2-2025版5 · 3B版 新高考版 讲解册

第2部分遗传与进化

专题8基因的分离定律和自由组合定律

生物学新高考、新教材适用体系透视重难透析题型透析考点1基因的分离定律考点2基因的自由组合定律

考点3连锁与交换题型1致死或不育分析（热考点）题型2非等位基因间的相互作用（热考点）

题型3控制同种性状不同隐性突变基因位置关系的

判断（新考向）题型4外源基因整合到宿主细胞染色体上

的位置判断（新考向）考点1基因的分离定律一、孟德尔一对相对性状的杂交实验

小表达

(1)杂交实验中应在雌雄蕊成熟之前对母本进行人工去雄、套袋

,其中后者的主要目的是防止外来花粉干扰。对于小麦、水稻等自花传粉、闭花受粉的植物,花小,对花进行操作较为困难,常制备雄性不育植株(无法产生正常可育花粉),在育种过程中让其作母本,这样做的优势是省去人工去雄的麻烦。(2)利用两豌豆纯合亲本进行杂交育种,常需进行人工传粉,具体的做法为在花蕾期

(花未成熟时)去除母本的全部雄蕊并套上纸袋,在母本雌蕊成熟时采集父本的花粉涂在母本的雌蕊柱头上,再套上纸袋。二、基因分离定律的实质和验证方法基因分离定律的实质研究对象位于一对同源染色体上的一对

等位基因发生时间减数第一次分裂后期实质等位基因随着同源染色体的分

开而分离适用范围进行有性生殖的真核生物的细

胞核遗传验证方法自交法

测交法

花粉鉴定法依据花粉形状或染色结果判断

配子类型:

三、交配方式及应用类型含义应用杂交AA×aa、Aa×AA等判断显隐性等自交Aa×Aa等(包括植物自花传粉及

同株异花传粉)(1)判断显隐性、增加后代纯合

子的比例;(2)判断显性个体是否纯合(若子

代均为显性,则为纯合子;若子代

出现性状分离,则为杂合子)测交A-×aa(1)判断亲本产生的配子种类及比例;(2)判断显性个体是否纯合(若子代均为显性,则为纯合子;若子代出现1∶1的分离比,则为杂合子)正反交正交:AA(♀)×aa(♂)反交:AA(♂)×aa(♀)(1)判断基因的位置;(2)判断雌雄个体产生的配子差异回交两亲本杂交产生的子代,连续与

某一亲本(回交亲本)进行杂交向回交亲本中引入控制特定性状的基因,同时保持回交亲本的优良性状小表达

(2020全国Ⅰ,5改编)已知果蝇的长翅和截翅由一对等位基因控制。多只长翅果蝇进行单对交配(每个瓶中有1只雌果蝇和1只雄果蝇),子代果蝇中长翅∶截翅=3∶1。据此现象可判断出长翅为显性、亲本雌蝇一定为杂合子、该性状的遗传遵循基因的分离定律。四、自交和自由交配的计算思路项目自交自由交配计算方法种群中的个体基因型均为Aa,自

交n代的过程如图:

种群中个体基因型包括AA、Aa,

比例分别为1/3、2/3,个体之间随

机交配,可借助配子法进行计算:

其他在育种过程中常会涉及淘汰某

些特定类型的植株,若淘汰基因

型为aa的植株,计算方法如图:

(1)无自然选择等条件下,自由交配还可用遗传平衡公式进行计算:(p+q)2=p2+2pq+q2,其中p、q分别为A、a的基因频率。对于上述种群:A的基因频率=AA基因型频率+1/2Aa基因型频率=1/3+1/2×2/3=2/3,a的基因频率=1-2/3=1/3,子代AA∶Aa∶aa=(2/3)2∶(2×2/3×1/3)∶(1/3)2=4∶4∶1(2)若淘汰基因型为aa的个体,则每一代淘汰完后再算各基因型的实际占比,进而计算配子的占比,最后可根据配子法得出结果五、分离定律的特例及相关解题思路不完全显性F1的性状表现介于显性和隐性的亲本之间的表现形式Aa自交,子代出现1∶2∶1的性状分离比复等位基因若同源染色体的同一位置上的等位基因的数目在两个以上,称为复等位基因如ABO血型控制基因包括IA、IB、i,基因型有6种,A型∶IAIA、IAi;B型:IBIB、Ibi;AB型:IAIB;O型:ii母性影响子代的表型由母本基因型决定,

