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2023版高考生物一轮总复习第5单元遗传的基本规律与伴性遗传第15课基因的自由组合定律教师用书
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这是一份2023版高考生物一轮总复习第5单元遗传的基本规律与伴性遗传第15课基因的自由组合定律教师用书，共15页。教案主要包含了教材细节命题，方法规律，命题动态等内容，欢迎下载使用。
第15课 基因的自由组合定律
►学业质量水平要求◄
1．通过对基因自由组合定律的实质分析，从细胞水平阐述生命的延续性，建立起进化与适应的观点。(生命观念)
2．通过对基因分离定律与自由组合定律的关系解读，研究自由组合定律的解题规律及方法，培养归纳与概括、演绎与推理及逻辑分析能力。(科学思维)
3．通过个体基因型的探究与自由组合定律的验证实验，掌握实验操作的方法，培养实验设计及结果分析的能力。(科学探究)
4．运用遗传学原理指导育种工作和医学实践。(社会责任)
考点一 两对相对性状杂交实验的“假说—演绎”分析
1．两对相对性状的杂交实验分析
2．自由组合定律
(1)自由组合定律的内容。
(2)细胞学基础(以精原细胞为例)。
3．孟德尔获得成功的原因
4．孟德尔遗传定律的应用
(1)指导杂交育种：通过杂交育种，把不同亲本的优良性状组合在一起。
(2)指导医学实践：根据分离定律和自由组合定律，对某些遗传病在后代中的患病概率作出科学的推断，从而为遗传咨询提供理论依据。
1．F1产生基因型为YR的卵细胞和基因型为YR的精子数量之比为1∶1。 ( × )
2．受精时，F1雌雄配子的组合方式有9种。 ( × )
3．F2的9∶3∶3∶1性状分离比一定依赖于雌雄配子的随机结合。 ( √ )
4．F2的黄色圆粒中，只有YyRr是杂合子，其他的都是纯合子。 ( × )
5．F2的基因型有4种，比例为9∶3∶3∶1。 ( × )
6．基因自由组合定律是指F1产生的4种类型的精子和卵细胞可以自由组合。 ( × )
7．某个体自交后代性状分离比为3∶1，则说明此性状一定是由一对等位基因控制的。 ( × )
8．基因型为AaBb的个体测交，后代表型比例为3∶1或1∶2∶1，则该遗传可能遵循基因的自由组合定律。 ( √ )
【教材细节命题】
(必修2 P10旁栏思考)从数学的角度分析，9∶3∶3∶1与3∶1能否建立联系，这对于理解两对相对性状的遗传结果有什么启示？对于两对相对性状的遗传结果，如果对每一对性状单独进行分析，其性状的数量比都是3∶1，即每对性状的遗传都遵循了分离定律。两对相对性状的遗传结果可以表示为它们各自遗传结果的乘积，即9∶3∶3∶1来自(3∶1)2。
1．孟德尔两对相对性状杂交实验F2基因型和表型的种类及比例
(1)
(2)
提醒：重组类型的内涵及常见错误
含两对相对性状的纯合亲本杂交，F2中重组类型所占比例并不都是6/16。
(1)当亲本基因型为YYRR和yyrr时，F2中重组类型所占比例是6/16。
(2)当亲本基因型为YYrr和yyRR时，F2中重组类型所占比例是1/16＋9/16＝10/16。
2．基因分离定律与自由组合定律的关系及相关比例
3．自由组合定律的验证方法(n对等位基因位于不同对同源染色体上且完全显性)
考向1| 两对相对性状的杂交实验
1．在两对相对性状的杂交实验中，已知控制两对相对性状的两对等位基因分别位于两对同源染色体上，两亲本杂交产生F1，F1自交(或雌雄个体杂交)产生F2，若要使F2出现9∶3∶3∶1的性状分离比，还需要的必要条件是( )
A．植株的种植环境相同
B．亲代为两对显性基因纯合与两对隐性基因纯合
C．具有受精能力的雌雄配子数量相同
D．亲本的两对等位基因都位于常染色体上
A 解析：两对等位基因位于两对同源染色体上，其遗传遵循基因的自由组合定律，若要使F2出现9∶3∶3∶1的分离比，则植株的种植环境需相同，A符合题意；设两对等位基因分别为A/a、B/b，则亲本的基因型组合可以是AABB×aabb，还可以是AAbb×aaBB，B不符合题意；若要使F2出现9∶3∶3∶1的性状分离比，则需要满足雌雄配子种类和比例相同，即雌雄配子均为四种，且比例为1∶1∶1∶1，具有受精能力的雌雄配子数量可以不相同，C不符合题意；亲本的两对等位基因可以一对位于常染色体上，另一对位于性染色体上，还有可能两对等位基因都位于常染色体上，D不符合题意。
2．(2021·福建福州质检)某种动物的黑色毛(B)对白色毛(b)为显性，直毛(D)对卷毛(d)为显性，控制两对性状的基因独立遗传。基因型为BbDd的个体与基因型为bbDd的个体交配，下列关于子代的判断错误的是( )
A．基因型有6种
B．表型有4种
C．白色直毛个体占3/8
D．黑色卷毛个体的基因型有2种
D 解析：据题干信息可知，两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律。基因型为BbDd的个体与基因型为bbDd的个体杂交，子代基因型有2×3＝6(种)，A项正确；子代表型有2×2＝4(种)，B项正确；子代中白色直毛个体bbD_所占的比例为(1/2)×(3/4)＝3/8，C项正确；子代中黑色卷毛个体的基因型为Bbdd，只有1种，D项错误。
考向2| 自由组合定律的实质与细胞学基础的考查
3．(2021·安徽合肥一检)下列有关孟德尔两对相对性状遗传实验的说法，能反映基因自由组合定律实质的是( )
A．YY、Yy、yy与RR、Rr、rr之间的自由组合
B．F1产生的四种雌、雄配子之间的随机组合
C．黄色(绿色)表型与圆粒(皱粒)表型之间自由组合
D．Y(y)与R(r)所在的非同源染色体在减数分裂Ⅰ后期自由组合
D 解析：自由组合定律的实质：在形成配子时，同源染色体上的等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合，具有以下两个特点：①同时性：同源染色体上等位基因的分离与非同源染色体上非等位基因间的自由组合同时进行；②独立性：同源染色体上等位基因间的相互分离与非同源染色体上非等位基因间的自由组合互不干扰，各自独立地分配到配子中去。故Y(y)与R(r)所在的非同源染色体在减数分裂Ⅰ后期自由组合能反映基因自由组合定律的实质。故选D。
4．(2021·贵州贵阳监测)等位基因A、a，B、b分别控制一对相对性状。下图表示这两对等位基因在染色体上的分布情况，若图甲、乙、丙中的同源染色体均不发生互换，也不发生基因突变，则图中所示个体自交，下列相关叙述错误的是( )
A．图甲所示个体自交后代有3种基因型
B．图乙所示个体自交后代的表型之比为3∶1
C．图丙所示个体自交后代纯合子的基因型有4种
D．单独研究A、a或B、b，它们在遗传时均遵循基因的分离定律
B 解析：图甲所示个体自交，后代的基因型及比例为AABB∶AaBb∶aabb＝1∶2∶1，A项正确；图乙所示个体自交，后代的基因型及比例为AAbb∶AaBb∶aaBB＝1∶2∶1，表型比例为1∶2∶1，B项错误；图丙所示个体自交，后代纯合子的基因型有AABB、AAbb、aaBB、aabb，共4种，C项正确；A、a，B、b这两对等位基因在遗传时都遵循基因的分离定律，D项正确。
