高考生物一轮复习讲义必修2第5单元第2讲　基因的自由组合定律

第2讲基因的自由组合定律考纲要求全国卷五年考情基因的自由组合定律(Ⅱ)2017·卷ⅡT6，2017·卷ⅢT32，2016·卷ⅡT32，2014·卷ⅠT32，2013·卷ⅡT32考点一|两对相对性状的遗传实验及自由组合定律(对应学生用书第95页)[识记—基础梳理]1．两对相对性状的遗传实验过程和实验结果分析(1)过程P黄色圆粒×绿色皱粒↓F1黄色圆粒↓⊗F2黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒数量：31510810132(2)结果分析①F1全为黄色圆粒，表明粒色中黄色是显性，粒形中圆粒是显性。②F2中出现了不同性状之间的重新组合。③F2中4种表现型的分离比为9∶3∶3∶1。2．实验解释和图解PYYRR(黄色圆粒)×yyrr(绿色皱粒)↓F1YyRr↓⊗F2？(1)F1(YyRr)产生的配子及其结合方式①理论解释：F1在产生配子时，每对遗传因子的分离是相对独立的，不同对的遗传因子可以自由组合。②F1产生的配子：a．雄配子种类及比例：YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1。b．雌配子种类及比例：YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1。③F1配子的结合：a．理论解释：受精时雌、雄配子随机结合。b．F1配子的结合方式有16种。(2)试写出F2四种表现型包含的基因型①黄色圆粒：a.YYRR、b.YYRr、c.YyRR、d.YyRr。②黄色皱粒：a.YYrr、b.Yyrr。③绿色圆粒：a.yyRR、b.yyRr。④绿色皱粒：yyrr。(3)两对相对性状杂交实验结果分析①纯合子共有4种，每一种纯合子在F2中所占比例均为1/16。②一对基因纯合、一对基因杂合的单杂合子共有4种，每一种单杂合子在F2中所占比例均为1/8。③两对基因均杂合的双杂合子有1种，在F2中所占比例为1/4。3．验证——测交实验(1)目的：测定F1的基因型(或基因组成)(2)理论预测①F1产生4种比例相等的配子。②测交产生4种比例相等的后代。③测交遗传图解④测交实验结果：与预期相符，证实了F1产生了4种配子，而且比例为1∶1∶1∶1，说明产生配子时，等位基因分离，非等位基因自由组合。4．自由组合定律的实质在减数分裂形成配子时，一个细胞中的同源染色体上的等位基因彼此分离；非同源染色体上的非等位基因可以进行自由组合。[教材边角知识]据教材必修2P38分析2的内容，请从数学角度建立9∶3∶3∶1与3∶1间的数学联系，此联系对理解两对相对性状的遗传结果有什么启示？【提示】从数学角度看，(3∶1)2的展开式为9∶3∶3∶1，即9∶3∶3∶1的比例可以表示为两个3∶1的乘积，由此可获得如下启示：针对两对相对性状的遗传结果，如果对每一对相对性状进行单独的分析，如单纯考虑圆和皱或黄和绿一对相对性状遗传时，其性状的数量比是圆粒∶皱粒＝(315＋108)∶(101＋32)＝3∶1；黄色∶绿色＝(315＋101)∶(108＋32)＝3∶1。即每对性状的遗传都遵循了分离定律。这无疑说明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来自于(3∶1)2。eq\a\vs4\al([辨析与识图])1．判断正误(1)F1(基因型为YyRr)产生基因型YR的卵细胞和基因型YR的精子数量之比为1∶1。(×)【提示】生物体产生的配子中，精子数量远远多于卵细胞。(2)基因自由组合定律是指F1产生的4种类型的精子和卵可能自由组合。(×)【提示】基因自由组合定律指的是F1(YyRr)产生配子时，等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合。(3)F1(基因型为YyRr)产生的精子中，基因型为YR和基因型为yr的比例为1∶1。(√)(4)若从F1植株上所结的种子中任取1粒绿色圆粒和1粒绿色皱粒的种子，这两粒种子都是纯合子的概率为1/3。(√)【提示】绿色圆粒种子是纯合子的概率为1/3，绿色皱粒一定是纯合子，因此这两粒种子都是纯合子的概率为1/3。2．据图思考图1图2(1)基因分离定律的实质体现在图中的________，基因自由组合定律的实质体现在图中的________。(填序号)(2)③⑥过程表示________，这一过程中子代遗传物质的来源情况是______________________________________________________________。(3)如果A和a、B和b(完全显性)各控制一对相对性状，并且彼此间对性状的控制互不影响，则图2中所产生的子代中表现型有________种，它们的比例为________。(4)图2中哪些过程可以发生基因重组？________。【提示】(1)①②④⑤(2)受精作用细胞核中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方，细胞质中的遗传物质几乎全部来自母方(3)49∶3∶3∶1(4)④⑤[理解—深化探究]正确认识重组性状1．