还剩8页未读，
继续阅读
所属成套资源：2020高考生物人教版一轮复习课堂互动探究案
成套系列资料，整套一键下载
2020版《全程复习方略》高考生物一轮复习课堂互动探究案2孟德尔的豌豆杂交实验（二） 学案
展开
课堂互动探究案2 孟德尔的豌豆杂交实验(二)
考点突破 素养达成
两对相对性状的遗传实验(国考5年4考)
(全国卷：2017全国卷Ⅱ；2016全国卷Ⅲ、Ⅱ；2014全国卷；地方卷：2016浙江卷；
2015天津、安徽、山东、海南卷；2014福建、山东、安徽、天津、海南、江苏卷)
【师说考问】
考问1 F1的配子分析
F1在产生配子时，每对等位基因彼此分离，不同对的等位基因自由组合，F1产生的雌、雄配子各4种：YR：Yr：yR：yr＝1：1：1：1，图解如下：
考问2 实验结论
(1)F2共有16个组合，9种基因型，4种表现型。
(2)F2中黄：绿＝3：1，圆：皱＝3：1，都符合基因分离定律。
(3)F2中纯合子占1/4，杂合子占3/4。
(4)F2中黄色圆粒纯合子占1/16，但在黄色圆粒中纯合子占1/9，注意二者的范围不同。归纳如下：
①表现型
②基因型
【题组跟进】
高考题组——研考向
自由组合定律的实例分析
1．[2017·全国卷Ⅱ，6]若某哺乳动物毛色由3对位于常染色体上的、独立分配的等位基因决定，其中，A基因编码的酶可使黄色素转化为褐色素；B基因编码的酶可使该褐色素转化为黑色素；D基因的表达产物能完全抑制A基因的表达；相应的隐性等位基因a、b、d的表达产物没有上述功能。若用两个纯合黄色品种的动物作为亲本进行杂交，F1均为黄色，F2中毛色表现型出现了黄：褐：黑＝52：3：9的数量比，则杂交亲本的组合是( )
A．AABBDD×aaBBdd，或AAbbDD×aabbdd
B．aaBBDD×aabbdd，或AAbbDD×aaBBDD
C．aabbDD×aabbdd，或AAbbDD×aabbdd
D．AAbbDD×aaBBdd，或AABBDD×aabbdd
解析：由题可以直接看出F2中毛色表现型出现了黄：褐：黑＝52：3：9的数量比，F2为52＋3＋9＝64份，可以推出F1产生雌雄配子各8种，即F1的基因型为三杂AaBbDd，只有D选项符合。或者由黑色个体的基因组成为A_B_dd，占9/64＝3/4×3/4×1/4，可推出F1的基因组成为AaBbDd，或者由褐色个体的基因组成为A_bbdd，占3/64＝3/4×1/4×1/4，也可推出F1基因组成为AaBbDd，进而推出D选项正确。
答案：D
名师点睛
因为黄色个体的基因型有21种：9种aa_ _、12种A_D_，所以本题的解题关键是寻找突破口，可以是由F2为52＋3＋9＝64份推出F1产生的配子种类、也可以由F2中黑色或褐色所占的比例，都能推出F1的基因型为AaBbDd。
2.
大鼠的毛色由独立遗传的两对等位基因控制，用黄色大鼠与黑色大鼠进行杂交实验，结果如图。据图判断，下列叙述正确的是( )
A．黄色为显性性状，黑色为隐性性状
B．F1与黄色亲本杂交，后代有两种表现型
C．F1和F2中灰色大鼠均为杂合子
D．F2黑色大鼠与米色大鼠杂交，其后代中出现米色大鼠的概率为
解析：由F1灰色自交后代灰色：黄色：黑色：米色＝9：3：3：1可知，灰色为显性性状，米色为隐性性状，黄色和黑色均为单显性状，A错误；F1的基因型为AaBb，其与黄色亲本(AAbb)杂交，后代有2种表现型，即灰色(AABb、AaBb)、黄色(AAbb、Aabb)，B正确；F1灰色的基因型为AaBb，F2中灰色的基因型为A_B_，既可能是纯合子也可能是杂合子，C错误；F2黑色大鼠的基因型及概率为aaBB(1/3)、aaBb(2/3)，其与米色大鼠(aabb)杂交，其后代中出现米色大鼠的概率为2/3×1/2＝1/3，D错误。故选B。
答案：B
归纳提升
(1)假设题干亲代黄色大鼠的基因型为AAbb，则亲代黑色大鼠的基因型为aaBB，F1基因型为AaBb(灰色)，F2中米色鼠的基因型为aabb，F2中灰色鼠的基因型有4种。
(2)显隐性判定：本题中米色是隐性性状；而黄色、黑色均为显性性状。
3.[2015·海南卷，12]下列叙述正确的是( )
A．孟德尔定律支持融合遗传的观点
B．孟德尔定律描述的过程发生在有丝分裂中
C．按照孟德尔定律，AaBbCcDd个体自交，子代基因型有16种
D．按照孟德尔定律，对AaBbCc个体进行测交，测交子代基因型有8种
解析：孟德尔指出，生物的性状是由遗传因子决定的，这些因子就像一个个独立的颗粒，既不会相互融合，也不会在传递中消失，他不支持融合遗传，A错误；孟德尔指出，生物体在形成生殖细胞——配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中，而形成生殖细胞的过程是减数分裂，B错误；根据孟德尔的自由组合定律，AaBbCcDd个体自交，四对等位基因的分离和组合是互不干扰的，每对等位基因可产生三种不同的基因型，所以子代基因型可以产生3×3×3×3＝81种，C错误；同理，AaBbCc个体进行测交，每对等位基因可以产生两种不同的基因型，所以测交子代基因型有2×2×2＝8种，D正确。
答案：D
自由组合定律的综合考查
4．[2018·全国卷Ⅲ，31]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)。实验数据如下表：
组别
杂交组合
F1表现型
F2表现型及个体数
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。
