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【備考2023】高中生物新教材一輪復習學案
第15講　基因的自由組合定律
[素養目標]
1．通過孟德爾的兩對相對性狀的雜交實驗分析，體會并掌握假說—演繹法。(科學思維、科學探究)
2．通過對自由組合定律遺傳特例的分析，掌握自由組合定律的實質。(科學思維、生命觀念)
　自由組合定律的發現與實質
1．發現問題——兩對相對性狀的雜交實驗
[提醒]　在兩對相對性狀的雜交實驗中，F2中未出現“新性狀”
在兩對相對性狀的雜交實驗中，F2中出現了新的表型，但并未出現新性狀，新表型的出現是原有性狀重新組合的結果。
2．提出假說——對自由組合現象的解釋
3．演繹推理、驗證假說——對自由組合現象的驗證
(1)理論解釋(提出假設)
①F1與隱性純合子雜交。F1產生4種比例相等的配子，即YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1，而隱性純合子只產生yr一種配子。
②測交產生4種比例相等的后代，即YyRr∶Yyrr∶yyRr∶yyrr＝1∶1∶1∶1。
(2)實驗驗證
[提醒]　yyRr×Yyrr不是測交
測交是指F1與隱性純合子雜交。因此雖然YyRr×yyrr和yyRr×Yyrr這兩對組合的后代的基因型相同，但只有YyRr×yyrr稱為測交。
4．得出結論——自由組合定律
5．孟德爾獲得成功的原因
6．孟德爾遺傳規律的應用
1．(必修2 P10“旁欄思考”)對于兩對相對性狀的遺傳結果，如果對每一對性狀單獨進行分析，其性狀的數量比都是3∶1，即每對性狀的遺傳都遵循分離定律。兩對相對性狀的遺傳結果可以表示為它們各自遺傳結果的乘積，即9∶3∶3∶1來自(3∶1)2。(√)
2．(必修2 P11 圖1 8)F2中出現與親本不同的性狀類型，稱為重組類型，重組類型是黃色皺粒和綠色圓粒，重組類型所占比例是。(√)
3．(必修2 P11 表1 2)F1(YyRr)產生的雌配子(雄配子)的種類和比例為YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1，此比例是雌雄配子之間的數量比例。(×)
4．(必修2 P11 圖1 9)測交實驗結果只能證實F1產生配子的種類，不能證明不同配子間的比例。(×)
5．(必修2 P11表1 2)在孟德爾的F1(YyRr)與yyrr測交實驗中，也進行了正反交實驗，并且結果都與預期結果一致，接近1∶1∶1∶1。(√)
1．必修2 P10正文拓展：受精時，雌雄配子的結合是隨機的，隨機結合是不是基因的自由組合？為什么？
提示：不是。雌雄配子的隨機結合發生在受精作用階段，基因的自由組合發生在配子產生過程中，所以雌雄配子的隨機結合不是基因的自由組合。
2．必修2 P5圖1 4和P11圖1 8拓展：分析下列圖中哪些過程可以發生基因重組？為什么？
提示：⑨過程。基因重組發生在產生配子的減數分裂Ⅰ過程中，可以是非同源染色體上的非等位基因之間的重組，故①～⑩過程中僅⑨過程發生基因重組，圖中④⑤過程僅發生了等位基因分離，未發生基因重組，③⑥過程是雌雄配子的隨機結合過程。
1．基因的自由組合與基因完全連鎖的比較[科學思維]
(1)基因的自由組合
(2)基因的完全連鎖
2．自由組合定律內容的細胞學基礎[科學思維]
3．基因分離定律與自由組合定律的關系及相關比例圖解分析[科學思維]
(1)在上述比例中最能體現基因分離定律和基因自由組合定律實質的分別是F1所產生配子的比例為1∶1和1∶1∶1∶1，其他比例的出現都是以此為基礎。該基礎源自減數分裂時同源染色體上的等位基因彼此分離，非同源染色體上的非等位基因自由組合。
(2)利用分枝法理解比例關系。因為黃色和綠色、圓粒和皺粒兩對相對性狀獨立遺傳，所以9∶3∶3∶1的實質為(3∶1)×(3∶1)，1∶1∶1∶1的實質為(1∶1)×(1∶1)，因此若出現3∶3∶1∶1，其實質為(3∶1)×(1∶1)。此規律可以應用在基因型的推斷中。
4．“實驗法”驗證遺傳定律[科學思維]
驗證方法 結論
自交法 F1自交后代的性狀分離比為3∶1，則符合基因的分離定律，由位于一對同源染色體上的一對等位基因控制
F1自交后代的性狀分離比為9∶3∶3∶1，則符合基因的自由組合定律，由位于兩對同源染色體上的兩對等位基因控制
測交法 F1測交后代的性狀比例為1∶1，則符合基因的分離定律，由位于一對同源染色體上的一對等位基因控制
F1測交后代的性狀比例為1∶1∶1∶1，則符合基因的自由組合定律，由位于兩對同源染色體上的兩對等位基因控制
花粉鑒 定法 若有2種花粉，比例為1∶1，則符合分離定律
若有4種花粉，比例為1∶1∶1∶1，則符合自由組合定律
單倍體 育種法 取花藥離體培養，用秋水仙素處理單倍體幼苗，若植株有2種表型，比例為1∶1，則符合分離定律
取花藥離體培養，用秋水仙素處理單倍體幼苗，若植株有4種表型，比例為1∶1∶1∶1，則符合自由組合定律
[探究意圖：以植物雜交實驗為情境信息考查科學探究]
云南杓蘭花朵的顏色由兩對等位基因(A、a和B、b)控制，現有甲、乙兩株粉紅杓蘭雜交，后代紫紅杓蘭∶粉紅杓蘭∶灰白杓蘭＝1∶2∶1，讓F1粉紅杓蘭自交，每株收獲的種子單獨種植，F2中粉紅杓蘭∶灰白杓蘭都為2∶1。請回答下列問題：
(1)甲、乙兩親本粉紅杓蘭的基因型是________。
(2)F2中粉紅杓蘭∶灰白杓蘭＝2∶1的原因是_________________________________
