高考生物高频考点解密专题15基因的自由组合定律.docx
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高考生物高频考点解密专题15基因的自由组合定律
解密15基因的自由组合定律
高考考点
考查内容
三年高考探源
考查频率
自由组合定律的细胞学基础及与分离定律的比较
1．掌握基因自由组合定律的实质
2．能够运用自由组合定律计算问题的方法
3．通过基因的自由组合推断亲子代的基因型及其概率
2018全国Ⅰ卷·32
2018全国Ⅲ卷·31
2017新课标Ⅱ卷·6
2017新课标I卷·6
2017新课标Ⅰ卷·32
2017新课标Ⅲ卷·32
2016全国卷Ⅲ·6
2016全国卷Ⅱ·32
2016上海卷·25
★★★★☆
“拆分法”求解自由组合定律计算问题
★★★★☆
妙用“合并同类项”巧解特殊分离比
★★★★☆
考点1自由组合定律的细胞学基础及与分离定律的比较
1．基因自由组合定律的细胞学基础
（1）基因自由组合定律与减数分裂的关系（如下图）
若干个基因型为AaBb的精（卵）原细胞，经减数分裂产生的精子（卵细胞）类型为4种，比例为1∶1∶1∶1。
（2）杂合子（YyRr）产生配子的情况（不考虑基因突变、交叉互换等）
产生配子数目
产生配子种类
类型
雄性个体
一个精原细胞
4个
2种
YR、yr或Yr、yR
一个雄性个体
若干
4种
YR、yr、Yr、yR
雌性个体
一个卵原细胞
1个
1种
YR或yr或Yr或yR
一个雌性个体
若干
4种
YR、yr、Yr、yR
2．基因分离定律与自由组合定律的比较
项目
分离定律
自由组合定律
2对相对性状
n（n＞2）
对相对性状
相对性状对数
一对
两对
n对
控制性状的等位基因
一对
两对
n对
细胞学基础
减数第一次分裂后期同源染色体分开
减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合
遗传实质
等位基因分离
非同源染色体上非等位基因之间的自由组合
F1
基因对数
1
2
n
配子类型及比例
2,1∶1
22，（1∶1）2即
1∶1∶1∶1
2n，（1∶1）n
配子组合数
4
42
4n
F2
基因型
种数
31
32
3n
比例
1∶2∶1
（1∶2∶1）2
（1∶2∶1）n
表现型
种数
2
22
2n
比例
3∶1
（3∶1）2即9∶3∶3∶1
（3∶1）n
F1测交后代
基因型
种数
2
22
2n
比例
1∶1
（1∶1）2
即1∶1∶1∶1
（1∶1）n
表现型
种数
2
22
2n
比例
1∶1
（1∶1）2即
1∶1∶1∶1
（1∶1）n
实践应用
纯种鉴定及杂种自交纯合
将优良性状重组在一起
联系
在遗传时，遗传定律同时起作用：
在减数分裂形成配子时，既有同源染色体上等位基因的分离，又有非同源染色体上非等位基因的自由组合
调研1如图甲、乙、丙、丁表示四株豌豆体细胞中的控制种子的圆粒与皱粒（Y、y）及黄色与绿色（R、r）两对基因及其在染色体上的位置，下列分析正确的是
A．甲、乙豌豆杂交后代的性状分离比为9∶3∶3∶1
B．乙、丙豌豆杂交后代有4种基因型、1种表现型
C．甲、丙豌豆杂交后代的性状分离比为1∶2∶1
D．甲、丁豌豆杂交后代有6种基因型、4种表现型
【答案】D
调研2甲、乙两图分别是具有一对和两对等位基因的个体杂交的遗传图解。
已知同一个体产生的各种配子类型数量相等。
请分析回答下列问题：
（1）基因分离定律的实质体现在图中的________，基因自由组合定律的实质体现在图中的________。
（填序号）
（2）③⑥过程表示________，这一过程中子代遗传物质的来源情况是_________________________。
（3）图甲中子代Aa所占的比例为________，形成这一比例的原因是________________________。
