2025版高考生物一轮总复习教案必修2第五单元孟德尔定律和伴性遗传第二讲基因的自由组合定律考点二自由组合定律的解题规律及方法

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重|难|精|讲
1．“拆分法”求解自由组合定律计算问题
(1)基因型(表型)种类、概率及比例
(2)配子种类及概率的计算
2.“逆向组合法”推断亲本基因型问题
(1)方法：将自由组合定律的性状分离比拆分成分离定律的分离比分别分析，再运用乘法原理进行逆向组合。
(2)题型示例
①9∶3∶3∶1⇒(3∶1)(3∶1)⇒(Aa×Aa)(Bb×Bb)；
②1∶1∶1∶1⇒(1∶1)(1∶1)⇒(Aa×aa)(Bb×bb)；
③3∶3∶1∶1⇒(3∶1)(1∶1)⇒(Aa×Aa)(Bb×bb)或(Aa×aa)(Bb×Bb)；
④3∶1⇒(3∶1)×1⇒(Aa×Aa)(BB×_ _)或(Aa×Aa)(bb×bb)或(AA×_ _)(Bb×Bb)或(aa×aa)(Bb×Bb)。
3．由n对独立遗传的等位基因(完全显性)控制的n个不同性状的遗传规律
精|准|命|题
考向一 已知亲代求子代的“顺推型”类问题
》例1 (2024·郑州一中质检)某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的表现为小花瓣，aa的表现为无花瓣。花瓣颜色受另一对等位基因R、r控制，基因型为RR和Rr的花瓣是红色，rr的花瓣为黄色，两对基因独立遗传。若基因型为AaRr的亲本自交，则下列有关判断错误的是( B )
A．子代共有9种基因型
B．子代共有4种表型
C．子代有花瓣植株中，AaRr所占的比例约为1/3
D．子代的所有植株中，纯合子约占1/4
解析：此题运用拆分法求解，Aa×Aa后代有3种基因型，3种表型；Rr×Rr后代有3种基因型，2种表型。故AaRr自交后代有3×3＝9种基因型、5种表型，A正确，B错误；子代有花瓣植株占12/16，即3/4，其中AaRr所占的比例约为1/3，C正确；子代的所有植株中，纯合子约占4/16，即1/4，D正确。
自由组合定律常用解题技巧
(1)根据后代分离比解题。在基因的分离定律中，不同基因型之间交配，后代在性状上往往有一些规律性的分离比。如杂合F1(一对杂合基因，有显隐性关系)自交，后代分离比为3∶1，测交后代分离比是1∶1，亲本之一为显性纯合子，其后代只有显性性状的个体。利用这些规律性的分离比是解自由组合题目的技巧之一。
(2)运用隐性纯合突破法解题。隐性性状的个体可直接写出其基因型，显性性状可写出部分基因型，再结合减数分裂产生配子和受精作用的相关知识，能够推出亲代的基因型。
(3)运用综合分析法解题。如已知一个亲本的基因型为BbCc，另一个为bbC_。后代中四种表型个体比近似于3∶1∶3∶1，即总份数为8。根据受精作用中雌雄配子结合规律可断定一个亲本可产生两种配子，另一个亲本能产生四种配子，雌雄配子随机结合的可能性有8种，可推知另一个体基因型为bbCc。
〔变式训练1〕 (2024·沈阳二中质检)金鱼草正常花冠对不整齐花冠为显性，高株对矮株为显性，红花对白花为不完全显性，杂合子是粉红花。三对相对性状独立遗传，如果纯合的红花、高株、正常花冠植株与纯合的白花、矮株、不整齐花冠植株杂交，在F2中具有与F1相同表型的植株的比例是( C )
A．3/32 B.3/64
C．9/32 D.9/64
解析： 设纯合的红花、高株、正常花冠植株的基因型是AABBCC，纯合的白花、矮株、不整齐花冠植株的基因型是aabbcc，F1的基因型是AaBbCc，自交后代F2植株中与F1表型相同的概率是(1/2)×(3/4)×(3/4)＝9/32，C正确。
考向二 根据子代表型及比例推断亲本基因型(逆推型)
》例2 (2024·湖南师大附中质检)豌豆的花腋生和花顶生(受基因A、a控制)，半无叶形和普通叶形(受基因F、f控制)是两对相对性状。现利用花腋生普通叶形植株甲、花顶生普通叶形植株乙和花腋生半无叶形植株丙进行杂交实验，实验结果如下表所示。则甲、乙、丙的基因型分别是( C )
A.AaFF、aaFF、AAff B.AaFf、aaFf、AAff
C．AaFF、aaFf、AAff D.AaFF、aaFf、Aaff