明确重组类型的含义：重组类型是指F2中与亲本表现型不同的个体，而不是基因型与亲本不同的个体。2．含两对相对性状的纯合亲本杂交，F2中重组性状所占比例并不都是(3＋3)/16：(1)当亲本基因型为YYRR和yyrr时，F2中重组性状所占比例是(3＋3)/16即3/8。(2)当亲本基因型为YYrr和yyRR时，F2中重组性状所占比例是1/16＋9/16＝10/16即5/8。[运用—考向对练]◎考向1两对相对性状的遗传实验的分析及基因自由组合定律1．(2018·福州质检)孟德尔两对相对性状的豌豆杂交实验中，用纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆作亲本进行杂交，F2出现四种性状类型，数量比为9∶3∶3∶1。产生上述结果的必要条件不包括()A．F1雌雄配子各有四种，数量比均为1∶1∶1∶1B．F1雌雄配子的结合是随机的C．F1雌雄配子的数量比为1∶1D．F2的个体数量足够多C[孟德尔两对相对性状的遗传中基因遵循自由组合定律。雄配子的数量远远超过雌配子的数量，F1雌雄配子数量相等不是实现自由组合定律的必要条件。F1雌雄配子各有四种且数量比为1∶1∶1∶1是自由组合定律的必要条件，另外还要满足雌雄配子的结合是随机的。F2的个体数量应足够多，才能避免实验的偶然性。]2．有关黄色圆粒豌豆(YyRr)自交的表述，正确的是()A．黄色圆粒豌豆(YyRr)自交后代有9种表现型B．F1产生的精子中，YR和yr的比例为1∶1C．F1产生YR的卵细胞和YR的精子的数量比为1∶1D．基因的自由组合定律是指F1产生的4种精子和4种卵细胞自由结合B[考查对孟德尔实验和基因自由组合定律的理解。黄色圆粒豌豆(YyRr)自交后代有4种表现型；F1产生4种精子，YR∶Yr∶yR∶yr的比例为1∶1∶1∶1；F1产生的YR的精子比YR卵细胞的数量多；基因的自由组合定律是指F1产生配子时，非同源染色体上的非等位基因自由组合，不是雌雄配子的随机结合。]3．最能正确表示基因自由组合定律实质的是()D[基因的自由组合定律的实质是在减数分裂产生配子的过程中，等位基因分离非同源染色体上的非等位基因自由组合。][技法总结]孟德尔遗传定律的比较图eq\a\vs4\al([备选习题])已知三对基因在染色体上的位置情况如图所示，且三对基因分别单独控制三对相对性状，则下列说法正确的是()A．三对基因的遗传遵循基因的自由组合定律B．基因型为AaDd的个体与基因型为aaDd的个体杂交的后代会出现4种表现型，比例为3∶3∶1∶1C．如果基因型为AaBb的个体在产生配子时没有发生交叉互换，则它只产生4种配子D．基因型为AaBb的个体自交后代会出现4种表现型，比例为9∶3∶3∶1B[A、a和D、d基因的遗传遵循基因的自由组合定律，A、a和B、b基因的遗传不遵循基因的自由组合定律；如果基因型为AaBb的个体在产生配子时没有发生交叉互换，则它只产生2种配子；由于A、a和B、b基因的遗传不遵循基因的自由组合定律，因此，基因型为AaBb的个体自交后代不一定会出现4种表现型且比例为9∶3∶3∶1。]◎考向2基因自由组合定律的验证和实验设计4．已知玉米的体细胞中有10对同源染色体，下表为玉米6个纯系的表现型、相应的基因型(字母表示)及所在的染色体。品系②～⑥均只有一种性状是隐性的，其他性状均为显性。下列有关说法正确的是()品系①②果皮③节长④胚乳味道⑤高度⑥胚乳颜色性状显性纯合子白色pp短节bb甜ss矮茎dd白胚乳gg所在染色体ⅠⅣⅥⅠⅠⅣⅥⅥA.若通过观察和记录后代中节的长短来验证基因分离定律，选作亲本的组合可以是①和②B．若要验证基因的自由组合定律，可选择品系①和④做亲本进行杂交C．选择品系③和⑤做亲本杂交得F1，F1自交得F2，则F2表现为长节高茎的植株中，纯合子的概率为1/9D．玉米的高度与胚乳颜色这两种性状的遗传遵循自由组合定律C[A项应选作亲本的组合可以是①和③；B项可选择品系②和④、⑤和②、③和⑤等作亲本进行杂交；C项中③和⑤作亲本杂交得F1(BbDd)，F1自交得F2，F2表现为长节高茎的植株9份中，纯合子1份，概率为1/9；D项玉米的高度与胚乳颜色这两种性状的基因都在Ⅵ号染色体上，不遵循自由组合定律。]5．(2018·甘肃兰州一中月考)虎皮鹦鹉羽毛颜色的遗传机理如图所示，当个体基因型为aabb时，两种色素都不能合成，表现为白色。现有一只纯合绿色鹦鹉和一只纯合白色鹦鹉杂交得F1，再让F1雌雄个体随机交配得F2。请回答：【导学号：41780066】(1)控制鹦鹉羽毛颜色的基因在遗传上遵循________定律，请利用上述实验材料，设计一个杂交实验对你的观点加以验证。实验方案：_____________________________________________________。预测结果：_____________________________________________________。(2)如果让F2表现型为绿色的鹦鹉自由交配，后代表现型及比例为________________________。(3)如让杂合的黄色鹦鹉与杂合的蓝色鹦鹉杂交，且因某种因素的影响，后代中的白色鹦鹉全部死亡，则绿色鹦鹉所占的比例为________。