【高考一轮专题复习】高考生物专题复习——第21讲《自由组合定律的发现及应用》复习课件（新教材新高考）

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第21讲 自由组合定律的发现及应用
1.阐明有性生殖中基因的分离和自由组合使得子代的基因型和表型有多种可能，并可由此预测子代的遗传性状。2.会用自由组合的解题规律解决实际问题。
考点一　自由组合定律的发现
考点二　自由组合定律的常规解题规律和方法
主要考点 必备知识
考点三　自由组合定律中的特殊分离比
F2出现新的性状组合是什么? 为什么会出现新的性状组合?
黄色和绿色、圆粒和皱粒何为显性性状,何为隐性性状?
黄色对绿色是显性，圆粒对皱粒是显性.
1.两对相对性状杂交实验的“假说—演绎”分析
(1)观察现象，提出问题
从数学角度分析，9:3:3:1与3:1能否建立数学联系,这对理解两对相对性状的遗传结果有什么启示？
对每一对相对性状单独进行分析
圆粒: 皱粒接近3：1
315+108=423
315+101=416
（3 : 1 ) ( 3 : 1 ) = 9 : 3 : 3 : 1
这与一对相对性状实验中3∶1的数量比有联系吗？
①假设豌豆的圆粒和皱粒分别由遗传因子R、r控制，黄色和绿色分别由遗传因子Y、y控制，这样，纯种黄色圆粒和纯种绿色皱粒豌豆的遗传因子组成分别是YYRR和yyrr，它们产生的F1的遗传因子组成是YyRr，表现为黄色圆粒。
②F1在产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子可以自由组合。这样F1产生的雌配子和雄配子各有4种：YR、Yr、yR、yr，它们之间的数量比为1∶1∶1∶1。
③受精时，雌雄配子的结合是随机的。
(2)提出假说，解释现象
F2的遗传因子组合及性状
1.F2的性状有几种？其比例是多少？
2.F2的遗传因子组合类型有几种？
3.F2中纯合子有哪几种？各占比例是多少？
4种，其比例是9:3:3:1
4.F2中杂合子有哪几种？各占比例是多少？
4种，YYRR、YYrr、yyRR、yyrr各占1/16
5种，YyRr占1/4；YyRR、Yyrr、YYRr、yyRr占1/8
5.F2重组性状有哪几种？其各占比例是多少？
6.F2的黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒和绿色皱粒各有哪几种遗传因子组合？
2种绿色圆粒和黄色皱粒，其比例各占3/16
9黄色圆粒/Y_R_ 1YYRR 2YYRr 2YyRR 4YyRr
3 黄色皱粒/Y_rr 1YYrr 2Yyrr
3绿色圆粒/yyR_ 1yyRR 2yyRr
1绿色皱粒/1yyrr 1yyrr
比例：1 : 1 : 1 : 1
理论上测交后代黄圆：绿圆：黄皱：绿皱=1:1:1:1
(3)演绎推理——设计测交实验
无论是正交还是反交，结果都符合预期设想。
(4)实验验证，得出结论
孟德尔在他所研究的豌豆7对相对性状中，任取两对性状进行杂交实验，结果都是一样的。这种情况在其他生物体上也常常看到。后人把这一遗传规律称为孟德尔第二定律，也叫做自由组合定律（law f independent assrtment ）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.自由组合定律细胞学基础
非同源染色体上的非等位基因
3.自由组合定律的验证
思考：基因为AaBb的个体，能产生几种配子？自交后代的基因型有几种？
提示：4种配子，9种基因型。
3种基因型：AABB:AaBb:aabb=1:2:1
2种配子：AB:ab=1:1
2种配子：Ab:aB=1:1
3种基因型： AAbb:AaBb:aaBB=1:2:1
4种配子：AB:Ab:aB:ab= 1:1:1:1
自由组合定律适用的条件
两对等位基因位于非同源染色体上/两对等位基因独立遗传/两对等位基因位于两对同源染色体上.