解析： 由乙×丙组可推测出花腋生对花顶生为显性，由甲×丙组可推测出普通叶形对半无叶形为显性，即甲为A_F_，植株乙为花顶生普通叶形，即乙的基因型为aaF_，植株丙为花腋生半无叶形，即丙的基因型为A_ff。甲(A_F_)×乙(aaF_)，后代花腋生∶花顶生＝1∶1，即甲中关于花腋生的基因型为Aa，甲(AaF_)×丙(A_ff)杂交，后代全部表现为普通叶形，说明甲中关于叶形的基因型为FF，即甲的基因型为AaFF，乙(aaF_)×丙(A_ff)杂交，后代普通叶形∶半无叶形＝1∶1，说明乙中关于叶形的基因型为Ff，则乙的基因型为aaFf，甲和丙杂交后代全为花腋生，说明丙中关于花腋生的基因型为AA，故丙的基因型为AAff，故C正确。
1．基因填充法
根据亲代表型可大概写出其基因型，如A_B_、aaB_等，再根据子代表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隐性性状，那亲代母本、父本基因型中一定都存在相应的隐性基因。
2．分解组合法
根据子代表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。
〔变式训练2〕 (2024·泉州五中调研)水稻的高秆(D)对矮秆(d)为显性，抗锈病(R)对不抗锈病(r)为显性，这两对基因自由组合。甲水稻(DdRr)与乙水稻杂交，其后代四种表型的比例是3∶3∶1∶1，则乙水稻的基因型是( A )
A．Ddrr或ddRr B.DdRR
C．ddRR D.DdRr
解析：从后代表型的比例为3∶3∶1∶1中可确定两种性状的比例，一种性状的后代性状分离比为3∶1，另一种性状的后代性状分离比为1∶1，已知甲水稻基因型为DdRr，则乙水稻的基因型为Ddrr或ddRr。
考向三 多对基因控制生物性状的分析
》例3 (2021·全国乙卷)某种二倍体植物的n个不同性状由n对独立遗传的基因控制(杂合子表现显性性状)。已知植株A的n对基因均杂合。理论上，下列说法错误的是( B )
A．植株A的测交子代会出现2n种不同表型的个体
B．n越大，植株A测交子代中不同表型个体数目彼此之间的差异越大
C．植株A测交子代中n对基因均杂合的个体数和纯合子的个体数相等
D．n≥2时，植株A的测交子代中杂合子的个体数多于纯合子的个体数
解析：每对等位基因测交后会出现2种表型，故n对等位基因杂合的植株A的测交子代会出现2n种不同表型的个体，A正确；不管n有多大，植株A测交子代比为(1∶1)n＝1∶1∶1∶1…(共2n个1)，即不同表型个体数目均相等，B错误；植株A测交子代中n对基因均杂合的个体数为(1/2)n，纯合子的个体数也是(1/2)n，两者相等，C正确；n≥2时，植株A的测交子代中纯合子的个体数是(1/2)n，杂合子的个体数为1－(1/2)n，故杂合子的个体数多于纯合子的个体数，D正确。
(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。
〔变式训练3〕 (2023·华中师大附中调研)有一种名贵的兰花，花色有红色、蓝色两种颜色，其遗传符合孟德尔的遗传规律。现将亲代红花和蓝花进行杂交，F1均为红花，F1自交，F2红花与蓝花的比例为27∶37。下列说法正确的是( C )
A．兰花花色遗传由一对同源染色体上的一对等位基因控制
B．兰花花色遗传由两对同源染色体上的两对等位基因控制
C．若F1测交，则其子代表型及比例为红花∶蓝花＝1∶7
D．F2中蓝花基因型有5种
解析： 根据题干信息“亲代红花和蓝花进行杂交，F1均为红花，F1自交，F2红花与蓝花的比例为27∶37”可知，F2中红花占eq \f(27,27＋37)＝eq \f(27,64)＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,4)))3，说明蓝花花色的遗传是由三对同源染色体上的三对等位基因控制的，A、B错误；根据实验结果F2中红花占eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,4)))3可知，红花的基因型为A_B_C_(假设三对等位基因用A/a、B/b、C/c表示)，其余基因型均表现为蓝花，若F1(其基因型为AaBbCc)测交，则其子代中红花AaBbCc所占比例为eq \f(1,2)×eq \f(1,2)×eq \f(1,2)＝eq \f(1,8)，蓝花占eq \f(7,8)，因此F1测交，其子代表型及比例为红花∶蓝花＝1∶7，C正确；F1(基因型为AaBbCc)自交，F2中基因型种类为3×3×3＝27(种)，其中红花的基因型为A_B_C_，种类为2×2×2＝8(种)，则F2中蓝花基因型为19种，D错误。
考向四 自交与自由交配下的推断和相关比例计算
