人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 孟德尔的豌豆杂交实验（二）学案及答案

这是一份人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 孟德尔的豌豆杂交实验（二）学案及答案，共24页。
第2课时　孟德尔实验方法的启示、
孟德尔遗传规律的再发现、孟德尔遗传规律的应用

学习目标
核心素养
1.熟记课本主要结论并能用来解决类似问题。
2.能够比较熟练地运用“分合思维”快速进行概率等相应计算。
3.初步了解一些常见的非常规概率的由来并运用。
1.生命观念：孟德尔遗传规律的再发现，让人们对遗传学的研究更接近其本质。
2.科学思维：(1)分析孟德尔成功的原因，不仅了解了相应的科学思维方法，还便于学生理解解决实际问题的思维过程；(2)科学研究往往不是一帆风顺的，需要有锲而不舍的科学精神。
3.社会责任：用自由组合定律去预测杂交后代的性状、遗传病的患病概率，去解释生产生活中的有些遗传现象。


知识点一　孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现及应用

1．孟德尔实验方法的启示——孟德尔获得成功的原因
(1)选择豌豆作为实验材料。
(2)运用了统计学方法对实验结果进行分析。
(3)运用了假说—演绎法这一科学方法。
(4)使用不同的字母作为代表不同遗传因子的符号。
(5)先研究一对相对性状，再研究两对相对性状。
2．孟德尔遗传规律的再发现
(1)基因：就是遗传因子。提出人：约翰逊。
(2)表型：生物个体表现出来的性状。如：豌豆的高茎、矮茎。
(3)基因型：与表型有关的基因组成。如：高茎豌豆的基因型为DD或Dd。
(4)等位基因：控制相对性状的基因。如：D和d。



1．表型相同，基因型不一定相同。基因型相同，表型一定相同吗？
提示：不一定。表型是基因型与环境共同作用的结果。
2．D和D、d和d、D和d都是等位基因吗？为什么？
提示：只有D和d是等位基因，控制的是相对性状，D和D、d和d是相同基因，控制的是相同性状。
3．孟德尔遗传规律的应用
(1)分离定律和自由组合定律在生物的遗传中具有普遍性。
(2)应用：有助于人们正确地解释生物界普遍存在的遗传现象，还能够预测杂交后代的类型和它们出现的概率，这在动植物育种和医学实践等方面都具有重要意义。
①杂交育种：人们有目的地将具有不同优良性状的两个亲本杂交，使两个亲本的优良性状组合在一起，再筛选出所需要的优良品种。例如对既抗倒伏又抗条锈病的纯种小麦的选育。
②医学实践：人们可以依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。例如若一个白化病(由隐性基因a控制)患者的双亲表型正常，患者的双亲一定都是杂合子(Aa)，则双亲的后代中患病概率是。

题型一　表型、基因型关系
[例1]　金鱼草的纯合红花植株与白花植株杂交，F1在强光、低温条件下开红花，在阴暗、高温条件下却开白花，这个事实说明(　　)
A．基因型是表型的内在因素
B．表型一定，基因型可以转化
C．表型相同，基因型不一定相同
D．表型是基因型与环境共同作用的结果
解题分析　F1是杂合子，但在不同的条件下表型不一致，说明表型是基因型与环境共同作用的结果。
答案　D
题型二　孟德尔遗传规律的应用
[例2]　假定基因A是视网膜正常所必需的，基因B是视神经正常所必需的，两对基因独立遗传。现有基因型为AaBb的双亲，从理论上分析，他们所生的后代视觉正常的可能性是(　　)
A．3/16 B．4/16 C．7/16 D．9/16
解题分析　由题意可知，视觉正常的个体基因型为A_B_，则双亲基因型为AaBb，后代基因型为A_B_的概率为9/16，即后代视觉正常的可能性为9/16。
答案　D
[例3]　有两个纯种的小麦品种：一个抗倒伏(d)但是易感锈病(r)，另一个易倒伏(D)但能抗锈病(R)。两对相对性状独立遗传，让它们进行杂交得到F1，F1再进行自交，F2中出现了既抗倒伏又抗锈病的新品种。下列说法正确的是(　　)
A．F2中出现的既抗倒伏又抗锈病的新品种都能稳定遗传
B．F1产生的雌雄配子数量相等，结合的概率相同
C．F2中出现的既抗倒伏又抗锈病的新品种占1/16
D．F2中易倒伏与抗倒伏的比例为3∶1，抗锈病与易感锈病的比例为3∶1
解题分析　由题意可知，F1的基因型为DdRr，F2中既抗倒伏又抗锈病的个体的基因型是ddRR和ddRr，杂合子不能稳定遗传，A错误；F1产生的雌雄配子数量不相等，一般雄配子的数量多于雌配子的数量，B错误；F1的基因型为DdRr，F2中既抗倒伏又抗锈病(ddR_)的新品种占1/4×3/4＝3/16，C错误；F1的基因型为DdRr，每对基因的遗传仍遵循基因的分离定律，D正确。
答案　D

知识点二　利用分离定律解决自由组合定律问题

1．解题模式
(1)应用基础：分离定律。熟悉孟德尔的一对相对性状的杂交实验和测交实验中的常见种类及其比值以及不同基因型的个体产生配子情况。例如：
①　×　　→　　
高茎 高茎 高茎
② 　× →
矮茎 矮茎 矮茎
③ 　× 　 → 　Dd
高茎 矮茎 　　高茎
④ 　× → Dd　dd
高茎　 矮茎 高茎∶矮茎＝1∶1

