【备考2024】一轮新人教版生物学学案：必修2 第5单元 第2讲 孟德尔的豌豆杂交实验(二)（含解析）
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| 名称 | 【备考2024】一轮新人教版生物学学案：必修2 第5单元 第2讲 孟德尔的豌豆杂交实验(二)（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 2.1MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-13 17:38:05 | ||
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文档简介
【备考2024】一轮新人教版生物学学案
第五单元 遗传的基本规律和伴性遗传
第2讲 孟德尔的豌豆杂交实验(二)
考点1 两对相对性状的豌豆杂交实验和自由组合定律
一、两对相对性状杂交实验的“假说—演绎”分析
1．观察现象，提出问题
(1)两对相对性状杂交实验的过程
(2)对杂交实验结果的分析
(3)提出问题
F2中为什么会出现新的性状组合呢？F2中不同性状的比(9∶3∶3∶1)与一对相对性状杂交实验中F2的3∶1的数量比有联系吗？
2．提出假说，解释现象
(1)假说内容
①两对相对性状分别由两对遗传因子控制。
②F1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。
③F1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。
④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，检验假说
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。
二、自由组合定律
1．细胞学基础
2．实质、发生时间及适用范围
(1)实质：非同源染色体上的非等位基因自由组合。
(2)时间：减数分裂Ⅰ后期。
(3)范围：①真核(填“真核”或“原核”)生物有性(填“无性”或“有性”)生殖的细胞核(填“细胞核”或“细胞质”)遗传。
②独立遗传的两对及两对以上的等位基因。
三、孟德尔获得成功的原因和遗传规律的再发现
1．孟德尔获得成功的原因
(1)材料：正确选用豌豆作为实验材料。
(2)对象：对性状分析是由一对到多对，遵循由单因素到多因素的研究方法。
(3)结果处理：对实验结果进行统计学分析。
(4)方法：运用假说—演绎法这一科学方法。
2．遗传规律再发现
(1)1909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，他被后人公认为“遗传学之父”。
四、自由组合定律的应用
1．指导杂交育种，把优良性状组合在一起。
F1纯合子
2．为遗传病的推断提供理论依据。分析两种或两种以上遗传病的传递规律，推测基因型和表型的比例及群体发病率。
1．孟德尔实验中为什么要用正交和反交进行实验？从数学角度看，9∶3∶3∶1与3∶1能否建立联系？(必修2 P10“旁栏思考”)
提示：用正交和反交进行实验是为了证明性状的遗传是否和母本有关(排除细胞质遗传)。(黄色∶绿色)×(圆粒∶皱粒)＝(3∶1)(3∶1)＝黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒＝9∶3∶3∶1。
2．具有两对相对性状的纯合亲本杂交，F2中重组类型所占的比例一定是6/16吗？(必修2 P10“旁栏思考”拓展)
提示：当亲本基因型为YYRR和yyrr时，F2中重组类型所占比例是6/16；当亲本基因型为YYrr和yyRR时，F2中重组类型所占比例是10/16。
3．在豌豆杂交实验之前，孟德尔曾花了几年时间研究山柳菊，结果却一无所获，其原因主要有哪些？(必修2 P12“思考·讨论”)
提示：(1)山柳菊没有既容易区分又可以连续观察的相对性状。(2)山柳菊有时进行有性生殖，有时进行无性生殖。(3)山柳菊的花小，难以做人工杂交实验。
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．自由组合定律是指F1产生的4种类型的精子和4种卵细胞可以自由组合。 (×)
提示：自由组合定律是指F1产生配子时非同源染色体上的非等位基因自由组合。
3．自由组合定律的实质是等位基因分离的同时，非等位基因自由组合。 (×)
提示：自由组合定律的实质是同源染色体上等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
4．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。 (×)
提示：亲本的基因型也可能是Yyrr×yyRr。
5．基因的分离定律和自由组合定律具有相同的细胞学基础。 (√)
1．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%，出现这一结果的原因可能是________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：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同源染色体的非姐妹染色单体发生互换，产生四种类型的配子，其比例为42%∶8%∶8%∶42%
2．利用①aaBBCC、②AAbbCC和③AABBcc来确定这三对等位基因是否分别位于三对同源染色体上的实验思路是____________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：选择①×②、②×③、①×③三个杂交组合，分别得到F1并自交得到F2，若各杂交组合的F2中均出现四种表型，且比例为9∶3∶3∶1或其变式，则可确定这三对等位基因分别位于三对同源染色体上
1．位于两对常染色体上的两对等位基因的遗传
AABB×aabb→AaBb AAbb×aaBB→AaBb
AaBb×aabb→AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb
Aabb×aaBb→AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb
AaBb×Aabb→表型：3∶3∶1∶1
AaBb×aaBb→表型：3∶S3∶1∶1
AaBb×AaBb→基因型：1AABB∶2AABb∶1AAbb∶2AaBB∶
4AaBb∶2Aabb∶1aaBB∶2aaBb∶1aabb
表型：9A_B_ ∶ 3A_bb ∶ 3aaB_ ∶ 1aabb
1AABB 2Aabb 2aaBb
2AaBB 1AAbb 1aaBB
2AABb
4AaBb
2．位于一对常染色体上的两对等位基因的遗传
(1)
①测交：a．不发生互换，子代表型比例：1∶1
b．发生互换，子代表型比例为：两多两少
②自交：a．不发生互换，子代表型比例：3∶1
b．发生互换，子代表型比例为：四种不成比例
(2)
①测交：a．不发生互换，子代表型比例：1∶1
b．发生互换，子代表型比例为：两多两少
②自交：a．不发生互换，子代表型比例：1∶2∶1
b．发生互换，子代表型比例为：四种不成比例
(3)→子代表型比例：1∶1∶1∶1
1．研究者在两个纯种的小鼠品系中均发现了眼睛变小的隐性突变个体，欲通过一组杂交实验确定这两个隐性突变基因是否为同一基因的等位基因，请设计杂交实验并预测实验结果。
提示：让两个纯种品系的小鼠杂交，观察子代的性状。若子代都是眼睛变小，则突变的两个基因为同一基因的等位基因；若子代的眼睛正常，则突变的两个基因不是同一基因的等位基因。
2．果蝇的灰身(B)对黑身(b)为显性；长翅(V)对残翅(v)为显性，这两对等位基因位于常染色体上。一对灰身残翅与黑身长翅的果蝇杂交，子代出现灰身长翅、灰身残翅、黑身长翅、黑身残翅，比例为1∶1∶1∶1。
(1)该实验结果能不能证明这两对等位基因位于两对同源染色体上，请说明理由。
(2)利用上述杂交实验的子代果蝇为材料设计两个不同的实验，要求这两个实验都能独立证明两对基因位于两对同源染色体上。请写出两个实验的杂交组合及子代表型的比例。
提示：(1)不能，因为两对等位基因位于一对同源染色体上和位于两对同源染色体上，都会出现这一结果。
(2)实验1：灰身长翅×灰身长翅，子代表型的比例为9∶3∶3∶1；实验2：灰身长翅×黑身残翅，子代表型的比例为1∶1∶1∶1。
考查两对相对性状的遗传实验及科学方法
1．(2022·山东中学联盟大联考)为体验“假说—演绎法”的步骤，某高中以玉米为研究对象，研究非甜和甜粒(D、d)，高茎和矮茎(H、h)两对相对性状的遗传规律。将纯合的非甜矮茎植株与纯合的甜粒高茎植株杂交，F1全表现为非甜高茎，并将F1进行了自交、测交实验，下列说法正确的是( )
A．由F2出现了重组型，可以推测“F1产生配子时，D、d与H、h自由组合”
B．F1测交实验中子代的表型及比例为非甜高茎∶非甜矮茎∶甜粒高茎∶甜粒矮茎＝1∶1∶1∶1属于演绎的过程
C．若F2表型及比例不是9∶3∶3∶1，则这两对基因不遵循基因自由组合定律
D．由于玉米不是闭花授粉植物，因此不需要人工去雄
A [由F2出现了重组型，可以推测“F1产生配子时，D、d与H、h自由组合”，A正确；F1测交后代的表型及比例为非甜高茎∶非甜矮茎∶甜粒高茎∶甜粒矮茎＝1∶1∶1∶1，属于实验验证的过程，B错误；若这两对相对性状独立遗传(2对等位基因位于2对同源染色体上)，若某些种类的花粉致死或某些个体会死亡，F1自交时，其子代的表型及比例也不会出现9∶3∶3∶1，但仍遵循基因自由组合定律，C错误；玉米是雌雄同株异花授粉作物，进行杂交不需要进行人工去雄，D错误。]
2．(2022·广东佛山期末)已知水稻的高秆(D)对矮秆(d)为显性，抗病(R)对易感病(r)为显性。纯合品种甲与纯合品种乙杂交得F1，再让F1与水稻丙(ddRr)杂交，所得子代的表型及比例如图所示，下列分析正确的是( )
A．D/d、R/r基因是位于一对同源染色体上的非等位基因
B．亲代的基因型组合一定为DDRR×ddrr
C．子二代中杂合子占3/4，且杂合子中高矮植株比例为2∶1
D．若F1自交，其子代中基因型不同于F1的个体占7/16
C [根据子二代的比例3∶1∶3∶1判断D/d、R/r基因位于两对同源染色体上，A项错误；F1的基因型为DdRr，亲本的基因型还可能为DDrr×ddRR，B项错误；子一代的基因型为DdRr，丙的基因型为ddRr，故二者的杂交后代，子二代的基因型为DdRR∶2DdRr∶Ddrr∶ddRR∶2ddRr∶ddrr，根据基因型判断子二代中杂合子占3/4，且杂合子中高矮植株比例为2∶1，C项正确；若F1自交，其子代中基因型与F1相同的个体占1/2×1/2＝1/4，其子代中基因型不同于F1的个体占3/4，D项错误。]
考查对自由组合定律的理解
3．(2022·江苏南通调研)下列细胞为四种不同生物的体细胞，让这些生物自交得F1，再让F1测交，测交后代性状分离比不可能为1∶1∶1∶1(不考虑突变和互换)的是( )
A B C D
B [A图中2对等位基因分别位于2对同源染色体上，自交后代可能出现AaBb的个体，测交将出现1∶1∶1∶1的比例，A错误；B图中三对基因位于2对同源染色体上，且A、B连锁，a、b连锁，亲本自交会出现AaBb的个体，但是不考虑变异，只能产生2种类型的配子，测交后代的比例是1∶1，不会是1∶1∶1∶1，B正确；C图中A、a与C、c位于2对同源染色体上，遵循自由组合定律，自交后代出现AaCc的个体，测交实验可能会出现1∶1∶1∶1的比例，C错误；D图中存在三对符合自由组合定律的基因，自交后代会出现AaBbCC、AaBbcc、AaBBCc、AabbCc、AABbCc、aaBbCc的个体，测交都会出现1∶1∶1∶1的比例，D错误。]
4．(2022·广东六校联考)孟德尔用豌豆(2n＝14)进行遗传实验时研究了豌豆的七对相对性状，相关性状及其控制基因在染色体上的位置如图所示。下列叙述正确的是( )
A．孟德尔所研究的七对相对性状在遗传时均遵循基因的分离定律和自由组合定律
B．DDVV和ddvv杂交，F2中高茎豆荚不饱满个体所占的比例为3/16
C．孟德尔选用豌豆作为实验材料的原因之一是其体细胞中只具有14条染色体，遗传物质组成简单
D．纯合矮茎豆荚绿色豌豆和纯合高茎豆荚黄色豌豆进行杂交，F2中重组型性状的比例为5/8
D [根据基因在染色体上的位置，红花/白花、子叶黄色/白色两对基因位于一对同源染色体上，花腋生/顶生、高茎/矮茎、豆荚饱满/不饱满三对基因位于一对同源染色体上，不遵循基因的自由组合定律，A项错误；D、d和V、v两对等位基因位于一对同源染色体上，不遵循基因的自由组合定律，F2中高茎豆荚不饱满个体所占的比例不为3/16，B项错误；孟德尔选用豌豆作为实验材料的原因是豌豆植株具有稳定的易于区分的相对性状，严格自花传粉植物，自然情况下一般都为纯种，花比较大，易于做杂交实验，C项错误；高茎/矮茎和豆荚绿色/黄色两对基因位于两对同源染色体上，因此遵循自由组合定律，纯合矮茎豆荚绿色豌豆(ddGG)和纯合高茎豆荚黄色豌豆(DDgg)进行杂交，F2中重组型性状(高茎豆荚绿色豌豆和矮茎豆荚黄色豌豆)的比例为5/8，D项正确。]
自由组合定律的验证
5．某单子叶植物的非糯性(A)对糯性(a)为显性，抗病(T)对染病(t)为显性，花粉粒长形(D)对圆形(d)为显性，三对等位基因分别位于三对同源染色体上，非糯性花粉遇碘液变蓝，糯性花粉遇碘液变棕色。现有四种纯合子基因型分别为：①AATTdd、②AAttDD、③AAttdd、④aattdd。下列说法正确的是 ( )
A．若采用花粉鉴定法验证基因的分离定律，应该用①和③杂交所得F1的花粉
B．若采用花粉鉴定法验证基因的自由组合定律，可以观察①和②杂交所得F1的花粉
C．若培育糯性抗病优良品种，应选用①和④亲本杂交
D．将②和④杂交后所得的F1的花粉涂在载玻片上，加碘液染色后，均为蓝色
C [采用花粉鉴定法验证基因的分离定律，必须是可以在显微镜下观察出来的性状，即非糯性(A)和糯性(a)，花粉粒长形(D)和圆形(d)，①和③杂交所得F1的花粉只有抗病(T)和染病(t)不同，显微镜下观察不到，A错误；若采用花粉鉴定法验证基因的自由组合定律，则应该选择②④组合，观察F1的花粉，B错误；将②和④杂交后所得的F1(AattDd)的花粉涂在载玻片上，加碘液染色后，一半花粉为蓝色，一半花粉为棕色，D错误。]
自由组合定律的验证方法
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(或其变式)，则符合自由组合定律，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(或其变式)，则符合自由组合定律，由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制
花粉鉴定法 若有四种花粉，比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律
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，比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律
考点2 自由组合定律的常规解题规律和方法
题型1 由亲本基因型推断配子和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1×1/2×1/2＝1/4
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1/2×1/2×1/2＝1/8
1．(2022·山东泰安月考)已知A与a、B与b、D与d三对等位基因自由组合且为完全显性，基因型分别为AabbDd、AaBbDd的两个个体进行杂交。下列关于杂交后代的推测，正确的是( )
A．杂合子的比例为7/8
B．基因型有18种，AabbDd个体的比例为1/16
C．与亲本基因型不同的个体的比例为1/4
