学年同步备课套餐之高一生物北师大版必修2讲.docx
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学年同步备课套餐之高一生物北师大版必修2讲
第16课时 基因的自由组合规律（Ⅱ）
[目标导读] 1.通过实例归纳自由组合规律的解题思路与规律方法。
2.结合实践，阐明自由组合规律在实践中的应用。
[重难点击] 利用分离规律解决自由组合问题。
一 利用分离规律解决自由组合问题
分离规律是自由组合规律的基础，要学会运用分离规律的方法解决自由组合规律的问题。
请结合下面给出的例子归纳自由组合问题的解题规律。
1．解题思路
将多对等位基因的自由组合规律分解为若干个分离规律分别分析，再运用乘法原理将各组情况进行组合。
如AaBb×Aabb可分解为如下两个分离规律：
Aa×Aa；Bb×bb。
2．根据亲本的基因型推测子代的基因型、表现型及比例——正推型
（1）题型1：
配子类型及概率计算
求每对基因产生的配子种类和概率，然后再相乘。
示例1
求AaBbCc产生的配子种类，以及配子中ABC的概率。
①产生的配子种类
Aa Bb Cc
↓ ↓ ↓
2 ×2 ×2＝8种
②配子中ABC的概率
Aa Bb Cc
↓ ↓ ↓
（A）×
（B）×
（C）＝
。
（2）题型2：
配子间的结合方式
分别求出两个亲本产生的配子的种类，然后相乘。
示例2
AaBbCc与AaBbCC杂交过程中，配子间的结合方式有多少种？
①先求AaBbCc、AaBbCC各自产生多少种配子。
AaBbCc→8种配子、AaBbCC→4种配子。
②再求两亲本配子间的结合方式。
由于两性配子间的结合是随机的，因而AaBbCc与AaBbCC配子之间有8×4＝32种结合方式。
（3）题型3：
子代基因型种类及概率计算
求出每对基因相交产生的子代的基因型种类及概率，然后根据需要相乘。
示例3
AaBbCc与AaBBCc杂交，求其后代的基因型种类数以及产生AaBBcc子代的概率。
①先分解为三个分离规律
Aa×Aa→后代有3种基因型（1/4AA∶2/4Aa∶1/4aa）；
Bb×BB→后代有2种基因型（1/2BB∶1/2Bb）；
Cc×Cc→后代有3种基因型（1/4CC∶2/4Cc∶1/4cc）。
②后代中基因型有3×2×3＝18种。
③后代中AaBBcc的概率：
（Aa）×
（BB）×
（cc）＝
。
（4）题型4：
子代表现型种类及概率计算
求出每对基因相交产生的子代的表现型种类及概率，然后根据需要相乘。
示例4
AaBbCc×AabbCc杂交，求其子代的表现型种类及三个性状均为显性的概率。
①先分解为三个分离规律
Aa×Aa→后代有2种表现型（A_∶aa＝3∶1）；
Bb×bb→后代有2种表现型（B_∶bb＝1∶1）；
Cc×Cc→后代有2种表现型（C_∶cc＝3∶1）。
②后代中表现型有2×2×2＝8种。
③三个性状均为显性（A_B_C_）的概率
（A_）×
（B_）×
（C_）＝
。
3．据子代性状分离比推测亲本基因型和表现型——逆推型
将自由组合规律问题转化为分离规律问题后，充分利用分离比法、填充法和隐性纯合突破法等方法逆推亲代的基因型和表现型。
示例5
豌豆子叶的黄色（Y）、圆粒种子（R）均为显性。
两亲本豌豆杂交的F1表现型如图。
请写出亲代的基因型和表现型。
①粒形粒色先分开考虑，分别应用基因分离规律逆推
