第15讲 两对相对性状的杂交实验.docx

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第15讲两对相对性状的杂交实验

第15讲　两对相对性状的杂交实验

最新考纲

高频考点

核心素养

1.基因的自由组合定律（Ⅱ）

2．孟德尔遗传实验的科学方法（Ⅱ）

基因的自由组合定律的实质、应用及设计相关实验

1.科学思维——归纳与演绎：

解释两对相对性状的杂交实验，总结自由组合定律的实质

2．科学探究——实验设计与实验结果分析：

验证基因的自由组合定律，探究不同对基因在染色体上的位置关系

考点1　两对相对性状的遗传实验分析及结论

1．孟德尔两对相对性状的杂交实验

2．基因自由组合定律的实质

（1）实质：

非同源染色体上的非等位基因自由组合。

（2）时间：

减数第一次分裂后期。

（3）范围：

有性生殖的生物，真核细胞的核内染色体上的基因。

无性生殖和细胞质基因遗传时不遵循。

3．孟德尔获得成功的原因

4．自由组合定律的应用

（1）指导杂交育种：

把优良性状结合在一起。

F1

纯合子

（2）指导医学实践：

为遗传病的预测和诊断提供理论依据。

分析两种或两种以上遗传病的传递规律，推测基因型和表现型的比例及群体发病率。

判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）

1．F1（基因型为YyRr）产生基因型为YR的卵细胞和基因型为YR的精子数量之比为11。

（　×　）

2．基因自由组合定律是指F1产生的4种类型的精子和卵细胞可以自由组合。

（　×　）

提示：

配子的随机结合不是基因的自由组合，基因的自由组合发生在减数第一次分裂过程中，而不是受精作用时。

受精作用其实就是把已经自由组合的结果（配子），以个体（受精后发育为个体）的形式表现了出来。

3．基因型为AaBb的植株自交，得到的后代中表现型与亲本不相同的概率为9/16。

（　×　）

4．自由组合定律的实质是等位基因分离的同时，非等位基因自由组合。

（　×　）

提示：

自由组合强调的是非同源染色体上的非等位基因。

一条染色体上的多个基因也称为非等位基因，它们是不能自由组合的。

5．基因型相同的生物，表现型一定相同；基因型不同的生物，表现型也不会相同。

（　×　）

6．在自由组合遗传实验中，先进行等位基因的分离，再实现非等位基因的自由组合。

（　×　）

7．自由组合定律发生于减数第一次分裂中期。

（　×　）

8．基因型为AaBbCc与AaBbCC的个体杂交，杂交后代中，与亲本基因型和表现型不相同的概率分别为3/4、7/16。

（　√　）

（必修2P10旁栏思考题改编）请从数学角度建立9331与31间的数学联系，此联系对理解两对相对性状的遗传结果有何启示？

提示：

从数学角度看，（31）2的展开式为9331，即9331的比例可以表示为两个31的乘积，由此可获得如下启示：

针对两对相对性状的遗传结果，如果对每一对相对性状进行单独的分析，如单纯考虑圆粒和皱粒或黄色和绿色一对相对性状遗传时，其性状的数量比是圆粒皱粒＝（315＋108）（101＋32）≈31；黄色绿色＝（315＋101）（108＋32）≈31，即每对性状的遗传都遵循分离定律。

这说明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9331来自（31）2。

观察甲、乙两图，请分析：

（1）甲图表示基因在染色体上的分布情况，其中哪组不遵循基因的自由组合定律？

为什么？

（2）乙图中哪些过程可以发生基因重组？

为什么？

提示：

（1）Aa与Dd和BB与Cc分别位于同一对同源染色体上，不遵循该定律。

只有位于非同源染色体上的非等位基因之间，其遗传时才遵循自由组合定律。

（2）④⑤。

基因重组发生于产生配子的减数第一次分裂过程中，而且是非同源染色体上的非等位基因之间的重组，故①～⑥过程中仅④⑤过程发生基因重组，图①②过程仅发生了等位基因分离，未发生基因重组。

●考向突破1　两对相对性状的遗传实验及应用

1．（2020·河南八市高三测评）孟德尔通过豌豆杂交实验揭示了遗传的基本定律。

下列相关叙述不正确的是（　C　）

A．F1自交时，雌、雄配子结合的机会相等

B．F1自交后，各种基因型个体成活的机会相等

C．F1形成配子时，产生了数量相等的雌雄配子

D．F1形成配子时，非同源染色体上的非等位基因组合进入同一配子的机会相等

解析：

F1自交时，雌雄配子结合的机会相等，保证配子的随机结合，A正确；F1自交后，各种基因型个体成活的机会相等，使后代出现性状分离比为31，B正确；F1（Dd）产生的雌配子和雄配子的数量不等，但雌、雄配子中Dd均为11，C错误；F1形成配子时，非同源染色体上的非等位基因自由组合，进入同一配子的机会相等，D正确。