（4）图乙中子代含有A、B的基因型共有________种，分别是________________________，其中纯合子在这些类型中所占的比例为________。
（5）如果A和a、B和b（完全显性）各控制一对相对性状，并且彼此间对性状的控制互不影响，则以上图乙中所产生的子代中表现型有________种，它们的比例为________。
【答案】
（1）①②④⑤④⑤
（2）受精作用细胞核中遗传物质一半来自父方，另一半来自母方，细胞质中遗传物质几乎全部来自母方
（3）1/2受精过程的随机性以及亲本各产生两种数量相等的配子
（4）4AABB、AABb、AaBB、AaBb1/9
（5）49∶3∶3∶1
考点2“拆分法”求解自由组合定律计算问题
一、“拆分法”求解自由组合定律计算问题
1．基本原理
分离定律是自由组合定律的基础。
2．解题思路
首先，将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题。
在独立遗传的情况下，有几对等位基因就可分解为几组分离定律问题。
如AaBb×Aabb，可分解为如下两组：
Aa×Aa，Bb×bb。
然后，按分离定律进行逐一分析。
最后，将获得的结果进行综合，得到正确答案。
3．题型示例
（1）配子类型及概率的问题
具多对等位基因的个体
解答方法
举例：
基因型为AaBbCc的个体
产生配子的种类数
每对基因产生配子种类数的乘积
配子种类数为AaBbCc
↓↓↓
2×2×2＝8种；
产生某种配子的概率
每对基因产生相应配子概率的乘积
产生ABC配子的概率为1/2（A）×1/2（B）×1/2（C）＝1/8
（2）配子间的结合方式问题
如AaBbCc与AaBbCC杂交过程中，求配子间的结合方式种数。
①先求AaBbCc、AaBbCC各自产生多少种配子。
AaBbCc产生8种配子，AaBbCC产生4种配子。
②再求两亲本配子间的结合方式。
由于两性配子间结合是随机的，因而AaBbCc与AaBbCC配子间有8×4＝32种结合方式。
（3）基因型类型及概率的问题
问题举例
计算方法
AaBbCc与AaBBCc杂交，求它们后代的基因型种类数
可分解为三个分离定律：
Aa×Aa→后代有3种基因型（1AA∶2Aa∶1aa）
Bb×BB→后代有2种基因型（1BB∶1Bb）
Cc×Cc→后代有3种基因型（1CC∶2Cc∶1cc）
因此，AaBbCc×AaBBCc的后代中有3×2×3＝18种基因型
AaBbCc×AaBBCc后代中AaBBcc出现的概率计算
1/2（Aa）×1/2（BB）×1/4（cc）＝1/16
（4）表现型类型及概率的问题
问题举例
计算方法
AaBbCc×AabbCc，求它们杂交后代可能的表现型种类数
可分解为三个分离定律问题：
Aa×Aa→后代有2种表现型（3A_∶1aa）
Bb×bb→后代有2种表现型（1Bb∶1bb）
Cc×Cc→后代有2种表现型（3C_∶1cc）
所以，AaBbCc×AabbCc的后代中有2×2×2＝8种表现型
AaBbCc×AabbCc后代中表现型A_bbcc出现的概率计算
3/4（A_）×1/2（bb）×1/4（cc）＝3/32
二、“逆向组合法”推断亲本基因型
1．方法：
将自由组合定律的性状分离比拆分成分离定律的分离比分别分析，再运用乘法原理进行逆向组合。
2．题型示例
（1）9∶3∶3∶1⇒（3∶1）（3∶1）⇒（Aa×Aa）（Bb×Bb）；
（2）1∶1∶1∶1⇒（1∶1）（1∶1）⇒（Aa×aa）（Bb×bb）；
（3）3∶3∶1∶1⇒（3∶1）（1∶1）⇒（Aa×Aa）（Bb×bb）或（Aa×aa）（Bb×Bb）；
（4）3∶1⇒（3∶1）×1⇒（Aa×Aa）（BB×__）或（Aa×Aa）（bb×bb）或（AA×__）（Bb×Bb）或（aa×aa）（Bb×Bb）。