⑥基因型为DD的个体，能产生1种类型的配子，是D；基因型为Dd的个体，能产生2种类型的配子，分别是D和d；基因型为dd的个体，能产生1种类型的配子，是d。
(2)应用原则：先分后合、概率相乘。
第一步：将多对相对性状分开，针对每一对相对性状分别按基因的分离定律进行相应的推算(基因型或表型及其概率，基因型或表型种类数，产生的配子类型及其比例等等)；
第二步：根据解题需要，将第一步中的结果进行组合，即得到所需的基因型(或表型、配子种类等)，对应的概率相乘，即得到相应基因型(或表型、配子种类等)的概率。
2．基本题型分类
(1)由亲代求子代基因型及概率
①配子类型及概率计算
例1：求AaBbCc产生的配子种类及配子中ABC的概率。(三对基因独立遗传)
a．配子种类
　　　　 Aa　　　Bb　　　Cc
　　　　　 ↓　　　 ↓　　 ↓
配子种类数： 2× 2 × 2＝8种
b．ABC配子概率
　　　　Aa　　Bb　　Cc
　　　 ↓　　↓ ↓
(A)×(B)× (C)＝
②配子间的结合方式问题
例2：求AaBbCc与AaBbCC杂交过程中，配子间的结合方式种类数。(三对基因独立遗传)
a.先求AaBbCc、AaBbCC各自产生多少种配子。
AaBbCc→8种配子，AaBbCC→4种配子。
b.再求两亲本配子间的结合方式。由于两性配子间结合是随机的，因而AaBbCc与AaBbCC配子间有8×4＝32种结合方式。
③子代的基因型及概率问题
例3：AaBbCc与AaBBCc杂交后，求其子代的基因型种类及概率。(三对基因独立遗传)
a．先分解为3个分离定律
Aa×Aa→后代有3种基因型；
Bb×BB→后代有2种基因型；
Cc×Cc→后代有3种基因型。
b．根据解题需要，将a中结果进行组合、运算
AaBbCc×AaBBCc，后代中有3×2×3＝18种基因型。
后代中AaBBcc出现的概率为：
(Aa)×(BB)×(cc)＝。
④表型种类及概率问题
例4：AaBbCc×AabbCc，求其杂交后代可能出现的表型种类及概率。(三对基因独立遗传)
a．先分解为3个分离定律
Aa×Aa→后代有2种表型(A_∶aa＝3∶1)；
Bb×bb→后代有2种表型(Bb∶bb＝1∶1)；
Cc×Cc→后代有2种表型(C_∶cc＝3∶1)。
b.根据解题需要，将a中结果进行组合、运算
AaBbCc×AabbCc后代中有2×2×2＝8种表型。
后代中性状表现为A_bbcc的个体出现的概率为：
(A_)×(bb)×(cc)＝。
(2)由子代表型推亲本基因型
①隐性纯合突破法：一旦子代出现隐性性状，可以直接写出子代基因型，并推知两个亲本各有一个隐性基因。




隐性纯合突破法分析：
例如：黄色圆粒豌豆自交后代出现了绿色皱粒的表型；现在选出子代中黄色的豌豆，再自交一代，则F2中黄色的性状出现的概率是多少？
提示：本题中先用隐性纯合突破法推导出亲本基因型为YyRr，F1中黄色为YY、Yy，自交产生F2，再次用隐性纯合突破(先算隐性纯合子，再用1－隐性纯合＝显性性状)，则yy＝×＝，所以F2黄色＝1－＝。
②基因填充法：先根据亲本表型写出可能的基因，再根据子代的表型及比例将未确定的基因补全。
③子代的性状比例法：利用子代特殊的性状比例来推断亲代的基因型。
a.9∶3∶3∶1⇒(3∶1)(3∶1)⇒(Aa×Aa)(Bb×Bb)⇒AaBb×AaBb；
b．1∶1∶1∶1⇒(1∶1)(1∶1)⇒(Aa×aa)(Bb×bb)⇒AaBb×aabb或Aabb×aaBb；
c.3∶3∶1∶1⇒(3∶1)(1∶1)⇒(Aa×Aa)(Bb×bb)或(Aa×aa)(Bb×Bb)⇒AaBb×Aabb或AaBb×aaBb。
例5：豌豆子叶颜色的黄色(Y)、种子形状的圆粒(R)均为显性。两亲本豌豆杂交的F1表型如图。请写出亲代的基因型和表型。

a．种子形状和子叶颜色先分开考虑，分别应用基因分离定律逆推，根据黄色∶绿色＝1∶1，可推出亲代关于子叶颜色的基因型为Yy×yy；根据圆粒∶皱粒＝3∶1，可推出亲代关于种子形状的基因型为Rr×Rr。
b．然后进行组合，故亲代基因型为YyRr和yyRr，表型为黄色圆粒、绿色圆粒。

