第5单元 4 第20讲 自由组合定律特殊题型（教师用书Word）-【金版新学案】2026年高考生物高三总复习大一轮复习讲义（人教版 单选）

该高中生物学讲义聚焦自由组合定律特殊题型，系统覆盖比例变式（如9:6:1）、致死问题（胚胎/配子致死）、基因定位实验设计等高考核心考点，按题型逻辑梳理知识脉络。通过考点分类精讲、解题方法提炼、高考真题及模拟题实战训练，助力学生构建解题框架，突破遗传计算与推理难点。 资料采用“题型归类+真题溯源”策略，融合科学思维（如9:3:3:1变式的逻辑分析）与探究实践（基因位置判断的自交/测交实验设计）。设置分层训练，从基础针对训练到综合提升题，培养学生分析解决复杂遗传问题的能力，为教师提供精准复习方案，高效提升备考实效。

第20讲　自由组合定律特殊题型 课标要求 1.运用自由组合定律解释或预测一些遗传现象。　2.分析与自由组合定律有关的特殊遗传现象。 考情分析 自由组合比例的变式类型及应用(2024·新课标卷T5；2024·山东卷T22；2024·安徽卷T19；2023·全国乙卷T6；2023·新课标卷T5；2022·北京卷T18；2021·湖北卷T19) 考点　自由组合定律的特殊题型 题型一　“和”为16的特殊分离比 1.基因互作：两对基因独立遗传但相互影响，导致表型比例改变。 2.显性累加：两种显性基因的作用效果相同，但显性基因越多，效果越强。 【针对训练】 1.(2023·新课标卷)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AaBb B.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 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；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。 2.(2024·河北秦皇岛市开学考)某植物花的色素由非同源染色体上的A和B基因编码的酶催化合成(其对应的等位基因a和b编码无功能蛋白)，如下图所示。亲本基因型为AaBb的植株自花受粉产生子一代，下列相关叙述正确的是(　　) 白色物质黄色物质红色物质 学生用书⬇第138页 A.子一代的表型及比例为红色∶黄色＝9∶7 B.子一代的白色个体的基因型为Aabb和aaBb C.子一代的表型及比例为红色∶白色∶黄色＝9∶4∶3　 D.子一代红色个体中能稳定遗传的基因型占比为1/3　 答案：C 解析：分析可知，子一代的表型及比例为红色∶白色∶黄色＝9∶4∶3，A错误，C正确；子一代的白色个体的基因型为aaBB、aaBb和aabb，B错误；子一代红色个体(A_B_)中能稳定遗传的基因型(AABB)占比为1/9，D错误。 3.控制某植物果实重量的三对等位基因A/a、B/b和C/c独立遗传，且基因A、B、C对果实重量的增重效果相同。已知基因型为aabbcc的果实重120 g，基因型为AABBCC的果实重210 g。现有植株甲和乙杂交，F1的果实重为150～180 g。下列说法错误的是(　　) A.植株甲和植株乙的基因型可能相同，如AAbbCc×AAbbCc B.F1中果实重150 g和180 g植株所占的比例可能相同 C.该植物种群中，果实重150 g的植株的基因型有6种 D.若植株甲的基因型为AABBcc，则植株乙可能为纯合子 答案：D 解析：植株甲和植株乙的基因型可能相同，如两者的基因型均为AAbbCc等，也可能不同，如基因型为AABbcc和AAbbCc，A正确；若植株甲和植株乙的基因型均为AAbbCc，则F1果实重量为150 g和180 g植株所占的比例均为1×1×1/4＝1/4，B正确；该植物种群中，果实重150 g的植株中应含有2个显性基因，有AAbbcc、aaBBcc、aabbCC、AaBbcc、AabbCc、aaBbCc，共6种，C正确；若植株甲的基因型为AABBcc，配子中含2个显性基因，则植株乙的配子中应含0～2个显性基因，其基因型可能为AaBbcc、AabbCc或aaBbCc，均为杂合子，D错误。 