而不受本身基因型的支配,如:

(1)此类遗传的性状分离比会延后一代出现,F2自交子代会出现3∶1的性状分离比;(2)母性影响≠细胞质遗传,前者由核基因控制,后者由细胞质基因控制从性遗传常染色体上的基因控制的性状,

在表型上与性别存在相关性。

如绵羊的有角和无角遗传,公绵

羊HH和Hh表现为有角,hh表现为

无角;母绵羊HH表现为有角,Hh

和hh表现为无角受个体中激素水平等的影响考点2基因的自由组合定律一、孟德尔两对相对性状的杂交实验易混易错重组型性状是指F2中与亲本(P)表现不同的性状,上述杂交实验中的黄色皱

粒、绿色圆粒即为重组型性状。二、自由组合定律的实质小表达aaBb和Aabb杂交后代的表型比例为1∶1∶1∶1,能否验证自由组合定律?为

什么?不能验证。验证自由组合定律,即验证非同源染色体上的非等位基因自由组合,

即双杂合子(如AaBb)可产生4种比例相等的配子,aaBb和Aabb都可产生两种比例相等

的配子,只可验证分离定律。易混易错

基因的自由组合定律仅适用于真核生物有性生殖过程中细胞核内非同源

染色体上的非等位基因的遗传。三、基因自由组合定律的解题技巧及应用解题技巧“拆分

法”求

解自由

组合定

律问题

解题技巧“逆向

组合

法”推

断亲本

基因型推测亲本基因型时,可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,再进行逆向组合,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;(4)3∶1⇒(3∶1)×1⇒(Aa×Aa)(BB×__)或(Aa×Aa)(bb×bb)或(AA×__)(Bb×Bb)或(aa

×aa)(Bb×Bb)⇒AaBB×Aa__或Aabb×Aabb或AABb×__Bb或aaBb×aaBb解题技巧n对等位

基因独

立遗传

的遗传

规律(有

n对相对

性状的

纯合亲

本杂交)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121∶123∶131∶2∶1222(1∶1)222(3∶1)232(1∶2∶1)2n2n(1∶1)n2n(3∶1)n3n(1∶2∶1)n应用为遗传病的检测和预防提供理论依据指导杂交育种,如:

考点3连锁与交换一、完全连锁和不完全连锁项目完全连锁不完全连锁现象

解释B、V位于一条染色体上,b、v位

于另一条染色体上,且BbVv(♂)

个体减数分裂过程中不发生同

源染色体非姐妹染色单体之间

的交换

B、V位于一条染色体上,b、v位

于另一条染色体上,且BbVv(♂)

个体减数分裂过程中发生了同

源染色体非姐妹染色单体之间

的交换

应用(1)判断基因的位置关系:在不发生交换时产生的配子为亲本型配

子,解题过程中一旦确定亲本型配子的基因型,则可确定基因的位置

关系,如BV、bv为亲本型配子,则可确定双杂合子中B和V基因位于

同一条染色体上;(2)判断亲本减数分裂过程中交换的概率;(3)依据两对等位基因之间(或一对等位基因与特定DNA片段之间)

的连锁关系,对子代染色体的来源进行分析,指导育种二、解题分析完全连锁(1)若BbVv自交子代性状分离比为3∶1,则B、V位

于同一条染色体上,b、v位于另一条染色体上,且

未发生互换;(2)若BbVv自交子代性状分离比为1∶2∶1,则B、

v位于同一条染色体上,b、V位于另一条染色体上,

且未发生互换不完全连锁判断当BbVv自交子代性状出现4种类型,但比例不满足9∶3∶3∶1及其变形时或当BbVv测交子代性状出现4种类型,但比例不满足1∶1∶1∶1及其变形时解题技巧(1)重组型配子的比例小于非重组(亲本)型配子的比例;(2)配子概率:BV=bv、Bv=bV;(3)自交:根据bbvv的比例(设为x)先计算出bv配子的概率(

),再根据各配子间的数量关系来计算各配子占比;注:当父、母本在减数分裂中均发生互换时,如无特别说明,雌雄配子种类和比例相同。(4)测交:测交亲本之一为bbvv,配子为bv,故根据子代表型可推出另一亲本产生配子的基因型及比例不完全连锁实例分析自交测交利用基因型为BbVv的个体自交,后代基因型及比例为BbVv∶Bbvv∶bbVv∶bbvv=19∶8∶8∶1,求重组率。

