第16讲 自由组合定律（第一课时）（讲义）（解析版）-2025年高考生物一轮复习

11/11第16讲自由组合定律（第一课时）目录TOC\o"1-3"\h\u01考情透视·目标导航 202知识导图·思维领航 303考点突破·考法探究 3考点一自由组合定律的发现 3知识点1两对相对性状杂交实验的“假说—演绎”分析 3知识点2基因的自由组合定律分析 7知识点3自由组合定律的实验验证方法（常考点） 8知识点4n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 8考向1结合两对相对性状杂交实验分析，考查科学思维 9考向2结合基因自由组合定律的实质与验证，考查科学思维的能力 10考点二孟德尔成功原因及其遗传规律的应用 11知识点1孟德尔成功的原因及再发现 12知识点2自由组合定律的应用 12考向1结合自由组合定律，考查科学解题思维 13考点三基因自由组合定律基础题型突破 15知识点1判断基因是否遵循自由组合定律(常考点) 15知识点2利用“拆分法”解决自由组合计算问题 16知识点3已知子代推亲代(逆向组合法) 17知识点4自由组合中的群体自交、测交和自由交配问题 17考向1已知亲代求子代的“顺推型”题目，考查科学思维 17考向2已知子代求亲代的“逆推型”题目，考查科学思维 19考向3自由组合中的自交、测交和自由交配问题，考查科学思维 2004真题练习·命题洞见（含2024年高考真题） 2005长句分析·规范作答 24一、教材知识链接 24二、教材深挖拓展 24三、长句规范作答 24考点由高考知核心知识点预测自由组合定律考点一：自由组合定律的发现(2024·浙江）(2023·北京、2023·广东）（2023·湖北、2023·浙江）（2023·山西、2023·山东）（2023·湖南、2023·天津）（2022·北京、2022·广东）（2022·天津、2022·山东）（2022·湖南、2022·福建）（2022·重庆、2022·辽宁）（2022·河北、2022·湖北）（3年42考，全国卷3年9考）题型：选择题、解答题内容：对于新高考来说，基因的分离定律和自由组合定律是重点的考察内容之一，大概率有一道多选题和一道简答题。考点二：孟德尔成功的原因及其遗传规律的应用考点三：基因自由组合定律基础题型突破课标要求1.阐明有性生殖中基因的自由组合使得子代的基因型和表型有多种可能，并可由此预测子代的遗传性状。新旧教材对比增：①旁栏思考题如孟德尔在总结遗传规律时，是否用到了归纳法？②孟德尔遗传规律的应用。改：表现型的概念(表现型改为表型)。考点一自由组合定律的发现知识点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）哪个性状对哪个性状是显性性状？为什么？提示：黄色、圆粒（2）F2中可能有哪些性状的组合？提示：黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒（3）F2中哪些是亲本具有的性状组合？哪些是亲本所没有的性状组合？提示：绿色圆粒和黄色皱粒是新的性状组合。（4）为什么会出现新的性状组合呢？它们之间有什么数量关系吗？提示：孟德尔同样对F2中不同的性状类型进行了数量统计：黄色圆粒、绿色圆粒、黄色皱粒和绿色皱粒的数量依次是315、108、101和32，它们的数量比接近9：3：3：1。（5）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.分析问题，提出假说：a．两对相对性状分别由两对遗传因子控制。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自由组合。c．F1产生的雌配子和雄配子各有4种：YR、Yr、yR、yr，且数量比为1：1：1：1。d．受精时，雌雄配子的结合是随机的。雌雄配子的结合方式有16种，基因型有9种，表型有4种，且比例为9：3：3：1。3.根据假说，演绎推理：（1）遗传图解(棋盘格式)（2）结果分析【易错提示】理解重组类型的内涵及常见错误（1）重组类型的含义：重组类型是指F2中表型与亲本不同的个体，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中重组类型所占比例并不都是6/16。①当亲本基因型为YYRR和yyrr时，F2中重组类型所占比例是6/16。②当亲本基因型为YYrr和yyRR时，F2中重组类型所占比例是1/16＋9/16＝10/16。（3）演绎推理图解—测交4.