专题15 基因的自由组合定律（串讲）-备战2024年高考生物一轮复习串讲精练（新高考专用）（原卷版）

专题15 基因的自由组合定律

考点一　自由组合定律的发现及应用

1.基因自由组合定律的实质

①实质：_________________基因分离，_______________________自由组合。

②时间：减数第一次分裂____期。

③范围：__________生物__________生殖的细胞核遗传。

2．孟德尔获得成功的原因

①选择豌豆做实验材料；

②由一对相对性状到多对相对性状；

③用__________分析实验结果；

④运用了__________法这一科学的研究方法。

1．两对相对性状杂交实验的“假说—演绎”分析

（1）实验过程

（2）结果分析

（3）问题提出

①F2中为什么出现新性状组合？②为什么不同类型性状比为9∶3∶3∶1?

(4)分析问题，提出假说

①两对相对性状分别由两对遗传因子控制。

②F1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，且数量比相等。

④受精时，雌雄配子的结合是随机的。

（5）遗传图解（棋盘格式）

（6）结果分析

（7）演绎推理，验证假说

演绎推理图解

实施实验结果：实验结果与演绎结果相符，则假说成立。

黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆的测交实验结果

8.自由组合定律

（1）定律实质与各种比例的关系

（2）细胞学基础

9.两对等位基因位置与遗传分析(以基因型AaBb为例)：

若基因型为AaBb的个体测交后代出现四种表现型，但比例为42%∶8%∶8%∶42%，出现这一结果的可能原因是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在减数分裂时形成四分体时期，四分体中的非姐妹染色体发生交叉互换，产生四种类型配子，其比例为42%∶8%∶8%∶42%。

1、F2出现9∶3∶3∶1的4个条件

(1)所研究的每一对相对性状只受一对等位基因控制，而且等位基因要完全显性。

(2)不同类型的雌雄配子都能发育良好，且受精的机会均等。

(3)所有后代都应处于比较一致的环境中，而且存活率相同。

(4)供实验的群体要足够大，个体数量要足够多。

2、分离定律和自由组合定律的比较

注明：本表中所列“n”是指等位基因的对数。

验证两对等位基因的遗传是否遵循自由组合定律的方法

典例1.(2020·湖南高二质检)某植物的两对等位基因分别用Y、y和R、r表示，若基因型为YyRr的该植物个体自交，F1的基因型及比例为Y_R_∶Y_ rr∶yyR_∶ yyrr＝9∶3∶3∶1，下列叙述错误的是(　　)

A．两对等位基因Y、y和R、r位于非同源染色体上

B．两对等位基因Y、y和R、r各控制一对相对性状

C．减数分裂产生的雌雄配子不存在差别性致死现象

D．受精过程中各种基因型的雌雄配子的结合是随机的

典例2.(2021·山西高三月考)某单子叶植物非糯性(A)对糯性(a)为显性，抗病(T)对易染病(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，非糯性花粉遇碘变蓝色，糯性花粉遇碘变棕色。现有四种纯合子，基因型分别为①AATTdd、②AAttdd、③AAttDD、④aattdd。以下说法正确的是(　　)

A．选择①和③为亲本进行杂交，可通过观察F1的花粉来验证自由组合定律

B．任意选择上述亲本中的两个进行杂交，都可通过观察F1的花粉粒形状来验证分离定律

C．选择①和④为亲本进行杂交，将杂交所得的F1的花粉涂在载玻片上，加碘液染色，显微镜下观察，蓝色花粉粒∶棕色花粉粒＝1∶1

D．选择①和②为亲本进行杂交，可通过观察F2植株的表现型及比例来验证自由组合定律

考点二　自由组合定律的常规解题规律和方法

一、由亲本基因型推断配子及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

二、根据子代表现型及比例推断亲本基因型(逆向组合法)

1．基因填充法

根据亲代表现型可大概写出其基因型，如A_B_、aaB_等，再根据子代表现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

根据子代表现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。

三、自由组合中的自交、测交和自由交配问题

纯合黄色圆粒豌豆（YYRR）和纯合绿色皱粒豌豆（yyrr）杂交后得F1，F1再自交得F2，若F2中黄色圆粒豌豆个体和绿色圆粒豌豆个体分别进行自交、测交和自由交配，所得子代的表现型及比例分别如下表所示：

　(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。

四、不同对基因在染色体上位置关系的判断与探究

1．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、6∶3∶2∶1。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。

2．完全连锁遗传现象中的基因确定

基因完全连锁（不考虑交叉互换）时，不符合基因的自由组合定律，其子代也呈现特定的性状分离比，如图所示：

五、基因间相互作用导致性状分离比的改变

1．理解9∶3∶3∶1变式的实质

由于非等位基因之间常常发生相互作用而影响同一性状表现，出现了不同于9∶3∶3∶1的异常性状分离比，如图所示，这几种表现型的比例都是从9∶3∶3∶1的基础上演变而来的，只是比例有所改变（根据题意进行合并或分解），而基因型的比例仍然和独立遗传是一致的，由此可见，虽然这种表现型比例不同，但同样遵循基因的自由组合定律。