[例1]　(已知显隐性关系和亲代基因型)已知遗传因子A、B、C及其成对的遗传因子独立遗传互不干扰。现有一对夫妇，妻子的遗传因子组成为AaBBCc，丈夫的遗传因子组成为aaBbCc。其子女中遗传因子组成为aaBBCC的比例和出现具有aaB_C_表型的女儿的比例分别为(　　)
A．1/8、3/8 B．1/16、3/16
C．1/16、3/8 D．1/8、3/16
解题分析　AaBBCc与aaBbCc婚配，求其后代的概率。先分解为三个分离定律：
Aa×aa→后代有2种基因型(1Aa∶1aa)
BB×Bb→后代有2种基因型(1BB∶1Bb)
Cc×Cc→后代有3种基因型(1CC∶2Cc∶1cc)
aaBBCC的比例为1/2aa×1/2BB×1/4CC＝1/16
aaB_C_表型女儿的比例为1/2aa×1B_×3/4C_×1/2＝3/16，故选B。
答案　B
[例2]　(已知显隐性关系和子代表型)玉米子粒的颜色紫色与白色由基因A、a控制，非甜与甜由基因B、b控制。基因型为AaBb的玉米植株自交获得的子代表型及比例是紫色非甜∶白色非甜∶紫色甜∶白色甜＝9∶3∶3∶1。将紫色甜与白色非甜玉米植株作为亲本进行杂交得到F1，F1自交得到的F2的表型及比例是白色非甜∶紫色非甜∶白色甜∶紫色甜＝15∶9∶5∶3，则亲本植株的基因型是(　　)
A．AAbb与aaBB B．Aabb与aaBB
C．AAbb与aaBb D．Aabb与aaBb
解题分析　玉米子粒颜色和甜味分别由基因A、a和B、b控制，基因型为AaBb的玉米植株自交获得的子代表型及比例是紫色非甜∶白色非甜∶紫色甜∶白色甜＝9∶3∶3∶1，即后代紫色∶白色＝3∶1，非甜∶甜＝3∶1，说明紫色和非甜是显性性状，且控制两对相对性状的两对等位基因遵循基因的自由组合定律。紫色甜的基因型为A_bb，白色非甜的基因型为aaB_，两者杂交得到的F1自交，F2表型及比例是白色非甜∶紫色非甜∶白色甜∶紫色甜＝15∶9∶5∶3，其中白色∶紫色＝5∶3，说明F1为1Aa、1aa，非甜∶甜＝3∶1，说明F1为Bb，综合两对基因，说明F1为AaBb、aaBb。因此亲本紫色甜的基因型为Aabb，白色非甜的基因型为aaBB，B正确。
答案　B
[例3]　(患病概率与正常概率)人类多指基因T对正常基因t为显性，白化病基因a对正常基因A为隐性，二者皆独立遗传。在一个家庭中父亲多指，母亲正常，他们有一白化病但手指正常的孩子，则下一个孩子只有一种病和有两种病的概率分别是(　　)
A．3/4、1/4 B．5/8、1/8
C．1/2、1/8 D．1/4、1/8
解题分析　由题干可知，父亲的基因型为T_A_，母亲的基因型为ttA_，他们有一个白化病手指正常的孩子，基因型为ttaa，因此，父亲的基因型为TtAa，母亲的基因型为ttAa。对于多指基因，子代为Tt的概率为，为tt的概率为，即孩子是多指的概率为；对于白化病基因，子代为A_的概率为，为aa的概率为，即孩子患白化病的概率为。因此根据自由组合定律，下一个孩子患一种病的概率为×＋×＝，患两种病的概率为×＝。
答案　C
[例4]　(不知显隐性关系)某哺乳动物毛的颜色有白色和灰色两种，毛的长度有长毛和短毛两种。现用纯合白色长毛亲本与纯合灰色短毛亲本杂交，得到的F1全为白色短毛个体，F1雌雄个体自由交配得F2，结果符合自由组合定律。下列对F2的描述中不正确的是(　　)
A．F2中短毛与长毛之比为3∶1
B．F2有9种基因型，4种表型
C．F2中与亲本表型相同的个体大约占5/8
D.F2中灰色短毛与灰色长毛个体杂交，得到两种比例不同的个体
解题分析　纯合白色长毛亲本与纯合灰色短毛亲本杂交，得到的F1全为白色短毛个体，可知白色、短毛是由显性基因控制的性状。F1雌雄个体自由交配得F2，结果符合自由组合定律，则F1是双杂合个体，设基因型为AaBb，因此F2表型种类为2×2＝4(种)，基因型种类为3×3＝9(种)，B正确；F2中两对性状分开分析，每一对都符合基因的分离定律，所以白色与灰色之比为3∶1，短毛与长毛之比为3∶1，A正确；与亲本表型相同的基因型为A_bb和aaB_，F2中A_bb比例为×＝，aaB_比例为×＝，故F2中与亲本表型相同的个体大约占＋＝，C错误；F2中灰色短毛与灰色长毛(aabb)个体杂交，后代得到灰色短毛比例为×1＋×＝，灰色长毛比例为×＝，所以得到两种比例为2∶1的个体，D正确。
答案　C

技法提升
两种疾病各种组合的概率
若患甲病的概率为m，患乙病的概率为n，两种遗传病之间具有“自由组合”关系时，各种患病情况如下表：
序号
类型
概率
①
不患甲病概率
1－m
②
不患乙病概率
1－n
③
只患甲病的概率
m×(1－n)
④
只患乙病的概率
n×(1－m)
⑤
两病同患的概率
mn
⑥
只患一种病的概率
m(1－n)＋n(1－m)
⑦
完全正常的概率
(1－m)×(1－n)
⑧
患病的概率
1－(1－m)×(1－n)