设计实验，验证假说：（1）即让F1与隐性纯合子杂交杂种子一代黄色圆粒×绿色皱粒（隐性纯合子）黄色圆粒绿色圆粒黄色皱粒绿色皱粒比例黄色圆粒：绿色圆粒：黄色皱粒：绿色皱粒≈1：1：1：15.归纳总结，得出结论：实验结果与演绎推理结果一致，四种表型实际子粒数比接近1：1：1：1，从而证实了F1形成配子时不同对的遗传因子是自由组合。知识点2基因的自由组合定律分析1.内容解读2.细胞学基础【注意】①配子的个数≠种类数；②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。【特别提醒】非等位基因不一定都位于非同源染色体上①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。②同源染色体分离的同时非同源染色体自由组合。3.基因自由组合定律实质与比例的关系【教材隐性知识】（1）【教材隐性知识】源于必修2P9：孟德尔杂交实验中为什么要用正交和反交？提示：用正反交实验是为了证明性状的遗传是否和母本有关。（2）【教材隐性知识】源于必修2P10“旁栏思考”：两对相对性状实验中9：3：3：1数量比与一对相对性状实验中的3：1有什么联系？提示：从数学角度分析9：3：3：1是(3：1)2的展开式，由此推知两对相对性状的遗传结果，是两对相对性状独立遗传结果(3：1)的乘积——(3：1)2。（3）【教材隐性知识】源于必修2P11表1－2：孟德尔做正反交的测交实验，说明F1产生配子的情况是什么？提示：无论F1作母本还是父本，均能产生4种类型的配子，且数量比为1：1：1：1。知识点3自由组合定律的实验验证方法（常考点）思路：通过实验结果，来说明杂合体能产生4种配子，比例1：1：1：1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

，则遵循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

，由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制，则遵循自由组合定律花粉鉴定法F1若有四种花粉，比例为

1：1：1：1

，则遵循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，若植株有四种表型，且比例为

1：1：1：1

，则遵循自由组合定律知识点4n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)n注：（1）若F2中显性性状的比例为(3/4)n，则该性状由n对等位基因控制。（2）若F2中子代性状分离比之和为4n，则该性状由n对等位基因控制。【易错辨析】1.F2中出现与亲本不同的性状类型，称为重组类型，重组类型是黄色皱粒和绿色圆粒，重组类型所占比例是8/3。(必修2P9正文)(√)2.对于两对相对性状的遗传结果，如果对每一对性状单独进行分析，其性状的数量比都是3：1，即每对性状的遗传都遵循分离定律。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(3：1)2。(必修2P10正文)(√)3.F1(YyRr)产生的雌配子(雄配子)的种类和比例为YR：Yr：yR：yr＝1：1：1：1，此比例是雌雄配子之间的数量比例。(必修2P10正文)(×)提示：雄配子数远远多于雌配子数。4.在孟德尔的F1(YyRr)与yyrr测交实验中，也进行了正反交实验，并且结果都与预期结果一致，接近1：1：1：1。(必修2P11表1－2)(√)考向1结合两对相对性状杂交实验分析，考查科学思维例1．下列关于孟德尔所做的遗传实验和有关遗传规律的叙述，正确的是()A.形成配子时非等位基因之间都能自由组合B.基因型为YyRr的豌豆产生的雌雄配子的随机结合，体现了自由组合定律的实质C.孟德尔作出的“演绎”是设计F1与隐性纯合子杂交，预测出后代的表现性状及比例D.多组一对相对性状的杂交实验，F2性状分离比均接近3：1，验证了其假设的正确性【答案】C【解析】减数分裂形成配子时，非同源染色体上的非等位基因之间自由组合，但位于同源染色体上的非等位基因之间不能自由组合，A错误；基因型为YyRr的豌豆产生的雌雄配子随机结合是受精作用，自由组合定律的实质是减数分裂过程中，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，B错误；孟德尔设计F1与隐性纯合子进行测交实验，进而预测出后代的表现性状及比例，这是“演绎”推理的过程，C正确；多组相对性状的杂交实验的F2的性状分离比均接近3：1，说明3：1的出现不是偶然的，但还不能验证其假设，如果要验证其假设是否正确，需要做测交实验，D错误。