知识技能专项突破14 基因重组类型的判断与实验探究

目录

一、 两对基因连锁互换和自由组合判断 1

二、 三对基因连锁互换和自由组合判断 12

三、 基因重组和基因突变的判断 26

1. 两对基因连锁互换和自由组合判断

1.类型：两对等位基因控制的表现型相同的亲本杂交（或个体自交），后代出现了一定比例的性状分离。

2.示例：已知荷兰豆的种皮颜色和形状各受一对等位基因控制，将自然状态下的黄色圆粒荷兰豆和绿色皱粒荷兰豆杂交产生F1全为黄色圆粒，F1自交产生的F2出现了黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒和绿色皱粒四种表现型。

3.判断

（1）方法1：子代比例分析法

①过程：分析统计F2的表现型及其比例。

②判断：

Ⅰ：若F2上述性状分离比为9:3:3:1→自由组合型基因重组；

Ⅱ：若F2上述性状分离比不为9:3:3:1（如66:9:9:16）→交叉互换型基因重组。

（2）方法2：配子比例分析法

①过程：分析统计F1产生的配子及其比例。

②判断：

Ⅰ：若F1产生四种配子，比例为1:1:1:1→自由组合型基因重组；

Ⅱ：若F1产生四种配子，比例表现出两多两少（如4:1:1:4）→交叉互换型基因重组。

（3）方法3：双隐性概率分析法

①过程：分析统计F2的双隐性个体的概率。

②判断：

Ⅰ：若F2双隐性个体的概率=$\frac{1}{16}$→自由组合型基因重组；

Ⅱ：若F2双隐性个体的概率＞$\frac{1}{16}$→交叉互换型基因重组。

4.图解：

【典例1】 （2021·安徽淮北·一模）某植物的性别决定方式为 XY 型。 控制白花和红花性状的基因 A、a 位于常染色体 上，基因 B、b 控制有绒毛和无绒毛性状。 现有纯合的红花无绒毛、红花有绒毛、白花无绒毛 雌雄植株若干，某实验小组进行如下探究实验。 请回答下列问题：

（1）红花为突变性状，研究发现，某红花植株是一条常染色体 DNA 上插入了 5 对碱基所致， 则该红花性状为 ________（填“显性”或“隐性”）突变性状。

（2）该实验小组让雌性无绒毛植株与雄性有绒毛植株杂交，F₁全表现为无绒毛，F₁雌、雄植 株相互杂交，F₂中无绒毛植株与有绒毛植株的比例为 3 ∶1。 不考虑性染色体同源区段。 ①___________ （填“能”或“不能”）确定基因 B、b 位于常染色体上还是 X 染色体上。 原因是____________________________ 。 ②若 要确定基因 B、b 位于常染色体上还是 X 染色体上，可以再直接统计 _____________________。

（3）若基因 B、b 位于常染色体上，在满足（1） （2）的基础上。 现欲确定基因 B、b 与 A、a 是 否位于非同源染色体上。

实验思路：让纯合的红花有绒毛和纯合的白花无绒毛雌雄植株相互交配，得到 F₁ ，F₁随 机传粉得 F₂ ，统计 F₂的表现型及比例，并记录。

实验结果及结论：

①当 F₂的表现型及比例为______________ ，则基 因 B、b 与 A、a 位于非同源染色体上；

②当 F₂的表现型及比例为 ________________， 则基因 A 和 b 位于一条染色体上、a 和 B 位于另一条同源染色体上。

【答案】显性 不能 不论基因B、b位于常染色体上还是X染色体上，F₂中无绒毛植株与有绒毛植株的比例都可能为3∶1 F₂中有绒毛个体的性别 红花无绒毛∶红花有绒毛∶白花无绒毛∶白花有绒毛=9∶3∶3∶1； 红花有绒毛∶红花无绒毛∶白花无绒毛=1∶2∶1

【分析】

1、根据后代判断基因型，特别是判断基因是否位于性染色体上的方法是：对后代雌雄性状分别进行分析，雌雄中性状分离比相同的，其基因位于常染色体上；雌雄中性状分离比不相同的，其基因位于性染色体上。

2、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自由组合是互不干扰的；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。

【详解】

（1）一条染色体上的基因发生突变后，植物的花色由白花变为红花，说明红花为显性性状。

（2）①由于雌性无绒毛植株与雄性有绒毛植株杂交，F₁全表现为无绒毛，所以无绒毛为显性；

如果Bb位于常染色体上，则亲本基因型是BB（无绒毛）和bb（有绒毛），F₁的基因型是Bb，相互杂交，F₂中无绒毛植株与有绒毛植株的比例为 3 ∶1；

如果Bb位于X染色体上，则亲本基因型是X^BX^B（无绒毛雌性）和X^bY，F₁基因型是X^BX^b和X^BY，雌性交配的结果是X^BX^B∶X^BX^b∶X^BY∶X^bY=1∶1∶1∶1，有绒毛∶无绒毛=3∶1；

不论基因B、b位于常染色体上还是X染色体上，F₂中无绒毛植株与有绒毛植株的比例都可能为3∶1，所以不能确定Bb位于常染色体还是X染色体；

②若要确定基因B、b位于常染色体上还是X染色体上，可以再直接统计F₂中有绒毛个体的性别，若有明显的性别差别，则说明基因B、b位于X染色体上。

（3）Aa和Bb都位于常染色体上，如果不位于一条染色体上，则两对基因遵循自由组合定律，否则不遵循；

①纯合的红花有绒毛（AAbb）和纯合的白花无绒毛（aaBB）杂交，F₁全为AaBb，如果基因 B、b 与 A、a 位于非同源染色体上，则F₂中红花无绒毛∶红花有绒毛∶白花无绒毛∶白花有绒毛=9∶3∶3∶1；

②如果基因 B、b 与 A、a 位于一对同源染色体上，则F₁可以产生Ab和aB的两种配子，比例相等，因此随机结合后，AAbb∶AaBb∶aaBB=1∶2∶1，红花有绒毛∶红花无绒毛∶白花无绒毛=1∶2∶1。

【点睛】![](media/image3

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本题考查基因自由组合定律和伴性遗传的应用的知识点，要求学生掌握基因自由组合定律的实质和应用，理解伴性遗传的特点和应用，掌握判断基因位置的实验设计方法。

基因连锁互换相关问题

1.实质：

（1）连锁：位于同源染色体上的非等位基因随着同一条染色体一起遗传给子代，表现出连锁遗传的现象。

（2）互换：在四分体时期，联会的同源染色体往往发生非姐妹染色单体之间的交叉互换，使位于同源染色体上的非等位基因发生重新组合，产生新的配子。

2.连锁基因的交换值：也称交换频率或重组率

交换值（%）=$\frac{测交后代中的重组型个体数}{测交后代个体总数}$×100%=$\frac{F1产生互换型配子}{总配子数}$×100%（050%）

3.连锁基因间的交换值是相对稳定而且有规律的：

（1）两个连锁基因相距越远，发生交换的频率就越高；

（2）两个连锁基因相距越近，发生交换的频率就越低。

1．（2022·全国·高三专题练习）交叉互换是减数分裂过程中常出现的现象，A、B两基因交换的3种模式图如下。据图分析，下列叙述正确的是（ ）

A．交叉互换一定可以产生新的基因型

B．甲、乙和丙的交换都会产生新的重组类型配子aB

C．甲、乙和丙的交换都发生在减数第一次分裂前期

D．甲、乙和丙的交换都能导致新物种的产生

【答案】C

【分析】

交叉互换发生于减数第一次分裂前期，即同源染色体联会时同源染色体中的非姐妹染色单体之间发生部分片段的交换。新物种产生的标志是出现生殖隔离。

【详解】

A、据图可知，乙图中A和B基因间发生了两次交换，不会产生Ab配子和aB配子，A错误；

B、乙图中A和B基因间发生了两次交换，不会产生Ab配子和aB配子，B错误；

C、甲、乙和丙属于交叉互换，都发生在减数第一次分裂前期的四分体时期，C正确；

D、甲、乙和丙发生的交叉互换，可以产生新的基因型，但不会导致新物种的产生，新物种产生的标志是出现生殖隔离，D错误。

故选C。

2．（2021·云南师大附中模拟预测）果蝇眼色的野生型与突变型是一对相对性状，由一对等位基因控制。研究人员做了相关杂交实验，结果如下表所示。

杂交后代	实验：♂野生型×♀突变型
	野生型	突变型
F1	250♂、250♀	0
F2	150♂、150♀	50♂、50♀

回答下列问题：

（1）根据杂交实验结果可知，控制该对相对性状的基因位于________染色体上，且_____为隐性性状。若用F₂中野生型果蝇随机交配，子代中突变型果蝇的概率是__________。

