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高中生物高考2023年高考生物一轮复习（新人教新高考） 第5单元 第4课时 自由组合定律中的特殊比例和实验探究
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第4课时 自由组合定律中的特殊比例和实验探究
课标要求 1.会用自由组合的解题规律解决实际问题。2.会设计实验探究两对至多对基因在常染色体上的位置。
考点一 自由组合定律中的特殊分离比
题型一 9∶3∶3∶1的变式(自交“和”为16，测交“和”为4的分离比分析)
条件分析
F1(AaBb)自交后代比例
F1(AaBb)测交后代比例
表型为双显、单显、双隐三种，即A_bb和aaB_个体的表型相同
9∶6∶1
1∶2∶1
双显性为一种表型，其余为另一种，即A_bb、aaB_、aabb个体的表型相同
9∶7
1∶3
双显为一种表型，一种单显为一种表型，另一单显与双隐为一种表型，即A_bb和aabb的表型相同或aaB_和aabb的表型相同
9∶3∶4
1∶1∶2
只要存在显性基因(A或B)就表现为同一种表型，其余表现为另一种，即A_B_、A_bb和aaB_的表型相同
15∶1
3∶1
单显为一种表型，其余为另一种表型，即A_B_和aabb一种表型，A_bb和aaB_为一种表型
10∶6
1∶1(2∶2)
显性基因在基因型中的个数影响性状表现(累加效应)
AABB∶(AaBB、AABb)∶(AaBb、aaBB、AAbb)∶(Aabb、aaBb)∶aabb＝1∶4∶6∶4∶1
AaBb∶(Aabb、aaBb)∶aabb＝1∶2∶1
题型突破
1．玉米为雌雄同株异花植物，其籽粒颜色受A、a和B、b两对独立遗传的基因控制，A、B同时存在时籽粒颜色为紫色，其他情况为白色(不考虑突变)。研究人员进行以下两组实验，有关说法错误的是( )
组别
亲代
F1
实验一
紫色×紫色
白色∶紫色＝7∶9
实验二
紫色×白色
白色∶紫色＝5∶3
A.籽粒的紫色和白色为一对相对性状，亲代紫色植株的基因型均为AaBb
B．实验一F1中白色个体随机传粉，子代的表型及比例为紫色∶白色＝8∶41
C．实验二亲代白色个体的基因型可能有2种，子代紫色个体中没有纯合子
D．实验二的F1中紫色个体自交，其后代籽粒为紫色个体的比例为
答案 D
解析 籽粒的紫色和白色为一对相对性状，受两对等位基因控制，根据上述分析可知，亲代紫色植株的基因型均为AaBb，A正确；实验一F1中白色个体基因型和比例为AAbb∶Aabb∶aaBB∶aaBb∶aabb＝1∶2∶1∶2∶1，产生的配子类型和比例为Ab∶aB∶ab＝2∶2∶3，F1白色个体随机传粉，子代表现为紫色的概率为2/7×2/7×2＝8/49，所以白色个体的概率为1－8/49＝41/49，故表型及比例为紫色∶白色＝8∶41，B正确；根据分析可知，实验二亲本基因型为AaBb×Aabb或AaBb×aaBb，即亲本中的白色个体基因型可能为2种，子代中紫色个体的基因型为A_Bb(或AaB_)，均为杂合子，C正确；实验二的F1中紫色个体的基因型可能为1/3AABb、2/3AaBb(或1/3AaBB、2/3AaBb)，自交后代籽粒为紫色的概率为1/3×1×3/4＋2/3×3/4×3/4＝5/8，D错误。
归纳总结
2．(2022·济南高三一模)“喜看稻菽千重浪，遍地英雄下夕烟”，中国科学家团队对水稻科研做出了突出贡献：袁隆平院士被誉为“杂交水稻之父”，朱英国院士为我国杂交水稻的先驱，农民胡代书培育出了越年再生稻等。某兴趣小组在科研部门的协助下进行了下列相关实验：取甲(雄蕊异常，雌蕊正常，表现为雄性不育)、乙(可育)两个品种的水稻进行相关实验，实验过程和结果如下表所示。已知水稻雄性育性由等位基因A/a控制，A对a完全显性，B基因会抑制不育基因的表达，反转为可育。据表分析回答下列问题：
P
F1
F1个体自交单株收获，种植并统计F2表型
甲与乙杂交
全部可育
一半全部可育
另一半可育株∶雄性不育株＝13∶3
(1)控制水稻雄性不育的基因是_____________________________________________，
该兴趣小组同学在分析结果后认为A/a和B/b这两对等位基因在遗传时遵循基因的自由组合定律，其判断理由是_______________________________________________________。
(2)F2中可育株的基因型共有____________种；仅考虑F2中出现雄性不育株的那一半，该部分可育株中能稳定遗传的个体所占的比例为________________。
(3)若要利用F2中的两种可育株杂交，使后代雄性不育株的比例最高，则双亲的基因型为________________________________________________________________________。
(4)现有各种基因型的可育水稻，请利用这些实验材料，设计一次杂交实验，确定某雄性不育水稻丙的基因型。请写出实验思路并预期实验结果，得出相应结论。
答案 (1)A F1个体自交单株收获得到的F2中的一半表现的性状分离比为可育株∶雄性不育株＝13∶3，而13∶3是9∶3∶3∶1的变式，说明该性状受两对等位基因控制，遵循自由组合定律 (2)7 7/13 (3)aabb和AABb (4)水稻不育植株的基因型为A_bb，要确定水稻丙的基因型，可采用测交的方法，实验思路为：取基因型为aabb的可育株与水稻丙杂交，观察后代植株的育性。若后代全是雄性不育植株，则丙基因型是AAbb；若后代出现可育植株和雄性不育植株，且比例为1∶1，则丙的基因型为Aabb。
解析 (1)由分析可知，B基因会抑制不育基因的表达，反转为可育，说明雄性不育株一定不含B基因，进而确定控制雄性不育的基因为A。F1个体自交得到的F2中的一半出现可育株∶雄性不育株＝13∶3,13∶3是9∶3∶3∶1的变式，说明该性状受两对等位基因控制，遵循自由组合定律，该比值的出现是基因重组(或自由组合)的结果。(2)根据分析可知，甲的基因型是Aabb、乙的基因型是aaBB，F1的基因型为1/2AaBb、1/2aaBb。AaBb自交后代的基因型共9种，其中AAbb、Aabb表现为不育，因此可育株的基因型共有9－2＝7(种)。仅考虑F2中出现雄性不育株的那一半，该部分可育株的个体的基因型为1/13AABB、2/13AABb、2/13AaBB、4/13AaBb、1/13aaBB、2/13aaBb、1/13aabb，其中2/13AABb和4/13AaBb自交后代会发生性状分离，其他均能稳定遗传，故该部分可育株中能稳定遗传的个体所占的比例为1－2/13－4/13＝7/13。(3)利用F2中的两种可育株杂交，要使得到雄性不育株A_bb的比例最高，可确定其中一个亲本全部产生b的配子，则亲本之一的基因型一定是aabb，另一亲本能产生A的配子，则另一亲本的基因型为AABb，显然所选个体的基因型为aabb和AABb。
题型二 致死类型分析(自交“和”小于16，测交“和”小于4的分离比分析)
1．显性纯合致死
(1) AA和BB致死
(2) AA(或BB)致死
2．隐性纯合致死
(1)双隐性致死：F1自交后代：A_B_∶A_bb∶aaB_＝9∶3∶3。
(2)单隐性致死(aa或bb)：F1自交后代：9A_B_∶3A_bb或9A_B_∶3aaB_。
题型突破
3．(2022·河北邢台高三第一次质检)蝴蝶的翅形(正常翅对残缺翅为显性)和翅长(长翅对短翅为显性)分别由位于常染色体上的两对独立遗传的等位基因A、a和B、b决定。基因A纯合时雄蝶致死，基因b纯合时雌蝶致死。基因型为aabb的雄蝶和基因型为AABB的雌蝶交配得到F1，F1随机交配得到F2。F2蝴蝶中正常长翅∶正常短翅∶残缺长翅∶残缺短翅为( )
A．6∶2∶3∶1 B．15∶5∶6∶2
C．9∶3∶3∶1 D．15∶2∶6∶1
答案 D
解析 基因型为aabb的雄蝶和基因型为AABB的雌蝶交配，F1的基因型为AaBb，F1随机交配所得F2蝴蝶中，雌雄个体的比例为1∶1，基因A纯合时雄蝶致死，雄蝶中正常长翅∶正常短翅∶残缺长翅∶残缺短翅＝6∶2∶3∶1，基因b纯合时雌蝶致死，雌蝶中正常长翅∶残缺长翅＝9∶3，则F2蝴蝶中正常长翅∶正常短翅∶残缺长翅∶残缺短翅为15∶2∶6∶1，D正确。
方法规律 致死类问题解题思路
第一步：先将其拆分成分离定律单独分析。
第二步：将单独分析结果再综合在一起，确定成活个体基因型、表型及比例。
4．某植物有白花和红花两种性状，由等位基因R/r、I/i控制，已知基因R控制红色素的合成，基因I会抑制基因R的表达。某白花植株自交，F1中白花∶红花＝5∶1；再让F1中的红花植株自交，后代中红花∶白花＝2∶1。下列有关分析错误的是( )
A．基因R/r与I/i独立遗传
B．基因R纯合的个体会致死
C．F1中白花植株的基因型有7种
D．亲代白花植株的基因型为RrIi
答案 C
解析 某白花植株自交，F1中白花∶红花＝5∶1，红花R_ii占＝×，可推出两对等位基因独立遗传，遵循基因的自由组合定律，且RR基因纯合致死，A、B正确；根据以上分析可知，亲本白花植株基因型为RrIi，且F1中红花植株自交后代中红花∶白花＝2∶1，RR基因纯合致死，故F1中白花植株的基因型有RrII、RrIi、rrII、rrIi、rrii，共5种，C错误、D正确。
5．黑腹果蝇翅的大翅和小翅、有斑和无斑分别由两对常染色体上的等位基因A/a、B/b控制。用纯合的大翅有斑果蝇与小翅无斑果蝇进行杂交，F1全是大翅有斑果蝇。让F1雌、雄果蝇交配得F2，F2表型比例为7∶3∶1∶1。请分析回答：
(1)黑腹果蝇翅的显性性状为_______________________________________________。
(2)若用纯合的大翅雄蝇和纯合的小翅雌蝇杂交，结果子代出现了Aaa的个体，其原因可能是减数分裂Ⅰ_____________________________________________________________未分离，也可能是减数分裂Ⅱ__________________________________未分离。
(3)针对“F2表型的比例为7∶3∶1∶1”这一结果，研究小组尝试作出解释：
①研究小组认为：控制黑腹果蝇翅的两对等位基因存在雌配子不育的现象。据此推断，不育雌配子的基因型为________________________________________________________。
②为验证上述解释的正确性，可重复上述实验，获得F1后，选择F1中________(填“雌”或“雄”)果蝇进行测交。若测交后代表型的比例为_____________________________，则研究小组的解释是正确的。
答案 (1)大翅、有斑 (2)a基因所在的同源染色体未分离 a基因所在的染色体的姐妹染色单体分开后形成的两条染色体 (3)①Ab或aB ②雌 1∶1∶1
考点二 探究不同对基因在常染色体上的位置
应用导学
一对相对性状可受多对等位基因控制，如某植物花的紫色(显性)和白色(隐性)。这对相对性状就受多对等位基因控制。科学家已从该种植物的一个紫花品系中选育出了5个基因型不同的白花品系，且这5个白花品系与该紫花品系都只有一对等位基因存在差异。某同学在大量种植该紫花品系时，偶然发现了1株白花植株，将其自交，后代均表现为白花。回答下列问题：
(1)假设上述植物花的紫色(显性)和白色(隐性)这对相对性状受8对等位基因控制，显性基因分别用A、B、C、D、E、F、G、H表示，则紫花品系的基因型为________________________；上述5个白花品系之一的基因型可能为______________________________________(写出其中一种基因型即可)。
(2)假设该白花植株与紫花品系也只有一对等位基因存在差异，若要通过杂交实验来确定该白花植株是一个新等位基因突变造成的，还是属于上述5个白花品系中的一个，则：
①该实验的思路：_________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②预期的实验结果及结论：________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)AABBCCDDEEFFGGHH
aaBBCCDDEEFFGGHH (2)①用该白花植株的后代分别与5个白花品系杂交，观察子代花色 ②在5个杂交组合中，如果4个组合的子代为紫花，1个组合的子代为白花，说明该白花植株属于这5个白花品系之一；如果子代全部为紫花，说明该白花植株是新等位基因突变造成的
总结提升
1．判断两个品系的相同隐性性状是否由相同基因控制
(1)实验方案：将具有相同隐性性状的两个品系的个体杂交。
(2)结果分析
①若子代均表现为隐性性状，则这两个品系的相同隐性性状是由相同的隐性基因控制的。
②若子代均表现为显性性状，则这两个品系的相同隐性性状是由不同的隐性基因控制的。
2．判断两对等位基因是否位于1对同源染色体上
(1)自交法
①实验方案：具有两对相对性状的纯合亲本杂交得F1，让F1自交，观察F2的性状分离比。
②结果分析：若子代出现9∶3∶3∶1的性状分离比，则这两对基因位于2对同源染色体上；若子代出现3∶1或1∶2∶1的性状分离比，则这两对基因位于1对同源染色体上。
(2)测交法
①实验方案：具有两对相对性状的纯合亲本杂交得F1，让F1与隐性纯合子杂交，观察F2的性状比例。
②结果分析：若子代性状比例为1∶1∶1∶1，则这两对基因位于2对同源染色体上；若子代性状比例为1∶1，则这两对基因位于1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上，其自交会出现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。
