新人教生物一轮复习学案：第15讲 基因的自由组合定律（教师版）
文档属性
| 名称 | 新人教生物一轮复习学案：第15讲 基因的自由组合定律（教师版） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.7MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-08-10 23:21:36 | ||
图片预览
文档简介
新人教生物一轮复习学案
第15讲 基因的自由组合定律
【素养目标】 1.理解基因自由组合定律的细胞学基础，建立进化与适应的观念。(生命观念)2.掌握自由组合定律的解题规律和方法、培养归纳与概括、演绎与推理以及逻辑分析能力。(科学思维)3.探究个体的基因型、验证自由组合定律。(科学探究)4.运用遗传学原理指导育种工作和医学实践。(社会责任)
考点一 自由组合定律的发现及应用
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
(2)分析问题，提出假说
①提出假说
a．两对相对性状分别由两对遗传因子控制。
b．F1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。
c．F1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。
d．受精时，雌雄配子的结合是随机的。
②遗传图解
③结果分析
(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。
2．自由组合定律
(1)细胞学基础
(2)实质、发生时间及适用范围
3．孟德尔获得成功的原因
(1)F2的9∶3∶3∶1性状分离比一定依赖于雌雄配子的随机结合( )
(2)F2的黄色圆粒中，只有基因型为YyRr的个体是杂合子，其他的都是纯合子( )
(3)若双亲豌豆杂交后子代表型之比为1∶1∶1∶1，则两个亲本基因型一定为YyRr×yyrr( )
(4)在进行减数分裂的过程中，等位基因彼此分离，非等位基因表现为自由组合( )
(5)孟德尔自由组合定律普遍适用于乳酸菌、酵母菌、蓝细菌、各种有细胞结构的生物( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)×
1．两对等位基因位置与遗传分析(以基因型AaBb为例)：
【思维延伸】 若基因型为AaBb的个体测交后代出现四种表型，但比例为42%∶8%∶8%∶42%，出现这一结果的可能原因是A、a和B、b两对等位基因位于同一对同源染色体上，且部分初级性母细胞在减数分裂时形成四分体时期，四分体中的非姐妹染色体发生交换，产生四种类型配子，其比例为42%∶8%∶8%∶42%。
2．验证两对等位基因的遗传是否遵循自由组合定律的方法
验证方法 结论
自交法 F1自交后代的性状分离比为9∶3∶3∶1，则遵循基因的自由组合定律，由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制
测交法 F1测交后代的性状比例为1∶1∶1∶1，由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制，则遵循自由组合定律
花粉鉴定法 F1若有四种花粉，比例为1∶1∶1∶1，则遵循自由组合定律
单倍体育种法 取花药离体培养，用秋水仙素处理单倍体幼苗，若植株有四种表型，且比例为1∶1∶1∶1，则遵循自由组合定律
[典例剖析]
(2022·泸州高三检测)某小组利用某二倍体自花传粉植物进行两组杂交实验，杂交涉及的四对相对性状分别是：红果(红)与黄果(黄)、子房二室(二)与多室(多)、圆形果(圆)与长形果(长)、单一花序(单)与复状花序(复)。实验数据如表。
组别 杂交组合 F1表型 F2表型及个体数
甲 红二×黄多 红二 450红二、160红多、150黄二、50黄多
红多×黄二 红二 460红二、150红多、160黄二、50黄多
乙 圆单×长复 圆单 660圆单、90圆复、90长单、160长复
圆复×长单 圆单 510圆单、240圆复、240长单、10长复
回答下列问题：
(1)根据表中数据可得出的结论是：控制甲组两对相对性状的基因位于____________上，依据是______________________；控制乙组两对相对性状的基因位于__________________(填“一对”或“两对”)同源染色体上，依据是____________。
(2)某同学若用“长复”分别与乙组的两个F1进行杂交，结合表中数据分析，其子代的统计结果不符合__________________的比例。
答案 (1)非同源染色体 F2中两对相对性状表型的分离比符合9∶3∶3∶1 一对 F2中每对相对性状表型的分离比都符合3∶1，而两对相对性状表型的分离比不符合9∶3∶3∶1
(2)1∶1∶1∶1
解析 (1)由于表中数据显示甲组F2的表型及比例为红二∶红多∶黄二∶黄多≈9∶3∶3∶1，该比例符合基因的自由组合定律的性状分离比，所以控制甲组两对相对性状的基因位于非同源染色体上；乙组F2的表型中，每对相对性状表型的比例都符合3∶1，即圆形果∶长形果＝3∶1，单一花序∶复状花序＝3∶1，而圆单∶圆复∶长单∶长复不符合9∶3∶3∶1的性状分离比，不符合基因的自由组合定律，所以控制乙组两对相对性状的基因位于一对同源染色体上。(2)根据乙组的相对性状表型分离比可知，控制乙组两对相对性状的基因位于一对同源染色体上，所以用“长复”(隐性纯合子)分别与乙组的两个F1进行杂交，不会出现测交结果为1∶1∶1∶1的比例。
【名师点拨】 掌握信息转化能力
信息提取 信息1：450红二、160红多、150黄二、50黄多
信息2：510圆单、240圆复、240长单、10长复
信息3：若用“长复”分别与乙组的两个F1进行杂交
信息转化 1.性状分离比接近9∶3∶3∶1，说明其满足自由组合
2.性状分离比不满足9∶3∶3∶1，但每对相对性状的分离比都符合3∶1，说明可能发生连锁和交换
3.判断其为测交
素养考查 生命观念：结构与功能观 科学思维：分析与综合能力
【得分要点】 抓住长句表述得分点
通过分析F2的表型及个体数，得出显隐性关系及其是否遵循自由组合定律。
考向一 自由组合定律发现的相关实验辨析
1．(2022·济宁高三检测)孟德尔通过两对相对性状的杂交实验发现了自由组合定律，下列有关孟德尔两对相对性状的杂交实验的叙述，正确的是( )
A．F1产生的雌雄配子在受精时随机结合实现了基因重组
B．F1产生的四种配子比例相等，体现了自由组合定律的实质
C．两对性状的分离现象相互影响，每种性状的分离比不一定为3∶1
D．任取豌豆的两对性状重复孟德尔实验过程，F2的表型比都为9∶3∶3∶1
B [基因重组可发生在减数第一次分裂的前期和后期，雌雄配子在受精时随机结合不能体现基因重组，A错误；F1产生的四种配子比例相等，是减数第一次分裂后期非同源染色的非等位基因自由组合的结果，体现了自由组合定律的实质，B正确；孟德尔两对相对性状杂交实验中，两对性状的分离现象互不影响，单独考虑每一对等位基因，分离比都是3∶1，C错误；任取豌豆的两对性状重复孟德尔实验过程，不一定都符合自由组合定律，故F2的表型比不一定都为9∶3∶3∶1，D错误。]
2．(2022·北京高三检测)孟德尔将纯种黄色圆粒和纯种绿色皱粒豌豆进行杂交，F2的性状表现及比例为黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒＝ 9∶3∶3∶1。以下不属于得到该实验结果的必要条件是( )
A．F1产生4种比例相等的配子
B．控制子叶颜色和种子形状的遗传因子独立遗传、互不影响
C．各种雌雄配子之间可以随机结合
D．豌豆产生的卵细胞数量和精子数量的比例为1∶1
D [在孟德尔设计的两对相对性状的杂交实验中，F1产生的雌、雄配子各有4种，比例为1∶1∶1∶1，由于雌雄配子的随机结合，因此F2中出现9∶3∶3∶1的性状分离比，A正确；控制子叶颜色和种子形状的基因位于非同源染色体上，即二者是非同源染色体上的非等位基因，因此在遗传时表现为独立遗传、互不影响，这是9∶3∶3∶1的性状分离比出现的基础，B正确；F1自交时，4种类型的雌、雄配子的结合是随机的，是F2中出现9∶3∶3∶1的性状分离比的保证，C正确；对于自然界中的生物来讲，一般雄性个体产生精子的数量远多于雌性个体产生卵细胞的数量，这是生物在长期适应环境的过程中形成的适应性特征，据此可推测豌豆产生卵细胞的数量要比精子的数量少很多，D错误。]
考向二 自由组合定律的实质及验证
3．(2022·山东卷，6)野生型拟南芥的叶片是光滑形边缘，研究影响其叶片形状的基因时，发现了6个不同的隐性突变，每个隐性突变只涉及1个基因。这些突变都能使拟南芥的叶片表现为锯齿状边缘。利用上述突变培育成6个不同纯合突变体①～⑥，每个突变体只有1种隐性突变。不考虑其他突变，根据表中的杂交实验结果，下列推断错误的是( )
杂交组合 子代叶片边缘
①×② 光滑形
①×③ 锯齿状
①×④ 锯齿状
①×⑤ 光滑形
②×⑥ 锯齿状
A．②和③杂交，子代叶片边缘为光滑形
B．③和④杂交，子代叶片边缘为锯齿状
C．②和⑤杂交，子代叶片边缘为光滑形
D．④和⑥杂交，子代叶片边缘为光滑形
C [①×③、①×④的子代全为锯齿形，说明①与③④应是同一基因突变而来，①×②的子代全为光滑形，说明①与②不是同一基因突变而来，因此②和③杂交，子代叶片边缘为光滑形，③和④杂交，子代叶片边缘为锯齿状，A、B正确；①×②、①×⑤的子代全为光滑形，说明①与②、①与⑤是分别由不同基因发生隐性突变导致，但②与⑤可能是同一基因突变形成的，也可能是不同基因突变形成的；若为前者，则②和⑤杂交，子代叶片边缘为锯齿形，若为后者，子代叶片边缘为光滑形，C错误；①与②是由不同基因发生隐性突变导致，①与④应是同一基因突变而来，②×⑥的子代全为锯齿形，说明②和⑥是同一基因突变形成的，则④与⑥是不同基因突变形成的，④和⑥杂交，子代叶片边缘为光滑形，D正确。]
4．(2022·厦门高三模拟)现有四个纯种果蝇品系，其中品系①的性状均为显性，品系②～④均只有一种性状是隐性，其余性状均为显性。这四个品系的隐性性状及控制该隐性性状的基因所在的染色体如下表所示。
品系 ① ② ③ ④
隐性性状 残翅 黑身 紫红眼
相应染色体 Ⅱ、Ⅲ Ⅱ Ⅱ Ⅲ
现要设计验证孟德尔遗传定律的第一步杂交实验，下列相关叙述正确的是( )
A．若通过观察体色验证分离定律，可选择交配品系组合为②×④
B．若通过观察翅型验证分离定律，必须选择交配品系组合①×②
C．若验证自由组合定律，可选择观察体色与眼色两对相对性状
D．若验证自由组合定律，可选择观察翅型和体色两对相对性状
C [若通过观察体色验证分离定律，可选择交配品系组合为①×③或②×③或③×④，选择②×④涉及两对等位基因，且不涉及体色的相对性状，A错误；若通过观察翅型验证分离定律，可选择交配品系组合为①×②或②×③或②×④，B错误；要验证基因自由组合定律，则控制两对相对性状的基因要位于不同对的同源染色体上，控制翅形和体色的基因都位于Ⅱ号染色体上，控制眼色的基因位于Ⅲ号染色体上，所以可选择观察体色与眼色两对相对性状来验证基因自由组合定律，C正确；控制翅形和体色的基因都位于Ⅱ号染色体上，因此选择翅型和体色即选择②×③不能验证基因自由组合定律，D错误。]
考向三 孟德尔遗传规律的应用
5．(2022·成都高三检测)某遗传性肥胖由位于常染色体上的3对独立遗传的等位基因共同控制，其作用机理如下图所示，下列叙述错误的是( )
A．该实例能同时体现基因对性状控制的直接途径和间接途径
B．可通过注射促黑素细胞激素来治疗基因型为AAeebb的肥胖患者
C．体重正常的基因型有8种
D．基因型均为AaEeBb的夫妇生育体重正常子代的概率是9/64
C [据图分析，E基因通过控制酶的合成，控制代谢过程，从而间接控制生物的性状；b基因通过控制蛋白质的合成直接控制生物的性状，因此该实例能同时体现基因对性状控制的直接途径和间接途径，A正确；据题图分析可知，正常体重的个体必有的基因型为A_E_bb，而基因型为AAeebb的肥胖患者主要是缺乏E基因导致的，可以通过注射促黑素细胞激素来治疗，B正确；体重正常的夫妇基因型为A_E_bb，有2×2×1＝4种，C错误；基因型均为AaEeBb的夫妇生育体重正常子代(A_E_bb)的概率是3/4×3/4×1/4＝9/64，D正确。]
6．(2022·松原高三模拟)某植物的紫花和白花由一对等位基因A、a控制，非糯性和糯性由另一对等位基因B、b控制，将纯合的紫花糯性植株和纯合的白花非糯性植株杂交得F1，F1全为紫花非糯性植株，取F1紫花非糯性植株作母本与白花糯性植株杂交，后代中紫花糯性紫花∶非糯性∶白花非糯性∶白花糯性＝42∶2∶42∶2。下列叙述错误的是( )
A．亲本植株的基因型为AAbb、aaBB
B．理论上F1自交后代中白花非糯性与紫花糯性之比为1∶1
C．理论上F1测交后代中紫花非糯性与白花糯性之比为2∶1
D．F1紫花非糯性母本植株产生的雌配子种类及比例为AB∶Ab∶aB∶ab＝2∶42∶42∶2
C [由题意可知：F1紫花非糯性植株作母本与白花糯性植株杂交，属于测交，若遵循基因的自由组合定律，子代表型比例应为1∶1∶1∶1，而题目中后代紫花糯性∶紫花非糯性∶白花非糯性∶白花糯性＝42∶2∶42∶2，由此可知A、a与B、b不遵循自由组合定律，而出现4种表型的原因是F1紫花非糯性的母本植株在产生配子时，发生了互换，故亲本植株的基因型为AAbb、aaBB，A正确；F1的基因型为AaBb，A与b基因连锁，故理论上F1自交后代中紫花糯性∶紫花非糯性∶白花非糯性＝1∶2∶1，白花非糯性与紫花糯性之比为1∶1，B正确；理论上F1测交后代中紫花糯性与白花非糯性之比为1∶1，C错误；F1紫花非糯性的母本植株产生的雌配子种类及比例为AB∶Ab∶aB∶ab＝2∶42∶42∶2，D正确。]
高考题型突破(三) 自由组合定律的常规解题规律和方法
[典例剖析]
(2021·湖南卷，17)油菜是我国重要的油料作物，油菜株高适当降低对抗倒伏及机械化收割均有重要意义。某研究小组利用纯种高秆甘蓝型油菜Z，通过诱变培育出一个纯种半矮秆突变体S。为了阐明半矮秆突变体S是由几对基因控制、显隐性等遗传机制，研究人员进行了相关试验，如图所示。
回答下列问题：
(1)根据F2表现型(表型)及数据分析，油菜半矮秆突变体S的遗传机制是________________，杂交组合①的F1产生各种类型的配子比例相等，自交时雌雄配子有________种结合方式，且每种结合方式概率相等。F1产生各种类型配子比例相等的细胞遗传学基础是____________________。
(2)将杂交组合①的F2所有高秆植株自交，分别统计单株自交后代的表型及比例，分为三种类型，全为高秆的记为F3Ⅰ，高秆与半矮秆比例和杂交组合①②的F2基本一致的记为F3Ⅱ，高秆与半矮秆比例和杂交组合③的F2基本一致的记为F3Ⅲ。产生F3Ⅰ、F3Ⅱ、F3Ⅲ的高秆植株数量比为________________。产生F3Ⅲ的高秆植株基因型为____________________(用A、a；B、b；C、c……表示基因)。用产生F3Ⅲ的高秆植株进行相互杂交试验，能否验证自由组合定律？________。
答案 (1)由两对位于非同源染色体上的隐性基因控制 16 F1减数分裂产生配子时，位于同源染色体上的等位基因分离，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合
(2)7∶4∶4 Aabb、aaBb 不能
解析 (1)纯种高秆甘蓝型油菜Z与纯种半矮秆突变体S杂交，不论正交还是反交，F2表型比均约为15∶1，因此推导出该性状由常染色体上独立遗传的两对等位基因控制，故半矮秆为双隐性个体，F1为双杂合子，减数分裂产生配子时，位于同源染色体上的等位基因分离，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合，所以产生4种比例相等的配子，因此雌雄配子有16种结合方式。
(2)杂交组合①的F2所有高秆植株基因型有9A_B_(1AABB、2AABb、2AaBB、4AaBb)∶3A_bb(1AAbb、2Aabb)∶3aaB_(1aaBB、2aaBb)，所有高秆植株自交，分别统计单株自交后代的表型及比例，全为高秆的记为F3Ⅰ，F2中符合的有1AABB、2AABb、2AaBB、1AAbb、1aaBB，占高秆植株的比例为7/15；高秆与半矮秆比例和杂交组合①②的F2基本一致的记为F3Ⅱ，F2中符合的有AaBb，占高秆植株的比例为4/15；高秆与半矮秆比例和杂交组合③的F2基本一致的记为F3Ⅲ，F2中符合的有2Aabb、2aaBb，占高秆植株的比例为4/15；因此产生F3Ⅰ、F3Ⅱ、F3Ⅲ的高秆植株数量比为7∶4∶4；不论两对基因位于一对同源染色体上，还是两对同源染色体上，亲本均产生2种数量相等的雌雄配子，子代均出现高秆∶半矮秆＝3∶1，因此不能验证基因的自由组合定律。
【名师点拨】掌握信息转化能力
信息提取 信息1：通过诱变培育出一个纯种半矮秆突变体S
信息2：为了阐明半矮秆突变体S是由几对基因控制、显隐性等遗传机制，研究人员进行了相关试验＋题图
信息转化 1.半矮秆突变体S为纯合子
2.杂交实验的数据处理：515∶34≈15∶1，596∶40≈15∶1，211∶69≈3∶1
素养考查 生命观念：结构与功能观 科学探究：数据处理能力
【角度转换】 提升语言表达能力
上题中用产生F3Ⅲ的高秆植株进行相互杂交实验，为什么不能验证自由组合定律？
不论两对基因位于一对同源染色体上，还是两对同源染色体上，亲本均产生2种数量相等的雌雄配子，子代均出现高秆∶半矮秆＝3∶1，因此不能验证基因的自由组合定律。