【变式训练】油菜的株高由G和g决定，G基因数量越多，株高越高。外源B基因拼接到油菜染色体上可成功表达，且遗传效应与G相同。下图为培育成的5个品种，在不考虑互换前提下，有关说法错误的是()A.甲植株的遗传遵循自由组合定律B.甲和戊杂交，子代表型有4种C.甲、乙、丁、戊转基因油菜株高相等，丙较其他几种矮D.5种转基因油菜自交，自交后代只有一种表型的是乙、丁【答案】B【解析】甲植株中，G和B基因位于两对同源染色体上，因此遵循自由组合定律，A正确；甲和戊杂交，甲产生的配子有G、g、GB、gB4种，戊产生的配子有GB、g2种，子代基因型为GGB、GgB、GGBB、GgBB、Gg、gg、GgB、ggB，产生的子代含G和B个数分别为4、3、2、1、0个，因此有5种表型，B错误；甲、乙、丁、戊转基因油菜均含有2个显性基因，因此株高相等，丙的B基因插入G基因内部，G基因被破坏，故其只有1个具有增高效应的显性基因，因此丙较其他几种矮，C正确；5种转基因油菜自交，甲自交后代有5种表型，乙、丁自交后代只有1种表型，丙、戊自交后代有3种表型，D正确。【思维建模】基因的完全连锁连锁类型基因A和B在一条染色体上，基因a和b在另一条染色体上基因A和b在一条染色体上，基因a和B在另一条染色体上图解配子类型AB：ab＝1：1Ab：aB＝1：1自交后代基因型1AABB、2AaBb、1aabb1AAbb、2AaBb、1aaBB表型性状分离比3：1性状分离比1：2：1测交后代基因型1AaBb、1aabb1Aabb、1aaBb表型性状分离比1：1性状分离比1：1考向2结合基因自由组合定律的实质与验证，考查科学思维的能力例2．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换，则它能产生4种配子D.基因型为AaBb的个体自交后代会出现4种表型，比例为9：3：3：1【答案】B【解析】图中A和B、a和b基因位于一对同源染色体上，属于连锁基因，因此三对基因的遗传不完全遵循基因的自由组合定律，A错误；基因A、a与D、d的遗传遵循自由组合定律，因此基因型为AaDd的个体与基因型为aaDd的个体杂交的后代会出现4种表型，比例为(1：1)×(3：1)＝3：1：3：1，B正确；如果基因型为AaBb的个体在产生配子时没有发生交换，则它只能产生AB和ab2种配子，AaBb自交时后代只有两种表型，C、D错误。【变式训练】被子植物的种子由种皮、胚和胚乳组成，种皮是由珠被发育来的。豌豆灰种皮(G)对白种皮(g)为显性，黄子叶(Y)对绿子叶(y)为显性，两对基因独立遗传。现将基因型GGyy(♂)与ggYY(♀)的豌豆植株杂交，再让F1自交得F2。下列相关结论不正确的是()A．亲本植株上所结种子的种皮颜色均为白种皮B．F1植株自交所结的种子种皮和子叶的表型比为9：3：3：1C．F1植株自交所结的种子子叶颜色会出现3：1的分离比D．F2植株自交所结的种子种皮颜色会出现3：1的分离比【答案】B【解析】种皮是由母本的珠被发育而来的，因此，亲本植株上所结种子的种皮的基因组成与母本(♀)ggYY相同，因此表现为白种皮，A正确；F1植株自交所结的种子种皮均为灰种皮；F1关于子叶颜色的基因型为Yy，自交后代的基因型及比例为YY：Yy：yy＝1：2：1，因此子叶的颜色是黄色：绿色＝3：1，B错误，C正确；F1植株自交得到F2，结果为：Gg×Gg→3/4G_和1/4gg，而F2植株自交所结的种子种皮颜色由F2的基因型决定，因此F2植株自交所结的种子种皮颜色会出现3：1的分离比，D正确。考点二孟德尔成功原因及其遗传规律的应用知识点1孟德尔成功的原因及再发现1.孟德尔成功的启示（1）科学选材：豌豆作实验材料。（2）从简单到复杂的研究顺序，即一对相对性状到两对相对性状的研究方法。（3）运用统计学的方法对实验结果进行了统计分析（4）运用假说—演绎法这一科学方法。（5）对自然科学的热爱，严谨的的态度2.孟德尔遗传规律的再发现（1）1909年，丹麦生物学家约翰逊把“遗传因子”叫做基因。（2）因为孟德尔的杰出贡献，他被世人公认为遗传学之父。（3）几个概念：基因——孟德尔的“遗传因子”表型(表现型)——是指生物个体所表现出来的性状如：豌豆种子的黄色、绿色。基因型——是指与表型有关的基因组成如：YY、Yy、yy等位基因——控制相对性状的基因如：黄色基因Y与y，高茎基因D与d知识点2自由组合定律的应用1.指导杂交育种：（1）植物方面①原理：基因重组。