题型突破
6．某研究所将拟南芥的三个耐盐基因SOS1、SOS2、SOS3导入玉米，筛选出成功整合的耐盐植株(三个基因都表达才表现为高耐盐性状)。如图表示三个基因随机整合的情况，让三株转基因植株自交，后代中高耐盐性状的个体所占比例最小的是( )
A．甲 B．乙
C．丙 D．三者相同
答案 C
解析 结合题中信息可知，三个耐盐基因SOS1、SOS2、SOS3都表达的植株才表现为高耐盐性状，甲植株自交，产生高耐盐植株的概率为3/4；乙植株自交，产生高耐盐植株的概率为3/4×3/4＝9/16；结合题图可知，丙植株体内的SOS1和SOS2基因位于一对同源染色体上，而SOS3基因位于另一对同源染色体的其中一条染色体上，丙植株自交产生高耐盐植株的概率为3/4×1/2＝3/8。
7．已知某种植物的一个表型为红花高茎而基因型为AaBb的个体，A和a基因分别控制红花和白花这对相对性状，B和b分别控制高茎和矮茎这对相对性状。已知这两对基因在染色体上的分布位置有以下三种可能。据图回答下列问题：
(1)图②③中，两对等位基因在遗传时是否遵循基因的自由组合定律？________(填“是”或“否”)，理由是_________________________________________________________
________________________________________________________________________。
若不考虑同源染色体非姐妹染色单体互换，且含b基因的染色体片段缺失(这种变化不影响配子和子代的存活率)，图③细胞能产生________种基因型的配子，其基因型是________________________________________________________________________。
(2)假设图①中两对基因在遗传时遵循基因的自由组合定律，请在方框内画出AaBb两对基因在染色体上的另一种可能的分布状态。(画图并标注基因在染色体上的位置)
(3)现提供表型为白花矮茎的植株若干，要通过一次交配实验来探究上述红花高茎植株的两对基因在染色体上的位置究竟属于上述三种情况中的哪一种(不考虑同源染色体非姐妹染色单体互换)，某同学设计了如下实验，基本思路是用上述红花高茎植株与白花矮茎植株进行杂交，观察并统计子一代植株的表型及其比例。
Ⅰ.若子一代植株中出现四种表型，表型及比例为_____________________________，则基因在染色体上的分布状态如图①所示。
Ⅱ.若子一代植株中出现两种表型，表型及比例为_____________________________，则基因在染色体上的分布状态如图②所示。
Ⅲ.若子一代植株中出现两种表型，表型及比例为______________________________，则基因在染色体上的分布状态如图③所示。
答案 (1)否 两对等位基因位于同一对同源染色体上 2 A、aB (2)如图所示 (3)Ⅰ.红花高茎∶红花矮茎∶白花高茎∶白花矮茎＝1∶1∶1∶1 Ⅱ.红花高茎∶白花矮茎＝1∶1 Ⅲ.红花矮茎∶白花高茎＝1∶1
解析 (1)只有位于非同源染色体上的非等位基因才遵循基因的自由组合定律，而图②③中，两对基因位于同一对同源染色体上，故两对等位基因的遗传不遵循基因的自由组合定律。(2)只有位于非同源染色体上的非等位基因才遵循基因的自由组合定律，故两对基因(A/a、B/b)的位置图①见答案。(3)用上述红花高茎植株(AaBb)与白花矮茎植株进行杂交，为测交，白花矮茎植株(aabb)只能产生一种配子(ab)。Ⅰ.若红花高茎植株基因分布如图①，该植株能产生四种配子(1AB∶1Ab∶1aB∶1ab)，故测交后代基因型及比例为1AaBb∶1Aabb∶1aaBb∶1aabb，即红花高茎∶红花矮茎∶白花高茎∶白花矮茎＝1∶1∶1∶1。Ⅱ.若红花高茎植株基因分布如图②，该植株能产生两种配子(1AB∶1ab)，故测交后代基因型及比例为1AaBb∶1aabb，即红花高茎∶白花矮茎＝1∶1；Ⅲ.若红花高茎植株基因分布如图③，能产生两种配子(1Ab∶1aB)，故测交后代基因型及比例为1Aabb∶1aaBb，即红花矮茎∶白花高茎＝1∶1。
8．某植物的三个基因A、b、d分别控制①、②、③三种酶的合成，在三种酶的催化下可使一种无色物质经一系列转化变为紫色物质。基因A、B、D分别对基因a、b、d为完全显性。假设该生物体内紫色物质的合成必须由无色物质通过下面的途径转化而来(如图所示)，据图回答下列问题：
(1)如果三对等位基因分别位于三对同源染色体上，则基因型为AaBbDd的两个亲本杂交，出现紫色子代的概率为________。
(2)如果要探究b、d两个基因是否位于两对同源染色体上，请写出选用的亲本(基因型)及简便的实验方案，并预测实验结果。
实验方案：_______________________________________________________________。
结果预测：_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)如果A、a，B、b两对等位基因在染色体上的位置为，若不考虑突变、同源染色体非姐妹染色单体互换的情况下，对基因型为AaBbDD的个体进行测交实验，后代的表型及比例为__________________。
答案 (1)3/64 (2)基因型为AABbDd的个体自交，统计后代的性状分离比 若后代出现白色∶蓝色∶紫色≈12∶3∶1，则b、d两个基因位于两对同源染色体上；若后代性状分离未出现上述比例，则b、d两个基因不是位于两对同源染色体上 (3)白色∶无色≈1∶1
解析 (1)紫色个体的基因型为A_bbdd，如果三对等位基因分别位于三对同源染色体上，则符合自由组合定律，基因型为AaBbDd的两个亲本杂交，产生紫色个体(A_bbdd)的概率为3/4×1/4×1/4＝3/64。(2)验证两对等位基因位于两对同源染色体上，可采用自交或测交方法，但是自交方案更为简便一些。为避免因a基因影响后代的性状分离比，亲本必须为含AA的个体，因此应选用基因型为AABbDd的个体自交，若后代出现9AAB_D_(白色)、3AAB_dd(白色)、3AAbbD_(蓝色)、1AAbbdd(紫色)，即性状分离比为白色∶蓝色∶紫色≈12∶3∶1，则b、d两个基因位于两对同源染色体上；若后代性状分离未出现上述比例，则b、d两个基因不是位于两对同源染色体上。(3)如果A、a与B、b两对等位基因在染色体上的位置为，则AaBb只能产生AB、ab两种配子，那么AaBbDD×aabbdd→1/2AaBbDd(白色)、1/2aabbDd(无色)，因此后代的表型及性状分离比为白色∶无色≈1∶1。
重温高考 真题演练
1．(2021·山东，22)番茄是雌雄同花植物，可自花受粉也可异花受粉。M、m基因位于2号染色体上，基因型为mm的植株只产生可育雌配子，表现为小花、雄性不育。基因型为MM、Mm的植株表现为大花、可育。R、r基因位于5号染色体上，基因型为RR、Rr、rr的植株表型分别为：正常成熟红果、晚熟红果、晚熟黄果。细菌中的H基因控制某种酶的合成，导入H基因的转基因番茄植株中，H基因只在雄配子中表达，喷施萘乙酰胺(NAM)后含H基因的雄配子死亡。不考虑基因突变和染色体互换。
(1)基因型为Mm的植株连续自交两代，F2中雄性不育植株所占的比例为______。雄性不育植株与野生型植株杂交所得可育晚熟红果杂交种的基因型为____________，以该杂交种为亲本连续种植，若每代均随机受粉，则F2中可育晚熟红果植株所占比例为______。
(2)已知H基因在每条染色体上最多插入1个且不影响其他基因。将H基因导入基因型为Mm的细胞并获得转基因植株甲和乙，植株甲和乙分别与雄性不育植株杂交，在形成配子时喷施NAM，F1均表现为雄性不育。若植株甲和乙的体细胞中含1个或多个H基因，则以上所得F1的体细胞中含有____个H基因。若植株甲的体细胞中仅含1个H基因，则H基因插入了________所在的染色体上。若植株乙的体细胞中含n个H基因，则H基因在染色体上的分布必须满足的条件是________________________________________________________
________________________________________________________________________，
植株乙与雄性不育植株杂交，若不喷施NAM，则子一代中不含H基因的雄性不育植株所占比例为____。
(3)若植株甲的体细胞中仅含一个H基因，在不喷施NAM的情况下，利用植株甲及非转基因植株通过一次杂交即可选育出与植株甲基因型相同的植株。请写出选育方案：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)1/6 MmRr 5/12 (2)0 M基因 必须有1个H基因位于M所在染色体上，且2条同源染色体上不能同时存在H基因 1/2n
(3)以雄性不育植株为母本、植株甲为父本进行杂交，子代中大花植株即为所需植株(或利用雄性不育植株与植株甲杂交，子代中大花植株即为所需植株)
解析 (1)基因型为 Mm 的植株自交，F1中 MM∶Mm∶mm＝1∶2∶1 ，其中 MM、Mm 的植株表现为大花、可育， mm 的植株只产生可育雌配子，故只有1/3MM和2/3Mm能够自交，则F2 中雄性不育植株mm所占的比例为2/3×1/4＝1/6。雄性不育植株mm与野生型植株杂交所得可育(Mm)晚熟红果(Rr)杂交种的基因型为MmRr，以该杂交种为亲本连续种植，若每代均随机受粉，即自由交配，两对等位基因自由组合，产生的配子有MR、Mr、mR、mr，比例为1∶1∶1∶1，则F1中有9种基因型，分别为：1MMRR、2MMRr、1MMrr、2MmRR、4MmRr、2Mmrr、1mmRR、2mmRr、1mmrr，雌配子种类及比例为：MR∶Mr∶mR∶mr＝1∶1∶1∶1，雄配子种类及比例为：MR∶Mr∶mR∶mr＝2∶2∶1∶1，则 F2 中可育晚熟红果植株(基因型为M－Rr )所占比例为 1/4×3/6＋1/4×3/6＋1/4×2/6＋1/4×2/6＝10/24，即5/12。(3)若植株甲的体细胞中仅含一个 H 基因，且H 基因插入了M基因所在的染色体上，在不喷施 NAM 的情况下，以雄性不育植株mm为母本、植株甲HMm为父本进行杂交，雌配子为m，雄配子为HM、m，则子代中大花植株(基因型为HMm)即为与植株甲基因型相同的植株(或利用雄性不育株与植株甲杂交，子代中大花植株即为所需植株)。
2．(2021·湖南，17)油菜是我国重要的油料作物，油菜株高适当的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，且每种结合方式机率相等。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①、②的F2基本一致的记为F3－Ⅱ，高秆与半矮秆比例和杂交组合③的F2基本一致的记为F3－Ⅲ。产生F3－Ⅰ、F3－Ⅱ、F3－Ⅲ的高秆植株数量比为________。产生F3－Ⅲ的高秆植株基因型为______________(用A、a；B、b；C、c……表示基因)。用产生F3－Ⅲ的高秆植株进行相互杂交试验，能否验证自由组合定律？__________。
答案 (1)由两对位于非同源染色体上的隐性基因控制 16 F1减数分裂产生配子时，位于同源染色体上的等位基因分离，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合 (2)7∶4∶4 Aabb、aaBb 不能
解析 (1)根据题意分析可推测，半矮秆突变体S是双隐性纯合子，只要含有显性基因即表现为高秆，杂交组合①的F1为双杂合子，减数分裂产生配子时，位于同源染色体上的等位基因分离，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合，所以产生4种比例相等的配子，自交时雌雄配子有16种结合方式，且每种结合方式机率相等，导致F2出现高秆∶半矮秆≈15∶1。
(2)杂交组合①的F2所有高秆植株基因型包括1AABB、2AABb、2AaBB、4AaBb、1AAbb、2Aabb、1aaBB、2aaBb，所有高秆植株自交，分别统计单株自交后代的表型及比例，含有一对纯合显性基因的高秆植株1AABB、2AABb、2AaBB、1AAbb、1aaBB，占高秆植株的比例为7/15，其后代全为高秆，记为F3－Ⅰ；AaBb占高秆植株的比例为4/15，自交后代高秆与半矮秆比例≈15∶1，和杂交组合①、②的F2基本一致，记为F3－Ⅱ；2Aabb、2aaBb占高秆植株的比例为4/15，自交后代高秆与半矮秆比例和杂交组合③的F2基本一致，记为 F3－Ⅲ，产生F3－Ⅰ、F3－Ⅱ、F3－Ⅲ的高秆植株数量比为7∶4∶4。用产生F3－Ⅲ的高秆植株进行相互杂交试验，不论两对基因位于一对同源染色体上，还是两对同源染色体上，亲本均产生两种数量相等的雌雄配子，子代均出现高秆∶半矮秆＝3∶1，因此不能验证基因的自由组合定律。
3．(2020·山东，23)玉米是雌雄同株异花植物，利用玉米纯合雌雄同株品系M培育出雌株突变品系，该突变品系的产生原因是2号染色体上的基因Ts突变为ts，Ts对ts为完全显性。将抗玉米螟的基因A转入该雌株品系中获得甲、乙两株具有玉米螟抗性的植株，但由于A基因插入的位置不同，甲植株的株高表现正常，乙植株矮小。为研究A基因的插入位置及其产生的影响，进行了以下实验：
实验一：品系M(TsTs)×甲(Atsts)→F1中抗螟∶非抗螟约为1∶1
实验二：品系M(TsTs)×乙(Atsts)→F1中抗螟矮株∶非抗螟正常株高约为1∶1
(1)实验一中作为母本的是________，实验二的F1中非抗螟植株的性别表现为_____________
