第五单元第32讲基因的自由组合定律.docx

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第五单元第32讲基因的自由组合定律

第32讲基因的自由组合定律

走进高考第一关：

教材关

合作梳理知识体系

基因的自由组合定律

实验现象（提出问题）

实验：

P黄圆×绿皱

↓

F1黄圆

↓

F2黄圆黄皱绿圆绿皱

__①__：

②__：

③__：

④__

现象

F2中出现不同对性状之间的重组

F2中4种表现型的分离比为⑤____

理论解释（作出假设）

解释

两对相对性状分别由两对⑥________控制

F1产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子⑦________

受精时，雌雄配子⑧________

图解：

PYYRR×yyrr

↓

F1YyRr

↓减数分裂

雌雄各4种配子：

1YR:

1Yr:

1yR:

1yr

↓随机结合

F216种结合方式、⑨________种组合形式（基因型）、10________种性状表现（表现型）

测交（实验验证）

实验：

F1×双隐性类型1黄圆：

1黄皱：

1绿圆：

1绿皱

结论：

F1形成配子时，不同对的基因是11________的

结论（自由组合定律）

控制不同性状的遗传因子的分离和组合是12________的

在形成配子时，决定13________的成对的遗传因子彼此分离，决定14________的遗传因子

自由组合

现代解释

实质

两对（或两对以上）等位基因分别位于两对（或两对以上）15________染色体上

位于16________染色体上的17________基因的分离或组合是互不干扰的

F1减数分裂形成配子时，同源染色体上的18________分离，非同源染色体上的19________自由组合

孟德尔成功的原因

选材得当

科学的确定研究对象——先单基因后多基因

科学的研究方法：

20________方法的应用

科学的实验程序设计：

提出问题→21________→实验验证→得出结论

首创了22________方法

自我校对：

①9②3③3④1⑤9:

3:

3:

1⑥遗传因子⑦自由组合⑧随机结合⑨910411自由组合12互不干扰13同一性状14不同性状15同源16非同源17非等位18等位基因19非等位基因20统计学21作出假设22测交

解读高考第二关：

考点关

考点1两对相对性状的遗传实验分析及有关结论

1.实验分析

亲本：

YYRR（黄圆）×yyrr（绿皱）

↓

F1：

YyRr（黄圆）

↓→Yy×Yy→1YY：

2Yy：

1yy

Rr×Rr→1RR:

2Rr：

1rr

F2:

2.有关结论

F2共有16种组合，9种基因型，4种表现型。

（1）四种表现型

①双显性占9/16，单显性（绿圆、黄皱）各占3/16,双隐性占1/16。

②双亲类型（Y_R_+yyrr）占10/16。

重组类型占6/16（3/16Y_rr+3/16yyR_）。

（2）九种基因型

①纯合子占4/16（1/16YYRR+1/16YYrr+1/16yyRR+1/16yyrr）

②杂合子占：

1-4/16=12/16，其中双杂合个体（YyRr）占4/16；单杂合个体四种（YyRR、YYRr、Yyrr、yyRr）各占2/16

特别提醒：

①只要是亲本与以上两对相对性状的杂交实验相同（即：

父本或母本均是“双显”或“双隐”的纯合子），所得F2的表现型、基因型及其比例关系就符合以上结论。

②若亲本是“一显一隐”和“一隐一显”的纯合子，则F2中重组类型及其与亲本表现型相同的类型及各自所占比例会发生相应的变化，如P：

YYrr×yyRR→F1:

