2025版高考生物一轮总复习素养提升必修2第5单元孟德尔定律和伴性遗传第2讲基因的自由组合定律

第2讲基因的自由组合定律构|建|网|络|情境试题规范作答|阅读下列材料，回答下列问题：雄性不育与自由组合定律探讨人员发觉了大白菜核基因雄性不育甲和乙两品系，为探讨其遗传特性，进行了相关试验，结果如表所示：组别杂交一杂交二杂交三亲本甲品系(不育株)×可育株乙品系(不育株)×可育株杂交一子代不育株×杂交二子代可育株子代不育∶可育＝1∶1不育∶可育＝1∶1不育(1)依据杂交一和杂交二试验不能推断可育和不育的显、隐性关系，依据是亲本有两种表型，子代也出现不育和可育两种类型。(2)科研人员提出如下假说：不育性受控于两对独立遗传的显性基因①，不育基因A对可育基因a为显性，当B基因存在时，遮盖了A基因的表现，表现为可育②。依据假说，杂交一、杂交二亲本基因型分别是AAbb×AABb、Aabb×aabb③，则杂交三子代基因型是Aabb。(3)为验证上述假说，科研人员用杂交一可育株与杂交二可育株杂交，得到F1。F1可育植株自交得到F2，若F2的表型及比例为可育∶不育＝13∶3，则假说成立。【解题策略】真|题|再|现1．(2024·北京卷)纯合亲本白眼长翅和红眼残翅果蝇进行杂交，结果如图。F2中每种表型都有雌、雄个体。依据杂交结果，下列推想错误的是(A)A．限制两对相对性状的基因都位于X染色体上B．F1雌果蝇只有一种基因型C．F2白眼残翅果蝇间交配，子代表型不变D．上述杂交结果符合自由组合定律解析：白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交，产生的F1中白眼均为雄性，红眼均为雌性，说明性状表现与性别有关，则限制眼色的基因位于X染色体上，同时说明红眼对白眼为显性；另一对相对性状的果蝇杂交，无论雌雄均表现为长翅，说明长翅对残翅为显性，F2中无论雌雄均表现为长翅∶残翅＝3∶1，说明限制果蝇翅形的基因位于常染色体上，A错误；若限制长翅和残翅的基因用A/a表示，限制眼色的基因用B/b表示，则亲本的基因型可表示为AAXbXb，aaXBY，二者杂交产生的F1中雌性个体的基因型为AaXBXb，B正确；亲本的基因型可表示为AAXbXb，aaXBY，F1个体的基因型为AaXBXb、AaXbY，则F2白眼残翅果蝇的基因型为aaXbXb、aaXbY，这些雌雄果蝇交配的结果照旧为残翅白眼，即子代表型不变，C正确；依据上述杂交结果可知，限制眼色的基因位于X染色体上，限制翅型的基因位于常染色体上，可见，上述杂交结果符合自由组合定律，D正确。故选A。2．(2024·湖北卷)人的某条染色体上A、B、C三个基因紧密排列，不发生互换。这三个基因各有上百个等位基因(例如：A1～An均为A的等位基因)。父母及孩子的基因组成如下表。下列叙述正确的是(B)父亲母亲儿子女儿基因组成A23A25B7B35C2C4A3A24B8B44C5C9A24A25B7B8C4C5A3A23B35B44C2C9A.基因A、B、C的遗传方式是伴X染色体遗传B．母亲的其中一条染色体上基因组成是A3B44C9C．基因A与基因B的遗传符合基因的自由组合定律D．若此夫妻第3个孩子的A基因组成为A23A24，则其C基因组成为C4C5解析：若基因位于X染色体上时，男孩只能获得父亲的Y染色体而不能获得父亲的X染色体。