解析：(1)因题干说明是二倍体自花传粉植物，故杂交的品种均为纯合子，根据表中甲的数据，可知F1的红果、二室均为显性性状，甲的两组F2的表现型之比均接近9：3：3：1，所以控制甲组两对相对性状的基因位于非同源染色体上；乙组的F1的圆果、单一花序均为显性性状，F2中第一组：圆：长＝(660＋90) ：(90＋160)＝3：1、单：复＝(660＋90) ：(90＋160)＝3：1；第二组：圆：长＝(510＋240) ：(240＋10)＝3：1、单：复＝(510＋240) ：(240＋10)＝3：1；但两组的四种表现型之比均不是9：3：3：1，说明控制每一对性状的基因均遵循分离定律，控制这两对性状的基因不遵循自由组合定律，因此这两对基因位于一对同源染色体上。(2)根据表中乙组的杂交实验得到的F1均为双显性杂合子，F2的性状分离比不符合9：3：3：1，说明F1产生的四种配子不是1：1：1：1，所以用两个F1分别与“长复”双隐性个体测交，就不会出现1：1：1：1的比例。
答案：(1)非同源染色体 F2中两对相对性状表现型的分离比符合9：3：3：1 一对 F2中每对相对性状表现型的分离比都符合3：1，而两对相对性状表现型的分离比不符合9：3：3：1
(2)1：1：1：1
5．[2016·全国卷Ⅱ，32节选]某种植物的果皮有毛和无毛、果肉黄色和白色为两对相对性状，各由一对等位基因控制(前者用D、d表示，后者用F、f表示)，且独立遗传。利用该种植物三种不同基因型的个体(有毛白肉A、无毛黄肉B、无毛黄肉C)进行杂交，实验结果如下：
回答下列问题：
(2)有毛白肉A、无毛黄肉B和无毛黄肉C的基因型依次为____________。
(3)若无毛黄肉B自交，理论上，下一代的表现型及比例为______________。
(4)若实验3中的子代自交，理论上，下一代的表现型及比例为______________________。
(5)实验2中得到的子代无毛黄肉的基因型有____________________。
解析：(2)实验1中白肉A(ff)×黄肉B→黄肉：白肉＝1：1，说明B的相应基因型为Ff，B、C均无毛，相应基因型均为dd，所以A、B、C的基因型依次为：DDff、ddFf、ddFF。(3)若B(ddFf)自交，后代表现型及比例为：无毛黄肉：无毛白肉＝3：1。(4)实验3中：DDff(A)×ddFF(C)→F1：DdFf；F1自交，则F2：有毛黄肉：有毛白肉：无毛黄肉：无毛白肉＝9：3：3：1。(5)实验2中：ddFf(B)×ddFF(C)→ddFF、ddFf。
答案：(2)DDff、ddFf、ddFF
(3)无毛黄肉：无毛白肉＝3：1
(4)有毛黄肉：有毛白肉：无毛黄肉：无毛白肉＝9：3：3：1
(5)ddFF、ddFf
[高考揭秘]
高考对本考点的考查，选择题和非选择题都有可能出现，内容主要包括基因型与表现型的推导、相关概率计算等，在非选择题中一般与遗传定律的应用结合在一起进行考查，很少单独考查。备考时在熟记课本基础知识的前提下，重在理解。
模拟题组——预趋势
自由组合定律的发生
1．[经典模拟]下图为某植株自交产生后代过程的示意图，下列对此过程及结果的描述，错误的是( )
AaBbAB、Ab、aB、ab配子间M种结合方式子代：N种基因型，P种表现型(12：3：1)
A．雌、雄配子在②过程随机结合
B．A与B、b的自由组合发生在①
C．M、N分别为16、3
D．该植株测交后代性状分离比为2：1：1
解析：由图分析知，①过程表示减数分裂过程，②过程表示受精作用，因此A与B、b的自由组合发生在①过程，雌、雄配子在②过程随机结合；由表现型比12：3：1知，两对基因遵循自由组合定律，配子间有16种结合方式，子代有9种基因型，即M、N分别为16、9，该植株测交后代性状分离比为2：1：1。
答案：C
2．[2019·福州质检]孟德尔两对相对性状的豌豆杂交实验中，用纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆作亲本进行杂交，F2出现四种性状类型，数量比为9：3：3：1。产生上述结果的必要条件不包括( )
A．F1雌雄配子各有四种，数量比均为1：1：1：1
B．F1雌雄配子的结合是随机的
C．F1雌雄配子的数量比为1：1
D．F2的个体数量足够多
解析：孟德尔两对相对性状的遗传中基因遵循自由组合定律。雄配子的数量远远超过雌配子的数量，F1雌雄配子数量相等不是实现自由组合定律的必要条件。F1雌雄配子各有四种且数量比为1：1：1：1是自由组合定律的必要条件，另外还要满足雌雄配子的结合是随机的。F2的个体数量应足够多，才能避免实验的偶然性。
答案：C
亲本或子代的基因型、表现型的推断
3．用纯合的黄色皱粒和绿色圆粒豌豆作亲本进行杂交，F1全部为黄色圆粒，F1自交获得F2，从F2黄色皱粒和绿色圆粒豌豆中各取一粒，一个纯合一个杂合的概率为( )
A．1/9 B．2/9
C．1/3 D．4/9
解析：由题意可知，F2中黄色皱粒的基因型为YYrr(1/3)或Yyrr(2/3)，绿色圆粒的基因型为yyRR(1/3)或yyRr(2/3)，黄色皱粒纯合、绿色圆粒杂合的概率为1/3×2/3＝2/9，黄色皱粒杂合、绿色圆粒纯合的概率为2/3×1/3＝2/9，则一个纯合一个杂合的概率为4/9。
答案：D
4．[2019·泰安模拟]玉米是一种雌雄同株的植物，正常植株的基因型为A_B_，其顶部开雄花，下部开雌花；基因型为aaB_的植株不能长出雌花而成为雄株；基因型为A_bb或aabb植株的顶端长出的是雌花而成为雌株(两对基因位于两对同源染色体上)。育种工作者选用上述材料作亲本，杂交后得到下表中的结果。则所用亲本的基因型组合是( )
类型
正常株
雄株
雌株
数目
998
1 001
1 999
A.aaBb×Aabb或AaBb×aabb
B．AaBb×Aabb或AaBb×aabb
C．aaBb×AaBb或AaBb×Aabb
D．aaBb×aabb或Aabb×aabb
解析：据题意可知，A_B_为正常株，aaB_为雄株，A_bb或aabb为雌株，要使某对亲本组合产生的后代满足正常株：雄株：雌株＝1：1：2的结果，只要符合测交类型即可，即亲本杂交组合为aaBb×Aabb或AaBb×aabb，A项正确。
