届高考生物一轮复习第五单元遗传的基本规律与伴性遗传第16讲基因的自由组合定律学案.docx
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届高考生物一轮复习第五单元遗传的基本规律与伴性遗传第16讲基因的自由组合定律学案
第16讲 基因的自由组合定律
考查两对相对性状的遗传实验分析及结论
1．两对相对性状的杂交实验——发现问题
（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
①F1全为黄色圆粒，表明粒色中黄色是显性，粒形中圆粒是显性。
②F2中出现了不同性状之间的重新组合。
③F2中4种表现型的分离比约为9∶3∶3∶1。
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 黄圆：
Y_R_
黄皱：
Y_rr
绿圆：
yyR_
绿皱：
yyrr
①
②
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）实质：
非同源染色体上的非等位基因自由组合（如图）。
（2）时间：
减数第一次分裂后期。
（3）范围：
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。
如图
表示基因在染色体上的分布情况，其中哪组不遵循基因的自由组合定律？
为什么？
提示：
Aa与Dd和BB与Cc分别位于同一对染色体上，不遵循基因的自由组合定律。
只有位于非同源染色体上的非等位基因之间，其遗传时遵循自由组合定律。
5．孟德尔获得成功的原因
成功的原因
考向1 两对相对性状的遗传实验及应用
1．（2018·漳州模拟）下列有关黄色圆粒豌豆（YyRr）自交的叙述，正确的是（ ）
A．黄色圆粒豌豆（YyRr）自交后代有9种表现型
B．F1产生的精子中，YR和yr的比例为1∶1
C．F1产生YR的雌配子和YR的雄配子的数量比为1∶1
D．基因的自由组合定律是指F1产生的4种雄配子和4种雌配子自由结合
解析：
选B。
黄色圆粒豌豆（YyRr）自交后代表现型为4种；F1产生的4种雄配子基因型分别是YR、yr、Yr和yR，比例为1∶1∶1∶1，其中YR和yr的比例为1∶1；F1产生基因型为YR的雌配子数量比基因型为YR的雄配子数量少，即雄配子多于雌配子；基因的自由组合定律是指F1在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
2．（2018·山西太原五中月考）利用豌豆的两对相对性状做杂交实验，其中子叶黄色（Y）对绿色（y）为显性，圆粒种子（R）对皱粒种子（r）为显性。
现用黄色圆粒豌豆和绿色圆粒豌豆杂交，对其子代性状的统计结果如图所示。
下列有关叙述错误的是（ ）
A．实验中所用亲本的基因型为YyRr和yyRr
B．子代中重组类型所占的比例为1/4
C．子代中自交能产生性状分离的占3/4
D．让子代黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交，后代性状分离比为1∶1∶1∶1
解析：
选D。
亲本黄色圆粒豌豆（Y_R_）和绿色圆粒豌豆（yyR_）杂交，对其子代性状作分析，黄色∶绿色＝1∶1，圆粒∶皱粒＝3∶1，可推知亲本黄色圆粒豌豆基因型应为YyRr，绿色圆粒豌豆基因型为yyRr。
子代重组类型为黄色皱粒和绿色皱粒，黄色皱粒（Yyrr）占1/2×1/4＝1/8，绿色皱粒（yyrr）占1/2×1/4＝1/8，两者之和为1/4。
自交能产生性状分离的是杂合子，子代纯合子有yyRR和yyrr，其中yyRR占1/2×1/4＝1/8，yyrr占1/2×1/4＝1/8，两者之和为1/4，则子代杂合子占1－1/4＝3/4。
子代黄色圆粒豌豆基因型为1/3YyRR和2/3YyRr，绿色皱粒豌豆基因型为yyrr，两者杂交所得后代应为黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒＝2∶2∶1∶1。
考向2 自由组合定律的实质
3．（2018·郑州模拟）某种昆虫长翅（A）对残翅（a）、直翅（B）对弯翅（b）、有刺刚毛（D）对无刺刚毛（d）为显性，控制这3对性状的基因位于常染色体上。
如图表示某一昆虫个体的基因组成，以下判断正确的是（不考虑交叉互换）（ ）
A．控制长翅和残翅、直翅和弯翅的基因遗传时遵循自由组合定律
