第6单元 第20课时 自由组合定律(教师用书Word)-【高考领航】2027年高考生物大一轮复习学案

该高中生物学讲义围绕自由组合定律核心考点，涵盖定律发现、应用及常规题型突破，按“假说—演绎”法、细胞学基础、题型策略逻辑架构知识，通过考点梳理、方法指导、真题训练环节，帮助学生系统构建遗传解题框架。 讲义突出科学思维与探究实践培养，如设计“验证自由组合定律”实验分析活动，用拆分法攻克基因型计算难题，分层练习适配不同学生需求，高效提升遗传题解题能力，为教师把控复习节奏提供清晰路径。

第20课时　自由组合定律 课标 要求 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。 考情 分析 考点 考题统计 考频等级 1.自由组合定律的发现及应用 2025·陕晋宁青卷，18；2025·广东卷，19；2025·江西卷，21；2024·新课标卷，5；2024·河北卷，23；2024·山东卷，22；2024·新课标卷，34 高频 2.自由组合定律的常规题型突破 2025·甘肃卷，6；2025·山东卷，17；2025·江苏卷，24；2025·四川卷，20；2025·安徽卷，19；2024·广东卷，14；2024·河北卷，23 高频 考点一　自由组合定律的发现及应用 问题1 如何运用“假说—演绎”法分析两对相对性状杂交实验？ 1.观察现象，提出问题 (1)两对相对性状杂交实验的过程 (2)对杂交实验结果的分析 (3)提出问题 F2中为什么会出现新的性状组合呢？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．提出假说，解释问题 (1)假说内容 ①两对相对性状分别由两对遗传因子控制。 ②F1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。 ③F1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。 ④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。 (2)遗传图解 (3)结果分析 3．演绎推理，验证假说 (1)演绎推理图解—测交 (2)实验验证：孟德尔所做的测交实验，无论是以F1作母本还是作父本，结果（如下表）都符合预期的设想。 性状组合 黄圆 黄皱 绿圆 绿皱 实际籽 粒数 F1作母本 31 27 26 26 F1作父本 24 22 25 26 4.归纳总结，得出结论：实验结果与演绎结果相符，假说成立，得出自由组合定律。 想一想：具有两对相对性状的纯合亲本杂交，F2中重组类型所占的比例一定是6/16吗？ 提示：当亲本基因型为YYRR和yyrr时，F2中重组类型所占比例是6/16；当亲本基因型为YYrr和yyRR时，F2中重组类型所占比例是10/16。 问题2 基因的自由组合定律的细胞学基础是什么？如何理解自由组合定律的内容？ 1.基因的自由组合定律的细胞学基础 提醒：①个数≠种类数，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。②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。③配子的随机结合（受精作用）不属于基因的自由组合。 2．自由组合定律的内容 问题3 孟德尔获得成功的原因有哪些？举例说明孟德尔遗传规律有哪些应用？ 1.孟德尔获得成功的原因 [细节拾遗]　（必修2 P12思考·讨论）孟德尔研究山柳菊不能成功的原因主要是①山柳菊没有既容易区分又可以连续观察的相对性状；②山柳菊有时进行有性生殖，有时进行无性生殖；③山柳菊花小，难以做人工杂交实验。 2．