2023届高三生物一轮复习课件： 基因的自由组合定律

这是一份2023届高三生物一轮复习课件： 基因的自由组合定律，共56页。PPT课件主要包含了自由组合定律等内容，欢迎下载使用。
分析问题，提出假说（假说解释）
演绎推理（理论演绎测交实验）
实验验证（实践验证测交实验）
考点一、两对相对性状的遗传实验分析
1.两对相对性状的杂交实验——发现问题
PF1F2比例 9 : 3 : 3 : 1
将亲代黄圆与绿皱进行正反交：常染色体上基因的遗传正反交无差异区分细胞质遗传、伴性遗传
问题提出：①F2中为什么出现新性状组合？②为什么不同类型性状比为9∶3∶3∶1?
F2中圆粒：皱粒=3:1
F2中黄色：绿色=3:1
F2中出现两种亲本类型（黄圆、绿皱），出现两种新类型（绿圆、黄皱）
说明黄色和圆粒为显性性状
说明种子粒形的遗传遵循分离定律
说明种子粒色的遗传遵循分离定律
说明不同性状之间进行了自由组合
结果 结论
2.对自由组合现象的解释——提出假说
（1）理论解释：现代解释为“两对等位基因”①两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，不同对的遗传因子随机结合。F1产生的雌雄配子各有比例相等的4种；③受精时，雌雄配子的结合是随机的，雌雄配子结合方式有16种；④F2遗传因子组合形式有9种，性状表现有4种，且比例为9∶3∶3∶1。
P 黄圆 × 绿皱
F2 黄圆：Y_R_9/16 黄皱：Y_rr3/16 绿圆：yyR_3/16 绿皱：yyrr1/16
1 YYRR 2 YyRR 2 YYRr 4 YyRr
1 YYrr 2 Yyrr
1 yyRR 2 yyRr
雌雄配子结合方式 种,F2基因型 种,F2表现型 种
（3）结果分析：F2共有9种基因型，4种表现型
YYRR、YYrr、yyRR、yyrr各占1/16
YyRR、YYRr、Yyrr、yyRr各占2/16
提醒　YYRR基因型个体在F2中的比例为1/16，在黄色圆粒豌豆中的比例为1/9，注意范围不同。黄圆中杂合子占8/9，绿圆中杂合子占2/3。
提醒　若亲本是黄皱(YYrr)和绿圆(yyRR)，则F2中重组类型为绿皱(yyrr)和黄圆(Y_R_)，所占比例为1/16＋9/16＝10/16；亲本类型为黄皱(Y_rr)和绿圆(yyR_)，所占比例为3/16＋3/16＝6/16。
3.对自由组合现象的验证——演绎推理、验证假说
（1）方法：测交实验（2）目的：测定F1的基因型或基因组成。（3）遗传图解：
（4）结论：实验结果与演绎结果相符，假说成立。提醒　①雌雄配子结合方式(16种)≠基因型种类(9种)②只有非同源染色体上的非等位基因能自由组合。
（1）孟德尔自由组合定律的内容
控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的，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）现代理论：基因自由组合定律的内容（注意对比）
1.研究对象：位于非同源染色体上的非等位基因
2.发生时间：减数第一次分裂后期
3.实质：减I后同源染色体分离，非同源染色体自由组合，非同源染色体上的非等位基因自由组合
4.适用范围：进行有性生殖的真核生物的细胞核遗传
不适用于原核生物和病毒
同源染色体上的基因不遵循
配子的随机结合≠基因的自由组合
（3）孟德尔的两大遗传定律适用范围
①基因分离定律适用于一对相对性状的遗传；②基因自由组合定律适用于两对或两对以上的相对性状的遗传，且对应基因位于非同源染色体上。
（1）甲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？
（2）乙图中哪些过程可以发生等位基因分离？哪些过程可以发生基因重组？
（4）基因自由组合定律的细胞学基础
提醒　个数≠种类数；雌配子数≠雄配子数。4种雌配子比例相同，4种雄配子比例相同，但雄配子数远远多于雌配子数。