题型二　致死导致“和”小于16的特殊分离比 1.胚胎致死或个体致死 2.配子致死或配子不育 【针对训练】 4.(2023·全国乙卷)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Aabb C.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 D.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 解析：由题意分析可知，实验①宽叶矮茎植株(A_bb)自交，子代中宽叶矮茎∶窄叶矮茎＝2∶1，可推知亲本宽叶矮茎植株的基因型为Aabb，子代中宽叶矮茎植株的基因型也为Aabb，推知A基因纯合致死；实验②窄叶高茎植株(aaB_)自交，子代中窄叶高茎∶窄叶矮茎＝2∶1，可推知亲本窄叶高茎植株的基因型为aaBb，子代中窄叶高茎植株的基因型也为aaBb，推知B基因纯合致死，A、B正确。由以上分析可知，A基因纯合致死，B基因纯合致死，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。将宽叶高茎植株(AaBb)进行自交，子代植株的基因型为4/9AaBb、2/9Aabb、2/9aaBb、1/9aabb，其中纯合子所占的比例为1/9，D错误。 5.(2024·河北衡水三模)某植物茎秆的粗秆和细秆是一对相对性状，受一对等位基因E、e控制，黄花和蓝花受另一对等位基因G、g控制，两对等位基因分别位于两对常染色体上。某黄花粗秆植株自交得到F1，F1中黄花粗秆∶蓝花粗秆∶黄花细秆∶蓝花细秆＝17∶5∶5∶1，已知存在一定比例的配子致死现象。下列相关叙述错误的是(　　) A.两对性状的遗传遵循自由组合定律 B.基因G与g的根本区别是碱基序列不同 C.F1中黄花粗秆植株的基因型有4种 D.基因型为eG的雄配子或雌配子一半致死 答案：D 解析：这两对基因分别位于两对常染色体上，故这两对相对性状的遗传遵循自由组合定律，A正确；等位基因的根本区别是碱基对(脱氧核苷酸)排列顺序不同，B正确；亲本为黄花粗秆植株，自交后代出现了蓝花、细秆的个体，说明黄花、粗秆为显性性状，且亲本为EeGg，根据子一代蓝花细秆占1/28＝1/4×1/7，可知亲本之一产生的配子eg占1/7，即eg的雄配子或雌配子1/2致死(即雄配子或雌配子的种类和比例为：EG∶eG∶Eg∶eg＝2∶2∶2∶1)，子一代基因型种类不受影响，故F1中黄花粗秆植株的基因型(E_G_)有2×2＝4种，C正确，D错误。 题型三　探究两对基因在常染色体上的位置的实验设计 1.自交法 学生用书⬇第139页 2.测交法 注：多对基因时，可以两两相交，然后判定。 【针对训练】 6.(2025·广东六市模拟)在育种工作中，一般品系都以纯合体形式保存下来，但部分致死基因的品系保存因为有纯合致死效应，所以只能以杂合子的形式保存。果蝇(2N＝8)卷翅基因A是2号染色体上的一个显性突变基因，具有纯合致死效应，其等位基因a控制正常翅型。回答下列问题。 (1)现在有卷翅果蝇雌雄若干，把它们放入培养瓶中分别让其逐代自由交配和表型相同的个体交配，则F2中卷翅个体的比例分别为　　　　和　　　　。自由交配多代后，A基因的频率将会　　　　(填“升高”“降低”或“不变”)。 (2)已知果蝇的灰身对黑身为显性，由常染色体上一对等位基因D和d控制，请用卷翅黑身果蝇和纯合正常翅灰身果蝇为材料，检测基因D和d是否位于2号染色体上(不考虑互换和基因突变)。 实验步骤如下： ①让卷翅黑身果蝇与纯合正常翅灰身果蝇杂交，得F1； ②从F1中选出卷翅灰身果蝇随机交配得F2。 预期实验结果并得出结论： 若F2的表型及比例为　　　　　　　　　　　　　， 说明果蝇的基因D和d位于2号染色体上； 若F2的表型及比例为　　　　　　　　　　　　　， 说明果蝇的基因D和d没有位于2号染色体上。 