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考点一 自由组合定律的实质及相关遗传分析
[典例引领]
【典例】 (2022·山东理综，28)果蝇的灰体(E)对黑檀体(e)为显性；短刚毛和长刚毛是一对相对性状，由一对等位基因(B，b)把握。这两对基因位于常染色体上且独立遗传。用甲、乙、丙三只果蝇进行杂交试验，杂交组合、F1表现型及比例如下：
(1)依据试验一和试验二的杂交结果，推断乙果蝇的基因型可能为________或________。若试验一的杂交结果能验证两对基因E、e和B、b的遗传遵循自由组合定律，则丙果蝇的基因型应为________。
(2)试验二的F1中与亲本果蝇基因型不同的个体所占的比例为________。
(3)在没有迁入迁出、突变和选择等条件下，一个由纯合果蝇组成的大种群个体间自由交配得到F1，F1中灰体果蝇8 400只，黑檀体果蝇1 600只。F1中e的基因频率为________，Ee的基因型频率为________。亲代群体中灰体果蝇的百分比为________。
(4)灰体纯合果蝇与黑檀体果蝇杂交，在后代群体中消灭了一只黑檀体果蝇。消灭该黑檀体果蝇的缘由可能是亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变或染色体片段缺失。现有基因型为EE、Ee和ee的果蝇可供选择，请完成下列试验步骤及结果猜测，以探究其缘由。(注：一对同源染色体都缺失相同片段时胚胎致死；各型配子活力相同)
试验步骤：①用该黑檀体果蝇与基因型为________的果蝇杂交，获得F1；
②F1自由交配，观看、统计F2表现型及比例。
结果猜测：Ⅰ.假如F2表现型及比例为________，则为基因突变；
Ⅱ.假如F2表现型及比例为________，则为染色体片段缺失。
解析 从试验一结果可推知甲、乙杂交组合的基因型为eebb×EeBb或eeBb×Eebb，从试验二可推知乙、丙杂交组合的基因型为EeBb×eeBb，故乙为EeBb或eeBb。若试验一能验证自由组合定律，则杂交组合的基因型为eebb×EeBb，乙为EeBb，则丙为eeBb。(2)试验二中，亲本为EeBb×eeBb，其F1中EeBb＝×，eeBb＝×，与亲本基因型相同的概率为(×)＋(×)＝，则与亲本基因型不相同的概率为1－＝。(3)黑檀体果蝇ee个体为1 600只，依据遗传平衡定律可知p2＋2pq＋q2＝1，即q2＝1 600/(8 400＋1 600)＝0.16，q＝0.4，即e的基因频率为0.4，E的基因频率为1－0.4＝0.6；Ee的基因型频率为2pq＝2×0.4×0.6＝0.48；在没有迁入迁出、突变和选择等条件下，亲代与子代的基因频率相同，且因亲代皆为纯合，故亲代中EE基因型频率为0.6，ee基因型频率为0.4。(4)若用基因型为EE的果蝇与该黑檀体果蝇杂交，基因突变状况下，F1为Ee，自由交配后，F2中灰体∶黑檀体＝3∶1；染色体片段缺失状况下，F1为Ee、OE，自由交配时，雌、雄配子的基因型及比例为E∶e∶O＝2∶1∶1，自由交配后，F2中灰体∶黑檀体＝4∶1。若用基因型为Ee的果蝇与该黑檀体果蝇杂交，基因突变状况下，F1为Ee∶ee＝1∶1，自由交配后，F2中灰体∶黑檀体＝7∶9；染色体片段缺失状况下，F1为Ee、Oe、OE、ee，则配子的基因型及比例为E∶e∶O＝1∶2∶1，自由交配后，F2中灰体∶黑檀体＝7∶8。
答案 (1)EeBb eeBb(注：两空可颠倒) eeBb
(2) (3)40% 48% 60%
(4)答案一：EE Ⅰ.灰体∶黑檀体＝3∶1 Ⅱ.灰体∶黑檀体＝4∶1
答案二：Ee Ⅰ.灰体∶黑檀体＝7∶9 Ⅱ.灰体∶黑檀体＝7∶8
1．基因自由组合定律的细胞学基础
2.基因分别定律和自由组合定律关系及相关比例图解
解读 (1)在上述比例最能体现基因分别定律和基因自由组合定律实质的分别是F1所产生配子的比为1∶1和1∶1∶1∶1，其他比例的消灭都是以此为基础。该基础源自于减数分裂等位基因分别，非同源染色体上的非等位基因自由组合的结果。