知识点三　自由组合定律的非常规计算

1．自由组合定律9∶3∶3∶1的变式



2.累加效应
(1)表现

(2)原因：A与B的作用效果相同，但显性基因越多，其效果越强。
3．致死效应
(1)胚胎致死
①显性纯合致死
致死基因
F1(AaBb)自交后代基因型及比例
F1(AaBb)测交后代基因型及比例
AA和BB致死
AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb＝4∶2∶2∶1，其余基因型个体致死
AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb＝1∶1∶1∶1
AA(或BB)致死
AaB_∶aaB_∶Aabb∶aabb＝6∶3∶2∶1或A_Bb∶A_bb∶aaBb∶aabb＝6∶3∶2∶1，其余基因型个体致死
AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb＝1∶1∶1∶1

②隐性纯合致死
致死类型
F1(AaBb)自交后代基因型及比例
F1(AaBb)测交后代基因型及比例
双隐性致死
A_B_∶A_bb∶aaB_＝9∶3∶3
—
单隐性致死
A_B_∶A_bb＝9∶3或A_B_∶aaB_＝9∶3
—
(2)配子致死
某种基因型个体产生的某种配子不能存活等。如基因型为AB的花粉不能发育，则基因型为AaBb个体不能产生基因型为AB的雄配子，会使后代基因型及比例发生改变。


如果某种配子致死，则相应的纯合子能产生吗？
提示：不能。例如：基因型AB花粉败育，则个体中不存在AABB的基因型；若Ab的卵细胞致死，则个体中不存在AAbb的个体。

[例1]　(致死效应)某植物的花色和叶的宽窄分别由两对等位基因R/r和H/h控制。现以红花窄叶植株作为亲本进行自交，收获的F1中红花窄叶∶红花宽叶∶白花窄叶∶白花宽叶＝6∶2∶3∶1。下列有关分析错误的是(　　)
A．控制花色和叶宽窄两对基因的遗传遵循自由组合定律
B．F1性状分离比的出现可能是红花基因纯合致死的结果
C．F1中有6种基因型，其中纯合子所占的比例为1/4
D．若让F1红花宽叶植株自交，其后代性状分离比为2∶1
解题分析　由F1中红花窄叶∶红花宽叶∶白花窄叶∶白花宽叶＝6∶2∶3∶1，可判断出这两对等位基因的遗传遵循自由组合定律，A正确；F1中红花∶白花＝2∶1，窄叶∶宽叶＝3∶1，说明存在红花基因纯合(RR)致死现象，B正确；依据F1的表型及比例可知，亲本的基因型为RrHh，由于RR致死，故F1中有2×3＝6种基因型，其中纯合子[rrHH(1/3×1/4)＋rrhh(1/3×1/4)]占1/6，C错误；让F1红花宽叶(Rrhh)植株自交，由于RR致死，其后代性状分离比为2∶1，D正确。
答案　C
[例2]　(累加效应)基因型为aabbcc的桃子重120克，每产生一个显性等位基因就使桃子增重15克，故基因型为AABBCC的桃子重210克。甲桃树自交，F1每桃重150克。乙桃树自交，F1每桃重120～180克。甲、乙两桃树杂交，F1每桃重135～165克。三对基因自由组合，甲、乙两桃树的基因型可能是(　　)
A．甲AAbbcc，乙aaBBCC
B.甲AaBbcc，乙aabbCC
C．甲aaBBcc，乙AaBbCC
D.甲AAbbcc，乙aaBbCc
解题分析　因为一个显性基因可使桃子增重15克，甲桃树自交，F1每桃重150克，F1中含有两个显性基因，则甲桃树中应有两个显性基因，且是纯合子；乙桃树自交，F1每桃重120～180克，F1中含有0～4个显性基因，则乙桃树中应有两个显性基因，且是杂合子；甲、乙两桃树杂交，F1每桃重135～165克，结合选项进一步确定甲、乙两桃树的基因型可能为AAbbcc和aaBbCc。
答案　D
[例3]　(9∶3∶3∶1的变式)香豌豆能利用体内的前体物质经过一系列代谢过程逐步合成蓝色中间产物和紫色素，此过程是由B、b和D、d两对等位基因控制的(如下图所示)，两对基因自由组合，其中具有紫色素的植株开紫花，只具有蓝色中间产物的植株开蓝花，两者都没有的开白花。下列叙述中不正确的是(　　)

A．只有香豌豆基因型为BBDD时，才能开紫花
B．基因型为bbDd的香豌豆植株不能合成中间产物，所以开白花
C．基因型为BbDd的香豌豆自花传粉，后代表型比例为9∶4∶3
D．基因型为Bbdd与bbDd的香豌豆杂交，后代表型比例为1∶1∶2
解题分析　由图可以知道，合成紫色素需要酶B和酶D催化，即需要基因B和D，所以只要是香豌豆基因型为B_D_时，就能开紫花，A错误；基因型为bbDd的植株，缺乏酶B，不能利用前体物质合成中间物质，所以开白花，B正确；基因型BbDd的香豌豆自花传粉，BbDd×BbDd的子代中，B_D_∶B_dd∶(bbD_＋bbdd)＝9紫∶3蓝∶4白，C正确；基因型Bbdd与bbDd的香豌豆杂交，后代基因型及比例为BbDd∶Bbdd∶bbDd∶bbdd＝1∶1∶1∶1，表型的比例为紫∶蓝∶白＝1∶1∶2，D正确。
答案　A