【方法规律】非等位基因与自由组合定律的对应关系
两对等位基因控制的性状不一定都遵循自由组合定律，下图中A、a与B、b两对等位基因位于一对同源染色体上，它们之间的遗传不遵循自由组合定律，分为以下两种情况：
①在不发生互换的情况下，AaBb自交后代性状分离比为3∶1。
②在发生互换的情况下，其自交后代有四种表型，但比例不是9∶3∶3∶1。
考向3| 自由组合定律的验证
5．(2022·福建泉州二模)番茄果形有圆形果和长形果，花序有单一花序和复状花序，分别由基因T/t、S/s控制。某兴趣小组先用纯合的复状花序圆形果植株与纯合的单一花序长形果植株杂交，F1为单一花序圆形果；再用双隐性品系与F1进行测交，甲、乙同学对测交后代分别进行统计，结果如表。
表1 甲的统计数据
测交子代表型
圆形果
长形果
复状花序
单一花序
测交子
代数/株
107
103
105
105
表2 乙的统计数据
测交子代
表型
单一花序
圆形果
单一花序
长形果
复状花序
圆形果
复状花序
长形果
测交子
代数/株
22
83
85
20
请回答：
(1)复状花序圆形果亲本和F1的基因型分别为_________。
(2)根据表1能否判断控制番茄果形和花序基因的遗传是否遵循自由组合定律？________。请说明原因：__________________________________________
____________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
(3)乙同学根据表2得出结论“控制番茄果形和花序基因的遗传不遵循自由组合定律”，该结论是否正确？请说明理由：_____________________________
_________________________________________________________________。
解析：(1)纯合的复状花序圆形果植株与纯合的单一花序长形果植株杂交，F1为单一花序圆形果，故单一花序、圆形果为显性性状。复状花序圆形果亲本的基因型是ssTT，F1的基因型是SsTt。(2)甲的统计数据圆形果∶长形果＝1∶1、复状花序∶单一花序＝1∶1，不论两对等位基因是否遵循自由组合定律，测交后代都会出现该比值，因此根据表1不能判断控制番茄果形和花序基因的遗传是否遵循自由组合定律。(3)表2中，对每一对相对性状来说，圆形果∶长形果＝1∶1、复状花序∶单一花序＝1∶1，但是考虑两对相对性状，测交后代四种表型比例不是1∶1∶1∶1，说明F1产生的四种配子的比例不是1∶1∶1∶1，因此两对等位基因的遗传不遵循自由组合定律，测交后代产生四种类型是由于F1产生配子时发生了互换。
答案：(1)ssTT、SsTt (2)不能 不论两对等位基因是否遵循自由组合定律，测交后代都会出现圆形果∶长形果＝1∶1，复状花序∶单一花序＝1∶1 (3)正确，因为测交后代四种表型比例不是1∶1∶1∶1，而是两多两少
考点二 自由组合定律的解题规律及方法
1．应用分离定律解决自由组合定律问题的思路(拆分法)
(1)解题思路：基因的自由组合定律可以拆成分离定律来解答，如：AaBb×aaBb，可以分成Aa×aa和Bb×Bb，按分离定律得出结果，然后将两个结果相乘即可。
(2)常见类型。
题型分类
解题规律
示例
种类问题
配子类型(配子种类数)
2n(n为等位基因对数)
AaBbCCDd产生配子种类数为23＝8(种)
配子间结
合方式
配子间结合方式种类数等于配子种类数的乘积
AABbCc×aaBbCC，配子间结合方式种类数为4×2＝8(种)
种类问题
子代基因
型(或表型)种类
双亲杂交(已知双亲基因型)，子代基因型(或表型)种类等于各性状按分离定律所求基因型(或表型)种类的乘积
AaBbCc×Aabbcc，基因型为3×2×2＝12(种)，表型为2×2×2＝8(种)
概率问题
基因型
(或表型)
的比例
按分离定律求出相应基因型(或表型)的比例，然后利用乘法原理进行组合
AABbDd×aaBbdd，F1中AaBbDd所占比例为1×1/2×1/2＝1/4
纯合子或
杂合子出
现的比例
按分离定律求出纯合子的概率的乘积为纯合子出现的比例，杂合子概率＝1－纯合子概率
AABbDd×AaBBdd，F1中，AABBdd所占比例为1/2×1/2×1/2＝1/8
2．已知子代表型及比例，推测亲本基因型的方法
(1)逆向组合：将自由组合定律的性状分离比问题拆分成分离定律的性状分离比，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)，则亲本类型有AaBB×Aa__、Aabb×Aabb、AABb×__Bb、aaBb×aaBb。
3．n对等位基因(完全显性)自由组合的计算方法
等位基
因对数
F1配子
F2基因型
F2表型
种类
比例
种类
比例
种类
比例
1
2
(1∶1)1
3
(1∶2∶1)1
2
(3∶1)1
2
22
(1∶1)2
32
(1∶2∶1)2
22
(3∶1)2
3
23
(1∶1)3
33
(1∶2∶1)3
23
(3∶1)3
……
……
……
……
……
……
……
n
2n
(1∶1)n
3n
(1∶2∶1)n
2n
(3∶1)n
(1)若F2中子代性状分离比之和为4n，则所研究的性状至少由n对等位基因控制。
(2)若F2中全显性性状的个体比例为(3/4)n，则所研究的性状至少由n对等位基因控制。
4．用“十字交叉法”解答两病概率计算问题
(1)当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时，各种患病情况的概率分析如下：
(2)根据序号所示进行相乘得出相应概率再进一步拓展，如下表：
序号
类型
计算公式
①
同时患两病概率
mn
②
只患甲病概率
m(1－n)
③
只患乙病概率
n(1－m)
④
不患病概率
(1－m)(1－n)
拓展求解
患病概率
①＋②＋③或1－④
只患一种病概率
②＋③或1－(①＋④)
考向1| 两对相对性状遗传中亲子代基因型和表型的推断
1．(2021·江淮十校联考)水稻香味性状与抗病性状独立遗传。香味性状受隐性基因(a)控制，抗病(B)对感病(b)为显性。为选育抗病香稻新品种，科研人员进行了一系列杂交实验。两亲本无香味感病与无香味抗病植株杂交的统计结果如图所示。下列有关叙述不正确的是( )
A．香味性状一旦出现即能稳定遗传
B．两亲本的基因型分别是Aabb、AaBb
C．两亲本杂交的子代中能稳定遗传的有香味抗病植株所占比例为0
D．两亲本杂交的子代自交，后代群体中能稳定遗传的有香味抗病植株所占比例为1/32
