专题7 自由组合定律的验证方法（含答案）
文档属性
| 名称 | 专题7 自由组合定律的验证方法（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 326.4KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-09-06 22:42:59 | ||
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专题7 自由组合定律的验证方法
【典例精析】
典例1：某种雌雄同株植物既能自花传粉，也能异花传粉。该种植物中的甲和乙个体的体细胞中有关基因组成如图所示。若通过一代交配达成目标，下列操作合理的是（ ）
A.甲自交，验证A、a与B、b的遗传遵循基因的自由组合定律
B.乙自交，验证A、a的遗传遵循基因的分离定律
C.甲、乙杂交，验证D、d的遗传遵循基因的分离定律
D.甲、乙杂交，验证A、a与D、d的遗传遵循基因的自由组合定律
典例2：为完成袁隆平爷爷的“禾下乘凉梦”育种科学工作者想要培育出高杆大穗类型的水稻，做了如下实验：水稻的高秆对矮秆为完全显性，由一对等位基因A、a控制，小穗对大穗为完全显性，由另一对等位基因B、b控制，利用纯合高秆小穗（P1）和纯合矮秆大穗（P2）的两种亲本杂交，所得F1自交，多次重复实验，统计F2的表型及比例都近似有如下结果，高秆小穗：高秆大穗：矮秆小穗：矮秆大穗=66：9：9：16。据实验结果回答问题：
（1）上述实验结果遵循 ______（基因分离/自由组合）定律。
（2）F2中出现了亲本所没有的新的性状组合，产生这种现象的根本原因是有性生殖过程中，控制不同性状的基因进行了重新组合，具体发生在 ______时期。
（3）有人发现：“F1通过减数分裂产生的雌雄配子的比例都是AB：Ab：aB：ab=4：1：1：4”，雌雄配子随机结合。如何验证该发现？请从“P1，P2，F1”中选择实验材料，设计杂交实验，请用遗传图解表示验证过程：______。
（4）若该发现被证实了，则F2中纯合子所占比例为 ______。
【方法点拨】
自由组合定律的验证方法
验证方法 处理方法与结果 结论
自交法 F1自交 后代性状分离比为9：3：3：1或 （3：1）n（n≥3） 控制两对或多对相对性状的基因位于两对或多对同源染色体上，符合自由组合定律
测交法 F1与隐性纯合子测交 后代性状分离比为1：1：1：1或 （1：1）n（n≥3） 控制两对或多对相对性状的基因位于两对或多对同源染色体上，符合自由组合定律
配字法 F1减数分裂 产生数量相等的2n种配子（n为等位基因对数） 符合自由组合定律
单倍体育种 取花药离体培养，用秋水仙素处理单倍体，若植株四种表型比例为1：1：1：1 符合自由组合定律
【题型训练】
1. 现用山核桃甲（AABB）、乙（aabb）两品种作亲本杂交得F1，F1测交结果如表，下列有关叙述错误的是（ ）
测交类型 测交后代基因型种类及比值
父本 母本 AaBb Aabb AaBb aabb
F1 乙 1 2 2 2
乙 F1 1 1 1 1
A.正反交结果不同，说明这两对基因的遗传不遵循自由组合定律
B.F1产生的AB花粉50%不能萌发，不能实现受精
C.F1自交得F2，F2的基因型有9种
D.F1自交得F2，F2的表现型有4种
2. 某研究小组利用纯种高秆甘蓝型油菜Z品系诱变培育出一个纯种半矮秆突变体S品系。然后进行了以下相关实验。下列说法正确的是（ ）
实验一：让Z和S进行杂交得到F1，F1自交得到F2，F1中高秆为515株，半矮秆为34株。
实验二：让Z和S进行杂交得到F1，F1与S进行杂交得到F2，F2中高秆为211株，半矮秆为69株。
A.实验一中F1自交时可以产生相同种类与数量的雌雄配子
B.实验二不能证明控制高秆与半矮秆的基因遗传遵循自由组合定律
C.实验一的F2中所有高秆植株自交，后代不发生性状分离的个体占1/9
D.实验二的F2中所有高秆与半矮秆植株相互交配，后代中半矮秆个体占5/12
3. 油菜是我国重要的油料作物，油菜株高适当地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是由几对基因控制以及显隐性关系的遗传机制，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现型及比例，分为三种类型，全为高秆的记为F3﹣Ⅰ，高秆与半矮秆比例和杂交组合①、②的F2基本一致的记为F3﹣Ⅱ，高秆与半矮秆比例和杂交组合③的F2基本一致的记为F3﹣Ⅲ。产生F3﹣Ⅰ、F3﹣Ⅱ、F3﹣Ⅲ的高秆植株数量比为 。产生F3﹣Ⅲ的高秆植株基因型为 （用A、a；B、b；C、c……表示基因）。用产生F3﹣Ⅲ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】
