第19讲　自由组合定律的发现及应用

11/11第19讲自由组合定律的发现及应用核心考点考题统计考情分析1.自由组合定律的发现及应用2025·陕晋青宁卷T18 2025·广东卷T192025·江西卷T21 2024·河北卷T232024·山东卷T221.命题特点：试题以非选择题为主，题目难度一般较大。2.备考重点：（1）重视自由组合定律的发现过程、实质和验证；（2）重视推理的过程，提炼解题的技巧2.自由组合定律的常规解题方法2025·甘肃卷T6 2025·山东卷T172025·江苏卷T24 2024·广东卷T14考点一自由组合定律的发现及应用1.两对相对性状杂交实验的“假说—演绎”分析（1）观察现象，提出问题①两对相对性状杂交实验的过程②对杂交实验结果的分析③提出问题F2中为什么会出现新的性状组合呢？F2中不同性状的比（9∶3∶3∶1）与一对相对性状杂交实验中F2的3∶1的数量比有联系吗？（2）提出假说，解释问题①假说内容a.两对相对性状分别由遗传因子控制。b.F1在产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子可以。c.F1产生的雌配子和雄配子各有4种：，且数量比为。d.受精时，雌雄配子的结合是的。雌雄配子的结合方式有，基因型有，表型有，且比例为。②遗传图解棋盘格式：分解组合式：③结果分析（3）演绎推理，验证假说①演绎推理图解—测交②实验验证：孟德尔所做的实验，无论是以F1作母本还是作父本，结果（如表）都符合预期的设想。性状组合黄圆黄皱绿圆绿皱实际籽粒数F1作母本31272626F1作父本24222526（4）归纳总结，得出结论：实验结果与演绎结果相符，假说成立。教材拾遗：〔必修2P10“旁栏思考”拓展〕具有两对相对性状的纯合亲本杂交，F2中重组类型所占的比例不一定是6/16的原因：当亲本基因型为YYRR和yyrr时，F2中重组类型所占比例是6/16；当亲本基因型为YYrr和yyRR时，F2中重组类型所占比例是10/16。2.自由组合定律（1）基因自由组合定律的细胞学基础提醒：（1）个数≠种类数，雌配子数≠雄配子数。4种雌配子比例相同，4种雄配子比例相同，但雄配子数远远多于雌配子数。（2）非等位基因可位于同源染色体上，也可位于非同源染色体上。同源染色体上的非等位基因不能自由组合。（3）配子的随机结合（受精作用）不属于基因的自由组合。（2）自由组合定律的内容3.孟德尔获得成功的原因教材拾遗：〔必修2P12“思考·讨论”〕孟德尔研究山柳菊不能成功的原因主要是①山柳菊没有既容易区分又可以连续观察的相对性状；②山柳菊有时进行有性生殖，有时进行无性生殖；③山柳菊花小，难以做人工杂交实验。4.孟德尔遗传规律的应用（1）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，这在动植物育种和医学实践等方面都具有重要意义。（2）实例①杂交育种：人们有目的地将具有的两个亲本杂交，使两个亲本的组合在一起，再筛选出所需要的优良品种。例如既抗倒伏又抗条锈病的纯种小麦的选育。DDTT（抗倒伏、易感病）×ddtt（易倒伏、抗病）DdTt（）②医学实践：人们可以依据分离定律和自由组合定律，对某些遗传病在作出科学的推断，从而为提供理论依据。1.F1在产生配子时，成对的遗传因子彼此分离，不成对的遗传因子可以自由组合。 〔必修2P10正文〕（）2.F1（基因型为YyRr）产生的雌雄配子各有4种：YR、Yr、yR、yr，它们之间的数量比为1∶1∶1∶1。〔必修2P10正文〕（）3.自由组合定律是指F1产生的4种类型的精子和4种类型的卵细胞可以自由组合。 〔必修2P12正文〕（）4.1909年，丹麦生物学家约翰逊将孟德尔的“遗传因子”命名为“基因”。 〔必修2P13正文〕（）5.基因型是性状表现的内在因素，表型是基因型的表现形式。〔必修2P15本章小结〕（）果蝇的灰身（B）对黑身（b）为显性；长翅（V）对残翅（v）为显性，这两对等位基因位于常染色体上。