新版高考生物一轮复习 第四单元 孟德尔定律和染色体与遗传 第14讲 自由组合定律Ⅰ讲义 浙科版.docx
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新版高考生物一轮复习第四单元孟德尔定律和染色体与遗传第14讲自由组合定律Ⅰ讲义浙科版
第14讲自由组合定律（Ⅰ）
[考试标准]
知识内容
必考要求
加试要求
自由组合定律
（1）两对相对性状的杂交实验、解释及其验证
（2）自由组合定律的实质
（3）自由组合定律的应用
（4）活动：
模拟孟德尔杂交实验
b
b
c
b
b
b
c
b
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
（1）过程：
P 黄圆×绿皱→F1黄圆
F29黄圆∶3黄皱∶3绿圆∶1绿皱。
（2）归纳
①F1全为黄圆。
②F2中出现了不同性状之间的自由组合。
③F2中4种表现型的分离比为9∶3∶3∶1。
2．对自由组合现象的解释
（1）解释
①两对相对性状（黄与绿，圆与皱）由两对遗传因子（Y与y，R与r）控制。
②两对相对性状都符合分离定律的比值，即3∶1。
黄∶绿＝3∶1，圆∶皱＝3∶1。
③F1（YyRr）产生配子时等位基因分离，非等位基因自由组合。
④F1产生雌、雄配子各4种，YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1。
⑤受精时雌、雄配子随机结合。
⑥F2的表现型有4种，其中两种亲本类型（黄圆和绿皱）、两种新组合类型（黄皱与绿圆）。
黄圆∶黄皱∶绿圆∶绿皱＝9∶3∶3∶1。
⑦F2的基因型：
16种组合方式，有9种基因型。
（2）图解
P YYRR（黄圆）×yyrr（绿皱）
F1 YyRr（黄圆）
⊗
F2 Y__R__ Y__rr yyR__ yyrr
9黄圆∶3黄皱∶3绿圆∶1绿皱
3．对自由组合现象解释的验证
完善测交遗传图解：
4．自由组合定律的实质、时间和范围
（1）实质：
非同源染色体上的非等位基因自由组合（如图）。
（2）时间：
减数第一次分裂后期。
（3）范围：
有性生殖的生物，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。
[诊断与思考]
1．判断下列叙述的正误
（1）F1（基因型为YyRr）产生的精子中，基因型为YR和基因型为yr的比例为1∶1（ √ ）
（2）F1（基因型为YyRr）产生基因型YR的卵细胞和基因型YR的精子数量之比为1∶1（ × ）
（3）基因自由组合定律是指F1产生的4种类型的精子和卵细胞可以自由组合（ × ）
（4）基因型为AaBb的植株自交，得到的后代中表现型与亲本不相同的概率为9/16（ × ）
2.如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？
提示 Aa与Dd和BB与Cc分别位于同一对染色体上，不遵循该定律。
只有位于非同源染色体上的非等位基因之间，其遗传时才遵循自由组合定律。
3．下列图解中哪些过程可以发生基因重组？
为什么？
提示 ④⑤。
基因重组发生于产生配子的减数第一次分裂过程中，而且是非同源染色体上的非等位基因间的重组，故①～⑥过程中仅④、⑤过程发生基因重组，图①、②过程仅发生了等位基因分离，未发生基因重组。
题组一 把握自由组合定律的实质
1．下列有关自由组合定律的叙述，正确的是（ ）
A．自由组合定律是孟德尔根据豌豆两对相对性状的杂交实验结果及其解释直接归纳总结的，不适用于多对相对性状的遗传
B．控制不同性状的遗传因子的分离和组合是相互联系、相互影响的
C．在形成配子时，决定不同性状的遗传因子的分离是随机的，所以称为自由组合定律
D．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表现为自由组合
答案 D
解析 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。
因此，B、C选项错误，D选项正确。
自由组合定律是孟德尔根据豌豆两对相对性状的杂交实验结果及其解释归纳总结的，也适用于多对相对性状的遗传，因此，A选项错误。
2．下列细胞为生物体的体细胞，所对应生物体自交后代性状分离比为9∶3∶3∶1的是（不考虑交叉互换）（ ）
答案 C
解析 只有两对等位基因位于两对同源染色体上的杂合子，其自交后代才可产生9∶3∶3∶1的性状分离比，C项正确。
题组二 自由组合定律的验证
3．现有①～④四个果蝇品系（都是纯种），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：
品系
①
②
③
④
隐性性状
均为显性
残翅
黑身
紫红眼
相应染色体
Ⅱ、Ⅲ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