___________________________________________________________(填“雌雄同株”“雌株”或“雌雄同株和雌株”)。
(2)选取实验一的F1抗螟植株自交，F2中抗螟雌雄同株∶抗螟雌株∶非抗螟雌雄同株约为2∶1∶1。由此可知，甲中转入的A基因与ts基因________(填“是”或“不是”)位于同一条染色体上，F2中抗螟雌株的基因型是________。若将F2中抗螟雌雄同株与抗螟雌株杂交，子代的表型及比例为_____________________________________________________。
(3)选取实验二的F1抗螟矮株自交，F2中抗螟矮株雌雄同株∶抗螟矮株雌株∶非抗螟正常株高雌雄同株∶非抗螟正常株高雌株约为3∶1∶3∶1，由此可知，乙中转入的A基因________(填“位于”或“不位于”)2号染色体上，理由是__________________________。
F2中抗螟矮株所占比例低于预期值，说明A基因除导致植株矮小外，还对F1的繁殖造成影响，结合实验二的结果推断这一影响最可能是________________________________。
F2抗螟矮株中ts基因的频率为________，为了保存抗螟矮株雌株用于研究，种植F2抗螟矮株使其随机受粉，并仅在雌株上收获籽粒，籽粒种植后发育形成的植株中抗螟矮株雌株所占的比例为________。
答案 (1)甲 雌雄同株 (2)是 AAtsts 抗螟雌雄同株∶抗螟雌株＝1∶1 (3)不位于 抗螟性状与性别性状间是自由组合的，因此A基因不位于Ts、ts基因所在的2号染色体上 含A基因的雄配子不育 1/2 1/6
解析 (1)据题中信息可知，品系M为雌雄同株，甲基因型为 Atsts，表现为雌株，因此实验一中的母本只能是甲。实验二的F1中非抗螟正常株高植株中不含抗螟基因，且控制性别的基因型是Tsts，性别应该是雌雄同株。(2)实验一中，若转入的A基因与ts基因位于一条染色体上，则甲植株的基因型可表示为，品系M的基因型是，则F1抗螟植株的基因型是，则F1抗螟植株自交所得F2中抗螟雌雄同株∶抗螟雌株∶非抗螟雌雄同株约为2∶1∶1，因此甲转入的A基因与ts基因是位于同一条染色体上的。F2中抗螟雌株的基因型是AAtsts，抗螟雌雄同株的基因型是ATsts(A和ts位于同一条染色体上)，二者杂交，子代表型及比例是抗螟雌雄同株∶抗螟雌株＝1∶1。(3)实验二的F1抗螟矮株自交，F2中出现了抗螟性状和性别之间的自由组合，推测插入的A基因不位于2号染色体上，乙植株的基因型可表示为，品系M的基因型是，为了做题方便，可以把插入A基因的染色体对应的同源染色体上标上等位基因a，这样F1中的抗螟矮株的基因型是 AaTsts，非抗螟正常株高的基因型是aaTsts。F1抗螟矮株(AaTsts)自交，按照自由组合定律，后代表型及比例应该是抗螟矮株雌雄同株(A_Ts_)∶抗螟矮株雌株(A_tsts)∶非抗螟正常株高雌雄同株(aaTs_)∶非抗螟正常株高雌株(aatsts)＝9∶3∶3∶1，而事实上上述比例出现异常的3∶1∶3∶1。据题中给出的A基因可能对F1的繁殖造成影响，推测可能是含A基因的花粉致死，按照该推测分析：F1抗螟矮株(AaTsts)产生的4种雌配子的基因型及比例是ATs∶Ats∶aTs∶ats＝1∶1∶1∶1，产生的2种雄配子的基因型及比例是aTs∶ats＝1∶1，后代表型及比例是抗螟矮株雌雄同株(AaTs_)∶抗螟矮株雌株(Aatsts)∶非抗螟正常株高雌雄同株(aaTs_)∶非抗螟正常株高雌株(aatsts)＝3∶1∶3∶1，结果与题中事实吻合，说明含A基因的雄配子不育。F2中抗螟矮株雌雄同株的基因型有2种，其比例为AaTsTs∶AaTsts＝1∶2，F2抗螟矮株雌株的基因型是Aatsts，3种基因型个体的比例是AaTsTs∶AaTsts∶Aatsts＝1∶2∶1，因此F2抗螟矮株中ts基因的频率是1/2。F2抗螟矮株雌雄同株有2种基因型，其比例为AaTsTs∶AaTsts＝1∶2，F2抗螟矮株雌株基因型是Aatsts，让F2抗螟矮株随机受粉，并仅在雌株上收获籽粒，事实上就是抗螟矮株雌株(Aatsts)作母本(产生2种配子：Ats∶ats＝1∶1)，抗螟矮株雌雄同株(AaTsTs∶AaTsts＝1∶2)作父本进行杂交，父本产生雄配子的基因型是(含A基因的雄配子不育)aTs∶ats＝2∶1，因此后代中抗螟矮株雌株(Aatsts)所占的比例是1/2×1/3＝1/6。
课时精练
一、选择题
1．兔子的毛色由两对基因控制，在有C基因存在时，含B的兔毛为黑色，含bb的兔毛为棕色；当为cc时，全为白色。现有一只棕色雄兔与一只白色雌兔杂交，F1全为黑色，让F1雌雄个体随机交配，若后代数量足够多，在F2中黑色∶棕色∶白色＝9∶3∶4。下列有关说法错误的是( )
A．根据后代分离比可推测控制毛色的这两对基因的遗传符合自由组合定律
B．若让F2黑色兔相互交配，则出现白兔的概率为1/9
C．让F2白色兔相互交配，后代会出现棕色和白色两种类型
D．可通过统计F2各种毛色中兔子的性别比例来确定两对基因的位置
答案 C
解析 根据题意可知，B_C_为黑色，bbC_为棕色，B_cc、bbcc为白色，一只棕色雄兔与一只白色雌兔杂交，F1全为黑色，让F1雌雄个体随机交配后代比例为9∶3∶4，则F1基因型为BbCc，亲本基因型为bbCC×BBcc，两对基因符合自由组合定律，A正确。F2中黑色兔基因型为1BBCC、2BbCC、2BBCc、4BbCc，后代基因型含有cc，则为白色兔，C的基因频率为1/9＋2/9＋2/9×1/2＋4/9×1/2＝2/3，c的基因频率为1/3，后代出现cc的概率为1/3×1/3＝1/9，B正确；白色兔的基因型中不含C基因，F2白色兔相互交配，后代全为白色，C错误。
2．某二倍体昆虫红眼和白眼是一对相对性状，现有一自然种群，雌雄各半，两种性状个体若干。让该种群中红眼个体作亲本自由交配，其子代红眼∶白眼＝63∶1，假设未发生突变，各种配子具有相等的生活力和受精机会，各种胚胎和个体存活机会相等。下列叙述错误的是( )
A．若该相对性状是常染色体上一对等位基因控制，则亲本红眼中杂合子占1/4
B．若该相对性状是X染色体上—对等位基因控制，则亲本雌性中杂合子占1/16
C．若该相对性状是X、Y染色体同源区段上一对等位基因控制，则亲本雄性中一定存在杂合子，且可能有两种
D．若该相对性状是常染色体上三对等位基因控制，用A/a、B/b、C/c表示，且遵循自由组合定律，则亲本红眼基因型一定是AaBbCc
答案 D
解析 若该相对性状是常染色体上一对等位基因A/a控制，红眼亲本杂交出现白眼，则白眼为隐性，根据子代白眼(aa)比例为1/64，由于基因在常染色体上，推测红眼亲本产生基因型为a的雌、雄配子的概率均为1/8，则基因型为A的雌、雄配子的概率均为7/8，所以亲代中红眼基因型有两种AA∶Aa＝3∶1，即亲本红眼中杂合子占1/4，A正确；若该相对性状是X染色体上一对等位基因A/a控制，则红眼亲本基因型为XAX－×XAY，子代白眼基因型一定为XaY且占比1/64，推出亲代雌性产生Xa配子的概率为1/32，所以亲本雌性中杂合子占1/16(刚好能产生1/16×1/2＝1/32的Xa配子)，B正确；若该相对性状是常染色体上三对等位基因控制，且遵循自由组合定律，如果亲本是一对红眼雌雄个体交配，则亲本红眼基因型是AaBbCc。但是题干中指出，亲本是种群中红眼个体自由交配，故亲本基因型不一定是AaBbCc，例如亲本雌雄均为AAbbcc∶Aabbcc＝3∶1，则子代白眼的概率＝1/4×1/4×1/4＝1/64，因此亲本红眼基因型不一定是AaBbCc，D错误。
3．(2022·山东高三模拟)某雌雄同株异花植物的籽粒颜色由两对基因控制，基因A控制籽粒为紫色，基因a控制籽粒为黄色，基因B只对基因型为Aa的个体有一定的抑制作用而使籽粒呈现白色。籽粒的颜色同时也受到环境的影响。某生物兴趣小组成员利用黄色籽粒和紫色籽粒长成的植株进行两次杂交实验，实验结果如下表所示。下列说法错误的是( )
组别
亲代
F1表型
F1自交，所得F2表型及比例
一
黄色×紫色
全为白色
紫色∶黄色∶白色＝6∶4∶6
二
全为紫色
紫色∶黄色∶白色＝10∶4∶2
A.亲本的基因型可能分别是aaBB、AAbb
B．让第一组F2中的紫色和黄色杂交，则子代黄色个体所占的比例为1/6
C．对F1植株产生的花药进行离体培养后，便可得到能稳定遗传的个体
D．可能是环境改变导致第二组的F1全为紫色，并非是某个基因突变所致
答案 C
解析 第一组的亲代表型为黄色×紫色，而F1表型全为白色，由白色个体的基因型为AaB_可推知，亲本的基因型可能分别是aaBB、AAbb，A正确；第一组F2中，紫色个体基因型及所占比例分别为：AA_ _占2/3，Aabb占1/3，黄色个体基因型为aa_ _。紫色和黄色杂交，则子代黄色aa_ _个体所占的比例为1/3×1/2＝1/6，B正确；将F1植株产生的花药离体培养得到的是单倍体植株，高度不育，不能稳定遗传，C错误；由于籽粒的颜色同时也受到环境的影响，第二组的F1全为紫色可能是由环境条件改变引起的，并不涉及基因突变，D正确。
4．萤火虫(二倍体，XY型)的体色有红色、黄色、棕色三种，受常染色体上的基因E/e、X染色体上的基因F/f控制。已知含有F基因的个体体色均为红色，含E但不含F的个体均为黄色，其余情况体色均为棕色。下列叙述错误的有( )
A．红色萤火虫的基因型有9种
B．棕色萤火虫基因型为eeXfXf、eeXfY
C．红色个体与黄色个体交配，子代为棕色雄性，则亲本的基因型为EeXFXf、EeXfY
D．EeXFXf×EeXFY的杂交后代个体的表型及比例为红色∶黄色∶棕色＝9∶6∶1
答案 D
解析 红色雌性萤火虫的基因型为_ _XFX－，共有3×2＝6(种)，红色雄性萤火虫的基因型为_ _XFY，有3种，红色萤火虫的基因型为6＋3＝9(种)，A正确；据题可知，棕色萤火虫应该为双隐性，基因型为eeXfXf、eeXfY，B正确；红色个体(_ _XF_)与黄色个体(E_Xf_)交配，已知子代中棕色雄性个体(eeXfY)占1/4×1/4＝1/16，故亲本雌雄性个体的基因型分别为EeXFXf、EeXfY，C正确；EeXFXf×EeXFY的杂交后代中，棕色个体(eeXfY)的概率是1/4×1/4＝1/16，黄色(E_XfY)的概率为3/4×1/4＝3/16，红色个体_ _XF_＝1×3/4＝12/16，故后代个体的表型及比例为红色∶黄色∶棕色＝12∶3∶1，D错误。
5．某高等动物的毛色由常染色体上的两对等位基因(A、a和B、b)控制，A对a、B对b为完全显性，其中A基因控制黑色素的合成，B基因控制黄色素的合成，两种色素均不合成时毛色呈白色。当A、B基因同时存在时，二者的转录产物会形成双链结构进而无法继续表达。纯合的黑色和黄色亲本杂交，F1为白色，F1随机交配获得F2，下列叙述正确的是( )
A．减数分裂时两对基因一定会发生自由组合，生物变异的多样性增加
B．种群中该高等动物白色个体的基因型共有6种，黑色和黄色各有3种
C．若F2中黑色∶黄色∶白色个体之比接近3∶3∶10，则两对基因独立遗传
D．若检测F2中的黑色个体是纯合子还是杂合子，可将其与白色纯合子杂交
答案 C
解析 两对等位基因位于两对同源染色体上时，一定自由组合，如果位于一对同源染色体上，则不会自由组合，A错误；白色个体基因型有AABB、AaBB、AaBb、AABb、aabb共5种，黑色个体基因型有AAbb、Aabb共2种，黄色个体基因型有aaBB、aaBb共2种，B错误；若F2中黑色∶黄色∶白色个体之比接近3∶3∶10，即F2的表型之和为16(或是9∶3∶3∶1的变式)，说明控制毛色的两对等位基因位于两对非同源染色体上，遵循基因的分离定律和自由组合定律(两对基因独立遗传)，C正确；若检测F2中的黑色个体即A_bb是纯合子还是杂合子，可进行测交实验，即选择基因型为aabb的个体与之杂交，但白色纯合子有AABB、aabb共2种，若与AABB杂交，其子代都是白色，无法确定其黑色个体是纯合子还是杂合子，D错误。
6．开两性花的某名贵花卉花色有白色、红色和紫色三种，其受基因的控制过程如图所示。某生物兴趣小组对基因型为AaBb的个体进行测交实验，测交结果如下表所示，下列有关叙述不正确的是( )
实验编号
测交类型
测交后代表型种类及数量
母本
父本
紫色
红色
白色
实验一
aabb
AaBb
101
99
201
实验二
AaBb
aabb
120
61
241
A.由图可知这种名贵花卉中白花植株的基因型共有3种
B．基因型为AaBb的植株减数分裂产生的基因型为Ab的卵细胞中可能有50%致死
C．由实验二的结果推测其比例异常可能是基因型为Aabb的个体中有50%致死
D．基因型为AaBb的植株自交，后代的表型及比例为紫色∶红色∶白色＝4∶1∶2
答案 C
解析 由图可知这种名贵花卉中白花植株的基因型共有aaBB、aaBb、aabb 3种，A正确；实验一的结果是正常的测交比例的变形，故Aabb的个体不存在致死现象，由实验二的结果推测其比例异常可能是基因型为AaBb的植株减数分裂产生的基因型为Ab的卵细胞中可能有50%致死，B正确、C错误；据分析可知基因型为AaBb的植株自交，精子的基因型及比例为AB∶Ab∶aB∶ab＝1∶1∶1∶1，可育卵细胞的基因型及比例为AB∶Ab∶aB∶ab＝2∶1∶2∶2，用棋盘法分析可知，后代基因型及比例为2AABB∶4AaBB∶3AABb∶7AaBb∶AAbb∶3Aabb∶2aaBB∶4aaBb∶2aabb，表型及其比例为紫花∶红花∶白花＝(2＋4＋3＋7)∶(1＋3)∶(2＋4＋2)＝4∶1∶2，D正确。
