第5单元 第18课时 自由组合定律的发现及应用(教师用书Word)-【高考领航】2027年高考生物大一轮复习学案（创新版）

该高中生物学讲义聚焦自由组合定律的发现及应用，覆盖两对相对性状实验分析、定律验证与判断、解题规律及方法等高考核心考点，按“实验现象—实质理解—解题应用”逻辑架构知识，通过考点梳理、方法指导（如拆分法）、真题训练（2025年多地高考题）等环节，帮助学生突破难点，体现复习教学的系统性和针对性。 讲义融合科学思维与探究实践，如用“假说—演绎法”解析孟德尔实验，设计“三对等位基因位置判断”探究活动，通过分层练习（基础落实、高考演练）与归纳总结（多对基因遗传规律表），培养学生逻辑推理与问题解决能力，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支撑。

第18课时　自由组合定律的发现及应用 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 1.两对相对性状的遗传实验分析 2022·全国甲卷，32；2022·广东卷，5 低频 2.自由组合定律的验证和判断 2025·湖北卷，12；2024·贵州卷，6；2024·安徽卷，12；2023·全国甲卷，6；2023·江苏卷，23；2023·北京卷，19 中频 3.自由组合定律的解题规律及方法 2025·甘肃卷，6；2025·河南卷，15；2025·黑吉辽内蒙古卷，20；2025·新课标卷，32；2024·广东卷，14；2024·河北卷，23；2023·全国甲卷，32 高频 考点一　两对相对性状的杂交实验 1．两对相对性状杂交实验的过程和现象 (1)实验过程 (2)结果分析 ①F1全为黄色圆粒，表明显性性状分别是黄色、圆粒。 ②F2中粒色的分离比为黄色∶绿色＝3∶1，粒形的分离比为圆粒∶皱粒＝3∶1，表明粒色和粒形的遗传都遵循分离定律。 ③F2出现了新性状的组合，表明不同对的性状之间发生了自由组合，重组性状在F2中的占比为3/8。 (3)自由组合现象的解释和验证 豌豆子叶的黄色(Y)对绿色(y)为显性，圆粒种子(R)对皱粒种子(r)为显性。用黄色圆粒和绿色圆粒的豌豆进行杂交，后代性状的统计结果如表所示。下图表示孟德尔利用杂种黄色圆粒豌豆与纯种绿色皱粒豌豆进行的测交实验过程及结果。回答下列问题： 性状类型 黄色 绿色 圆粒 皱粒 性状数量 51 49 76 24 ①根据表中结果，推测亲本的基因组成是YyRr×yyRr。 ②在表中F1的表型不同于亲本的是黄色皱粒、绿色皱粒，它们之间的数量比为1∶1。F1中纯合子占的比例是1/4。F1中黄色圆粒豌豆的基因型是YyRR、YyRr。 ③上图实验中，F1绿色圆粒的基因型是yyRr。F1的四种表型中，与亲本不同的表型有2种。单独分析圆粒与皱粒这一对相对性状，F1中圆粒与皱粒之比为1∶1。 ④上图的测交实验进一步证实了亲本黄色圆粒产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对遗传因子自由组合，它产生的配子有四种：YR、Yr、yR、yr，它们之间的数量比例为1∶1∶1∶1，受精时，雌雄配子随机结合。 ⑤有人提出孟德尔运用自交的方法也可进行验证，将F1进行自交，如果出现9∶3∶3∶1的分离比，即可证明假说。你认为这种方法是否可行？理由是什么？不可行。理由是让F1进行自交只是对实验进行了重复，并不能证明假说。 ⑥孟德尔遗传规律的现代解释：基因自由组合定律的实质是位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 2．用分离定律分析两对相对性状的杂交实验 F2 1YY(黄)、2Yy(黄) 1yy(绿) 1RR(圆)、 2Rr(圆) 1YYRR、2YyRR、 2YYRr、4YyRr(黄圆) 1yyRR、 2yyRr(绿圆) 1rr(皱) 1YYrr、2Yyrr(黄皱) 1yyrr(绿皱) (1)基因间的相互作用会使表型复杂化。例如，小鼠在单基因G或R突变的情况下，gg表现为α型，rr表现为γ型，而双突变体小鼠ggrr表现为α型。