人教版高中生物必修二知识讲解，巩固练习（教学资料，补习资料）：16基因的自由组合定律

基因的自由组合定律
【学习目标】
1、阐明孟德尔的两对相对性状的杂交实验及自由组合定律。
2、基因自由组合定律的解释和验证。
3、了解基因自由组合定律的应用。
【要点梳理】　
要点一：两对相对性状的杂交实验
1．豌豆杂交中自由组合现象
　　　　　　　　
　　思考：
　　为什么在F2代中出现了与亲本不同的表型，且各种性状的分离比为9：3：3：1呢？
　2．对性状自由组合现象的解释（假设）
（1）两对相对性状分别由两对等位基因控制 　（2）F1产生配子时，等位基因分离，非等位基因自由组合，产生四种数量相等的配子
（3）受精时，4种类型的雌雄配子结合的几率相等
　遗传图解：
①
F1:
F2:
1YY（黄） 2Yy（黄）
1yy（绿）
1RR（圆）
2Rr（圆）
1YYRR 2YyRR
2YYRr 4YyRr（黄圆）
1yyRR
2yyRr（绿圆）
1rr（皱）
1YYrr 2Yyrr（黄皱）
1yyrr（绿皱）
F2的性状分离比：黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒=9∶3∶3∶1。
②每对相对性状的结果分析
a．性状分离比：黄粒∶绿粒=3∶1；圆粒∶皱粒=3∶1。
b．结论：每对相对性状的遗传符合分离定律；两对相对性状的分离是各自独立的。
③两对相对性状的随机组合
④F2的表现型与基因型的比例关系
双纯合子
一纯一杂
双杂合子
合计
黄圆（双显性）
1／16YYRR
2／16YYRr、2／16YrRR
4／16YyRr
9／16Y_R_
黄皱（单显性）
1／16YYrr
2／16Yyrr
3／16Y_rr
绿圆（单显性）
1／16yyRR
2／16yyRr
3／16yyR_
绿皱（双隐性）
1／16yyrr
1／16yyrr
合计
4／16
8／16
4／16
1
F2中4种表现型，9种基因型分别为：YYRR、YYRr、YyRR、YyRr、YYrr、Yyrr、yyRR、yyRr、yyrr
（2）有关结论
①F2共有9种基因型、4种表现型。
②双显性占9／16，单显性（绿圆、黄皱）各占3／16，双隐性占1／16。
③纯合子占4／16（1／16YYRR+1／16YYrr+1／16yyRR+1／16yyrr），杂合子占：1 －4／16=12／16。
④F2中双亲类型（9／16Y_R_+1／16yyrr）占10／16，重组类型占6／16（3／16Y_rr+3／16yyR_）。
　　思考：按照上述孟德尔的假设条件，所获得的各种性状及其比例是完全符合9：3：3：1的比例的，所以只需证明F1是双杂合体的假设成立，如何设计实验来验证呢？　　3．对自由组合现象解释的验证——测交实验
【基因的自由组合定律 366295 对自由组合现象解释的验证——测交实验 】
实验方案：杂合体F1与隐性纯合体杂交
实验结果：
方 式
正 交
反 交
亲本组合
F1黄圆♀ × 绿皱
F1黄圆♂ ×绿皱
Ft 表型(粒数)
黄圆 黄皱 绿圆 绿皱 31 27 26 26
黄圆 黄皱 绿圆 绿皱
24 22 25 26
论证依据
F1产生4种数量相等的雌、雄配子
实验结论
F1产生配子时，等位基因之间的分离和非等位基因之间重组互不干扰
结论：通过测交实验，所获得的F2代各种性状及其比例为黄圆：黄皱：绿圆：绿皱为1：1：1：1，证实了F1产生了比例相同的四种配子，确定为双杂合体。因此，孟德尔的假设是成立的。
4．基因自由组合定律
（1）自由组合规律的内容：控制两对不同性状的两对等位基因在配子形成过程中，这一对等位基因与另一对等位基因的分离和组合互不干扰，各自自由组合到配子中去。
（2）基因自由组合定律的实质：
等位基因之间的分离和非等位基因之间的重组互不干扰的。
F1非等位基因重组导致了F2性状重组