调研1果蝇的长翅和残翅由一对等位基因（A、a）控制，灰身和黑身由另一对等位基因（B、b）控制。
一对长翅灰身果蝇杂交的子代中出现了残翅雌果蝇，雄果蝇中的黑身个体占1/4。
在不考虑基因突变和染色体变异的情况下，下列推理合理的是
A．两对基因位于同一对染色体上
B．两对基因都位于常染色体上C．子代不会出现残翅黑身雌果蝇
D．亲本雌蝇只含一种隐性基因
【答案】A
调研2某植物的花色有紫色、红色和白色三种类型，下表为该植物纯合亲本间杂交实验的结果，请分析回答：
组别
亲本
F1
F2
1
白花×红花
紫花
紫花∶红花∶白花＝9∶3∶4
2
紫花×红花
紫花
紫花∶红花＝3∶1
3
紫花×白花
紫花
紫花∶红花∶白花＝9∶3∶4
（1）该性状是由________对独立遗传的等位基因决定的，且只有在________种显性基因同时存在时才能开________花。
（2）若表中红花亲本的基因型为aaBB，则第1组实验中白花亲本的基因型为________，F2表现为白花的个体中，与白花亲本基因型相同的占________；若第1组和第3组的白花亲本之间进行杂交，后代的表现型应为________。
（3）若第3组实验的F1与某纯合白花品种杂交，请简要分析杂交后代可能出现的表现型比例及相对应的该白花品种可能的基因型：
①如果杂交后代紫花与白花之比为1∶1，则该白花品种的基因型是________。
②如果__________________，则该白花品种的基因型是aabb。
【答案】
（1）两两紫
（2）Aabb1/4全为白花
（3）①Aabb②杂交后代紫花∶红花∶白花＝1∶1∶2
【解析】
（1）由表格可知，第1组中F2的表现型为紫花∶红花∶白花＝9∶3∶4，是9∶3∶3∶1的变形，所以该性状是由两对独立遗传的等位基因决定的，双显性表现为紫色，即只有在两种显性基因同时存在时才能开紫花。
（2）第1组中F2的表现型为紫花∶红花∶白花＝9∶3∶4，所以F1的紫花基因型为AaBb，红花亲本的基因型为aaBB，则白花亲本的基因型为AAbb。
F2表现为白花的基因型为AAbb∶Aabb∶aabb＝1∶2∶1，所以与白花亲本基因型相同的占1/4；同理，第3组中F1的紫花基因型为AaBb，所以第3组中亲本白花的基因型为aabb，第1组和第3组的白花亲本之间进行杂交，即AAbb×aabb，后代基因型为Aabb，表现型全为白花。
（3）第3组实验的F1为AaBb，纯合白花的基因型为AAbb或aabb。
①若该白花品种的基因型是AAbb，F1与纯合白花品种杂交，即AaBb×AAbb，子代基因型有四种，分别为AABb、AAbb、AaBb、Aabb，紫花与白花之比为1∶1。
②若白花品种的基因型是aabb，F1与纯合白花品种杂交，即AaBb×aabb，子代的基因型有四种，即AaBb、Aabb、aaBb、aabb，紫花∶红花∶白花＝1∶1∶2。
考点3妙用“合并同类项”巧解特殊分离比
1．“和”为16的特殊分离比成因
（1）基因互作
序号
条件
F1（AaBb）
自交后代比例
F1测交后代比例
1
存在一种显性基因时表现为同一性状，其余正常表现
9∶6∶1
1∶2∶1
2
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∶7
1∶3
3
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∶4
1∶1∶2
4
只要存在显性基因就表现为一种性状，其余正常表现
15∶1
3∶1
（2）显性基因累加效应
①表现
2．“和”小于16的特殊分离比成因
序号
原因
后代比例
1
自交子代显性纯合致死（AA、BB致死）AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb＝4∶2∶2∶1，其余基因型个体致死