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
[基础对点]
知识点一　孟德尔实验方法的启示
1.下列关于孟德尔的杂交实验，说法正确的是(　　)
A.孟德尔首先发现了杂交育种中杂种后代出现性状分离的现象
B.孟德尔在研究山柳菊和豌豆的实验中都取得了理想的实验效果
C.孟德尔用不同的字母作为代表不同性状的符号来演绎相应的实验过程
D.孟德尔运用了统计学来分析实验结果
答案　D
解析　孟德尔在发现遗传规律之前，一些研究杂交育种的专家对杂种后代出现性状分离现象早已熟知，A错误；孟德尔曾花了几年时间研究山柳菊，结果并不理想，B错误；孟德尔用不同字母作为代表不同遗传因子的符号，C错误。
知识点二　孟德尔遗传规律的再发现
2.下列关于基因型和表型及其相互关系的叙述，错误的是(　　)
A.基因型即孟德尔实验中的遗传因子组成
B.表型即生物个体表现出来的性状
C.环境不同，基因型相同，表型也可能不同
D.环境相同，表型相同，基因型一定相同
答案　D
知识点三　孟德尔遗传规律的应用
3.人体耳垂离生(A)对连生(a)为显性，眼睛棕色(B)对蓝色(b)为显性，两对基因自由组合。一个棕眼离生耳垂的男人与一个蓝眼离生耳垂的女人婚配，生了一个蓝眼连生耳垂的孩子。倘若他们再生育，未来子女为蓝眼离生耳垂、蓝眼连生耳垂的概率分别是(　　)
A.， B．，
C.， D．，
答案　C
解析　由题意，亲本中男性为棕眼离生，基因型为A_B_，女性为蓝眼离生，基因型为A_bb，生出的一个孩子表型为蓝眼连生，基因型为aabb，所以双亲的基因型为：父亲AaBb，母亲Aabb。两对基因分别考虑，Aa×Aa→3A_∶1aa，Bb×bb→1Bb∶1bb，可得未来子女棕眼的概率为，蓝眼的概率为，耳垂离生的概率为，耳垂连生的概率为。则子女为蓝眼离生耳垂的概率为×＝，蓝眼连生耳垂的概率为×＝。
4．油菜为两性花，其雄性不育(不能产生可育的花粉)性状受两对独立遗传的等位基因控制，其中M基因控制雄性可育，m基因控制雄性不育，r基因会抑制m基因的表达(表现为可育)。下列分析正确的是(　　)
A.用基因型为mmRR的植株作为母本进行杂交实验前要进行去雄处理
B.基因型为Mmrr的植株自交子代均表现为雄性可育
C.基因型为mmRr的植株的自交后代中雄性可育∶雄性不育＝1∶3
D.存在两株雄性可育植株进行杂交，后代均为雄性不育植株的情况
答案　B
解析　由题意知，油菜花受两对独立遗传的等位基因控制，因此遵循自由组合定律。由于m基因控制雄性不育性状，r基因会抑制m基因的表达，所以mmR_为雄性不育，M___、mmrr为可育。基因型为mmRR的植株为雄性不育，所以作为母本进行杂交前，不需要做去雄处理，A错误；基因型为Mmrr的植株自交，产生的子代为__rr，都是雄性可育，B正确；基因型为mmRr的植株为雄性不育，所以不能自交，C错误；雄性可育植株的基因型为M___、mmrr，两株雄性可育植株进行杂交，子代不可能均为雄性不育(mmR_)，D错误。
知识点四　利用分离定律解决自由组合定律问题
5.A/a，B/b和D/d为三对独立遗传的等位基因，某对亲本的杂交组合为AaBbDd×AaBbDD。下列有关F1的叙述，错误的是(　　)
A.F1可能有4种表型，18种基因型
B.F1中杂合子所占的比例为7/8
C.该对杂交组合的配子间随机结合的方式共有16种
D.F1中基因型为AaBBDd的个体所占的比例为1/16
答案　C
解析　由题可知，A/a，B/b和D/d为三对独立遗传的等位基因，因此遵循自由组合定律。亲本的杂交组合为AaBbDd×AaBbDD，F1的表型有2×2×1＝4(种)，基因型有3×3×2＝18(种)，A正确；F1中纯合子所占的比例为(1/2)×(1/2)×(1/2)＝1/8，杂合子所占的比例为1－1/8＝7/8，B正确；根据三对基因独立遗传可知，AaBbDd产生8种配子，AaBbDD产生4种配子，配子间随机结合的方式有32种，C错误；F1中基因型为AaBBDd的个体占(1/2)×(1/4)×(1/2)＝1/16，D正确。
6．某植物子叶的黄色(Y)对绿色(y)为显性，圆粒种子(R)对皱粒种子(r)为显性。某人用该植物黄色圆粒和绿色圆粒作亲本进行杂交，发现后代(F1)出现4种类型，其比例分别为：黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒＝3∶3∶1∶1。去掉花瓣，让F1中黄色圆粒植株自由交配，F2的表型比例是(　　)
A.24∶8∶3∶1 B．25∶5∶5∶1
C.15∶5∶3∶1 D．9∶3∶3∶1
答案　A
解析　黄色圆粒和绿色圆粒进行杂交的后代中，圆粒∶皱粒＝3∶1，说明亲本的基因组成为Rr和Rr；黄色∶绿色＝1∶1，说明亲本的基因组成为Yy和yy，杂交后代F1中，分别是黄色圆粒(1YyRR、2YyRr)∶黄色皱粒(1Yyrr)∶绿色圆粒(1yyRR、2yyRr)∶绿色皱粒(1yyrr)＝3∶1∶3∶1，说明两对基因遵循自由组合定律。F1中黄色圆粒植株的基因型及比例为YyRR∶YyRr＝1∶2，则Y的基因频率为1/2，y的基因频率为1/2，R的基因频率为2/3，r的基因频率为1/3；自由交配，则子代中yy∶Y_＝(1/2×1/2)∶(1－1/4)＝1∶3；rr的基因型频率＝1/3×1/3＝1/9，R_的基因型频率＝8/9，rr∶R_＝1∶8；因此F2的表型及其比例是黄圆(Y_R_)∶绿圆(yyR_)∶黄皱(Y_rr)∶绿皱(yyrr)＝(3×8)∶(1×8)∶(3×1)∶(1×1)＝24∶8∶3∶1。
