第2讲　遗传的基本规律和伴性遗传
一、基因的分离定律和自由组合定律
1．(2012·江苏卷T11)下列关于遗传实验和遗传规律的叙述，正确的是(　　)
A．非等位基因之间自由组合，不存在相互作用
B．杂合子与纯合子基因组成不同，性状表现也不同
C．孟德尔巧妙设计的测交方法只能用于检测F1的基因型
D．F2的3∶1性状分离比一定依赖于雌雄配子的随机结合
【解析】　配子形成时，非同源染色体上的非等位基因之间实现自由组合，若两对基因控制一对相对性状时可存在相互作用，A项错误；杂合子和显性纯合子的基因组成不同，但都表现出显性性状，B项错误；测交实验可以检测F1的基因型，而其根本目的是判定F1在形成配子时遗传因子的行为，C项错误；在雌雄配子随机结合的前提条件下，F2才会出现3∶1的性状分离比，D项正确。
【答案】　D
2．(2012·海南卷T25)已知小麦无芒(A)与有芒(a)为一对相对性状，用适宜的诱变方式处理花药可导致基因突变。为了确定基因A是否突变为基因a，有人设计了以下4个杂交组合，杂交前对每个组合中父本的花药进行诱变处理，然后与未经处理的母本进行杂交。若要通过对杂交子一代表现型的分析来确定该基因是否发生突变，则最佳的杂交组合是(　　)
A．♂无芒×♀有芒(♂AA×♀aa)
B．♂无芒×♀有芒(♂ Aa×♀aa)
C．♂无芒×♀无芒(♂ Aa×♀Aa)
D．♂无芒×♀无芒(♂AA×♀Aa)
【解析】　由于显性基因对隐性基因有显性作用，如果A基因发生突变而变为a基因，这时无芒的纯合子父本AA产生含a的配子，当遇a的雌配子时，形成受精卵aa，将来发育的植株表现出隐性性状，所以最佳的杂交组合父本为显性纯合子，母本为隐性纯合子。
【答案】　A
3．(2012·上海卷T26)小麦粒色受不连锁的三对基因A/a、B/b、C/c控制。A、B和C决定红色，每个基因对粒色增加效应相同且具叠加性，a、b和c决定白色。将粒色最浅和最深的植株杂交得到F1。F1的自交后代中，与基因型为Aabbcc的个体表现型相同的概率是(　　)
A．1/64　　　　　　　　　B．6/64
C．15/64 D．20/64
【解析】　由题可知粒色最深的植株基因型为AABBCC(6显)，颜色最浅的植株基因型为aabbcc(0显)，此外，小麦粒色还存在5显、4显、3显、2显、1显等情况。AABBCC与aabbcc杂交得到F1(AaBbCc)，F1自交后代中与Aabbcc(1显)表现相同的有Aabbcc(1/2×1/4×1/4)、aaBbcc(1/4×1/2×1/4)、aabbCc(1/4×1/4×1/2)，合计6/64。
【答案】　B
二、伴性遗传
4．(2012·天津卷T6)果蝇的红眼基因(R)对白眼基因(r)为显性，位于X染色体上；长翅基因(B)对残翅基因(b)为显性，位于常染色体上。现有一只红眼长翅果蝇与一只白眼长翅果蝇交配，F1的雄果蝇中约有1/8为白眼残翅。下列叙述错误的是(　　)
A．亲本雌果蝇的基因型是BbXRXr
B．亲本产生的配子中含Xr的配子占1/2
C．F1出现长翅雄果蝇的概率为3/16
D．白眼残翅雌果蝇能形成bbXrXr类型的次级卵母细胞
【解析】　通过分析果蝇的亲子代之间的关系，先推导亲代基因型，然后逐项排查即可。从题目中F1的雄果蝇中约有1/8为白眼残翅，再结合亲本的表现型可知，红眼长翅果蝇的基因型为BbXRXr，白眼长翅果蝇的基因型为BbXrY，A项正确。由亲本基因型可进一步推知两亲本产生Xr配子的概率：父方为1/2，母方也为1/2，因此整体比例为1/2，B项正确；其F1出现长翅雄果蝇的概率是1/2(雄)×3/4(长翅)，即3/8，C项错误；白眼残翅雌果蝇的基因型为bbXrXr，减数第一次分裂时同源染色体分离，染色体数目减半，在减数第二次分裂后期，每个着丝点一分为二，使两条复制而来的姐妹染色单体分开，由于其上基因相同(不考虑突变和交叉互换)，因此，其形成的次级卵母细胞基因型是bbXrXr。