测交子代AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb＝1∶1∶1∶1
2
隐性纯合致死（自交情况）
自交子代出现9∶3∶3（双隐性致死）；自交子代出现9∶1（单隐性致死）
3．性状分离比9∶3∶3∶1的变式题解题步骤
（1）看F2的表现型比例，若表现型比例之和是16，不管以什么样的比例呈现，都符合基因的自由组合定律。
（2）将异常分离比与正常分离比9∶3∶3∶1进行对比，分析合并性状的类型。
如比例为9∶3∶4，则为9∶3∶（3∶1），即4为两种性状的合并结果。
（3）对照上述表格确定出现异常分离比的原因。
（4）根据异常分离比出现的原因，推测亲本的基因型或推断子代相应表现型的比例。
调研1家鸡短腿和正常腿由一对等位基因（D、d）控制，鸡冠的形状由两对等位基因（M与m、R与r）控制。
相关杂交实验结果如下表，分析回答：
P
正常腿玫瑰冠×短腿豆冠
F1
短腿胡桃冠∶正常腿胡桃冠=1∶1
F1短腿胡桃冠个体
自由交配得F2
正常腿∶短腿=1∶2
正常腿和短腿中，均有四种鸡冠形状，且
胡桃冠∶玫瑰冠∶豆冠∶单冠=9∶3∶3∶1
（1）控制鸡腿长度及鸡冠形状的三对等位基因在遗传时遵循______________定律。
亲本中的_______________鸡只产生一种类型配子。
（2）F2中正常腿∶短腿=1∶2，不符合孟德尔性状分离比，原因是______________。
（3）F1中短腿胡桃冠鸡的基因型是_____________，这类鸡产生的配子有______种。
（4）对F2中正常腿胡桃冠鸡进行测交，应选择表现型为_____________个体作为另一亲本，测交后代中胡桃冠鸡占__________。
（5）让F2中全部短腿玫瑰冠公鸡与短腿豆冠母鸡杂交，后代中正常腿玫瑰冠鸡占_____。
【答案】
（1）基因的自由组合正常腿玫瑰冠
（2）短腿基因纯合致死
（3）DdMmRr8
（4）正常腿单冠鸡4/9
（5）2/27
DD＝1∶2∶1，表现型及其比例为正常腿∶短腿＝1∶3，但实际上正常腿∶短腿＝1∶2，其原因是短腿基因纯合（DD）致死。
（3）综上分析可知：
F1中短腿胡桃冠鸡的基因型是DdMmRr，能够产生8种比值相等的配子。
（4）测交是与隐性纯合子交配，因此对F2中正常腿胡桃冠鸡（ddM_R_）进行测交，应选择表现型为正常腿单冠鸡（ddmmrr）的个体作为另一亲本。
F2中正常腿胡桃冠鸡的基因型及其所占比例为1/9ddMMRR、2/9ddMMRr、2/9ddMmRR、4/9ddMmRr，测交后代中胡桃冠鸡（M_R_）占1/9ddMmRr＋2/9×1/2ddMmRr＋2/9×1/2ddMmRr＋4/9×1/4ddMmRr＝4/9。
（5）仅以玫瑰冠为M_rr、豆冠为mmR_这一种情况为例，则F2中短腿鸡的基因型均为Dd，玫瑰冠公鸡的基因型及其所占比例为1/3MMrr、2/3Mmrr，产生的配子为2/3Mr、1/3mr，豆冠母鸡的基因型及其所占比例为1/3mmRR、2/3mmRr，产生的配子为2/3mR、1/3mr，因此让F2中全部短腿玫瑰冠公鸡与短腿豆冠母鸡杂交，后代中正常腿玫瑰冠鸡（ddM_rr）占1/3×2/3×1/3＝2/27。
调研2某品系小鼠（2N＝40）的部分基因在染色体上的分布情况如图所示。
（1）成年小鼠的体重由三对独立遗传的等位基因A/a、D/d、F/f控制，这三对基因对体重变化具有相同的遗传效应，且具有累加效应（AADDFF的成年鼠最重，aaddff的成年鼠最轻）。
若仅考虑体重这一性状，则小鼠种群中基因型最多有________种。
用图中所示基因型的小鼠作为亲本杂交（不考虑交叉互换），F1雌雄个体间相互交配获得F2，则F2中成年鼠体重与亲本相同的个体比例为________。
（2）取小鼠生发层细胞放入含3H的培养液中培养一个周期的时间，再转移到无放射性的培养液中继续培养至细胞分裂后期，则该时期每个细胞中含3H标记的染色体数目为________条。
