2022年高考生物一轮2讲第2课时基因自由组合定律的遗传特例学案

第2课时基因自由组合定律的遗传特例一、基因自由组合现象的特殊分离比[试考题·查欠缺]1．(2021·黄冈模拟)小麦种皮有红色和白色，这一相对性状由作用相同的两对等位基因(R1/r1；R2/r2)控制，红色(R1、R2)对白色(r1、r2)为显性，且显性基因效应可以累加。一株深红色小麦与一株白色小麦杂交，得到的F1为中红，其自交获得的F2性状分离比为深红∶红色∶中红∶浅红∶白色＝1∶4∶6∶4∶1。下列说法错误的是()A．这两对等位基因位于两对同源染色体上B．F1产生的雌雄配子中都有比例相同的4种配子C．浅红色小麦自由传粉，后代可出现三种表现型D．该小麦种群中，中红色植株的基因型为R1r1R2r2解析：选D由题意可知，F1自交获得的F2性状分离比为深红∶红色∶中红∶浅红∶白色＝1∶4∶6∶4∶1，该比例为9∶3∶3∶1的变式，因此控制该性状的两对等位基因位于两对同源染色体上，A正确；由于后代出现1∶4∶6∶4∶1的比例，因此F1的基因型为R1r1R2r2，F1产生的雌雄配子中都有比例相同的4种配子，即R1R2∶R1r2∶r1R2∶r1r2＝1∶1∶1∶1，B正确；浅红色小麦的基因型为R1r1r2r2、r1r1R2r2，浅红色小麦自由传粉，后代可出现中红、浅红、白色三种表现型(两个显性基因、一个显性基因、没有显性基因)，C正确；该小麦种群中，中红色植株的基因型中含有两个显性基因，即R1R1r2r2、r1r1R2R2、R1r1R2r2，D错误。2．(2021·广州模拟)水稻雄性育性是由等位基因(M、m)控制的，等位基因R对r为完全显性，R基因会抑制不育基因的表达，反转为可育。A水稻雄蕊异常，雌蕊正常，表现为雄性不育，B水稻可育。A与B杂交得到的F1全部可育，一半F1个体自交得到的F2全部可育，另一半F1个体自交得到的F2中，雄性可育株∶雄性不育株＝13∶3。下列叙述错误的是()A．M、m和R、r位于两对同源染色体上B．所有F2可育株的基因型共有7种C．A水稻基因型为mmrr，B水稻基因型为MmRRD．在发生性状分离的F2雄性可育植株中纯合子所占比例为3/13解析：选C由题意分析可知，M、m和R、r2对等位基因遵循自由组合定律，因此分别位于2对同源染色体上，A正确；F2的基因型共有9种，雄性不育的基因型是M_rr，因此可育植株的基因型种类是9－2＝7(种)，B正确；由分析可知，A水稻的基因型是Mmrr，B水稻的基因型是mmRR，C错误；发生性状分离的F2雄性可育植株的基因型是M_R_、mmR_、mmrr，其中纯合子的基因型是MMRR、mmRR、mmrr，占3/13，D正确。3．(2021·重庆模拟)某植物的5号和8号染色体上有与叶色性状有关的基因，基因型为E_ff的甲表现为绿叶，基因型为eeF_的乙表现为紫叶。将纯合绿叶甲(♀)与纯合紫叶乙(♂)在某一新环境中杂交，F1全为红叶，让F1自交得F2，F2的表现型及其比例为红叶∶紫叶∶绿叶∶黄叶＝7∶3∶1∶1。下列相关说法正确的是()A．F2中绿叶植株和亲本绿叶甲的基因型相同B．F2紫叶植株的基因型有两种，其中纯合紫叶植株∶杂合紫叶植株＝2∶1C．F2异常比例的出现最可能的原因是基因型为EF的雄配子致死D．F2中的红叶雌株与黄叶雄株杂交，后代中黄叶植株的比例为3/28解析：选DF2的表现型及其比例为红叶∶紫叶∶绿叶∶黄叶＝7∶3∶1∶1，即E_F_∶eeF_∶E_ff∶eeff＝7∶3∶1∶1，如果没有致死现象则是E_F_∶eeF_∶E_ff∶eeff＝9∶3∶3∶1，绿叶的基因型是1EEff、2Eeff，与理论值相比，实际比值中绿叶个体的组合E_ff是一种组合，少2种组合，如果是ef致死，则后代中没有eeff个体，又因纯合绿叶甲为雌性，因此致死的配子应该是基因型为Ef的雄配子，由于基因型为Ef的雄配子致死，因此不存在基因型为EEff的个体，F2中绿叶的基因型是Eeff，纯合绿叶甲的基因型为EEff，A、C错误；F2紫叶植株的基因型及比例为eeFF∶eeFf＝1∶2，纯合紫叶植株∶杂合紫叶植株＝1∶2，B错误；F2中的红叶雌株与黄叶雄株杂交，后代中黄叶植株的比例为3/7×1/4＝3/28，D正确。4．(2019·全国卷Ⅱ)某种甘蓝的叶色有绿色和紫色。已知叶色受2对独立遗传的基因A/a和B/b控制，只含隐性基因的个体表现隐性性状，其他基因型的个体均表现显性性状。某小组用绿叶甘蓝和紫叶甘蓝进行了一系列实验。实验①：让绿叶甘蓝(甲)的植株进行自交，子代都是绿叶实验②：让甲植株与紫叶甘蓝(乙)植株杂交，子代个体中绿叶∶紫叶＝1∶3回答下列问题。(1)甘蓝叶色中隐性性状是________，实验①中甲植株的基因型为________。(2)实验②中乙植株的基因型为____________，子代中有________种基因型。(3)用另一紫叶甘蓝(丙)植株与甲植株杂交，若杂交子代中紫叶和绿叶的分离比为1∶1，则丙植株所有可能的基因型是______________；若杂交子代均为紫叶，则丙植株所有可能的基因型是______________________________；若杂交子代均为紫叶，且让该子代自交，自交子代中紫叶与绿叶的分离比为15∶1，则丙植株的基因型为________。解析：(1)根据实验①②很容易判断甘蓝的绿叶是隐性性状，紫叶是显性性状。