【备考2027】高考生物学一轮复习 课时规范练22 自由组合定律的发现及应用(含答案)

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2027全国版高考生物学一轮复习
课时规范练22　自由组合定律的发现及应用
(选择题每小题3分)
必备知识基础练
1.(2026·浙江模拟)假说—演绎法是科学研究中常用的方法,包括“观察实验现象、提出问题、作出假设、演绎推理、实验验证、得出结论”等环节。孟德尔利用该方法发现了自由组合定律。下列关于假说—演绎法的叙述,正确的是(　　)
A.孟德尔提出的问题是为什么F2全表现为显性性状
B.孟德尔所作假设是生物体产生的雌、雄配子数量之比等于1∶1
C.孟德尔作出的演绎推理是F1产生配子时非等位基因自由组合
D.孟德尔通过测交实验验证F1产生的配子种类及比例
2.(2026·河北张家口模拟)下列有关孟德尔两对相对性状的豌豆杂交实验的叙述,正确的是(　　)
A.孟德尔实验中“F1自交,F2出现了9∶3∶3∶1的性状比例”属于“作出假设”
B.F1形成的雌配子、雄配子都是4种,且雌配子与雄配子的数量一样多
C.杂交实验中雌雄配子随机结合体现了自由组合定律
D.F2的基因型有9种,其中在数量上YyRr∶YyRR∶yyRR=4∶2∶1
3.(2025·安徽马鞍山模拟)玉米是遗传学实验的好材料,下列叙述正确的是(　　)
A.玉米雄花的花粉落在同一植株雌花的柱头上,完成的传粉过程属于自交
B.纯种甜玉米和纯种非甜玉米间行种植,甜玉米果穗上的籽粒有3种基因型
C.使用玉米作为实验材料验证分离定律时,所选材料必须为纯合子
D.基因型为AaBb的玉米测交实验后代出现4种表型,即可验证自由组合定律
4.(2025·安徽模拟)稻瘟病是水稻的主要病害之一。研究发现水稻是否抗稻瘟病主要与两对等位基因有关,这两对等位基因与水稻对稻瘟病抗性能力的关系如表所示。用易感病植株与完全抗病植株作亲本进行杂交,再挑选F1中的所有弱抗病植株自交获得F2,F2的表型及比例为完全抗病∶弱抗病∶易感病=3∶6∶7。下列相关叙述正确的是(　　)
基因组合 对稻瘟病抗性能力
bbR_ 完全抗病
BbR_ 弱抗病
BB_ _、_ _rr 易感病
A.亲本植株基因型分别为bbRR和BBrr
B.由F2可知B/b和R/r位于两对同源染色体上
C.F2中自交后代不发生性状分离的植株占1/4
D.与bbrr个体测交可以判断F2易感病植株基因型
5.(2025·江西九江三模)小鼠的基因A、a控制着毛发的黑色、白色,基因B、b控制着毛囊的有无,两对基因位于常染色体上。现将黑色小鼠和无毛囊小鼠杂交得到F1,F1自由交配得到F2,F2中不同性状的小鼠比例为9∶3∶4。随机选取部分F2黑色和白色小鼠进行相关基因检测,结果如下表所示:
毛色 A基因检测结果 B基因检测结果
黑色 均有 均有
白色 均无 均有
不考虑突变和互换,下列相关说法错误的是(　　)
A.该小鼠关于毛发颜色和毛囊的基因型有9种,表型有3种
B.亲本中无毛囊小鼠有2种基因型,分别是AAbb、aabb
C.F2中白色小鼠个体所占的比例为3/16
D.若让F2中黑色小鼠随机交配,则其后代中无毛囊雄鼠占1/18
6.(2025·福建南平三模)某二倍体植物(雌雄同株异花)的花色有红花和白花,受两对基因控制。科研人员利用两株纯合红花进行杂交获得F1,F1自交获得F2,F2的表型及比例为红花∶白花=13∶3。下列叙述错误的是(　　)