________________________________________________________________________。
(3)利用題干中所給的個體，設計實驗探究基因在染色體上的位置。
實驗方案：_____________________________________________________________。
結果及結論：若后代__________________，則A、a和B、b在一對同源染色體上。
若后代______________________________，則A、a和B、b在兩對同源染色體上。
提示：(1)Aabb和aaBb(或aaBb和Aabb)
(2)顯性基因純合(AA和BB)致死
(3)讓F1紫紅杓蘭自交，觀察后代的表型及比例　全為紫紅杓蘭　紫紅杓蘭∶粉紅杓蘭∶灰白杓蘭＝4∶4∶1
突破點1　圍繞兩對相對性狀的遺傳實驗分析，考查科學思維和科學探究能力
1．孟德爾兩對相對性狀的豌豆雜交實驗中，用純種黃色圓粒豌豆和純種綠色皺粒豌豆作親本進行雜交，F2出現4種性狀類型，數量比為9∶3∶3∶1。產生上述結果的必要條件不包括(　　)
A．F1雌雄配子各有4種，數量比均為1∶1∶1∶1
B．F1雌雄配子的結合是隨機的
C．F1雌雄配子的數量比為1∶1
D．F2的個體數量足夠多
解析：孟德爾兩對相對性狀的遺傳遵循基因的自由組合定律。雄配子的數量遠遠超過雌配子的數量；F1雌雄配子各有4種且數量比為1∶1∶1∶1是自由組合定律的必要條件，另外還要滿足雌雄配子的結合是隨機的，F2的個體數量應足夠多。
答案：C
2．某自花傳粉的植物，花的顏色由兩對基因(A和a、B和b)控制，其遺傳遵循自由組合定律。其中A基因控制紅色素合成，B基因控制紫色素合成，當兩種色素同時合成時，花色表現為品紅花；兩種色素都不能合成時，花色表現為白花。科研小組做了甲、乙兩組人工雜交實驗，結果如下：
甲：品紅花×白花→F1：品紅花、紅花
乙：品紅花×紫花→F1：品紅花、紅花、紫花、白花
請回答：
(1)甲組品紅花親本和F1中品紅花個體的基因型分別是________和________。
(2)乙組紫花親本的基因型是________，F1中品紅花、紅花、紫花、白花的比例是________。
(3)欲判斷乙組F1中某品紅花植株的基因型，請你為該科研小組設計一個最簡便的實驗方案，并預測實驗結果及結論。
實驗方案：______________________________________________________。
實驗結果及結論：
①若子代中品紅花比例為________，則該品紅花植株基因型為________。
②若子代中品紅花比例為________，則該品紅花植株基因型為________。
解析：(1)據題干信息可推知，基因型為A_bb的花色為紅色，基因型為aaB_的花色為紫色，基因型為A_B_的花色為品紅色，基因型為aabb的花色為白色。甲組實驗中，品紅花親本(A_B_)與白花親本(aabb)雜交，F1中有品紅花與紅花(A_bb)兩種表型，則品紅花親本基因型為AABb，進而推知F1中品紅花個體的基因型是AaBb。(2)乙組品紅花(A_B_)×紫花(aaB_)，后代出現了白花(aabb)，說明親本品紅花基因型為AaBb，紫花基因型為aaBb，則F1中四種表型的比例是品紅花(AaB_)∶紅花(Aabb)∶紫花(aaB_)∶白花(aabb)＝3∶1∶3∶1。(3)乙組F1中某品紅花植株的基因型為AaBB或AaBb，而該植物為自花傳粉的植物，所以欲判斷乙組F1中某品紅花植株的基因型，最簡便的實驗方案：讓該品紅花植株自交(自花傳粉)，觀察并統計后代的表型及比例。①若該品紅花植株基因型為AaBB，則其自交子代表型及比例為品紅花(A_BB)∶紫花(aaBB)＝3∶1，即子代中品紅花比例為；②若該品紅花植株基因型為AaBb，則其自交子代表型及比例為品紅花(A_B_)∶紫花(aaB_)∶紅花(A_bb)∶白花(aabb)＝9∶3∶3∶1，即子代中品紅花比例為。
答案：(1)AABb　AaBb　(2)aaBb　3∶1∶3∶1　(3)實驗方案：讓該品紅花植株自交，觀察并統計后代的表型及比例
實驗結果及結論：①　AaBB　②　AaBb
突破點2　圍繞基因自由組合定律的實質，考查科學思維能力
3．如圖為某植株自交產生后代的過程示意圖，下列對此過程及結果的描述，不正確的是(　　)
A．A、a與B、b的自由組合發生在①過程
B．②過程發生雌、雄配子的隨機結合
C．M、N、P分別代表16、9、3
D．該植株測交后代表型比例為1∶1∶1∶1
解析：據題圖分析，①表示減數分裂，A、a與B、b的自由組合發生在減數分裂Ⅰ過程中，A正確；②過程發生雌、雄配子的隨機結合，即受精作用，B正確；①過程形成4種配子，②雌、雄配子的隨機組合方式有4×4＝16(種)，基因型為3×3＝9(種)，由題圖中12∶3∶1可知，表型為3種，C正確；該植株測交后代基因型以及比例為1(AaBb)∶1(Aabb)∶1(aaBb)∶1(aabb)，由題中12∶3∶1可知，表型的比例為2∶1∶1，D錯誤。
答案：D
4．某植物莖的紫色與綠色受常染色體上的3對等位基因(A/a、B/b、C/c)控制，每對等位基因中均至少含有一個顯性基因時植物的莖表現為紫色，其余均表現為綠色。某課外小組對該性狀的遺傳進行了研究。回答下列問題(不考慮互換)：
(1)綠莖植株的基因型有________種。