②缺点：育种时间长。③优点：将不同个体上的优良性状集中到一个个体上（目的性强）；操作简单，技术要求不高。（2）动物方面例：如何利用长毛立耳猫（BBEE）和短毛折耳猫（bbee）培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（BBee）？2.指导医学实践：为遗传病的预测和诊断提供理论依据。例：在一个家庭中，父亲是多指患者（由显性致病基因P控制），母亲的表现型正常，他们婚后却生了一个手指正常但患先天聋哑（由隐性致病基因d控制，基因型为dd）的小孩。请推断父亲和母亲的基因型，并预测他们再生一个小孩：父亲的基因型PpDd母亲的基因型ppDd。（1）只患多指的概率；提示：1/2×3/4=3/8（2）只患先天聋哑的概率；提示：1/2×1/4=1/8（3）两病皆患的概率；提示：1/2×1/4=1/8（4）不患病的概率；提示：（1-1/2）（1-1/4）=3/8（5）只患一种病的概率。提示：1/2×3/4+1/2×1/4=1/2多指：1/2聋哑：1/4考向1结合自由组合定律，考查科学解题思维例1．棉铃虫是严重危害棉花的一种害虫。科研工作者发现了苏云金杆菌中的毒蛋白基因B和豇豆中的胰蛋白酶抑制剂基因D，均可导致棉铃虫死亡。现将B和D基因同时导入棉花的一条染色体上获得抗虫棉。棉花的短果枝由基因A控制，研究者获得了多个基因型为AaBD的短果枝抗虫棉植株，AaBD植株自交得到F1(不考虑减数分裂时同源染色体非姐妹染色单体的互换)。下列说法错误的是()A．若F1表型比例为9：3：3：1，则果枝基因和抗虫基因分别位于两对同源染色体上B．若F1中短果枝抗虫：长果枝不抗虫＝3：1，则B、D基因与A基因位于同一条染色体上C．若F1中短果枝抗虫：短果枝不抗虫：长果枝抗虫＝2：1：1，则基因型为AaBD的短果枝抗虫棉植株产生配子的基因型为A和aBDD．若F1中长果枝不抗虫植株比例为1/16，则基因型为AaBD的短果枝抗虫棉植株产生配子的基因型为AB、AD、aB、aD【答案】D【解析】由于B、D位于同一条染色体上，如果不考虑同源染色体非姐妹染色单体互换，则不会产生基因型为AB、AD、aB、aD的四种类型的配子，D错误。【变式训练】1.豌豆种子的黄色(Y)对绿色(y)为显性，圆粒(R)对皱粒(r)为显性，让绿色圆粒豌豆与黄色皱粒豌豆杂交，F1都表现为黄色圆粒，F1自交得F2，F2有4种表型，如果继续将F2中全部杂合的黄色圆粒种子播种后进行自交，所得后代的表型比例为()A．25：15：15：9 B．21：5：5：1C．25：5：5：1 D．16：4：4：1【答案】B【解析】根据题意可知，F1黄色圆粒个体的基因型为YyRr，F1自交得F2，F2中黄色圆粒中纯合子(YYRR)占1/9，黄色圆粒杂合子中YYRr占1/4、YyRR占1/4、YyRr占1/2；1/4YYRr自交后代中，黄色圆粒(YYR_)的概率为1/4×3/4＝3/16，黄色皱粒(YYrr)的概率为1/4×1/4＝1/16；同理可以计算出1/4YyRR自交后代中，黄色圆粒(Y－RR)的概率为1/4×3/4＝3/16，绿色圆粒(yyRR)的概率为1/4×1/4＝1/16；1/2的YyRr自交后代中，黄色圆粒(Y－R－)的概率为1/2×9/16＝9/32，黄色皱粒(Y－rr)的概率为1/2×3/16＝3/32，绿色圆粒(yyR_)的概率为1/2×3/16＝3/32，绿色皱粒(yyrr)的概率为1/2×1/16＝1/32，因此黄色圆粒：黄色皱粒：绿色圆粒：绿色皱粒＝(3/16＋3/16＋9/32)：(1/16＋3/32)：(1/16＋3/32)：(1/32)＝21：5：5：1.故选B。【变式训练】2.在模拟孟德尔杂交实验时，学生在正方体1和正方体2的六个面上用A和a标记，在正方体3和正方体4的六个面上用B和b标记，将四个正方体同时多次掷下，下列有关叙述错误的是()A．用正方体1和正方体2可以模拟分离定律的性状分离比B．每个正方体上A和a(或B和b)的数量均应为3个C．统计正方体3和正方体4的字母组合，出现Bb的概率为eq\f(1,2)D．统计四个正方体的字母组合，出现Aabb的概率为eq\f(1,16)【答案】D【解析】一个正方体可表示一对等位基因的分离，正方体1和正方体2可表示雌雄生殖器官，因此用正方体1和正方体2可以模拟分离定律的分离比，A正确；模拟孟德尔杂交实验时，杂合子AaBb中各个基因的个数相同，因此每个正方体上A和a(或B和b)的数量均应为3个，一个正方体可表示一对等位基因的分离，B正确；将正方体3和正方体4同时多次掷下，正方体3出现B、b的概率均为1/2，正方体4出现B、b的概率均为1/2，因此出现Bb的概率为2×1/2×1/2＝1/2，C正确；统计四个正方体的字母组合，每个正方体出现其中一个基因的概率为1/2，因此出现Aabb的概率为2×1/2×1/2(Aa)×1/2×1/2(bb)＝1/8，D错误。