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第16讲 自由组合定律
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01知识脑图·核心脉络搭建——梳理专题框架，搭建知识体系
02考点深研·知能分层突破——深挖高频考点，分层突破重难点
基础梳理·自主夯基（7条） 重难突破·考点深研
【考点一】 孟德尔两对相对性状的杂交实验
【考点二】 自由组合定律内容
【考点三】 孟德尔规律应用
03能力进阶·方法专项提炼——总结解题方法，突破专项难点
【专项突破01】 应用分离定律解决自由定律的内容（疑难解读）
【专项突破02】 比例和为“16”的解题模型（规律方法）
【专项突破03】 个体或配子致死问题的处理(规律方法)
【专项突破04】 遗传定律的验证实验(规律方法)
04高考精练·专题实战通关——精选高考真题，强化实战应用
【考向一】 两对相对性状杂交实验过程
【考向二】 孟德尔遗传规律的应用
【考向三】 自由组合定律中的特殊分离比问题分析
知识脑图·核心脉络搭
考点深研·知能分层突破
基础梳理 自主夯基——课前5分钟核心背默
孟德尔针对豌豆的两对相对性状杂交实验提出的“ 自由组合假设 ”： F 1（YyRr）在产生配子时， 遗传因子彼此分离， 的遗传因子可以自由组合。 这样 F 1 产生的雌配子和雄配子各有 4 种： ， 它们之间的数量比为 。 F2 中有 种雌雄配子结合方式； 种基因型； 种表型， 比例为 。 2.自由组合定律研究对象：位于非同源染色体上的 。 3.自由组合定律发生时间： 。 4. 自由组合定律的实质： 在减数分裂过程中， 染色体上的 基因彼此分离的同时， 染色体上的 基因自由组合。 5.自由组合定律适用范围： ①进行 生殖的真核生物的遗传； ②适用于 遗传，不适用于细胞质遗传； ③两对或两对以上等位基因独立遗传。 6.孟德尔用豌豆做遗传实验取得成功的原因： ①选用了正确的实验材料： ； ②用 方法对结果进行分析； ③科学地设计了实验的程序， 即 法 。 ④由 对性状到 对性状的研究思路。 7.1909年，丹麦生物学家约翰逊把“遗传因子”叫作 ，并且提出了 （也叫性状）和 的概念。 指生物个体表现出来的性状，如豌豆的高茎和矮茎；与表型有关的基因组成叫作 ，如高茎豌豆的基因型是DD或Dd，矮茎豌豆的基因型是dd，控制相对性状的基因，叫作 ，如D和d。
重难突破 考点深研——要点提炼
考点一 孟德尔两对相对性状的杂交实验
1.两对相对性状的杂交实验——提出问题 （1）杂交实验 （2）实验结果及分析 结果结论F1全为黄色圆粒说明黄色、圆粒为显性性状F2中圆粒：皱粒＝3：1说明种子形状的遗传遵循分离定律F2中黄色：绿色＝3：1说明子叶颜色的遗传遵循分离定律F2中出现两种亲本性状（黄色圆粒、绿色皱粒），出现两种新性状（绿色圆粒、黄色皱粒）说明两对相对性状之间进行了自由组合
（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 ①两对相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。 ③F1产生配子种类及数量比：YR：Yr：yR：yr＝1：1：1：1。 ④受精时，雌雄配子的结合是随机的，配子结合方式有16种。 （2）遗传图解 （3）结果分析：F2共有9种基因型，4种表型。 3.对自由组合现象的验证——演绎推理、实验验证 （1）演绎推理过程 ①方法：设计测交实验，让F1（YyRr）与隐性纯合子（yyrr）杂交。 ②遗传图解 预期：孟德尔依据提出的假说，演绎推理出测交实验结果为测交后代黄色圆粒：黄色皱粒：绿色圆粒：绿色皱粒数量比为1：1：1：1。 （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.得出结论：实验结果与演绎结果相符，假说成立。 教材拾遗： 两对相对性状实验中9∶3∶3∶1数量比与一对相对性状实验中的3∶1的联系， 从数学角度分析9∶3∶3∶1是(3∶1)2的展开式，由此推知两对相对性状的遗传结果，是两对相对性状独立遗传结果(3∶1)的乘积—(3∶1)2。 特别提醒 1.YYRR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。 特别提醒 1.测交实验子代出现4种比例相等的性状类型的原因是F1是双杂合子，能产生4种数量相等的配子，隐性纯合子只产生一种配子。 2.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。
考点二 自由组合定律的内容
1.实质、发生时间及适用范围 （1）研究对象：位于非同源染色体上的非等位基因 （2）发生时间：减数分裂Ⅰ后期 （3）实质：同源染色体上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。 （4）适用： ①进行有性生殖的真核生物的遗传； ②适用于细胞核遗传，不适用于细胞质遗传； ③两对或两对以上等位基因独立遗传。 2.基因自由组合定律的细胞学基础 3.孟德尔获得成功的原因 （1）孟德尔获得成功的原因 ①正确地选择了实验材料——豌豆。 ②由单因素到多因素的研究方法，即由一对相对性状到多对相对性状的遗传研究。 ③应用统计学方法对实验结果进行分析。 ④科学地设计实验程序。 对大量实验数据进行分析→进行合理推断→设计测交实验验证对现象的推测→得出分离（或自由组合）定律的结论，这种现代科学研究方法叫假说—演绎法。 （2）孟德尔遗传规律的再发现 ①1909年，丹麦生物学家约翰逊把“遗传因子”叫作基因。 ②因为孟德尔的杰出贡献，他被公认为“遗传学之父”。 特别提醒 1.AaBb个体产生的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.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。
考点三 孟德尔规律的应用
1.植物育种 （1）纯合子培育 在小麦中，抗倒伏（D）对易倒伏（d）为显性，易染条锈病（T）对抗条锈病（t）为显性。小麦患条锈病或倒伏，会导致减产甚至绝收。由抗倒伏易染条锈病的纯系小麦（DDTT）和易倒伏抗条锈病的纯系小麦（ddtt）杂交，产生F1，再经过多代自交，逐代筛选，就可得到符合要求的抗倒伏抗条锈病的新品种（DDtt）。 （2）杂种优势 遗传组成不同的亲本杂交产生的后代，在生活力、长势、抗逆性和产量等方面往往超过亲本。 杂种优势在自然界中普遍存在。在生产实践中，马铃薯、甘薯等可以进行无性生殖，也可以通过不同品种间的杂交直接获得杂种优势。例如，将黄肉不抗病和白肉抗病两种马铃薯杂交，获得黄肉抗病（AaBb）的马铃薯新品种。直接选留该黄肉抗病个体进行无性生殖，即可保持其优良性状。 2.动物育种 动物也可以通过杂交选优培育新品种。例如，中国从国外引进各种类型的荷斯坦牛与国内的黄牛杂交，经过多年选育，形成兼具双方特点的中国荷斯坦牛。 特别提醒 培育稳定遗传的新品种不一定都需要通过连续自交获得，如用基因型为AAbb和aaBB的亲本，培育出aabb的优良品种，就不需要连续自交，因为隐性性状一旦出现即为纯合子。