5．基因自由组合定律的应用：
（1）杂交育种，利用了基因自由组合定律
　　（2）优生优育，为遗传病的预测和诊断提供理论依据
要点二：分离定律和自由组合定律的比较
分离定律是指在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合，在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。自由组合定律是指控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。列表比较如下：
定律
项目
分离定律
自由组合定律
研究性状
一对
两对及两对以上
控制性状的等位基因
一对
两对及两对以上
等位基因与染色体的关系
位于一对同源染色体上
分别位于两对及两对以上同源染色体上
遗传实质
等位基因分离
非等位基因之间的分离和重组互不干扰
F1
基因对数
1
2或n
配子类型及其比例
2种，比例为1∶1
22或2n种，数量相等
配子组合数
4
42或4n
F2
基因型种类
3
32或3n
表现型种类
2
22或2n
表现型比
3∶1
(3∶1)2或(3∶1)n
F1测
交子代
基因型种类
2
22或2n
表现型种类
2
22或2n
表现型比
1∶1
(1∶1)n
要点三：孟德尔获得成功的原因【基因的自由组合定律 孟德尔获得成功的原因】
（1）对科学执着的追求、浓厚的兴趣和持之以恒的精神
（2）大胆创新，提出“颗粒遗传”理论，挑战“融合理论”
（3）选择合适的杂交实验材料---豌豆
（4）严密的数理统计分析实验的方法
（5）由单因子到多因子的独特科学思维方式
（6）成功地应用了“假设—演绎推理”科学研究方法
【典型例题】　
类型一：表现型或基因型的推导
例1、在番茄中，缺刻叶和马铃薯叶是一对相对性状，紫茎和绿茎是另一对相对性状。下表是几种番茄杂交的结果。则亲代的基因型依次为（ ）。
亲本表现型
F1代表现型
紫缺
紫马
绿缺
绿马
1紫缺×绿缺
√
√
√
√
2紫缺×紫马
√
√
√
√
3紫马×绿缺
√
√
√
√
4紫缺×绿马
√
—
√
—
①AaBb×aaBb ②AaBb×Aabb ③Aabb×aaBb ④AaBB×aabb ⑤AaBb×AaBb
A．①③④⑤ B．②③④⑤ C．①②③④ D．①⑤③④
【答案】C
【解析】首先判断显隐性。从第一组杂交组合可以判断出。缺刻叶是显性性状、马铃薯叶是隐性性状；从第二组杂交组合可以判断出紫茎是显性性状，绿茎是隐性性状。其次，根据表现型，把能够写出的基因都写出来，如第一组杂交组合（紫色A、绿色a；缺刻叶B、马铃薯叶b）：
A_B_×aaB_，最后看后代有无相关的隐性性状，最直接的办法是找隐性纯合体，如后代出现了绿色马铃薯叶，说明上式中空着的都是隐性基因。即基因型为AaBb×aaBb。同理，可推出其他各组的基因型。
【点评】此类题型的特点：已知亲本及子代的表现型，推导亲本的基因型；已知子代的表现型或基因型推导亲本的基因型。
基本方法是：一、判断显隐性；二、根据表现型写出能够写出的基因，不能确定的先空着；三、看后代有无隐性性状出现，若有，则先空着的基因就是隐性基因，反之，就是显性基因。
【举一反三】：
【变式】豌豆种子黄色（Y）对绿色（y）为显性，圆粒（R）对皱粒（r）为显性，且性状独立遗传。用黄圆豌豆和绿圆豌豆杂交得F1，F1测交后代为：黄圆∶绿圆∶黄皱∶绿皱=3∶3∶1∶1，则F1基因型为（ ）。
A．YyRr B．YyRr和yyrr C．Yyrr和yyRr D．YyRr和yyRr
【答案】D
类型二：表现型和基因型的种类和概率的计算
例2、（2018北京海淀期末考）某紫花植株自交，子代中紫花植株∶白花植株=9∶7，下列叙述正确的是（ ）
A．该性状遗传由两对等位基因控制
B．子代紫花植株中能稳定遗传的占1／16