YyRrF2中重组类型占10/16，而亲本类型占6/16。

例析1（2009·全国理综，5）已知小麦抗病对感病为显性，无芒对有芒为显性，两对性状独立遗传。

用纯合的抗病无芒与感病有芒杂交，F1自交，播种所有的F2，假定所有F2植株都能成活，在F2植株开花前，拔掉所有的有芒植株，并对剩余植株套袋。

假定剩余的每株F2收获的种子数量相等，且F3表现型符合遗传定律。

从理论上讲F3中表现感病植株的比例为（）

A.1/8

B.3/8

C.1/16

D.3/16

解析：

本题要求计算理论上F3中感病植株的比例，所以可以忽略有芒、无芒性状，转化为一对相对性状遗传的问题。

设小麦抗病基因用“A”表示，感病基因用“a“表示，其遗传图解如下：

答案：

B

互动探究1-1孟德尔将纯种黄色圆粒豌豆与纯种绿色皱粒豌豆杂交，并将F1黄色圆粒自交得到F2。

为了查明F2的基因型及比例，他将F2中的黄色圆粒豌豆自交，预计后代不发生性状分离的个体占F2黄色圆粒的比例为（）

A.1/9

B.1/16

C.4/16

D.9/16

解析：

本题考查基因自由组合定律的应用以及理解能力、应用能力和分析判断能力等。

根据基因自由组合定律，可知两纯种亲本杂交所得F1黄色圆粒豌豆均为双杂合子（YyRr），其自交所得F2中的黄色圆粒豌豆的基因型及比例为：

1YYRR:

2YYRr:

2YyRR:

4YyRr。

若让这些豌豆再自交，只有纯合子自交后代不会发生性状分离，这样的个体的基因型为YYRR,占F2黄色圆粒豌豆的比例为1/9。

即正确的选项为A。

答案：

A

互动探究1-2某植物的花色由两对自由组合的基因决定。

显性基因A和B同时存在时，植株开紫花，其他情况开白花。

请回答：

开紫花植株的基因型有________种，其中基因型是________的紫花植株自交，子代表现为紫花植株:

白花植株=9：

7。

基因型为________和________的紫花植株各自自交，子代表现为紫花植株:

白花植株=3：

1。

基因型为________的紫花植株自交，子代全部表现为紫花植株。

解析：

本题是有关基因的自由组合定律的内容。

要正确把握题干中“显性基因A和B同时存在时，植株开紫花，其他情况开白花”的含义。

根据这段文字可以知道，AABB、AABb、AaBB、AaBb四种基因型的植株开紫花，AAbb、Aabb、aaBB、aaBb\,aabb五种基因型的植株开白花。

AaBb植株自交后代有9种基因型，2种表现型，表现型的比例是9：

7。

基因型为AaBB和AABb的紫花植株各自自交，其子代的表现为紫花植株:

白花植株=3：

1。

AABB植株自交后代全部表现为紫花植株。

答案：

4AaBbAaBBAABbAABB

考点2基因自由组合定律的适用条件、实质、细胞学基础及其验证

1.适用条件

真核生物有性生殖，两对或两对以上位于非同源染色体上的非等位基因的遗传。

2.实质

在生物体进行减数分裂形成配子时，同源染色体上的等位基因彼此分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合。

3.F1产生配子过程（细胞学基础）

由上述图解可看出：

（1）在减数分裂时，无论雄性个体还是雌性个体，理论上所产生的配子种类均相同，即均为2n种（n代表等位基因对数）。

（2）分析配子产生时应特别注意是“一个个体”还是“一个性原细胞”。

①若是一个个体则产生2n种配子；

②若是一个性原细胞，则一个卵原细胞仅产生1个（1种）卵细胞，而一个精原细胞可产生4个（2种，两两相同）精细胞（未发生交叉互换的情况）。

例：

YyRr基因型的个体产生配子情况如下：

4.测交验证

（1）实验目的：

测定F1的基因型及产生配子的种类及比例。

（2）测交遗传图解

（3）分析：

如果理论正确，则YyRr×yyrr→1YyRr：

1Yyrr：

1yyRr：

1yyrr。

（4）实验结果：

黄圆:

黄皱:

绿圆:

绿皱：

1：

1：

1：

1。

（5）证明问题

①F1的基因型为YyRr；

②F1减数分裂产生四种配子YR：

Yr：

yR：

yr=1：

1：

1：

1；

③证明自由组合定律的实质——非同源染色体上非等位基因的自由组合。

例析2-1位于染色体上的A、B、C三个基因分别对a、b、c完全显性。

用隐性性状个体与显性纯合个体杂交得F1，F1测交结果为aabbcc：

AaBbCc：

aaBbcc：

AabbCc=1：

1：

1：

1,则下列正确表示F1基因型的是（）

解析：

根据测交结果:

aabbcc：

AaBbCc：

aaBbcc：

AabbCc=1：

1：

1：

1,可以判断出A总是与C在一起,而a总是与c在一起,而A（a）、C（c）与B（b）可以自由组合。

答案：

B

例析2-2家禽鸡冠的形状由两对基因（A和a,B和b）控制，这两对基因按自由组合定律遗传，与性别无关。

据下表回答问题：

（1）甲组杂交方式在遗传学上称为________，甲组杂交F1代四种表现型比例是。

（2）让乙组后代F1中玫瑰状冠的家禽与另一纯合豌豆状冠的家禽杂交，杂交后代表现型及比例在理论上是。

（3）让丙组F1中的雌雄个体交配，后代表现为玫瑰状冠的有120只，那么表现为豌豆状冠的杂合子理论上有____________________只。

（4）基因型为AaBb与Aabb的个体杂交，它们的后代基因型的种类有________种，后代中纯合子比例占。

解析：

（1）个体和隐性个体杂交，叫测交。

（2）F1玫瑰状杂合的概率是2/3，纯合概率是1/3，则和纯合的豌豆状冠的家禽杂交，后代核桃状冠的概率是1/3+2/3×1/2=2/3，豌豆状冠概率是2/3×1/2=1/3，比例为2：

1。

（3）丙组中，由F1全是核桃状可推出亲代基因型为：

aaBB和AAbb，其F1基因型为AaBb，雌雄个体间交配，符合常规的自由组合规律，玫瑰状冠的家禽=1/16AAbb+2/16Aabb=120只，可以推出杂合的豌豆状冠的个体理论上有：

2/16aaBb=80只。

（4）基因型为AaBb与Aabb的个体杂交，它们后代的基因型种类为3×2=6种，纯合子的比例为1/4AA×1/2bb+1/4aa×1/2bb=1/4。

答案：

（1）测交1：

1：

1：

1

（2）核桃状:

豌豆状=2：

1

（3）80（4）61/4

考点3自由组合问题的解决方法——分解组合法

1.思路

将多对等位基因的自由组合分解为若干个分离定律分别分析，再运用乘法原理将各组情况进行组合。

2.题型

（1）配子类型问题

例：

AaBbCc与aaBbCc杂交过程中，配子结合方式。

先用分解法分别求出AaBbCc和aaBbCc各产生多少种配子。

AaBbCcaaBbCc

↓↓↓↓↓↓

2×2×2=8种1×2×2=4种

再求配子间的结合方式8×4=32种

（2）子代基因型种类及比例问题

例：

AaBBCc×aaBbcc→子代基因型种类及比例

先分解：

Aa×aa→1Aa:

1aa2种基因型

BB×Bb→1BB:

1Bb2种基因型

Cc×cc→1Cc:

1cc2种基因型

再组合：

子代中基因型种类2×2×2=8种

这8种基因型及比例可用分枝法表示为：

（3）子代表现型及比例问题

例：

AaBBCcDd×aaBbCcDD→子代中表现型种类数及A_B_C_D_在子代中所占比例。

先分解：

Aa×aa→子代2种表现型，其中A_占

，

BB×Bb→子代1种表现型，其中B_占1，

Cc×Cc→子代2种表现型，其中C_占

，

Dd×DD→子代1种表现型，其中D_占1。

再组合：

子代中表现型种类数为2×1×2×1=4种，其中A_B_C_D_在子代中所占比例为

。

例析3某学校的一个生物兴趣小组进行了一项试验来验证孟德尔的遗传定律。

该小组用豌豆的两对性状做试验，选取了黄色圆粒（黄色与圆粒都是显性性状，分别用Y、R表示）与某种豌豆作为亲本杂交得到F1，并且F1的统计数据绘制成了右侧柱形图。

请根据试验结果讨论并回答下列有关问题：

（1）你能推测出亲本某豌豆的表现型与基因型吗？

请写出推测过程。

（2）此实验F1中的纯合子占总数的多少？

请写出推测过程。

（3）有同学认为子代黄色与绿色比符合基因的分离定律，但圆粒与皱粒的比不符合基因的分离定律，你觉得该同学的想法有道理吗？

你能设计一个实验来验证你的想法吗？

（4）如果市场上绿色圆粒豌豆销售形势很好，你能利用现有F1中四种表现型豌豆，获得纯合的绿色圆粒豌豆吗？

请写出解决程序。

（要求设计合理简单）

解析：

（1）由坐标中直方图可看出F1中黄色:

绿色=3：

1，圆粒:

皱粒=1：

1，可推测出双亲豌豆基因型是YyRr和Yyrr。

（2）由

（1）推断出亲本豌豆基因型YyRr×Yyrr可分析，F1中纯合子基因型有YYrr、yyrr两种，二者占总数的

。

（3）由F1中粒形、粒色两对性状表现及分离比可知两对性状都遵循基因分离定律，要想证明可选用F1中黄色圆粒豌豆自交，统计分析自交后代中圆粒与皱粒的数目及比例，若符合3：

1，则说明圆粒与皱粒的遗传符合分离定律。

（4）F1中四种表现型的豌豆其基因型分别为黄色圆粒YYRr：

YyRr=1：

2,绿色圆粒yyRr，黄色皱粒Yyrr：

Yyrr=1：

2，绿色皱粒yyrr，要想培育绿色圆粒豌豆可直接从F1中选出绿色圆粒连续自交淘汰不合乎要求的个体，直至不再发生性状分离即可。

答案：

（1）能。

根据基因分离定律，单独分析一对基因传递情况，子代中黄色与绿色分离比为3：

1,则亲本的基因型为Yy×Yy，圆粒与皱粒分离比为1：

1，则亲本的基因型为Rr×rr，所以亲本的基因型为YyRr×Yyrr，表现型是黄色圆粒、黄色皱粒。

（2）1/4。

Yy×Yy的子代出现纯合子的概率是1/2，Rr×rr的子代出现纯合子的概率是1/2，两对基因同时分析时，子代出现纯合子的概率是1/2×1/2=1/4。

（3）没有道理。

如果将F1的黄色圆粒自交，则后代的圆粒与皱粒的比应该是3：

1，符合基因的分离定律。

（4）能。

将F1中绿圆豌豆（yyRr）自交，淘汰绿色皱粒，再连续自交并选择，直到不发生性状分离为止。

点评：

1.子代表现型与亲代基因型的关系

2.自由组合定律常用解题技巧

（1）根据后代分离比解题。

在基因的分离定律中，不同基因型之间交配，后代在性状上往往有一些规律性的分离比。

如杂种F1（一对杂合基因，有显隐性关系）自交，后代分离比为3：

1,测交比是1：

1，亲本之一为显性纯合子，其后代只有显性性状的个体等。

利用这些规律性的分离比是解自由组合题目的技巧之一。

（2）运用隐性纯合突破法解题。

隐性性状的个体可直接写出其基因型，显性性状可写出部分基因型，再结合减数分裂产生配子和受精作用的相关知识，能够推出亲代的基因型。

（3）运用综合分析法解题。

如已知一个亲本的基因型为BbCc，另一个为bbC_。

后代中四种表现型个体比近似于3：

1：

3：

1,即总份数为8。

根据受精作用中雌雄配子结合规律可断定一个亲本可产生两种配子，另一个亲本能产生四种配子，雌雄配子随机结合的可能性有8种，因此另一个亲本的基因型为bbCc。

互动探究3-1牵牛花中叶子有普通叶和枫形叶两种，种子有黑色和白色两种。

现用普通叶白色种子纯种和枫形叶黑色种子纯种作为亲本进行杂交，得到的F1为普通叶黑色种子，F1自交得F2，结果符合基因的自由组合定律。

下列对F2的描述中错误的是（）

A.F2中有9种基因型，4种表现型

B.F2中普通叶与枫形叶之比为3：

1

C.F2中与亲本表现型相同的个体大约占3/8

D.F2中普通叶白色种子个体与枫形叶白色种子个体杂交将会得到两种比例相同的个体

解析：

由题干知普通叶（A）对枫形叶（a）为显性，黑色种子（B）对白色种子（b）为显性。

据自由组合定律知：

F1基因型为AaBb（普黑），其自交所得F2中有9种基因型，4种表现型，且每一对相对性状之比均为3：

1，F2中与亲本表现型（AAbb—普白，aaBB—枫黑）相同的个体为

。

F2中普通叶白色种子的基因型及比例为1/3AAbb、2/3Aabb,枫形叶白色种子的基因型为aabb,它们杂交后代为枫形叶白色种子的比例为（2/3）×（1/2）=1/3,杂交后代为普通叶白色种子的比例为1-1/3=2/3。