(2)用紫莖純合植株和綠莖純合植株雜交得F1，F1測交結果為aabbcc∶AaBbCc∶aaBbcc∶AabbCc＝1∶1∶1∶1，由此可以推測綠莖純合植株的基因型為________，請在下面方框中表示出F1中3對基因在染色體上的分布情況。(豎線表示染色體，黑點表示基因在染色體上的位置)。
判斷的理由是___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)現取(2)中所得植株F1，先讓其自交得到F2，再讓F2中的紫莖植株自由交配得F3，則理論上F3中紫莖植株所占比例為________。
解析：(1)由題意分析可知，紫莖植株的基因型為A_B_C_，共有2×2×2＝8(種)，其余基因型均表現為綠莖，故綠莖植株的基因型有3×3×3－2×2×2＝19(種)。(2)紫莖純合植株的基因型為AABBCC，綠莖純合植株的基因型有aabbcc、AABBcc、AAbbCC、aaBBCC、AAbbcc、aaBBcc、aabbCC，共7種，由測交結果可知綠莖純合植株的基因型為aabbcc，F1的基因型為AaBbCc，又根據測交結果，可知F1產生的配子類型及比例為abc∶ABC∶aBc∶AbC＝1∶1∶1∶1，由于A與C、a與c總是在一起，說明A與C在一條染色體上，a與c位于其同源染色體上。基因在染色體上的位置見答案。(3)由于C總是與A相關聯，故只要后代的基因型中含A_B_，表型一定為紫莖。只考慮A、a與B、b兩對基因，F1的基因型為AaBb，自交所得F2中的紫莖植株基因型及其比例為AABb∶AaBb∶AABB∶AaBB＝2∶4∶1∶2，F2紫莖植株產生的配子中AB占4/9，Ab占2/9，aB占2/9，ab占1/9，F2中的紫莖植株自由交配，后代紫莖植株占(4/9)×(4/9)＋(4/9)×(2/9)×2＋(4/9)×(2/9)×2＋(4/9)×(1/9)×2＋(2/9)×(2/9)×2＝64/81。
答案：(1)19　(2)aabbcc　如圖所示。
　由測交結果可知F1(AaBbCc)產生的配子類型及比例為abc∶ABC∶aBc∶AbC＝1∶1∶1∶1，A與C、a與c總是在一起，說明A與C位于一條染色體上、a與c位于其同源染色體上(合理即可)　(3)64/81
突破點3　圍繞基因分離定律和自由組合定律的驗證，考查科學思維和科學探究能力
5．(多選)玉米的兩對等位基因A、a和B、b控制兩對相對性狀，某研究小組欲研究兩對等位基因是否位于兩對同源染色體上，進行了下列四組實驗，并分析四組實驗的子一代的表型和比例，其中能夠確定兩對等位基因位置關系的是(　　)
A．AaBb個體進行自交　　　 B．AaBb與aabb雜交
C．AaBb與Aabb雜交 D．aaBb與Aabb雜交
解析：如果兩對基因位于兩對同源染色體上，基因型為AaBb的個體能產生四種比例相同的配子，如果兩對基因位于一對同源染色體上，基因型為AaBb的個體只能產生兩種配子(不考慮互換)，A、B、C項均可通過后代的表型及其比例判斷兩對等位基因的位置關系，而D項中無論兩對基因是位于兩對同源染色體還是位于一對同源染色體上，基因型為aaBb和Aabb的個體都只能產生兩種配子(不考慮互換)，無法根據后代的表型及其比例來判斷兩對等位基因的位置關系，D錯誤。
答案：ABC
6．某雌雄異株二倍體植物的花色有紅色和白色兩種，莖的顏色有綠色和紫色兩種。研究小組選取一紅花綠莖植株和一白花紫莖植株進行正反交，子代(數量足夠多)雌株和雄株均為紅花綠莖∶紅花紫莖∶白花綠莖∶白花紫莖＝1∶1∶1∶1。
回答下列問題(不考慮突變和互換及X、Y染色體的同源區段)：
(1)僅根據題述實驗結果，能否判斷花色以及莖色的顯隱性？____________________(填“花色能莖色不能”“花色不能莖色能”“花色莖色都能”或“花色莖色都不能”)。
(2)題述雜交實驗正反交結果相同，表明控制這兩對性狀的基因都位于______________。
(3)根據題述信息判斷，這兩對性狀的遺傳________________(填“遵循”“不遵循”或“不一定遵循”)自由組合定律。請以題述植株作為材料設計一次遺傳實驗進行進一步的探究。(簡要寫出實驗思路、預期實驗結果及結論)
解析：(1)兩個具有兩對相對性狀的植株雜交，子代出現四種表型且比例為1∶1∶1∶1，由于任意一對相對性狀的分離比都是1∶1，因此無法判斷它們的顯隱性關系。(2)由題意知，正反交實驗結果相同，表明控制這兩對相對性狀的基因均位于常染色體上。(3)設兩對基因分別為A/a和B/b，兩個植株雜交，子代出現四種表型且比例為1∶1∶1∶1，親本組合是AaBb×aabb或Aabb×aaBb。若為前者，可說明AaBb產生了4種數量相等的配子，則可以說明題述兩對性狀的遺傳遵循自由組合定律；若為后者，無論兩對基因是位于一對同源染色體上還是兩對同源染色體上，每個親本都能產生2種數量相等的配子，子代都會有4種類型，且比例為1∶1∶1∶1，因此不能說明題述兩對性狀的遺傳遵循自由組合定律。選擇子代中的紅花紫莖雌(或雄)株和白花綠莖雄(或雌)株進行雜交，獲得F2植株，統計F2植株的表型及比例即可判斷兩對基因的位置，具體見答案。
答案：(1)花色莖色都不能　(2)常染色體上　(3)不一定遵循　實驗思路：選擇子代中的紅花紫莖雌(或雄)株和白花綠莖雄(或雌)株進行雜交，獲得F2植株，統計F2的表型及比例。預期實驗結果及結論：若F2表現為紅花綠莖∶紅花紫莖∶白花綠莖∶白花紫莖＝1∶1∶1∶1，則兩對性狀的遺傳遵循自由組合定律；若F2表現為紅花綠莖∶白花紫莖＝1∶1，則兩對性狀的遺傳不遵循自由組合定律。