题型1 由亲本基因型推断配子及子代相关种类及比例(拆分组合法)
1．思路
将多对等位基因的自由组合分解为若干分离定律分别分析，再运用乘法原理进行组合。
2．方法
题型分类 解题规律 示例
种类 问题 配子类型 (配子种类数) 2n(n为等位基因对数) AaBbCCDd产生配子种类数为23＝8(种)
配子间结合方式 配子间结合方式种类数等于配子种类数的乘积 AABbCc×aaBbCC，配子间结合方式种类数＝1×4×2＝8(种)
子代基因型 (或表型)种类 双亲杂交(已知双亲基因型)，子代基因型(或表型)种类等于各性状按分离定律所求基因型(或表型)种类的乘积 AaBbCc×Aabbcc，基因型为3×2×2＝12(种)，表型为2×2×2＝8(种)
概率 问题 基因型(或表 型)的比例 按分离定律求出相应基因型(或表型)的比例，然后利用乘法原理进行组合 AABbDd×aaBbdd，F1中AaBbDd所占比例为1××＝
纯合子或杂合 子出现的比例 按分离定律求出纯合子的概率的乘积为纯合子出现的比例，杂合子概率＝1－纯合子概率 AABbDd×AaBBdd，F1中AABBdd所占比例为××＝
1．(2022·成都高三检测)某植物花瓣的形态有大花瓣(AA)、小花瓣(Aa)和无花瓣(aa)，颜色有紫色(B_)和红色(bb)，这两对性状独立遗传。基因型为(AaBb)的植株自交，得到大量子代，对子代的描述，正确的有( )
A．基因型有9种，表型有6种
B．小花瓣植株都是杂合子
C．无花瓣植株中纯合子占1/3
D．紫花植株中纯合子占1/3
B [由题干可知控制花瓣大小和花色的基因独立遗传，遵循基因的自由组合定律，因此基因型为AaBb的亲本自交共产生16种组合方式，9种基因型，由于花瓣大小是不完全显性，且aa表现无花瓣，因此共有5种表型(大花瓣紫色、大花瓣红色、小花瓣紫色、小花瓣红色、无花瓣)，A错误；小花瓣植株的基因型为Aa，都是杂合子，B正确；子代无花瓣植株的基因型为aa_，可以是纯合子(aaBB、aabb)，也可以是杂合子(aaB_)，其中纯合子占50%(1/2)，C错误；紫花植株(A_B_)中纯合子占1/9，D错误。]
2．(多选)(2022·连云港高三检测)下图表示孟德尔揭示两个遗传定律时所选用的豌豆植株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。下列叙述错误的有( )
A．图甲、乙、丙、丁所示个体都可以作为验证基因分离定律的材料
B．图丁所示个体自交后代中表型为黄皱与绿皱的比例是3∶1
C．图甲、乙所示个体减数分裂时，都能揭示基因自由组合定律的实质
D．乙个体自交后代会出现3种表型，比例为1∶2∶1
CD [甲、乙、丙、丁均含有等位基因，都可以作为研究基因分离定律的材料，A正确；图丁个体自交后代中DDYYrr∶DdYyrr∶ddyyrr＝1∶2∶1，其中黄色皱粒∶绿色皱粒＝3∶1，B正确；图甲、乙都只有一对等位基因，所表示个体减数分裂时，不能用来揭示基因的自由组合定律的实质，C错误；乙个体(YYRr)自交，只会出现两种表型，黄色圆粒(YYR_)∶黄色皱粒(YYrr)＝3∶1，D错误。]
题型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：
(1)9∶3∶3∶1→(3∶1)(3∶1)→(Aa×Aa)(Bb×Bb)→AaBb×AaBb。
(2)1∶1∶1∶1→(1∶1)(1∶1)→(Aa×aa)(Bb×bb)→AaBb×aabb或Aabb×aaBb。
(3)3∶3∶1∶1→(3∶1)(1∶1)→(Aa×Aa)(Bb×bb)或(Aa×aa)(Bb×Bb)或AaBb×Aabb或AaBb×aaBb。
3．(2022·张掖高三检测)若某哺乳动物毛色由位于常染色体上的基因决定，A基因编码的酶可使黄色素转化为褐色素，D基因的表达产物能完全抑制A基因的表达。现进行杂交实验，杂交结果如下表所示。下列叙述正确的是( )
组别 亲代 F1表型 F1自由交配所得F2表型及比例
一 黄色×褐色 全为黄色 黄色∶褐色＝13∶3
二 黄色×褐色 全为褐色 黄色∶褐色＝1∶3
A．第二组中F2出现性状分离是基因重组的结果
B．第一组中黄色亲本的基因型为aaDD，第二组中黄色亲本的基因型为aaDd
C．第一组F1的基因型为AaDd，两对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律
D．第一组F2中，黄色的基因型有7种，黄色中纯合子所占的比例为1/13
C [第二组中黄色和褐色杂交后代全是褐色，且F1自由交配，F2黄色∶褐色＝1∶3，则亲本的基因型是aadd×AAdd，F1的基因型是Aadd，则F2出现性状分离是基因分离的结果，A错误；第一组中F1的黄色的基因型是AaDd，亲本的基因型是aaDD×AAdd，即黄色亲本的基因型是aaDD，组合二中黄色亲本的基因型为aadd，B错误；第一组F1自由交配后代表型及比例为13∶3，是9∶3∶3∶1的变形，则F1的基因型为AaDd，两对等位基因遵循基因的自由组合定律，C正确；第一组F2中，黄色的基因型有AADD∶AaDD∶AADd∶AaDd∶aaDD∶aaDd∶aadd＝1∶2∶2∶4∶1∶2∶1，共有7种基因型，纯合子所占的比例为3/13，D错误。]
4．(2022·牡丹江高三检测)香豌豆的紫花和白花是一对相对性状，由非同源染色体上的两对基因共同控制。只有当两个显性基因(A和B)同时存在时，花中的紫色色素才能够合成。现有两个纯合白花品种杂交，F1开紫花，F1自交，F2的性状分离比为紫花∶白花＝9∶7。下列叙述错误的是( )
A．两个白花亲本的基因型为aaBB与AAbb
B．F2中白花的基因型有5种
C．F2紫花中纯合子的比例为1/9
D．F1测交结果紫花与白花的比例为1∶1
D [由题干可知，F2的性状分离比为紫花∶白花＝9∶7，是9∶3∶3∶1的变形，说明A/a、B/b两对基因位于两对同源染色体上，遵循基因的自由组合定律。由此可知F1基因型为AaBb，亲本表现为白花且为纯合子，亲本基因型为AAbb和aaBB，A正确；F2中白花的基因型有A_bb、aaB_、aabb，共5种，B正确；F2紫花为9/16，纯合子为1/16，故紫花中纯合子的比例为1/9，C正确；F1测交结果紫花与白花的比例为1∶3，D错误。]
题型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对同源染色体上的遗传规律
亲本相对性状的对数 1 2 n
F1配子种类和比例 2 (1∶1)1 22 (1∶1)2 2n (1∶1)n
F2表型种类和比例 2 (3∶1)1 22 (3∶1)2 2n (3∶1)n
F2基因型种类和比例 3 (1∶2∶1)1 32 (1∶2∶1)2 3n (1∶2∶1)n
F2全显性个体比例 (3/4)1 (3/4)2 (3/4)n
F2中隐性个体比例 (1/4)1 (1/4)2 (1/4)n
F1测交后代表型种类及比例 2 (1∶1)1 22 (1∶1)2 2n (1∶1)n
F1测交后代全显性个体比例 (1/2)1 (1/2)2 (1/2)n
【逆向思维】 (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。
5．(2021·全国乙卷，6)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种不同表现型(表型)的个体
B．n越大，植株A测交子代中不同表现型(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
B [每对等位基因测交后会出现2种表现型(表型)，故n对等位基因杂合的植株A的测交子代会出现2n种不同表现型(表型)的个体，A正确；不管n有多大，植株A测交子代比为(1∶1)n＝1∶1∶1∶1∶……∶1(共2n个1)，即不同表现型(表型)个体数目均相等，B错误；植株A测交子代中n对基因均杂合的个体数为1/2n，纯合子的个体数也是1/2n，两者相等，C正确；n≥2时，植株A的测交子代中纯合子的个体数是1/2n，杂合子的个体数为1－1/2n，故杂合子的个体数多于纯合子的个体数，D正确。]
6．(2022·邢台高三检测)某二倍体自花传粉植物进行两组杂交实验，杂交涉及的四对相对性状分别是：红果(红)与黄果(黄)，其控制基因用A/a表示；子房二室(二)与多室(多)，其控制基因用B/b表示；圆形果(圆)与长形果(长)，其控制基因用D/d表示；单一花序(单)与复状花序(复)，其控制基因用E/e表示。实验数据如下表，下列分析错误的是( )
组别 杂交组合 F1表型 F1自交产生的F2的表型及个体数
甲 红二×黄多 红二 450红二、160红多、150黄二、50黄多
乙 圆复×长单 圆单 510圆单、240圆复、240长单、10长复
A．由甲组实验可判定A/a和B/b位于两对同源染色体上，遵循基因的自由组合定律
B．由甲组实验可判定两杂交亲本均为纯合子，且F2中纯合子占1/4
C．由乙组实验可判定D/d和E/e位于一对同源染色体上，且形成配子时没有发生染色单体的交换
D．根据两组实验无法判定A/a和D/d的遗传是否遵循基因的自由组合定律
C [甲组实验中，子二代的性状分离比接近于9∶3∶3∶1，与甲组实验研究的相关基因A/a和B/b位于两对同源染色体上，遵循基因的自由组合定律，A正确；甲组实验亲本的基因型为AABB、aabb，子一代的基因型为AaBb，F2中纯合子比例为1/2×1/2＝1/4，B正确；由于乙组实验的F2的性状分离比不符合9∶3∶3∶1，因此，可判定D/d和E/e两对等位基因的遗传不遵循基因自由组合定律，而是位于一对同源染色体上，由于乙组实验F2中出现了四种性状，因此可推测F1在减数分裂形成配子时发生了染色单体的交换，从而形成了4种配子，C错误；由于两组实验没有研究A/a和D/d两对等位基因控制性状的杂交实验，因此无法判定这两对等位基因的遗传是否遵循基因的自由组合定律，D正确。]
高分突破培优(四) 自由组合定律中的特殊比例和实验探究
一、9∶3∶3∶1的变式(等于16和小于16)
水稻抗稻瘟病是由基因R控制的，细胞中另有一对等位基因B、b对稻瘟病的抗性表达有影响，BB使水稻抗性完全消失，Bb使抗性减弱。现用两纯合亲本进行杂交，实验过程和结果如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A．亲本的基因型是RRBB、rrbb
B．F2中弱抗病植株中纯合子占
C．F2中全部抗病植株自交，后代抗病植株占
D．不能通过测交鉴定F2易感病植株的基因型
【审题关键】
(1)由遗传图解可知，F2的表型及比例是3∶6∶7，是9∶3∶3∶1的变式，说明水稻的抗病性状由两对等位基因控制，且两对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律，同时可推知F1的基因型为RrBb。
(2)由于BB使水稻抗性完全消失，因此亲本基因型是RRbb(抗病)×rrBB(易感病)，F1自交转化成2个分离定律问题：Rr×Rr→R_∶rr＝3∶1，Bb×Bb→BB∶Bb∶bb＝1∶2∶1，F2弱抗病的基因型及比例是RRBb∶RrBb＝1∶2。
(3)F2中抗病植株的基因型及比例为RRbb∶Rrbb＝1∶2，若全部抗病植株自交，则后代不抗病植株的比例为×＝，抗病植株的比例为。
(4)F2中易感病植株的基因型有rrBB、rrBb、rrbb、RRBB、RrBB，其中rrBB、rrBb、rrBb与rrbb进行测交，后代都是易感病个体。
答案 D
“和”为16的由基因互作导致的特殊分离比
(1)原因分析
序号 条件 F1(AaBb)自交后代表型比例 F1测交后代表型比例
1 存在一种显性基因时表现为同一性状，其余表现正常 9∶6∶1 1∶2∶1
2 两种显性基因同时存在时，表现为一种性状，否则表现为另一种性状 9∶7 1∶3
3 当某一隐性基因成对存在时表现为双隐性状，其余表现正常 9∶3∶4 1∶1∶2
4 只要存在显性基因就表现为同一种性状，其余表现正常 15∶1 3∶1
(2)解题技巧①看F2的表型比例，若表型比例之和是16，不管以什么样的比例呈现，都符合基因的自由组合定律。
②将异常分离比与正常分离比9∶3∶3∶1进行对比，分析合并性状的类型。如比例为9∶3∶4，则为9∶3∶(3∶1)的变式，即4为两种性状合并的结果。
③根据具体比例确定出现异常分离比的原因。
④根据异常分离比出现的原因，推测亲本的基因型或推断子代相应表型的比例。
1．(多选)(2022·山东卷，17)某两性花二倍体植物的花色由3对等位基因控制，其中基因A控制紫色，a无控制色素合成的功能。基因B控制红色，b控制蓝色。基因I不影响上述2对基因的功能，但i纯合的个体为白色花。所有基因型的植株都能正常生长和繁殖，基因型为A_B_I_和A_bbI_的个体分别表现紫红色花和靛蓝色花。现有该植物的3个不同纯种品系甲、乙、丙，它们的花色分别为靛蓝色、白色和红色。不考虑突变，根据下表中杂交结果，下列推断正确的有( )
杂交组合 F1表型 F2表型及比例
甲×乙 紫红色 紫红色∶靛蓝色∶白色＝9∶3∶4
乙×丙 紫红色 紫红色∶红色∶白色＝9∶3∶4
A．让只含隐性基因的植株与F2测交，可确定F2中各植株控制花色性状的基因型
B．让表中所有F2的紫红色植株都自交一代，白花植株在全体子代中的比例为1/6
C．若某植株自交子代中白花植株占比为1/4，则该植株可能的基因型最多有9种
D．若甲与丙杂交所得F1自交，则F2表型比例为9紫红色∶3靛蓝色∶3红色∶1蓝色
BCD [由题意分析，基因型为A_B_I_和A_bbI_的个体分别表现紫红色花和靛蓝色花，基因型为aaB_I_表现为红色，aabbI_表现为蓝色，_ _ _ _ii表现为白色。杂交组合甲×乙中F2的性状分离比为紫红色∶靛蓝色∶白色＝9∶3∶4，为9∶3∶3∶1的变式，说明相关的两对等位基因的遗传符合基因自由组合定律，同理根据乙、丙杂交结果，也说明相关的等位基因的遗传符合基因自由组合定律。根据F2中性状表现确定亲本甲、乙和丙的基因型依次为AAbbII、AABBii和aaBBII。
若用只含隐性基因的植株(aabbii)与F2中的白色花个体测交，则后代花色全为白色，无法判断其基因型，A错误；甲×乙杂交组合中F2的紫红色植株基因型为AABbIi∶AABBIi∶AABbII∶AABBII＝4∶2∶2∶1，乙×丙杂交组合中F2的紫红色植株基因型为AaBBIi∶AABBIi∶AaBBII∶AABBII＝4∶2∶2∶1，其中II∶Ii＝1∶2，所以白花植株在全体子代中的比例为2/3×1/4＝1/6，B正确；若某植株自交子代中白花植株占比为1/4，则亲本为(_ _ _ _Ii)，则该植株可能的基因型最多有9种(3×3)，C正确；甲与丙杂交所得F1的基因型为AaBbII，其自交的子一代的表型比为紫红色(A_B_II)∶靛蓝色花(A_bbII)∶红色(aaB_II)∶蓝色(aabbII)＝9∶3∶3∶1，D正确。]
2．(2021·海南卷，23)科研人员用一种甜瓜(2n)的纯合亲本进行杂交得到F1，F1经自交得到F2，结果如下表。
性状 控制基因及 其所在染色体 母本 父本 F1 F2
果皮底色 A/a，4号染色体 黄绿色 黄色 黄绿色 黄绿色∶黄色≈3∶1
果肉颜色 B/b，9号染色体 白色 橘红色 橘红色 橘红色∶白色≈3∶1
果皮覆纹 E/e，4号染色体 F/f，2号染色体 无覆纹 无覆纹 有覆纹 有覆纹∶无覆纹≈9∶7
已知A、E基因同在一条染色体上，a、e基因同在另一条染色体上，当E和F同时存在时果皮才表现出有覆纹性状。不考虑交叉互换、染色体变异、基因突变等情况，回答下列问题。
(1)果肉颜色的显性性状是____________。
(2)F1的基因型为____________，F1产生的配子类型有____________种。
(3)F2的表型有____________种，F2中黄绿色有覆纹果皮、黄绿色无覆纹果皮、黄色无覆纹果皮的植株数量比是____________，F2中黄色无覆纹果皮橘红色果肉的植株中杂合子所占比例是____________。
答案 (1)橘红色 (2)AaBbEeFf 8 (3)8 9∶3∶4 5/6
解析 (1)结合表格分析可知，亲本分别是白色和橘红色自交，F1均为橘红色，F1杂交，子代出现橘红色∶白色＝3∶1的性状分离比，说明橘红色是显性性状。
(2)由于F2中黄绿色∶黄色≈3∶1，可推知F1应为Aa，橘红色∶白色≈3∶1，F1应为Bb，有覆纹∶无覆纹≈9∶7，则F1应为EeFf，故F1基因型应为AaBbEeFf；由于A和E连锁，a和e连锁，而F、f和B、b独立遗传，故F1产生的配子类型有2(AE、ae)×2(F、f)×2(B、b)＝8种。
(3)结合表格可知，F2中关于果皮底色的表型有2种，关于果肉颜色的表型有2种，关于果皮覆纹的表型有2种，故F2的表型有2×2×2＝8种；由于A和E连锁，a和e连锁。F2中基因型为A_E_的为3/4，aaee的为1/4，F2中黄绿色有覆纹果皮(A_E_F_)、黄绿色无覆纹果皮(A_E_ff)、黄色无覆纹果皮(aaeeF_、aaeeff)的植株数量比是(3/4×3/4)∶(3/4×1/4)∶(1/4×3/4＋1/4×1/4)＝9∶3∶4；F2中黄色无覆纹果皮中的纯合子占1/2，橘红色果肉植株中纯合子为1/3，纯合子所占比例为1/6，故杂合子所占比例是1－1/6＝5/6。
某植物花色遗传受A、a和B、b两对等位基因控制。当不存在显性基因时，花色为白色，当存在显性基因时，随显性基因数量的增加，花色红色逐渐加深。现用两株纯合亲本植株杂交得F1，F1自交得F2，F2中有白花植株和4种红花植株，按红色由深至浅再到白的顺序统计出5种类型植株数量比例为1∶4∶6∶4∶1。下列说法正确的是( )
A．该植物的花色遗传不遵循基因的自由组合定律