能力进阶·方法专项提炼
【专项突破01】应用分离定律解决自由定律的内容（疑难解读）
1．由亲本基因型推断配子及子代相关种类及比例
1）解题思路：“先拆分，后组合”。
方法技巧：
1.乘法定理：两个（或两个以上）独立事件同时出现的概率，等于它们各自概率乘积。如一对正常的夫妇生出一个患白化病的孩子，则生两个孩子均患白化病的概率是)1/4×1/4=1/16。
2.加法定理：两个互不相容的事件A与B的和的概率，等于事件A与B的概率之和。如一对正常夫妇生出一个患白化病的孩子，则他们生一个正常孩子的概率是1/4(AA)+2/4(Aa)=3/4。
2）常见题型分析
①配子种类数及概率的计算
具有多对等位 基因的个体 解答思路 举例：基因型为 AaBbCc的个体
产生配子的种类数 每对基因产生配 子种类数的乘积 配子种类数为 Aa Bb Cc ↓↓↓
产生某种配子的概率 每对基因产生相应配子概率的乘积 产生ABC配子的 概率为 1/8(ABC)
②配子间的结合方式（AaBbCc与AaBbCC 杂交）
第一步 第二步
先求AaBbCc、AaBbCC 各自产生多少种配子：AaBbCc产生8种配子，AaBbCC产生4种配子 再求两亲本配子间的结合方式： 由于两亲本产生的配子是随机结合的，因此AaBbCc与AaBbCC配子间有8x4=32（种）结合方式
③子代基因型种类及概率的计算（AaBbCc与AaBBCc杂交）
问题举例 计算方法
子代基因 型种类数 可分解为三个分离定律问题： AaxAa→后代有3种基因型（1AA：2Aa:laa) BbxBB→后代有2种基因型（1BB：1Bb) 后代有3种基因型（1CC：2Cc:1cc) 因此，AaBbCcxAaBBCc的后代中有（种）基因型
子代中 AaBBcc的概率 1/16(AaBBcc)
④子代表型种类及概率的计算（AaBbCc与AabbCc杂交，完全显性）
问题举例 计算方法
子代表型种类数 可分解为三个分离定律问题： AaxAa→后代有2种表型（3A_:1aa）Bbxbb→后代有2种表型（1Bb:1bb）CcxCc→后代有2种表型（3C_:1cc）所以，AaBbCcxAabbCc的后代中有种）表型
子代中 A_bbcc 的概率 3/32(A_bbcc)
方法技巧：
1．显性性状的概率＝1-隐性性状的概率，因此计算显性性状的概率时，可先求隐性性状的概率。
2．杂合子概率＝1-纯合子概率，因此计算杂合子概率时，可先求纯合子概率。
2．根据子代表型及比例推断亲本基因型（逆向组合法）
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，亲代基因型中一定存在a、b等隐性基因。
2）分解组合法：先将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。
(Bb×Bb)→AaBb×AaBb。
②1:1:1:1→(1:1)(1:1)→(Aa×aa)(Bb×bb)→AaBb×aabb或Aabb×aaBb。
③3:3:1:1→(3:1)(1:1)→(Aa×Aa)(Bb×bb)或Aa×aa)(Bb×Bb)→AaBb×Aabb 或AaBb×aaBb。
3.n对等位基因（完全显性、独立遗传）的遗传规律（含有n对杂合基因）
等位基因对数 配子 基因型 表型
种类 比例 种类 比例 种类 比例
1 2 3 2
2
n 2" 3n 2n
1）某显性亲本的自交后代中，若显性个体的比例为（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）若性状分离比之和为4n，则该性状由n 对等位基因控制。
4．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）杂交后得再自交得若中黄色圆粒豌豆个体和绿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表所示：
项目 表型及比例
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：
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
【专项突破02】比例和为“16”的解题模型（规律方法）
1．理解9:3:3:1变式的实质
1）具有两对相对性状的纯合个体杂交所得或双杂合子自交后代，若出现性状分离比的和为“16”时，皆可以用以下模板解决：
“合并同类项法”巧解自由组合定律特殊分离比
方法技巧“实验数据”与“9:3:3:1及其变式”间的转化方法
涉及两对相对性状的杂交实验时，许多题目给出的结果是看似毫无规律的数据，如紫花：红花：白花=810:272:358,对于看不出比例的数据可通过以下3步完成转化：
1.先将相关数据相加得出总和：810+272+358=1440。
2.将总和除以16,得出每份的数量：1440÷16=90。
3.求比例：(810÷90):(272÷90):(358÷90)≈9:3:4
2．“和”为16的特殊分离比
1)AaBb自交或测交后代表型之比
类型 AaBb自交后代比例 AaBb测交后代比例
单显性时表现为同一种性状 9:6:1 1:2:1
两种显性基因同时存在时表现为一种性状，其余情况表现为另一种性状 9:7 1:3
存在aa或bb时表现为同一种性状 9:3:4 1:1:2
只要存在显性基因就表现为一种性状，其余表现为另一种性状 15:1 3:1
只要A或B存在就表现为同一种性状 12:3:1 2:1:1
双显性基因、双隐性基因和一种单显性基因存在时都表现为同一种性状，而另一种单显性基因存在时表现为另一种性状 13:3 3:1
例1(2023新课标，5）某研究小组从野生型高秆（显性）玉米中获得了2个矮秆突变体，为了研究这2个突变体的基因型，该小组让这2个矮秆突变体（亲本）杂交得自交得，发现中表型及其比例是高秆：矮秆：极矮秆＝9:6:1。若用A、B表示显性基因，则下列相关推测错误的是 ( )
A.亲本的基因型为aaBB和AAbb，的基因型为AaBb
B.矮秆的基因型有aaBB、AAbb、aaBb、Aabb，共4种
C.基因型是AABB的个体为高秆，基因型是aabb的个体为极矮秆
矮秆中纯合子所占比例为高秆中纯合子所占比例为1/16
2）显性基因的累加效应
累加效应表型分析原理 显性基因A与B的作用效果相同，表型与显性基因的个数有关，显性基因越多，效果越强
AaBb自交后代基因型和表型 1AABB :(2AaBB、2AABb):(4AaBb、1aaBB、1AAbb):(2Aabb、2aaBb):1aabb
5种表型，性状分离比是1:4:6：4:1
AaBb 测交 后代基因 型和表型 1AaBb:(1Aabb、1aaBb):laabb
3种表型，数目比为1:2:1
【专项突破03】个体或配子致死问题的处理(规律方法)
原因 AaBb自交后代性状分离比举例