D．表型有6种，aabbdd个体的比例为1/32
A [纯合子的比例为1/2×1/2×1/2＝1/8，杂合子的比例为1－1/8＝7/8，A正确；基因型种类有3×2×3＝18(种)，AabbDd个体的比例为1/2×1/2×1/2＝1/8，B错误；与亲本基因型相同的个体占1/2×1/2×1/2＋1/2×1/2×1/2＝1/4，与亲本基因型不同的个体的比例为1－1/4＝3/4，C错误；子代表型有2×2×2＝8(种)，D错误。]
2．(2022·山东潍坊临朐一中检测)下图是甘蓝型油菜一些基因在亲本染色体上的排列情况，多次实验结果表明，E基因存在显性纯合胚胎致死现象。如果让F1自交，得到的F2个体中纯合子所占比例为( )
母本 父本
A．1/6 B．3/14
C．4/21 D．5/28
D [由题干信息可知三对等位基因分别位于三对同源染色体上，F1的基因型为BbEeFf、BbeeFf各占1/2。已知EE致死，F1的基因型为BbFfEe、BbFfee，其中BbFf自交后代纯合子占1/2×1/2＝1/4；Ee、ee自交后代EE∶Ee∶ee＝1∶2∶5，由于EE致死，所以其中纯合子占5/7，所以F1的自交后代纯合子占1/4×5/7＝5/28，D正确。]
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)→AaBb×Aabb或AaBb×aaBb。
3．(2023·山东滕州五中月考)假如水稻的高秆(D)对矮秆(d)为显性，抗瘟病(R)对易染病(r)为显性。现有一高秆抗病的亲本水稻和矮秆易染病的亲本水稻杂交，产生的F1再进行测交，结果如图所示(两对基因位于两对同源染色体上)，请问F1的基因型为 ( )
A．DdRR和ddRr B．DdRr和ddRr
C．DdRr和Ddrr D．ddRr
C [测交后代中高秆∶矮秆＝1∶1，说明F1的基因型为Dd，测交后代中抗瘟病∶易染病＝1∶3，说明F1中有两种基因型，即Rr和rr；综合可得，F1的基因型为DdRr、Ddrr，C正确。]
4．(2020·全国卷Ⅱ)控制某种植物叶形、叶色和能否抗霜霉病3个性状的基因分别用A/a、B/b、D/d表示，且位于3对同源染色体上。现有表型不同的4种植株：板叶紫叶抗病(甲)、板叶绿叶抗病(乙)、花叶绿叶感病(丙)和花叶紫叶感病(丁)。甲和丙杂交，子代表型均与甲相同；乙和丁杂交，子代出现个体数相近的8种不同表型。回答下列问题：
(1)根据甲和丙的杂交结果，可知这3对相对性状的显性性状分别是______________。
(2)根据甲和丙、乙和丁的杂交结果，可以推断甲、乙、丙和丁植株的基因型分别为________、________、__________和________。
(3)若丙和丁杂交，则子代的表型为__________________________。
(4)选择某一未知基因型的植株X与乙进行杂交，统计子代个体性状。若发现叶形的分离比为3∶1、叶色的分离比为1∶1、能否抗病性状的分离比为1∶1，则植株X的基因型为________。
[解析] (1)甲(板叶紫叶抗病)与丙(花叶绿叶感病)杂交，子代表型都是板叶紫叶抗病，说明板叶对花叶为显性、紫叶对绿叶为显性、抗病对感病为显性。(2)丙的表型为花叶绿叶感病，说明丙的基因型为aabbdd。根据甲与丙杂交子代都是板叶紫叶抗病推断，甲的基因型为AABBDD。乙(板叶绿叶抗病)与丁(花叶紫叶感病)杂交，子代出现个体数相近的8(即2×2×2)种不同表型，可以确定乙的基因型为AabbDd，丁的基因型为aaBbdd。(3)若丙(基因型为aabbdd)与丁(基因型为aaBbdd)杂交，子代的基因型为aabbdd和aaBbdd，表型为花叶绿叶感病、花叶紫叶感病。(4)植株X与乙(基因型为AabbDd)杂交，统计子代个体性状。根据叶形的分离比为3∶1，确定是Aa×Aa的结果；根据叶色的分离比为1∶1，确定是Bb×bb的结果；根据能否抗病性状的分离比为1∶1，确定是dd×Dd的结果，因此植株X的基因型为AaBbdd。
[答案] (1)板叶、紫叶、抗病 (2)AABBDD AabbDd aabbdd aaBbdd (3)花叶绿叶感病、花叶紫叶感病 (4)AaBbdd
题型3 多对基因自由组合
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)某种二倍体植物的n个不同性状由n对独立遗传的基因控制(杂合子表现显性性状)。已知植株A的n对基因均杂合。理论上，下列说法错误的是( )
A．植株A的测交子代会出现2n种不同表型的个体
B．n越大，植株A测交子代中不同表型个体数目彼此之间的差异越大
C．植株A测交子代中n对基因均杂合的个体数和纯合子的个体数相等
D．n≥2时，植株A的测交子代中杂合子的个体数多于纯合子的个体数
B [若n＝1，则植株A测交会出现2(21)种不同的表型，若n＝2，则植株A测交会出现4(22)种不同的表型，以此类推，当n对等位基因测交时，会出现2×2×2×2×……＝2n种不同的表型，A说法正确；n越大，植株A测交子代中表型的种类数目越多，但各表型的比例相等，与n的大小无关，B说法错误；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，占子代个体总数的比例均为()n，C说法正确；植株A的测交子代中，纯合子的个体数所占比例为()n，杂合子的个体数所占比例为1－()n，当n≥2时，杂合子的个体数多于纯合子的个体数，D说法正确。]
6．(2022·福建厦门质检)柑桔的果皮色泽同时受多对独立遗传的等位基因控制(如A、a；B、b；C、c……)，当个体的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时(即A_B_C_……)为红色，每对等位基因都不含显性基因时(即aabbcc……)为黄色，否则为橙色。现有果皮颜色分别为红色、黄色、橙色的三株柑桔进行如下实验：
实验甲：红色×黄色→红色∶橙色∶黄色＝1∶6∶1
实验乙：红色×橙色→红色∶橙色∶黄色＝3∶12∶1
据此分析正确的是( )
A．柑桔果皮的色泽受两对等位基因控制
B．实验甲中亲子代红色个体的基因型不同
C．实验乙橙色亲本有2种可能的基因型
D．实验乙的子代橙色个体具有9种基因型
D [实验甲中，红色(A_B_C_……)×黄色(aabbcc……)→红色∶橙色∶黄色＝1∶6∶1，相当于测交，由于子代出现了黄色植株(aabbcc)，说明亲本红色植株的基因型为 AaBbCc，其产生的ABC配子占1/8，即(1/2)3，则可推测柑桔果皮的色泽受 3 对等位基因控制，A错误；实验甲的亲本基因型为AaBbCc×aabbcc，实验甲亲、子代中红色植株基因型相同，都是 AaBbCc，B错误；实验乙中，红色亲本的基因型是 AaBbCc，由子代中红色植株所占比例为3/16，即 3/4×1/2×1/2，可推测橙色亲本含1 对杂合基因和2 对隐性纯合基因，橙色亲本可能有3 种基因型，即Aabbcc、aaBbcc 或aabbCc，C 错误；实验乙亲本红色的基因型为AaBbCc，橙色的基因型为Aabbcc(或aaBbcc或aabbCc)，故实验乙的子代基因型共有3×2×2(或2×3×2或2×2×3)＝12(种)，其中红色子代有2种基因型(AABbCc和AaBbCc或AaBBCc和AaBbCc或AaBbCC和AaBbCc)，黄色子代有1种基因型(aabbcc)，则橙色子代有12－3＝9种基因型，D正确。]
题型4 基因在染色体上位置的判断与探究
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染色体上，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．(2023·华师大附中检测)小鼠的肢体发育需要A/a和B/b基因的同时参与。aaBB、AAbb个体均为肢体畸形(可繁殖)，这两种个体杂交得到的F1正常，F1个体进行测交，在240只F2小鼠中，除4只个体正常外，其他均为肢体畸形。下列说法正确的是( )
A．A/a、B/b基因的遗传符合自由组合定律
B．肢体畸形小鼠的基因型共有5种
C．可通过测交鉴定肢体正常小鼠的基因型
D．F1相互交配，子代正常小鼠的基因型有3种
B [根据题意分析，A/a、B/b基因位于一对染色体上，不遵循自由组合定律，A错误；肢体发育需要A/a和B/b基因的同时参与，肢体畸形小鼠aaBB和AAbb杂交产生的F1(AaBb)肢体正常，即同时含有A、B基因时，小鼠才表现为正常，所以肢体畸形小鼠的基因型有aaBB、aaBb、aabb、AAbb和Aabb，共5种，B正确；肢体正常小鼠的基因型有AABB、AABb、AaBB和AaBb，当其测交时，无法区分AABb和AaBB，因为这两种基因型和aabb交配，子代肢体正常和肢体畸形的比例为1∶1，C错误；F1的基因型是AaBb，且aB连锁、Ab连锁，由于测交子代出现了A_B_的肢体正常个体，所以F1减数分裂时发生了互换，产生了AB、Ab、aB和ab的配子，其随机交配产生的正常小鼠的基因型有AABB、AaBB、AABb和AaBb，共4种，D错误。]
8．科学家将耐盐植物的耐盐基因成功导入小麦体内，结果发现第一批植物自交后代耐盐∶不耐盐＝3∶1；第二批植物自交后代耐盐∶不耐盐＝15∶1。有关两批转基因植物基因导入的位置的判断正确的是( )
A．第一批小麦耐盐基因导入一对同源染色体上；第二批小麦基因导入两对同源染色体上
B．第一批小麦耐盐基因导入一条染色体上；第二批小麦基因导入两条非同源染色体上
C．第一批小麦耐盐基因导入一对同源染色体上；第二批小麦基因导入两条非同源染色体上
D．第一批小麦基因导入一条染色体上；第二批小麦基因导入两对同源染色体上
B [自交后代耐盐∶不耐盐＝3∶1，说明导入的基因遵循分离定律遗传，基因导入一条染色体上；自交后代耐盐∶不耐盐＝15∶1，说明导入的基因遵循自由组合定律遗传，基因导入两条非同源染色体上。]
9．(2022·广东韶关检测)2017年，被誉为“杂交水稻之父”的袁隆平院士宣布了两项重大研究成果：一是成功的培育出了耐盐碱的“海水稻”，二是利用现代生物技术将普通水稻中的吸镉基因敲除，获得了含镉量低的低镉水稻。有关遗传分析见表：
水稻品种 表型 导入或敲除的相关基因
普通水稻 不耐盐高镉 未导入和敲除
海水稻 耐盐高镉 B＋
低镉稻 不耐盐低镉 C－
(注：B＋表示导入的耐盐基因，C－表示吸镉基因被敲除，B＋对B－为完全显性，基因型C＋C＋、C＋C－和C－C－分别表现为高镉、中镉和低镉。)
请回答：
(1)根据已知条件，C＋对C－为________(填“完全显性”或“不完全显性”)，纯合普通水稻的基因型为________。
(2)在进行水稻(2n＝24)基因组测序时，应对____________条染色体上的基因进行测序。
(3)现有普通水稻、海水稻和低镉稻(均为纯合子)，请设计杂交实验探究B＋/B－和C＋/C－两对基因是否位于一对同源染色体上。
实验思路：___________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
预期实验结果：
①若F2中不耐盐低镉的比例为________，则B＋/B－和C＋/C－两对基因位于一对同源染色体上。
②若F2中不耐盐低镉的比例为________，则B＋/B－和C＋/C－两对基因位于两对同源染色体上。
[解析] (1)据题意可知，基因型C＋C＋、C＋C－和C－C－分别表现为高镉、中镉和低镉，因此C＋对C－为不完全显性。B＋表示导入的耐盐基因，B＋对B－为完全显性，普通水稻不耐盐高镉，因此基因型为B－B－C＋C＋。
(2)水稻是雌雄同体的植株，因此对水稻(2n＝24)基因组进行测序，需要测12条染色体上的碱基序列。
(3)探究两对基因是否位于一对同源染色体上，常用的方法是利用双杂合个体自交或者测交，现有的材料是普通水稻(B－B－C＋C＋)、海水稻(B＋B＋C＋C＋)和低镉稻(B－B－C－C－)，因此首先要得到双杂合个体，可用海水稻(B＋B＋C＋C＋)和低镉稻(B－B－C－C－)杂交得到B＋B－C＋C－，然后再进行自交或者测交。据此实验思路为：用纯合海水稻和低镉稻杂交得F1，再用F1自交或者测交得F2，观察并统计F2中的表型及比例。预期实验结果为：如果B＋/B－和C＋/C－两对基因位于一对同源染色体上，F1(B＋B－C＋C－)能产生B＋C＋和B－C－两种配子，自交后代为B＋B＋C＋C＋(耐盐高镉)∶B＋B－C＋C－(耐盐中镉)∶B－B－C－C－(不耐盐低镉)＝1∶2∶1，不耐盐低镉的比例为1/4；测交后代：B＋B－C＋C－(耐盐中镉)∶B－B－C－C－(不耐盐低镉)＝1∶1，不耐盐低镉的比例为1/2。
如果B＋/B－和C＋/C－两对基因位于两对同源染色体上，F1(B＋B－C＋C－)能产生B＋C＋、B＋C－、B－C＋、B－C－四种配子，自交后代为不耐盐低镉B－B－C－C－比例为1/4×1/4＝1/16；测交后代不耐盐低镉B－B－C－C－比例为1/4×1＝1/4。
[答案] (1)不完全显性 B－B－C＋C＋ (2)12 (3)用纯合海水稻和低镉稻杂交得F1，再用F1自交得F2，观察并统计F2中的表型及比例(或用纯合海水稻和低镉稻杂交得F1，再用F1测交得F2，观察并统计F2中的表型及比例) ①1/4(或1/2)
②1/16(或1/4)
1．核心概念
(1)(必修2 P13)表型：生物个体表现出来的性状。
(2)(必修2 P13)基因型：与表型有关的基因组成。
(3)(必修2 P13)等位基因：控制相对性状的基因。
2．结论语句
(1)(必修2 P15)基因型是性状表现的内在因素，表型是基因型的表现形式。
(2)(必修2 P32)基因的自由组合定律的实质：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；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。
1．(2022·山东等级考)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 ①×② ①×③ ①×④ ①×⑤ ②×⑥
子代叶片边缘 光滑形 锯齿状 锯齿状 光滑形 锯齿状
A．②和③杂交，子代叶片边缘为光滑
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的子代全为锯齿状，说明①与③④应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的，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状，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的子代全为锯齿状，说明②⑥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。]
2．(2021·湖北选择性考试)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 [据表格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；假设甲基因型为AAbbCC，乙基因型为aaBBCC，丙基因型为AABBcc，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；据表格分析可知，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．(2021·海南等级考)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________。
[解析] (1)结合表格分析可知，亲本分别是白色和橘红色杂交，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)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。F2中关于果皮底色的表型有2种，关于果皮底色和果皮覆纹的表型有3种，故F2的表型有2×3＝6种。
