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专题15 基因的自由组合定律
考点一 自由组合定律的发现及应用
1.基因自由组合定律的实质
①实质：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。
②时间：减数第一次分裂后期。
③范围：真核生物有性生殖的细胞核遗传。
2．孟德尔获得成功的原因
①选择豌豆做实验材料；
②由一对相对性状到多对相对性状；
③用统计学分析实验结果；
④运用了假说演绎法这一科学的研究方法。
1．两对相对性状杂交实验的“假说—演绎”分析
（1）实验过程
（2）结果分析
结果
结论
F1全为黄色圆粒
说明黄色和圆粒为显性性状
F2中圆粒∶皱粒＝3∶1
说明种子粒形的遗传遵循分离定律
F2中黄色∶绿色＝3∶1
说明种子粒色的遗传遵循分离定律
F2中出现两种亲本类型（黄色圆粒、绿色皱
粒），出现两种新类型（绿色圆粒、黄色皱
说明不同性状之间进行了自由组合
考点分布
重点难点
备考指南
1.孟德尔自由组合定律假说演绎过程
3.两对相对性状的遗传实验及基因的
自由组合定律
4.孟德尔获得成功的原因
5.基因自由组合定律应用的相关题型
基因的自由组合定律的题
型做法
理解并掌握孟德尔的假说演绎过
程。
明确孟德尔成功的原因。
掌握自由组合定律的内容。
理解掌握各种题型的做题思路。
1
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粒）
（3）问题提出
①F2中为什么出现新性状组合？②为什么不同类型性状比为9∶3∶3∶1?
(4)分析问题，提出假说
①两对相对性状分别由两对遗传因子控制。
②F1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，且数量比相等。
④受精时，雌雄配子的结合是随机的。
（5）遗传图解（棋盘格式）
（6）结果分析
（7）演绎推理，验证假说
演绎推理图解
实施实验结果：实验结果与演绎结果相符，则假说成立。
黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆的测交实验结果
表现型
黄色圆粒
黄色皱粒
绿色圆粒
绿色皱粒
2
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项目
实际子粒数
F1作母本
31
27
26
26
F1作父本
24
22
25
26
不同性状的数量比
1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1
8.自由组合定律
（1）定律实质与各种比例的关系
（2）细胞学基础
9.两对等位基因位置与遗传分析(以基因型AaBb 为例)：
3
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若基因型为AaBb 的个体测交后代出现四种表现型，但比例为42%∶8%∶8%∶42%，出现这
一结果的可能原因是A、a 和B、b 两对等位基因位于同一对同源染色体上，且部分初级性
母细胞在减数分裂时形成四分体时期，四分体中的非姐妹染色体发生交叉互换，产生四种
类型配子，其比例为42%∶8%∶8%∶42%。
1、F2出现9∶3∶3∶1 的4 个条件
(1)所研究的每一对相对性状只受一对等位基因控制，而且等位基因要完全显性。
(2)不同类型的雌雄配子都能发育良好，且受精的机会均等。
(3)所有后代都应处于比较一致的环境中，而且存活率相同。
(4)供实验的群体要足够大，个体数量要足够多。
2、分离定律和自由组合定律的比较
项目
分离定律
自由组合定律
两对相对性状
n（n>2） 对相对
性状
控制性状的等位基因
一对
两对
n 对
F1
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
21
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
21
22
2n
比例
1∶1
（1∶1）2即
1∶1∶1∶1
（1∶1）n
4
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表现
型
种数
21
22
2n
比例
1∶1
（1∶1）2即
1∶1∶1∶1
（1∶1）n
注明：本表中所列“n”是指等位基因的对数。
验证两对等位基因的遗传是否遵循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9∶3∶3∶1，则遵循基因的自由组合定
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，由位于两对同源染色体上的两
对等位基因控制，则遵循自由组合定律
花粉鉴定法
F1若有四种花粉，比例为1∶1∶1∶1，则遵循自由组合定律
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1∶1∶1∶1，则遵循自由组合定律
典例1.(2020·湖南高二质检)某植物的两对等位基因分别用Y、y 和R、r 表示，若基因型