表型正常的GgRr小鼠间杂交，F1表型及占比为：正常9/16、α型3/8、γ型1/16。F1的α型个体中杂合子的基因型有ggRr、Ggrr。(2025·北京卷)(√) (2)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。(2023·新课标卷)(×) 提示：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。 考向一　两对相对性状的杂交实验 1．(2026·山东潍坊模拟)孟德尔两对相对性状杂交的实验运用了“假说—演绎法”。下列说法正确的是(　　) A．“产生配子过程中，同源染色体分离使成对遗传因子彼此分离”属于假说内容 B．“F1自交后代出现4种性状组合，且比例为9∶3∶3∶1”属于实验现象 C．“进行测交实验，后代出现4种性状组合，且表型比例为1∶1∶1∶1”属于演绎推理 D．孟德尔揭示自由组合定律的实质是雌雄配子结合时，控制不同性状的遗传因子自由组合 解析：B　“生物体在形成生殖细胞——配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中”属于假说内容，孟德尔没有提到染色体的概念，A错误；“F1自交后代出现4种性状组合，且比例为9∶3∶3∶1”属于实验现象，B正确；“进行测交实验，后代出现4种性状组合，且表型比例为1∶1∶1∶1”属于实验验证，C错误；孟德尔揭示自由组合定律的实质是形成配子时，决定同一性状的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合，D错误。 2．(2026·广东深圳模拟)孟德尔在两对相对性状的豌豆杂交实验中，用纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆杂交获得F1，F1自交得F2。下列有关叙述正确的是(　　) A．黄色与绿色、圆粒与皱粒的遗传都遵循分离定律，故这两对性状的遗传遵循自由组合定律 B．F1产生的雄配子总数与雌配子总数相等，是F2出现9∶3∶3∶1性状分离比的前提 C．从F2的绿色圆粒植株中任取两株，这两株基因型不同的概率为4/9 D．自然条件下将F2中黄色圆粒植株混合种植，后代出现绿色皱粒的概率为1/81 解析：C　连锁的两对等位基因也都遵循分离定律，故不能依据黄色与绿色、圆粒与皱粒的遗传都遵循分离定律，得出这两对性状的遗传遵循自由组合定律的结论，A错误；F1产生的雄配子总数往往多于雌配子总数，B错误；从F2的绿色圆粒植株yyRR或yyRr中任取两株，这两株基因型相同的概率为1/3×1/3＋2/3×2/3＝5/9，故不同的概率为4/9，C正确；自然条件下将F2中黄色圆粒植株混合种植，由于豌豆是自花传粉植物，只有基因型为YyRr的个体才会产生绿色皱粒(yyrr)，故后代出现绿色皱粒的概率为4/9×1/16＝1/36，D错误。 考向二　多对相对性状的杂交现象分析 3．(2026·黑龙江大庆模拟)进行有性生殖的某种植物含有n对独立遗传的等位基因，每对基因只控制一种性状，相应基因可以依次用A/a、B/b、C/c……表示，下列说法正确的是(　　) A．利用基因型分别为AABb和Aabb的植株杂交，可以恰当解释基因自由组合定律的实质 B．仅考虑两对基因，若两亲本杂交子代的表型之比为1∶1∶1∶1，则亲本之一肯定为隐性纯合子 C．某植株n对基因均杂合，不考虑变异的情况下，其测交子代中杂合子所占的比例为1/2n D．某植株n对基因均杂合，不考虑变异的情况下，其测交子代中单杂合子(仅一对基因杂合)的比例为n/2n 解析：D　利用基因型分别为AABb和Aabb的植株杂交，不可以解释基因自由组合定律的实质，原因是无论A/a、B/b位于一对同源染色体还是两对同源染色体上，杂交后代表型均会出现1∶1，而基因自由组合定律的实质是位于两对同源染色体上的两对等位基因的遗传规律，因此需选择AaBb的植物自交或测交，A错误；仅考虑两对基因，若两亲本杂交子代的表型之比为1∶1∶1∶1，亲本可以是AaBb和aabb，也可以是aaBb和Aabb，B错误；测交后代的表型及比例可反映待测个体产生的配子类型及比例，某植株n对基因均杂合，不考虑变异的情况下，测交时，只有均含隐性基因的配子交配的后代才是纯合子，故其测交子代中纯合子所占的比例为1/2n，杂合子所占的比例为1－1/2n，C错误；若测交后代只考虑一对基因杂合，则某植株需产生的配子中包含n对杂合基因中有1个基因为显性，其余均为隐性基因，有n种可能，该植株能产生2n种配子，该配子类型的占比为n/2n，故单杂合子(仅一对基因杂合)所占的比例为n/2n，D正确。 