届 一轮复习人教版 基因的自由组合定律 学案.docx
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届一轮复习人教版基因的自由组合定律学案
2020届一轮复习人教版基因的自由组合定律学案
【考纲解读】
最新考纲
细解考点
核心素养
基因的自由组合定律(Ⅱ)
1.说明两对相对性状的豌豆实验及科学方法
2.理解并说出基因的自由定律
3.能够利用基因的自由组合定律解决相关遗传
问题
1.生命观念——结构与功能观:
从细胞水平和分子水平阐述基因的自由组合定律
2.科学思维——归纳演绎:
解释两对相对性状的杂交实验,总结基因的自由组合定律
3.科学探究——实验设计与结果分析:
研究基因的自由组合定律,探究不同对基因在染色体上的位置关系
4.社会责任——解释、解决生产生活中的遗传问题
考点一 两对相对性状的遗传实验及基因的自由组合定律
1.发现问题——两对相对性状的杂交实验
(1)实验过程
P 黄色圆粒×绿色皱粒
F1 黄色圆粒
F2 9黄色圆粒∶3黄色皱粒∶3绿色圆粒∶1绿色皱粒
(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),新出现两种性状(绿色圆粒、黄色皱粒)
说明不同性状之间进行了自由组合
【深挖教材】
(1)F2中出现与亲本不同的性状类型,称为重组类型,孟德尔实验中的重组类型是什么?
所占比例是多少?
提示:
孟德尔实验中的重组类型是黄色皱粒和绿色圆粒,所占比例是3/8。
(2)若亲本改为纯种黄色皱粒和纯种绿色圆粒,则重组类型是什么?
所占比例又是多少?
提示:
若亲本改为纯种黄色皱粒和纯种绿色圆粒,则重组类型是黄色圆粒和绿色皱粒,所占比例是5/8。
2.提出假说——对自由组合现象的解释
(1)理论解释(提出假设)
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。
(2)遗传图解
P YYRR(黄色圆粒)×yyrr(绿色皱粒)
F1 YyRr(黄色圆粒)
F2 ?
①写出F1产生的4种配子的基因型及比例:
YR∶Yr∶yR∶yr=1∶1∶1∶1。
②试写出F2中4种表现型包含的基因型及比例。
a.黄色圆粒:
1/16YYRR,1/8YYRr,1/8YyRR,1/4YyRr。
b.黄色皱粒:
1/16YYrr,1/8Yyrr。
c.绿色圆粒:
1/16yyRR,1/8yyRr。
d.绿色皱粒:
1/16yyrr。
③两对相对性状杂交实验结果分析。
a.纯合子共有4种,每一种纯合子在F2中所占比例均为1/16。
b.一对基因纯合、一对基因杂合的单杂合子共有4种,每一种单杂合子在F2中所占比例均为1/8。
c.两对基因均杂合的双杂合子有1种,在F2中所占比例为1/4。
3.演绎推理——对自由组合现象解释的验证
(1)验证方法:
测交实验。
(2)遗传图解:
4.得出结论——自由组合定律
(1)自由组合定律内容
①控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的。
②在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。
(2)细胞学基础
(3)基因自由组合定律的实质
①实质:
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:
进行有性生殖的生物,真核细胞的核内染色体上的基因。
无性生殖和细胞质基因遗传时不遵循基因的自由组合定律。
5.孟德尔成功的原因分析
(1)材料:
科学地选择了豌豆作为实验材料。
(2)对象:
由一对性状到多对性状。
(3)方法:
应用了统计学方法对实验结果进行分析。
(4)程序:
运用假说—演绎法。
1.孟德尔两对相对性状的遗传实验中,F2的黄色圆粒、黄色皱粒和绿色圆粒豌豆中纯合子分别占多少?
提示:
1/9,1/3,1/3。
2.据图思考回答:
(1)甲图表示基因在染色体上的分布情况,其中哪些基因不遵循基因的自由组合定律?
为什么?
(2)乙图中基因自由组合发生在哪些过程中?
为什么?