C．子代白花植株的基因型有3种
D．亲代紫花植株的测交后代紫花∶白花=1∶1
【答案】A
【解析】9∶7是9∶3∶3∶1的变形，说明紫花性状由两对等位基因控制；子代紫花植株中有1／9个体能稳定遗传；子代白花植株的基因型有5种；亲代紫花植株的测交后代紫花∶白花=1∶3。
【点评】本题主要针对表现型与基因型的比例进行考察。
【举一反三】：
【变式】
豌豆子叶的黄色（Y）、圆粒种子（R）均为显性。两亲本豌豆杂交的F1表现型如右图所示，让F1中黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交，F2的性状分离比为（ ）。
A．9∶3∶3∶1 B．3∶1∶3∶1
C．1∶1∶1∶1 D．2∶2∶1∶1
【答案】 D
类型三：自由组合定律的应用
例3、（2018北京西城期末考）研究人员为探究荞麦主茎颜色和瘦果形状的遗传规律，以两种自交可育的普通荞麦纯种为材料进行杂交实验，结果如下表。下列分析判断不正确的是（ ）
亲本
F1表现型
F2表现型及数量
绿茎尖果×绿茎钝果
红茎尖果
红茎尖果271 红茎钝果90
绿茎尖果211 绿茎钝果72
A．这两对相对性状的遗传是由细胞核中遗传物质控制的
B．荞麦的主茎颜色和瘦果形状两对相对性状独立遗传
C．荞麦的尖果与钝果是由一对等位基因控制的相对性状
D．荞麦的绿色茎与红色茎是由一对等位基因控制的相对性状
【答案】D
【解析】F2代红茎∶绿茎=9∶7，尖果∶钝果=3∶1，说明茎的颜色和果实形状分别由两对等位基因和一对等位基因控制，两对性状独立遗传。
【点评】本题考查基因自由组合定律的在遗传学中应用。
【举一反三】：
【变式一】
番茄果实的红色对黄色为显性，两室对一室为显性，这两对相对性状独立遗传。育种者用纯合的具有这两对相对性状的亲本杂交，子二代中重组表现型个体数占子二代总数的（ ）。
A．7／8或5／8 B．9／16或5／16 C．3／8或5／8 D．3／8
【答案】C
【变式二】
一个正常的女性与一个并指（Bb）的男性结婚，他们生了一个白化病且手指正常的孩子。求：
（1）他们再生一个孩子只出现并指的可能性是________。
（2）只患白化病的可能性是________。
（3）生一个既患白化病又患并指的男孩的概率是________。
（4）后代只患一种病的可能性是________。
（5）后代中患病的可能性是________。
【答案】（1）3／8 （2）1／8 （3）l／16 （4）1／2 （5）5／8
【解析】由题意可知，孩子的基因型为aabb，则该夫妇的基因型应分别为妇：Aabb，夫：AaBb；依据该夫妇基因型知，孩子患并指的概率应为l／2（非并指率为1／2），白化病的概率应为1／4（非白化率应为3／4）。
（1）再生一仅患并指孩子的可能性为：并指率×非白化率=1／2×3／4=3／8。
（2）只患白化病的概率为：白化率×非并指率=1／4×1／2=1／8。
（3）生一既白化又并指的男孩的概率为：男孩出生率×白化率×并指率=1／2×1／4×l／2=1／16。
（4）后代只患一种病的概率为：并指率×非白化率+白化率×非并指率=1／2×3／4+1／4×l／2=1／2。
（5）后代中患病的可能性为：1－全正常（非并指、非白化）=1－1／2×3／4=5／8。
【巩固练习】
单项选择题：
1．在孟德尔的两对相对性状的遗传学实验中，F2代中纯合子所占的比例为（ ）
A．1／2 B．1／4 C．1／8 D．3／8
2.（2018北京东城期末考）下图是同种生物的四个个体的细胞示意图，图中所代表的个体两两杂交得到的子代有2种表现型、6种基因型的是（ ）

A．图①、图④ B．图③、图④ C．图②、图③ D．图①、图②
3. 下列杂交组合中，后代出现性状分离的是（ ）
A．BBdd×bbDD B．BbDd×bbdd C．BbDd×BBDD D．BbDD×BBDd