【变式训练】3.下图表示两对等位基因在染色体上的分布情况。若图1、2、3中的同源染色体均不发生互换，则图中所示个体测交后代的表型种类依次是()A．4、2、3 B．3、2、2C．4、2、4 D．4、2、2【答案】D【解析】图1个体含有两对同源染色体，基因型为AaBb，符合自由组合定律，测交后代有4种基因型(AaBb、Aabb、aaBb、aabb)，4种表型；图2个体产生AB和ab两种配子，测交后代有2种基因型(AaBb、aabb)，2种表型；图3个体Ab连锁，aB连锁，产生Ab和aB两种配子，测交后代有2种基因型(Aabb、aaBb)，2种表型，D正确。考点三基因自由组合定律基础题型突破知识点1判断基因是否遵循自由组合定律(常考点)1.根据子代表型及比例判断(以两对等位基因为例)（1）自交类型：子代表型及比例为9：3：3：1或变式（2）测交类型：F2表型及比例为1：1：1：1或变式（3）先按分离统计子代的表型及比例，再组合看子代的表型及比例：如：子代中出现黄色圆粒：黄色皱粒：绿色圆粒：绿色皱粒=3：3：1：1提示：因为子代中黄色：绿色=3：1，圆粒：皱粒=1：1，而子代中黄色圆粒：黄色皱粒：绿色圆粒：绿色皱粒=3：3：1：1是（3：1）与（1：1）随机结合而来，故遵循自由组合定律。2.根据子代表型总份数判断(以两对等位基因为例)（1）自交类型：若两对等位基因遵循自由组合定律，则F1自交产生的F2表型比例总份数为42=16份，故子代性状分离比总份数为16份，则遵循自由组合定律。（2）测交类型：若两对等位基因遵循自由组合定律，则F1测交产生的F2表型比例总份数为22=4份，故子代性状分离比总份数为4份，故遵循自由组合定律。知识点2利用“拆分法”解决自由组合计算问题1.思路：根据相对性状或等位基因对数（n），将自有组合问题拆分为n个分离定律问题，如AaBb×aaBb，等位基因两对，应拆成2个分离定律问题→逐对分析拆出的分离定律问题，如Aa×aa→½Aa、½aa，Bb×Bb→¼BB、½Bb、¼bb→根据所求基因型或表型，将分析出的分离定律相应的结果进行组合，其概率乘积即为所求，如求子代AaBB的概率为½Aa×¼BB=⅛。2.方法：题型分类示例解题规律种类问题配子类型(配子种类数)AaBbCCDd产生配子种类数为8(种)(即：2×2×1×2＝8)2n(n为等位基因对数)配子间结合方式AABbCc×aaBbCC，配子间结合方式种类数为8(种)配子间结合方式种类数等于配子种类数的乘积子代基因型(或表型)种类AaBbCc×Aabbcc，子代基因型种类数为12(种)，表型为8(种)双亲杂交(已知双亲基因型)，子代基因型(或表型)种类等于各性状按分离定律所求基因型(或表型)种类的乘积概率问题某基因型(或表型)的比例AABbDd×aaBbdd，F1中AaBbDd所占比例为按分离定律求出相应基因型(或表型)的比例，然后利用乘法原理进行组合纯合子或杂合子出现的比例AABbDd×AaBBdd，F1中纯合子所占比例为按分离定律求出纯合子的概率的乘积为纯合子出现的比例，杂合子概率＝1－纯合子概率知识点3已知子代推亲代(逆向组合法)1.基因填充法根据亲代表型可大概写出其基因型，如A_B_、aaB_等，再根据子代表型将所缺处补充完整，特别要学会利用后代中的隐性性状，因为后代中一旦存在双隐性个体，那亲代基因型中一定存在a、b等隐性基因。2.分解组合法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：（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。知识点4自由组合中的群体自交、测交和自由交配问题纯合黄色圆粒豌豆和纯合绿色皱粒豌豆杂交后得子一代，子一代再自交得子二代，若子二代中黄色圆粒豌豆个体和绿色圆粒豌豆个体分别进行自交、测交和自由交配，所得子代的表现型和比例如表所示：表现型比例Y_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64：8：8：1yyR_（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8：1考向1已知亲代求子代的“顺推型”题目，考查科学思维例1．