根据黄色∶绿色＝1∶1，可推出亲代为Yy×yy；
根据圆粒∶皱粒＝3∶1，可推出亲代为Rr×Rr。
②然后进行组合，故亲代基因型为YyRr（黄色圆粒）×yyRr（绿色圆粒）。
小贴士 据性状分离比推断亲代的基因型
19∶3∶3∶1→AaBb×AaBb。
21∶1∶1∶1→AaBb×aabb或Aabb×aaBb。
33∶3∶1∶1→AaBb×Aabb或AaBb×aaBb。
43∶1→Aabb×Aabb、AaBB×AaBB、AABb×AABb等只要其中一对符合一对相对性状遗传实验的F1自交类型，另一对相对性状杂交只产生一种表现型即可。
归纳提炼
基因分离规律和自由组合规律关系及相关比例图解
解读
（1）在上述比例最能体现基因分离规律和基因自由组合规律实质的分别是F1所产生配子的比为1∶1和1∶1∶1∶1，其他比例的出现都是以此为基础。
而它们是由于减数分裂等位基因的分离，非同源染色体上的非等位基因的自由组合的结果。
（2）探讨一对或两对等位基因是否遵循基因分离规律或基因自由组合规律的方法
既可采用测交法、花粉鉴定法和单倍体育种法看比例是否为1∶1或1∶1∶1∶1；又可采用自交法，看后代性状分离比是否为3∶1或9∶3∶3∶1来判断。
（3）正确理解各种比例：
①F1所产生配子比为1∶1和1∶1∶1∶1不是指雄配子与雌配子的比例，而是指雄配子（或雌配子）中D∶d和YR∶Yr∶yR∶yr分别为1∶1和1∶1∶1∶1。
而真正雄配子的数目远远多于雌配子的数目。
②测交和自交后代的性状分离比分别为1∶1和3∶1，1∶1∶1∶1和9∶3∶3∶1，它们都是理论比值，只有统计的个体数量足够多才可能接近于理论比值，若统计的数量太少，就可能不会出现以上比值。
（4）利用分枝法理解比例关系：
因为黄色和绿色、圆粒和皱粒两对相对性状独立遗传，所以9∶3∶3∶1的实质为（3∶1）×（3∶1），1∶1∶1∶1的实质为（1∶1）×（1∶1），因此若出现3∶3∶1∶1，其实质为（3∶1）×（1∶1）。
此规律可以应用在基因型的推断中。
活学活用
1．已知A与a、B与b、C与c3对基因自由组合，基因型分别为AaBbCc、AabbCc的两个体进行杂交。
下列关于杂交后代的推测，正确的是（ ）
A．表现型有8种，AaBbCc个体的比例为1/16
B．表现型有4种，aaBbcc个体的比例为1/16
C．表现型有8种，Aabbcc个体的比例为1/8
D．表现型有8种，aaBbCc个体的比例为1/16
答案 D
解析 通常我们可以利用分枝法来解决，即先分别写出每对性状后代中的每种基因型或表现型概率，再将所需基因型或表现型组合在一起，并将相应的概率相乘，即可得到相应基因型或表现型的概率。
根据自由组合规律可知，3对性状可产生的后代表现型为2×2×2＝8种，AaBbCc个体的比例为1/2×1/2×1/2＝1/8，Aabbcc个体的比例为1/2×1/2×1/4＝1/16，aaBbCc个体的比例为1/4×1/2×1/2＝1/16。
2．某种哺乳动物的直毛（B）对卷毛（b）为显性，黑色（C）对白色（c）为显性（这两对基因的分离和组合互不干扰）。
基因型为BbCc的个体与“个体X”交配，子代的表现型有：
直毛黑色、卷毛黑色、直毛白色和卷毛白色。
它们之间的比为3∶3∶1∶1。
“个体X”的基因型为（ ）
A．BbCCB．BbCc
C．bbCcD．Bbcc
答案 C