D 解析：由题意可知，香味性状对应基因型为aa，一旦出现即能稳定遗传，A项正确；由子代抗病∶感病＝1∶1，可推知亲代为Bb和bb，子代无香味∶有香味＝3∶1，可推知亲代为Aa和Aa，所以两亲本的基因型分别是Aabb、AaBb，B项正确；两亲本(Aabb、AaBb)杂交的子代中有香味抗病植株的基因型为aaBb，为杂合子，不能稳定遗传，C项正确；两亲本杂交的子代为1/8AABb、1/8AAbb、1/4AaBb、1/4Aabb、1/8aaBb、1/8aabb，子代自交，后代群体中能稳定遗传的有香味抗病植株(aaBB)所占比例为1/4×1/4×1/4＋1/8×1/4＝3/64，D项错误。
2．某植物花瓣的大小受一对等位基因A、a控制，基因型AA的植株表现为大花瓣，基因型Aa的植株表现为小花瓣，基因型aa的植株表现为无花瓣。该植物花瓣的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，基因型为rr的花瓣为黄色，两对等位基因独立遗传。若基因型为AaRr的亲本自交，则下列有关判断错误的是( )
A．子代共有9种基因型
B．子代共有5种表型
C．子代的所有植株中，纯合子约占1/16
D．子代有花瓣的植株中，AaRr所占的比例约为1/3
C 解析：Aa个体自交后代的基因型有3种，Rr自交后代的基因型有3种，因此若基因型为AaRr的亲本自交，子代共有9种基因型，A正确；由题意可知，Aa自交子代表型有3种，Rr自交子代表型有2种，但由于aa表现为无花瓣，故aaR_与aarr的表型相同，所以子代的表型共5种，B正确；AaRr自交，子代纯合子基因型为AARR、AArr、aaRR、aarr，各占1/4×1/4＝1/16，故子代的所有植株中纯合子约占1/4，C错误；基因型为AaRr的亲本自交，子代有花瓣的植株的基因型为AA__和Aa__，Aa占2/3，Rr占1/2，因此有花瓣的植株中AaRr所占的比例为2/3×1/2＝1/3，D正确。
考向2| 利用“拆分法”解决多对基因的遗传问题
3．(2021·湖北黄冈联考)某研究小组研究小麦子粒颜色的遗传时，发现下图所示情况(设相关基因为A、a，B、b，C、c……)，结合图示结果判断，下列说法错误的是( )
A．因为F2发生性状分离，所以F1一定是杂合子，亲本最可能是纯合子
B．小麦籽粒颜色的遗传可能由分别位于3对同源染色体上的3对基因控制
C．据图分析，第Ⅱ组的F2红粒个体中，纯合个体的基因型有7种
D．第Ⅲ组F1的基因型可能为AaBbCc，其测交后代中纯合子占1/8
C 解析：F2发生性状分离，说明F1一定是杂合子，而F1只出现一种性状，说明亲本最可能是纯合子，A项正确。根据第Ⅲ组F2中红粒∶白粒＝63∶1，可推知该性状可能由位于3对同源染色体上的3对基因控制，B项正确。设三对独立遗传的基因分别为A、a，B、b，C、c，第Ⅱ组杂交组合F1可能的基因型有AaBbcc、AabbCc、aaBbCc 3种，自交后代性状分离比都为15(即9＋3＋3)∶1；说明只有隐性纯合子才表现为白粒，其他都表现为红粒，推测出红粒个体中纯合子的基因型只有3种，C项错误。第Ⅲ组杂交组合F1可能的基因型为AaBbCc，由于只有纯隐性个体才表现为白粒，所以F1测交，后代中红粒和白粒的比例为7∶1，则纯合子占1/8，D项正确。
4．(2021·湖北八校联考)中国动物遗传学家陈桢证明金鱼体色是由常染色体上的基因控制的，白色是由四对隐性基因(aabbccdd)控制的性状。这四对基因分别位于不同的同源染色体上。而四对基因中只要有一个显性基因存在，个体就表现为紫色，观察发现紫色鱼的体色深浅程度随显性基因数目的增多而加深。用紫色最深的紫色鱼与白色鱼杂交得到足够数量的F1，让F1雌雄鱼杂交，得到F2个体(假设F2个体的各表型成活率相同)，则下列说法错误的是( )
A．控制金鱼体色的基因的遗传遵循基因自由组合定律
B．紫色最深的金鱼的基因型是AABBCCDD
C．F2紫色个体中纯合子占1/255
D．F2个体中杂合子占15/16
C 解析：据题干信息，控制金鱼体色的四对等位基因分别位于不同的同源染色体上，可判断控制金鱼体色的基因的遗传遵循基因自由组合定律，A项正确；据题干信息，只要有一个显性基因存在，个体就表现为紫色，且紫色深浅程度随显性基因数目的增多而加深，推断紫色最深的金鱼的基因型为AABBCCDD，B项正确；紫色最深的鱼(AABBCCDD)与白色鱼(aabbccdd)杂交，F1的基因型为AaBbCcDd，F2中紫色个体所占比例为1－(1/4)4＝255/256，F2中的纯合子所占比例为(1/2)4，F2中白色纯合子所占比例为(1/4)4，因此F2紫色个体中纯合子所占的比例为(1/16－1/256)÷(255/256)＝1/17，C项错误；F2中杂合子所占的比例为1－(1/2)4＝15/16，D项正确。
考向3| 两对等位基因遗传中的概率计算
5．(2022·山东济南检测)某遗传病的遗传涉及非同源染色体上的两对等位基因。已知Ⅰ1的基因型为AaBB，且Ⅱ2与Ⅱ3婚配的子代不会患病。根据以下系谱图，下列推断正确的是( )
A．Ⅰ3的基因型一定为AABb
B．Ⅱ2的基因型一定为aaBB
C．Ⅲ1的基因型可能为AaBb或AABb
D．Ⅲ2与基因型为AaBb的女性婚配，子代患病的概率为3/16
B 解析：由题干信息知，该遗传病是由两对等位基因控制的，Ⅰ1的基因型为AaBB，表现正常，则Ⅱ2一定有B基因，但Ⅱ2却患病，据此可知，当同时具有A和B两种显性基因时，个体才不会患病。而Ⅱ2与Ⅱ3婚配的子代不会患病，推知Ⅱ2和Ⅱ3的基因型分别为aaBB和AAbb，所以Ⅰ3的基因型是AaBb或AABb。Ⅲ1和Ⅲ2的基因型均为AaBb。Ⅲ2与基因型为AaBb的女性婚配，子代正常(A_B_)的概率是9/16，患病的概率应为7/16。
6．(2021·广东西樵高中模拟)已知人类ABO血型是由IA、IB、i 3个复等位基因控制的，相关基因型和表型的对应关系通常如下表所示。现发现另有一对基因H、h也与血型决定有关，当存在H基因时，IA和IB才能表达。现有如下家族系谱图，不考虑基因突变的情况下，下列叙述正确的是( )
基因型
IAIA、IAi
IBIB、IBi
IAIB
ii
表型
A型血
B型血
AB型血
O型血
A．Ⅰ2的基因型一定是HhIBIB
B．Ⅲ1和Ⅲ2的血型一定与其父母一方相同
C．假如Ⅱ1为纯合子，则Ⅲ1和Ⅲ2血型相同的概率为1/2
D．假如Ⅱ1为杂合子，则Ⅲ1为O型血的概率为11/24
C 解析：由于H基因存在时，IA和IB才能表达，根据Ⅰ1 O型血的基因型是Hhii，Ⅱ2 O型血的基因型是hhIBi，则Ⅰ2 B型血的基因型是HhIBIB或HhIBi，A错误。Ⅱ1血型为A型，基因型是H_IAIA或H_Ai，若Ⅱ1的基因型是HHIAi，则Ⅲ1和Ⅲ2的基因型可以是HhIBi或HhIAIB，血型是B型或AB型，与父母不同，B错误。若Ⅱ1为纯合子，基因型是HHIAIA，Ⅱ2基因型为hhIBi，则Ⅲ2的基因型为HhIAi(A型)或HhIAiB(AB型)，因此Ⅲ1和Ⅲ2血型相同(A型或AB型)的概率是1/2，C正确。若Ⅱ1为杂合子，其基因型为HHIAi、HhIAIA或HhIAi，若Ⅱ1基因型是HHIAi，Ⅱ2的基因型为hhIBi，则Ⅲ1为O型血(Hhii)的概率为1/4；若Ⅱ1基因型是HhIAIA，Ⅱ2的基因型为hhIBi，则Ⅲ1为O型血(hh__)的概率为1/2×1＝1/2；若Ⅱ1基因型是HhIAi，Ⅱ2的基因型为hhIBi，则Ⅲ1为O型血(Hhii＋hh__)的概率为1/2×1/4＋1/2×1＝5/8，D错误。