孟德尔遗传规律的应用 (1)应用：有助于人们正确地解释生物界普遍存在的遗传现象，还能够预测杂交后代的类型和它们出现的概率，这在动植物育种和医学实践等方面都具有重要意义。 (2)实例 ①杂交育种：人们有目的地将具有不同优良性状的两个亲本杂交，使两个亲本的优良性状组合在一起，再筛选出所需要的优良品种。例如既抗倒伏又抗条锈病的纯种小麦的选育。 ②医学实践：人们可以依据分离定律和自由组合定律，对某些遗传病在后代中的患病概率作出科学的推断，从而为遗传咨询提供理论依据。 [诊断辨析] (1)F1（基因型为YyRr）产生的雌雄配子各有4种：YR、Yr、yR、yr，它们之间的数量比为1∶1∶1∶1。（必修2 P10正文）(√) (2)自由组合定律是指F1产生的4种类型的精子和4种类型的卵细胞可以自由组合。（必修2 P12正文）(×) 提示：自由组合定律是指F1产生配子时非同源染色体上的非等位基因自由组合。 (3)1909年，丹麦生物学家约翰逊将孟德尔的“遗传因子”命名为“基因”。（必修2 P13正文）(√) (4)基因型是性状表现的内在因素，表型是基因型的表现形式。（必修2 P15本章小结）(√) 验证自由组合定律的方法 果蝇的灰身(B)对黑身(b)为显性；长翅(V)对残翅(v)为显性，这两对等位基因位于常染色体上。一对灰身残翅与黑身长翅的果蝇杂交，子代出现灰身长翅、灰身残翅、黑身长翅、黑身残翅，比例为1∶1∶1∶1。 (1)该实验结果能不能证明这两对等位基因位于两对同源染色体上，请说明理由。 提示：不能，因为两对等位基因位于一对同源染色体上和位于两对同源染色体上，都会出现这一结果。 (2)请利用上述杂交实验的子代果蝇为材料设计两个不同的实验，要求这两个实验都能独立证明两对基因位于两对同源染色体上。请写出两个实验的杂交组合及子代表型的比例。 提示：实验1：灰身长翅×灰身长翅，子代表型的比例为9∶3∶3∶1；实验2：灰身长翅×黑身残翅，子代表型的比例为1∶1∶1∶1。 [归纳提升]　自由组合定律的验证方法 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或其变形（9∶7、9∶3∶4、9∶6∶1等），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1∶1∶1∶1或其变形（1∶3、1∶2∶1等），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 F1若产生4种花粉，比例为1∶1∶1∶1，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4种表型，比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律 考向1　自由组合定律发生条件和过程 1．（2026·辽宁朝阳模拟）孟德尔两对相对性状的杂交实验中，要实现9∶3∶3∶1的分离比，无须考虑以下哪些条件(　　) ①两对相对性状由位于非同源染色体上的两对等位基因控制　②需选择双显性纯合亲本和双隐性纯合亲本进行杂交　③F1形成的雌雄配子数目相等　④两对等位基因间的显隐性关系易于区分且都是完全显性　⑤F1不同基因型的配子存活率和F2不同个体的存活率都相等 A．②③　　　　　 B．①③④⑤ C．② D．②③⑤ 解析：A　9∶3∶3∶1说明两对相对性状由位于非同源染色体上的两对等位基因控制，且每一对等位基因控制的相对性状都易于区分且呈完全显隐性关系，①④是必须的条件；亲本选择时可以选择双显性纯合亲本和双隐性纯合亲本进行杂交，也可用一显一隐和一隐一显两个纯合亲本杂交，②不是必须的；F1形成的雌雄配子数目不相等，③错误；在生殖过程中如果牵涉配子致死或者个体致死，那么子代性状分离比会改变，故F1不同基因型的配子存活率和F2不同个体的存活率都相等，⑤是必须的。综上所述，A符合题意。 