4．某种二倍体植物的n个不同性状由n对独立遗传的基因控制(杂合子表现显性性状)。已知植株A的n对基因均杂合。理论上，下列说法错误的是(　　) A．植株A的测交子代会出现2n种不同表型的个体 B．n越大，植株A测交子代中不同表型个体数目彼此之间的差异越大 C．植株A测交子代中n对基因均杂合的个体数和纯合子的个体数相等 D．n≥2时，植株A的测交子代中杂合子的个体数多于纯合子的个体数 解析：B　每对等位基因测交后会出现2种表型，故n对等位基因杂合的植株A的测交子代会出现2n种不同表型的个体，A正确；n越大，植株A测交子代中表型的种类数目越多，但各表型个体数目的比例相等，与n的大小无关，B错误；植株A测交子代中n对基因均杂合的个体数为1/2n，纯合子的个体数也是1/2n，两者相等，C正确；植株A的测交子代中纯合子的个体数是1/2n，杂合子的个体数为1－(1/2n)，故n≥2时，测交子代中杂合子的个体数多于纯合子的个体数，D正确。 [归纳总结]　多对基因控制生物性状的分析 n对等位基因(完全显性)分别位于n对同源染色体上的遗传规律如表所示。 亲本相 对性状 的对数 F1配子 F2表型 F2基因型 种类 比例 种类 比例 种类 比例 1 2 (1∶1)1 2 (3∶1)1 3 (1∶2∶1)1 2 22 (1∶1)2 22 (3∶1)2 32 (1∶2∶1)2 n 2n (1∶1)n 2n (3∶1)n 3n (1∶2∶1)n 考点二　自由组合定律的验证和判断 1．自由组合定律 (1)细胞学基础 (2)实质、发生时间及适用范围 2．孟德尔获得成功的原因 (1)萝卜是雌雄同花植物，其贮藏根(萝卜)红色、紫色和白色由一对等位基因W、w控制，长形、椭圆形和圆形由另一对等位基因R、r控制。一株表型为紫色椭圆形萝卜的植株自交，F1的表型及其比例为：红色长形∶红色椭圆形∶红色圆形∶紫色长形∶紫色椭圆形∶紫色圆形∶白色长形∶白色椭圆形∶白色圆形＝1∶2∶1∶2∶4∶2∶1∶2∶1。则控制萝卜颜色和形状的两对基因不遵循孟德尔第二定律。(2023·辽宁卷)(×) 提示：F1中红色长形∶红色椭圆形∶红色圆形∶紫色长形∶紫色椭圆形∶紫色圆形∶白色长形∶白色椭圆形∶白色圆形＝1∶2∶1∶2∶4∶2∶1∶2∶1，比例为9∶3∶3∶1的变形，两对性状遵循自由组合定律，即遵循孟德尔第二定律。 (2)某种植物的花色有白、红和紫三种，花的颜色由花瓣中色素决定，色素的合成途径是：白色红色紫色。其中酶1的合成由基因A控制，酶2的合成由基因B控制，基因A和基因B位于非同源染色体上。让紫花植株(基因型为AaBb)与红花杂合体植株杂交，子代植株表型及其比例为白花∶红花∶紫花＝2∶3∶3。(经典高考题)(√) 某二倍体植物叶片的缺刻叶和马铃薯叶，果实的红色与黄色为两对相对性状，分别受基因A、a和B、b控制，基因型为AaBb个体表型为缺刻叶红果，请思考并回答下列问题： (1)请在下图方框中补充标出基因型为AaBb个体其他两种类型位置关系(用竖线表示染色体，黑点表示基因在染色体上的位点)。 提示：如图所示 (2)请分析预测上述(1)中三种位置下，该个体自交和测交所得子代的表型及比例(不考虑染色体互换)。 提示：第一种类型自交结果为缺刻叶红果∶马铃薯叶红果∶缺刻叶黄果∶马铃薯叶黄果＝9∶3∶3∶1，测交结果为缺刻叶红果∶马铃薯叶红果∶缺刻叶黄果∶马铃薯叶黄果＝1∶1∶1∶1；第二种类型自交结果为缺刻叶红果∶马铃薯叶黄果＝3∶1，测交结果为缺刻叶红果∶马铃薯叶黄果＝1∶1；第三种类型自交结果为缺刻叶红果∶马铃薯叶红果∶缺刻叶黄果＝2∶1∶1，测交结果为马铃薯叶红果∶缺刻叶黄果＝1∶1。 (3)另有一基因型为aaBb(马铃薯叶红果)的个体，与基因型为AaBb个体杂交，请完成下图中相关结果预测。 提示：题图三种结果依次为缺刻叶红果∶马铃薯叶红果∶缺刻叶黄果∶马铃薯叶黄果＝3∶3∶1∶1；缺刻叶红果∶马铃薯叶红果∶缺刻叶黄果＝1∶2∶1；缺刻叶红果∶马铃薯叶红果∶马铃薯叶黄果＝2∶1∶1。 (4)再有一基因型为Aabb(缺刻叶黄果)的个体，与基因型为aaBb个体杂交，请完成下图中相关结果预测。 提示：题图两种结果依次均为缺刻叶红果∶马铃薯叶红果∶缺刻叶黄果∶马铃薯叶黄果＝1∶1∶1∶1。 (5)综合前(1)～(4)的分析，思考在杂交组合：AaBb×AaBb、AaBb×aabb、Aabb×aaBb、AaBb×aaBb、AaBb×Aabb中能判断两对等位基因是否遵循自由组合定律的杂交组合是AaBb×AaBb、 AaBb×aabb、AaBb×aaBb、AaBb×Aabb。 [思维升华]　验证自由组合定律的常用方法 自交法 具有两对相对性状的纯合亲本杂交得F1，让F1自交，观察F2的性状分离比 若子代出现9∶3∶3∶1的性状分离比(或其变式)，则这两对基因位于2对同源染色体上 若子代出现3∶1或1∶2∶1的性状分离比(或其变式)，则这两对基因位于1对同源染色体上，不遵循自由组合定律 测交法 具有两对相对性状的纯合亲本杂交得F1，让F1与隐性纯合子杂交，观察F2的性状比例 若子代出现1∶1∶1∶1的性状分离比，则这两对基因位于2对同源染色体上 若子代出现1∶1的性状分离比，则这两对基因位于1对同源染色体上，不遵循自由组合定律 花粉 鉴定法 双杂合子若产生四种花粉，比例为1∶1∶1∶1，则遵循自由组合定律 考向一　自由组合定律的实质 1．(2026·河北邢台质检)某植株的红花(A)对白花(a)为显性，高茎(D)对矮茎(d)为显性。两植株杂交，子代的表型及数量如图所示。下列说法正确的是(　　) A．两对基因的遗传遵循自由组合定律 B．亲本的基因型组合为AaDd×Aadd C．组成基因A和基因D的碱基种类不同 D．子代中纯合子所占比例为1/4 解析：D　由子代的表型为红花∶白花≈1∶1，高茎∶矮茎≈3∶1可知，亲本的基因型组合为AaDd×aaDd，但根据子代比例无法确定两对等位基因的位置关系，若两对等位基因位于一对同源染色体上，AaDd×aaDd→1/4AaDD、1/4AaDd、1/4aaDd、1/4aadd，或AaDd×aaDd→1/4AaDd、1/4aaDd、1/4Aadd、1/4aaDD，遵循基因分离定律，且子代表型比例与题图比例相符；若两对等位基因位于两对同源染色体上，AaDd×aaDd→1/4AaDd、1/8AaDD、1/8Aadd、1/8aaDD、1/4aaDd、1/8aadd，遵循基因自由组合定律，且子代表型比例与题图比例相符，则A、B错误，D正确。组成基因A和基因D的碱基种类相同，C错误。 2．两对等位基因A和a、B和b在同源染色体上的位置情况有如图三种类型。若在产生配子时，不考虑染色体互换，则下列说法错误的是(　　) A．三种类型中的A和a的遗传遵循分离定律，B和b的遗传也遵循分离定律 B．三种类型中的A、a和B、b的遗传均遵循自由组合定律 C．类型1和类型2的个体减数分裂产生两种配子，类型3产生四种配子 D．类型1和类型2个体自交，后代的基因型类型不相同 解析：B　A、a是一对等位基因，位于一对同源染色体上，B、b是一对等位基因，位于一对同源染色体上，均会随着同源染色体的分开而分离，故遵循基因的分离定律，A正确。类型1和2中两对等位基因位于一对同源染色体上，不遵循自由组合定律；类型3中两对等位基因位于两对同源染色体上，遵循基因的自由组合定律，B错误。类型1能产生2种配子：Ab、aB，类型2能产生2种配子：AB、ab，类型3能产生4种配子：AB、Ab、aB、ab，C正确。类型1能产生2种配子：Ab、aB，自交后代的基因型为AAbb、AaBb和aaBB，类型2能产生2种配子：AB、ab，自交后代的基因型为AABB、aabb和AaBb，即类型1和类型2个体自交，后代的基因型类型不相同，D正确。 考向二　自由组合定律的验证 3．下列关于基因自由组合定律的叙述，正确的是(　　) A．