1．科研人員用某植物進行遺傳學研究，選用高莖、白花、感病的植株作母本，矮莖、白花、抗病的植株作父本進行雜交，F1均表現為高莖、紅花、抗病，F1自交得到F2，F2的表型及比例為高∶矮＝3∶1，紅∶白＝9∶7，抗病∶感病＝3∶1。植物花色的遺傳遵循基因的______________定律，原因是__________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：自由組合　僅就花色而言，由F2花色的分離比為9∶7可推知F1的配子有16種結合方式，而這16種結合方式是F1的4種雌、雄比例相等的配子隨機結合的結果
2．利用現有綠色圓粒豌豆(yyRr)，獲得純合的綠色圓粒豌豆的實驗思路：
________________________________________________________________________。
提示：讓綠色圓粒豌豆(yyRr)自交，淘汰綠色皺粒豌豆，再連續自交并選擇，直到不發生性狀分離為止
　自由組合定律的解題方法突破
方法一　利用“拆分法”解決自由組合計算問題
1．思路：將多對等位基因的自由組合分解為若干分離定律分別分析，再運用乘法原理進行組合。
2．方法
題型分類 解題規律 示例
種類 問題 配子類型(配子種類數) 2n(n為等位基因對數) AaBbCCDd產生的配子種類數為23＝8
配子間結合方式 配子間結合方式種類數等于配子種類數的乘積 AABbCc×aaBbCC配子間結合方式種類數＝1×4×2＝8
子代基因型(或表型)種類 雙親雜交(已知雙親基因型)，子代基因型(或表型)等于各性狀按分離定律所求基因型(或表型)的乘積 AaBbCc×Aabbcc，基因型為3×2×2＝12(種)，表型為2×2×2＝8(種)
概率 問題 基因型(或表型)的比例 按分離定律求出相應基因型(或表型)，然后利用乘法原理進行組合 AABbDd×aaBbdd，F1中AaBbDd所占的比例為1×(1/2)×(1/2)＝1/4
純合子或雜合子出現的比例 按分離定律求出純合子的概率，其乘積為純合子出現的比例，雜合子的概率＝1－純合子的概率 AABbDd×AaBBdd，F1中AABBdd所占比例為(1/2)×(1/2)×(1/2)＝1/8
1．已知A與a、B與b、D與d三對等位基因自由組合且為完全顯性，基因型分別為AabbDd、AaBbDd的兩個個體進行雜交。下列關于雜交后代的推測，正確的是(　　)
A．基因型有18種，AabbDd個體的比例為1/16
B．表型有6種，aabbdd個體的比例為1/32
C．雜合子的比例為7/8
D．與親本基因型不同的個體的比例為1/4
解析：三對等位基因的自由組合可拆分為三個分離定律進行計算，再運用乘法原理進行組合。Aa×Aa→1AA∶2Aa∶1aa，后代有2種表型；bb×Bb→1Bb∶1bb，后代有2種表型；Dd×Dd→1DD∶2Dd∶1dd，后代有2種表型。AabbDd×AaBbDd的后代有3×2×3＝18(種)基因型，AabbDd個體的比例為(1/2)×(1/2)×(1/2)＝1/8，A錯誤；子代中有2×2×2＝8(種)表型，aabbdd個體的比例為(1/4)×(1/2)×(1/4)＝1/32，B錯誤；子代中純合子占(1/2)×(1/2)×(1/2)＝1/8，雜合子的比例為1－1/8＝7/8，C正確；與親本基因型不同的個體占的比例＝1－(AabbDd的概率＋AaBbDd的概率)＝1－[(1/2)×(1/2)×(1/2)＋(1/2)×(1/2)×(1/2)]＝1－1/4＝3/4，D錯誤。
答案：C
2．某二倍體植物花瓣的大小受一對等位基因A、a控制，基因型為AA的植株表現為大花瓣，Aa為小花瓣，aa為無花瓣。花瓣顏色(紅色和黃色)受另一對等位基因R、r控制，R對r為完全顯性，兩對基因獨立遺傳。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．若基因型為AaRr的個體測交，則子代表型有3種，基因型有4種
B．若基因型為AaRr的親本自交，則子代共有9種基因型，6種表型
C．若基因型為AaRr的親本自交，則子代有花瓣植株中，AaRr所占比例約為1/3，而所有植株中的純合子約占1/4
D．若基因型為AaRr與Aarr的親本雜交，則子代是紅色花瓣的植株占3/8
解析：若基因型為AaRr的個體測交，則子代基因型有AaRr、Aarr、aaRr、aarr 4種，表型有3種，分別為小花瓣紅色、小花瓣黃色、無花瓣，A項正確；若基因型為AaRr的親本自交，由于兩對基因獨立遺傳，根據基因的自由組合定律，子代共有3×3＝9種基因型，而Aa自交子代表型有3種，Rr自交子代表型有2種，但由于aa表現為無花瓣，故aaR_與aarr的表型相同，所以子代表型共有5種，B項錯誤；若基因型為AaRr的親本自交，則子代有花瓣植株中，AaRr所占比例約為2/3×1/2＝1/3，子代的所有植株中，純合子所占比例約為1/4，C項正確；若基因型為AaRr與Aarr的親本雜交，則子代是紅色花瓣(A_Rr)的植株所占比例為3/4×1/2＝3/8，D項正確。
答案：B
3．(2021·浙江卷)某玉米植株產生的配子種類及比例為YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1。若該個體自交，其F1中基因型為YyRR個體所占的比例為 (　　)