2．“合并同类项法”巧解自由组合定律特殊分离比

第一步，判断是否遵循基因自由组合定律：若双杂合子自交后代的表现型比例之和为16（存在致死现象除外），不管以什么样的比例呈现，都符合基因自由组合定律，否则不符合基因自由组合定律。　

第二步，写出遗传图解：根据基因自由组合定律，写出遗传图解，并注明自交后代性状分离比（9∶3∶3∶1）。

第三步，合并同类项，确定出现异常分离比的原因：将异常分离比与正常分离比9∶3∶3∶1进行对比，根据题意，将具有相同表现型的个体进行“合并同类项”，如“9∶6∶1”即9∶（3＋3）∶1，确定出现异常分离比的原因，即单显性类型表现相同性状。

第四步，确定基因型与表现型及比例：根据第三步推断出的异常分离比出现的原因，推测亲本的基因型或推断子代相应表现型的比例。

六、致死现象导致的性状分离比的改变

1．明确几种致死现象

（1）显性纯合致死。

①AA和BB致死：

AaBb自交后代：AaBb：Aabb：aaBb：aabb=4:2:2:1，其余基因型个体致死。

AaBb测交后代：AaBb：Aabb：aaBb：aabb=1:1:1:1

②AA（或BB）致死

AaBb自交后代：AaBB+AaBb：Aabb：aaB_：aabb=6:2:3:1，或AABb+AaBb：A_bb：aaBb：aabb=6:3:2:1。

AaBb测交后代：AaBb：Aabb：aaBb：aabb=1:1:1:1

（2）隐性纯合致死。

①双隐性致死：AaBb自交后代：A_B_∶A_bb∶aaB_＝9∶3∶3。

②单隐性aa或bb致死：AaBb自交后代：A_B_∶A_bb＝9∶3。或A_B_∶aaB_＝9∶3。

（3）配子致死

某种雌配子或某种雄配子致死，造成后代分离比改变。

AaBb自交，若雄配子AB致死，后代A_B_：A_bb：aaB_：aabb=5:3:3:1；

若雄配子Ab致死，后代A_B_：A_bb：aaB_：aabb=7:1:3:1；

若雄配子aB致死，后代A_B_：A_bb：aaB_：aabb=7:3:1:1；

若雄配子ab致死，后代A_B_：A_bb：aaB_：aabb=8:2:2。

2．掌握解题方法

（1）将其拆分成分离定律单独分析，如：

6∶3∶2∶1⇒（2∶1）（3∶1）⇒一对显性基因纯合致死。

4∶2∶2∶1⇒（2∶1）（2∶1）⇒两对显性基因纯合致死。

（2）从F2每种性状的基因型种类及比例分析，如BB致死。

（3）分析配子致死引起的后代性状分离比的改变时，要用棋盘法。

典例1.某二倍体植物花瓣的大小受一对等位基因A、a控制，基因型为AA的植株表现为大花瓣，Aa为小花瓣，aa为无花瓣。花瓣颜色(红色和黄色)受另一对等位基因R、r控制，R对r为完全显性，两对等位基因独立遗传。下列有关叙述错误的是(　　)

A．若基因型为AaRr的个体测交，则子代表现型有3种，基因型有4种

B．若基因型为AaRr的亲本自交，则子代共有9种基因型，6种表现型

C．若基因型为AaRr的亲本自交，则子代有花瓣植株中，AaRr所占比例约为，而所有植株中纯合子约占

D．若基因型为AaRr与Aarr的亲本杂交，则子代中红色花瓣的植株占

典例2.在家蚕遗传中，黑色(A)与淡赤色(a)是有关蚁蚕(刚孵化的蚕)体色的相对性状，黄茧(B)与白茧(b)是有关茧色的相对性状，假设这两对相对性状自由组合，有三对亲本组合，杂交后得到的数量比如下表，下列说法错误的是(　　)

A.组合一亲本基因型一定是AaBb×AaBb

B．组合三亲本基因型可能是AaBB×AaBB

C．若组合一和组合三亲本杂交，子代表现型及比例与组合三的相同

D．组合二亲本基因型一定是Aabb×aabb

典例3.某种蝴蝶紫翅(Y)对黄翅(y)为显性，绿眼(G)对白眼(g)为显性，两对等位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下图所示。下列说法错误的是(　　)

A．F1中紫翅绿眼个体自交(基因型相同个体间的交配)，相应性状之比是15∶5∶3∶1

B．F1中紫翅白眼个体自交(基因型相同个体间的交配)，其中纯合子所占比例是2/3

C．F1中紫翅绿眼个体与黄翅白眼个体交配，则后代相应的性状之比是4∶2∶1∶1

D．F1中紫翅白眼个体自由交配，其后代纯合子所占比例是5/9

典例4.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＝2∶1∶1，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