[答案] (1)橘红色 (2)AaBbEeFf 8 (3)6 9∶3∶4 5/6
4．(2022·全国甲卷)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。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比例是________。
(3)已知玉米籽粒的糯性和非糯是由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，可判断糯性与非糯的显隐性。若糯性是显性，则实验结果是______________________
___________________________________________________________________；
若非糯是显性，则实验结果是__________________________________________
_____________________________________________________________________。
[解析] (1)杂交育种的原理是基因重组，若甲为母本，乙为父本杂交，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进行人工去雄操作并套袋隔离，等花粉成熟后再通过人工授粉把乙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，丁的基因型为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(bbtt)相同的比例为1/4。
(3)假设糯性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。
[答案] (1)花粉未成熟之前对甲去雄套袋，再授乙的花粉套袋隔离 (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
5．(2021·湖南选择性考试)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、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F3 Ⅰ，高秆与半矮秆比例和杂交组合①②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？________。
[解析] (1)根据杂交组合①②正反交的F2结果高秆∶半矮秆都约为15∶1，所以半矮秆为隐性遗传，且该性状是由非同源染色体上的两对隐性基因控制的，即只有基因型为aabb时表现为半矮秆，其他基因型均表现为高秆。杂交组合①中F1的基因型为AaBb，F1自交时雌雄配子有4×4＝16种组合方式。其细胞遗传学基础是减数分裂形成配子时，同源染色体上的等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合。(2)杂交组合①中F1的基因型为AaBb，产生的F2的基因型为AA_ _和_ _BB占F2中所有高秆植株的7/15，它们自交后代都表现为高秆，所以属于F3 Ⅰ；F2中基因型为AaBb的植株自交，产生的后代高秆∶半矮秆＝15∶1，与杂交组合①②的F2基本一致，记为F3 Ⅱ，基因型为AaBb的植株占F2中所有高秆植株的4/15；F2中基因型为Aabb和aaBb的高秆植株自交，产生的后代高秆∶半矮秆＝3∶1，与杂交组合③的F2基本一致，记为F3 Ⅲ，基因型为Aabb和aaBb的植株占F2中所有高秆植株的4/15，故产生F3 Ⅰ、F3 Ⅱ、F3 Ⅲ的高秆植株的数量比为7∶4∶4。基因型为Aabb和aaBb的高秆植株相互杂交的子一代再自交才能验证自由组合定律，否则只能验证分离定律。
[答案] (1)非同源染色体上的两对隐性基因控制的遗传 16 减数分裂形成配子时，同源染色体上的等位基因分离，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
(教师用书独具)
(2022·北京等级考)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
图2
(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，相关机制如图2所示。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，其果肉呈橙色的原因是______________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)有一果实不能成熟的变异株M，果肉颜色与甲相同，但基因A并未突变，而调控基因A表达的基因C转录水平极低。基因C在果实中特异性表达，敲除野生型中的基因C，其表型与M相同。进一步研究发现M中基因C的序列未发生改变，但其甲基化程度一直很高。推测果实成熟与基因C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________(选填序号)，并检测基因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
[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1可知，F2的表型比例约为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，则存在基因A或基因H，不存在基因B时，果肉呈橙色。因此，aabb中前体物质2积累，其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)基因C表达的产物可以调控基因A的表达，变异株M中基因C的序列未发生改变，但其甲基化程度一直很高，欲检测基因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，使得基因C去甲基化，并检测基因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，检测野生型植株基因C的甲基化水平及表型，与变异株进行比较；也可以将果实特异性表达的甲基化酶基因导入野生型，检测野生型基因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基因C甲基化水平改变有关的结论，故选①②④。
[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
课时分层作业(十五) 孟德尔的豌豆杂交实验(二)
1．(2022·广东东莞检测)已知三对基因在染色体上的位置情况如图所示，且三对基因分别单独控制三对相对性状，则下列说法正确的是( )
A．三对基因的遗传遵循基因的自由组合定律
B．基因型为AaDd的个体与基因型为aaDd的个体杂交后代会出现4种表型，比例为3∶3∶1∶1
C．如果基因型为AaBb的个体在产生配子时没有发生互换，则它只产生4种配子
D．基因型为AaBb的个体自交后代会出现4种表型，比例为9∶3∶3∶1
B [由题图分析可知，A和B、a和b基因位于一对同源染色体上，不遵循基因的自由组合定律，A错误；A/a和D/d位于非同源染色体上，遵循自由组合定律，由自由组合定律可知，基因型为AaDd的个体与基因型为aaDd的个体杂交的后代会出现4种表型，比例为3∶3∶1∶1，B正确；如果基因型为AaBb的个体在产生配子时没有发生互换，则只产生AB和ab两种配子，C错误；A和B、a和b基因位于一对同源染色体上，不遵循基因的自由组合定律，因此自交后代不会出现9∶3∶3∶1的分离比， D错误。]
2．(2023·山东枣庄三中月考)某雌雄同株植物中，基因型AA、Aa、aa分别控制大花瓣、小花瓣、无花瓣；基因型BB和Bb控制红色花瓣，基因型bb控制白色花瓣；这两对等位基因独立遗传。基因型不同的两个纯种作亲本杂交得F1，F1全部为红色小花瓣植株；F1自交得F2。下列有关叙述错误的是( )
A．该植物最多有9种基因型，6种表型
B．若F2有5种表型，则无花瓣的F2自交，子代共有三种基因型
C．若F2有3种表型，则两亲本的基因型分别为AABB、aaBB
D．若F1的基因型为AaBb，F2中无花瓣植株中纯合子占1/2
A [该植物最多有9种基因型，5种表型，A错误；若F2有5种表型，无花瓣的基因型是aa__，则无花瓣的F2自交后代都是无花瓣aa__，共有三种基因型，B正确；若F2有3种表型，则F2基因型可能为AA、Aa、aa，分别控制大花瓣、小花瓣、无花瓣，只有A/a这对基因发生性状分离，第二对基因纯合稳定遗传，则两亲本的基因型分别为AABB、aaBB，F1为AaBB，全部为红色小花瓣植株，C正确；如果F1基因型是AaBb，F2无花瓣的基因型是aaBB∶aaBb∶aabb＝1∶2∶1，纯合子占1/2，D正确。]
3．(2022·潍坊四中检测)用两株植物做亲本杂交，获得了 200 颗种子，将这些种子种下去，植株成熟后表型及比例如下表。下列分析错误的是( )
表型 红果叶 片短毛 红果叶 片无毛 红果叶 片长毛 黄果叶 片短毛 黄果叶 片长毛 黄果叶 片无毛
数量(株) 74 38 36 26 14 12
A．果实和叶毛的遗传遵循基因的自由组合定律
B．两亲本植株都是杂合子
C．两亲本的表型都是黄果叶片长毛
D．就叶毛来说，无毛与长毛都是纯合子
C [根据子代表型的比例为6∶3∶3∶2∶1∶1，可知双亲应为双杂合子，果实和叶毛的遗传遵循基因的自由组合定律，A、B正确；两亲本应为双杂合子，其表型都是红果叶片短毛，C错误；就叶毛来说，由于子代短毛∶无毛∶长毛＝2∶1∶1，可知叶片的长毛、无毛和短毛受一对基因控制，表现为不完全显性，无毛与长毛都是纯合子，D正确。]
4．(2022·江苏南京一模)某研究所将拟南芥的三种耐盐基因S1、S2、S3(分别用表示)导入玉米，筛选出成功整合的耐盐植株(三种基因都存在才表现为高耐盐性状)。如图表示三种基因随机整合获得的某一植株，让其自交(不考虑互换等变化)，后代中高耐盐性状的个体所占比例是( )
A．3/4 B．9/16
C．3/8 D．1/2
B [该植株可产生含耐盐基因数为3(S1、S2、S3)、2(S1、S3)、1(S2)、0这四种类型的配子，比例为1∶1∶1∶1。自交(不考虑互换等变化)后代中高耐盐性状(三种基因都存在才表现为高耐盐性状)的个体所占比例是：1/4的“3”雌配子与各种雄配子结合的个体、1/4的“3”雄配子与各种雌配子结合的个体(所占比例为2×1/4－1/4×1/4＝7/16)、1/4的“2”雌配子与1/4的“1”雄配子结合的个体(所占比例为1/16)、1/4的“1”雌配子与1/4的“2”雄配子结合的个体(所占比例为1/16)，共计7/16＋1/16＋1/16＝9/16，B符合题意。]
5．(2023·辽宁名校联考)某自花传粉植物的矮茎、高茎，腋花、顶花这两对相对性状各由一对等位基因控制，这两对等位基因自由组合。现有该种植物的甲、乙两植株，甲自交后，子代均为矮茎，但有腋花和顶花性状分离；乙自交后，子代均为顶花，但有高茎和矮茎性状分离。下列相关叙述正确的是( )
A．若甲为矮茎腋花，则可判断矮茎为显性，腋花为显性
B．若乙为高茎顶花，则可判断矮茎为隐性，顶花为隐性
C．若甲为矮茎腋花，乙为高茎顶花，甲和乙杂交，根据子代表型及比例即可判断两对相对性状的显隐性
D．若甲为矮茎腋花，乙为高茎顶花，甲和乙杂交，子代表型的比例为1∶1∶1∶1
D [若甲为矮茎腋花，根据子代的表型，则可判断腋花为显性，不可判断矮茎为显性，A错误；若乙为高茎顶花，根据子代的表型，则可判断矮茎为隐性，不可判断顶花为显性，B错误；若甲为矮茎腋花，乙为高茎顶花，根据甲、乙各自自交的结果，可分别判断腋花为显性、高茎为显性，若用A、a和B、b基因分别代表控制高茎、矮茎和腋花、顶花的基因，则甲的基因型为aaBb，乙的基因型为Aabb，甲和乙杂交子代的表型比例为1∶1∶1∶1，根据子代表型及比例不能判断两对相对性状的显隐性，C错误，D正确。]
6．其植物红花和白花这对相对性状同时受多对等位基因(A、a，B、b，C、c……)控制，当个体的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时才开红花，否则开白花。现将两个纯合的白花品系杂交，F1开红花，再将F1自交，F2中的白花植株占37/64，若不考虑变异，下列说法不正确的是( )
A．每对基因的遗传均遵循分离定律
B．该花色遗传至少受3对等位基因控制
C．F2红花植株中杂合子占26/27
D．F2白花植株中纯合子基因型有4种
D [每对基因的遗传均遵循分离定律；本实验中，将两个纯合的白花品系杂交，F1开红花，再将F1自交，F2中的白花植株占37/64，则红花植株占1－37/64＝27/64＝(3/4)3，根据n对等位基因自由组合且完全显性时，F2中显性个体的比例为(3/4)n，可判断该花色遗传至少受3对等位基因的控制；在F2中，红花植株占1－37/64＝27/64，其中有1/27的个体(AABBCC)是纯合子，则有26/27的个体是杂合子；由于每对等位基因都至少含有一个显性基因时才开红花，所以F2红花植株中纯合子(AABBCC)基因型只有1种，白花植株中纯合子基因型有23－1＝7(种)。]
7．(2022·山东潍坊期末)某雌雄同株植物花瓣色素的形成途径如图所示。酶①、酶②、酶③的合成依次受显性基因 A、B、D控制，对应的隐性基因不能控制酶的合成，三对基因独立遗传。已知当酶②存在时，黄色素能全部转化为红色素。蓝色素和黄色素同时存在时，花瓣表现为绿色；蓝色素和红色素同时存在时，花瓣表现为紫色。下列叙述不正确的是( )
A．开白花的纯合植株基因型有2种可能
B．若某植株自交得到的子代表型及比例为紫花∶红花∶绿花∶黄花＝9∶3∶3∶1，则该植株开红花
C．纯种的蓝花植株与纯种的红花植株杂交，F1的基因型可能是 AaBBDd
D．基因型为 AaBbDd的植株自交，后代的表型及比例是紫花∶蓝花∶红花∶绿花∶黄花∶白花＝27∶12∶9∶9∶3∶4
B [开白花的纯合植株基因型有aaBBdd和aabbdd 2种可能，A正确；若某植株自交得到的子代表型及比例为紫花(A_B_D_)∶红花(A_B_dd)∶绿花(A_bbD_)∶黄花(A_bbdd)＝9∶3∶3∶1，则该植株基因型为AABbDd，该植株开紫花，B错误；纯种的蓝花植株(aaBBDD或aabbDD)与纯种的红花植株(AABBdd)杂交，F1的基因型是AaBBDd或AaBbDd，C正确；基因型为 AaBbDd 的植株自交，紫花(A_B_D_)为3/4×3/4×3/4＝27/64，蓝花(aa_ _D_)为1/4×1×3/4＝3/16，红花(A_B_dd)为3/4×3/4×1/4＝9/64，绿花(A_bbD_)为3/4×1/4×3/4＝9/64，黄花(A_bbdd)为3/4×1/4×1/4＝3/64，白花(aa_ _dd)为1/4×1×1/4＝1/16，后代的表型及比例是紫花∶蓝花∶红花∶绿花∶黄花∶白花＝27∶12∶9∶9∶3∶4，D正确。]
8．(2022·江西赣州一模)某植物的两性植株和雌株受一对等位基因E/e控制，两性植株上有雌花和雄花，雌株上只有雌花。植株的高度由基因A/a控制，叶型由基因B/b控制。研究人员选取纯合高秆柳叶雌株和纯合矮秆掌状叶两性植株作亲本杂交得F1，让F1自交，所得F2的表型及比例为高秆掌状叶两性株∶矮秆掌状叶两性株∶高秆柳叶雌株∶矮秆柳叶雌株＝9∶3∶3∶1。据此分析回答下列问题：
(1)F1的基因型为________，表型为__________________。
(2)基因B/b与E/e位于________(填“一对”或“两对”)同源染色体上，理由是
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________；
若F1自交后代出现了少量的掌状叶雌株和柳叶两性植株，产生的原因最可能是________________________________。