实质：等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合
同源染色体分离，非同源染色体自由组合
例.关于孟德尔相对性状的遗传实验及基因分离和自由组合定律的叙述，正确的是(　　)A.孟德尔杂交实验中，重组类型即F2中与F1性状不同的类型B.受精时不同类型的雌雄配子随机结合就是自由组合C.自由组合定律的细胞学基础是减数分裂时非同源染色体的自由组合D.基因分离定律的细胞学基础是减数分裂时姐妹染色单体分离
5.基因的分离定律与自由组合定律的比较
基因分离定律与基因自由组合定律的内部联系：
两对等位基因的遗传一定遵循自由组合定律（独立遗传）吗 ？如何验证？
6.自由组合定律的验证方法
例.现有①～④四个纯种果蝇品系，其中品系①的性状均为显性，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：
若需验证自由组合定律，可选择交配的品系组合为(　　) A.①×④ B.①×② C.②×③ D.②×④
[2014课标1]32.（9分）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抗病矮秆优良性状的新品种。（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：
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；控制这两对相对性状的基因位于２对同源染色体上（4分）
[2014课标1]32.（9分）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：（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。
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，统计F2代的表现型及比例(3分)
提示：至少一方能产生4种配子！
7.自由组合定律的实践应用 有两个纯种的小麦品种：一个抗倒伏(d)但易感锈病(r)，另一个易倒伏(D)但能抗锈病(R)。两对相对性状独立遗传。让它们进行杂交得到F1，F1再进行自交，F2中出现了既抗倒伏又抗锈病的新品种。下列说法中正确的是（ ） A.F2中出现的既抗倒伏又抗锈病的新品种都能稳定遗传 B.F1产生的雌雄配子数量相等，结合的概率相同 C.F2中出现的既抗倒伏又抗锈病的新品种占9/16 D.F2中易倒伏与抗倒伏的比例为3∶1，抗锈病与易感锈病的比例为3∶1
应用：指导杂交育种：集中双亲的优良性状（注意原理、方法、过程、动植物育种区别）
考点二　突破自由组合定律的常规题型
常规题型1　已知亲代求子代的“顺推型”题目常用方法：拆分法(1)适用范围：两对或两对以上的基因独立遗传,并且不存在相互作用(如导致配子致死)。(2)解题思路：
方法：先拆,后合！！多对相对性状的杂交实验，可以对每一对相对性状单独进行分析。
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，再运用乘法原理进行组合。
规律2：两基因型不同的个体杂交，配子间结合方式种类数等于各亲本产生配子种类数的乘积。如：AaBbCc与AaBbCC杂交过程中，配子间结合方式有多少种？
规律1：某一基因型的个体所产生配子种类数等于2n种(n为等位基因对数)。
（3）常见题型分析：①配子种类及概率的计算
2 × 2 × 2 ＝ 8种
1/2A×1/2B×1/2C＝1/8
②基因型(表现型)种类、概率及比例
注：在计算不同于双亲的表现型的概率时，可以先算与双亲一样的表现型的概率，然后用1减去相同的表现型的概率即可。
例.已知某二倍体植物的花长受四对等位基因控制且独立遗传，作用相等且具有叠加性。最长花长为40 mm的该植物与最短花长为16 mm的该植物互相受粉，子代花长均为28 mm。花长为28 mm的植株自交，后代出现性状分离，其中花长为16 mm的个体所占比例为(　　) A.1/256 B.81/256 C.1/16 D.3/8