显性纯合致死 6:2:3:1(AA或BB致死）
4:2:2:1(AA和BB致死）
隐性纯合致死 3:1(aa或bb致死）
9:3:3(aabb致死）
某种精子致死 （或不育） 3:1:3:1（含A或B的精子致死）
5:3:3:1（含AB的精子致死）
7:3:1:1（含aB或Ab的精子致死）
方法技巧：致死的解题方法：
例2(2023全国乙，6）某种植物的宽叶／窄叶由等位基因A/a控制，A基因控制宽叶性状；高茎／矮茎由等位基因B/b控制，B基因控制高茎性状。这2对等位基因独立遗传该种植物的基因致死情况，某研究小组进行了两个实验，实验①：宽叶矮茎植株自交，子代中宽叶矮茎：窄叶矮茎＝2:1；实验②：窄叶高茎植株自交，子代中窄叶高茎：窄叶矮茎＝2:1。下列分析及推理中错误的是( )
A.从实验①可判断A基因纯合致死，从实验②可判断B基因纯合致死
B.实验①中亲本的基因型为Aabb，子代中宽叶矮茎的基因型也为Aabb
C.若发现该种植物中的某个植株表现为宽叶高茎，则其基因型为AaBb
D.将宽叶高茎植株进行自交，所获得子代植株中纯合子所占比例为1/4
【专项突破04】遗传定律的验证实验(规律方法)
1．自交法
2．测交法
3．花粉鉴定法-最直接的验证方法
单倍体育种法
敲黑板 分离比“1：1：1：1”不一定遵循自由组合定律
如Aabb和aaBb杂交，若这两对等位基因位于一对同源染色体上，其杂交后代性状比例也为1:1:1:1，但A/a、B/b的遗传并不遵循自由组合定律。
高考精练·专题实战通关
考向一　两对相对性状杂交实验过程
1．(2025·湖北，12)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
2．(2024·新课标，5)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个体均为杂合子，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
考向二　孟德尔遗传规律的应用
3．(2024·贵州，6)人类的双眼皮基因对单眼皮基因是显性，位于常染色体上。一个色觉正常的单眼皮女性(甲)，其父亲是色盲；一个色觉正常的双眼皮男性(乙)，其母亲是单眼皮。下列叙述错误的是(　　)
A．甲的一个卵原细胞在有丝分裂中期含有两个色盲基因
B．乙的一个精原细胞在减数分裂Ⅰ中期含四个单眼皮基因
C．甲含有色盲基因并且一定是来源于她的父亲
D．甲、乙婚配生出单眼皮色觉正常女儿的概率为1/4
考向三　自由组合定律中的特殊分离比问题分析
4．(2026·云南，5)红花是药食两用的经济作物，其分枝类型由A/a、B/b两对等位基因控制，用分散型和紧密型两株纯合植株杂交，F1全为分散型；F1自交，F2中分散型∶紧密型=13∶3。下列说法错误的是（　　）
A. A/a与B/b的遗传遵循自由组合定律
B. 紧密型亲本的基因型为AAbb（或aaBB）
C. F2分散型植株中纯合子占2/13
D. F2紧密型植株自由交配，子代中分散型占1/9
5．(2026·贵州，8)某种狗的毛色有黑色、棕色和黄色，受常染色体上一对等位基因A/a控制，基因型为aa的狗均为黄色；鼻子有黑色和棕色，受另一对等位基因B/b控制，B/b基因还会影响毛色的深度。研究小组进行杂交实验，结果如表。下列叙述正确的是（ ）
亲本 F1 F2（数量足够多）
黄毛黑鼻♂*棕毛棕鼻♀ 全为黑毛黑鼻 黑毛黑鼻∶棕毛棕鼻∶黄毛（部分为棕鼻)=9∶3∶4
A. 该实验中父本基因型为aabb
B. F2黄毛狗中黑鼻个体占1/4
C. F2黑毛狗中有1/4个体基因型与F1相同
D. F2棕毛狗相互交配子代个体全为棕鼻
6.　(2025·河南，15)现有二倍体植株甲和乙，自交后代中某性状的正常株∶突变株均为3∶1。甲自交后代中的突变株与乙自交后代中的突变株杂交，F1全为正常株，F2中该性状的正常株∶突变株＝9∶6(等位基因可依次使用A/a、B/b……)。下列叙述错误的是(　　)
A．甲的基因型是AaBB或AABb
B．F2出现异常分离比是因为出现了隐性纯合致死
C．F2植株中性状能稳定遗传的占7/15
D．F2中交配能产生AABB基因型的亲本组合有6种
7.　(2024·广东，14)雄性不育对遗传育种有重要价值。为获得以茎的颜色或叶片形状为标记的雄性不育番茄材料，研究者用基因型为AaCcFf的番茄植株自交，所得子代的部分结果见图。其中，控制紫茎(A)与绿茎(a)、缺刻叶(C)与马铃薯叶(c)的两对基因独立遗传，雄性可育(F)与雄性不育(f)为另一对相对性状，3对性状均为完全显隐性关系。下列分析正确的是(　　)
A．育种实践中缺刻叶可以作为雄性不育材料筛选的标记
B．子代的雄性可育株中，缺刻叶与马铃薯叶的比例约为1∶1
C．子代中紫茎雄性可育株与绿茎雄性不育株的比例约为3∶1
D．出现等量绿茎可育株与紫茎不育株是基因突变的结果
(2025·安徽，19)水稻籽粒外壳(颖壳)表型有黄色、黑色、紫色和棕红色等，种植颖壳表型不同的彩色稻，既可满足国家粮食安全需要，又可形成优美画卷，用于旅游开发。回答下列问题：
(1)研究发现，水稻颖壳的紫色、棕红色、黄绿色和浅绿色的形成与类黄酮化合物的代谢有关。假设显性基因C、R、A控制颖壳色素的形成，且独立遗传，相应的隐性等位基因不具有该效应。色素合成代谢途径如图。
现有基因型为CcRrAa与CcRraa的两品种水稻杂交，F1中颖壳表型为紫色、棕红色、黄绿色和浅绿色的比例为____________。F1中，颖壳颜色在后代持续保持不变的个体所占比例为____________。
(2)(4分)野生稻的颖壳为黑色，经过突变和驯化，目前栽培稻的颖壳多为黄色。黑色和黄色颖壳由一对等位基因控制，且黑色(Bh)对黄色(bh)为显性。科研小组对多个品种进行分析，发现有两个黄色颖壳突变类型(栽培稻1、2)，推测两者的突变可能是来自同一个基因。设计一个杂交实验，以验证该推测，并说明判断理由：_______________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)科研小组采用PCR技术，扩增出野生稻和栽培稻Bh/bh基因的片段，电泳结果见图1。
注：野生稻Bh基因部分序列为：5′－GATTCGCTCACA－3′，此链为非模板链，编码的序列为天冬氨酸－丝氨酸－亮氨酸－苏氨酸。UAA、UAG为终止密码子。
与野生稻相比，栽培稻2是由于Bh基因发生了____________，颖壳表现为黄色。栽培稻1和野生稻的PCR扩增产物大小一致，科研小组进行了DNA测序，结果见图2(图中仅显示两者含有差异的部分序列，其余序列一致；A、T、G、C表示4种碱基)。比较两者DNA碱基序列，发现栽培稻1是由于Bh基因中的DNA序列发生____________，导致____________，颖壳表现为黄色。
9.(2026·安徽，19)某二倍体植物是一种重要的中药材，也是园艺观赏植物。该植物花色形成与3对独立遗传的基因有关，当有显性基因R时，白色前体物质会转化为花色素苷，花色呈淡红色；当有显性基因R和D时，花色素苷会聚集到花瓣，花色呈深红色；显性基因H可抑制D基因的作用，从而阻止花色素苷的聚集，因此基因型为R_D_H_植株的花色仍为淡红色。相应的隐性基因均无上述功能。花色形成机理示意图如下。