(3)为进一步验证基因A/a与E/e的遗传遵循基因的自由组合定律，请用上述实验中涉及的植株为材料，设计实验并预期实验结果。
①实验设计方案：__________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
②预期实验结果：
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[解析] (1)根据题干分析可知，F1基因型为AaBbEe，表型为高秆掌状叶两性株。
(2)根据题干分析可知，B/b和E/e两对等位基因不符合自由组合定律，且B与E基因位于同一条染色体，b与e基因位于同一条染色体。即基因B/b与E/e位于一对同源染色体。原因是F1自交所得F2的表型及比例为掌状叶两性株∶柳叶雌株＝3∶1，若B/b和E/e两对等位基因独立遗传，F2表型及比例应为掌状叶两性株∶掌状叶雌株∶柳叶两性株∶柳叶雌株＝9∶3∶3∶1。若F1自交后代出现了少量的掌状叶雌株和柳叶两性植株，产生的原因最可能是减数第一次分裂四分体时期，B/b和E/e基因所在同源染色体发生了互换，导致形成少量的Be配子和bE配子参与了受精作用。
(3)①若想验证基因A/a与E/e的遗传是否遵循基因的自由组合定律，则可以选择F1与矮秆雌株进行杂交，观察统计子代的表型及比例。
②若子代出现高秆两性株∶矮秆两性株∶高秆雌株∶矮秆雌株＝1∶1∶1∶1，则基因A/a与E/e的遗传遵循基因的自由组合定律。
[答案] (1)AaBbEe 高秆掌状叶两性株 (2)一对 F1自交所得F2的表型及比例为掌状叶两性株∶柳叶雌株＝3∶1 减数第一次分裂四分体时期发生了互换 (3)①选取矮秆雌株与F1进行杂交(测交)，观察后代的表型及比例 ②后代将产生四种表型，其比例为高秆两性株∶矮秆两性株∶高秆雌株∶矮秆雌株＝1∶1∶1∶1
9．(2022·广东深圳检测)果蝇的甲性状与乙性状是一对相对性状，已知相关基因位于常染色体上。让若干甲性状果蝇相互交配，所得F1中甲性状果蝇∶乙性状果蝇＝15∶1，若不考虑基因突变和染色体变异，则下列判断错误的是( )
A．若受一对等位基因控制，则亲本果蝇中纯合子占1/2
B．若受一对等位基因控制，让F1自由交配，则所得F2中乙性状出现的概率不变
C．若受独立遗传的两对等位基因控制，则F1甲性状果蝇中与亲本基因型相同的占1/4
D．若受独立遗传的两对等位基因控制，让F1中的甲性状果蝇自由交配，则所得F2中乙性状果蝇占1/25
C [若受一对等位基因控制，根据题意分析可得，F1中a＝1/4、A＝3/4，亲本的基因频率与F1的基因频率相同，亲本都是甲性状，则亲本基因型为AA、Aa，各占1/2，A正确；若受一对等位基因控制，F1自由交配时，F1中a＝1/4、A＝3/4，F2中也是a＝1/4、A＝3/4，则AA＝9/16、Aa＝6/16、aa＝1/16，F2中乙性状出现的概率不变，B正确；若受独立遗传的两对等位基因控制，甲性状果蝇相互交配，所得F1中甲性状果蝇∶乙性状果蝇＝15∶1，说明aabb＝1/16，A_B_ ＋ A_ bb＋aaB_＝15/16，aabb控制乙性状，A _B_ 、A_ bb、aaB_控制甲性状，亲本为AaBb；F1中AaBb占4/16，F1甲性状占15/16，则F1甲性状果蝇中与亲本基因型相同的占4/15，C错误；若受独立遗传的两对等位基因控制，F1中的甲性状果蝇只有AaBb、Aabb 、aaBb能产生ab雌雄配子，配子占的比例＝4/15×1/4＋2/15×1/2＋2/15×1/2＝1/5，因此F2中乙性状果蝇(aabb)占的比例＝1/5×1/5＝1/25，D正确。]
10．(2022·广东茂名检测)如图为某遗传病系谱图。两对独立遗传且表现完全显性的基因与该病有关(用A、a和B、b表示)，且都可以单独致病(Ⅰ 1和Ⅰ 4婚配、Ⅰ 2和Ⅰ 3婚配，所生后代患病的概率均为0)。在调查对象中没有发现基因突变和染色体变异的个体。下列叙述错误的是( )
A．该病的遗传方式是常染色体隐性遗传
B．Ⅲ 1与Ⅲ 2的基因型均为AaBb
C．两种致病基因所控制合成的蛋白质不相同
D．Ⅱ 2与Ⅱ 5婚配，后代携带致病基因的概率为4/9
D [由题图分析可知，该种遗传病的遗传方式是常染色体隐性遗传病，A正确；由于Ⅱ 3和Ⅱ 4的后代Ⅲ 1正常，Ⅱ 3和Ⅱ 4基因型分别是AAbb、aaBB(或aaBB、AAbb)，所以Ⅲ 1和Ⅲ 2基因型是AaBb，B正确；两对基因独立遗传，控制合成的蛋白质不相同，C正确；Ⅰ 1、Ⅰ 2基因型是AABb、AABb，Ⅰ 3、Ⅰ 4基因型是AaBB、AaBB，则Ⅱ 2基因型及概率为1/3AABB或2/3AABb，产生配子的种类及比例是2/3AB、1/3Ab，Ⅱ 5基因型及概率为1/3AABB或2/3AaBB，产生配子的种类及比例是2/3AB、1/3aB，Ⅱ 2与Ⅱ 5婚配，后代不携带致病基因(AABB)的概率是2/3×2/3＝4/9，则携带致病基因的概率是1－4/9＝5/9，D错误。]
11．(2023·广东深圳联考)某玉米植株甲有对玉米螟的抗性(简称抗虫，相关基因用A/a表示)和对褐斑病的抗性(简称抗病，相关基因用B/b表示)。植株甲自交，所得F1的表型及比例为抗虫抗病∶抗虫不抗病∶不抗虫抗病∶不抗虫不抗病＝66∶9∶9∶16(已知各种配子存活率相同)。下列相关叙述正确的是( )
A．F1中抗虫抗病纯合子占1/16
B．植株甲的基因型为AaBb
C．两对基因的遗传遵循自由组合定律
D．F1中抗虫抗病个体的基因型有3种
B [植株甲自交，所得F1的表型及比例为抗虫抗病∶抗虫不抗病∶不抗虫抗病∶不抗虫不抗病＝66∶9∶9∶16，由此推出植株甲的基因型为AaBb，B项正确；F1的性状分离比为66∶9∶9∶16，而不是9∶3∶3∶1，由此说明这两对等位基因的遗传不遵循自由组合定律，C项错误；由F1中不抗虫不抗病个体(基因型为aabb)的占比为4/25可知，植株甲产生基因组成为ab的配子占比为2/5，进而推出基因组成为AB的配子占比为2/5，基因组成为Ab和aB的配子占比均为1/10，即F1中抗虫抗病纯合子(基因型为AABB)占2/5×2/5＝4/25，A项错误；F1中抗虫抗病个体的基因型有AABB、AABb、AaBB、AaBb，共4种，D项错误。]
12．(2022·广东佛山质检)研究人员发现了一种紫眼卷翅果蝇，用它与纯合野生型(红眼直翅果蝇)进行杂交实验，结果如下表所示。控制眼色的基因用A1/A2表示，控制翅型的基因用B1/B2表示。
组别 亲本 F1 F2
实验一 ♀紫眼卷翅×纯合野生型 雌雄果蝇均为红眼直翅∶红眼卷翅＝1∶1 F1红眼直翅相互交配产生的后代为红眼直翅∶紫眼直翅＝3∶1 F1红眼卷翅相互交配产生的后代为红眼卷翅∶红眼直翅∶紫眼卷翅∶紫眼直翅＝6∶3∶2∶1
实验二 紫眼卷翅×♀纯合野生型 与实验一相同 与实验一相同
请回答下列问题：
(1)根据__________________________，可以推断A1/A2和B1/B2都是核基因，并且这两对基因都位于常染色体上。
(2)上述实验中任选一只卷翅果蝇与野生型果蝇杂交，F1中都是卷翅∶直翅＝1∶1，以及___________，都表明卷翅基因存在纯合致死的情况。也就是说，基因B1/B2既能控制翅型，又能决定果蝇的生活力，这说明基因与性状之间存在______________________的关系。在控制果蝇生活力方面，控制卷翅的基因是________(填“显性”或“隐性”)的。
(3)已知B1/B2基因位于2号染色体上，那么A1/A2是否也在2号染色体上？________。说出你判断的理由。
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
为了进一步确定这一判断，请你从上述实验中再选取适当的材料进行检验，写出实验方案和预期结果。
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[解析] (1)据题意可知，实验一和实验二属于正反交，实验一和实验二的结果相同，即正反交结果相同，说明A1/A2和B1/B2都是核基因，并且这两对基因都位于常染色体上。
(2)据题意可知，野生型表现为红眼直翅果蝇，只考虑翅形，任选一只卷翅果蝇与野生型(直翅)果蝇杂交，F1中都是卷翅∶直翅＝1∶1，F1 卷翅相互交配产生的后代为卷翅∶直翅＝2∶1，都表明卷翅基因存在纯合致死的情况。基因B1/B2既能控制翅型，又能决定果蝇的生活力，这说明基因与性状之间存在一因多效/一种基因控制多种性状的关系。在控制果蝇生活力方面，只有两个卷翅基因都存在时，果蝇才致死，说明控制卷翅的基因是隐性的。
(3)据实验一和实验二中F1红眼卷翅相互交配，后代红眼∶紫眼＝3∶1，卷翅∶直翅＝2∶1，且红眼卷翅∶红眼直翅∶紫眼卷翅∶紫眼直翅＝6∶3∶2∶1，符合自由组合定律，说明眼色和翅型性状可以自由组合，已知B1/B2基因位于2号染色体上，那么A1/A2不在2号染色体上。证明两对等位基因是否遵循基因自由组合定律，可以用自交或者测交实验，该实验已经让F1红眼卷翅相互交配，为进一步证实，可以用测交实验，因此实验方案为：用F1红眼卷翅与F2紫眼直翅果蝇进行杂交，观察并统计后代的表型和比例。预期结果：后代中红眼卷翅∶红眼直翅∶紫眼卷翅∶紫眼直翅＝1∶1∶1∶1。
[答案] (1)实验一和实验二的结果相同 (2)F1卷翅相互交配产生的后代为卷翅∶直翅＝2∶1 一因多效/一种基因控制多种性状 隐性 (3)否 F1红眼卷翅相互交配产生的后代为红眼卷翅∶红眼直翅∶紫眼卷翅∶紫眼直翅＝6∶3∶2∶1，说明眼色和翅型性状可以自由组合
答案一：
实验方案：用F1红眼卷翅与F2紫眼直翅果蝇进行杂交，观察并统计后代的表型和比例。预期结果：后代中红眼卷翅∶红眼直翅∶紫眼卷翅∶紫眼直翅＝1∶1∶1∶1
答案二：
实验方案：用F1红眼直翅和红眼卷翅相互杂交，观察并统计后代的表型和比例。预期结果：后代中红眼卷翅∶红眼直翅∶紫眼卷翅∶紫眼直翅＝3∶3∶1∶1
13．(2022·重庆育才中学一模)女娄菜为XY型的雌雄异株，是一、二年或多年生具有观赏、药用等功能的二倍体(2N＝46)草本植物。其高秆和矮秆、绿叶和紫叶、抗病和感病三对性状分别受三对等位基因 A和a、B和b、G和g控制。某生物兴趣小组甲种植若干基因型相同的高秆绿叶抗病雌雄植株，收获其种子再种植，结果发现后代高秆绿叶抗病雌株∶高秆绿叶抗病雄株∶高秆绿叶感病雌株∶高秆绿叶感病雄株∶矮秆紫叶抗病雌株∶矮秆紫叶抗病雄株∶矮秆紫叶感病雌株∶矮秆紫叶感病雄株＝9∶9∶3∶3∶3∶3∶1∶1。请回答下列问题(本题所用的女娄菜都是一年生类型)：
(1)某生物兴趣小组乙欲对女娄菜进行基因组测序，应测________条染色体上的全部的基因序列。
(2)请写出甲组这三对等位基因在染色体上的位置关系：
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
(各基因用相关的字母表示)。
(3)科研人员将来自番茄的红素基因D和来自胡萝卜的基因E同时导入女娄菜细胞，培育出了能合成类胡萝卜素，且籽粒呈现不同颜色的转基因“黄金女娄菜”，相关基因对籽粒颜色的控制机制如图1，基因D和基因E插入位置的可能情况如图2(D和E基因插入的位置都位于常染色体上)。
图1
① ② ③
图2
将获得的插入位置相同的同种转基因女娄菜相互杂交，请根据子代的表型及比例，推测D与E基因在转基因女娄菜细胞染色体上的位置：
若子代_____________________________，则为①；
若子代_______________________________，则为②；
若子代_________________________________，则为③。
[解析] (1)基因组测序要求每对同源染色体测一条，性染色体存在非同源区段，所以性染色体两条都测，女娄菜为XY型的二倍体(2N＝46)，故应测22(常染色体)＋2(X、Y)＝24条染色体。
(2)由题意分析可知，高秆绿叶抗病雌雄植株杂交，子代出现高秆绿叶抗病∶高秆绿叶感病∶矮秆紫叶抗病∶矮秆紫叶感病＝9∶3∶3∶1，所以三对基因位于两对同源染色体上，其中A、B位于同一条染色体上。
(3)根据图示，同时含有DE时表现为亮红色，只含D表现为橙色，不含D表现为白色，即亮红色的基因型为D_E_，橙色的基因型为D_ee，白色的基因型为dd__。若基因位置如①，则根据基因分离定律，产生的雌雄配子DE∶de＝1∶1，其子代表型及比例为亮红色∶白色＝3∶1；若为②，则说明两对基因连锁，产生的雌雄配子De∶dE＝1∶1，其子代表型及比例为橙色∶亮红色∶白色＝1∶2∶1；若为③，则根据基因自由组合定律，子代表型及比例为亮红色∶橙色∶白色＝9∶3∶4(3＋1)。
[答案] (1)24 (2)三对等位基因均位于常染色体上，且基因A和B位于同一条染色体上 (3)亮红色∶白色＝3∶1 橙色∶亮红色∶白色＝1∶2∶1 亮红色∶橙色∶白色＝9∶3∶4
(教师用书独具)
(2021·福建选择考适应性测试)下列是关于果蝇眼色和翅型的相关研究。
(一)探究控制紫眼基因的位置
已知卷翅和正常翅由Ⅱ号染色体上的等位基因(A/a)控制，卷翅对正常翅为显性且存在纯合致死现象，红眼和紫眼由等位基因(B/b)控制。
回答下列问题：
(1)红眼对紫眼为________(填“显性”或“隐性”)。
(2)控制眼色的基因不在X染色体上(不考虑XY同源区段)，判断依据是____________________________________________________。
(3)亲本卷翅紫眼雌蝇的基因型为________。
(4)从F1中选取合适的材料，设计一个实验证明控制眼色的基因不在Ⅱ号染色体上。
杂交组合为：__________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
预期结果为：________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(二)研究性状与温度的关系
正常翅对残翅为显性。残翅果蝇相互交配后，将孵化出的幼虫一部分置于25 ℃的环境中培养，得到的果蝇全为残翅；另一部分在31 ℃的环境中培养，得到一些正常翅的果蝇(M果蝇)。
回答下列问题：
(5)用M果蝇与残翅果蝇杂交，后代在25 ℃下培养仍为残翅。可推测，M果蝇的基因型与残翅果蝇的基因型__________(填“相同”或“不同”)。综合分析，说明环境、基因与性状的关系是__________________________。
[解析] (1)亲本红眼与紫眼杂交，子代全为红眼，说明红眼是显性相状，紫眼是隐性性状。(2)如果控制眼色的基因在X染色体上(不考虑XY同源区段)，由于红眼对紫眼是显性，亲本控制眼色的基因组成为XBY×XbXb，则F1雄蝇基因型为XbY，全部为紫眼，雌蝇基因型XBXb，全部为红眼，与实验实际结果不吻合，所以果蝇控制眼色的基因位于常染色体上。(3)根据(2)分析，果蝇控制眼色的基因位于常染色体上，亲本基因型为BB×bb；根据分析，果蝇亲本关于翅型的基因型为aa×Aa，故亲本卷翅紫眼雌蝇基因型为Aabb，纯合正常翅红眼雄果蝇为aaBB。(4)已知“控制卷翅和正常翅的一对等位基因位于Ⅱ号染色体”，如果控制眼色的基因不在Ⅱ号染色体上，则两对基因的遗传遵循自由组合定律，因此可从F1中选择卷翅红眼雄果蝇(AaBb)×卷翅红眼(AaBb)雌果蝇，由于AA纯合致死，故后代卷翅红眼(AaB_)∶卷翅紫眼(Aabb)∶正常翅红眼(aaB_)∶正常翅紫眼(aabb)＝6∶2∶3∶1。如果该对基因在Ⅱ号染色体上，则两对基因连锁，则后代表型有2种，比例为2∶1。(5)M果蝇的正常翅性状若是由环境温度引起的，果蝇的基因型不变，仍为vv(设控制翅型的基因为V、v)；若是由遗传物质改变引起的，果蝇的基因型为Vv。为探究M果蝇产生的原因，让M果蝇与残翅果蝇杂交，后代在25 ℃下培养，若仍为残翅，则说明M果蝇的正常翅性状是不正常的孵化温度引起的，而不是遗传物质的改变造成的，M果蝇的基因型与残翅果蝇的基因型相同。由此可知，生物的性状表现是由基因和环境因素共同作用的结果。
[答案] (1)显性 (2)如果在X染色体上，F1雄蝇都为紫眼(或F1雌雄蝇都为红眼，且雌性红眼∶雄性红眼比例为1∶1，与性别无关) (3)Aabb
