基因自由组合定律Word格式.docx

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二、基因的自由组合定律的实质及细胞学基础

1．实质

在进行减数分裂的过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合。

2．适用条件

①有性生殖的真核生物。

②细胞核内染色体上的基因。

③两对或两对以上位于非同源染色体上的非等位基因。

3．细胞学基础

基因的自由组合定律发生在减数分裂的第一次分裂后期（如下图所示）

理解自由组合定律的实质要注意三点

（1）同时性：

同源染色体上等位基因的分离与非同源染色体上非等位基因的自由组合同时进行。

（2）独立性：

同源染色体上等位基因间的相互分离与非同源染色体上非等位基因的自由组合，互不干扰，各自独立地分配到配子中去。

（3）普遍性：

自由组合定律广泛适用于进行有性生殖的生物。

基因重新组合会产生极其多样基因型的后代，这也是现在世界上的生物种类具有多样性的重要原因。

4．n对等位基因（完全显性）位于n对同源染色体上的遗传规律

★★★★★　本考点是历年高考全国卷及各省市理综卷（单科卷）命题的重点，近年高考对孟德尔定律考查呈现三大特点，一是基因对数增多（或考查三对等位基因的传递规律），二是考查自交代数增多（如求F3状况），三是对自由组合定律特殊分离比考查较多，题型可包括选择题及非选择题。

【典例1】

（2012·

全国大纲理综，34）果蝇中灰身（B）与黑身（b）、大翅脉（E）与小翅脉（e）是两对相对性状且独立遗传。

灰身大翅脉的雌蝇与灰身小翅脉的雄蝇杂交，子代中47只为灰身大翅脉，49只为灰身小翅脉，17只为黑身大翅脉，15只为黑身小翅脉。

回答下列问题。

（1）在上述杂交子代中，体色和翅脉的表现型比例依次为________和____________。

（2）两个亲本中，雌蝇的基因型为______，雄蝇的基因型为______。

（3）亲本雌蝇产生卵的基因组成种类数为________，其理论比例为________。

（4）上述子代中表现型为灰身大翅脉个体的基因型为________，黑身大翅脉个体的基因型为________。

答案　

（1）灰身∶黑身＝3∶1　大翅脉∶小翅脉＝1∶1

（2）BbEe　Bbee　（3）4　1∶1∶1∶1　（4）BBEe和BbEe　bbEe

【训练1】

（2011·

全国新课标，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？

_______________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）基因的自由组合定律和基因的分离定律（或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