基因型为BbVv的个体作母本,与基因型为bbvv的父本进行杂交,后代基因型及比例为BbVv∶Bbvv∶bbVv∶bbvv=1∶2∶2∶1,求重组率。

易混易错

基因的自由组合定律中重组型配子的出现是由于亲本减数分裂Ⅰ后期发

生非同源染色体的自由组合,而不完全连锁中重组型配子的出现是由于亲本减数分裂

Ⅰ前期发生了同源染色体非姐妹染色单体之间的交换。小表达

用基因型为AAmm的纯合子P与基因型为aaMM的甲品系杂交得F1,F1自交得

F2。F2中aamm所占比例极少(远小于1/16),原因是基因A/a与M/m位于一对同源染色体上,F1在减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体发生了交换。

题型1致死或不育分析(热考点)1.致死或不育类型分析

基因纯合致死配子致死/不育类型显性纯合致死隐性纯合致死某基因导致雄配子全部致死/不育某基因导致雄配子部分致死/不育实例AA个体不能存活:

aa个体不能存活:

含A的雄配子不育:

含A的雄配子50%可育、50%不育

子代:Aa∶aa=2∶1,即显∶隐=2∶1子代:AA∶Aa=2∶1,即全为显性雌配子正常,雄配子只有a。子代:Aa∶aa=1∶1,即显∶隐=1∶1雌配子正常,雄配子为50%A∶a=1A∶2a。子代:AA∶Aa∶aa=1∶3∶2,即显∶隐=2∶1(2024贵州,20,12分)(2020江苏,7,2分)2.自由组合定律中的“致死问题”(1)致死类问题解题思路第一步:先将其拆分成分离定律单独分析。第二步:将单独分析结果综合在一起。(2)致死类型归类分析(以AaBb个体为例,两对基因为非同源染色体上的非等位基因)类型交配方式后代基因型及比例AA和BB致死自交(Aa∶aa)(Bb∶bb)=(2∶1)(2∶1)

→AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=

4∶2∶2∶1测交(Aa∶aa)(Bb∶bb)=(1∶1)(1∶1)

→AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=

1∶1∶1∶1AA或BB致死(以AA致死为例)自交(Aa∶aa)(B_∶bb)=(2∶1)(3∶1)→AaB_∶aaB_∶Aabb∶aabb=

6∶3∶2∶1测交(Aa∶aa)(Bb∶bb)=(1∶1)(1∶1)→AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=

1∶1∶1∶1aa或bb致死(以aa致死为例)自交(A_)(B_∶bb)=1×(3∶1)→A_B

_∶A_bb=3∶1aabb致死自交A_B_∶A_bb∶aaB_=9∶3∶3(2024贵州,20,12分)(2023全国乙,6,6分)(2022全国甲,6,6分)典例

(2023全国乙,6,6分)某种植物的宽叶/窄叶由等位基因A/a控制,A基因控制宽叶

性状;高茎/矮茎由等位基因B/b控制,B基因控制高茎性状。这2对等位基因独立遗传。

为研究该种植物的基因致死情况,某研究小组进行了两个实验,实验①:宽叶矮茎植株

自交,子代中宽叶矮茎∶窄叶矮茎=2∶1;实验②:窄叶高茎植株自交,子代中窄叶高

茎∶窄叶矮茎=2∶1。下列分析及推理中错误的是

(

)A.从实验①可判断A基因纯合致死,从实验②可判断B基因纯合致死B.实验①中亲本的基因型为Aabb,子代中宽叶矮茎的基因型也为AabbC.若发现该种植物中的某个植株表现为宽叶高茎,则其基因型为AaBbD.将宽叶高茎植株进行自交,所获得子代植株中纯合子所占比例为1/4D

解析实验①中,宽叶植株自交,子代出现性状分离,说明亲本宽叶植株基因型为Aa,Aa自交,子代表型比例为宽叶∶窄叶=2∶1,可推知AA致死,同理,通过实验②可推知

BB致死,A正确;由A项分析可知,实验①的亲本基因型为Aabb,由于A基因纯合致死,其

自交所得子代为(Aa∶aa)(bb),因此子代中宽叶矮茎的基因型为Aabb,B正确;由于AA和BB致死,因此宽叶高茎个体的基因型为AaBb,C正确;宽叶高茎(AaBb)植株自交,由于