》例4 豌豆高茎×豌豆矮茎→F1全为高茎，自交→F2中高茎∶矮茎＝3∶1。灰身果蝇×黑身果蝇→F1全为灰身，雌雄果蝇自由交配→F2中灰身雌蝇∶黑身雌蝇∶灰身雄蝇∶黑身雄蝇＝3∶1∶3∶1。下列说法错误的是( B )
A．F2高茎豌豆自交，后代矮茎占1/6
B．F2灰身果蝇雌雄自由交配，后代黑身果蝇占1/6
C．F2高茎豌豆和矮茎豌豆杂交，后代高茎∶矮茎＝2∶1
D．F2灰身果蝇和黑身果蝇雌雄自由交配，后代灰身∶黑身＝2∶1
解析：F2高茎豌豆中纯合子占1/3，杂合子占2/3，仅杂合子自交后代能分离出矮茎，其比例为2/3×1/4＝1/6，A正确；假设控制果蝇灰身黑身的基因用B、b表示，F2灰身果蝇中纯合子占1/3，杂合子占2/3，由此可得其产生两种配子B∶b＝2∶1，F2灰身果蝇雌雄自由交配，后代黑身果蝇(bb)所占比例＝1/3×1/3＝1/9，B错误；假设控制豌豆高矮茎的基因用D、d表示，F2高茎豌豆和矮茎豌豆杂交，即1/3DD×dd→1/3Dd,2/3Dd×dd→1/3Dd、1/3dd，后代高茎(2/3Dd)∶矮茎(1/3dd)＝2∶1，C正确；由于F2灰身果蝇中B占2/3，b占1/3，则其与黑身果蝇雌雄自由交配，后代灰身∶黑身＝2∶1，D正确。
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，所得子代的表型及比例分别如下表所示：
〔变式训练4〕 (2024·山东省青岛市高三上学期教学质量检测)某植物子叶的黄色对绿色为显性，种子的圆粒对皱粒为显性，两对性状各由一对等位基因控制且独立遗传。以黄色圆粒和绿色皱粒的豌豆为亲本，杂交得到F1，其自交得到的F2中黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒＝9∶3∶15∶5，若让F1自由交配，则后代中绿色皱粒的豌豆所占的比例是( B )
A．1/16 B.9/64
C．3/64 D.25/144
解析：设子叶颜色相关基因用Y、y表示，种子形状相关基因用R、r表示。据题意可知，亲本为黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆，基因型为Y_R_和yyrr，杂交得到的F1自交，F2的表型及比例为黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒＝9∶3∶15∶5，所以黄色∶绿色＝(9＋3)∶(15＋5)＝3∶5，圆粒∶皱粒＝(9＋15)∶(3＋5)＝3∶1，推测亲本关于颜色的基因型为Yy×yy，则F1为1/2Yy,1/2yy，自交子代Y_为1/2×3/4＝3/8，即黄∶绿＝3∶5(符合)，又由于F2圆粒∶皱粒＝3∶1，所以F1为Rr，则双亲为RR×rr，因此，亲本的基因型为YyRR×yyrr，F1的基因型为1/2YyRr、1/2yyRr，其自由交配的后代中，产生配子的比例为Y是1/4，y是3/4，R是1/2，r是1/2，绿色皱粒的豌豆所占的比例为3/4×3/4(绿色)×1/2×1/2(皱粒)＝9/64，B正确。有多对等位
基因的个体
举例：基因型为AaBbCc的个体
产生配子
的种类数
Aa Bb Cc
↓ ↓ ↓
2 × 2 × 2＝8(种)
产生某种
配子的概率
产生ABC配子的概率为1/2(A)×1/2(B)×1/2(C)＝1/8
亲本相对性状的对数
F1配子
F2表型
F2基因型
种类
比例
种类
比例
种类
比例
1
2
(1∶1)1
2
(3∶1)1
3
(1∶2∶1)1
2
22
(1∶1)2
22
(3∶1)2
32
(1∶2∶1)2
n
2n
(1∶1)n
2n
(3∶1)n
3n
(1∶2∶1)n
亲本组合
F1的表型及比例
甲×乙
花腋生普通叶形∶花顶生普通叶形＝1∶1
乙×丙
花腋生普通叶形∶花腋生半无叶形＝1∶1
甲×丙
全部表现为花腋生普通叶形
项目
表型及比例
Y_R_
(黄圆)
自交
黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒＝25∶5∶5∶1
测交
黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒＝4∶2∶2∶1
自由交配
黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒＝64∶8∶8∶1
yyR_
(绿圆)
自交
绿色圆粒∶绿色皱粒＝5∶1
测交
绿色圆粒∶绿色皱粒＝2∶1
自由交配
绿色圆粒∶绿色皱粒＝8∶1