若基因型为aaBb和Aabb的个体杂交，后代表型比例为1∶1∶1∶1，说明两对基因能自由组合 B．若基因型为AaBb的个体产生基因型为AB、Ab、aB、ab的四种配子，说明两对基因能自由组合 C．若基因型为AaBb的个体自交，后代表型比例不为9∶3∶3∶1，则两对基因一定不能自由组合 D．若基因型为AaBb和aaBb的个体杂交，后代表型比例为3∶1∶3∶1，说明两对基因能自由组合 解析：D　若基因型为aaBb和Aabb的个体杂交，不管两对基因是否能自由组合，aaBb产生的配子基因型及比例均为ab∶aB＝1∶1，Aabb产生的配子基因型及比例均为Ab∶ab＝1∶1，后代表型比例均为1∶1∶1∶1，A错误；若两对基因能自由组合，基因型为AaBb的个体将产生基因型为AB、Ab、aB、ab的四种配子，但如果基因连锁且发生互换，也能产生这四种配子，B错误；若基因型为AaBb的个体自交，后代表型比例不为9∶3∶3∶1，可能为12∶3∶1等变式，也能说明两对基因能自由组合，C错误；基因型为AaBb和aaBb的个体杂交，若两对基因能自由组合，AaBb产生的配子基因型及比例为AB∶Ab∶aB∶ab＝1∶1∶1∶1，aaBb产生的配子基因型及比例为aB∶ab＝1∶1，则后代表型比例为3∶1∶3∶1，D正确。 4．已知某种昆虫的有眼(A)与无眼(a)、正常刚毛(B)与小刚毛(b)、正常翅(E)与斑翅(e)这三对相对性状各受一对等位基因控制。现有三个纯合品系：①aaBBEE、②AAbbEE和③AABBee。假定不发生染色体变异和染色体互换，且A/a、B/b、E/e这三对等位基因都位于常染色体上，请以上述品系为材料，设计实验来确定这三对等位基因是否分别位于三对染色体上。(要求：写出实验思路、预期实验结果和结论) 解析：选择①×②、②×③、①×③三个杂交组合，分别得到F1，F1自交得到F2，若各杂交组合的F2中均出现四种表型，且比例为9∶3∶3∶1，则可确定这三对等位基因分别位于三对染色体上；若出现其他结果，则可确定这三对等位基因不是分别位于三对染色体上。 答案：实验思路：让①和②杂交、①和③杂交、②和③杂交。得到的F1自交，观察F2的表型及比例。预期结果：若各杂交组合的F2中均出现四种表型，且比例为9∶3∶3∶1，则可确定这三对等位基因分别位于三对染色体上。 考点三　自由组合定律的解题规律及方法 题型一　“拆分法”求解自由组合定律计算问题 1．求配子种类及比例(以AaBbCCDd为例) (1)求产生配子种类数 (2)求产生ABCD配子的概率 基因型 Aa Bb CC Dd 结果 产生配子 A B C D 配子比例 1/2 1/2 1 1/2 相乘得1/8 (3)求配子间结合方式 AaBbCCDd自交，配子之间的结合方式为(2×2)×(2×2)×(1×1)×(2×2)＝64(种)。 2．求基因型和表型的类型及比例 提醒：在计算不同于双亲的表型的概率时，可以先算与双亲一样的表型的概率，然后用1减去与双亲一样的表型的概率即可。 [演练1]　(2026·广东珠海模拟)某二倍体植物花瓣的大小受一对等位基因A、a控制，基因型为AA的植株表现为大花瓣，Aa为小花瓣，aa为无花瓣。花瓣颜色(红色和黄色)受另一对等位基因R、r控制，R对r为完全显性，两对基因独立遗传。下列有关叙述错误的是(　　) A．若基因型为AaRr的个体测交，则子代表型有3种，基因型有4种 B．若基因型为AaRr的亲本自交，则子代共有9种基因型，6种表型 C．若基因型为AaRr的亲本自交，则子代有花瓣植株中，AaRr所占比例约为1/3，而所有植株中纯合子约占1/4 D．若基因型为AaRr与Aarr的亲本杂交，则子代中红色花瓣的植株占3/8 解析：B　若基因型为AaRr的亲本自交，由于两对基因独立遗传，根据基因的自由组合定律，子代共有3×3＝9(种)基因型，而Aa自交子代表型有3种，Rr自交子代表型有2种，理论上子代表型有3×2＝6(种)，但由于aa表现为无花瓣，故aaR_与aarr的表型相同，所以子代表型共有5种，B错误。 