2．（2026·湖北咸宁模拟）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，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∶1 C．如果基因型为AaBb的个体在产生配子时没有发生互换，则它只产生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 解析：B　A、a和D、d基因以及B、b和D、d基因的遗传遵循基因的自由组合定律，但A、a和B、b基因的遗传不遵循基因的自由组合定律，A错误；如果基因型为AaBb的个体在产生配子时没有发生互换，则它只产生2种配子，C错误；由于A、a和B、b基因的遗传不遵循基因的自由组合定律，因此，基因型为AaBb的个体自交，后代不一定会出现4种表型且比例不会为9∶3∶3∶1，D错误。 考向2　自由组合定律的验证 3．（2026·安徽合肥模拟）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，三对等位基因分别位于三对同源染色体上，非糯性花粉遇碘液变蓝色，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。下列说法正确的是(　　) 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：C　采用花粉鉴定法验证基因的分离定律，必须是可以在显微镜下观察出来的性状，即非糯性(A)和糯性(a)，花粉粒长形(D)和圆形(d)，①和③杂交所得F1的花粉只有抗病(T)和染病(t)不同，显微镜下观察不到，A错误；若采用花粉鉴定法验证基因的自由组合定律，则应该选择②④组合，观察F1的花粉，B错误；将②和④杂交后所得的F1(AattDd)的花粉涂在载玻片上，加碘液染色后，一半花粉为蓝色，一半花粉为棕色，D错误。 4．（2024·新课标卷，34节选）某种瓜的性型（雌性株/普通株）和瓜刺（黑刺/白刺）各由1对等位基因控制。雌性株开雌花，经人工诱雄处理可开雄花，能自交；普通株既开雌花又开雄花。回答下列问题： (1)王同学将黑刺雌性株和白刺普通株杂交，F1均为黑刺雌性株，F1经诱雄处理后自交得F2，能够验证“这2对等位基因不位于1对同源染色体上”这一结论的实验结果是______________________。 (2)白刺瓜受消费者青睐，雌性株的产量高。在王同学实验所得杂交子代中，筛选出白刺雌性株纯合体的杂交实验思路是______________。 解析：(1)黑刺雌性株和白刺普通株杂交，F1均为黑刺雌性株，说明黑刺、雌性株为显性，假设用A、a表示瓜的黑刺、白刺，B、b表示瓜的性型，则亲本基因型为：AABB×aabb，F1均为AaBb，F1经诱雄处理后自交得F2，若这2对等位基因不位于1对同源染色体上，则遵循自由组合定律，F2的表型及比例为黑刺雌性株∶黑刺普通株∶白刺雌性株∶白刺普通株＝9∶3∶3∶1。(2)白刺瓜受消费者青睐，雌性株的产量高，可从F2中选出白刺雌性株，经诱雄后不断自交，挑出不发生性状分离的白刺雌性株即为所需植物。 答案：(1)F2的表型及比例为黑刺雌性株∶黑刺普通株∶白刺雌性株∶白刺普通株＝9∶3∶3∶1　(2)F2中选出白刺雌性株，经诱雄后不断自交，挑出不发生性状分离的白刺雌性株即为所需植物 考点二　自由组合定律的常规题型突破 题型一　“拆分法”解决自由组合定律计算问题 1．思路 将多对等位基因的自由组合分解为若干分离定律分别分析，再运用乘法原理进行组合。 2．方法 (1)基因型（表型）种类、概率及比例的计算 (2)配子种类及概率的计算 有多对等位基因的个体 举例：基因型为AaBbCc的个体 产生配子的种类数 产生某种配子的概率 产生ABC配子的概率为1/2(A)×1/2(B)×1/2(C)＝1/8 [对点演练] 1．