(4)如欲判断一只绿色雄性鹦鹉的基因型，应从绿色、蓝色、黄色、白色纯合子群体中选择________与其杂交：①如后代全为绿色鹦鹉，则其基因型为AABB；②如后代______________，则基因型为AABb；③如后代绿色∶黄色为1∶1，则其基因型为________；④如后代________________________，其基因型为AaBb。[解析](1)常用测交法验证控制动物性状的两对基因是否遵循基因自由组合定律。若F1(AaBb)与白色鹦鹉(aabb)杂交，后代出现四种表现型的鹦鹉，比例约为1∶1∶1∶1，则控制鹦鹉羽毛颜色的基因在遗传上遵循自由组合定律。(2)F2表现型为绿色的鹦鹉基因型为A_B_(1/9AABB，2/9AABb，2/9AaBB，4/9AaBb)，其产生的配子AB＝4/9，Ab＝2/9，aB＝2/9，ab＝1/9，可借助棋盘法求得后代表现型及比例为绿色∶蓝色∶黄色∶白色＝64∶8∶8∶1。(3)如让杂合的黄色鹦鹉与杂合的蓝色鹦鹉杂交，即aaBb×Aabb→1绿色∶1蓝色∶1黄色∶1白色(死亡)，其中绿色鹦鹉占1/3。(4)绿色雄性鹦鹉的基因型有四种可能：AABB、AaBB、AABb、AaBb，鉴定其基因型，可选择测交法，选择多只白色雌性鹦鹉与之杂交，分析子代表现型差异即可。[答案](1)基因的自由组合(基因的分离和自由组合)实验方案：用F1绿色鹦鹉和白色鹦鹉杂交预测结果：杂交后代中鹦鹉羽色出现四种表现型：绿色、蓝色、黄色、白色，比例约为1∶1∶1∶1(2)绿色∶蓝色∶黄色∶白色＝64∶8∶8∶1(3)1/3(4)多只白色雌性鹦鹉②绿色∶蓝色＝1∶1③AaBB④绿色∶蓝色∶黄色∶白色＝1∶1∶1∶1[技法总结]遗传定律的验证方法验证方法结论自交法F1自交后代的分离比为3∶1，则符合基因的分离定律，由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制F1自交后代的分离比为9∶3∶3∶1，则符合基因的自由组合定律，由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制测交法F1测交后代的性状比例为1∶1，则符合分离定律，由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制F1测交后代的性状比例为1∶1∶1∶1，由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制花粉鉴定法F1若有两种花粉，比例为1∶1，则符合分离定律F1若有四种花粉，比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律单倍体育种法取花药离体培养，用秋水仙素处理单倍体幼苗，若植株有两种表现型，比例为1∶1，则符合分离定律取花药离体培养，用秋水仙素处理单倍体幼苗，若植株有四种表现型，比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律eq\a\vs4\al([备选习题])(2018·山西忻州一中一模)现有①～④四个果蝇品系(都是纯种)，其中品系①的性状均为显性，品系②～④均只有一种性状是隐性，其他性状均为显性。这四个品系的隐性性状及控制该隐性性状的基因所在的染色体如表所示：品系①②③④隐性性状均为显性残翅黑身紫红眼相应染色体Ⅱ、ⅢⅡⅡⅢ若需验证自由组合定律，可选择下列哪种交配类型()A．①×④ B．①×②C．②×③ D．②×④D[自由组合定律研究的是位于非同源染色体上的基因的遗传规律，若要验证该定律，所取两个亲本具有两对不同相对性状即可，故选②×④或③×④。]考点二|基因自由组合定律的应用(对应学生用书第98页)[识记—基础梳理]1．解释生物的多样性含n对等位基因的个体自交后代表现型的可能组合方式是2n种。2．指导动植物育种实践利用杂交的方法，有目的地使同种生物不同品种间的基因重新组合，以使不同亲本的优良基因组合在一起，创造出优良的新品种。3．分析家族遗传病根据基因的自由组合定律分析家系中两种遗传病同时发病的情况，可以推断出后代的基因型和表现型以及它们出现的概率，为遗传病的预测和诊断提供理论依据。eq\a\vs4\al([思维辨析])1．基因A、a和基因B、b分别位于不同对的同源染色体上，一个亲本与aabb测交，子代基因型为AaBb和Aabb，分离比为1∶1，则这个亲本基因型为AABb。(√)【提示】由于aabb只产生ab配子，由子代基因型可推断另一个亲本可提供AB、Ab两种配子，故其基因型为AABb。2．父本的基因型为AABb，F1的基因型为AaBb，则母本不可能是AAbb。(√)【提示】由父本和F1的基因型可知，母本一定要提供a基因。3．基因型为AaBBccDD的二倍体生物，可产生不同基因型的配子种类数是8。(×)【提示】由于Aa产生两种配子，而BBccDD产生一种配子，因此AaBBccDD可产生2种不同基因型的配子。4．基因型为AaBbDdEeGgHhKk的个体自交，假定这7对等位基因自由组合，则7对等位基因纯合个体出现的概率与7对等位基因杂合个体出现的概率不同。(×)【提示】7对等位基因纯合个体出现的概率为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up12(7)，而7对等位基因杂合个体出现的概率也为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up12(7)。