题型二　“逆向组合法”推断亲本基因型问题 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 [演练2]　(2025·甘肃卷，6)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。 [演练3]　(2026·山东济南模拟)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F1的基因型为AaBb、aaBb，则亲本植株的基因型是Aabb与aaBB，B符合题意。 题型三　自由组合中的群体自交、测交和自由交配的概率计算问题 1．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 2.在涉及两对等位基因的自由交配时，一般拆分后对每一对等位基因自由交配后再组合，但有些类型则不能利用拆分法，实例如下： [演练4]　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。 [演练5]　陆地棉枝条黄色(Y)对绿色(y)为显性，抗黄萎病(D)对不抗黄萎病(d)为显性。某农业科研工作者用该植物黄色枝条抗黄萎病和绿色枝条抗黄萎病植株作亲本进行杂交，发现子代(F1)出现4种类型，对性状的统计结果如图所示。若去掉花瓣，让F1中黄色枝条抗黄萎病植株随机传粉，F2的表型及其性状分离比是(　　) A．黄抗∶黄不抗∶绿抗∶绿不抗＝24∶8∶3∶1 B．黄抗∶黄不抗∶绿抗∶绿不抗＝25∶5∶5∶1 C．黄抗∶黄不抗∶绿抗∶绿不抗＝24∶3∶8∶1 D．黄抗∶黄不抗∶绿抗∶绿不抗＝15∶5∶3∶1 解析：C　由题图可知，黄色枝条抗黄萎病和绿色枝条抗黄萎病植株作亲本进行杂交的后代中，抗∶不抗＝3∶1，说明亲本的基因组成为Dd和Dd；黄∶绿＝1∶1，说明亲本的基因组成为Yy和yy，因此亲本基因型是YyDd×yyDd，F1中黄色枝条抗黄萎病植株的基因型及比例是YyDD∶YyDd＝1∶2，将自由组合问题转化成2个分离定律问题：Yy自由交配，后代中黄色(Y_)∶绿色(yy)＝3∶1，D_自由交配，由于Dd占2/3，DD占1/3，不抗病植株(dd)的比例是1/9，抗病植株(D_)的比例是8/9，抗病∶不抗病＝8∶1，因此考虑2对相对性状，让F1中黄色枝条抗黄萎病植株随机传粉，F2的表型及其性状分离比是(3黄色∶1绿色)(8抗黄萎病∶1不抗黄萎病)＝黄色抗黄萎病∶黄色不抗黄萎病∶绿色抗黄萎病∶绿色不抗黄萎病＝24∶3∶8∶1，C符合题意。 题型四　利用自由组合定律计算患遗传病的概率 当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时，各种患病情况的概率如下表所示： 序号 类型 计算公式 已知 患甲病的概率为m 不患甲病的概率为1－m 患乙病的概率为n 不患乙病的概率为1－n ① 同时患两病的概率 m·n ② 只患甲病的概率 m·(1－n) ③ 只患乙病的概率 n·(1－m) ④ 不患病的概率 (1－m)(1－n) 拓展 求解 患病的概率 ①＋②＋③或1－④ 只患一种病的概率 ②＋③或1－(①＋④) 以上各种情况可概括为下图： [演练6]　(2026·江西南昌模拟)人类的多指(T)对正常指(t)为显性，白化(a)对正常(A)为隐性，决定不同性状的基因自由组合。一个家庭中，父亲是多指，母亲正常，两者均不患白化病，他们有一个患白化病但手指正常的孩子。请分析下列说法错误的是(　　) A．父亲的基因型是AaTt，母亲的基因型是Aatt B．其再生一个孩子只患白化病的概率是3/8 C．生一个既患白化病又患多指的女儿的概率是1/16 D．后代中只患一种病的概率是1/2 解析：B　一个家庭中，父亲是多指，母亲正常，他们有一个孩子手指正常(tt)但患白化病(aa)，可确定父亲和母亲的基因型分别为AaTt和Aatt，A正确；后代患白化病的概率为1/4，患多指的概率为1/2，故再生一个只患白化病孩子的概率为1/4×1/2＝1/8，B错误；生一个既患白化病又患多指的女儿的概率是1/4×1/2×1/2＝1/16，C正确；后代只患多指的概率为1/2×3/4＝3/8，只患白化病的概率＝1/2×1/4＝1/8，故后代中只患一种病的概率为3/8＋1/8＝1/2，D正确。 