(2)探讨一对或两对等位基因是否遵循基因分别定律或基因自由组合定律的方法。
既可接受测交法、花粉鉴定法和单倍体育种法看比例是否为1∶1或1∶1∶1∶1；又可接受自交法，看后代性状分别比是否为3∶1或9∶3∶3∶1来推断。
(3)利用分枝法理解比例关系：由于黄色和绿色、圆粒和皱粒两对相对性状独立遗传，所以9∶3∶3∶1的实质为(3∶1)×(3∶1)，1∶1∶1∶1的实质为(1∶1)×(1∶1)，因此若消灭3∶3∶1∶1，其实质为(3∶1)×(1∶1)。此规律可以应用在基因型的推断中。
[跟进题组]
1．(2022·江苏南京三模，5)某种植物细胞常染色体上的A、B、T基因对a、b、t完全显性，让红花(A)、高茎(B)、圆形果(T)植株与白花矮茎长形果植株测交，子一代的表现型及其比例是：红花矮茎圆形果∶白花高茎圆形果∶红花矮茎长形果∶白花高茎长形果＝1∶1∶1∶1，则下图能正确表示亲代红花高茎圆形果基因组成的是( )
解析 从测交结果看，后代中只消灭红花矮茎和白花高茎，没有红花高茎和白花矮茎，可推断A与b在同一条染色体上(连锁)，a与B在同一条染色体上，D正确。
答案 D
2．一种欢赏鸟的体表花纹颜色由两对基因(D和d、H和h)把握，这两对基因按自由组合定律遗传，与性别无关。花纹颜色和基因型的对应关系如下表所示。
基因型
D、H同时存在(D_H_型)
D存在、H不存在(D_hh型)
H存在、D不存在(ddH_型)
D和H都不存在(ddhh型)
花纹颜色
野生型(黑色、橘红色同时存在)
橘红色
黑色
白色
现有下列三个杂交组合。请回答下列问题。
甲：野生型×白色，F1的表现型有野生型、橘红色、黑色、白色；
乙：橘红色×橘红色，F1的表现型有橘红色、白色；
丙：黑色×橘红色，F1全部都是野生型。
(1)甲组杂交方式在遗传学上称为________，属于假说—演绎法的________阶段，甲组杂交组合中，F1的四种表现型比例是_____________________________________________。
(2)让乙组F1中橘红色鸟与另一纯合黑色鸟杂交，理论上杂交后代的表现型及比例是______________________________________。
(3)让丙组F1中雌雄个体交配，后代中表现为橘红色的有120只，那么理论上表现为黑色的杂合子有________只。
(4)野生型与橘红色个体杂交，后代中白色个体所占比例最大的亲本基因型组合为______________________________。
解析 (1)由题意可知，甲组亲本的基因型为DdHh与ddhh，该杂交方式在遗传学上称为测交，属于假说－演绎法的验证阶段，甲组杂交组合中，F1的四种表现型及比例为野生型(DdHh)∶橘红色(Ddhh)∶黑色(ddHh)∶白色(ddhh)＝1∶1∶1∶1。(2)乙组亲本的基因型为Ddhh与Ddhh，F1中橘红色鸟的基因型为
DDhh、Ddhh，纯合黑色鸟的基因型为ddHH，两者杂交的组合方式为
DDhh×ddHH、Ddhh×ddHH，因此子代中表现型为野生型的概率为×1＋×＝，表现型为黑色的概率为×＝，因此杂交后代的表现型及比例为野生型∶黑色＝2∶1。(3)丙组亲本的基因型为ddHH与DDhh，F1的基因型为DdHh，F1雌雄个体交配，子代中橘红色(D_hh)所占的比例为3/16，因此F2个体数量为640，其中黑色杂合子(ddHh)理论上有640×＝80(只)。(4)野生型(D_H_)与橘红色(D_hh)个体杂交，基因型为DdHh和Ddhh的亲本杂交，后代消灭白色个体的概率最大，为。
答案 (1)测交 验证 1∶1∶1∶1 (2)野生型∶黑色＝2∶1 (3)80 (4)DdHh×Ddhh
考点二 突破自由组合定律特殊分别比
[典例引领]