由题干可知，两对基因都为隐性的个体表现为隐性性状，结合实验①可判断出甲植株的基因型是aabb。(2)根据实验②子代个体中绿叶∶紫叶＝1∶3，可推知乙植株的基因型是AaBb，基因型为AaBb、aabb的植株杂交，子代中有4种基因型，分别是AaBb、Aabb、aaBb、aabb。(3)若丙植株与甲植株(aabb)杂交，子代中紫叶和绿叶的分离比为1∶1，可推出紫叶丙植株只能产生两种配子，且有一种配子是ab，进而推出丙的基因型是Aabb或aaBb；若丙植株与甲植株杂交得到的子代均为紫叶，说明丙植株产生的配子中只能含一个隐性基因或全是显性基因，可利用分离定律列出丙植株可能的基因型，符合要求的丙植株的基因型是AABB、AABb、AAbb、aaBB、AaBB；若丙植株与甲植株杂交得到的子代均为紫叶，且该子代自交后代中紫叶与绿叶的分离比为15∶1，这是自由组合定律9∶3∶3∶1性状分离比的变形，推出子代紫叶植株的基因型是AaBb，由此推出丙植株的基因型是AABB。答案：(1)绿色aabb(2)AaBb4(3)Aabb、aaBbAABB、AAbb、aaBB、AaBB、AABbAABB[强知能·补欠缺]1．“和”为16的特殊分离比成因(1)基因互作类型F1(AaBb)自交后代比例F1测交后代比例Ⅰ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∶1Ⅱ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∶3Ⅲ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∶2Ⅳ只要存在显性基因就表现为一种性状，其余正常表现15∶13∶1(2)显性基因累加效应①表现型②原因：A与B的作用效果相同，但显性基因越多，效果越强。2．“和”小于16的特殊分离比成因——致死遗传现象(1)胚胎致死或个体致死(2)配子致死或配子不育[练题点·全过关]1．(2021·河北名校联盟一模)现有一批基因型分别为AABB、AaBB、aaBB的油菜幼苗，比例为1∶2∶1，其中a基因纯合时对病毒无抗性，开花前因感染病毒全部死亡，该批幼苗自交和随机交配产生的子代中，aa基因型个体所占比例分别是()A．1/4、1/9 B．1/6、1/9C．1/4、1/6 D．2/9、3/5解析：选B据题干“a基因纯合时对病毒无抗性，开花前因感染病毒全部死亡”，则aaBB的油菜不能产生子代，基因型为AABB、AaBB的油菜的比例为1∶2，无论自交还是随机交配，都不用考虑BB，只考虑AA、Aa，可看作1/3AA、2/3Aa自交和随机交配，则自交产生aa基因型个体＝2/3×1/4＝1/6；随机交配，产生aa基因型个体＝2/3×2/3×1/4＝1/9。2．(2021·黄石模拟)现用山核桃甲(AABB)、乙(aabb)两品种作亲本杂交得F1，F1测交结果如表，下列有关叙述错误的是()测交类型测交后代基因型种类及比例父本母本AaBbAabbaaBbaabbF1乙1222乙F11111A．F1产生的AB花粉50%不能萌发，不能实现受精B．F1自交得F2，F2的基因型有9种C．F1花粉离体培养，将得到4种表现型不同的植株D．正反交结果不同，说明这两对基因的遗传不遵循自由组合定律解析：选D正常情况下，双杂合子测交后代的4种表现型比例应该是1∶1∶1∶1，而作为父本的F1测交结果为AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb＝1∶2∶2∶2，说明父本F1产生的AB花粉有50%不能完成受精作用，A正确；F1自交后代中有9种基因型，B正确；F1花粉离体培养，将得到4种表现型不同的单倍体植株，C正确；根据题表可知，正反交均有4种表现型，说明这两对基因的遗传符合自由组合定律，D错误。3．(2021·中山诊断)某二倍体植株自交的子一代表现型及比例是高茎红花∶高茎白花∶矮茎红花∶矮茎白花＝5∶3∶3∶1，高茎和矮茎分别用基因A、a表示，红花和白花分别用基因B、b表示。根据以上实验结果，回答问题：(1)控制这两对相对性状的基因所遵循的遗传规律的实质为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)针对子一代出现该比例的原因，有人提出假说一：亲本产生的某种基因型的花粉不育，若该假说成立，则子一代高茎红花植株中，AaBb个体所占的比例为________。另有人提出假说二：亲本产生的某种基因型的卵细胞不育。请利用子一代植株设计杂交实验对上述两种假说进行探究。(要求：写出实验思路、预期实验结果并得出实验结论；不需要对不育配子的基因型进行探究)解析：(1)由题干信息可知，该二倍体植株自交，子一代中高茎∶矮茎＝2∶1，红花∶白花＝2∶1，说明亲本的基因型为AaBb，其遗传符合自由组合定律，而自由组合定律的实质是在形成配子时，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自由组合。(2)正常情况下，该实验中子一代的性状分离比应为9∶3∶3∶1，而实际性状分离比为5∶3∶3∶1，可推知基因型为AB的花粉或卵细胞不育。假说一花粉不育，则此情况下子一代高茎红花植株中，各基因型及比例为AaBB∶AABb∶AaBb＝1∶1∶3，故AaBb个体占3/5。想确定是基因型为AB的花粉不育还是卵细胞不育，可采用正反交实验的方法，让子一代中的高茎红花植株与矮茎白花植株杂交。