即D项错误。

答案：

D

互动探究3-2两对基因（A—a和B—b）自由组合，基因型为AaBb的植株自交，得到的后代中表现型与亲本不相同的概率是（）

A.1/4

B.3/4

C.7/16

D.9/16

解析：

位于非同源染色体上的两对基因，其遗传遵循基因的自由组合规律。

基因型AaBb的个体自交，其后代有16种组合；基因型有9种，分别是：

1AABB,2A_bb,2aaB_，4A_B_，1AAbb，2A_bb，1aaBB,2aaB_，1aabb;表现型4种，分别是：

A_B_、A_bb，aaB_和aabb,后代中表现型与亲本不相同的概率为（1AAbb，2A_bb）+（1aaBB，2aaB_）+1aabb=7/16。

答案：

C

考点4孟德尔成功的原因及自由组合定律适用条件

1.孟德尔成功的原因

第一，正确地选用试验材料。

第二，对性状进行分析时，先针对一对相对性状的传递情况进行研究，弄清后再研究两对、三对、甚至多对。

第三，用统计学方法对试验结果进行分析，这是孟德尔获得成功的又一重要原因。

第四，孟德尔科学地设计了试验程序。

他在对大量试验数据进行分析的基础上，合理地提出假设，并设计试验来验证假设。

2.自由组合定律的适用条件

（1）有性生殖生物的性状遗传。

（2）真核生物的性状遗传。

（3）细胞核遗传。

（4）两对或两对以上相对性状遗传。

（5）控制两对或两对以上相对性状的等位基因位于不同对的同源染色体上。

特别提醒：

在严酷的条件下，配子的发育状况好坏对配子种类及比例有所影响，我们学习遗传定律时是在理想的情况下，一般情况下可以不考虑。

环境必须要求一致，另外存活率对比例影响也较大，因为存在有致死现象，所以存活率是假设为100%。

例析4孟德尔通过植物杂交实验，探索遗传规律，他采用了严格的科学方法，下列哪项是正确的（）

A.“一对相对性状的杂交实验和结果”——分析问题，提出假说

B.“测交实验和结果”——分析问题，寻找规律

C.“分离定律的本质”——发现问题，提出假说

D.“对分离现象的解释”——分析问题，提出假说

解析：

孟德尔科学设计实验程序，“一对相对性状的杂交实验和结果”是发现问题，获得数据；“对分离现象的解释”是分析问题，提出假说；“测交实验和结果”是验证假说；“分离定律的本质”是发现规律。

答案：

D

互动探究4孟德尔通过豌豆杂交试验揭示出了遗传规律，分子遗传学家选用真菌、细菌和噬菌体为实验材料证明了DNA是遗传物质，上述事实说明了决定研究工作成功的关键在于（）

A.实验材料的选取

B.将数理统计方法运用于遗传学研究

C.运用假说——演绎的科学思维

D.由简到繁的研究方法

解析：

孟德尔选择豌豆，分子遗传学家选择真菌、细菌、噬菌体，这些都体现了选择实验材料的重要性。

答案：

A

笑对高考第三关：

技巧关

按自由组合定律遗传的两种疾病的发病情况

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：

以上规律可用下图帮助理解：

典例男性并指、女性正常的一对夫妇，生了一个先天性聋哑的儿子，这对夫妇以后所生的子女基因如何？

下一个孩子只患聋哑和有两种病的概率分别是多少？

（A表示并指基因，b表示聋哑基因。

两种遗传病与性别无关）

思维导析：

根据题意：

男性并指，女性正常，生了一个先天性聋哑（aabb）的儿子，可知这对夫妇的基因型为AaBb（父）、aaBb（母），由此推测后代的基因型、表现型及比值：

Aa×aa→后代基因型为1Aa：

1aa（2种）

Bb×Bb→后代基因型为1BB：

2Bb：

1bb（3种）

两对性状合在一起的基因型为各对的乘积：

2×3=6种。

即1AaBB:

2AaBb:

1Aabb:

1aaBB:

2aaBb:

1aabb。

发病率的计算，也是单独算出每对相对性状的表现型，再按要求计算。

Aa×aa→后代表现型为

并指、

正常

Bb×Bb→后代表现型为

聋哑、

正常

只患聋哑：

×

=

。

既聋哑又并指：

×

=

。

答案：

1AaBB:

2AaBb:

1Aabb:

1aaBB:

2aaBb:

1aabb;

。

应用拓展

人类并指（D）为显性遗传病，白化病（a）是一种隐性遗传病，已知控制这两种疾病的基因都在常染色体上，而且是独立遗传。

一个家庭中，父亲并指，母亲正常，他们有一个患白化病但手指正常的孩子，如果他们再生一个孩子，则：

（1）这个孩子表现正常的可能性是多少？

（2）这个孩子只患一种病的可能性是多少？

（3）这个孩子同时患有两种遗传病的可能性是多少？

（4）这个孩子患病的可能性是多少？

解析：

由题干可获取的主要信息有：

该家庭中，父亲的基因型为A_D_,母亲的基因型为A_dd,孩子的基因型为aadd。

解答本题首先要确定双亲的基因型，然后根据遗传规律对后代情况做出分析判断。

根据双亲及孩子的表现型，可推导出双亲的基因型分别为：

父AaDd,母Aadd。

因此他们再生下一个孩子，患病的概率为：

只患一种病的概率+同时患有两种病的概率=患并指的概率+患白化病的概率-同时患两种病的概率。

患并指的概率为

，患白化病的概率为

，同时患有两种病的概率为

×

=

只患一种病的概率为

+

-2

=

，患病的概率为

+

-

=

，表现正常的概率为1-

=

。

答案：

（1）

（2）

（3）

（4）

高考真题备选

1.（2009·广东理基，44）基因A、a和基因B、b分别位于不同对的同源染色体上，一个亲本与aabb测交，子代基因型为AaBb和Aabb，分离比为1：

1，则这个亲本基因型为（）

A.AABb

B.AaBb

C.AAbb

D.AaBB

解析：

答案：

A

2.（2009·安徽理综，31）某种野生植物有紫花和白花两种表现型，已知紫花形成的生物化学途径是：

A基因B基因

↓↓

前体物质（白色）

中间产物（白色）

紫色物质

A和a、B和b是分别位于两对染色体上的等位基因，A对a、B对b为显性。

基因型不同的两白花植株杂交，F1紫花:

白花=1：

1。

若将F1紫花植株自交，所得F2植株中紫花:

白花=9：

7。

请回答：

（1）从紫花形成的途径可知，紫花性状是由________对基因控制。

（2）根据F1紫花植株自交的结果，可以推测F1紫花植株的基因型是________，其自交所得F2中，白花植株纯合体的基因型是。

（3）推测两亲本白花植株的杂交组合（基因型）是________或________；用遗传图解表示两亲本白花植株杂交的过程（只要求写一组）。

（4）紫花形成的生物化学途径中，若中间产物是红色（形成红花），那么基因型为AaBb的植株自交，子一代植株的表现型及比例为。

解析：

从前体物质到紫色物质的形成需要酶A和酶B的催化，由此可知，紫花性状由两对基因控制。

由于F1自交后代出现了紫花和白花两种表现型，所以F1是杂合体，又因F2中紫花和白花的比为9：

7，所以F1的基因型为AaBb。

F1自交后代中A_bb\,aaB_\,aabb基因型均开白花，F2中白花纯合体的基因型是AAbb\,aaBB\,aabb。

紫花形成的途径中，若中间产物是红色，则红花性状的基因型为AAbb\,Aabb，白花性状的基因型为aaBB\,aaBb和aabb,紫花性状的基因型为AABB\,AABb\,AaBB和AaBb。

AaBb植株自交，F1的表现型及其比例为：

紫花:

红花:

白花=9：

3：

4。

答案：

（1）两

（2）AaBbaaBB、AAbb、aabb

（3）Aabb×aaBBAAbb×aaBb

遗传图解（只要求写一组）

（4）紫花:

红花:

白花=9：

3：

4

课后活页作业

1.（2009·江苏，10）已知A与a、B与b、C与c3对等位基因自由组合，基因型分别为AaBbCc、A