番茄红果对黄果为显性，二室果对多室果为显性，长蔓对短蔓为显性，三对性状独立遗传。现有红果、二室、短蔓和黄果、多室、长蔓的两个纯合品系，将其杂交种植得F1和F2，则在F2中红果、多室、长蔓所占的比例及红果、多室、长蔓中纯合子的比例分别是()A.eq\f(9,64)、eq\f(1,9) B.eq\f(9,64)、eq\f(1,64)C.eq\f(3,64)、eq\f(1,3) D.eq\f(3,64)、eq\f(1,64)【答案】A【解析】设控制三对性状的基因分别用A、a，B、b，C、c表示，亲代基因型为AABBcc与aabbCC，F1的基因型为AaBbCc，F2中A_：aa＝3：1，B_：bb＝3：1，C_：cc＝3：1，所以F2中红果、多室、长蔓所占的比例是eq\f(3,4)×eq\f(1,4)×eq\f(3,4)＝eq\f(9,64)；在F2的每对相对性状中，显性性状中的纯合子占eq\f(1,3)，故红果、多室、长蔓中纯合子的比例是eq\f(1,3)×eq\f(1,3)＝eq\f(1,9)。【变式训练】某植物个体的基因型为Aa(高茎)Bb(红花)Cc(灰种皮)dd(小花瓣)，请思考如下问题：(1)若某基因型为AaBbCcdd个体的体细胞中基因与染色体的位置关系如图1所示，则其产生的配子种类为________种，基因型为AbCd的配子所占比例为________，其自交所得子代的基因型有________种，其中AABbccdd所占比例为________，其子代的表型有________种，其中高茎红花灰种皮小花瓣个体所占比例为________。(2)若某基因型为AaBbCcdd个体的体细胞中基因与染色体的位置关系如图2所示(不发生互换)，则其产生的配子种类为________种，基因型为AbCd的配子所占比例为__________，其自交所得子代的基因型有________种，其中AaBbccdd所占比例为____________。其子代的表型有________种，其中高茎红花灰种皮小花瓣个体所占比例为________。【答案】(1)8eq\f(1,8)27eq\f(1,32)8eq\f(27,64)(2)4eq\f(1,4)9eq\f(1,8)6eq\f(3,8)【解析】(1)如题图1所示，四对基因分别位于不同对同源染色体上，则四对基因独立遗传，遵循基因的自由组合定律。先分开单独分析，每对基因中只有dd产生1种d配子，其他都产生2种配子，因此产生2×2×2×1＝8(种)配子；基因型为AbCd的配子所占比例为eq\f(1,2)×eq\f(1,2)×eq\f(1,2)×1＝eq\f(1,8)；自交所得子代的基因型有3×3×3×1＝27(种)，其中AABbccdd所占比例为eq\f(1,4)×eq\f(1,2)×eq\f(1,4)×1＝eq\f(1,32)，其子代的表型有2×2×2×1＝8(种)，其中高茎红花灰种皮小花瓣(A_B_C_dd)所占比例为eq\f(3,4)×eq\f(3,4)×eq\f(3,4)×1＝eq\f(27,64)。(2)如图2所示，A、a和B、b两对等位基因位于同一对同源染色体上，其他基因位于不同对同源染色体上，则AaBb可产生Ab和aB2种配子，Cc可产生2种配子，dd可产生1种配子，因此产生2×2×1＝4(种)配子；基因型为AbCd的配子所占比例为eq\f(1,2)×eq\f(1,2)×1＝eq\f(1,4)；自交所得子代的基因型有3×3×1＝9(种)，其中AaBbccdd所占比例为eq\f(1,2)×eq\f(1,4)×1＝eq\f(1,8)，其子代的表型有3×2×1＝6(种)，其中高茎红花灰种皮小花瓣(A_B_C_dd)个体所占比例为eq\f(1,2)×eq\f(3,4)×1＝eq\f(3,8)。考向2已知子代求亲代的“逆推型”题目，考查科学思维例2．牵牛花的花色由一对等位基因R、r控制，叶的形状由另一对等位基因W、w控制，这两对相对性状是自由组合的。若子代的基因型及比值如下表所示，下列说法正确的是()基因型RRWWRRwwRrWWRrwwRRWwRrWw比值111122A.双亲的基因型组合为RrWw×RrWWB.测交是验证亲代基因型最简便的方法C.等位基因R、r位于复制时产生的两条姐妹染色单体上D.