答案：A
基因自由组合定律的综合考查
5．[2019·山东淄博模拟]某植物红花品系的自交后代均为红花，研究人员从该红花品系中选育了甲、乙和丙3个纯合白花品系。已知红花和白花受多对等位基因(如A、a，B、b……)控制，且这些等位基因独立遗传。当植物个体基因型中每对等位基因中都至少有一个显性基因时开红花，否则开白花。红花品系及3个白花品系的杂交结果如下表。请回答：
(1)该植物的花色受________对等位基因控制，判断的依据是________________________________________________________________________。
(2)丙的基因型中有隐性基因________对，若乙的基因型中含有2个B，推测甲的基因型为________。
(3)若用射线处理第2组F1的红花植株并诱发基因突变，假定只使其基因型中的一个显性基因突变为隐性等位基因，则F2的表现型及比例为________。
解析：(1)由题表格中第3、4组杂交实验中，F2中红色个体占全部个体的27/64，即(3/4)3，符合3对等位基因的自由组合，说明该植物的花色受3对等位基因控制。(2)杂交组合3的子二代的性状分离比是27：37，说明子一代红花的基因型为AaBbCc，则丙含有3对隐性基因，基因型为aabbcc。杂交组合1的结果说明甲有1对隐性基因，杂交组合2的结果说明乙有2对隐性基因，杂交组合4的结果说明甲、乙一共有3对隐性基因，若乙的基因型中含有2个B，即基因型为aaBBcc，则甲的基因型为AAbbCC。(3)根据以上分析可知，第2组F1的红花植株基因型为AaBBCc，若用射线处理该红花使其基因型中的一个显性基因突变为隐性等位基因，则突变后的基因型为aaBBCc、AaBBcc或AaBbCc；若基因型为aaBBCc、AaBBcc，则F2的表现型为全白色；若基因型为AaBbCc，则F2的表现型为红白＝2737。
答案：(1)3 第3、4组杂交实验中，F2中红色个体占全部个体的27/64，即(3/4)3，符合3对等位基因的自由组合
(2)3 AAbbCC
(3)全白或红：白＝27：37
基因自由组合定律的实质与应用(国考5年1考)
(全国卷：2014全国卷；地方卷：2016海南卷；2015山东、四川、广东卷；2014福建、山东、四川、海南、上海卷)
【师说考问】
考问1 观察下面的图示，分析两对等位基因遗传实质
(1)能发生自由组合的图示为A，原因是非等位基因位于非同源染色体上(或A、a与B、b两对等位基因独立遗传)。
(2)不能发生自由组合的图示为B，原因是非等位基因位于同源染色体上。
(3)写出图A产生配子的种类及比例：AB：Ab：aB：ab＝1：1：1：1。
(4)若图A植株自交得到F2，F2的基因型有9种，表现型有4种，其比例为双显：一显一隐：一隐一显：双隐＝9：3：3：1。
(5)若将图A植株测交，则选用的个体基因型为aabb，测交后代的基因型及比例为AaBb：Aabb：aaBb：aabb＝1：1：1：1，测交后代的表现型及比例为双显：一显一隐：一隐一显：双隐＝1：1：1：1。
(6)假如图B不发生交叉互换，回答下列问题：
①图示个体产生配子种类及比例：AC：ac＝1：1。
②图B个体自交产生后代的基因型有3种，即AACC：AaCc：aacc＝1：2：1。其表现型及比例：双显：双隐＝3：1。
③图B个体测交后代的基因型及比例：AaCc：aacc＝1：1，其表现型及比例：双显：双隐＝1：1。
(7)图A个体的亲本细胞示意图(如下图)
考问2 自由组合定律的适用范围
【题组跟进】
高考题组——研考向
基因自由组合定律发生的条件
1．[2014·全国卷]现有4个小麦纯合品种，即抗锈病无芒、抗锈病有芒、感锈病无芒和感锈病有芒。已知抗锈病对感锈病为显性，无芒对有芒为显性，且这两对相对性状各由一对等位基因控制。若用上述4个品种组成两个杂交组合，使其F1均为抗锈病无芒，且这两个杂交组合的F2的表现型及其数量比完全一致。回答问题：
(1)为实现上述目的，理论上，必须满足的条件有：在亲本中控制这两对相对性状的两对等位基因必须位于________上，在形成配子时非等位基因要________，在受精时雌雄配子要________，而且每种合子(受精卵)的存活率也要________。那么，这两个杂交组合分别是________________和________________。
(2)上述两个杂交组合的全部F2植株自交得到F3种子，1个F2植株上所结的全部F3种子种在一起，长成的植株称为1个F3株系。理论上，在所有F3株系中，只表现出一对性状分离的株系有4种，那么，在这4种株系中，每种株系植株的表现型及其数量比分别是________________、________________、________________和________________。
解析：(1)4个纯合品种组成的两个杂交组合的F1的表现型相同，且F2的表现型及其数量比完全一致，由此可推断出控制这两对性状的两对等位基因位于非同源染色体上，其遗传遵循基因的自由组合规律，理论上还需满足受精时雌雄配子是随机结合的、受精卵的存活率相等等条件。两种杂交组合分别为抗锈病无芒×感锈病有芒、抗锈病有芒×感锈病无芒。(2)若分别用A、a和B、b表示控制抗锈病、感锈病和无芒、有芒的基因，则F1基因型为AaBb，F2的基因型为A_B_、A_bb、aaB_、aabb，F2自交后代表现出一对性状分离的基因型分别是AABb、AaBB、Aabb、aaBb，其对应F3株系的表现型及其数量比分别为抗锈病无芒：抗锈病有芒＝3：1、抗锈病无芒：感锈病无芒＝3：1、抗锈病有芒：感锈病有芒＝3：1、感锈病无芒：感锈病有芒＝3：1。
答案：(1)非同源染色体 自由组合 随机结合 相等 抗锈病无芒×感锈病有芒 抗锈病有芒×感锈病无芒
