“基因的自由组合定律”习题归类解析

陈洪根 江苏省兴化市安丰高级中学 225766

“基因的自由组合定律”一节在高中生物遗传学部分占有十分重要的地位。自由组合定律的理论对农业育种、遗传疾病的控制有着现实的指导意义，因此，这些内容一直是近年来高考命题的热点、重点和难点。现把这节教材中重要的知识点采用典型例题链接辨析的方式进行归纳、总结如下：

1．生殖细胞种类的判断（ｎ对等位基因位于ｎ对同源染色体上） 1． 1一个精原（卵原）细胞产生配子的情况

例1：1个基因型为AaBb的精原细胞可产生 个 种精子，具体如下： ； 1个基因型为AaBb的卵原细胞可产生 个 种卵细胞，具体如下： 点悟与解析：1个精原细胞，按基因的自由组合定律遗传，不论其有多少对同源染色体和等位基因，只能产生四个二种精子，本题中为2个AB、2个ab或2个A b 、2个aB。1个卵原细胞，按基因的自由组合定律遗传，不论其有多少对同源染色体和等位基因，只能产生一个一种卵细胞，本题中为1个AB或1个ab或1个A b或1个aB。

1． 2一个动物体产生配子的情况

例2：1个基因型为AaBb的雄性动物，可 种精子，1个基因型为AaBb的雌性动物，可产生种 卵细胞。

点悟与解析：一个动物体，由于体内有许多性原细胞，非同源染色体上的非等位基因随机组合的各种情况都可能出现。解决这类问题有一个通式：如果有ｎ对等位基因位于ｎ对同

ｎ

源染色体上，则该动物体可能产生的配子数为2种，本题中都为22＝4种。

1．3满足特殊条件的配子产生情况

例3：设某二倍体生物，体细胞中有3对同源染色体（AA′、BB′、CC′），每对同源染色体上有一对等位基因（Rr、Mm、Nn），则：该生物进行减数分裂（不考虑同源染色体的交叉互换）时

⑴它的三个精原细胞分裂，可能产生 种精子

⑵若要形成8种基因型的精子，至少要 个精原细胞分裂

⑶如基因型相同，但为雌性动物，问它的三个卵原细胞可能产生卵细胞 种

点悟与解析：⑴三对非等位基因随机组合的情况可能重复，也可能不重复，因而可能有2种或4种或6种精子。

⑵由于一个精原细胞只能产生2种精子，因而最多需要4个精原细胞分裂。 ⑶由于一个卵原细胞只能产生1种卵细胞，因而可能结果为1种或2种或3种。 2． 由亲本基因型，求子代基因型及概率 2． 1已知亲本基因型，求子代基因型

例4：求AaBbCc×AaBbcc子代的基因型

点悟与解析：这类题目的共同方法是：任何两种基因型的亲本相交产生的子代的基因型的种类数，等于亲本相对应的各对基因单独相交，各自产生的基因型种类的乘积。Aa× Aa→子代基因型有3种，Bb×Bb→子代基因型有3种，Cc×cc→子代基因型有2种，故亲本产生的子代基因型为：3×3×2＝18种

2．2已知亲本基因型，求子代基因型的概率

例5：具有独立遗传的两对相对性状的纯合亲本杂交（AABB×aabb），F1自交得F2，F2

1

中基因型为AAbb的概率是多少？

点悟与解析：依题意，F1基因型为AaBb，F1自交即AaBb×AaBb。解决此类问题可用“拆分法”：Aa×Aa→子代中基因型AA为1/4, Bb×Bb→子代中基因型 bb为1/4,则F2中AAbb的概率为1/4×1/4＝1/16。

3． 已知亲本基因型，求子代表现型及概率 3．1已知亲本基因型，求子代表现型

例6：求AaBbCc×AaBbcc子代的表现型 点悟与解析：与求基因型类似，任何两种基因型的亲本相交产生的子代的表现型的种类数，等于亲本相对应的各对基因单独相交，各自产生的表现型种类的乘积。Aa×Aa→子代表现型有2种，Bb×Bb→子代表现型有2种，Cc×cc→子代表现型有2种，故亲本产生的子代表现型为：2×2×2＝8种。

3．2已知亲本基因型，求子代表现型的概率

例7：基因型分别为ddEeFF和DdEeff的2种豌豆杂交，在3对等位基因各自独立遗传的条件下，其子代中表现型不同于2个亲代的个数数占全部子代的 （ ）

A． 1/4 B． 3/8 C． 5/8 D． 3/4

点悟与解析：本题直接求子代不同于亲本的表现型比例较繁琐，可先求出子代与亲代相同的表现型，然后用100%减去上述比例即可。Dd×dd子代与每个亲代表现型相同的比例各占1/2（即Dd×dd→1D ∶1 dd）；Ee×Ee子代表现型与两亲代表现型相同的比例均占3/4；FF×ff子代表现型与亲代ddEeFF相同的占100%，而与亲代DdEeff表现型相同的比例为0（即无ff所控制的性状表现）。综上所述，表现型与两亲代相同的比例为：1/2×3/4×100%＋1/2×3/4×0＝3/8，与两亲代不同的比例为1－3/8＝5/8。 4．已知亲代配子基因型及比例，求子代表现型概率