提示:
(1)Aa与Dd和BB与Cc分别位于同一对同源染色体上,不遵循该定律。
只有位于非同源染色体上的非等位基因之间,其遗传时才遵循自由组合定律。
(2)④⑤。
基因自由组合发生于产生配子的减数第一次分裂过程中,而且是非同源染色体上的非等位基因之间的重组,故①~⑤过程中仅④、⑤过程发生基因自由组合,①、②过程仅发生了等位基因分离,未发生基因自由组合。
题型一 两对相对性状的遗传实验分析
1.在孟德尔两对相对性状杂交实验中,F1黄色圆粒豌豆(YyRr)自交产生F2。
下列表述正确的是( C )
A.F1产生4个配子,比例为1∶1∶1∶1
B.F1产生基因型为YR的卵细胞和精子数量之比为1∶1
C.F1产生的雄配子中,基因型为YR和基因型为yr的比例为1∶1
D.基因自由组合定律是指F1产生的4种类型的雌配子和雄配子可自由组合
解析:
YyRr个体能产生基因型为YR、yr、Yr、yR的雌配子和雄配子各4种,而不是4个;F1产生基因型为YR的卵细胞数量比基因型为YR的精子数量少,即雄配子多于雌配子;F1产生的雄配子中,共有YR、yr、Yr和yR4种基因型,比例为1∶1∶1∶1,故基因型为YR和基因型为yr的比例为1∶1;基因的自由组合是指F1在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,而精子和卵细胞的随机结合是受精作用。
2.(2018·山东潍坊期中)黄色圆粒(YyRr)豌豆自交,从其子代中任取一株黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交,后代不可能出现的表现型比例是( D )
A.只有一种表现型B.1∶1
C.1∶1∶1∶1D.3∶1∶3∶1
解析:
黄色圆粒(YyRr)豌豆自交,后代黄色圆粒豌豆的基因型为YYRR或YYRr或YyRR或YyRr,与yyrr的豌豆杂交,后代出现的表现型比例是只有一种或两种1∶1或四种1∶1∶1∶1。
题型二 基因自由组合定律的实质
3.已知等位基因A和a、B和b在染色体上的位置有如图甲、乙、丙所示的三种情况。
下列叙述不正确的是(不考虑交叉互换)( C )
A.甲能产生基因型为AB、ab的两种配子
B.乙自交产生的子代基因型共有9种
C.甲与丙个体杂交的子代中纯合子占1/4
D.丙测交的子代有两种基因型,且比例是1∶1
解析:
甲细胞两对等位基因位于同一对同源染色体上,能产生AB、ab两种配子;乙图中两对等位基因位于两对同源染色体上,所以其自交产生的后代基因型有3×3=9(种);甲产生的配子是AB、ab,丙产生的配子是Ab、aB,所以两者杂交,后代不可能出现纯合子;丙测交的子代基因型及比例为Aabb∶aaBb=1∶1。
4.已知三对基因在染色体上的位置情况如图所示,且三对基因分别单独控制三对相对性状,则下列说法正确的是( B )
A.三对基因的遗传遵循基因的自由组合定律
B.基因型为AaDd的个体与基因型为aaDd的个体杂交的后代会出现4种表现型,比例为3∶3∶1∶1
C.如果基因型为AaBb的个体在产生配子时没有发生交叉互换,则它只产生4种配子
D.基因型为AaBb的个体自交后代一定会出现4种表现型,但比例不一定为9∶3∶3∶1
解析:
基因的自由组合定律适用于非同源染色体上的基因的遗传,图中A(a)与B(b)基因位于同源染色体上,其遗传不遵循基因的自由组合定律,但A(a)与D(d),B(b)与D(d)的遗传遵循基因的自由组合定律;AaBb的个体在产生配子时,如不发生交叉互换,则只产生两种配子,其后代有三种基因型、两种表现型。
题型三 自由组合定律的验证
5.(2019·河北唐山月考)现有纯种果蝇品系①~④,其中品系①的性状为显性,品系②~④均只有一种性状是隐性,其他性状均为显性。
这四个品系的隐性性状及控制该隐性性状的基因所在的染色体如下表所示:
品系
①
②
③
④
隐性性状
残翅
黑身
紫红眼
基因所在的染色体
Ⅱ、Ⅲ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
若需验证自由组合定律,可选择交配的品系组合为( D )
A.①×④B.①×②
C.②×③D.②×④
解析:
验证自由组合定律时所选择的两个类型应具有两对相对性状,且控制两对相对性状的基因必须是位于两对同源染色体上。
据此判断应为②和④。
6.用纯种有色饱满籽粒的玉米与无色皱缩籽粒的玉米杂交(实验条件满足实验要求),F1全部表现为有色饱满,F1自交后,F2的性状表现及比例为有色饱满73%,有色皱缩2%,无色饱满2%,无色皱缩23%。
回答下列问题:
(1)上述一对性状的遗传符合 定律。
(2)上述两对性状的遗传是否符合自由组合定律?
为什么?