(2)抗锈病无芒：抗锈病有芒＝3：1 抗锈病无芒：感锈病无芒＝3：1 感锈病无芒：感锈病有芒＝3：1 抗锈病有芒：感锈病有芒＝3：1
基因自由组合定律的实质与应用的综合考查
2．[经典高考]
某种昆虫长翅(A)对残翅(a)为显性，直翅(B)对弯翅(b)为显性，有刺刚毛(D)对无刺刚毛(d)为显性，控制这3对性状的基因均位于常染色体上。现有这种昆虫一个体基因型如图所示，请回答下列问题：
(1)长翅与残翅、直翅与弯翅两对相对性状的遗传是否遵循基因自由组合定律，并说明理由。__________________________________。
(2)该昆虫一个初级精母细胞所产生的精细胞的基因型为______________。
(3)该昆虫细胞有丝分裂后期，移向细胞同一极的基因有____________________。
(4)该昆虫细胞分裂中复制形成的两个D基因发生分离的时期有____________。
(5)为验证基因自由组合定律，可用来与该昆虫进行交配的异性个体的基因型分别是________________________________________________________________________。
解析：控制长翅与残翅、直翅与弯翅这两对相对性状的基因位于一对同源染色体上，所以这两对相对性状的遗传不符合基因的自由组合定律。从题图可知，A和b连锁，a和b连锁，D和d在另一对同源染色体上，该昆虫的一个初级精母细胞产生的四个精细胞，两两相同，其基因型为AbD、abd或Abd、abD。该细胞在有丝分裂的间期进行染色体复制(基因也复制)，在后期两套基因随着姐妹染色单体的分开移向细胞两极，即每一极都有A、a、b、b、D、d。该昆虫细胞可进行有丝分裂和减数分裂，在分裂的间期D基因复制，而两个D基因的分离，是随着姐妹染色单体的分开而分离，即在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期。验证基因自由组合定律可采用测交(AabbDd×aabbdd，AabbDd×aaBBdd)或杂交(AabbDd×AabbDd，AabbDd×AaBBDd)方式。
答案：(1)不遵循，控制这两对相对性状的基因位于一对同源染色体上
(2)AbD、abd或Abd、abD (3)A、a、b、b、D、d
(4)有丝分裂后期和减数第二次分裂后期
(5)aabbdd、aaBBdd、AabbDd、AaBBDd
归纳总结
分离定律与自由组合定律比较
项目
基因的分
离定律
基因的自由组合定律
两对相对性状
n对相对性状
相对性状对数
一对
两对
n对
等位基因及与染色体的关系
一对等位基因位于一对同源染色体上
两对等位基因分别位于两对同源染色体上
n对等位基因分别位于n对同源染色体上
细胞学基础(染色体的活动)
减数第一次分裂后期同源染色体彼此分离
减数第一次分裂后期同源染色体彼此分离，同时非同源染色体自由组合
F1的配子类型及比例
2种，比例相等
22种，比例相等
2n种，比例相等
F1测交结
果
2种，1：1
22种，
(1：1)2
2n种，
(1：1)n
F2的表现型及比例
2种，3：1
22种，
(3：1)2
2n种，
(3：1)n
F2的基因型及比例
3种，
1：2：1
32种，
(1：2：1)2＝4：2：2：2：2：1：1：1：1
3n种，
(1：2：1)n
模拟题组——预趋势
考查自由组合定律的细胞学基础及实质
1．[经典模拟]基因的自由组合定律的实质是在减数分裂过程中，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合。基因的自由组合定律发生于下图中哪个过程( )
A．① B．①和②
C．② D．②和③
解析：基因的自由组合定律发生于减数第一次分裂的后期。
答案：A
2．[经典模拟]最能正确表示基因自由组合定律实质的是( )
解析：自由组合定律的实质是在减数第一次分裂后期，同源染色体分离的同时非同源染色体上的非等位基因自由组合，故选D。
答案：D
自由组合定律的实质与验证
3．[经典模拟]在普通的棉花中导入能控制合成毒素蛋白的B、D基因。已知棉花短纤维由基因A控制，现有一基因型为AaBD的短纤维抗虫棉植株(减数分裂时不发生交叉互换，也不考虑致死现象)自交，子代表现型及比例为短纤维抗虫短纤维不抗虫长纤维抗虫＝211，则导入的B、D基因位于( )
A．均在1号染色体上
B．均在2号染色体上
C．均在3号染色体上
D．B基因在2号染色体上，D基因在1号染色体上
解析：根据选项，依次验证，即可得出答案。
答案：B
4．[2019·郑州模拟]某动物细胞中位于常染色体上的基因A、B、C分别对a、b、c为显性。用2个纯合个体杂交得F1，F1测交结果为aabbcc：AaBbCc：aaBbcc：AabbCc＝1：1：1：1。则F1体细胞中三对基因在染色体上的位置是( )
解析：F1与隐性纯合子测交，后代基因型的种类和比例由F1产生配子的种类和比例决定，根据F1测交结果可知F1减数分裂产生配子的种类和比例为：ABC：abc：aBc：AbC＝1：1：1：1。由此可以看出，基因A与C始终在一起，基因a与c始终在一起，它们都与B和b自由组合。
答案：B
课堂总结 网络建构
[网络建构]
[答题必备]
1．具有两对相对性状的纯种豌豆杂交，F2出现9种基因型、4种表现型，比例是9：3：3：1。
2．生物个体的基因型相同，表现型不一定相同；表现型相同，基因型也不一定相同。
3．F1产生配子时，等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因可以自由组合，产生比例相等的4种配子。
4．基因的分离定律和自由组合定律，同时发生在减数第一次分裂后期，分别由同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合所引起。