一对灰身残翅与黑身长翅的果蝇杂交，子代出现灰身长翅、灰身残翅、黑身长翅、黑身残翅，比例为1∶1∶1∶1。（1）该实验结果能不能证明这两对等位基因位于两对同源染色体上，请说明理由。（2）请利用上述杂交实验的子代果蝇为材料设计两个不同的实验，要求这两个实验都能独立证明两对基因位于两对同源染色体上。请写出两个实验的杂交组合及子代表型的比例。自由组合定律的验证方法验证方法结论自交法F1自交后代的性状分离比为9∶3∶3∶1或其变式（9∶7、9∶3∶4、9∶6∶1等），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∶1∶1或其变式（1∶3、1∶2∶1等），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花粉鉴定法F1若产生4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4种表型，比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律两对相对性状的杂交实验及分析1.以下为孟德尔对豌豆两对相对性状杂交实验的假说演绎图解。有关分析正确的是（）A.上、下图分别是假说推理过程、演绎推理过程B.上图的每对相对性状在F2中不出现一定的分离比，下图的比例为9∶3∶3∶1C.下图的雌雄配子随机受精结合的过程遵循自由组合定律D.孟德尔运用此科学思维方法解决问题并得出基因在染色体上的结论自由组合定律的实质和验证2.某种昆虫长翅（A）对残翅（a）、直翅（B）对弯翅（b）、有刺刚毛（D）对无刺刚毛（d）为显性，控制这三对性状的基因位于常染色体上。如图表示某一个体的基因组成，若不考虑互换，以下判断正确的是（）A.图中A与B互为等位基因，A与D互为非等位基因B.该个体的一个初级精母细胞所产生的精细胞基因型有四种C.控制翅长与翅形的两对等位基因遗传时遵循自由组合定律D.若该个体与隐性个体测交，后代基因型比例为1∶1∶1∶13.（2025·安徽合肥模拟）某单子叶植物的非糯性（A）对糯性（a）为显性，抗病（T）对染病（t）为显性，花粉粒长形（D）对圆形（d）为显性，三对等位基因分别位于三对同源染色体上，非糯性花粉遇碘液变蓝色，糯性花粉遇碘液变棕色。现有四种纯合子基因型分别为：①AATTdd、②AAttDD、③AAttdd、④aattdd。下列说法正确的是（）A.若采用花粉鉴定法验证基因的分离定律，应该用①和③杂交所得F1的花粉B.若采用花粉鉴定法验证基因的自由组合定律，可以观察①和②杂交所得F1的花粉C.若培育糯性抗病优良品种，应选用①和④亲本杂交D.将②和④杂交后所得的F1的花粉涂在载玻片上，加碘液染色后，均为蓝色4.（2023·辽宁高考24题节选）萝卜是雌雄同花植物，其贮藏根（萝卜）红色、紫色和白色由一对等位基因W、w控制，长形、椭圆形和圆形由另一对等位基因R、r控制。一株表型为紫色椭圆形萝卜的植株自交，F1的表型及其比例如下表所示。回答下列问题：F1表型红色长形红色椭圆形红色圆形紫色长形紫色椭圆形紫色圆形白色长形白色椭圆形白色圆形比例121242121注：假设不同基因型植株个体及配子的存活率相同。（1）控制萝卜颜色和形状的两对基因的遗传（填“遵循”或“不遵循”）孟德尔第二定律。（2）为验证上述结论，以F1为实验材料，设计实验进行验证：①选择萝卜表型为和红色长形的植株作亲本进行杂交实验。②若子代表型及其比例为，则上述结论得到验证。（3）表中F1植株纯合子所占比例是；若表中F1随机传粉，F2植株中表型为紫色椭圆形萝卜的植株所占比例是。考点二自由组合定律的常规解题方法“拆分法”求解自由组合定律计算问题1.思路将多对等位基因的自由组合分解为若干分离定律分别分析，再运用乘法原理进行组合。2.