A．1/16　　　　　　　　　 B．1/8
C．1/4 D．1/2
解析：該玉米植株產生配子的種類及比例為YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1，所以該玉米的基因型為YyRr，將兩對等位基因分開考慮，Yy個體自交產生Yy的概率為1/2，Rr個體自交產生RR的概率為1/4，故該玉米自交，F1中基因型為YyRR個體所占比例為1/2×1/4＝1/8，B正確。
答案：B
方法二　“逆向組合法”推斷親本的基因型
1．利用基因式法推測親本的基因型
(1)根據親本和子代的表型寫出親本和子代的基因式，如基因式可表示為A_B_、A_bb。
(2)根據基因式推出基因型(此方法只適用于親本和子代表型已知且顯隱性關系已知時)。
2．根據子代表型及比例推測親本基因型
規律：根據子代表型比例拆分為分離定律的分離比，確定每一相對性狀的親本基因型，再組合。如：
(1)9∶3∶3∶1 (3∶1)(3∶1) (Aa×Aa)(Bb×Bb)；
(2)1∶1∶1∶1 (1∶1)(1∶1) (Aa×aa)(Bb×bb)；
(3)3∶3∶1∶1 (3∶1)(1∶1) (Aa×Aa)(Bb×bb)；
(4)3∶1 (3∶1)×1 (Aa×Aa)×(BB×BB)或(Aa×Aa)×(BB×Bb)或(Aa×Aa)×(BB×bb)或(Aa×Aa)×(bb×bb)。
4．玉米籽粒的顏色由三對獨立遺傳的等位基因共同控制。基因型為A_B_C_的籽粒有色，其余基因型的籽粒均為無色。現以一株有色籽粒玉米植株X為父本，分別進行雜交實驗，結果如下表所示。據表分析植株X的基因型為(　　)
父本 母本 F1
有色籽粒 無色籽粒
有色籽粒玉 米植株X AAbbcc 50% 50%
aaBBcc 50% 50%
aabbCC 25% 75%
A.AaBbCc　　　　　　　 B．AABbCc
C．AaBBCc D．AaBbCC
解析：①根據植株X A_B_C_×AAbbcc→50%有色籽粒(A_B_C_)，分別考慮每一對基因，應該有一對基因后代出現顯性基因的可能性為50%，其余兩對100%出現顯性基因，則植株X的基因型可以是AaBBCc、AABBCc、AaBbCC、AABbCC；②根據植株X A_B_C_×aaBBcc→50%有色籽粒(A_B_C_)，分別考慮每一對基因，應該有一對基因后代出現顯性基因的可能性為50%，其余兩對100%出現顯性基因，則植株X的基因型可以是AaBBCC、AaBbCC、AABBCc、AABbCc；③根據植株X A_B_C_×aabbCC→25%有色籽粒(A_B_C_)，分別考慮每一對基因，應該有兩對基因后代出現顯性基因的可能性為50%，其余一對100%出現顯性基因，則植株X的基因型可以是AaBbCC、AaBbCc。根據上面三個過程的結果可以推知該有色籽粒玉米植株X的基因型為AaBbCC。
答案：D
5．(2022·重慶七校聯考)某性別決定方式為XY型的植物，葉型有寬葉和窄葉(受等位基因A、a控制)，葉色有黃綠色和綠色(受等位基因B、b控制)，莖稈有有刺和無刺(受等位基因D、d控制)。現用兩純合植株雜交，獲得F1，F1雌雄植株隨機交配，F2表現為♀寬葉有刺∶♀寬葉無刺∶♂寬葉有刺∶♂寬葉無刺∶♂窄葉有刺∶♂窄葉無刺＝6∶2∶3∶1∶3∶1。回答下列相關問題。
(1)葉型和莖稈有無刺兩對相對性狀中，顯性性狀分別為______________________。
(2)關于葉型和莖稈有無刺，親本的基因型是____________________________。F2寬葉植株雜交，后代出現窄葉植株的概率是________。
(3)若F2雌、雄株中黃綠色葉∶綠色葉＝3∶1，現欲探究控制葉色和莖稈有無刺的基因在遺傳中是否遵循自由組合定律，在該基礎上還需進行的操作是______________________，預期結果及結論。
解析：(1)(2)僅考慮葉型和莖稈有無刺，親本為純合子，F2雄株中既有寬葉，又有窄葉，F2雌株中只有寬葉沒有窄葉，說明控制寬葉與窄葉的基因位于X染色體上；F2雌株全部表現為寬葉，雄株中寬葉∶窄葉＝(3＋1)∶(3＋1)＝1∶1，因此可推斷寬葉(A)對窄葉(a)為顯性，且F1關于葉型的基因型為XAXa、XAY。F2中無論雌、雄都有有刺、無刺兩種植株，且有刺∶無刺＝3∶1，則這對等位基因位于常染色體上，有刺(D)對無刺(d)為顯性，且F1相關基因型均為Dd。綜合上述兩對相對性狀考慮，F1的基因型為DdXAXa、DdXAY，又因親本均為純合子，可推出雌、雄親本的基因型分別為DDXAXA、ddXaY或ddXAXA、DDXaY。只分析葉型，F1的基因型為XAXa、XAY，F2的基因型為XAXa、XAXA、XAY、XaY，其中寬葉植株的基因型及比例為XAXa∶XAXA∶XAY＝1∶1∶1，寬葉植株雜交，后代出現窄葉植株的概率為(1/2)×(1/4)＝1/8。(3)據題干信息“雌、雄株中黃綠色葉∶綠色葉＝3∶1”，判斷控制葉色的基因位于常染色體上。控制莖稈有無刺的基因也位于常染色體上，兩對基因可能位于一對同源染色體上，也可能位于兩對同源染色體上。要判斷兩對基因的遺傳是否遵循自由組合定律，可以在題干所述基礎上統計F2中關于葉色和莖稈有無刺的表型及比例。若兩對基因位于兩對同源染色體上，則F2的表型及比例為黃綠色有刺∶黃綠色無刺∶綠色有刺∶綠色無刺＝9∶3∶3∶1，其遺傳遵循自由組合定律；若兩對基因位于一對同源染色體上，則當B、D基因位于同一條染色體上時，F2中黃綠色有刺∶綠色無刺＝3∶1，當B、d基因位于同一條染色體上時，F2中黃綠色無刺∶黃綠色有刺∶綠色有刺＝1∶2∶1，其遺傳不遵循自由組合定律。