答案：(1)1/2　2/5　降低　(2)卷翅灰身∶正常翅灰身＝2∶1　卷翅灰身∶卷翅黑身∶正常翅灰身∶正常翅黑身＝6∶2∶3∶1 解析：(1)卷翅果蝇基因型为Aa，若卷翅果蝇自由交配，F1(2/3Aa、1/3aa)果蝇产生的精子、卵细胞种类及比例均为A∶a＝1∶2，F2中AA(致死)占(1/3)×(1/3)＝1/9，Aa占2×(1/3)×(2/3)＝4/9，aa占(2/3)×(2/3)＝4/9，即F2中卷翅个体的比例为1/2。若逐代和表型相同的个体交配，则F1中卷翅(Aa)个体间交配的后代为Aa∶aa＝2∶1，1/3aa相互交配子二代全为正常翅，2/3 Aa相互交配子二代AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1(AA致死)，即与表型相同个体相互交配，F2中卷翅个体的比例为2/5。因显性基因具有纯合致死效应，故自由交配多代后，A基因的频率将降低。(2)检测基因D、d与A、a是否都位于2号染色体上，实际是检测两对基因的遗传是否遵循自由组合定律。用纯合正常翅灰身果蝇(aaDD)与卷翅黑身果蝇(Aadd)杂交，选F1中卷翅灰身(AaDd)雌雄果蝇随机交配得F2。若两对基因位于一对同源染色体上，即基因D和d位于2号染色体上，则F2中卷翅灰身∶正常翅灰身＝2∶1；若两对基因位于两对同源染色体上，即基因D和d不位于2号染色体上，则F2中卷翅灰身∶卷翅黑身∶正常翅灰身∶正常翅黑身＝6∶2∶3∶1。 1.(2022·全国甲卷)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％可育、50％不育。B/b控制花色，红花对白花为显性。若基因型为AaBb的亲本进行自交，则下列叙述错误的是(　　) A.子一代中红花植株数是白花植株数的3倍 B.子一代中基因型为aabb的个体所占比例是1/12 C.亲本产生的可育雄配子数是不育雄配子数的3倍 D.亲本产生的含B的可育雄配子数与含b的可育雄配子数相等 答案：B 解析：分析题意可知，两对等位基因独立遗传，故含a的花粉育性不影响B和b基因的遗传，所以Bb自交，子一代中红花植株B_∶白花植株bb＝3∶1，A正确；基因型为AaBb的亲本产生的雌配子种类和比例为AB∶Ab∶aB∶ab＝1∶1∶1∶1，由于含a的花粉50％可育，故雄配子种类及比例为AB∶Ab∶aB∶ab＝2∶2∶1∶1，所以子一代中基因型为aabb的个体所占比例为1/4×1/6＝1/24，B错误；由于含a的花粉50％可育，50％不可育，故亲本产生的可育雄配子是A＋1/2a，不育雄配子为1/2a，由于Aa个体产生的A∶a＝1∶1，故亲本产生的可育雄配子数是不育雄配子的3倍，C正确；两对等位基因独立遗传，所以Bb自交，亲本产生的含B的可育雄配子数和含b可育的雄配子数相等，D正确。 2.(2022·山东卷，改编)某两性花二倍体植物的花色由3对等位基因控制，其中基因A控制紫色，a无控制色素合成的功能。基因B控制红色，b控制蓝色。基因I不影响上述2对基因的功能，但i纯合的个体为白色花。所有基因型的植株都能正常生长和繁殖，基因型为A_B_I_和A_bbI_的个体分别表现紫红色花和靛蓝色花。现有该植物的3个不同纯种品系甲、乙、丙，它们的花色分别为靛蓝色、白色和红色。不考虑突变，根据表中杂交结果，下列推断正确的是(　　) 学生用书⬇第140页 杂交组合 F1表型 F2表型及比例 甲×乙 紫红色 紫红色∶靛蓝色∶白色＝9∶3∶4 乙×丙 紫红色 紫红色∶红色∶白色＝9∶3∶4 A.让只含隐性基因的植株与F2测交，可确定F2中各植株控制花色性状的基因型 B.让表中所有F2的紫红色植株都自交一代，白花植株在全体子代中的比例为1/9 C.若某植株自交子代中白花植株占比为1/4，则该植株可能的基因型最多有9种 D.若甲与丙杂交所得F1自交，则F2表型比例为9紫红色∶3靛蓝色∶3红色∶1蓝色 答案：C 解析：当植株是白花时，其基因型为_ _ _ _ii，只含隐性基因的植株与F2测交仍然是白花，无法鉴别它的具体的基因型，A错误。甲×乙杂交组合中，F2的紫红色植株基因型为AABbIi∶AABBIi∶AABbII∶AABBII＝4∶2∶2∶1。