AA和BB致死,子代为(Aa∶aa)(Bb∶bb)=(2∶1)(2∶1),纯合子(aabb)的比例为1/3×1/3=1/9,D错误。题型2非等位基因间的相互作用(热考点)当位于非同源染色体上的非等位基因影响同一性状时,可产生基因间的相互作

用。当双杂合亲本自交时,产生后代的表型比例符合9∶3∶3∶1及其变式,如表。类型原理9∶3∶3∶1及其变式基因互作两对非等位基因的产物相互作

用,出现新的表型。如鸡冠形状

的遗传

基因互补两对非等位显性基因同时存在

时表现一种性状,其中任一基因

发生隐性突变时都会导致同一

突变型性状出现。

如三叶草叶片内的氰化物是经

如图所示生化途径产生的

抑制作用某些基因不能独立地表现任何

可见的表型效应,但可以完全抑

制其他非等位基因的作用。如

家蚕的茧有黄茧和白茧,当基因I

存在时,抑制了黄茧基因Y的作

用,

只有基因I不存在时,基因Y的作

用才能表现,如图所示

隐性上位上位效应是非等位基因间的掩

盖作用,其可以由一对隐性基因

所引起。如某花的色素合成过

程中隐性纯合基因aa掩盖了显性

基因B的作用:

显性上位

在上位效应中,某显性基因掩盖

了另一对非等位显性基因的表

现,如某花的色素合成过程中显

性基因P掩盖了显性基因R的作

用,如图:

叠加效应两对等位基因决定同一性状的

表达,而且具有叠加效应。如荠

菜的硕果形状有三角形和卵形

两种:

积加作用两对(或两对以上)基因互作时,显

性基因对数累积越多,性状表现

越明显的现象。如南瓜果形的

遗传

(2024湖北,18,2分)(2023河北,23,13分)(2023全国乙,32,10分)(2023新课标,5,6分)(2023

全国甲,32,10分)典例

(2023全国乙,32,10分)某种观赏植物的花色有红色和白色两种。花色主要是由

花瓣中所含色素种类决定的,红色色素是由白色底物经两步连续的酶促反应形成的,

第1步由酶1催化,第2步由酶2催化。其中酶1的合成由A基因控制,酶2的合成由B基因

控制。现有甲、乙两个不同的白花纯合子,某研究小组分别取甲、乙的花瓣在缓冲液

中研磨,得到了甲、乙花瓣的细胞研磨液,并用这些研磨液进行不同的实验。实验一:探究白花性状是由A或B基因单独突变还是共同突变引起的①取甲、乙的细胞研磨液在室温下静置后发现均无颜色变化。②在室温下将两种细胞研磨液充分混合,混合液变成红色。③将两种细胞研磨液先加热煮沸,冷却后再混合,混合液颜色无变化。实验二:确定甲和乙植株的基因型将甲的细胞研磨液煮沸,冷却后与乙的细胞研磨液混合,发现混合液变成了红色。回答下列问题。(1)酶在细胞代谢中发挥重要作用,与无机催化剂相比,酶所具有的特性是高效性、专一性、作用条件较温和(答出3点即可);煮沸会使细胞研磨液中的酶失去催化作用,

其原因是高温破坏了酶的空间结构。(2)实验一②中,两种细胞研磨液混合后变成了红色,推测可能的原因是甲和乙的白花性状是由A或B基因单独突变引起的,且二者的突变基因不同。(3)根据实验二的结果可以推断甲的基因型是