7．在小鼠的一个自然种群中，体色有黄色(Y)和灰色(y)，尾巴有短尾(D)和长尾(d)，两对相对性状的遗传符合基因的自由组合定律。任取一对黄色短尾个体经多次交配，F1的表型为：黄色短尾∶灰色短尾∶黄色长尾∶灰色长尾＝4∶2∶2∶1。实验中发现有些基因型有致死现象(胚胎致死)。以下说法错误的是( )
A．黄色短尾亲本能产生4种正常配子
B．F1中致死个体的基因型共有4种
C．表型为黄色短尾的小鼠的基因型只有1种
D．若让F1中的灰色短尾雌雄鼠自由交配，则F2中灰色短尾鼠占2/3
答案 B
解析 根据题意分析可知，只要有一对显性基因纯合就会导致胚胎致死(YY或DD都导致胚胎致死)，因此亲本黄色短尾个体的基因型为YyDd，它能产生YD、Yd、yD、yd四种正常配子，A正确；已知YY或DD都导致胚胎致死，所以YyDd相互交配产生的F1中致死个体的基因型有YYDD、YYDd、YyDD、YYdd、yyDD共5种，B错误；因为YY或DD都导致胚胎致死，所以表型为黄色短尾的小鼠的基因型只有YyDd一种，C正确；F1中的灰色短尾的基因型为yyDd(yyDD胚胎致死)，它们自由交配，后代基因型有yyDD、yyDd、yydd，比例为1∶2∶1，其中yyDD胚胎致死，所以只有yyDd、yydd两种，其中yyDd(灰色短尾鼠)占2/3，D正确。
8．(2022·合肥高三期中)研究发现水稻品种甲和乙的配子部分不育，这种不育机制与位于非同源染色体上的两对基因(A、a和B、b)有关。甲的基因型为AABB，乙的基因型为aabb。Aa杂合子所产生的含a的雌配子不育；Bb杂合子所产生的含b的雄配子不育。甲、乙杂交得到F1，下列叙述正确的是( )
A．F1经过减数分裂产生可育的雄配子及比例是AB∶Ab＝1∶1
B．F1自交子代基因型及比例是AABB∶AABb∶AaBB∶AaBb＝1∶1∶1∶1
C．F1雌雄配子随机结合导致非同源染色体上的基因自由组合
D．F1分别作父本和母本与乙杂交子代基因型及比例相同
答案 B
解析 甲的基因型为AABB，乙的基因型为aabb，产生F1的基因型为AaBb，Aa经过减数分裂产生可育的雄配子为A∶a＝1∶1，Bb经过减数分裂产生可育的雄配子为B，所以F1经减数分裂产生可育雄配子及比例是AB∶aB＝1∶1，A错误；F1的基因型为AaBb，Aa自交子代基因型为AA∶Aa＝1∶1，Bb自交子代基因型为BB∶Bb＝1∶1，合在一起就是AABB∶AABb∶AaBB∶AaBb＝1∶1∶1∶1，B正确；非同源染色体上的基因自由组合发生在减数分裂过程中，C错误；F1分别作父本和母本与乙杂交，子代基因型分别是AaBb和aaBb、AaBb和Aabb，基因型并不相同，D错误。
9．拟南芥植株较小、生长周期短、结实多、形态特征分明、易于观察，是典型的自交繁殖植物。拟南芥易于保持遗传稳定性，利于遗传研究，被科学家誉为“植物中的果蝇”。拟南芥果瓣有紫色和白色两种表型，已知紫色果瓣形成的生物化学途径如图所示。A和a、B和b是分别位于两对染色体上的等位基因，其中A对a为显性、B对b为显性。下列说法正确的是( )
A．若基因型不同的两白色果瓣植株杂交，所得F1中紫色果瓣∶白色果瓣＝1∶1，则两亲本基因型为AAbb、aaBb
B．若紫色果瓣植株自交，所得F1中紫色果瓣∶白色果瓣＝9∶7，则说明亲本紫色果瓣的基因型为AaBb
C．基因控制该植物紫色果瓣和白色果瓣的途径与基因控制豌豆皱粒的途径不同
D．若中间产物为红色，则基因型为AaBb的植株自交，所得F1中紫色果瓣∶红色果瓣∶白色果瓣＝9∶6∶1
答案 B
解析 若基因型不同的两白色果瓣植株杂交，所得F1中紫色果瓣∶白色果瓣＝1∶1，则两亲本白色果瓣植株的杂交组合应为AAbb×aaBb或Aabb×aaBB，A错误；若紫色果瓣植株自交，所得F1中紫色果瓣∶白色果瓣＝9∶7，为9∶3∶3∶1的变式，则亲本紫色果瓣的基因型为AaBb，B正确；基因控制该植物紫色果瓣和白色果瓣的途径与基因控制豌豆皱粒的途径都是基因通过控制酶的合成控制代谢，进而控制性状的，C错误；若中间产物为红色(形成红色果瓣)，基因型为AaBb的植株自交，子一代植株的基因型及比例为A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb＝9∶3∶3∶1，表型及比例为紫色果瓣∶红色果瓣∶白色果瓣＝9∶3∶4，D错误。
10．某生物个体减数分裂产生的雌雄配子种类和比例均为AB∶ab∶Ab∶aB＝4∶4∶1∶1，下列说法不正确的是( )
A．该生物自交后代有9种基因型
B．该生物自交后代纯合子的比例为34/100
C．上述每对相对性状的遗传满足分离定律
D．上述两对相对性状的遗传满足自由组合定律
答案 D
解析 由于减数分裂产生的雌雄配子种类各有4种，所以该生物自交后代有9种基因型，A正确；纯合子的基因型为AABB、AAbb、aabb、aaBB，则AABB的概率为4/10×4/10＝16/100；AAbb的概率为1/10×1/10＝1/100；aabb的概率为4/10×4/10＝16/100；aaBB的概率为1/10×1/10＝1/100；因此其自交后代纯合子的概率为上述各种纯合子概率之和(34/100)，B正确；A∶a＝1∶1，B∶b＝1∶1，因此上述每对相对性状的遗传满足分离定律，C正确；如果满足自由组合定律，那么雌雄配子种类和比例均为AB∶ab∶Ab∶aB＝1∶1∶1∶1，D错误。
11．某观赏花卉的颜色由三对等位基因控制，如图1为基因与染色体的关系，图2为基因与花色的关系，不考虑基因突变和同源染色体非姐妹染色单体互换，下列说法不正确的是( )
A．图1所示个体与yyrrww个体测交，后代表型为白色∶粉色∶红色∶紫色＝1∶1∶1∶1
B．图1所示个体自交后代中，白色∶粉色∶红色∶紫色＝4∶4∶2∶6
C．若该植物ww纯合个体致死则无论哪种基因型正常情况都不可能表现出红色
D．该花卉花色控制基因都符合基因分离定律
答案 A
解析 从图中分析可知，YyRrWw个体自交，由于Yy与Rr位于同源染色体上，不符合自由组合定律，因此正常情况下只能产生YrW、Yrw、yRW、yRw四种概率相同的配子，图1所示个体与yyrrww个体测交，后代基因型及比例为YyrrWw∶Yyrrww∶yyRrWw∶yyRrww＝1∶1∶1∶1，因此后代表型及比例为白色∶粉色＝1∶1，A错误；从图中分析可知，YyRrWw个体自交，由于Yy与Rr位于同源染色体上，不符合自由组合定律，因此正常情况下只能产生YrW、Yrw、yRW、yRw四种概率相同的配子，图1所示个体自交后代中，白色(yyRR__)∶粉色(YYrr__)∶红色(YyRrww)∶紫色(YyRrW_)＝4∶4∶2∶6，B正确；据图2分析可知，红色的基因型为Y_R_ww，若该植物ww纯合个体致死，则无论哪种基因型正常情况都不可能表现出红色，C正确。
二、非选择题
12．果蝇是双翅目昆虫，体细胞有4对染色体，其中2、3、4号为常染色体，其生活史短，易饲养，繁殖快，染色体少，突变型多，个体小，是一种很好的遗传学实验材料，是常用的模式生物。请结合材料进行分析。野生果蝇翅色是无色透明的。GAL4/UAS是存在于酵母中的基因表达调控系统，GAL4蛋白是酵母中的一类转录因子，它能够与特定的DNA序列UAS结合，驱动UAS下游基因表达。科研人员将一个GAL4基因插入到雄果蝇的一条2号染色体上，又将一个UAS－绿色荧光蛋白基因随机插入到雌果蝇染色体组中的一条染色体上，但无法表达，只有与插入含有GAL4基因的雄果蝇杂交后的子一代中，绿色荧光蛋白基因才会表达。甲科研小组分别利用上述的一对转基因雌雄果蝇进行杂交得到F1，F1中绿色翅雌雄个体随机交配得到F2，杂交子代的表型及其比例如表所示：
组别
F1
F2
甲
绿色翅∶无色翅＝1∶3
绿色翅∶无色翅＝9∶7
(1)仅用甲组杂交结果F1______(填“能”或“不能”)判断UAS－绿色荧光蛋白基因是否插入到2号染色体上，判断的依据是____________________________________________
________________________________________________________________________；
根据甲组的F2杂交结果判断UAS－绿色荧光蛋白基因____(填“是”或“不是”)插入到2号染色体上，判断依据是_____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)乙科研小组另选一对亲本果蝇进行以上的杂交实验，发现F2中雌雄果蝇的翅色比例不同，推测最可能的原因是_____________________________________________________
__________________；
若统计F2中雌雄果蝇翅色比例是___________________________________________
__________________，说明推测原因是正确的。
答案 (1)不能 无论UAS－绿色荧光蛋白基因是否插入到2号染色体上，F1表型比都是绿色翅∶无色翅＝1∶3 不是 F2中表型及其比例为9∶7(9∶3∶3∶1的变式)，可确定这两种基因不是插入到了同一对同源染色体上 (2)UAS－绿色荧光蛋白基因可能插入到X染色体上 绿色翅雌性∶无色翅雌性∶绿色翅雄性∶无色翅雄性＝6∶2∶3∶5
解析 (1)根据分析可知，假设相关基因为A/a、B/b，存在三种假设，假设1中Aabb×aaBb遵循基因的自由组合定律。假设2中Aabb×aaBb两对基因在同一对染色体上，遵循连锁遗传。假设3为AaXbY×aaXBXb，因为A、B同时存在时才能表现出绿色翅，根据后代的基因型和表型分析可知，3种假设里的F1表型比都是绿色翅∶无色翅＝1∶3，因此只根据子一代不能判断UAS－绿色荧光蛋白基因是否插入到2号染色体上；而根据甲组的F2杂交结果显示表型比例为9∶7(9∶3∶3∶1的变式)，可确定这2种基因不是插入到了同一条染色体上，由此判断UAS－绿色荧光蛋白基因不是插入到2号染色体上。(2)假设3中的亲本基因型，即AaXbY×aaXBXb，F1中绿色翅自由交配基因型及比例为AaXBY×AaXBXb→绿色翅雌性(A_XBX－)＝3/4×1/2＝3/8，无色翅雌性＝1/2－3/8＝1/8，绿色翅雄性(A_XBY)＝3/4×1/4＝3/16，无色翅雄性＝1/2－3/16＝5/16，即F2中雌雄果蝇翅色比例是绿色翅雌性∶无色翅雌性∶绿色翅雄性∶无色翅雄性＝6∶2∶3∶5，则假设正确。
13．研究人员培育了一株拟南芥(2n＝10)纯合突变体，其4号染色体上冷敏型基因d突变为抗冻性基因D,5号染色体上耐高盐基因N却突变为盐敏型基因n。现将该纯合突变体自交所结种子分为两组，一组种子发育成的植株与野生型植株杂交得F1，F1自交得F2，F2中耐高盐抗冻型∶耐高盐冷敏型∶盐敏抗冻型∶盐敏冷敏型＝21∶15∶7∶5；另一组留种待用。回答下列问题：
(1)拟南芥耐盐性性状的遗传遵循________定律，判断的依据是____________________
___________________________________________________________________________。
(2)F2群体中抗冻型与冷敏型的数量比是7∶5，不符合典型的孟德尔遗传比例。研究人员推测“F1产生的雌配子育性正常，而带有D基因的花粉成活率很低。”请设计杂交实验检验上述推测，并写出支持上述推测的子代性状及数量比。
①实验方案：_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②子代的性状及比例：______________________________________________________。
(3)进一步研究发现：野生型4号染色体上与d基因相邻有一对紧密连锁在一起的基因mm，m基因编码的毒性蛋白抑制D基因花粉发育而对d基因花粉没有影响；突变株4号染色体缺失一个片段，导致m基因丢失。
①F1产生配子时，m基因最迟在________(填“MⅠ”或“MⅡ”或“精子”)时期表达才会影响D基因花粉的成活率。
②科研人员采用农杆菌转化法向野生型拟南芥4号染色体上导入了能编码保护性蛋白的基因B，与另一组备用突变体种子发育的植株杂交，成功培育出了抗冻耐高盐(DDNNBB)新品种。为了提高B基因转移的成功率，将B基因导入野生型拟南芥4号染色体上的位置最好是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)(基因的)分离 F1自交，F2耐高盐型与盐敏型性状分离比为3∶1 (2)①突变型与野生型杂交所得F1作父本，与野生型杂交(测交) ②抗冻型∶冷敏型＝1∶5 (3)①MⅠ ②与突变型4号染色体的同源区段上(或不在缺失片段上)
解析 (1)根据F1自交，F2中的比例约为耐高盐型∶盐敏型＝(21＋15)∶(7＋5)＝3∶1，可推出耐高盐性状的遗传遵循基因的分离规律。(2)①为了检验“F1产生的雌配子育性正常，而带有D基因的花粉成活率很低”的推测，可让突变型与野生型杂交所得的F1为父本，与野生型植株的母本进行测交实验，观察后代表型及比例，以验证以上推测。②若F1产生的雌配子育性正常，而带有D基因的花粉成活率很低，则F1产生D、d两种雌配子的比例为1∶1，设雄配子D∶d＝(1－x)∶x，根据子二代中抗冻型与冷敏型的数量比是7∶5，可知冷敏型dd占5/12，即1/2x＝5/12，解得x＝5/6，所以雄配子中D∶d＝1∶5，上述测交的父本为Dd，母本为dd，故测交的子代中抗冻型∶冷敏型＝1∶5。(3)①由题意可知，与d基因相邻有一对紧密连锁在一起的基因mm，m基因编码的毒性蛋白抑制D基因花粉发育，而对d基因花粉没有影响，而在F1产生配子时，在减数分裂Ⅰ过程中存在一个m基因，减数分裂Ⅱ过程中可能不存在m基因，所以若要m基因编码的毒性蛋白抑制D基因花粉发育，则m基因最迟在MⅠ时期表达才能保证对D基因的花粉产生影响。②m基因编码的毒性蛋白抑制D基因花粉发育，如果将B基因导入与突变型4号染色体的同源区段上(或不在缺失片段上)，可使之与D基因连锁，从而提高B基因转移的成功率。