(3)请设计一个实验方案,进一步验证这两对性状的遗传是否符合自由组合定律。
(实验条件满足实验要求)
实验方案实施步骤:
① ;
② ;
③ 。
结果预测:
后代种子四种表现型不符合 。
解析:
分析F2的表现型,每一对相对性状的分离比为3∶1,符合基因的分离定律。
两对相对性状的分离比不符合9∶3∶3∶1,不符合基因的自由组合定律。
验证两对基因的遗传是否符合基因的自由组合定律,应用测交的方法。
答案:
(1)基因的分离
(2)不符合,因为玉米粒色和粒形的每对相对性状的分离比均为3∶1,两对性状综合考虑,如果符合自由组合规律,F1自交后代分离比应符合9∶3∶3∶1,与实际情况不符。
(3)纯种有色饱满的玉米和纯种无色皱缩的玉米杂交,获得F1
取F1植株,与无色皱缩的玉米进行杂交
收获杂交后代种子,并统计不同表现型的数量比例
1∶1∶1∶1
考点二 基因自由组合定律应用的相关题型
题型一 根据亲本基因型推断子代的基因型及比例
【方法掌握】
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
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=4×2=8
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)等于各性状按分离定律所求基因型种类数(或表现型种类数)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)概率,然后利用乘法原理进行组合
AABbDd×aaBbdd,F1中AaBbDd所占的比例为1×1/2×1/2=1/4
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杂交,AABBdd所占比例为1/2×1/2×1/2=1/8
【方法应用】
1.(2018·山东青州质检)基因型为AaBbCc和AabbCc的两个个体杂交(三对等位基因分别位于三对同源染色体上)。
下列关于杂交后代的推测,正确的是( B )
A.表现型有8种,AaBbCc个体的比例为
B.表现型有8种,aaBbCc个体的比例为
C.表现型有4种,aaBbcc个体的比例为
D.表现型有8种,Aabbcc个体的比例为
解析:
AaBbCc和AabbCc杂交,后代表现型有2×2×2=8(种),AaBbCc个体的比例为
×
×
=
;AaBbCc和AabbCc杂交,后代表现型有8种,aaBbCc个体的比例为
×
×
=
;AaBbCc和AabbCc杂交,后代表现型有8种,aaBbcc个体的比例为
×
×
=
;AaBbCc和AabbCc杂交,后代表现型有8种,Aabbcc个体的比例为
×
×
=
。
2.(2018·东北三校模拟)现有一株基因型为AaBbCc的豌豆,三对基因独立遗传且完全显性,自然状态下产生子代中不同于亲本类型的比例是( C )
A.
B.
C.
D.
解析:
根据基因自由组合定律,一株基因型为AaBbCc的豌豆自然状态下产生子代中亲本类型(A B C )占
×
×
=
因此重组类型的比例是1-
=
。
题型二 由子代推断亲本的基因型
【方法掌握】
1.利用基因式法推测亲本的基因型
(1)根据亲本和子代的表现型写出亲本和子代的基因式,如基因式可表示为A B 、A bb。
(2)根据基因式推出基因型(此方法只适用于亲本和子代表现型已知且显隐性关系已知时)。
2.根据子代表现型及比例推测亲本基因型
规律:
根据子代表现型比例拆分为分离定律的分离比,确定每一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);
(2)1∶1∶1∶1⇒(1∶1)(1∶1)⇒(Aa×aa)(Bb×bb);
(3)3∶3∶1∶1⇒(3∶1)(1∶1)⇒(Aa×Aa)(Bb×bb);
(4)3∶1⇒(3∶1)×1⇒(Aa×Aa)×(BB×BB)或(Aa×Aa)×(BB×Bb)或(Aa×Aa)×(BB×bb)或(Aa×Aa)×(bb×bb)。
【方法应用】
3.(2018·福建质检)玉米籽粒的颜色由三对独立遗传的等位基因共同控制。
基因型为A B C 的籽粒有色,其余基因型的籽粒均为无色。