7．已知豌豆某两对遗传因子按照自由组合定律遗传，其子代遗传因子组成及比值为Aabb∶AABB∶AABb∶AAbb∶AaBB∶AaBb＝1∶1∶2∶1∶1∶2，则双亲的遗传因子组成是(　　)
A.AABB×AABb B．AaBb×AaBb
C.AaBb×AABb D．AaBB×AABb
答案　C
解析　子代中AA∶Aa＝1∶1，说明亲本是AA×Aa；子代中BB∶Bb∶bb＝1∶2∶1，说明亲本是Bb×Bb，所以两亲本的遗传因子组成为AABb×AaBb。
8．基因型为ddEeFF和DdEeff的两种豌豆杂交，在3对等位基因各自独立遗传的条件下，其子代表型不同于两个亲本的个体占全部子代的(　　)
A.1/4 B．3/8
C.5/8 D．3/4
答案　C
解析　两个亲本的基因型为ddEeFF、DdEeff，可以拆分成三个分离定律的组合：dd×Dd、Ee×Ee、FF×ff。
亲本杂交后产生这两种表型的可能性(概率)计算如下：
ddE_F_的概率为(dd)×(E_)×1(F_)＝
D_E_ff的概率为(Dd)×(E_)×0(ff)＝0
即两个亲本杂交的后代中与两个亲本表型相同的概率为，不同的概率为1－＝。
知识点五　自由组合定律的非常规计算
9.香豌豆的花有紫花和白花两种，显性基因A和B同时存在时开紫花。两个纯合白花品种杂交，F1开紫花；F1自交，F2的性状分离比为紫花∶白花＝9∶7。下列分析错误的是(　　)
A.两个纯合白花品种的基因型分别是AAbb和aaBB
B.选择纯合紫花和纯合白花香豌豆杂交，F2的性状分离比不可能是紫花∶白花＝9∶7
C.开紫花的F1连续自交3代，后代中和F1基因型相同的植株约占1/64
D.开紫花的F1与某一白花植株杂交，后代若紫花∶白花＝1∶3，则该白花植株的基因型是aabb
答案　B
解析　据题意可知，紫花植株的基因型是A_B_，白花植株的基因型是A_bb，aaB_和aabb。因为F2的性状分离比为紫花∶白花＝9∶7，所以F1的基因型是AaBb，因此两个纯合白花品种的基因型分别是AAbb和aaBB，A正确；选择纯合紫花植株(AABB)和纯合白花植株(aabb)杂交，F2的性状分离比是紫花∶白花＝9∶7，B错误；因为F1的基因型是AaBb，所以连续自交3代，后代中和F1基因型相同的植株所占的比例＝1/4×1/4×1/4＝1/64，C正确；开紫花的F1(AaBb)与某一白花植株(aabb)杂交，后代的性状分离比是紫花∶白花＝1∶3，D正确。
10．某自花传粉植物的果皮有毛对无毛为显性，果肉红色对白色为显性，两对相对性状分别受独立遗传的等位基因Y、y和R、r控制，且存在YY致死现象。植株甲产生的配子种类及比例为YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1，该植株自交，得到F1。下列说法错误的是(　　)
A.植株甲的基因型为YyRr
B.F1中基因型为YyRR个体所占的比例为1/8
C.F1中果皮无毛果肉红色的个体所占的比例为1/4
D.F1中杂合个体所占的比例为5/6
答案　B
解析　分析题干，植株甲产生的配子种类及比例为YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1，可知甲的基因型为YyRr。其自交，若不考虑致死情况，则子代基因型及比例为Y_R_∶Y_rr∶yyR_∶yyrr＝9∶3∶3∶1，由于YY致死，则其中YYR_和YYrr被淘汰，子代比例变为YyR_∶Yyrr∶yyR_∶yyrr＝6∶2∶3∶1。由上述分析可知，植株甲的基因型为YyRr，A正确；由上述分析可知，淘汰掉致死个体后，F1中基因型为YyRR个体所占的比例为×＝，B错误；F1中果皮无毛果肉红色的个体的基因型为yyR_，所占的比例为＝，C正确；F1中杂合个体所占的比例为(6＋2＋2)÷12＝，D正确。
[能力提升]
11．人的直发和卷发由一对等位基因控制，DD、Dd、dd个体的头发表现分别为非常卷曲、中等卷曲、直发；高胆固醇血症由另一对等位基因(H、h)控制，HH个体为正常人，Hh个体血液胆固醇含量中等，30岁左右易得心脏病。hh个体血液含高胆固醇，在两岁时死亡，两对基因独立遗传。现有双方都是卷发的夫妇，生下一直发、血液含高胆固醇的孩子。下列表述不正确的是(　　)
A.该夫妇再生一个头发非常卷曲、血液正常的孩子的概率是1/16
B.预测人群中HH的基因型比例将逐渐升高
C.预测人群中h的基因比例将逐渐降低
D.若该夫妇再生一个孩子，其可能的表型有4种，基因型有9种
答案　D
解析　由题干中双方都是卷发的夫妇，生下一直发、血液含高胆固醇的孩子，可知该夫妇基因型为DdHh。该夫妇(基因型均为DdHh)再生一个头发非常卷曲、血液正常的孩子(基因型为DDHH)的概率是1/2×1/2×1/2×1/2＝1/16，A正确；因基因型为hh的个体在两岁时死亡，预测人群中HH的基因型比例将逐渐升高，人群中h的基因比例将逐渐降低，B、C正确；若该夫妇(基因型均为DdHh)再生一个孩子，其可能的表型有3×3＝9(种)，基因型有3×3＝9(种)，D错误。
12．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，据此推测合理的代谢途径是(　　)