B．有刺刚毛基因含胸腺嘧啶，无刺刚毛基因含尿嘧啶
C．该个体的细胞有丝分裂后期，移向细胞同一极的基因为AbD或abd
D．该个体与另一个体测交，后代基因型比例为1∶1∶1∶1
答案：
D
基因有连锁现象时，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。
例如图1，图2：
（2018·宁夏银川育才中学月考）某动物细胞中位于常染色体上的基因A、B、C分别对a、b、c为显性。
用两个纯合个体杂交得F1，F1测交结果为aabbcc∶AaBbCc∶aaBbcc∶AabbCc＝1∶1∶1∶1。
则F1体细胞中三对基因在染色体上的位置是（ ）
解析：
选B。
F1测交，即F1×aabbcc，其中aabbcc个体只能产生abc一种配子，而测交结果为aabbcc∶AaBbCc∶aaBbcc∶AabbCc＝1∶1∶1∶1，说明F1产生的配子基因型分别为abc、ABC、aBc、AbC，其中a和c、A和C总在一起，说明A和a、C和c两对等位基因位于同一对同源染色体上，且A和C在同一条染色体上，a和c在同一条染色体上。
考向3 自由组合定律的验证
4．（2018·内蒙古包头一中模拟）在豚鼠中，黑色（C）对白色（c）、毛皮粗糙（R）对毛皮光滑（r）是显性。
能验证基因的自由组合定律的最佳杂交组合是（ ）
A．黑光×白光→18黑光∶16白光
B．黑光×白粗→25黑粗
C．黑粗×白粗→15黑粗∶7黑光∶16白粗∶3白光
D．黑粗×白光→10黑粗∶9黑光∶10白粗∶11白光
解析：
选D。
验证基因自由组合定律的方法有测交和自交两种，测交子代表现型应出现1∶1∶1∶1，自交子代表现型应出现9∶3∶3∶1，D正确。
5．（高考新课标全国卷Ⅰ改编）现有两个纯合的某作物品种：
抗病高秆（易倒伏）和感病矮秆（抗倒伏）品种，已知抗病对感病为显性，高秆对矮秆为显性，但对于控制这两对相对性状的基因所知甚少。
回答下列问题：
（1）在育种实践中，若利用这两个品种进行杂交育种，一般来说，育种目的是获得具有________优良性状的新品种。
（2）杂交育种前，为了确定F2代的种植规模，需要正确预测杂交结果。
若按照孟德尔遗传定律来预测杂交结果，需要满足3个条件：
条件之一是抗病与感病这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；其余两个条件是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
（3）为了确定控制上述这两对性状的基因是否满足上述3个条件，可用测交实验来进行检验。
请简要写出该测交实验的过程________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：
（1）杂交育种能将两个或多个品种的优良性状通过杂交集中在一起，抗病与矮秆（抗倒伏）为优良性状。
（2）杂交育种依据的原理是基因重组，控制两对相对性状的基因位于非同源染色体上，遵循基因的自由组合定律，每对基因单独考虑时符合分离定律。
（3）测交是指用F1和隐性纯合子杂交，故应先用纯合的抗病高秆植株与感病矮秆植株杂交得到F1，然后再进行测交实验。
答案：
（1）抗病矮秆
（2）高秆与矮秆这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；控制这两对性状的基因位于非同源染色体上 （3）将纯合的抗病高秆与感病矮秆杂交，产生F1，让F1与感病矮秆杂交
自由组合定律的验证方法
验证方法
结论
自交法
F1自交后代的性状分离比为9∶3∶3∶1，则符合基因的自由组合定律，由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制
测交法
F1测交后代的性状分离比为1∶1∶1∶1，则符合基因的自由组合定律，由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制
花粉鉴定法
若有四种花粉，其比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律
单倍体育种法
取花药离体培养，用秋水仙素处理单倍体幼苗，若植株有四种表现型，且比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律
自由组合定律的解题方法
利用“拆分法”解决自由组合计算问题