遗传定律的适用范围及适用条件1．范围（1）真核生物有性生殖的细胞核遗传。（2）一对（或两对以上）等位基因控制的一对（或几对）相对性状的遗传。2．适用条件（1）子一代个体形成的配子数目相等且生活力相同。（2）雌雄配子结合的机会相等。（3）子二代不同基因型的个体存活率相同。（4）遗传因子间的显隐性关系为完全显性。（5）观察子代样本数目足够多。
考向 两对相对性状杂交实验过程1.D、d和T、t是两对独立遗传的等位基因，控制两对相对性状。若两个纯合亲本杂交得到F1的基因型为DdTt，F1自交得到F2。下列叙述不正确的是( )A.F1自交时，雌配子与雄配子是随机结合的B.F2中重组类型占3/8C.F2中能稳定遗传的个体占1/4D.F2中有9种基因型，在双显性状中，杂合子占8/9
考向　自由组合定律的实质及验证
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.①×②C.②×③ D.②×④
1.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：
要验证自由组合定律，必须满足两对或多对控制相对性状的等位基因在非同源染色体上，只有D符合要求。
考向　孟德尔遗传规律的应用1.频率极低的孟买血型是由位于9号染色体上的复等位基因IA、IB、i及位于19号染色体上的等位基因H、h相互作用产生的，使ABO血型的表型发生改变，其相关基因型如表所示：
以下分析正确的是( )A.位于9号染色体上的复等位基因IA、IB、i在遗传时遵循自由组合定律B.若父母均为AB型血，可能会生出O型血的孩子，因此根据ABO血型不　　能准确判断亲子关系C.父母基因型分别是HhIAi、HhIBi，生出O型血孩子的概率是3/16D.孟买血型说明表型是基因和环境共同作用的结果
解析：等位基因IA、IB、i在遗传时遵循基因分离定律，A错误；如果父母的基因型均为HhIAIB，则子代会出现hh__，表现为O型血，所以根据ABO血型不能准确判断亲子关系，B正确；父母基因型分别是HhIAi、HhIBi，生出O型血孩子(1/4hh__＋3/16H_ii)的概率为7/16，C错误；表中只能说明血型受到基因的控制，不能说明其受到环境影响，D错误。
1.在F1黄色圆粒豌豆(YyRr)自交产生的F2中，与F1基因型完全相同的个体占 (　　)2.孟德尔两对相对性状的杂交实验中，F2的黄色圆粒中，只有基因型为YyRr的个体是杂合子，其他的都是纯合子(　　)3.若双亲豌豆杂交后子代表型之比为1∶1∶1∶1，则两个亲本基因型一定为YyRr×yyrr(　　)4.在进行减数分裂的过程中，等位基因彼此分离，非等位基因表现为自由组合(　　)
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.F1(YyRr)产生的基因型为YR的卵细胞和基因型为YR的精子的数量之比为1∶1(　　)7.某个体自交后代性状分离比为3∶1，则说明此性状是由一对等位基因控制的(　　)8.孟德尔自由组合定律普遍适用于乳酸菌、酵母菌、蓝细菌、各种有细胞结构的生物(　　)
1.(必修2 P9)F2中还出现了亲本所没有的性状组合——绿色圆粒和黄色皱粒。请思考：具有两对相对性状的纯合亲本杂交，产生的F1基因型为AaBb，则两亲本基因型是 ，F2中重组类型所占比例是 。2.(必修2 P32)自由组合定律实质：________________________________________________________________________。最能反映自由组合定律实质的是 。
F1配子种类的比例为1∶1∶1∶1
AABB×aabb或AAbb×aaBB
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
3.验证动物基因的遗传是否符合自由组合定律的方法是 ；验证植物基因的遗传是否符合自由组合定律的方法有__________________________________________。
花粉鉴定法、单倍体育种法
自由组合定律的常规解题规律和方法
题型一　已知亲代推子代思路：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(拆分组合法)。
♀♂ YR、Yr、yR、yr
黄圆：绿圆：黄皱：绿皱=9:3:3:1
题型一　已知亲代推子代
Yy × Yy ↓ 1YY : 2Y y : 1yy
1/4 2/4 1/4
Rr × Rr ↓ 1RR : 2R r : 1rr
1/4 2/4 1/4
YyRrDd黄色圆粒高茎
♀♂ YRD、YrD、yRD、yrD
♀♂ YRd、Yrd、yRd、yrd
YY:Yy:yy=1:2:1
RR:Rr:rr=1:2:1
DD:Dd:dd=1:2:1
（1:2:1）× （1:2:1） × （1:2:1）
（3:1）× （3:1） × （3:1）
快速写出子代的基因型、表现型及比例
孟德尔自由组合定律的典型分离比
练习.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( )
题型　已知子代推亲代(逆向组合法)1.基因填充法根据亲代表型可大概写出其基因型，如A_B_、aaB_等，再根据子代表型将所缺处补充完整，特别要学会利用后代中的隐性性状，因为后代中一旦存在双隐性个体，那亲代基因型中一定存在a、b等隐性基因。
2.分解组合法根据子代表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)→AaBb×AaBb。(2)1∶1∶1∶1→(1∶1)(1∶1)→(Aa×aa)(Bb×bb)→AaBb×aabb或Aabb×aaBb。(3)3∶3∶1∶1→(3∶1)(1∶1)→(Aa×Aa)(Bb×bb)或(Aa×aa)(Bb×Bb)→AaBb×Aabb或AaBb×aaBb。