Aabb

,乙的基因型是

aaBB;若只将乙的细胞研磨液煮沸,冷却后与甲的细胞研磨液混合,则混合液呈现的颜色是白色。

解析

(1)酶具有高效性、专一性和作用条件较温和的特性。过酸、过碱或温度过高都会破坏酶的空间结构,使酶永久失活。(2)由题干可推知红色色素的形成途径:白色底物

X

红色色素(X指第1步反应的生成物)。由实验一知,甲、乙两种细胞研磨液在室温下静置后均无颜色变化,但将其充分混合后变成红色,推测

甲、乙细胞中可分别合成酶1(可催化形成X)、酶2(或酶2、酶1),当两种细胞研磨液混

合后,X可经酶2催化形成红色色素,白色底物可经酶1和酶2的催化形成红色色素,甲和乙是由A或B基因单独突变引起的,且二者的突变基因不同。(3)甲、乙为两种不同的

白花纯合子,将甲的细胞研磨液煮沸(相关酶变性失活),冷却后与乙的细胞研磨液混合,

混合液变成了红色,说明甲细胞中含有第1步反应的生成物,乙细胞中含第2步反应的

酶,故可推知甲的基因型为AAbb,乙的基因型为aaBB。只将乙的细胞研磨液煮沸,催化

第2步反应的酶2失去了催化作用,故混合液呈现白色。

题型3控制同种性状不同隐性突变基因位置关系的判断(新考向)在大多数情况下,基因与性状并不是简单的一一对应的关系。一个性状可以受到

多个基因的影响。基因型为AABB的野生型植株中出现了白花隐性突变体,该突变体

可能为AAbb、a1a1BB、a2a2BB……,故两突变基因的位置关系可能如下:位置关系野生型白花1白花2F1(白花1×白

花2)F1自交两突变基因为等位基因

白花均为白花两突变基因为非等位基因两突变基因位于同源染色体上

野生型野生型∶白

花=1∶1两突变基因位于非同源染色体上

野生型野生型∶白

花=9∶7根据表可知,两突变体杂交,若后代均为突变型,则两突变基因为等位基因。若后

代均为野生型,则两突变基因为非等位基因,然后根据F1自交后代的表型判断两突变基

因的位置关系。(2023江苏,23,12分)(2022山东,6,2分)(2021辽宁,25,10分)典例

(2022山东,6,2分)野生型拟南芥的叶片是光滑形边缘,研究影响其叶片形状的基

因时,发现了6个不同的隐性突变,每个隐性突变只涉及1个基因。这些突变都能使拟

南芥的叶片表现为锯齿状边缘。利用上述突变培育成6个不同纯合突变体①~⑥,每个

突变体只有1种隐性突变。不考虑其他突变,根据表中的杂交实验结果,下列推断错误

的是

(

)C杂交组合子代叶片边缘①×②光滑形①×③锯齿状①×④锯齿状①×⑤光滑形②×⑥锯齿状A.②和③杂交,子代叶片边缘为光滑形B.③和④杂交,子代叶片边缘为锯齿状C.②和⑤杂交,子代叶片边缘为光滑形D.④和⑥杂交,子代叶片边缘为光滑形

解析两突变体杂交,若子代为光滑形(野生型),则两突变基因为非等位基因;若子代为锯齿状,则两突变基因为等位基因。因本题不涉及非等位基因位置关系的判断,故

假设所有基因都位于一对同源染色体上,则基因位置关系如图:

,C错误。题型4外源基因整合到宿主细胞染色体上的位置判断(新考向)类型个体基因型(相当于)自交子代表型插入一个外源基因AAa性状分离比为3∶1插入两个外源基因A插入一条染色体上Aa性状分离比为3∶1插入一对同源染色体上AA100%为A基因性状插入两对同源染色体上A1a1A2a2性状分离比为15∶1插入n个外源基因A插入一条染色体上Aa性状分离比为3∶1插入一对同源染色体上AA100%为A基因性状插入两对同源染色体上插入其中两条非同

源染色体上A1a1A2a2性状分离比为15∶

1插入其中三条染色

体上A1A1A2a2100%为A基因性状插入其中四条染色

体上A1A1A2A2100%为A基因性状插入n个外源基因A插入m(<n)对同源

染色体上如果每对同源染色

体只有其中一条有

A基因A1a1A2a2……Amam隐性纯合个体占比

为1/4m,性状分离比

为(4m-1)∶1只要其中一对同源染色体上均含有A基因AA100%为A基因性状插入n对同源染色

体上每对同源染色体只

有其中一条有A基

因A1a1A2a2……Anan隐性纯合个体占比

为1/4n,性状分离比

为(4n-1)∶1(2021浙江6月选考,28,10分)(2021山东,22,16分)(2020山东,23,16分)典例

(2021浙江6月选考,28,10分)利用转基因技术,将抗除草剂基因转入纯合不抗除

草剂水稻(2n)(甲),获得转基因植株若干。从转基因后代中选育出纯合矮秆抗除草剂

水稻(乙)和纯合高秆抗除草剂水稻(丙)。用甲、乙、丙进行杂交,F2结果如表。转基因

过程中,可发生基因突变,外源基因可插入不同的染色体上。高秆(矮秆)基因和抗除草

剂基因独立遗传,高秆和矮秆由等位基因