2．已知玉米的某两对基因按照自由组合定律遗传，子代的基因型及比例如图所示，则双亲的基因型是（　C　）

A．DDSS×DDSs　　　　　　B．DdSs×DdSs

C．DdSs×DDSsD．DdSS×DDSs

解析：

单独分析D（d）基因，后代只有两种基因型，即DD和Dd，则亲本基因型为DD和Dd；单独分析S（s）基因，后代有三种基因型，则亲本都是杂合子。

●考向突破2　自由组合定律的实质

3．（2020·四川资阳中学月考）如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交叉互换，则图中所示个体自交后代的表现型种类依次是（　A　）

A．2、3、4B．4、4、4

C．2、4、4D．2、2、4

解析：

图1个体自交后代有3种基因型，2种表现型；图2个体自交后代有3种基因型（AAbb、aaBB、AaBb），3种表现型；图3个体自交后代有9种基因型，4种表现型。

4．（2020·云南玉溪一中检测）下列有关黄色圆粒豌豆（YyRr）自交的叙述，正确的是（　B　）

A．黄色圆粒豌豆（YyRr）自交后代有9种表现型

B．F1产生的精子中，YR和yr的比例为11

C．F1产生YR的雌配子和YR的雄配子的数量比为11

D．基因的自由组合定律是指F1产生的4种雄配子和4种雌配子自由结合

解析：

黄色圆粒豌豆（YyRr）自交后代表现型为4种；F1产生的4种雄配子基因型分别是YR、yr、Yr和yR，比例为1111，其中YR和yr的比例为11；F1产生基因型为YR的雌配子数量比基因型为YR的雄配子数量少，即雄配子数量多于雌配子数量；基因的自由组合定律是指F1在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合。

●考向突破3　自由组合定律的验证

5．（2020·黑龙江齐齐哈尔八中月考）某单子叶植物的非糯性（A）对糯性（a）为显性，抗病（T）对染病（t）为显性，花粉粒长形（D）对圆形（d）为显性，三对等位基因位于三对同源染色体上，非糯性花粉遇碘液变蓝，糯性花粉遇碘液变棕色。

现有四种纯合子基因型分别为：

①AATTdd　②AAttDD　③AAttdd　④aattdd

则下列说法正确的是（　C　）

A．若采用花粉鉴定法验证基因的分离定律，应该用①和③杂交所得F1的花粉

B．若采用花粉鉴定法验证基因的自由组合定律，可以观察①和②杂交所得F1的花粉

C．若培育糯性抗病优良品种，应选用①和④亲本杂交

D．将②和④杂交后所得的F1的花粉涂在载玻片上，加碘液染色后，均为蓝色

解析：

三对相对性状中可通过花粉鉴定的相对性状是非糯性（A）和糯性（a）、花粉粒长形（D）和圆形（d），若采用花粉鉴定法验证基因的分离定律，需得到基因型为Aa或Dd的植株，A错误；若采用花粉鉴定法验证基因的自由组合定律，需得到基因型为AaDd的植株，B错误；①×④→F1（AaTtdd），F1连续自交即可得到糯性抗病优良品种（aaTT），C正确；②×④→F1（AattDd），其产生的花粉加碘液染色后，A（蓝）a（棕色）＝11，D错误。

6．在豚鼠中，黑色（C）对白色（c）、毛皮粗糙（R）对毛皮光滑（r）是显性。

能验证基因的自由组合定律的最佳杂交组合是（　D　）

A．黑光×白光→18黑光16白光

B．黑光×白粗→25黑粗

C．黑粗×白粗→15黑粗7黑光16白粗3白光

D．黑粗×白光→10黑粗9黑光10白粗11白光

解析：

验证基因自由组合定律的方法有测交和自交两种，测交子代表现型比例应出现1111，自交子代表现型比例应出现9331，D项正确。

整合提升

验证自由组合定律的方法

验证方法

结论

自交法

F1自交后代的性状分离比为9331，则符合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1111，则符合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

花粉

鉴定法

若有四种花粉，比例为1111，则符合自由组合定律

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，若植株有四种表现型，比例为1111，则符合自由组合定律