（2026·河南安阳模拟）已知A与a、B与b、D与d三对等位基因自由组合且为完全显性，基因型分别为AabbDd、AaBbDd的两个个体进行杂交。下列关于杂交后代的推测，正确的是(　　) A．杂合子占的比例为7/8 B．基因型的种类有18种，AabbDd个体占的比例为1/16 C．与亲本基因型不同的个体占的比例为1/4 D．表型有6种，aabbdd个体占的比例为1/32 解析：A　纯合子的比例为1/2×1/2×1/2＝1/8，则杂合子占的比例为1－1/8＝7/8，A正确；基因型种类有3×2×3＝18（种），AabbDd个体占的比例为1/2×1/2×1/2＝1/8，B错误；与亲本基因型相同的个体占1/2×1/2×1/2＋1/2×1/2×1/2＝1/4，则与亲本基因型不同的个体占的比例为1－1/4＝3/4，C错误；子代表型有2×2×2＝8（种），D错误。 题型二　“逆向组合法”推断亲本基因型 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)。 (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)]。 [对点演练] 2．（2026·湖北武汉模拟）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×YyRr C．YyRr×Yyrr D．YyRR×Yyrr 解析：C　由题意可知，对于Y、y来说，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。 3．（2026·湖北黄冈模拟）豌豆的花色和花的位置分别由基因A、a和B、b控制，基因型为AaBb的豌豆植株自交获得的子代表型及比例是红花顶生∶白花顶生∶红花腋生∶白花腋生＝9∶3∶3∶1。将红花腋生与白花顶生豌豆植株作为亲本进行杂交得到F1，F1自交得到的F2表型及比例是白花顶生∶红花顶生∶白花腋生∶红花腋生＝15∶9∶5∶3，则亲本植株的基因型是(　　) A．AAbb与aaBB B．Aabb与aaBB C．AAbb与aaBb D．Aabb与aaBb 解析：B　由基因型为AaBb自交获得的子代性状分离比可知，红花和顶生是显性性状，且控制两对性状的两对等位基因遵循基因的自由组合定律。所以红花腋生的基因型为A_bb，白花顶生的基因型为aaB_，两者杂交得到的F1自交，F2表型及比例是白花顶生∶红花顶生∶白花腋生∶红花腋生＝15∶9∶5∶3，其中白花∶红花＝5∶3，说明F1为1/2Aa、1/2aa，顶生∶腋生＝3∶1，说明F1为Bb，因此亲本红花腋生的基因型为Aabb，白花顶生的基因型为aaBB，F1为AaBb、aaBb。 题型三　自由组合中等位基因对数的判断问题 1．巧用“性状比之和”，快速判断控制遗传性状的基因的对数 (1)自交情况下，得到的“性状比之和”是4的几次方，就说明自交的亲代中含有几对等位基因。 (2)测交情况下，得到的“性状比之和”是2的几次方，则该性状就由几对等位基因控制。 2．两步法分析涉及多对等位基因的遗传问题 第一步，确定控制某性状的等位基因的对数：常用“拆分法”把题中出现的概率——如1/64进行拆分，即1/64＝(1/4)3，从而推测控制一对相对性状的等位基因对数（3对）。第二步，弄清各种表型对应的基因型。弄清这个问题以后，用常规的方法推断出子代的基因型种类或某种基因型的比例，然后进一步推断出子代表型的种类或某种表型的比例。 3．利用(3/4)n、(1/4)n推导 依据n对等位基因自由组合且为完全显性时，F2中每对等位基因都至少含有一个显性基因的个体所占比例是(3/4)n，隐性纯合子所占比例是(1/4)n，可快速推导基因型。 [对点演练] 4．