第4课时 自由组合定律中的特殊比例和实验探究
课标要求 1.会用自由组合的解题规律解决实际问题。2.会设计实验探究两对至多对基因在常染色体上的位置。
考点一 自由组合定律中的特殊分离比
题型一 9∶3∶3∶1的变式(自交“和”为16，测交“和”为4的分离比分析)
条件分析
F1(AaBb)自交后代比例
F1(AaBb)测交后代比例
表型为双显、单显、双隐三种，即A_bb和aaB_个体的表型相同
9∶6∶1
1∶2∶1
双显性为一种表型，其余为另一种，即A_bb、aaB_、aabb个体的表型相同
9∶7
1∶3
双显为一种表型，一种单显为一种表型，另一单显与双隐为一种表型，即A_bb和aabb的表型相同或aaB_和aabb的表型相同
9∶3∶4
1∶1∶2
只要存在显性基因(A或B)就表现为同一种表型，其余表现为另一种，即A_B_、A_bb和aaB_的表型相同
15∶1
3∶1
单显为一种表型，其余为另一种表型，即A_B_和aabb一种表型，A_bb和aaB_为一种表型
10∶6
1∶1(2∶2)
显性基因在基因型中的个数影响性状表现(累加效应)
AABB∶(AaBB、AABb)∶(AaBb、aaBB、AAbb)∶(Aabb、aaBb)∶aabb＝1∶4∶6∶4∶1
AaBb∶(Aabb、aaBb)∶aabb＝1∶2∶1
题型突破
1．玉米为雌雄同株异花植物，其籽粒颜色受A、a和B、b两对独立遗传的基因控制，A、B同时存在时籽粒颜色为紫色，其他情况为白色(不考虑突变)。研究人员进行以下两组实验，有关说法错误的是( )
组别
亲代
F1
实验一
紫色×紫色
白色∶紫色＝7∶9
实验二
紫色×白色
白色∶紫色＝5∶3
A.籽粒的紫色和白色为一对相对性状，亲代紫色植株的基因型均为AaBb
B．实验一F1中白色个体随机传粉，子代的表型及比例为紫色∶白色＝8∶41
C．实验二亲代白色个体的基因型可能有2种，子代紫色个体中没有纯合子
D．实验二的F1中紫色个体自交，其后代籽粒为紫色个体的比例为
答案 D
解析 籽粒的紫色和白色为一对相对性状，受两对等位基因控制，根据上述分析可知，亲代紫色植株的基因型均为AaBb，A正确；实验一F1中白色个体基因型和比例为AAbb∶Aabb∶aaBB∶aaBb∶aabb＝1∶2∶1∶2∶1，产生的配子类型和比例为Ab∶aB∶ab＝2∶2∶3，F1白色个体随机传粉，子代表现为紫色的概率为2/7×2/7×2＝8/49，所以白色个体的概率为1－8/49＝41/49，故表型及比例为紫色∶白色＝8∶41，B正确；根据分析可知，实验二亲本基因型为AaBb×Aabb或AaBb×aaBb，即亲本中的白色个体基因型可能为2种，子代中紫色个体的基因型为A_Bb(或AaB_)，均为杂合子，C正确；实验二的F1中紫色个体的基因型可能为1/3AABb、2/3AaBb(或1/3AaBB、2/3AaBb)，自交后代籽粒为紫色的概率为1/3×1×3/4＋2/3×3/4×3/4＝5/8，D错误。
归纳总结
2．(2022·济南高三一模)“喜看稻菽千重浪，遍地英雄下夕烟”，中国科学家团队对水稻科研做出了突出贡献：袁隆平院士被誉为“杂交水稻之父”，朱英国院士为我国杂交水稻的先驱，农民胡代书培育出了越年再生稻等。某兴趣小组在科研部门的协助下进行了下列相关实验：取甲(雄蕊异常，雌蕊正常，表现为雄性不育)、乙(可育)两个品种的水稻进行相关实验，实验过程和结果如下表所示。已知水稻雄性育性由等位基因A/a控制，A对a完全显性，B基因会抑制不育基因的表达，反转为可育。据表分析回答下列问题：
P
F1
F1个体自交单株收获，种植并统计F2表型
甲与乙杂交
全部可育
一半全部可育
另一半可育株∶雄性不育株＝13∶3
(1)控制水稻雄性不育的基因是_____________________________________________，
该兴趣小组同学在分析结果后认为A/a和B/b这两对等位基因在遗传时遵循基因的自由组合定律，其判断理由是_______________________________________________________。
(2)F2中可育株的基因型共有____________种；仅考虑F2中出现雄性不育株的那一半，该部分可育株中能稳定遗传的个体所占的比例为________________。
(3)若要利用F2中的两种可育株杂交，使后代雄性不育株的比例最高，则双亲的基因型为________________________________________________________________________。
(4)现有各种基因型的可育水稻，请利用这些实验材料，设计一次杂交实验，确定某雄性不育水稻丙的基因型。请写出实验思路并预期实验结果，得出相应结论。
答案 (1)A F1个体自交单株收获得到的F2中的一半表现的性状分离比为可育株∶雄性不育株＝13∶3，而13∶3是9∶3∶3∶1的变式，说明该性状受两对等位基因控制，遵循自由组合定律 (2)7 7/13 (3)aabb和AABb (4)水稻不育植株的基因型为A_bb，要确定水稻丙的基因型，可采用测交的方法，实验思路为：取基因型为aabb的可育株与水稻丙杂交，观察后代植株的育性。若后代全是雄性不育植株，则丙基因型是AAbb；若后代出现可育植株和雄性不育植株，且比例为1∶1，则丙的基因型为Aabb。
解析 (1)由分析可知，B基因会抑制不育基因的表达，反转为可育，说明雄性不育株一定不含B基因，进而确定控制雄性不育的基因为A。F1个体自交得到的F2中的一半出现可育株∶雄性不育株＝13∶3,13∶3是9∶3∶3∶1的变式，说明该性状受两对等位基因控制，遵循自由组合定律，该比值的出现是基因重组(或自由组合)的结果。(2)根据分析可知，甲的基因型是Aabb、乙的基因型是aaBB，F1的基因型为1/2AaBb、1/2aaBb。AaBb自交后代的基因型共9种，其中AAbb、Aabb表现为不育，因此可育株的基因型共有9－2＝7(种)。仅考虑F2中出现雄性不育株的那一半，该部分可育株的个体的基因型为1/13AABB、2/13AABb、2/13AaBB、4/13AaBb、1/13aaBB、2/13aaBb、1/13aabb，其中2/13AABb和4/13AaBb自交后代会发生性状分离，其他均能稳定遗传，故该部分可育株中能稳定遗传的个体所占的比例为1－2/13－4/13＝7/13。(3)利用F2中的两种可育株杂交，要使得到雄性不育株A_bb的比例最高，可确定其中一个亲本全部产生b的配子，则亲本之一的基因型一定是aabb，另一亲本能产生A的配子，则另一亲本的基因型为AABb，显然所选个体的基因型为aabb和AABb。
题型二 致死类型分析(自交“和”小于16，测交“和”小于4的分离比分析)
1．显性纯合致死
(1) AA和BB致死
(2) AA(或BB)致死
2．隐性纯合致死
(1)双隐性致死：F1自交后代：A_B_∶A_bb∶aaB_＝9∶3∶3。
(2)单隐性致死(aa或bb)：F1自交后代：9A_B_∶3A_bb或9A_B_∶3aaB_。
题型突破
3．(2022·河北邢台高三第一次质检)蝴蝶的翅形(正常翅对残缺翅为显性)和翅长(长翅对短翅为显性)分别由位于常染色体上的两对独立遗传的等位基因A、a和B、b决定。基因A纯合时雄蝶致死，基因b纯合时雌蝶致死。基因型为aabb的雄蝶和基因型为AABB的雌蝶交配得到F1，F1随机交配得到F2。F2蝴蝶中正常长翅∶正常短翅∶残缺长翅∶残缺短翅为( )
A．6∶2∶3∶1 B．15∶5∶6∶2
C．9∶3∶3∶1 D．15∶2∶6∶1
答案 D
解析 基因型为aabb的雄蝶和基因型为AABB的雌蝶交配，F1的基因型为AaBb，F1随机交配所得F2蝴蝶中，雌雄个体的比例为1∶1，基因A纯合时雄蝶致死，雄蝶中正常长翅∶正常短翅∶残缺长翅∶残缺短翅＝6∶2∶3∶1，基因b纯合时雌蝶致死，雌蝶中正常长翅∶残缺长翅＝9∶3，则F2蝴蝶中正常长翅∶正常短翅∶残缺长翅∶残缺短翅为15∶2∶6∶1，D正确。
方法规律 致死类问题解题思路
第一步：先将其拆分成分离定律单独分析。
第二步：将单独分析结果再综合在一起，确定成活个体基因型、表型及比例。
4．某植物有白花和红花两种性状，由等位基因R/r、I/i控制，已知基因R控制红色素的合成，基因I会抑制基因R的表达。某白花植株自交，F1中白花∶红花＝5∶1；再让F1中的红花植株自交，后代中红花∶白花＝2∶1。下列有关分析错误的是( )
A．基因R/r与I/i独立遗传
B．基因R纯合的个体会致死
C．F1中白花植株的基因型有7种
D．亲代白花植株的基因型为RrIi
答案 C
解析 某白花植株自交，F1中白花∶红花＝5∶1，红花R_ii占＝×，可推出两对等位基因独立遗传，遵循基因的自由组合定律，且RR基因纯合致死，A、B正确；根据以上分析可知，亲本白花植株基因型为RrIi，且F1中红花植株自交后代中红花∶白花＝2∶1，RR基因纯合致死，故F1中白花植株的基因型有RrII、RrIi、rrII、rrIi、rrii，共5种，C错误、D正确。
5．黑腹果蝇翅的大翅和小翅、有斑和无斑分别由两对常染色体上的等位基因A/a、B/b控制。用纯合的大翅有斑果蝇与小翅无斑果蝇进行杂交，F1全是大翅有斑果蝇。让F1雌、雄果蝇交配得F2，F2表型比例为7∶3∶1∶1。请分析回答：
(1)黑腹果蝇翅的显性性状为_______________________________________________。
(2)若用纯合的大翅雄蝇和纯合的小翅雌蝇杂交，结果子代出现了Aaa的个体，其原因可能是减数分裂Ⅰ_____________________________________________________________未分离，也可能是减数分裂Ⅱ__________________________________未分离。
(3)针对“F2表型的比例为7∶3∶1∶1”这一结果，研究小组尝试作出解释：
①研究小组认为：控制黑腹果蝇翅的两对等位基因存在雌配子不育的现象。据此推断，不育雌配子的基因型为________________________________________________________。
②为验证上述解释的正确性，可重复上述实验，获得F1后，选择F1中________(填“雌”或“雄”)果蝇进行测交。若测交后代表型的比例为_____________________________，则研究小组的解释是正确的。
答案 (1)大翅、有斑 (2)a基因所在的同源染色体未分离 a基因所在的染色体的姐妹染色单体分开后形成的两条染色体 (3)①Ab或aB ②雌 1∶1∶1
考点二 探究不同对基因在常染色体上的位置
应用导学
一对相对性状可受多对等位基因控制，如某植物花的紫色(显性)和白色(隐性)。这对相对性状就受多对等位基因控制。科学家已从该种植物的一个紫花品系中选育出了5个基因型不同的白花品系，且这5个白花品系与该紫花品系都只有一对等位基因存在差异。某同学在大量种植该紫花品系时，偶然发现了1株白花植株，将其自交，后代均表现为白花。回答下列问题：
(1)假设上述植物花的紫色(显性)和白色(隐性)这对相对性状受8对等位基因控制，显性基因分别用A、B、C、D、E、F、G、H表示，则紫花品系的基因型为________________________；上述5个白花品系之一的基因型可能为______________________________________(写出其中一种基因型即可)。
(2)假设该白花植株与紫花品系也只有一对等位基因存在差异，若要通过杂交实验来确定该白花植株是一个新等位基因突变造成的，还是属于上述5个白花品系中的一个，则：
①该实验的思路：_________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②预期的实验结果及结论：________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)AABBCCDDEEFFGGHH
aaBBCCDDEEFFGGHH (2)①用该白花植株的后代分别与5个白花品系杂交，观察子代花色 ②在5个杂交组合中，如果4个组合的子代为紫花，1个组合的子代为白花，说明该白花植株属于这5个白花品系之一；如果子代全部为紫花，说明该白花植株是新等位基因突变造成的
总结提升
1．判断两个品系的相同隐性性状是否由相同基因控制
(1)实验方案：将具有相同隐性性状的两个品系的个体杂交。
(2)结果分析
①若子代均表现为隐性性状，则这两个品系的相同隐性性状是由相同的隐性基因控制的。
②若子代均表现为显性性状，则这两个品系的相同隐性性状是由不同的隐性基因控制的。
2．判断两对等位基因是否位于1对同源染色体上
(1)自交法
①实验方案：具有两对相对性状的纯合亲本杂交得F1，让F1自交，观察F2的性状分离比。
②结果分析：若子代出现9∶3∶3∶1的性状分离比，则这两对基因位于2对同源染色体上；若子代出现3∶1或1∶2∶1的性状分离比，则这两对基因位于1对同源染色体上。
(2)测交法
①实验方案：具有两对相对性状的纯合亲本杂交得F1，让F1与隐性纯合子杂交，观察F2的性状比例。
②结果分析：若子代性状比例为1∶1∶1∶1，则这两对基因位于2对同源染色体上；若子代性状比例为1∶1，则这两对基因位于1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上，其自交会出现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。
题型突破
6．某研究所将拟南芥的三个耐盐基因SOS1、SOS2、SOS3导入玉米，筛选出成功整合的耐盐植株(三个基因都表达才表现为高耐盐性状)。如图表示三个基因随机整合的情况，让三株转基因植株自交，后代中高耐盐性状的个体所占比例最小的是( )
