高考生物复习必修二第五单元第十四讲基因的自由组合定律课件

这是一份高考生物复习必修二第五单元第十四讲基因的自由组合定律课件，共60页。PPT课件主要包含了2遗传图解，续上表，答案B，答案D等内容，欢迎下载使用。
第14讲　基因的自由组合定律【课标要求】　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。
考点一　自由组合定律的发现
1．两对相对性状的杂交实验——观察现象，发现问题(1)杂交实验过程。
(2)对杂交实验结果的分析。
(3)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?
2．对自由组合现象的解释——提出假说(1)孟德尔的解释。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，不同对的遗传因子自由组合。F1产生的雌雄配子各有比例相等的4种：YR、Yr、yR、yr，且数量比为1∶1∶1∶1。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，且数量比为9∶3∶3∶1。
(3)结果分析：F2共有9种基因型，4种表型。
提醒：①雌雄配子结合方式(16种)≠基因型种类(9种)；②由于两对等位基因分别位于两对同源染色体上，所以只有非同源染色体上的非等位基因能自由组合。
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的遗传因子组成。(3)遗传图解。
(4)实验验证，得出结论。进行测交实验，结果与演绎结果相符，假说成立，得出自由组合定律。
4．自由组合定律(1)自由组合定律的内容。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)实质、发生时间及适用范围。
6．孟德尔遗传规律在实践中的应用
1．自由组合定律的验证方法
2.两种情况的非等位基因遗传规律
3．判断基因是否位于两对同源染色体上的方法(1)根据题干信息判断：两对基因独立遗传。(2)根据杂交实验判断。
2．(2022·湖南长郡中学)棉铃虫是严重危害棉花的一种害虫。科研工作者发现毒蛋白基因B和胰蛋白酶抑制剂基因D均可导致棉铃虫死亡。现将基因B和基因D同时导入棉花的一条染色体上获得抗虫棉。棉花的短果枝由基因A控制，研究者获得了多个基因型为AaBD的短果枝抗虫棉植株，AaBD植株与纯合的aa长果枝不抗虫植株杂交得到F1(不考虑减数分裂时的互换)。下列说法不正确的是(　　)A．若F1中短果枝抗虫∶长果枝不抗虫＝1∶1，则基因B、基因D与基因A位于同一条染色体上B．若F1的表现型比例为1∶1∶1∶1，则F1产生的配子的基因型为AB、AD、aB、aDC．若F1的表现型比例为1∶1∶1∶1，则果枝基因和抗虫基因分别位于两对同源染色体上D．若F1中短果枝不抗虫∶长果枝抗虫＝1∶1，则F1产生的配子的基因型为A和aBD
解析：如果基因B、D与基因A位于同一条染色体上，则AaBD产生的配子类型是ABD∶a＝1∶1，与纯合的aa长果枝不抗虫植株杂交得到的F1的基因型及比例是AaBD∶aa＝1∶1，表现型及比例是短果枝抗虫∶长果枝不抗虫＝1∶1，A项正确；由于基因B、D位于一条同源染色体上，如果不考虑交叉互换，则不会产生基因型为AB、AD、aB、aD的四种类型的配子，B项错误；果枝基因和抗虫基因分别位于两对同源染色体上，则AaBD产生配子的类型及比例是ABD∶a∶aBD∶A＝1∶1∶1∶1，与纯合的aa长果枝不抗虫植株杂交得到的F1的表现型及比例是短果枝抗虫∶长果枝抗虫∶短果枝不抗虫∶长果枝不抗虫＝1∶1∶1∶1，C项正确；如果基因a与B、D连锁，则AaBD产生的配子的类型及比例是A∶aBD＝1∶1，与纯合的aa长果枝不抗虫植株杂交得到的F1的基因型及比例是Aa∶aaBD＝1∶1，表现型及比例是短果枝不抗虫∶长果枝抗虫＝1∶1，D项正确。
考向2　通过自由组合定律的验证，考查科学探究3．(2022·山东德州)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，下列说法正确的是(　　)
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种表型，比例为3∶3∶1∶1C．若基因型为AaBb的个体在产生配子时没有发生染色体互换，则它能产生4种配子D．若基因型为AaBb的个体自交后代会出现4种表型，比例不一定为9∶3∶3∶1