A.利用该植物开展杂交实验时不需要进行去雄操作
B.控制该植物花色的两对基因位于非同源染色体上
C.F2中白花植株随机交配,后代可能出现红花植株
D.F2中红花植株自交,不会发生性状分离的占3/13
关键能力提升练
7.(2025·湖北黄石二模)某种植物为雌雄同株异花植物,果实有绿色和黄色,由一对等位基因(用A和a表示)控制。表面有瘤和无瘤,由一对等位基因(用T和t表示)控制。有刺和无刺由一对等位基因(用G和g表示)控制。选用3种纯合子P1(绿色有瘤有刺)、P2(黄色无瘤无刺)和P3(绿色无瘤无刺)进行杂交,结果见表,下列叙述错误的是(　　)
实验 杂交组合 F1表型 F2表型和比例
① P1×P2 绿色有瘤有刺 有瘤有刺∶无瘤无刺∶有瘤无刺=9∶4∶3
② P1×P3 绿色有瘤有刺 有瘤有刺∶无瘤无刺=3∶1
A.控制果实表面是否有刺的基因与是否有瘤的基因位于非同源染色体上
B.根据实验①中F1的表型可以确定果实绿色和黄色的显隐性关系
C.由实验结果可以推测T/t与G/g两对等位基因中基因g抑制基因T的表达
D.实验②中F2种植后,随机传粉产生的子代所结果实中无瘤无刺的占比为1/4
8.(2025·湖北荆州模拟)稻瘟病是严重影响水稻种植的病害。稻瘟病病菌种类繁多,为培育抗病水稻新品种,育种工作者进行了下列相关研究。对病菌X的抗病与感病由一对基因M、m控制;对病菌Y的抗病与感病由一对基因H、h控制。现有纯合水稻品系甲和乙,科学家将其杂交得到的结果如图1所示。育种工作者根据M/m、H/h的基因序列设计特异性引物,分别对F2部分植株的DNA进行PCR扩增。已知M比m片段短,h比H片段短,扩增结果如图2所示。下列说法正确的是(　　)
图1
图2
A.水稻的抗病对感病均为显性性状,甲和乙的基因型分别为mmHH和MMhh
B.同时对病菌X和病菌Y具有抗性的F2植株中纯合子的比例为1/16
C.据图判断,符合选育目标的植株编号为6、10
D.图中植株2与植株7杂交,子代有两种表型,且比例为3∶1
9.(10分)(2025·甘肃卷)大部分家鼠的毛色是鼠灰色,经实验室繁殖的毛色突变家鼠可以是黄色、棕色、黑色或者由此产生的各种组合色。已知控制某品系家鼠毛色的基因涉及常染色体上三个独立的基因位点A、B和D。A基因位点存在4个不同的等位基因:Ay决定黄色,A决定鼠灰色,at决定腹部黄色,a决定黑色,它们的显隐性关系依次为Ay>A>at>a,其中Ay基因为显性致死基因(AyAy的纯合鼠胚胎致死)。B基因位点存在2个等位基因:B(黑色)对b(棕色)为完全显性。回答下列问题。
(1)只考虑A基因位点时,可以产生的基因型有　　　　种,表型有　　　　种。
(2)基因型为AyaBb的黄色鼠杂交,后代表型及其比例为黄色鼠∶黑色鼠∶巧克力色鼠=8∶3∶1,产生这种分离比的原因是 　。
(3)黄腹黑背雌鼠和黄腹棕背雄鼠杂交,F1产生了3/8黄腹黑背鼠、3/8黄腹棕背鼠、1/8黑色鼠和1/8巧克力色鼠。则杂交亲本基因型分别为♀　　　　、♂　　　　。
(4)D基因位点的D基因控制色素的产生,dd突变体呈现白化性状。让白化纯种鼠和鼠灰色纯种鼠杂交,F1呈现鼠灰色。F1雌雄鼠交配产生F2的表型及其比例为鼠灰色∶黑色∶白化=9∶3∶4,则亲本白化纯种鼠的基因型为　　　　,F2黑色鼠的基因型为　　　　。
参考答案
必备知识基础练