（3）若图中父本在精子形成过程中同源染色体未分离，形成的配子正常受精后产生了一只XXY的小鼠，该小鼠成年后，如果能进行正常的减数分裂，则可形成________种性染色体组成不同的配子。
（4）小鼠的有毛与无毛是一对相对性状，有毛对无毛为显性，分别由等位基因E、e控制，位于1、2号染色体上，E基因纯合时可导致小鼠胚胎死亡。
图中两亲本杂交得到F1，F1雌雄小鼠间随机交配，则F2中有毛鼠所占比例为________。
（5）已知小鼠的毛色由Y（黄色）、y（鼠色）和B（有色素）、b（无色素）两对等位基因控制，b基因控制毛色为白色。
Y与y位于1、2号染色体上，如图所示。
请利用图示亲本设计实验探究B、b基因是否位于1、2号染色体上（注：
不考虑其他性状和交叉互换）。
第一步：
纯合黄色鼠为母本，纯合白色鼠为父本进行杂交，得到F1；
第二步：
____________________________________________________________________；
第三步：
____________________________________________________________________；
结果及结论：
①若子代小鼠毛色表现型及比例为________，则B、b基因不位于1、2号染色体上。
②若子代小鼠毛色表现型及比例为________，则B、b基因也位于1、2号染色体上。
【答案】
（1）271/32
（2）40
（3）4
（4）
（5）让F1雌雄成鼠交配得到F2（或让多只F1雌鼠与父本小白鼠交配） 观察统计F2中小鼠的毛色（或观察统计子代小鼠的毛色）
①黄色∶鼠色∶白色＝9∶3∶4（或黄色∶鼠色∶白色＝1∶1∶2）
②黄色∶白色＝3∶1（或黄色∶白色＝1∶1）
每个细胞中形成的80条染色体中，含3H标记的染色体数目为40条。
（3）在减数分裂过程中同源染色体分离，非同源染色体自由组合，所以性染色体组成为XXY的小鼠，减数分裂可形成4种性染色体组成不同的配子：
X、XY、XX、Y。
（4）根据题意可知，F1的基因型为
Ee、
ee，F1雌雄小鼠自由交配，可用遗传平衡定律计算，E的基因频率为
，e的基因频率为
，正常情况下，F2中有
EE、
Ee和
ee，因为E基因纯合时可导致小鼠胚胎死亡，所以F2中有毛鼠所占比例为
÷（
＋
）＝
。
（5）如果B、b基因也位于1、2号染色体上，则完全连锁，符合基因的分离定律；如果B、b基因不位于1、2号染色体上，则符合基因的自由组合定律。
因此可让图中纯合黄色鼠为母本，纯合白色鼠为父本进行杂交，得到F1，再让F1雌雄成鼠自由交配（或多只F1雌鼠与父本小白鼠自由交配）得到F2，观察统计F2中小鼠的毛色。
若子代小鼠毛色表现为黄色∶鼠色∶白色=9∶3∶4（或黄色∶鼠色∶白色＝1∶1∶2），则另一对等位基因不位于1、2号染色体上；若子代小鼠毛色表现为黄色∶白色=3∶1（或黄色∶白色＝1∶1），则另一对等位基因也位于1、2号染色体上。
1．大鼠的毛色由独立遗传的两对等位基因控制。
用黄色大鼠与黑色大鼠进行杂交实验，结果如图。
据图判断，下列叙述正确的是
A．黄色为显性性状，黑色为隐性性状B．F1和F2中灰色大鼠均为杂合体C．F1与黄色亲本杂交，后代有两种表现型
D．F2黑色大鼠与米色大鼠杂交，其后代中出现米色大鼠的概率为1/4
【答案】C
2．节瓜有全雌株（只有雌花）、全雄株（只有雄花）和正常株（雌花、雄花均有）等不同性别类型的植株，研究人员做了如图所示的实验。
下列推测不合理的是
A．节瓜的性别是由常染色体上的基因决定的，其遗传方式遵循基因的自由组合定律
B．实验一中，F2正常株的基因型为A_B_，其中纯合子占1/9
C．实验二中，亲本正常株的基因型为AABb或AaBB，F1正常株的基因型也为AABb或AaBB