4. 纯种黄圆（YYRR）豌豆与绿皱豌豆异花受粉得到F1，F1自交产生的后代中，表现型与F1不同的个体占（ ）
A．7／16 B．6／16 C．4／16 D．1／16
5. 在孟德尔的具有两对相对性状的遗传实验中，F2中出现的重组性状类型中能够稳定遗传的个体约占总数的（ ）
A．1／4 B．1／8 C．1／16 D．1／9
6. 桃的果实成熟时，果肉与果皮黏连的称为黏皮，不黏连的称为离皮；果肉与果核黏连的称为黏核，不黏连的称为离核。已知离皮（A）对黏皮（a）为显性，离核（B）对黏核（b）为显性。现将黏皮、离核的桃（甲）与离皮、黏核的桃（乙）杂交，所产生的子代出现4种表现型。由此推断，甲、乙两株桃的基因型分别是（ ）
A．AABB、aabb B．aaBB、AAbb C．aaBB、Aabb D．aaBb、Aabb
7.（2018北京东城联考）豌豆中，当C、R两个显性基因都存在时，花呈红色。一株红花豌豆与基因型为ccRr的植株杂交，子代中有3／8开红花；若让这些子代红花豌豆自交，其后代红花豌豆的比例是（ ）
A．5／8 B．3／8 C．3／16 D．9／16
8. 某种蝴蝶紫翅（P）对黄翅（p）是显性，绿眼（G）对白眼（g）为显性，两对基因分别位于两对同源染色体上，生物小组同学用紫翅绿眼和紫翅白眼的蝴蝶进行杂交，F1出现的性状类型及比例如右图所示。下列说法正确的是
A．上述亲本的基因型是PpGg×PPgg
B．上述亲本的基因型是PpGg×ppgg
C. F1紫翅白眼个体自交（基因型相同个体间的交配），其后代中纯合子所占比例是2/3
D. F1紫翅白眼个体自交（基因型相同个体间的交配），其后代中纯合子所占比例是1/2
9. 小麦的毛颖和光颖是一对相对性状（显、隐性由P、p基因控制），抗锈和感锈是一对相对性状（由R、r控制），控制这两对相对性状的基因位于两对同源染色体上。以纯种毛颖感锈（甲）和纯种光颖抗锈（乙）为亲本进行杂交，F。均为毛颖抗锈（丙）。再用F1与丁进行杂交，F2有四种表现型，对每对相对性状的植株数目作出的统计结果如下图所示，则丁的基因型是（ ）

A．Pprr B．PPRr C．PpRR D．ppRr
10. 孟德尔通过杂交实验发现了一些有规律的遗传现象，通过对这些现象的研究提出了遗传的两个基本规律。在下列各项中，哪项不是出现这些有规律遗传现象不可缺少的因素（ ）
A.F1体细胞中各基因遗传信息表达的机会相等
B.F1自交后代各种基因型发育成活的机会相等
C.各基因在F2体细胞中出现的机会相等
D.每种类型雌配子与每种类型雄配子相遇的机会相等
非选择题
1. 下表是豌豆杂交组合的实验统计数据
亲本组合
后代的表现型及其株数
组别
表现型
高茎红花
高茎白花
矮茎红花
矮茎白花
甲
高红×矮红
627
203
617
212
乙
高红×高白
724
750
243
262
丙
高红×矮红
953
317
0
0
丁
高红×矮白
1251
0
1301
0
戊
高白×矮红
517
523
499
507
据上表回答：
（1）上述两对相对性状中，显性性状为________、________。
（2）写出每一杂交组合中两个亲本植株的基因型。以A和a分别表示株高的显、隐性基因，B和b分别表示花色的显、隐性基因。
甲组合为________×________；
乙组合为________×________；
丙组合为________×________；
丁组合为________×________；
戊组合为________×________。
（3）为最容易获得双隐性个体，应采用的杂交组合是________。
2. 下表是豌豆四种杂交组合的实验统计数据：(设D、d表示株高的显隐性基因，R、r表示花颜色的显隐性基因)
组别
表现型
高茎红花
高茎白花
矮茎红花
矮茎白花
一
高茎红花×矮茎红花