（2026·河北承德模拟）已知某种植物籽粒的红色和白色为一对相对性状，这一对相对性状受到多对等位基因的控制。某研究小组将若干个籽粒红色与白色的纯合亲本杂交，结果如图所示。下列相关说法错误的是(　　) A．控制红色和白色相对性状的基因分别位于三对同源染色体上 B．第Ⅰ、Ⅱ组杂交组合产生的子一代的基因型均可能有3种 C．第Ⅲ组杂交组合中子一代的基因型只有1种 D．第Ⅰ组的子一代测交后代中红色和白色的比例为3∶1 解析：D　根据第Ⅲ组产生的F2的比例为63∶1，总份数为64(43)，说明控制该性状的基因有三对，它们分别位于三对同源染色体上，并且F1的基因型只有AaBbCc1种，A、C正确；根据第Ⅰ、Ⅱ组F2的性状比例分别为3∶1、15∶1可知，第Ⅰ组的F1的基因型中只有一对基因为杂合，另两对基因为隐性纯合，则第Ⅰ组的子一代的基因型有3种，第Ⅱ组的F1的基因型中有两对基因为杂合，另一对基因为隐性纯合，则第Ⅱ组的子一代的基因型有3种，B正确；由于第Ⅰ组的子一代只能产生两种配子，因此，它与aabbcc个体测交产生的后代中红色和白色的比例为1∶1，D错误。 5．（2026·山东淄博模拟）有一种名贵的兰花，花色有红色、蓝色两种，其遗传符合孟德尔的遗传规律。现将红花植株和蓝花植株进行杂交，F1均开红花，F1自交，F2中红花植株与蓝花植株的比例为27∶37。下列有关叙述错误的是(　　) A．兰花花色遗传至少由位于3对同源染色体上的3对等位基因控制 B．F2中蓝花基因型有19种 C．F2的蓝花植株中，纯合子占7/37 D．若F1测交，则其子代表型及比例为红花∶蓝花＝7∶1 解析：D　由F2红花植株与蓝花植株的比例为27∶37，比例系数之和为64(43)，可推出兰花花色遗传至少由位于3对同源染色体上的3对等位基因控制，A正确；兰花花色遗传由位于3对同源染色体上的3对等位基因控制（设相关基因为A/a、B/b、C/c），基因型共27种，红花基因型为A_B_C_，基因型共8种，因此，蓝花的基因型有27－8＝19（种），B正确；F2中纯合子共有2×2×2＝8（种），每种各占1/64，其中只有AABBCC表现为红花，其余均为蓝花，即蓝花纯合子占7/64，而F2中蓝花植株共占37/64，因此F2的蓝花植株中，纯合子占7/37，C正确；若F1测交，即与aabbcc杂交，红花基因型为A_B_C_，其余为蓝花，则子代表型及比例为红花∶蓝花＝1∶7，D错误。 题型四　自由组合中的自交、测交和自由交配问题 示例分析：纯合黄色圆粒豌豆(YYRR)和纯合绿色皱粒豌豆(yyrr)杂交后得F1，F1再自交得F2，若F2中绿色圆粒豌豆个体和黄色圆粒豌豆个体分别进行自交、测交和自由交配，所得子代的表型及比例分别如下表所示： 项目 表型及比例 yyR_ （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 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∶1 [对点演练] 6．（2026·广东湛江调研）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1/6 B．F2灰身果蝇雌雄自由交配，后代黑身果蝇占1/6 C．F2高茎豌豆和矮茎豌豆杂交，后代高茎∶矮茎＝2∶1 D．F2灰身果蝇和黑身果蝇雌雄自由交配，后代灰身∶黑身＝2∶1 解析：B　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。 角度1　考查基因型的推导 1．[（2025·甘肃卷，6）新情境类]某种牛常染色体上的一对等位基因H（无角）对h（有角）完全显性。体表斑块颜色由另一对独立的常染色体基因（M褐色/m红色）控制，杂合态时公牛呈现褐斑，母牛呈现红斑。在下图的杂交实验中，亲本公牛的基因型是(　　) A．