为YyRr 的该植物个体自交，F1 的基因型及比例为Y_R_∶Y_ rr∶yyR_∶ yyrr ＝
9∶3∶3∶1，下列叙述错误的是( )
A．两对等位基因Y、y 和R、r 位于非同源染色体上
B．两对等位基因Y、y 和R、r 各控制一对相对性状
C．减数分裂产生的雌雄配子不存在差别性致死现象
D．受精过程中各种基因型的雌雄配子的结合是随机的
【答案】B
【解析】无论两对等位基因Y、y 和R、r 各控制一对相对性状还是同时控制一对相对性状，
自交后代Y_R_∶Y_ rr∶yyR_∶ yyrr 均为9∶3∶3∶1，B 错误。
典例2.(2021·山西高三月考)某单子叶植物非糯性(A)对糯性(a)为显性，抗病(T)对易染
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，
非糯性花粉遇碘变蓝色，糯性花粉遇碘变棕色。现有四种纯合子，基因型分别为
①AATTdd、②AAttdd、③AAttDD、④aattdd。以下说法正确的是( )
A．选择①和③为亲本进行杂交，可通过观察F1的花粉来验证自由组合定律
B．任意选择上述亲本中的两个进行杂交，都可通过观察F1的花粉粒形状来验证分离定律
C．选择①和④为亲本进行杂交，将杂交所得的F1的花粉涂在载玻片上，加碘液染色，显
微镜下观察，蓝色花粉粒∶棕色花粉粒＝1∶1
D．选择①和②为亲本进行杂交，可通过观察F2植株的表现型及比例来验证自由组合定律
【答案】C
【解析】由于易染病与抗病基因的表现型在子代中体现，不能在配子中体现，所以不能用
花粉来观察这一基因的遗传现象，A、B 错误；由于易染病与抗病基因的表现型不在配子中
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表现，选择①和④进行杂交时，因为都是纯合子，所以子一代的基因型为AaTtdd，而其花
粉经减数分裂得到，所以其中带有A、a 基因的花粉数相等，所以蓝色花粉粒∶棕色花粉粒
＝1∶1，C 正确；①和②进行杂交，F1 基因型为AATtdd，是非糯性抗病圆形粒，由于只有
抗病基因和易染病基因杂合，所以只能观察到这一基因的分离现象，D 错误。
考点二 自由组合定律的常规解题规律和方法
一、由亲本基因型推断配子及子代相关种类及比例(拆分组合法)
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
题型分类
解题规律
示例
种类
问题
配子类型(配
子种类数)
2n(n 为等位基因对数)
AaBbCCDd 产生配子种类数为
23＝8(种)
配子间结合
方式
配子间结合方式种类数等于配
子种类数的乘积
AABbCc×aaBbCC，配子间结
合方式种类数＝1×4×2＝
8(种)
子代基因型
(或表现型)
种类
双亲杂交(已知双亲基因型)，
子代基因型(或表现型)种类等
于各性状按分离定律所求基因
型(或表现型)种类的乘积
AaBbCc×Aabbcc，基因型为
3×2×2＝12(种)，表现型为
2×2×2＝8(种)
概率
问题
基因型(或表
现型)的比例
按分离定律求出相应基因型(或
表现型)的比例，然后利用乘法
原理进行组合
AABbDd×aaBbdd，F1中
AaBbDd 所占比例为1××＝
纯合子或杂
合子出现的
比例
按分离定律求出纯合子的概率
的乘积为纯合子出现的比例，
杂合子概率＝1－纯合子概率
AABbDd×AaBBdd，F1中
AABBdd 所占比例为××＝
二、根据子代表现型及比例推断亲本基因型(逆向组合法)
1．基因填充法
根据亲代表现型可大概写出其基因型，如A_B_、aaB_等，再根据子代表现型将所缺处补充
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
根据子代表现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)→AaBb×AaBb。
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(2)1∶1∶1∶1→(1∶1)(1∶1)→(Aa×aa)(Bb×bb)→AaBb×aabb 或Aabb×aaBb。
(3)3∶3∶1∶1→(3∶1)(1∶1)→(Aa×Aa)(Bb×bb)或(Aa×aa)(Bb×Bb)→AaBb×Aabb 或
AaBb×aaBb。
三、自由组合中的自交、测交和自由交配问题
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
表现型及比例分别如下表所示：
项目
表现型及比例
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
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
(1)某显性亲本的自交后代中，若全显个体的比例为(3/4)n或隐性个体的比例为(1/4)n，
可知该显性亲本含有n 对杂合基因，该性状至少受n 对等位基因控制。
(2)某显性亲本的测交后代中，若全显性个体或隐性个体的比例为(1/2)n，可知该显性亲