【答案】　C
5．(2012·福建卷T27)现有翅型为裂翅的果蝇新品系，裂翅(A)对非裂翅(a)为显性。杂交实验如图1。
请回答问题：
(1)上述亲本中，裂翅果蝇为____ (填“纯合子”或“杂合子”)。
(2)某同学依据上述实验结果，认为该等位基因位于常染色体上。请你就上述实验，以遗传图解的方式说明该等位基因也可能位于X染色体上。
(3)现欲利用上述果蝇进行一次杂交实验，以确定该等位基因是位于常染色体还是X染色体。请写出一组杂交组合的表现型：________(♀)×________(♂)。
(4)实验得知，等位基因(A、a)与(D、d)位于
同一对常染色体上，基因型为AA或dd的个
体胚胎致死。两对等位基因功能互不影响，
且在减数分裂过程不发生交叉互换。这两对等位基因________(填“遵循”或“不遵循”)自由组合定律。以基因型如图2的裂翅果蝇为亲本，逐代自由交配，则后代中基因A的频率将________(填“上升”、“下降”或“不变”)。
【解析】　(1)由于F1中出现了非裂翅个体(隐性纯合子)，说明裂翅的亲本是杂合子。
(2)该等位基因位于常染色体上时，亲本为(♀)Aa×(♂)aa；位于X染色体上时，亲本为(♀)XAXa×(♂)XaY。这两种情况产生的子代雌雄个体都有裂翅和非裂翅两种性状，且比例均约为1∶1(遗传图解见答案)。
(3)若用一次杂交实验确定该等位基因位于常染色体上还是X染色体上，常选用的亲本(XY型性别决定方式的生物)是具隐性性状的雌性和具显性性状的雄性，即：♀非裂翅×♂裂翅。若是伴X染色体遗传，后代雌性全为裂翅，雄性全为非裂翅；若是常染色体遗传，后代裂翅和非裂翅无性别之分。[由于实验材料可利用实验中的果蝇，且根据(2)题分析可知F1的裂翅个体为杂合子，故也可选F1的雌、雄裂翅为亲本。若位于X染色体上且亲本为(♀)XAXa×(♂)XAY时，子代雌性全为裂翅，雄性既有裂翅又有非裂翅；若位于常染色体上且亲本为(♀)Aa×(♂)Aa时，子代雌雄个体均既有裂翅又有非裂翅，且比例为3∶1。]
(4)由图2可知，两对等位基因位于同一对常染色体上，A与D、a与d连锁遗传，所以不遵循自由组合定律；若以图2所示的个体为亲本逐代自由交配，由于亲本只产生两种配子：AD和ad，则子代产生的胚胎将有AADD、AaDd、aadd三种，其中AADD、aadd胚胎致死，子代中只有AaDd存活，故A的基因频率不变，仍为1/2。
【答案】　(1)杂合子
(2)

(3)非裂翅　裂翅(或裂翅　裂翅)
(4)不遵循　不变
1.孟德尔两大遗传定律的比较
2.遗传定律的应用
(1)性状显隐性判断

②杂交法：具有相对性状的纯合子亲本杂交，子代所表现出的那个亲本性状为显性，未表现出的那个亲本性状为隐性(此法最好在自交法基础上，先确认双亲为纯合子前提下进行)。
(2)显性性状基因型鉴定
①测交法(更适于动物)
(5)利用典型数据验证自由组合定律
①直接验证法
若F1的花粉在显微镜下观察，呈现四种组合形态，且比例为1∶1∶1∶1，则两对等位基因位于两对同源染色体上。
②间接验证法
a．测交法——孟德尔杂交实验的验证
测交时子代出现四种表现型的个体，且比例为1∶1∶1∶1。两对等位基因位于两对同源染色体上。
b．自交法——孟德尔杂交实验的重复
杂种F1自交后代F2中出现了四种表现型的个体，且比例为9∶3∶3∶1。两对等位基因位于两对同源染色体上。