【命题动态】利用生产、生活实际及科研论文情境考查自由组合定律的基因型、表型相互推导、概率计算及相关探究；以杂交水稻、优生优育为情境考查理论知识在现实情境中的具体应用。命题情境呈现多样化，在近两年的新高考中多次出现，难度中等到偏难。
1．(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( )
A．植株A的测交子代会出现2n种不同表现型的个体
B．n越大，植株A测交子代中不同表现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
[思维培养]
B 解析：每对等位基因测交后会出现2种表现型，故n对等位基因杂合的植株A的测交子代会出现2n种不同表现型的个体，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)，即不同表现型个体数目均相等，B错误；植株A测交子代中n对基因均杂合的个体数为1/2n，纯合子的个体数也是1/2n，二者相等，C正确；n≥2时，植株A的测交子代中纯合子的个体数是1/2n，杂合子的个体数为1－(1/2n)，故杂合子的个体数多于纯合子的个体数，D正确。
2．(2020·浙江卷)若某哺乳动物毛发颜色由基因De(褐色)、Df(灰色)、d(白色)控制，其中De和Df分别对d完全显性。毛发形状由基因H(卷毛)、h(直毛)控制。控制两种性状的等位基因均位于常染色体上且独立遗传。基因型为DedHh和DfdHh的雌雄个体交配。下列说法正确的是( )
A．若De对Df共显性、H对h完全显性，则F1有6种表现型
B．若De对Df共显性、H对h不完全显性，则F1有12种表现型
C．若De对Df不完全显性、H对h完全显性，则F1有9种表现型
D．若De对Df完全显性、H对h不完全显性，则F1有8种表现型
[思维培养]
B 解析：若De对Df共显性，H对h完全显性，基因型为DedHh和DfdHh的雌雄个体交配，毛发颜色基因型有DeDf、Ded、Dfd和dd 4种，表现型4种，毛发形状基因型有HH、Hh和hh 3种，表现型2种，则F1有4×2＝8(种)表现型，A错误；若De对Df共显性，H对h不完全显性，基因型为DedHh和DfdHh的雌雄个体交配，毛发颜色基因型有DeDf、 Ded、Dfd和dd 4种，表现型4种，毛发形状基因型有HH、Hh和hh 3种，表现型3种，则F1有4×3＝12(种)表现型，B正确；若De对Df不完全显性，H对h完全显性，基因型为DedHh和DfdHh的雌雄个体交配，毛发颜色基因型有DeDf、 Ded、Dfd和dd 4种，表现型4种，毛发形状基因型有HH、Hh和hh 3种，表现型2种，则F1有4×2＝8(种)表现型，C错误；若De对Df完全显性，H对h不完全显性，基因型为DedHh和DfdHh的雌雄个体交配，毛发颜色基因型有DeDf、 Ded、Dfd和dd 4种，表现型3种，毛发形状基因型有HH、Hh和hh 3种，表现型3种，则F1有3×3＝9(种)表现型，D错误。
1．(生活、学习和实践情境)将纯合的野鼠色小鼠与棕色小鼠杂交，F1全部表现为野鼠色。F1个体间相互交配，F2表型及比例为野鼠色∶黄色∶黑色∶棕色＝9∶3∶3∶1。若M、N为控制相关代谢途径的显性基因，据此推测最合理的代谢途径是( )
A 解析：根据题意，将纯合的野鼠色小鼠与棕色小鼠杂交，F1全部表现为野鼠色。F1个体间相互交配，F2表型及比例为野鼠色∶黄色∶黑色∶棕色＝9∶3∶3∶1，据此可知，野鼠色是双显性基因控制的，棕色是隐性基因控制的，黄色、黑色分别是由单显性基因控制的。
2．(科学实验和探究情境)其他科学家用某些植物模拟孟德尔的基因自由组合实验时，发现并没有得到9∶3∶3∶1的数量比，下列解释不可能的是( )
A．选用的实验材料有雌雄之分，与豌豆不同
B．基因与性状并不是简单的一一对应关系
C．控制这些性状的基因位于线粒体内的DNA上
D．选用的2对等位基因位于一对同源染色体上
A 解析：选用的实验材料不论是否有雌雄之分，只要基因型为AaBb个体产生的配子类型及比例是AB∶Ab∶aB∶ab＝1∶1∶1∶1，雌雄配子随机结合后，后代就会得到9∶3∶3∶1的数量比，A错误；若基因与性状并不是简单的一一对应关系，则可能不会出现9∶3∶3∶1的数量比，B正确；若控制这些性状的基因位于线粒体内的DNA上，则该性状的遗传不遵循自由组合定律，不会得到9∶3∶3∶1的数量比，C正确；若选用的2对等位基因位于一对同源染色体上，则存在连锁情况，该性状的遗传不遵循自由组合定律，不会得到9∶3∶3∶1的数量比，D正确。
3．(生活、学习和实践情境)某一年生植物的花色有红色和蓝色两种，为了研究其遗传机制，人们用纯系品种进行杂交，得到的结果如下表。回答下列问题：
杂交
组合
父本
(表型)
母本
(表型)
F1
(表型)
F2(表型)
1
10(红色)
10(红色)
81(红色)
260
(红色)
60
(蓝色)
2
10(红色)
10(蓝色)
79(红色)
240
(红色)
80
(蓝色)
(1)依据杂交组合________可推知，红色和蓝色这对相对性状受__________对等位基因控制。
(2)杂交组合1的F2中，开红色花个体的基因型有________种，杂交组合2的F2中，开蓝色花植株自交，后代的表型为______________。将两个杂交组合的F1植株相互交配，子代的表型及比例为______________________。
(3)研究发现：该植物的纯合蓝色花品种比杂合蓝色花品种颜色更深，更具有观赏性。现生产上需纯合种子用于种植。试以杂交组合1亲本杂交获得的种子为材料，通过杂交育种方法，获得所需种子，写出简要培育过程(要求：按年份时间顺序书写：第一年：……；……)。_________________________________
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
解析：(1)杂交组合1的F2表型比例为红色∶蓝色＝13∶3，是自由组合比9∶3∶3∶1的变形，说明红色和蓝色这对相对性状受两对等位基因控制。仅含有其中一种单显性基因(A或B)的个体表现为蓝色，其余7种基因型个体表现为红色。(2)杂交组合1的F1基因型可表示为AaBb，表型为红色；F1自交产生的F2中，有7种基因型个体表现为红色。杂交组合2的F2中，蓝色个体的基因型可表示为aaBB(或AAbb)，自交后代全为蓝色；杂交组合2的F1中，红色个体的基因型可表示为AaBB(或AABb)，将两个杂交组合的F1植株相互交配，子代的表型及比例为红花∶蓝花＝3∶1。(3)纯合蓝色花品种的基因型可表示为aaBB(或AAbb)，杂交组合1的F1基因型可表示为AaBb，将基因型为AaBb的种子种植，育成植株，收获种子；第二年再种植，育成植株，让其自交，选择颜色更深更具观赏性的蓝色花植株，收获其种子，即为所需的种子。