A．甲 B．乙
C．丙 D．三者相同
答案 C
解析 结合题中信息可知，三个耐盐基因SOS1、SOS2、SOS3都表达的植株才表现为高耐盐性状，甲植株自交，产生高耐盐植株的概率为3/4；乙植株自交，产生高耐盐植株的概率为3/4×3/4＝9/16；结合题图可知，丙植株体内的SOS1和SOS2基因位于一对同源染色体上，而SOS3基因位于另一对同源染色体的其中一条染色体上，丙植株自交产生高耐盐植株的概率为3/4×1/2＝3/8。
7．已知某种植物的一个表型为红花高茎而基因型为AaBb的个体，A和a基因分别控制红花和白花这对相对性状，B和b分别控制高茎和矮茎这对相对性状。已知这两对基因在染色体上的分布位置有以下三种可能。据图回答下列问题：
(1)图②③中，两对等位基因在遗传时是否遵循基因的自由组合定律？________(填“是”或“否”)，理由是_________________________________________________________
________________________________________________________________________。
若不考虑同源染色体非姐妹染色单体互换，且含b基因的染色体片段缺失(这种变化不影响配子和子代的存活率)，图③细胞能产生________种基因型的配子，其基因型是________________________________________________________________________。
(2)假设图①中两对基因在遗传时遵循基因的自由组合定律，请在方框内画出AaBb两对基因在染色体上的另一种可能的分布状态。(画图并标注基因在染色体上的位置)
(3)现提供表型为白花矮茎的植株若干，要通过一次交配实验来探究上述红花高茎植株的两对基因在染色体上的位置究竟属于上述三种情况中的哪一种(不考虑同源染色体非姐妹染色单体互换)，某同学设计了如下实验，基本思路是用上述红花高茎植株与白花矮茎植株进行杂交，观察并统计子一代植株的表型及其比例。
Ⅰ.若子一代植株中出现四种表型，表型及比例为_____________________________，则基因在染色体上的分布状态如图①所示。
Ⅱ.若子一代植株中出现两种表型，表型及比例为_____________________________，则基因在染色体上的分布状态如图②所示。
Ⅲ.若子一代植株中出现两种表型，表型及比例为______________________________，则基因在染色体上的分布状态如图③所示。
答案 (1)否 两对等位基因位于同一对同源染色体上 2 A、aB (2)如图所示 (3)Ⅰ.红花高茎∶红花矮茎∶白花高茎∶白花矮茎＝1∶1∶1∶1 Ⅱ.红花高茎∶白花矮茎＝1∶1 Ⅲ.红花矮茎∶白花高茎＝1∶1
解析 (1)只有位于非同源染色体上的非等位基因才遵循基因的自由组合定律，而图②③中，两对基因位于同一对同源染色体上，故两对等位基因的遗传不遵循基因的自由组合定律。(2)只有位于非同源染色体上的非等位基因才遵循基因的自由组合定律，故两对基因(A/a、B/b)的位置图①见答案。(3)用上述红花高茎植株(AaBb)与白花矮茎植株进行杂交，为测交，白花矮茎植株(aabb)只能产生一种配子(ab)。Ⅰ.若红花高茎植株基因分布如图①，该植株能产生四种配子(1AB∶1Ab∶1aB∶1ab)，故测交后代基因型及比例为1AaBb∶1Aabb∶1aaBb∶1aabb，即红花高茎∶红花矮茎∶白花高茎∶白花矮茎＝1∶1∶1∶1。Ⅱ.若红花高茎植株基因分布如图②，该植株能产生两种配子(1AB∶1ab)，故测交后代基因型及比例为1AaBb∶1aabb，即红花高茎∶白花矮茎＝1∶1；Ⅲ.若红花高茎植株基因分布如图③，能产生两种配子(1Ab∶1aB)，故测交后代基因型及比例为1Aabb∶1aaBb，即红花矮茎∶白花高茎＝1∶1。
8．某植物的三个基因A、b、d分别控制①、②、③三种酶的合成，在三种酶的催化下可使一种无色物质经一系列转化变为紫色物质。基因A、B、D分别对基因a、b、d为完全显性。假设该生物体内紫色物质的合成必须由无色物质通过下面的途径转化而来(如图所示)，据图回答下列问题：
(1)如果三对等位基因分别位于三对同源染色体上，则基因型为AaBbDd的两个亲本杂交，出现紫色子代的概率为________。
(2)如果要探究b、d两个基因是否位于两对同源染色体上，请写出选用的亲本(基因型)及简便的实验方案，并预测实验结果。
实验方案：_______________________________________________________________。
结果预测：_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)如果A、a，B、b两对等位基因在染色体上的位置为，若不考虑突变、同源染色体非姐妹染色单体互换的情况下，对基因型为AaBbDD的个体进行测交实验，后代的表型及比例为__________________。
答案 (1)3/64 (2)基因型为AABbDd的个体自交，统计后代的性状分离比 若后代出现白色∶蓝色∶紫色≈12∶3∶1，则b、d两个基因位于两对同源染色体上；若后代性状分离未出现上述比例，则b、d两个基因不是位于两对同源染色体上 (3)白色∶无色≈1∶1
解析 (1)紫色个体的基因型为A_bbdd，如果三对等位基因分别位于三对同源染色体上，则符合自由组合定律，基因型为AaBbDd的两个亲本杂交，产生紫色个体(A_bbdd)的概率为3/4×1/4×1/4＝3/64。(2)验证两对等位基因位于两对同源染色体上，可采用自交或测交方法，但是自交方案更为简便一些。为避免因a基因影响后代的性状分离比，亲本必须为含AA的个体，因此应选用基因型为AABbDd的个体自交，若后代出现9AAB_D_(白色)、3AAB_dd(白色)、3AAbbD_(蓝色)、1AAbbdd(紫色)，即性状分离比为白色∶蓝色∶紫色≈12∶3∶1，则b、d两个基因位于两对同源染色体上；若后代性状分离未出现上述比例，则b、d两个基因不是位于两对同源染色体上。(3)如果A、a与B、b两对等位基因在染色体上的位置为，则AaBb只能产生AB、ab两种配子，那么AaBbDD×aabbdd→1/2AaBbDd(白色)、1/2aabbDd(无色)，因此后代的表型及性状分离比为白色∶无色≈1∶1。
重温高考 真题演练
1．(2021·山东，22)番茄是雌雄同花植物，可自花受粉也可异花受粉。M、m基因位于2号染色体上，基因型为mm的植株只产生可育雌配子，表现为小花、雄性不育。基因型为MM、Mm的植株表现为大花、可育。R、r基因位于5号染色体上，基因型为RR、Rr、rr的植株表型分别为：正常成熟红果、晚熟红果、晚熟黄果。细菌中的H基因控制某种酶的合成，导入H基因的转基因番茄植株中，H基因只在雄配子中表达，喷施萘乙酰胺(NAM)后含H基因的雄配子死亡。不考虑基因突变和染色体互换。
(1)基因型为Mm的植株连续自交两代，F2中雄性不育植株所占的比例为______。雄性不育植株与野生型植株杂交所得可育晚熟红果杂交种的基因型为____________，以该杂交种为亲本连续种植，若每代均随机受粉，则F2中可育晚熟红果植株所占比例为______。
(2)已知H基因在每条染色体上最多插入1个且不影响其他基因。将H基因导入基因型为Mm的细胞并获得转基因植株甲和乙，植株甲和乙分别与雄性不育植株杂交，在形成配子时喷施NAM，F1均表现为雄性不育。若植株甲和乙的体细胞中含1个或多个H基因，则以上所得F1的体细胞中含有____个H基因。若植株甲的体细胞中仅含1个H基因，则H基因插入了________所在的染色体上。若植株乙的体细胞中含n个H基因，则H基因在染色体上的分布必须满足的条件是________________________________________________________
________________________________________________________________________，
植株乙与雄性不育植株杂交，若不喷施NAM，则子一代中不含H基因的雄性不育植株所占比例为____。
(3)若植株甲的体细胞中仅含一个H基因，在不喷施NAM的情况下，利用植株甲及非转基因植株通过一次杂交即可选育出与植株甲基因型相同的植株。请写出选育方案：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)1/6 MmRr 5/12 (2)0 M基因 必须有1个H基因位于M所在染色体上，且2条同源染色体上不能同时存在H基因 1/2n
(3)以雄性不育植株为母本、植株甲为父本进行杂交，子代中大花植株即为所需植株(或利用雄性不育植株与植株甲杂交，子代中大花植株即为所需植株)
解析 (1)基因型为 Mm 的植株自交，F1中 MM∶Mm∶mm＝1∶2∶1 ，其中 MM、Mm 的植株表现为大花、可育， mm 的植株只产生可育雌配子，故只有1/3MM和2/3Mm能够自交，则F2 中雄性不育植株mm所占的比例为2/3×1/4＝1/6。雄性不育植株mm与野生型植株杂交所得可育(Mm)晚熟红果(Rr)杂交种的基因型为MmRr，以该杂交种为亲本连续种植，若每代均随机受粉，即自由交配，两对等位基因自由组合，产生的配子有MR、Mr、mR、mr，比例为1∶1∶1∶1，则F1中有9种基因型，分别为：1MMRR、2MMRr、1MMrr、2MmRR、4MmRr、2Mmrr、1mmRR、2mmRr、1mmrr，雌配子种类及比例为：MR∶Mr∶mR∶mr＝1∶1∶1∶1，雄配子种类及比例为：MR∶Mr∶mR∶mr＝2∶2∶1∶1，则 F2 中可育晚熟红果植株(基因型为M－Rr )所占比例为 1/4×3/6＋1/4×3/6＋1/4×2/6＋1/4×2/6＝10/24，即5/12。(3)若植株甲的体细胞中仅含一个 H 基因，且H 基因插入了M基因所在的染色体上，在不喷施 NAM 的情况下，以雄性不育植株mm为母本、植株甲HMm为父本进行杂交，雌配子为m，雄配子为HM、m，则子代中大花植株(基因型为HMm)即为与植株甲基因型相同的植株(或利用雄性不育株与植株甲杂交，子代中大花植株即为所需植株)。
2．(2021·湖南，17)油菜是我国重要的油料作物，油菜株高适当的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，且每种结合方式机率相等。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①、②的F2基本一致的记为F3－Ⅱ，高秆与半矮秆比例和杂交组合③的F2基本一致的记为F3－Ⅲ。产生F3－Ⅰ、F3－Ⅱ、F3－Ⅲ的高秆植株数量比为________。产生F3－Ⅲ的高秆植株基因型为______________(用A、a；B、b；C、c……表示基因)。用产生F3－Ⅲ的高秆植株进行相互杂交试验，能否验证自由组合定律？__________。
答案 (1)由两对位于非同源染色体上的隐性基因控制 16 F1减数分裂产生配子时，位于同源染色体上的等位基因分离，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合 (2)7∶4∶4 Aabb、aaBb 不能
解析 (1)根据题意分析可推测，半矮秆突变体S是双隐性纯合子，只要含有显性基因即表现为高秆，杂交组合①的F1为双杂合子，减数分裂产生配子时，位于同源染色体上的等位基因分离，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合，所以产生4种比例相等的配子，自交时雌雄配子有16种结合方式，且每种结合方式机率相等，导致F2出现高秆∶半矮秆≈15∶1。
(2)杂交组合①的F2所有高秆植株基因型包括1AABB、2AABb、2AaBB、4AaBb、1AAbb、2Aabb、1aaBB、2aaBb，所有高秆植株自交，分别统计单株自交后代的表型及比例，含有一对纯合显性基因的高秆植株1AABB、2AABb、2AaBB、1AAbb、1aaBB，占高秆植株的比例为7/15，其后代全为高秆，记为F3－Ⅰ；AaBb占高秆植株的比例为4/15，自交后代高秆与半矮秆比例≈15∶1，和杂交组合①、②的F2基本一致，记为F3－Ⅱ；2Aabb、2aaBb占高秆植株的比例为4/15，自交后代高秆与半矮秆比例和杂交组合③的F2基本一致，记为 F3－Ⅲ，产生F3－Ⅰ、F3－Ⅱ、F3－Ⅲ的高秆植株数量比为7∶4∶4。用产生F3－Ⅲ的高秆植株进行相互杂交试验，不论两对基因位于一对同源染色体上，还是两对同源染色体上，亲本均产生两种数量相等的雌雄配子，子代均出现高秆∶半矮秆＝3∶1，因此不能验证基因的自由组合定律。
3．(2020·山东，23)玉米是雌雄同株异花植物，利用玉米纯合雌雄同株品系M培育出雌株突变品系，该突变品系的产生原因是2号染色体上的基因Ts突变为ts，Ts对ts为完全显性。将抗玉米螟的基因A转入该雌株品系中获得甲、乙两株具有玉米螟抗性的植株，但由于A基因插入的位置不同，甲植株的株高表现正常，乙植株矮小。为研究A基因的插入位置及其产生的影响，进行了以下实验：
实验一：品系M(TsTs)×甲(Atsts)→F1中抗螟∶非抗螟约为1∶1
实验二：品系M(TsTs)×乙(Atsts)→F1中抗螟矮株∶非抗螟正常株高约为1∶1
(1)实验一中作为母本的是________，实验二的F1中非抗螟植株的性别表现为_____________