(4)杂交组合一：卷翅红眼雄果蝇×卷翅红眼雌果蝇 卷翅红眼∶卷翅紫眼∶正常翅红眼∶正常翅紫眼＝6∶2∶3∶1 杂交组合二：卷翅红眼果蝇×正常翅红眼果蝇 卷翅红眼∶卷翅紫眼∶正常翅红眼∶正常翅紫眼＝3∶1∶3∶1(写出其中一个杂交组合即可) (5)相同 生物性状是基因与环境共同作用的结果
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第五单元 遗传的基本规律和伴性遗传
第2讲 孟德尔的豌豆杂交实验(二)
考点1 两对相对性状的豌豆杂交实验和自由组合定律
一、两对相对性状杂交实验的“假说—演绎”分析
1．观察现象，提出问题
(1)两对相对性状杂交实验的过程
(2)对杂交实验结果的分析
(3)提出问题
F2中为什么会出现新的性状组合呢？F2中不同性状的比(9∶3∶3∶1)与一对相对性状杂交实验中F2的3∶1的数量比有联系吗？
2．提出假说，解释现象
(1)假说内容
①两对相对性状分别由两对遗传因子控制。
②F1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。
③F1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。
④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，检验假说
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。
二、自由组合定律
1．细胞学基础
2．实质、发生时间及适用范围
(1)实质：非同源染色体上的非等位基因自由组合。
(2)时间：减数分裂Ⅰ后期。
(3)范围：①真核(填“真核”或“原核”)生物有性(填“无性”或“有性”)生殖的细胞核(填“细胞核”或“细胞质”)遗传。
②独立遗传的两对及两对以上的等位基因。
三、孟德尔获得成功的原因和遗传规律的再发现
1．孟德尔获得成功的原因
(1)材料：正确选用豌豆作为实验材料。
(2)对象：对性状分析是由一对到多对，遵循由单因素到多因素的研究方法。
(3)结果处理：对实验结果进行统计学分析。
(4)方法：运用假说—演绎法这一科学方法。
2．遗传规律再发现
(1)1909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，他被后人公认为“遗传学之父”。
四、自由组合定律的应用
1．指导杂交育种，把优良性状组合在一起。
F1纯合子
2．为遗传病的推断提供理论依据。分析两种或两种以上遗传病的传递规律，推测基因型和表型的比例及群体发病率。
1．孟德尔实验中为什么要用正交和反交进行实验？从数学角度看，9∶3∶3∶1与3∶1能否建立联系？(必修2 P10“旁栏思考”)
提示：用正交和反交进行实验是为了证明性状的遗传是否和母本有关(排除细胞质遗传)。(黄色∶绿色)×(圆粒∶皱粒)＝(3∶1)(3∶1)＝黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒＝9∶3∶3∶1。
2．具有两对相对性状的纯合亲本杂交，F2中重组类型所占的比例一定是6/16吗？(必修2 P10“旁栏思考”拓展)
提示：当亲本基因型为YYRR和yyrr时，F2中重组类型所占比例是6/16；当亲本基因型为YYrr和yyRR时，F2中重组类型所占比例是10/16。
3．在豌豆杂交实验之前，孟德尔曾花了几年时间研究山柳菊，结果却一无所获，其原因主要有哪些？(必修2 P12“思考·讨论”)
提示：(1)山柳菊没有既容易区分又可以连续观察的相对性状。(2)山柳菊有时进行有性生殖，有时进行无性生殖。(3)山柳菊的花小，难以做人工杂交实验。
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．自由组合定律是指F1产生的4种类型的精子和4种卵细胞可以自由组合。 (×)
提示：自由组合定律是指F1产生配子时非同源染色体上的非等位基因自由组合。
3．自由组合定律的实质是等位基因分离的同时，非等位基因自由组合。 (×)
提示：自由组合定律的实质是同源染色体上等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
4．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。 (×)
提示：亲本的基因型也可能是Yyrr×yyRr。
5．基因的分离定律和自由组合定律具有相同的细胞学基础。 (√)
1．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%，出现这一结果的原因可能是________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：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同源染色体的非姐妹染色单体发生互换，产生四种类型的配子，其比例为42%∶8%∶8%∶42%
2．利用①aaBBCC、②AAbbCC和③AABBcc来确定这三对等位基因是否分别位于三对同源染色体上的实验思路是____________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：选择①×②、②×③、①×③三个杂交组合，分别得到F1并自交得到F2，若各杂交组合的F2中均出现四种表型，且比例为9∶3∶3∶1或其变式，则可确定这三对等位基因分别位于三对同源染色体上
1．位于两对常染色体上的两对等位基因的遗传
AABB×aabb→AaBb AAbb×aaBB→AaBb
AaBb×aabb→AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb
Aabb×aaBb→AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb
AaBb×Aabb→表型：3∶3∶1∶1
AaBb×aaBb→表型：3∶S3∶1∶1
AaBb×AaBb→基因型：1AABB∶2AABb∶1AAbb∶2AaBB∶
4AaBb∶2Aabb∶1aaBB∶2aaBb∶1aabb
表型：9A_B_ ∶ 3A_bb ∶ 3aaB_ ∶ 1aabb
1AABB 2Aabb 2aaBb
2AaBB 1AAbb 1aaBB
2AABb
4AaBb
2．位于一对常染色体上的两对等位基因的遗传
(1)
①测交：a．不发生互换，子代表型比例：1∶1
b．发生互换，子代表型比例为：两多两少
②自交：a．不发生互换，子代表型比例：3∶1
b．发生互换，子代表型比例为：四种不成比例
(2)
①测交：a．不发生互换，子代表型比例：1∶1
b．发生互换，子代表型比例为：两多两少
②自交：a．不发生互换，子代表型比例：1∶2∶1
b．发生互换，子代表型比例为：四种不成比例
(3)→子代表型比例：1∶1∶1∶1
1．研究者在两个纯种的小鼠品系中均发现了眼睛变小的隐性突变个体，欲通过一组杂交实验确定这两个隐性突变基因是否为同一基因的等位基因，请设计杂交实验并预测实验结果。
提示：让两个纯种品系的小鼠杂交，观察子代的性状。若子代都是眼睛变小，则突变的两个基因为同一基因的等位基因；若子代的眼睛正常，则突变的两个基因不是同一基因的等位基因。
2．果蝇的灰身(B)对黑身(b)为显性；长翅(V)对残翅(v)为显性，这两对等位基因位于常染色体上。一对灰身残翅与黑身长翅的果蝇杂交，子代出现灰身长翅、灰身残翅、黑身长翅、黑身残翅，比例为1∶1∶1∶1。
(1)该实验结果能不能证明这两对等位基因位于两对同源染色体上，请说明理由。
(2)利用上述杂交实验的子代果蝇为材料设计两个不同的实验，要求这两个实验都能独立证明两对基因位于两对同源染色体上。请写出两个实验的杂交组合及子代表型的比例。
提示：(1)不能，因为两对等位基因位于一对同源染色体上和位于两对同源染色体上，都会出现这一结果。
(2)实验1：灰身长翅×灰身长翅，子代表型的比例为9∶3∶3∶1；实验2：灰身长翅×黑身残翅，子代表型的比例为1∶1∶1∶1。
考查两对相对性状的遗传实验及科学方法
1．(2022·山东中学联盟大联考)为体验“假说—演绎法”的步骤，某高中以玉米为研究对象，研究非甜和甜粒(D、d)，高茎和矮茎(H、h)两对相对性状的遗传规律。将纯合的非甜矮茎植株与纯合的甜粒高茎植株杂交，F1全表现为非甜高茎，并将F1进行了自交、测交实验，下列说法正确的是( )
A．由F2出现了重组型，可以推测“F1产生配子时，D、d与H、h自由组合”
B．F1测交实验中子代的表型及比例为非甜高茎∶非甜矮茎∶甜粒高茎∶甜粒矮茎＝1∶1∶1∶1属于演绎的过程
C．若F2表型及比例不是9∶3∶3∶1，则这两对基因不遵循基因自由组合定律
D．由于玉米不是闭花授粉植物，因此不需要人工去雄
A [由F2出现了重组型，可以推测“F1产生配子时，D、d与H、h自由组合”，A正确；F1测交后代的表型及比例为非甜高茎∶非甜矮茎∶甜粒高茎∶甜粒矮茎＝1∶1∶1∶1，属于实验验证的过程，B错误；若这两对相对性状独立遗传(2对等位基因位于2对同源染色体上)，若某些种类的花粉致死或某些个体会死亡，F1自交时，其子代的表型及比例也不会出现9∶3∶3∶1，但仍遵循基因自由组合定律，C错误；玉米是雌雄同株异花授粉作物，进行杂交不需要进行人工去雄，D错误。]
2．(2022·广东佛山期末)已知水稻的高秆(D)对矮秆(d)为显性，抗病(R)对易感病(r)为显性。纯合品种甲与纯合品种乙杂交得F1，再让F1与水稻丙(ddRr)杂交，所得子代的表型及比例如图所示，下列分析正确的是( )
A．D/d、R/r基因是位于一对同源染色体上的非等位基因
B．亲代的基因型组合一定为DDRR×ddrr
C．子二代中杂合子占3/4，且杂合子中高矮植株比例为2∶1
D．若F1自交，其子代中基因型不同于F1的个体占7/16
C [根据子二代的比例3∶1∶3∶1判断D/d、R/r基因位于两对同源染色体上，A项错误；F1的基因型为DdRr，亲本的基因型还可能为DDrr×ddRR，B项错误；子一代的基因型为DdRr，丙的基因型为ddRr，故二者的杂交后代，子二代的基因型为DdRR∶2DdRr∶Ddrr∶ddRR∶2ddRr∶ddrr，根据基因型判断子二代中杂合子占3/4，且杂合子中高矮植株比例为2∶1，C项正确；若F1自交，其子代中基因型与F1相同的个体占1/2×1/2＝1/4，其子代中基因型不同于F1的个体占3/4，D项错误。]
考查对自由组合定律的理解
3．(2022·江苏南通调研)下列细胞为四种不同生物的体细胞，让这些生物自交得F1，再让F1测交，测交后代性状分离比不可能为1∶1∶1∶1(不考虑突变和互换)的是( )
A B C D
B [A图中2对等位基因分别位于2对同源染色体上，自交后代可能出现AaBb的个体，测交将出现1∶1∶1∶1的比例，A错误；B图中三对基因位于2对同源染色体上，且A、B连锁，a、b连锁，亲本自交会出现AaBb的个体，但是不考虑变异，只能产生2种类型的配子，测交后代的比例是1∶1，不会是1∶1∶1∶1，B正确；C图中A、a与C、c位于2对同源染色体上，遵循自由组合定律，自交后代出现AaCc的个体，测交实验可能会出现1∶1∶1∶1的比例，C错误；D图中存在三对符合自由组合定律的基因，自交后代会出现AaBbCC、AaBbcc、AaBBCc、AabbCc、AABbCc、aaBbCc的个体，测交都会出现1∶1∶1∶1的比例，D错误。]
4．(2022·广东六校联考)孟德尔用豌豆(2n＝14)进行遗传实验时研究了豌豆的七对相对性状，相关性状及其控制基因在染色体上的位置如图所示。下列叙述正确的是( )
A．孟德尔所研究的七对相对性状在遗传时均遵循基因的分离定律和自由组合定律
B．DDVV和ddvv杂交，F2中高茎豆荚不饱满个体所占的比例为3/16
C．孟德尔选用豌豆作为实验材料的原因之一是其体细胞中只具有14条染色体，遗传物质组成简单
D．纯合矮茎豆荚绿色豌豆和纯合高茎豆荚黄色豌豆进行杂交，F2中重组型性状的比例为5/8
D [根据基因在染色体上的位置，红花/白花、子叶黄色/白色两对基因位于一对同源染色体上，花腋生/顶生、高茎/矮茎、豆荚饱满/不饱满三对基因位于一对同源染色体上，不遵循基因的自由组合定律，A项错误；D、d和V、v两对等位基因位于一对同源染色体上，不遵循基因的自由组合定律，F2中高茎豆荚不饱满个体所占的比例不为3/16，B项错误；孟德尔选用豌豆作为实验材料的原因是豌豆植株具有稳定的易于区分的相对性状，严格自花传粉植物，自然情况下一般都为纯种，花比较大，易于做杂交实验，C项错误；高茎/矮茎和豆荚绿色/黄色两对基因位于两对同源染色体上，因此遵循自由组合定律，纯合矮茎豆荚绿色豌豆(ddGG)和纯合高茎豆荚黄色豌豆(DDgg)进行杂交，F2中重组型性状(高茎豆荚绿色豌豆和矮茎豆荚黄色豌豆)的比例为5/8，D项正确。]
自由组合定律的验证
5．某单子叶植物的非糯性(A)对糯性(a)为显性，抗病(T)对染病(t)为显性，花粉粒长形(D)对圆形(d)为显性，三对等位基因分别位于三对同源染色体上，非糯性花粉遇碘液变蓝，糯性花粉遇碘液变棕色。现有四种纯合子基因型分别为：①AATTdd、②AAttDD、③AAttdd、④aattdd。下列说法正确的是 ( )
A．若采用花粉鉴定法验证基因的分离定律，应该用①和③杂交所得F1的花粉
B．若采用花粉鉴定法验证基因的自由组合定律，可以观察①和②杂交所得F1的花粉
C．若培育糯性抗病优良品种，应选用①和④亲本杂交
D．将②和④杂交后所得的F1的花粉涂在载玻片上，加碘液染色后，均为蓝色
C [采用花粉鉴定法验证基因的分离定律，必须是可以在显微镜下观察出来的性状，即非糯性(A)和糯性(a)，花粉粒长形(D)和圆形(d)，①和③杂交所得F1的花粉只有抗病(T)和染病(t)不同，显微镜下观察不到，A错误；若采用花粉鉴定法验证基因的自由组合定律，则应该选择②④组合，观察F1的花粉，B错误；将②和④杂交后所得的F1(AattDd)的花粉涂在载玻片上，加碘液染色后，一半花粉为蓝色，一半花粉为棕色，D错误。]
自由组合定律的验证方法
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(或其变式)，则符合自由组合定律，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(或其变式)，则符合自由组合定律，由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制
花粉鉴定法 若有四种花粉，比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律
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，比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律
考点2 自由组合定律的常规解题规律和方法
题型1 由亲本基因型推断配子和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1×1/2×1/2＝1/4
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1/2×1/2×1/2＝1/8
1．(2022·山东泰安月考)已知A与a、B与b、D与d三对等位基因自由组合且为完全显性，基因型分别为AabbDd、AaBbDd的两个个体进行杂交。下列关于杂交后代的推测，正确的是( )
A．杂合子的比例为7/8
B．基因型有18种，AabbDd个体的比例为1/16
C．与亲本基因型不同的个体的比例为1/4
D．表型有6种，aabbdd个体的比例为1/32
A [纯合子的比例为1/2×1/2×1/2＝1/8，杂合子的比例为1－1/8＝7/8，A正确；基因型种类有3×2×3＝18(种)，AabbDd个体的比例为1/2×1/2×1/2＝1/8，B错误；与亲本基因型相同的个体占1/2×1/2×1/2＋1/2×1/2×1/2＝1/4，与亲本基因型不同的个体的比例为1－1/4＝3/4，C错误；子代表型有2×2×2＝8(种)，D错误。]