答案：(1)1 两 (2)7 全部开蓝花 红花∶蓝花＝3∶1 (3)第一年：将种子种植，育成植株，让其自交并收获种子。第二年：将收获的种子分开种植，育成植株，让其自交，选择颜色更深、更具观赏性的蓝色花植株，收获其种子，即为所需的种子
第15课 基因的自由组合定律
►学业质量水平要求◄
1．通过对基因自由组合定律的实质分析，从细胞水平阐述生命的延续性，建立起进化与适应的观点。(生命观念)
2．通过对基因分离定律与自由组合定律的关系解读，研究自由组合定律的解题规律及方法，培养归纳与概括、演绎与推理及逻辑分析能力。(科学思维)
3．通过个体基因型的探究与自由组合定律的验证实验，掌握实验操作的方法，培养实验设计及结果分析的能力。(科学探究)
4．运用遗传学原理指导育种工作和医学实践。(社会责任)
考点一 两对相对性状杂交实验的“假说—演绎”分析
1．两对相对性状的杂交实验分析
2．自由组合定律
(1)自由组合定律的内容。
(2)细胞学基础(以精原细胞为例)。
3．孟德尔获得成功的原因
4．孟德尔遗传定律的应用
(1)指导杂交育种：通过杂交育种，把不同亲本的优良性状组合在一起。
(2)指导医学实践：根据分离定律和自由组合定律，对某些遗传病在后代中的患病概率作出科学的推断，从而为遗传咨询提供理论依据。
1．F1产生基因型为YR的卵细胞和基因型为YR的精子数量之比为1∶1。 ( × )
2．受精时，F1雌雄配子的组合方式有9种。 ( × )
3．F2的9∶3∶3∶1性状分离比一定依赖于雌雄配子的随机结合。 ( √ )
4．F2的黄色圆粒中，只有YyRr是杂合子，其他的都是纯合子。 ( × )
5．F2的基因型有4种，比例为9∶3∶3∶1。 ( × )
6．基因自由组合定律是指F1产生的4种类型的精子和卵细胞可以自由组合。 ( × )
7．某个体自交后代性状分离比为3∶1，则说明此性状一定是由一对等位基因控制的。 ( × )
8．基因型为AaBb的个体测交，后代表型比例为3∶1或1∶2∶1，则该遗传可能遵循基因的自由组合定律。 ( √ )
【教材细节命题】
(必修2 P10旁栏思考)从数学的角度分析，9∶3∶3∶1与3∶1能否建立联系，这对于理解两对相对性状的遗传结果有什么启示？对于两对相对性状的遗传结果，如果对每一对性状单独进行分析，其性状的数量比都是3∶1，即每对性状的遗传都遵循了分离定律。两对相对性状的遗传结果可以表示为它们各自遗传结果的乘积，即9∶3∶3∶1来自(3∶1)2。
1．孟德尔两对相对性状杂交实验F2基因型和表型的种类及比例
(1)
(2)
提醒：重组类型的内涵及常见错误
含两对相对性状的纯合亲本杂交，F2中重组类型所占比例并不都是6/16。
(1)当亲本基因型为YYRR和yyrr时，F2中重组类型所占比例是6/16。
(2)当亲本基因型为YYrr和yyRR时，F2中重组类型所占比例是1/16＋9/16＝10/16。
2．基因分离定律与自由组合定律的关系及相关比例
3．自由组合定律的验证方法(n对等位基因位于不同对同源染色体上且完全显性)
考向1| 两对相对性状的杂交实验
1．在两对相对性状的杂交实验中，已知控制两对相对性状的两对等位基因分别位于两对同源染色体上，两亲本杂交产生F1，F1自交(或雌雄个体杂交)产生F2，若要使F2出现9∶3∶3∶1的性状分离比，还需要的必要条件是( )
A．植株的种植环境相同
B．亲代为两对显性基因纯合与两对隐性基因纯合
C．具有受精能力的雌雄配子数量相同
D．亲本的两对等位基因都位于常染色体上
A 解析：两对等位基因位于两对同源染色体上，其遗传遵循基因的自由组合定律，若要使F2出现9∶3∶3∶1的分离比，则植株的种植环境需相同，A符合题意；设两对等位基因分别为A/a、B/b，则亲本的基因型组合可以是AABB×aabb，还可以是AAbb×aaBB，B不符合题意；若要使F2出现9∶3∶3∶1的性状分离比，则需要满足雌雄配子种类和比例相同，即雌雄配子均为四种，且比例为1∶1∶1∶1，具有受精能力的雌雄配子数量可以不相同，C不符合题意；亲本的两对等位基因可以一对位于常染色体上，另一对位于性染色体上，还有可能两对等位基因都位于常染色体上，D不符合题意。
2．(2021·福建福州质检)某种动物的黑色毛(B)对白色毛(b)为显性，直毛(D)对卷毛(d)为显性，控制两对性状的基因独立遗传。基因型为BbDd的个体与基因型为bbDd的个体交配，下列关于子代的判断错误的是( )
A．基因型有6种
B．表型有4种
C．白色直毛个体占3/8
D．黑色卷毛个体的基因型有2种
D 解析：据题干信息可知，两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律。基因型为BbDd的个体与基因型为bbDd的个体杂交，子代基因型有2×3＝6(种)，A项正确；子代表型有2×2＝4(种)，B项正确；子代中白色直毛个体bbD_所占的比例为(1/2)×(3/4)＝3/8，C项正确；子代中黑色卷毛个体的基因型为Bbdd，只有1种，D项错误。
考向2| 自由组合定律的实质与细胞学基础的考查
3．(2021·安徽合肥一检)下列有关孟德尔两对相对性状遗传实验的说法，能反映基因自由组合定律实质的是( )
A．YY、Yy、yy与RR、Rr、rr之间的自由组合
B．F1产生的四种雌、雄配子之间的随机组合
C．黄色(绿色)表型与圆粒(皱粒)表型之间自由组合
D．Y(y)与R(r)所在的非同源染色体在减数分裂Ⅰ后期自由组合
D 解析：自由组合定律的实质：在形成配子时，同源染色体上的等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合，具有以下两个特点：①同时性：同源染色体上等位基因的分离与非同源染色体上非等位基因间的自由组合同时进行；②独立性：同源染色体上等位基因间的相互分离与非同源染色体上非等位基因间的自由组合互不干扰，各自独立地分配到配子中去。故Y(y)与R(r)所在的非同源染色体在减数分裂Ⅰ后期自由组合能反映基因自由组合定律的实质。故选D。
4．(2021·贵州贵阳监测)等位基因A、a，B、b分别控制一对相对性状。下图表示这两对等位基因在染色体上的分布情况，若图甲、乙、丙中的同源染色体均不发生互换，也不发生基因突变，则图中所示个体自交，下列相关叙述错误的是( )
A．图甲所示个体自交后代有3种基因型
B．图乙所示个体自交后代的表型之比为3∶1
C．图丙所示个体自交后代纯合子的基因型有4种
D．单独研究A、a或B、b，它们在遗传时均遵循基因的分离定律
B 解析：图甲所示个体自交，后代的基因型及比例为AABB∶AaBb∶aabb＝1∶2∶1，A项正确；图乙所示个体自交，后代的基因型及比例为AAbb∶AaBb∶aaBB＝1∶2∶1，表型比例为1∶2∶1，B项错误；图丙所示个体自交，后代纯合子的基因型有AABB、AAbb、aaBB、aabb，共4种，C项正确；A、a，B、b这两对等位基因在遗传时都遵循基因的分离定律，D项正确。
【方法规律】非等位基因与自由组合定律的对应关系
两对等位基因控制的性状不一定都遵循自由组合定律，下图中A、a与B、b两对等位基因位于一对同源染色体上，它们之间的遗传不遵循自由组合定律，分为以下两种情况：