答案：(1)寬葉、有刺　(2)DDXAXA、ddXaY或ddXAXA、DDXaY　1/8　(3)統計F2中關于葉色和莖稈有無刺的表型及比例　若子代黃綠色有刺∶黃綠色無刺∶綠色有刺∶綠色無刺＝9∶3∶3∶1，則兩對基因的遺傳遵循自由組合定律；若子代黃綠色有刺∶綠色無刺＝3∶1或黃綠色無刺∶黃綠色有刺∶綠色有刺＝1∶2∶1，則兩對基因的遺傳不遵循自由組合定律。
方法三　自交與自由交配下的推斷與相關比例計算
　純合高莖抗病(YYRR)玉米和矮莖易染病(yyrr)玉米雜交后得子一代，子一代再自交得子二代，若子二代中高莖抗病玉米個體和矮莖易染病玉米個體分別進行自交、測交和自由交配，所得子代的性狀表現比例分別如下表所示：
交配類型 表型 比例
Y_R_ (高抗) 自交 高莖抗病∶矮莖抗病∶高莖易染病∶矮莖易染病 25∶5∶5∶1
測交 高莖抗病∶矮莖抗病∶高莖易染病∶矮莖易染病 4∶2∶2∶1
自由交配 高莖抗病∶矮莖抗病∶高莖易染病∶矮莖易染病 64∶8∶8∶1
yyR_ (矮抗) 自交 矮莖抗病∶矮莖易染病 5∶1
測交 矮莖抗病∶矮莖易染病 2∶1
自由交配 矮莖抗病∶矮莖易染病 8∶1
6．雕鸮的羽毛綠色和黃色、條紋和無紋分別由兩對常染色體上的兩對等位基因控制，其中一對顯性基因純合會出現致死現象。綠色條紋與黃色無紋雕鸮交配，F1中綠色無紋和黃色無紋雕鸮的比例為1∶1。F1綠色無紋雕鸮相互交配后，F2中綠色無紋∶黃色無紋∶綠色條紋∶黃色條紋＝6∶3∶2∶1。據此作出判斷，下列說法不正確的是(　　)
A．綠色對黃色為顯性，無紋對條紋為顯性，綠色基因純合致死
B．F1綠色無紋個體相互交配，后代有3種基因型的個體致死
C．F2黃色無紋個體隨機交配，后代中黃色條紋個體的比例為1/8
D．F2某綠色無紋個體和黃色條紋個體雜交，后代表型比例可能不是1∶1∶1∶1
解析：分析題干可知，綠色對黃色為顯性，無紋對條紋為顯性(兩對等位基因分別用A、a和B、b表示)，綠色基因純合致死，A正確；由于綠色顯性基因純合致死，則F2中致死基因型有AABB、AABb、AAbb，B正確；讓F2中黃色無紋個體(1aaBB、2aaBb)隨機交配，則出現黃色條紋個體(aabb)的概率為(2/3)×(2/3)×(1/4)＝1/9，C錯誤；讓F2中某綠色無紋個體(AaBB或AaBb)和黃色條紋個體(aabb)雜交，F2中后代表型比例是1∶1或1∶1∶1∶1，D正確。
答案：C
7．(多選)某種蝴蝶紫翅(P)對黃翅(p)是顯性，綠眼(G)對白眼(g)為顯性，兩對基因分別位于兩對同源染色體上，生物小組同學用紫翅綠眼和紫翅白眼的蝴蝶進行雜交，F1出現的性狀類型及比例如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
A．上述親本的基因型是PpGg×Ppgg
B．F1中紫翅綠眼個體自交(基因型相同個體間的交配)，相應性狀之比是15∶5∶3∶1
C．F1中紫翅白眼個體自交(基因型相同個體間的交配)，其中純合子所占比例是
D．F1中紫翅綠眼個體與黃翅白眼個體交配，則F2相應性狀之比是3∶3∶1∶1
解析：根據紫翅∶黃翅＝3∶1，說明雙親控制該性狀的基因型都為Pp；綠眼∶白眼＝1∶1，說明雙親控制該性狀的基因型為Gg和gg，因此雙親的基因型為PpGg×Ppgg，A正確；基因型為Gg的個體自交，綠眼∶白眼＝3∶1，基因型為P_的個體自交，出現黃翅的概率為×＝，出現紫翅的概率為1－＝，即紫翅∶黃翅＝5∶1，故F1中紫翅綠眼(P_Gg)個體自交后代表型的比例為15∶5∶3∶1，B正確；F1中紫翅白眼(P_gg)自交，純合子的概率為1－×＝，C錯誤；F1中紫翅綠眼(P_Gg)個體與黃翅白眼(ppgg)個體雜交，P_×pp→pp＝×＝，則紫翅∶黃翅＝(1－)∶＝2∶1，Gg×gg→綠眼∶白眼＝1∶1，則F2表型之比為2∶2∶1∶1，D錯誤。
答案：CD
方法四　控制遺傳性狀的基因對數的判斷
1．巧用“性狀比之和”，快速判斷控制遺傳性狀的基因的對數
(1)自交情況下，得到的“性狀比之和”是4的幾次方，就說明自交的親代中含有幾對等位基因。
(2)測交情況下，得到的“性狀比之和”是2的幾次方，則該性狀就由幾對等位基因控制。
2．兩步法分析涉及多對等位基因的遺傳問題
第一步，確定控制某性狀的等位基因的對數：常用“拆分法”把題中出現的概率——如1/64進行拆分，即1/64＝(1/4)3，從而推知控制一對相對性狀的等位基因對數為3對。
第二步，弄清各種表型對應的基因型。弄清這個問題以后，用常規的方法推斷出子代的基因型種類或某種基因型的比例，然后進一步推斷出子代表型的種類或某種表型的比例。
3．利用(3/4)n、(1/4)n推導
依據n對等位基因自由組合且為完全顯性時，F2中每對等位基因都至少含有一個顯性基因的個體所占比例是(3/4)n，隱性純合子所占比例是(1/4)n，可快速推理基因型。
8．某研究小組研究小麥籽粒顏色的遺傳時發現如圖所示情況(設相關基因為A、a，B、b，C、c……)，結合圖示結果判斷，下列說法錯誤的是(　　)
A．因為F2發生性狀分離，所以F1一定是雜合子，親本最可能是純合子
B．小麥籽粒顏色的遺傳可能由分別位于3對同源染色體上的3對基因控制