（2）突变型基因表达的蛋白质相对分子质量明显小于野生型基因表达的蛋白质，推测出现此现象的原因是蛋白质合成_____________。

（3）研究发现，果蝇的黑身对灰身为显性，且控制体色和眼色的这两对等位基因都位于II号染色体上。现用纯合灰身野生型眼果蝇与黑身突变型眼果蝇杂交得到F₁，F₁测交得到F₂， F₂中出现了4种表现型，其中灰身突变型眼和黑身野生型眼的比例相同，说明测交时F₁产生了______种配子，其原因是F₁减数分裂时发生了_________，导致控制体色和眼色的基因发生了基因重组。

【答案】常 突变型 1/9 提前终止 4 交叉互换

【分析】

根据表格信息可知，野生型雄性与突变型雌性杂交，子一代均表现为野生型，据此可判断眼色这一性状中，野生型为显性，子二代中野生型与突变型之比为3∶1，且雌雄个体表现一致，说明控制眼色的基因位于常染色体上，其遗传遵循基因的分离定律。

【详解】

（1）根据分析可知，控制该对相对性状的基因位于常染色体上，且突变型为隐性性状。F₁果蝇均为杂合子，F₂野生型果蝇基因型为1/3AA、2/3Aa，随机交配的子代中突变型果蝇的概率是。

（2）突变型基因表达的蛋白质相对分子质量明显小于野生型基因表达的蛋白质，推测出现此现象的原因是基因突变导致mRNA中提前出现终止密码，导致蛋白质合成提前终止。

（3）果蝇的黑身对灰身为显性，且控制体色和眼色的这两对等位基因都位于II号染色体上，则两对基因的遗传遵循连锁与互换定律。用纯合灰身野生型眼果蝇与黑身突变型眼果蝇杂交得到F₁，F₁测交得到F₂， F₂ 中出现了4种表现型，其中灰身突变型眼和黑身野生型眼的比例相同，说明不同性状之间发生了重新组合，测交后代的表现型及比例反映了F₁产生的配子种类及比例，说明测交时F₁产生了4种配子，其原因是F₁减数分裂时发生了交叉互换，导致控制体色和眼色的基因发生了基因重组。

【点睛】

测交时，隐性纯合子产生的配子只含有隐性基因，不会掩盖另一亲本产生的配子，所以测交后代的表现型及比例反映了被测个体产生的配子种类及比例。

3．（2021·天津北辰·一模）果蝇的性别决定方式为XY型，其小翅和大翅受一对等位基因（A/a）控制；果蝇羽化的昼夜节律由野生型昼夜节律基因per（正常节律，羽化节律周期为24h）及其三个等位基因per^s（羽化节律周期为19h）、per^L（羽化节律周期为29h）、per^oL（无节律）控制。研究者做了如下杂交实验（已知节律基因与A、a均不在Y染色体上）。请回答下列问题：

（1）野生型Per基因突变成per^s、per<

sup>L、per^oL这三个等位基因的过程中可能发生了碱基对的增添、缺失或替换，而引起________发生改变，这三个等位基因的产生体现了基因突变具有___________的特点。

（2）由上述杂交实验结果可判断无节律对正常节律为___________（填“显性”或“隐性”）性状。纯合per^s突变体果蝇与纯合野生型果蝇进行正交和反交，F₁果蝇的羽化节律周期一定相同的是__________（填“雄蝇”或“雌蝇”）。

（3）控制果蝇翅的大小、羽化的昼夜节律这两对相对性状的基因__________（填“遵循”、“不遵循”或“不一定遵循”）遗传的自由组合定律，判断的依据是____________________。

【答案】基因结构 不定向性 隐性 雌蝇 不一定遵循 控制果蝇翅大小的基因，不论在常染色体还是在X染色体上，都会出现上述杂交结果

【分析】

分析题文描述和题图信息：将大翅无节律的雌果蝇与小翅正常节律的雄果蝇进行杂交，在所得F₁中，雌果蝇与雄果蝇中的大翅∶小翅均为1∶1，说明控制该对相对性状的基因A和 a位于常染色体上或位于X染色体上。F₁中雌果蝇的表现型与雄性亲本相同，均为正常节律，而雄果蝇的表现型与雌性亲本相同，均为无节律，表现型与性别有关，说明相关的基因位于X染色体上，正常节律对无节律为显性。

【详解】

（1）基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变。据此可推知：野生型Per基因突变成per^s、per^L、per^oL这三个等位基因的过程中可能发生了碱基对的增添、缺失或替换，而引起基因结构发生改变。这三个等位基因的产生体现了基因突变具有不定向性的特点。

（2）仅研究果蝇羽化的昼夜节律：将无节律的雌果蝇与正常节律的雄果蝇进行杂交，在所得F₁中，雌果蝇的表现型与雄性亲本相同，均为正常节律，雄果蝇的表现型与雌性亲本相同，均为无节律，表现型与性别有关，说明控制该对性状的基因位于X染色体上。F₁雌果蝇具有亲代雌果蝇的无节律基因和亲代雄果蝇的正常节律基因，表现为正常节律，说明正常节律对无节律为显性性状。设纯合per^s突变体果蝇（X^sX^s）与纯合野生型果蝇（X^perY）的杂交为正交，F₁基因型为X^perX^s（正常节律雌）、X^sY（per^s突变体雄）；反交为纯合per^s突变体果蝇（X^sY）与纯合野生型果蝇（X^perX^per），F₁基因型为X^perX^s（正常节律雌）、X^perY（正常节律雄）。可见，纯合per^s突变体果蝇与纯合野生型果蝇进行正交和反交，F₁果蝇的羽化节律周期一定相同的是雌果蝇。

（3）仅研究果蝇翅的大小：将大翅的雌果蝇与小翅的雄果蝇进行杂交，在所得F₁中，雌果蝇与雄果蝇中的大翅∶小翅均为1∶1，说明控制该对相对性状的基因A和 a位于常染色体上或位于X染色体上，双亲的杂交组合为Aa×aa或X^AX^a×X^aY。结合对（2）的分析可知：控制果蝇羽化的昼夜节律的基因位于X染色体上。可见，控制果蝇翅的大小、羽化的昼夜节律这两对相对性状的基因不一定遵循遗传的自由组合定律，因为控制果蝇翅大小的基因，不论在常染色体还是在X染色体上，都会出现上述杂交结果。

【点睛】

本题考查学生对基因突变的概念及其特点、基因的自由组合定律、伴性遗传等相关知识的识记和理解能力，以及具有对一些生物学问题进行解释、分析和处理的能力。

4．（2021·山东·模拟预测）水稻（2n=24）是人类重要的粮食作物之一，水稻的栽培起源于中国。某些水稻品种存在着彩色基因，我国水稻育种专家采用传统育种方式与花药培养等技术手段相结合，选育出目标性状稳定的彩色水稻新品种。彩色水稻的叶色和穗色，除了野生型绿叶和绿穗以外，还具有其他颜色。种植过程施用生物农药和绿色肥料，除能观赏外，产出的稻米还可以食用，具有很高的研究和利用价值。让两种纯合的彩色水稻杂交得F₁，F₁自交得F₂，F₂植株的性状表现及数量如表所示。回答下列问题：

性状	绿叶绿穗	绿叶白穗	黄叶绿穗
株数	221	80	19

（1）两对相对性状中的显性性状分别是________。控制叶色和控制穗色的基因之间_____________（填“遵循”或“不遵循”）自由组合定律，判断的依据是______________。

（2）F₂植株中绿叶的基因型有________种。

（3）科研人员在研究中获得了紫穗植株突变体，已知紫穗性状由一对隐性突变的等位基因控制。研究人员利用相关技术，对彩色水稻的穗色进行基因定位。

①单体（2n1）可用于对基因的染色体定位。以野生型绿穗植株为材料，人工构建水稻的单体系（绿穗）中应有_________种单体。将紫穗突变体与该水稻单体系中的全部单体分别杂交，留种并单独隔离种植，当子代出现表现型及比例为__________时，可将紫穗基因定位于_______________________。