5．分离定律和自由组合定律是真核生物细胞核基因在有性生殖过程中的传递规律。分离定律是自由组合定律的基础。
课堂互动探究案2 孟德尔的豌豆杂交实验(二)
考点突破 素养达成
两对相对性状的遗传实验(国考5年4考)
(全国卷：2017全国卷Ⅱ；2016全国卷Ⅲ、Ⅱ；2014全国卷；地方卷：2016浙江卷；
2015天津、安徽、山东、海南卷；2014福建、山东、安徽、天津、海南、江苏卷)
【师说考问】
考问1 F1的配子分析
F1在产生配子时，每对等位基因彼此分离，不同对的等位基因自由组合，F1产生的雌、雄配子各4种：YR：Yr：yR：yr＝1：1：1：1，图解如下：
考问2 实验结论
(1)F2共有16个组合，9种基因型，4种表现型。
(2)F2中黄：绿＝3：1，圆：皱＝3：1，都符合基因分离定律。
(3)F2中纯合子占1/4，杂合子占3/4。
(4)F2中黄色圆粒纯合子占1/16，但在黄色圆粒中纯合子占1/9，注意二者的范围不同。归纳如下：
①表现型
②基因型
【题组跟进】
高考题组——研考向
自由组合定律的实例分析
1．[2017·全国卷Ⅱ，6]若某哺乳动物毛色由3对位于常染色体上的、独立分配的等位基因决定，其中，A基因编码的酶可使黄色素转化为褐色素；B基因编码的酶可使该褐色素转化为黑色素；D基因的表达产物能完全抑制A基因的表达；相应的隐性等位基因a、b、d的表达产物没有上述功能。若用两个纯合黄色品种的动物作为亲本进行杂交，F1均为黄色，F2中毛色表现型出现了黄：褐：黑＝52：3：9的数量比，则杂交亲本的组合是( )
A．AABBDD×aaBBdd，或AAbbDD×aabbdd
B．aaBBDD×aabbdd，或AAbbDD×aaBBDD
C．aabbDD×aabbdd，或AAbbDD×aabbdd
D．AAbbDD×aaBBdd，或AABBDD×aabbdd
解析：由题可以直接看出F2中毛色表现型出现了黄：褐：黑＝52：3：9的数量比，F2为52＋3＋9＝64份，可以推出F1产生雌雄配子各8种，即F1的基因型为三杂AaBbDd，只有D选项符合。或者由黑色个体的基因组成为A_B_dd，占9/64＝3/4×3/4×1/4，可推出F1的基因组成为AaBbDd，或者由褐色个体的基因组成为A_bbdd，占3/64＝3/4×1/4×1/4，也可推出F1基因组成为AaBbDd，进而推出D选项正确。
答案：D
名师点睛
因为黄色个体的基因型有21种：9种aa_ _、12种A_D_，所以本题的解题关键是寻找突破口，可以是由F2为52＋3＋9＝64份推出F1产生的配子种类、也可以由F2中黑色或褐色所占的比例，都能推出F1的基因型为AaBbDd。
2.
大鼠的毛色由独立遗传的两对等位基因控制，用黄色大鼠与黑色大鼠进行杂交实验，结果如图。据图判断，下列叙述正确的是( )
A．黄色为显性性状，黑色为隐性性状
B．F1与黄色亲本杂交，后代有两种表现型
C．F1和F2中灰色大鼠均为杂合子
D．F2黑色大鼠与米色大鼠杂交，其后代中出现米色大鼠的概率为
解析：由F1灰色自交后代灰色：黄色：黑色：米色＝9：3：3：1可知，灰色为显性性状，米色为隐性性状，黄色和黑色均为单显性状，A错误；F1的基因型为AaBb，其与黄色亲本(AAbb)杂交，后代有2种表现型，即灰色(AABb、AaBb)、黄色(AAbb、Aabb)，B正确；F1灰色的基因型为AaBb，F2中灰色的基因型为A_B_，既可能是纯合子也可能是杂合子，C错误；F2黑色大鼠的基因型及概率为aaBB(1/3)、aaBb(2/3)，其与米色大鼠(aabb)杂交，其后代中出现米色大鼠的概率为2/3×1/2＝1/3，D错误。故选B。
答案：B
归纳提升
(1)假设题干亲代黄色大鼠的基因型为AAbb，则亲代黑色大鼠的基因型为aaBB，F1基因型为AaBb(灰色)，F2中米色鼠的基因型为aabb，F2中灰色鼠的基因型有4种。
(2)显隐性判定：本题中米色是隐性性状；而黄色、黑色均为显性性状。
3.[2015·海南卷，12]下列叙述正确的是( )
A．孟德尔定律支持融合遗传的观点
B．孟德尔定律描述的过程发生在有丝分裂中
C．按照孟德尔定律，AaBbCcDd个体自交，子代基因型有16种
D．按照孟德尔定律，对AaBbCc个体进行测交，测交子代基因型有8种
解析：孟德尔指出，生物的性状是由遗传因子决定的，这些因子就像一个个独立的颗粒，既不会相互融合，也不会在传递中消失，他不支持融合遗传，A错误；孟德尔指出，生物体在形成生殖细胞——配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中，而形成生殖细胞的过程是减数分裂，B错误；根据孟德尔的自由组合定律，AaBbCcDd个体自交，四对等位基因的分离和组合是互不干扰的，每对等位基因可产生三种不同的基因型，所以子代基因型可以产生3×3×3×3＝81种，C错误；同理，AaBbCc个体进行测交，每对等位基因可以产生两种不同的基因型，所以测交子代基因型有2×2×2＝8种，D正确。
答案：D
自由组合定律的综合考查
4．[2018·全国卷Ⅲ，31]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)。实验数据如下表：
组别
杂交组合
F1表现型
F2表现型及个体数
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。