回答下列问题。
（1）基因型为RrDDHH的植株自交，子代的表型是______。基因型为RrDDHh的植株与基因型为RrDdHh的植株杂交，子代中白花∶淡红花∶深红花=______。结合基因和染色体的关系，简述基因自由组合定律的实质：______。
（2）基因型为RrDdHh的植株测交，从F1的淡红花和深红花植株群体中，随机选取两株相互授粉。若F2有3种花色，则两植株的基因型组合可能有______种（不考虑正、反交）。
（3）为研究上述基因的特征，对相关基因进行了测序，发现它们的启动子特定区域碱基组成具有______特点，这样的区域双链容易被RNA聚合酶打开，起始转录。
（4）该植物能够产生一种次生代谢物，有重要的应用价值，可采用植物细胞悬浮培养反应器进行次生代谢物的工厂化生产。与直接从植物体中提取相比，该技术可大幅提高次生代谢物的产量，除此之外，还具有______（答出2点即可）等优点。第16讲 自由组合定律
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01知识脑图·核心脉络搭建——梳理专题框架，搭建知识体系
02考点深研·知能分层突破——深挖高频考点，分层突破重难点
基础梳理·自主夯基（7条） 重难突破·考点深研
【考点一】 孟德尔两对相对性状的杂交实验
【考点二】 自由组合定律内容
【考点三】 孟德尔规律应用
03能力进阶·方法专项提炼——总结解题方法，突破专项难点
【专项突破01】 应用分离定律解决自由定律的内容（疑难解读）
【专项突破02】 比例和为“16”的解题模型（规律方法）
【专项突破03】 个体或配子致死问题的处理(规律方法)
【专项突破04】 遗传定律的验证实验(规律方法)
04高考精练·专题实战通关——精选高考真题，强化实战应用
【考向一】 两对相对性状杂交实验过程
【考向二】 孟德尔遗传规律的应用
【考向三】 自由组合定律中的特殊分离比问题分析
知识脑图·核心脉络搭
考点深研·知能分层突破
基础梳理 自主夯基——课前5分钟核心背默
孟德尔针对豌豆的两对相对性状杂交实验提出的“ 自由组合假设 ”： F1（YyRr）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。 这样 F 1 产生的雌配子和雄配子各有 4 种： YR、Yr、yR、yr， 它们之间的数量比为 1 :1 :1 :1 。 F2中有 16 种雌雄配子结合方式； 9 种基因型； 4 种表型， 比例为 9 :3 :3 :1 。 2.自由组合定律研究对象：位于非同源染色体上的非等位基因。 3.自由组合定律发生时间：减数分裂Ⅰ后期。 4. 自由组合定律的实质： 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。 5.自由组合定律适用范围： ①进行有性生殖的真核生物的遗传； ②适用于细胞核遗传，不适用于细胞质遗传； ③两对或两对以上等位基因独立遗传。 6.孟德尔用豌豆做遗传实验取得成功的原因： ①选用了正确的实验材料： 豌豆 ； ②用 统计学 方法对结果进行分析； ③科学地设计了实验的程序， 即 假说—演绎 法 。 ④由 一 对性状到 多 对性状的研究思路。 7.1909年，丹麦生物学家约翰逊把“遗传因子”叫作基因，并且提出了表型（也叫性状）和基因型的概念。表型指生物个体表现出来的性状，如豌豆的高茎和矮茎；与表型有关的基因组成叫作基因型，如高茎豌豆的基因型是DD或Dd，矮茎豌豆的基因型是dd，控制相对性状的基因，叫作等位基因，如D和d。
重难突破 考点深研——要点提炼
考点一 孟德尔两对相对性状的杂交实验
1.两对相对性状的杂交实验——提出问题 （1）杂交实验 （2）实验结果及分析 结果结论F1全为黄色圆粒说明黄色、圆粒为显性性状F2中圆粒：皱粒＝3：1说明种子形状的遗传遵循分离定律F2中黄色：绿色＝3：1说明子叶颜色的遗传遵循分离定律F2中出现两种亲本性状（黄色圆粒、绿色皱粒），出现两种新性状（绿色圆粒、黄色皱粒）说明两对相对性状之间进行了自由组合
（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 ①两对相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。 ③F1产生配子种类及数量比：YR：Yr：yR：yr＝1：1：1：1。 ④受精时，雌雄配子的结合是随机的，配子结合方式有16种。 （2）遗传图解 （3）结果分析：F2共有9种基因型，4种表型。 3.对自由组合现象的验证——演绎推理、实验验证 （1）演绎推理过程 ①方法：设计测交实验，让F1（YyRr）与隐性纯合子（yyrr）杂交。 ②遗传图解 预期：孟德尔依据提出的假说，演绎推理出测交实验结果为测交后代黄色圆粒：黄色皱粒：绿色圆粒：绿色皱粒数量比为1：1：1：1。 （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.得出结论：实验结果与演绎结果相符，假说成立。 教材拾遗： 两对相对性状实验中9∶3∶3∶1数量比与一对相对性状实验中的3∶1的联系， 从数学角度分析9∶3∶3∶1是(3∶1)2的展开式，由此推知两对相对性状的遗传结果，是两对相对性状独立遗传结果(3∶1)的乘积—(3∶1)2。 特别提醒 1.YYRR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。 特别提醒 1.测交实验子代出现4种比例相等的性状类型的原因是F1是双杂合子，能产生4种数量相等的配子，隐性纯合子只产生一种配子。 2.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。
考点二 自由组合定律的内容
1.实质、发生时间及适用范围 （1）研究对象：位于非同源染色体上的非等位基因 （2）发生时间：减数分裂Ⅰ后期 （3）实质：同源染色体上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。 （4）适用： ①进行有性生殖的真核生物的遗传； ②适用于细胞核遗传，不适用于细胞质遗传； ③两对或两对以上等位基因独立遗传。 2.基因自由组合定律的细胞学基础 3.孟德尔获得成功的原因 （1）孟德尔获得成功的原因 ①正确地选择了实验材料——豌豆。 ②由单因素到多因素的研究方法，即由一对相对性状到多对相对性状的遗传研究。 ③应用统计学方法对实验结果进行分析。 ④科学地设计实验程序。 对大量实验数据进行分析→进行合理推断→设计测交实验验证对现象的推测→得出分离（或自由组合）定律的结论，这种现代科学研究方法叫假说—演绎法。 （2）孟德尔遗传规律的再发现 ①1909年，丹麦生物学家约翰逊把“遗传因子”叫作基因。 ②因为孟德尔的杰出贡献，他被公认为“遗传学之父”。 特别提醒 1.AaBb个体产生的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.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。