一、基础落实 1．判断有关表述的正误 (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)基因自由组合定律是指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：基因自由组合定律的实质是在形成配子时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 (3)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)(√) 2．(必修2 P9正文)F2中还出现了亲本所没有的性状组合——绿色圆粒和黄色皱粒。请思考：具有两对相对性状的纯合亲本杂交，产生的F1基因型为AaBb，则两亲本基因型是什么？F2中重组类型是什么？所占比例又是多少？ 提示：亲本基因型可以是AABB×aabb，此时重组类型是A_bb和aaB_，占3/8；亲本基因型还可以是AAbb×aaBB，此时重组类型是A_B_和aabb，占5/8。 3．(必修2 P12思考·讨论)在豌豆杂交实验之前，孟德尔曾花了几年时间研究山柳菊，结果却一无所获，其原因主要有哪些？ 提示：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山柳菊的花小，难以做人工杂交实验。 4．(必修2 P13正文)某生物兴趣小组利用现有抗倒伏抗病小麦(Ddtt)，获得纯合的抗倒伏抗病小麦的实验思路。 提示：让抗倒伏抗病小麦(Ddtt)自交，淘汰不抗倒伏抗病小麦，再连续自交并选择，直到不发生性状分离为止。 二、高考演练 1．(2025·湖北卷，12)某学生重复孟德尔豌豆杂交实验，取一粒黄色圆粒F1种子(YyRr)，培养成植株，成熟后随机取4个豆荚，所得32粒豌豆种子表型计数结果如表所示。下列叙述最合理的是(　　) 性状 黄色 绿色 圆粒 皱粒 个数/粒 25 7 20 12 A．32粒种子中有18粒黄色圆粒种子，2粒绿色皱粒种子 B．实验结果说明含R基因配子的活力低于含r基因的配子 C．不同批次随机摘取4个豆荚，所得种子的表型比会有差别 D．该实验豌豆种子的圆粒与皱粒表型比支持孟德尔分离定律 解析：C　分析可知，理论上F1(YyRr)自交后代中会出现9∶3∶3∶1的分离比，则32粒种子中有18粒黄色圆粒和2粒绿色皱粒，但由于子代数量太少，实际结果不一定恰好与理论结果吻合，A不合理；理论上子代中圆粒种子个数为32×3/4＝24(个)，皱粒种子个数为32×1/4＝8(个)，实际圆粒种子个数少于理论值，皱粒种子个数多于理论值，但由于样本数量少，实际可能与理论不符，故该实验结果不能说明含R基因配子的活力低于含r基因的配子，B不合理；样本数量较小时，实际比例可能偏离理论比例，不同批次随机摘取4个豆荚，每个豆荚中种子数量和表型可能不同，所得种子的表型比会有差别，C合理；圆粒(20粒)与皱粒(12粒)个数的比例为20∶12＝5∶3，与孟德尔分离定律中3∶1的比例偏差较大，不能很好地支持孟德尔分离定律，D不合理。 2．(2025·黑吉辽内蒙古卷，20改编)中国养蚕制丝历史悠久。蚕卵的红色、黄色由常染色体上一对等位基因(R/r)控制。将外源绿色蛋白基因(G)导入纯合的黄卵(rr)、结白茧雌蚕的Z染色体上，获得结绿茧的亲本1，与纯合的红卵、结白茧雄蚕(亲本2)杂交选育红卵、结绿茧的纯合品系。不考虑突变，下列叙述不正确的是(　　) A．F1雌蚕均表现出红卵、结绿茧表型 B．F1雄蚕次级精母细胞中的基因组成可能有RRGG、rr等类型 C．F1随机交配得到的F2中，红卵、结绿茧的个体比例是3/8 D．F2中红卵、结绿茧的个体随机交配，子代中目的个体的比例是2/9 解析：A　F1雌蚕基因型为RrZW，均表现为红卵、结白茧表型，A错误。F1雄蚕基因型为RrZGZ，间期染色体复制后基因型为RRrrZGZGZZ，减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离，非同源染色体自由组合，RR和rr分离，ZGZG和ZZ分离，RR和rr与ZGZG和ZZ之间自由组合，次级精母细胞中的基因组成可能是RRGG、rr或者RR、rrGG，B正确。