①在不发生互换的情况下，AaBb自交后代性状分离比为3∶1。
②在发生互换的情况下，其自交后代有四种表型，但比例不是9∶3∶3∶1。
考向3| 自由组合定律的验证
5．(2022·福建泉州二模)番茄果形有圆形果和长形果，花序有单一花序和复状花序，分别由基因T/t、S/s控制。某兴趣小组先用纯合的复状花序圆形果植株与纯合的单一花序长形果植株杂交，F1为单一花序圆形果；再用双隐性品系与F1进行测交，甲、乙同学对测交后代分别进行统计，结果如表。
表1 甲的统计数据
测交子代表型
圆形果
长形果
复状花序
单一花序
测交子
代数/株
107
103
105
105
表2 乙的统计数据
测交子代
表型
单一花序
圆形果
单一花序
长形果
复状花序
圆形果
复状花序
长形果
测交子
代数/株
22
83
85
20
请回答：
(1)复状花序圆形果亲本和F1的基因型分别为_________。
(2)根据表1能否判断控制番茄果形和花序基因的遗传是否遵循自由组合定律？________。请说明原因：__________________________________________
____________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
(3)乙同学根据表2得出结论“控制番茄果形和花序基因的遗传不遵循自由组合定律”，该结论是否正确？请说明理由：_____________________________
_________________________________________________________________。
解析：(1)纯合的复状花序圆形果植株与纯合的单一花序长形果植株杂交，F1为单一花序圆形果，故单一花序、圆形果为显性性状。复状花序圆形果亲本的基因型是ssTT，F1的基因型是SsTt。(2)甲的统计数据圆形果∶长形果＝1∶1、复状花序∶单一花序＝1∶1，不论两对等位基因是否遵循自由组合定律，测交后代都会出现该比值，因此根据表1不能判断控制番茄果形和花序基因的遗传是否遵循自由组合定律。(3)表2中，对每一对相对性状来说，圆形果∶长形果＝1∶1、复状花序∶单一花序＝1∶1，但是考虑两对相对性状，测交后代四种表型比例不是1∶1∶1∶1，说明F1产生的四种配子的比例不是1∶1∶1∶1，因此两对等位基因的遗传不遵循自由组合定律，测交后代产生四种类型是由于F1产生配子时发生了互换。
答案：(1)ssTT、SsTt (2)不能 不论两对等位基因是否遵循自由组合定律，测交后代都会出现圆形果∶长形果＝1∶1，复状花序∶单一花序＝1∶1 (3)正确，因为测交后代四种表型比例不是1∶1∶1∶1，而是两多两少
考点二 自由组合定律的解题规律及方法
1．应用分离定律解决自由组合定律问题的思路(拆分法)
(1)解题思路：基因的自由组合定律可以拆成分离定律来解答，如：AaBb×aaBb，可以分成Aa×aa和Bb×Bb，按分离定律得出结果，然后将两个结果相乘即可。
(2)常见类型。
题型分类
解题规律
示例
种类问题
配子类型(配子种类数)
2n(n为等位基因对数)
AaBbCCDd产生配子种类数为23＝8(种)
配子间结
合方式
配子间结合方式种类数等于配子种类数的乘积
AABbCc×aaBbCC，配子间结合方式种类数为4×2＝8(种)
种类问题
子代基因
型(或表型)种类
双亲杂交(已知双亲基因型)，子代基因型(或表型)种类等于各性状按分离定律所求基因型(或表型)种类的乘积
AaBbCc×Aabbcc，基因型为3×2×2＝12(种)，表型为2×2×2＝8(种)
概率问题
基因型
(或表型)
的比例
按分离定律求出相应基因型(或表型)的比例，然后利用乘法原理进行组合
AABbDd×aaBbdd，F1中AaBbDd所占比例为1×1/2×1/2＝1/4
纯合子或
杂合子出
现的比例
按分离定律求出纯合子的概率的乘积为纯合子出现的比例，杂合子概率＝1－纯合子概率
AABbDd×AaBBdd，F1中，AABBdd所占比例为1/2×1/2×1/2＝1/8
2．已知子代表型及比例，推测亲本基因型的方法
(1)逆向组合：将自由组合定律的性状分离比问题拆分成分离定律的性状分离比，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)，则亲本类型有AaBB×Aa__、Aabb×Aabb、AABb×__Bb、aaBb×aaBb。
3．n对等位基因(完全显性)自由组合的计算方法
等位基
因对数
F1配子
F2基因型
F2表型
种类
比例
种类
比例
种类
比例
1
2
(1∶1)1
3
(1∶2∶1)1
2
(3∶1)1
2
22
(1∶1)2
32
(1∶2∶1)2
22
(3∶1)2
3
23
(1∶1)3
33
(1∶2∶1)3
23
(3∶1)3
……
……
……
……
……
……
……
n
2n
(1∶1)n
3n
(1∶2∶1)n
2n
(3∶1)n
(1)若F2中子代性状分离比之和为4n，则所研究的性状至少由n对等位基因控制。
(2)若F2中全显性性状的个体比例为(3/4)n，则所研究的性状至少由n对等位基因控制。
4．用“十字交叉法”解答两病概率计算问题
(1)当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时，各种患病情况的概率分析如下：
(2)根据序号所示进行相乘得出相应概率再进一步拓展，如下表：
序号
类型
计算公式
①
同时患两病概率
mn
②
只患甲病概率
m(1－n)
③
只患乙病概率
n(1－m)
④
不患病概率
(1－m)(1－n)
拓展求解
患病概率
①＋②＋③或1－④
只患一种病概率
②＋③或1－(①＋④)
考向1| 两对相对性状遗传中亲子代基因型和表型的推断
1．(2021·江淮十校联考)水稻香味性状与抗病性状独立遗传。香味性状受隐性基因(a)控制，抗病(B)对感病(b)为显性。为选育抗病香稻新品种，科研人员进行了一系列杂交实验。两亲本无香味感病与无香味抗病植株杂交的统计结果如图所示。下列有关叙述不正确的是( )
A．香味性状一旦出现即能稳定遗传
B．两亲本的基因型分别是Aabb、AaBb
C．两亲本杂交的子代中能稳定遗传的有香味抗病植株所占比例为0
D．两亲本杂交的子代自交，后代群体中能稳定遗传的有香味抗病植株所占比例为1/32
D 解析：由题意可知，香味性状对应基因型为aa，一旦出现即能稳定遗传，A项正确；由子代抗病∶感病＝1∶1，可推知亲代为Bb和bb，子代无香味∶有香味＝3∶1，可推知亲代为Aa和Aa，所以两亲本的基因型分别是Aabb、AaBb，B项正确；两亲本(Aabb、AaBb)杂交的子代中有香味抗病植株的基因型为aaBb，为杂合子，不能稳定遗传，C项正确；两亲本杂交的子代为1/8AABb、1/8AAbb、1/4AaBb、1/4Aabb、1/8aaBb、1/8aabb，子代自交，后代群体中能稳定遗传的有香味抗病植株(aaBB)所占比例为1/4×1/4×1/4＋1/8×1/4＝3/64，D项错误。