题型　已知子代推亲代(逆向组合法)
练习.豌豆的花腋生和花顶生(受基因A、a控制)，半无叶型和普通叶型(受基因F、f控制)是两对相对性状。现利用花腋生普通叶型植株甲、花顶生普通叶型植株乙和花腋生半无叶型植株丙进行杂交实验，实验结果如下表所示。则甲、乙、丙的基因型分别是（ ）
A.AaFF、aaFF、AAff B.AaFf、aaFf、AAffC.AaFF、aaFf、AAff D.AaFF、aaFf、Aaff
题型　多对等位基因的自由组合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
练习.某哺乳动物的毛色由3对位于常染色体上、独立遗传的等位基因决定。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中毛色表型出现了黄∶褐∶黑＝52∶3∶9的数量比，则下列说法错误的是（ ）A.亲本组合是AAbbDD×aaBBdd或AABBDD×aabbddB.F2中表型为黄色的个体基因型有21种C.F2褐色个体相互交配会产生一定数量的黑色个体D.F2褐色个体中纯合子的比例为1/3
解析：结合题意分析可知，要使F2中毛色表型出现“黄∶褐∶黑＝52∶3∶9”(之和为64)，则F1的基因型只能为AaBbDd。纯合黄色个体的基因型有AABBDD、AAbbDD、aaBBDD、aaBBdd、aabbDD、aabbdd，亲本AAbbDD×aaBBdd和亲本AABBDD×aabbdd杂交子一代基因型均为AaBbDd，满足题意条件，A正确；根据题意分析可知，A___D_、aa____都表现为黄色，所以黄色个体的基因型有2×3×2＋1×3×3＝21(种)，B正确；
F2褐色个体的基因型为Aabbdd与AAbbdd，A_B_dd表现为黑色，褐色个体交配后代毛色为褐色和黄色，不会产生黑色个体，C错误；F2褐色个体的基因型为Aabbdd与AAbbdd，纯合子的比例为1/3，D正确。
题型　自由组合中的自交、测交和自由交配问题纯合黄色圆粒豌豆(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，所得子代的表型及比例分别如下表所示：
练习.在孟德尔两对相对性状的杂交实验中，用纯合的黄色圆粒豌豆(YYRR)和绿色皱粒豌豆(yyrr)作亲本杂交得F1，F1全为黄色圆粒，F1自交得F2。在F2中，①用绿色皱粒人工传粉给黄色圆粒豌豆；②用绿色圆粒人工传粉给黄色圆粒豌豆；③让黄色圆粒自交，三种情况独立进行实验，则子代的表型比例分别为（ ）A.①4∶2∶2∶1　②15∶8∶3∶1　③64∶8∶8∶1B.①3∶3∶1∶1　②4∶2∶2∶1　③25∶5∶5∶1C.①1∶1∶1∶1　②6∶3∶2∶1　③16∶8∶2∶1D.①4∶2∶2∶1　②16∶8∶2∶1　③25∶5∶5∶1
自由组合定律中的特殊分离比
题型　9∶3∶3∶1的变式(自交“和”为16，测交“和”为4的分离比分析)
练习.“喜看稻菽千重浪，遍地英雄下夕烟”，中国科学家团队对水稻科研做出了突出贡献：袁隆平院士被誉为“杂交水稻之父”，朱英国院士为我国杂交水稻的先驱，农民胡代书培育出了越年再生稻等。某兴趣小组在科研部门的协助下进行了下列相关实验：取甲(雄蕊异常，雌蕊正常，表现为雄性不育)、乙(可育)两个品种的水稻进行相关实验，实验过程和结果如下表所示。已知水稻雄性育性由等位基因A/a控制，A对a完全显性，B基因会抑制不育基因的表达，反转为可育。据表分析回答下列问题：
(1)控制水稻雄性不育的基因是___，该兴趣小组同学在分析结果后认为A/a和B/b这两对等位基因在遗传时遵循基因的自由组合定律，其判断理由是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
F1个体自交单株收获得到的F2中的一半表现的性状分离比为可育株∶雄性不育株＝13∶3，而13∶3是9∶3∶3∶1的变式，说明该性状受两对等位基因控制，遵循自由组合定律
解析：由分析可知，B基因会抑制不育基因的表达，反转为可育，说明雄性不育株一定不含B基因，进而确定控制雄性不育的基因为A。F1个体自交得到的F2中的一半出现可育株∶雄性不育株＝13∶3,13∶3是9∶3∶3∶1的变式，说明该性状受两对等位基因控制，遵循自由组合定律，该比值的出现是基因重组(或自由组合)的结果。
(2)F2中可育株的基因型共有___种；仅考虑F2中出现雄性不育株的那一半，该部分可育株中能稳定遗传的个体所占的比例为_____。
解析：根据分析可知，甲的基因型是Aabb、乙的基因型是aaBB，F1的基因型为1/2AaBb、1/2aaBb。AaBb自交后代的基因型共9种，其中AAbb、Aabb表现为不育，因此可育株的基因型共有9－2＝7(种)。仅考虑F2中出现雄性不育株的那一半，该部分可育株的个体的基因型为1/13AABB、2/13AABb、2/13AaBB、4/13AaBb、1/13aaBB、2/13aaBb、1/13aabb，其中2/13AABb和4/13AaBb自交后代会发生性状分离，其他均能稳定遗传，故该部分可育株中能稳定遗传的个体所占的比例为1－2/13－4/13＝7/13。
(3)若要利用F2中的两种可育株杂交，使后代雄性不育株的比例最高，则双亲的基因型为_____________。
解析：利用F2中的两种可育株杂交，要使得到雄性不育株A_bb的比例最高，可确定其中一个亲本全部产生b的配子，则亲本之一的基因型一定是aabb，另一亲本能产生A的配子，则另一亲本的基因型为AABb，显然所选个体的基因型为aabb和AABb。