5．基因型为AaBbCc与AaBbCC的个体杂交，杂交后代中，与亲本基因型和表现型不相同的概率分别为3/4、7/16。(√)[理解—深化探究]1．“拆分法”解决自由组合定律计算问题基本思路——分解组合法(“乘法原理”和“加法原理”)。(1)原理：分离定律是自由组合定律的基础。(2)思路：首先将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题。在独立遗传的情况下，有几对基因就可分解为几个分离定律问题，如AaBb×Aabb可分解为如下两个分离定律：Aa×Aa、Bb×bb，然后按照数学上的“乘法原理”和“加法原理”根据题目要求的实际情况进行重组。此法“化繁为简，高效准确”。2．题型及方法(1)配子类型的问题具多对等位基因的个体解答方法举例：基因型为AaBbCc的个体产生配子的种类数每对基因产生配子种类数的乘积配子种类数为AaBbCc↓↓↓2×2×2＝8种产生某种配子的概率每对基因产生相应配子概率的乘积产生ABC配子的概率为1/2(A)×1/2(B)×1/2(C)＝1/8(2)配子间的结合方式问题如AaBbCc与AaBbCC杂交过程中，求配子间的结合方式种数。①先求AaBbCc、AaBbCC各自产生多少种配子。AaBbCc产生8种配子，AaBbCC产生4种配子。②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)基因型类型及概率的问题问题举例计算方法AaBbCc与AaBBCc杂交，求它们后代的基因型种类数可分解为三个分离定律：Aa×Aa→后代有3种基因型(1AA∶2Aa∶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)因此，AaBbCc×AaBBCc的后代中有3×2×3＝18种基因型AaBbCc×AaBBCc后代中AaBBcc出现的概率计算1/2(Aa)×1/2(BB)×1/4(cc)＝1/16(4)表现型类型及概率的问题问题举例计算方法AaBbCc×AabbCc，求它们杂交后代可能的表现型种类数可分解为三个分离定律问题：Aa×Aa→后代有2种表现型(3A_∶1aa)Bb×bb→后代有2种表现型(1Bb∶1bb)Cc×Cc→后代有2种表现型(3C_∶1cc)所以，AaBbCc×AabbCc的后代中有2×2×2＝8种表现型AaBbCc×AabbCc后代中表现型A_bbcc出现的概率计算3/4(A_)×1/2(bb)×1/4(cc)＝3/323.“逆向组合法”推断亲本基因型(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)。[运用—考向对练]◎考向1两对或两对以上相对性状中基因型、表现型的种类及概率的计算1．(2018·南昌模拟)基因型为AaBbCc和AabbCc的两个个体杂交(三对等位基因分别位于三对同源染色体上)。下列关于杂交后代的推测，正确的是()A．表现型有8种，基因型为AaBbCc的个体的比例为1/16B．表现型有8种，基因型为aaBbCc的个体的比例为1/16C．表现型有4种，基因型为aaBbcc的个体的比例为1/16D．表现型有8种，基因型为AAbbCC的个体的比例为1/16B[基因型为AaBbCc与AabbCc的两个个体杂交，子代的表现型有2×2×2＝8(种)，子代中基因型为AaBbCc的个体占1/2×1/2×1/2＝1/8，基因型为aaBbCc的个体占1/4×1/2×1/2＝1/16，基因型为AAbbCC的个体占1/4×1/2×1/4＝1/32。]2．(2018·珠江模拟)有人种了100株番茄，它们都是同一植株的后代，发现其中有37株为红果、短毛叶；19株为红果、无毛叶；18株为红果、长毛叶；12株为黄果、短毛叶；7株为黄果、长毛叶；7株为黄果、无毛叶。根据以上结果，下列叙述中错误的是()【导学号：41780067】A．亲本产生雌、雄配子各4种B．亲本性状为红果、长毛叶C．子代(F1)群体中的基因型有9种D．子代(F1)群体中的纯合子占1/4B[由题意可知，后代中红果∶黄果＝74∶26≈3∶1，红果对黄果为显性，短毛叶∶长毛叶∶无毛叶＝49∶26∶25≈2∶1∶1，无法确定显隐性关系，但可知其亲本为双杂合体，由于是同一植株个体，因此亲本产生雌、雄配子各4种，子代(F1)群体中的基因型有9种，子代(F1)群体中的纯合子占1/4。][技法总结]利用基因式法解答自由组合遗传题1．根据亲本和子代的表现型写出亲本和子代的基因式，如基因式可表示为A_B_，A_bb。2．根据基因式推出基因型(此方法只适用于亲本和子代表现型已知且显隐性关系已知时)。3．从隐性个体进行逆向推导突破、具隐性性状的个体一定是纯合子，其基因型中的隐性基因分别来自两个亲本。eq\a\vs4\al([备选习题])(2018·聊城月考)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，进行一系列杂交实验。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为Aabb、AaBbC．