解析：(1)因题干说明是二倍体自花传粉植物，故杂交的品种均为纯合子，根据表中甲的数据，可知F1的红果、二室均为显性性状，甲的两组F2的表现型之比均接近9：3：3：1，所以控制甲组两对相对性状的基因位于非同源染色体上；乙组的F1的圆果、单一花序均为显性性状，F2中第一组：圆：长＝(660＋90) ：(90＋160)＝3：1、单：复＝(660＋90) ：(90＋160)＝3：1；第二组：圆：长＝(510＋240) ：(240＋10)＝3：1、单：复＝(510＋240) ：(240＋10)＝3：1；但两组的四种表现型之比均不是9：3：3：1，说明控制每一对性状的基因均遵循分离定律，控制这两对性状的基因不遵循自由组合定律，因此这两对基因位于一对同源染色体上。(2)根据表中乙组的杂交实验得到的F1均为双显性杂合子，F2的性状分离比不符合9：3：3：1，说明F1产生的四种配子不是1：1：1：1，所以用两个F1分别与“长复”双隐性个体测交，就不会出现1：1：1：1的比例。
答案：(1)非同源染色体 F2中两对相对性状表现型的分离比符合9：3：3：1 一对 F2中每对相对性状表现型的分离比都符合3：1，而两对相对性状表现型的分离比不符合9：3：3：1
(2)1：1：1：1
5．[2016·全国卷Ⅱ，32节选]某种植物的果皮有毛和无毛、果肉黄色和白色为两对相对性状，各由一对等位基因控制(前者用D、d表示，后者用F、f表示)，且独立遗传。利用该种植物三种不同基因型的个体(有毛白肉A、无毛黄肉B、无毛黄肉C)进行杂交，实验结果如下：
回答下列问题：
(2)有毛白肉A、无毛黄肉B和无毛黄肉C的基因型依次为____________。
(3)若无毛黄肉B自交，理论上，下一代的表现型及比例为______________。
(4)若实验3中的子代自交，理论上，下一代的表现型及比例为______________________。
(5)实验2中得到的子代无毛黄肉的基因型有____________________。
解析：(2)实验1中白肉A(ff)×黄肉B→黄肉：白肉＝1：1，说明B的相应基因型为Ff，B、C均无毛，相应基因型均为dd，所以A、B、C的基因型依次为：DDff、ddFf、ddFF。(3)若B(ddFf)自交，后代表现型及比例为：无毛黄肉：无毛白肉＝3：1。(4)实验3中：DDff(A)×ddFF(C)→F1：DdFf；F1自交，则F2：有毛黄肉：有毛白肉：无毛黄肉：无毛白肉＝9：3：3：1。(5)实验2中：ddFf(B)×ddFF(C)→ddFF、ddFf。
答案：(2)DDff、ddFf、ddFF
(3)无毛黄肉：无毛白肉＝3：1
(4)有毛黄肉：有毛白肉：无毛黄肉：无毛白肉＝9：3：3：1
(5)ddFF、ddFf
[高考揭秘]
高考对本考点的考查，选择题和非选择题都有可能出现，内容主要包括基因型与表现型的推导、相关概率计算等，在非选择题中一般与遗传定律的应用结合在一起进行考查，很少单独考查。备考时在熟记课本基础知识的前提下，重在理解。
模拟题组——预趋势
自由组合定律的发生
1．[经典模拟]下图为某植株自交产生后代过程的示意图，下列对此过程及结果的描述，错误的是( )
AaBbAB、Ab、aB、ab配子间M种结合方式子代：N种基因型，P种表现型(12：3：1)
A．雌、雄配子在②过程随机结合
B．A与B、b的自由组合发生在①
C．M、N分别为16、3
D．该植株测交后代性状分离比为2：1：1
解析：由图分析知，①过程表示减数分裂过程，②过程表示受精作用，因此A与B、b的自由组合发生在①过程，雌、雄配子在②过程随机结合；由表现型比12：3：1知，两对基因遵循自由组合定律，配子间有16种结合方式，子代有9种基因型，即M、N分别为16、9，该植株测交后代性状分离比为2：1：1。
答案：C
2．[2019·福州质检]孟德尔两对相对性状的豌豆杂交实验中，用纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆作亲本进行杂交，F2出现四种性状类型，数量比为9：3：3：1。产生上述结果的必要条件不包括( )
A．F1雌雄配子各有四种，数量比均为1：1：1：1
B．F1雌雄配子的结合是随机的
C．F1雌雄配子的数量比为1：1
D．F2的个体数量足够多
解析：孟德尔两对相对性状的遗传中基因遵循自由组合定律。雄配子的数量远远超过雌配子的数量，F1雌雄配子数量相等不是实现自由组合定律的必要条件。F1雌雄配子各有四种且数量比为1：1：1：1是自由组合定律的必要条件，另外还要满足雌雄配子的结合是随机的。F2的个体数量应足够多，才能避免实验的偶然性。
答案：C
亲本或子代的基因型、表现型的推断
3．用纯合的黄色皱粒和绿色圆粒豌豆作亲本进行杂交，F1全部为黄色圆粒，F1自交获得F2，从F2黄色皱粒和绿色圆粒豌豆中各取一粒，一个纯合一个杂合的概率为( )
A．1/9 B．2/9
C．1/3 D．4/9
解析：由题意可知，F2中黄色皱粒的基因型为YYrr(1/3)或Yyrr(2/3)，绿色圆粒的基因型为yyRR(1/3)或yyRr(2/3)，黄色皱粒纯合、绿色圆粒杂合的概率为1/3×2/3＝2/9，黄色皱粒杂合、绿色圆粒纯合的概率为2/3×1/3＝2/9，则一个纯合一个杂合的概率为4/9。
答案：D
4．[2019·泰安模拟]玉米是一种雌雄同株的植物，正常植株的基因型为A_B_，其顶部开雄花，下部开雌花；基因型为aaB_的植株不能长出雌花而成为雄株；基因型为A_bb或aabb植株的顶端长出的是雌花而成为雌株(两对基因位于两对同源染色体上)。育种工作者选用上述材料作亲本，杂交后得到下表中的结果。则所用亲本的基因型组合是( )
类型
正常株
雄株
雌株
数目
998
1 001
1 999
A.aaBb×Aabb或AaBb×aabb
B．AaBb×Aabb或AaBb×aabb
C．aaBb×AaBb或AaBb×Aabb
D．aaBb×aabb或Aabb×aabb
解析：据题意可知，A_B_为正常株，aaB_为雄株，A_bb或aabb为雌株，要使某对亲本组合产生的后代满足正常株：雄株：雌株＝1：1：2的结果，只要符合测交类型即可，即亲本杂交组合为aaBb×Aabb或AaBb×aabb，A项正确。
答案：A
基因自由组合定律的综合考查