F1随机交配(RrZW×RrZGZ)得到的F2中，红卵、结绿茧的个体基因型为RRZGW、RrZGW和RRZGZ、RrZGZ，其中RR和Rr共占3/4，ZGW和ZGZ各占1/4，故F2中红卵、结绿茧的个体比例是3/4×1/4＋3/4×1/4＝3/8，C正确。F2中红卵、结绿茧的个体RRZGW、RrZGW和RRZGZ、RrZGZ随机交配，子代目的个体为纯合红卵、结绿茧雌蚕和纯合红卵、结绿茧雄蚕，基因型分别为RRZGW和RRZGZG，F2中RR∶Rr＝1∶2，产生R配子所占的比例是1/3＋2/3×1/2＝2/3，故子代RR所占比例是2/3×2/3＝4/9，F2中ZGW和ZGZ交配，子代ZGW和ZGZG个体各占1/4，共占1/2，故子代目的个体的比例是4/9×1/2＝2/9，D正确。 3．(2025·福建卷，19)家猫毛色受常染色体和性染色体基因控制，回答下列问题： (1)家猫常染色体上的2对等位基因独立遗传(A/a、E/e)，显性基因E使毛色呈黑色，隐性基因e使毛色呈黄色，A蛋白抑制E蛋白功能，a蛋白无此功能。据此可知黑猫的基因型为________________________。基因型为AaEe的雌雄家猫交配，子代黑猫的概率为________________。 (2)研究发现：①在家猫发育过程中，体细胞的2条X染色体同时存在时，会随机失活其中1条；②X染色体上1对等位基因参与毛色控制：XB(黑色)、XO(黄色)和XBXO(玳瑁色)。对家猫胚胎皮肤细胞进行检测，统计能转录B或O基因的不同类型细胞比例，结果如图1。 从结果可知该mRNA特异性地在______________细胞中由________________基因转录，由此判断图中未知猫的基因型是______________(只考虑性染色体)。 (3)性染色体基因(B/O)能影响常染色体基因对毛色的控制。E蛋白通过P蛋白控制毛色形成；O蛋白存在时，与P蛋白结合，导致P蛋白降解从而改变毛色，机制如图2所示。若无E蛋白则毛色皆为黄色。 ①不含A基因的杂合黄色雌猫基因型有__________种。含aaEe基因的黄色雌猫与含aaEe基因的黑色雄猫杂交，子代雄猫的毛色是____________。 ②若两只纯合黄猫杂交，子代雄猫均为黑色，子代雌猫基因型为________________。 解析：(1)分析题干信息可知，显性基因E使毛色呈黑色，隐性基因e使毛色呈黄色，A蛋白抑制E蛋白功能，a蛋白无此功能，由此可知，黑猫的基因型为aaE_(aaEE、aaEe)。家猫常染色体上的2对等位基因独立遗传(A/a、E/e)，因此基因型为AaEe的雌雄家猫交配，子代黑猫(aaE_)的概率为1/4×3/4＝3/16。(2)结合题干信息可知，黑色雄猫的基因型为XBY，黄色雄猫的基因型为XOY，结合题图可知，该mRNA特异性地在黑素细胞中由O基因转录，在未知猫黑素细胞中转录O mRNA的细胞比例为50%，由此判断图中未知猫的基因型是XBXO。(3)①E使毛色呈黑色，隐性基因e使毛色呈黄色，A蛋白抑制E蛋白功能，a蛋白无此功能。E蛋白通过P蛋白控制毛色形成；O蛋白存在时，与P蛋白结合，导致P蛋白降解从而改变毛色，若无E蛋白则毛色皆为黄色，且在家猫发育过程中，体细胞的2条X染色体同时存在时，会随机失活其中1条，则不含A基因的杂合黄色雌猫的基因型可能为aaEeXOXO或aaeeXBXO，有2种。含aaEe基因的黄色雌猫(aaEeXOXO)与含aaEe基因的黑色雄猫(aaEeXBY)杂交，子代雄猫的基因型为aaE_XOY或aaeeXOY，由于“E蛋白通过P蛋白控制毛色形成，O蛋白存在时，与P蛋白结合，导致P蛋白降解从而改变毛色，若无E蛋白则毛色皆为黄色”，则子代雄猫的毛色均表现为黄色。②两只纯合黄猫杂交，子代雄猫均为黑色(aaE_XBY)，由此逆推亲本纯合黄猫的基因型为aaEEXOY、aaeeXBXB，则子代雌猫基因型为aaEeXBXO。 答案：(1)aaEE、aaEe　3/16　(2)黑素　O　XBXO　(3)①2　黄色　②aaEeXBXO 学科网（北京）股份有限公司 $