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0D．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1/32D[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正确；由于子代抗病∶感病＝1∶1，可推知亲代为Bb和bb，子代无香味∶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，均为杂合子，C正确；两亲本杂交的子代为1/8AABb、1/4AaBb、1/8AAbb、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错误。]◎考向2利用分离组合法解决遗传病概率育种问题3．(2018·上海金山区一模)一对夫妇，其后代若仅考虑得甲病，则患病的可能性为a，正常的可能性为b，若仅考虑得乙病，得病率为c，正常的可能性为d。则其子女患一种病的可能性的表达式不能为()A．a＋c－2ac B．1＋ac－bdC．b＋d－2bd D．ad＋bcB[由题意知，(1)后代正常的概率：bd；(2)后代患病的概率：ad(只患甲病)＋bc(只患乙病)＋ac(两种病都患)；(3)后代两病兼发的概率为ac。这对夫妇结婚后，生出只有一种病的孩子为：只患第一种病的概率＋只患第二种病的概率＝ad＋bc，而a＋b＝1、c＋d＝1，故ad＋bc＝a(1－c)＋(1－a)c＝a＋c－2ac；或1－健康的概率－同时患两病的概率＝1－bd－ac，而a＋b＝1、c＋d＝1，故1－bd－ac＝1－bd－(1－b)(1－d)＝b＋d－2bd。]4．现有4个小麦纯合品种，即抗锈病无芒、抗锈病有芒、感锈病无芒和感锈病有芒。已知抗锈病对感锈病为显性，无芒对有芒为显性，且这两对相对性状各由一对等位基因控制。若用上述4个品种组成两个杂交组合，使其F1均为抗锈病无芒，且这两个杂交组合的F2的表现型及其数量比完全一致。回答问题：(1)为实现上述目的，理论上，必须满足的条件有：在亲本中控制这两对相对性状的两对等位基因必须位于________上，在形成配子时非等位基因要________，在受精时雌雄配子要________，而且每种合子(受精卵)的存活率也要________。那么，这两个杂交组合分别是________和________。(2)上述两个杂交组合的全部F2植株自交得到F3种子，1个F2植株上所结的全部F3种子种在一起，长成的植株称为1个F3株系。理论上，在所有F3株系中，只表现出一对性状分离的株系有4种，那么，在这4种株系中，每种株系植株的表现型及其数量比分别是________、________、________和________。[解析]本题考查遗传的基本规律及其应用。(1)若抗锈病与感锈病、无芒与有芒分别受A/a、B/b这两对等位基因控制，再根据题干信息可知，4个纯合亲本的基因型可分别表示为AABB、AAbb、aaBB、aabb，若要使两个杂交组合产生的F1与F2均相同，则两个亲本组合只能是AABB(抗锈病无芒)×aabb(感锈病有芒)、AAbb(抗锈病有芒)×aaBB(感锈病无芒)，得F1均为AaBb，这两对等位基因必须位于两对同源染色体上，非同源染色体上的非等位基因自由组合，才能使两组杂交的F2完全一致，同时受精时雌雄配子要随机结合，形成受精卵的存活率也要相等。(2)根据上面的分析可知，F1的基因型为AaBb，F2植株中将会出现9种不同的基因型：AABB、AaBB、AABb、AaBb、AAbb、Aabb、aaBB、aaBb、aabb，可见F2自交最终可得到9个F3株系，其中基因型为AaBB、AABb、Aabb、aaBb的植株中有一对基因杂合，自交后该对基因决定的性状会发生性状分离，依次是抗锈病无芒∶感锈病无芒＝3∶1、抗锈病无芒∶抗锈病有芒＝3∶1、抗锈病有芒∶感锈病有芒＝3∶1、感锈病无芒∶感锈病有芒＝3∶1。[答案](1)非同源染色体自由组合随机结合相等抗锈病无芒×感锈病有芒抗锈病有芒×感锈病无芒(2)抗锈病无芒∶抗锈病有芒＝3∶1抗锈病无芒∶感锈病无芒＝3∶1感锈病无芒∶感锈病有芒＝3∶1抗锈病有芒∶感锈病有芒＝3∶1[规律总结]用十字交叉法解决两病概率计算问题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m·n②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)]eq\a\vs4\al([备选习题])白化病为常染色体上的隐性遗传病，色盲为伴X染色体隐性遗传病。有一对夫妇，女方的父亲患色盲，本人患白化病；男方的母亲患白化病，本人正常，预计他们的子女只患一种病的概率是()A．1/2 B．1/8C．3/8 D．1/4A[由题意知，女方基因型为aaXBXb，男方基因型为AaXBY，因此该对夫妇后代中白化病的概率为1/2，患色盲的概率为1/4，所以他们的子女只患一种病的概率是1/2×3/4＋1/2×1/4＝1/2。]考点三|自由组合定律的特殊分离比(对应学生用书第100页)[理解—深化探究]1．