儿子的A、B、C基因中，每对基因各有一个来自于父亲和母亲，假如基因位于X染色体上，则儿子不会获得父亲的X染色体，而不会获得父亲的A、B、C基因，A错误；三个基因位于一条染色体上，不发生互换，由于儿子的基因型是A24A25B7B8C4C5，其中A24B8C5来自于母亲，而母亲的基因型为A3A24B8B44C5C9，说明母亲的其中一条染色体基因组成是A3B44C9，B正确；依据题目信息，人的某条染色体上A、B、C三个基因紧密排列，不发生互换，不符合自由组合定律，位于非同源染色体上的非等位基因符合自由组合定律，C错误；依据儿子的基因型A24A25B7B8C4C5推想，母亲的两条染色体是A24B8C5和A3B44C9；父亲的两条染色体是A25B7C4和A23B35C2，基因连锁遗传，若此夫妻第3个孩子的A基因组成为A23A24，则其C基因组成为C2C5，D错误。故选B。3．(2024·山西卷)某探讨小组从野生型高秆(显性)玉米中获得了2个矮秆突变体，为了探讨这2个突变体的基因型，该小组让这2个矮秆突变体(亲本)杂交得F1，F1自交得F2，发觉F2中表型及其比例是高秆∶矮秆∶极矮秆＝9∶6∶1。若用A、B表示显性基因，则下列相关推想错误的是(D)A．亲本的基因型为aaBB和AAbb，F1的基因型为AaBbB．F2矮秆的基因型有aaBB、AAbb、aaBb、Aabb，共4种C．基因型是AABB的个体为高秆，基因型是aabb的个体为极矮秆D．F2矮秆中纯合子所占比例为1/2，F2高秆中纯合子所占比例为1/16解析：F2中表型及其比例是高秆∶矮秆∶极矮秆＝9∶6∶1，符合9∶3∶3∶1的变式，因此限制两个矮秆突变体的基因遵循基因的自由组合定律，即高秆基因型为A_B_，矮秆基因型为A_bb、aaB_，极矮秆基因型为aabb，因此可推知亲本的基因型为aaBB和AAbb，F1的基因型为AaBb，A正确；矮秆基因型为A_bb、aaB_，因此F2矮秆的基因型有aaBB、AAbb、aaBb、Aabb，共4种，B正确；由F2中表型及其比例可知基因型是AABB的个体为高秆，基因型是aabb的个体为极矮秆，C正确；F2矮秆基因型为A_bb、aaB_共6份，纯合子基因型为aaBB、AAbb共2份，因此矮秆中纯合子所占比例为1/3，F2高秆基因型为A_B_共9份，纯合子为AABB共1份，因此高秆中纯合子所占比例为1/9，D错误。故选D。4．(2024·浙江卷)若某哺乳动物毛发颜色由基因De(褐色)、Df(灰色)、d(白色)限制，其中De和Df分别对d完全显性。毛发形态由基因H(卷毛)、h(直毛)限制。限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(B)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种表型解析：基因型为DedHh和DfdHh雌雄个体交配，毛发颜色基因型有DeDf、Ded、Dfd和dd四种，毛发形态基因型有HH、Hh和hh三种。若De对Df共显性，H对h完全显性，则毛发颜色表型有4种，毛发形态表型有2种，则F1有4×2＝8种表型，A错误；若De对Df共显性，H对h不完全显性，毛发颜色表型4种，毛发形态表型3种，则F1有4×3＝12种表型，B正确；若De对Df不完全显性，H对h完全显性，毛发颜色表型4种，毛发形态表型2种，则F1有4×2＝8种表型，C错误；若De对Df完全显性，H对h不完全显性，毛发颜色表型3种，毛发形态表型3种，则F1有3×3＝9种表型，D错误。5．(2024·浙江7月选考)某植物的野生型(AABBcc)有成分R，通过诱变等技术获得3个无成分R的稳定遗传突变体(甲、乙和丙)。突变体之间相互杂交，F1均无成分R。