②三体（2n+1）也可以用于基因定位。请设计实验，利用该水稻穗色纯合的野生型三体系植株对紫穗基因进行定位。

实验思路：_________________________________________________________。

结果分析：当_______________________________时，可对紫穗基因进行染色体定位。

【答案】绿叶、绿穗 不遵循 F₂中绿叶∶黄叶为15∶1，绿穗∶白穗为3∶1，如果控制两种性状的基因之间遵循自由组合定律，F₂性状分离比应为绿叶绿穗∶绿叶白穗∶黄叶绿穗∶黄叶白穗=45∶15∶3∶1，与实际不符 8 12 绿穗∶紫穗约为1∶1 该单体所缺少的染色体上 方法一：将紫穗突变体与三体系中的全部三体植株分别杂交，留种并单独隔离种植F₁，F₁自交，收集种子F₂并单独隔离种植，观察F₂的表现型及比例方法二：将紫穗突变体与三体系中的全部三体植株分别杂交，留种并种植F₁，使其随机受粉，收集种子F₂并单独隔离种植，观察F₂的表现型及比例 F₂出现绿穗∶紫穗约为31∶5 F₂出现绿穗∶紫穗约为8∶1

【分析】

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自由组合是互不干扰的；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。

【详解】

（1）分析表格数据可知，让两种纯合的彩色水稻杂交得F₁，F₁自交得F₂，单独分析F₂每一对性状，绿叶∶黄叶≈15∶1，可知控制水稻叶色的基因有2对，遵循自由组合定律，且绿叶是显性；绿穗∶白穗=（221+19）∶80=3∶1，绿穗是显性，遵循分离定律，如果控制两种性状的基因之间遵循自由组合定律，F₂性状分离比应为绿叶绿穗∶绿叶白穗∶黄叶绿穗∶黄叶白穗=45∶15∶3∶1，与实际结果不相符。

（2）由于F₂中绿叶和黄叶个体比例为15∶1，为9∶3∶3∶1的变式，F₂中共有9种基因型，除黄叶外，其他基因型个体均表现为绿叶，故绿叶植株的基因型有8种。![](me

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（3）①假设控制穗色的相关基因用R、r表示。水稻是二倍体，共有24条染色体，12对同源染色体，每次只需缺一对同源染色体中的任意一条，共需构建12种单体。若单体缺少的染色体上含有相应的基因，则其基因型为R0（0表示缺少相应的基因），那么紫穗（rr）与野生型绿穗单体（R0）杂交，F₁的表现型及比例为绿穗（Rr）∶紫穗（r0)约为1∶1。

②方法一：将紫穗突变体与三体系中的全部三体植株分别杂交，留种并单独隔离种植F₁，F₁自交，收集种子F₂并单独隔离种植，观察F₂的表现型及比例。紫穗为rr，三体绿穗纯合植株为RRR，F1的基因型为1/2Rr、1/2RRr；1/2Rr自交所得F₂中紫穗（rr）占1/2×1/4＝1/8；RRr产生的配子及比例为 1/6RR、1/6r、1/3Rr、1/3R，所以RRr自交所得F2中紫穗（rr）占1/2×1/6×1/6＝1/72；综上分析：在F₂中，紫穗植株占1/8＋1/72＝5/36，绿穗植株占15/36=31/36，即F2的表现型及比例为绿穗∶紫穗＝31∶5。方法二中，F₁的基因型为1/2Rr、1/2RRr，F₁产生r配子的概率是1/3，后代紫穗（rr）出现概率为1/9，绿穗即为8/9，F₂绿穗∶紫穗约为8∶1。

【点睛】

本题考查基因分离定律的实质及应用、育种等知识，要求考生识记基因分离定律的实质，掌握杂交育种的原理及方法，能结合染色体数目变异的相关知识答题，有一定难度，解题关键是准确把握题干信息进而分析作答。

5．（2021·福建泉州·模拟预测）香豌豆花的颜色和花粉粒的形状分别由基因A、a和B、b控制。有学者在研究香豌豆花的颜色和花粉粒的形状遗传时，做了以下实验：

P	紫花长花粉×红花圆花粉
F1	全为紫花长花粉
F2	紫花长花粉6936、紫花圆花粉564、红花长花粉564、红花圆花粉1936

据实验结果分析回答：

（1）基因A、a和B、b各自都_____（填“遵循”或“不遵循”）基因的分离定律。

（2）F₁全为紫花，F₂中既有紫花也有红花，这种现象在遗传学上称为_____。产生这种现象的根本原因是_____。

（3）有同学针对上述实验结果提出假说：

①控制上述性状的两对等位基因位于1对同源染色体上；

②F₁减数分裂时部分初级精母细胞及初级卵母细胞发生了_____，导致产生的雌雄配子的比例都是AB：Ab：aB：ab=22：3：3：22；

③雌雄配子随机结合。

从以上实验选择材料，设计一个简单的实验对该假说进行验证，并预期实验结果。

实验设计：_____。

预期结果：_____。

【答案】遵循 性状分离 等位基因的分离 交叉互换 让F₁与红花圆花粉植株进行正反交 正反交产生的子代中，紫花长花粉：紫花圆花粉：红花长花粉：红花圆花粉=22：3：3：22

【分析】

1、根据“紫花长花粉与红花圆花粉杂交，F₁全为紫花长花粉”，可判断紫花、长花粉为显性性状。F₁自交，所得F₂植株中紫花长花粉,、紫花圆花粉、红花长花粉、红花圆花粉的比例不符合9：3：3：1，说明两对基因不遵循自由组合定律，即两对基因应位于一对同源染色体上。2、测交：用F₁与隐性纯合子杂交，可以检测F₁产生的配子种类及比例。

【详解】

（1）由F₂中紫花：红花=（6936+564）：（564+1936）=3:1，F₂中长花粉：圆花粉=（6936+564）：（564+1936）=3:1，说明基因A、a和B、b各自都遵循基因的分离定律。

（2）F₁全为紫花，F₂中既有紫花也有红花，在遗传学上，这种在杂种后代中出现不同性状的现象，称为性状分离。产生这种现象的根本原因是F₁产生配子时，等位基因随同源染色体的分开而分离。

（3）①F₂中紫花长花粉：紫花圆花粉：红花长花粉：红花圆花粉不等于9：3：3：1，有同学据此提出A、a和B、b位于1对同源染色体上的假说。

②F₁在减数分裂产生配子时，位于一对同源染色体上的非等位基因，由于同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换而重新组合，产生4种基因型的雌雄配子，雌雄配子的比例都是AB：Ab：aB：ab=22：3：3：22；受精作用时雌雄配子随机结合，从而产生这种结果。

针对上述假说，可设计测交实验进行验证，（测交后代的表现型种类及比例可反映待测个体产生配子的种类和比例），从而检测F₁产生的配子种类及比例。

实验设计：让F₁与红花圆花粉植株进行正反交，统计子代的表现型情况。F₁（AaBb）与红花圆花粉（aabb）测交，若F₁产生雌雄配子的比例都是AB：Ab：aB：ab=22：3：3：22；由于aabb只产生ab一种配子，故测交后代的基因型及比例为AaBb：Aabb：aaBb：aabb=22：3：3：22，表现型及其比例为紫花长花粉：紫花圆花粉：红花长花粉：红花圆花粉=22：3：3：22。故预期结果为：正反交产生的子代中，紫花长花粉：紫花圆花粉：红花长花粉：红花圆花粉=22：3：3：22。

【点睛】

解答本题的关键是根据杂交实验判断两对性状的显隐性关系，并能够根据子二代的性状分离比判断控制两对相对性状的基因是否位于一对同源染色体上，是否遵循基因的自由组合定律。

2. 三对基因连锁互换和自由组合判断

1.类型：三对等位基因控制的表现型相同的亲本杂交（或个体自交），后代出现了一定比例的性状分离。

2.示例：已知某自花授粉植物的株高、花色和叶形各由一对等位基因控制，现将高茎红花宽叶植株与矮茎白花窄叶植株杂交产生F1全为高茎红花宽叶，F1自交产生的F2出现了多种表现型。