典例1：【答案】B
【解析】甲图中A、a与B、b位于一对同源染色体上，甲自交不能用来验证自由组合定律，A错误；乙图在A、a是位于一对染色体上的等位基因，自交可以验证基因的分离定律，B正确；甲、乙杂交，产生F后自交或测交可以验证基因分裂定律，C错误；甲中D基因是纯合子，与乙杂交，不能验证A、a与D、d的遗传遵循基因的自由组合定律，D错误。
典例2：【答案】（1）基因分离 （2）减数分裂Ⅰ前期（或四分体时期） （3）
（4） 17/50
【解析】（1）水稻的高秆对矮秆为完全显性，由一对等位基因A、a控制；小穗对大穗为完全显性，由另一对等位基因B、b控制，它们都遵循基因的分离定律。
（2）F2中出现了亲本所没有的新的性状组合，且高秆小穗：高秆大穗：矮秆小穗：矮秆大穗=66：9：9：16，推测两对基因连锁，出现新性状是由于发生了基因重组（交叉互换），产生这种现象的根本原因是有性生殖过程中，控制不同性状的基因进行了重新组合，具体发生在减数分裂Ⅰ前期（或四分体时期）。
（3）验证遗传定律的方法是进行测交，即用F1与隐性纯合子aabb进行杂交，可用遗传图解表示如下：
（4）子一代基因型是AaBb，测交另一个亲本的基因型是aabb，aabb只产生一种类型的配子是ab，测交后代的表现型及比例是A_B_：A_bb：aaB_：aabb=4：1：1：4，因此AaBb产生的配子的类型及比例是AB：Ab：aB：ab=4：1：1：4；让子一代自交，纯合子的比例是AABB+AAbb+aaBB+aabb= 4/10× 4/10×2+ 1/10× 1/10×2= 17/50。
【题型训练】
1.【答案】A
【解析】分析可知，AaBb遵循自由组合定律，正反交结果不同是由于基因型为AB的雄配子部分致死造成的，A错误；分析可知，子一代产生的AB花粉50%不能完成受精作用，B正确；子一代基因型是AaBb，由于遵循自由组合定律，自交后代的基因型是9种，C正确；子一代基因型是AaBb，由于遵循自由组合定律，自交后代的表现型有4种，D正确。
2.【答案】D
【解析】实验一中F1的基因型为AaBb，产生的雌雄配子都有四种：AB、Ab、aB、ab，但是雄配子数量远远多于雌配子数量，A错误；实验二中F1的基因型为AaBb，与S品系（aabb）杂交，是一个测交实验，F2表型为高秆：半矮秆＝3：1，是1：1：1：1的变式，能证明控制高秆与半矮秆的基因遗传遵循自由组合定律，B错误；实验一的F2高秆植株基因型有8种，纯合子自交后代不发生性状分离，纯合子为1AABB、1AAbb、1aaBB，占1/5
，C错误；实验二的F2高秆植株有1/3AaBb、1/3Aabb、1/3aaBb，半矮秆植株为aabb，相互交配，后代中半矮秆个体（aabb）占：1/3×1/4+1/3×1/2+1/3×1/2=5/12，D正确。
3.【答案】（1）由两对位于非同源染色体上的隐性基因控制
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
【解答】解：（1）根据分析可推测，半矮秆突变体S是双隐性纯合子，只要含有显性基因即表现为高杆，杂交组合①的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，自交时雌雄配子有16种结合方式，且每种结合方式几率相等，导致F2出现高杆：半矮杆≈15：1。
（2）杂交组合①的F2所有高秆植株基因型包括1AABB、2AABb、2AaBB、4AaBb、1AAbb、2Aabb、1aaBB、2aaBb，所有高秆植株自交，分别统计单株自交后代的表现型及比例，含有一对纯合显性基因的高杆植株1AABB、2AABb、2AaBB、1AAbb、1aaBB，占高杆植株的比例为7/15，其后代全为高秆，记为F3﹣Ⅰ；AaBb占高杆植株的比例为4/15，自交后代高秆与半矮秆比例≈15：1，和杂交组合①、②的F2基本一致，记为F3﹣Ⅱ；2Aabb、2aaBb占高杆植株的比例为4/15，自交后代高秆与半矮秆比例和杂交组合③的F2基本一致，记为 F3﹣Ⅲ，产生F3﹣Ⅰ、F3﹣Ⅱ、F3﹣Ⅲ的高秆植株数量比为7：4：4。用产生F3﹣Ⅲ的高秆植株进行相互杂交试验，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，亲本均产生两种数量相等的雌雄配子，子代均出现高杆：半矮杆＝3：1，因此不能验证基因的自由组合定律。