然后选其中一组杂交的F1(AaBbCc)作为亲本，分别与3个突变体进行杂交，结果见下表：杂交编号杂交组合子代表型(株数)ⅠF1×甲有(199)，无(602)ⅡF1×乙有(101)，无(699)ⅢF1×丙无(795)注：“有”表示有成分R，“无”表示无成分R用杂交Ⅰ子代中有成分R植株与杂交Ⅱ子代中有成分R植株杂交，理论上其后代中有成分R植株所占比例为(A)A．21/32 B.9/16C.3/8 D.3/4解析：分析题意可知，基因型为AABBcc的个体表现为有成分R，又知无成分R的纯合子甲、乙、丙之间相互杂交，其中一组杂交的F1基因型为AaBbCc且无成分R，推想同时含有A、B基因才表现为有成分R，C基因的存在可能抑制A、B基因的表达，即基因型为A_B_cc的个体表现为有成分R，其余基因型均表现为无成分R。依据F1与甲杂交，后代有成分R∶无成分R≈1∶3，有成分R所占比例为1/4，可以将1/4分解为1/2×1/2，则可推知甲的基因型可能为AAbbcc或aaBBcc；F1与乙杂交，后代有成分R∶无成分R≈1∶7，可以将1/8分解为1/2×1/2×1/2，则可推知乙的基因型为aabbcc；F1与丙杂交，后代均无成分R，可推知丙的基因型可能为AABBCC或AAbbCC或aaBBCC。杂交Ⅰ子代中有成分R植株基因型为AABbcc和AaBbcc，比例为1∶1，或(基因型为AaBBcc和AaBbcc，比例为1∶1)，杂交Ⅱ子代中有成分R植株基因型为AaBbcc，故杂交Ⅰ子代中有成分R植株与杂交Ⅱ子代中有成分R植株相互杂交，后代中有成分R所占比例为∶1/2×1×3/4×1＋1/2×3/4×3/4×1＝21/32，A正确。6．(2024·北京卷)番茄果实成熟涉及一系列生理生化过程，导致果实颜色及硬度等发生变更。果实颜色由果皮和果肉颜色确定。为探究番茄果实成熟的机制，科学家进行了相关探讨。(1)果皮颜色由一对等位基因限制。果皮黄色与果皮无色的番茄杂交的F1果皮为黄色，F1自交所得F2果皮颜色及比例为黄色∶无色＝3∶1。(2)野生型番茄成熟时果肉为红色。现有两种单基因纯合突变体，甲(基因A突变为a)果肉黄色，乙(基因B突变为b)果肉橙色。用甲、乙进行杂交试验，结果如下图1。据此，写出F2中黄色的基因型：aaBB、aaBb。(3)深化探讨发觉，成熟番茄的果肉由于番茄红素的积累而呈红色，当番茄红素量较少时，果肉呈黄色，而前体物质2积累会使果肉呈橙色，如下图2。上述基因A、B以及另一基因H均编码与果肉颜色相关的酶，但H在果实中的表达量低。依据上述代谢途径，aabb中前体物质2积累、果肉呈橙色的缘由是基因A突变为a，但果肉细胞中的基因H仍表达出少量酶H，持续生成前体物质2；基因B突变为b，前体物质2无法转变为番茄红素。(4)有一果实不能成熟的变异株M，果肉颜色与甲相同，但A并未突变，而调控A表达的C基因转录水平极低。C基因在果实中特异性表达，敲除野生型中的C基因，其表型与M相同。进一步探讨发觉M中C基因的序列未发生变更，但其甲基化程度始终很高。推想果实成熟与C基因甲基化水平变更有关。欲为此推想供应证据，合理的方案包括①②④，并检测C的甲基化水平及表型。①将果实特异性表达的去甲基化酶基因导入M②敲除野生型中果实特异性表达的去甲基化酶基因③将果实特异性表达的甲基化酶基因导入M④将果实特异性表达的甲基化酶基因导入野生型解析：(1)果皮黄色与果皮无色的番茄杂交的F1果皮为黄色，说明黄色是显性性状，F1为杂合子，则F1自交所得F2果皮颜色及比例为黄色∶无色＝3∶1。(2)由图可知，F2比值约为9∶3∶4，说明F1基因型为AaBb，则F2中黄色的基因型aaBB、aaBb。