解析 由于子代有卷毛白色的双隐性个体，故“个体X”至少含有一个b和一个c，即__b__c。
根据给出的亲本的基因型BbCc和基因的分离规律可知，直毛∶卷毛＝1∶1，说明该对基因相当于测交，即Bb×bb。
黑色∶白色＝3∶1，相当于F1自交，即Cc×Cc，故“个体X”的基因型是bbCc。
二 自由组合规律在实践中的应用
和分离规律一样，自由组合规律在生产实践中也有一定的应用价值，主要集中于以下两个方面：
1．指导育种
在育种工作中，人们用杂交的方法，有目的地使生物不同品种间的基因重新组合，以便使不同亲本的优良基因组合到一起，从而创造出对人类有益的新品种。
结合所学知识完成对育种过程的探讨。
小贴士 1在杂交育种中，选育纯合体一般从F2开始选育，不能根据基因型选育，只能根据性状选育。
2动物纯种的选育可用测交法，植物纯种的选育不选用测交法，一般是通过连续自交的方法获得纯种。
2．医学实践
利用自由组合规律可以同时分析家族中两种遗传病的发病情况。
如：
若患甲病的概率为m，患乙病的概率为n，结合下图完成表格。
序号
类型
计算公式
1
非甲病概率
1－m
2
非乙病概率
1－n
3
只患甲病的概率
m－mn
4
只患乙病的概率
n－mn
5
同患两种病的概率
mn
6
只患一种病的概率
m＋n－2mn或
m（1－n）＋n（1－m）
7
患病概率
m＋n－mn或
1－不患病概率
8
不患病概率
（1－m）（1－n）
归纳提炼
1．在杂交育种中，根据自由组合规律，合理选用优缺点互补的亲本材料，通过杂交导致基因重新组合，可得到理想中的具有双亲优良性状的后代，摒弃双亲不良性状的杂种后代，并可预测杂种后代中优良性状出现的概率，从而有计划地确定育种规模。
2．在医学实践中，自由组合规律为遗传病的预测和诊断提供了理论依据。
活学活用
3．人类多指（T）对正常指（t）为显性，正常（A）对白化（a）为显性，决定不同性状的基因自由组合，一个家庭中，父亲多指，母亲正常，他们有一个患白化病但手指正常的孩子，则下一个孩子只患一种病和患两种病的概率分别是（ ）
A．1/2、1/8B．3/4、1/4
C．1/4、1/4D．1/4、1/8
答案 A
解析 由“一个家庭中，父亲多指，母亲正常，他们有一个患白化病但手指正常的孩子”推知：
父亲的基因型为TtAa，母亲的基因型为ttAa。
用“分解法”：
①表示生一个完全正常的孩子的概率：
1/2×3/4＝3/8；②表示生一个两病兼患的孩子的概率：
1/2×1/4＝1/8；③表示生一个只患白化病的孩子的概率：
1/2×1/4＝1/8；④表示生一个只患多指的孩子的概率：
1/2×3/4＝3/8；③＋④表示生一个只患一种病的孩子的概率：
1/8＋3/8＝1/2。
自由组合规律的应用
当堂检测
1．已知玉米的某两对基因按照自由组合规律遗传，子代的基因型及比值如下图所示，则双亲的基因型是（ ）
A．DDSS×DDSsB．DdSs×DdSs
C．DdSs×DDSsD．DdSS×DDSs
答案 C
解析 单独分析D（d）基因，后代只有两种基因型，即DD和Dd，则亲本基因型为DD和Dd；单独分析S（s）基因，后代有三种基因型，则亲本都是杂合体。
2．原本无色的物质在酶Ⅰ、酶Ⅱ和酶Ⅲ的催化作用下，转变为黑色素，即：
无色物质→X物质→Y物质→黑色素。
已知编码酶Ⅰ、酶Ⅱ和酶Ⅲ的基因分别为A、B、C，则基因型为AaBbCc的两个个体交配，出现黑色子代的概率为（ ）
A.
B.
C.
D.