B．亲本的基因型一定为AABB和aabb
C．F2中AAbb和aaBB个体的表型与F1相同
D．用F1作为材料进行测交实验，测交后代有4种表型
【审题关键】
(1)因花色遗传受A、a和B、b两对等位基因控制，且F2有16个组合，说明该植物的花色遗传遵循基因的自由组合定律。还可以推知F1的基因型为AaBb，又因显性基因A和B可以使花青素含量增加，两者增加的量相等，并且可以累加，则两亲本的基因型为aaBB和AAbb或AABB和aabb。
(2)F1的基因型为AaBb，含有两个显性基因，则F2中AAbb和aaBB个体的表型与F1相同。
(3)用F1作为材料进行测交实验，测交后代的4种基因型分别是AaBb、Aabb、aaBb、aabb，由题意可知，只有3种表型，且比例为1∶2∶1。
答案 C
“和”为16的显性基因累加效应导致的特殊比例
(1)表现
(2)原因：A与B的作用效果相同，且显性基因越多，其效果越强。
3．(2022·唐山高三检测)高粱的茎高受多对等位基因A/a、B/b……控制，各对等位基因独立遗传，每个显性基因对植物茎高的作用效果相等且有累加效应，隐性纯合子茎高为h0，具一个显性基因的个体茎高为h1，依次表示为hn，某显性纯合子品系与隐性纯合子品系杂交得到F1，再将F1自交得到F2，统计F2的表型及比例是：h0∶h1∶h2∶h3∶h4∶h5∶h6＝1∶6∶15∶20∶15∶6∶1。下列相关叙述错误的是( )
A．F1植株茎高为h3，亲本茎高最高为h6
B．高粱的茎高受3对等位基因控制
C．F2茎高为h4的植株基因型有3种
D．F2茎高为h5的植株自交，F3中表型之比为h4∶h5∶h6＝1∶2∶1
C [根据题目子二代表型有7种可知，子一代含有三对等位基因，即F1含有三个显性基因，茎高为h3，亲本显性纯合子品系含有六个显性基因，茎高最高为h6，A正确；根据子二代有1＋6＋15＋20＋15＋6＋1＝64种组合，说明高粱的茎高至少受3对等位基因控制，B正确；茎高为h4的植株即含有4个显性基因的个体基因型有6种(AABBcc、aaBBCC、AAbbCC，AaBbCC、AaBbCc、AABbCc)，C错误；茎高为h5的植株含5个显性基因，其产生的配子含3个显性基因的和含2个显性基因的比例为1∶1，其自交，后代中含有6个显性基因的∶含5个显性基因的∶含4个显性基因的＝1∶2∶1，故表型之比为1∶2∶1，D正确。]
4．(2022·长沙高三模拟)某二倍体自花传粉植物，其花色有黄色和白色，花色受多对等位基因共同控制。让黄色花植株与白色花植株杂交得F1，F1均表现为黄色花，F1自交得到的F2中白色花植株占1/64。黄色花的颜色深浅存在基因叠加效应即显性基因越多，黄色越深。再次统计F2中花色由深到浅的表型及比例依次为深暗黄色∶暗黄色∶中度深黄色∶深黄色∶中度黄色∶浅黄色∶白色＝1∶6∶15∶20∶15∶6∶1。下列相关叙述正确的是( )
A．基因与性状之间不是一一对应的关系，但一对基因不能控制多对性状
B．该植物的花色受到三对等位基因控制，三对等位基因位于两对同源染色体上
C．表现为中度深黄色花的植株基因型共有6种，F2的此表型植株中纯合子占1/5
D．根据题干分析，F1实际表现为中度深黄色花且只含有三个显性基因
C [基因与性状之间可以是一一对应的关系(单基因遗传病)，也可以一对基因控制多对性状(这对基因控制某种酶合成，这种酶是某个反应的中间催化酶)或多对基因控制一对性状，A错误；该植物的花色受到三对等位基因控制，设三对基因分别用Aa、Bb、Cc表示，且符合基因的自由组合定律，说明在三对同源染色体上，B错误；根据题意，F1为AaBbCc，表现为中度深黄色花的植株的基因型中有4个显性基因，F2中表现为中度深黄色花的植株的基因型共有6种，F2的此表型植株中纯合子(1/64AABBcc、1/64AAbbCC、1/64aaBBCC)占(3/64)/(15/64)＝1/5，C正确；F1为AaBbCc，实际表现为深黄色花且只含有三个显性基因，D错误。]
某种鱼的鳞片有4种表型：单列鳞、野生型鳞、无鳞和散鳞，由位于两对同源染色体上的两对等位基因决定(用A、a，B、b表示)，且BB对生物个体有致死作用，将无鳞鱼和纯合野生型鳞鱼杂交，F1有2种表型，野生型鳞鱼占50%，单列鳞鱼占50%；选取F1中的单列鳞鱼进行相互交配，其后代中有上述4种表型，这4种表型的比例为6∶3∶2∶1，则F1的亲本基因型组合是( )
A．Aabb×AAbb B．aaBb×aabb
C．aaBb×AAbb D．AaBb×AAbb
【审题关键】
(1)该鱼的鳞片有4种表型，由两对独立遗传的等位基因控制，并且BB有致死作用，可推知该鱼鳞片的4种表型分别由A_Bb、A_bb、aaBb和aabb 4种基因型控制。
(2)F1中的单列鳞鱼相互交配能产生4种表型的个体，比例为6∶3∶2∶1，为9∶3∶3∶1的特殊比，可推出F1中的单列鳞鱼的基因型为AaBb；无鳞鱼和纯合野生型鳞鱼杂交，能得到基因型为AaBb的单列鳞鱼，先考虑B和b这对基因，亲本的基因型为Bb和bb，而亲本野生型鳞鱼为纯合子，故bb为亲本野生型鳞鱼的基因型，Bb为无鳞鱼的基因型；再考虑A和a这对基因，由于无鳞鱼和纯合野生型鳞鱼杂交所得F1中只有2种表型，且比例为1∶1，则亲本的基因型为AA和aa；亲本基因型组合方式有AABb×aabb和AAbb×aaBb 2种，第一种组合中基因型为AABb的个体表现为单列鳞。
答案 C
“和”小于16的由基因致死导致的特殊比例
(1)致死类型归类分析
①显性纯合致死
②隐性纯合致死
a．双隐性致死
(2)致死类问题解题思路
第一步：先将其拆分成分离定律单独分析。
第二步：将单独分析结果再综合在一起，确定成活个体基因型、表型及比例。
5．(2023·荆州高三检测)在孟德尔的一对或两对相对性状的遗传实验过程中，子代出现3∶1或者9∶3∶3∶1的前提是F1产生的各种配子比例相同且都存活，但在杂交或者自交过程中，偶尔也会出现精子或者卵子不育或者部分不育导致性状分离比特殊化。下列有关特殊比例的出现推测不合理的是( )
A．若基因型为Aa植株自交后代性状分离比为2∶1，可能显性纯合子致死
B．若基因型为Aa植株自交后代性状分离比为11∶1，可能含a精子或卵子有4/5致死
C．若基因型为AaBb植株自交后代性状分离比为4∶1∶1，可能含ab的精子或卵子致死
D．若基因型为AaBb植株自交后代性状分离比为2∶3∶3∶1，可能含AB的精子或卵子致死
D [基因型Aa的植株自交性状分离比为2∶1，可能显性纯合子致死，不会是隐性纯合致死，A正确；基因型Aa的植株自交性状分离比为11∶1，aa占1/12＝1/2×1/6，雌配子或雄配子中A与a的比例为5∶1，可能a精子或者卵子有4/5致死，B正确；基因型AaBb的植株自交性状分离比为4∶1∶1(8∶2∶2)，可能是基因型为ab的精子或卵子致死，C正确；基因型AaBb的植株自交性状分离比为2∶3∶3∶1，可能是基因型为AB的精子和卵子致死，D错误。]
6．(2022·湖北部分重点中学高三联考)科研人员利用三种动物分别进行甲、乙、丙三组遗传学实验来研究两对相对性状的遗传(它们的两对相对性状均由常染色体上的两对等位基因控制)，实验结果如下表所示。下列推断错误的是( )
组别 亲本 选择F1中两对等位基因均杂合的个体进行随机交配 F2性状分离比
甲 A×B 4∶2∶2∶1
乙 C×D 5∶3∶3∶1
丙 E×F 6∶3∶2∶1
A．三组实验中两对相对性状的遗传均遵循基因的自由组合定律
B．甲组可能是任意一对基因显性纯合均使胚胎致死
C．乙组可能是含有两个显性基因的雄配子和雌配子致死
D．丙组可能是其中某一对基因显性纯合时胚胎致死
C [根据分析，三组实验中两对相对性状杂交在F2中均出现了类似于9∶3∶3∶1的变式的分离比，所以均遵循基因的自由组合定律，A正确；4∶2∶2∶1＝(2∶1)×(2∶1)，出现该比例的原因是由于任意一对基因显性纯合均使胚胎致死，即AA和BB致死，B正确；如果含有两个显性基因的雄配子或雌配子致死，即AB的雌配子或雄配子致死，则后代出现5∶3∶3∶1的比例，C错误；丙组出现6∶3∶2∶1＝(3∶1)×(2∶1)，可能是其中一对基因显性纯合子致死，即AA或BB致死，D正确。]
二、探究不同对基因在常染色体上的位置问题
甜荞麦是异花传粉作物，具有花药大小(正常、小)、瘦果形状(棱尖、棱圆)等相对性状。某兴趣小组利用纯种甜荞麦进行杂交实验，获得了足量后代，F2性状统计结果如下(不考虑交叉互换)。
花药正常∶花药小＝452∶348 瘦果棱尖∶瘦果棱圆＝591∶209
为探究控制花药大小和瘦果形状两对相对性状的基因在染色体上的位置关系，小组成员选择了纯合花药正常、瘦果棱尖和纯合花药小、瘦果棱圆植株为材料，进行了实验。请写出简单可行的两种实验方案，并预测实验结果及结论。
方案一：
实验思路：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
实验结果及结论：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
方案二：
实验思路：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
实验结果及结论：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【审题关键】
由F2性状统计结果中花药正常∶花药小＝452∶348≈9∶7，是9∶3∶3∶1的变形，说明该性状受两对等位基因控制，遵循基因的自由组合定律。假设受基因A、a和B、b控制，则F1基因型为AaBb，双显性(A_B_)为花药正常，其余的为花药小；由瘦果棱尖∶瘦果棱圆＝591∶209≈3∶1，可推知瘦果棱尖为显性，假设该性状受C、c基因控制，则F1基因型为Cc，进而可推知纯合花药正常、瘦果棱尖和纯合的花药小、瘦果棱圆植株的基因型分别为AABBCC和aabbcc。三对等位基因的位置关系：
(1)若为图1所示关系，二者杂交得F1，其基因型为AaBbCc，若F1自交，则所得F2中表型及比例为(花药正常∶花药小)×(瘦果棱尖∶瘦果棱圆)＝(9∶7)×(3∶1)→花药正常瘦果棱尖∶花药正常瘦果棱圆∶花药小瘦果棱尖∶花药小瘦果棱圆＝27∶9∶21∶7；若F1测交，则所得子代中表型及比例为(花药正常∶花药小)×(瘦果棱尖∶瘦果棱圆)＝(1∶3)×(1∶1)→花药正常瘦果棱尖∶花药正常瘦果棱圆∶花药小瘦果棱尖∶花药小瘦果棱圆＝1∶1∶3∶3。
(2)若为图2所示关系，二者杂交得F1，其基因型为AaBbCc，其产生的配子种类和比例为ABC∶Abc∶aBC∶abc＝1∶1∶1∶1，若F1自交，则所得子代的基因型及比例为A_B_C_∶A_bbcc∶aaB_C_∶aabbcc＝9∶3∶3∶1，则表型为花药正常瘦果棱尖(A_B_C_)∶花药小瘦果棱尖(aaB_C_)∶花药小瘦果棱圆(A_bbcc＋aabbcc)＝9∶3∶4；若F1测交，则所得子代的基因型AaBbCc∶Aabbcc∶aaBbCc∶aabbcc＝1∶1∶1∶1，则其表型及比例为花药正常瘦果棱尖(AaBbCc)∶花药小瘦果棱尖(aaBbCc)∶花药小瘦果棱圆(Aabbcc＋aabbcc)＝1∶1∶2。
答案 方案一：
实验思路：选择纯合花药正常、瘦果棱尖和相关基因均为隐性纯合的花药小、瘦果棱圆植株作亲本杂交，获得F1；让F1植株间进行异花传粉获得F2；统计后代中花药大小和瘦果形状的性状及比例
实验结果及结论：若后代中花药正常瘦果棱尖∶花药正常瘦果棱圆∶花药小瘦果棱尖∶花药小瘦果棱圆＝27∶9∶21∶7，则控制花药大小和瘦果形状两对相对性状的基因位于三对同源染色体上；若后代中花药正常瘦果棱尖∶花药小瘦果棱尖∶花药小瘦果棱圆＝9∶3∶4，则控制花药大小和瘦果形状两对相对性状的基因位于两对同源染色体上
方案二：
实验思路：选择纯合花药正常、瘦果棱尖和相关基因均为隐性纯合的花药小、瘦果棱圆植株作亲本杂交，获得F1；让F1植株测交获得F2；统计后代中花药大小和瘦果形状的性状比例
实验结果及结论：若后代中花药正常瘦果棱尖∶花药正常瘦果棱圆∶花药小瘦果棱尖∶花药小瘦果棱圆＝1∶1∶3∶3，则控制花药大小和瘦果形状两对相对性状的基因位于三对同源染色体上；若后代中花药正常瘦果棱尖∶花药小瘦果棱尖∶花药小瘦果棱圆＝1∶1∶2，则控制花药大小和瘦果形状两对相对性状的基因位于两对同源染色体上
判断基因在染色体上的位置
(1)判断基因是否位于一对同源染色体上
以AaBb为例，若两对等位基因位于一对同源染色体上，不考虑交叉互换，则产生两种类型的配子，在此基础上进行自交会产生两种或三种表型，测交会出现两种表型；若两对等位基因位于一对同源染色体上，考虑同源染色体非姐妹染色单体的交换，则产生四种类型的配子，在此基础上进行自交或测交会出现四种表型。
(2)判断基因是否位于不同对同源染色体上
以AaBb为例，若两对等位基因分别位于两对同源染色体上，则产生四种类型的配子。在此基础上进行测交或自交时会出现特定的性状分离比，如1∶1∶1∶1或9∶3∶3∶1(或9∶7等变式)，也会出现致死背景下特殊的性状分离比，如4∶2∶2∶1或6∶3∶2∶1等。在涉及两对等位基因遗传时，若出现上述性状分离比，可考虑基因位于两对同源染色体上。
(3)判断外源基因整合到宿主染色体上的类型
外源基因整合到宿主染色体上有多种类型，有的遵循孟德尔遗传定律。若多个外源基因以连锁的形式整合在同源染色体的一条上，其自交会出现分离定律中的3∶1的性状分离比；若多个外源基因分别独立整合到非同源染色体的一条染色体上，各个外源基因的遗传互不影响，则会表现出自由组合定律的现象。
7．(2022·唐山高三检测)在一片稻田中偶然发现一株由一对隐性基因控制的高茎突变植株。现实验室也有一株由一对隐性基因控制的高茎突变植株，相关突变基因位于2号染色体上。为探究两突变基因的位置关系，让两突变体进行杂交后得F1，F1自交得F2。不考虑其他变异。下列相关推测错误的是( )
A．若F1均为高茎，说明两突变基因位于同一位点
B．若F1均为矮茎，说明两突变基因位于同一条染色体上
C．若F2中高茎∶矮茎为1∶1，说明两突变基因均位于2号染色体上
D．若F2中高茎∶矮茎为7∶9，说明两突变基因位于不同染色体上
B [两隐性突变体杂交，若F1均为高茎，说明两突变基因可能为相同基因，也可能为复等位基因，是由同一基因突变产生的，如AA突变为a1a1和a2a2，A正确；若F1均为矮茎，说明两突变基因不在同一位点，但是不能确定两突变位点在一条还是两条染色体上，如AABB突变为AAbb、aaBB，两者杂交，F1均为AaBb表现为矮茎，F1自交，若两对等位基因位于一对同源染色体上，则高茎∶矮茎为1∶1，说明突变体均位于2号染色体，若两对等位基因位于两对同源染色体上，则高茎∶矮茎为7∶9，B错误，C、D正确。]
8．(2022·重庆一中模拟预测)某十字花科植物的花属于两性花。雄性不育与雄性可育是一对相对性状，分别由基因D/d控制，且基因D的表达还受另一对等位基因E、e影响。用雄性不育植株与雄性可育植株杂交，所得F1中雄性可育植株∶雄性不育植株＝1∶1，让F1中的雄性可育植株自交，所得F2中雄性可育植株∶雄性不育植株＝13∶3。据此回答下列问题：
(1)D/d、E/e这两对等位基因的遗传遵循____________________定律，判断依据是_______________________。
(2)由上述信息分析可知，另一对等位基因E、e中________基因影响了D基因的表达，具体表现是________________________________________________________________。据此推测，亲本雄性不育植株与雄性可育植株的基因型分别是____________________。
(3)根据以上分析，现已经鉴定出F2中所有基因型纯合的雄性可育植株，并且分别用标签标记出来了，欲通过杂交实验鉴定F2中某雄性不育植株的基因型，请选择杂交实验组合并分析其结果：
①选择的杂交实验组合为_________________________________________________。
②实验结果及结论：_____________________________________________________。
(4)将一个DNA片段插入上述F1中雄性可育植株体细胞内的染色体上，然后通过体细胞的植物组织培养获得一棵转基因雄性不育植株。已知转基因雄性不育植株中，该DNA片段插入染色体上的位置有两种可能，如下图所示(说明：插入的DNA片段不位于基因D/d所在的染色体上，该片段不控制具体性状，但会抑制基因E的表达)。为确定插入的具体位置，利用纯合的ddEE植株，请设计完成以下实验(不考虑染色体互换)。
实验方案：让该转基因雄性不育植株与基因型为ddee的植株杂交，统计子代的表型种类及比例。
实验结果与结论：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)自由组合(或分离定律和自由组合) F2中雄性可育植株∶雄性不育植株＝13∶3，为9∶3∶3∶1的变式
(2)E E基因对D基因的表达有抑制作用，但不影响d基因的表达，使基因型为D_E_的植株表现为雄性可育 DDee、ddEe
(3)待鉴定雄性不育植株(作母本)与基因型为ddee的雄性可育植株(作父本) 如果子代全为雄性不育植株，则F2中某雄性不育植株的基因型为DDee，如果子代雄性可育植株：雄性不育植株＝1∶1，则F2中某雄性不育植株的基因型为Ddee
(4)若子代雄性不育植株占1/4，则该DNA片段的插入位置为第1种；若子代雄性不育植株占3/8，则该DNA片段的插入位置为第2种。
解析 (1)由于F1雄性可育自交得到F2，雄性可育∶雄性不育＝13∶3，属于9∶3∶3∶1的变式，所以D/d、E/e这两对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律。