答案　A
解析　根据题意分析，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，可以知道，野鼠色是双显基因控制的，其基因型可表示为M_N_，棕色是隐性基因控制的，基因型可表示为mmnn，黄色可表示为M_nn或mmN_，黑色的基因型可表示为mmN_或M_nn，即黄色和黑色分别是由单显基因控制的，上述基因型与图A所示的基因对性状的控制模式相符，A正确。
13．假设菠菜的叶形(圆叶与尖叶)和叶柄(长柄与短柄)两对相对性状是由三对独立遗传的等位基因控制的。取一株圆叶长柄植株与一株尖叶短柄植株进行杂交，F1植株中圆叶长柄∶尖叶长柄＝1∶1，让F1中圆叶长柄植株自交，所得F2共有960株，其中有圆叶长柄植株360株，圆叶短柄植株280株，尖叶长柄植株180株，尖叶短柄植株140株。回答下列问题：
(1)由题干信息判断，菠菜的圆叶与尖叶性状是由________对等位基因控制的。菠菜的长柄与短柄性状是由________对等位基因控制的，依据是______________________________________________________。
(2)F2中圆叶与尖叶的性状分离比为________，且已测知F2中圆叶植株全为杂合子，对此结果合理的解释是________________。
(3)若让F2中圆叶短柄植株自交，后代的基因型有________种；若对F1中圆叶长柄植株进行测交，其子代的表型及比例为__________________________________________________。
答案　(1)1　2　F2菠菜植株中长柄∶短柄＝9∶7，该比例是9∶3∶3∶1比例的变形
(2)2∶1　圆叶显性纯合致死
(3)10　圆叶长柄∶圆叶短柄∶尖叶长柄∶尖叶短柄＝1∶3∶1∶3(顺序可不同)
解析　(1)通过分析F2的表型及比例，可发现：圆叶∶尖叶＝2∶1，长柄∶短柄＝9∶7，所以别受1对、2对基因控制。设控制叶形的基因为A、a，控制叶柄的基因为B、b和C、c。
(3)F2中圆叶基因型为Aa，自交后代基因型为2种(AA致死)，F2中短柄基因型为BBcc、bbCC、bbcc、Bbcc、bbCc，自交后代有5种基因型，所以后代共2×5＝10种基因型；F1圆叶长柄测交：AaBbCc×aabbcc，分开算：Aa×aa→圆∶尖＝1∶1，BbCc×bbcc→长∶短＝1∶3，所以子代表型及比例为：圆叶长柄∶圆叶短柄∶尖叶长柄∶尖叶短柄＝1∶3∶1∶3。
14．(2022·全国乙卷，32，改编)某种植物的花色有白、红和紫三种，花的颜色由花瓣中色素决定，色素的合成途径是：白色红色紫色。其中酶1的合成由基因A控制，酶2的合成由基因B控制，基因A和基因B位于非同源染色体上。回答下列问题。
(1)现有紫花植株(基因型为AaBb)与红花杂合体植株杂交，子代植株表型及其比例为____________________；子代中红花植株的基因型是________________；子代白花植株中纯合体占的比例为________。
(2)已知白花纯合体的基因型有2种。现有1株白花纯合体植株甲，若要通过杂交实验(要求选用1种纯合体亲本与植株甲只进行1次杂交)来确定其基因型，请写出选用的亲本基因型、预期实验结果和结论。
答案　(1)白色∶红色∶紫色＝2∶3∶3　AAbb、Aabb　1/2
(2)选用的亲本基因型为：AAbb；预期的实验结果及结论：若子代花色全为红花，则待测白花纯合体基因型为aabb；若子代花色全为紫花，则待测白花纯合体基因型为aaBB。
解析　由题干知：紫花植株基因型为A_B_，红花植株基因型为A_bb，白花植株基因型为aaB_、aabb。
(1)紫花植株(AaBb)与红花杂合体(Aabb)杂交，子代的基因型及比例为AABb(紫花)∶AaBb(紫花)∶aaBb(白花)∶AAbb(红花)∶Aabb(红花)∶aabb(白花)＝1∶2∶1∶1∶2∶1。故子代植株表型及比例为白色∶红色∶紫色＝2∶3∶3；子代中红花植株的基因型有2种：AAbb、Aabb；子代白花植株中纯合体(aabb)占的比例为1/2。