例8：某生物个体经减数分裂产生四种配子，即AB∶Aｂ∶ａB∶ａｂ＝1∶4∶4∶1，如果这个生物自交，其后代中出现显性纯合子的概率应为 （ ）

A． 1/16 B ． 1/32 C ． 1/64 D． 1/100 点悟与解析：据题意，只有当配子都为AB时，后代才可能出现显性纯合体。从配子的比例关系，可直接求出配子中AB型配子的比例为1/10，所以，显性纯合子的比例就为1/10×1/10＝1/100，答案为D。

5．已知亲代表现型，求子代基因型及概率

例9：假如水稻的高秆（D）对矮杆（ｄ）为显性，抗稻瘟病（R）对易感稻瘟病（ｒ）为显性，两对性状独立遗传，用一个纯合易感病的矮杆品种（抗倒伏）与一个纯合抗病高秆品种（易倒伏）杂交，F2代中出现既抗病又抗倒伏类型的基因型及其比例为 （ ）

A． ddRR，1/8 B． ddRr，1/16

C． ddRR，1/16 和ddRr，1/8 D． DDRr，1/16 和 DdRR，1/8

点悟与解析：依题意，两亲本分别为ddrr×DDRR，F1为DdRr，F2中的双抗类型基因型为ddR ，由于F2中每种纯合性状的比例1/16，一纯合一杂合的比例为2/16，应选C。 6。已知亲代表现型，求子代表现型及概率

例10：按自由组合定律遗传的具有两对相对性状的纯合体杂交得F1，F1自交得F2，F2的四种类型中性状重组类型的个体数占总数的 （ ）

A． 3/8 B． 3/8 或5/8 C． 5/8 D． 1/16

点悟与解析：依题意，亲本基因组合有二种可能：⑴YYRR×yyrr；⑵yyRR×YYrr，但每种组合得到的F1均为YyRr，F2的表现型比例都为9∶3∶3∶1，但⑴组合中重组类型为中间的两个“3”，共占3/8，⑵组合中重组类型为首尾的“9”和“1”，共占5/8 ，所以应选B。

2

7。已知子代表现型，求亲代基因型

例11：黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交得F1，F1自交得F2，F2中黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒＝9∶15∶15∶25，写出亲本及F1基因型。

点悟与解析：F2中四种表现型比表现为特殊的数值，说明F1不可能只为一种表现型，很可能是多种，最后累积为最终的比值。从F2中绿色皱粒的比例最大，推测F1中可能就有绿色皱粒的个体，因为单靠性状的分离不可能产生那么多的双隐性的个体。如果F1中确有绿色皱粒（yyrr），那么，亲本必为YyRr×yyrr，F1为1YyRr∶1Yyrr∶1 yyRr∶1 yyrr，自交情况分别为：

YyRr→9/16Y R ∶3 /16Y rr∶3/16yyR ∶1/16yyrr

Yyrr→12/16Y rr∶4/16yyrr yyRr→12/16 yyR ∶4/16yyrr yyrr→16/16 yyrr

综合处理，F2中黄色圆粒为9/16，黄色皱粒为3 /16＋12/16＝15/16,绿色圆粒为3 /16＋12/16＝15/16，绿色皱粒为1/16＋4/16＋4/16＋16/16＝25/16，与已知吻合，解释正确。 8。已知子代中一种表现型的个体数量，求其它表现型的个体数量

例12：让独立遗传的黄色非甜玉米YYSS与白色甜玉米yyss杂交，得F1，F1自交得F2，在F2中得到白色甜玉米80株，那么在F2中表现型不同于双亲的杂合植株应约为 （ ）

A． 160 B． 240 C． 320 D． 480 点悟与解析：本题首先要搞清楚F2中表现型不同于双亲的植株为黄色甜玉米和白色非甜玉米，这二种类型共占F2的比例为6/16，具体基因型及其比例为：YYss∶Yyss∶yySS∶yySs＝1/16∶2/16∶1/16∶2/16，显然，杂合植株的比例为2/16＋2/16＝4/16，而已知的白色甜玉米占F2的比例为1/16，即杂合植株的比例应为其4倍，即320株，应选C。 9。农业育种问题

例13：现有两株纯合小麦品种，分别为高杆抗锈病和矮杆不抗锈病。已知，高杆和矮杆由等位基因D和ｄ控制，抗锈病和不抗锈病由等位基因T和ｔ控制，这两对等位基因分别位于两对同源染色体上。现让两株纯合小麦杂交得F1，F1自交得F2，选出F2中矮杆抗锈类型作为培育纯合新品种矮杆抗锈小麦的原材料。如果让F2中矮杆抗锈类型连续自交五代，问：所得后代中出现性状分离的比例是多少？抗病类型中能稳定遗传的比例为多大？