考点2　自由组合定律的解题方法及技巧

1．利用分离定律解决自由组合定律问题的方法——分解组合法

（1）基本原理：

由于任何一对同源染色体上的任何一对等位基因，其遗传时总遵循分离定律。

因此，可将多对等位基因的自由组合现象分解为若干个分离定律问题分别分析，最后将各组情况进行组合。

（2）分解组合法解题步骤

①分解：

将自由组合问题转化为若干个分离定律问题，在独立遗传的情况下，有几对基因就可以分解为几个分离定律问题。

如AaBb×Aabb可分解为Aa×Aa、Bb×bb。

②组合：

将用分离定律研究的结果按一定方式（相加或相乘）进行组合。

（3）常见题型分析

①配子类型及概率的问题

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类数。

a．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。

b．再求两亲本配子间的结合方式。

由于两性配子间的结合是随机的，因而AaBbCc与AaBbCC杂交时配子间有8×4＝32（种）结合方式。

③基因型类型及概率的问题

④表现型类型及概率的问题

2.“逆向组合法”推断亲本基因型

3.巧用“性状比之和”，快速判断控制遗传性状的基因的对数

判断某性状由几对等位基因控制是解遗传题的关键，巧用“性状比之和”能迅速判断出结果，具体方法如下：

如果题目给出的数据是比例的形式，或给出的性状比接近“常见”性状比，则可将性状比中的数值相加。

自交情况下，得到的总和是4的几次方，该性状就由几对等位基因控制；测交情况下，得到的总和是2的几次方，该性状就由几对等位基因控制。

例如，当自交后代表现型比例为9331（各数值加起来是16，即42）或测交结果是1111（各数值加起来是4，即22）时，可立即判断为由两对同源染色体上的两对等位基因控制的性状。

同理，如果题目中自交后代性状比中的数值加起来是256（即44）或测交后代表现型比例中的数值加起来是16（即24），可立即判断为由四对同源染色体上的四对等位基因控制的性状。

4．探究两对基因是位于一对同源染色体上还是两对同源染色体上

（1）若两对基因位于两对同源染色体上，则遵循自由组合定律，F1自交后代性状分离比为9331，测交后代性状分离比为1111。

（2）若两对等位基因位于一对同源染色体上，不考虑交叉互换，则产生两种类型的配子，在此基础上进行自交或测交会出现两种表现型；考虑交叉互换，则产生四种类型的配子，在此基础上进行自交或测交会出现四种表现型，但自交后代性状分离比不表现为9331。

（3）利用“合并同类项”巧解特殊分离比的步骤：

①看F2的组合表现型比例，若比例中数字之和是16种，不管以什么样的比例呈现，都符合基因自由组合定律。

②异常分离比与正常分离比9331进行对比，分析合并性状类型。

如后代分离比为97，则为9（331），即7是后三种合并的结果。

5．自交与自由交配下的推断与相关比例计算

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，所得子代的性状表现比例分别如下表所示：

●考向突破　自由组合定律的解题方法及技巧

1．（2020·四川成都外国语学校高三开学考试）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控制。

如图是控制果皮不同色素合成的生理过程，则下列说法不正确的是（　C　）

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＝961

D．图中显示了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状

解析：

基因通过转录和翻译控制酶的合成过程称为基因的表达，A正确；由于B基因控制合成的蛋白B抑制白色色素转化为绿色色素，T基因控制酶T的合成，促进绿色色素转化为黄色色素，所以黄果皮植株的基因型可能是bbTT或bbTt，B正确；基因型为BbTt的个体自交，从理论上讲，后代的性状分离比为白色B___为3/4，黄色bbT_为1/4×3/4＝3/16，绿色bbtt为1/4×1/4＝1/16，所以白色黄色绿色＝1231，C错误；从图中可以判断基因对性状控制的方式为通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，D正确。

2．（2020·黑龙江鹤岗一中高三月考）某一植物体内常染色体上具有三对等位基因（A和a，B和b，D和d），已知A、B、D三个基因分别对a、b、d完全显性，但不知这三对等位基因是否独立遗传。

某同学为了探究这三对等位基因在常染色体上的分布情况做了以下实验：

用显性纯合个体与隐性纯合个体杂交得F1，F1同隐性纯合个体测交，结果及比例为AaBbDdAaBbddaabbDdaabbdd＝1111，则下列表述正确的是（　A　）

A．A、B在同一条染色体上

B．A、b在同一条染色体上

C．A、D在同一条染色体上

D．A、d在同一条染色体上

解析：

aabbdd产生的配子是abd，子代为AaBbDdAaBbddaabbDdaabbdd＝1111，所以AaBbDd产生的配子是ABDABdabDabd＝1111，所以A、B在一条染色体上，a、b在一条染色体上。