C．據圖分析，第Ⅱ組的F2紅粒個體中，純合個體的基因型有7種
D．第Ⅲ組F1的基因型可能為AaBbCc，其測交后代中純合個體占1/8
解析：F2發生性狀分離，說明F1一定是雜合子，而F1只出現一種性狀，說明親本最可能是純合子，A正確；根據第Ⅲ組F2中紅粒∶白粒＝63∶1，可推知該性狀可能由3對能獨立遺傳的基因控制，B正確；設三對獨立遺傳的基因分別為A、a，B、b，C、c，第Ⅱ組雜交組合F1可能的基因型有AaBbcc、AabbCc、aaBbCc三種，自交后代都為15(9＋3＋3)∶1；說明只有隱性純合子才表現為白粒，其他都表現為紅粒，推測出紅粒個體中純合子的基因型只有3種，C錯誤；第Ⅲ組雜交組合F1可能的基因型為AaBbCc；由于只有隱性純合子才表現為白粒，所以F1測交，后代中紅粒和白粒的比例為7∶1，則純合個體占1/8，D正確。
答案：C
9．(2022·山東德州模擬)黃瓜(2n＝14)為我國常見蔬菜，有3種不同的苦味類型：葉和果實均有苦味、葉和果實均無苦味和僅葉有苦味，受A/a、B/b兩對等位基因控制。已知等位基因A/a雜合時葉和果實均有苦味，不含苦味基因的黃瓜口感最好。科學家利用甲(葉、果均不苦)、乙(葉苦，基因型為AAbb)和丙(葉、果均苦)三個純合品系黃瓜研究苦味性狀的遺傳規律，結果如下表。
雜交 組合 F1 F2
葉、果 均苦(株) 葉苦(株) 葉、果均不苦(株) 葉、果 均苦(株) 葉苦(株) 葉、果均 不苦(株)
甲×乙 30 0 0 63 30 37
甲×丙 30 0 0 90 8 32
乙×丙 30 0 0 112 36 0
(1)黃瓜的3種不同苦味類型屬于________性狀，控制黃瓜苦味性狀的基因位于________對染色體上，判斷依據是__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)品系甲的基因型是________，用品系甲與雜交組合甲×乙、甲×丙的F1分別雜交________(填“能”或“不能”)檢測兩個雜交組合F1的基因組成，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)SSR是DNA分子上的重復序列，重復次數在生物的不同個體間有差異，可作為分子標記用于基因的鑒定。為選育品質優良的無苦味黃瓜，科研人員利用與苦味基因緊密連鎖的SSR02309重復序列進行了分子水平的鑒定。首先利用PCR技術擴增品系甲和品系乙雜交后代F2中不同植株的SSR02309，根據電泳檢測的圖譜分析，應該選取F2(1～10)中的________用于后續培養。
解析：分析題干信息，A_B_、Aabb為葉、果均苦，AAbb為葉苦，aaB_、aabb為葉、果均不苦。甲、乙雜交后代F2中葉、果均苦∶葉苦∶葉、果均不苦≈2∶1∶1，則F1基因型為Aabb，甲的基因型為aabb；甲、丙雜交后代F2中葉、果均苦∶葉苦∶葉、果均不苦≈11∶1∶4，則F1基因型為AaBb，則丙的基因型為AABB。(1)一種生物的同一種性狀的不同表現類型，叫作相對性狀，黃瓜的3種不同苦味類型屬于相對性狀。甲×丙雜交組合F2出現的性狀分離比約為11∶1∶4，是9∶3∶3∶1的變式，說明控制黃瓜苦味的兩對基因獨立遺傳。(2)根據分析可知，甲的基因型為aabb，甲×乙雜交所得F1基因型為Aabb，F1與甲雜交后代表現為葉、果均不苦和葉、果均苦，且比例為1∶1；甲×丙雜交所得F1基因型為AaBb，F1與甲雜交后代表現為葉、果均不苦和葉、果均苦，且比例為1∶1，所以不能用品系甲與雜交組合甲×乙、甲×丙的F1分別雜交來檢測兩個雜交組合F1的基因組成。(3)SSR是DNA分子上的重復序列，重復次數在生物的不同個體間有差異，可作為分子標記。根據電泳檢測圖譜分析，選擇F2中的1、2、5、9用于后續培養，因為它們不含苦味基因。
答案：(1)相對　兩　甲×丙雜交組合F2出現11∶1∶4的性狀分離比，是9∶3∶3∶1的變式，說明控制黃瓜苦味的兩對基因獨立遺傳　(2)aabb　不能　雜交后代均表現為葉、果均不苦和葉、果均苦，且比例為1∶1　(3)1、2、5、9
[構建知識網絡]
[強化生命觀念]
1．表型與基因型：表型是生物個體表現出來的性狀；基因型是與表型有關的基因組成；相互關系是基因型是性狀表現的內在因素，表型是基因型的表現形式。
2．基因自由組合定律的實質是等位基因分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合。
3．在自由組合中的每一對相對性狀，若單獨地分析都遵守基因的分離定律。
4．分離定律和自由組合定律是真核生物細胞核基因在有性生殖中的傳遞規律。分離定律是自由組合定律的基礎。
5．在完全顯性的情況下，兩對相對性狀的純合子雜交，F1為雙顯性個體，F2有4種表型，比例為9∶3∶3∶1。但由于基因之間的相互作用及致死基因的存在，結果往往會出現與9∶3∶3∶1不一致的分離比。
6．利用自交法確定基因位置：F1自交，如果后代性狀分離比符合3∶1，則控制兩對或多對相對性狀的基因位于一對同源染色體上；如果后代性狀分離比符合9∶3∶3∶1或(3∶1)n(n≥2)，則控制兩對或多對相對性狀的基因位于兩對或多對同源染色體上。
真題再現　感悟考情
1．(2021·浙江卷)某同學用紅色豆子(代表基因B)和白色豆子(代表基因b)建立人群中某顯性遺傳病的遺傳模型，向甲、乙兩個容器均放入10顆紅色豆子和40顆白色豆子，隨機從每個容器內取出一顆豆子放在一起并記錄，再將豆子放回各自的容器中并搖勻，重復100次。下列敘述正確的是(　　)