方法（1）基因型（表型）种类、概率及比例（2）配子种类及概率的计算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AaBbCc↓↓↓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）＝1/81.〔经典高考题〕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种表型B.若De对Df共显性、H对h不完全显性，则F1有12种表型C.若De对Df不完全显性、H对h完全显性，则F1有9种表型D.若De对Df完全显性、H对h不完全显性，则F1有8种表型2.（2025·贵州遵义模拟）已知A与a、B与b、D与d三对等位基因自由组合且为完全显性，基因型分别为AabbDd、AaBbDd的两个个体进行杂交。下列关于杂交后代的推测，正确的是（）A.杂合子占的比例为7/8B.基因型的种类有18种，AabbDd个体占的比例为1/16C.与亲本基因型不同的个体占的比例为1/4D.表型有6种，aabbdd个体占的比例为1/32“逆向组合法”推断亲本基因型问题1.基因填充法（1）根据亲本和子代的表型写出亲本和子代的基因型，如基因型可表示为A_B_、A_bb。（2）根据子代基因型推测亲本基因型（此方法只适用于亲本和子代表型已知，且显隐性关系已知时）。2.根据子代表型及比例推测亲本基因型规律：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：3.（2025·湖北襄阳模拟）番茄中红色果实（R）对黄色果实（r）为显性，两室果（D）对多室果（d）为显性，高藤（T）对矮藤（t）为显性，控制三对性状的等位基因分别位于三对同源染色体上，某红果两室高藤植株甲与rrddTT杂交，子代中红果两室高藤植株占1/2；与rrDDtt杂交，子代中红果两室高藤植株占1/4；与RRddtt杂交，子代中红果两室高藤植株占1/2。植株甲的基因型是（）A.RRDdTtB.RrDdTtC.RrDdTT D.RrDDTt4.（2025·湖南长沙模拟）假如水稻的高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗瘟病（R）对易染病（r）为显性。现有一高秆抗瘟病的亲本水稻和矮秆易染病的亲本水稻杂交，产生的F1再和隐性类型进行测交，结果如图所示（两对基因位于两对同源染色体上）。则F1的基因型为（）A.DdRR和ddRrB.DdRr和ddRrC.DdRr和Ddrr D.ddRr自由组合中等位基因对数的判断1.n对等位基因（完全显性）分别位于n对同源染色体上的遗传规律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12（1∶1）12（3∶1）13（1∶2∶1）1222（1∶1）222（3∶1）232（1∶2∶1）2n2n（1∶1）n2n（3∶1）n3n（1∶2∶1）n2.控制性状的等位基因对数（1）巧用“性状比之和”，快速判断控制遗传性状的基因的对数①自交情况下，得到的“性状比之和”是4的几次方，就说明自交的亲代中含有几对等位基因；②测交情况下，得到的“性状比之和”是2的几次方，则该性状就由几对等位基因控制。（2）两步法分析涉及多对等位基因的遗传问题第一步，确定控制某性状的等位基因的对数：常用“拆分法”把题中出现的概率——如1/64进行拆分，即1/64＝（1/4）3，从而推测控制一对相对性状的等位基因对数（3对）。第二步，弄清各种表型对应的基因型。弄清这个问题以后，用常规的方法推断出子代的基因型种类或某种基因型的比例，然后进一步推断出子代表型的种类或某种表型的比例。（3）利用（3/4）n、（1/4）n推导依据n对等位基因自由组合且为完全显性时，F2中每对等位基因都至少含有一个显性基因的个体所占比例是（3/4）n，隐性纯合子所占比例是（1/4）n，可快速推导基因型。5.（2025·重庆大渡口模拟）已知某种植物籽粒的红色和白色为一对相对性状，这一对相对性状受到多对等位基因的控制。