验证自由组合定律，可选择下列哪种交配类型（ ）
A．①×②B．②×④
C．②×③D．①×④
答案 B
解析 自由组合定律研究的是位于非同源染色体上的非等位基因的遗传规律，故选②×④或③×④。
4．在豚鼠中，黑色（C）对白色（c）、毛皮粗糙（R）对毛皮光滑（r）是显性。
能验证基因的自由组合定律的最佳杂交组合是（ ）
A．黑光×白光→18黑光∶16白光
B．黑光×白粗→25黑粗
C．黑粗×白粗→15黑粗∶7黑光∶16白粗∶3白光
D．黑粗×白光→10黑粗∶9黑光∶10白粗∶11白光
答案 D
解析 验证基因自由组合定律的方法有测交和自交两种，测交子代表现型应出现1∶1∶1∶1，自交子代表现型应出现9∶3∶3∶1，D正确。
5．某单子叶植物的非糯性（A）对糯性（a）为显性，抗病（T）对染病（t）为显性，花粉粒长形（D）对圆形（d）为显性，三对等位基因分别位于三对同源染色体上，非糯性花粉遇碘—碘化钾溶液变蓝，糯性花粉遇碘—碘化钾溶液变棕色。
现有四种纯合子基因型分别为：
①AATTdd、②AAttDD、③AAttdd、④aattdd。
则下列说法正确的是（ ）
A．若采用花粉鉴定法验证基因的分离定律，应该用①和③杂交所得F1的花粉
B．若采用花粉鉴定法验证基因的自由组合定律，可以观察①和②杂交所得F1的花粉
C．若培育糯性抗病优良品种，应选用①和④亲本杂交
D．将②和④杂交后所得的F1的花粉涂在载玻片上，加碘—碘化钾溶液染色后，均为蓝色
答案 C
解析 采用花粉鉴定法验证遗传的基本规律，必须是可以在显微镜下表现出来的性状，即非糯性（A）和糯性（a），花粉粒长形（D）和圆形（d）。
①和③杂交所得F1的花粉只有抗病（T）和染病（t）不同，显微镜下观察不到，A错误；若采用花粉鉴定法验证基因的自由组合定律，则应该选择②④组合，观察F1的花粉，B错误；将②和④杂交后所得的F1（Aa）的花粉涂在载玻片上，加碘—碘化钾溶液染色后，一半花粉为蓝色，一半花粉为棕色，D错误。
6．在一个自然果蝇种群中，果蝇的正常眼与棒眼为一对相对性状（由基因D、d控制），灰身（A）对黑身（a）为显性，直翅（B）对弯翅（b）为显性。
某果蝇基因型如图所示（仅画出部分染色体），请回答下列问题：
（1）灰身与黑身、直翅与弯翅这两对相对性状的遗传____________（“遵循”“不遵循”）基因的自由组合定律，理由是__________________________________________________。
（2）图示果蝇细胞的有丝分裂后期，移向细胞同一极的基因有______________________。
（3）该果蝇与一只表现型为灰身、直翅、棒眼的雄果蝇交配，得到206只灰身直翅棒眼雌果蝇、99只灰身直翅棒眼雄果蝇和102只灰身直翅正常眼雄果蝇，则选择的雄果蝇基因型为________________。
为验证基因的自由组合定律，最好选择基因型为______________的雄果蝇与图示果蝇进行交配。
答案
（1）不遵循 控制这两对相对性状的基因位于一对同源染色体上
（2）A、a、B、b、D、d （3）AABBXDY aabbXdY
解析
（1）分析细胞图像可知，A、a与B、b两对基因位于同一对同源染色体上，遗传不遵循自由组合定律。
（2）有丝分裂后期着丝粒分裂，染色体移向两极，所以移向细胞同一极的基因有A、a、B、b、D、d。
（3）根据题意可知，该果蝇（AaBbXDXd）与一只表现型为灰身、直翅、棒眼的雄果蝇（AABBXDY）交配，子代表现型及比例为灰身直翅棒眼雌果蝇∶灰身直翅棒眼雄果蝇∶灰身直翅正常眼雄果蝇＝2∶1∶1；为验证基因自由组合定律，应进行测交实验，即选择基因型为aabbXdY的雄果蝇与之进行交配。
1．基因自由组合定律的适用条件及发生时间
（1）条件
①有性生殖的生物；②减数分裂过程中；③细胞核基因；④非同源染色体上的非等位基因自由组合。
（2）时间：
减数第一次分裂后期。
2．遗传定律的验证方法
验证方法
结论
自交法
F1自交后代的分离比为3∶1，则符合基因的分离定律，由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制
F1自交后代的分离比为9∶3∶3∶1，则符合基因的自由组合定律，由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制
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
考点二 聚焦基因自由组合定律的常规题型
1．基因分离定律和自由组合定律关系及相关比例
2．用“先分解后组合”法解决自由组合定律的相关问题
（1）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的问题。
（2）分类剖析
①配子类型问题