答案：(1)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自由组合(2)3/5实验思路：将子一代中多株高茎红花植物与多株矮茎白花植物进行正反交实验，观察子二代是否有高茎红花植株出现。预期实验结果及结论：高茎红花植株为父本，矮茎白花植株为母本，杂交后，若子二代没有高茎红花植株出现，则假说一成立；若子二代有高茎红花植株出现，则假说二成立。高茎红花植株为母本，矮茎白花植株为父本，杂交后，若子二代有高茎红花植株出现，则假说一成立；若子二代没有高茎红花植株出现，则假说二成立。(说明：需结合正反交实验得出结论)二、多对等位基因的自由组合现象[试考题·查欠缺]1．(2021·深圳模拟)甘蓝型油菜花色性状由三对等位基因控制，三对等位基因分别位于三对同源染色体上，花色表现型与基因型之间的对应关系如表所示。下列分析正确的是()表现型白花乳白花黄花金黄花基因型AA____Aa____aaB___aa__D_aabbddA．如果控制花色的三对等位基因位于一对同源染色体上，则基因型为AaBbDd的个体自交，F1中AAbbdd∶AaBbDd∶aaBBDD＝1∶2∶1B．黄花(aaBBDD)×金黄花，F1自交，F2中黄花基因型有8种C．若选择基因型为AaBBDd的个体自交，F1可同时出现4种花色D．白花(AABBDD)×黄花(aaBBDD)，F1测交后代为白花∶黄花＝1∶1解析：选B如果控制花色的三对等位基因位于一对同源染色体上，由于不知道三对基因的连锁情况，所以基因型为AaBbDd的个体自交，F1中基因型及比例不一定是AAbbdd∶AaBbDd∶aaBBDD＝1∶2∶1，如A、B、D连锁，F1的基因型及比例为AABBDD∶AaBbDd∶aabbdd＝1∶2∶1，A错误；黄花(aaBBDD)×金黄花(aabbdd)，F1的基因型是aaBbDd，F1自交，F2中黄花基因型有aaB_D_、aaB_dd、aabbD_8种，B正确；欲同时获得四种花色表现型的F1，则亲代需同时含A和a、B和b、D和d，基因型为AaBBDd的个体自交，F1不能出现bb，不会出现金黄花，故不能得到4种花色，C错误；白花(AABBDD)×黄花(aaBBDD)，F1基因型为AaBBDD，测交后代为乳白花(AaBbDd)∶黄花(aaBbDd)＝1∶1，D错误。2．(2020·郑州模拟)柑橘的果皮色泽同时受多对等位基因控制(如A、a；B、b；C、c_…)，当个体的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时(即A_B_C_…)为红色，当个体的基因型中每对等位基因都不含显性基因时(即aabbcc…)为黄色，否则为橙色。现有三株柑橘进行如下实验，实验甲：红色×黄色→红色∶橙色∶黄色＝1∶6∶1，实验乙：橙色×红色→红色∶橙色∶黄色＝3∶12∶1，据此分析正确的是()A．果皮的色泽至少受两对等位基因控制B．实验乙的子代橙色个体具有9种基因型C．实验甲中亲代红色个体和子代红色个体基因型不同D．实验乙橙色亲本有2种可能的基因型解析：选B实验甲中，红色(A_B_C_)×黄色(aabbcc)→红色∶橙色∶黄色＝1∶6∶1，相当于测交，由于子代出现了黄色植株，说明亲本红色植株的基因型为AaBbCc，其产生的ABC配子占1/8，即(1/2)3，则可推测果皮的色泽受3对等位基因控制，A错误；根据分析可知，实验乙中红色亲本的基因型为AaBbCc，由于后代出现了黄色果皮(1/16aabbcc)，所以亲本相当于一对杂合子自交、两对杂合子测交，若橙色亲本的基因型为Aabbcc，实验乙子代基因型共有3×2×2＝12(种)，其中红色子代有2种基因型，黄色子代有1种基因型，则橙色子代有9种基因型，B正确；根据分析可知，实验甲的亲本基因型组合为AaBbCc×aabbcc，则子代红色果皮植株的基因型也是AaBbCc，C错误；实验乙中，根据以上分析可推测橙色亲本含1对杂合基因和2对隐性纯合基因，橙色亲本可能有3种基因型，即Aabbcc、aaBbcc或aabbCc，D错误。[强知能·补欠缺]n对等位基因位于n对同源染色体上的遗传规律(完全显性)相对性状对数等位基因对数F1配子F1配子可能组合数F2基因型F2表现型种类比例种类比例种类比例1121∶1431∶2∶123∶12222(1∶1)24232(1∶2∶1)222(3∶1)23323(1∶1)34333(1∶2∶1)323(3∶1)3⋮⋮⋮⋮⋮⋮⋮⋮⋮nn2n(1∶1)n4n3n(1∶2∶1)n2n(3∶1)n[练题点·全过关]1．人类的肤色由A/a、B/b、E/e三对等位基因共同控制，A/a、B/b、E/e分别位于三对同源染色体上。AABBEE为黑色，aabbee为白色，其他性状与基因型的关系如图所示，即肤色深浅与显性基因个数有关，如基因型为AaBbEe、AABbee和aaBbEE等与含任何三个显性基因的肤色一样。若双方均含3个显性基因的杂合子婚配(AaBbEe×AaBbEe)，则子代肤色的基因型和表现型分别有多少种()A．27、7 B．16、9C．27、9 D．16、7解析：选AAaBbEe与AaBbEe婚配，子代基因型种类有3×3×3＝27种，其中显性基因个数分别有6个、5个、4个、3个、2个、1个、0个，共有7种表现型。2．