某研究小组将若干个籽粒红色与白色的纯合亲本杂交，结果如图所示。下列相关说法错误的是（）A.控制红色和白色相对性状的基因分别位于三对同源染色体上B.第Ⅰ、Ⅱ组杂交组合产生的子一代的基因型均可能有3种C.第Ⅲ组杂交组合中子一代的基因型只有1种D.第Ⅰ组的子一代测交后代中红色和白色的比例为3∶16.（2025·山东淄博模拟）有一种名贵的兰花，花色有红色、蓝色两种，其遗传符合孟德尔的遗传规律。现将红花植株和蓝花植株进行杂交，F1均开红花，F1自交，F2中红花植株与蓝花植株的比例为27∶37。下列有关叙述错误的是（）A.兰花花色遗传至少由位于3对同源染色体上的3对等位基因控制B.F2中蓝花基因型有19种C.F2的蓝花植株中，纯合子占7/37D.若F1测交，则其子代表型及比例为红花∶蓝花＝7∶1自由组合中的自交、测交和自由交配问题示例分析：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中绿色圆粒豌豆个体和黄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：项目表型及比例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∶1Y_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∶17.（2025·广东湛江调研）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（）A.F2高茎豌豆自交，后代矮茎占1/6B.F2灰身果蝇雌雄自由交配，后代黑身果蝇占1/6C.F2高茎豌豆和矮茎豌豆杂交，后代高茎∶矮茎＝2∶1D.F2灰身果蝇和黑身果蝇交配，后代灰身∶黑身＝2∶18.（2025·湖南长沙模拟）某种蝴蝶紫翅（Y）对黄翅（y）为显性，绿眼（G）对白眼（g）为显性，两对等位基因分别位于两对同源染色体上，生物小组同学用紫翅绿眼和紫翅白眼的蝴蝶进行杂交，F1出现的性状类型及比例如图所示。下列说法错误的是（）A.F1中紫翅绿眼个体自交（基因型相同个体间的交配），相应性状之比是15∶5∶3∶1B.F1中紫翅白眼个体自交（基因型相同个体间的交配），其中纯合子所占比例是2/3C.F1中紫翅绿眼个体与黄翅白眼个体交配，则后代相应的性状之比是4∶2∶1∶1D.F1中紫翅白眼个体自由交配，其后代纯合子所占比例是5/9利用自由组合定律计算患病率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如下表所示：序号类型计算公式已知患甲病的概率为m不患甲病的概率为1－m患乙病的概率为n不患乙病的概率为1－n①同时患两病的概率m·n②只患甲病的概率m·（1－n）③只患乙病的概率n·（1－m）④不患病的概率（1－m）（1－n）拓展求解患病的概率①＋②＋③或1－④只患一种病的概率②＋③或1－（①＋④）以上各种情况可概括为如图：9.（2025·云南曲靖模拟）人类的多指（T）对正常指（t）为显性，白化（a）对正常（A）为隐性，决定不同性状的基因自由组合。一个家庭中，父亲是多指，母亲正常，两者均不患白化病，他们有一个患白化病但手指正常的孩子。请分析下列说法正确的是（）A.父亲的基因型是AaTt，母亲的基因型是AattB.其再生一个孩子只患白化病的概率是3/8C.生一个既患白化病又患多指的女儿的概率是1/8D.后代中只患一种病的概率是1/4命题角度练角度一结合自由组合定律的验证，考查科学思维及科学探究1.（2024·新课标卷34题节选）某种瓜的性型（雌性株/普通株）和瓜刺（黑刺/白刺）各由1对等位基因控制。雌性株开雌花，经人工诱雄处理可开雄花，能自交；普通株既开雌花又开雄花。回答下列问题。（1）王同学将黑刺雌性株和白刺普通株杂交，F1均为黑刺雌性株，F1经诱雄处理后自交得F2，能够验证“这2对等位基因不位于1对同源染色体上”这一