（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（或表现型）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），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
概率问题
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，F1中AABBdd所占比例为1/2×1/2×1/2＝1/8
考向1 推断亲本的基因型
1．（2018·长沙模拟）豌豆中，子粒黄色（Y）和圆形（R）分别对绿色（y）和皱缩（r）为显性，现将黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆杂交得到的F1自交，F2的表现型及比例为黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒＝9∶3∶15∶5，则亲本的基因型为（ ）
A．YYRR×yyrr B．YYRr×yyrr
C．YyRR×yyrrD．YyRr×yyrr
解析：
选C。
F1自交后代的表现型及比例为黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒＝9∶3∶15∶5，其中圆粒∶皱粒＝3∶1，这说明F1中控制子粒形状的基因组成为Rr，故亲本中控制子粒形状的基因组成为RR、rr，据此排除B、D项。
A项中亲本杂交产生的F1自交后代4种表现型比例为9∶3∶3∶1，A项被排除。
“逆向组合法”推断亲本基因型
（1）方法：
将自由组合定律的性状分离比拆分成分离定律的分离比分别分析，再运用乘法原理进行逆向组合。
（2）题型示例
①9∶3∶3∶1⇒（3∶1）（3∶1）⇒（Aa×Aa）（Bb×Bb）；
②1∶1∶1∶1⇒（1∶1）（1∶1）⇒（Aa×aa）（Bb×bb）;
③3∶3∶1∶1⇒（3∶1）（1∶1）⇒（Aa×Aa）（Bb×bb）或（Aa×aa）（Bb×Bb）；
④3∶1⇒（3∶1）×1⇒（Aa×Aa）（BB×__）或（Aa×Aa）（bb×bb）或（AA×__）（Bb×Bb）或（aa×aa）（Bb×Bb）。
[变式1]（2018·河北衡水中学模拟）豌豆豆荚绿色（G）对黄色（g）为显性，花腋生（H）对顶生（h）为显性，这两对相对性状的遗传遵循基因自由组合定律。
两个品种的豌豆杂交得到如图所示的结果，则亲本的基因型是（ ）
A．GGhh×ggHH B．GgHh×ggHh
C．GgHh×GghhD．Gghh×GGHh
解析：
选B。
子代中豆荚黄色和绿色的比例是1∶1，为测交Gg×gg的结果；花腋生和顶生的比例为3∶1，为杂合子自交Hh×Hh的结果，因此亲本基因型为GgHh×ggHh，B正确。
[变式2]（2018·江淮十校联考）水稻香味性状与抗病性状独立遗传。
香味性状受隐性基因（a）控制，抗病（B）对感病（b）为显性。
为选育抗病香稻新品种，进行一系列杂交实验。
两亲本无香味感病与无香味抗病植株杂交的统计结果如图所示。
下列有关叙述不正确的是（ ）
A．香味性状一旦出现即能稳定遗传
B．两亲本的基因型分别是Aabb、AaBb
C．两亲本杂交的子代中能稳定遗传的有香味抗病植株所占比例为0
D．两亲本杂交的子代自交，后代群体中能稳定遗传的有香味抗病植株所占比例为1/32
解析：
选D。
由题意可知，香味性状对应基因型为aa，一旦出现即能稳定遗传，A正确；由于子代抗病∶感病＝1∶1，可推知亲代为Bb和bb，子代无香味∶香味＝3∶1，可推知亲代为Aa和Aa，所以两亲本的基因型分别是Aabb、AaBb，B正确；两亲本（Aabb、AaBb）杂交的子代中有香味抗病植株的基因型为aaBb，为杂合子，C正确；两亲本杂交的子代为1/8AABb、1/4AaBb、1/8AAbb、1/4Aabb、1/8aaBb、1/8aabb，子代自交，后代群体中能稳定遗传的有香味抗病植株（aaBB）所占比例为1/4×1/4×1/4＋1/8×1/4＝3/64，D错误。
考向2 利用“拆分法”解决自由组合定律问题
2．（2018·福建莆田六中月考）某植物正常花冠对不整齐花冠为完全显性，高株对矮株为完全显性，红花对白花为不完全显性，杂合状态是粉红花，如果纯合的红花、高株、正常花冠植株与纯合的白花、矮株、不整齐花冠植株杂交，在F2中具有与F1表现型相同的植株的比例是（ ）