本含有n 对杂合基因，该性状至少受n 对等位基因控制。
(3)若F2中子代性状分离比之和为4n，则该性状由n 对等位基因控制。
四、不同对基因在染色体上位置关系的判断与探究
1．判断基因是否位于不同对同源染色体上
以AaBb 为例，若两对等位基因分别位于两对同源染色体上，则产生四种类型的配子。在此
基础上进行测交或自交时会出现特定的性状分离比，如1∶1∶1∶1 或9∶3∶3∶1（或
9∶7 等变式），也会出现致死背景下特殊的性状分离比，如4∶2∶2∶1、6∶3∶2∶1。在
涉及两对等位基因遗传时，若出现上述性状分离比，可考虑基因位于两对同源染色体上。
2．完全连锁遗传现象中的基因确定
基因完全连锁（不考虑交叉互换）时，不符合基因的自由组合定律，其子代也呈现特定的
性状分离比，如图所示：
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五、基因间相互作用导致性状分离比的改变
1．理解9∶3∶3∶1 变式的实质
由于非等位基因之间常常发生相互作用而影响同一性状表现，出现了不同于
9∶3∶3∶1 的异常性状分离比，如图所示，这几种表现型的比例都是从9∶3∶3∶1 的基
础上演变而来的，只是比例有所改变（根据题意进行合并或分解），而基因型的比例仍然
和独立遗传是一致的，由此可见，虽然这种表现型比例不同，但同样遵循基因的自由组合
定律。
2．“合并同类项法”巧解自由组合定律特殊分离比
第一步，判断是否遵循基因自由组合定律：若双杂合子自交后代的表现型比例之和为
16（存在致死现象除外），不管以什么样的比例呈现，都符合基因自由组合定律，否则不
符合基因自由组合定律。
第二步，写出遗传图解：根据基因自由组合定律，写出遗传图解，并注明自交后代性
状分离比（9∶3∶3∶1）。
第三步，合并同类项，确定出现异常分离比的原因：将异常分离比与正常分离比
9∶3∶3∶1 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
“9∶6∶1”即9∶（3＋3）∶1，确定出现异常分离比的原因，即单显性类型表现相同性
8
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状。
第四步，确定基因型与表现型及比例：根据第三步推断出的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。
六、致死现象导致的性状分离比的改变
1．明确几种致死现象
（1）显性纯合致死。
①AA 和BB 致死：
AaBb 自交后代：AaBb：Aabb：aaBb：aabb=4:2:2:1，其余基因型个体致死。
AaBb 测交后代：AaBb：Aabb：aaBb：aabb=1:1:1:1
②AA（或BB）致死
AaBb 自交后代：AaBB+AaBb：Aabb：aaB_：aabb=6:2:3:1，或AABb+AaBb：A_bb：aaBb：
aabb=6:3:2:1。
AaBb 测交后代：AaBb：Aabb：aaBb：aabb=1:1:1:1
（2）隐性纯合致死。
①双隐性致死：AaBb 自交后代：A_B_∶A_bb∶aaB_＝9∶3∶3。
②单隐性aa 或bb 致死：AaBb 自交后代：A_B_∶A_bb＝9∶3。或A_B_∶aaB_＝9∶3。
（3）配子致死
某种雌配子或某种雄配子致死，造成后代分离比改变。
AaBb 自交，若雄配子AB 致死，后代A_B_：A_bb：aaB_：aabb=5:3:3:1；
若雄配子Ab 致死，后代A_B_：A_bb：aaB_：aabb=7:1:3:1；
若雄配子aB 致死，后代A_B_：A_bb：aaB_：aabb=7:3:1:1；
若雄配子ab 致死，后代A_B_：A_bb：aaB_：aabb=8:2:2。
2．掌握解题方法
（1）将其拆分成分离定律单独分析，如：
6∶3∶2∶1 （
⇒
2∶1）（3∶1）一对显性基因纯合致死。
⇒
4∶2∶2∶1 （
⇒
2∶1）（2∶1）两对显性基因纯合致死。
⇒
（2）从F2每种性状的基因型种类及比例分析，如BB 致死。
（3）分析配子致死引起的后代性状分离比的改变时，要用棋盘法。
典例1.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，两对等位基因独立遗传。下列有关叙述错误的是( )
A．若基因型为AaRr 的个体测交，则子代表现型有3 种，基因型有4 种
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B．若基因型为AaRr 的亲本自交，则子代共有9 种基因型，6 种表现型
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，而所有植株
中纯合子约占
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
【答案】B
【解析】若基因型为AaRr 的个体测交，则子代基因型有AaRr、Aarr、aaRr、aarr 4 种，
表现型有3 种，分别为小花瓣红色、小花瓣黄色、无花瓣，A 项正确；若基因型为AaRr 的