考点三 孟德尔规律的应用
1.植物育种 （1）纯合子培育 在小麦中，抗倒伏（D）对易倒伏（d）为显性，易染条锈病（T）对抗条锈病（t）为显性。小麦患条锈病或倒伏，会导致减产甚至绝收。由抗倒伏易染条锈病的纯系小麦（DDTT）和易倒伏抗条锈病的纯系小麦（ddtt）杂交，产生F1，再经过多代自交，逐代筛选，就可得到符合要求的抗倒伏抗条锈病的新品种（DDtt）。 （2）杂种优势 遗传组成不同的亲本杂交产生的后代，在生活力、长势、抗逆性和产量等方面往往超过亲本。 杂种优势在自然界中普遍存在。在生产实践中，马铃薯、甘薯等可以进行无性生殖，也可以通过不同品种间的杂交直接获得杂种优势。例如，将黄肉不抗病和白肉抗病两种马铃薯杂交，获得黄肉抗病（AaBb）的马铃薯新品种。直接选留该黄肉抗病个体进行无性生殖，即可保持其优良性状。 2.动物育种 动物也可以通过杂交选优培育新品种。例如，中国从国外引进各种类型的荷斯坦牛与国内的黄牛杂交，经过多年选育，形成兼具双方特点的中国荷斯坦牛。 特别提醒 培育稳定遗传的新品种不一定都需要通过连续自交获得，如用基因型为AAbb和aaBB的亲本，培育出aabb的优良品种，就不需要连续自交，因为隐性性状一旦出现即为纯合子。
能力进阶·方法专项提炼
【专项突破01】应用分离定律解决自由定律的内容（疑难解读）
1．由亲本基因型推断配子及子代相关种类及比例
1）解题思路：“先拆分，后组合”。
方法技巧：
1.乘法定理：两个（或两个以上）独立事件同时出现的概率，等于它们各自概率乘积。如一对正常的夫妇生出一个患白化病的孩子，则生两个孩子均患白化病的概率是)1/4×1/4=1/16。
2.加法定理：两个互不相容的事件A与B的和的概率，等于事件A与B的概率之和。如一对正常夫妇生出一个患白化病的孩子，则他们生一个正常孩子的概率是1/4(AA)+2/4(Aa)=3/4。
2）常见题型分析
①配子种类数及概率的计算
具有多对等位 基因的个体 解答思路 举例：基因型为 AaBbCc的个体
产生配子的种类数 每对基因产生配 子种类数的乘积 配子种类数为 Aa Bb Cc ↓↓↓
产生某种配子的概率 每对基因产生相应配子概率的乘积 产生ABC配子的 概率为 1/8(ABC)
②配子间的结合方式（AaBbCc与AaBbCC 杂交）
第一步 第二步
先求AaBbCc、AaBbCC 各自产生多少种配子：AaBbCc产生8种配子，AaBbCC产生4种配子 再求两亲本配子间的结合方式： 由于两亲本产生的配子是随机结合的，因此AaBbCc与AaBbCC配子间有8x4=32（种）结合方式
③子代基因型种类及概率的计算（AaBbCc与AaBBCc杂交）
问题举例 计算方法
子代基因 型种类数 可分解为三个分离定律问题： AaxAa→后代有3种基因型（1AA：2Aa:laa) BbxBB→后代有2种基因型（1BB：1Bb) 后代有3种基因型（1CC：2Cc:1cc) 因此，AaBbCcxAaBBCc的后代中有（种）基因型
子代中 AaBBcc的概率 1/16(AaBBcc)
④子代表型种类及概率的计算（AaBbCc与AabbCc杂交，完全显性）
问题举例 计算方法
子代表型种类数 可分解为三个分离定律问题： AaxAa→后代有2种表型（3A_:1aa）Bbxbb→后代有2种表型（1Bb:1bb）CcxCc→后代有2种表型（3C_:1cc）所以，AaBbCcxAabbCc的后代中有种）表型
子代中 A_bbcc 的概率 3/32(A_bbcc)
方法技巧：
1．显性性状的概率＝1-隐性性状的概率，因此计算显性性状的概率时，可先求隐性性状的概率。
2．杂合子概率＝1-纯合子概率，因此计算杂合子概率时，可先求纯合子概率。
2．根据子代表型及比例推断亲本基因型（逆向组合法）
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，亲代基因型中一定存在a、b等隐性基因。
2）分解组合法：先将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。
(Bb×Bb)→AaBb×AaBb。
②1:1:1:1→(1:1)(1:1)→(Aa×aa)(Bb×bb)→AaBb×aabb或Aabb×aaBb。
③3:3:1:1→(3:1)(1:1)→(Aa×Aa)(Bb×bb)或Aa×aa)(Bb×Bb)→AaBb×Aabb 或AaBb×aaBb。
3.n对等位基因（完全显性、独立遗传）的遗传规律（含有n对杂合基因）
等位基因对数 配子 基因型 表型
种类 比例 种类 比例 种类 比例
1 2 3 2
2
n 2" 3n 2n
1）某显性亲本的自交后代中，若显性个体的比例为（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）若性状分离比之和为4n，则该性状由n 对等位基因控制。
4．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）杂交后得再自交得若中黄色圆粒豌豆个体和绿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表所示：
项目 表型及比例
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：
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
【专项突破02】比例和为“16”的解题模型（规律方法）
1．理解9:3:3:1变式的实质
1）具有两对相对性状的纯合个体杂交所得或双杂合子自交后代，若出现性状分离比的和为“16”时，皆可以用以下模板解决：
“合并同类项法”巧解自由组合定律特殊分离比
方法技巧“实验数据”与“9:3:3:1及其变式”间的转化方法
涉及两对相对性状的杂交实验时，许多题目给出的结果是看似毫无规律的数据，如紫花：红花：白花=810:272:358,对于看不出比例的数据可通过以下3步完成转化：
1.先将相关数据相加得出总和：810+272+358=1440。
2.将总和除以16,得出每份的数量：1440÷16=90。
3.求比例：(810÷90):(272÷90):(358÷90)≈9:3:4
2．“和”为16的特殊分离比
1)AaBb自交或测交后代表型之比
类型 AaBb自交后代比例 AaBb测交后代比例
单显性时表现为同一种性状 9:6:1 1:2:1
两种显性基因同时存在时表现为一种性状，其余情况表现为另一种性状 9:7 1:3
存在aa或bb时表现为同一种性状 9:3:4 1:1:2
只要存在显性基因就表现为一种性状，其余表现为另一种性状 15:1 3:1
只要A或B存在就表现为同一种性状 12:3:1 2:1:1
双显性基因、双隐性基因和一种单显性基因存在时都表现为同一种性状，而另一种单显性基因存在时表现为另一种性状 13:3 3:1