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专题7 自由组合定律的验证方法
【典例精析】
典例1：某种雌雄同株植物既能自花传粉，也能异花传粉。该种植物中的甲和乙个体的体细胞中有关基因组成如图所示。若通过一代交配达成目标，下列操作合理的是（ ）
A.甲自交，验证A、a与B、b的遗传遵循基因的自由组合定律
B.乙自交，验证A、a的遗传遵循基因的分离定律
C.甲、乙杂交，验证D、d的遗传遵循基因的分离定律
D.甲、乙杂交，验证A、a与D、d的遗传遵循基因的自由组合定律
典例2：为完成袁隆平爷爷的“禾下乘凉梦”育种科学工作者想要培育出高杆大穗类型的水稻，做了如下实验：水稻的高秆对矮秆为完全显性，由一对等位基因A、a控制，小穗对大穗为完全显性，由另一对等位基因B、b控制，利用纯合高秆小穗（P1）和纯合矮秆大穗（P2）的两种亲本杂交，所得F1自交，多次重复实验，统计F2的表型及比例都近似有如下结果，高秆小穗：高秆大穗：矮秆小穗：矮秆大穗=66：9：9：16。据实验结果回答问题：
（1）上述实验结果遵循 ______（基因分离/自由组合）定律。
（2）F2中出现了亲本所没有的新的性状组合，产生这种现象的根本原因是有性生殖过程中，控制不同性状的基因进行了重新组合，具体发生在 ______时期。
（3）有人发现：“F1通过减数分裂产生的雌雄配子的比例都是AB：Ab：aB：ab=4：1：1：4”，雌雄配子随机结合。如何验证该发现？请从“P1，P2，F1”中选择实验材料，设计杂交实验，请用遗传图解表示验证过程：______。
（4）若该发现被证实了，则F2中纯合子所占比例为 ______。
【方法点拨】
自由组合定律的验证方法
验证方法 处理方法与结果 结论
自交法 F1自交 后代性状分离比为9：3：3：1或 （3：1）n（n≥3） 控制两对或多对相对性状的基因位于两对或多对同源染色体上，符合自由组合定律
测交法 F1与隐性纯合子测交 后代性状分离比为1：1：1：1或 （1：1）n（n≥3） 控制两对或多对相对性状的基因位于两对或多对同源染色体上，符合自由组合定律
配字法 F1减数分裂 产生数量相等的2n种配子（n为等位基因对数） 符合自由组合定律
单倍体育种 取花药离体培养，用秋水仙素处理单倍体，若植株四种表型比例为1：1：1：1 符合自由组合定律
【题型训练】
1. 现用山核桃甲（AABB）、乙（aabb）两品种作亲本杂交得F1，F1测交结果如表，下列有关叙述错误的是（ ）
测交类型 测交后代基因型种类及比值
父本 母本 AaBb Aabb AaBb aabb
F1 乙 1 2 2 2
乙 F1 1 1 1 1
A.正反交结果不同，说明这两对基因的遗传不遵循自由组合定律
B.F1产生的AB花粉50%不能萌发，不能实现受精
C.F1自交得F2，F2的基因型有9种
D.F1自交得F2，F2的表现型有4种
2. 某研究小组利用纯种高秆甘蓝型油菜Z品系诱变培育出一个纯种半矮秆突变体S品系。然后进行了以下相关实验。下列说法正确的是（ ）
实验一：让Z和S进行杂交得到F1，F1自交得到F2，F1中高秆为515株，半矮秆为34株。
实验二：让Z和S进行杂交得到F1，F1与S进行杂交得到F2，F2中高秆为211株，半矮秆为69株。
A.实验一中F1自交时可以产生相同种类与数量的雌雄配子
B.实验二不能证明控制高秆与半矮秆的基因遗传遵循自由组合定律
C.实验一的F2中所有高秆植株自交，后代不发生性状分离的个体占1/9
D.实验二的F2中所有高秆与半矮秆植株相互交配，后代中半矮秆个体占5/12
3. 油菜是我国重要的油料作物，油菜株高适当地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是由几对基因控制以及显隐性关系的遗传机制，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现型及比例，分为三种类型，全为高秆的记为F3﹣Ⅰ，高秆与半矮秆比例和杂交组合①、②的F2基本一致的记为F3﹣Ⅱ，高秆与半矮秆比例和杂交组合③的F2基本一致的记为F3﹣Ⅲ。产生F3﹣Ⅰ、F3﹣Ⅱ、F3﹣Ⅲ的高秆植株数量比为 。产生F3﹣Ⅲ的高秆植株基因型为 （用A、a；B、b；C、c……表示基因）。用产生F3﹣Ⅲ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】