答案 C
解析 由题意可知，基因型为AaBbCc的两个个体交配，出现黑色子代的概率其实就是出现A_B_C_的个体的概率，其概率为
×
×
＝
。
3．黄色卷尾鼠彼此杂交，子代的表现型及比例为6/12黄色卷尾、2/12黄色正常尾、3/12鼠色卷尾、1/12鼠色正常尾。
上述遗传现象的主要原因可能是（ ）
A．不遵循基因的自由组合规律
B．控制黄色性状的基因纯合致死
C．卷尾性状由显性基因控制
D．鼠色性状由隐性基因控制
答案 B
4．向日葵种子粒大（B）对粒小（b）是显性，含油少（S）对含油多（s）是显性，这两对等位基因按自由组合规律遗传。
今有粒大油少和粒小油多的两纯合体杂交，试回答下列问题：
（1）F2表现型有________种，表现型种类及比例为_____________________________
________________________________________________________________________。
（2）若获得F2种子544粒，按理论计算，双显性纯种有____________粒、双隐性纯种有____________粒、粒大油多的有________粒。
（3）怎样才能培育出粒大油多，又能稳定遗传的新品种？
补充下列步骤：
第一步：
让________与________杂交产生__________；
第二步：
让______________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
第三步：
选出F2中________个体________，逐代淘汰粒小油多的个体，直到后代不再发生________为止，即获得能稳定遗传的粒大油多的新品种。
答案
（1）4种 9粒大油少∶3粒大油多∶3粒小油少∶1粒小油多
（2）34 34 102
（3）第一步：
粒大油少（BBSS） 粒小油多（bbss）
F1（BbSs）
第二步：
F1（BbSs）自交产生F2
第三步：
粒大油多 连续自交 性状分离
解析
（1）由双亲基因型BBSS×bbss→F1：
BbSs，F2：
9B_S_∶3B_ss∶3bbS_∶1bbss。
（2）F2中双显性纯合体占1/16，双隐性纯合体也占1/16，均为544×1/16＝34（粒），粒大油多的基因型为B_ss，占F2的3/16，故为544×3/16＝102（粒）。
（3）F2中粒大油多的子粒有2种基因型BBss和Bbss，可采用连续自交法并逐代淘汰不符合要求的个体，保留粒大油多子粒，直到不发生性状分离为止。
课时作业
基础过关
知识点一 利用分离规律解决自由组合问题
1．番茄的红果（A）对黄果（a）为显性，圆果（B）对长果（b）为显性，两对基因独立遗传。
现用红色长果与黄色圆果番茄杂交，从理论上分析，其后代性状表现不可能出现的比例是（ ）
A．1∶0B．1∶2∶1
C．1∶1D．1∶1∶1∶1
答案 B
解析 由题意知红色长果（A_bb）和黄色圆果（aaB_）杂交，因此两亲本杂交可能组合有AAbb×aaBB、Aabb×aaBB、Aabb×aaBb、AAbb×aaBb，由于A_×aa的后代可能全为Aa，也可能一半为Aa，一半为aa，同理B_×bb的后代也一样，所以，其后代的性状表现比例可能为1∶0、1∶1、1∶1∶1∶1，但不可能为1∶2∶1。
2．已知豌豆红花对白花、高茎对矮茎、子粒饱满对子粒皱缩为显性。
控制它们的三对基因自由组合。
以纯合的红花高茎子粒皱缩与纯合的白花矮茎子粒饱满植株杂交，F2理论上为（ ）
A．12种表现型
B．高茎子粒饱满∶矮茎子粒皱缩为15∶1
C．红花子粒饱满∶红花子粒皱缩∶白花子粒饱满∶白花子粒皱缩为9∶3∶3∶1
D．红花高茎子粒饱满∶白花矮茎子粒皱缩为15∶1
答案 C
解析 设亲代的基因型为AABBcc（红花高茎子粒皱缩）和aabbCC（白花矮茎子粒饱满），则F1为AaBbCc，F1自交所得F2中，表现型应为8种。