2．(2022·山东潍坊临朐一中检测)下图是甘蓝型油菜一些基因在亲本染色体上的排列情况，多次实验结果表明，E基因存在显性纯合胚胎致死现象。如果让F1自交，得到的F2个体中纯合子所占比例为( )
母本 父本
A．1/6 B．3/14
C．4/21 D．5/28
D [由题干信息可知三对等位基因分别位于三对同源染色体上，F1的基因型为BbEeFf、BbeeFf各占1/2。已知EE致死，F1的基因型为BbFfEe、BbFfee，其中BbFf自交后代纯合子占1/2×1/2＝1/4；Ee、ee自交后代EE∶Ee∶ee＝1∶2∶5，由于EE致死，所以其中纯合子占5/7，所以F1的自交后代纯合子占1/4×5/7＝5/28，D正确。]
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)→AaBb×Aabb或AaBb×aaBb。
3．(2023·山东滕州五中月考)假如水稻的高秆(D)对矮秆(d)为显性，抗瘟病(R)对易染病(r)为显性。现有一高秆抗病的亲本水稻和矮秆易染病的亲本水稻杂交，产生的F1再进行测交，结果如图所示(两对基因位于两对同源染色体上)，请问F1的基因型为 ( )
A．DdRR和ddRr B．DdRr和ddRr
C．DdRr和Ddrr D．ddRr
C [测交后代中高秆∶矮秆＝1∶1，说明F1的基因型为Dd，测交后代中抗瘟病∶易染病＝1∶3，说明F1中有两种基因型，即Rr和rr；综合可得，F1的基因型为DdRr、Ddrr，C正确。]
4．(2020·全国卷Ⅱ)控制某种植物叶形、叶色和能否抗霜霉病3个性状的基因分别用A/a、B/b、D/d表示，且位于3对同源染色体上。现有表型不同的4种植株：板叶紫叶抗病(甲)、板叶绿叶抗病(乙)、花叶绿叶感病(丙)和花叶紫叶感病(丁)。甲和丙杂交，子代表型均与甲相同；乙和丁杂交，子代出现个体数相近的8种不同表型。回答下列问题：
(1)根据甲和丙的杂交结果，可知这3对相对性状的显性性状分别是______________。
(2)根据甲和丙、乙和丁的杂交结果，可以推断甲、乙、丙和丁植株的基因型分别为________、________、__________和________。
(3)若丙和丁杂交，则子代的表型为__________________________。
(4)选择某一未知基因型的植株X与乙进行杂交，统计子代个体性状。若发现叶形的分离比为3∶1、叶色的分离比为1∶1、能否抗病性状的分离比为1∶1，则植株X的基因型为________。
[解析] (1)甲(板叶紫叶抗病)与丙(花叶绿叶感病)杂交，子代表型都是板叶紫叶抗病，说明板叶对花叶为显性、紫叶对绿叶为显性、抗病对感病为显性。(2)丙的表型为花叶绿叶感病，说明丙的基因型为aabbdd。根据甲与丙杂交子代都是板叶紫叶抗病推断，甲的基因型为AABBDD。乙(板叶绿叶抗病)与丁(花叶紫叶感病)杂交，子代出现个体数相近的8(即2×2×2)种不同表型，可以确定乙的基因型为AabbDd，丁的基因型为aaBbdd。(3)若丙(基因型为aabbdd)与丁(基因型为aaBbdd)杂交，子代的基因型为aabbdd和aaBbdd，表型为花叶绿叶感病、花叶紫叶感病。(4)植株X与乙(基因型为AabbDd)杂交，统计子代个体性状。根据叶形的分离比为3∶1，确定是Aa×Aa的结果；根据叶色的分离比为1∶1，确定是Bb×bb的结果；根据能否抗病性状的分离比为1∶1，确定是dd×Dd的结果，因此植株X的基因型为AaBbdd。
[答案] (1)板叶、紫叶、抗病 (2)AABBDD AabbDd aabbdd aaBbdd (3)花叶绿叶感病、花叶紫叶感病 (4)AaBbdd
题型3 多对基因自由组合
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)某种二倍体植物的n个不同性状由n对独立遗传的基因控制(杂合子表现显性性状)。已知植株A的n对基因均杂合。理论上，下列说法错误的是( )
A．植株A的测交子代会出现2n种不同表型的个体
B．n越大，植株A测交子代中不同表型个体数目彼此之间的差异越大
C．植株A测交子代中n对基因均杂合的个体数和纯合子的个体数相等
D．n≥2时，植株A的测交子代中杂合子的个体数多于纯合子的个体数
B [若n＝1，则植株A测交会出现2(21)种不同的表型，若n＝2，则植株A测交会出现4(22)种不同的表型，以此类推，当n对等位基因测交时，会出现2×2×2×2×……＝2n种不同的表型，A说法正确；n越大，植株A测交子代中表型的种类数目越多，但各表型的比例相等，与n的大小无关，B说法错误；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，占子代个体总数的比例均为()n，C说法正确；植株A的测交子代中，纯合子的个体数所占比例为()n，杂合子的个体数所占比例为1－()n，当n≥2时，杂合子的个体数多于纯合子的个体数，D说法正确。]
6．(2022·福建厦门质检)柑桔的果皮色泽同时受多对独立遗传的等位基因控制(如A、a；B、b；C、c……)，当个体的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时(即A_B_C_……)为红色，每对等位基因都不含显性基因时(即aabbcc……)为黄色，否则为橙色。现有果皮颜色分别为红色、黄色、橙色的三株柑桔进行如下实验：
实验甲：红色×黄色→红色∶橙色∶黄色＝1∶6∶1
实验乙：红色×橙色→红色∶橙色∶黄色＝3∶12∶1
据此分析正确的是( )
A．柑桔果皮的色泽受两对等位基因控制
B．实验甲中亲子代红色个体的基因型不同
C．实验乙橙色亲本有2种可能的基因型
D．实验乙的子代橙色个体具有9种基因型
D [实验甲中，红色(A_B_C_……)×黄色(aabbcc……)→红色∶橙色∶黄色＝1∶6∶1，相当于测交，由于子代出现了黄色植株(aabbcc)，说明亲本红色植株的基因型为 AaBbCc，其产生的ABC配子占1/8，即(1/2)3，则可推测柑桔果皮的色泽受 3 对等位基因控制，A错误；实验甲的亲本基因型为AaBbCc×aabbcc，实验甲亲、子代中红色植株基因型相同，都是 AaBbCc，B错误；实验乙中，红色亲本的基因型是 AaBbCc，由子代中红色植株所占比例为3/16，即 3/4×1/2×1/2，可推测橙色亲本含1 对杂合基因和2 对隐性纯合基因，橙色亲本可能有3 种基因型，即Aabbcc、aaBbcc 或aabbCc，C 错误；实验乙亲本红色的基因型为AaBbCc，橙色的基因型为Aabbcc(或aaBbcc或aabbCc)，故实验乙的子代基因型共有3×2×2(或2×3×2或2×2×3)＝12(种)，其中红色子代有2种基因型(AABbCc和AaBbCc或AaBBCc和AaBbCc或AaBbCC和AaBbCc)，黄色子代有1种基因型(aabbcc)，则橙色子代有12－3＝9种基因型，D正确。]
题型4 基因在染色体上位置的判断与探究
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染色体上，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．(2023·华师大附中检测)小鼠的肢体发育需要A/a和B/b基因的同时参与。aaBB、AAbb个体均为肢体畸形(可繁殖)，这两种个体杂交得到的F1正常，F1个体进行测交，在240只F2小鼠中，除4只个体正常外，其他均为肢体畸形。下列说法正确的是( )
A．A/a、B/b基因的遗传符合自由组合定律
B．肢体畸形小鼠的基因型共有5种
C．可通过测交鉴定肢体正常小鼠的基因型
D．F1相互交配，子代正常小鼠的基因型有3种
B [根据题意分析，A/a、B/b基因位于一对染色体上，不遵循自由组合定律，A错误；肢体发育需要A/a和B/b基因的同时参与，肢体畸形小鼠aaBB和AAbb杂交产生的F1(AaBb)肢体正常，即同时含有A、B基因时，小鼠才表现为正常，所以肢体畸形小鼠的基因型有aaBB、aaBb、aabb、AAbb和Aabb，共5种，B正确；肢体正常小鼠的基因型有AABB、AABb、AaBB和AaBb，当其测交时，无法区分AABb和AaBB，因为这两种基因型和aabb交配，子代肢体正常和肢体畸形的比例为1∶1，C错误；F1的基因型是AaBb，且aB连锁、Ab连锁，由于测交子代出现了A_B_的肢体正常个体，所以F1减数分裂时发生了互换，产生了AB、Ab、aB和ab的配子，其随机交配产生的正常小鼠的基因型有AABB、AaBB、AABb和AaBb，共4种，D错误。]
8．科学家将耐盐植物的耐盐基因成功导入小麦体内，结果发现第一批植物自交后代耐盐∶不耐盐＝3∶1；第二批植物自交后代耐盐∶不耐盐＝15∶1。有关两批转基因植物基因导入的位置的判断正确的是( )
A．第一批小麦耐盐基因导入一对同源染色体上；第二批小麦基因导入两对同源染色体上
B．第一批小麦耐盐基因导入一条染色体上；第二批小麦基因导入两条非同源染色体上
C．第一批小麦耐盐基因导入一对同源染色体上；第二批小麦基因导入两条非同源染色体上
D．第一批小麦基因导入一条染色体上；第二批小麦基因导入两对同源染色体上
B [自交后代耐盐∶不耐盐＝3∶1，说明导入的基因遵循分离定律遗传，基因导入一条染色体上；自交后代耐盐∶不耐盐＝15∶1，说明导入的基因遵循自由组合定律遗传，基因导入两条非同源染色体上。]
9．(2022·广东韶关检测)2017年，被誉为“杂交水稻之父”的袁隆平院士宣布了两项重大研究成果：一是成功的培育出了耐盐碱的“海水稻”，二是利用现代生物技术将普通水稻中的吸镉基因敲除，获得了含镉量低的低镉水稻。有关遗传分析见表：
水稻品种 表型 导入或敲除的相关基因
普通水稻 不耐盐高镉 未导入和敲除
海水稻 耐盐高镉 B＋
低镉稻 不耐盐低镉 C－
(注：B＋表示导入的耐盐基因，C－表示吸镉基因被敲除，B＋对B－为完全显性，基因型C＋C＋、C＋C－和C－C－分别表现为高镉、中镉和低镉。)
请回答：
(1)根据已知条件，C＋对C－为________(填“完全显性”或“不完全显性”)，纯合普通水稻的基因型为________。
(2)在进行水稻(2n＝24)基因组测序时，应对____________条染色体上的基因进行测序。
(3)现有普通水稻、海水稻和低镉稻(均为纯合子)，请设计杂交实验探究B＋/B－和C＋/C－两对基因是否位于一对同源染色体上。
实验思路：___________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
预期实验结果：
①若F2中不耐盐低镉的比例为________，则B＋/B－和C＋/C－两对基因位于一对同源染色体上。
②若F2中不耐盐低镉的比例为________，则B＋/B－和C＋/C－两对基因位于两对同源染色体上。
[解析] (1)据题意可知，基因型C＋C＋、C＋C－和C－C－分别表现为高镉、中镉和低镉，因此C＋对C－为不完全显性。B＋表示导入的耐盐基因，B＋对B－为完全显性，普通水稻不耐盐高镉，因此基因型为B－B－C＋C＋。
(2)水稻是雌雄同体的植株，因此对水稻(2n＝24)基因组进行测序，需要测12条染色体上的碱基序列。
(3)探究两对基因是否位于一对同源染色体上，常用的方法是利用双杂合个体自交或者测交，现有的材料是普通水稻(B－B－C＋C＋)、海水稻(B＋B＋C＋C＋)和低镉稻(B－B－C－C－)，因此首先要得到双杂合个体，可用海水稻(B＋B＋C＋C＋)和低镉稻(B－B－C－C－)杂交得到B＋B－C＋C－，然后再进行自交或者测交。据此实验思路为：用纯合海水稻和低镉稻杂交得F1，再用F1自交或者测交得F2，观察并统计F2中的表型及比例。预期实验结果为：如果B＋/B－和C＋/C－两对基因位于一对同源染色体上，F1(B＋B－C＋C－)能产生B＋C＋和B－C－两种配子，自交后代为B＋B＋C＋C＋(耐盐高镉)∶B＋B－C＋C－(耐盐中镉)∶B－B－C－C－(不耐盐低镉)＝1∶2∶1，不耐盐低镉的比例为1/4；测交后代：B＋B－C＋C－(耐盐中镉)∶B－B－C－C－(不耐盐低镉)＝1∶1，不耐盐低镉的比例为1/2。
如果B＋/B－和C＋/C－两对基因位于两对同源染色体上，F1(B＋B－C＋C－)能产生B＋C＋、B＋C－、B－C＋、B－C－四种配子，自交后代为不耐盐低镉B－B－C－C－比例为1/4×1/4＝1/16；测交后代不耐盐低镉B－B－C－C－比例为1/4×1＝1/4。
[答案] (1)不完全显性 B－B－C＋C＋ (2)12 (3)用纯合海水稻和低镉稻杂交得F1，再用F1自交得F2，观察并统计F2中的表型及比例(或用纯合海水稻和低镉稻杂交得F1，再用F1测交得F2，观察并统计F2中的表型及比例) ①1/4(或1/2)
②1/16(或1/4)
1．核心概念
(1)(必修2 P13)表型：生物个体表现出来的性状。
(2)(必修2 P13)基因型：与表型有关的基因组成。
(3)(必修2 P13)等位基因：控制相对性状的基因。
2．结论语句
(1)(必修2 P15)基因型是性状表现的内在因素，表型是基因型的表现形式。
(2)(必修2 P32)基因的自由组合定律的实质：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；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。
1．(2022·山东等级考)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 ①×② ①×③ ①×④ ①×⑤ ②×⑥
子代叶片边缘 光滑形 锯齿状 锯齿状 光滑形 锯齿状
A．②和③杂交，子代叶片边缘为光滑
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的子代全为锯齿状，说明①与③④应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的，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状，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的子代全为锯齿状，说明②⑥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。]
2．(2021·湖北选择性考试)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 [据表格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；假设甲基因型为AAbbCC，乙基因型为aaBBCC，丙基因型为AABBcc，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；据表格分析可知，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．(2021·海南等级考)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________。
[解析] (1)结合表格分析可知，亲本分别是白色和橘红色杂交，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)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。F2中关于果皮底色的表型有2种，关于果皮底色和果皮覆纹的表型有3种，故F2的表型有2×3＝6种。
[答案] (1)橘红色 (2)AaBbEeFf 8 (3)6 9∶3∶4 5/6
4．(2022·全国甲卷)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。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比例是________。