3.判断

（1）方法1：子代比例分析法

①过程：分析统计F2的表现型及其比例。

②判断：

Ⅰ：若F2性状分离比为3:1→三对等位基因完全连锁且不发生交叉互换，遵循连锁规律；

Ⅱ：若F2出现了四种表现型，但比例≠9:3:3:1→三对等位基因完全连锁且某两对之间发生了交叉互换，遵循连锁互换规律；

Ⅲ：若F2出现了四种表现型，且性状分离比为9:3:3:1→三对等位基因其中两对连锁且不发生交叉互换、另一对独立遗传，遵循连锁和自由组合规律；

Ⅳ：若F2出现了八种表现型，但比例≠（3:1）³→三对等位基因其中两对连锁且发生了交叉互换、另一对独立遗传，遵循连锁互换和自由组合规律；

Ⅴ：若F2出现了八种表现型，且比例为（3:1）³→三对等位基因全部独立遗传，遵循自由组合规律。

（2）方法2：配子比例分析法

①过程：分析统计F1产生的配子及其比例。

②判断：

Ⅰ：若F1产生2种配子，比例为1：1→三对等位基因完全连锁且不发生交叉互换，遵循连锁规律；

Ⅱ：若F1产生4种配子，但比例≠1:1:1:1，呈现两多两少现象→三对等位基因完全连锁且某两对之间发生了交叉互换，遵循连锁互换规律；

Ⅲ：若F1产生4种配子，且性状分离比为1:1:1:1→三

对等位基因其中两对连锁且不发生交叉互换、另一对独立遗传，遵循连锁和自由组合规律；

Ⅳ：若F1产生8种配子，但比例≠（1:1）³，呈现四多四少现象→三对等位基因其中两对连锁且发生了交叉互换、另一对独立遗传，遵循连锁互换和自由组合规律；

Ⅴ：若F1产生4种配子，且比例为（1:1）³→三对等位基因全部独立遗传，遵循自由组合规律。

（3）方法3：三隐性概率分析法

①过程：分析统计F2的三隐性个体的概率。

②判断：

Ⅰ：若F2双隐性个体的概率=$\frac{1}{16}$→自由组合型基因重组；

Ⅱ：若F2双隐性个体的概率＞$\frac{1}{16}$→交叉互换型基因重组。

Ⅰ：若F2的三隐性个体的概率为=$\frac{1}{4}$→三对等位基因完全连锁且不发生交叉互换，遵循连锁规律；

Ⅱ：若F2的三隐性个体的概率在$\frac{1}{16}$~$\frac{1}{4}$之间→三对等位基因完全连锁且某两对之间发生了交叉互换，遵循连锁互换规律；

Ⅲ：若F2的三隐性个体的概率为$\frac{1}{16}$→三对等位基因其中两对连锁且不发生交叉互换、另一对独立遗传，遵循连锁和自由组合规律；

Ⅳ：若F2的三隐性个体的概率在$\frac{1}{64}$~$\frac{1}{16}$之间→三对等位基因其中两对连锁且发生了交叉互换、另一对独立遗传，遵循连锁互换和自由组合规律；

Ⅴ：若F2的三隐性个体的概率为$\frac{1}{64}$→三对等位基因全部独立遗传，遵循自由组合规律。

4.图解：

【典例2】（2021·湖南·雅礼中学高三月考）某禾本科植物的非糯性（A）对糯性（a）为显性，甜粒（D）对非甜粒（d）为显性，抗病（T）对不抗病（t）为显性，三对等位基因的位置分布未知。请回答下列问题：

（1）若以基因型为AaDdTt的植株为父本进行测交实验，则应选择基因型为______________的植株做母本，若三对等位基因独立遗传，则测交子代的表现型有_____种。

（2）已知非糯性花粉遇碘液变蓝，糯性花粉遇碘液变棕色，甜粒的花粉呈球形，非甜粒的花粉呈椭球形。若在显微镜下观察到AaDd的植株产生4种类型的花粉，且

比例为1∶1∶1∶1，则花粉出现这种比例的原因是______________________。

（3）若基因型为AaDdTt的植株产生配子的种类及比例为AtD∶aTD∶ATD∶atD∶

Atd∶aTd∶ATd∶atd=9∶9∶1∶1∶9∶9∶1∶1，请解释其产生的原因（不考虑突变和致死情况）。____________________________。

【答案】aaddtt 8 两对等位基因位于非同源染色体上，AaDd形成配子时，等位基因彼此分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合，形成4种配子，且比例为1∶1∶1∶1 A、t基因在同一条染色体上，a、T基因在对应的同源染色体上，D、d基因在另一对同源染色体上，部分细胞减数第一次分裂前期A与a（或T与t）基因所在的染色体片段发生了交叉互换

【分析】

孟德尔在做两对杂交实验的时候，发现F₂的分离比为9∶3∶3∶1，F₁在形成配子时，等位基因分离，非等位基因自由组合，产生四种不同的配子，进而雌雄配子结合得到F₂分离比9∶3∶3∶1。

【详解】

（1）测交实验是杂合子与隐性纯合子进行杂交，所以选择基因型为aaddtt的植物为母本。三对基因独立遗传，依据分离定律，Aa×aa→Aa、aa，Dd×dd→Dd、dd，Tt×tt→Tt、tt，每对基因遗传后代都有2种表现型，故表现型为2×2×2=8。

（2）两对等位基因位于非同源染色体上，AaDd形成配子时，等位基因彼此分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合，形成4种配子，且比例为1∶1∶1∶1。若两对等位基因位于一对同源染色体上，发生交叉互换才会出现四种配子，且比例不会是1∶1∶1∶1。

（3）若3对等位基因分别位于3对同源染色体上，则基因型为AaDdTt的植株产生配子的种类及比例应为AtD∶aTD∶ATD∶atD∶Atd∶aTd∶ATd∶atd=1∶1∶1∶1∶1∶1∶1∶1，而由题意可知AtD、aTD、Atd、aTd这4种配子较多，分析可知A和t连锁，a和T连锁，即A、t基因在同一条染色体上，a、T基因在对应的同源染色体上；D、d基因在另一对同源染色体上；AaDdTt植株产生的配子中也出现少数基因型为ATD、atD、ATd、atd的配子，说明部分细胞减数第一次分裂前期A与a（或T与t）基因所在的染色体片段发生了交叉互换。

【点睛】

自由组合定律及自由组合的变式应用是常见的考点，也是难点，学生应熟悉并归纳总结各种情况下的计算方法，学会用乘法原理解答此类题型（产生配子时同样可用）。

多对等位基因连锁互换和自由组合相关问题

当三对及三对以上的等位基因存在部分连锁互换、部分独立遗传时，要采用先分后合的方法，先分析连锁基因之间的连锁互换情况，接下来分析每一对独立遗传基因的分离情况，最后再将所有分析结果进行自由组合。

1．（2021·全国·高三专题练习）某基因型是AaBbDd的二倍体生物，精原细胞减数分裂时同源染色体变化示意图如图，叙述正确的是（ ）

A．三对等位基因的分离均发生在次级精母细胞中

B．该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子，且比例是1：1：1：1

C．三对等位基因在遗传遵循基因自由组合定律

D．图示染色单体的交换导致了染色体结构变异

【答案】B

【分析】

分析题图：图示表示四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换，这会导致基因重组。

【详解】

A、由图可知，基因b所在的片段发生了交叉互换，因此等位基因B和b的分离发生在初级精母细胞和次级精母细胞中，而等位基因A、a和D、d的分离只发生在初级精母细胞中，A错误；

B、若不发生交叉互换，该细胞将产生AbD和aBd两种精子，但由于基因b所在的片段发生过交叉互换，因此该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子，且比例是1：1：1：1，B正确；

C、三对等位基因位于同一对同源染色体上，它们之间的遗传不遵循基因自由组合定律，C错误；

D、图中同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生的交叉互换导致了基因重组，D错误。

故选B。

2．（2021·新疆乌鲁木齐·二模）某高等动物的基因型为AaBbCc，下图为该动物一个核

DNA分子中的三个基因A、B、C的分布情况，图中①、②为基因间无遗传效应的片段。有关叙述错误的是（ ）

A．三对基因可在减数分裂过程中发生基因重组

B．染色体结构变异有可能导致基因B、C的位置发生互换

C．仅考虑上述基因，该动物可产生数量相等的8种配子

D．基因A的碱基序列改变可能影响基因B、C的表达

【答案】C

【分析】

遗传变异包括可遗传变异和不可遗传变异。可遗传变异：遗传物质发生改变引起的变异（可遗传变异不一定能遗传，如：癌症）分为基因突变、基因重组和染色体变异；不可遗传变异：一般是由环境条件引起（环境若导致遗物质改变也可能遗传）。

【详解】

A、三对基因位于一对同源染色体上，在减数第一次分裂前期，同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换，会导致基因重组，A正确；