(2)根据题意分析可知：F1雄性可育植株的基因型为DdEe，让F1中的雄性可育植株自交，所得F2中雄性可育植株∶雄性不育植株＝13∶3，由此可知，E基因对D基因的表达有抑制作用，但不影响d基因的表达，使基因型为D_E_的植株表现为雄性可育，所以雄性可育植株的基因型为D_E_、ddE_、ddee，雄性不育植株的基因型为D_ee。据此推测，亲本雄性不育植株与雄性可育植株的基因型分别是DDee、ddEe。
(3)让待鉴定的雄性不育植株(作母本)与基因型为ddee的雄性可育植株(作父本)进行杂交获得子代，观察并统计子代的表型及比例。如果子代全为雄性不育植株，则F2中某雄性不育植株的基因型为DDee，如果子代雄性可育植株∶雄性不育植株＝1∶1，则F2中某雄性不育植株的基因型为Ddee。
(4)如果是第1种可能，由于DNA片段导入后，插入片段与E所在的染色体发生分离现象，故插入基因不会影响后代的表型，则后代的表型及其比例为：雄性不育植株∶雄性可育植株＝1∶3；如果是第2种可能，插入的DNA片段在第三对同源染色体上，用F表示该插入基因，则同源染色体相应位置没有该基因，用f表示，让该转基因雄性不育植株(DdEeFf)与隐性纯合植株(ddeeff)杂交，后代中一半的个体含有该DNA片段，一半的个体不含有，不含插入基因的个体表型是不育∶可育＝1∶3，含有DNA片段的个体，后代的基因型及其比例为：D_E_F_(不育)∶ddeeF_(可育)∶D_eeF_(不育)∶ddE_F_(可育)＝1∶1∶1∶1；根据题意含有DNA片段的E不表达，故D_E_F_表现为不育，所以不育∶可育＝2∶2，综合所有的子代，不育：可育＝3∶5。
(十五)基因的连锁与交换定律
1．概念：两对(或两对以上)等位基因位于同一对同源染色体上，在遗传时位于同一条染色体上的不同(非等位)基因常常连在一起不相分离，进入同一配子中。
2．实质：位于同一染色体上的不同基因，在减数分裂过程形成配子时，常常连在一起进入配子；在减数分裂的四分体时期，由于同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的交换而发生互换，因而产生基因的重组。
3．应用：
①育种：如果几种有利性状的基因连锁在一起，这对育种工作很有利。例如，大麦抗秆锈病与抗散黑穗病的基因紧密连锁在一起，在育种时只需要注意选择大麦抗秆锈病的植株，就等于同时选择了抗散黑穗病的植株，提高选择效率。如果不利的性状和有利的性状连锁在一起，那就要采取措施，打破基因连锁，进行基因互换，让人们所要求的基因连锁在一起，培育出优良品种来。
②医学：预测某种遗传病在胎儿中发生的可能性。
[对点训练]
1．(多选)(2023·淮安高三模拟)人类IA、IB、i的3个复等位基因控制ABO血型，A血型的基因型有IAIA、IAi，B血型的基因型有IBIB、IBi，AB血型的基因型为IAIB，O血型的基因型为ii。CisAB血型是由人体的9号染色体结构变异导致IA、IB基因共同位于一条染色体上的一种稀有血型(如图)。下列叙述正确的是( )
A．若夫妻二人均为AB血型，其后代不可能为O血型
B．CisAB血型个体在产生配子时，不考虑其他变异，IA、IB基因连锁，不分开遗传给子代
C．CisAB血型红绿色盲男性和O血型红绿色盲携带者的女性婚配，所生A血型色盲男孩的概率为1/8
D．CisAB血型个体与O血型个体婚配，后代为AB血型的概率为1/2
BD [若夫妻二人均为AB血型，假设均为CisAB，IA、IB基因在一条染色体上，可产生不含IA、IB基因的配子，则可能生出O血型的后代，A错误；CisAB血型个体在产生配子时，不考虑其他变异，由于IA、IB基因在一条染色体上，因此二者不分开遗传给子代，B正确；CisAB血型红绿色盲男性和O血型红绿色盲携带者的女性婚配，由于IA、IB基因连锁，两个基因同时传递个后代，因此不会生出A血型的孩子，C错误；CisAB血型个体与O血型(ii)个体婚配，后代为AB血型和O型血，二者的比例为1∶1，即后代为AB血型的概率为1/2，D正确。]
2．(2022·杭州高三模拟)已知拟南芥一个花粉囊中的四个花粉粒是由一个花粉母细胞通过减数分裂形成的。科研人员为研究F基因对染色体片段交换的影响进行了相关实验，实验的主要过程如下：利用基因工程技术在拟南芥的一对同源染色体上分别插入一个C基因和R基因获得植株甲；再利用基因工程技术在C基因所在的染色体上插入基因F获得植株乙。已知只带有C基因的花粉粒呈现蓝色荧光，只带有R基因的花粉粒呈现红色荧光，同时带有C基因、R基因的花粉粒则呈现出绿色荧光，C基因、R基因、F基因在甲乙植株染色体上的分布情况如下图所示。下列叙述错误的是( )
A．通过比较植株甲和植株乙花粉母细胞减数分裂时染色体在C基因和R基因位点之间交换的频率差异，可以确定F基因对染色体片段交换的影响
B．植株甲的花粉母细胞在减数分裂时，如果染色体在C基因和R基因位点之间只发生一次片段交换，则所形成的花粉囊里面的四个花粉粒中两个呈现出绿色荧光、两个不会呈现出荧光
C．植株乙的花粉母细胞在减数分裂时，如果染色体在C基因和R基因位点之间发生了两次交换，则所形成的花粉囊里面的四个花粉粒中可能是两个呈现出蓝色荧光、两个呈现出红色荧光
D．植株甲和乙的花粉母细胞在减数分裂时，如果染色体在C基因和R基因位点之间未发生交换，则所形成花粉粒中不会呈现出绿色荧光
B [根据题意可知，本实验是研究F基因对染色体片段交换的影响，结合图示可知，比较植株甲和植株乙花粉母细胞减数分裂时染色体在C基因和R基因位点之间交换的频率差异，可以确定F基因对染色体片段交换的影响，如果无影响，二者产生的配子种类及比例相同，A正确；根据以上分析可知，植株甲的花粉母细胞在减数分裂时，如果染色体在C基因和R基因位点之间只发生一次片段交换，则所形成的花粉囊里面的四个花粉粒中有4种情况：只带有C基因的花粉粒、只带有R基因的花粉粒、C基因和R基因都有的花粉粒和C基因和R基因都没有的花粉粒，分别呈现蓝色荧光、红色荧光、绿色荧光和无荧光，B错误；植株乙的花粉母细胞在减数分裂时，如果染色体在C基因和R基因位点之间发生了两次交换，那么可能导致染色体上的片段又恢复到未发生互换时的状态，则此时可能只产生2种花粉粒，即两个只带有C基因的花粉粒、两个只带有R基因的花粉粒，分别呈现出蓝色荧光和红色荧光，C正确；植株甲和乙的花粉母细胞在减数分裂时，如果染色体在C基因和R基因位点之间未发生交换，只产生2种花粉，即只带有C基因的花粉粒和只带有R基因的花粉粒，分别呈现蓝色荧光和红色荧光，因此所形成花粉粒中不会呈现出绿色荧光，D正确。]
1．(2022·全国甲卷，6)某种自花传粉植物的等位基因A/a和B/b位于非同源染色体上。A/a控制花粉育性，含A的花粉可育；含a的花粉50%可育、50%不育。B/b控制花色，红花对白花为显性。若基因型为AaBb的亲本进行自交，则下列叙述错误的是( )
A．子一代中红花植株数是白花植株数的3倍
B．子一代中基因型为aabb的个体所占比例是1/12
C．亲本产生的可育雄配子数是不育雄配子数的3倍
D．亲本产生的含B的可育雄配子数与含b的可育雄配子数相等
B [分析题意可知，两对等位基因独立遗传，故含a的花粉育性不影响B和b基因的遗传，所以Bb自交，子一代中红花植株B_∶白花植株bb＝3∶1，A正确；基因型为AaBb的亲本产生的雌配子种类和比例为AB∶Ab∶aB∶ab＝1∶1∶1∶1，由于含a的花粉50%可育，故雄配子种类及比例为AB∶Ab∶aB∶ab＝2∶2∶1∶1，所以子一代中基因型为aabb的个体所占比例为1/4×1/6＝1/24，B错误；由于含a的花粉50%可育，50%不可育，故亲本产生的可育雄配子是A＋1/2a，不育雄配子为1/2a，由于Aa个体产生的A∶a＝1∶1，故亲本产生的可育雄配子数是不育雄配子的3倍，C正确；两对等位基因独立遗传，所以Bb自交，亲本产生的含B的雄配子数和含b的雄配子数相等，D正确。]
2．(2021·湖北卷，19)甲、乙、丙分别代表三个不同的纯合白色籽粒玉米品种，甲分别与乙、丙杂交产生F1，F1自交产生F2，结果如表。
组别 杂交组合 F1 F2
1 甲×乙 红色籽粒 901红色籽粒，699白色籽粒
2 甲×丙 红色籽粒 630红色籽粒，490白色籽粒
根据结果，下列叙述错误的是( )
A．若乙与丙杂交，F1全部为红色籽粒，则F2玉米籽粒性状比为9红色∶7白色
B．若乙与丙杂交，F1全部为红色籽粒，则玉米籽粒颜色可由三对基因控制
C．组1中的F1与甲杂交所产生玉米籽粒性状比为3红色∶1白色
D．组2中的F1与丙杂交所产生玉米籽粒性状比为1红色∶1白色
C [甲×乙产生F1全是红色籽粒，F1自交产生F2中红色∶白色＝9∶7，说明玉米籽粒颜色受两对等位基因控制，且两对等位基因遵循自由组合定律；甲×丙产生F1全是红色籽粒，F1自交产生F2中红色∶白色＝9∶7，说明玉米籽粒颜色受两对等位基因控制，且两对等位基因遵循自由组合定律，综合可知，红色为显性，红色与白色可能至少由三对等位基因控制，假定用A/a，B/b，C/c，甲、乙、丙的基因型可分别为AAbbCC，aaBBCC、AABBcc。(只写出一种可能表况)若乙与丙杂交，F1全部为红色籽粒(AaBBCc)，两对等位基因遵循自由组合定律，则F2玉米籽粒性状比为9红色∶7白色，A正确；据题图分析可知，若乙与丙杂交，F1全部为红色籽粒，则玉米籽粒颜色可由三对基因控制，B正确；据分析可知，组1中的F1(AaBbCC)与甲(AAbbCC)杂交，所产生玉米籽粒性状比为1红色∶1白色，C错误；组2中的F1(AABbCc)与丙(AABBcc)杂交，所产生玉米籽粒性状比为1红色∶1白色，D正确。]
3．(2022·全国甲卷，32)玉米是我国重要的粮食作物。玉米通常是雌雄同株异花植物(顶端长雄花序，叶腋长雌花序)，但也有的是雌雄异株植物。玉米的性别受两对独立遗传的等位基因控制，雌花花序由显性基因B控制，雄花花序由显性基因T控制，基因型bbtt的个体为雌株。现有甲(雌雄同株)、乙(雌株)、丙(雌株)、丁(雄株)4种纯合体玉米植株。据此回答下列问题。
(1)若以甲为母本、丁为父本进行杂交育种，需进行人工传粉，具体做法是_______________。
(2)乙和丁杂交，F1全部表现为雌雄同株；F1自交，F2中雌株所占的比例为________，F2中雄株的基因型是____________；在F2的雌株中，与丙基因型相同的植株所占的比例是________。
(3)已知玉米籽粒的糯和非糯是由1对等位基因控制的相对性状。为了确定这对相对性状的显隐性，某研究人员将糯玉米纯合体与非糯玉米纯合体(两种玉米均为雌雄同株)间行种植进行实验，果穗成熟后依据果穗上籽粒的性状，可判断糯与非糯的显隐性。若糯是显性，则实验结果是__________________________；若非糯是显性，则实验结果是______________________________。
答案 (1)对母本甲的雌花花序进行套袋，待雌蕊成熟时，采集丁的成熟花粉，人工授粉在甲的雌蕊柱头上，再套上纸袋。
(2)1/4 bbTT、bbTt 1/4
(3)糯性植株上全为糯性籽粒，非糯植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒 非糯性植株上只有非糯籽粒，糯性植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒
解析 (1)杂交育种的原理是基因重组，若甲为母本，丁为父本进行杂交，因为甲为雌雄同株异花植物，所以在花粉未成熟时需对甲植株雌花花序套袋隔离，等丁的花粉成熟后再通过人工授粉把丁的花粉传到甲的雌蕊柱头后，再套袋隔离。
(2)根据分析及题干信息“乙和丁杂交，F1全部表现为雌雄同株”可知，乙基因型为BBtt，丁基因型为bbTT，F1基因型为BbTt，F1自交F2基因型及比例为9B_T_(雌雄同株)∶3B_tt(雌株)∶3bbT_(雄株)∶1bbtt(雌株)，故F2中雌株所占比例为1/4，雄株的基因型为bbTT、bbTt，雌株中与丙基因型相同的比例为1/4。
(3)假设糯和非糯这对相对性状受A/a基因控制，因为两种玉米均为雌雄同株植物，间行种植时，既有自交又有杂交。若糯性为显性，基因型为AA，非糯基因型为aa，则糯性植株无论自交还是杂交，糯性植株上全为糯性籽粒，非糯植株杂交子代为糯性籽粒，自交子代为非糯籽粒，所以非糯植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒。同理，非糯为显性时，非糯植株上只有非糯籽粒，糯性植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒。
4．(2022·全国乙卷，32)某种植物的花色有白、红和紫三种，花的颜色由花瓣中的色素决定，色素的合成途径是：白色红色紫色。其中酶1的合成由基因A控制，酶2的合成由基因B控制，基因A和基因B位于非同源染色体上，据此回答下列问题。
(1)现有紫花植株(基因型为AaBb)与红花杂合体植株杂交，子代植株表现型(表型)及其比例为______________________；子代中红花植株的基因型是________________；子代白花植株中纯合体所占的比例为________。
(2)已知白花纯合体的基因型有2种。现有1株白花纯合体植株甲，若要通过杂交实验(要求选用1种纯合体亲本与植株甲只进行1次杂交)来确定其基因型，请写出选用的亲本基因型、预期实验结果和结论。_____________________________________________________________。
答案 (1)白色∶红色∶紫色＝2∶3∶3 AAbb、Aabb 1/2
(2)选用的亲本基因型为：AAbb；预期的实验结果及结论：若子代花色全为红花，则待测白花纯合体的基因型为aabb；若子代花色全为紫花，则待测白花纯合体的基因型为aaBB
解析 (1)紫花植株(AaBb)与红花杂合体(Aabb)杂交，子代可产生6种基因型及比例为AABb(紫花)∶AaBb(紫花)∶aaBb(白花)∶AAbb(红花)∶Aabb(红花)∶aabb(白花)＝1∶2∶1∶1∶2∶1。故子代植株表现型(表型)及比例为白色∶红色∶紫色＝2∶3∶3；子代中红花植株的基因型有2种：AAbb、Aabb；子代白花植株中纯合体(aabb)所占的比例为1/2。
(2)白花纯合体的基因型有aaBB和aabb两种。要检测白花纯合体植株甲的基因型，可选用AAbb植株与之杂交，若基因型为aaBB则实验结果为：aaBB×AAbb→AaBb(全为紫花)；若基因型为aabb则实验结果为：aabb×AAbb→Aabb(全为红花)。这样就可以根据子代的表现型(表型)将白花纯合体的基因型推出。
5．(2022·北京卷，18)番茄果实成熟涉及一系列生理生化过程，导致果实颜色及硬度等发生变化。果实颜色由果皮和果肉颜色决定。为探究番茄果实成熟的机制，科学家进行了相关研究。
(1)果皮颜色由一对等位基因控制。果皮黄色与果皮无色的番茄杂交的F1果皮为黄色，F1自交所得F2果皮颜色及比例为____________________________。
(2)野生型番茄成熟时果肉为红色。现有两种单基因纯合突变体，甲(基因A突变为a)果肉黄色，乙(基因B突变为b)果肉橙色。用甲、乙进行杂交实验，结果如下图1。据此，写出F2中黄色的基因型：__________________。
图1
(3)深入研究发现，成熟番茄的果肉由于番茄红素的积累而呈红色，当番茄红素量较少时，果肉呈黄色，而前体物质2积累会使果肉呈橙色，如下图2。上述基因A、B以及另一基因H均编码与果肉颜色相关的酶，但H在果实中的表达量低。根据上述代谢途径，aabb中前体物质2积累、果肉呈橙色的原因是____________________________________________________________。
图2
(4)有一果实不能成熟的变异株M，果肉颜色与甲相同，但A并未突变，而调控A表达的C基因转录水平极低。C基因在果实中特异性表达，敲除野生型中的C基因，其表型与M相同。进一步研究发现M中C基因的序列未发生改变，但其甲基化程度一直很高。推测果实成熟与C基因甲基化水平改变有关。欲为此推测提供证据，合理的方案包括________，并检测C的甲基化水平及表型。
①将果实特异性表达的去甲基化酶基因导入M
②敲除野生型中果实特异性表达的去甲基化酶基因
③将果实特异性表达的甲基化酶基因导入M
④将果实特异性表达的甲基化酶基因导入野生型
答案 (1)黄色∶无色＝3∶1
(2)aaBB、aaBb
(3)基因A突变为a，但果肉细胞中的基因H仍表达出少量酶H，持续生成前体物质2；基因B突变为b，前体物质2无法转变为番茄红素 (4)①②④
解析 (1)果皮黄色与果皮无色的番茄杂交的F1果皮为黄色，说明黄色是显性性状，F1为杂合子，则F1自交所得F2果皮颜色及比例为黄色∶无色＝3∶1。
(2)由图可知，F2比值约为9∶3∶4，说明F1基因型为AaBb，则F2中黄色的基因型为aaBB、aaBb。
(3)由题意和图2可知，成熟番茄的果肉由于番茄红素的积累而呈红色，当番茄红素量较少时，果肉呈黄色，而前体物质2积累会使果肉呈橙色，则存在A或H，不存在B基因时，果肉呈橙色。因此，aabb中前体物质2积累、果肉呈橙色的原因是基因A突变为a，但果肉细胞中的基因H仍表达出少量酶H，持续生成前体物质2；基因B突变为b，前体物质2无法转变为番茄红素。
(4)C基因表达的产物可以调控A的表达，变异株M中C基因的序列未发生改变，但其甲基化程度一直很高，欲检测C的甲基化水平及表型，可以将果实特异性表达的去甲基化酶基因导入M，使得C去甲基化，并检测C的甲基化水平及表型；或者敲除野生型中果实特异性表达的去甲基化酶基因，检测野生型植株C的甲基化水平及表型，与突变植株进行比较；也可以将果实特异性表达的甲基化酶基因导入野生型，检测野生型C的甲基化水平及表型。而将果实特异性表达的甲基化酶基因导入M无法得到果实成熟与C基因甲基化水平的改变有关，故选①②③。