例.仓鼠的毛色有灰色和黑色，由3对独立遗传的等位基因(P和p、Q和q、R和r)控制，3对等位基因中至少各含有1个显性基因时，才表现为灰色，否则表现为黑色。下列叙述错误的是(　　) A.3对基因中没有任意两对基因位于同一对同源染色体上 B.该种仓鼠纯合灰色、黑色个体的基因型各有1种、7种 C.基因型为PpQqRr的个体相互交配，子代中黑色个体占27/64 D.基因型为PpQqRr的灰色个体测交，子代黑色个体中纯合子占1/7
常规题型2　已知子代求亲代的“逆推型”题目
(1)解题思路：将自由组合定律的性状分离比拆分成分离定律的分离比问题，分别分析，再运用乘法定理进行逆向组合。(2)常见几种分离比为：
表现型比例 → 比例来源 → 基因型组合
9:3:3:1 （3:1）（3:1） AaBb×AaBb
1:1:1:1 （1:1）（1:1） AaBb×aabb或 Aabb×aaBb
3:3:1:1 （3:1）（1:1） AaBb×Aabb或 AaBb×aaBb
例.两对独立遗传的等位基因A－a和B－b，且两对基因均为完全显性，分别控制豌豆的两对相对性状，植株甲和植株乙进行杂交，下列相关叙述正确的是(　　) A.若子一代出现3∶1∶3∶1的性状分离比，则两亲本的基因型为AaBb×aaBb B.若子一代出现1∶1∶1∶1的性状分离比，则两亲本的基因型为AaBb×aabb C.若子二代出现9∶3∶3∶1的性状分离比，则两亲本的基因型为AABB×aabb D.若子二代出现3∶1的性状分离比，则两亲本的杂交组合可能有4类情况
例.(2017·全国卷Ⅱ，6)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：由题意知，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，子二代中黑色个体占9/64，结合题干3对等位基因位于常染色体上且独立分配，说明符合基因的自由组合定律，而黑色个体的基因型为A_B_dd，要出现9/64的比例，可拆分为3/4×3/4×1/4，可进一步推出F1基因组成为AaBbDd，进而推出D选项正确。
例.(2011·全国卷Ⅰ，32)某植物红花和白花这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下：根据杂交结果回答问题。(1)这种植物花色的遗传符合哪些遗传定律？(2)本实验中，植物的花色受几对等位基因的控制，为什么？
n对等位基因(完全显性)分别位于n对同源染色体上的遗传规律
注：(1)若F2中显性性状的比例为（3/4）n，则该性状由n对等位基因控制。(2)若F2中子代性状分离比之和为4n，则该性状由n对等位基因控制。
常规题型3　多对基因对生物性状的分析
答案　(1)（基因的分离定律和）基因的自由组合定律(2)4对。　①本实验的乙×丙和甲×丁两个杂交组合中，F2代中红色个体占全部个体的比例为81/256＝（3/4）4，根据n对等位基因自由组合且完全显性时F2代中显性个体的比例为（3/4）n，可判断这两个杂交组合中都涉及4对等位基因。②综合杂交组合的实验结果，可进一步判断乙×丙和甲×丁两个杂交组合中所涉及的4对等位基因相同。
解析：(1)单独考虑每对等位基因的遗传时应遵循基因的分离定律，综合分析4个纯合白花品系的六个杂交组合，这种植物花色的遗传应符合基因的自由组合定律。(2)在六个杂交组合中，乙×丙和甲×丁两个杂交组合中F1都开红花，F1自交后代F2中都是红花81∶白花175，其中红花个体占全部个体的比例为81/256＝(3/4)4，该比例表明：这是位于4对同源染色体上的4对等位基因在完全显性条件下的遗传情况，且这两个杂交组合中涉及的4对等位基因相同。由甲和乙、甲和丙、丙和丁中各有一对相同的隐性纯合基因，并结合乙和丙、甲和丁杂交后代F2的性状分离比，可推知乙和丙、甲和丁的F1的4对等位基因相同。设4对等位基因分别为A和a、B和b、C和c、D和d，依题意分析，甲、乙、丙、丁4个纯合白花品系的基因型可分别为AAbbCCdd、AABBCCdd、aabbccDD、aaBBccDD。