乙×丙杂交组合中，F2的紫红色植株基因型为AaBBIi∶AABBIi∶AaBBII∶AABBII＝4∶2∶2∶1。其中II∶Ii＝1∶2，所以白花植株在全体子代中的比例为2/3×1/4＝1/6，B错误。若某植株自交子代中白花植株占比为1/4，则亲本为(_ _ _ _Ii)，则该植株可能的基因型最多有9种(3×3)，C正确。由于题中不能说明相关基因A/a和B/b是否在同一对同源染色体上，则可分为两种情况，第一种情况，当三对等位基因分别位于三对同源染色体上，甲与丙杂交所得F1的基因型为AaBbII，其自交的子二代的表型比为紫红色(A_B_II)∶靛蓝色(A_bbII)∶红色(aaB_II)∶蓝色(aabbII)＝9∶3∶3∶1；第二种情况，当A/a和B/b两对等位基因位于一对染色体上时，子二代的表型比为紫红色(AaBbII)∶靛蓝色(AAbbII)∶红色(aaBBII)＝2∶1∶1，D错误。 3.(2021·湖北卷)甲、乙、丙分别代表三个不同的纯合白色籽粒玉米品种，甲分别与乙、丙杂交产生F1，F1自交产生F2，结果如表。 组别 杂交组合 F1 F2 1 甲×乙 红色籽粒 901红色籽粒，699白色籽粒 2 甲×丙 红色籽粒 630红色籽粒，490白色籽粒 根据结果，下列叙述错误的是(　　) A.若乙与丙杂交，F1全部为红色籽粒，则F2玉米籽粒性状比为9红色∶7白色 B.若乙与丙杂交，F1全部为红色籽粒，则玉米籽粒颜色可由三对基因控制 C.组1中的F1与甲杂交所产生玉米籽粒性状比为3红色∶1白色 D.组2中的F1与丙杂交所产生玉米籽粒性状比为1红色∶1白色 答案：C 解析：甲、乙、丙分别代表三个不同的纯合白色籽粒玉米品种，组别1和组别2中F1均为红色籽粒，自交所得F2均出现了9∶7的性状分离比，假设控制该相对性状的是两对独立遗传的等位基因(用A/a和B/b表示)，则纯合白色植株基因型为aaBB、AAbb、aabb，此时三者不可能出现符合组别1和组别2结果的杂交组合，故可排除该相对性状受两对等位基因控制的可能性；再假设这对相对性状由三对独立遗传的等位基因(用A/a、B/b和D/d表示)控制，且至少同时具有任意两种显性基因时才表现为红色籽粒，否则表现为白色籽粒，据此假设甲、乙、丙三个不同的纯合白色籽粒玉米基因型为AAbbdd、aaBBdd、aabbDD(顺序可调整)，此时三者能出现符合组别1和组别2结果的杂交组合。据此可推知，若乙与丙杂交，F1基因型为aaBbDd，全部表现为红色籽粒，F2玉米籽粒性状比为红色(aaB_D_)∶白色(aabbD_、aaB_dd、aabbdd)＝9∶7，A正确。据A项可知，若乙与丙杂交，F1全部为红色籽粒，则玉米籽粒颜色可由三对等位基因控制，B正确。组别1中，甲(AAbbdd)与乙(aaBBdd)杂交所得F1基因型为AaBbdd，其再与甲(AAbbdd)杂交所得玉米籽粒基因型及其比例为AABbdd∶AaBbdd∶AAbbdd∶Aabbdd＝1∶1∶1∶1，即红色∶白色＝1∶1，C错误。组别2中甲(AAbbdd)与丙(aabbDD)杂交所得F1基因型为AabbDd，F1与丙(aabbDD)杂交所得玉米籽粒基因型及其比例为AabbDD∶AabbDd∶aabbDD∶aabbDd＝1∶1∶1∶1，即红色∶白色＝1∶1，D正确。 　　番茄是雌雄同花植物，可自花受粉也可异花受粉。M、m基因位于2号染色体上，基因型为mm的植株只产生可育雌配子，表现为小花、雄性不育。基因型为MM、Mm的植株表现为大花、可育。R、r基因位于5号染色体上，基因型为RR、Rr、rr的植株表型分别为：正常成熟红果、晚熟红果、晚熟黄果。细菌中的H基因控制某种酶的合成，导入H基因的转基因番茄植株中，H基因只在雄配子中表达，喷施萘乙酰胺(NAM)后含H基因的雄配子死亡。不考虑基因突变和互换。 角度一　考查逻辑推理和计算能力 (1)基因型为Mm的植株连续自交两代，F2中雄性不育植株所占的比例为　　　　。雄性不育植株与野生型植株杂交所得可育晚熟红果杂交种的基因型为　　　　，以该杂交种为亲本连续种植，若每代均随机受粉，则F2中可育晚熟红果植株所占比例为　　　　。 