3．（2020·山东菏泽一中月考）玉米子粒的颜色由三对独立遗传的等位基因共同控制。

基因型为A_B_C_的子粒有色，其余基因型的子粒均为无色。

现以一株有色子粒玉米植株X为父本，分别进行杂交实验，结果如表。

据表分析植株X的基因型为（　D　）

A.AaBbCc　　　　　　　　　B．AABbCc

C．AaBBCcD．AaBbCC

解析：

①根据有色植株A_B_C_×AAbbcc→50%有色种子（A_B_C_），分别考虑每一对基因，应该有一对后代出现显性基因的可能性为50%，其余两对100%出现显性基因，则有色植株的基因型可以是AaBBCc、AABBCc、AaBbCC、AABbCC；②根据有色植株A_B_C_×aaBBcc→50%有色种子（A_B_C_），分别考虑每一对基因，应该有一对后代出现显性基因的可能性为50%，其余两对100%出现显性基因，则有色植株的基因型可以是AaBBCC、AaBbCC、AABBCc、AABbCc；③根据有色植株A_B_C_×aabbCC→25%有色种子（A_B_C_），分别考虑每一对基因，应该有两对后代出现显性基因的可能性为50%，其余一对100%出现显性基因，则有色植株的基因型可以是AaBbCC、AaBbCc。

根据上面三个过程的结果可以推知该有色植株的基因型为AaBbCC。

4．（2020·安徽合肥一中开学考试）假如水稻的高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗瘟病（R）对易染病（r）为显性。

现有一高秆抗病的亲本水稻和矮秆易染病的亲本水稻杂交，产生的F1再和隐性类型个体进行测交，结果如图所示（两对基因位于两对同源染色体上），请问F1的基因型为（　C　）

A．DdRR和ddRrB．DdRr和ddRr

C．DdRr和DdrrD．ddRr

解析：

单独分析高秆和矮秆这一对相对性状，测交后代高秆矮秆＝11，说明F1的基因型为Dd；单独分析抗瘟病与易染病这一对相对性状，测交后代抗瘟病易染病＝13，说明F1中有两种基因型，即Rr和rr，且比例为11。

综合以上分析可判断出F1的基因型为DdRr、Ddrr。

5．（2020·长沙十校联考）某植物红花和白花为一对相对性状，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表所示，下列分析错误的是（　D　）

A.组二F1基因型可能是AaBbCcDd

B．组五F1基因型可能是AaBbCcDdEE

C．组二和组五的F1基因型可能相同

D．这一对相对性状最多受四对等位基因控制，且遵循自由组合定律

解析：

组二和组五的F1自交，F2的分离比为红白＝81175，即红花占81/（81＋175）＝（3/4）4，则可推测这对相对性状至少受四对等位基因控制，且四对基因分别位于四对同源染色体上，遵循自由组合定律，D错误。

组二、组五的F1至少含四对等位基因，当该对性状受四对等位基因控制时，组二、组五的F1基因型都可为AaBbCcDd；当该对性状受五对等位基因控制时，组五F1基因型可能是AaBbCcDdEE，A、B、C正确。

6．（2020·安徽宿州褚兰中学一模）已知某种植物花的颜色受若干对独立遗传的等位基因（相关等位基因如果是1对，则用A与a表示，如果是2对，则用A与a、B与b表示，依次类推）的控制。

现用该种植物中开红花的植株甲与开黄花的纯合植株乙杂交，F1都开黄花，F1自花传粉产生F2，F2的表现型及比例为黄花红花＝2737。

下列说法不正确的是（　D　）

A．花的颜色是由3对独立遗传的等位基因控制的

B．F1的基因型为AaBbCc

C．F2的黄花植株中纯合子占1/27

D．F2的红花植株中自交后代不发生性状分离的占3/37

解析：

由F2黄花白花＝2737可知，F2黄花概率为

＝

3，则花的颜色是由3对独立遗传的等位基因控制的，且F1为3对基因杂合，A、B正确；F2的黄花植株中纯合子的基因型为AABBCC，占F2的比例为1/4×1/4×1/4＝1/64，因此F2的黄花植株中纯合子占

＝1/27，C正确；F2的红花植株中，纯合子有AABBcc、AAbbCC、aaBBCC、AAbbcc、aaBBcc、aabbCC、aabbcc，它们各自均占F2的1/64，因此F2的红花植株中自交后代不发生性状分离的占