＝

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

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×

丁两个杂交组合中所涉及的4对等位基因相同

自由组合定律的解题思路与方法

一、基本方法：

分解组合法（乘法原理和加法原理）

1．原理

分离定律是自由组合定律的基础。

2．思路

首先将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题。

在独立遗传的情况下，有几对基因就可分解为几个分离定律问题，如AaBb×

Aabb可分解为如下两个分离定律：

Aa×

Aa，Bb×

bb；

然后按照数学上的乘法原理和加法原理根据题目要求的实际情况进行重组。

此法“化繁为简，高效准确”，望深刻领会以下典型范例，熟练掌握这种解题方法。

二、基本题型分类讲解

（一）种类问题

1．配子类型的问题

如：

AaBbCCDd产生的配子种类数

2．配子间结合方式问题

AaBbCc与AaBbCC杂交过程中，配子间结合方式有

种3．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

如AaBbCc与AaBBCc杂交，其后代有种基因型种表现型

（二）概率问题

1．已知双亲基因型，求子代中某一具体基因型或表现型所占的概率

如基因型为AaBbCC与AabbCc的个体杂交，求：

①产生基因型为AabbCc个体的概率②产生表现型为A_bbC_的概率

2．已知双亲基因型，求子代中纯合子或杂合子出现的概率

如上例中亲本组合AaBbCC×

AabbCc，则①子代中纯合子概率

②子代中杂合子概率：

3．已知双亲类型，求子代不同于亲本基因型或不同于亲本表现型的概率

如上例中亲本组合为AaBbCC×

AabbCc，则①不同于亲本的基因型＝

②不同于亲本的表现型＝。

（三）比值问题——已知子代表现型分离比推测亲本基因型（逆推型）

正常规律举例：

（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）或（Bb×

Bb）×

（Aa×

aa）；

（4）3∶1⇒（3∶1）×

1⇒（Aa×

（BB×

BB）或（Aa×

Bb）或（Aa×

bb）或（Aa×

（bb×

bb）。

遗传高考题中均需要一定的解题方法技巧才能准确、规范、快速的解决问题，考生做题慢、答题失误往往是方法不得当。

【典例2】一个正常的女人与一个并指（Bb）的男人结婚，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________。

答案　

（1）

（2）

　（3）

　（4）

　（5）

【训练2】

（经典重组题）以下两题的非等位基因位于非同源染色体上，且独立遗传。

（1）AaBbCc自交，求：

①亲代产生配子的种类数为________。

②子代表现型种类数及重组类型数分别为________。

③子代基因型种类数及新基因型种类数分别为________。

（2）AaBbCc×

aaBbCC，则后代中

①杂合子的概率为________。

②与亲代具有相同基因型的个体概率为________。

③与亲代具有相同表现型的个体概率为________。

④基因型为AAbbCC的个体概率为________。

⑤表现型与亲代都不同的个体的概率为________。

答案　

（1）①8种　②8种、7种　③27种、26种

（2）①

　②

　③

　④0　⑤

　点　拨　双杂合的F1自交和测交后代的表现型比例分别为9∶3∶3∶1和1∶1∶1∶1，但如果发生下面4种特别情况时，可采用“合并同类项”的方式推断比值如下表：

序号

条件（内在机理）

自交后代比例

测交后代比例

1

存在一种显性基因（A或B）时表现为同一种性状，其余正常表现

9∶6∶1

1∶2∶1

即A_bb和aaB_个体的表现型相同

2

A、B同时存在时表现为一种性状，否则表现为另一种性状

9∶7

1∶3∶2

即A_bb、aaB_、aabb个体的表现型相同

3

aa（或bb）成对存在时，表现双隐性性状，其余正常表现

9∶3∶4

1∶1∶2

即A_bb和aabb的表现型相同或aaB_和aabb的表现型相同

4

只要存在显性基因（A或B）就表现为同一种性状，其余正常表现

15∶1

3∶1

即A_B_、A_bb和aaB_的表现型相同

续表

【易错案例1】

温州适应性测试）某农科所做了两个小麦品系的杂交实验，70cm株高和50cm株高（以下表现型省略“株高”）的小麦杂交，F1全为60cm。

F1自交得到F2，F2中70cm∶65cm∶60cm∶55cm∶50cm均为1∶4∶6∶4∶1。

育种专家认为，小麦株高由多对等位基因控制，且遵循自由组合定律，相关基因可用A、a，B、b，……表示。

请回答下列问题。

（1）F2中60cm的基因型是____________________。

请利用上述实验材料，设计一个杂交实验对专家的观点加以验证，实验方案用遗传图解表示（要求写出配子）。

（2）上述实验材料中，一株65cm和一株60cm的小麦杂交，杂交后代中70cm∶65cm∶60cm∶55cm约为1∶3∶3∶1，则亲本中65cm的基因型为________，60cm的基因型为________，杂交后代中基因型有________种。