点悟与解析：在杂交育种中，为了获得稳定的抗病类型（显性基因控制），常常要让带有隐性基因的杂合个体不断自交，经过多次的选择、淘汰，直到后代不再出现性状分离为止。所以，新品种的纯合程度与杂合个体的自交代数直接相关。本题中，两个亲本基因型分别为DDTT和ddtt，F1基因型为DdTt，F2中矮杆抗锈类型有两种基因型ddTT和ddTt，它们分别占F2的比例为1/16和2/16。基因型为ddTT的矮杆抗锈植株自交后代不发生性状分离，全为ddTT，基因型为ddTt的矮杆抗锈植株自交后代发生性状分离，后代会出现矮杆抗锈（ddTT、ddTt）、矮杆不抗锈（ddtt）三种基因型。要计算F2中矮杆抗锈类型连续自交五代所得后代中出现性状分离的比例，则要分别计算出后代总数和后代中矮杆不抗锈（ddtt）的数量；要计算所得后代抗锈类型中能稳定遗传的比例，则要计算出后代中抗锈类型（ddTT、

3

ddTt）和抗锈但不能稳定遗传的类型（ddTt）的数量。F2中两种矮杆抗锈类型的比例为1∶2，它们各自自交五代所得后代的基本情况是： ddTT后代总数为ｘ株，基因型全为ddTT；

ddTt后代总数为2ｘ株，基因型有三种，分别为ddTT、ddTt、ddtt。

要计算出ddTt后代中三种基因型ddTT、ddTt、ddtt的具体数量，可借助如下公式： 一个含有一对等位基因的杂合个体Aa连续自交ｎ次，后代中 AA型的个体数＝aa型的个体数＝

12n2121

n

n

，

Aa型的个体数＝

这样，利用上述关系式可求得ddTt型的植株连续自交五代所得后代中各基因型的比例： ddTT型植株＝ddtt型植株＝

1252121

5

5

＝

3164，

ddTt型植株＝＝

132＝

264

因此，可具体计算出所需各种基因型个体的数目：

得ｘ株，全为ddTT 1ddTT五代ddTt

26431643164•2ｘ

得2ｘ株，分别为 ddTT 2ddTt五代 ddtt

则后代中出现性状分离的比例为： ddtt型个体数/全部个体数＝

3164•2ｘ •2ｘ

•2ｘ/（ｘ+2ｘ）=

3196

抗病类型中能稳定遗传的比例为：

ddTT型个体数 /（ddTT＋ddTt）型个体数 ＝（ｘ＋

3164•2ｘ）/（ｘ＋

3164•2ｘ＋

264•2ｘ）=

6365

10．遗传疾病问题

例14：基因型为AaBb的一对夫妇（a、b分别代表两种致病基因分别位于两对常染色体上的基因），他（她）们一个健康的儿子和携带甲乙两种致病基因的正常女子结婚，问： ⑴该对夫妇健康儿子的基因型有 种，占子代基因型的比例为

4

⑵该儿子结婚后，生一个患甲乙两种病孩子的几率为

⑶该儿子结婚后，生一个只患乙种病孩子的几率为 ⑷该儿子结婚后，生一个只患一种病孩子的几率为

点悟与解析：此题如只记忆两对相对性状的亲本杂交，F2的结合方式16种，基因型9种，表现型4种，比例为9∶3∶3∶1是不能解决问题的，而应在记忆的基础上（每种表现型具体的几种基因型及其比例都要熟记）加强对知识点的理解，充分运用9∶3∶3∶1的比例。 ⑴健康儿子的表现型为双显性，相当于课本中的黄色圆粒，占子代的9/16，基因型有四种具体为：1AABB∶2AaBB∶2AABb∶4AaBb，占子代基因型的4/9。

⑵题中的正常女子的基因型为AaBb，要使后代出现二病皆患的小孩，只有当该儿子的基因型为AaBb时才有可能，即AaBb×AaBb后代患两种病的几率为1/16，，而该儿子基因型为AaBb的几率为4/9，所以后代患两种病的几率为4/9×1/16=1/36。

⑶乙病的致病基因为ｂ，要使后代只患乙病，该儿子必须携带基因ｂ，有二种情况：AABb，在子代中的比例为2/9；AaBb, 在子代中的比例为4/9。当基因型为AABb时，组合方式为AABb×AaBb，子代只患乙病的几率为2/9×1/4＝1/18；当基因型为AaBb时，组合方式为AaBb×AaBb，子代只患乙病的几率为4/9×3/16=1/12，患乙病的总几率为1/18＋1/12＝5/36。

⑷只患一种病可理解为只患甲病或只患乙病，因而为5/36＋5/36＝5/18。

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