___________________________________________________________(填“雌雄同株”“雌株”或“雌雄同株和雌株”)。
(2)选取实验一的F1抗螟植株自交，F2中抗螟雌雄同株∶抗螟雌株∶非抗螟雌雄同株约为2∶1∶1。由此可知，甲中转入的A基因与ts基因________(填“是”或“不是”)位于同一条染色体上，F2中抗螟雌株的基因型是________。若将F2中抗螟雌雄同株与抗螟雌株杂交，子代的表型及比例为_____________________________________________________。
(3)选取实验二的F1抗螟矮株自交，F2中抗螟矮株雌雄同株∶抗螟矮株雌株∶非抗螟正常株高雌雄同株∶非抗螟正常株高雌株约为3∶1∶3∶1，由此可知，乙中转入的A基因________(填“位于”或“不位于”)2号染色体上，理由是__________________________。
F2中抗螟矮株所占比例低于预期值，说明A基因除导致植株矮小外，还对F1的繁殖造成影响，结合实验二的结果推断这一影响最可能是________________________________。
F2抗螟矮株中ts基因的频率为________，为了保存抗螟矮株雌株用于研究，种植F2抗螟矮株使其随机受粉，并仅在雌株上收获籽粒，籽粒种植后发育形成的植株中抗螟矮株雌株所占的比例为________。
答案 (1)甲 雌雄同株 (2)是 AAtsts 抗螟雌雄同株∶抗螟雌株＝1∶1 (3)不位于 抗螟性状与性别性状间是自由组合的，因此A基因不位于Ts、ts基因所在的2号染色体上 含A基因的雄配子不育 1/2 1/6
解析 (1)据题中信息可知，品系M为雌雄同株，甲基因型为 Atsts，表现为雌株，因此实验一中的母本只能是甲。实验二的F1中非抗螟正常株高植株中不含抗螟基因，且控制性别的基因型是Tsts，性别应该是雌雄同株。(2)实验一中，若转入的A基因与ts基因位于一条染色体上，则甲植株的基因型可表示为，品系M的基因型是，则F1抗螟植株的基因型是，则F1抗螟植株自交所得F2中抗螟雌雄同株∶抗螟雌株∶非抗螟雌雄同株约为2∶1∶1，因此甲转入的A基因与ts基因是位于同一条染色体上的。F2中抗螟雌株的基因型是AAtsts，抗螟雌雄同株的基因型是ATsts(A和ts位于同一条染色体上)，二者杂交，子代表型及比例是抗螟雌雄同株∶抗螟雌株＝1∶1。(3)实验二的F1抗螟矮株自交，F2中出现了抗螟性状和性别之间的自由组合，推测插入的A基因不位于2号染色体上，乙植株的基因型可表示为，品系M的基因型是，为了做题方便，可以把插入A基因的染色体对应的同源染色体上标上等位基因a，这样F1中的抗螟矮株的基因型是 AaTsts，非抗螟正常株高的基因型是aaTsts。F1抗螟矮株(AaTsts)自交，按照自由组合定律，后代表型及比例应该是抗螟矮株雌雄同株(A_Ts_)∶抗螟矮株雌株(A_tsts)∶非抗螟正常株高雌雄同株(aaTs_)∶非抗螟正常株高雌株(aatsts)＝9∶3∶3∶1，而事实上上述比例出现异常的3∶1∶3∶1。据题中给出的A基因可能对F1的繁殖造成影响，推测可能是含A基因的花粉致死，按照该推测分析：F1抗螟矮株(AaTsts)产生的4种雌配子的基因型及比例是ATs∶Ats∶aTs∶ats＝1∶1∶1∶1，产生的2种雄配子的基因型及比例是aTs∶ats＝1∶1，后代表型及比例是抗螟矮株雌雄同株(AaTs_)∶抗螟矮株雌株(Aatsts)∶非抗螟正常株高雌雄同株(aaTs_)∶非抗螟正常株高雌株(aatsts)＝3∶1∶3∶1，结果与题中事实吻合，说明含A基因的雄配子不育。F2中抗螟矮株雌雄同株的基因型有2种，其比例为AaTsTs∶AaTsts＝1∶2，F2抗螟矮株雌株的基因型是Aatsts，3种基因型个体的比例是AaTsTs∶AaTsts∶Aatsts＝1∶2∶1，因此F2抗螟矮株中ts基因的频率是1/2。F2抗螟矮株雌雄同株有2种基因型，其比例为AaTsTs∶AaTsts＝1∶2，F2抗螟矮株雌株基因型是Aatsts，让F2抗螟矮株随机受粉，并仅在雌株上收获籽粒，事实上就是抗螟矮株雌株(Aatsts)作母本(产生2种配子：Ats∶ats＝1∶1)，抗螟矮株雌雄同株(AaTsTs∶AaTsts＝1∶2)作父本进行杂交，父本产生雄配子的基因型是(含A基因的雄配子不育)aTs∶ats＝2∶1，因此后代中抗螟矮株雌株(Aatsts)所占的比例是1/2×1/3＝1/6。
课时精练
一、选择题
1．兔子的毛色由两对基因控制，在有C基因存在时，含B的兔毛为黑色，含bb的兔毛为棕色；当为cc时，全为白色。现有一只棕色雄兔与一只白色雌兔杂交，F1全为黑色，让F1雌雄个体随机交配，若后代数量足够多，在F2中黑色∶棕色∶白色＝9∶3∶4。下列有关说法错误的是( )
A．根据后代分离比可推测控制毛色的这两对基因的遗传符合自由组合定律
B．若让F2黑色兔相互交配，则出现白兔的概率为1/9
C．让F2白色兔相互交配，后代会出现棕色和白色两种类型
D．可通过统计F2各种毛色中兔子的性别比例来确定两对基因的位置
答案 C
解析 根据题意可知，B_C_为黑色，bbC_为棕色，B_cc、bbcc为白色，一只棕色雄兔与一只白色雌兔杂交，F1全为黑色，让F1雌雄个体随机交配后代比例为9∶3∶4，则F1基因型为BbCc，亲本基因型为bbCC×BBcc，两对基因符合自由组合定律，A正确。F2中黑色兔基因型为1BBCC、2BbCC、2BBCc、4BbCc，后代基因型含有cc，则为白色兔，C的基因频率为1/9＋2/9＋2/9×1/2＋4/9×1/2＝2/3，c的基因频率为1/3，后代出现cc的概率为1/3×1/3＝1/9，B正确；白色兔的基因型中不含C基因，F2白色兔相互交配，后代全为白色，C错误。
2．某二倍体昆虫红眼和白眼是一对相对性状，现有一自然种群，雌雄各半，两种性状个体若干。让该种群中红眼个体作亲本自由交配，其子代红眼∶白眼＝63∶1，假设未发生突变，各种配子具有相等的生活力和受精机会，各种胚胎和个体存活机会相等。下列叙述错误的是( )
A．若该相对性状是常染色体上一对等位基因控制，则亲本红眼中杂合子占1/4
B．若该相对性状是X染色体上—对等位基因控制，则亲本雌性中杂合子占1/16
C．若该相对性状是X、Y染色体同源区段上一对等位基因控制，则亲本雄性中一定存在杂合子，且可能有两种
D．若该相对性状是常染色体上三对等位基因控制，用A/a、B/b、C/c表示，且遵循自由组合定律，则亲本红眼基因型一定是AaBbCc
答案 D
解析 若该相对性状是常染色体上一对等位基因A/a控制，红眼亲本杂交出现白眼，则白眼为隐性，根据子代白眼(aa)比例为1/64，由于基因在常染色体上，推测红眼亲本产生基因型为a的雌、雄配子的概率均为1/8，则基因型为A的雌、雄配子的概率均为7/8，所以亲代中红眼基因型有两种AA∶Aa＝3∶1，即亲本红眼中杂合子占1/4，A正确；若该相对性状是X染色体上一对等位基因A/a控制，则红眼亲本基因型为XAX－×XAY，子代白眼基因型一定为XaY且占比1/64，推出亲代雌性产生Xa配子的概率为1/32，所以亲本雌性中杂合子占1/16(刚好能产生1/16×1/2＝1/32的Xa配子)，B正确；若该相对性状是常染色体上三对等位基因控制，且遵循自由组合定律，如果亲本是一对红眼雌雄个体交配，则亲本红眼基因型是AaBbCc。但是题干中指出，亲本是种群中红眼个体自由交配，故亲本基因型不一定是AaBbCc，例如亲本雌雄均为AAbbcc∶Aabbcc＝3∶1，则子代白眼的概率＝1/4×1/4×1/4＝1/64，因此亲本红眼基因型不一定是AaBbCc，D错误。
3．(2022·山东高三模拟)某雌雄同株异花植物的籽粒颜色由两对基因控制，基因A控制籽粒为紫色，基因a控制籽粒为黄色，基因B只对基因型为Aa的个体有一定的抑制作用而使籽粒呈现白色。籽粒的颜色同时也受到环境的影响。某生物兴趣小组成员利用黄色籽粒和紫色籽粒长成的植株进行两次杂交实验，实验结果如下表所示。下列说法错误的是( )
组别
亲代
F1表型
F1自交，所得F2表型及比例
一
黄色×紫色
全为白色
紫色∶黄色∶白色＝6∶4∶6
二
全为紫色
紫色∶黄色∶白色＝10∶4∶2
A.亲本的基因型可能分别是aaBB、AAbb
B．让第一组F2中的紫色和黄色杂交，则子代黄色个体所占的比例为1/6
C．对F1植株产生的花药进行离体培养后，便可得到能稳定遗传的个体
D．可能是环境改变导致第二组的F1全为紫色，并非是某个基因突变所致
答案 C
解析 第一组的亲代表型为黄色×紫色，而F1表型全为白色，由白色个体的基因型为AaB_可推知，亲本的基因型可能分别是aaBB、AAbb，A正确；第一组F2中，紫色个体基因型及所占比例分别为：AA_ _占2/3，Aabb占1/3，黄色个体基因型为aa_ _。紫色和黄色杂交，则子代黄色aa_ _个体所占的比例为1/3×1/2＝1/6，B正确；将F1植株产生的花药离体培养得到的是单倍体植株，高度不育，不能稳定遗传，C错误；由于籽粒的颜色同时也受到环境的影响，第二组的F1全为紫色可能是由环境条件改变引起的，并不涉及基因突变，D正确。
4．萤火虫(二倍体，XY型)的体色有红色、黄色、棕色三种，受常染色体上的基因E/e、X染色体上的基因F/f控制。已知含有F基因的个体体色均为红色，含E但不含F的个体均为黄色，其余情况体色均为棕色。下列叙述错误的有( )
A．红色萤火虫的基因型有9种
B．棕色萤火虫基因型为eeXfXf、eeXfY
C．红色个体与黄色个体交配，子代为棕色雄性，则亲本的基因型为EeXFXf、EeXfY
D．EeXFXf×EeXFY的杂交后代个体的表型及比例为红色∶黄色∶棕色＝9∶6∶1
答案 D
解析 红色雌性萤火虫的基因型为_ _XFX－，共有3×2＝6(种)，红色雄性萤火虫的基因型为_ _XFY，有3种，红色萤火虫的基因型为6＋3＝9(种)，A正确；据题可知，棕色萤火虫应该为双隐性，基因型为eeXfXf、eeXfY，B正确；红色个体(_ _XF_)与黄色个体(E_Xf_)交配，已知子代中棕色雄性个体(eeXfY)占1/4×1/4＝1/16，故亲本雌雄性个体的基因型分别为EeXFXf、EeXfY，C正确；EeXFXf×EeXFY的杂交后代中，棕色个体(eeXfY)的概率是1/4×1/4＝1/16，黄色(E_XfY)的概率为3/4×1/4＝3/16，红色个体_ _XF_＝1×3/4＝12/16，故后代个体的表型及比例为红色∶黄色∶棕色＝12∶3∶1，D错误。
5．某高等动物的毛色由常染色体上的两对等位基因(A、a和B、b)控制，A对a、B对b为完全显性，其中A基因控制黑色素的合成，B基因控制黄色素的合成，两种色素均不合成时毛色呈白色。当A、B基因同时存在时，二者的转录产物会形成双链结构进而无法继续表达。纯合的黑色和黄色亲本杂交，F1为白色，F1随机交配获得F2，下列叙述正确的是( )
A．减数分裂时两对基因一定会发生自由组合，生物变异的多样性增加
B．种群中该高等动物白色个体的基因型共有6种，黑色和黄色各有3种
C．若F2中黑色∶黄色∶白色个体之比接近3∶3∶10，则两对基因独立遗传
D．若检测F2中的黑色个体是纯合子还是杂合子，可将其与白色纯合子杂交
答案 C
解析 两对等位基因位于两对同源染色体上时，一定自由组合，如果位于一对同源染色体上，则不会自由组合，A错误；白色个体基因型有AABB、AaBB、AaBb、AABb、aabb共5种，黑色个体基因型有AAbb、Aabb共2种，黄色个体基因型有aaBB、aaBb共2种，B错误；若F2中黑色∶黄色∶白色个体之比接近3∶3∶10，即F2的表型之和为16(或是9∶3∶3∶1的变式)，说明控制毛色的两对等位基因位于两对非同源染色体上，遵循基因的分离定律和自由组合定律(两对基因独立遗传)，C正确；若检测F2中的黑色个体即A_bb是纯合子还是杂合子，可进行测交实验，即选择基因型为aabb的个体与之杂交，但白色纯合子有AABB、aabb共2种，若与AABB杂交，其子代都是白色，无法确定其黑色个体是纯合子还是杂合子，D错误。
6．开两性花的某名贵花卉花色有白色、红色和紫色三种，其受基因的控制过程如图所示。某生物兴趣小组对基因型为AaBb的个体进行测交实验，测交结果如下表所示，下列有关叙述不正确的是( )
实验编号
测交类型
测交后代表型种类及数量
母本
父本
紫色
红色
白色
实验一
aabb
AaBb
101
99
201
实验二
AaBb
aabb
120
61
241
A.由图可知这种名贵花卉中白花植株的基因型共有3种
B．基因型为AaBb的植株减数分裂产生的基因型为Ab的卵细胞中可能有50%致死
C．由实验二的结果推测其比例异常可能是基因型为Aabb的个体中有50%致死
D．基因型为AaBb的植株自交，后代的表型及比例为紫色∶红色∶白色＝4∶1∶2
答案 C
解析 由图可知这种名贵花卉中白花植株的基因型共有aaBB、aaBb、aabb 3种，A正确；实验一的结果是正常的测交比例的变形，故Aabb的个体不存在致死现象，由实验二的结果推测其比例异常可能是基因型为AaBb的植株减数分裂产生的基因型为Ab的卵细胞中可能有50%致死，B正确、C错误；据分析可知基因型为AaBb的植株自交，精子的基因型及比例为AB∶Ab∶aB∶ab＝1∶1∶1∶1，可育卵细胞的基因型及比例为AB∶Ab∶aB∶ab＝2∶1∶2∶2，用棋盘法分析可知，后代基因型及比例为2AABB∶4AaBB∶3AABb∶7AaBb∶AAbb∶3Aabb∶2aaBB∶4aaBb∶2aabb，表型及其比例为紫花∶红花∶白花＝(2＋4＋3＋7)∶(1＋3)∶(2＋4＋2)＝4∶1∶2，D正确。
7．在小鼠的一个自然种群中，体色有黄色(Y)和灰色(y)，尾巴有短尾(D)和长尾(d)，两对相对性状的遗传符合基因的自由组合定律。任取一对黄色短尾个体经多次交配，F1的表型为：黄色短尾∶灰色短尾∶黄色长尾∶灰色长尾＝4∶2∶2∶1。实验中发现有些基因型有致死现象(胚胎致死)。以下说法错误的是( )
A．黄色短尾亲本能产生4种正常配子
B．F1中致死个体的基因型共有4种