例1(2023新课标，5）某研究小组从野生型高秆（显性）玉米中获得了2个矮秆突变体，为了研究这2个突变体的基因型，该小组让这2个矮秆突变体（亲本）杂交得自交得，发现中表型及其比例是高秆：矮秆：极矮秆＝9:6:1。若用A、B表示显性基因，则下列相关推测错误的是 ( )
A.亲本的基因型为aaBB和AAbb，的基因型为AaBb
B.矮秆的基因型有aaBB、AAbb、aaBb、Aabb，共4种
C.基因型是AABB的个体为高秆，基因型是aabb的个体为极矮秆
矮秆中纯合子所占比例为高秆中纯合子所占比例为1/16
【答案】D
【解析】 亲本均为矮秆，基因型为AaBb，推知亲本为纯合子，其基因型为AAbb和aaBB,A正确。矮秆（A_bb、aaB_）中，纯合子的基因型为AAbb、aaBB，依据基因自由组合定律，中矮秆所占比例为6/16，矮秆纯合子所占比例为2/16(1/16+1/16)，故矮秆中纯合子所占比例为1/3；同理，推知高秆中纯合子所占比例为1/9,D错误。
2）显性基因的累加效应
累加效应表型分析原理 显性基因A与B的作用效果相同，表型与显性基因的个数有关，显性基因越多，效果越强
AaBb自交后代基因型和表型 1AABB :(2AaBB、2AABb):(4AaBb、1aaBB、1AAbb):(2Aabb、2aaBb):1aabb
5种表型，性状分离比是1:4:6：4:1
AaBb 测交 后代基因 型和表型 1AaBb:(1Aabb、1aaBb):laabb
3种表型，数目比为1:2:1
【专项突破03】个体或配子致死问题的处理(规律方法)
原因 AaBb自交后代性状分离比举例
显性纯合致死 6:2:3:1(AA或BB致死）
4:2:2:1(AA和BB致死）
隐性纯合致死 3:1(aa或bb致死）
9:3:3(aabb致死）
某种精子致死 （或不育） 3:1:3:1（含A或B的精子致死）
5:3:3:1（含AB的精子致死）
7:3:1:1（含aB或Ab的精子致死）
方法技巧：致死的解题方法：
例2(2023全国乙，6）某种植物的宽叶／窄叶由等位基因A/a控制，A基因控制宽叶性状；高茎／矮茎由等位基因B/b控制，B基因控制高茎性状。这2对等位基因独立遗传该种植物的基因致死情况，某研究小组进行了两个实验，实验①：宽叶矮茎植株自交，子代中宽叶矮茎：窄叶矮茎＝2:1；实验②：窄叶高茎植株自交，子代中窄叶高茎：窄叶矮茎＝2:1。下列分析及推理中错误的是( )
A.从实验①可判断A基因纯合致死，从实验②可判断B基因纯合致死
B.实验①中亲本的基因型为Aabb，子代中宽叶矮茎的基因型也为Aabb
C.若发现该种植物中的某个植株表现为宽叶高茎，则其基因型为AaBb
D.将宽叶高茎植株进行自交，所获得子代植株中纯合子所占比例为1/4
【答案】D
【解析】 由于基因型为AAbb的个体致死，故实验①子代中宽叶矮茎的基因型为Aabb,B 正确。由于该种植物AA和BB均致死，因此宽叶高茎的基因型只能为AaBb,C正确。宽叶高茎（AaBb）自交，由于AA和BB致死，子代表型及比例为宽叶高茎：宽叶矮茎：窄叶高茎：窄叶矮茎：=4:2:2:1，其中只有窄叶矮茎为纯合子，所占比例为1/9,D错误。
【专项突破04】遗传定律的验证实验(规律方法)
1．自交法
2．测交法
3．花粉鉴定法-最直接的验证方法
单倍体育种法
敲黑板 分离比“1：1：1：1”不一定遵循自由组合定律
如Aabb和aaBb杂交，若这两对等位基因位于一对同源染色体上，其杂交后代性状比例也为1:1:1:1，但A/a、B/b的遗传并不遵循自由组合定律。
高考精练·专题实战通关
考向一　两对相对性状杂交实验过程
1．(2025·湖北，12)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
【答案】　C
【解析】　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)，黄色与绿色理论比值为3∶1，圆粒与皱粒理论比值为3∶1，因该学生取样太少，造成无法直接推导黄色圆粒种子、绿色皱粒种子的具体数值，也造成黄色与绿色的比值、圆粒与皱粒的比值均偏离3∶1，C合理。
2．(2024·新课标，5)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个体均为杂合子，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
【答案】　D
【解析】　由题图可知，P1、P2为纯合子，F1为杂合子，且两对等位基因的遗传符合自由组合定律，假设基因由上到下依次为A、a、B、b，则P1基因型为AAbb，P2基因型为aaBB，F1基因型为AaBb，据此分析选项。F2中，①基因型为AaBB，②基因型为Aabb，均为杂合子；③基因型为AABb，所占比例为1/8，⑤基因型为AABB，所占比例为1/16，③所占比例大于⑤，A正确；据图分析，图中缺少aaBb的基因型对应的电泳结果，其电泳结果为3条带，分别为第2条带、第3条带和第4条带，B正确；由题可知，③×⑦(AABb×aabb)杂交，后代基因型为AaBb、Aabb，与②(Aabb)、⑧(AaBb)电泳结果相同，C正确；①基因型为AaBB，其自交后代基因型及比例为AABB∶AaBB∶aaBB＝1∶2∶1，④的基因型为aaBB，因此①自交子代与④电泳结果相同的占1/4，D错误。
考向二　孟德尔遗传规律的应用
3．(2024·贵州，6)人类的双眼皮基因对单眼皮基因是显性，位于常染色体上。一个色觉正常的单眼皮女性(甲)，其父亲是色盲；一个色觉正常的双眼皮男性(乙)，其母亲是单眼皮。下列叙述错误的是(　　)
A．甲的一个卵原细胞在有丝分裂中期含有两个色盲基因
B．乙的一个精原细胞在减数分裂Ⅰ中期含四个单眼皮基因
C．甲含有色盲基因并且一定是来源于她的父亲
D．甲、乙婚配生出单眼皮色觉正常女儿的概率为1/4
【答案】　B
【解析】由题意可知，人类双眼皮和单眼皮为常染色体遗传，而色盲为伴X染色体隐性遗传。假设控制人类双眼皮和单眼皮的基因分别用A、a表示，控制人类色觉正常和色盲的基因分别用B、b表示，一个色觉正常的单眼皮女性(甲)，其父亲是色盲，则甲的基因型为aaXBXb，一个色觉正常的双眼皮男性(乙)，其母亲是单眼皮，则乙的基因型为AaXBY，甲的卵原细胞在有丝分裂中期，DNA经过复制，含有两个色盲基因(b)，A正确；乙的基因型为AaXBY，减数分裂前的间期，DNA进行复制，减数分裂Ⅰ中期含两个单眼皮基因(a)，B错误；甲的基因型为aaXBXb，其父亲是色盲，相关基因型为XbY，因此甲含有色盲基因并且一定是来源于她的父亲，C正确；甲的基因型为aaXBXb，乙的基因型为AaXBY，甲、乙婚配生出单眼皮色觉正常女儿(aaXBXb或aaXBXB)的概率为1/2×1/2＝1/4，D正确。
考向三　自由组合定律中的特殊分离比问题分析
4．(2026·云南，5)红花是药食两用的经济作物，其分枝类型由A/a、B/b两对等位基因控制，用分散型和紧密型两株纯合植株杂交，F1全为分散型；F1自交，F2中分散型∶紧密型=13∶3。下列说法错误的是（　　）