现以一株有色籽粒玉米植株X为父本,分别进行杂交实验,结果如下表。
据表分析植株X的基因型为( D )
父本
母本
F1
有色籽粒
无色籽粒
有色籽粒玉米植株X
AAbbcc
50%
50%
aaBBcc
50%
50%
aabbCC
25%
75%
A.AaBbCcB.AABbCc
C.AaBBCcD.AaBbCC
解析:
①根据有色籽粒植株A B C ×AAbbcc→50%有色籽粒(A B C ),分别考虑每一对基因,应该有一对后代出现显性基因的可能性为50%,其余两对100%出现显性基因,则有色籽粒植株的基因型可以是AaBBCc、AABBCc、AaBbCC、AABbCC;②根据有色籽粒植株A B C ×aaBBcc→50%有色籽粒(A B C ),分别考虑每一对基因,应该有一对后代出现显性基因的可能性为50%,其余两对100%出现显性基因,则有色籽粒植株的基因型可以是AaBBCC、AaBbCC、AABBCc、AABbCc;③根据有色籽粒植株A B C ×aabbCC→25%有色籽粒(A B C ),分别考虑每一对基因,应该有两对后代出现显性基因的可能性为50%,其余一对100%出现显性基因,则有色籽粒植株的基因型可以是AaBbCC、AaBbCc。
根据上面三个过程的结果可以推知植株X的基因型为AaBbCC。
4.(2016·全国Ⅱ卷)某种植物的果皮有毛和无毛、果肉黄色和白色为两对相对性状,各由一对等位基因控制(前者用D、d表示,后者用F、f表示),且独立遗传。
利用该种植物三种不同基因型的个体(有毛白肉A、无毛黄肉B、无毛黄肉C)进行杂交,实验结果如下:
回答下列问题:
(1)果皮有毛和无毛这对相对性状中的显性性状为 ,果肉黄色和白色这对相对性状中的显性性状为 。
(2)有毛白肉A、无毛黄肉B和无毛黄肉C的基因型依次为 。
(3)若无毛黄肉B自交,理论上,下一代的表现型及比例为 。
(4)若实验3中的子代自交,理论上,下一代的表现型及比例为 。
(5)实验2中得到的子代无毛黄肉的基因型有 。
解析:
(1)由实验1结果可知有毛为显性性状;由实验3结果可知黄肉为显性性状。
(2)由实验1结果:
有毛×无毛→有毛、白肉×黄肉→黄肉∶白肉为1∶1,可知有毛白肉A、无毛黄肉B的基因型分别为DDff、ddFf;再由实验2结果可知无毛黄肉C的基因型为ddFF。
(3)无毛黄肉B自交:
ddFf×ddFf→1ddFF∶2ddFf∶1ddff,则自交子代的表现型及比例为无毛黄肉∶无毛白肉=3∶1。
(4)由实验3子代的基因型为DdFf,其自交时的遗传遵循孟德尔自由组合定律,故其子代的表现型及比例为有毛黄肉∶有毛白肉∶无毛黄肉∶无毛白肉=9∶3∶3∶1。
(5)实验2:
ddFf×ddFF→ddFF、ddFf,则子代无毛黄肉的基因型有ddFF、ddFf。
答案:
(1)有毛 黄肉
(2)DDff、ddFf、ddFF (3)无毛黄肉∶无毛白肉=3∶1 (4)有毛黄肉∶有毛白肉∶无毛黄肉∶无毛白肉=9∶3∶3∶1 (5)ddFF、ddFf
题型三 不同对基因在染色体上位置的判断与探究
【方法掌握】
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:
【方法应用】
5.(2018·全国Ⅲ卷)某小组利用某二倍体自花传粉植物进行两组杂交实验,杂交涉及的四对相对性状分别是:
红果(红)与黄果(黄),子房二室
(二)与多室(多),圆形果(圆)与长形果(长),单一花序(单)与复状花序(复)。
实验数据如下表:
组别
杂交组合
F1表现型
F2表现型及个体数
甲
红二×黄多
红二
450红二、160红多、
150黄二、50黄多
红多×黄二
红二
460红二、150红多、
160黄二、50黄多
乙
圆单×长复
圆单
660圆单、90圆复、
90长单、160长复
圆复×长单
圆单
510圆单、240圆复、
240长单、10长复
回答下列问题:
(1)根据表中数据可得出的结论是:
控制甲组两对相对性状的基因位于 上,依据是 ;控制乙组两对相对性状的基因位于 (填“一对”或“两对”)同源染色体上,依据是
。
(2)某同学若用“长复”分别与乙组的两个F1进行杂交,结合表中数据分析,其子代的统计结果不符合 的比例。
解析:
(1)由于表中数据显示甲组F2的表现型及比例为红二∶红多∶黄二∶黄多≈9∶3∶3∶1,该比例符合基因的自由组合定律的性状分离比,所以控制甲组两对相对性状的基因位于非同源染色体上。
乙组F2的表现型中,每对相对性状表现型的比例都符合3∶1,即圆形果∶长形=3∶1,单一花序∶复状花序=3∶1。
而圆单∶圆复∶长单∶长复不符合9∶3∶3∶1的性状分离比,不符合自由组合定律,所以控制乙组两对相对性状的基因位于一对同源染色体上。
(2)根据乙组的相对性状表现型分离比可知,控制乙组两对相对性状的基因位于一对同源染色体上,所以用“长复”(隐性纯合子)分别与乙组的两个F1进行杂交,不会出现测交结果为1∶1∶1∶1的比例。
答案:
(1)非同源染色体 F2中两对相对性状表现型的分离比符合9∶3∶3∶1 一对 F2中每对相对性状表现型的分离比都符合3∶1,而两对相对性状表现型的分离比不符合9∶3∶3∶1
(2)1∶1∶1∶1
题型四 多对基因自由组合分析
【方法掌握】
n对等位基因(完全显性)位于n对同源染色体上的遗传规律
相对
性状
对数
等位
基因
对数
F1配子
F1配子
可能组
合数
F2基因型
F2表现型
种
类
比例
种
类
比例
种
类
比例
1
1
2
1∶1
4
3
1∶2∶1
2
3∶1
2
2
22
(1∶1)2
42
32
(1∶2∶1)2
22
(3∶1)2
3
3
23
(1∶1)3
43
33
(1∶2∶1)3
23
(3∶1)3
…
…
…
…
…
…
…
…
…
n
n
2n
(1∶1)n
4n
3n
(1∶2∶1)n
2n
(3∶1)n
在解答这类题目时首先弄清多对基因之间的互作关系,最好在草纸上画出基因间的互作关系。
再者从特殊的性状分离比入手进行分析,如
=(
)3,
=(
)3等。
【方法应用】
6.(2017·全国Ⅱ卷)若某哺乳动物毛色由3对位于常染色体上的、独立分配的等位基因决定,其中,A基因编码的酶可使黄色素转化为褐色素;B基因编码的酶可使该褐色素转化为黑色素;D基因的表达产物能完全抑制A基因的表达;相应的隐性等位基因a、b、d的表达产物没有上述功能。
若用两个纯合黄色品种的动物作为亲本进行杂交,F1均为黄色,F2中毛色表现型出现了黄∶褐∶黑=52∶3∶9的数量比,则杂交亲本的组合是( D )
A.AABBDD×aaBBdd,或AAbbDD×aabbdd
B.aaBBDD×aabbdd,或AAbbDD×aaBBDD
C.aabbDD×aabbdd,或AAbbDD×aabbdd
D.AAbbDD×aaBBdd,或AABBDD×aabbdd
解析:
两黄色纯合亲本杂交F1均为黄色,F2中毛色表现型出现了黄∶褐∶黑=52∶3∶9的数量比,F2表现型比值符合(3∶1)3的变式,因此F1控制毛色的三对基因皆为杂合,即F1的基因型为AaBbDd,满足此条件的亲本组合只有D选项的组合。
7.(2018·湖北模拟)某植物种子的颜色有黄色和绿色之分,受多对独立遗传的等位基因控制。
现有两个绿色种子的纯合品系,定为X、Y。
让X、Y分别与一纯合的黄色种子的植物杂交,在每个杂交组合中,F1都是黄色,再自花授粉产生F2,每个组合的F2分离比如下:
X:
产生的F2,27黄∶37绿;
Y:
产生的F2,27黄∶21绿。
回答下列问题:
(1)根据上述 品系的实验结果,可初步推断该植物种子的颜色至少受三对等位基因控制。
请说明判断的理由:
。
(2)请从上述实验中选择合适的材料,设计一代杂交实验证明推断的正确性(要求:
写出实验方案,并预测实验结果):
。
解析:
(1)根据杂交结果可知F1都是黄色,表明黄色对绿色为显性。
F1中有一对基因杂合时,自交后代出现显性比例为
当F1中有三对基因杂合时,自交后代显性所占比例为(
)3=
与X的结果相符,因此可以初步推断X植物种子的颜色至少受三对等位基因控制。
解析:
(2)要设计一代杂交实验证明推断的正确性,一般采用测交的实验方法,即杂合子与隐性纯合子杂交,绿色纯合品系X为隐性纯合子,与X杂交形成的F1中有三对基因是杂合的,因此利用F1与X杂交,后代中将出现黄色与绿色两种表现型,且比例为1∶7。
答案:
(1)X F1都是黄色,表明黄色对绿色为显性。
X品系产生的F2中,黄色占
=(
)3,表明F1中有三对基因是杂合的
(2)取与X杂交形成的F1,与X杂交,后代中将