亲本自交，由于两对基因独立遗传，因此根据基因的自由组合定律，子代共有3×3＝
9(种)基因型，而Aa 自交子代表现型有3 种，Rr 自交子代表现型有2 种，但由于aa 表现为
无花瓣，故aaR_与aarr 的表现型相同，所以子代表现型共有5 种，B 项错误；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×＝，子代的所有植株中，纯
合子所占比例约为，C 项正确；若基因型为AaRr 与Aarr 的亲本杂交，则子代中红色花瓣
(A_Rr)的植株所占比例为×＝，D 项正确。
典例2.在家蚕遗传中，黑色(A)与淡赤色(a)是有关蚁蚕(刚孵化的蚕)体色的相对性状，黄
茧(B)与白茧(b)是有关茧色的相对性状，假设这两对相对性状自由组合，有三对亲本组合，
杂交后得到的数量比如下表，下列说法错误的是( )
组别
黑蚁黄茧
黑蚁白茧
淡赤蚁黄茧
淡赤蚁白茧
组合一
9
3
3
1
组合二
0
1
0
1
组合三
3
0
1
0
A.组合一亲本基因型一定是AaBb×AaBb
B．组合三亲本基因型可能是AaBB×AaBB
C．若组合一和组合三亲本杂交，子代表现型及比例与组合三的相同
D．组合二亲本基因型一定是Aabb×aabb
【答案】C
【解析】组合一的杂交后代比例为9∶3∶3∶1，所以亲本基因型一定为AaBb×AaBb；组合
二杂交后代只有白茧，且黑蚁与淡赤蚁比例为1∶1，所以亲本基因型一定为Aabb×aabb；
组合三杂交后代只有黄茧，且黑蚁与淡赤蚁比例为3∶1，所以亲本基因型为AaBB×AaBB
或AaBB×AaBb 或AaBB×Aabb；只有组合一中的基因型AaBb 和组合三中的基因型AaBB 杂交，
子代表现型及比例才与组合三的相同。
典例3.某种蝴蝶紫翅(Y)对黄翅(y)为显性，绿眼(G)对白眼(g)为显性，两对等位基因分别
位于两对同源染色体上，生物小组同学用紫翅绿眼和紫翅白眼的蝴蝶进行杂交，F1出现的
性状类型及比例如下图所示。下列说法错误的是( )
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A．F1中紫翅绿眼个体自交(基因型相同个体间的交配)，相应性状之比是15∶5∶3∶1
B．F1中紫翅白眼个体自交(基因型相同个体间的交配)，其中纯合子所占比例是2/3
C．F1中紫翅绿眼个体与黄翅白眼个体交配，则后代相应的性状之比是4∶2∶1∶1
D．F1中紫翅白眼个体自由交配，其后代纯合子所占比例是5/9
【答案】C
【解析】紫翅绿眼和紫翅白眼的基因型通式分别为Y_G_和Y_gg，二者杂交所得F1中紫翅∶
黄翅＝3∶1，则这两个亲本的基因型为Yy×Yy，绿眼∶白眼＝1∶1，属于测交，说明亲本
中绿眼的基因型为Gg。则这两个亲本的基因型为YyGg×Yygg。F1中紫翅绿眼的基因型及比
例为YYGg∶YyGg＝1∶2，则1/3YY 和2/3Yy 自交子代中紫翅∶黄翅＝5∶1，Gg 自交子代中
绿眼∶白眼＝3∶1，则子代(紫翅∶黄翅)×(绿眼∶白眼)＝(5∶1)×(3∶1)→紫翅绿眼
(Y_G_)∶紫翅白眼(Y_gg)∶黄翅绿眼(yyG_)∶黄翅白眼(yygg)＝15∶5∶3∶1，A 正确；F1
紫翅白眼个体的基因型及比例为YYgg∶Yygg＝1∶2，则自交子代纯合子所占比例为1/3＋
2/3×1/2＝2/3，B 正确；F1紫翅绿眼和黄翅白眼的基因型分别为Y_Gg 和yygg，用逐对分
析法计算：Y_×yy 所得子代中表现型和比例为紫翅∶黄翅＝2∶1；Gg×gg→绿眼∶白眼＝
1∶1，则F2的性状分离比为(2∶1)×(1∶1)＝2∶2∶1∶1，C 错误；F1紫翅白眼基因型及
比例为Yygg∶YYgg＝2∶1，则紫翅白眼个体中Y 和y 的基因频率分别为2/3 和1/3，自由
交配，其后代纯合子所占比例为2/3×2/3＋1/3×1/3＝5/9，D 正确。
典例4.在普通的棉花中导入能控制合成毒素蛋白的B、D 基因。已知棉花短纤维由基因A 控
制，现有一基因型为AaBD 的短纤维抗虫棉植株(减数分裂时不发生交叉互换，也不考虑致
死现象)自交，子代表现型及比例为短纤维抗虫∶短纤维不抗虫∶长纤维抗虫＝2∶1∶1，
则导入的B、D 基因位于( )
A．均在1 号染色体上 B．均在2 号染色体上
C．均在3 号染色体上 D．B 基因在2 号染色体上，D 基因在1 号染色体上
【答案】B
【解析】如果B、D 基因均在1 号染色体上，AaBD 生成配子类型及比例为ABD∶a＝1∶1，
自交子代的基因型及比例为AABBDD∶AaBD∶aa＝1∶2∶1，表现型及比例为长纤维不抗虫
植株∶短纤维抗虫植株＝1∶3，A 错误。如果B、D 基因均在2 号染色体上，AaBD 生成配子
类型及比例为aBD∶A＝1∶1，自交子代的基因型及比例为aaBBDD∶AaBD∶AA＝1∶2∶1，
表现型及比例为短纤维抗虫植株∶短纤维不抗虫植株∶长纤维抗虫植株＝2∶1∶1，B 正确。
如果B、D 基因均在3 号染色体上，AaBD 生成配子类型及比例为ABD∶A∶a∶aBD＝
1∶
1∶
1∶
1
，
自
交
子
代
的
基
因
型
及
比
例
为
AABBDD∶
AABD∶
AaBD∶
AaBBDD∶
AA∶
Aa∶
aa∶
aaBD∶
aaBBDD
＝