A．該實驗模擬基因自由組合的過程
B．重復100次實驗后，Bb組合約為16%
C．甲容器模擬的可能是該病占36%的男性群體
D．乙容器中的豆子數模擬親代的等位基因數
解析：該實驗僅涉及一對等位基因，其遺傳不符合自由組合定律，A錯誤；每個容器中的紅豆(或白豆)的比例表示人群中攜帶B(或b)配子的比例，即人群中攜帶B、b配子的概率分別為0.2、0.8，故Bb的概率為2×0.2×0.8×100%＝32%，B錯誤；當人群中B＝0.2，b＝0.8時，患病比例為BB＋Bb＝0.2×0.2×100%＋32%＝36%，即甲容器模擬的可能是該病占36%的男性群體，乙容器模擬的可能是該病占36%的女性群體，C正確；乙容器的豆子數模擬的可能是人群中男性或女性B、b的基因頻率，D錯誤。
答案：C
2．(2020·浙江卷)若某哺乳動物毛發顏色由基因De(褐色)、Df(灰色)、d(白色)控制，其中De和Df分別對d完全顯性。毛發形狀由基因H(卷毛)、h(直毛)控制。控制兩種性狀的等位基因均位于常染色體上且獨立遺傳。基因型為DedHh和DfdHh的雌雄個體交配。下列說法正確的是(　　)
A．若De對Df共顯性、H對h完全顯性，則F1有6種表型
B．若De對Df共顯性、H對h不完全顯性，則F1有12種表型
C．若De對Df不完全顯性、H對h完全顯性，則F1有9種表型
D．若De對Df完全顯性、H對h不完全顯性，則F1有8種表型
解析：親本基因型為DedHh和DfdHh時，分析控制毛發顏色的基因型，子代為DeDf、Ded、Dfd和dd共4種基因型；分析控制毛發形狀的基因型，子代為HH、Hh和hh共3種基因型。若De對Df共顯性，則DeDf、Ded、Dfd和dd這4種基因型有4種表型；若H對h完全顯性，則HH、Hh和hh這3種基因型有2種表型，故F1共有8種表型，A項錯誤。若De對Df共顯性，則DeDf、Ded、Dfd和dd這4種基因型有4種表型；若H對h不完全顯性，則HH、Hh和hh這3種基因型有3種表型，故F1共有12種表型，B項正確。若De對Df不完全顯性，則DeDf、Ded、Dfd和dd這4種基因型有4種表型；若H對h完全顯性，則HH、Hh和hh這3種基因型有2種表型，故F1共有8種表型，C項錯誤。若De對Df完全顯性，則DeDf、Ded、Dfd和dd這4種基因型有3種表型；若H對h不完全顯性，則HH、Hh和hh這3種基因型有3種表型，故F1共有9種表型，D項錯誤。
答案：B
3．(2021·浙江卷)利用轉基因技術，將抗除草劑基因轉入純合不抗除草劑水稻(2n)(甲)，獲得轉基因植株若干。從轉基因后代中選育出純合矮稈抗除草劑水稻(乙)和純合高稈抗除草劑水稻(丙)。用甲、乙、丙進行雜交，F2結果如下表。轉基因過程中，可發生基因突變，外源基因可插入不同的染色體上。高稈(矮稈)基因和抗除草劑基因獨立遺傳，高稈和矮稈由等位基因A(a)控制，有抗除草劑基因用B＋表示、無抗除草劑基因用B－表示。
雜交 組合 F2的表型及數量(株)
矮稈抗除草劑 矮稈不抗 除草劑 高稈抗 除草劑 高稈不抗 除草劑
甲×乙 513 167 0 0
甲×丙 109 37 313 104
乙×丙 178 12 537 36
回答下列問題：
(1)矮稈對高稈為________性狀，甲×乙得到的F1產生________種配子。
(2)為了分析抗除草劑基因在水稻乙、丙葉片中的表達情況，分別提取乙、丙葉片中的RNA并分離出________，逆轉錄后進行PCR擴增。為了除去提取RNA中出現的DNA污染，可采用的方法是______________________________________________________________。
(3)乙×丙的F2中，形成抗除草劑與不抗除草劑表型比例的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)甲與丙雜交得到F1，F1再與甲雜交，利用獲得的材料進行后續育種。寫出F1與甲雜交的遺傳圖解。
解析：(1)由表中乙(矮稈)和丙(高稈)雜交，F2的表型及數量比例為矮稈∶高稈＝(178＋12)∶(537＋36)≈1∶3可知，矮稈對高稈為隱性性狀。由表中甲與乙雜交，F2的表型及數量比例為矮稈抗除草劑∶矮稈不抗除草劑＝513∶167≈3∶1可知，F1只有一對基因雜合，抗除草劑對不抗除草劑為顯性，則甲基因型為aaB－B－，乙基因型為aaB＋B＋，丙基因型為AAB＋B＋，則甲、乙雜交所得F1基因型為aaB＋B－，可以產生2種配子(aB＋、aB－)。(2)為了分析抗除草劑基因在水稻乙、丙葉片中的表達情況，可檢測抗除草劑基因是否轉錄出了mRNA。為了除去提取RNA中出現的DNA污染，可以利用酶的專一性，即利用DNA酶只水解DNA而不水解RNA的特性將DNA除去。(3)乙×丙的F2中，抗除草劑與不抗除草劑的表型比例為(178＋537)∶(12＋36)＝715∶48≈15∶1(9∶3∶3∶1的變式)，說明乙和丙的抗除草劑基因位于非同源染色體上，乙和丙上抗除草劑基因的遺傳遵循自由組合定律。(4)遺傳圖解見答案。
答案：(1)隱性　2　(2)mRNA　用DNA酶處理提取的RNA　(3)乙和丙的抗除草劑基因位于非同源染色體上，乙和丙上抗除草劑基因的遺傳遵循自由組合定律
(4)

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