D．实验一中F1正常株测交结果为全雌株∶正常株∶全雄株＝1∶2∶1
【答案】B
【解析】根据题干信息，节瓜存在雌雄花都有的正常株，则该植物不存在性染色体，根据实验一F2中正常株∶全雌株∶全雄株≈10∶3∶3，节瓜性别应由两对等位基因控制，则实验一中F1正常株的基因型为AaBb，F2中全雌株、全雄株的基因型为A_bb（aaB_）、aaB_（A_bb），正常株的基因型为A_B_和aabb，由此推测遗传方式遵循基因的自由组合定律，A选项正确，B选项错误。
实验一中F1（AaBb）测交，即AaBb×aabb，后代为1全雌株（Aabb或aaBb）∶2正常株（AaBb和aabb）∶1全雄株（aaBb或Aabb），选项D正确。
实验二中，根据F1中全雌株∶正常株≈1∶1、F2中正常株∶全雌株≈3∶1，推测亲本正常株有一对基因为纯合一对基因为杂合，则亲本中全雌株基因型为AAbb（或aaBB），正常株基因型为AABb（或AaBB），故F1正常株的基因型为AABb或AaBB，C选项正确。
3．在玉米的一个自然种群中，有高茎和矮茎、抗病和感病植株，控制两对相对性状的基因位于两对常染色体上，分别用A、a和B、b表示。
其中含A基因的花粉致死。
选择高茎抗病植株自交，F1有四种表现型，以下叙述错误的是
A．高茎对矮茎是显性，抗病对感病是显性
B．F1高茎抗病植株基因型有四种
C．F1中抗病植株与感病植株的比为3∶1
D．F1抗病植株间相互随机传粉，后代抗病植株占8/9
【答案】B
4．一种鸣禽的羽毛有褐色和灰色、斑点和条纹的差异，褐色斑点个体与灰色条纹个体杂交，F1个体表现型是褐色条纹，F1自交，F2中褐色条纹∶灰色条纹∶褐色斑点∶灰色斑点=6∶2∶3∶1，以下判断不正确的是
A．控制羽毛性状的两对基因自由组合B．F1产生配子时基因的行为与染色体的行为是一致的C．F2褐色条纹中有个体因纹饰显性基因纯合致死
D．F2中只要出现显性基因纯合即会导致个体死亡
【答案】D
【解析】褐色斑点个体与灰色条纹个体杂交，F1个体表现型是褐色条纹，据此可判断褐色条纹为显性性状，F2中褐色条纹∶灰色条纹∶褐色斑点∶灰色斑点=6∶2∶3∶1，其中条纹∶斑点=2∶1，据此可判断不存在条纹纯合子，即F2褐色条纹中有个体因纹饰显性基因纯合致死，同时可判断控制羽毛性状的两对基因自由组合，即两对基因位于非同源染色体上，F1产生配子时基因的行为与染色体的行为平行，A项、B项、C项正确；F2中存在褐色显性纯合子，D项错误。
5．已知果蝇灰身与黑身为一对相对性状（显性基因用B表示，隐性基因用b表示）；直毛与分叉毛为一对相对性状（显性基因用F表示，隐性基因用f表示）。
两只亲代果蝇杂交得到F1类型和比例如下表：
灰身、直毛
灰身、分叉毛
黑身、直毛
黑身、分叉毛
雌果蝇
3/4
0
1/4
0
雄果蝇
3/8
3/8
1/8
1/8
下列判断正确的是
A．控制果蝇灰身与黑身和控制直毛与分叉毛的基因都位于常染色体上
B．两只亲代果蝇的表现型为♀（或♂）灰身直毛、♂（或♀）灰身分叉毛
C．B、b和F、f这两对基因不遵循基因的自由组合定律
D．子代表现型为灰身直毛的雌蝇中，纯合体与杂合体的比例为1∶5
【答案】D
6．菜豆种皮的颜色由两对非等位基因A（a）和B（b）控制。
A基因控制黑色素的合成（A—显性基因—出现色素，AA和Aa的效应相同），B基因为修饰基因，淡化颜色的深度（B—显性基因—修饰效应出现，BB使色素颜色完全消失，Bb使色素颜色淡化）。
现有亲代种子P1（纯种、白色）和P2（纯种、黑色），杂交实验如图所示，则下列有关推断不正确的是
A．P1和P2的基因型分别为AABB和aabbB．F1的基因型是AaBbC．F2种皮为黑色的个体其基因型有2种
D．F2种皮为白色的个体其基因型有5种
【答案】A
7．某基因型
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