(3)由题意和图2可知，成熟番茄的果肉由于番茄红素的积累而呈红色，当番茄红素量较少时，果肉呈黄色，而前体物质2积累会使果肉呈橙色，则存在A或H，不存在B基因时，果肉呈橙色。因此，aabb中前体物质2积累、果肉呈橙色的缘由是基因A突变为a，但果肉细胞中的基因H仍表达出少量酶H，持续生成前体物质2；基因B突变为b，前体物质2无法转变为番茄红素。(4)C基因表达的产物可以调控A的表达，变异株M中C基因的序列未发生变更，但其甲基化程度始终很高，欲检测C的甲基化水平及表型，可以将果实特异性表达的去甲基化酶基因导入M，使得C去甲基化，并检测C的甲基化水平及表型；或者敲除野生型中果实特异性表达的去甲基化酶基因，检测野生型植株C的甲基化水平及表型，与突变植株进行比较；也可以将果实特异性表达的甲基化酶基因导入野生型，检测野生型C的甲基化水平及表型。而将果实特异性表达的甲基化酶基因导入M无法得到果实成熟与C基因甲基化水平变更有关，故选①②④。7．(2024·全国甲卷)玉米是我国重要的粮食作物。玉米通常是雌雄同株异花植物(顶端长雄花序，叶腋长雌花序)，但也有的是雌雄异株植物。玉米的性别受两对独立遗传的等位基因限制，雌花花序由显性基因B限制，雄花花序由显性基因T限制，基因型bbtt个体为雌株。现有甲(雌雄同株)、乙(雌株)、丙(雌株)、丁(雄株)4种纯合体玉米植株。回答下列问题。(1)若以甲为母本、丁为父本进行杂交育种，需进行人工传粉，具体做法是对母本甲的雌花花序进行套袋，待雌蕊成熟时，采集丁的成熟花粉，撒在甲的雌蕊柱头上，再套上纸袋。(2)乙和丁杂交，F1全部表现为雌雄同株；F1自交，F2中雌株所占比例为1/4，F2中雄株的基因型是bbTT、bbTt；在F2的雌株中，与丙基因型相同的植株所占比例是1/4。(3)已知玉米籽粒的糯和非糯是由1对等位基因限制的相对性状。为了确定这对相对性状的显隐性，某探讨人员将糯玉米纯合体与非糯玉米纯合体(两种玉米均为雌雄同株)间行种植进行试验，果穗成熟后依据果穗上籽粒的性状，可推断糯与非糯的显隐性。若糯是显性，则试验结果是糯性植株上全为糯性籽粒，非糯植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒；若非糯是显性，则试验结果是非糯性植株上只有非糯籽粒，糯性植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒。解析：雌花花序由显性基因B限制，雄花花序由显性基因T限制，基因型bbtt个体为雌株、甲(雌雄同株)、乙(雌株)、丙(雌株)、丁(雄株)，可推断出甲的基因型为BBTT，乙、丙基因型可能为BBtt或bbtt，丁的基因型为bbTT。(1)杂交育种的原理是基因重组，若甲为母本，丁为父本杂交，因为甲为雌雄同株异花植物，所以在花粉未成熟时需对甲植株雌花花序套袋隔离，等丁的花粉成熟后再通过人工授粉把丁的花粉传到甲的雌蕊柱头后，再套袋隔离。(2)依据分析及题干信息“乙和丁杂交，F1全部表现为雌雄同株”，可知乙基因型为BBtt，丁的基因型为bbTT，F1基因型为BbTt，F1自交F2基因型及比例为9B_T_(雌雄同株)∶3B_tt(雌株)∶3bbT_(雄株)∶1bbtt(雌株)，故F2中雌株所占比例为1/4，雄株的基因型为bbTT、bbTt，雌株中与丙基因型相同的比例为1/4。(3)假设糯和非糯这对相对性状受A/a基因限制，因为两种玉米均为雌雄同株植物，间行种植时，既有自交又有杂交。