（3）上述实验材料中，一株65cm和一株60cm的小麦杂交，F1________（填“可能”或“不可能”）出现“1∶1”的性状分离比。

答案　

（1）AaBb、AAbb、aaBB　AaBb和aabb测交，遗传图解如图

（2）AaBB或AABb　AaBb　6　（3）可能

易错点2　对致死性造成的特值缺乏正确的判断

易错点3　不能运用自由组合定律解决“数量遗传”问题

归纳如下

特值原因

显性基因在基因型中的个数影响性状表现（数量遗传）

AABB∶（AaBB、

AABb）∶（AaBb∶

aaBB、AAbb）∶

（Aabb、aaBb）∶aabb

＝1∶4∶6∶4∶1

AaBb∶（Aabb、

aaBb）∶aabb＝

1∶2∶1　　　

显性纯合致死（如AA、BB致死）

AaBb∶Aabb∶

aaBb∶aabb＝

4∶2∶2∶1，其余

基因型个体致死

1∶1∶1∶1　

隐性纯合致死（自交情况）

自交出现9∶3∶3（双隐性致死）

自交出现9∶1（单隐性致死）

另外还有一类试题是具有基因互作、修饰等附加条件引起的特殊比值，举例如下：

【易错案例2】

某动物毛色的黄色与黑色是一对相对性状，受常染色体上的一对等位基因（A、a）控制，已知在含有基因A、a的同源染色体上，有一条染色体带有致死基因，但致死基因的表达会受到性激素的影响。

请根据下列杂交组合及杂交结果回答问题。

杂交

组合

亲本类型

子代

雌

雄

甲

黄色（♀）×

黄色（♂）

黄238

黄120

乙

黄色（♂）×

黑色（♀）

黄111，

黑110

黄112，

黑113

丙

乙组的黄色F1自交

黄358，

黑121

黄243，

黑119

（1）毛色的黄色与黑色这对相对性状中，显性性状是________，判断的依据是_________________________________。

（2）丙组的子代中导致雌雄中黄与黑比例差异的可能原因是______________________________________________，请设计方案验证你的解释。

_____________________________________________________________________________________________。

（3）甲组亲本的基因型是________________。

（4）从上述杂交组合中可以判断致死基因是________（显或隐）性基因，且与________（A或a）同在一条染色体上，________激素会促进致死基因的表达。

答案　

（1）黄色　丙组亲本都是黄色，而其子代中出现了黑色，这属于性状分离，分离出的黑色性状是隐性性状　

（2）基因型为AA的雄性个体含两个致死基因而死亡　分别取丙组子代中的黄色雌雄个体与黑色异性个体测交，并统计后代中黄色与黑色个体的比例。

如果子代中黄色与黑色的统计学比例是1∶1，则说明亲本的黄色个体都为杂合子；

如果子代中黄色与黑色的统计学比例是2∶1，则说明亲本的黄色个体中，有

的个体为显性纯合子，

的个体为杂合子　（3）AA（♀）×

Aa（♂）　（4）隐　A　雄性

纠错演练

1．（2012·

上海单科，26）小麦粒色受不连锁的三对基因A/a、B/b、C/c控制。

A、B和C决定红色，每个基因对粒色增加效应相同且具叠加性，a、b和c决定白色。

将粒色最浅和最深的植株杂交得到F1。

F1的自交后代中，与基因型为Aabbcc的个体表现型相同的概率是（　　）。

A.

B.

C.

D.

答案　B

2．在某种鼠中，已知黄色基因Y对灰色基因y是显性，短尾基因T对长尾基因t是显性，而且黄色基因Y和短尾基因T在纯合时都能使胚胎致死，这两对等位基因是独立遗传的，请回答下列有关问题。

（1）两只表现型都是黄色短尾的鼠交配，则子代表现型分别为________，比例为________。

（2）正常情况下，母鼠平均每胎怀8只小鼠，则上述一组交配中，预计每胎有________只小鼠存活，其中纯合子的概率为________。

答案　

（1）黄短、灰短、黄长、灰长　4∶2∶2∶1

（2）4～5　

3．（2012·

北京海淀区）鸡的羽毛有白色和有色等性状，显性基因I是抑制基因，显性基因C是有色羽基因，隐性基因c是白羽基因，且这两对基因分别位于两对同源染色体上。

当I和C同时存在时，I就抑制了有色羽基因C的作用，使其不能表现为有色羽；

当I不存在时，C才发挥作用，显示有色羽。

（1）现将一种白羽莱杭鸡（IICC）若干只与另一种白羽温德鸡（iicc）若干只作为亲本进行杂交，F1的表现型为________，基因型为________。

（2）让F1雌雄个体互相交配（自交），F2中表现型为白色羽的比例为________，其中能够稳定遗传的比例为________。

（3）F2中有色羽个体的基因型为________，若要判断一只有色羽公鸡是否为纯合子，可以让其与多只________母鸡交配，结果________时，说明这只公鸡为纯合子。