“和”为16的特殊分离比成因(1)基因互作序号条件F1(AaBb)自交后代比例F1测交后代比例1存在一种显性基因时表现为同一性状，其余正常表现9∶6∶11∶2∶12两种显性基因同时存在时，表现为一种性状，否则表现为另一种性状9∶71∶33当某一对隐性基因成对存在时表现为双隐性状，其余正常表现9∶3∶41∶1∶24只要存在显性基因就表现为一种性状，其余正常表现15∶13∶15双显性和一种单显性表现为同一性状，其余正常表现12∶3∶12∶1∶16双显性、双隐性和一种单显性表现为一种性状，另一种单显性表现为另一种性状13∶33∶1(2)显性基因累加效应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。2．“和”小于16的特殊分离比成因序号特值原因后代比例1显性纯合致死(AA、BB致死)自交子代AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb＝4∶2∶2∶1，其余基因型个体致死测交子代AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb＝1∶1∶1∶12隐性纯合致死(自交情况)自交子代出现9∶3∶3(双隐性致死)；自交子代出现9∶1(单隐性致死)[运用—考向对练]◎考向1以实例分析的形式考查“和”为16的特殊分离比1．(2018·曲阜师大附中测评)如图为某植株自交产生后代的过程示意图，下列描述中错误的是()A．A、a与B、b的自由组合发生在①过程B．②过程发生雌、雄配子的随机结合C．M、N、P分别代表16、9、3D．该植株测交后代性状分离比为1∶1∶1∶1D[A、a与B、b的自由组合发生在减数第一次分裂后期；②过程为受精作用，发生雌、雄配子的随机结合；①过程产生4种配子，则雌、雄配子的随机结合的方式是4×4＝16种，基因型＝3×3＝9种，表现型为3种；根据F2的3种表现型比例为12∶3∶1，得出A_B_个体表现型与A_bb个体或aaB_个体相同，该植株测交后代基因型比例为1(A_B_)∶1(A_bb)∶1(aaB_)∶1(aabb)，则表现型的比例为2∶1∶1。]2．(2018·湖北八市月考)藏报春花的花色表现为白色(只含白色素)和黄色(含黄色锦葵色素)一对相对性状，由两对等位基因(A和a，B和b)共同控制，生化机制如下图甲所示。为探究藏报春花色的遗传规律，进行了杂交实验，结果如图乙所示：(1)图甲说明基因与性状的关系是基因通过____________________，进而控制生物的性状。(2)亲本中开黄花植株的基因型为________。根据F2中表现型及比例判断，藏报春花色遗传遵循____________________定律。(3)图乙中F2白花藏报春中，部分个体无论自交多少代，其后代表现型仍为白花，这样的个体在F2代白花藏报春中的比例为________；还有部分个体自交后代会发生性状分离，它们的基因型是____________。(4)在上述不发生性状分离的白花植株子代中，偶然发现了一株黄花植株，欲知道此黄花植株的出现是由于基因突变还是染色体缺失所致，请设计一个最简单方案予以判断。__________________________________________________。[解析](1)图甲基因可抑制相关生理过程，因此是通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物性状的。(2)由图甲可看出，开黄花植株为A_bb，则亲本黄花植株基因型为AAbb。图乙F2中表现型比例约为13∶3，为9∶3∶3∶1的变式，符合自由组合定律。由此可推出子一代和亲本基因型。(3)由图甲可知，只要含有B基因或aa，植株就表现为白花，因此后代不发生性状分离的基因型为__BB或aa__，即AABB、AaBB、aaBB、aaBb、aabb，占7份，则在F2白花藏报春中的比例为7/13。自交后代会发生性状分离的基因型是AaBb、AABb。(4)染色体变异显微镜下可见，而基因突变在显微镜下不可见，因此最简单的方法是取该黄花植株的根尖分生区制成装片，放在显微镜下观察染色体的形态。[答案](1)控制酶的合成控制代谢过程(2)AAbb基因的自由组合(3)7/13AaBb、AABb(4)取该黄花植株的根尖分生区制成装片，放在显微镜下观察染色体的形态[规律总结]性状分离比9∶3∶3∶1的变式题的解题思路1．看F2的表现型比例，若表现型比例之和是16，不管以什么样的比例呈现，都符合基因的自由组合定律。2．将异常分离比与正常分离比9∶3∶3∶1进行对比，分析合并性状的类型。如比例为9∶3∶4，则为9∶3∶(3＋1)，即4为两种性状的合并结果。若分离比为9∶6∶1，则为9∶(3∶3)∶1。eq\a\vs4\al([备选习题])(2018·江淮十校联考)人的眼色是由两对等位基因(A、a和B、b，二者独立遗传)共同决定的。在一个个体中，两对基因处于不同状态时，人的眼色如下表：个体基因组成性状表现(眼色)四显基因(AABB)黑色三显一隐(AABb、AaBB)褐色二显二隐(AAbb、AaBb、aaBB)黄色一显三隐(Aabb、aaBb)深蓝色四隐基因(aabb)浅蓝色若有一对黄眼夫妇，其基因型均为AaBb。