1.D　解析 孟德尔提出的问题应为“为什么F1自交后F2出现9∶3∶3∶1的性状分离比”,而非F2全表现为显性性状,A项错误。孟德尔假设中提出的是“形成配子时,成对的遗传因子彼此分离”,并未涉及雌雄配子数量比为1∶1(实际上雄配子数量远多于雌配子),B项错误。演绎推理是根据假说推导测交实验的预期结果(如测交后代比例为1∶1∶1∶1),而F1产生配子时,不同的遗传因子自由组合属于假说内容,且孟德尔没有提到非等位基因,C项错误。测交实验通过F1与隐性纯合子杂交,验证F1产生的配子种类及比例(如1∶1∶1∶1),从而支持自由组合假说,D项正确。
2.D　解析 孟德尔实验中“F1自交,F2出现9∶3∶3∶1”是实验观察到的结果,属于“观察现象”阶段,而非“作出假设”。作出假设是提出遗传因子分离和自由组合的解释,A项错误。F1(YyRr)形成的雌、雄配子均为4种(YR、Yr、yR、yr),但雄配子数量远多于雌配子(如豌豆雄配子数量多),B项错误。雌雄配子随机结合属于受精作用,而自由组合定律发生在减数分裂形成配子时(不同对遗传因子的自由组合),C项错误。F2基因型共9种,YyRr概率为1/2(Yy)×1/2(Rr)=1/4,YyRR概率为1/2(Yy)×1/4(RR)=1/8,yyRR概率为1/4(yy)×1/4(RR)=1/16,三者比例为4∶2∶1,D项正确。
3.A　解析 自交的定义是基因型相同的个体之间相互交配,玉米为雌雄同株异花植物,同一植株雄花的花粉落在雌花的柱头上属于自交,A项正确。假设甜玉米基因型为隐性纯合子(如aa),非甜玉米为显性纯合子(如AA)。间行种植时,玉米既可自交也可杂交,①甜玉米自交,产生基因型为aa的籽粒;②甜玉米杂交,产生基因型为Aa的籽粒,因此,甜玉米果穗上的籽粒基因型只有aa和Aa 2种,而非3种,B项错误。验证分离定律的关键是观察杂合子在减数分裂时等位基因的分离。常用方法包括:①杂合子自交,后代出现3∶1的性状分离比;②杂合子测交,后代出现1∶1的性状分离比。纯合子自交后代不发生性状分离,无法验证分离定律,C项错误。自由组合定律的前提是两对基因位于非同源染色体上,独立遗传。若AaBb测交(与aabb杂交)后代出现4种表型,仅说明两对基因可能发生重组,但需满足4种表型比例为1∶1∶1∶1才能证明基因自由组合;若两对基因位于同一对染色体上,产生配子时同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换,测交后代也可能出现4种表型,但比例不符合1∶1∶1∶1(如多为亲本型,少为重组型)。因此,仅凭“4种表型”无法验证自由组合定律,D项错误。
4.B　解析 若亲本为bbRR(完全抗病)×BBrr(易感病),F1全为BbRr(弱抗病),符合条件;若亲本为bbRr(完全抗病)×BBrr(易感病),F1为BbRr(弱抗病,1/2)和Bbrr(易感病,1/2),挑选BbRr自交仍可获得F2,也符合条件。因此,亲本基因型不唯一,A项错误。F2表型比例为完全抗病∶弱抗病∶易感病=3∶6∶7,总和为16,是9∶3∶3∶1的变式,说明该性状由两对独立遗传的基因(B/b、R/r)控制,即B/b和R/r位于两对同源染色体上符合自由组合定律,B项正确。完全抗病(bbRR)自交后代全为完全抗病,易感病(BB_ _、_ _rr)自交后代全为易感病,因此F2中自交后代不发生性状分离的植株占8/16=1/2,C项错误。BBrr、Bbrr、bbrr这三种基因型测交后代均为易感病,无法区分。因此,测交不能判断所有易感病植株的基因型,D项错误。