(2)若选用白花纯合体(aaBB或aabb)与甲(aaBB或aabb)杂交，后代全为白花，无法根据子代表型确定亲本基因型；若选用紫花纯合体(AABB)与甲(aaBB或aabb)杂交，后代均为紫花，无法根据子代表型确定亲本基因型；若选用红花纯合体(AAbb)与甲(aaBB或aabb)杂交，若白花基因型为aaBB，则杂交组合及结果为：aaBB×AAbb→AaBb(全为紫花)；若白花基因型为aabb，则杂交组合及结果为：aabb×AAbb→Aabb(全为红花)。这样就可以根据子代的表型推出白花纯合体的基因型。
15．南江黄羊是我国培育的第一个肉用山羊新品种，将基因型分别为GGhh、ggHH两品种(这两种基因型的个体6个月体重为中等，简称中产)杂交得到的F1的产量明显高于两亲本(此现象称为杂种优势)，关于杂种优势的原理现有两种假说：①显性假说：通过基因间的互补，同时含有多种显性基因的个体，能发挥出超过亲本的强大生长势。G_H_(高产)>G_hh、ggH_(中产)＞gghh(低产)；②超显性假说：每对等位基因的杂合体贡献要大于纯合体，使多对杂合的个体表现出远超过亲本的强大生长势。Gg＞GG＝gg，Hh＞HH＝hh。
关于控制南江黄羊体重的G、g和H、h两对等位基因独立遗传，请回答下列问题：
(1)依据超显性假说原理，在南江黄羊自然种群中由G、g和H、h控制的关于体重这一性状的表型会出现高产、次高产、中产三种情况，其中次高产基因型为__________________。
(2)拟探究上述南江黄羊F1体重表现出杂种优势的原理，请从题干中亲本和F1中任选实验材料，设计可行的实验方案，并预测实验结果。
实验方案：__________________；统计后代表型及比例。
预期结果：
①若表型及比例为__________________，说明该杂种优势的原理为显性假说原理。
②若表型及比例为__________________，说明该杂种优势的原理为超显性假说原理。
答案　(1)Gghh、GgHH、GGHh、ggHh
(2)将F1雌雄个体相互交配(或将F1个体与异性亲本相互交配)　高产∶中产∶低产＝9∶6∶1(或高产∶中产＝1∶1)　高产∶次高产∶中产＝1∶2∶1(或高产∶次高产∶中产＝1∶2∶1)(实验方案需与预期结果相对应)
解析　控制南江黄羊体重的G、g和H、h两对等位基因独立遗传，基因型分别为GGhh、ggHH两品种杂交得到的F1基因型为GgHh，表现出杂种优势。为了探究杂种优势形成原理，可设计实验让F1个体雌雄交配或F1与亲本异性个体杂交，根据后代表型及其比例即可得出结论。
(1)依据超显性假说原理，Gg>GG＝gg，Hh>HH＝hh，G、g和H、h控制的关于体重这一性状的表型中，表现为次高产的个体中应包含一对杂合子和一对纯合子，即Gghh、GgHH、
GGHh、ggHh。
(2)从题干中亲本和F1中任选实验材料探究上述南江黄羊F1体重表现出杂种优势的原理，设计方案有两种：实验方案一：将F1雌雄个体相互交配，产生的F2基因型及比例为9G_H_∶3G_hh∶3ggH_∶1gghh，若该杂种优势的原理为显性假说原理，即G_H_(高产)>G_hh、ggH_(中产)>gghh(低产)，则F2中表型及比例为高产∶中产∶低产＝9∶6∶1，若该杂种优势的原理为超显性假说原理，即Gg>GG＝gg，Hh>HH＝hh，则个体中含有两对杂合子的表现为高产，只有一对杂合子的表现为次高产，两对都是纯合子的表现为中产，即高产(4GgHh)∶次高产(2Gghh、2GgHH、
2GGHh、2ggHh)∶中产(1GGHH、1GGhh、1ggHH、1gghh)＝1∶2∶1。
实验方案二：将F1个体与异性亲本(如GGhh)相互交配，产生的F2基因型及比例为1GgHh∶1GGHh∶1Gghh∶1GGhh，若该杂种优势的原理为显性假说原理，则F2中表型及比例为高产∶中产＝1∶1，若该杂种优势的原理为超显性假说原理，则高产(1GgHh)∶次高产(1GGHh、1Gghh)∶中产(1GGhh)＝1∶2∶1。