常规题型4　两种遗传病之间具有“自由组合”关系的概率计算
例.如图为某家系成员患多指症(常染色体显性遗传病)和甲型血友病(伴X染色体隐性遗传病)的系谱图及图例。下列叙述正确的是(　　)A.Ⅰ－1和Ⅰ－2均为杂合子B.Ⅱ－2患两种病的概率为1/8C.Ⅱ－2患多指症的概率是1/4D.群体中女性甲型血友病发病率较高
常规题型5：两对(多对)基因位置推断类
[题型分析]对两对或多对等位基因定位的考查一般常见有二种情况：一是两对等位基因位于一对或两对同源染色体上；二是多对等位基因位于多对同源染色体上。考查方式有两种：一是分析与判断，即判断相关基因是否遵循孟德尔的自由组合定律；二是实验设计，即通过选择合适的亲本设计实验来验证或探究两对或多对等位基因是否位于两对或多对同源染色体上。
[解题规律]1.如果多对等位基因分别位于多对同源染色体上，可利用“拆分法”解决：即将多对等位基因分解为若干个分离定律分别分析，再运用乘法原理进行组合。2.若自交后代出现(3∶1)n的分离比(或其变式)，或测交后代出现(1∶1)n的分离比(或其变式)，则说明这n对等位基因位于n对同源染色体上，且遵循自由组合定律，反之也成立。
例.(2018·全国卷Ⅲ，31)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)。实验数据如表。
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_____________________________________________。(2)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__________________________________________________________________(3)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。
F2中两对相对性状表现型的分离比符合9:3:3:1
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
例.纯合黄色圆粒豌豆(YYRR)和纯合绿色皱粒豌豆(yyrr)杂交后得F1，F1再自交得F2，若F2中绿色圆粒豌豆个体和黄色圆粒豌豆个体分别进行自交、测交和自由交配，所得子代的表现型及比例分别如下表所示：
常规题型6　自由组合中的自交、测交和自由交配问题
例.果蝇的翅型(长翅、残翅和小翅)由位于Ⅰ、Ⅱ号染色体上的等位基因(W－w、H－h)控制。科学家用果蝇做杂交实验，过程及结果如表所示。下列分析不正确的是(　　) A.分析上述杂交组合，纯合小翅果蝇的基因型仅有1种 B.分析上述杂交组合，纯合长翅果蝇的基因型仅有1种 C.让杂交组合二中F1小翅果蝇自由交配，子代小翅果蝇的基因型共有4种 D.让杂交组合二中F1小翅果蝇自由交配，子代小翅果蝇所占的比例为9/16
题型一 9:3:3:1的变式（总和等于16）
考点三　自由组合定律中的特殊比例及成因
例.(2016·全国卷Ⅲ，6)用某种高等植物的纯合红花植株与纯合白花植株进行杂交，F1全部表现为红花。若F1自交，得到的F2植株中，红花为272株，白花为212株；若用纯合白花植株的花粉给F1红花植株授粉，得到的子代植株中，红花为101株，白花为302株。根据上述杂交实验结果推断，下列叙述正确的是(　　)A.F2中白花植株都是纯合体B.F2中红花植株的基因型有2种C.控制红花与白花的基因在一对同源染色体上D.F2中白花植株的基因型种类比红花植株的多
例.某植物花的色素由非同源染色体上的A和B基因编码的酶催化合成(其对应的等位基因a和b编码无功能蛋白)，如下图所示。亲本基因型为AaBb的植株自花授粉产生子一代，下列相关叙述正确的是(　　) A.子一代的表现型及比例为红色∶黄色＝9∶7 B.子一代的白色个体基因型为Aabb和aaBb C.子一代的表现型及比例为红色∶白色∶黄色＝9∶4∶3 D.子一代红色个体中能稳定遗传的基因型占比为1/3