只考虑茎的高度和子粒两对相对性状时，F2中高茎子粒饱满∶矮茎子粒皱缩＝（3/4×3/4）∶（1/4×1/4）＝9∶1。
只考虑花色和子粒两对相对性状时，F2中红花子粒饱满∶红花子粒皱缩∶白花子粒饱满∶白花子粒皱缩＝（3/4×3/4）∶（3/4×1/4）∶（1/4×3/4）∶（1/4×1/4）＝9∶3∶3∶1。
三对相对性状同时考虑时，F2中红花高茎子粒饱满∶白花矮茎子粒皱缩为（3/4×3/4×3/4）∶（1/4×1/4×1/4）＝27∶1。
3．豌豆黄色（Y）对绿色（y），圆粒（R）对皱粒（r）为显性，这两对基因是独立遗传的。
现有一绿色圆粒（yyRr）豌豆，开花后自花传粉得到F1；F1再次自花传粉，得到F2。
可以预测，F2中纯合的绿色圆粒豌豆的比例是（ ）
A．2/3B．3/8
C．1/2D．1/4
答案 B
解析 由题可知，求F2中yyRR的比例。
由于黄色与绿色这一对相对性状中，始终是yy，故不需考虑该对基因的遗传分离。
化简为一对相对性状的问题研究，套用公式：
纯合体＝1－
，又因为RR为纯合体中的一半，故（1－
）×
＝
。
4．牵牛花中，叶子有普通叶和枫形叶两种，种子有黑色和白色两种。
现用普通叶白色种子纯种和枫形叶黑色种子纯种作为亲本进行杂交，得到的F1为普通叶黑色种子，F1自交得F2，结果符合基因的自由组合规律。
下列对F2的描述中错误的是（ ）
A．F2中有9种基因型，4种性状
B．F2中普通叶与枫形叶之比为3∶1
C．F2中与亲本性状相同的个体大约占3/8
D．F2中普通叶白色种子个体与枫形叶白色种子个体杂交将会得到两种比例相同的个体
答案 D
解析 设叶子的形状由A、a控制，种子的颜色由B、b控制，根据F1全为普通叶黑色种子，可判断普通叶、黑色种子均为显性性状，可得F1的基因型为AaBb，其自交过程可拆分为Aa⊗和Bb⊗。
因此F1自交后代F2的基因型有3×3＝9（种），性状有2×2＝4（种）。
单独分析叶形的遗传，遵循分离规律，F1自交后代F2中普通叶（显性）∶枫形叶（隐性）＝3∶1。
F2性状有4种，亲本类型为普通叶白色种子（A_bb）和枫形叶黑色种子（aaB_），分别占F2的
和
，共占
。
F2中普通叶白色种子的基因型及比例为
AAbb、
Aabb，枫形叶白色种子的基因型为aabb，它们杂交后代的情况如下：
综合起来，后代
个体为普通叶白色种子（Aabb），
个体为枫形叶白色种子（aabb）。
5．人体肤色的深浅受A、a和B、b两对基因控制（A、B控制深色性状）。
基因A和B控制皮肤深浅的程度相同，基因a和b控制皮肤深浅的程度相同。
一个基因型为AaBb的人与一个基因型为AaBB的人结婚，关于其子女皮肤颜色深浅的描述中，不正确的是（ ）
A．子女可产生四种表现型
B．肤色最浅的孩子的基因型是aaBb
C．与亲代AaBB表现型相同的有1/4
D．与亲代AaBb皮肤颜色深浅一样的有3/8
答案 C
解析 由题意可知，人体肤色由深到浅的基因型是AABB、AaBB（AABb）、AaBb（AAbb、aaBB）、Aabb（aaBb）、aabb。
AaBb×AaBB→1/8AABB＋1/8AABb＋1/4AaBB＋1/4AaBb＋1/8aaBB＋1/8aaBb。
从结果可以看出，有四种表现型。
肤色最浅的基因型是aaBb。
与亲代AaBB表现型相同的有1/8＋1/4＝3/8。
与亲代AaBb皮肤颜色深浅一样的有1/4＋1/8＝3/8。
知识点二 自由组合规律在实践中的应用
6．玉米中，有色种子必须具备A、C、R三个显性基因，否则表现为无色。
现将一有色植株M同已知基因型的三个植株杂交，结果如下：
①M×aaccRR→50%有色种子；②M×aaccrr→25%有色种子；③M×AAccrr→50%有色种子，则这个有色植株M的基因型是（ ）
A．AaCCRrB．AACCRR
C．AACcRRD．AaCcRR
答案 A
解析 由①杂交后代中A_C_R_占50%知该植株A_C_中有一对是杂合的；由②杂交后代中A_C_R_占25%知该植株A_C_R_中有两对是杂合的；由③杂交后代中A_C_R_占50%知该植株C_R_中有一对是杂合的；由此可以推知该植株的基因型为AaCCRr。