5.B　解析 F1自交得到F2,F2中不同性状的比例为9∶3∶4,说明F1的基因型为AaBb,两对等位基因遵循自由组合定律,故F1自交后代基因型有9种;F2黑色小鼠均有A和B基因,白色小鼠没有A基因,只有B基因,可知A_B_表现为黑色,aaB_表现为白色,A_bb和aabb表现为无毛囊,表型有3种,A项正确。F1的基因型为AaBb,亲本黑色小鼠的基因型为AABB,故无毛囊小鼠的基因型为aabb,B项错误。aaB_表现为白色,故F2中白色小鼠个体所占的比例为3/16,C项正确。F2中黑色小鼠的基因型为1AABB、2AABb、2AaBB、4AaBb,若让F2中黑色小鼠随机交配,配子种类及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=4∶2∶2∶1,后代A_B_∶aaB_∶A_bb∶aabb=64∶8∶8∶1,其中A_bb和aabb表现为无毛囊,无毛囊雄鼠占(2×2+2×1+1×2+1)/81×1/2=1/18,D项正确。
6.D　解析 该植物为雌雄同株异花,即该植物的花为单性花,利用该植物开展杂交实验时不需要进行去雄操作,A项正确。题意显示,用两株纯合红花进行杂交获得F1,F1自交获得F2,F2的表型及比例为红花∶白花=13∶3,为9∶3∶3∶1的变式,因而说明控制该植物花色的两对基因位于非同源染色体上,B项正确。假设控制花色的基因为A/a、B/b,则白花的基因型为A_bb(aaB_),则F2白花植株中配子比例为Ab∶ab=2∶1(或aB∶ab=2∶1),随机交配,后代中红花植株aabb所占比例为1/3×1/3=1/9,C项正确。F2中红花植株的基因型可以表示为1AABB、2AaBB、2AABb、4AaBb、3aaB_(3A_bb)、1aabb,其中不会发生性状分离的占7/13,分别为1AABB、2AaBB(2AABb)、3aaB_(3A_bb)、1aabb,D项错误。
关键能力提升练
7.C　解析 根据实验①F2表型及比例为有瘤有刺∶无瘤无刺∶无瘤有刺=9∶4∶3,为9∶3∶3∶1的变式,可推知控制果实表面是否有刺的基因与控制果实表面是否有瘤的基因位于两对同源染色体上,遵循自由组合定律,A项正确。纯合子P1(绿色)和P2(黄色)杂交所得F1均为绿色(或实验①中F1的表型为绿色),可确定绿色为显性性状,B项正确。由题意可知,实验①F1的基因型为TtGg,F2的表型及比例为有瘤有刺∶无瘤无刺∶有瘤无刺=9∶4∶3,可知G_T_为有瘤有刺,ggT_为有瘤无刺,G_tt、ggtt为无瘤无刺,因此可以推测T/t与G/g两对等位基因中基因t抑制基因G的表达,而不是基因g抑制基因T的表达,C项错误。实验②P1和P3为GGTT和GGtt,F1的基因型为GGTt,F2的基因型及比例为GGTT∶GGTt∶GGtt=1∶2∶1,群体配子中Gt比例为1/2,自然条件下进行自由交配,子代所结果实无瘤无刺(GGtt)的占比为1/2×1/2=1/4,D项正确。
8.D　解析 根据题意可知,甲为抗X感Y的纯种,乙为感X抗Y的纯种,甲和乙杂交得到的F1为双杂合MmHh,F1自交得到的F2中,抗X和感X之比约为3∶1,则抗X为显性性状,感X为隐性性状;抗Y和感Y之比约为3∶1,则抗Y为显性性状,感Y为隐性性状。由以上分析可以得出,甲的基因型为MMhh,乙的基因型为mmHH,A项错误。F2性状中,同时对病菌X和Y具有抗性的植株的基因型可以表示为M_H_,占F2的9/16,其中只有MMHH为纯合子,占F2的1/16,因此,病菌X和Y具有抗性的F2植株中纯合子所占比例为1/9,B项错误。