请用遗传图解解释上述现象。

答案　

（1）白色羽　IiCc　

（2）

　（3）iiCC或iiCc　白羽温德　后代全部为有色羽（后代不出现白色羽）

（遗传图解如下：

）

基因自由组合定律的实质及其应用

2．果蝇的2号染色体上存在朱砂眼（a）和褐色眼（b）基因，减数分裂时不发生交叉互换。

aa个体的褐色素合成受到抑制，bb个体的朱砂色素合成受到抑制。

正常果蝇复眼的暗红色是这两种色素叠加的结果。

（1）a和b是________性基因，就这两对基因而言，朱砂眼果蝇的基因型包括________。

（2）用双杂合体（子）雄蝇（K）与双隐性纯合体雌蝇进行测交实验，母本果蝇复眼为________色。

子代表现型及比例为暗红眼∶白眼＝1∶1，说明父本的A、B基因与染色体的对应关系是________。

（3）在近千次的重复实验中，有6次实验的子代全部为暗红眼，但反交却无此现象。

从减数分裂的过程分析，出现上述例外的原因可能是：

________的一部分________细胞未能正常完成分裂，无法产生_______________________。

答案　

（1）隐　aaBb、aaBB　

（2）白　A、B在同一条2号染色体上　（3）父本　次级精母　携带a、b基因的精子　

符合9∶3∶3∶1的特值问题

3.（2010·

全国新课标，32）某种自花受粉植物的花色分为白色、红色和紫色。

现有4个纯合品种：

1个紫色（紫）、1个红色（红）、2个白色（白甲和白乙）。

用这4个品种做杂交实验，结果如下：

实验1：

紫×

红，F1表现为紫，F2表现为3紫∶1红；

实验2：

红×

白甲，F1表现为紫，F2表现为9紫∶3红∶4白；

实验3：

白甲×

白乙，F1表现为白，F2表现为白；

实验4：

白乙×

紫，F1表现为紫，F2表现为9紫∶3红∶4白。

综合上述实验结果，请回答下列问题。

（1）上述花色遗传所遵循的遗传定律是________。

（2）写出实验1（紫×

红）的遗传图解（若花色由一对等位基因控制，用A、a表示，若由两对等位基因控制，用A、a和B、b表示，以此类推）。

写出遗传图解。

（3）为了验证花色遗传的特点，可将实验2（红×

白甲）得到的F2植株自交，单株收获F2中紫花植株所结的种子，每株的所有种子单独种植在一起可得到一个株系，观察多个这样的株系，则理论上，在所有株系中有

的株系F3花色的表现型及其数量比为________。

答案　

（1）自由组合定律

（2）

（3）9紫∶3红∶4白

致死性引起的特值问题

4.（2011·

江苏单科，32）玉米非糯性基因（W）对糯性基因（w）是显性，黄胚乳基因（Y）对白胚乳基因（y）显性，这两对等位基因分别位于第9号和第6号染色体上。

W－和w－表示该基因所在染色体发生部分缺失（缺失区段不包括W和w基因），缺失不影响减数分裂过程。

染色体缺失的花粉不育，但染色体缺失的雌配子可育，请回答下列问题。

（1）现有基因型分别为WW、Ww、ww、WW－、W－w、ww－6种玉米植株，通过测交可验证“染色体缺失的花粉不育，而染色体缺失的雌配子可育”的结论，写出测交亲本组合的基因型_____________________________________。