解析：图中基因A和B、a和b位于一对同源染色体上，不遵循基因的自由组合定律，A项错误；基因A、a与D、d遵循自由组合定律，因此基因型为AaDd的个体与基因型为aaDd的个体杂交的后代出现4种表型，比例为(1∶1)×(3∶1)＝3∶1∶3∶1，B项正确；若基因型为AaBb的个体在产生配子时没有发生染色体互换，则它只能产生AB和ab两种配子，AaBb自交后代只有两种表型，C、D项错误。
考向3　考查孟德尔遗传规律的应用4．(2022·江西九江)家兔的毛色由两对基因决定。A、a是控制颜色分布的基因，A基因控制颜色分布不均匀，体色均为野鼠色；a基因控制颜色分布均匀，体色表现为具体颜色。B、b为控制颜色的基因，B基因控制黑色，b基因控制褐色。用纯系亲本进行杂交实验，结果如图。分析回答下列问题：
(1)野鼠色兔的基因型有________种。(2)实验一中，F2野鼠色兔中纯合子占________，F1与褐色兔交配，其后代表型及比例为__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)实验二中，F1黑色兔基因型为________，F2黑色兔自由交配，产生的后代中黑色兔占________。(4)实验二F2中一只黑色雄兔与实验三F2中一只野鼠色雌兔进行交配，产生的后代为黑色兔的概率为________。(5)现有一只野鼠色兔，可否通过测交实验来检测其是否纯合？请简要说明理由。______________________________________________________________________________________________________________________________________________。
考点二　自由组合定律常见题型的解题方法题型1　已知亲代求子代
1．常用方法——拆分组合法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．题型分析
提醒：在计算不同于双亲的表型的概率时，可以先计算与双亲相同表型的概率，然后用1减去相同表型的概率即可。
1．(2022·山东淄博)某二倍体自花传粉植物(AABB)开红花，该植物种群在繁殖过程中出现两白花突变植株(白花Ⅰ和白花Ⅱ)，研究人员对两白花突变植株进行了相关研究，结果见下图。下列说法错误的是(　　)
A．实验一的结果说明白花Ⅰ和白花Ⅱ可能为纯合子B．实验二的结果说明白花Ⅰ和白花Ⅱ中各有1对隐性基因C．若实验三的结果为白花，说明白花Ⅰ和白花Ⅱ具有相同的隐性突变基因D．若实验三的结果为红花，推测F1自交所得的F2中红花∶白花＝9∶7
解析：由题意可知，白花为隐性性状，实验一白花Ⅰ、白花Ⅱ分别自交，后代仍为白花，说明白花Ⅰ和白花Ⅱ可能为纯合子，其基因型为AAbb或aaBB，A项正确。实验二白花Ⅰ、白花Ⅱ分别和红花的杂交，后代均为红花，F1红花自交后代中红花∶白花＝3∶1，说明白花Ⅰ和白花Ⅱ中各有1对隐性基因，其基因型为AAbb或aaBB，B项正确。若实验三白花Ⅰ和白花Ⅱ杂交的结果为白花，说明白花Ⅰ和白花Ⅱ具有相同的隐性突变基因，实验三杂交后代的基因型为aaBB或AAbb，C项正确。若实验三白花Ⅰ和白花Ⅱ杂交的结果为红花，推知白花Ⅰ和白花Ⅱ基因互补(aaBB
和AAbb)，说明白花Ⅰ和白花Ⅱ的隐性突变基因不同，为两种不同类型的隐性突变。若相关控制基因独立遗传，则F1(AaBb)的自交后代为9A_B_、3A_bb、3aaB_、1aabb，表现型为红花∶白花＝9∶7；若相关控制基因位于1对同源染色体上，则F1(AaBb)可产生的配子为aB和Ab，其自交后代基因型为1AAbb、2AaBb、1aaBB，表现型为红花∶白花＝1∶1，D项错误。
2．(2022·河北邢台)某植物个体的基因型为Aa(高茎)Bb(红花)Cc(灰种皮)dd(小花瓣)，请思考如下问题：(1)若某基因型为AaBbCcdd个体的体细胞中基因与染色体的位置关系如图1所示，则其产生的配子种类有________种，基因型为AbCd的配子所占比例为________，其自交所得子代的基因型有________种，其中AABbccdd所占比例为________，其子代的表型有________种，其中高茎红花灰种皮小花瓣个体所占比例为________。
(2)若某基因型为AaBbCcdd个体的体细胞中基因与染色体的位置关系如图2所示(不发生交换)，则其产生的配子种类有________种，基因型为AbCd的配子所占比例为________，其自交所得子代的基因型有________种，其中AaBbccdd所占比例为________，其子代的表型有________种，其中高茎红花灰种皮小花瓣个体所占比例为________。
题型2　已知子代求亲代