角度二　考查实验探究与长句表达能力 (2)已知H基因在每条染色体上最多插入1个且不影响其他基因。将H基因导入基因型为Mm的细胞并获得转基因植株甲和乙，植株甲和乙分别与雄性不育植株杂交，在形成配子时喷施NAM，F1均表现为雄性不育。若植株甲和乙的体细胞中含1个或多个H基因，则以上所得F1的体细胞中含有　　　　个H基因。若植株甲的体细胞中仅含1个H基因，则H基因插入了　　　　所在的染色体上。若植株乙的体细胞中含n个H基因，则H基因在染色体上的分布必须满足的条件是　　　　　　　　　　　　　　， 植株乙与雄性不育植株杂交，若不喷施NAM，则子一代中不含H基因的雄性不育植株所占比例为　　　　。 (3)若植株甲的细胞中仅含一个H基因，在不喷施NAM的情况下，利用植株甲及非转基因植株通过一次杂交即可选育出与植株甲基因型相同的植株。请写出选育方案：　　　　　　　　　　　　　　。 答案：(1)1/6　MmRr　5/12　(2)0　M基因　必须有1个H基因位于M所在染色体上，且2条同源染色体上不能同时存在H基因　1/2n　(3)以雄性不育植株为母本、植体甲为父本进行杂交，子代中大花植株即为所需植株(或：利用雄性不育株与植株甲杂交，子代中大花植株即为所需植株) 解析：(1)基因型为Mm的植株自交，F1中MM∶Mm∶mm＝1∶2∶1，其中MM、Mm的植株表现为大花、可育，mm的植株只产生可育雌配子，故只有1/3MM和2/3Mm能够自交，则F2中雄性不育植株mm所占的比例为2/3×1/4＝1/6。雄性不育植株mm与野生型植株杂交所得可育晚熟红果杂交种的基因型为MmRr，以该杂交种为亲本连续种植，若每代均随机受粉，即自由交配，两对等位基因自由组合，产生的配子有MR、Mr、mR、mr，比例为1∶1∶1∶1，则F1中有9种基因型，分别为1MMRR、2MMRr、1MMrr、2MmRR、4MmRr、2Mmrr、1mmRR、2mmRr、1mmrr，雌配子种类及比例为MR∶Mr∶mR∶mr＝1∶1∶1∶1，雄配子种类及比例为MR∶Mr∶mR∶mr＝2∶2∶1∶1，则F2中可育晚熟红果植株(基因型为M_Rr)所占比例为1/4×3/6＋1/4×3/6＋1/4×2/6＋1/4×2/6＝10/24，即5/12。(2)已知细菌中的H基因控制某种酶的合成，导入H基因的转基因番茄植株中，H基因只在雄配子中表达，喷施萘乙酰胺(NAM)后含H基因的雄配子死亡。H基因在每条染色体上最多插入1个且不影响其他基因。将H基因导入基因型为Mm的细胞，并获得转基因植株甲和乙，则H基因的可能位置有：插入了M基因所在的染色体上、插入了m基因所在的染色体上、插入了2号染色体以外的染色体上，植株甲和乙分别与雄性不育植株mm杂交，在形成配子时喷施NAM，则含H基因的雄配子死亡，F1均表现为雄性不育mm，说明含有M基因的雄配子死亡，即有H基因插入了M基因所在的染色体上。若植株甲和乙的体细胞中含1个或多个H基因，以上所得F1均表现为雄性不育，说明F1的体细胞中含有0个H基因。若植株甲的体细胞中仅含1个H基因，则H基因插入了M基因所在的染色体上，即H与M基因连锁。若植株乙的体细胞中含n个H基因，由于植株乙与雄性不育植株杂交，在形成配子时喷施NAM，F1均表现为雄性不育，故必须有1个H基因插入了M基因所在的染色体中；喷施NAM后仍有存活的雄配子，说明部分配子不含H基因，故2条同源染色体上不能同时存在H基因。综上，植株乙体细胞中含有n个H基因分别插入n对同源染色体中，并且每对同源染色体均仅有一条染色体插了H基因，植株乙与雄性不育植株杂交，若不喷施NAM，则子一代中不含H基因的雄性不育植株所占比例为1/2n。(3)若植株甲的细胞中仅含一个H基因，且H基因插入了M基因所在的染色体上，在不喷施NAM的情况下，以雄性不育植株mm为母本、植株甲HMm为父本进行杂交，雌配子种类为m，雄配子为HM、m，则子代中大花植株(基因型为HMm)即为与植株甲基因型相同的植株(或：利用雄性不育株与植株甲杂交，子代中大花植株即为所需植株)。 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