HhMm　　　　　 B．HHMm C．HhMM D．HHMM 解析：A　若亲本公牛基因型为HhMm（无角褐斑），有角红斑母牛基因型为hhMm，对于有角和无角这对性状，Hh×hh后代会出现有角(hh)和无角(Hh)个体，对于体表斑块颜色这对性状，Mm×Mm后代会出现MM、Mm和mm个体，F1公牛和母牛均会出现有角褐斑，若无角褐斑公牛的基因型为HhMm，无角褐斑母牛的基因型为H_MM，二者杂交后代会出现无角红斑母牛(H_Mm)，A正确；若亲本无角褐斑公牛基因型为HHMm，有角红斑母牛基因型为hhMm，对于有角和无角这对性状，HH×hh后代全部为无角(Hh)，不符合子代的表型，B错误；若亲本无角褐斑公牛基因型为HhMM，有角红斑母牛基因型为hhMm，后代会出现有角褐斑公牛(hhM_)或者有角褐斑母牛(hhMM)，若无角褐斑公牛基因型为HhMM，无角褐斑母牛基因型为H_MM，子代不会出现无角红斑（H_Mm或H_mm），不符合子代表型，C错误；若亲本无角褐斑公牛基因型为HHMM，有角红斑母牛基因型为hhMm，对于有角和无角这对性状，HH×hh后代全部为无角(Hh)，不符合子代表型，D错误。 角度2　考查自由组合定律的应用与实验探究 2．（2025·四川卷，20）水稻的叶色（紫色、绿色）是一对相对性状，由两对等位基因(A/a、D/d)控制；其籽粒颜色（紫色、棕色和白色）也由两对等位基因控制。为研究水稻叶色和粒色的遗传规律，有人用纯合的水稻植株进行了杂交实验，结果见下表。回答下列问题（不考虑基因突变、染色体变异和互换）。 实验 亲本 F1表型 F2表型及比例 实验1 叶色：紫叶×绿叶 紫叶 紫叶∶绿叶＝9∶7 实验2 粒色：紫粒×白粒 紫粒 紫粒∶棕粒∶白粒＝9∶3∶4 (1)实验1中，F2的绿叶水稻有　　　　　　　种基因型；实验2中，控制水稻粒色的两对基因　　　　　（填“能”或“不能”）独立遗传。 (2)研究发现，基因D/d控制水稻叶色的同时，也控制水稻的粒色。已知基因型为BBdd的水稻籽粒为白色，则紫叶水稻籽粒的颜色有　　　　　　种；基因型为Bbdd的水稻与基因型为　　　　　　　　的水稻杂交，子代籽粒的颜色最多。 (3)为探究A/a和B/b的位置关系，用基因型为AaBbDD的水稻植株M与纯合的绿叶棕粒水稻杂交，若A/a和B/b位于非同源染色体上，则理论上子代植株的表型及比例为________________。 (4)研究证实A/a和B/b均位于水稻的4号染色体上，继续开展如下实验，请预测结果。 ①若用红色和黄色荧光分子分别标记植株M细胞中的A、B基因，则在一个处于减数分裂Ⅱ的细胞中，最多能观察到　　　　　个荧光标记。 ②若植株M自交，理论上子代中紫叶紫粒植株所占比例为　　　　　　　　。 解析：(1)由实验1中亲本紫叶与绿叶杂交，子一代表现为紫叶，子一代自交得到的子二代紫叶∶绿叶＝9∶7，是9∶3∶3∶1的变式，说明两对等位基因自由组合，因此子一代的基因型是AaDd，子二代A_D_表现为紫叶，A_dd、aaD_、aadd表现为绿叶，故F2的绿叶水稻有AAdd、Aadd、aaDD、aaDd、aadd，共5种基因型。实验2中，紫粒与白粒杂交，子一代表现为紫粒，子一代自交子二代紫粒∶棕粒∶白粒＝9∶3∶4，是9∶3∶3∶1的变式，说明两对等位基因自由组合，控制水稻粒色的两对基因能独立遗传。(2)研究发现，基因D/d控制水稻叶色的同时，也控制水稻的粒色。已知基因型为BBdd的水稻籽粒为白色，则实验2中，紫粒与白粒杂交，子一代表现为紫粒，子一代自交子二代紫粒∶棕粒∶白粒＝9∶3∶4，则紫粒基因型为BBDD、BbDD、BBDd、BbDd，白粒基因型为BBdd、Bbdd、bbdd，棕粒基因型为bbDD、bbDd。紫叶水稻基因型有AADD、AaDD、AADd、AaDd，则紫叶水稻籽粒的颜色有紫粒和棕粒，共2种；基因型为Bbdd的水稻与基因型为bbDd或BbDd的水稻杂交，子代出现的籽粒的颜色最多（都有3种）。