例.(2019·全国卷Ⅱ，32)某种甘蓝的叶色有绿色和紫色。已知叶色受2对独立遗传的基因A/a和B/b控制，只含隐性基因的个体表现隐性性状，其他基因型的个体均表现显性性状。某小组用绿叶甘蓝和紫叶甘蓝进行了一系列实验。实验①：让绿叶甘蓝(甲)的植株进行自交，子代都是绿叶实验②：让甲植株与紫叶甘蓝(乙)植株杂交，子代个体中绿叶∶紫叶＝1∶3回答下列问题：(1)甘蓝叶色中隐性性状是________，实验①中甲植株的基因型为________。(2)实验②中乙植株的基因型为________，子代中有________种基因型。(3)用另一紫叶甘蓝(丙)植株与甲植株杂交，若杂交子代中紫叶和绿叶的分离比为1∶1，则丙植株所有可能的基因型是________________；若杂交子代均为紫叶，则丙植株所有可能的基因型是________________________________；若杂交子代均为紫叶，且让该子代自交，自交子代中紫叶与绿叶的分离比为15∶1，则丙植株的基因型为________。
AABB、AAbb、aaBB、AaBB、AABb
题型二 致死遗传现象 → （先拆分，后组合）
例.蝴蝶的翅形(正常翅对残缺翅为显性)和翅长(长翅对短翅为显性)分别由位于常染色体上的两对独立遗传的等位基因A、a和B、b决定。基因A纯合时雄蝶致死，基因b纯合时雌蝶致死。基因型为aabb的雄蝶和基因型为AABB的雌蝶交配得到F1，F1随机交配得到F2。F2蝴蝶中正常长翅∶正常短翅∶残缺长翅∶残缺短翅为(　　) A.6∶2∶3∶1 B.15∶2∶6∶1 C.9∶3∶3∶1 D.15∶5∶6∶2
例.果蝇的体色有黄身(H)、灰身(h)之分，翅形有长翅(V)、残翅(v)之分。现用两种纯合果蝇杂交，因某种精子没有受精能力，导致F2的4种表现型比例为5∶3∶3∶1。下列说法错误的是(　　)A.果蝇体色和翅形的遗传遵循自由组合定律B.亲本果蝇的基因型是HHvv和hhVVC.不具有受精能力的精子基因组成是HVD.F2黄身长翅果蝇中双杂合子的比例为2/5
题型三 基因遗传的累加问题
(1)表现型(2)原因：A与B的作用效果相同，但显性基因越多，效果越强。注　该比例是以2对等位基因控制一对相对性状为例进行分析的，解答时要根据具体条件进行具体分析。
例.小麦种皮有红色和白色，这一相对性状由作用相同的两对等位基因(R1、r1；R2、r2)控制，红色(R1、R2)对白色(r1、r2)为显性，且显性基因效应可以累加。一株深红小麦与一株白色小麦杂交，得到的F1为中红，其自交后代F2的性状分离比为深红∶红色∶中红∶浅红∶白色为1∶4∶6∶4∶1。下列说法错误的是(　　) A.这两对等位基因位于两对同源染色体上 B.F1产生的雌雄配子中都有比例相同的4种配子 C.浅红色小麦自由传粉，后代可出现三种表现型 D.该小麦种群中，中红色植株的基因型为R1r1R2r2
题型四 基因完全连锁遗传
以A、a和B、b两对基因为例(不考虑交叉互换)
例.如图表示两对等位基因在染色体上的分布情况(显性基因对隐性基因为完全显性)，若图1、2、3中的同源染色体均不发生交叉互换，则图中所示个体自交后代的表现型种类数依次是(　　) A.2、2、4 B.2、3、4 C.2、4、4 D.4、4、4
例.某研究所将拟南芥的三个耐盐基因SOS1、SOS2、SOS3导入玉米，筛选出成功整合的耐盐植株(三个基因都表达才表现为高耐盐性状)。如图表示三个基因随机整合的情况，让三株转基因植株自交，后代中高耐盐性状的个体所占比例最小的是(　　) A.甲 B.乙 C.丙 D.三者相同
题型五 蜜蜂的遗传方式
蜜蜂是一种营社群生活的动物，一个蜂群中有蜂王、雄蜂和工蜂三类，其中蜂王和工蜂都是雌蜂，它们是由受精卵发育而来的，蜂王专职产卵，工蜂没有生殖能力，负责采集花粉、喂养幼虫、清理蜂房等工作。雄蜂只是同蜂王交尾，雄蜂是由未受精的卵细胞直接发育而成的，称为孤雌生殖。