已知玉米的体细胞中有10对同源染色体，下表为玉米6个纯合品系的表现型、相应的基因型(字母表示)及基因所在的染色体。品系②～⑥均只有一个性状是隐性纯合的，其他性状均为显性纯合。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aa矮茎dd白色gg所在染色体Ⅰ、Ⅳ、ⅥⅠⅠⅣⅥⅥA．若通过观察和记录后代中节的长短来验证基因分离定律，不能选择②和③作亲本B．若要验证基因的自由组合定律，可选择品系⑤和⑥作亲本进行杂交C．如果玉米Ⅰ号染色体上的部分基因转移到了Ⅳ号染色体上，则这种变异类型最可能是基因重组D．选择品系③和⑤作亲本杂交得F1，F1再自交得F2，则F2表现为长节高茎的植株中，纯合子的概率为1/9解析：选D若通过节的长短来验证基因分离定律，则说明双亲中只要节的长短性状不同即可，因此选③和其他任一品系作亲本都可以，A错误；验证基因自由组合定律，需要选择有两对相对性状，且控制两对相对性状的基因位于非同源染色体上的品系进行杂交，由于品系⑤和⑥决定高度和胚乳颜色的基因都位于Ⅵ号染色体上，因此不能用来作为验证基因自由组合定律的亲本，B错误；因为Ⅰ号染色体和Ⅳ号染色体是非同源染色体，所以如果玉米Ⅰ号染色体上的部分基因转移到了Ⅳ号染色体上，则这种变异类型是染色体变异中的易位，C错误；选择品系③和⑤作亲本杂交得F1，F1基因型为BbDd，F1自交得F2，在双显性个体中，纯合子的概率为1/9，D正确。3．某植物红花和白花这对相对性状同时受多对等位基因控制(如A、a；B、b；C、c……)。当个体的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时(即A_B_C_……)才开红花，否则开白花。现有甲、乙、丙、丁4个纯合白花品系，相互之间进行杂交，杂交组合、后代表现型及其比例如下：甲×乙乙×丙乙×丁↓↓↓F1白色F1红色F1红色↓⊗↓⊗↓⊗F2白色F2红色81∶白色175F2红色27∶白色37甲×丙甲×丁丙×丁↓↓↓F1白色F1红色F1白色↓⊗↓⊗↓⊗F2白色F2红色81∶白色175F2白色根据杂交结果回答问题：(1)这种植物花色的遗传符合哪些遗传定律？(2)本实验中，植物的花色受几对等位基因的控制，为什么？解析：由题意知甲、乙、丙、丁为纯合白花品系，故至少含一对隐性纯合基因。因乙和丙、甲和丁的后代中红色个体所占比例为81/(81＋175)＝81/256＝(3/4)4，故该对相对性状应由4对等位基因控制，即它们的F1含4对等位基因，且每对基因仍遵循分离定律，4对基因之间遵循基因的自由组合定律。因甲和乙的后代全为白色，故甲和乙中至少有一对相同的隐性纯合基因；甲和丙的后代全为白色，故甲和丙中至少有一对相同的隐性纯合基因；丙和丁的后代全为白色，故丙和丁中至少有一对相同的隐性纯合基因。则甲、乙、丙、丁4个纯合白花品系的基因型分别为AAbbCCdd、AABBCCdd、aabbccDD、aaBBccDD，可见乙×丙与甲×丁两个杂交组合中涉及的4对等位基因相同。答案：(1)基因的自由组合定律和基因的分离定律(或基因的自由组合定律)。(2)植物的花色受4对等位基因的控制。原因是：①本实验的乙×丙和甲×丁两个杂交组合中，F2中红色个体占全部个体的比例为81/(81＋175)＝81/256＝(3/4)4，根据n对等位基因自由组合且完全显性时，F2中显性个体的比例为(3/4)n，可判断这两个杂交组合中都涉及4对等位基因。②综合杂交组合的实验结果，可进一步判断乙×丙和甲×丁两个杂交组合中所涉及的4对等位基因相同。一、科学思维——“假说—演绎法”在解答遗传类题目中的应用[典例](2020·全国卷Ⅱ)控制某种植物叶形、叶色和能否抗霜霉病3个性状的基因分别用A/a、B/b、D/d表示，且位于3对同源染色体上。现有表现型不同的4种植株：板叶紫叶抗病(甲)、板叶绿叶抗病(乙)、花叶绿叶感病(丙)和花叶紫叶感病(丁)。甲和丙杂交，子代表现型均与甲相同；乙和丁杂交，子代出现个体数相近的8种不同表现型。回答下列问题：(1)根据甲和丙的杂交结果，可知这3对相对性状的显性性状分别是________________。(2)根据甲和丙、乙和丁的杂交结果，可以推断甲、乙、丙和丁植株的基因型分别为________、__________、________和____________。(3)若丙和丁杂交，则子代的表现型为____________________________________________________________________________________。(4)选择某一未知基因型的植株X与乙进行杂交，统计子代个体性状。若发现叶形的分离比为3∶1、叶色的分离比为1∶1、能否抗病性状的分离比为1∶1，则植株X的基因型为__________________。[解析](1)甲(板叶紫叶抗病)与丙(花叶绿叶感病)杂交，子代表现型都是板叶紫叶抗病，说明板叶对花叶为显性、紫叶对绿叶为显性、抗病对感病为显性。(2)丙的表现型为花叶绿叶感病，说明丙的基因型为aabbdd。根据甲与丙杂交子代都是板叶紫叶抗病推断，甲的基因型为AABBDD。乙(板叶绿叶抗病)与丁(花叶紫叶感病)杂交，子代出现个体数相近的8(即2×2×2)种不同表现型，可以确定乙的基因型为AabbDd，丁的基因型为aaBbdd。(3)若丙(aabbdd)与丁(aaBbdd)杂交，子代的基因型为aabbdd和aaBbdd，表现型为花叶绿叶感病、花叶紫叶感病。