高考生物一轮总复习学案：第5单元 遗传的基本规律 第2讲 基因的自由组合定律

第2讲　基因的自由组合定律

考纲考情

知识整合

一、基因的自由组合定律

1．两对相对性状的杂交实验

(1)杂交实验

遗传图解

(2)提出问题

①在两对相对性状杂交的实验中，F2中并未出现新性状，而是出现了新的性状组合，为什么？

②F2中9∶3∶3∶1这一数量比与一对相对性状实验中F2的 3∶1的数量比有联系吗？

(3)作出假说

①F1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__________，这样F1产生雌配子的种类及比例______________，雄配子的种类及比例________________。

②受精时，雌雄配子的结合是________的。结合方式有________种。

③遗传因子的组合形式有________种，即F2的基因型有________种：________________________________________________________________________。

④遗传图解

(4)演绎推理

①若用F1与隐性纯合子进行杂交，隐性纯合子只产生一种含________的配子，所以不会掩盖F1配子中基因的表达。

②遗传图解

③预期结果________________________________________________________________________。

5．实验验证

进行测交实验验证推理是否正确

实验的结果与预期的结果相符

6．得出结论——自由组合定律的内容、时间、范围

(1)自由组合定律：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是________的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此________，决定不同性状的遗传因子________。

(2)时间：________________。

(3)范围：________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。

7．现代解释

(1)位于非同源染色体上的________________的分离或组合是互不干扰的。

(2)在减数分裂过程中，同源染色体上的________彼此分离的同时，非同源染色体上的________________自由组合。

(3)细胞学分析：同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。(如图)

二、遗传规律再发现

1．1909年，丹麦生物学家约翰逊把“遗传因子”叫做基因。

2．因为孟德尔的杰出贡献，他被公认为“遗传学之父”。

考点突破

考点1　基因自由组合定律的相关数据

  (假如F1的基因型如图所示)

1．F1(AaBb)产生的配子种类及比例：4种，AB∶Ab∶aB∶ab＝1∶1∶1∶1。

2．F2的基因型9种：AABB、AABb、AaBB、AaBb、AAbb、Aabb、aaBB、aaBb、aabb；F2纯合子(能稳定遗传的)占1/4；F2中能稳定遗传的绿色圆粒占总数的1/16；杂合子占3/4；与F1性状表现不同的占7/16。

3．F2的表现型种类和比例：4种，双显(A__B__)∶一显一隐(A__bb)∶一隐一显(aaB__)∶双隐(aabb)＝9∶3∶3∶1。

4．F1的测交后代基因型种类和比例：4种，AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb＝1∶1∶1∶1。

5．F1的测交后代表现型种类和比例：4种，双显(A__B__)∶一显一隐(A__bb)∶一隐一显(aaB__)∶双隐(aabb)＝1∶1∶1∶1。

6．含两对相对性状的纯合亲本杂交

(1)当亲本基因型为AABB和aabb时，F2中重组性状(与亲本不同的)所占比例是(3＋3)/16＝6/16。

(2)当亲本基因型为AAbb和aaBB时，F2中重组性状(与亲本不同的)所占比例是(1＋9)/16＝10/16。

7．遗传定律的验证方法

测交法,

F1测交后代的性状比例为1∶1，则符合分离定律，由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制

F1测交后代的性状比例为1∶1∶1∶1，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,

F1若有两种花粉，比例为1∶1，则符合分离定律

F1若有四种花粉，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，若植株有两种表现型，比例为1∶1，则符合分离定律

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，比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律

例1　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

1．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×yyrr  D．YyRr×yyrr

考点2　运用分离定律解答自由组合

  定律的问题　　1.产生配子类型：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)。

2．配子间结合方式：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。

3．基因型、表现型问题

(1)已知双亲基因型，求双亲杂交后所产生子代的基因型种类数与表现型种类数：两基因型已知的双亲杂交，子代基因型(或表现型)种类数等于将各性状分别拆开后，各自按分离定律求出子代基因型(或表现型)种类数的乘积。

(2)已知双亲基因型，求某一具体基因型或表现型子代所占比例：某一具体子代基因型或表现型所占比例应等于按分离定律拆分，将各种性状及基因型所占比例分别求出后，再组合并乘积。

4．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，确定每一对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)。