a．多对等位基因的个体产生的配子种类数是每对基因产生相应配子种类数的乘积。
b．举例：
AaBbCCDd产生的配子种类数
Aa Bb CC Dd
↓↓↓↓
2 ×2 ×1 ×2＝8种
②求配子间结合方式的规律：
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基因型问题
a．任何两种基因型的亲本杂交，产生的子代基因型的种类数等于亲本各对基因单独杂交所产生基因型种类数的乘积。
b．子代某一基因型的概率是亲本每对基因杂交所产生相应基因型概率的乘积。
c．举例：
AaBBCc×aaBbcc杂交后代基因型种类及比例
Aa×aa→1Aa∶1aa 2种基因型
BB×Bb→1BB∶1Bb2种基因型
Cc×cc→1Cc∶1cc2种基因型
子代中基因型种类：
2×2×2＝8种。
子代中AaBBCc所占的概率为1/2×1/2×1/2＝1/8。
④表现型问题
a．任何两种基因型的亲本杂交，产生的子代表现型的种类数等于亲本各对基因单独杂交所产生表现型种类数的乘积。
b．子代某一表现型的概率是亲本每对基因杂交所产生相应表现型概率的乘积。
c．举例：
AaBbCc×AabbCc杂交后代表现型种类及比例
Aa×Aa→3A__∶1aa 2种表现型
Bb×bb→1Bb∶1bb2种表现型
Cc×Cc→3C__∶1cc2种表现型
子代中表现型种类：
2×2×2＝8种。
子代中A__B__C__所占的概率为3/4×1/2×3/4＝9/32。
[诊断与思考]
1．判断下列叙述的正误
（1）基因型为AaBBccDD的二倍体生物，可产生不同基因型的配子种类数是8（ × ）
（2）基因型为AaBbDdEeGgHhKk的个体自交，假定这7对等位基因自由组合，则7对等位基因纯合个体出现的概率与7对等位基因杂合个体出现的概率不同（ × ）
（3）基因型为AaBbCc与AaBbCC的个体杂交，杂交后代中，与亲本基因型和表现型不相同的概率分别为3/4、7/16（ √ ）
2．能用分离定律的结果证明基因是否符合自由组合定律吗？
提示 不能。
因为两对等位基因不管是分别位于两对同源染色体上，还是位于一对同源染色体上，在单独研究时都符合分离定律，都会出现3∶1或1∶1这些比例，无法确定基因的位置，也就没法证明是否符合基因的自由组合定律。
3.
和
中，若图1和图2的同源染色体均不发生交叉互换，自交后的表现型种类一样吗？
提示 不一样。
前者为2种，后者为3种。
题组一 亲本基因型的确定
1．某同学用豌豆进行测交实验，得到4种表现型的后代，数量分别是85、92、89、83，则这株豌豆的基因型不可能是（ ）
A．DdYYRRB．ddYyRr
C．DdYyrrD．DDYyRr
答案 A
解析 该豌豆测交后代四种表现型的比例为1∶1∶1∶1，说明该豌豆减数分裂能产生四种比例相同的配子，B、C、D项都可产生四种比例相同的配子，A项只可产生两种配子，A项符合题意。
2．如果已知子代基因型及比例为1YYRR∶1YYrr∶1YyRR∶1Yyrr∶2YYRr∶2YyRr，并且也知道上述结果是按自由组合定律产生的。
那么亲本的基因型是（ ）
A．YYRR×YYRrB．YYRr×YyRr
C．YyRr×YyRrD．YyRR×YyRr
答案 B
解析 YY与Yy的比例为1∶1，RR∶Rr∶rr的比例为1∶2∶1，所以第一对是显性纯合子与杂合子杂交的结果，第二对是杂合子自交的结果，因此亲本的基因型为YYRr×YyRr。
3．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×yyrrB．YYRr×yyrr
C．YyRR×yyrrD．YyRr×yyrr
答案 C
解析 此题宜使用排除法。
F1自交后代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，其中圆粒∶皱粒＝3∶1，这说明F1中控制子粒形状的基因组成为Rr，故亲本中控制子粒形状的基因组成为RR、rr，据此排除B、D项。
A项中亲本杂交产生的F1自交后代4种表现型比例为9∶3∶3∶1，A项被排除。
题组二 利用“拆分法”解决自由组合定律问题
4．金鱼草正常花冠对不整齐花冠为显性，高株对矮株为显性，红花对白花为不完全显性，杂合子是粉红花。
三对相对性状独立遗传，如果纯合的红花、高株、正常花冠植株与纯合的白花、矮株、不整齐花冠植株杂交，在F2中具有与F1相同表现型的植株的比例是（ ）
A．3/32B．3/64
C．9/32D．9/64
答案 C
解析 设纯合的红花、高株、正常花冠植株基因型是AABBCC，纯合的白花、矮株、不整齐花冠植株基因型是aabbcc，F1是AaBbCc，自交后F2中植株与F1表现型相同的概率是1/2×3/4×3/4＝9/32，C正确。
5．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（ ）
A.