A. A/a与B/b的遗传遵循自由组合定律
B. 紧密型亲本的基因型为AAbb（或aaBB）
C. F2分散型植株中纯合子占2/13
D. F2紧密型植株自由交配，子代中分散型占1/9
【答案】C
【解析】A、F2性状分离比为13:3，属于9:3:3:1的变式，说明A/a、B/b两对等位基因位于两对同源染色体上，其遗传遵循自由组合定律，A正确；B、F1基因型为AaBb，亲本为纯合分散型和纯合紧密型，若紧密型为A_bb，则紧密型亲本基因型为AAbb，分散型亲本为aaBB；若紧密型为aaB_，则紧密型亲本基因型为aaBB，分散型亲本为AAbb，B正确；C、F2分散型共13份，其中纯合子包括AABB、aabb，以及对应非紧密型的单显纯合子（如紧密型为A_bb时，对应aaBB为纯合分散型），共3种纯合子，各占1份，故分散型植株中纯合子占3/13，C错误；D、以紧密型为A_bb为例，F2紧密型植株中AAbb占1/3、Aabb占2/3，产生配子比例为Ab:ab=2:1，自由交配后仅aabb为分散型，占比为1/3×1/3=1/9，D正确。
5．(2026·贵州，8)某种狗的毛色有黑色、棕色和黄色，受常染色体上一对等位基因A/a控制，基因型为aa的狗均为黄色；鼻子有黑色和棕色，受另一对等位基因B/b控制，B/b基因还会影响毛色的深度。研究小组进行杂交实验，结果如表。下列叙述正确的是（ ）
亲本 F1 F2（数量足够多）
黄毛黑鼻♂*棕毛棕鼻♀ 全为黑毛黑鼻 黑毛黑鼻∶棕毛棕鼻∶黄毛（部分为棕鼻)=9∶3∶4
A. 该实验中父本基因型为aabb
B. F2黄毛狗中黑鼻个体占1/4
C. F2黑毛狗中有1/4个体基因型与F1相同
D. F2棕毛狗相互交配子代个体全为棕鼻
【答案】D
【解析】A、根据F2性状分离比9：3：4（9：3：3：1的变式），可判断两对基因遵循自由组合定律，F1基因型为AaBb，结合题干信息可推导表现型与基因型的对应关系： A_B_：黑毛黑鼻（9份），A_bb：棕毛棕鼻（3份），aaB_：黄毛黑鼻（3份），aabb：黄毛棕鼻（1份）。父本为黄毛黑鼻（aaB_），母本为棕毛棕鼻（A_bb），F1全为黑毛黑鼻（AaBb），说明父本基因型为aaBB、母本为AAbb，才能保证子代全为AaBb，A错误； B、F2黄毛狗的基因型为aa_ _（共4份：3份aaB_ + 1份aabb），其中黑鼻个体为aaB_，占3/4，而非1/4，B错误；C、F2黑毛狗的基因型为A_B_（共9份），其中与F1（AaBb）基因型相同的个体占4/9（AABB1份、AABb2份、AaBB2份、AaBb4份），而非1/4，C错误；D、F2棕毛狗的基因型为A_bb，控制鼻子的基因型均为bb（纯合）。相互交配时，子代鼻子的基因型始终为bb，表现为全为棕鼻，D正确。
6.　(2025·河南，15)现有二倍体植株甲和乙，自交后代中某性状的正常株∶突变株均为3∶1。甲自交后代中的突变株与乙自交后代中的突变株杂交，F1全为正常株，F2中该性状的正常株∶突变株＝9∶6(等位基因可依次使用A/a、B/b……)。下列叙述错误的是(　　)
A．甲的基因型是AaBB或AABb
B．F2出现异常分离比是因为出现了隐性纯合致死
C．F2植株中性状能稳定遗传的占7/15
D．F2中交配能产生AABB基因型的亲本组合有6种
【答案】　D
【解析】　F2中正常株∶突变株＝9∶6，可推出正常株的基因型为A_B_，突变株的基因型为A_bb和aaB_,aabb 致死，所以F1的基因型为AaBb，两个突变株亲本的基因型为AAbb和aaBB，甲和乙分别自交后正常株∶突变株为3∶1，说明甲基因型为AaBB或AABb，A、B正确；当基因A和B同时存在时才能为正常株，所以正常株AABB和突变株A_bb、aaB_都可以稳定遗传，F2中性状能稳定遗传的个体占AABB(1/15)＋A_bb(3/15)＋aaB_(3/15)＝7/15，C正确；当两个亲本都能产生基因型为AB的配子，子代才可能出现AABB的基因型，F2中能产生基因型为AB配子的基因型有AABB、AABb、AaBB、AaBb 4种，即F2中交配能出现AABB基因型的亲本组合有4×4＝16(种)[杂交情况下考虑正反交，若不考虑正反交，亲本组合有4＋3＋2＋1＝10(种)]，D错误。
7.　(2024·广东，14)雄性不育对遗传育种有重要价值。为获得以茎的颜色或叶片形状为标记的雄性不育番茄材料，研究者用基因型为AaCcFf的番茄植株自交，所得子代的部分结果见图。其中，控制紫茎(A)与绿茎(a)、缺刻叶(C)与马铃薯叶(c)的两对基因独立遗传，雄性可育(F)与雄性不育(f)为另一对相对性状，3对性状均为完全显隐性关系。下列分析正确的是(　　)
A．育种实践中缺刻叶可以作为雄性不育材料筛选的标记
B．子代的雄性可育株中，缺刻叶与马铃薯叶的比例约为1∶1
C．子代中紫茎雄性可育株与绿茎雄性不育株的比例约为3∶1
D．出现等量绿茎可育株与紫茎不育株是基因突变的结果
【答案】　C
【解析】　基因型为AaCcFf的番茄植株自交，产生的子代中，绿茎株中绝大多数雄性不育，紫茎株中绝大多数雄性可育，偶见绿茎可育株与紫茎不育株，二者数量相等，由此可推测控制紫茎(A)与绿茎(a)、雄性可育(F)与雄性不育(f)的两对基因连锁，位于一对同源染色体上，且控制绿茎(a)和雄性不育(f)的基因位于同一条染色体，控制紫茎(A)和雄性可育(F)的基因位于同一条染色体，所以育种实践中绿茎可作为雄性不育材料筛选的标记，A错误；由于A与a、C与c两对等位基因独立遗传，遵循基因自由组合定律，由于A与a、F与f两对等位基因连锁，所以C与c、F与f也遵循自由组合定律，所以在子代雄性可育株中，缺刻叶∶马铃薯叶≈3∶1，B错误；由于亲本A基因和F基因位于同一条染色体，a基因和f基因位于同一条染色体，所以自交产生的子代中紫茎雄性可育株(AAFF、AaFf)与绿茎雄性不育株(aaff)的比例约为3∶1，C正确；子代中出现等量绿茎可育株与紫茎不育株是减数分裂Ⅰ前期同源染色体非姐妹染色单体间片段互换的结果，D错误。
(2025·安徽，19)水稻籽粒外壳(颖壳)表型有黄色、黑色、紫色和棕红色等，种植颖壳表型不同的彩色稻，既可满足国家粮食安全需要，又可形成优美画卷，用于旅游开发。回答下列问题：
(1)研究发现，水稻颖壳的紫色、棕红色、黄绿色和浅绿色的形成与类黄酮化合物的代谢有关。假设显性基因C、R、A控制颖壳色素的形成，且独立遗传，相应的隐性等位基因不具有该效应。色素合成代谢途径如图。
现有基因型为CcRrAa与CcRraa的两品种水稻杂交，F1中颖壳表型为紫色、棕红色、黄绿色和浅绿色的比例为____________。F1中，颖壳颜色在后代持续保持不变的个体所占比例为____________。
(2)(4分)野生稻的颖壳为黑色，经过突变和驯化，目前栽培稻的颖壳多为黄色。黑色和黄色颖壳由一对等位基因控制，且黑色(Bh)对黄色(bh)为显性。科研小组对多个品种进行分析，发现有两个黄色颖壳突变类型(栽培稻1、2)，推测两者的突变可能是来自同一个基因。设计一个杂交实验，以验证该推测，并说明判断理由：_______________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)科研小组采用PCR技术，扩增出野生稻和栽培稻Bh/bh基因的片段，电泳结果见图1。