(4)植株X与乙(AabbDd)杂交，统计子代个体性状。根据子代叶形的分离比为3∶1，确定亲本杂交组合为Aa×Aa；根据子代叶色的分离比为1∶1，确定亲本杂交组合为Bb×bb；根据子代能否抗病性状的分离比为1∶1，确定亲本杂交组合为dd×Dd，因此植株X的基因型为AaBbdd。[答案](1)板叶、紫叶、抗病(2)AABBDDAabbDdaabbddaaBbdd(3)花叶绿叶感病、花叶紫叶感病(4)AaBbdd[思维建模]1．假说—演绎法的基本思路2．假说—演绎法在解题时的应用用此法解答题目的流程是先作假设，然后根据假设进行演绎推理(一般要通过画遗传图解)得出结果，再由结果得出结论。但在具体应用时，应注意：(1)根据题目中的信息，要提出全部的假设，不能有遗漏。(2)对所提出的每一个假设，都要做出一个相应的结果和结论。(3)反推——根据结论来推结果，即若结论是正确的，则必然会对应一个正确的结果，这是解题的关键。[析题用模]1.在普通的棉花中导入能控制合成毒素蛋白的B、D基因。已知棉花短纤维由基因A控制，现有一基因型为AaBD的短纤维抗虫棉植株(减数分裂时不发生交叉互换，也不考虑致死现象)自交，子代表现型及比例为短纤维抗虫∶短纤维不抗虫∶长纤维抗虫＝2∶1∶1，则导入的B、D基因位于()A．均在1号染色体上B．均在2号染色体上C．均在3号染色体上D．B基因在2号染色体上，D基因在1号染色体上解析：选B如果B、D基因均在1号染色体上，AaBD生成配子类型及比例为ABD∶a＝1∶1，自交子代的基因型及比例为AABBDD∶AaBD∶aa＝1∶2∶1，表现型及比例为长纤维不抗虫植株∶短纤维抗虫植株＝1∶3。如果B、D基因均在2号染色体上，AaBD生成配子类型及比例为aBD∶A＝1∶1，自交子代的基因型及比例为aaBBDD∶AaBD∶AA＝1∶2∶1，表现型及比例为短纤维抗虫植株∶短纤维不抗虫植株∶长纤维抗虫植株＝2∶1∶1。如果B、D基因均在3号染色体上，AaBD生成配子类型及比例为ABD∶A∶a∶aBD＝1∶1∶1∶1，自交子代的基因型及比例为AABBDD∶AABD∶AaBD∶AaBBDD∶AA∶Aa∶aa∶aaBD∶aaBBDD＝1∶2∶4∶2∶1∶2∶1∶2∶1，有4种表现型。如果B基因在2号染色体上，D基因在1号染色体上，AaBD生成配子类型及比例为AD∶aB＝1∶1，自交子代的基因型及比例为AADD(短纤维不抗虫植株)∶AaBD(短纤维抗虫植株)∶aaBB(长纤维不抗虫植株)＝1∶2∶1。2．(2014·全国卷Ⅰ)现有两个纯合的某作物品种：抗病高秆(易倒伏)和感病矮秆(抗倒伏)品种。已知抗病对感病为显性，高秆对矮秆为显性，但对于控制这两对相对性状的基因所知甚少。回答下列问题：(1)在育种实践中，若利用这两个品种进行杂交育种，一般来说，育种的目的是获得具有____________优良性状的新品种。(2)杂交育种前，为了确定F2的种植规模，需要正确预测杂交结果。若按照孟德尔遗传定律来预测杂交结果，需要满足3个条件：条件之一是抗病与感病这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；其余两个条件是____________________________________________________________________________________________________________。(3)为了确定控制上述这两对性状的基因是否满足上述3个条件，可用测交实验来进行检验，请简要写出该测交实验的过程。解析：(1)杂交育种的目的是获得同时具备两种优良性状的个体，即抗病矮秆的新品种。(2)杂交育种的原理是基因重组，若控制两对相对性状的基因的遗传遵循基因的自由组合定律，则这两对相对性状应分别受一对等位基因控制，且两对基因必须位于两对同源染色体上。(3)先由纯合的抗病高秆和感病矮秆杂交得到抗病高秆的杂合子，再与感病矮秆(隐性纯合子)杂交，如果后代出现抗病高秆∶感病高秆∶抗病矮秆∶感病矮秆＝1∶1∶1∶1的性状分离比，则可说明这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律。答案：(1)抗病矮秆(2)高秆与矮秆这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；控制这两对性状的基因位于非同源染色体上(3)将纯合的抗病高秆与感病矮秆杂交，产生F1，让F1与感病矮秆杂交。二、科学探究——探究控制性状的两对等位基因位于一对还是两对同源染色体上判断两对等位基因位于一对还是两对同源染色体上的，实质是确定两对等位基因的遗传是遵循自由组合定律，还是遵循连锁与互换规律。1．AaBb两对等位基因在染色体上的位置关系2．根据后代性状分离比确定基因在染色体上的位置[素养训练]1．