(2012·重庆卷节选)青蒿素是治疗疟疾的重要药物。利用雌雄同株的野生型青蒿(二倍体，体细胞染色体数为18)，通过传统育种和现代生物技术可培育高青蒿素含量的植株。请回答以下相关问题：
(1)假设野生型青蒿白青秆(A)对紫红秆(a)为显性，稀裂叶(B)对分裂叶(b)为显性，两对性状独立遗传，则野生型青蒿最多有________种基因型；若F1代中白青秆、稀裂叶植株所占比例为3/8，则其杂交亲本的基因型组合为____________________，该F1代中紫红秆、分裂叶植株所占比例为________。
(2)四倍体青蒿中青蒿素含量通常高于野生型青蒿。低温处理野生型青蒿正在有丝分裂的细胞会导致染色体不分离，从而获得四倍体细胞并发育成植株，推测低温处理导致细胞染色体不分离的原因是__________________________。四倍体青蒿与野生型青蒿杂交后代体细胞的染色体数为________。
【解析】　(1)由一对等位基因组成的基因型有3种，即A、a能组合成AA、Aa、aa三种基因型，B、b能组合成BB、Bb、bb三种基因型，则两对独立遗传的相对性状的基因组合有3×3＝9种。F1中白青秆(A_)、稀裂叶(B_)植株的比例为3/8,3/8可看作是1/2与3/4的乘积，即亲本中一对性状为测交类型，另一对为杂合子自交类型，因此亲本的基因型组合为AaBb×aaBb或AaBb×Aabb。两组合的F1紫红秆、分裂叶植株所占比例均为1/8。
(2)低温诱导染色体不分离，从而不能使染色体数目加倍的原因是低温抑制了纺锤体的形成。四倍体青蒿的配子中含两个染色体组，18条染色体，野生型青蒿配子中含一个染色体组，9条染色体，由二者配子结合形成的合子经有丝分裂产生的植株体细胞染色体数为18＋9＝27条。
【答案】　(1)9　AaBb×aaBb或AaBb×Aabb　1/8
(2)低温抑制纺锤体形成　27
1．(2012·上海卷)某植物的花色受不连锁的两对基因A/a、B/b控制，这两对基因与花色的关系如图所示，此外，a基因对于B基因的表达有抑制作用。现将基因型为AABB的个体与基因型为aabb的个体杂交得到F1，则F1的自交后代中花色的表现型及比例是(　　)
A．白∶粉∶红，3∶10∶3
B．白∶粉∶红，3∶12∶1
C．白∶粉∶红，4∶9∶3
D．白∶粉∶红，6∶9∶1
【解析】　AABB与aabb杂交得到F1(AaBb)，F1自交得到(aabb＋aaB_)(白色)∶(A_bb＋AaB_)(粉色)∶AAB_(红色)＝4∶9∶3。
【答案】　C
2．(2011·海南卷)假定五对等位基因自由组合，则杂交组合AaBBCcDDEe×AaBbCCddEe产生的子代中，有一对等位基因杂合、四对等位基因纯合的个体所占的比率是(　　)
A．1/32　　　　　 　　B．1/16
C．1/8 D．1/4
【解析】　把每对等位基因单独相交：DD×dd→Dd，后代全为杂合子，其他四对等位基因纯合的个体所占比率是：1×1/2×1/2×1/2 ×1/2＝1/16。
【答案】　B
3．(2011·福建卷)二倍体结球甘蓝的紫色叶对绿色叶为显性，控制该相对性状的两对等位基因(A、a和B、b)分别位于3号和8号染色体上。下表是纯合甘蓝杂交实验的统计数据：
请回答：
(1)结球甘蓝叶色性状的遗传遵循________定律。
(2)表中组合①的两个亲本基因型为____________，理论上组合①的F2紫色叶植株中，纯合子所占的比例为________。
(3)表中组合②的亲本中，紫色叶植株的基因型为___________ 。若组合②的F1与绿色叶甘蓝杂交，理论上后代的表现型及比例为________________。
(4)请用竖线(|)表示相关染色体，用点(·)表示相关基因位置，在如图圆圈中画出组合①的F1体细胞的基因型示意图。