2．某植物花瓣的大小受一对等位基因A、a控制，基因型AA的植株表现为大花瓣，基因型Aa的植株表现为小花瓣，基因型aa的植株表现为无花瓣。该植物花瓣的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，基因型为rr的花瓣为黄色，两对等位基因独立遗传。若基因型为AaRr的亲本自交，则下列有关判断错误的是( )
A．子代共有9种基因型
B．子代共有5种表型
C．子代的所有植株中，纯合子约占1/16
D．子代有花瓣的植株中，AaRr所占的比例约为1/3
C 解析：Aa个体自交后代的基因型有3种，Rr自交后代的基因型有3种，因此若基因型为AaRr的亲本自交，子代共有9种基因型，A正确；由题意可知，Aa自交子代表型有3种，Rr自交子代表型有2种，但由于aa表现为无花瓣，故aaR_与aarr的表型相同，所以子代的表型共5种，B正确；AaRr自交，子代纯合子基因型为AARR、AArr、aaRR、aarr，各占1/4×1/4＝1/16，故子代的所有植株中纯合子约占1/4，C错误；基因型为AaRr的亲本自交，子代有花瓣的植株的基因型为AA__和Aa__，Aa占2/3，Rr占1/2，因此有花瓣的植株中AaRr所占的比例为2/3×1/2＝1/3，D正确。
考向2| 利用“拆分法”解决多对基因的遗传问题
3．(2021·湖北黄冈联考)某研究小组研究小麦子粒颜色的遗传时，发现下图所示情况(设相关基因为A、a，B、b，C、c……)，结合图示结果判断，下列说法错误的是( )
A．因为F2发生性状分离，所以F1一定是杂合子，亲本最可能是纯合子
B．小麦籽粒颜色的遗传可能由分别位于3对同源染色体上的3对基因控制
C．据图分析，第Ⅱ组的F2红粒个体中，纯合个体的基因型有7种
D．第Ⅲ组F1的基因型可能为AaBbCc，其测交后代中纯合子占1/8
C 解析：F2发生性状分离，说明F1一定是杂合子，而F1只出现一种性状，说明亲本最可能是纯合子，A项正确。根据第Ⅲ组F2中红粒∶白粒＝63∶1，可推知该性状可能由位于3对同源染色体上的3对基因控制，B项正确。设三对独立遗传的基因分别为A、a，B、b，C、c，第Ⅱ组杂交组合F1可能的基因型有AaBbcc、AabbCc、aaBbCc 3种，自交后代性状分离比都为15(即9＋3＋3)∶1；说明只有隐性纯合子才表现为白粒，其他都表现为红粒，推测出红粒个体中纯合子的基因型只有3种，C项错误。第Ⅲ组杂交组合F1可能的基因型为AaBbCc，由于只有纯隐性个体才表现为白粒，所以F1测交，后代中红粒和白粒的比例为7∶1，则纯合子占1/8，D项正确。
4．(2021·湖北八校联考)中国动物遗传学家陈桢证明金鱼体色是由常染色体上的基因控制的，白色是由四对隐性基因(aabbccdd)控制的性状。这四对基因分别位于不同的同源染色体上。而四对基因中只要有一个显性基因存在，个体就表现为紫色，观察发现紫色鱼的体色深浅程度随显性基因数目的增多而加深。用紫色最深的紫色鱼与白色鱼杂交得到足够数量的F1，让F1雌雄鱼杂交，得到F2个体(假设F2个体的各表型成活率相同)，则下列说法错误的是( )
A．控制金鱼体色的基因的遗传遵循基因自由组合定律
B．紫色最深的金鱼的基因型是AABBCCDD
C．F2紫色个体中纯合子占1/255
D．F2个体中杂合子占15/16
C 解析：据题干信息，控制金鱼体色的四对等位基因分别位于不同的同源染色体上，可判断控制金鱼体色的基因的遗传遵循基因自由组合定律，A项正确；据题干信息，只要有一个显性基因存在，个体就表现为紫色，且紫色深浅程度随显性基因数目的增多而加深，推断紫色最深的金鱼的基因型为AABBCCDD，B项正确；紫色最深的鱼(AABBCCDD)与白色鱼(aabbccdd)杂交，F1的基因型为AaBbCcDd，F2中紫色个体所占比例为1－(1/4)4＝255/256，F2中的纯合子所占比例为(1/2)4，F2中白色纯合子所占比例为(1/4)4，因此F2紫色个体中纯合子所占的比例为(1/16－1/256)÷(255/256)＝1/17，C项错误；F2中杂合子所占的比例为1－(1/2)4＝15/16，D项正确。
考向3| 两对等位基因遗传中的概率计算
5．(2022·山东济南检测)某遗传病的遗传涉及非同源染色体上的两对等位基因。已知Ⅰ1的基因型为AaBB，且Ⅱ2与Ⅱ3婚配的子代不会患病。根据以下系谱图，下列推断正确的是( )
A．Ⅰ3的基因型一定为AABb
B．Ⅱ2的基因型一定为aaBB
C．Ⅲ1的基因型可能为AaBb或AABb
D．Ⅲ2与基因型为AaBb的女性婚配，子代患病的概率为3/16
B 解析：由题干信息知，该遗传病是由两对等位基因控制的，Ⅰ1的基因型为AaBB，表现正常，则Ⅱ2一定有B基因，但Ⅱ2却患病，据此可知，当同时具有A和B两种显性基因时，个体才不会患病。而Ⅱ2与Ⅱ3婚配的子代不会患病，推知Ⅱ2和Ⅱ3的基因型分别为aaBB和AAbb，所以Ⅰ3的基因型是AaBb或AABb。Ⅲ1和Ⅲ2的基因型均为AaBb。Ⅲ2与基因型为AaBb的女性婚配，子代正常(A_B_)的概率是9/16，患病的概率应为7/16。
6．(2021·广东西樵高中模拟)已知人类ABO血型是由IA、IB、i 3个复等位基因控制的，相关基因型和表型的对应关系通常如下表所示。现发现另有一对基因H、h也与血型决定有关，当存在H基因时，IA和IB才能表达。现有如下家族系谱图，不考虑基因突变的情况下，下列叙述正确的是( )
基因型
IAIA、IAi
IBIB、IBi
IAIB
ii
表型
A型血
B型血
AB型血
O型血
A．Ⅰ2的基因型一定是HhIBIB
B．Ⅲ1和Ⅲ2的血型一定与其父母一方相同
C．假如Ⅱ1为纯合子，则Ⅲ1和Ⅲ2血型相同的概率为1/2
D．假如Ⅱ1为杂合子，则Ⅲ1为O型血的概率为11/24
C 解析：由于H基因存在时，IA和IB才能表达，根据Ⅰ1 O型血的基因型是Hhii，Ⅱ2 O型血的基因型是hhIBi，则Ⅰ2 B型血的基因型是HhIBIB或HhIBi，A错误。Ⅱ1血型为A型，基因型是H_IAIA或H_Ai，若Ⅱ1的基因型是HHIAi，则Ⅲ1和Ⅲ2的基因型可以是HhIBi或HhIAIB，血型是B型或AB型，与父母不同，B错误。若Ⅱ1为纯合子，基因型是HHIAIA，Ⅱ2基因型为hhIBi，则Ⅲ2的基因型为HhIAi(A型)或HhIAiB(AB型)，因此Ⅲ1和Ⅲ2血型相同(A型或AB型)的概率是1/2，C正确。若Ⅱ1为杂合子，其基因型为HHIAi、HhIAIA或HhIAi，若Ⅱ1基因型是HHIAi，Ⅱ2的基因型为hhIBi，则Ⅲ1为O型血(Hhii)的概率为1/4；若Ⅱ1基因型是HhIAIA，Ⅱ2的基因型为hhIBi，则Ⅲ1为O型血(hh__)的概率为1/2×1＝1/2；若Ⅱ1基因型是HhIAi，Ⅱ2的基因型为hhIBi，则Ⅲ1为O型血(Hhii＋hh__)的概率为1/2×1/4＋1/2×1＝5/8，D错误。
【命题动态】利用生产、生活实际及科研论文情境考查自由组合定律的基因型、表型相互推导、概率计算及相关探究；以杂交水稻、优生优育为情境考查理论知识在现实情境中的具体应用。命题情境呈现多样化，在近两年的新高考中多次出现，难度中等到偏难。