B、染色体结构变异，发生倒位，会导致BC的位置互换，B正确；

C、形成配子时如果不发生交叉互换，只能产生数量相等的2种配子，C错误；

D、基因之间的作用可能会相互影响，因此基因A的碱基序列改变可能影响基因B、C的表达，D正确。

故选C。

3．（2021·福建漳州·三模）基因型为AaBbDd的精原细胞（2n=4），经过减数分裂，产生4种不同的精细胞，如图所示。下列相关叙述正确的是

A．①可能是发生了染色体片段颠倒位置

B．②可能是发生了基因突变，也可能是非同源染色体的交叉互换

C．③是同源染色体没有分离，导致A和a等位基因没有分离

D．④是少了一条染色体，导致A和a等位基因的缺失

【答案】A

【分析】

分析题图可知：一个基因型为AaBbDd的精原细胞，经过减数分裂正常的精细胞应为AbD、aBd或Abd、aBD两种情况，①细胞基因型为aBD，②细胞基因型为abd，③基因型为AaBd，④基因型为bD，据此结合题图分析。

【详解】

A、①细胞基因型为aBD，且与精原细胞相比，a、B在染色体上的位置颠倒，故①可能是发生了染色体片段颠倒位置，A正确；

B、②细胞基因型为abd，且a所在位置的颜色与该染色体其他位置的颜色不同，故该细胞发生了交叉互换，发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间，B错误；

CD、③细胞为基因型为AaBd，④基因型为bD，分析题图可知应为d所在染色体移接了A所在染色体的部分片段所致，属于染色体结构的变异，C、D错误。

故选A。

【点睛】

解答此题需要（1）比较4个细胞与正常细胞之间的区别；（2）结合题图染色体与基因的位置关系综合分析。

4．（2022·黑龙江·哈师大附中月考）如图所示为四个精细胞，下列有关分析正确的是（　　）

A．①配子出现的原因是同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换

B．A、a与B、b两对等位基因在产生配子过程中，遵循自由组合定律

C．④配子出现的原因是非同源染色体片段易位

D．①②③④四个精细胞可能由同一个精原细胞产生

【答案】D

【分析】

精子的形成过程：精原细胞经过减数第一次分裂前的间期（染色体的复制）→初级精母细胞；初级精母细胞经过减数第一次分裂（前期：联会，同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换；中期：同源染色体成对的排列在赤道板上；后期：同源染色体分离，非同源染色体自由组合）→两种次级精母细胞；次级精母细胞经过减数第二次分裂过程（类似于有丝分裂）→精细胞；精细胞经过变形→精子。

【详解】

A、①号配子上b所在片段与d所在片段结合，说明发生了非同源染色体的片段易位，而不是非姐妹染色单体的交叉互换，A错误；

B、A、a、B、b基因位于同源染色体上，不遵循自由组合定律，B错误；

C、④配子中，A所在片段与B所在片段结合，说明发生了非姐妹染色单体的交叉互换，而不是非同源染色体片段的易位，C错误；

D、从图中基因及染色体的关系来看，Ab基因在同一条染色体上，aB基因在另一条与之同源的染色体上，而D，d基因位于另一对同源染色体上，①②③④可能来自同一个精原细胞，如图，D正确。

故选D。

5．（2022·广东肇庆·模拟预测）已知某自花传粉植物的红叶与绿叶，紫花与白花，高茎与矮茎三对相对性状，各由一对等位基因控制，但不知道每对性状的显隐性关系以及控制它们基因的位置关系。现选用红叶紫花矮茎的纯合品种做母本，绿叶白花高茎的纯合品种做父本，进行杂交实验结果F₁表现为红叶紫花高茎。请回答下列问题：

（1）欲探究这三对基因的位置关系，将F₁自交，收获并播种F₁植株所结的全部种子后，长出的全部植株_________（“是”、“不是”）都表现为红叶紫花高茎，为什么?__________________。

（2）若F₁自交实验结果是红叶紫花高茎植株所占比例为27/64，则这三对非等位基因分别位于三对非同源染色体上，判断的理由是__________________。

（3）题中两个纯合亲本杂交后代F₁群体中出现一株红叶紫花矮茎的植株甲，为了弄清植株甲出现矮茎的原因是基因突变造成的还是生长发育过程中环境中个别偶然因素影响造成的?请设计一个简便的实验予以探究________________。（要求：写出实验方案预期实验结果、得出实验结论）

【答案】不是 因为F₁中三对等位基因都是杂合了，自交后代会发生性状分离 每对基因都遵循基因分离定律，自交后代显性性状个体所占比例为3/4，只有三对基因自由组合才会出现红花紫叶高茎所占比例为27/64 让植株甲自交，观察其子代植株茎的高矮。若其后代全为矮茎，则植株甲出现矮茎的原因是由基因突变造成的；若其后代出现高茎和矮茎的性状分离，且分离比接近3：1，则植株甲出现矮茎的原因是环境因素造成的

【分析】

根据题意，红叶紫花矮茎的纯合品种做母本，绿叶白花高茎的纯合品种做父本，杂交结果都表现为红叶紫花高茎，说明红叶、紫花、高茎为显性性状，F₁为杂合子，F₁自交后代会出现性状分离。假设三对相对性状受基因A/a，B/c，C/c控制，若三对等位基因分别位于三对同源染色体上，则三对基因符合自由组合定律，F₁基因型为AaBbCc，F_1</s

ub>自交后代中红叶紫花高茎植株（A_B_C_）比例=3/4×3/4×3/4=27/64；题中两个纯合亲本杂交后代F₁为AaBbCc，F₁群体中出现一株红叶紫花矮茎的植株甲，若出现矮茎的原因是基因突变，则F₁为AaBbcc；若是环境中个别偶然因素响造成，F₁为AaBbCc，可通过自交或测交方式观察子代表现型即可鉴别F₁基因型。

【详解】

（1）F₁植株所结的种子长出的植株为F₂，不是都表现为红叶紫花高茎，因为F₁中三对等位因都是杂合子，自交后代会发生性状分离。

（2）如果F₁自交结果是红叶紫花高茎植株所占比例为27/64，则这三对非等位基因分别位于三对非同源染色体上，理由是每对基因都遵循分离定律，自交后代显性性状个体所占比例为3/4，只有三对基因自由组合（或独立遗传）才会出现红花紫叶高茎所比例为27/64。

（3）生物的变异如果是由于环境条件引起的，则遗传物质没变，该个体自交后代仍然会发生性状分离，如果是基因突变造成的，则该个体为隐性纯合，自交后代仍然是矮茎，所以实验方案及结果是：让植株甲自交，通过观察其子代植株茎的高矮即可做出判断：若其后代全为矮茎，则植株中出现矮茎的原因是由基因突变造成的；若其后代出现高茎和矮茎的性状分离，且分离比接近3：1，则植株甲出现矮茎的原因是环境因素造成的。

【点睛】

本题考查基因自由组合定律，需明确基因独立遗传才能遵循自由组合定律，环境因素影响表现型但是不会改变基因型。

6．（2022·福建福州质检）玉米果穗的三对相对性状，紫冠/白冠、非糯/糯性、非甜/甜,分别受到三对等位基因控制，记作A(a)、B(b)、R(r)。以纯合紫冠非糯非甜玉米与白冠糯甜玉米进行杂交，不论正、反交，均得到紫冠、非糯、非甜的F₁代。将F₁自交获得F₂，得到结果如下：

紫冠、非糯、非甜	紫冠、糯、非甜	紫冠、非糯、甜	白冠、非糯、非甜	白冠、糯、非甜	白冠、非糯、甜
783	117	300	117	183	100

请根据实验结果判断:

（1）三对性状中，显性性状分别是 ____________________。

（2）上述三对等位基因中，位于同对同源染色体上的有____________________________（填写等位基因的符号）。

（3）统计发现，只考虑糯性和甜性这两对相对性状，表现型比例不符合9:3:3:1，解释原因：________________________________。

（4）市场上紫冠、糯、非甜玉米具有较好的售价，如何以F₂为材料，通过杂交育种获得能稳定遗传的品系____________________________。

【答案】紫冠、非糯、非甜 A(a)与B（b） 基因型为bbrr与基因型BBrr及Bbrr的个体都表现为非糯甜的性状，在子代中占比4/16 种植F₂中的紫冠、糯、非甜玉米，淘汰自交后代发生性状分离的株系，保留不发生性状分离的株系，即可获得稳定遗传的品系