【典例1】 (2022·四川理综，11)小鼠的皮毛颜色由常染色体上的两对基因把握，其中A/a把握灰色物质合成，B/b把握黑色物质合成。两对基因把握有色物质合成的关系如下图：
(1)选取三只不同颜色的纯合小鼠(甲－灰鼠，乙－白鼠，丙－黑鼠)进行杂交，结果如下：
亲本组合
F1
F2
试验一
甲×乙
全为灰鼠
9灰鼠∶3黑鼠∶4白鼠
试验二
乙×丙
全为黑鼠
3黑鼠∶1白鼠
①两对基因(A/a和B/b)位于________对染色体上，小鼠乙的基因型为________。
②试验一的F2代中，白鼠共有________种基因型，灰鼠中杂合体占的比例为________。
③图中有色物质1代表________色物质，试验二的F2代中黑鼠的基因型为________。
(2)在纯合灰鼠群体的后代中偶然发觉一只黄色雄鼠(丁)，让丁与纯合黑鼠杂交，结果如下：
亲本组合
F1
F2
试验三
丁×纯合黑鼠
1黄鼠∶1灰鼠
F1黄鼠随机交配：3黄鼠∶1黑鼠
F1灰鼠随机交配：3灰鼠∶1黑鼠
①据此推想：小鼠丁的黄色性状是由基因________突变产生的，该突变属于________性突变。
②为验证上述推想，可用试验三F1代的黄鼠与灰鼠杂交。若后代的表现型及比例为________，则上述推想正确。
③用3种不同颜色的荧光，分别标记小鼠丁精原细胞的基因A、B及突变产生的新基因，观看其分裂过程，发觉某个次级精母细胞有3种不同颜色的4个荧光点，其缘由是________________________。
解析 (1)①由试验一可知，两对基因把握的F2性状比例为9∶3∶3∶1的变型(9∶3∶4)，符合自由组合定律，故A/a和B/b是位于非同源染色体上的非等位基因，而且A_B_为灰色，A_bb、aabb为白色，aaB_为黑色(A/a把握灰色合成，B/b把握黑色合成)。有色物质1为黑色，基因I为B，有色物质2为灰色，基因Ⅱ为A。以F1 AaBb为灰色可证明推论，亲本中甲应当为AABB，乙为aabb。
②由两对相对性状杂交试验可知F2中白鼠基因型为Aabb、AAbb和aabb三种。灰鼠中AABB∶AaBB∶AABb∶AaBb＝1∶2∶2∶4。除了AABB外皆为杂合子，杂合子比例为。
③由①解析可知有色物质1是黑色，试验二中，乙为aabb，丙为aaBB，F1为aaBb，F2中黑鼠基因型为aaBB、aaBb。
(2)①试验三中丁与纯合黑鼠(aaBB)杂交，后代有两种性状，说明丁为杂合子，且杂交后代中有灰色个体，说明新基因相对于A为显性(本解析中用A1表示)。结合F1、F2未消灭白鼠可知，丁不含b基因，其基因型为A1ABB。
②若推论正确，则F1中黄鼠基因型为A1aBB，灰鼠为AaBB。杂交后代基因型及比例为A1ABB∶A1aBB∶AaBB∶aaBB＝1∶1∶1∶1，表现型及其比例为黄∶灰∶黑＝2∶1∶1。
③在减数第一次分裂过程中联会后，同源染色体分别，非同源染色体自由组合。次级精母细胞进行减数其次次分裂，姐妹染色单体分别。由于姐妹染色单体是由同一条染色体通过复制而来的，若不发生交叉互换基因两两相同，应当是4个荧光点，2种颜色。消灭第三种颜色应当是发生交叉互换的结果。
答案 (1)①2 aabb ②3 ③黑 aaBB、aaBb
(2)①A 显 ②黄鼠∶灰鼠∶黑鼠＝2∶1∶1 ③基因A与新基因所在同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换
【典例2】 (2010·全国新课标，32)某种自花受粉植物的花色分为白色、红色和紫色。现有4个纯合品种：1个紫色(紫)、1个红色(红)、2个白色(白甲和白乙)。用这4个品种做杂交试验，结果如下：
试验1：紫×红，F1表现为紫，F2表现为3紫∶1红；
试验2：红×白甲，F1表现为紫，F2表现为9紫∶3红∶4白；
试验3：白甲×白乙，F1表现为白，F2表现为白；
试验4：白乙×紫，F1表现为紫，F2表现为9紫∶3红∶4白。
综合上述试验结果，请回答下列问题。
(1)上述花色遗传所遵循的遗传定律是________。