基因型为RrWw的个体自交，与上表中表型不同的个体占1/4【答案】D【解析】由题表可知，RR：Rr＝(1＋1＋2)：(1＋1＋2)＝1：1，可知双亲有关花色的基因型为RR×Rr，WW：Ww：ww＝(1＋1)：(2＋2)：(1＋1)＝1：2：1，双亲有关叶形的基因型为Ww×Ww，故双亲的基因型为RrWw×RRWw，A错误；自交和测交均可验证亲代的基因型，但自交更简便，B错误；复制时产生的两条姐妹染色单体的相同位置上应为相同的基因，R、r为等位基因，应位于同源染色体上，C错误；题表中的表型有两种，其中RRWW、RrWW、RRWw、RrWw的表型相同，RRww、Rrww的表型相同，基因型为RrWw的个体自交，后代的基因型及表型的比例为9R_W_(与题表中表型相同)：3R_ww(与题表中表型相同)：3rrW_(与题表中表型不同)：1rrww(与题表中表型不同)，因此与题表中表型不同的个体占1/4，D正确。【变式训练】已知子代基因型及比例为YYRr：YYrr：YyRr：Yyrr：yyRr：yyrr＝1：1：2：2：1：1，按自由组合定律推测双亲的基因型是()A．yyRR×YYRr B．yyRr×YyRrC．YyRr×Yyrr D．YyRR×Yyrr【答案】C【解析】对于Y、y来说，由题意可知，双亲交配后子代的基因型及比例为YY：Yy：yy＝1：2：1，因此双亲的基因型为Yy和Yy；对于R、r来说，双亲交配后子代的基因型及比例为Rr：rr＝1：1，因此双亲的基因型为Rr和rr，所以双亲的基因型是YyRr×Yyrr。考向3自由组合中的自交、测交和自由交配问题，考查科学思维例3.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雌雄自由交配，后代灰身：黑身＝2：1【答案】B【解析】F2高茎豌豆中纯合子占1/3，杂合子占2/3，仅杂合子自交后代能分离出矮茎，其比例为2/3×1/4＝1/6，A正确；假设控制果蝇灰身黑身的基因用B、b表示，F2灰身果蝇中纯合子占1/3，杂合子占2/3，由此可得其产生两种配子B：b＝2：1，F2灰身果蝇雌雄自由交配，后代黑身果蝇(bb)所占比例＝1/3×1/3＝1/9，B错误；假设控制豌豆高矮茎的基因用D、d表示，F2高茎豌豆和矮茎豌豆杂交，即1/3DD×dd→1/3Dd,2/3Dd×dd→1/3Dd、1/3dd，后代高茎(2/3Dd)：矮茎(1/3dd)＝2：1，C正确；由于F2灰身果蝇中B占2/3，b占1/3，则其与黑身果蝇雌雄自由交配，后代灰身：黑身＝2：1，D正确。【变式训练】某植物雌雄同株，开单性花。将基因型为AaBb的个体与基因型为aaBB的个体(两对等位基因独立遗传)按照1：1的比例混合种植，自由交配产生F1，F1分别测交。下列相关分析正确的是()A．F1共有9种基因型，纯合子所占的比例为7/16B．F1共有4种基因型，纯合子所占的比例为1/4C．F1中两种性状均为显性的个体所占的比例为105/256D．测交后代的表型之比为1：1：1：1的个体在F1中所占的比例是9/64【答案】A【解析】由于aaBB只能产生aB的配子，因此A、a基因和B、b基因并不是完全组合的，因此本题只能用配子棋盘法来解决，可求得雌雄配子的种类及比例分别是1/8AB、1/8Ab、1/8ab、5/8aB，经过验算，B、C、D均错误。1．（2024·浙江·高考真题）某昆虫的性别决定方式为XY型，张翅（A）对正常翅（a）是显性，位于常染色体；红眼（B）对白眼（b）是显性，位于X染色体。从白眼正常翅群体中筛选到一只雌性的白眼张翅突变体，假设个体生殖力及存活率相同，将此突变体与红眼正常翅杂交，子一代群体中有张翅和正常翅且比例相等，若子一代随机交配获得子二代，子二代中出现红眼正常翅的概率为（

）A．9/32 B．9/16 C．2/9 D．1/9【答案】A【分析】基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。【详解】白眼正常翅群体中筛选到一只雌性的白眼张翅突变体，假设个体生殖力及存活率相同，将此突变体与红眼正常翅杂交，子一代群体中有张翅和正常翅且比例相等，推知雌性的白眼张翅突变体基因型为AaXbXb,红眼正常翅基因型为aaXBY，子一代群体基因型及比例为aaXBXb：AaXBXb：aaXbY：AaXbY=1：1：1：1，子一代随机交配获得子二代，子二代中出现红眼正常翅，即aaXBY和aaXBXb的概率：aa与Aa随机交配获得aa的概率为：3/4×3/4=9/16，XBXb与XbY随机交配得到XBY和XBXb的概率为：1×1/2=1/2，因此子二代中出现红眼正常翅，即aaXBY和aaXBXb的概率9/16×1/2=9/32，A正确，BCD错误。故选A。【题后悟道·归纳】（1）若F2中显性性状的比例为（3/4）n，则该性状由n对等位基因控制。（2）若子代性状分离比之和为4n，则该性状由n对等位基因控制。（3）从特殊的性状分离比入手进行分析，如27/64＝（3/4）3、1/8＝（1/2）3等。