5．[2019·山东淄博模拟]某植物红花品系的自交后代均为红花，研究人员从该红花品系中选育了甲、乙和丙3个纯合白花品系。已知红花和白花受多对等位基因(如A、a，B、b……)控制，且这些等位基因独立遗传。当植物个体基因型中每对等位基因中都至少有一个显性基因时开红花，否则开白花。红花品系及3个白花品系的杂交结果如下表。请回答：
(1)该植物的花色受________对等位基因控制，判断的依据是________________________________________________________________________。
(2)丙的基因型中有隐性基因________对，若乙的基因型中含有2个B，推测甲的基因型为________。
(3)若用射线处理第2组F1的红花植株并诱发基因突变，假定只使其基因型中的一个显性基因突变为隐性等位基因，则F2的表现型及比例为________。
解析：(1)由题表格中第3、4组杂交实验中，F2中红色个体占全部个体的27/64，即(3/4)3，符合3对等位基因的自由组合，说明该植物的花色受3对等位基因控制。(2)杂交组合3的子二代的性状分离比是27：37，说明子一代红花的基因型为AaBbCc，则丙含有3对隐性基因，基因型为aabbcc。杂交组合1的结果说明甲有1对隐性基因，杂交组合2的结果说明乙有2对隐性基因，杂交组合4的结果说明甲、乙一共有3对隐性基因，若乙的基因型中含有2个B，即基因型为aaBBcc，则甲的基因型为AAbbCC。(3)根据以上分析可知，第2组F1的红花植株基因型为AaBBCc，若用射线处理该红花使其基因型中的一个显性基因突变为隐性等位基因，则突变后的基因型为aaBBCc、AaBBcc或AaBbCc；若基因型为aaBBCc、AaBBcc，则F2的表现型为全白色；若基因型为AaBbCc，则F2的表现型为红白＝2737。
答案：(1)3 第3、4组杂交实验中，F2中红色个体占全部个体的27/64，即(3/4)3，符合3对等位基因的自由组合
(2)3 AAbbCC
(3)全白或红：白＝27：37
基因自由组合定律的实质与应用(国考5年1考)
(全国卷：2014全国卷；地方卷：2016海南卷；2015山东、四川、广东卷；2014福建、山东、四川、海南、上海卷)
【师说考问】
考问1 观察下面的图示，分析两对等位基因遗传实质
(1)能发生自由组合的图示为A，原因是非等位基因位于非同源染色体上(或A、a与B、b两对等位基因独立遗传)。
(2)不能发生自由组合的图示为B，原因是非等位基因位于同源染色体上。
(3)写出图A产生配子的种类及比例：AB：Ab：aB：ab＝1：1：1：1。
(4)若图A植株自交得到F2，F2的基因型有9种，表现型有4种，其比例为双显：一显一隐：一隐一显：双隐＝9：3：3：1。
(5)若将图A植株测交，则选用的个体基因型为aabb，测交后代的基因型及比例为AaBb：Aabb：aaBb：aabb＝1：1：1：1，测交后代的表现型及比例为双显：一显一隐：一隐一显：双隐＝1：1：1：1。
(6)假如图B不发生交叉互换，回答下列问题：
①图示个体产生配子种类及比例：AC：ac＝1：1。
②图B个体自交产生后代的基因型有3种，即AACC：AaCc：aacc＝1：2：1。其表现型及比例：双显：双隐＝3：1。
③图B个体测交后代的基因型及比例：AaCc：aacc＝1：1，其表现型及比例：双显：双隐＝1：1。
(7)图A个体的亲本细胞示意图(如下图)
考问2 自由组合定律的适用范围
【题组跟进】
高考题组——研考向
基因自由组合定律发生的条件
1．[2014·全国卷]现有4个小麦纯合品种，即抗锈病无芒、抗锈病有芒、感锈病无芒和感锈病有芒。已知抗锈病对感锈病为显性，无芒对有芒为显性，且这两对相对性状各由一对等位基因控制。若用上述4个品种组成两个杂交组合，使其F1均为抗锈病无芒，且这两个杂交组合的F2的表现型及其数量比完全一致。回答问题：
(1)为实现上述目的，理论上，必须满足的条件有：在亲本中控制这两对相对性状的两对等位基因必须位于________上，在形成配子时非等位基因要________，在受精时雌雄配子要________，而且每种合子(受精卵)的存活率也要________。那么，这两个杂交组合分别是________________和________________。
(2)上述两个杂交组合的全部F2植株自交得到F3种子，1个F2植株上所结的全部F3种子种在一起，长成的植株称为1个F3株系。理论上，在所有F3株系中，只表现出一对性状分离的株系有4种，那么，在这4种株系中，每种株系植株的表现型及其数量比分别是________________、________________、________________和________________。
解析：(1)4个纯合品种组成的两个杂交组合的F1的表现型相同，且F2的表现型及其数量比完全一致，由此可推断出控制这两对性状的两对等位基因位于非同源染色体上，其遗传遵循基因的自由组合规律，理论上还需满足受精时雌雄配子是随机结合的、受精卵的存活率相等等条件。两种杂交组合分别为抗锈病无芒×感锈病有芒、抗锈病有芒×感锈病无芒。(2)若分别用A、a和B、b表示控制抗锈病、感锈病和无芒、有芒的基因，则F1基因型为AaBb，F2的基因型为A_B_、A_bb、aaB_、aabb，F2自交后代表现出一对性状分离的基因型分别是AABb、AaBB、Aabb、aaBb，其对应F3株系的表现型及其数量比分别为抗锈病无芒：抗锈病有芒＝3：1、抗锈病无芒：感锈病无芒＝3：1、抗锈病有芒：感锈病有芒＝3：1、感锈病无芒：感锈病有芒＝3：1。
答案：(1)非同源染色体 自由组合 随机结合 相等 抗锈病无芒×感锈病有芒 抗锈病有芒×感锈病无芒
(2)抗锈病无芒：抗锈病有芒＝3：1 抗锈病无芒：感锈病无芒＝3：1 感锈病无芒：感锈病有芒＝3：1 抗锈病有芒：感锈病有芒＝3：1