(3)已知玉米籽粒的糯性和非糯是由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，可判断糯性与非糯的显隐性。若糯性是显性，则实验结果是______________________
___________________________________________________________________；
若非糯是显性，则实验结果是__________________________________________
_____________________________________________________________________。
[解析] (1)杂交育种的原理是基因重组，若甲为母本，乙为父本杂交，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进行人工去雄操作并套袋隔离，等花粉成熟后再通过人工授粉把乙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，丁的基因型为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(bbtt)相同的比例为1/4。
(3)假设糯性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。
[答案] (1)花粉未成熟之前对甲去雄套袋，再授乙的花粉套袋隔离 (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
5．(2021·湖南选择性考试)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、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F3 Ⅰ，高秆与半矮秆比例和杂交组合①②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？________。
[解析] (1)根据杂交组合①②正反交的F2结果高秆∶半矮秆都约为15∶1，所以半矮秆为隐性遗传，且该性状是由非同源染色体上的两对隐性基因控制的，即只有基因型为aabb时表现为半矮秆，其他基因型均表现为高秆。杂交组合①中F1的基因型为AaBb，F1自交时雌雄配子有4×4＝16种组合方式。其细胞遗传学基础是减数分裂形成配子时，同源染色体上的等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合。(2)杂交组合①中F1的基因型为AaBb，产生的F2的基因型为AA_ _和_ _BB占F2中所有高秆植株的7/15，它们自交后代都表现为高秆，所以属于F3 Ⅰ；F2中基因型为AaBb的植株自交，产生的后代高秆∶半矮秆＝15∶1，与杂交组合①②的F2基本一致，记为F3 Ⅱ，基因型为AaBb的植株占F2中所有高秆植株的4/15；F2中基因型为Aabb和aaBb的高秆植株自交，产生的后代高秆∶半矮秆＝3∶1，与杂交组合③的F2基本一致，记为F3 Ⅲ，基因型为Aabb和aaBb的植株占F2中所有高秆植株的4/15，故产生F3 Ⅰ、F3 Ⅱ、F3 Ⅲ的高秆植株的数量比为7∶4∶4。基因型为Aabb和aaBb的高秆植株相互杂交的子一代再自交才能验证自由组合定律，否则只能验证分离定律。
[答案] (1)非同源染色体上的两对隐性基因控制的遗传 16 减数分裂形成配子时，同源染色体上的等位基因分离，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
(教师用书独具)
(2022·北京等级考)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
图2
(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，相关机制如图2所示。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，其果肉呈橙色的原因是______________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)有一果实不能成熟的变异株M，果肉颜色与甲相同，但基因A并未突变，而调控基因A表达的基因C转录水平极低。基因C在果实中特异性表达，敲除野生型中的基因C，其表型与M相同。进一步研究发现M中基因C的序列未发生改变，但其甲基化程度一直很高。推测果实成熟与基因C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________(选填序号)，并检测基因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
[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1可知，F2的表型比例约为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，则存在基因A或基因H，不存在基因B时，果肉呈橙色。因此，aabb中前体物质2积累，其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)基因C表达的产物可以调控基因A的表达，变异株M中基因C的序列未发生改变，但其甲基化程度一直很高，欲检测基因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，使得基因C去甲基化，并检测基因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，检测野生型植株基因C的甲基化水平及表型，与变异株进行比较；也可以将果实特异性表达的甲基化酶基因导入野生型，检测野生型基因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基因C甲基化水平改变有关的结论，故选①②④。
[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
课时分层作业(十五) 孟德尔的豌豆杂交实验(二)
1．(2022·广东东莞检测)已知三对基因在染色体上的位置情况如图所示，且三对基因分别单独控制三对相对性状，则下列说法正确的是( )
A．三对基因的遗传遵循基因的自由组合定律
B．基因型为AaDd的个体与基因型为aaDd的个体杂交后代会出现4种表型，比例为3∶3∶1∶1
C．如果基因型为AaBb的个体在产生配子时没有发生互换，则它只产生4种配子
D．基因型为AaBb的个体自交后代会出现4种表型，比例为9∶3∶3∶1
B [由题图分析可知，A和B、a和b基因位于一对同源染色体上，不遵循基因的自由组合定律，A错误；A/a和D/d位于非同源染色体上，遵循自由组合定律，由自由组合定律可知，基因型为AaDd的个体与基因型为aaDd的个体杂交的后代会出现4种表型，比例为3∶3∶1∶1，B正确；如果基因型为AaBb的个体在产生配子时没有发生互换，则只产生AB和ab两种配子，C错误；A和B、a和b基因位于一对同源染色体上，不遵循基因的自由组合定律，因此自交后代不会出现9∶3∶3∶1的分离比， D错误。]
2．(2023·山东枣庄三中月考)某雌雄同株植物中，基因型AA、Aa、aa分别控制大花瓣、小花瓣、无花瓣；基因型BB和Bb控制红色花瓣，基因型bb控制白色花瓣；这两对等位基因独立遗传。基因型不同的两个纯种作亲本杂交得F1，F1全部为红色小花瓣植株；F1自交得F2。下列有关叙述错误的是( )
A．该植物最多有9种基因型，6种表型
B．若F2有5种表型，则无花瓣的F2自交，子代共有三种基因型
C．若F2有3种表型，则两亲本的基因型分别为AABB、aaBB
D．若F1的基因型为AaBb，F2中无花瓣植株中纯合子占1/2
A [该植物最多有9种基因型，5种表型，A错误；若F2有5种表型，无花瓣的基因型是aa__，则无花瓣的F2自交后代都是无花瓣aa__，共有三种基因型，B正确；若F2有3种表型，则F2基因型可能为AA、Aa、aa，分别控制大花瓣、小花瓣、无花瓣，只有A/a这对基因发生性状分离，第二对基因纯合稳定遗传，则两亲本的基因型分别为AABB、aaBB，F1为AaBB，全部为红色小花瓣植株，C正确；如果F1基因型是AaBb，F2无花瓣的基因型是aaBB∶aaBb∶aabb＝1∶2∶1，纯合子占1/2，D正确。]
3．(2022·潍坊四中检测)用两株植物做亲本杂交，获得了 200 颗种子，将这些种子种下去，植株成熟后表型及比例如下表。下列分析错误的是( )
表型 红果叶 片短毛 红果叶 片无毛 红果叶 片长毛 黄果叶 片短毛 黄果叶 片长毛 黄果叶 片无毛
数量(株) 74 38 36 26 14 12
A．果实和叶毛的遗传遵循基因的自由组合定律
B．两亲本植株都是杂合子
C．两亲本的表型都是黄果叶片长毛
D．就叶毛来说，无毛与长毛都是纯合子
C [根据子代表型的比例为6∶3∶3∶2∶1∶1，可知双亲应为双杂合子，果实和叶毛的遗传遵循基因的自由组合定律，A、B正确；两亲本应为双杂合子，其表型都是红果叶片短毛，C错误；就叶毛来说，由于子代短毛∶无毛∶长毛＝2∶1∶1，可知叶片的长毛、无毛和短毛受一对基因控制，表现为不完全显性，无毛与长毛都是纯合子，D正确。]
4．(2022·江苏南京一模)某研究所将拟南芥的三种耐盐基因S1、S2、S3(分别用表示)导入玉米，筛选出成功整合的耐盐植株(三种基因都存在才表现为高耐盐性状)。如图表示三种基因随机整合获得的某一植株，让其自交(不考虑互换等变化)，后代中高耐盐性状的个体所占比例是( )
A．3/4 B．9/16
C．3/8 D．1/2
B [该植株可产生含耐盐基因数为3(S1、S2、S3)、2(S1、S3)、1(S2)、0这四种类型的配子，比例为1∶1∶1∶1。自交(不考虑互换等变化)后代中高耐盐性状(三种基因都存在才表现为高耐盐性状)的个体所占比例是：1/4的“3”雌配子与各种雄配子结合的个体、1/4的“3”雄配子与各种雌配子结合的个体(所占比例为2×1/4－1/4×1/4＝7/16)、1/4的“2”雌配子与1/4的“1”雄配子结合的个体(所占比例为1/16)、1/4的“1”雌配子与1/4的“2”雄配子结合的个体(所占比例为1/16)，共计7/16＋1/16＋1/16＝9/16，B符合题意。]
5．(2023·辽宁名校联考)某自花传粉植物的矮茎、高茎，腋花、顶花这两对相对性状各由一对等位基因控制，这两对等位基因自由组合。现有该种植物的甲、乙两植株，甲自交后，子代均为矮茎，但有腋花和顶花性状分离；乙自交后，子代均为顶花，但有高茎和矮茎性状分离。下列相关叙述正确的是( )
A．若甲为矮茎腋花，则可判断矮茎为显性，腋花为显性
B．若乙为高茎顶花，则可判断矮茎为隐性，顶花为隐性
C．若甲为矮茎腋花，乙为高茎顶花，甲和乙杂交，根据子代表型及比例即可判断两对相对性状的显隐性
D．若甲为矮茎腋花，乙为高茎顶花，甲和乙杂交，子代表型的比例为1∶1∶1∶1
D [若甲为矮茎腋花，根据子代的表型，则可判断腋花为显性，不可判断矮茎为显性，A错误；若乙为高茎顶花，根据子代的表型，则可判断矮茎为隐性，不可判断顶花为显性，B错误；若甲为矮茎腋花，乙为高茎顶花，根据甲、乙各自自交的结果，可分别判断腋花为显性、高茎为显性，若用A、a和B、b基因分别代表控制高茎、矮茎和腋花、顶花的基因，则甲的基因型为aaBb，乙的基因型为Aabb，甲和乙杂交子代的表型比例为1∶1∶1∶1，根据子代表型及比例不能判断两对相对性状的显隐性，C错误，D正确。]
6．其植物红花和白花这对相对性状同时受多对等位基因(A、a，B、b，C、c……)控制，当个体的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时才开红花，否则开白花。现将两个纯合的白花品系杂交，F1开红花，再将F1自交，F2中的白花植株占37/64，若不考虑变异，下列说法不正确的是( )
A．每对基因的遗传均遵循分离定律
B．该花色遗传至少受3对等位基因控制
C．F2红花植株中杂合子占26/27
D．F2白花植株中纯合子基因型有4种
D [每对基因的遗传均遵循分离定律；本实验中，将两个纯合的白花品系杂交，F1开红花，再将F1自交，F2中的白花植株占37/64，则红花植株占1－37/64＝27/64＝(3/4)3，根据n对等位基因自由组合且完全显性时，F2中显性个体的比例为(3/4)n，可判断该花色遗传至少受3对等位基因的控制；在F2中，红花植株占1－37/64＝27/64，其中有1/27的个体(AABBCC)是纯合子，则有26/27的个体是杂合子；由于每对等位基因都至少含有一个显性基因时才开红花，所以F2红花植株中纯合子(AABBCC)基因型只有1种，白花植株中纯合子基因型有23－1＝7(种)。]
7．(2022·山东潍坊期末)某雌雄同株植物花瓣色素的形成途径如图所示。酶①、酶②、酶③的合成依次受显性基因 A、B、D控制，对应的隐性基因不能控制酶的合成，三对基因独立遗传。已知当酶②存在时，黄色素能全部转化为红色素。蓝色素和黄色素同时存在时，花瓣表现为绿色；蓝色素和红色素同时存在时，花瓣表现为紫色。下列叙述不正确的是( )
A．开白花的纯合植株基因型有2种可能
B．若某植株自交得到的子代表型及比例为紫花∶红花∶绿花∶黄花＝9∶3∶3∶1，则该植株开红花
C．纯种的蓝花植株与纯种的红花植株杂交，F1的基因型可能是 AaBBDd
D．基因型为 AaBbDd的植株自交，后代的表型及比例是紫花∶蓝花∶红花∶绿花∶黄花∶白花＝27∶12∶9∶9∶3∶4
B [开白花的纯合植株基因型有aaBBdd和aabbdd 2种可能，A正确；若某植株自交得到的子代表型及比例为紫花(A_B_D_)∶红花(A_B_dd)∶绿花(A_bbD_)∶黄花(A_bbdd)＝9∶3∶3∶1，则该植株基因型为AABbDd，该植株开紫花，B错误；纯种的蓝花植株(aaBBDD或aabbDD)与纯种的红花植株(AABBdd)杂交，F1的基因型是AaBBDd或AaBbDd，C正确；基因型为 AaBbDd 的植株自交，紫花(A_B_D_)为3/4×3/4×3/4＝27/64，蓝花(aa_ _D_)为1/4×1×3/4＝3/16，红花(A_B_dd)为3/4×3/4×1/4＝9/64，绿花(A_bbD_)为3/4×1/4×3/4＝9/64，黄花(A_bbdd)为3/4×1/4×1/4＝3/64，白花(aa_ _dd)为1/4×1×1/4＝1/16，后代的表型及比例是紫花∶蓝花∶红花∶绿花∶黄花∶白花＝27∶12∶9∶9∶3∶4，D正确。]
8．(2022·江西赣州一模)某植物的两性植株和雌株受一对等位基因E/e控制，两性植株上有雌花和雄花，雌株上只有雌花。植株的高度由基因A/a控制，叶型由基因B/b控制。研究人员选取纯合高秆柳叶雌株和纯合矮秆掌状叶两性植株作亲本杂交得F1，让F1自交，所得F2的表型及比例为高秆掌状叶两性株∶矮秆掌状叶两性株∶高秆柳叶雌株∶矮秆柳叶雌株＝9∶3∶3∶1。据此分析回答下列问题：
(1)F1的基因型为________，表型为__________________。
(2)基因B/b与E/e位于________(填“一对”或“两对”)同源染色体上，理由是
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________；
若F1自交后代出现了少量的掌状叶雌株和柳叶两性植株，产生的原因最可能是________________________________。
(3)为进一步验证基因A/a与E/e的遗传遵循基因的自由组合定律，请用上述实验中涉及的植株为材料，设计实验并预期实验结果。
①实验设计方案：__________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
②预期实验结果：
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[解析] (1)根据题干分析可知，F1基因型为AaBbEe，表型为高秆掌状叶两性株。