1∶2∶4∶2∶1∶2∶1∶2∶1，有4 种表现型，C 错误。如果B 基因在2 号染色体上，D 基
因在1 号染色体上，AaBD 生成配子类型及比例为AD∶aB＝1∶1，自交子代的基因型及比例
为AADD(短纤维不抗虫植株)∶AaBD(短纤维抗虫植株)∶aaBB(长纤维不抗虫植株)＝
11
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1∶2∶1，D 错误。
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随非同源染色体的自由组合而组
合，而“非等位基因”是指不在同源染色体相同位置上的不同基因，同源染色体上及同一
条染色体上都有“非等位基因”。这里的“基因自由组合”发生在配子形成（减Ⅰ后期）
过程中，不是发生在受精作用过程中。
1.(2020·山东潍坊联考)水稻存在雄性不育基因：其中R(雄性可育)对r(雄性不育)为显性，
是存在于细胞核中的一对等位基因；N(雄性可育)与S(雄性不育)是存在于细胞质中的基因；
只有细胞质和细胞核中均为雄性不育基因时，个体才表现为雄性不育。下列有关叙述正确
的是( )
A．R、r 和N、S 的遗传遵循基因的自由组合定律
B．水稻种群中雄性可育植株共有6 种基因型
C．母本S(rr)与父本N(rr)的杂交后代均为雄性不育
D．母本S(rr)与父本N(Rr)的杂交后代均为雄性可育
【答案】C
【解析】 遗传定律适用于真核生物的细胞核基因的遗传，细胞质中基因的遗传不遵循分
离定律或自由组合定律，A 错误；由题干分析可知，只有S(rr)表现雄性不育，其他均为可
育，即水稻种群中雄性可育植株共有5 种基因型，B 错误；细胞质遗传的特点是所产生的
后代细胞质基因均来自母本，而细胞核基因的遗传遵循基因的分离定律，因此母本S(rr)
与父本N(rr)的杂交，后代细胞质基因为S，细胞核基因为rr，即产生的后代均为雄性不
育，C 正确；母本S(rr)与父本N(Rr)的杂交后代的基因型为S(Rr)、S(rr)，即后代一半雄
性可育，一半雄性不育，D 错误。
2.(2022·吉林松原市高三模拟)果蝇的体色受等位基因A/a，B/b 控制，基因A 与B 同时存
在时表现为黑身，有基因A 没有基因B 时表现为灰身，其他表现为白身。现有杂交实验如
下，下列有关分析不正确的是( )
A．基因A/a、B/b 的遗传遵循自由组合定律
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B．亲本果蝇的基因型为aaXBXB和AAXbY
C．F2黑身果蝇随机交配，子代中黑身果蝇占7/9
D．F2白身果蝇随机交配，子代果蝇不全表现为白身
【答案】D
【解析】F2 的表型及比例为黑身∶灰身∶白身＝(6＋3)∶3∶(2＋2)＝9∶3∶4，是
9∶3∶3∶1 的变式，且与性别有关，说明这两对等位基因位于两对同源染色体上，其中有
一对位于X 染色体上，基因A/a、B/b 的遗传遵循自由组合定律，A 正确；若基因B 与b 位
于X 染色体上，则aaXBXB×AAXbY→F1 全表现为黑身→F2 表型之比为9∶3∶4；若基因A
与a 位于X 染色体上，则bbXAY×BBXaXa→F1 为BbXAXa、BbXaY，不全表现为黑身，所以亲
本果蝇的基因型为aaXBXB 和AAXbY，B 正确；F2 中黑身果蝇的基因型有A_XBX－、A_XBY，
随机交配所得后代中，A_占8/9，XBX－和XBY 占7/8，因此黑身果蝇占7/9，C 正确。
3.(2019·全国Ⅱ，32)某种甘蓝的叶色有绿色和紫色。已知叶色受2 对独立遗传的基因
A/a 和B/b 控制，只含隐性基因的个体表现隐性性状，其他基因型的个体均表现显性性状。
某小组用绿叶甘蓝和紫叶甘蓝进行了一系列实验。
实验①：让绿叶甘蓝(甲)的植株进行自交，子代都是绿叶。
实验②：让甲植株与紫叶甘蓝(乙)植株杂交，子代个体中绿叶∶紫叶＝1∶3。
回答下列问题：
(1)甘蓝叶色中隐性性状是________，实验①中甲植株的基因型为________。
(2)实验②中乙植株的基因型为____________，子代中有________种基因型。
(3)用另一紫叶甘蓝(丙)植株与甲植株杂交，若杂交子代中紫叶和绿叶的分离比为1∶1，
则丙植株所有可能的基因型是________________；若杂交子代均为紫叶，则丙植株所有可
能的基因型是______________________________________________________；若杂交子代
均为紫叶，且让该子代自交，自交子代中紫叶与绿叶的分离比为15∶1，则丙植株的基因
型为________。
【答案】 (1)绿色 aabb (2)AaBb 4 (3)Aabb、aaBb AABB、AAbb、aaBB、AaBB、
AABb AABB
【解析】(1)(2)根据题干信息可知，甘蓝叶色受2 对独立遗传的基因A/a 和B/b 控制，只
含隐性基因的个体表现为隐性性状，其他基因型的个体均表现为显性性状。由于绿叶甘蓝
(甲)植株的自交后代都表现为绿叶，且绿叶甘蓝(甲)和紫叶甘蓝(乙)的杂交后代中绿叶∶
紫叶＝1∶3，可推知甲植株的基因型为aabb，乙植株的基因型为AaBb。实验②中