【解析】　(1)从题干知该性状由两对分别位于3号和8号染色体上的等位基因控制，符合自由组合定律。
(2)由表中组合①知F1自交得F2中紫色叶与绿色叶比值为15∶1，则F1的基因型为AaBb，绿色叶为隐性，所以纯合绿色叶基因型为aabb，纯合紫色叶基因型为AABB；F2紫色叶基因型包括A_B_、A_bb、aaB_，紫色叶为15份，其中1AABB、1AAbb、1aaBB为纯合子基因型，所以纯合子所占比例为3/15＝1/5。
(3)表中组合②中F1自交得F2中紫色叶与绿色叶比值为3∶1，说明类似于一对杂合子自交而另一对纯合，绿色叶为隐性，所以基因型为aabb，若可能是aa纯合，则F1为aaBb，相应紫色叶亲本基因型为aaBB；也可能是bb纯合，则F1为Aabb，相应紫色叶亲本基因型为AAbb；所以紫色叶亲本基因型为AAbb或aaBB。F1基因型为Aabb或aaBb，与aabb杂交，类似于测交，所以后代紫色叶与绿色叶比值为1∶1。
(4)组合①中F1的基因型为AaBb，其中A与a位于一对同源染色体上、b与B位于另一对同源染色体上，示意图见答案。
【答案】　(1)自由组合
(2)AABB、aabb　1/5
(3)AAbb或aaBB　紫色叶∶绿色叶＝1∶1
(4)
1.伴性遗传与遗传定律的关系
(1)与分离定律的关系
①符合基因的分离定律
伴性遗传是由性染色体上的基因所控制的遗传，若就一对相对性状而言，则为一对等位基因控制的一对相对性状的遗传，遵循基因的分离定律。
②正、反交结果有差异
常染色体上的基因，正反交结果往往相同；而性染色体上的基因，正反交结果一般不同，且往往与性别相联系。
(2)与自由组合定律的关系
控制一对相对性状的基因在常染色体上，控制另一对相对性状的基因在性染色体上，解答这类题的原则如下：
①位于性染色体上的基因控制的性状按伴性遗传处理。
②位于常染色体上的基因控制的性状按分离定律处理，整体上则按自由组合定律处理。
(3)伴性遗传的特殊性
①有些基因只存在于X染色体上，Y染色体上无相应的等位基因，从而存在单个隐性基因控制的性状也能表达的情况，如XbY。
②Y染色体上携带的基因在X染色体上无相应的等位基因，只限于在相同性别的个体之间传递。
③X、Y染色体同源区段上存在等位基因，这些基因控制的性状在后代中的性状表现是否有性别之分，要视具体基因型而定，不能一概而论。如：甲图与性别有关，而乙图与性别无关。


(4)性状的遗传与性别相联系。在写基因型、表现型以及统计后代比例时一定要与性别联系。
(2)“分解思想”解决两病同患问题
①首先推导出双亲的基因型；
②然后计算出患甲种病的概率为a，患乙种病的概率为b；
③患甲、乙两种病的概率为ab；
④只患一种病的概率为a＋b－2ab；
⑤患病的概率为a＋b－ab；
⑥只患甲种病的概率为a－ab，只患乙种病的概率为b－ab。
3．遗传系谱图的解题思路
(1)寻求两个关系：基因的显隐性关系；基因与染色体的关系。
(2)找准两个开始：从子代开始；从隐性个体开始。
(3)学会双向探究：逆向反推(从子代的分离比着手)；顺向直推(已知表现型为隐性性状，可直接写出基因型；若表现型为显性性状，则先写出基因型，再看亲子代关系)。
4．人类遗传病
(1)遗传病类型及检测
(2012·江苏卷)人类遗传病调查中发现两个家系都有甲遗传病(基因为H、h)和乙遗传病(基因为T、t)患者，系谱图如下。以往研究表明在正常人群中Hh基因型频率为10－4。请回答下列问题(所有概率用分数表示)。
(1)甲病的遗传方式为__________________，乙病最可能的遗传方式为____________________。