第15讲 基因的自由组合定律
【素养目标】 1.理解基因自由组合定律的细胞学基础，建立进化与适应的观念。(生命观念)2.掌握自由组合定律的解题规律和方法、培养归纳与概括、演绎与推理以及逻辑分析能力。(科学思维)3.探究个体的基因型、验证自由组合定律。(科学探究)4.运用遗传学原理指导育种工作和医学实践。(社会责任)
考点一 自由组合定律的发现及应用
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
(2)分析问题，提出假说
①提出假说
a．两对相对性状分别由两对遗传因子控制。
b．F1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。
c．F1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。
d．受精时，雌雄配子的结合是随机的。
②遗传图解
③结果分析
(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。
2．自由组合定律
(1)细胞学基础
(2)实质、发生时间及适用范围
3．孟德尔获得成功的原因
(1)F2的9∶3∶3∶1性状分离比一定依赖于雌雄配子的随机结合( )
(2)F2的黄色圆粒中，只有基因型为YyRr的个体是杂合子，其他的都是纯合子( )
(3)若双亲豌豆杂交后子代表型之比为1∶1∶1∶1，则两个亲本基因型一定为YyRr×yyrr( )
(4)在进行减数分裂的过程中，等位基因彼此分离，非等位基因表现为自由组合( )
(5)孟德尔自由组合定律普遍适用于乳酸菌、酵母菌、蓝细菌、各种有细胞结构的生物( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)×
1．两对等位基因位置与遗传分析(以基因型AaBb为例)：
【思维延伸】 若基因型为AaBb的个体测交后代出现四种表型，但比例为42%∶8%∶8%∶42%，出现这一结果的可能原因是A、a和B、b两对等位基因位于同一对同源染色体上，且部分初级性母细胞在减数分裂时形成四分体时期，四分体中的非姐妹染色体发生交换，产生四种类型配子，其比例为42%∶8%∶8%∶42%。
2．验证两对等位基因的遗传是否遵循自由组合定律的方法
验证方法 结论
自交法 F1自交后代的性状分离比为9∶3∶3∶1，则遵循基因的自由组合定律，由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制
测交法 F1测交后代的性状比例为1∶1∶1∶1，由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制，则遵循自由组合定律
花粉鉴定法 F1若有四种花粉，比例为1∶1∶1∶1，则遵循自由组合定律
单倍体育种法 取花药离体培养，用秋水仙素处理单倍体幼苗，若植株有四种表型，且比例为1∶1∶1∶1，则遵循自由组合定律
[典例剖析]
(2022·泸州高三检测)某小组利用某二倍体自花传粉植物进行两组杂交实验，杂交涉及的四对相对性状分别是：红果(红)与黄果(黄)、子房二室(二)与多室(多)、圆形果(圆)与长形果(长)、单一花序(单)与复状花序(复)。实验数据如表。
组别 杂交组合 F1表型 F2表型及个体数
甲 红二×黄多 红二 450红二、160红多、150黄二、50黄多
红多×黄二 红二 460红二、150红多、160黄二、50黄多
乙 圆单×长复 圆单 660圆单、90圆复、90长单、160长复
圆复×长单 圆单 510圆单、240圆复、240长单、10长复
回答下列问题：
(1)根据表中数据可得出的结论是：控制甲组两对相对性状的基因位于____________上，依据是______________________；控制乙组两对相对性状的基因位于__________________(填“一对”或“两对”)同源染色体上，依据是____________。
(2)某同学若用“长复”分别与乙组的两个F1进行杂交，结合表中数据分析，其子代的统计结果不符合__________________的比例。
答案 (1)非同源染色体 F2中两对相对性状表型的分离比符合9∶3∶3∶1 一对 F2中每对相对性状表型的分离比都符合3∶1，而两对相对性状表型的分离比不符合9∶3∶3∶1
(2)1∶1∶1∶1
解析 (1)由于表中数据显示甲组F2的表型及比例为红二∶红多∶黄二∶黄多≈9∶3∶3∶1，该比例符合基因的自由组合定律的性状分离比，所以控制甲组两对相对性状的基因位于非同源染色体上；乙组F2的表型中，每对相对性状表型的比例都符合3∶1，即圆形果∶长形果＝3∶1，单一花序∶复状花序＝3∶1，而圆单∶圆复∶长单∶长复不符合9∶3∶3∶1的性状分离比，不符合基因的自由组合定律，所以控制乙组两对相对性状的基因位于一对同源染色体上。(2)根据乙组的相对性状表型分离比可知，控制乙组两对相对性状的基因位于一对同源染色体上，所以用“长复”(隐性纯合子)分别与乙组的两个F1进行杂交，不会出现测交结果为1∶1∶1∶1的比例。
【名师点拨】 掌握信息转化能力
信息提取 信息1：450红二、160红多、150黄二、50黄多
信息2：510圆单、240圆复、240长单、10长复
信息3：若用“长复”分别与乙组的两个F1进行杂交
信息转化 1.性状分离比接近9∶3∶3∶1，说明其满足自由组合
2.性状分离比不满足9∶3∶3∶1，但每对相对性状的分离比都符合3∶1，说明可能发生连锁和交换
3.判断其为测交
素养考查 生命观念：结构与功能观 科学思维：分析与综合能力
【得分要点】 抓住长句表述得分点
通过分析F2的表型及个体数，得出显隐性关系及其是否遵循自由组合定律。
考向一 自由组合定律发现的相关实验辨析
1．(2022·济宁高三检测)孟德尔通过两对相对性状的杂交实验发现了自由组合定律，下列有关孟德尔两对相对性状的杂交实验的叙述，正确的是( )
A．F1产生的雌雄配子在受精时随机结合实现了基因重组
B．F1产生的四种配子比例相等，体现了自由组合定律的实质
C．两对性状的分离现象相互影响，每种性状的分离比不一定为3∶1
D．任取豌豆的两对性状重复孟德尔实验过程，F2的表型比都为9∶3∶3∶1
B [基因重组可发生在减数第一次分裂的前期和后期，雌雄配子在受精时随机结合不能体现基因重组，A错误；F1产生的四种配子比例相等，是减数第一次分裂后期非同源染色的非等位基因自由组合的结果，体现了自由组合定律的实质，B正确；孟德尔两对相对性状杂交实验中，两对性状的分离现象互不影响，单独考虑每一对等位基因，分离比都是3∶1，C错误；任取豌豆的两对性状重复孟德尔实验过程，不一定都符合自由组合定律，故F2的表型比不一定都为9∶3∶3∶1，D错误。]
2．(2022·北京高三检测)孟德尔将纯种黄色圆粒和纯种绿色皱粒豌豆进行杂交，F2的性状表现及比例为黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒＝ 9∶3∶3∶1。以下不属于得到该实验结果的必要条件是( )
A．F1产生4种比例相等的配子
B．控制子叶颜色和种子形状的遗传因子独立遗传、互不影响
C．各种雌雄配子之间可以随机结合
D．豌豆产生的卵细胞数量和精子数量的比例为1∶1
D [在孟德尔设计的两对相对性状的杂交实验中，F1产生的雌、雄配子各有4种，比例为1∶1∶1∶1，由于雌雄配子的随机结合，因此F2中出现9∶3∶3∶1的性状分离比，A正确；控制子叶颜色和种子形状的基因位于非同源染色体上，即二者是非同源染色体上的非等位基因，因此在遗传时表现为独立遗传、互不影响，这是9∶3∶3∶1的性状分离比出现的基础，B正确；F1自交时，4种类型的雌、雄配子的结合是随机的，是F2中出现9∶3∶3∶1的性状分离比的保证，C正确；对于自然界中的生物来讲，一般雄性个体产生精子的数量远多于雌性个体产生卵细胞的数量，这是生物在长期适应环境的过程中形成的适应性特征，据此可推测豌豆产生卵细胞的数量要比精子的数量少很多，D错误。]
考向二 自由组合定律的实质及验证
3．(2022·山东卷，6)野生型拟南芥的叶片是光滑形边缘，研究影响其叶片形状的基因时，发现了6个不同的隐性突变，每个隐性突变只涉及1个基因。这些突变都能使拟南芥的叶片表现为锯齿状边缘。利用上述突变培育成6个不同纯合突变体①～⑥，每个突变体只有1种隐性突变。不考虑其他突变，根据表中的杂交实验结果，下列推断错误的是( )
杂交组合 子代叶片边缘
①×② 光滑形
①×③ 锯齿状
①×④ 锯齿状
①×⑤ 光滑形
②×⑥ 锯齿状
A．②和③杂交，子代叶片边缘为光滑形
B．③和④杂交，子代叶片边缘为锯齿状
C．②和⑤杂交，子代叶片边缘为光滑形
D．④和⑥杂交，子代叶片边缘为光滑形
C [①×③、①×④的子代全为锯齿形，说明①与③④应是同一基因突变而来，①×②的子代全为光滑形，说明①与②不是同一基因突变而来，因此②和③杂交，子代叶片边缘为光滑形，③和④杂交，子代叶片边缘为锯齿状，A、B正确；①×②、①×⑤的子代全为光滑形，说明①与②、①与⑤是分别由不同基因发生隐性突变导致，但②与⑤可能是同一基因突变形成的，也可能是不同基因突变形成的；若为前者，则②和⑤杂交，子代叶片边缘为锯齿形，若为后者，子代叶片边缘为光滑形，C错误；①与②是由不同基因发生隐性突变导致，①与④应是同一基因突变而来，②×⑥的子代全为锯齿形，说明②和⑥是同一基因突变形成的，则④与⑥是不同基因突变形成的，④和⑥杂交，子代叶片边缘为光滑形，D正确。]
4．(2022·厦门高三模拟)现有四个纯种果蝇品系，其中品系①的性状均为显性，品系②～④均只有一种性状是隐性，其余性状均为显性。这四个品系的隐性性状及控制该隐性性状的基因所在的染色体如下表所示。
品系 ① ② ③ ④
隐性性状 残翅 黑身 紫红眼
相应染色体 Ⅱ、Ⅲ Ⅱ Ⅱ Ⅲ
现要设计验证孟德尔遗传定律的第一步杂交实验，下列相关叙述正确的是( )
A．若通过观察体色验证分离定律，可选择交配品系组合为②×④
B．若通过观察翅型验证分离定律，必须选择交配品系组合①×②
C．若验证自由组合定律，可选择观察体色与眼色两对相对性状
D．若验证自由组合定律，可选择观察翅型和体色两对相对性状
C [若通过观察体色验证分离定律，可选择交配品系组合为①×③或②×③或③×④，选择②×④涉及两对等位基因，且不涉及体色的相对性状，A错误；若通过观察翅型验证分离定律，可选择交配品系组合为①×②或②×③或②×④，B错误；要验证基因自由组合定律，则控制两对相对性状的基因要位于不同对的同源染色体上，控制翅形和体色的基因都位于Ⅱ号染色体上，控制眼色的基因位于Ⅲ号染色体上，所以可选择观察体色与眼色两对相对性状来验证基因自由组合定律，C正确；控制翅形和体色的基因都位于Ⅱ号染色体上，因此选择翅型和体色即选择②×③不能验证基因自由组合定律，D错误。]
考向三 孟德尔遗传规律的应用
5．(2022·成都高三检测)某遗传性肥胖由位于常染色体上的3对独立遗传的等位基因共同控制，其作用机理如下图所示，下列叙述错误的是( )
A．该实例能同时体现基因对性状控制的直接途径和间接途径
B．可通过注射促黑素细胞激素来治疗基因型为AAeebb的肥胖患者
C．体重正常的基因型有8种
D．基因型均为AaEeBb的夫妇生育体重正常子代的概率是9/64
C [据图分析，E基因通过控制酶的合成，控制代谢过程，从而间接控制生物的性状；b基因通过控制蛋白质的合成直接控制生物的性状，因此该实例能同时体现基因对性状控制的直接途径和间接途径，A正确；据题图分析可知，正常体重的个体必有的基因型为A_E_bb，而基因型为AAeebb的肥胖患者主要是缺乏E基因导致的，可以通过注射促黑素细胞激素来治疗，B正确；体重正常的夫妇基因型为A_E_bb，有2×2×1＝4种，C错误；基因型均为AaEeBb的夫妇生育体重正常子代(A_E_bb)的概率是3/4×3/4×1/4＝9/64，D正确。]
6．(2022·松原高三模拟)某植物的紫花和白花由一对等位基因A、a控制，非糯性和糯性由另一对等位基因B、b控制，将纯合的紫花糯性植株和纯合的白花非糯性植株杂交得F1，F1全为紫花非糯性植株，取F1紫花非糯性植株作母本与白花糯性植株杂交，后代中紫花糯性紫花∶非糯性∶白花非糯性∶白花糯性＝42∶2∶42∶2。下列叙述错误的是( )
A．亲本植株的基因型为AAbb、aaBB
B．理论上F1自交后代中白花非糯性与紫花糯性之比为1∶1
C．理论上F1测交后代中紫花非糯性与白花糯性之比为2∶1
D．F1紫花非糯性母本植株产生的雌配子种类及比例为AB∶Ab∶aB∶ab＝2∶42∶42∶2
C [由题意可知：F1紫花非糯性植株作母本与白花糯性植株杂交，属于测交，若遵循基因的自由组合定律，子代表型比例应为1∶1∶1∶1，而题目中后代紫花糯性∶紫花非糯性∶白花非糯性∶白花糯性＝42∶2∶42∶2，由此可知A、a与B、b不遵循自由组合定律，而出现4种表型的原因是F1紫花非糯性的母本植株在产生配子时，发生了互换，故亲本植株的基因型为AAbb、aaBB，A正确；F1的基因型为AaBb，A与b基因连锁，故理论上F1自交后代中紫花糯性∶紫花非糯性∶白花非糯性＝1∶2∶1，白花非糯性与紫花糯性之比为1∶1，B正确；理论上F1测交后代中紫花糯性与白花非糯性之比为1∶1，C错误；F1紫花非糯性的母本植株产生的雌配子种类及比例为AB∶Ab∶aB∶ab＝2∶42∶42∶2，D正确。]
高考题型突破(三) 自由组合定律的常规解题规律和方法
[典例剖析]
(2021·湖南卷，17)油菜是我国重要的油料作物，油菜株高适当降低对抗倒伏及机械化收割均有重要意义。某研究小组利用纯种高秆甘蓝型油菜Z，通过诱变培育出一个纯种半矮秆突变体S。为了阐明半矮秆突变体S是由几对基因控制、显隐性等遗传机制，研究人员进行了相关试验，如图所示。
回答下列问题：
(1)根据F2表现型(表型)及数据分析，油菜半矮秆突变体S的遗传机制是________________，杂交组合①的F1产生各种类型的配子比例相等，自交时雌雄配子有________种结合方式，且每种结合方式概率相等。F1产生各种类型配子比例相等的细胞遗传学基础是____________________。
(2)将杂交组合①的F2所有高秆植株自交，分别统计单株自交后代的表型及比例，分为三种类型，全为高秆的记为F3Ⅰ，高秆与半矮秆比例和杂交组合①②的F2基本一致的记为F3Ⅱ，高秆与半矮秆比例和杂交组合③的F2基本一致的记为F3Ⅲ。产生F3Ⅰ、F3Ⅱ、F3Ⅲ的高秆植株数量比为________________。产生F3Ⅲ的高秆植株基因型为____________________(用A、a；B、b；C、c……表示基因)。用产生F3Ⅲ的高秆植株进行相互杂交试验，能否验证自由组合定律？________。
答案 (1)由两对位于非同源染色体上的隐性基因控制 16 F1减数分裂产生配子时，位于同源染色体上的等位基因分离，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合
(2)7∶4∶4 Aabb、aaBb 不能
解析 (1)纯种高秆甘蓝型油菜Z与纯种半矮秆突变体S杂交，不论正交还是反交，F2表型比均约为15∶1，因此推导出该性状由常染色体上独立遗传的两对等位基因控制，故半矮秆为双隐性个体，F1为双杂合子，减数分裂产生配子时，位于同源染色体上的等位基因分离，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合，所以产生4种比例相等的配子，因此雌雄配子有16种结合方式。
(2)杂交组合①的F2所有高秆植株基因型有9A_B_(1AABB、2AABb、2AaBB、4AaBb)∶3A_bb(1AAbb、2Aabb)∶3aaB_(1aaBB、2aaBb)，所有高秆植株自交，分别统计单株自交后代的表型及比例，全为高秆的记为F3Ⅰ，F2中符合的有1AABB、2AABb、2AaBB、1AAbb、1aaBB，占高秆植株的比例为7/15；高秆与半矮秆比例和杂交组合①②的F2基本一致的记为F3Ⅱ，F2中符合的有AaBb，占高秆植株的比例为4/15；高秆与半矮秆比例和杂交组合③的F2基本一致的记为F3Ⅲ，F2中符合的有2Aabb、2aaBb，占高秆植株的比例为4/15；因此产生F3Ⅰ、F3Ⅱ、F3Ⅲ的高秆植株数量比为7∶4∶4；不论两对基因位于一对同源染色体上，还是两对同源染色体上，亲本均产生2种数量相等的雌雄配子，子代均出现高秆∶半矮秆＝3∶1，因此不能验证基因的自由组合定律。
【名师点拨】掌握信息转化能力
信息提取 信息1：通过诱变培育出一个纯种半矮秆突变体S
信息2：为了阐明半矮秆突变体S是由几对基因控制、显隐性等遗传机制，研究人员进行了相关试验＋题图
信息转化 1.半矮秆突变体S为纯合子
2.杂交实验的数据处理：515∶34≈15∶1，596∶40≈15∶1，211∶69≈3∶1
素养考查 生命观念：结构与功能观 科学探究：数据处理能力
【角度转换】 提升语言表达能力
上题中用产生F3Ⅲ的高秆植株进行相互杂交实验，为什么不能验证自由组合定律？
不论两对基因位于一对同源染色体上，还是两对同源染色体上，亲本均产生2种数量相等的雌雄配子，子代均出现高秆∶半矮秆＝3∶1，因此不能验证基因的自由组合定律。
题型1 由亲本基因型推断配子及子代相关种类及比例(拆分组合法)
1．思路
将多对等位基因的自由组合分解为若干分离定律分别分析，再运用乘法原理进行组合。
2．方法
题型分类 解题规律 示例
种类 问题 配子类型 (配子种类数) 2n(n为等位基因对数) AaBbCCDd产生配子种类数为23＝8(种)