＝7/37，D错误。

7．（2020·广东六校联考）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的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

0

0

雄果蝇

下列判断正确的是（　D　）

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15

解析：

分析表格中的信息可知，两只亲代果蝇杂交得到的子代中，雌果蝇的灰身黑身＝31，雄果蝇中灰身黑身＝31，说明控制果蝇中灰身和黑身的基因位于常染色体上，且灰身对黑身是显性，亲本基因型为Bb×Bb；雌果蝇中只有直毛，没有分叉毛，雄果蝇中直毛分叉毛＝11，说明控制果蝇直毛和分叉毛的基因位于X染色体上，且直毛对分叉毛是显性，亲本基因型为XFXf×XFY，A错误；综上分析，亲本果蝇的基因型为BbXFXf×BbXFY，表现型为灰身直毛雌果蝇和灰身直毛雄果蝇，B错误；B、b和F、f这两对基因分别位于常染色体和X染色体上，遵循基因的自由组合定律，C错误；由于亲本果蝇的基因型为BbXFXf×BbXFY，故子代表现型为灰身直毛的雌蝇基因型为

BBXFXF、

BBXFXf、

BbXFXF、

BbXFXf，纯合体与杂合体的比例为15，D正确。

8．（2020·安徽合肥八中段考）水稻香味性状与抗病性状独立遗传。

香味性状受隐性基因（a）控制，抗病（B）对感病（b）为显性。

为选育抗病香稻新品种，进行一系列杂交实验。

两亲本无香味感病与无香味抗病植株杂交的统计结果如图所示。

下列有关叙述不正确的是（　D　）

A．香味性状一旦出现即能稳定遗传

B．两亲本的基因型分别是Aabb、AaBb

C．两亲本杂交的子代中能稳定遗传的有香味抗病植株所占比例为0

D．两亲本杂交的子代自交，后代群体中能稳定遗传的有香味抗病植株所占比例为1/32

解析：

由题意可知，香味性状对应基因型为aa，一旦出现即能稳定遗传，A正确；由于子代抗病感病＝11，可推知亲代为Bb和bb，子代无香味香味＝31，可推知亲代为Aa和Aa，所以两亲本的基因型分别是Aabb、AaBb，B正确；两亲本（Aabb、AaBb）杂交的子代中有香味抗病植株的基因型为aaBb，为杂合子，C正确；两亲本杂交的子代为1/8AABb、1/4AaBb、1/8AAbb、1/4Aabb、1/8aaBb、1/8aabb，子代自交，后代群体中能稳定遗传的有香味抗病植株（aaBB）所占比例为1/4×1/4×1/4＋1/8×1/4＝3/64，D错误。

9．（2020·海淀区模拟）雕鸮的羽毛绿色与黄色、条纹和无纹分别由两对常染色体上的两对等位基因控制，其中一对显性基因纯合会出现致死现象。

绿色条纹与黄色无纹雕鸮交配，F1绿色无纹和黄色无纹雕鸮的比例为11。

F1绿色无纹雕鸮相互交配后，F2绿色无纹黄色无纹绿色条纹黄色条纹＝6321。

据此作出判断，下列说法不正确的是（　C　）

A．绿色对于黄色是显性，无纹对条纹是显性，绿色基因纯合致死

B．F1绿色无纹个体相互交配，后代有3种基因型的个体致死

C．F2黄色无纹的个体随机交配，后代中黄色条纹个体的比例为1/8

D．F2某绿色无纹个体和黄色条纹个体杂交，后代表现型比例可能不是1111

解析：

由分析可知，绿色对黄色是显性，无纹对条纹是显性，绿色基因纯合致死，A正确；由以上分析可知绿色显性纯合致死，则F2中致死基因型有AABB、AABb、AAbb，B正确；让F2中黄色无纹个体（1aaBB、2aaBb）随机交配，则出现黄色条纹个体（aabb）的概率为

×

×

＝

，C错误；让F2中某绿色无纹个体（AaBB或AaBb）和黄色条纹个体（aabb）杂交，F2的后代表现型比例可能是11或1111，D正确。

微专题　自由组合定律的特例

一、基因的自由组合定律异常分离比问题

（1）特殊分离比出现的原因与双杂合子自交的结果归纳

（2）特殊分离比的解题技巧

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9331进行对比，根据题意将具有相同表现型的个体进行“合并同类项”，如比值为934，则为93（3＋1），即4为后两种性状的合并结果。

再如1231即（9＋3）31,12出现的原因是前两种性状表现一致的结果。

二、致死现象导致性状分离比改变的问题

（1）致死效应的