(2)若Ⅰ3无乙病致病基因，请继续以下分析。
①Ⅰ2的基因型为________；Ⅱ5的基因型为________________。
②如果Ⅱ5与Ⅱ6结婚，则所生男孩同时患两种遗传病的概率为________。
③如果Ⅱ7与Ⅱ8再生育一个女儿，则女儿患甲病的概率为____ 。
④如果Ⅱ5与h基因携带者结婚并生育一个表现型正常的儿子，则儿子携带h基因的概率为________。
【解析】　(1)由Ⅰ1和Ⅰ2正常却生出患病的Ⅱ2，可判断甲病为常染色体隐性遗传病。由Ⅰ3和Ⅰ4正常却生出患病的Ⅱ9，可判断乙病为隐性遗传病，又因为只有男性患者，故乙病很可能是X染色体上致病基因控制的隐性遗传病。(2)若Ⅰ3无乙病致病基因，则可确定乙病为X染色体上致病基因控制的隐性遗传病。
①Ⅰ2的基因型为HhXTXt，Ⅱ5的基因型为1/3HHXTY、2/3HhXTY。②Ⅱ5的基因型为1/3HHXTY、2/3HhXTY，Ⅱ6的基因型为1/6HHXTXT(1/3×1/2)、1/3HhXTXt(2/3×1/2)，则所生男孩患甲病的概率为2/3×2/3×1/4＝1/9，所生男孩患乙病的概率为1/2×1/2＝1/4，所以所生男孩同时患两种病的概率为1/9×1/4＝1/36。③Ⅱ7与甲病相关的基因型是1/3HH、2/3Hh，Ⅱ8与甲病相关的基因型是10－4Hh，则女孩患甲病的概率为2/3×10－4×1/4＝1/60 000。④依据题中信息，Ⅱ5的基因型为1/3HH、2/3Hh，h基因携带者的基因型为Hh，则后代儿子中表现型正常的概率为1－2/3×1/4＝5/6，后代儿子中基因型为Hh的概率为1/3×1/2＋2/3×2/4＝3/6，故表现型正常的儿子中携带h基因的概率是3/6÷5/6＝3/5。
【答案】　(1)常染色体隐性遗传　伴X染色体隐性遗传
(2)①HhXTXt　HHXTY或HhXTY　②1/36
③1/60 000　④3/5
4．(2012·江苏卷)下列关于人类性别决定与伴性遗传的叙述，正确的是(　　)
A．性染色体上的基因都与性别决定有关
B．性染色体上的基因都伴随性染色体遗传
C．生殖细胞中只表达性染色体上的基因
D．初级精母细胞和次级精母细胞中都含Y染色体
【解析】　性染色体上的基因并非都与性别决定有关，如X染色体上的红绿色盲基因，A项错误；产生生殖细胞时，一对性染色体分离，分别进入两个子细胞中，所以性染色体上的基因伴随性染色体遗传，B项正确；生殖细胞中既有常染色体又有性染色体，常染色体上的基因，如与呼吸酶相关的基因也会表达，C项错误；初级精母细胞中一定含有Y染色体，但减数第一次分裂过程中发生同源染色体的分离，产生两种分别含有X染色体和Y染色体的次级精母细胞，D项错误。
【答案】　B
5．(2012·上海卷改编)下图为某家族遗传系谱图，已知甲病致病基因与乙病致病基因位于同一染色体上，且Ⅱ­7没有携带乙病的致病基因，Ⅲ­10同时患有甲病(A－a)和乙病(B－b)。

(1)甲病的遗传方式是________________。仅考虑甲病，Ⅲ­9的基因型是______________，A和a的传递遵循______________定律。
(2)Ⅲ­13的X染色体来自第Ⅰ代的________号个体。
(3)若同时考虑甲、乙两病，Ⅲ­10的基因型是________。下图中，染色体上的横线分别代表甲乙两病致病基因的位置，在Ⅲ­10的精子形成过程中，若仅考虑染色体行为，可能出现的细胞类型有________(多选)。
(4)已知Ⅱ­3和Ⅱ­4生出与Ⅲ­10表现型相同孩子的概率为2.5%，则他们生出与Ⅲ­8表现型相同孩子的概率为________。