注：野生稻Bh基因部分序列为：5′－GATTCGCTCACA－3′，此链为非模板链，编码的序列为天冬氨酸－丝氨酸－亮氨酸－苏氨酸。UAA、UAG为终止密码子。
与野生稻相比，栽培稻2是由于Bh基因发生了____________，颖壳表现为黄色。栽培稻1和野生稻的PCR扩增产物大小一致，科研小组进行了DNA测序，结果见图2(图中仅显示两者含有差异的部分序列，其余序列一致；A、T、G、C表示4种碱基)。比较两者DNA碱基序列，发现栽培稻1是由于Bh基因中的DNA序列发生____________，导致____________，颖壳表现为黄色。
【答案】　(1)9∶9∶6∶8　11/32　(2)栽培稻1和栽培稻2杂交，统计子代表型。若子代颖壳全为黑色，则两者的突变不是来自同一个基因；若子代颖壳全为黄色，则两者的突变来自同一个基因　(3)碱基的缺失　碱基的替换(C－G被替换成A－T)　翻译提前终止
【解析】　(1)据色素合成代谢途径图可知，颖壳颜色紫色、棕红色、黄绿色和浅绿色对应的基因型分别是C_R_A_、C_R_aa、C_rr_ _、cc_ _ _ _，三对基因独立遗传，可以单独考虑各对基因的遗传。CcRrAa与CcRraa杂交，单独考虑基因C/c，子代基因型及比例为3C_∶1cc；单独考虑基因R/r，子代基因型及比例为3R_∶1rr；单独考虑基因A/a，子代基因型及比例为1Aa∶1aa。三对基因自由组合，则F1中颖壳表型为紫色(C_R_A_)、棕红色(C_R_aa)、黄绿色(C_rr__)和浅绿色(cc_ _ _ _)的比例为9∶9∶6∶8。F1中颖壳颜色在后代持续保持不变的个体基因型及比例为8/32cc_ _ _ _、2/32CCrr_ _、1/32CCRRaa，故这些个体所占比例为11/32。(3)据图1可知，野生稻的电泳条带比栽培稻2电泳条带距离加样孔近，故野生稻的相关基因比栽培稻2的相关基因长，故可知，与野生稻相比，栽培稻2是由于Bh基因发生了碱基的缺失。据图2可知，野生稻Bh基因非模板链的碱基序列是5′－GATTCGCTCACA－3′，栽培稻1 Bh基因的非模板链碱基序列是5′－GATTAGCTCACA－3′，栽培稻1是由于野生型Bh基因中的DNA序列中C－G碱基对被替换成了A－T碱基对从而发生基因突变，导致相应的mRNA上的密码子发生改变，提前出现终止密码子UAG，因此其指导合成的蛋白质中氨基酸序列提前终止，颖壳表现为黄色。
9.(2026·安徽，19)某二倍体植物是一种重要的中药材，也是园艺观赏植物。该植物花色形成与3对独立遗传的基因有关，当有显性基因R时，白色前体物质会转化为花色素苷，花色呈淡红色；当有显性基因R和D时，花色素苷会聚集到花瓣，花色呈深红色；显性基因H可抑制D基因的作用，从而阻止花色素苷的聚集，因此基因型为R_D_H_植株的花色仍为淡红色。相应的隐性基因均无上述功能。花色形成机理示意图如下。
回答下列问题。
（1）基因型为RrDDHH的植株自交，子代的表型是______。基因型为RrDDHh的植株与基因型为RrDdHh的植株杂交，子代中白花∶淡红花∶深红花=______。结合基因和染色体的关系，简述基因自由组合定律的实质：______。
（2）基因型为RrDdHh的植株测交，从F1的淡红花和深红花植株群体中，随机选取两株相互授粉。若F2有3种花色，则两植株的基因型组合可能有______种（不考虑正、反交）。
（3）为研究上述基因的特征，对相关基因进行了测序，发现它们的启动子特定区域碱基组成具有______特点，这样的区域双链容易被RNA聚合酶打开，起始转录。
（4）该植物能够产生一种次生代谢物，有重要的应用价值，可采用植物细胞悬浮培养反应器进行次生代谢物的工厂化生产。与直接从植物体中提取相比，该技术可大幅提高次生代谢物的产量，除此之外，还具有______（答出2点即可）等优点。
【答案】（1） ①. 淡红色和白色 ②. 4:9:3 ③. 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；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 （2）7##七
（3）A-T碱基对比例高
（4）不受季节、气候、地域限制，可全年工业化生产；无需采收野生植株，有利于野生植物资源/生态保护；产物易分离纯化，生产成本更低（任选2点即可）
【解析】由题意可知，rr----为白色，R-D-hh为深红色，R-D-H-、R-dd--为淡红色。基因型为RrDDHH的植株自交，子代的基因型及比例为RRDDHH：RrDDHH：rrDDHH=1:2:1，表型为淡红色和白色。基因型为RrDDHh的植株与基因型为RrDdHh的植株杂交，由于该植物花色形成与3对独立遗传的基因有关，Rr×Rr，子代为R-：rr=3:1；DD×Dd，子代全为D-；Hh×Hh，子代为H-：hh=3:1，因此基因型为RrDDHh的植株与基因型为RrDdHh的植株杂交，子代中白花∶淡红花∶深红花=1/4×1×1：3/4×1×3/4：3/4×1×1/4=1/4：9/16：3/16=4:9:3。基因自由组合定律的实质是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；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。基因型为RrDdHh的植株测交，即RrDdHh与rrddhh杂交，子代的基因型及比例为RrDdHh：RrDdhh：RrddHh：Rrddhh：rrDdHh：rrDdhh：rrddHh：rrddhh=1:1:1:1:1:1:1:1，F1的淡红花的基因型为RrDdHh、RrddHh、Rrddhh，深红花RrDdhh，随机选取两株相互授粉，F2有3种花色，则两植株的基因型组合可能有RrDdHh×RrDdHh、RrDdhh×RrDdhh、RrDdHh×RrDdhh、RrddHh×RrDdHh、RrddHh×RrDdhh、Rrddhh×RrDdHh、Rrddhh×RrDdhh，共7种。相关基因启动子特定区域双链容易被RNA聚合酶打开，说明该区域的稳定性相对弱，而双链严格遵循碱基互补配对原则，其中A-T碱基对含两个氢键，G-C碱基对含3个氢键，因此相关基因启动子特定区域双链容易被RNA聚合酶打开，说明该基因的启动子特定区域碱基组成具有A-T碱基对比例高的特点。与直接从植物体中提取相比，采用植物细胞悬浮培养反应器进行次生代谢物的工厂化生产的技术可大幅提高次生代谢物的产量，除此之外，还具有不受季节、气候、地域限制，可全年工业化生产；无需采收野生植株，有利于野生植物资源/生态保护；产物易分离纯化，生产成本更低（任选2点即可）。

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