1．(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( )
A．植株A的测交子代会出现2n种不同表现型的个体
B．n越大，植株A测交子代中不同表现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
[思维培养]
B 解析：每对等位基因测交后会出现2种表现型，故n对等位基因杂合的植株A的测交子代会出现2n种不同表现型的个体，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)，即不同表现型个体数目均相等，B错误；植株A测交子代中n对基因均杂合的个体数为1/2n，纯合子的个体数也是1/2n，二者相等，C正确；n≥2时，植株A的测交子代中纯合子的个体数是1/2n，杂合子的个体数为1－(1/2n)，故杂合子的个体数多于纯合子的个体数，D正确。
2．(2020·浙江卷)若某哺乳动物毛发颜色由基因De(褐色)、Df(灰色)、d(白色)控制，其中De和Df分别对d完全显性。毛发形状由基因H(卷毛)、h(直毛)控制。控制两种性状的等位基因均位于常染色体上且独立遗传。基因型为DedHh和DfdHh的雌雄个体交配。下列说法正确的是( )
A．若De对Df共显性、H对h完全显性，则F1有6种表现型
B．若De对Df共显性、H对h不完全显性，则F1有12种表现型
C．若De对Df不完全显性、H对h完全显性，则F1有9种表现型
D．若De对Df完全显性、H对h不完全显性，则F1有8种表现型
[思维培养]
B 解析：若De对Df共显性，H对h完全显性，基因型为DedHh和DfdHh的雌雄个体交配，毛发颜色基因型有DeDf、Ded、Dfd和dd 4种，表现型4种，毛发形状基因型有HH、Hh和hh 3种，表现型2种，则F1有4×2＝8(种)表现型，A错误；若De对Df共显性，H对h不完全显性，基因型为DedHh和DfdHh的雌雄个体交配，毛发颜色基因型有DeDf、 Ded、Dfd和dd 4种，表现型4种，毛发形状基因型有HH、Hh和hh 3种，表现型3种，则F1有4×3＝12(种)表现型，B正确；若De对Df不完全显性，H对h完全显性，基因型为DedHh和DfdHh的雌雄个体交配，毛发颜色基因型有DeDf、 Ded、Dfd和dd 4种，表现型4种，毛发形状基因型有HH、Hh和hh 3种，表现型2种，则F1有4×2＝8(种)表现型，C错误；若De对Df完全显性，H对h不完全显性，基因型为DedHh和DfdHh的雌雄个体交配，毛发颜色基因型有DeDf、 Ded、Dfd和dd 4种，表现型3种，毛发形状基因型有HH、Hh和hh 3种，表现型3种，则F1有3×3＝9(种)表现型，D错误。
1．(生活、学习和实践情境)将纯合的野鼠色小鼠与棕色小鼠杂交，F1全部表现为野鼠色。F1个体间相互交配，F2表型及比例为野鼠色∶黄色∶黑色∶棕色＝9∶3∶3∶1。若M、N为控制相关代谢途径的显性基因，据此推测最合理的代谢途径是( )
A 解析：根据题意，将纯合的野鼠色小鼠与棕色小鼠杂交，F1全部表现为野鼠色。F1个体间相互交配，F2表型及比例为野鼠色∶黄色∶黑色∶棕色＝9∶3∶3∶1，据此可知，野鼠色是双显性基因控制的，棕色是隐性基因控制的，黄色、黑色分别是由单显性基因控制的。
2．(科学实验和探究情境)其他科学家用某些植物模拟孟德尔的基因自由组合实验时，发现并没有得到9∶3∶3∶1的数量比，下列解释不可能的是( )
A．选用的实验材料有雌雄之分，与豌豆不同
B．基因与性状并不是简单的一一对应关系
C．控制这些性状的基因位于线粒体内的DNA上
D．选用的2对等位基因位于一对同源染色体上
A 解析：选用的实验材料不论是否有雌雄之分，只要基因型为AaBb个体产生的配子类型及比例是AB∶Ab∶aB∶ab＝1∶1∶1∶1，雌雄配子随机结合后，后代就会得到9∶3∶3∶1的数量比，A错误；若基因与性状并不是简单的一一对应关系，则可能不会出现9∶3∶3∶1的数量比，B正确；若控制这些性状的基因位于线粒体内的DNA上，则该性状的遗传不遵循自由组合定律，不会得到9∶3∶3∶1的数量比，C正确；若选用的2对等位基因位于一对同源染色体上，则存在连锁情况，该性状的遗传不遵循自由组合定律，不会得到9∶3∶3∶1的数量比，D正确。
3．(生活、学习和实践情境)某一年生植物的花色有红色和蓝色两种，为了研究其遗传机制，人们用纯系品种进行杂交，得到的结果如下表。回答下列问题：
杂交
组合
父本
(表型)
母本
(表型)
F1
(表型)
F2(表型)
1
10(红色)
10(红色)
81(红色)
260
(红色)
60
(蓝色)
2
10(红色)
10(蓝色)
79(红色)
240
(红色)
80
(蓝色)
(1)依据杂交组合________可推知，红色和蓝色这对相对性状受__________对等位基因控制。
(2)杂交组合1的F2中，开红色花个体的基因型有________种，杂交组合2的F2中，开蓝色花植株自交，后代的表型为______________。将两个杂交组合的F1植株相互交配，子代的表型及比例为______________________。
(3)研究发现：该植物的纯合蓝色花品种比杂合蓝色花品种颜色更深，更具有观赏性。现生产上需纯合种子用于种植。试以杂交组合1亲本杂交获得的种子为材料，通过杂交育种方法，获得所需种子，写出简要培育过程(要求：按年份时间顺序书写：第一年：……；……)。_________________________________
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
解析：(1)杂交组合1的F2表型比例为红色∶蓝色＝13∶3，是自由组合比9∶3∶3∶1的变形，说明红色和蓝色这对相对性状受两对等位基因控制。仅含有其中一种单显性基因(A或B)的个体表现为蓝色，其余7种基因型个体表现为红色。(2)杂交组合1的F1基因型可表示为AaBb，表型为红色；F1自交产生的F2中，有7种基因型个体表现为红色。杂交组合2的F2中，蓝色个体的基因型可表示为aaBB(或AAbb)，自交后代全为蓝色；杂交组合2的F1中，红色个体的基因型可表示为AaBB(或AABb)，将两个杂交组合的F1植株相互交配，子代的表型及比例为红花∶蓝花＝3∶1。(3)纯合蓝色花品种的基因型可表示为aaBB(或AAbb)，杂交组合1的F1基因型可表示为AaBb，将基因型为AaBb的种子种植，育成植株，收获种子；第二年再种植，育成植株，让其自交，选择颜色更深更具观赏性的蓝色花植株，收获其种子，即为所需的种子。
答案：(1)1 两 (2)7 全部开蓝花 红花∶蓝花＝3∶1 (3)第一年：将种子种植，育成植株，让其自交并收获种子。第二年：将收获的种子分开种植，育成植株，让其自交，选择颜色更深、更具观赏性的蓝色花植株，收获其种子，即为所需的种子
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