从理论上计算，下列错误的是()A．他们所生的子女中，基因型有9种，表现型共有5种B．他们所生的子女中，与亲代表现型不同的个体所占的比例为5/8C．他们所生的子女中，能稳定遗传的个体的表现型及比例为黑眼∶黄眼∶浅蓝眼＝1∶2∶1D．若子女中的黄色眼女性与另一家庭的浅蓝色眼男性婚配，该夫妇生下浅蓝色眼女儿的概率为1/6D[根据题意，两对等位基因符合自由组合定律，黄眼夫妇AaBb婚配，后代基因型有3×3＝9种，表现型有5种(如表格)；子女中与亲本表现型相同的个体1/16AAbb、4/16AaBb和1/16aaBB，比例为6/16，因此与亲本表现型不同的个体为10/16＝5/8；子女中稳定遗传的有1/16AABB(黑色)、1/16AAbb(黄色)、1/16aaBB(黄色)和1/16aabb(浅蓝色)；子女中黄眼女性1/16AAbb、4/16AaBb和1/16aaBB，与浅蓝色眼男性aabb婚配，4/6AaBb与aabb婚配后代才有浅蓝色眼，则浅蓝色眼女儿的概率为4/6×1/2×1/2×1/2＝1/12。]◎考向2以实例的形式，考查“和”小于16的特殊分离比3．某种鱼的鳞片有4种表现型：单列鳞、野生型鳞、无鳞和散鳞，由位于两对同源染色体上的两对等位基因决定(用A、a，B、b表示)，且BB对生物个体有致死作用，将无鳞鱼和纯合野生型鳞鱼杂交，F1有两种表现型，野生型鳞鱼占50%，单列鳞鱼占50%；选取F1中的单列鳞鱼相互交配，其后代中有上述4种表现型，这4种表现型的比例为6∶3∶2∶1，则F1的亲本基因型组合是()A．Aabb×AAbb B．aaBb×aabbC．aaBb×AAbb D．AaBb×AAbbC[由题干分析知，该鱼种群4种表现型分别由A_Bb、A_bb、aaBb和aabb4种基因型控制。由F1的单列鳞鱼相互交配产生的4种表现型及其比值可推知F1的单列鳞鱼的基因型是AaBb，由此推知亲本的基因型。由无鳞鱼和纯合野生型鳞鱼杂交，F1野生型鳞鱼和单列鳞鱼(AaBb)各占一半可知，亲本基因型可能为AAbb×aaBb或AABb×aabb，但AABb不符合亲本表现型要求，故亲本基因型组合为AAbb×aaBb。]4．(2018·山东师大附中高三一模)某种鼠中，黄鼠基因A对灰鼠基因a为显性，短尾基因B对长尾基因b为显性，且基因A或b在纯合时胚胎致死，这两对基因是独立遗传的。现有两只双杂合的黄色短尾鼠交配，理论上所生的子代表现型比例为()【导学号：41780068】A．2∶1 B．9∶3∶3∶1C．4∶2∶2∶1 D．1∶1∶1∶1A[由题意可知，基因型为AA__和__bb的个体不能存活；则双杂合的黄色短尾鼠交配，即AaBb×AaBb→9A_B_(其中3AAB_在胚胎期死亡，其余个体均为黄色短尾个体)∶3A_bb(均在胚胎期死亡)∶3aaB_(灰色短尾)∶1aabb(在胚胎期死亡)，由此可见，这两只双杂合的黄色短尾鼠交配，所生的子代表现型及比例为黄色短尾∶灰色短尾＝(9－3)∶3＝2∶1。]5．(2016·上海高考)控制棉花纤维长度的三对等位基因A/a、B/b、C/c对长度的作用相等，分别位于三对同源染色体上。已知基因型为aabbcc的棉纤维长度为6厘米，每个显性基因增加纤维长度2厘米。棉花植株甲(AABbcc)与乙(aaBbCc)杂交，则F1的棉纤维长度范围是()A．6～14厘米 B．6～16厘米C．8～14厘米 D．8～16厘米C[AABbcc和aaBbCc杂交得到的F1中，显性基因最少的基因型为Aabbcc，显性基因最多的基因型为AaBBCc，由于每个显性基因增加纤维长度2厘米，所以F1的棉纤维长度范围是(6＋2)～(6＋8)厘米。][规律总结]两纯合亲本杂交，基因致死条件下F2的比例关系序号条件表现型种类及比例1A、B显性纯合时致死4种；8∶3∶3∶12a、b隐性纯合致死3种；9∶3∶33一对等位基因的显性纯合(AA或BB)致死4种；6∶3∶2∶1eq\a\vs4\al([备选习题])某黄色卷尾鼠彼此杂交，子代中有6/12黄色卷尾、2/12黄色正常尾、3/12鼠色卷尾、1/12鼠色正常尾，则出现上述遗传现象的主要原因是()A．不遵循基因的自由组合定律B．控制黄色性状的基因纯合致死C．卷尾性状由显性基因控制D．鼠色性状由隐性基因控制B[只考虑尾的性状，卷尾鼠×卷尾鼠，后代中卷尾∶正常尾＝3∶1，可见控制尾的性状的一对等位基因按分离定律遗传，且卷尾性状由显性基因控制；只考虑体色，黄色×黄色，后代中黄色∶鼠色＝2∶1，可见鼠色性状由隐性基因控制，黄色性状由显性基因控制，且控制黄色性状的基因纯合致死。综上分析可知，这两对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律。]真题验收|感悟高考淬炼考能(对应学生用书第101页)1.(2017·全国卷Ⅱ)若某哺乳动物毛色由3对位于常染色体上的、独立分配的等位基因决定，其中，A基因编码的酶可使黄色素转化为褐色素；B基因编码的酶可使该褐色素转化为黑色素；D基因的表达产物能完全抑制A基因的表达；相应的隐性等位基因a、b、d的表达产物没有上述功能。若用两个纯合黄色品种的动物作为亲本进行杂交，F1均为黄色，F2中毛色表现型出现了黄∶褐∶黑＝52∶3∶9的数量比，则杂交亲本的组合是()A．