C．表型为黄色短尾的小鼠的基因型只有1种
D．若让F1中的灰色短尾雌雄鼠自由交配，则F2中灰色短尾鼠占2/3
答案 B
解析 根据题意分析可知，只要有一对显性基因纯合就会导致胚胎致死(YY或DD都导致胚胎致死)，因此亲本黄色短尾个体的基因型为YyDd，它能产生YD、Yd、yD、yd四种正常配子，A正确；已知YY或DD都导致胚胎致死，所以YyDd相互交配产生的F1中致死个体的基因型有YYDD、YYDd、YyDD、YYdd、yyDD共5种，B错误；因为YY或DD都导致胚胎致死，所以表型为黄色短尾的小鼠的基因型只有YyDd一种，C正确；F1中的灰色短尾的基因型为yyDd(yyDD胚胎致死)，它们自由交配，后代基因型有yyDD、yyDd、yydd，比例为1∶2∶1，其中yyDD胚胎致死，所以只有yyDd、yydd两种，其中yyDd(灰色短尾鼠)占2/3，D正确。
8．(2022·合肥高三期中)研究发现水稻品种甲和乙的配子部分不育，这种不育机制与位于非同源染色体上的两对基因(A、a和B、b)有关。甲的基因型为AABB，乙的基因型为aabb。Aa杂合子所产生的含a的雌配子不育；Bb杂合子所产生的含b的雄配子不育。甲、乙杂交得到F1，下列叙述正确的是( )
A．F1经过减数分裂产生可育的雄配子及比例是AB∶Ab＝1∶1
B．F1自交子代基因型及比例是AABB∶AABb∶AaBB∶AaBb＝1∶1∶1∶1
C．F1雌雄配子随机结合导致非同源染色体上的基因自由组合
D．F1分别作父本和母本与乙杂交子代基因型及比例相同
答案 B
解析 甲的基因型为AABB，乙的基因型为aabb，产生F1的基因型为AaBb，Aa经过减数分裂产生可育的雄配子为A∶a＝1∶1，Bb经过减数分裂产生可育的雄配子为B，所以F1经减数分裂产生可育雄配子及比例是AB∶aB＝1∶1，A错误；F1的基因型为AaBb，Aa自交子代基因型为AA∶Aa＝1∶1，Bb自交子代基因型为BB∶Bb＝1∶1，合在一起就是AABB∶AABb∶AaBB∶AaBb＝1∶1∶1∶1，B正确；非同源染色体上的基因自由组合发生在减数分裂过程中，C错误；F1分别作父本和母本与乙杂交，子代基因型分别是AaBb和aaBb、AaBb和Aabb，基因型并不相同，D错误。
9．拟南芥植株较小、生长周期短、结实多、形态特征分明、易于观察，是典型的自交繁殖植物。拟南芥易于保持遗传稳定性，利于遗传研究，被科学家誉为“植物中的果蝇”。拟南芥果瓣有紫色和白色两种表型，已知紫色果瓣形成的生物化学途径如图所示。A和a、B和b是分别位于两对染色体上的等位基因，其中A对a为显性、B对b为显性。下列说法正确的是( )
A．若基因型不同的两白色果瓣植株杂交，所得F1中紫色果瓣∶白色果瓣＝1∶1，则两亲本基因型为AAbb、aaBb
B．若紫色果瓣植株自交，所得F1中紫色果瓣∶白色果瓣＝9∶7，则说明亲本紫色果瓣的基因型为AaBb
C．基因控制该植物紫色果瓣和白色果瓣的途径与基因控制豌豆皱粒的途径不同
D．若中间产物为红色，则基因型为AaBb的植株自交，所得F1中紫色果瓣∶红色果瓣∶白色果瓣＝9∶6∶1
答案 B
解析 若基因型不同的两白色果瓣植株杂交，所得F1中紫色果瓣∶白色果瓣＝1∶1，则两亲本白色果瓣植株的杂交组合应为AAbb×aaBb或Aabb×aaBB，A错误；若紫色果瓣植株自交，所得F1中紫色果瓣∶白色果瓣＝9∶7，为9∶3∶3∶1的变式，则亲本紫色果瓣的基因型为AaBb，B正确；基因控制该植物紫色果瓣和白色果瓣的途径与基因控制豌豆皱粒的途径都是基因通过控制酶的合成控制代谢，进而控制性状的，C错误；若中间产物为红色(形成红色果瓣)，基因型为AaBb的植株自交，子一代植株的基因型及比例为A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb＝9∶3∶3∶1，表型及比例为紫色果瓣∶红色果瓣∶白色果瓣＝9∶3∶4，D错误。
10．某生物个体减数分裂产生的雌雄配子种类和比例均为AB∶ab∶Ab∶aB＝4∶4∶1∶1，下列说法不正确的是( )
A．该生物自交后代有9种基因型
B．该生物自交后代纯合子的比例为34/100
C．上述每对相对性状的遗传满足分离定律
D．上述两对相对性状的遗传满足自由组合定律
答案 D
解析 由于减数分裂产生的雌雄配子种类各有4种，所以该生物自交后代有9种基因型，A正确；纯合子的基因型为AABB、AAbb、aabb、aaBB，则AABB的概率为4/10×4/10＝16/100；AAbb的概率为1/10×1/10＝1/100；aabb的概率为4/10×4/10＝16/100；aaBB的概率为1/10×1/10＝1/100；因此其自交后代纯合子的概率为上述各种纯合子概率之和(34/100)，B正确；A∶a＝1∶1，B∶b＝1∶1，因此上述每对相对性状的遗传满足分离定律，C正确；如果满足自由组合定律，那么雌雄配子种类和比例均为AB∶ab∶Ab∶aB＝1∶1∶1∶1，D错误。
11．某观赏花卉的颜色由三对等位基因控制，如图1为基因与染色体的关系，图2为基因与花色的关系，不考虑基因突变和同源染色体非姐妹染色单体互换，下列说法不正确的是( )
A．图1所示个体与yyrrww个体测交，后代表型为白色∶粉色∶红色∶紫色＝1∶1∶1∶1
B．图1所示个体自交后代中，白色∶粉色∶红色∶紫色＝4∶4∶2∶6
C．若该植物ww纯合个体致死则无论哪种基因型正常情况都不可能表现出红色
D．该花卉花色控制基因都符合基因分离定律
答案 A
解析 从图中分析可知，YyRrWw个体自交，由于Yy与Rr位于同源染色体上，不符合自由组合定律，因此正常情况下只能产生YrW、Yrw、yRW、yRw四种概率相同的配子，图1所示个体与yyrrww个体测交，后代基因型及比例为YyrrWw∶Yyrrww∶yyRrWw∶yyRrww＝1∶1∶1∶1，因此后代表型及比例为白色∶粉色＝1∶1，A错误；从图中分析可知，YyRrWw个体自交，由于Yy与Rr位于同源染色体上，不符合自由组合定律，因此正常情况下只能产生YrW、Yrw、yRW、yRw四种概率相同的配子，图1所示个体自交后代中，白色(yyRR__)∶粉色(YYrr__)∶红色(YyRrww)∶紫色(YyRrW_)＝4∶4∶2∶6，B正确；据图2分析可知，红色的基因型为Y_R_ww，若该植物ww纯合个体致死，则无论哪种基因型正常情况都不可能表现出红色，C正确。
二、非选择题
12．果蝇是双翅目昆虫，体细胞有4对染色体，其中2、3、4号为常染色体，其生活史短，易饲养，繁殖快，染色体少，突变型多，个体小，是一种很好的遗传学实验材料，是常用的模式生物。请结合材料进行分析。野生果蝇翅色是无色透明的。GAL4/UAS是存在于酵母中的基因表达调控系统，GAL4蛋白是酵母中的一类转录因子，它能够与特定的DNA序列UAS结合，驱动UAS下游基因表达。科研人员将一个GAL4基因插入到雄果蝇的一条2号染色体上，又将一个UAS－绿色荧光蛋白基因随机插入到雌果蝇染色体组中的一条染色体上，但无法表达，只有与插入含有GAL4基因的雄果蝇杂交后的子一代中，绿色荧光蛋白基因才会表达。甲科研小组分别利用上述的一对转基因雌雄果蝇进行杂交得到F1，F1中绿色翅雌雄个体随机交配得到F2，杂交子代的表型及其比例如表所示：
组别
F1
F2
甲
绿色翅∶无色翅＝1∶3
绿色翅∶无色翅＝9∶7
(1)仅用甲组杂交结果F1______(填“能”或“不能”)判断UAS－绿色荧光蛋白基因是否插入到2号染色体上，判断的依据是____________________________________________
________________________________________________________________________；
根据甲组的F2杂交结果判断UAS－绿色荧光蛋白基因____(填“是”或“不是”)插入到2号染色体上，判断依据是_____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)乙科研小组另选一对亲本果蝇进行以上的杂交实验，发现F2中雌雄果蝇的翅色比例不同，推测最可能的原因是_____________________________________________________
__________________；
若统计F2中雌雄果蝇翅色比例是___________________________________________
__________________，说明推测原因是正确的。
答案 (1)不能 无论UAS－绿色荧光蛋白基因是否插入到2号染色体上，F1表型比都是绿色翅∶无色翅＝1∶3 不是 F2中表型及其比例为9∶7(9∶3∶3∶1的变式)，可确定这两种基因不是插入到了同一对同源染色体上 (2)UAS－绿色荧光蛋白基因可能插入到X染色体上 绿色翅雌性∶无色翅雌性∶绿色翅雄性∶无色翅雄性＝6∶2∶3∶5
解析 (1)根据分析可知，假设相关基因为A/a、B/b，存在三种假设，假设1中Aabb×aaBb遵循基因的自由组合定律。假设2中Aabb×aaBb两对基因在同一对染色体上，遵循连锁遗传。假设3为AaXbY×aaXBXb，因为A、B同时存在时才能表现出绿色翅，根据后代的基因型和表型分析可知，3种假设里的F1表型比都是绿色翅∶无色翅＝1∶3，因此只根据子一代不能判断UAS－绿色荧光蛋白基因是否插入到2号染色体上；而根据甲组的F2杂交结果显示表型比例为9∶7(9∶3∶3∶1的变式)，可确定这2种基因不是插入到了同一条染色体上，由此判断UAS－绿色荧光蛋白基因不是插入到2号染色体上。(2)假设3中的亲本基因型，即AaXbY×aaXBXb，F1中绿色翅自由交配基因型及比例为AaXBY×AaXBXb→绿色翅雌性(A_XBX－)＝3/4×1/2＝3/8，无色翅雌性＝1/2－3/8＝1/8，绿色翅雄性(A_XBY)＝3/4×1/4＝3/16，无色翅雄性＝1/2－3/16＝5/16，即F2中雌雄果蝇翅色比例是绿色翅雌性∶无色翅雌性∶绿色翅雄性∶无色翅雄性＝6∶2∶3∶5，则假设正确。
13．研究人员培育了一株拟南芥(2n＝10)纯合突变体，其4号染色体上冷敏型基因d突变为抗冻性基因D,5号染色体上耐高盐基因N却突变为盐敏型基因n。现将该纯合突变体自交所结种子分为两组，一组种子发育成的植株与野生型植株杂交得F1，F1自交得F2，F2中耐高盐抗冻型∶耐高盐冷敏型∶盐敏抗冻型∶盐敏冷敏型＝21∶15∶7∶5；另一组留种待用。回答下列问题：
(1)拟南芥耐盐性性状的遗传遵循________定律，判断的依据是____________________
___________________________________________________________________________。
(2)F2群体中抗冻型与冷敏型的数量比是7∶5，不符合典型的孟德尔遗传比例。研究人员推测“F1产生的雌配子育性正常，而带有D基因的花粉成活率很低。”请设计杂交实验检验上述推测，并写出支持上述推测的子代性状及数量比。
①实验方案：_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②子代的性状及比例：______________________________________________________。
(3)进一步研究发现：野生型4号染色体上与d基因相邻有一对紧密连锁在一起的基因mm，m基因编码的毒性蛋白抑制D基因花粉发育而对d基因花粉没有影响；突变株4号染色体缺失一个片段，导致m基因丢失。
①F1产生配子时，m基因最迟在________(填“MⅠ”或“MⅡ”或“精子”)时期表达才会影响D基因花粉的成活率。
②科研人员采用农杆菌转化法向野生型拟南芥4号染色体上导入了能编码保护性蛋白的基因B，与另一组备用突变体种子发育的植株杂交，成功培育出了抗冻耐高盐(DDNNBB)新品种。为了提高B基因转移的成功率，将B基因导入野生型拟南芥4号染色体上的位置最好是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)(基因的)分离 F1自交，F2耐高盐型与盐敏型性状分离比为3∶1 (2)①突变型与野生型杂交所得F1作父本，与野生型杂交(测交) ②抗冻型∶冷敏型＝1∶5 (3)①MⅠ ②与突变型4号染色体的同源区段上(或不在缺失片段上)
解析 (1)根据F1自交，F2中的比例约为耐高盐型∶盐敏型＝(21＋15)∶(7＋5)＝3∶1，可推出耐高盐性状的遗传遵循基因的分离规律。(2)①为了检验“F1产生的雌配子育性正常，而带有D基因的花粉成活率很低”的推测，可让突变型与野生型杂交所得的F1为父本，与野生型植株的母本进行测交实验，观察后代表型及比例，以验证以上推测。②若F1产生的雌配子育性正常，而带有D基因的花粉成活率很低，则F1产生D、d两种雌配子的比例为1∶1，设雄配子D∶d＝(1－x)∶x，根据子二代中抗冻型与冷敏型的数量比是7∶5，可知冷敏型dd占5/12，即1/2x＝5/12，解得x＝5/6，所以雄配子中D∶d＝1∶5，上述测交的父本为Dd，母本为dd，故测交的子代中抗冻型∶冷敏型＝1∶5。(3)①由题意可知，与d基因相邻有一对紧密连锁在一起的基因mm，m基因编码的毒性蛋白抑制D基因花粉发育，而对d基因花粉没有影响，而在F1产生配子时，在减数分裂Ⅰ过程中存在一个m基因，减数分裂Ⅱ过程中可能不存在m基因，所以若要m基因编码的毒性蛋白抑制D基因花粉发育，则m基因最迟在MⅠ时期表达才能保证对D基因的花粉产生影响。②m基因编码的毒性蛋白抑制D基因花粉发育，如果将B基因导入与突变型4号染色体的同源区段上(或不在缺失片段上)，可使之与D基因连锁，从而提高B基因转移的成功率。
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