2．（2023·全国·高考真题）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1/4【答案】D【分析】实验①：宽叶矮茎植株自交，子代中宽叶矮茎：窄叶矮茎＝2：1，亲本为Aabb，子代中原本为AA：Aa：aa=1：2：1，因此推测AA致死；实验②：窄叶高茎植株自交，子代中窄叶高茎：窄叶矮茎＝2：1，亲本为aaBb，子代原本为BB：Bb：bb=1：2：1，因此推测BB致死。【详解】A、实验①：宽叶矮茎植株自交，子代中宽叶矮茎：窄叶矮茎＝2：1，亲本为Aabb，子代中原本为AA：Aa：aa=1：2：1，因此推测AA致死；实验②：窄叶高茎植株自交，子代中窄叶高茎：窄叶矮茎＝2：1，亲本为aaBb，子代原本为BB：Bb：bb=1：2：1，因此推测BB致死，A正确；B、实验①中亲本为宽叶矮茎，且后代出现性状分离，所以基因型为Aabb，子代中由于AA致死，因此宽叶矮茎的基因型也为Aabb，B正确；C、由于AA和BB均致死，因此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AaBb，C正确；D、将宽叶高茎植株AaBb进行自交，由于AA和BB致死，子代原本的9：3：3：1剩下4：2：2：1，其中只有窄叶矮茎的植株为纯合子，所占比例为1/9，D错误。故选D。3．（2023·山西·高考真题）某研究小组从野生型高秆（显性）玉米中获得了2个矮秆突变体，为了研究这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，发现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，则下列相关推测错误的是（

）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【答案】D【分析】由题干信息可知，2个矮秆突变体（亲本）杂交得F1，F1自交得F2，发现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，因此控制两个矮秆突变体的基因遵循基因的自由组合定律。【详解】A、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，因此因此控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；B、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；C、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；D、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．（2023·辽宁·高考真题）科学家根据对部分植物细胞观察的结果，得出“植物细胞都有细胞核”的结论。下列叙述错误的是（

）A．早期的细胞研究主要运用了观察法B．上述结论的得出运用了归纳法C．运用假说—演绎法将上述结论推演至原核细胞也成立D．利用同位素标记法可研究细胞核内的物质变化【答案】C【分析】1、假说-演绎法的步骤：发现现象→提出问题→作出假设→演绎推理→实验验证。2、归纳法分为完全归纳法和不完全归纳法，完全归纳法是由所有事实推出一般结论；不完全归纳法是由部分事实推出一般结论。科学假说（理论）的提出通常建立在不完全归纳的基础上，因此常常需要进一步的检验。3、用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，就是同位素标记法。同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律。生物学研究中常用的同位素有的具有放射性，如14C、32P、3H、35S等；有的不具有放射性，是稳定同位素，如15N、18O等。【详解】A、细胞研究需要使用显微镜、放大镜、等工具，一般使用显微镜；观察早期的细胞研究主要运用了观察法，A正确；B、根据部分植物细胞都有细胞核，得出植物细胞都有细胞核这一结论，运用的是不完全归纳法，B正确；C、原核细胞没有成形的细胞核，C错误；D、同位素标记法可以示踪物质的运行和变化规律，故可利用同位素标记法研究细胞核内的物质变化，D正确；故选C。5．（2022·全国·高考真题）某种自花传粉植物的等位基因A/a和B/b位于非同源染色体上。A/a控制花粉育性，含A的花粉可育；含a的花粉50