A．9/32 B．3/64
C．7/32D．9/64
解析：
选A。
用三对等位基因分别表示这三对性状，A、a表示红花和白花，B、b表示高株和矮株，C、c表示正常花冠和不整齐花冠。
由此可得，亲本基因型组合为AABBCC×aabbcc，则F1全为AaBbCc，表现型均为粉红花、高株、正常花冠；F1自交得到F2，在F2中具有与F1表现型相同的植株（AaB_C_）占＝1/2×3/4×3/4＝9/32。
3．（2018·长沙十校联考）某植物红花和白花为一对相对性状，同时受多对等位基因控制（如A、a；B、b；C、c……），当个体的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时（即A_B_C_……）才开红花，否则开白花。
现有甲、乙、丙、丁4个纯合白花品系，相互之间进行杂交，杂交组合、后代表现型及其比例如表所示，下列分析错误的是（ ）
组一
组二
组三
组四
组五
组六
P
甲×乙
乙×丙
乙×丁
甲×丙
甲×丁
丙×丁
F1
白色
红色
红色
白色
红色
白色
F2
白色
红色81∶白色175
红色27∶白色37
白色
红色81∶白色175
白色
A.组二F1基因型可能是AaBbCcDd
B．组五F1基因型可能是AaBbCcDdEE
C．组二和组五的F1基因型可能相同
D．这一对相对性状最多受四对等位基因控制，且遵循自由组合定律
解析：
选D。
组二和组五的F1自交，F2的分离比为红∶白＝81∶175，即红花占81/（81＋175）＝（3/4）4，则可推测这对相对性状至少受四对等位基因控制，且四对基因分别位于四对同源染色体上，遵循自由组合定律，D错误。
组二、组五的F1至少含四对等位基因，当该对性状受四对等位基因控制时，组二、组五的F1基因型都可为AaBbCcDd；当该对性状受五对等位基因控制时，组五F1基因型可能是AaBbCcDdEE，A、B、C正确。
控制遗传性状基因对数的判断方法
如果题目中给出的数据是比例的形式，或者给出的性状个体数之间的比值接近“常见”性状比的话，可以将性状比中各个数值相加。
自交情况下，得到的总和是4的几次方，就说明自交的亲代中含有几对等位基因；测交情况下，得到的总和是2的几次方，则该性状就由几对等位基因控制。
考向3 利用分离组合法解决自由组合遗传病概率计算题
4．番茄红果对黄果为显性，二室果对多室果为显性，长蔓对短蔓为显性，三对性状独立遗传。
现有红果、二室、短蔓和黄果、多室、长蔓的两个纯合品系，将其杂交种植得F1和F2，则在F2中红果、多室、长蔓所占的比例及红果、多室、长蔓中纯合子的比例分别是（ ）
A.
、
B．
、
C.
、
D．
、
解析：
选A。
设控制三对性状的基因分别用A、a，B、b，C、c表示，亲代为AABBcc与aabbCC，F1为AaBbCc，F2中A_∶aa＝3∶1，B_∶bb＝3∶1，C_∶cc＝3∶1，所以F2中红果、多室、长蔓所占的比例是：
×
×
＝
；在F2的每对相对性状中，显性性状中的纯合子占
，故红果、多室、长蔓中纯合子的比例是
×
＝
。
5．一个正常的女性与一个并指（Bb）的男性结婚，他们生了一个白化病且手指正常的孩子。
求再生一个孩子：
（1）只患并指的概率是________。
（2）只患白化病的概率是________。
（3）既患白化病又患并指的男孩的概率是________。
（4）只患一种病的概率是________。
（5）患病的概率是________。
解析：
假设控制白化病的基因用A、a表示，由题意知，第1个孩子的基因型应为aabb，则该夫妇基因型应分别为妇：
Aabb，夫：
AaBb。
依据该夫妇基因型可知，孩子中患并指的概率应为1/2（非并指概率为1/2），患白化病的概率应为1/4（非白化病概率应为3/4），则：
（1）再生一个只患并指孩子的概率为：
并指概率×非白化概率＝1/2×3/4＝3/8。
（2）只患白化病的概率为：
白化病概率×非并指概率＝1/4×1/2＝1/8。
（3）生一个既患白化病又患并指的男孩的概率为：
男孩出生率×白化病概率×并指概率＝1/2×1/4×1/2＝1/16。
（4）后代只患一种病的概率为：
并指概率×非白化概率＋白化病概率×非并指概率＝1/2×3/4＋1/4×1/2＝1/2。
（5）后代中患病的概率为：
1－全正常（非并指、非白化）＝1－1/2×3/4＝5/8。
答案：
（1）3/8