627
203
617
212
二
高茎红花×高茎白花
724
750
243
260
三
高茎红花×矮茎红花
953
317
0
0
四
高茎红花×高茎红花
925
328
315
108
(1)对于株高，根据第__________组杂交结果，可判断__________对__________为显性；对花的颜色，根据第__________组杂交结果，可判断__________对__________为显性。
(2)四种杂交组合亲本中高茎红花植株的基因型是否相同?为什么? ____________________。
(3)四种杂交组合所产生的后代中，纯合子的概率依次是____________________。

3.（2018江苏启东联考）家兔眼色受两对基因A、a和B、b共同决定。基因a纯合时遮盖基因B和b的表达，表现为蓝眼；基因b纯合时遮盖基因A的表达，表现为红眼；其他则表现为黑眼。现用纯系家兔进行杂交实验。得到如下实验结果。
实验组别
亲本
F1表现型
F2表现型
一
黑眼×蓝眼
黑眼
3／4黑眼 1／4蓝眼
二
黑眼×红眼
黑眼
3／4黑眼 1／4红眼
三
红眼×蓝眼
黑眼
9／16黑眼 1／4蓝眼 3／16红眼
分析回答：
（1）基因A、a和B、b的遗传遵循________定律，黑眼家兔的基因型有________种。
（2）实验一中蓝眼亲本的基因型是________，F2黑眼个体中杂合子占________。
（3）实验二中红眼亲本的基因型是________，F2黑眼个体间随机交配，后代表现型及比例为________。
4、两对独立遗传的基因（A、a和B、b）共同决定人类的眼色。存在不同基因时人的眼色不同，分别为黑色（AABB）；褐色（AABb、AaBB）；黄色（AaBb、AAbb、aaBB）；深蓝色（Aabb、aaBb）；浅蓝色（aabb）。现有一对基因型不同的深蓝色眼的夫妇，从理论上计算：
（1）后代中基因型最多有______种，表现型共有______种。与亲代表现型不同的个体所占的比例为______。
（2）他们所生的子女中，能稳定遗传的个体的表现型及比例为________。
（3）若子女中的黄眼女性与另一家庭的浅蓝色眼的男性婚配，生下浅蓝色眼女儿的概率为________。
5、日本明蟹壳色有三种情况：灰白色、青色和花斑色。其生化反应原理如下图所示。
基因A控制合成酶1，基因B控制合成酶2，基因b控制合成酶3。基因a控制合成的蛋白质无酶1活性，基因a纯合后，物质A（尿酸盐类）在体内过多积累，导致成体会有50％死亡。A物质积累表现为灰白色壳，C物质积累表现为青色壳，D物质积累表现为花斑色壳。
（1）青色壳明蟹的基因型可能为________。
（2）两只青色壳明蟹杂交，后代只有灰白色和青色壳明蟹，且比例为1∶6。亲本基因型可能为________。
（3）AaBb×AaBb杂交，后代的成体表现型及比例为________。
【答案与解析】
一、单选题
1【答案】B
【解析】具有两对相对性状的杂交实验中，F2代中表现型有四种，每一种中有一份是纯合体，共占4／16。
2【答案】D
【解析】子代有2种表现型、6种基因型，要求杂交的双亲中一对基因杂交的结果有2种基因型，1种表现型，另一对基因杂交的结果有2种表现型，3种基因型。符合条件的为D。
3【答案】B
【解析】若双亲各有一对不同的基因为显性纯合或一方两对基因全为显性纯合，则杂交后代就不会出现性状分离
4【答案】A
【解析】 F1的表现型为黄色圆粒，F2代中黄色圆粒占9／16，则表现型与F1不同的个体占7／16。
5【答案】B
【解析】由教材中的知识可知，F2中重组性状类型有两种：黄色皱粒（1／16YYrr、2／16Yyrr）、绿色圆粒（1／16yyRR、2／16yyRr），因此能够稳定遗传的(YYrr、yyRR)占2／16，即1／8。
6【答案】D