【解析】　(1)Ⅱ­6和Ⅱ­7个体均没有患乙病，子代的12号个体患乙病，说明该病为隐性遗传病，Ⅱ­7个体不携带乙病的致病基因，说明乙病的致病基因位于X染色体上。则甲病的致病基因也位于X染色体上，图中Ⅱ­3和Ⅱ­4个体患甲病，但子代中的Ⅲ­8不患甲病，说明甲病为伴X染色体显性遗传病；仅考虑甲病的情况下，系谱图中Ⅱ­3和Ⅱ­4的基因型分别为XAY和XAXa，子代Ⅲ­9个体患甲病，其基因型可能为XAXA或者XAXa，概率分别为1/2，A和a为一对等位基因，遵循基因的分离定律。
(2)Ⅲ­13的X染色体来自母本Ⅱ­6，且该染色体上不携带任何致病基因，Ⅱ­6的X染色体来自Ⅰ­1和Ⅰ­2，其中来自Ⅰ­2的X染色体携带乙病基因，则不携带致病基因的X染色体来自于Ⅰ­1。
(3)若同时考虑到甲、乙两病，Ⅲ­10个体同时患两种病，X染色体上同时携带这两种致病基因，Y染色体上没有致病基因，其基因型为XAbY；在上面的图片中，A可以表示基因型为XAbY的精原细胞，B图示的两条染色体均为XAb，可以表示减数第二次分裂后期的情况；C图可以表示减数第一次分裂前期，X与Y进行联会；D细胞含有两条Y染色体，可以表示减数第二次分裂后期含有两条Y的次级精母细胞；E含有4条X染色单体，F含有4条Y的染色单体，在产生精子的减数分裂过程中均不可能出现，故可能出现的细胞类型为A、B、C、D。
(4)根据系谱图可推断出Ⅱ­3和Ⅱ­4的基因型分别为XABY和XAbXab；Ⅲ­10基因型为XAbY，Ⅱ­3和Ⅱ­4的子代和Ⅲ­10相同的概率为2.5%，父本产生含Y精细胞的概率为1/2；则母本产生含XAb的卵细胞的概率为1/20；则对应产生含XaB的配子概率也为1/20，互换率为10%，未发生互换的概率为90%，则母本产生的卵细胞分别为5%XaB、5%XAb、45%XAB、45%Xab，父本产生的精细胞分别为50%XAB、50%Y，Ⅲ­8为男性患乙病不患甲病，则子代与Ⅲ­8个体表现型相同的概率为45%×50%＝22.5%，即只需要Xab的卵细胞和Y的精细胞结合即可。
【答案】　(1)X显性遗传　XAXA或XAXa　基因的分离
(2)1　(3)XAbY　ABCD　(4)22.5%
预计2013年高考，对遗传规律的综合考查将主要分布在显隐性性状的判断、重组类型和亲本类型或不同基因型的概率计算、非等位基因间相互作用等。遗传方式探究的考查趋势侧重于X染色体上显隐性的判断、Y染色体与X染色体同源区段上基因控制的性状遗传和常染色体上等位基因控制性状的遗传分析、ZW型性别决定的伴性遗传以及突变基因位置的判断等。试题难度维持在0.55左右。
已知果蝇长翅与残翅是一对相对性状，灰身与黑身是另一对相对性状。取长翅黑身果蝇与残翅灰身果蝇交配，图解如下：
(1)从实验的结果分析，显性性状是________，控制果蝇翅长度和身体颜色的基因位于________对同源染色体上。让F2中长翅灰身果蝇与残翅黑身果蝇交配，F3果蝇中，长翅灰身∶长翅黑身∶残翅灰身∶残翅黑身＝________________。
(2)已知果蝇的一种隐性性状是由单基因h控制，但不知基因h位于何种染色体上，请设计一个简单的调查方案，并预测调查结果。
方案：寻找具有该隐性性状的果蝇种群，统计____ 的个体数量。
预测结果：
①如果具有该隐性性状的_______ ，则h基因位于X染色体上。
②如果具有该隐性性状的_______ ，则h基因位于Y染色体上。
③如果具有该隐性性状的_______ ，则h基因位于常染色体上。
【研析】　本题主要考查显隐性性状的判断、基因型与表现型及其比例的推断和遗传方式的探究。解题过程如下：
【答案】　(1)长翅、灰身　两　4∶2∶2∶1
(2)具有该隐性性状果蝇的雌性和雄性
①雄性个体数量明显多于雌性
②个体全部为雄性
③雌雄个体数量大致相当