1．常用方法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，则亲代基因型中一定存在a、b等隐性基因。2．常用方法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。
3．(2022·广西师大附中)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×aaBbB．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×aabbC．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×aabbD．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种情况
解析：3∶1∶3∶1可拆分为(3∶1)(1∶1)的分离比，说明两亲本中一对基因为杂合子自交型，另一对基因为测交型，所以两亲本的基因型为AaBb×aaBb或AaBb×Aabb，A项错误；1∶1∶1∶1可拆分为(1∶1)(1∶1)，说明亲本中的两对基因均为测交，所以两亲本的基因型为AaBb×aabb或Aabb×aaBb，B项错误；同理可判断，C项错误，D项正确。
4．(2022·广东河源)已知某雌雄同花的植物，花的黄色与白色由基因H、h控制；叶的圆形与肾形由基因R、r控制，两对基因分别位于两对染色体上。现以黄花圆形叶和黄花肾形叶的植株为亲本进行杂交，所得F1的表型及其比例统计如下页图所示。下列叙述错误的是(　　)
题型3　自由组合中的自交、测交和自由交配
题型举例与分析纯合黄色圆粒豌豆(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进行自交、测交和自由交配和F2中黄色圆粒豌豆个体进行自交、测交和自由交配，它们所得子代的表型及比例分别如下页表所示：
题型4　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：
8．(2021·全国乙卷)某种二倍体植物的n个不同性状由n对独立遗传的基因控制(杂合子表现显性性状)。已知植株A的n对基因均杂合。理论上，下列说法错误的是(　　)A．植株A的测交子代会出现2n种不同表现型的个体B．n越大，植株A测交子代中不同表现型个体数目彼此之间的差异越大C．植株A测交子代中n对基因均杂合的个体数和纯合子的个体数相等D．n≥2时，植株A的测交子代中杂合子的个体数多于纯合子的个体数
2．(2022·广东卷)《诗经》以“蚕月条桑”描绘了古人种桑养蚕的劳动画面，《天工开物》中“今寒家有将早雄配晚雌者，幻出嘉种”，表明我国劳动人民早已拥有利用杂交手段培育蚕种的智慧，现代生物技术应用于蚕桑的遗传育种，更为这历史悠久的产业增添了新的活力。回答下列问题：(1)自然条件下蚕采食桑叶时，桑叶会合成蛋白醇抑制剂以抵御蚕的采食，蚕则分泌更多的蛋白酶以拮抗抑制剂的作用。桑与蚕相互作用并不断演化的过程称为____________。(2)家蚕的虎斑对非虎斑、黄茧对白茧、敏感对抗软化病为显性，三对性状均受常染色体上的单基因控制且独立遗传。现有上述三对基因均杂合的亲本杂交，F1中虎斑、白茧、抗软化病的家蚕比例是________；若上述杂交亲本有8对，每只雌蚕平均产卵400枚，理论上可获得____只虎斑、白茧、抗软化病的纯合家蚕，用于留种。
(3)研究小组了解到：①雄蚕产丝量高于雌蚕；②家蚕的性别决定为ZW型；③卵壳的黑色(B)和白色(b)由常染色体上的一对基因控制；④黑壳卵经射线照射后携带B基因的染色体片段可转移到其他染色体上且能正常表达。为达到基于卵壳颜色实现持续分离雌雄，满足大规模生产对雄蚕需求的目的，该小组设计了一个诱变育种的方案。下图为方案实施流程及得到的部分结果。
统计多组实验结果后，发现大多数组别家蚕的性别比例与I组相近，有两组(Ⅱ、Ⅲ)的性别比例非常特殊。综合以上信息进行分析：①Ⅰ组所得雌蚕的B基因位于________染色体上。②将Ⅱ组所得雌蚕与白壳卵雄蚕(bb)杂交，子代中雌蚕的基因型是________(如存在基因缺失，亦用b表示)。这种杂交模式可持续应用于生产实践中，其优势是可在卵期通过卵壳颜色筛选即可达到分离雌雄的目的。③尽管Ⅲ组所得黑壳卵全部发育成雄蚕，但其后代仍无法实现持续分离雌雄，不能满足生产需求，请简要说明理由。_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