(3)为探究A/a和B/b的位置关系，用基因型为AaBbDD的水稻植株M与纯合的绿叶棕粒aabbDD水稻杂交，若A/a和B/b位于非同源染色体上，则两对基因自由组合，理论上子代基因型为AaBbDD、AabbDD、aaBbDD、aabbDD，植株的表型及比例为紫叶紫粒∶紫叶棕粒∶绿叶紫粒∶绿叶棕粒＝1∶1∶1∶1。(4)研究证实A/a和B/b均位于水稻的4号染色体上，则两对基因连锁，继续开展如下实验：①若用红色和黄色荧光分子分别标记基因型为AaBbDD的植株M细胞中的A、B基因，若A和B在一条染色体上，则在一个处于减数分裂Ⅱ的基因型为AABB的细胞中，最多能观察到2个红色和2个黄色，共4个荧光标记。②若A和B在一条染色体上，a和b在一条染色体上，植株M自交，理论上子代基因型为1AABBDD（紫叶紫粒）、2AaBbDD（紫叶紫粒）、1aabbDD（绿叶棕粒），则紫叶紫粒植株所占比例为3/4。若A和b在一条染色体上，a和B在一条染色体上，植株M自交，理论上子代基因型为1AAbbDD（紫叶棕粒）、2AaBbDD（紫叶紫粒）、1aaBBDD（绿叶紫粒），则紫叶紫粒植株所占比例为1/2。 答案：(1)5　能　(2)2　bbDd或BbDd　(3)紫叶紫粒∶紫叶棕粒∶绿叶紫粒∶绿叶棕粒＝1∶1∶1∶1　(4)①4　②3/4或1/2 3．（2025·安徽卷，19节选）水稻籽粒外壳（颖壳）表型有黄色、黑色、紫色和棕红色等，种植颖壳表型不同的彩色稻，既可满足国家粮食安全需要，又可形成优美画卷，用于旅游开发。回答下列问题： (1)研究发现，水稻颖壳的紫色、棕红色、黄绿色和浅绿色的形成与类黄酮化合物的代谢有关。假设显性基因C、R、A控制颖壳色素的形成，且独立遗传，相应的隐性等位基因不具有该效应。色素合成代谢途径如图。 现有基因型为CcRrAa与CcRraa的两品种水稻杂交，F1中颖壳表型为紫色、棕红色、黄绿色和浅绿色的比例为　　　　　　　　。F1中，颖壳颜色在后代持续保持不变的个体所占比例为　　　　　　　。 (2)野生稻的颖壳为黑色，经过突变和驯化，目前栽培稻的颖壳多为黄色。黑色和黄色颖壳由一对等位基因控制，且黑色(Bh)对黄色(bh)为显性。科研小组对多个品种进行分析，发现有两个黄色颖壳突变类型（栽培稻1、2），推测两者的突变可能是来自同一个基因。设计一个杂交实验，以验证该推测，并说明判断理由：_____________________。 解析：(1)据色素合成代谢途径图可知，颖壳颜色紫色、棕红色、黄绿色和浅绿色对应的基因型分别是C_R_A_、C_R_aa、C_rr_ _、cc_ _ _ _ ，三对基因独立遗传，可以单独考虑各对基因的遗传。CcRrAa与CcRraa杂交，单独考虑C/c，子代基因型及比例为3C_∶1cc；单独考虑R/r，子代基因型及比例为3R_∶1rr；单独考虑A/a，子代基因型及比例为1Aa∶1aa。三对基因自由组合，故F1中颖壳表型为紫色(C_R_Aa)、棕红色(C_R_aa)、黄绿色(C_rr_ _)和浅绿色(cc_ _ _ _ )的比例为9∶9∶6∶8。F1中颖壳颜色在后代持续保持不变的个体基因型及比例为8cc_ _ _ _ ∶2CCrr_ _ ∶1CCRRaa，故这些个体所占比例为：11/(9＋9＋6＋8)＝11/32。(2)当栽培稻1、2的突变来自同一个基因时，栽培稻1、2均为隐性纯合子(bhbh)，杂交子代基因型仍然为bhbh；若为不同基因突变，则杂交后代会因为基因互补而表现为黑色，实验方案见答案。 答案：(1)9∶9∶6∶8　11/32　(2)栽培稻1和栽培稻2杂交，统计子代表型。若子代颖壳全为黑色，则两者的突变不是来自同一个基因；若子代颖壳全为黄色，两者的突变可能是来自同一个基因 学科网（北京）股份有限公司 $