自由组合定律的实质是位于非同源染色体上的非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合，而“非等位基因”是指不在同源染色体相同位置上的不同基因，同源染色体上及同一条染色体上都有“非等位基因”。这里的“基因自由组合”发生在配子形成（减Ⅰ后期）过程中，不是发生在受精作用过程中。

1.(2020·山东潍坊联考)水稻存在雄性不育基因：其中R(雄性可育)对r(雄性不育)为显性，是存在于细胞核中的一对等位基因；N(雄性可育)与S(雄性不育)是存在于细胞质中的基因；只有细胞质和细胞核中均为雄性不育基因时，个体才表现为雄性不育。下列有关叙述正确的是(　　)

A．R、r和N、S的遗传遵循基因的自由组合定律

B．水稻种群中雄性可育植株共有6种基因型

C．母本S(rr)与父本N(rr)的杂交后代均为雄性不育

D．母本S(rr)与父本N(Rr)的杂交后代均为雄性可育

2.(2022·吉林松原市高三模拟)果蝇的体色受等位基因A/a，B/b控制，基因A与B同时存在时表现为黑身，有基因A没有基因B时表现为灰身，其他表现为白身。现有杂交实验如下，下列有关分析不正确的是(　　)

A．基因A/a、B/b的遗传遵循自由组合定律

B．亲本果蝇的基因型为aaXBXB和AAXbY

C．F2黑身果蝇随机交配，子代中黑身果蝇占7/9

D．F2白身果蝇随机交配，子代果蝇不全表现为白身

3.(2019·全国Ⅱ，32)某种甘蓝的叶色有绿色和紫色。已知叶色受2对独立遗传的基因A/a和B/b控制，只含隐性基因的个体表现隐性性状，其他基因型的个体均表现显性性状。某小组用绿叶甘蓝和紫叶甘蓝进行了一系列实验。

实验①：让绿叶甘蓝(甲)的植株进行自交，子代都是绿叶。

实验②：让甲植株与紫叶甘蓝(乙)植株杂交，子代个体中绿叶∶紫叶＝1∶3。

回答下列问题：

(1)甘蓝叶色中隐性性状是________，实验①中甲植株的基因型为________。

(2)实验②中乙植株的基因型为____________，子代中有________种基因型。

(3)用另一紫叶甘蓝(丙)植株与甲植株杂交，若杂交子代中紫叶和绿叶的分离比为1∶1，则丙植株所有可能的基因型是________________；若杂交子代均为紫叶，则丙植株所有可能的基因型是______________________________________________________；若杂交子代均为紫叶，且让该子代自交，自交子代中紫叶与绿叶的分离比为15∶1，则丙植株的基因型为________。

4.(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：

(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，子代的表现型及比例为_________________________________________________________。

(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________。

5.(2019·江苏，32)杜洛克猪毛色受独立遗传的两对等位基因控制，毛色有红毛、棕毛和白毛三种，对应的基因组成如表。请回答下列问题：

(1)棕毛猪的基因型有________种。

(2)已知两头纯合的棕毛猪杂交得到的F1均表现为红毛，F1雌雄交配产生F2。

①该杂交实验的亲本基因型为___________________________________________________。

②F1测交，后代表现型及对应比例为____________________________________________。

③F2中纯合个体相互交配，能产生棕毛子代的基因型组合有________种(不考虑正反交)。

④F2的棕毛个体中纯合子的比例为________。F2中棕毛个体相互交配，子代白毛个体的比例为________。

(3)若另一对染色体上有一对基因I、i，I基因对A和B基因的表达都有抑制作用，i基因不抑制，如I_A_B_表现为白毛。基因型为IiAaBb的个体雌雄交配，子代中红毛个体的比例为________，白毛个体的比例为________。

6.(2020·全国Ⅱ，32)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。现有表现型不同的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，子代表现型均与甲相同；乙和丁杂交，子代出现个体数相近的8种不同表现型。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，则子代的表现型为_____________________________________________

________________________。

(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____________。

7.(2022·辽宁阜新一中高三月考)某实验室保存有野生型和一些突变型果蝇。果蝇的部分隐性突变基因及其在染色体上的位置如下图所示。回答下列问题。

(1)基因型为RuruXWXw的雌果蝇在产生卵细胞过程中，白眼基因与粗糙眼基因的遗传遵循__________定律。

(2)已知果蝇的Y染色体上含有sn基因的等位基因，但不含w基因的等位基因。让野生型雌蝇与突变型雄蝇杂交，所得子代随机交配多代后，子代中与Sn、sn有关的基因型有______种；与W、w有关的基因型有________种。

(3)果蝇的黑体是另一种隐性突变体，已知黑体基因不在2号和4号染色体，请利用黑体和灰体雌雄果蝇(均为纯合体)为材料，设计实验判断黑体基因位于3号染色体上还是X染色体上。简要写出实验思路及结果分析。

实验思路：__________________________________________________________________

________________________________________________________________________；

结果分析：________________________________________________________________

________________________________________________________________________。