aabb(甲)×AaBb(乙)→Aabb(紫叶)、AaBb(紫叶)、aaBb(紫叶)、aabb(绿叶)，故实验②中
子代有4 种基因型。(3)紫叶甘蓝(丙)的可能基因型为AABB、AABb、AAbb、AaBb、AaBB、
Aabb、aaBB、aaBb，根据甲植株与丙植株杂交子代中紫叶和绿叶的分离比为1∶1，可推知
丙植株所有可能的基因型是Aabb、aaBb；若杂交子代均为紫色，则丙植株所有可能的基因
型是AABB、AAbb、aaBB、AaBB、AABb；若杂交子代均为紫叶，且让该子代自交，自交子代
中紫叶与绿叶的分离比为15∶1，则杂交子代基因型均为AaBb，进而推知丙植株基因型为
AABB。
4.(2020·山东，23)玉米是雌雄同株异花植物，利用玉米纯合雌雄同株品系M 培育出雌株
突变品系，该突变品系的产生原因是2 号染色体上的基因Ts 突变为ts，Ts 对ts 为完全显
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性。将抗玉米螟的基因A 转入该雌株品系中获得甲、乙两株具有玉米螟抗性的植株，但由
于A 基因插入的位置不同，甲植株的株高表现正常，乙植株矮小。为研究A 基因的插入位
置及其产生的影响，进行了以下实验：
实验一：品系M(TsTs)×甲(Atsts)→F1中抗螟∶非抗螟约为1∶1
实验二：品系M(TsTs)×乙(Atsts)→F1中抗螟矮株∶非抗螟正常株高约为1∶1
(1) 实验一中作为母本的是________ ，实验二的F1 中非抗螟植株的性别表现为
________________(填“雌雄同株”“雌株”或“雌雄同株和雌株”)。
(2)选取实验一的F1抗螟植株自交，F2中抗螟雌雄同株∶抗螟雌株∶非抗螟雌雄同株约为
2∶1∶1。由此可知，甲中转入的A 基因与ts 基因________(填“是”或“不是”)位于同
一条染色体上，F2中抗螟雌株的基因型是________。若将F2中抗螟雌雄同株与抗螟雌株杂
交
，
子
代
的
表
现
型
及
比
例
为
_________________________________________________________。
(3)选取实验二的F1抗螟矮株自交，F2中抗螟矮株雌雄同株∶抗螟矮株雌株∶非抗螟正常株
高雌雄同株∶非抗螟正常株高雌株约为3∶1∶3∶1，由此可知，乙中转入的A 基因
________( 填“ 位于” 或“ 不位于” )2
号染色体上，理由是
____________________________
________________________________________________________________________。
F2中抗螟矮株所占比例低于预期值，说明A 基因除导致植株矮小外，还对F1的繁殖造成影
响，结合实验二的结果推断这一影响最可能是_____________________________________。
F2抗螟矮株中ts 基因的频率为________，为了保存抗螟矮株雌株用于研究，种植F2抗螟矮
株使其随机受粉，并仅在雌株上收获籽粒，籽粒种植后发育形成的植株中抗螟矮株雌株所
占的比例为________。
【答案】(1)甲 雌雄同株
(2)是 AAtsts 抗螟雌雄同株∶抗螟雌株＝1∶1
(3)不位于 抗螟性状与性别性状间是自由组合的，因此A 基因不位于Ts、ts 基因所在的2
号染色体上 含A 基因的雄配子不育 1/2 1/6
【解析】(1)据题中信息可知，品系M 为雌雄同株，甲基因型为Atsts，表现为雌株，因此
实验一中的母本只能是甲。实验二的F1中非抗螟正常株高植株中不含抗螟基因，且控制性
别的基因型是Tsts，性别应该是雌雄同株。(2)实验一中，若转入的A 基因与ts 基因位于
一条染色体上，则甲植株的基因型可表示为
，品系M 的基因型是
，则F1抗
螟植株的基因型是
，F1抗螟植株自交所得F2中抗螟雌雄同株∶抗螟雌株∶非抗螟
雌雄同株约为2∶1∶1，因此甲转入的A 基因与ts 基因是位于同一条染色体上的。F2中抗
螟雌株的基因型是AAtsts，抗螟雌雄同株的基因型是ATsts(A 和ts 位于同一条染色体上)，
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二者杂交，子代表现型及比例是抗螟雌雄同株∶抗螟雌株＝1∶1。(3)实验二的F1抗螟矮
株自交，F2中出现了抗螟性状和性别之间的自由组合，推测插入的A 基因不位于2 号染色
体上，乙植株的基因型可表示为
，品系M 的基因型是
，为了做题方便，可
以把插入A 基因的染色体对应的同源染色体上标上等位基因a，这样F1中的抗螟矮株的基
因型是AaTsts，非抗螟正常株高的基因型是aaTsts。F1抗螟矮株(AaTsts)自交，按照自由
组合定律，后代表现型及比例应该是抗螟矮株雌雄同株(A_Ts_)∶抗螟矮株雌株(A_tsts)∶
非抗螟正常株高雌雄同株(aaTs_)∶非抗螟正常株高雌株(aatsts)＝9∶3∶3∶1，而事实上
上述比例出现异常的3∶1∶3∶1。据题中给出的A 基因可能对F1的繁殖造成影响，推测可
