能R配子活力低于r,但由于样本太少,所以不能确定含R基因配子的活力低于含r基因的配子,B错误;由于样本量小(仅4个豆荚,32粒种子),不同批次摘取豆荚可能因抽样误差导致表型比波动,C正确;圆粒与皱粒实际比为5∶3,不符合分离定律预期的3∶1,同时样本数目太少,所以不支持孟德尔分离定律,D错误。
【深研教材预测高考】
2.(必修2 P16非选择题T1【改编】)番茄的紫茎和绿茎(受A、a控制)是一对相对性状,缺刻叶和马铃薯叶(受B、b控制)是一对相对性状。利用四种不同基因型的番茄进行杂交,实验结果如图所示。
(1)根据________(填“第1组”或“第2组”)杂交,能够确定________(填“缺刻叶”或“马铃薯叶”)为显性性状。
【解析】(1)根据第1组杂交结果缺刻叶∶马铃薯叶=3∶1,可知缺刻叶为显性性状。亲本均为Bb。
(2)根据上述两组杂交________(填“能”或“不能”)判断紫茎和绿茎的显隐性,原因是_______________。
【解析】(2)紫茎若为隐性则甲与乙的基因型均为aaBb,与题意不符,因此紫茎为显性,绿茎为隐性。
(3)若已知乙的基因型为AaBb,丙与丁的杂交结果________(填“能”或“不能”)证明两对基因自由组合,原因是_______________。
【解析】(3)若乙为AaBb,丙与丁的杂交只能为Aabb和aaBb的杂交。这两种基因型的个体杂交,无论两对基因是否自由组合,结果是相同的。
答案:(1)第1组　缺刻叶
(2)能　若紫茎为隐性,甲与乙的基因型必然相同,与题意不符。因此紫茎为显性、绿茎为隐性
(3)不能　若乙为AaBb,丙与丁的基因型只能为Aabb和aaBb。无论两对基因是否自由组合,后代表型及比例都是紫茎马铃薯叶∶紫茎缺刻叶∶绿茎马铃薯叶∶绿茎缺刻叶=1∶1∶1∶1

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