(2021·泉州模拟)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S/s、T/t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现型圆形果长形果复状花序单一花序测交子代数/株107103105105表2乙的统计数据测交子代表现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22838520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)由题干信息分析可知，复状花序圆形果亲本的基因型是SStt，F1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)表格2，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，测交后代四种表现型比例不是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产生配子时发生了交叉互换。答案：(1)SStt、SsTt(2)不能不论2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现型比例不是1∶1∶1∶1，而是2多2少2．(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：要确定三对等位基因是否分别位于三对染色体上，根据实验材料，可将其拆分为判定每两对等位基因是否位于两对染色体上，如利用①和②杂交，得到F1，再让F1雌雄个体自由交配，观察F2的表现型及比例来判定基因A/a和B/b是否位于两对染色体上。同理用②和③杂交判定基因E/e和B/b是否位于两对染色体上，用①和③杂交判定基因E/e和A/a是否位于两对染色体上。预期实验结果(以判定基因A/a和B/b是否位于两对染色体上为例，假定不发生染色体变异和染色体交换)：①aaBBEE×②AAbbEE→F1→F2，F2个体中关于刚毛和眼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。同理②×③杂交、①×③杂交后再进行F1雌雄个体自由交配，F2中均出现四种表现型，且比例为9∶3∶3∶1。实验结论：①×②→F1→F2，等位基因A/a和B/b位于两对染色体上。②×③→F1→F2，等位基因E/e和B/b位于两对染色体上。①×③→F1→F2，等位基因E/e和A/a位于两对染色体上。综合上述情况，得出A/a、B/b、E/e这三对等位基因分别位于三对染色体上。(2)实验思路：要验证A/a和B/b这两对等位基因都位于X染色体上，可通过①aaBBEE、②AAbbEE两种实验材料，利用正反交实验，观察F1雄性个体中刚毛和眼两对性状，如果正反交结果均不相同，则A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上。预期实验结果：正交♀①EEXaBXaB×♂②EEXAbY→F1：♀全部为有眼正常刚毛正常翅，♂全部为无眼正常刚毛正常翅。反交♂①EEXaBY×♀②EEXAbXAb→F1：♀全部为有眼正常刚毛正常翅，♂全部为有眼小刚毛正常翅。实验结论：A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上。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。3．(2020·汕头三模)果蝇的体色有灰体和黑檀体，由A、a基因控制。翅形有长翅和小翅，受B、b基因控制，在Y染色体上没有上述基因。某同学将一只灰体长翅雌蝇和一只黑檀体长翅雄蝇杂交，子一代果蝇的表现型及比例为灰体长翅∶灰体小翅＝3∶1。回答下列问题：(1)在灰体和黑檀体、长翅和小翅这两对相对性状中，显性性状分别是______________。(2)分析控制基因所在的染色体，可以提出如下合理假设：①控制体色的基因位于常染色体上，控制翅形的基因位于常染色体上。②控制体色的基因位于X染色体上，控制翅形的基因位于常染色体上。③控制体色的基因位于常染色体上，控制翅形的基因位于X染色体上。④________________________________________________________________________。为缩小假设范围，该同学补充子一代果蝇的性别数据，若发现子代中小翅果蝇全为雄蝇，由此确定上述假设中__________不成立。(3)对于假设③和假设④，可通过观察子二代果蝇的表现型(不考虑性别)加以区分。当子二代果蝇有__________种表现型时，假设③成立。此时，子二代果蝇种群中，a和b基因频率分别为________________。解析：(1)根据题干信息分析可知，在灰体和黑檀体、长翅和小翅这两对相对性状中，显性性状分别是灰体、长翅。(2)分析基因所在染色体时，针对题干信息可知，控制两对相对性状的非等位基因可能位于两对同源染色体上，也可能位于同一对同源染色体上，据此可以得出除题中三种假设外，控制体色和翅形的基因还可能均位于X染色体上。通过补充子一代果蝇的性别数据，若发现子代中小翅果蝇全为雄蝇，说明翅形的表现型与性别相关联，即控制翅形的相关基因位于X染色体上，由此确定上述假设中假设①②不成立。(3)对于假设③和假设④，可通过观察子二代果蝇的表现型(不考虑性别)加以区分：假设③成立，控制体色的基因位于常染色体上，控制翅形的基因位于X染色体上，子一代雌果蝇的基因型为AaXBXB或AaXBXb，雄果蝇的基因型为AaXBY或AaXbY，则子一代雌雄果蝇自由交配产生的子二代应有4种表现型。