能是含A 基因的花粉致死，按照该推测分析：F1抗螟矮株(AaTsts)产生的4 种雌配子的基
因型及比例是ATs∶Ats∶aTs∶ats＝1∶1∶1∶1，产生的2 种雄配子的基因型及比例是
aTs∶ats＝1∶1，后代表现型及比例是抗螟矮株雌雄同株(AaTs_)∶抗螟矮株雌株
(Aatsts)∶非抗螟正常株高雌雄同株(aaTs_)∶非抗螟正常株高雌株(aatsts) ＝
3∶1∶3∶1，结果与题中事实吻合，说明含A 基因的雄配子不育。F2中抗螟矮株雌雄同株
的基因型有2 种，其比例为AaTsTs∶AaTsts＝1∶2，F2抗螟矮株雌株的基因型是Aatsts，
3 种基因型个体的比例是AaTsTs∶AaTsts∶Aatsts＝1∶2∶1，因此F2抗螟矮株中ts 基因
的频率是1/2。F2抗螟矮株雌雄同株有2 种基因型，其比例为AaTsTs∶AaTsts＝1∶2，F2
抗螟矮株雌株基因型是Aatsts，让F2抗螟矮株随机受粉，并仅在雌株上收获籽粒，事实上
就是抗螟矮株雌株(Aatsts)作母本(产生2 种配子：Ats∶ats＝1∶1)，抗螟矮株雌雄同株
(AaTsTs∶AaTsts＝1∶2)作父本进行杂交，父本产生雄配子的基因型是(含A 基因的雄配子
不育)aTs∶ats＝2∶1，因此后代中抗螟矮株雌株(Aatsts)所占的比例是1/2×1/3＝1/6。
5.(2019·江苏，32)杜洛克猪毛色受独立遗传的两对等位基因控制，毛色有红毛、棕毛和
白毛三种，对应的基因组成如表。请回答下列问题：
毛色
红毛
棕毛
白毛
基因组成
A_B_
A_bb、aaB_
aabb
(1)棕毛猪的基因型有________种。
(2)已知两头纯合的棕毛猪杂交得到的F1均表现为红毛，F1雌雄交配产生F2。
①该杂交实验的亲本基因型为___________________________________________________。
②F1测交，后代表现型及对应比例为____________________________________________。
③F2中纯合个体相互交配，能产生棕毛子代的基因型组合有________种(不考虑正反交)。
④F2的棕毛个体中纯合子的比例为________。F2中棕毛个体相互交配，子代白毛个体的比
例为________。
(3)若另一对染色体上有一对基因I、i，I 基因对A 和B 基因的表达都有抑制作用，i 基因
不抑制，如I_A_B_表现为白毛。基因型为IiAaBb 的个体雌雄交配，子代中红毛个体的比
例为________，白毛个体的比例为________。
【答案】(1)4 (2)①AAbb 和aaBB ②红毛∶棕毛∶白毛＝1∶2∶1 ③4 ④1/3 1/9
(3)9/64 49/64
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【解析】(1)结合表格分析，棕毛猪的基因型有AAbb、Aabb、aaBB、aaBb，共4 种。(2)①
亲本都为纯合棕毛猪，F1 均表现为红毛，则F1 的基因型为AaBb，亲本基因型为AAbb 和
aaBB。②据题干信息，控制猪毛色的两对等位基因独立遗传，则两对基因在遗传时遵循基
因的自由组合定律。F1(AaBb) 与aabb 进行测交，后代的基因型及比例为
AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb＝1∶1∶1∶1，表现型及比例为红毛∶棕毛∶白毛＝1∶2∶1。③
F1 雌雄交配产生F2，F2 的基因型有A_B_、A_bb、aaB_、aabb，其中纯合个体的基因型有
AABB、AAbb、aaBB、aabb，其中AAbb×aabb、aaBB×aabb、AAbb×AAbb、aaBB×aaBB，共
4 种组合能产生棕毛子代。④F2中棕毛个体的基因型为A_bb、aaB_，所占比例为6/16，纯
合棕毛个体所占比例为2/16，则F2的棕毛个体中纯合子的比例为1/3。F2中棕毛个体的基
因型及比例为AAbb∶Aabb∶aaBB∶aaBb＝1∶2∶1∶2，其中1/3Aabb(♀)×1/3aaBb(♂)、
1/3Aabb(♂)×1/3aaBb(♀)、1/3Aabb×1/3Aabb、1/3aaBb×1/3aaBb 组合后代可以出现白
毛，所占比例为1/3×1/3×1/2×1/2×2＋1/3×1/3×1/4＋1/3×1/3×1/4＝1/9。(3)据
题干信息，I、i 位于另一对同源染色体上，则I/i 与A/a、B/b 在遗传时也遵循自由组合定
律。基因型为IiAaBb 的雌雄个体交配，后代红毛个体的基因型应为iiA_B_，其所占比例
为1/4×9/16＝9/64，后代白毛个体的基因型为I_ _ _ _ _、iiaabb，其所占比例为3/4
＋1/4×1/16＝49/64。
6.(2020·全国Ⅱ，32)控制某种植物叶形、叶色和能否抗霜霉病3 个性状的基因分别用
A/a、B/b、D/d 表示，且位于3 对同源染色体上。现有表现型不同的4 种植株：板叶紫叶抗
病(甲)、板叶绿叶抗病(乙)、花叶绿叶感病(丙)和花叶紫叶感病(丁)。甲和丙杂交，子代
表现型均与甲相同；乙和丁杂交，子代出现个体数相近的8 种不同表现型。回答下列问题：