AABBDD×aaBBdd，或AAbbDD×aabbddB．aaBBDD×aabbdd，或AAbbDD×aaBBDDC．aabbDD×aabbdd，或AAbbDD×aabbddD．AAbbDD×aaBBdd，或AABBDD×aabbddD[F2中毛色表现型出现了黄∶褐∶黑＝52∶3∶9的数量比，总数为64，故F1中应有3对等位基因，且遵循自由组合定律。AABBDD×aaBBdd的F1中只有2对等位基因，AAbbDD×aabbdd的F1中也只有2对等位基因。aaBBDD×aabbdd的F1中只有2对等位基因，AAbbDD×aaBBDD的F1中也只有2对等位基因。aabbDD×aabbdd的F1中只有1对等位基因，且F1、F2都是黄色，AAbbDD×aabbdd的F1中只有2对等位基因。AAbbDD×aaBBdd或AABBDD×aabbdd的F1中含有3对等位基因，F1均为黄色，F2中毛色表现型会出现黄∶褐∶黑＝52∶3∶9的数量比。]2．(2016·全国卷Ⅲ)用某种高等植物的纯合红花植株与纯合白花植株进行杂交，F1全部表现为红花。若F1自交，得到的F2植株中，红花为272株，白花为212株；若用纯合白花植株的花粉给F1红花植株授粉，得到的子代植株中，红花为101株，白花为302株。根据上述杂交实验结果推断，下列叙述正确的是()A．F2中白花植株都是纯合体B．F2中红花植株的基因型有2种C．控制红花与白花的基因在一对同源染色体上D．F2中白花植株的基因型种类比红花植株的多D[本题的切入点在“若用纯合白花植株的花粉给F1红花植株授粉，得到的子代植株中，红花为101株，白花为302株”上，相当于测交后代表现出1∶3的分离比，可推断该相对性状受两对等位基因控制，且两对基因独立遗传。设相关基因为A、a和B、b，则A_B_表现为红色，A_bb、aaB_、aabb表现为白色，因此F2中白花植株中有纯合体和杂合体，故A项错误；F2中红花植株的基因型有AaBb、AABB、AaBB、AABb4种，故B项错误；控制红花与白花的两对基因独立遗传，位于两对同源染色体上，故C项错误；F2中白花植株的基因型有5种，红花植株的基因型有4种，故D项正确。]3．(2017·全国卷Ⅲ)已知某种昆虫的有眼(A)与无眼(a)、正常刚毛(B)与小刚毛(b)、正常翅(E)与斑翅(e)这三对相对性状各受一对等位基因控制。现有三个纯合品系：①aaBBEE、②AAbbEE和③AABBee。假定不发生染色体变异和染色体交换，回答下列问题：(1)若A/a、B/b、E/e这三对等位基因都位于常染色体上，请以上述品系为材料，设计实验来确定这三对等位基因是否分别位于三对染色体上。(要求：写出实验思路、预期实验结果、得出结论)(2)假设A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上，请以上述品系为材料，设计实验对这一假设进行验证。(要求：写出实验思路、预期实验结果、得出结论)[解析](1)实验思路：将确定三对基因是否分别位于三对染色体上，拆分为判定每两对基因是否位于一对染色体上，如利用①和②进行杂交去判定A/a和B/b是否位于一对染色体上。实验过程：(以判定A/a和B/b是否位于一对染色体上为例)①②aaBBEE×AAbbEE→F1eq\o(→,\s\up8(⊗))F2预期结果及结论：若F2的表现型及比例为有眼正常刚毛∶有眼小刚毛∶无眼正常刚毛∶无眼小刚毛＝9∶3∶3∶1，则A/a和B/b位于两对染色体上。若F2的表现型及比例为有眼正常刚毛∶无眼小刚毛＝3∶1或者有眼小刚毛∶有眼正常刚毛∶无眼正常刚毛＝1∶2∶1，则A/a和B/b位于同一对染色体上。同理，用①与③杂交，判断A/a和E/e是否位于一对染色体上；用②与③杂交，判断B/b和E/e是否位于一对染色体上。(2)验证一对等位基因是否位于X染色体上，可用隐性雌性个体和显性雄性个体杂交：eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(①若子代中雌性全为显性，雄性全为隐性,⇒在X染色体上,②若子代中雌性有隐性，雄性中有显性,⇒在常染色体上))分析本题，可用①×②杂交组合进行正反交，验证A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上。如果下图杂交一为正交，根据后代雄性个体的表现型，可判断B/b位于X染色体上；那么杂交二就为反交，根据后代雄性个体的表现型，可判断A/a也位于X染色体上。杂交一：杂交二：[答案](1)选择①×②、②×③、①×③三个杂交组合，分别得到F1和F2，若各杂交组合的F2中均出现四种表现型，且比例为9∶3∶3∶1，则可确定这三对等位基因分别位于三对染色体上；若出现其他结果，则可确定这三对等位基因不是分别位于三对染色体上。(2)选择①×②杂交组合进行正反交，观察F1中雄性个体的表现型。若正交得到的F1中雄性个体与反交得到的F1中雄性个体有眼/无眼、正常刚毛/小刚毛这两对相对性状的表现均不同，则证明这两对等位基因都位于X染色体上。4．(2016·全国卷Ⅱ)某种植物的果皮有毛和无毛、果肉黄色和白色为两对相对性状，各由一对等位基因控制(前者用D、d表示，后者用F、f表示)，且独立遗传。利用