(2)根据题干分析可知，B/b和E/e两对等位基因不符合自由组合定律，且B与E基因位于同一条染色体，b与e基因位于同一条染色体。即基因B/b与E/e位于一对同源染色体。原因是F1自交所得F2的表型及比例为掌状叶两性株∶柳叶雌株＝3∶1，若B/b和E/e两对等位基因独立遗传，F2表型及比例应为掌状叶两性株∶掌状叶雌株∶柳叶两性株∶柳叶雌株＝9∶3∶3∶1。若F1自交后代出现了少量的掌状叶雌株和柳叶两性植株，产生的原因最可能是减数第一次分裂四分体时期，B/b和E/e基因所在同源染色体发生了互换，导致形成少量的Be配子和bE配子参与了受精作用。
(3)①若想验证基因A/a与E/e的遗传是否遵循基因的自由组合定律，则可以选择F1与矮秆雌株进行杂交，观察统计子代的表型及比例。
②若子代出现高秆两性株∶矮秆两性株∶高秆雌株∶矮秆雌株＝1∶1∶1∶1，则基因A/a与E/e的遗传遵循基因的自由组合定律。
[答案] (1)AaBbEe 高秆掌状叶两性株 (2)一对 F1自交所得F2的表型及比例为掌状叶两性株∶柳叶雌株＝3∶1 减数第一次分裂四分体时期发生了互换 (3)①选取矮秆雌株与F1进行杂交(测交)，观察后代的表型及比例 ②后代将产生四种表型，其比例为高秆两性株∶矮秆两性株∶高秆雌株∶矮秆雌株＝1∶1∶1∶1
9．(2022·广东深圳检测)果蝇的甲性状与乙性状是一对相对性状，已知相关基因位于常染色体上。让若干甲性状果蝇相互交配，所得F1中甲性状果蝇∶乙性状果蝇＝15∶1，若不考虑基因突变和染色体变异，则下列判断错误的是( )
A．若受一对等位基因控制，则亲本果蝇中纯合子占1/2
B．若受一对等位基因控制，让F1自由交配，则所得F2中乙性状出现的概率不变
C．若受独立遗传的两对等位基因控制，则F1甲性状果蝇中与亲本基因型相同的占1/4
D．若受独立遗传的两对等位基因控制，让F1中的甲性状果蝇自由交配，则所得F2中乙性状果蝇占1/25
C [若受一对等位基因控制，根据题意分析可得，F1中a＝1/4、A＝3/4，亲本的基因频率与F1的基因频率相同，亲本都是甲性状，则亲本基因型为AA、Aa，各占1/2，A正确；若受一对等位基因控制，F1自由交配时，F1中a＝1/4、A＝3/4，F2中也是a＝1/4、A＝3/4，则AA＝9/16、Aa＝6/16、aa＝1/16，F2中乙性状出现的概率不变，B正确；若受独立遗传的两对等位基因控制，甲性状果蝇相互交配，所得F1中甲性状果蝇∶乙性状果蝇＝15∶1，说明aabb＝1/16，A_B_ ＋ A_ bb＋aaB_＝15/16，aabb控制乙性状，A _B_ 、A_ bb、aaB_控制甲性状，亲本为AaBb；F1中AaBb占4/16，F1甲性状占15/16，则F1甲性状果蝇中与亲本基因型相同的占4/15，C错误；若受独立遗传的两对等位基因控制，F1中的甲性状果蝇只有AaBb、Aabb 、aaBb能产生ab雌雄配子，配子占的比例＝4/15×1/4＋2/15×1/2＋2/15×1/2＝1/5，因此F2中乙性状果蝇(aabb)占的比例＝1/5×1/5＝1/25，D正确。]
10．(2022·广东茂名检测)如图为某遗传病系谱图。两对独立遗传且表现完全显性的基因与该病有关(用A、a和B、b表示)，且都可以单独致病(Ⅰ 1和Ⅰ 4婚配、Ⅰ 2和Ⅰ 3婚配，所生后代患病的概率均为0)。在调查对象中没有发现基因突变和染色体变异的个体。下列叙述错误的是( )
A．该病的遗传方式是常染色体隐性遗传
B．Ⅲ 1与Ⅲ 2的基因型均为AaBb
C．两种致病基因所控制合成的蛋白质不相同
D．Ⅱ 2与Ⅱ 5婚配，后代携带致病基因的概率为4/9
D [由题图分析可知，该种遗传病的遗传方式是常染色体隐性遗传病，A正确；由于Ⅱ 3和Ⅱ 4的后代Ⅲ 1正常，Ⅱ 3和Ⅱ 4基因型分别是AAbb、aaBB(或aaBB、AAbb)，所以Ⅲ 1和Ⅲ 2基因型是AaBb，B正确；两对基因独立遗传，控制合成的蛋白质不相同，C正确；Ⅰ 1、Ⅰ 2基因型是AABb、AABb，Ⅰ 3、Ⅰ 4基因型是AaBB、AaBB，则Ⅱ 2基因型及概率为1/3AABB或2/3AABb，产生配子的种类及比例是2/3AB、1/3Ab，Ⅱ 5基因型及概率为1/3AABB或2/3AaBB，产生配子的种类及比例是2/3AB、1/3aB，Ⅱ 2与Ⅱ 5婚配，后代不携带致病基因(AABB)的概率是2/3×2/3＝4/9，则携带致病基因的概率是1－4/9＝5/9，D错误。]
11．(2023·广东深圳联考)某玉米植株甲有对玉米螟的抗性(简称抗虫，相关基因用A/a表示)和对褐斑病的抗性(简称抗病，相关基因用B/b表示)。植株甲自交，所得F1的表型及比例为抗虫抗病∶抗虫不抗病∶不抗虫抗病∶不抗虫不抗病＝66∶9∶9∶16(已知各种配子存活率相同)。下列相关叙述正确的是( )
A．F1中抗虫抗病纯合子占1/16
B．植株甲的基因型为AaBb
C．两对基因的遗传遵循自由组合定律
D．F1中抗虫抗病个体的基因型有3种
B [植株甲自交，所得F1的表型及比例为抗虫抗病∶抗虫不抗病∶不抗虫抗病∶不抗虫不抗病＝66∶9∶9∶16，由此推出植株甲的基因型为AaBb，B项正确；F1的性状分离比为66∶9∶9∶16，而不是9∶3∶3∶1，由此说明这两对等位基因的遗传不遵循自由组合定律，C项错误；由F1中不抗虫不抗病个体(基因型为aabb)的占比为4/25可知，植株甲产生基因组成为ab的配子占比为2/5，进而推出基因组成为AB的配子占比为2/5，基因组成为Ab和aB的配子占比均为1/10，即F1中抗虫抗病纯合子(基因型为AABB)占2/5×2/5＝4/25，A项错误；F1中抗虫抗病个体的基因型有AABB、AABb、AaBB、AaBb，共4种，D项错误。]
12．(2022·广东佛山质检)研究人员发现了一种紫眼卷翅果蝇，用它与纯合野生型(红眼直翅果蝇)进行杂交实验，结果如下表所示。控制眼色的基因用A1/A2表示，控制翅型的基因用B1/B2表示。
组别 亲本 F1 F2
实验一 ♀紫眼卷翅×纯合野生型 雌雄果蝇均为红眼直翅∶红眼卷翅＝1∶1 F1红眼直翅相互交配产生的后代为红眼直翅∶紫眼直翅＝3∶1 F1红眼卷翅相互交配产生的后代为红眼卷翅∶红眼直翅∶紫眼卷翅∶紫眼直翅＝6∶3∶2∶1
实验二 紫眼卷翅×♀纯合野生型 与实验一相同 与实验一相同
请回答下列问题：
(1)根据__________________________，可以推断A1/A2和B1/B2都是核基因，并且这两对基因都位于常染色体上。
(2)上述实验中任选一只卷翅果蝇与野生型果蝇杂交，F1中都是卷翅∶直翅＝1∶1，以及___________，都表明卷翅基因存在纯合致死的情况。也就是说，基因B1/B2既能控制翅型，又能决定果蝇的生活力，这说明基因与性状之间存在______________________的关系。在控制果蝇生活力方面，控制卷翅的基因是________(填“显性”或“隐性”)的。
(3)已知B1/B2基因位于2号染色体上，那么A1/A2是否也在2号染色体上？________。说出你判断的理由。
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
为了进一步确定这一判断，请你从上述实验中再选取适当的材料进行检验，写出实验方案和预期结果。
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[解析] (1)据题意可知，实验一和实验二属于正反交，实验一和实验二的结果相同，即正反交结果相同，说明A1/A2和B1/B2都是核基因，并且这两对基因都位于常染色体上。
(2)据题意可知，野生型表现为红眼直翅果蝇，只考虑翅形，任选一只卷翅果蝇与野生型(直翅)果蝇杂交，F1中都是卷翅∶直翅＝1∶1，F1 卷翅相互交配产生的后代为卷翅∶直翅＝2∶1，都表明卷翅基因存在纯合致死的情况。基因B1/B2既能控制翅型，又能决定果蝇的生活力，这说明基因与性状之间存在一因多效/一种基因控制多种性状的关系。在控制果蝇生活力方面，只有两个卷翅基因都存在时，果蝇才致死，说明控制卷翅的基因是隐性的。
(3)据实验一和实验二中F1红眼卷翅相互交配，后代红眼∶紫眼＝3∶1，卷翅∶直翅＝2∶1，且红眼卷翅∶红眼直翅∶紫眼卷翅∶紫眼直翅＝6∶3∶2∶1，符合自由组合定律，说明眼色和翅型性状可以自由组合，已知B1/B2基因位于2号染色体上，那么A1/A2不在2号染色体上。证明两对等位基因是否遵循基因自由组合定律，可以用自交或者测交实验，该实验已经让F1红眼卷翅相互交配，为进一步证实，可以用测交实验，因此实验方案为：用F1红眼卷翅与F2紫眼直翅果蝇进行杂交，观察并统计后代的表型和比例。预期结果：后代中红眼卷翅∶红眼直翅∶紫眼卷翅∶紫眼直翅＝1∶1∶1∶1。
[答案] (1)实验一和实验二的结果相同 (2)F1卷翅相互交配产生的后代为卷翅∶直翅＝2∶1 一因多效/一种基因控制多种性状 隐性 (3)否 F1红眼卷翅相互交配产生的后代为红眼卷翅∶红眼直翅∶紫眼卷翅∶紫眼直翅＝6∶3∶2∶1，说明眼色和翅型性状可以自由组合
答案一：
实验方案：用F1红眼卷翅与F2紫眼直翅果蝇进行杂交，观察并统计后代的表型和比例。预期结果：后代中红眼卷翅∶红眼直翅∶紫眼卷翅∶紫眼直翅＝1∶1∶1∶1
答案二：
实验方案：用F1红眼直翅和红眼卷翅相互杂交，观察并统计后代的表型和比例。预期结果：后代中红眼卷翅∶红眼直翅∶紫眼卷翅∶紫眼直翅＝3∶3∶1∶1
13．(2022·重庆育才中学一模)女娄菜为XY型的雌雄异株，是一、二年或多年生具有观赏、药用等功能的二倍体(2N＝46)草本植物。其高秆和矮秆、绿叶和紫叶、抗病和感病三对性状分别受三对等位基因 A和a、B和b、G和g控制。某生物兴趣小组甲种植若干基因型相同的高秆绿叶抗病雌雄植株，收获其种子再种植，结果发现后代高秆绿叶抗病雌株∶高秆绿叶抗病雄株∶高秆绿叶感病雌株∶高秆绿叶感病雄株∶矮秆紫叶抗病雌株∶矮秆紫叶抗病雄株∶矮秆紫叶感病雌株∶矮秆紫叶感病雄株＝9∶9∶3∶3∶3∶3∶1∶1。请回答下列问题(本题所用的女娄菜都是一年生类型)：
(1)某生物兴趣小组乙欲对女娄菜进行基因组测序，应测________条染色体上的全部的基因序列。
(2)请写出甲组这三对等位基因在染色体上的位置关系：
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
(各基因用相关的字母表示)。
(3)科研人员将来自番茄的红素基因D和来自胡萝卜的基因E同时导入女娄菜细胞，培育出了能合成类胡萝卜素，且籽粒呈现不同颜色的转基因“黄金女娄菜”，相关基因对籽粒颜色的控制机制如图1，基因D和基因E插入位置的可能情况如图2(D和E基因插入的位置都位于常染色体上)。
图1
① ② ③
图2
将获得的插入位置相同的同种转基因女娄菜相互杂交，请根据子代的表型及比例，推测D与E基因在转基因女娄菜细胞染色体上的位置：
若子代_____________________________，则为①；
若子代_______________________________，则为②；
若子代_________________________________，则为③。
[解析] (1)基因组测序要求每对同源染色体测一条，性染色体存在非同源区段，所以性染色体两条都测，女娄菜为XY型的二倍体(2N＝46)，故应测22(常染色体)＋2(X、Y)＝24条染色体。
(2)由题意分析可知，高秆绿叶抗病雌雄植株杂交，子代出现高秆绿叶抗病∶高秆绿叶感病∶矮秆紫叶抗病∶矮秆紫叶感病＝9∶3∶3∶1，所以三对基因位于两对同源染色体上，其中A、B位于同一条染色体上。
(3)根据图示，同时含有DE时表现为亮红色，只含D表现为橙色，不含D表现为白色，即亮红色的基因型为D_E_，橙色的基因型为D_ee，白色的基因型为dd__。若基因位置如①，则根据基因分离定律，产生的雌雄配子DE∶de＝1∶1，其子代表型及比例为亮红色∶白色＝3∶1；若为②，则说明两对基因连锁，产生的雌雄配子De∶dE＝1∶1，其子代表型及比例为橙色∶亮红色∶白色＝1∶2∶1；若为③，则根据基因自由组合定律，子代表型及比例为亮红色∶橙色∶白色＝9∶3∶4(3＋1)。
[答案] (1)24 (2)三对等位基因均位于常染色体上，且基因A和B位于同一条染色体上 (3)亮红色∶白色＝3∶1 橙色∶亮红色∶白色＝1∶2∶1 亮红色∶橙色∶白色＝9∶3∶4
(教师用书独具)
(2021·福建选择考适应性测试)下列是关于果蝇眼色和翅型的相关研究。
(一)探究控制紫眼基因的位置
已知卷翅和正常翅由Ⅱ号染色体上的等位基因(A/a)控制，卷翅对正常翅为显性且存在纯合致死现象，红眼和紫眼由等位基因(B/b)控制。
回答下列问题：
(1)红眼对紫眼为________(填“显性”或“隐性”)。
(2)控制眼色的基因不在X染色体上(不考虑XY同源区段)，判断依据是____________________________________________________。
(3)亲本卷翅紫眼雌蝇的基因型为________。
(4)从F1中选取合适的材料，设计一个实验证明控制眼色的基因不在Ⅱ号染色体上。
杂交组合为：__________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
预期结果为：________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(二)研究性状与温度的关系
正常翅对残翅为显性。残翅果蝇相互交配后，将孵化出的幼虫一部分置于25 ℃的环境中培养，得到的果蝇全为残翅；另一部分在31 ℃的环境中培养，得到一些正常翅的果蝇(M果蝇)。
回答下列问题：
(5)用M果蝇与残翅果蝇杂交，后代在25 ℃下培养仍为残翅。可推测，M果蝇的基因型与残翅果蝇的基因型__________(填“相同”或“不同”)。综合分析，说明环境、基因与性状的关系是__________________________。
[解析] (1)亲本红眼与紫眼杂交，子代全为红眼，说明红眼是显性相状，紫眼是隐性性状。(2)如果控制眼色的基因在X染色体上(不考虑XY同源区段)，由于红眼对紫眼是显性，亲本控制眼色的基因组成为XBY×XbXb，则F1雄蝇基因型为XbY，全部为紫眼，雌蝇基因型XBXb，全部为红眼，与实验实际结果不吻合，所以果蝇控制眼色的基因位于常染色体上。(3)根据(2)分析，果蝇控制眼色的基因位于常染色体上，亲本基因型为BB×bb；根据分析，果蝇亲本关于翅型的基因型为aa×Aa，故亲本卷翅紫眼雌蝇基因型为Aabb，纯合正常翅红眼雄果蝇为aaBB。(4)已知“控制卷翅和正常翅的一对等位基因位于Ⅱ号染色体”，如果控制眼色的基因不在Ⅱ号染色体上，则两对基因的遗传遵循自由组合定律，因此可从F1中选择卷翅红眼雄果蝇(AaBb)×卷翅红眼(AaBb)雌果蝇，由于AA纯合致死，故后代卷翅红眼(AaB_)∶卷翅紫眼(Aabb)∶正常翅红眼(aaB_)∶正常翅紫眼(aabb)＝6∶2∶3∶1。如果该对基因在Ⅱ号染色体上，则两对基因连锁，则后代表型有2种，比例为2∶1。(5)M果蝇的正常翅性状若是由环境温度引起的，果蝇的基因型不变，仍为vv(设控制翅型的基因为V、v)；若是由遗传物质改变引起的，果蝇的基因型为Vv。为探究M果蝇产生的原因，让M果蝇与残翅果蝇杂交，后代在25 ℃下培养，若仍为残翅，则说明M果蝇的正常翅性状是不正常的孵化温度引起的，而不是遗传物质的改变造成的，M果蝇的基因型与残翅果蝇的基因型相同。由此可知，生物的性状表现是由基因和环境因素共同作用的结果。
[答案] (1)显性 (2)如果在X染色体上，F1雄蝇都为紫眼(或F1雌雄蝇都为红眼，且雌性红眼∶雄性红眼比例为1∶1，与性别无关) (3)Aabb
(4)杂交组合一：卷翅红眼雄果蝇×卷翅红眼雌果蝇 卷翅红眼∶卷翅紫眼∶正常翅红眼∶正常翅紫眼＝6∶2∶3∶1 杂交组合二：卷翅红眼果蝇×正常翅红眼果蝇 卷翅红眼∶卷翅紫眼∶正常翅红眼∶正常翅紫眼＝3∶1∶3∶1(写出其中一个杂交组合即可) (5)相同 生物性状是基因与环境共同作用的结果
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