7【答案】A
【解析】子代中开红花的概率3／8只可能是1／2×3／4，又已知一种基因型为ccRr，可得出另一种基因型为CcRr，子代红花豌豆基因型为CcRR∶CcRr=1∶2，CcRR能产生红花的概率为3／4，CcRr能产生红花的概率为3／4×3／4=9／16，则后代开红花的比例是（3／4+9／16+9／16）／3=5／8，A正确。
8【答案】C
【解析】由题图看出F1中紫翅与黄翅为3：1，亲本紫翅为Pp和Pp；F1中绿眼与白眼为1：1，亲本绿眼为Gg，白眼为gg。上述亲本的基因型是PpGg×Ppgg。F1紫翅白眼个体（2/3Ppgg、1/3PPgg）自交，2/3Ppgg自交纯合子（PPgg和ppgg）占1/3，1/3PPgg自交纯合子占1/3，共2/3。
9【答案】D
【解析】由纯种甲和乙杂交得F1（丙）全部为毛颖抗锈，可知丙的基因型为PpRr，丙与丁杂交F2的表现型为抗锈与感锈比为3∶1，根据分离定律可推知，丁控制此性状的基因组成为Rr，由F2中毛颖与光颖比为l∶1，则丁控制该性状的基因组成为pp，因此丁的基因型为ppRr。
10【答案】A
【解析】选A。基因有显性、隐性之分，再加上要经过自由组合过程，故表达机会不会均等。
二、非选择题：
1【答案】
（1）高茎 红花
（2）AaBb aaBb AaBb Aabb AABb aaBb AaBB aabb Aabb aaBb
（3）戊组合
2【答案】
(1)二或四 高茎 矮茎 一或三或四 红花 白花
(2)不完全相同；第一、二、四组亲本中高茎红花植株基因型为DdRr，但是第三组亲本中高茎红花植株基因型为DDRr
(3)1／4、1／4、0、1／4
【解析】
(1)单独分析每一对相对性状，第二组中高茎×高茎→3高：1矮，第四组中高茎×高茎→3高：1矮，均可判断出高茎对矮茎是显性；第一组中红花×红花→3红：1白，第三组中红花×红花→3红：1白，第四组中红花×红花→3红：1白，均可判断出红花对白花为显性。
(2)第一组中，高茎×矮茎→1高：1矮，符合测交实验结果，即高茎亲本基因型为Dd，矮茎亲本基因型为dd；红花×红花→3红：1白，符合杂合子自交实验结果，即双亲基因型均为Rr，所以第一组亲本的基因型为DdRr×ddRr。同样的方法可以推断出第二组亲本基因型为DdRr×Ddrr第三组亲本的基因型为DDRr×ddRr，第四组亲本的基因型为DdRr×DdRr。可见，四种杂交组合亲本中高茎红花植株的基因型不完全相同。
(3)由(2)中推出的双亲基因型，可以推出各组杂交后代的纯合子概率，第一组DdRr×ddRr→dd×(RR＋rr)＝；第二组DdRr×Ddrr(DD＋dd)×rr＝；第三组DDRr×ddRr→无纯合子出现；第四组DdRr×DdRr→(DD＋dd)×(RR＋rr)＝。
3【答案】
（1）基因的自由组合（或基因的分离定律和自由组合定律）； 4
（2）aaBB 2／3
（3）AAbb 黑眼∶红眼=8∶1
【解析】（1）由实验组三F2性状分离比知，家兔眼睛颜色由两对等位基因控制，且两对等位基因的遗传符合基因自由组合定律。双显性个体为黑眼，基因型有AABB、AaBB、AABb、AaBb 4种。（2）实验一F2有蓝眼，但无红眼说明F1的基因组成中有a但无b，结合F1表现型知F1基因型为AaBB，故蓝眼亲本基因型为aaBB。F2中黑眼个体基因型为A_BB，其中杂合子所占的比例为2／3。（3）同实验一，实验二中F1基因型为AABb，故亲本基因型为AABB（黑眼）和AAbb（红眼）。F2中黑眼个体产生的配子AB∶Ab=2∶1，故黑眼个体随机交配，后代表现型及比例为8／9黑眼，1／9红眼。
4【答案】（1）4 3 1／2 （2）浅蓝色、1／4 （3）1／8
5【答案】（1）AABB、AaBB、AABb、AaBb （2）AaBb×AaBB （3）青色壳∶灰白色壳∶花斑色壳=9∶2∶3