基因自由组合定律的实质与应用的综合考查
2．[经典高考]
某种昆虫长翅(A)对残翅(a)为显性，直翅(B)对弯翅(b)为显性，有刺刚毛(D)对无刺刚毛(d)为显性，控制这3对性状的基因均位于常染色体上。现有这种昆虫一个体基因型如图所示，请回答下列问题：
(1)长翅与残翅、直翅与弯翅两对相对性状的遗传是否遵循基因自由组合定律，并说明理由。__________________________________。
(2)该昆虫一个初级精母细胞所产生的精细胞的基因型为______________。
(3)该昆虫细胞有丝分裂后期，移向细胞同一极的基因有____________________。
(4)该昆虫细胞分裂中复制形成的两个D基因发生分离的时期有____________。
(5)为验证基因自由组合定律，可用来与该昆虫进行交配的异性个体的基因型分别是________________________________________________________________________。
解析：控制长翅与残翅、直翅与弯翅这两对相对性状的基因位于一对同源染色体上，所以这两对相对性状的遗传不符合基因的自由组合定律。从题图可知，A和b连锁，a和b连锁，D和d在另一对同源染色体上，该昆虫的一个初级精母细胞产生的四个精细胞，两两相同，其基因型为AbD、abd或Abd、abD。该细胞在有丝分裂的间期进行染色体复制(基因也复制)，在后期两套基因随着姐妹染色单体的分开移向细胞两极，即每一极都有A、a、b、b、D、d。该昆虫细胞可进行有丝分裂和减数分裂，在分裂的间期D基因复制，而两个D基因的分离，是随着姐妹染色单体的分开而分离，即在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期。验证基因自由组合定律可采用测交(AabbDd×aabbdd，AabbDd×aaBBdd)或杂交(AabbDd×AabbDd，AabbDd×AaBBDd)方式。
答案：(1)不遵循，控制这两对相对性状的基因位于一对同源染色体上
(2)AbD、abd或Abd、abD (3)A、a、b、b、D、d
(4)有丝分裂后期和减数第二次分裂后期
(5)aabbdd、aaBBdd、AabbDd、AaBBDd
归纳总结
分离定律与自由组合定律比较
项目
基因的分
离定律
基因的自由组合定律
两对相对性状
n对相对性状
相对性状对数
一对
两对
n对
等位基因及与染色体的关系
一对等位基因位于一对同源染色体上
两对等位基因分别位于两对同源染色体上
n对等位基因分别位于n对同源染色体上
细胞学基础(染色体的活动)
减数第一次分裂后期同源染色体彼此分离
减数第一次分裂后期同源染色体彼此分离，同时非同源染色体自由组合
F1的配子类型及比例
2种，比例相等
22种，比例相等
2n种，比例相等
F1测交结
果
2种，1：1
22种，
(1：1)2
2n种，
(1：1)n
F2的表现型及比例
2种，3：1
22种，
(3：1)2
2n种，
(3：1)n
F2的基因型及比例
3种，
1：2：1
32种，
(1：2：1)2＝4：2：2：2：2：1：1：1：1
3n种，
(1：2：1)n
模拟题组——预趋势
考查自由组合定律的细胞学基础及实质
1．[经典模拟]基因的自由组合定律的实质是在减数分裂过程中，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合。基因的自由组合定律发生于下图中哪个过程( )
A．① B．①和②
C．② D．②和③
解析：基因的自由组合定律发生于减数第一次分裂的后期。
答案：A
2．[经典模拟]最能正确表示基因自由组合定律实质的是( )
解析：自由组合定律的实质是在减数第一次分裂后期，同源染色体分离的同时非同源染色体上的非等位基因自由组合，故选D。
答案：D
自由组合定律的实质与验证
3．[经典模拟]在普通的棉花中导入能控制合成毒素蛋白的B、D基因。已知棉花短纤维由基因A控制，现有一基因型为AaBD的短纤维抗虫棉植株(减数分裂时不发生交叉互换，也不考虑致死现象)自交，子代表现型及比例为短纤维抗虫短纤维不抗虫长纤维抗虫＝211，则导入的B、D基因位于( )
A．均在1号染色体上
B．均在2号染色体上
C．均在3号染色体上
D．B基因在2号染色体上，D基因在1号染色体上
解析：根据选项，依次验证，即可得出答案。
答案：B
4．[2019·郑州模拟]某动物细胞中位于常染色体上的基因A、B、C分别对a、b、c为显性。用2个纯合个体杂交得F1，F1测交结果为aabbcc：AaBbCc：aaBbcc：AabbCc＝1：1：1：1。则F1体细胞中三对基因在染色体上的位置是( )
解析：F1与隐性纯合子测交，后代基因型的种类和比例由F1产生配子的种类和比例决定，根据F1测交结果可知F1减数分裂产生配子的种类和比例为：ABC：abc：aBc：AbC＝1：1：1：1。由此可以看出，基因A与C始终在一起，基因a与c始终在一起，它们都与B和b自由组合。
答案：B
课堂总结 网络建构
[网络建构]
[答题必备]
1．具有两对相对性状的纯种豌豆杂交，F2出现9种基因型、4种表现型，比例是9：3：3：1。
2．生物个体的基因型相同，表现型不一定相同；表现型相同，基因型也不一定相同。
3．F1产生配子时，等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因可以自由组合，产生比例相等的4种配子。
4．基因的分离定律和自由组合定律，同时发生在减数第一次分裂后期，分别由同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合所引起。
5．分离定律和自由组合定律是真核生物细胞核基因在有性生殖过程中的传递规律。分离定律是自由组合定律的基础。
相关资料
更多