若糯性为显性，基因型为AA，非糯基因型为aa，则糯性植株无论自交还是杂交，糯性植株上全为糯性籽粒，非糯植株杂交子代为糯性籽粒，自交子代为非糯籽粒，所以非糯植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒。同理，非糯为显性时，非糯性植株上只有非糯籽粒，糯性植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒。8．(2024·全国乙卷)某种植物的花色有白、红和紫三种，花的颜色由花瓣中色素确定，色素的合成途径是：白色eq\o(→,\s\up7(酶1))红色eq\o(→,\s\up7(酶2))紫色。其中酶1的合成由基因A限制，酶2的合成由基因B限制，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白色∶红色∶紫色＝2∶3∶3；子代中红花植株的基因型是AAbb、Aabb；子代白花植株中纯合体占的比例为1/2。(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，若要通过杂交试验(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、预期试验结果和结论。答案：(2)选用的亲本基因型为：AAbb；预期的试验结果及结论：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：(1)紫花植株(AaBb)与红花杂合体(Aabb)杂交，子代可产生6种基因型，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)白花纯合体的基因型有aaBB和aabb两种。要检测白花纯合体植株甲的基因型，可选用AAbb植株与之杂交，若基因型为aaBB则试验结果为：aaBB×AAbb→AaBb(全为紫花)；若基因型为aabb则试验结果为：aabb×AAbb→Aabb(全为红花)。这样就可以依据子代的表型将白花纯合体的基因型推出。9．(2024·山东卷)玉米是雌雄同株异花植物，利用玉米纯合雌雄同株品系M培育出雌株突变品系，该突变品系的产生缘由是2号染色体上的基因Ts突变为ts，Ts对ts为完全显性。将抗玉米螟的基因A转入该雌株品系中获得甲、乙两株具有玉米螟抗性的植株，但由于A基因插入的位置不同，甲植株的株高表现正常，乙植株矮小。为探讨A基因的插入位置及其产生的影响，进行了以下试验：试验一：品系M(TsTs)×甲(Atsts)→F1中抗螟∶非抗螟约为1∶1试验二：品系M(TsTs)×乙(Atsts)→F1中抗螟矮株∶非抗螟正常株高约为1∶1(1)试验一中作为母本的是甲，试验二的F1中非抗螟植株的性别表现为雌雄同株(填“雌雄同株”“雌株”或“雌雄同株和雌株”)。(2)选取试验一的F1抗螟植株自交，F2中抗螟雌雄同株∶抗螟雌株∶非抗螟雌雄同株约为2∶1∶1。由此可知，甲中转入的A基因与ts基因是(填“是”或“不是”)位于同一条染色体上，F2中抗螟雌株的基因型是AAtsts。若将F2中抗螟雌雄同株与抗螟雌株杂交，子代的表型及比例为抗螟雌雄同株∶抗螟雌株＝1∶1。(3)选取试验二的F1抗螟矮株自交，F2中抗螟矮株雌雄同株∶抗螟矮株雌株∶非抗螟正常株高雌雄同株∶非抗螟正常株高雌株约为3∶1∶3∶1，由此可知，乙中转入的A基因不位于(填“位于”或“不位于”)2号染色体上，理由是抗螟性状与性别性状间是自由组合的，因此A基因不位于Ts、ts基因所在的2号染色体上。(4)F2中抗螟矮株所占比例低于预期值，说明A基因除导致植株矮小外，还对