已知M比m片段短,由M/m基因PCR扩增结果图可知,编号为2、3、4、5的植株DNA条带分别低于编号1、6、7、8、9、10,因此编号为2、3、4、5的植株只含有M基因,对病菌X具有抗性;又因为h比H片段短,由H/h基因PCR扩增结果图可知,编号3、4、5、6、10的植株DNA条带位于扩增结果图的上方,且只有一条条带,说明编号3、4、5、6、10的植株只含有H基因,对病菌Y具有抗性;根据题意育种工作者选育的目标植株基因型为MMHH,综上所述,编号3、4、5的植株符合选育要求,C项错误。图中植株2基因型为MMHh,植株7基因型为mmHh,二者杂交,后代表型为又抗X又抗Y(MmH_)和只抗X不抗Y(Mmhh)两种,比例为3∶1,D项正确。
9.答案 (1)9　4
(2)控制毛色的两对等位基因位于两对同源染色体上,遵循基因的自由组合定律,且AyAy纯合致死
(3)ataBb　atabb
(4)aadd　aaD_(aaDD、aaDd)
解析 (1)只考虑A基因位点,A基因位点存在4个不同的等位基因Ay、A、at、a,从4个等位基因中选2个组成基因型(包括纯合子和杂合子),纯合子有AyAy(致死)、AA、atat、aa 4种,杂合子有AyA、Ayat、Aya、Aa、Aat、ata 6种,所以基因型共有10种,但由于AyAy纯合致死,实际存活的基因型有9种,由显隐性关系Ay>A>at>a可知,表型有黄色(Ay_)、鼠灰色(A_)、腹部黄色(at_)、黑色(aa),共4种。
(2)基因型为AyaBb的黄色鼠杂交,正常情况下Aya×Aya后代中AyAy∶Aya∶aa=1∶2∶1,由于AyAy致死,所以Aya∶aa=2∶1,Bb×Bb后代中B_∶bb=3∶1,按照自由组合定律,(2Aya∶1aa)×(3B_∶1bb),后代中黄色鼠(AyaB_、Ayabb)∶黑色鼠(aaB_)∶巧克力色鼠(aabb)=(2/3×3/4+2/3×1/4)∶(1/3×3/4)∶(1/3×1/4)=8/12∶3/12∶1/12=8∶3∶1,所以后代表型及其比例为黄色鼠∶黑色鼠∶巧克力色鼠=8∶3∶1的原因是控制毛色的两对等位基因位于两对同源染色体上,遵循基因的自由组合定律,且AyAy纯合致死。
(3)黄腹黑背雌鼠(at_B_)和黄腹棕背雄鼠(at_bb)杂交,因为F1产生了黑色鼠(aaB_)和巧克力色鼠(aabb),所以亲本都含有a和b基因,那么黄腹黑背雌鼠基因型为ataBb,黄腹棕背雄鼠基因型为atabb,二者杂交,F1产生了3/8=3/4×1/2黄腹黑背鼠(at_Bb),3/8=3/4×1/2黄腹棕背鼠(at_bb),1/8=1/4×1/2黑色鼠(aaBb)和1/8=1/4×1/2巧克力色鼠(aabb)。
(4)已知D基因位点的D基因控制色素的产生,dd突变体呈现白化性状,A决定鼠灰色,a决定黑色,F2的表型及其比例为鼠灰色∶黑色∶白化=9∶3∶4,是9∶3∶3∶1的变式,说明F1的基因型为AaDd,由于亲本是白化纯种鼠和鼠灰色纯种鼠,要得到F1为AaDd,则亲本白化纯种鼠的基因型为aadd,鼠灰色纯种鼠的基因型为AADD,二者杂交,F1的基因型为AaDd,F1雌雄鼠交配,F2的基因型及比例为A_D_∶aaD_∶A_dd∶aadd=9∶3∶3∶1,表型之比为鼠灰色∶黑色∶白化=9∶3∶4,所以F2黑色鼠的基因型为aaD_(aaDD、aaDd)。
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