、
B.
、
C.
、
D.
、
答案 A
解析 设控制三对性状的基因分别用A、a，B、b，C、c表示，亲代为AABBcc与aabbCC，F1为AaBbCc，F2中A__∶aa＝3∶1，B__∶bb＝3∶1，C__∶cc＝3∶1，所以F2中红果、多室、长蔓所占的比例是：
×
×
＝
；在F2的每对相对性状中，显性性状中的纯合子占
，故红果、多室、长蔓中纯合子的比例是
×
＝
。
6．水稻香味性状与抗病性状独立遗传。
香味性状受隐性基因（a）控制，抗病（B）对感病（b）为显性。
为选育抗病香稻新品种，进行一系列杂交实验。
两亲本无香味感病与无香味抗病植株杂交的统计结果如图所示。
下列有关叙述不正确的是（ ）
A．香味性状一旦出现即能稳定遗传
B．两亲本的基因型分别为Aabb、AaBb
C．两亲本杂交的子代中能稳定遗传的有香味抗病植株所占比例为0
D．两亲本杂交的子代自交，后代群体中能稳定遗传的有香味抗病植株所占比例为1/32
答案 D
解析 由题意可知，香味性状对应基因型为aa，一旦出现即能稳定遗传，A正确；由于子代抗病∶感病＝1∶1，可推知亲代为Bb和bb，子代无香味∶香味＝3∶1，可推知亲代为Aa和Aa，所以两亲本的基因型分别是Aabb、AaBb，B正确；两亲本（Aabb、AaBb）杂交的子代中有香味抗病植株的基因型为aaBb，均为杂合子，C正确；两亲本杂交的子代为1/8AABb、1/4AaBb、1/8AAbb、1/4Aabb、1/8aaBb、1/8aabb，子代自交，后代群体中能稳定遗传的有香味抗病植株（aaBB）所占比例为1/4×1/4×1/4＋1/8×1/4＝3/64，D错。
题组三 利用分离组合法解决自由组合遗传病概率计算题
7．白化病为常染色体上的隐性遗传病，色盲为伴X染色体隐性遗传病。
有一对夫妇，女方的父亲患色盲，本人患白化病；男方的母亲患白化病，本人正常，预计他们的子女只患一种病的概率是（ ）
A．1/2B．1/8
C．3/8D．1/4
答案 A
解析 解题时先将两种病分开考虑，单纯考虑白化病的遗传情况，则女方基因型为aa，男方基因型为Aa，后代患病概率为1/2，正常概率为1/2；单纯考虑色盲的遗传情况，女方基因型为XBXb，男方基因型为XBY，后代患病概率为1/4，正常概率为3/4。
将两种病综合考虑，只患一种病包括白化但色觉正常、色盲但肤色正常两种情况，故概率为1/2×3/4＋1/2×1/4＝1/2。
8．一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（aa）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）3/8
（2）1/8 （3）1/16 （4）1/2 （5）5/8
解析 由题意知，第1个孩子的基因型应为aabb，则该夫妇基因型应分别为女：
Aabb；男：
AaBb。
依据该夫妇基因型可知，孩子中并指的概率应为1/2（非并指概率为1/2），白化病的概率为1/4（非白化病概率为3/4），则：
（1）再生一个只患并指孩子的概率为：
并指概率－并指又白化概率＝1/2－1/2×1/4＝3/8。
（2）只患白化病的概率为：
白化病概率－白化病又并指的概率＝1/4－1/2×1/4＝1/8。
（3）生一既白化又并指的男孩的概率为：
男孩出生率×白化病概率×并指概率＝1/2×1/4×1/2＝1/16。
（4）后代只患一种病的概率为：
并指概率×非白化病概率＋白化病概率×非并指概率＝1/2×3/4＋1/4×1/2＝1/2。
（5）后代中患病的概率为：
1－全正常（非并指、非白化）＝1－1/2×3/4＝5/8。
1．利用基因式法解答自由组合遗传题
（1）根据亲本和子代的表现型写出亲本和子代的基因式，如基因式可表示为A__B__、A__bb。
（2）根据基因式推出基因型（此方法只适用于亲本和子代表现型已知且显隐性关系已知时）。
2．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）。
3．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）。
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