(2)写出试验1(紫×红)的遗传图解(若花色由一对等位基因把握，用A、a表示，若由两对等位基因把握，用A、a和B、b表示，以此类推)。写出遗传图解。
(3)为了验证花色遗传的特点，可将试验2(红×白甲)得到的F2植株自交，单株收获F2中紫花植株所结的种子，每株的全部种子单独种植在一起可得到一个株系，观看多个这样的株系，则理论上，在全部株系中有的株系F3花色的表现型及其数量比为___________________________。
解析 (1)依据试验2和试验4中的F2代的性状分别比可以推断由两对等位基因把握花色，且两对等位基因遵循自由组合定律。(2)由于把握花色的两对等位基因的遗传遵循自由组合定律，所以试验2和试验4中F1代紫花植株的基因型为AaBb，F1代自交后代有以下两种结论。
或
由以上分析可推断：试验1中亲本紫花品种的基因型为AABB，亲本红花品种的基因型为AAbb或aaBB。从而写出试验1的遗传图解，留意遗传图解书写的完整性：表现型、基因型、比例及相关符号。(3)试验2的F2植株有9种基因型，其中紫花植株中基因型为AaBb的植株占。单株收获种子后单独种植所得的全部株系中，的株系为AaBb的子代，其花色的表现型及其数量比为9紫∶3红∶4白。
答案 (1)自由组合定律
(2)遗传图解为：
(3)9紫∶3红∶4白
1．自由组合定律中的特殊分别比成因
9∶3∶3∶1是独立遗传的两对相对性状自由组合时消灭的表现型比例，题干中假如消灭附加条件，则可能消灭9∶3∶4、9∶6∶1、15∶1、9∶7等一系列的特殊分别比。就两对基因自由组合的试题应遵循和为“16”时合并，和“小于16”时“致死”的规律予以分析总结如下：
条件
自交后代性状分别比
测交后代性状分别比
存在一种显性基因(A或B)时表现为同一种性状，其余正常表现
9∶6∶1
1∶2∶1
即A_bb和aaB_个体的表现型相同
A、B同时存在时表现为一种性状，否则表现为另一种性状
9∶7
1∶3
即A_bb、aaB_、aabb个体的表现型相同
aa(或bb)成对存在时，表现双隐性性状，其余正常表现
9∶3∶4
1∶1∶2
即A_bb和aabb的表现型相同或aaB_和aabb的表现型相同
只要存在显性基因(A或B)就表现为同一种性状，其余正常表现
15∶1
3∶1
即A_B_、A_bb和aaB_的表现型相同
显性基因在基因型中的个数影响性状表现(数量遗传)
AABB∶(AaBB、AABb)∶(AaBb、aaBB、AAbb)∶(Aabb、aaBb)∶aabb＝1∶4∶6∶4∶1
AaBb∶(Aabb、aaBb)∶aabb＝1∶2∶1
显性纯合致死
AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb＝4∶2∶2∶1，其余基因型个体致死
AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb＝1∶1∶1∶1
2.利用“合并同类项”妙解特殊分别比
(1)看后代可能的配子组合种类，若组合方式是16种，不管以什么样的比例呈现，都符合基因的自由组合定律。
(2)写出正常的分别比9∶3∶3∶1。
(3)对比题中所给信息进行归类，若分别比为9∶7，则为9∶(3∶3∶1)，即7是后三种合并的结果；若分别比为9∶6∶1，则为9∶(3∶3)∶1；若分别比为15∶1，则为(9∶3∶3)∶1。
易错警示！ 若存在“致死”现象，则可导致子代比例偏离“16”的“失真”现象，如A基因中两显性基因纯合致死时可导致子代基因型为AA__的个体致死，此比例占，从而导致子代成活个体组合方式由“16”变成“12”。同理，因其他致死类型的存在，“16”也可能变身为“15”、“14”等，但解题时仍需按“16”模式推导，找出后代的组合比“16”种少了哪种特定的类型，再舍弃“致死”类型。
[跟进题组]
1． 某种植物的果皮颜色有白色、绿色和黄色三种，分别由位于两对同源染色体上的等位基因把握。如图是把握果皮不同色素合成的生理过程，则下列说法不正确的是( )