配子间结合方式 配子间结合方式种类数等于配子种类数的乘积 AABbCc×aaBbCC，配子间结合方式种类数＝1×4×2＝8(种)
子代基因型 (或表型)种类 双亲杂交(已知双亲基因型)，子代基因型(或表型)种类等于各性状按分离定律所求基因型(或表型)种类的乘积 AaBbCc×Aabbcc，基因型为3×2×2＝12(种)，表型为2×2×2＝8(种)
概率 问题 基因型(或表 型)的比例 按分离定律求出相应基因型(或表型)的比例，然后利用乘法原理进行组合 AABbDd×aaBbdd，F1中AaBbDd所占比例为1××＝
纯合子或杂合 子出现的比例 按分离定律求出纯合子的概率的乘积为纯合子出现的比例，杂合子概率＝1－纯合子概率 AABbDd×AaBBdd，F1中AABBdd所占比例为××＝
1．(2022·成都高三检测)某植物花瓣的形态有大花瓣(AA)、小花瓣(Aa)和无花瓣(aa)，颜色有紫色(B_)和红色(bb)，这两对性状独立遗传。基因型为(AaBb)的植株自交，得到大量子代，对子代的描述，正确的有( )
A．基因型有9种，表型有6种
B．小花瓣植株都是杂合子
C．无花瓣植株中纯合子占1/3
D．紫花植株中纯合子占1/3
B [由题干可知控制花瓣大小和花色的基因独立遗传，遵循基因的自由组合定律，因此基因型为AaBb的亲本自交共产生16种组合方式，9种基因型，由于花瓣大小是不完全显性，且aa表现无花瓣，因此共有5种表型(大花瓣紫色、大花瓣红色、小花瓣紫色、小花瓣红色、无花瓣)，A错误；小花瓣植株的基因型为Aa，都是杂合子，B正确；子代无花瓣植株的基因型为aa_，可以是纯合子(aaBB、aabb)，也可以是杂合子(aaB_)，其中纯合子占50%(1/2)，C错误；紫花植株(A_B_)中纯合子占1/9，D错误。]
2．(多选)(2022·连云港高三检测)下图表示孟德尔揭示两个遗传定律时所选用的豌豆植株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。下列叙述错误的有( )
A．图甲、乙、丙、丁所示个体都可以作为验证基因分离定律的材料
B．图丁所示个体自交后代中表型为黄皱与绿皱的比例是3∶1
C．图甲、乙所示个体减数分裂时，都能揭示基因自由组合定律的实质
D．乙个体自交后代会出现3种表型，比例为1∶2∶1
CD [甲、乙、丙、丁均含有等位基因，都可以作为研究基因分离定律的材料，A正确；图丁个体自交后代中DDYYrr∶DdYyrr∶ddyyrr＝1∶2∶1，其中黄色皱粒∶绿色皱粒＝3∶1，B正确；图甲、乙都只有一对等位基因，所表示个体减数分裂时，不能用来揭示基因的自由组合定律的实质，C错误；乙个体(YYRr)自交，只会出现两种表型，黄色圆粒(YYR_)∶黄色皱粒(YYrr)＝3∶1，D错误。]
题型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：
(1)9∶3∶3∶1→(3∶1)(3∶1)→(Aa×Aa)(Bb×Bb)→AaBb×AaBb。
(2)1∶1∶1∶1→(1∶1)(1∶1)→(Aa×aa)(Bb×bb)→AaBb×aabb或Aabb×aaBb。
(3)3∶3∶1∶1→(3∶1)(1∶1)→(Aa×Aa)(Bb×bb)或(Aa×aa)(Bb×Bb)或AaBb×Aabb或AaBb×aaBb。
3．(2022·张掖高三检测)若某哺乳动物毛色由位于常染色体上的基因决定，A基因编码的酶可使黄色素转化为褐色素，D基因的表达产物能完全抑制A基因的表达。现进行杂交实验，杂交结果如下表所示。下列叙述正确的是( )
组别 亲代 F1表型 F1自由交配所得F2表型及比例
一 黄色×褐色 全为黄色 黄色∶褐色＝13∶3
二 黄色×褐色 全为褐色 黄色∶褐色＝1∶3
A．第二组中F2出现性状分离是基因重组的结果
B．第一组中黄色亲本的基因型为aaDD，第二组中黄色亲本的基因型为aaDd
C．第一组F1的基因型为AaDd，两对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律
D．第一组F2中，黄色的基因型有7种，黄色中纯合子所占的比例为1/13
C [第二组中黄色和褐色杂交后代全是褐色，且F1自由交配，F2黄色∶褐色＝1∶3，则亲本的基因型是aadd×AAdd，F1的基因型是Aadd，则F2出现性状分离是基因分离的结果，A错误；第一组中F1的黄色的基因型是AaDd，亲本的基因型是aaDD×AAdd，即黄色亲本的基因型是aaDD，组合二中黄色亲本的基因型为aadd，B错误；第一组F1自由交配后代表型及比例为13∶3，是9∶3∶3∶1的变形，则F1的基因型为AaDd，两对等位基因遵循基因的自由组合定律，C正确；第一组F2中，黄色的基因型有AADD∶AaDD∶AADd∶AaDd∶aaDD∶aaDd∶aadd＝1∶2∶2∶4∶1∶2∶1，共有7种基因型，纯合子所占的比例为3/13，D错误。]
4．(2022·牡丹江高三检测)香豌豆的紫花和白花是一对相对性状，由非同源染色体上的两对基因共同控制。只有当两个显性基因(A和B)同时存在时，花中的紫色色素才能够合成。现有两个纯合白花品种杂交，F1开紫花，F1自交，F2的性状分离比为紫花∶白花＝9∶7。下列叙述错误的是( )
A．两个白花亲本的基因型为aaBB与AAbb
B．F2中白花的基因型有5种
C．F2紫花中纯合子的比例为1/9
D．F1测交结果紫花与白花的比例为1∶1
D [由题干可知，F2的性状分离比为紫花∶白花＝9∶7，是9∶3∶3∶1的变形，说明A/a、B/b两对基因位于两对同源染色体上，遵循基因的自由组合定律。由此可知F1基因型为AaBb，亲本表现为白花且为纯合子，亲本基因型为AAbb和aaBB，A正确；F2中白花的基因型有A_bb、aaB_、aabb，共5种，B正确；F2紫花为9/16，纯合子为1/16，故紫花中纯合子的比例为1/9，C正确；F1测交结果紫花与白花的比例为1∶3，D错误。]
题型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对同源染色体上的遗传规律
亲本相对性状的对数 1 2 n
F1配子种类和比例 2 (1∶1)1 22 (1∶1)2 2n (1∶1)n
F2表型种类和比例 2 (3∶1)1 22 (3∶1)2 2n (3∶1)n
F2基因型种类和比例 3 (1∶2∶1)1 32 (1∶2∶1)2 3n (1∶2∶1)n
F2全显性个体比例 (3/4)1 (3/4)2 (3/4)n
F2中隐性个体比例 (1/4)1 (1/4)2 (1/4)n
F1测交后代表型种类及比例 2 (1∶1)1 22 (1∶1)2 2n (1∶1)n
F1测交后代全显性个体比例 (1/2)1 (1/2)2 (1/2)n
【逆向思维】 (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。
5．(2021·全国乙卷，6)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种不同表现型(表型)的个体
B．n越大，植株A测交子代中不同表现型(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
B [每对等位基因测交后会出现2种表现型(表型)，故n对等位基因杂合的植株A的测交子代会出现2n种不同表现型(表型)的个体，A正确；不管n有多大，植株A测交子代比为(1∶1)n＝1∶1∶1∶1∶……∶1(共2n个1)，即不同表现型(表型)个体数目均相等，B错误；植株A测交子代中n对基因均杂合的个体数为1/2n，纯合子的个体数也是1/2n，两者相等，C正确；n≥2时，植株A的测交子代中纯合子的个体数是1/2n，杂合子的个体数为1－1/2n，故杂合子的个体数多于纯合子的个体数，D正确。]
6．(2022·邢台高三检测)某二倍体自花传粉植物进行两组杂交实验，杂交涉及的四对相对性状分别是：红果(红)与黄果(黄)，其控制基因用A/a表示；子房二室(二)与多室(多)，其控制基因用B/b表示；圆形果(圆)与长形果(长)，其控制基因用D/d表示；单一花序(单)与复状花序(复)，其控制基因用E/e表示。实验数据如下表，下列分析错误的是( )
组别 杂交组合 F1表型 F1自交产生的F2的表型及个体数
甲 红二×黄多 红二 450红二、160红多、150黄二、50黄多
乙 圆复×长单 圆单 510圆单、240圆复、240长单、10长复
A．由甲组实验可判定A/a和B/b位于两对同源染色体上，遵循基因的自由组合定律
B．由甲组实验可判定两杂交亲本均为纯合子，且F2中纯合子占1/4
C．由乙组实验可判定D/d和E/e位于一对同源染色体上，且形成配子时没有发生染色单体的交换
D．根据两组实验无法判定A/a和D/d的遗传是否遵循基因的自由组合定律
C [甲组实验中，子二代的性状分离比接近于9∶3∶3∶1，与甲组实验研究的相关基因A/a和B/b位于两对同源染色体上，遵循基因的自由组合定律，A正确；甲组实验亲本的基因型为AABB、aabb，子一代的基因型为AaBb，F2中纯合子比例为1/2×1/2＝1/4，B正确；由于乙组实验的F2的性状分离比不符合9∶3∶3∶1，因此，可判定D/d和E/e两对等位基因的遗传不遵循基因自由组合定律，而是位于一对同源染色体上，由于乙组实验F2中出现了四种性状，因此可推测F1在减数分裂形成配子时发生了染色单体的交换，从而形成了4种配子，C错误；由于两组实验没有研究A/a和D/d两对等位基因控制性状的杂交实验，因此无法判定这两对等位基因的遗传是否遵循基因的自由组合定律，D正确。]
高分突破培优(四) 自由组合定律中的特殊比例和实验探究
一、9∶3∶3∶1的变式(等于16和小于16)
水稻抗稻瘟病是由基因R控制的，细胞中另有一对等位基因B、b对稻瘟病的抗性表达有影响，BB使水稻抗性完全消失，Bb使抗性减弱。现用两纯合亲本进行杂交，实验过程和结果如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A．亲本的基因型是RRBB、rrbb
B．F2中弱抗病植株中纯合子占
C．F2中全部抗病植株自交，后代抗病植株占
D．不能通过测交鉴定F2易感病植株的基因型
【审题关键】
(1)由遗传图解可知，F2的表型及比例是3∶6∶7，是9∶3∶3∶1的变式，说明水稻的抗病性状由两对等位基因控制，且两对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律，同时可推知F1的基因型为RrBb。
(2)由于BB使水稻抗性完全消失，因此亲本基因型是RRbb(抗病)×rrBB(易感病)，F1自交转化成2个分离定律问题：Rr×Rr→R_∶rr＝3∶1，Bb×Bb→BB∶Bb∶bb＝1∶2∶1，F2弱抗病的基因型及比例是RRBb∶RrBb＝1∶2。
(3)F2中抗病植株的基因型及比例为RRbb∶Rrbb＝1∶2，若全部抗病植株自交，则后代不抗病植株的比例为×＝，抗病植株的比例为。
(4)F2中易感病植株的基因型有rrBB、rrBb、rrbb、RRBB、RrBB，其中rrBB、rrBb、rrBb与rrbb进行测交，后代都是易感病个体。
答案 D
“和”为16的由基因互作导致的特殊分离比
(1)原因分析
序号 条件 F1(AaBb)自交后代表型比例 F1测交后代表型比例
1 存在一种显性基因时表现为同一性状，其余表现正常 9∶6∶1 1∶2∶1
2 两种显性基因同时存在时，表现为一种性状，否则表现为另一种性状 9∶7 1∶3
3 当某一隐性基因成对存在时表现为双隐性状，其余表现正常 9∶3∶4 1∶1∶2
4 只要存在显性基因就表现为同一种性状，其余表现正常 15∶1 3∶1
(2)解题技巧①看F2的表型比例，若表型比例之和是16，不管以什么样的比例呈现，都符合基因的自由组合定律。
②将异常分离比与正常分离比9∶3∶3∶1进行对比，分析合并性状的类型。如比例为9∶3∶4，则为9∶3∶(3∶1)的变式，即4为两种性状合并的结果。
③根据具体比例确定出现异常分离比的原因。
④根据异常分离比出现的原因，推测亲本的基因型或推断子代相应表型的比例。
1．(多选)(2022·山东卷，17)某两性花二倍体植物的花色由3对等位基因控制，其中基因A控制紫色，a无控制色素合成的功能。基因B控制红色，b控制蓝色。基因I不影响上述2对基因的功能，但i纯合的个体为白色花。所有基因型的植株都能正常生长和繁殖，基因型为A_B_I_和A_bbI_的个体分别表现紫红色花和靛蓝色花。现有该植物的3个不同纯种品系甲、乙、丙，它们的花色分别为靛蓝色、白色和红色。不考虑突变，根据下表中杂交结果，下列推断正确的有( )
杂交组合 F1表型 F2表型及比例
甲×乙 紫红色 紫红色∶靛蓝色∶白色＝9∶3∶4
乙×丙 紫红色 紫红色∶红色∶白色＝9∶3∶4
A．让只含隐性基因的植株与F2测交，可确定F2中各植株控制花色性状的基因型
B．让表中所有F2的紫红色植株都自交一代，白花植株在全体子代中的比例为1/6
C．若某植株自交子代中白花植株占比为1/4，则该植株可能的基因型最多有9种
D．若甲与丙杂交所得F1自交，则F2表型比例为9紫红色∶3靛蓝色∶3红色∶1蓝色
BCD [由题意分析，基因型为A_B_I_和A_bbI_的个体分别表现紫红色花和靛蓝色花，基因型为aaB_I_表现为红色，aabbI_表现为蓝色，_ _ _ _ii表现为白色。杂交组合甲×乙中F2的性状分离比为紫红色∶靛蓝色∶白色＝9∶3∶4，为9∶3∶3∶1的变式，说明相关的两对等位基因的遗传符合基因自由组合定律，同理根据乙、丙杂交结果，也说明相关的等位基因的遗传符合基因自由组合定律。根据F2中性状表现确定亲本甲、乙和丙的基因型依次为AAbbII、AABBii和aaBBII。
若用只含隐性基因的植株(aabbii)与F2中的白色花个体测交，则后代花色全为白色，无法判断其基因型，A错误；甲×乙杂交组合中F2的紫红色植株基因型为AABbIi∶AABBIi∶AABbII∶AABBII＝4∶2∶2∶1，乙×丙杂交组合中F2的紫红色植株基因型为AaBBIi∶AABBIi∶AaBBII∶AABBII＝4∶2∶2∶1，其中II∶Ii＝1∶2，所以白花植株在全体子代中的比例为2/3×1/4＝1/6，B正确；若某植株自交子代中白花植株占比为1/4，则亲本为(_ _ _ _Ii)，则该植株可能的基因型最多有9种(3×3)，C正确；甲与丙杂交所得F1的基因型为AaBbII，其自交的子一代的表型比为紫红色(A_B_II)∶靛蓝色花(A_bbII)∶红色(aaB_II)∶蓝色(aabbII)＝9∶3∶3∶1，D正确。]
2．(2021·海南卷，23)科研人员用一种甜瓜(2n)的纯合亲本进行杂交得到F1，F1经自交得到F2，结果如下表。
性状 控制基因及 其所在染色体 母本 父本 F1 F2
果皮底色 A/a，4号染色体 黄绿色 黄色 黄绿色 黄绿色∶黄色≈3∶1
果肉颜色 B/b，9号染色体 白色 橘红色 橘红色 橘红色∶白色≈3∶1
果皮覆纹 E/e，4号染色体 F/f，2号染色体 无覆纹 无覆纹 有覆纹 有覆纹∶无覆纹≈9∶7
已知A、E基因同在一条染色体上，a、e基因同在另一条染色体上，当E和F同时存在时果皮才表现出有覆纹性状。不考虑交叉互换、染色体变异、基因突变等情况，回答下列问题。
(1)果肉颜色的显性性状是____________。
(2)F1的基因型为____________，F1产生的配子类型有____________种。
(3)F2的表型有____________种，F2中黄绿色有覆纹果皮、黄绿色无覆纹果皮、黄色无覆纹果皮的植株数量比是____________，F2中黄色无覆纹果皮橘红色果肉的植株中杂合子所占比例是____________。
答案 (1)橘红色 (2)AaBbEeFf 8 (3)8 9∶3∶4 5/6
解析 (1)结合表格分析可知，亲本分别是白色和橘红色自交，F1均为橘红色，F1杂交，子代出现橘红色∶白色＝3∶1的性状分离比，说明橘红色是显性性状。
(2)由于F2中黄绿色∶黄色≈3∶1，可推知F1应为Aa，橘红色∶白色≈3∶1，F1应为Bb，有覆纹∶无覆纹≈9∶7，则F1应为EeFf，故F1基因型应为AaBbEeFf；由于A和E连锁，a和e连锁，而F、f和B、b独立遗传，故F1产生的配子类型有2(AE、ae)×2(F、f)×2(B、b)＝8种。
(3)结合表格可知，F2中关于果皮底色的表型有2种，关于果肉颜色的表型有2种，关于果皮覆纹的表型有2种，故F2的表型有2×2×2＝8种；由于A和E连锁，a和e连锁。F2中基因型为A_E_的为3/4，aaee的为1/4，F2中黄绿色有覆纹果皮(A_E_F_)、黄绿色无覆纹果皮(A_E_ff)、黄色无覆纹果皮(aaeeF_、aaeeff)的植株数量比是(3/4×3/4)∶(3/4×1/4)∶(1/4×3/4＋1/4×1/4)＝9∶3∶4；F2中黄色无覆纹果皮中的纯合子占1/2，橘红色果肉植株中纯合子为1/3，纯合子所占比例为1/6，故杂合子所占比例是1－1/6＝5/6。
某植物花色遗传受A、a和B、b两对等位基因控制。当不存在显性基因时，花色为白色，当存在显性基因时，随显性基因数量的增加，花色红色逐渐加深。现用两株纯合亲本植株杂交得F1，F1自交得F2，F2中有白花植株和4种红花植株，按红色由深至浅再到白的顺序统计出5种类型植株数量比例为1∶4∶6∶4∶1。下列说法正确的是( )
A．该植物的花色遗传不遵循基因的自由组合定律
B．亲本的基因型一定为AABB和aabb
C．F2中AAbb和aaBB个体的表型与F1相同
D．用F1作为材料进行测交实验，测交后代有4种表型
【审题关键】