【分析】

由图表可知：F₂代中，紫冠：白冠=（783+117+300）：（117+183+100）=3:1，非糯：糯=（783+300+117+100）：（117+183）=1300：300，非甜：甜=（783+117+117+183）：（300+100）=3:1。F₁代的基因型应该为：AaBbRr。

【详解】

（1）纯合紫冠非糯非甜玉米与白冠糯甜玉米进行杂交，后代全是紫冠、非糯、非甜，三对性状中的显性性状是：紫冠、非糯、非甜。

（2）若三对等位基因分别位于三对同源染色体上，则F2代中任意两对性状均为9:3:3:1或其变式，统计可知，F₂中：紫冠非糯：紫冠糯：白冠非糯：白冠糯=1083:117:217:183，不符合9:3:3:1，故控制糯性和冠的颜色这两对相对性状的基因位于一对同源染色体上。

（3）若只考虑糯性和甜性这两对相对性状，F₂中：非糯非甜：非糯甜：糯非甜=9:4:3，推测可知，出现该比例的原因是bbrr、BBrr及Bbrr均表现为非糯甜。该比例是9:3:3:1的变式。

（4）可以通过种植F₂中的紫冠、糯、非甜玉米，淘汰自交后代发生性状分离的株系，保留不发生性状分离的株系，即可获得稳定遗传的品系，即AAbbRR。

【点睛】

难点：判断两对等位基因是否符合基因的自由组合定律，可以通过后代的表现型和比例分析。双杂合的个体自交，若两对等位基因符合基因的自由组合定律，则后代中的表现型及比例应该符合9:3:3:1或其变式。

7．（2021·湖南·高三月考）果蝇的正常眼和粗糙眼、灰体和黑檀体、正常翅和翅外展三对相对性状分别受三对等位基因A和a、B和b、E和e控制。某生物兴趣小组甲让若干对正常眼灰体正常翅雌雄果蝇交配，得到F₁的表现型及比例为正常眼灰体正常翅雌果蝇：正常眼灰体正常翅雄果蝇：正常眼灰体翅外展雌果蝇：正常眼灰体翅外展雄果蝇：粗糙眼黑檀体正常翅雌果蝇：粗糙眼黑檀体正常翅雄果蝇：粗糙眼黑檀体翅外展雌果蝇：粗糙眼黑檀体翅外展雄果蝇=9：9：3：3：3：3：1：1。根据以上信息回答下列相关问题：

（1）这三对相对性状中，显性性状分别为_____________、_____________、_____________。

（2）请写出这三对等位基因在染色体上的位置关系：_____________。

（3）生物兴趣小组乙也让若干对正常眼灰体正常翅雌雄果蝇交配，得到F₁中正常眼灰体正常翅果蝇所占的比例为3/8，而生物兴趣小组甲得到F₁中正常眼灰体正常翅果蝇所占的比例为9/16，小明认为两兴趣小组用到的亲代果蝇基因在染色体上的分布不同，你赞同小明的观点吗？如果赞同，请说出生物兴趣小组乙亲代果蝇在染色体上的分布情况；如果不赞同，请给出你的理由：__________________________________________________________________。

【答案】

（1） 正常眼 灰体 正常翅

（2）基因A和a、B和b在一对常染色体上且A和B位于一条染色体上，E和e位于另一对常染色体上

（3）赞同 基因A和a、B和b在一对常染色体上且A和b位于一条染色体上，基因E和e位于另一对常染色体上

【分析】

1、基因的分离定律和自由组合定律，同时发生在减数第一次分裂后期，分别由同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合所引起。只有位于非同源染色体上的非等位基因，在遗传时才遵循基因的自由组合定律。

2、分离定律和自由组合定律是真核生物细胞核基因在有性生殖中的传递规律。分离定律是自由组合定律的基础。

（1）

亲代都是正常眼灰体正常翅，后代出现了粗糙眼黑檀体翅外展，可以推出正常眼、灰体和正常翅为显性性状。

（2）

分析F₁的每一对相对性状，这三对相对性状在子代中的表现都与性别无关，进而推出A和a、B和b、E和e这三对等位基因都位于常染色体上。雌雄个体中，正常眼灰体正常翅∶正常眼灰体翅外展∶粗糙眼黑檀体正常翅∶粗糙眼黑檀体翅外展的比例都是 9∶3∶3∶1，正常眼灰体同时表现，粗糙眼黑檀体同时表现，但两对性状的比例不符合9∶3∶3∶1，即A和a、B和b不符合基因的自由组合定律，应在一对同源染色体上，进而推出A和a、B和b在一对常染色体上且A和B位于一条染色体上，E和e位于另一对常染色体上。

（3）

小组甲得到F₁中正常眼灰体正常翅果蝇所占的比例为9/16，即9/(9+3+3+1)，可知符合基因的自由组合定律；小组乙F₁中正常眼灰体正常翅果蝇所占的比例为3/8，即6/(9+3+3+1)，也符合基因的自由组合定律。甲组中A和B位于一条染色体上，E和e位于另一对常染色体上 ，亲本产生的配子的基因型有ABE 、ABe、abe、abE，乙组可推出基因A和a、B和b在一对常染色体上且A和b位于一条染色体上，基因E和e位于另一对常染色体上，亲本产生的配子的基因型为AbE、Abe、aBe、aBE。

【点睛】

本题考查自由组合定律、基因的连锁及应用等相关知识，意在考查学生分析能力和解决问题的能力。

8．（2022·全国·高三复习）玉米籽粒的有色（显性）和无色（隐性）是一对相对性状，受三对等位基因控制。当显性基因E、F、G同时存在时为有色，否则为无色。科学家利用X射线处理有色纯合品系，选育出了甲、乙、丙三个基因型不同的无色纯合品系，且这三个无色纯合品系与该有色纯合品系都只有一对等位基因存在差异。请回答下列问题。

等位基因（E、e，F、f，G、g）之间的位置关系可能有三种情况：①分别位于三对同源染色体上；②有两对等位基因位于同一对同源染色体上；③都位于同一对同源染色体上。仅利用甲、乙、丙进行杂交实验确定三对等位基因之间的位置关系符合上述哪种情况，请简要写出实验思路（不考虑基因突变和交叉互换的情况）。

实验思路：_______________。

预期的实验结果及结论：

若三组籽粒有色与无色的比例均为9：7，则三对等位基因的位置关系为①。

若_________________________，则三对等位基因的位置关系为②。

若_________________________，则三对等位基因的位置关系为③。

【答案】让每两个品系之间杂交得到三组F₁，再让三组F₁自交得到三组F₂，分别统计三组F₂的籽粒颜色及相应比例 一组籽粒有色与无色的比例为1：1，其他两组籽粒有色与无色的比例均为9：7 三组籽粒有色与无色的比例均为1：1

【分析】

当显性基因E、F、G同时存在时表现为有色，否则表现为无色，因此纯合有色籽粒的基因型为EEFFGG。甲、乙、丙为三个基因型不同的无色纯合品系，且这三个无色品系与该有色品系(EEFFGG)都只有一对等位基因存在差异，因此这三个无色品系的基因型为eeFFGG、EEffGG、EEFFgg，取其中任意两个无色品系进行杂交，子一代都同时含有显性基因E、F、G，均表现为有色籽粒。要确定这三对等位基因的位置关系，可让甲和乙、乙和丙、甲和丙分别杂交得到F₁，再让F₁进行自交得到F₂，观察并统计产生的后代的表现型及比例。

【详解】

为确定等位基因（E、e，F、f，G、g）之间的位置关系，让每两个品系之间杂交得到三组F₁（基因型为EeFfGG、EEFfGg、EeFFGg），再让三组F₁自交得到三组F₂，分别统计三组F₂的籽粒颜色及相应比例：

①若三对等位基因分别位于三对同源染色体上，三组F₁减数分裂均产生4种比例相同的配子，F₁分别自交得到F₂，籽粒有色与无色的比例均为9：7；

②若假设有两对等位基因位于同一对同源染色体上，假设基因型为EeFfGG的eF、Ef在一对同源染色体上，产生数量相等的两种配子eFG、EfG，F₁自交得到F₂，籽粒有色与无色的比例为1:1；基因型为EEFfGg的EF、Ef在一对同源染色体上，产生数量相等的四种配子EFG、EFg、EfG、Efg，F₁自交得到F₂，籽粒有色与无色的比例为9:7；基因型为 EeFFGg的EF、eF在一对同源染色体上，产生数量相等的四种配子EFG、EFg、eFG、eFg，F₁自交得到F₂，籽粒有色与无色的比例为9:7。