由于不考虑基因突变和染色体变异，故种群的基因频率不变，故子二代果蝇种群中，a的基因频率为1/2，b的基因频率＝Xb÷(XB＋Xb)＝1/3。答案：(1)灰体、长翅(2)④控制体色和翅形的基因均位于X染色体上①②(3)41/2、1/3三、长句作答——遗传现象判断依据或原因分析由于遗传规律的特殊性，高考命题考查长句作答的类型并不多。主要集中在两个方面：一是对某一遗传现象进行判断后，说出依据；二是对某一遗传现象，尤其是特殊现象进行解释，说明原因。常考角度1判断遗传现象类型，说明判断的依据[典例](2018·全国卷Ⅲ，节选)某小组利用某二倍体自花传粉植物进行两组杂交实验，杂交涉及的四对相对性状分别是：红果(红)与黄果(黄)、子房二室(二)与多室(多)、圆形果(圆)与长形果(长)、单一花序(单)与复状花序(复)。实验数据如下表。回答下列问题：组别杂交组合F1表现型F2表现型及个体数甲红二×黄多红二450红二、160红多、150黄二、50黄多红多×黄二红二460红二、150红多、160黄二、50黄多乙圆单×长复圆单660圆单、90圆复、90长单、160长复圆复×长单圆单510圆单、240圆复、240长单、10长复根据表中数据可得出的结论是：控制甲组两对相对性状的基因位于________________上，依据是________________________________________；控制乙组两对相对性状的基因位于__________(填“一对”或“两对”)同源染色体上，依据是___________________________________________________________________________________________________。[解析]因题干说明是二倍体自花传粉植物，故杂交的品种均为纯合子，根据表中甲的数据，可知F1的红果、二室均为显性性状，甲的两组F2的表现型之比均接近9∶3∶3∶1，所以控制甲组两对相对性状的基因位于非同源染色体上。乙组的F1的圆果、单一花序均为显性性状，F2中第一组：圆∶长＝(660＋90)∶(90＋160)＝3∶1，单∶复＝(660＋90)∶(90＋160)＝3∶1；第二组：圆∶长＝(510＋240)∶(240＋10)＝3∶1，单∶复＝(510＋240)∶(240＋10)＝3∶1；但两组的四种表现型之比均不是9∶3∶3∶1，说明控制每一对性状的基因均遵循分离定律，控制这两对性状的基因不遵循自由组合定律，因此这两对基因位于一对同源染色体上。[答案]非同源染色体F2中两对相对性状表现型的分离比符合9∶3∶3∶1一对F2中每对相对性状表现型的分离比都符合3∶1，而两对相对性状表现型的分离比不符合9∶3∶3∶1[增分指导]1．常考内容和方式判断遗传现象类型，常见的考查内容有判断纯合子和杂合子、亲代或子代的基因型和表现型、基因或性状的显隐性、基因的位置、遗传方式综合判断等。考查的方式有给出遗传现象的定性分析，如双亲正常，后代中出现了患病的子代；也有给出遗传现象和相关数据进行定量分析，如上面的“典例”；另外，给出遗传系谱图要求作出相应的判断并说明理由，也是常考的一种方式。这类问题的考查意图主要在于遗传学的基本概念和规律的综合应用，侧重考查科学思维这一生物学科核心素养。2．解答方法解答这类问题的基本方法就是“摆事实讲道理”。命题往往是先要求作出判断再说明判断的依据，所以解答时不能从感觉出发轻率判断，要分析题目中的“事实”，即给出的遗传现象或数据，符合或违背了哪些基本概念或遗传规律。如“典例”甲组，F1表现型是红二，F2表现型有四种，统计个体数目后，发现数量比接近9∶3∶3∶1，这是自由组合定律的经典比例，由此可以作出准确判断。书写答案时重点写出“道理”。上面答题的表达方法是直接论证法，常采用的格式是“如果……，则……。与事实不符，所以……”。如“典例”乙组。除了答案中的直接论证，有些题目也可以用逆向论证法(又称反证法或归谬法，具体表达略)。常考角度2对一些遗传现象进行解释，说明其中原因[例1](2019·浙江4月选考，节选)某种昆虫眼色的野生型和朱红色、野生型和棕色分别由等位基因A、a和B、b控制，两对基因分别位于两对同源染色体上。为研究其遗传机制，进行了杂交实验，结果见下表：杂交组合PF1(单位：只)♀♂♀♂甲野生型野生型402(野生型)198(野生型)201(朱红眼)乙野生型朱红眼302(野生型)99(棕眼)300(野生型)101(棕眼)丙野生型野生型299(野生型)101(棕眼)150(野生型)149(朱红眼)50(棕眼)49(白眼)回答下列问题：(1)野生型和朱红眼的遗传方式为________________，判断的依据是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)杂交组合丙中亲本的基因型分别为________和________，F1中出现白眼雄性个体的原因是______________________________。[解析](1)因为杂交组合甲的亲本均为野生型，F1中雌性个体均为野生型，而雄性个体中出现了朱红眼，故可判断控制野生型和朱红眼的基因在X染色体上且野生型为显性性状，即野生型和朱红眼的遗传方式为伴X染色体遗传。(2)A、a和B、b两对基因分别位于两对同源染色体上，所以B、b位于常染色体上，且根据杂交组合丙可推出棕眼为隐性性状。