7．报春花的花色白色（只含白色素）和黄色（含黄色锦葵色素）由两对等位基因（A和a，B和b）共同控制，两对等位基因独立遗传，显性基因A控制以白色素为前体物质合成黄色锦葵色素的代谢过程，但当显性基因B存在时可抑制其表达。
现选择AABB和aabb两个品种进行杂交，得到F1，F1自交得F2，则下列说法不正确的是（ ）
基因B
抑制
基因A
黄色锦葵色素
A．黄色植株的基因型是AAbb或Aabb
B．F1的表现型是白色
C．F2中黄色∶白色的比例是3∶5
D．F2中的白色个体的基因型有7种
答案 C
解析 根据图示，基因A表达才能合成黄色锦葵色素，而基因B表达时基因A表达受抑制，花色为白色，因此白色报春花的基因型为A_B_或aa__，而黄色报春花的基因型是AAbb或Aabb；AABB和aabb两个品种杂交，F1为AaBb，花色应为白色；F1自交，F2的基因型为：
A_B_、aaB_、A_bb、aabb，其比例为9∶3∶3∶1，其中黄色为
，白色为
，因此F2中白色∶黄色为13∶3；由于F2共有9种基因型，其中黄色植株的基因型只有AAbb和Aabb两种，因此白色个体的基因型种类是7种。
8．人体耳垂离生（A）对连生（a）为显性，眼睛棕色（B）对蓝色（b）为显性，两对基因自由组合。
一个棕眼离生耳垂的男人与一个蓝眼离生耳垂的女人婚配，生了一个蓝眼连生耳垂的孩子。
倘若他们再生育，未来子女为蓝眼离生耳垂、蓝眼连生耳垂的概率分别是（ ）
A．1/4,1/8B．1/8,1/8
C．3/8,1/8D．3/8,1/2
答案 C
解析 根据亲代表现型及子代表现型可确定双亲的基因型为：
父亲AaBb，母亲Aabb。
两对基因分别考虑，Aa×Aa→3A_∶1aa，Bb×bb→1Bb∶1bb，可得未来子女棕眼的概率为1/2，蓝眼的概率为1/2，耳垂离生的概率为3/4，耳垂连生的概率为1/4。
则子女为蓝眼离生耳垂的概率为1/2×3/4＝3/8，蓝眼连生耳垂的概率为1/2×1/4＝1/8。
能力提升
9．假定五对等位基因自由组合，则杂交组合AaBBCcDDEe×AaBbCCddEe产生的子代中，有一对等位基因杂合、四对等位基因纯合的个体所占的概率是（ ）
A．1/32B．1/16
C．1/8D．1/4
答案 B
解析 由亲本基因型可知，其后代一定含有Dd，根据题意要求后代除Dd外，其他基因均纯合。
由此可知符合要求的个体比率＝1/2（AA＋aa）×1/2BB×1/2CC×1Dd×1/2（EE＋ee）＝1/16。
10．天竺鼠身体较圆，唇形似兔，是鼠类宠物中最温驯的一种，受到人们的喜爱。
科学家通过研究发现，该鼠的毛色由两对基因控制，这两对基因分别位于两对常染色体上。
现有一批基因型为BbCc的天竺鼠，已知B决定黑色毛，b决定褐色毛，C决定毛色存在，c决定毛色不存在（即白色）。
则这批天竺鼠繁殖后，子代中黑色∶褐色∶白色的理论比值为（ ）
A．9∶4∶3B．9∶3∶4
C．9∶1∶6D．9∶6∶1
答案 B
解析 BbCc繁殖的后代中，B__C___基因型为黑色，占
；bbC__基因型为褐色，占
；所有cc基因型（包括B__cc、bbcc）都为白色，占总数的
。
11．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
答案 D
解析 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，即红花∶白花＝1∶3，符合两对等位基因自由组合的杂合体测交子代比例1∶1∶1∶1的变式，由此可推知该相对性状由两对等位基因控制（设为A、a和B、b），故C错误；F1的基因型为AaBb，F1自交得到的F2中白花植株的基因型有A_bb、aaB_和aabb，故A错误；
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