（2）1/8 （3）1/16 （4）1/2 （5）5/8
利用自由组合定律计算患遗传病的概率
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表：
序号
类型
计算公式
已知
患甲病的概率m
不患甲病概率为1－m
患乙病的概率n
不患乙病概率为1－n
①
同时患两病概率
m·n
②
只患甲病概率
m·（1－n）
③
只患乙病概率
n·（1－m）
④
不患病概率
（1－m）（1－n）
拓展
求解
患病概率
①＋②＋③或1－④
只患一种病概率
②＋③或1－（①＋④）
以上各种情况可概括如图：
[清一清]
易错点1 不清楚F2出现9∶3∶3∶1的4个条件
[点拨]
（1）所研究的每一对相对性状只受一对等位基因控制，而且等位基因要完全显性。
（2）不同类型的雌、雄配子都能发育良好，且受精的机会均等。
（3）所有后代都应处于比较一致的环境中，而且存活率相同。
（4）供实验的群体要足够大，个体数量要足够多。
易错点2 重组类型的内涵及常见错误
[点拨]
（1）明确重组类型的含义：
重组类型是指F2中表现型与亲本不同的个体，而不是基因型与亲本不同的个体。
（2）含两对相对性状的纯合亲本杂交，F2中重组类型所占比例并不都是
。
①当亲本基因型为YYRR和yyrr时，F2中重组类型所占比例是
。
②当亲本基因型为YYrr和yyRR时，F2中重组类型所占比例是
＋
＝
。
易错点3 误认为只要符合基因分离定律就一定符合自由组合定律
[点拨] 如某一个体的基因型为AaBb，两对非等位基因（A、a、B、b）位置可包括：
无论图中的哪种情况，两对等位基因各自分别研究，都遵循基因分离定律，但只有两对等位基因分别位于两对同源染色体上（或独立遗传）时，才遵循自由组合定律。
因此遵循基因分离定律不一定遵循自由组合定律，但只要遵循基因自由组合定律就一定遵循基因分离定律。
[判一判]
（1）表现型相同的生物，基因型一定相同（ ）
（2）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AABb（ ）
（3）在自由组合遗传实验中，先进行等位基因的分离，再实现非等位基因的自由组合（ ）
（4）F1（基因型为YyRr）产生基因型为YR的雌配子和基因型为YR的雄配子数量之比为1∶1（ ）
（5）基因自由组合定律是指F1产生的4种类型的雄配子和雌配子可以自由组合（ ）
（6）基因型为AaBBccDD的二倍体生物，可产生不同基因型的配子种类数是8（ ）
（7）在F2中重组类型占6/16，亲本类型占10/16（ ）
（8）自由组合定律发生于减数第一次分裂中期（ ）
（9）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为9/16（ ）
（10）基因型为AaBbCc与AaBbCC的个体杂交，杂交后代中，与亲本基因型和表现型不相同的概率分别为3/4、7/16（ ）
（11）基因型为AaBbDdEeGgHhKk的个体自交，假定这7对等位基因自由组合，则7对等位基因纯合个体出现的概率与7对等位基因杂合个体出现的概率不同（2014·海南，22D改编）（ ）
答案：
（1）×
（2）√ （3）× （4）× （5）× （6）× （7）× （8）× （9）× （10）√ （11）×
（2015·高考海南卷）下列叙述正确的是（ ）
A．孟德尔定律支持融合遗传的观点
B．孟德尔定律描述的过程发生在有丝分裂中
C．按照孟德尔定律，AaBbCcDd个体自交，子代基因型有16种
D．按照孟德尔定律，对AaBbCc个体进行测交，测交子代基因型有8种
解析：
选D。
孟德尔定律不支持融合遗传的观点，A错误；孟德尔定律描述的过程发生在减数分裂过程中，B错误；AaBbCcDd个体自交，子代基因型有34种，C错误；AaBbCc能产生8种配子，而aabbcc只产生1种配子，故AaBbCc测交子代基因型有8种，D正确。
（2017·高考全国卷Ⅱ）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（ ）
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：
选D。
A项中AABBDD×aaBBdd→F1：
AaBBDd，或AAbbDD×aabb
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