(1)因花色遗传受A、a和B、b两对等位基因控制，且F2有16个组合，说明该植物的花色遗传遵循基因的自由组合定律。还可以推知F1的基因型为AaBb，又因显性基因A和B可以使花青素含量增加，两者增加的量相等，并且可以累加，则两亲本的基因型为aaBB和AAbb或AABB和aabb。
(2)F1的基因型为AaBb，含有两个显性基因，则F2中AAbb和aaBB个体的表型与F1相同。
(3)用F1作为材料进行测交实验，测交后代的4种基因型分别是AaBb、Aabb、aaBb、aabb，由题意可知，只有3种表型，且比例为1∶2∶1。
答案 C
“和”为16的显性基因累加效应导致的特殊比例
(1)表现
(2)原因：A与B的作用效果相同，且显性基因越多，其效果越强。
3．(2022·唐山高三检测)高粱的茎高受多对等位基因A/a、B/b……控制，各对等位基因独立遗传，每个显性基因对植物茎高的作用效果相等且有累加效应，隐性纯合子茎高为h0，具一个显性基因的个体茎高为h1，依次表示为hn，某显性纯合子品系与隐性纯合子品系杂交得到F1，再将F1自交得到F2，统计F2的表型及比例是：h0∶h1∶h2∶h3∶h4∶h5∶h6＝1∶6∶15∶20∶15∶6∶1。下列相关叙述错误的是( )
A．F1植株茎高为h3，亲本茎高最高为h6
B．高粱的茎高受3对等位基因控制
C．F2茎高为h4的植株基因型有3种
D．F2茎高为h5的植株自交，F3中表型之比为h4∶h5∶h6＝1∶2∶1
C [根据题目子二代表型有7种可知，子一代含有三对等位基因，即F1含有三个显性基因，茎高为h3，亲本显性纯合子品系含有六个显性基因，茎高最高为h6，A正确；根据子二代有1＋6＋15＋20＋15＋6＋1＝64种组合，说明高粱的茎高至少受3对等位基因控制，B正确；茎高为h4的植株即含有4个显性基因的个体基因型有6种(AABBcc、aaBBCC、AAbbCC，AaBbCC、AaBbCc、AABbCc)，C错误；茎高为h5的植株含5个显性基因，其产生的配子含3个显性基因的和含2个显性基因的比例为1∶1，其自交，后代中含有6个显性基因的∶含5个显性基因的∶含4个显性基因的＝1∶2∶1，故表型之比为1∶2∶1，D正确。]
4．(2022·长沙高三模拟)某二倍体自花传粉植物，其花色有黄色和白色，花色受多对等位基因共同控制。让黄色花植株与白色花植株杂交得F1，F1均表现为黄色花，F1自交得到的F2中白色花植株占1/64。黄色花的颜色深浅存在基因叠加效应即显性基因越多，黄色越深。再次统计F2中花色由深到浅的表型及比例依次为深暗黄色∶暗黄色∶中度深黄色∶深黄色∶中度黄色∶浅黄色∶白色＝1∶6∶15∶20∶15∶6∶1。下列相关叙述正确的是( )
A．基因与性状之间不是一一对应的关系，但一对基因不能控制多对性状
B．该植物的花色受到三对等位基因控制，三对等位基因位于两对同源染色体上
C．表现为中度深黄色花的植株基因型共有6种，F2的此表型植株中纯合子占1/5
D．根据题干分析，F1实际表现为中度深黄色花且只含有三个显性基因
C [基因与性状之间可以是一一对应的关系(单基因遗传病)，也可以一对基因控制多对性状(这对基因控制某种酶合成，这种酶是某个反应的中间催化酶)或多对基因控制一对性状，A错误；该植物的花色受到三对等位基因控制，设三对基因分别用Aa、Bb、Cc表示，且符合基因的自由组合定律，说明在三对同源染色体上，B错误；根据题意，F1为AaBbCc，表现为中度深黄色花的植株的基因型中有4个显性基因，F2中表现为中度深黄色花的植株的基因型共有6种，F2的此表型植株中纯合子(1/64AABBcc、1/64AAbbCC、1/64aaBBCC)占(3/64)/(15/64)＝1/5，C正确；F1为AaBbCc，实际表现为深黄色花且只含有三个显性基因，D错误。]
某种鱼的鳞片有4种表型：单列鳞、野生型鳞、无鳞和散鳞，由位于两对同源染色体上的两对等位基因决定(用A、a，B、b表示)，且BB对生物个体有致死作用，将无鳞鱼和纯合野生型鳞鱼杂交，F1有2种表型，野生型鳞鱼占50%，单列鳞鱼占50%；选取F1中的单列鳞鱼进行相互交配，其后代中有上述4种表型，这4种表型的比例为6∶3∶2∶1，则F1的亲本基因型组合是( )
A．Aabb×AAbb B．aaBb×aabb
C．aaBb×AAbb D．AaBb×AAbb
【审题关键】
(1)该鱼的鳞片有4种表型，由两对独立遗传的等位基因控制，并且BB有致死作用，可推知该鱼鳞片的4种表型分别由A_Bb、A_bb、aaBb和aabb 4种基因型控制。
(2)F1中的单列鳞鱼相互交配能产生4种表型的个体，比例为6∶3∶2∶1，为9∶3∶3∶1的特殊比，可推出F1中的单列鳞鱼的基因型为AaBb；无鳞鱼和纯合野生型鳞鱼杂交，能得到基因型为AaBb的单列鳞鱼，先考虑B和b这对基因，亲本的基因型为Bb和bb，而亲本野生型鳞鱼为纯合子，故bb为亲本野生型鳞鱼的基因型，Bb为无鳞鱼的基因型；再考虑A和a这对基因，由于无鳞鱼和纯合野生型鳞鱼杂交所得F1中只有2种表型，且比例为1∶1，则亲本的基因型为AA和aa；亲本基因型组合方式有AABb×aabb和AAbb×aaBb 2种，第一种组合中基因型为AABb的个体表现为单列鳞。
答案 C
“和”小于16的由基因致死导致的特殊比例
(1)致死类型归类分析
①显性纯合致死
②隐性纯合致死
a．双隐性致死
(2)致死类问题解题思路
第一步：先将其拆分成分离定律单独分析。
第二步：将单独分析结果再综合在一起，确定成活个体基因型、表型及比例。
5．(2023·荆州高三检测)在孟德尔的一对或两对相对性状的遗传实验过程中，子代出现3∶1或者9∶3∶3∶1的前提是F1产生的各种配子比例相同且都存活，但在杂交或者自交过程中，偶尔也会出现精子或者卵子不育或者部分不育导致性状分离比特殊化。下列有关特殊比例的出现推测不合理的是( )
A．若基因型为Aa植株自交后代性状分离比为2∶1，可能显性纯合子致死
B．若基因型为Aa植株自交后代性状分离比为11∶1，可能含a精子或卵子有4/5致死
C．若基因型为AaBb植株自交后代性状分离比为4∶1∶1，可能含ab的精子或卵子致死
D．若基因型为AaBb植株自交后代性状分离比为2∶3∶3∶1，可能含AB的精子或卵子致死
D [基因型Aa的植株自交性状分离比为2∶1，可能显性纯合子致死，不会是隐性纯合致死，A正确；基因型Aa的植株自交性状分离比为11∶1，aa占1/12＝1/2×1/6，雌配子或雄配子中A与a的比例为5∶1，可能a精子或者卵子有4/5致死，B正确；基因型AaBb的植株自交性状分离比为4∶1∶1(8∶2∶2)，可能是基因型为ab的精子或卵子致死，C正确；基因型AaBb的植株自交性状分离比为2∶3∶3∶1，可能是基因型为AB的精子和卵子致死，D错误。]
6．(2022·湖北部分重点中学高三联考)科研人员利用三种动物分别进行甲、乙、丙三组遗传学实验来研究两对相对性状的遗传(它们的两对相对性状均由常染色体上的两对等位基因控制)，实验结果如下表所示。下列推断错误的是( )
组别 亲本 选择F1中两对等位基因均杂合的个体进行随机交配 F2性状分离比
甲 A×B 4∶2∶2∶1
乙 C×D 5∶3∶3∶1
丙 E×F 6∶3∶2∶1
A．三组实验中两对相对性状的遗传均遵循基因的自由组合定律
B．甲组可能是任意一对基因显性纯合均使胚胎致死
C．乙组可能是含有两个显性基因的雄配子和雌配子致死
D．丙组可能是其中某一对基因显性纯合时胚胎致死
C [根据分析，三组实验中两对相对性状杂交在F2中均出现了类似于9∶3∶3∶1的变式的分离比，所以均遵循基因的自由组合定律，A正确；4∶2∶2∶1＝(2∶1)×(2∶1)，出现该比例的原因是由于任意一对基因显性纯合均使胚胎致死，即AA和BB致死，B正确；如果含有两个显性基因的雄配子或雌配子致死，即AB的雌配子或雄配子致死，则后代出现5∶3∶3∶1的比例，C错误；丙组出现6∶3∶2∶1＝(3∶1)×(2∶1)，可能是其中一对基因显性纯合子致死，即AA或BB致死，D正确。]
二、探究不同对基因在常染色体上的位置问题
甜荞麦是异花传粉作物，具有花药大小(正常、小)、瘦果形状(棱尖、棱圆)等相对性状。某兴趣小组利用纯种甜荞麦进行杂交实验，获得了足量后代，F2性状统计结果如下(不考虑交叉互换)。
花药正常∶花药小＝452∶348 瘦果棱尖∶瘦果棱圆＝591∶209
为探究控制花药大小和瘦果形状两对相对性状的基因在染色体上的位置关系，小组成员选择了纯合花药正常、瘦果棱尖和纯合花药小、瘦果棱圆植株为材料，进行了实验。请写出简单可行的两种实验方案，并预测实验结果及结论。
方案一：
实验思路：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
实验结果及结论：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
方案二：
实验思路：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
实验结果及结论：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【审题关键】
由F2性状统计结果中花药正常∶花药小＝452∶348≈9∶7，是9∶3∶3∶1的变形，说明该性状受两对等位基因控制，遵循基因的自由组合定律。假设受基因A、a和B、b控制，则F1基因型为AaBb，双显性(A_B_)为花药正常，其余的为花药小；由瘦果棱尖∶瘦果棱圆＝591∶209≈3∶1，可推知瘦果棱尖为显性，假设该性状受C、c基因控制，则F1基因型为Cc，进而可推知纯合花药正常、瘦果棱尖和纯合的花药小、瘦果棱圆植株的基因型分别为AABBCC和aabbcc。三对等位基因的位置关系：
(1)若为图1所示关系，二者杂交得F1，其基因型为AaBbCc，若F1自交，则所得F2中表型及比例为(花药正常∶花药小)×(瘦果棱尖∶瘦果棱圆)＝(9∶7)×(3∶1)→花药正常瘦果棱尖∶花药正常瘦果棱圆∶花药小瘦果棱尖∶花药小瘦果棱圆＝27∶9∶21∶7；若F1测交，则所得子代中表型及比例为(花药正常∶花药小)×(瘦果棱尖∶瘦果棱圆)＝(1∶3)×(1∶1)→花药正常瘦果棱尖∶花药正常瘦果棱圆∶花药小瘦果棱尖∶花药小瘦果棱圆＝1∶1∶3∶3。
(2)若为图2所示关系，二者杂交得F1，其基因型为AaBbCc，其产生的配子种类和比例为ABC∶Abc∶aBC∶abc＝1∶1∶1∶1，若F1自交，则所得子代的基因型及比例为A_B_C_∶A_bbcc∶aaB_C_∶aabbcc＝9∶3∶3∶1，则表型为花药正常瘦果棱尖(A_B_C_)∶花药小瘦果棱尖(aaB_C_)∶花药小瘦果棱圆(A_bbcc＋aabbcc)＝9∶3∶4；若F1测交，则所得子代的基因型AaBbCc∶Aabbcc∶aaBbCc∶aabbcc＝1∶1∶1∶1，则其表型及比例为花药正常瘦果棱尖(AaBbCc)∶花药小瘦果棱尖(aaBbCc)∶花药小瘦果棱圆(Aabbcc＋aabbcc)＝1∶1∶2。
答案 方案一：
实验思路：选择纯合花药正常、瘦果棱尖和相关基因均为隐性纯合的花药小、瘦果棱圆植株作亲本杂交，获得F1；让F1植株间进行异花传粉获得F2；统计后代中花药大小和瘦果形状的性状及比例
实验结果及结论：若后代中花药正常瘦果棱尖∶花药正常瘦果棱圆∶花药小瘦果棱尖∶花药小瘦果棱圆＝27∶9∶21∶7，则控制花药大小和瘦果形状两对相对性状的基因位于三对同源染色体上；若后代中花药正常瘦果棱尖∶花药小瘦果棱尖∶花药小瘦果棱圆＝9∶3∶4，则控制花药大小和瘦果形状两对相对性状的基因位于两对同源染色体上
方案二：
实验思路：选择纯合花药正常、瘦果棱尖和相关基因均为隐性纯合的花药小、瘦果棱圆植株作亲本杂交，获得F1；让F1植株测交获得F2；统计后代中花药大小和瘦果形状的性状比例
实验结果及结论：若后代中花药正常瘦果棱尖∶花药正常瘦果棱圆∶花药小瘦果棱尖∶花药小瘦果棱圆＝1∶1∶3∶3，则控制花药大小和瘦果形状两对相对性状的基因位于三对同源染色体上；若后代中花药正常瘦果棱尖∶花药小瘦果棱尖∶花药小瘦果棱圆＝1∶1∶2，则控制花药大小和瘦果形状两对相对性状的基因位于两对同源染色体上
判断基因在染色体上的位置
(1)判断基因是否位于一对同源染色体上
以AaBb为例，若两对等位基因位于一对同源染色体上，不考虑交叉互换，则产生两种类型的配子，在此基础上进行自交会产生两种或三种表型，测交会出现两种表型；若两对等位基因位于一对同源染色体上，考虑同源染色体非姐妹染色单体的交换，则产生四种类型的配子，在此基础上进行自交或测交会出现四种表型。
(2)判断基因是否位于不同对同源染色体上
以AaBb为例，若两对等位基因分别位于两对同源染色体上，则产生四种类型的配子。在此基础上进行测交或自交时会出现特定的性状分离比，如1∶1∶1∶1或9∶3∶3∶1(或9∶7等变式)，也会出现致死背景下特殊的性状分离比，如4∶2∶2∶1或6∶3∶2∶1等。在涉及两对等位基因遗传时，若出现上述性状分离比，可考虑基因位于两对同源染色体上。
(3)判断外源基因整合到宿主染色体上的类型
外源基因整合到宿主染色体上有多种类型，有的遵循孟德尔遗传定律。若多个外源基因以连锁的形式整合在同源染色体的一条上，其自交会出现分离定律中的3∶1的性状分离比；若多个外源基因分别独立整合到非同源染色体的一条染色体上，各个外源基因的遗传互不影响，则会表现出自由组合定律的现象。
7．(2022·唐山高三检测)在一片稻田中偶然发现一株由一对隐性基因控制的高茎突变植株。现实验室也有一株由一对隐性基因控制的高茎突变植株，相关突变基因位于2号染色体上。为探究两突变基因的位置关系，让两突变体进行杂交后得F1，F1自交得F2。不考虑其他变异。下列相关推测错误的是( )
A．若F1均为高茎，说明两突变基因位于同一位点
B．若F1均为矮茎，说明两突变基因位于同一条染色体上
C．若F2中高茎∶矮茎为1∶1，说明两突变基因均位于2号染色体上
D．若F2中高茎∶矮茎为7∶9，说明两突变基因位于不同染色体上
B [两隐性突变体杂交，若F1均为高茎，说明两突变基因可能为相同基因，也可能为复等位基因，是由同一基因突变产生的，如AA突变为a1a1和a2a2，A正确；若F1均为矮茎，说明两突变基因不在同一位点，但是不能确定两突变位点在一条还是两条染色体上，如AABB突变为AAbb、aaBB，两者杂交，F1均为AaBb表现为矮茎，F1自交，若两对等位基因位于一对同源染色体上，则高茎∶矮茎为1∶1，说明突变体均位于2号染色体，若两对等位基因位于两对同源染色体上，则高茎∶矮茎为7∶9，B错误，C、D正确。]
8．(2022·重庆一中模拟预测)某十字花科植物的花属于两性花。雄性不育与雄性可育是一对相对性状，分别由基因D/d控制，且基因D的表达还受另一对等位基因E、e影响。用雄性不育植株与雄性可育植株杂交，所得F1中雄性可育植株∶雄性不育植株＝1∶1，让F1中的雄性可育植株自交，所得F2中雄性可育植株∶雄性不育植株＝13∶3。据此回答下列问题：
(1)D/d、E/e这两对等位基因的遗传遵循____________________定律，判断依据是_______________________。
(2)由上述信息分析可知，另一对等位基因E、e中________基因影响了D基因的表达，具体表现是________________________________________________________________。据此推测，亲本雄性不育植株与雄性可育植株的基因型分别是____________________。
(3)根据以上分析，现已经鉴定出F2中所有基因型纯合的雄性可育植株，并且分别用标签标记出来了，欲通过杂交实验鉴定F2中某雄性不育植株的基因型，请选择杂交实验组合并分析其结果：
①选择的杂交实验组合为_________________________________________________。
②实验结果及结论：_____________________________________________________。
(4)将一个DNA片段插入上述F1中雄性可育植株体细胞内的染色体上，然后通过体细胞的植物组织培养获得一棵转基因雄性不育植株。已知转基因雄性不育植株中，该DNA片段插入染色体上的位置有两种可能，如下图所示(说明：插入的DNA片段不位于基因D/d所在的染色体上，该片段不控制具体性状，但会抑制基因E的表达)。为确定插入的具体位置，利用纯合的ddEE植株，请设计完成以下实验(不考虑染色体互换)。
实验方案：让该转基因雄性不育植株与基因型为ddee的植株杂交，统计子代的表型种类及比例。
实验结果与结论：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)自由组合(或分离定律和自由组合) F2中雄性可育植株∶雄性不育植株＝13∶3，为9∶3∶3∶1的变式
(2)E E基因对D基因的表达有抑制作用，但不影响d基因的表达，使基因型为D_E_的植株表现为雄性可育 DDee、ddEe
(3)待鉴定雄性不育植株(作母本)与基因型为ddee的雄性可育植株(作父本) 如果子代全为雄性不育植株，则F2中某雄性不育植株的基因型为DDee，如果子代雄性可育植株：雄性不育植株＝1∶1，则F2中某雄性不育植株的基因型为Ddee
(4)若子代雄性不育植株占1/4，则该DNA片段的插入位置为第1种；若子代雄性不育植株占3/8，则该DNA片段的插入位置为第2种。
解析 (1)由于F1雄性可育自交得到F2，雄性可育∶雄性不育＝13∶3，属于9∶3∶3∶1的变式，所以D/d、E/e这两对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律。