杂交组合丙中子代雌性个体野生型∶棕眼≈3∶1，故仅考虑B、b基因，双亲的基因型均为Bb，根据雄性子代中野生型∶朱红眼∶棕眼∶白眼≈3∶3∶1∶1，进一步可推出杂交组合丙中亲本的基因型为BbXAXa和BbXAY，当两对基因均为隐性时出现白眼雄蝇，即F1中白眼个体的基因型是bbXaY。[答案](1)伴X染色体遗传杂交组合甲的亲本均为野生型，F1中雌性个体均为野生型，而雄性个体中出现了朱红眼(2)BbXAXaBbXAY两对基因均为隐性时表现为白色[例2](2015·安徽高考，节选)在火鸡(ZW型性别决定)中，有人发现少数雌鸡的卵细胞不与精子结合，而与某一极体结合形成二倍体，并能发育成正常个体(注：WW胚胎致死)。这种情况下，后代总是雄性，其原因是____________________________________________________________________________________________________________________。[解析]这种情况下，雌鸡的性染色体组成为ZW，形成的雌配子的性染色体组成为Z或W，卵细胞只与次级卵母细胞形成的极体结合，产生的ZZ为雄性，WW胚胎致死，所以后代都为雄性。[答案]卵细胞只与次级卵母细胞形成的极体结合，产生的ZZ为雄性，WW胚胎致死[增分指导]1．常考内容和方式解释原因类的命题，常集中考查一些特殊的遗传现象。内容多是遗传后代的表现型、遗传后代的异常分离比等，常涉及的有非经典的遗传现象，如不完全显性、共显性、配子致死、致死基因、基因互作或染色体变异等导致，等等。这类命题往往具有较强的综合性和较好的创新性，对考生的科学思维和科学探究的学科核心素养能进行有效的考查。2．解答方法解答这类问题的基本指导思想是能够“自圆其说”。要把原因解释通，需抓住遗传的基本规律这个“牛鼻子”，根据遗传规律应该出现什么现象或数据，而题目给出的事实出现或没出现，就可以明确地指出原因。解答这类题要有一定量的“异常”积累在头脑中，在临场发挥思路才能召之即来。如[例1]第(2)小题解释F1中出现白眼雄性个体的原因，分析题目中数据发现其占比是1/16，抓住基因的分离定律这个“牛鼻子”，把1/16拆分成1/4×1/4，当这两对基因同时是隐性时就能“自圆其说”了。再如[例2]中的“牛鼻子”就是减数分裂过程中同源染色体分离、配子随机结合的基本规律，根据题目给的条件就能很容易写出答案。请结合上面的分析和典例深入感悟，并加强此类题目的训练。[素养训练]1．(2021·衡水模拟)果蝇的红眼与白眼、灰身与黑身、长翅与残翅均是由一对等位基因控制的相对性状，且这三对基因位于三对同源染色体上。将纯种黑身残翅白眼雌蝇与纯种灰身长翅红眼雄蝇交配，F1中雌蝇全为灰身长翅红眼，雄蝇全为灰身长翅白眼，F1中雌雄个体相互交配，F2中灰身长翅∶黑身残翅≈3∶1。回答下列问题：(1)灰身与黑身、长翅与残翅这两对性状的遗传________(填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律；上述实验F2中会出现少量的灰身残翅和黑身长翅的个体，推测其原因最可能是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)科研人员偶然发现了一只无眼的雌果蝇，研究结果表明控制有眼和无眼的基因不位于上述三对同源染色体上，请设计实验判断无眼性状的显隐性。答案：(1)不遵循同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换导致基因重组(2)实验方案：让无眼雌果蝇和多只有眼雄果蝇杂交，观察F1的性状表现。结果分析：若F1全为有眼，则无眼为隐性；若F1全为无眼或有眼∶无眼为1∶1(或F1出现无眼)，则无眼为显性2．(2021·中山模拟)致死基因的存在可影响后代性状分离比。现有两对等位基因均杂合的个体(两对等位基因独立遗传)进行自交，其具有某种基因型的配子或后代致死，不考虑环境因素对表现型的影响。请回答下列问题：(1)若自交后代分离比为1∶2∶3∶6，则推测原因可能是______________________________。(2)若自交后代分离比为1∶3∶3∶5，则推测原因可能是________________________________；如用B/b、D/d表示相关基因，且该个体的亲本均为纯合子，则其亲本的基因型为________________。(3)在某种雌雄异体生物中获得基因型分别为BbXDXd、BbXDY的雌雄个体，让其相互交配，后代分离比也是1∶2∶3∶6。________(填“能”或“不能”)根据后代的分离比及与性别的关系，判断致死基因是位于常染色体上还是位于性染色体上。请写出判断的依据(要求分别写出后代雌雄个体的分离比)：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)设该个体的基因型为AaBb，若AA或BB纯合致死，则自交后代的性状分离比为1∶2∶3∶6，因此可能是某对基因显性纯合致死。(2)若BbDd产生的基因型为BD的雄配子或雌配子致死，则配子组合为(1Bd∶1bD∶1bd)×(1BD∶1Bd∶1bD∶1bd)，统计后代分离比为5∶3∶3∶1，因此同时含两种显性基因的雄配子或雌配子致死；由于基因型为BD的雄配子或雌配子致死，F1基因型只能是BbDd，亲本是纯合子，所以亲本的基因型是BBdd和bbDD。