（2）以基因型为Ww－个体作母本，基因型为W－w个体作父本，子代的表现型及其比例为________________________。

（3）基因型为Ww－Yy的个体产生可育雄配子的类型及其比例为________。

（4）现进行正、反交实验，正交：

WwYy（♀）×

W－wYy（♂），反交：

W－wYy（♀）×

WwYy（♂），则正交、反交后代的表现型及其比例分别为________________、______________。

（5）以wwYY和WWyy为亲本杂交得到F1，F1自交产生F2。

选取F2中的非糯性白胚乳植株，植株间相互传粉，则后代的表现型及其比例为________________。

答案　

（1）ww（♀）×

W－w（♂）或W－w（♀）×

ww（♂）

（2）非糯性∶糯性＝1∶1　（3）WY∶Wy＝1∶1　（4）非糯性黄胚乳∶非糯性白胚乳∶糯性黄胚乳∶糯性白胚乳＝3∶1∶3∶1　非糯性黄胚乳∶非糯性白胚乳∶糯性黄胚乳∶糯性白胚乳＝9∶3∶3∶1　（5）非糯性白胚乳∶糯性白胚乳＝8∶1

——常见的几种致死现象

在杂交实验中，有时观察到后代分离比与预期值有一定的偏差，这与生物体内的致死基因有关。

常见的有：

①隐性致死：

基因在隐性纯合情况下的致死；

②显性致死：

基因在显性纯合或杂合情况下的致死；

③伴性致死——X染色体连锁致死：

在X染色体上有致死基因；

④配子致死：

致死基因在配子期发挥作用而有致死效应；

⑤合子致死：

致死基因在胚胎期或成体阶段的致死。

致死基因的作用可发生在不同的发育阶段，且致死效应往往也与个体所处的环境有关。

自由组合定律与变异、进化（育种）等综合出题

5．（2011·

四川理综，31Ⅱ）小麦的染色体数为42条。

下图表示小麦的三个纯种品系的部分染色体及基因组成：

Ⅰ、Ⅱ表示染色体，A为矮秆基因，B为抗矮黄病基因，E为抗条斑病基因，均为显性。

乙品系和丙品系由普通小麦与近缘种偃麦草杂交后，经多代选育而来（图中黑色部分是来自偃麦草的染色体片段）。

（1）乙、丙系在培育过程中发生了染色体的____________变异。

该现象如在自然条件下发生，可为________提供原材料。

（2）甲和乙杂交所得到的F1自交，所有染色体正常联会，则基因A与a可随________的分开而分离。

F1自交所得F2中有________种基因型，其中仅表现抗矮黄病的基因型有______种。

（3）甲和丙杂交所得到的F1自交，减数分裂中Ⅰ甲与Ⅰ丙因差异较大不能正常配对，而其他染色体正常配对，可观察到________个四分体；

该减数分裂正常完成，可产生________种基因型的配子，配子中最多含有________条染色体。

（4）让

（2）中F1与（3）中F1杂交，若各种配子的形成机会和可育性相等，产生的种子均发育正常，则后代植株同时表现三种性状的概率为________。

答案　

（1）结构　生物进化　

（2）同源染色体　9　2（3）20　4　22　（4）

考向借鉴——他山之石

6．（2012·

上海单科，30）某植物的花色受不连锁的两对基因A/a、B/b控制，这两对基因与花色的关系如图所示，此外，a基因对于B基因的表达有抑制作用。

现将基因型为AABB的个体与基因型为aabb的个体杂交得到F1，则F1的自交后代中花色的表现型及比例是（　　）。

　　　　　A基因　　　　B基因

　白色色素

粉色色素

红色色素

A．白∶粉∶红，3∶10∶3B．白∶粉∶红，3∶12∶1

C．白∶粉∶红，4∶9∶3D．白∶粉∶红，6∶9∶1

答案　C

A级　基础演练

1．如图表示基因在染色体上的分布情况，其中不遵循基因自由组合定律的相关基因是（　　）。

答案　A