5．基因分离定律和自由组合定律关系及相关比例

6．巧用分解组合法解答遗传病概率问题

①只患甲病的概率是m·(1－n)；

②只患乙病的概率是n·(1－m)；

③甲、乙两病均患的概率是m·n；

④甲、乙两病均不患的概率是(1－m)·(1－n)。

例2　果蝇有4对染色体(I～IV号，其中I号为性染色体)。纯合体野生型果蝇表现为灰体、长翅、直刚毛，从该野生型群体中分别得到了甲、乙、丙三种单基因隐性突变的纯合体果蝇，其特点如表所示。

　　某小组用果蝇进行杂交实验，探究性状的遗传规律。回答下列问题：

(1)用乙果蝇与丙果蝇杂交，F1的表现型是________；F1雌雄交配得到的F2不符合9∶3∶3∶1的表现型分离比，其原因是________________________________________________________________________。

(2)用甲果蝇与乙果蝇杂交，F1的基因型为________、表现型为________，F1雌雄交配得到的F2中果蝇体色性状________(选填“会”或“不会”)发生分离。

(3)该小组又从乙果蝇种群中得到一只表现型为焦刚毛、黑体的雄蝇，与一只直刚毛灰体雌蝇杂交后，子一代雌雄交配得到的子二代的表现型及其比例为直刚毛灰体♀∶直刚毛黑体♀∶直刚毛灰体♂∶直刚毛黑体♂∶焦刚毛灰体♂∶焦刚毛黑体♂＝6∶2∶3∶1∶3∶1，则雌雄亲本的基因型分别为________(控制刚毛性状的基因用A/a表示)。

2．小黄狗的皮毛颜色由位于非同源染色体上的两对基因(A、a和B、b)控制，共有四种表现型：黑色(A__B__)、褐色(aaB__)、红色(A__bb)和黄色(aabb)。下表为小黄狗的三组交配实验及实验结果。请分析回答下列问题。

　　(1)请写出第1组交配实验的遗传图解。

(2)第2组交配实验中，亲本黑色♀的基因型为________；子一代黄色小狗在减数分裂产生精子的过程中________(选填“会”或“不会”)发生非同源染色体的自由组合；子一代黑色雌狗与黄色雄狗交配，产下的小狗是红色雄性的概率为________。

(3)第3组杂交亲本再生一只褐色小狗的概率是________。

(4)请利用上述表中的小黄狗，设计一个实验验证A、a和B、b这两对等位基因位于两对同源染色体上。

杂交方案(写出性别、表现型、数量)：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

预测实验结果：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

考点3　基因自由组合定律的拓展分析

1．自由组合定律9∶3∶3∶1的变式分析

　　2.某些致死基因或基因型导致性状的分离比改变

设亲本的基因型为AaBb，符合基因自由组合定律。

(1)显性纯合致死(AA、BB致死)

(2)隐性纯合致死

1．特殊分离比的解题技巧

(1)看F2的组合表现型比例，若表现型比例之和是16，不管以什么样的比例呈现，都符合基因的自由组合定律。

(2)将异常分离比与正常分离比9∶3∶3∶1进行对比，分析合并性状的类型。如比值为9∶3∶4，则为9∶3∶(3∶1)，即4为后两种性状的合并结果。

(3)确定出现异常分离比的原因。

(4)根据异常分离比出现的原因，推测亲本的基因型或推断子代相应表现型的比例。

2．关于多对基因控制性状的两点提醒

(1)不知道该类问题的实质。虽然该类遗传现象不同于孟德尔的一对或两对相对性状的遗传实验，但只要是多对等位基因分别位于多对同源染色体上，其仍属于基因的自由组合问题，后代基因型的种类和其他自由组合问题一样，但表现型的种类及比例和孟德尔的豌豆杂交实验大有不同，性状分离比也有很大区别。

(2)不知道解决问题的关键。解答该类问题的关键是弄清各种表现型对应的基因型。弄清这个问题以后，再用常规的方法推断出子代的基因型种类或某种基因型的比例，然后再进一步推断出子代表现型的种类或某种表现型的比例。

3．确定基因在染色体上位置的实验设计方法

首先选择合适的亲本杂交获得双杂合子，再选择适合的交配方法，然后根据出现的特定分离比，可判断控制两对相对性状的基因的位置。

(1)自交法：如果双杂合子自交，后代性状分离比符合3∶1，则控制两对相对性状的基因位于一对同源染色体上；如果后代性状分离比符合9∶3∶3∶1，由于受基因间的相互作用，自由组合的性状分离比可出现偏离，但其分离比的和都为16，则控制这两对相对性状的基因位于两对同源染色体上。