③若三对等位基因都位于同一对同源染色体上，三组F₁减数分裂均产生数量相等的两种配子，F₁分别自交得到F₂，籽粒有色与无色的比例均为1：1。

【点睛】

本题考查基因自由组合定律的实质和应用，要求学生根据题干信息准确推断相关基因型，能设计简单遗传实验进行验证。

3. 基因重组和基因突变的判断

（一）类型一：细胞分裂过程中，姐妹染色单体相同位置出现了等位基因

1.图示：

2.判断：

（1）方法1：根据个体的基因型

①若个体基因型为AA→基因突变；

②若个体基因型为Aa→基因突变或交叉互换。

（2）方法2：根据细胞分裂类型

①若为有丝分裂→基因突变；

②若为减数分裂→基因突变或交叉互换。

（3）方法3：根据另一条同源染色体

①若另一条同源染色体上的两条姐妹染色单体基因为AA（或aa）→基因突变；

②若另一条同源染色体上的两条姐妹染色单体基因也为Aa→交叉互换。

（4）方法4：根据姐妹染色单体变异片段来源

①若来源相同（两条同色）→基因突变；

②若来源不同（两条颜色不同）→交叉互换。

（二）类型二：表现型相同的亲本杂交（或个体自交）的后代出现了新的表现型

1.示例：已知豌豆的种皮颜色和形状各受一对等位基因控制，黄色圆粒豌豆自交，子代出现了绿色皱粒。

2.判断

（1）方法：统计法

①若变异个体偶尔出现一个→基因突变；

②若变异个体存在一定比例→基因重组。

【典例3】(2021·安徽淮北联考)基因型为AaBB的某二倍体动物细胞分裂示意图如下，下列分析错误的是(　　)

A.甲、乙细胞表明该动物发生了基因突变

B.丙细胞表明该动物可能在减数第一次分裂时发生过交叉互换

C.丙细胞的名称是次级精母细胞或第一极体

D.甲、乙、丙产生的变异均属于可遗传的变异![](

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解析　甲细胞中的刚分离的一对子染色体和乙细胞中一对姐妹染色单体上都出现了B和b这对等位基因，根据个体的基因型(AaBB)可知，b基因的出现是基因突变的结果，A正确；观察丙细胞可知，带有A基因的子染色体上有其同源染色体的部分片段，再根据个体的基因型(AaBB)可知发生了交叉互换，B正确；乙细胞处于减数第一次分裂后期，由其细胞质均等分裂可判断该动物为雄性，因此丙细胞不可能为第一极体，只能是次级精母细胞，C错误；甲、乙、丙三个细胞依次发生基因突变、基因突变、基因重组，均为可遗传变异，D正确。

答案　C

“三看法”判断基因突变与基因重组

1．（2021·黑龙江·哈尔滨三中高三期中）下图是某基因型为AaBb的哺乳动物处于不同分裂时期细胞中部分染色体及基因的简图。下列相关叙述错误的是（ ）

A．①可能是初级卵母细胞，且其发生了基因突变

B．②细胞内共含有4个染色体组

C．③会形成基因型为AB的卵细胞

D．④细胞内不存在同源染色体

【答案】C

【分析】

分析题图：①中含同源染色体，染色体发生散乱分布，该细胞处于有丝分裂前期或减数第一次分裂前期，且据该图染色体上的基因情况可知该细胞发生了基因突变；②着丝点分裂，含同源染色体，处于有丝分裂后期；③不含同源染色体，着丝点分裂，且细胞质不均等分裂，故该动物为雌性动物，③为次级卵母细胞，处于减数第二次分裂后期；④不含同源染色体，含染色单体的染色体散乱分布，处于减数第二次分裂前期。

【详解】

A、据分析可知，①可能处于减数第一次分裂前期，根据图③可确定该动物为雌性，故①可能是初级卵母细胞，在该细胞中一条染色体上的两条姐妹染色单体一个含a基因，一个为A基因，而同源染色体上为两个a基因，故其发生了基因突变，A正确；

B、据题可知该哺乳动物为二倍体生物，②细胞处于有丝分裂后期，染色体加倍，细胞内共含有4个染色体组，B正确；

C、据图可知，③分裂形成一个大的基因型为aB的卵细胞和一个小的基因型为AB的极体，C错误；

D、④细胞内两条染色体形态大小不同，染色体减半，处于减数第二次分裂前期，不存在同源染色体，D正确。

故选C。

2．（2021·北京通州·一模）某雄性哺乳动物个体的基因型为AaBb，下面示意图表示其体内的一个正在进行减数分裂的细胞。下列叙述正确的是（　　）

A．A与a的分离只发生在减数第一次分裂

B．该细胞进行交叉互换后发生了基因突变

C．该细胞含有两个染色体组，经减数分裂后形成两种类型的精子

D．若产生了AaBB的精细胞，很可能该细胞减数第二次分裂异常

【答案】D

【分析】

根据题意和图示分析可知：图示细胞含有同源染色体，且同源染色体正在两两配对形成四分体，处于减数第一次分裂前期，称为初级精母细胞。根据染色体的颜色可以判断图中这对同源染色体上的非姐妹染色单体发生了交叉互换。

【详解】

A、根据图示可知，姐妹染色单体上含有A或a对应的相同区段上颜色不同，说明同源染色体上的非姐妹染色单体发生了交叉互换，即每对姐妹染色单体上均含有A和a，所以A与a的分离可发生在减数第一次分裂和减数第二次分裂过程中，A错误；

B、交叉互换发生在减数第一次分裂前期，若发生基因突变，时间应在减数分裂前的间期，且由图不能看出发生了基因突变，B错误；

C、该细胞含有一对同源染色体，可分为两个染色体组，由于发生了交叉互换，经减数分裂后可形成Ab、ab、aB、AB共四种类型的精细胞，C错误；

D、若产生了AaBB的精细胞，很可能是该细胞减数第二次分裂时姐妹染色体没有分向两个子细胞，D正确。

故选D。

3．（2021·山东潍坊·三模）果蝇的灰身（B）对黑身（b）为显性，长翅（D）对残翅（d）为显性。正常果蝇的眼色为暗红色，是由朱砂色（f）和褐色（g）叠加形成的，朱砂色眼基因f 和褐色眼基因g不发生交叉互换。上述基因都位于2号染色体上。研究表明，位于一对同源染色体上位置相距非常远的两对等位基因，与非同源染色体上的两对等位基因在形成配子时的比例很接近而难以区分。在减数分裂时，雌果蝇的非姐妹染色单体间发生交叉互换，而雄果蝇则不会发生。回答下列问题：

（1）控制眼色的基因（F/f、G/g）在遗传时遵循___________定律，该定律的实质是___________。

（2）用一只基因型为FfGg的雄果蝇与一只眼色为___________雌果蝇进行测交实验，若结果显示为褐色眼：朱砂色眼=1：1，则雄果蝇中基因的位置关系为______________________。

（3）某生物小组成员利用基因型为DdBb的雌雄果蝇进行杂交实验，探究控制体色和翅型的基因是否在染色体上相距非常远。

①基因型为DdBb的雄果蝇正常体细胞中，控制翅型和图1体色基因可能的位置情况请在图中表示出来___________。（注意：图不一定全部使用）

②若控制翅型和体色的基因相距非常远，则亲本中雌果蝇产生的配子种类及比例约为_____________。

③若杂交后子代的分离比为_____________，则可以证实控制翅型和体色的基因在染色体上相距非常远。

（4）用一对刚毛雌雄果蝇交配后，子代雌果蝇刚毛︰截毛=149：1，而雄果蝇中刚毛︰截毛=74：76。对于截毛雌果蝇的出现，生物小组成员做出如下假设：

假设一：该雌果蝇发生基因突变；

假设二：该雌果蝇生活的环境改变导致性状改变。

请设计实验方案，探究产生截毛雌果蝇的原因___________（写出实验思路并预期实验结果及结论）。

【答案】基因的分离 在减数分裂形成配子过程中，等位基因随同源染色体的分开而分开，分别进入不同配子中，独立地遗传给后代 暗红色 基因f、G位于同一条染色体上，基因F、g位于另外一条同源染色体上 DB：Db：dB：db=1：1：1：1 2：1：1或5：1：1：1 方案一：将该雌果蝇与刚毛雄果蝇杂交，将子代在正常环境下培养，观察子代雄果蝇的表现型及比例。