典例1：【答案】B
【解析】甲图中A、a与B、b位于一对同源染色体上，甲自交不能用来验证自由组合定律，A错误；乙图在A、a是位于一对染色体上的等位基因，自交可以验证基因的分离定律，B正确；甲、乙杂交，产生F后自交或测交可以验证基因分裂定律，C错误；甲中D基因是纯合子，与乙杂交，不能验证A、a与D、d的遗传遵循基因的自由组合定律，D错误。
典例2：【答案】（1）基因分离 （2）减数分裂Ⅰ前期（或四分体时期） （3）
（4） 17/50
【解析】（1）水稻的高秆对矮秆为完全显性，由一对等位基因A、a控制；小穗对大穗为完全显性，由另一对等位基因B、b控制，它们都遵循基因的分离定律。
（2）F2中出现了亲本所没有的新的性状组合，且高秆小穗：高秆大穗：矮秆小穗：矮秆大穗=66：9：9：16，推测两对基因连锁，出现新性状是由于发生了基因重组（交叉互换），产生这种现象的根本原因是有性生殖过程中，控制不同性状的基因进行了重新组合，具体发生在减数分裂Ⅰ前期（或四分体时期）。
（3）验证遗传定律的方法是进行测交，即用F1与隐性纯合子aabb进行杂交，可用遗传图解表示如下：
（4）子一代基因型是AaBb，测交另一个亲本的基因型是aabb，aabb只产生一种类型的配子是ab，测交后代的表现型及比例是A_B_：A_bb：aaB_：aabb=4：1：1：4，因此AaBb产生的配子的类型及比例是AB：Ab：aB：ab=4：1：1：4；让子一代自交，纯合子的比例是AABB+AAbb+aaBB+aabb= 4/10× 4/10×2+ 1/10× 1/10×2= 17/50。
【题型训练】
1.【答案】A
【解析】分析可知，AaBb遵循自由组合定律，正反交结果不同是由于基因型为AB的雄配子部分致死造成的，A错误；分析可知，子一代产生的AB花粉50%不能完成受精作用，B正确；子一代基因型是AaBb，由于遵循自由组合定律，自交后代的基因型是9种，C正确；子一代基因型是AaBb，由于遵循自由组合定律，自交后代的表现型有4种，D正确。
2.【答案】D
【解析】实验一中F1的基因型为AaBb，产生的雌雄配子都有四种：AB、Ab、aB、ab，但是雄配子数量远远多于雌配子数量，A错误；实验二中F1的基因型为AaBb，与S品系（aabb）杂交，是一个测交实验，F2表型为高秆：半矮秆＝3：1，是1：1：1：1的变式，能证明控制高秆与半矮秆的基因遗传遵循自由组合定律，B错误；实验一的F2高秆植株基因型有8种，纯合子自交后代不发生性状分离，纯合子为1AABB、1AAbb、1aaBB，占1/5
，C错误；实验二的F2高秆植株有1/3AaBb、1/3Aabb、1/3aaBb，半矮秆植株为aabb，相互交配，后代中半矮秆个体（aabb）占：1/3×1/4+1/3×1/2+1/3×1/2=5/12，D正确。
3.【答案】（1）由两对位于非同源染色体上的隐性基因控制
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
【解答】解：（1）根据分析可推测，半矮秆突变体S是双隐性纯合子，只要含有显性基因即表现为高杆，杂交组合①的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，自交时雌雄配子有16种结合方式，且每种结合方式几率相等，导致F2出现高杆：半矮杆≈15：1。
（2）杂交组合①的F2所有高秆植株基因型包括1AABB、2AABb、2AaBB、4AaBb、1AAbb、2Aabb、1aaBB、2aaBb，所有高秆植株自交，分别统计单株自交后代的表现型及比例，含有一对纯合显性基因的高杆植株1AABB、2AABb、2AaBB、1AAbb、1aaBB，占高杆植株的比例为7/15，其后代全为高秆，记为F3﹣Ⅰ；AaBb占高杆植株的比例为4/15，自交后代高秆与半矮秆比例≈15：1，和杂交组合①、②的F2基本一致，记为F3﹣Ⅱ；2Aabb、2aaBb占高杆植株的比例为4/15，自交后代高秆与半矮秆比例和杂交组合③的F2基本一致，记为 F3﹣Ⅲ，产生F3﹣Ⅰ、F3﹣Ⅱ、F3﹣Ⅲ的高秆植株数量比为7：4：4。用产生F3﹣Ⅲ的高秆植株进行相互杂交试验，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，亲本均产生两种数量相等的雌雄配子，子代均出现高杆：半矮杆＝3：1，因此不能验证基因的自由组合定律。
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