(2)测交法：双杂合子测交，如果测交后代性状比符合1∶1，则控制两对相对性状的基因位于一对同源染色体上；如果测交后代性状比符合1∶1∶1∶1，则控制两对相对性状的基因位于两对同源染色体上。

例3　某种植物的花色由两对独立遗传的等位基因A、a和B、b控制。基因A控制红色素合成(AA和Aa的效应相同)，基因B为修饰基因，BB使红色素完全消失，Bb使红色素颜色淡化。现用两组纯合亲本进行杂交，实验结果如下：

(1)这两组杂交实验中，白花亲本的基因型分别是________________________________________________________________________

________________________。

(2)让第1组F2的所有个体自交，后代的表现型及比例为________________________。

(3)第2组F2中红花个体的基因型是________________________________________________________________________，

F2中的红花个体与粉红花个体随机杂交，后代开白花的个体占________。

(4)从第2组F2中取一红花植株，请你设计实验，用最简便的方法来鉴定该植株的基因型。(简要写出设计思路即可)

________________________________________________________________________。

3．(2017·盐城三模)已知果蝇的眼色同时受位于Ⅱ号和Ⅲ号染色体上两对等位基因(A、a和B、b)控制，基因与性状的关系如图。请据图回答下列问题：

(1)由图可知，无A眼的基因型是________，猩红色眼对应的基因型有________种。

(2)由图可知，基因数量与生物性状之间的关系为__________________________________________。

(3)某同学对果蝇的眼色进行了调查，绘制的遗传系谱图如下，其中1号个体的基因型为Aabb

①2号个体的基因型是________，3号个体为纯合子的概率是________。

②若让6号与7号个体多次交配并产生足够多的后代(F)，则后代(F1)共有________中基因型，________种表现型；F1猩红色眼中纯合子所占比例是________；若让9号与10号个体交配，则产生猩红色眼个体比例为________。

请根据下列关键词的提示，归纳构建本课时知识体系

自由组合定律实质　同源染色体分离　非同源染色体自由组合　有性生殖

随堂演练

1．基因D和d和T、t是位于两对同源染色体上的等位基因，在不同情况下，下列叙述符合因果关系的是(　　)

  A．进行独立遗传的DDTT和ddtt杂交，则F2双显性性状中能稳定遗传的个体占1/16

  B．后代的表现型数量比为1∶1∶1∶1，则两个亲本的基因型一定为DdTt和ddtt

  C．基因型为DDtt的桃树枝条嫁接到基因型为ddTT的砧木上，自花传粉后，所结果实中的胚的基因型为DdTt

  D．基因型为DdTt的个体，经秋水仙素诱导得到的多倍体，自交后代仍然会发生性状分离

2．(2017·上海高考)在番茄中，圆形果(R)对卵圆形果(r)为显性，单一花序(E)对复状花序(e)是显性。对某单一花序圆形果植株进行测交，测交后代表型及其株数为：单一花序圆形果22株、单一花序卵圆形果83株、复状花序圆形果85株、复状花序卵圆形20株。据此判断，下列四图中，能正确表示该单一花序圆形果植株基因与染色体关系的是(　　)

A　　　　　　B　　　　　　C　　　　　　D

3．一种鹰的羽毛有条纹和非条纹、黄色和绿色的差异，已知决定颜色的显性基因纯合子不能存活。下图显示了鹰羽毛的杂交遗传，对此合理的解释是(　　)

第3题图

①绿色对黄色完全显性　②绿色对黄色不完全显性　③控制羽毛性状的两对基因完全连锁　④控制羽毛性状的两对基因自由组合

  A．①③  B．①④

  C．②③  D．②④

4．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

5．(多选)水稻的高秆(D)对矮秆(d)为显性，抗稻瘟病(R)对易感稻瘟病(r)为显性，这两对等位基因位于不同对的同源染色体上。将一株高秆抗病的植株(甲)与另一株高秆易感病的植株(乙)杂交，结果如图所示。下列有关叙述不正确的是(　　)

第5题图

  A．如果只研究茎秆高度的遗传，则图中表现型为高秆的个体中，纯合子的概率为1/2

  B．甲、乙两植株杂交产生的子代中有6种基因型、4种表现型

  C．对甲植株进行测交，可得到能稳定遗传的矮秆抗病个体

  D．乙植株自交后代中符合生产要求的植株占1/4

6．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：

第6题图

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____________________________。