基因位于常染色体上。②由以上分析可知，Ⅱ组携带B基因的染色体片段转移到了W染色体上，亲本雌蚕的基因型为ZbWB，与白卵壳雄蚕ZbZb杂交，子代雌蚕的基因型为ZbWB(黑卵壳)，雄蚕的基因型为ZbZb(白卵壳)，可以通过卵壳颜色区分子代性别。将子代黑卵壳雌蚕继续杂交，后代类型保持不变，故这种杂交模式可持续应用于生产实践中。③由以上分析可知，Ⅲ组携带B基因的染色体片段转移到了Z染色体上，亲本雌蚕的基因型为ZBWb，与白卵壳雄蚕ZbZb杂交，子代雌蚕的基因型为ZbWb(白卵壳)，雄蚕的基因型为ZBZb(黑卵壳)。再将黑壳卵雄蚕(ZBZb)与白壳卵雌蚕(ZbWb)杂交，子代为ZBZb、ZbZb、ZBWb、ZbWb，其后代的黑壳卵和白壳卵中均既有雌性又有雄性，无法通过卵壳颜色区分性别，故不能满足生产需求。
3．(2022·全国甲卷)玉米是我国重要的粮食作物。玉米通常是雌雄同株异花植物(顶端长雄花序，叶腋长雌花序)，但也有的是雌雄异株植物。玉米的性别受两对独立遗传的等位基因控制，雌花花序由显性基因B控制，雄花花序由显性基因T控制，基因型bbtt个体为雌株。现有甲(雌雄同株)、乙(雌株)、丙(雌株)、丁(雄株)4种纯合体玉米植株。回答下列问题。(1)若以甲为母本、丁为父本进行杂交育种，需进行人工传粉，具体做法是______________________________________________________________________________。(2)乙和丁杂交，F1全部表现为雌雄同株；F1自交，F2中雌株所占比例为________，F2中雄株的基因型是__________；在F2的雌株中，与丙基因型相同的植株所占比例是__________。
(3)已知玉米籽粒的糯和非糯是由1对等位基因控制的相对性状。为了确定这对相对性状的显隐性，某研究人员将糯玉米纯合体与非糯玉米纯合体(两种玉米均为雌雄同株)间行种植进行实验，果穗成熟后依据果穗上籽粒的性状，可判断糯与非糯的显隐性。若糯是显性，则实验结果是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；若非糯是显性，则实验结果是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
控制，因为两种玉米均为雌雄同株植物，间行种植时，既有自交又有杂交。若糯性为显性，基因型为AA，非糯基因型为aa，则糯性植株无论自交还是杂交，糯性植株上全为糯性籽粒，非糯植株杂交子代为糯性籽粒，自交子代为非糯籽粒，所以非糯植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒。同理，非糯为显性时，非糯性植株上只有非糯籽粒，糯性植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒。
4．(2022·湖北卷)“端稳中国碗，装满中国粮。”为了育好中国种，科研人员在杂交育种与基因工程育种等领域开展了大量的研究。二倍体作物M的品系甲有抗虫、高产等多种优良性状，但甜度不高。为了改良品系甲，增加其甜度，育种工作者做了如下实验；【实验一】　遗传特性及杂交育种的研究。在种质资源库中选取乙、丙两个高甜度的品系，用三个纯合品系进行杂交实验，结果见下表。
【实验二】　甜度相关基因的筛选。通过对甲、乙、丙三个品系转录的mRNA分析，发现基因S与作物M的甜度相关。【实验三】　转S基因新品系的培育。提取品系乙的mRNA，通过基因重组技术，以Ti质粒为表达载体，以品系甲的叶片外植体为受体，培有出转S基因的新品系。根据研究组的实验研究，回答下列问题：(1)假设不甜植株的基因型为AAbb和Aabb，则乙、丙杂交的F2中表现为甜的植株基因型有________种。品系乙基因型为________。若用乙×丙中F2不甜的植株进行自交，F3中甜∶不甜比例为________。(2)下图中，能解释(1)中杂交实验结果的代谢途径有________。
(3)下图是S基因的cDNA和载体的限制性内切核酸酶(限制性核酸内切酶)酶谱。为了成功构建重组表达载体，确保目的基因插入载体中方向正确，最好选用________________________酶切割S基因的cDNA和载体。
(4)用农杆菌侵染品系甲叶片外植体，其目的是_____________________________________________________________________________________________________。(5)除了题中所示的杂交育种和基因工程育种外，能获得高甜度品系，同时保持甲的其他优良性状的育种方法还有_____________________________。(答出2点即可)