(1)根据甲和丙的杂交结果，可知这3 对相对性状的显性性状分别是____________________。
(2)根据甲和丙、乙和丁的杂交结果，可以推断甲、乙、丙和丁植株的基因型分别为
__________、____________、____________和____________。
(3)若丙和丁杂交，则子代的表现型为_____________________________________________
________________________。
(4)选择某一未知基因型的植株X 与乙进行杂交，统计子代个体性状。若发现叶形的分离比
为3∶1、叶色的分离比为1∶1、能否抗病性状的分离比为1∶1，则植株X 的基因型为
____________。
【答案】(1)板叶、紫叶、抗病
(2)AABBDD AabbDd aabbdd aaBbdd
(3)花叶绿叶感病、花叶紫叶感病
(4)AaBbdd
【解析】(1)因3 对基因分别位于3 对同源染色体上，故其遗传遵循基因的自由组合定律。
甲和丙中含3 对相对性状，因两者杂交子代表现型均与甲相同，故甲中的板叶、紫叶和抗
病都是显性性状。(2)由甲和丙杂交，子代表现型均与甲相同可知，甲的基因型为
AABBDD，丙的基因型为aabbdd。由乙和丁杂交，子代出现个体数相近的8 种不同表现型可
知，每对基因的组合情况均符合测交的特点，结合乙和丁的表现型，确定乙的基因型是
AabbDd，丁的基因型是aaBbdd。(3)若丙(aabbdd)和丁(aaBbdd)杂交，子代基因型为
aaBbdd、aabbdd，表现型为花叶紫叶感病和花叶绿叶感病。(4)未知基因型的植株X 与乙
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(AabbDd)杂交，若子代叶形的分离比为3∶1，则植株X 叶形的相关基因型是Aa；若子代叶
色的分离比为1∶1，则植株X 叶色的相关基因型是Bb；若子代能否抗病性状的分离比为
1∶1，则植株X 能否抗病的相关基因型是dd。故植株X 的基因型为AaBbdd。
7.(2022·辽宁阜新一中高三月考)某实验室保存有野生型和一些突变型果蝇。果蝇的部分
隐性突变基因及其在染色体上的位置如下图所示。回答下列问题。
(1)基因型为RuruXWXw的雌果蝇在产生卵细胞过程中，白眼基因与粗糙眼基因的遗传遵循
__________定律。
(2)已知果蝇的Y 染色体上含有sn 基因的等位基因，但不含w 基因的等位基因。让野生型
雌蝇与突变型雄蝇杂交，所得子代随机交配多代后，子代中与Sn、sn 有关的基因型有
______种；与W、w 有关的基因型有________种。
(3)果蝇的黑体是另一种隐性突变体，已知黑体基因不在2 号和4 号染色体，请利用黑体和
灰体雌雄果蝇(均为纯合体)为材料，设计实验判断黑体基因位于3 号染色体上还是X 染色
体上。简要写出实验思路及结果分析。
实验思路：__________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
结果分析：________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】(1)基因的自由组合 (2)5 5 (3)实验思路：将多对黑体雌性果蝇与灰体雄性果
蝇杂交，观察其后代的表型(或实验思路：用多对黑体果蝇和灰体果蝇进行正反交实验，观
察其后代的表型) 结果分析：若后代雄性全是黑体，雌性都是灰体，则黑体基因位于X 染
色体上；若后代无论雌雄都是灰体，则黑体基因位于3 号染色体上或结果分析：若正反交
结果一致，则黑体基因位于3 号染色体上；若正反交结果不一致，则黑体基因位于X 染色
体上
【解析】 (1)基因型为RuruXWXw 的雌果蝇在产生卵细胞过程中，由于白眼对应的W 基因
位于X 染色体上，粗糙眼的基因位于3 号染色体上，X 染色体、3 号染色体属于非同源染色
体，白眼基因与粗糙眼基因属于非同源染色体上的非等位基因，其遗传遵循基因自由组合
定律。
(2)已知果蝇的Y 染色体上含有sn 基因的等位基因，但不含w 基因的等位基因，则野生型
雌蝇基因型为XWSnXWSn，突变型雄果蝇基因型为XwsnYsn，让野生型雌蝇与突变型雄
蝇杂交，所得子代为XWSnXwsn、XWSnYsn。随机交配多代后，子代中与Sn、sn 有关的
基因型有XSnXSn、XSnXsn、XsnXsn、XSnYsn、XsnYsn5 种基因型；与W、w 有关的基
因型有XWXW、XWXw、XwXw、XWY、 XwY5 种基因型。(3)果蝇的黑体是另一种隐性
突变体，已知黑体基因不在2 号和4 号染色体，利用黑体和灰体雌雄果蝇为材料，设计实
验判断黑体基因位于3 号染色体上还是X 染色体上，可通过测交实验来验证，选用隐性性
状即黑体的雌果蝇与显性性状即灰体的雄果蝇进行杂交，实验思路为将黑体雌性果蝇与灰
体雄性果蝇杂交；观察其后代的表型结果分析：若后代雄性全是黑体，雌性都是灰体，则
黑体基因位于X 染色体上；若后代无论雌雄都是灰体，或灰体与黑体中都是雌雄各半，则
黑体基因位于3 号染色体上。
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