A．①过程称为基因的表达
B．黄果皮植株的基因型可能有两种
C．BbTt的个体自交，后代中白果皮∶黄果皮∶绿果皮＝9∶6∶1
D．图中显示了基因通过把握酶的合成来把握代谢过程，进而把握生物的性状
解析 黄果皮植株的基因型可能有bbTT、bbTt两种；BbTt的个体自交，后代的基因型(表现型及所占比例)为B_T_(白色，)、B_tt(白色，)、bbT_(黄色，)、bbtt(绿色，)，因此，后代中白果皮∶黄果皮∶绿果皮＝12∶3∶1；题图中显示了基因通过把握酶的合成来把握代谢过程，进而把握生物的性状。
答案 C
2．荠菜的果实外形有三角形和卵圆形两种，该性状的遗传涉及两对等位基因，分别用A、a和B、b表示。为探究荠菜果实外形的遗传规律，进行了杂交试验(如图)。
下列相关分析不正确的是( )
A．依据F2表现型及比例可推断，荠菜果实外形的遗传遵循自由组合定律
B．图中亲本的基因型应分别为AABB和aabb
C．F1测交后代的表现型及比例为三角形果实∶卵圆形果实＝3∶1
D．F2三角形果实中能稳定遗传的个体应占
解析 该题考查自由组合定律的内容及变式。从F2中三角形∶卵圆形＝301∶20≈15∶1，应为9∶3∶3∶1的变式，所以F1的基因型肯定为AaBb，P为AABB和aabb，F1测交后代为三角形∶卵圆形＝3∶1，而F2中三角形果实中能稳定遗传的个体应占。
答案 D
3．果蝇的灰身和黑身、刚毛和截毛各为一对相对性状，分别由等位基因A、a，D、d把握。某科研小组用一对灰身刚毛果蝇进行了多次杂交试验，F1代表现型及比例如下表：
灰身刚毛
灰身截毛
黑身刚毛
黑身截毛
♀
0
0
(1)果蝇把握刚毛和截毛的等位基因位于______染色体上。
(2)上表试验结果存在与理论分析不吻合的状况，缘由可能是基因型为________的受精卵不能正常发育成活。
(3)若上述(2)题中的假设成立，则F1代成活的果蝇共有________种基因型，在这个种群中，黑身基因的基因频率为________。让F1代灰身截毛雄果蝇与黑身刚毛雌果蝇自由交配，则F2代雌果蝇共有________种表现型。
(4)把握果蝇眼色的基因仅位于X染色体上，红眼(R)对白眼(r)为显性。争辩发觉，眼色基因可能会因染色体片段缺失而丢失(记为XC)；若果蝇两条性染色体上都无眼色基因，则其无法存活，在一次用纯合红眼雌果蝇(XRXR)与白眼雄果蝇(XrY)杂交的试验中，子代中消灭了一只白眼雌果蝇。欲用一次杂交试验推断这只白眼雌果蝇消灭的缘由，请简要写出试验方案的主要思路______________。
试验现象与结论：
①若子代果蝇消灭红眼雄果蝇，则是环境条件转变导致的；
②若子代果蝇________，则是基因突变导致的；
③若子代果蝇________，则是染色体片段缺失导致的。
解析 (1)～(3)解析如下：
①就体色而言，灰身∶黑身＝3∶1，♀灰身∶黑身＝3∶1→灰身与黑身基因位于常染色体上
②就刚截毛而言，刚毛∶截毛＝1∶1，♀只有刚毛，无截毛→刚截毛基因位于X染色体上
③子代总组合数不是“16”而是“15”，且灰身刚毛雌蝇为“”而不是“”→灰身刚毛雌蝇消灭致死基因型，且所占比例为→致死基因型为AAXDXD或AAXDXd
(4)解析如下
眼色基因仅位于X上，且基因随染色体缺失而缺失；若两条性染色体均无眼色基因则无法存活→XcXc或XcY不能存活(可致雌雄比例失衡)
亲本为XRXR×XrY→子代雌蝇类型应为XRXr，但却消灭了“白眼雌蝇”可依据XRXr(环境转变)、XRXr(基因突变)及XcXr(缺失)反推结果，续推结论
答案 (1)X (2)AAXDXD或AAXDXd (3)11 4
(4)试验方案：让这只白眼雌果蝇与任意的一只雄果蝇杂交，观看后代果蝇的表现型状况 试验现象与结论：②雌雄个体数量之比为1∶1 ③雌雄个体数量之比为2∶1
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