(2)根据题意分析可知：F1雄性可育植株的基因型为DdEe，让F1中的雄性可育植株自交，所得F2中雄性可育植株∶雄性不育植株＝13∶3，由此可知，E基因对D基因的表达有抑制作用，但不影响d基因的表达，使基因型为D_E_的植株表现为雄性可育，所以雄性可育植株的基因型为D_E_、ddE_、ddee，雄性不育植株的基因型为D_ee。据此推测，亲本雄性不育植株与雄性可育植株的基因型分别是DDee、ddEe。
(3)让待鉴定的雄性不育植株(作母本)与基因型为ddee的雄性可育植株(作父本)进行杂交获得子代，观察并统计子代的表型及比例。如果子代全为雄性不育植株，则F2中某雄性不育植株的基因型为DDee，如果子代雄性可育植株∶雄性不育植株＝1∶1，则F2中某雄性不育植株的基因型为Ddee。
(4)如果是第1种可能，由于DNA片段导入后，插入片段与E所在的染色体发生分离现象，故插入基因不会影响后代的表型，则后代的表型及其比例为：雄性不育植株∶雄性可育植株＝1∶3；如果是第2种可能，插入的DNA片段在第三对同源染色体上，用F表示该插入基因，则同源染色体相应位置没有该基因，用f表示，让该转基因雄性不育植株(DdEeFf)与隐性纯合植株(ddeeff)杂交，后代中一半的个体含有该DNA片段，一半的个体不含有，不含插入基因的个体表型是不育∶可育＝1∶3，含有DNA片段的个体，后代的基因型及其比例为：D_E_F_(不育)∶ddeeF_(可育)∶D_eeF_(不育)∶ddE_F_(可育)＝1∶1∶1∶1；根据题意含有DNA片段的E不表达，故D_E_F_表现为不育，所以不育∶可育＝2∶2，综合所有的子代，不育：可育＝3∶5。
(十五)基因的连锁与交换定律
1．概念：两对(或两对以上)等位基因位于同一对同源染色体上，在遗传时位于同一条染色体上的不同(非等位)基因常常连在一起不相分离，进入同一配子中。
2．实质：位于同一染色体上的不同基因，在减数分裂过程形成配子时，常常连在一起进入配子；在减数分裂的四分体时期，由于同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的交换而发生互换，因而产生基因的重组。
3．应用：
①育种：如果几种有利性状的基因连锁在一起，这对育种工作很有利。例如，大麦抗秆锈病与抗散黑穗病的基因紧密连锁在一起，在育种时只需要注意选择大麦抗秆锈病的植株，就等于同时选择了抗散黑穗病的植株，提高选择效率。如果不利的性状和有利的性状连锁在一起，那就要采取措施，打破基因连锁，进行基因互换，让人们所要求的基因连锁在一起，培育出优良品种来。
②医学：预测某种遗传病在胎儿中发生的可能性。
[对点训练]
1．(多选)(2023·淮安高三模拟)人类IA、IB、i的3个复等位基因控制ABO血型，A血型的基因型有IAIA、IAi，B血型的基因型有IBIB、IBi，AB血型的基因型为IAIB，O血型的基因型为ii。CisAB血型是由人体的9号染色体结构变异导致IA、IB基因共同位于一条染色体上的一种稀有血型(如图)。下列叙述正确的是( )
A．若夫妻二人均为AB血型，其后代不可能为O血型
B．CisAB血型个体在产生配子时，不考虑其他变异，IA、IB基因连锁，不分开遗传给子代
C．CisAB血型红绿色盲男性和O血型红绿色盲携带者的女性婚配，所生A血型色盲男孩的概率为1/8
D．CisAB血型个体与O血型个体婚配，后代为AB血型的概率为1/2
BD [若夫妻二人均为AB血型，假设均为CisAB，IA、IB基因在一条染色体上，可产生不含IA、IB基因的配子，则可能生出O血型的后代，A错误；CisAB血型个体在产生配子时，不考虑其他变异，由于IA、IB基因在一条染色体上，因此二者不分开遗传给子代，B正确；CisAB血型红绿色盲男性和O血型红绿色盲携带者的女性婚配，由于IA、IB基因连锁，两个基因同时传递个后代，因此不会生出A血型的孩子，C错误；CisAB血型个体与O血型(ii)个体婚配，后代为AB血型和O型血，二者的比例为1∶1，即后代为AB血型的概率为1/2，D正确。]
2．(2022·杭州高三模拟)已知拟南芥一个花粉囊中的四个花粉粒是由一个花粉母细胞通过减数分裂形成的。科研人员为研究F基因对染色体片段交换的影响进行了相关实验，实验的主要过程如下：利用基因工程技术在拟南芥的一对同源染色体上分别插入一个C基因和R基因获得植株甲；再利用基因工程技术在C基因所在的染色体上插入基因F获得植株乙。已知只带有C基因的花粉粒呈现蓝色荧光，只带有R基因的花粉粒呈现红色荧光，同时带有C基因、R基因的花粉粒则呈现出绿色荧光，C基因、R基因、F基因在甲乙植株染色体上的分布情况如下图所示。下列叙述错误的是( )
A．通过比较植株甲和植株乙花粉母细胞减数分裂时染色体在C基因和R基因位点之间交换的频率差异，可以确定F基因对染色体片段交换的影响
B．植株甲的花粉母细胞在减数分裂时，如果染色体在C基因和R基因位点之间只发生一次片段交换，则所形成的花粉囊里面的四个花粉粒中两个呈现出绿色荧光、两个不会呈现出荧光
C．植株乙的花粉母细胞在减数分裂时，如果染色体在C基因和R基因位点之间发生了两次交换，则所形成的花粉囊里面的四个花粉粒中可能是两个呈现出蓝色荧光、两个呈现出红色荧光
D．植株甲和乙的花粉母细胞在减数分裂时，如果染色体在C基因和R基因位点之间未发生交换，则所形成花粉粒中不会呈现出绿色荧光
B [根据题意可知，本实验是研究F基因对染色体片段交换的影响，结合图示可知，比较植株甲和植株乙花粉母细胞减数分裂时染色体在C基因和R基因位点之间交换的频率差异，可以确定F基因对染色体片段交换的影响，如果无影响，二者产生的配子种类及比例相同，A正确；根据以上分析可知，植株甲的花粉母细胞在减数分裂时，如果染色体在C基因和R基因位点之间只发生一次片段交换，则所形成的花粉囊里面的四个花粉粒中有4种情况：只带有C基因的花粉粒、只带有R基因的花粉粒、C基因和R基因都有的花粉粒和C基因和R基因都没有的花粉粒，分别呈现蓝色荧光、红色荧光、绿色荧光和无荧光，B错误；植株乙的花粉母细胞在减数分裂时，如果染色体在C基因和R基因位点之间发生了两次交换，那么可能导致染色体上的片段又恢复到未发生互换时的状态，则此时可能只产生2种花粉粒，即两个只带有C基因的花粉粒、两个只带有R基因的花粉粒，分别呈现出蓝色荧光和红色荧光，C正确；植株甲和乙的花粉母细胞在减数分裂时，如果染色体在C基因和R基因位点之间未发生交换，只产生2种花粉，即只带有C基因的花粉粒和只带有R基因的花粉粒，分别呈现蓝色荧光和红色荧光，因此所形成花粉粒中不会呈现出绿色荧光，D正确。]
1．(2022·全国甲卷，6)某种自花传粉植物的等位基因A/a和B/b位于非同源染色体上。A/a控制花粉育性，含A的花粉可育；含a的花粉50%可育、50%不育。B/b控制花色，红花对白花为显性。若基因型为AaBb的亲本进行自交，则下列叙述错误的是( )
A．子一代中红花植株数是白花植株数的3倍
B．子一代中基因型为aabb的个体所占比例是1/12
C．亲本产生的可育雄配子数是不育雄配子数的3倍
D．亲本产生的含B的可育雄配子数与含b的可育雄配子数相等
B [分析题意可知，两对等位基因独立遗传，故含a的花粉育性不影响B和b基因的遗传，所以Bb自交，子一代中红花植株B_∶白花植株bb＝3∶1，A正确；基因型为AaBb的亲本产生的雌配子种类和比例为AB∶Ab∶aB∶ab＝1∶1∶1∶1，由于含a的花粉50%可育，故雄配子种类及比例为AB∶Ab∶aB∶ab＝2∶2∶1∶1，所以子一代中基因型为aabb的个体所占比例为1/4×1/6＝1/24，B错误；由于含a的花粉50%可育，50%不可育，故亲本产生的可育雄配子是A＋1/2a，不育雄配子为1/2a，由于Aa个体产生的A∶a＝1∶1，故亲本产生的可育雄配子数是不育雄配子的3倍，C正确；两对等位基因独立遗传，所以Bb自交，亲本产生的含B的雄配子数和含b的雄配子数相等，D正确。]
2．(2021·湖北卷，19)甲、乙、丙分别代表三个不同的纯合白色籽粒玉米品种，甲分别与乙、丙杂交产生F1，F1自交产生F2，结果如表。
组别 杂交组合 F1 F2
1 甲×乙 红色籽粒 901红色籽粒，699白色籽粒
2 甲×丙 红色籽粒 630红色籽粒，490白色籽粒
根据结果，下列叙述错误的是( )
A．若乙与丙杂交，F1全部为红色籽粒，则F2玉米籽粒性状比为9红色∶7白色
B．若乙与丙杂交，F1全部为红色籽粒，则玉米籽粒颜色可由三对基因控制
C．组1中的F1与甲杂交所产生玉米籽粒性状比为3红色∶1白色
D．组2中的F1与丙杂交所产生玉米籽粒性状比为1红色∶1白色
C [甲×乙产生F1全是红色籽粒，F1自交产生F2中红色∶白色＝9∶7，说明玉米籽粒颜色受两对等位基因控制，且两对等位基因遵循自由组合定律；甲×丙产生F1全是红色籽粒，F1自交产生F2中红色∶白色＝9∶7，说明玉米籽粒颜色受两对等位基因控制，且两对等位基因遵循自由组合定律，综合可知，红色为显性，红色与白色可能至少由三对等位基因控制，假定用A/a，B/b，C/c，甲、乙、丙的基因型可分别为AAbbCC，aaBBCC、AABBcc。(只写出一种可能表况)若乙与丙杂交，F1全部为红色籽粒(AaBBCc)，两对等位基因遵循自由组合定律，则F2玉米籽粒性状比为9红色∶7白色，A正确；据题图分析可知，若乙与丙杂交，F1全部为红色籽粒，则玉米籽粒颜色可由三对基因控制，B正确；据分析可知，组1中的F1(AaBbCC)与甲(AAbbCC)杂交，所产生玉米籽粒性状比为1红色∶1白色，C错误；组2中的F1(AABbCc)与丙(AABBcc)杂交，所产生玉米籽粒性状比为1红色∶1白色，D正确。]
3．(2022·全国甲卷，32)玉米是我国重要的粮食作物。玉米通常是雌雄同株异花植物(顶端长雄花序，叶腋长雌花序)，但也有的是雌雄异株植物。玉米的性别受两对独立遗传的等位基因控制，雌花花序由显性基因B控制，雄花花序由显性基因T控制，基因型bbtt的个体为雌株。现有甲(雌雄同株)、乙(雌株)、丙(雌株)、丁(雄株)4种纯合体玉米植株。据此回答下列问题。
(1)若以甲为母本、丁为父本进行杂交育种，需进行人工传粉，具体做法是_______________。
(2)乙和丁杂交，F1全部表现为雌雄同株；F1自交，F2中雌株所占的比例为________，F2中雄株的基因型是____________；在F2的雌株中，与丙基因型相同的植株所占的比例是________。
(3)已知玉米籽粒的糯和非糯是由1对等位基因控制的相对性状。为了确定这对相对性状的显隐性，某研究人员将糯玉米纯合体与非糯玉米纯合体(两种玉米均为雌雄同株)间行种植进行实验，果穗成熟后依据果穗上籽粒的性状，可判断糯与非糯的显隐性。若糯是显性，则实验结果是__________________________；若非糯是显性，则实验结果是______________________________。
答案 (1)对母本甲的雌花花序进行套袋，待雌蕊成熟时，采集丁的成熟花粉，人工授粉在甲的雌蕊柱头上，再套上纸袋。
(2)1/4 bbTT、bbTt 1/4
(3)糯性植株上全为糯性籽粒，非糯植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒 非糯性植株上只有非糯籽粒，糯性植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒
解析 (1)杂交育种的原理是基因重组，若甲为母本，丁为父本进行杂交，因为甲为雌雄同株异花植物，所以在花粉未成熟时需对甲植株雌花花序套袋隔离，等丁的花粉成熟后再通过人工授粉把丁的花粉传到甲的雌蕊柱头后，再套袋隔离。
(2)根据分析及题干信息“乙和丁杂交，F1全部表现为雌雄同株”可知，乙基因型为BBtt，丁基因型为bbTT，F1基因型为BbTt，F1自交F2基因型及比例为9B_T_(雌雄同株)∶3B_tt(雌株)∶3bbT_(雄株)∶1bbtt(雌株)，故F2中雌株所占比例为1/4，雄株的基因型为bbTT、bbTt，雌株中与丙基因型相同的比例为1/4。
(3)假设糯和非糯这对相对性状受A/a基因控制，因为两种玉米均为雌雄同株植物，间行种植时，既有自交又有杂交。若糯性为显性，基因型为AA，非糯基因型为aa，则糯性植株无论自交还是杂交，糯性植株上全为糯性籽粒，非糯植株杂交子代为糯性籽粒，自交子代为非糯籽粒，所以非糯植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒。同理，非糯为显性时，非糯植株上只有非糯籽粒，糯性植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒。
4．(2022·全国乙卷，32)某种植物的花色有白、红和紫三种，花的颜色由花瓣中的色素决定，色素的合成途径是：白色红色紫色。其中酶1的合成由基因A控制，酶2的合成由基因B控制，基因A和基因B位于非同源染色体上，据此回答下列问题。
(1)现有紫花植株(基因型为AaBb)与红花杂合体植株杂交，子代植株表现型(表型)及其比例为______________________；子代中红花植株的基因型是________________；子代白花植株中纯合体所占的比例为________。
(2)已知白花纯合体的基因型有2种。现有1株白花纯合体植株甲，若要通过杂交实验(要求选用1种纯合体亲本与植株甲只进行1次杂交)来确定其基因型，请写出选用的亲本基因型、预期实验结果和结论。_____________________________________________________________。
答案 (1)白色∶红色∶紫色＝2∶3∶3 AAbb、Aabb 1/2
(2)选用的亲本基因型为：AAbb；预期的实验结果及结论：若子代花色全为红花，则待测白花纯合体的基因型为aabb；若子代花色全为紫花，则待测白花纯合体的基因型为aaBB
解析 (1)紫花植株(AaBb)与红花杂合体(Aabb)杂交，子代可产生6种基因型及比例为AABb(紫花)∶AaBb(紫花)∶aaBb(白花)∶AAbb(红花)∶Aabb(红花)∶aabb(白花)＝1∶2∶1∶1∶2∶1。故子代植株表现型(表型)及比例为白色∶红色∶紫色＝2∶3∶3；子代中红花植株的基因型有2种：AAbb、Aabb；子代白花植株中纯合体(aabb)所占的比例为1/2。
(2)白花纯合体的基因型有aaBB和aabb两种。要检测白花纯合体植株甲的基因型，可选用AAbb植株与之杂交，若基因型为aaBB则实验结果为：aaBB×AAbb→AaBb(全为紫花)；若基因型为aabb则实验结果为：aabb×AAbb→Aabb(全为红花)。这样就可以根据子代的表现型(表型)将白花纯合体的基因型推出。
5．(2022·北京卷，18)番茄果实成熟涉及一系列生理生化过程，导致果实颜色及硬度等发生变化。果实颜色由果皮和果肉颜色决定。为探究番茄果实成熟的机制，科学家进行了相关研究。
(1)果皮颜色由一对等位基因控制。果皮黄色与果皮无色的番茄杂交的F1果皮为黄色，F1自交所得F2果皮颜色及比例为____________________________。
(2)野生型番茄成熟时果肉为红色。现有两种单基因纯合突变体，甲(基因A突变为a)果肉黄色，乙(基因B突变为b)果肉橙色。用甲、乙进行杂交实验，结果如下图1。据此，写出F2中黄色的基因型：__________________。
图1
(3)深入研究发现，成熟番茄的果肉由于番茄红素的积累而呈红色，当番茄红素量较少时，果肉呈黄色，而前体物质2积累会使果肉呈橙色，如下图2。上述基因A、B以及另一基因H均编码与果肉颜色相关的酶，但H在果实中的表达量低。根据上述代谢途径，aabb中前体物质2积累、果肉呈橙色的原因是____________________________________________________________。
图2
(4)有一果实不能成熟的变异株M，果肉颜色与甲相同，但A并未突变，而调控A表达的C基因转录水平极低。C基因在果实中特异性表达，敲除野生型中的C基因，其表型与M相同。进一步研究发现M中C基因的序列未发生改变，但其甲基化程度一直很高。推测果实成熟与C基因甲基化水平改变有关。欲为此推测提供证据，合理的方案包括________，并检测C的甲基化水平及表型。
①将果实特异性表达的去甲基化酶基因导入M
②敲除野生型中果实特异性表达的去甲基化酶基因
③将果实特异性表达的甲基化酶基因导入M
④将果实特异性表达的甲基化酶基因导入野生型
答案 (1)黄色∶无色＝3∶1
(2)aaBB、aaBb
(3)基因A突变为a，但果肉细胞中的基因H仍表达出少量酶H，持续生成前体物质2；基因B突变为b，前体物质2无法转变为番茄红素 (4)①②④
解析 (1)果皮黄色与果皮无色的番茄杂交的F1果皮为黄色，说明黄色是显性性状，F1为杂合子，则F1自交所得F2果皮颜色及比例为黄色∶无色＝3∶1。
(2)由图可知，F2比值约为9∶3∶4，说明F1基因型为AaBb，则F2中黄色的基因型为aaBB、aaBb。
(3)由题意和图2可知，成熟番茄的果肉由于番茄红素的积累而呈红色，当番茄红素量较少时，果肉呈黄色，而前体物质2积累会使果肉呈橙色，则存在A或H，不存在B基因时，果肉呈橙色。因此，aabb中前体物质2积累、果肉呈橙色的原因是基因A突变为a，但果肉细胞中的基因H仍表达出少量酶H，持续生成前体物质2；基因B突变为b，前体物质2无法转变为番茄红素。
(4)C基因表达的产物可以调控A的表达，变异株M中C基因的序列未发生改变，但其甲基化程度一直很高，欲检测C的甲基化水平及表型，可以将果实特异性表达的去甲基化酶基因导入M，使得C去甲基化，并检测C的甲基化水平及表型；或者敲除野生型中果实特异性表达的去甲基化酶基因，检测野生型植株C的甲基化水平及表型，与突变植株进行比较；也可以将果实特异性表达的甲基化酶基因导入野生型，检测野生型C的甲基化水平及表型。而将果实特异性表达的甲基化酶基因导入M无法得到果实成熟与C基因甲基化水平的改变有关，故选①②③。
同课章节目录