若子代雄果蝇中出现刚毛，则是该雌果蝇生活的环境导致的性状改变；

若子代雄果蝇均为截毛，则是该雌果蝇发生了基因突变；

方案二：将该雌果蝇与截毛雄果蝇杂交，将子代在正常环境下培

养，观察子代果蝇的表现型及比例。

若子代果蝇中出现刚毛，则是该雌果蝇生活的环境导致的性状改变；

若子代果蝇均为截毛，则是该雌果蝇发生了基因突变

【分析】

由题意可知，控制果蝇体色、翅型及眼色的基因都位于2号染色体，则这些基因均遵循基因的分离定律，但不遵循基因的自由组合定律。

【详解】

（1）根据题文可知，控制眼色的基因（F/f、G/g）都位于2号染色体上，则控制眼色的基因（F/f、G/g）在遗传时遵循基因的分离定律，基因分离定律的实质是：在减数分裂形成配子过程中，等位基因随同源染色体的分开而分开，分别进入不同配子中，独立地遗传给后代。

（2）测交是指F₁与隐性纯合子杂交，根据题意，ffgg表现为暗红色，故用一只基因型为FfGg的雄果蝇与一只眼色为暗红色的雌果蝇（ffgg）进行测交实验。若结果显示为褐色眼（Ffgg）：朱砂色眼（ffGg）=1：1，根据控制眼色的基因（F/f、G/g）都位于2号染色体上，由于暗红色的雌果蝇（ffgg）只能产生基因型为fg雌配子，则基因型为FfGg的雄果蝇产生的雄配子为Fg：fG=1：1，故雄果蝇中基因的位置关系为：基因f、G位于同一条染色体上，基因F、g位于另外一条同源染色体上。

（3）①根据题意，D/d、B/b都位于2号染色体上，在减数分裂时，雄果蝇的非姐妹染色单体间不会发生交叉互换，故基因型为DdBb的雄果蝇正常体细胞中，控制翅型和体色的基因可能的位置情况有：两个显性基因D、B位于一条染色体上，两个隐性基因d、b位于另一条染色体上；或者是每条染色体上各含有一个显性基因（D、b）和一个隐性基因（d、B），如图所示： 　。

②根据题意，位于一对同源染色体上位置相距非常远的两对等位基因，与非同源染色体上的两对等位基因在形成配子时的比例很接近。且在减数分裂时，雌果蝇的非姐妹染色单体间发生交叉互换，所以若控制翅型和体色的基因相距非常远，则亲本中雌果蝇DdBb产生的配子种类及比例约为DB：Db：dB：db=1：1：1：1。

③本题采用逆推法，根据位于一对同源染色体上位置相距非常远的两对等位基因，与非同源染色体上的两对等位基因在形成配子时的比例很接近。在减数分裂时，雌果蝇的非姐妹染色单体间发生交叉互换，而雄果蝇则不会发生。所以若控制翅型和体色的基因在染色体上相距非常远，则基因型为DdBb的雌果蝇产生的配子种类及比例为DB：Db：dB：db=1：1：1：1，基因型为DdBb的雄果蝇产生的配子种类及比例为Db：dB=1：1或DB：db=1：1，则杂交后子代的分离比为2：1：1或5：1：1：1。

（4）根据题意，一对刚毛雌雄果蝇交配后，子代出现截毛，说明刚毛为显性性状，截毛为隐性性状，且截毛主要存在于子代雄果蝇中，说明控制刚毛和截毛的基因位于X染色体上。为探究截毛雌果蝇出现的原因是由于基因突变还是环境改变引起，可以采取以下方案：

方案一：将该雌果蝇与刚毛雄果蝇杂交，将子代在正常环境下培养，观察子代雄果蝇的表现型及比例。若子代雄果蝇中出现刚毛，则是该雌果蝇生活的环境导致的性状改变；若子代雄果蝇均为截毛，则是该雌果蝇发生了基因突变；

方案二：将该雌果蝇与截毛雄果蝇杂交，将子代在正常环境下培养，观察子代果蝇的表现型及比例。若子代果蝇中出现刚毛，则是该雌果蝇生活的环境导致的性状改变；若子代果蝇均为截毛，则是该雌果蝇发生了基因突变。

【点睛】

本题考查基因的分离定律及实质、基因在染色体上的位置等，学会分析实验设计思路、预测实验结果及结论等是解答本题的关键。

4．（2021·天津北辰·一模）果蝇的性别决定方式为XY型，其小翅和大翅受一对等位基因（A/a）控制；果蝇羽化的昼夜节律由野生型昼夜节律基因per（正常节律，羽化节律周期为24h）及其三个等位基因per^s（羽化节律周期为19h）、per^L（羽化节律周期为29h）、per^oL（无节律）控制。研究者做了如下杂交实验（已知节律基因与A、a均不在Y染色体上）。请回答下列问题：

（1）野生型Per基因突变成per^s、per^L、per^oL这三个等位基因的过程中可能发生了碱基对的增添、缺失或替换，而引起________发生改变，这三个等位基因的产生体现了基因突变具有___________的特点。

（2）由上述杂交实验结果可判断无节律对正常节律为___________（填“显性”或“隐性”）性状。纯合per^s突变体果蝇与纯合野生型果蝇进行正交和反交，F_1果蝇的羽化节律周期一定相同的是__________（填“雄蝇”或“雌蝇”）。

（3）控制果蝇翅的大小、羽化的昼夜节律这两对相对性状的基因__________（填“遵循”、“不遵循”或“不一定遵循”）遗传的自由组合定律，判断的依据是____________________。

【答案】基因结构 不定向性 隐性 雌蝇 不一定遵循 控制果蝇翅大小的基因，不论在常染色体还是在X染色体上，都会出现上述杂交结果

【分析】

分析题文描述和题图信息：将大翅无节律的雌果蝇与小翅正常节律的雄果蝇进行杂交，在所得F₁中，雌果蝇与雄果蝇中的大翅∶小翅均为1∶1，说明控制该对相对性状的基因A和 a位于常染色体上或位于X染色体上。F₁中雌果蝇的表现型与雄性亲本相同，均为正常节律，而雄果蝇的表现型与雌性亲本相同，均为无节律，表现型与性别有关，说明相关的基因位于X染色体上，正常节律对无节律为显性。

【详解】

（1）基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变。据此可推知：野生型Per基因突变成per^s、per^L、per^oL这三个等位基因的过程中可能发生了碱基对的增添、缺失或替换，而引起基因结构发生改变。这三个等位基因的产生体现了基因突变具有不定向性的特点。

（2）仅研究果蝇羽化的昼夜节律：将无节律的雌果蝇与正常节律的雄果蝇进行杂交，在所得F₁中，雌果蝇的表现型与雄性亲本相同，均为正常节律，雄果蝇的表现型与雌性亲本相同，均为无节律，表现型与性别有关，说明控制该对性状的基因位于X染色体上。F₁雌果蝇具有亲代雌果蝇的无节律基因和亲代雄果蝇的正常节律基因，表现为正常节律，说明正常节律对无节律为显性性状。设纯合per^s突变体果蝇（X^sX^s）与纯合野生型果蝇（X^perY）的杂交为正交，F₁基因型为X^perX^s（正常节律雌）、X^sY（per^s突变体雄）；反交为纯合per^s突变体果蝇（X^sY）与纯合野生型果蝇（X^perX^per），F₁基因型为X^perX^s（正常节律雌）、X^perY（正常节律雄）。可见，纯合per^s突变体果蝇与纯合野生型果蝇进行正交和反交，F₁果蝇的羽化节律周期一定相同的是雌果蝇。

（3）仅研究果蝇翅的大小：将大翅的雌果蝇与小翅的雄果蝇进行杂交，在所得F₁中，雌果蝇与雄果蝇中的大翅∶小翅均为1∶1，说明控制该对相对性状的基因A和 a位于常染色体上或位于X染色体上，双亲的杂交组合为Aa×aa或X^AX^a×X^aY。结合对（2）的分析可知：控制果蝇羽化的昼夜节律的基因位于X染色体上。可见，控制果蝇翅的大小、羽化的昼夜节律这两对相对性状的基因不一定遵循遗传的自由组合定律，因为控制果蝇翅大小的基因，不论在常染色体还是在X染色体上，都会出现上述杂交结果。

【点睛】

本题考查学生对基因突变的概念及其特点、基因的自由组合定律、伴性遗传等相关知识的识记和理解能力，以及具有对一些生物学问题进行解释、分析和处理的能力。