第5单元 第16讲 基因的自由组合定律届高考一轮复习生物讲义.docx

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第5单元第16讲基因的自由组合定律届高考一轮复习生物讲义

第16讲　基因的自由组合定律

[考纲明细]　1.孟德尔遗传实验的科学方法（Ⅱ）　2.基因的自由组合定律（Ⅱ）

课前自主检测

判断正误并找到课本原文

1．无论豌豆种子的形状还是颜色，只看一对相对性状，依然遵循分离定律。

（必修2P10—正文）（√）

2．F1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。

（必修2P10—正文）（√）

3．F1产生的雌雄配子各有4种：

YR、Yr、yR、yr，它们之间的数量比为1∶1∶1∶1。

（必修2P10—正文）（√）

4．受精时，雌雄配子的结合是随机的，雌雄配子的结合方式有16种，遗传因子的组合形式有4种。

（必修2P10—正文）（×）

5．1909年，丹麦生物学家约翰逊给孟德尔的“遗传因子”一词起了一个新名词，叫做“基因”。

（必修2P12—正文）（√）

6．D和D，D和d，d和d都是等位基因。

（必修2P12—基础题）（×）

7．孟德尔的实验方法给后人许多有益的启示，如正确地选择实验材料，先研究一对相对性状的遗传，应用统计学方法对实验结果进行分析等。

（必修2P13—本章小结）（√）

8．基因型相同的个体，表现型一定相同，因为表现型是基因型的表现形式。

（必修2P13—本章小结）（×）

（2017·全国卷Ⅲ）下列有关基因型、性状和环境的叙述，错误的是（　　）

A．两个个体的身高不相同，二者的基因型可能相同，也可能不相同

B．某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色，这种变化是由环境造成的

C．O型血夫妇的子代都是O型血，说明该性状是由遗传因素决定的

D．高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎，说明该相对性状是由环境决定的

知识自主梳理

一　孟德尔两对相对性状的杂交实验

1．两对相对性状的杂交实验——提出问题

（1）杂交实验

（2）实验结果及分析

结果

结论

F1全为黄色圆粒

说明黄色、圆粒为显性性状

F2中圆粒∶皱粒＝3∶1

说明种子粒形的遗传遵循分离定律

F2中黄色∶绿色＝3∶1

说明种子粒色的遗传遵循分离定律

F2中出现两种亲本类型（黄色圆粒、绿色皱粒），新出现两种性状（绿色圆粒、黄色皱粒）

说明两对相对性状之间进行了自由组合

（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）理论解释

①两对相对性状分别由两对遗传因子控制。

②F1产生配子时，成对遗传因子彼此分离，不成对遗传因子可以自由组合。

③F1产生配子种类及比例：

YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1。

④受精时，雌雄配子的结合是随机的，配子结合方式为16种。

（2）遗传图解

（3）结果分析：

F2共有9种基因型，4种表现型。

注：

9种基因型中，每种基因型前的系数可用2n表示（n表示等位基因的对数），如基因型YYRR的系数为20＝1，基因型YYRr的系数为21＝2，基因型YyRr的系数为22＝4。

3.对自由组合现象的验证——演绎推理、实验验证

（1）演绎推理过程

①验证方法：

让F1（YyRr）与隐性纯合子（yyrr）测交。

②遗传图解

预期：

测交后代黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒的比例为1∶1∶1∶1。

（2）实验验证：

孟德尔所做的测交实验，无论是以F1作母本还是作父本，结果都符合预期的设想。

（3）结论：

实验结果与演绎结果相符，假说成立。

4．自由组合定律——得出结论

（1）基因自由组合定律的细胞学基础

（2）自由组合定律的内容

①研究对象：

位于非同源染色体上的非等位基因。

②发生时间：

减数第一次分裂后期。

③实质：

非同源染色体上的非等位基因自由组合。

（3）孟德尔遗传定律的适用范围

①适用生物：

进行有性生殖的真核生物遵循，原核生物与病毒的遗传均不遵循。

②适用遗传方式：

适用于细胞核遗传，不适用于细胞质遗传。

二　孟德尔获得成功的原因

1．材料：

正确选择豌豆作实验材料。

2．对象：

由一对相对性状到多对相对性状。

3．方法：

对实验结果进行统计学分析。

4．程序：

运用假说—演绎法。

从数学角度建立9∶3∶3∶1与3∶1间的数学联系，对我们有什么启示？

提示　从数学角度看，（3∶1）2的展开式为9∶3∶3∶1，即9∶3∶3∶1的比例可以表示为两个3∶1的乘积。

启示：

每对性状的遗传都遵循了分离定律。

孟德尔两对相对性状的杂交实验中，F2中不同于亲本的表现型个体所占比例为多少？

若只给出F1自交后代分离比为9∶3∶3∶1，而不知亲本表现型时，F2中不同于亲本的个体所占比例？

提示　若以孟德尔两对相对性状的杂交实验为例，则F2中不同于亲本的比例为6/16。

若没有给出亲本表现型，则F2中不同于亲本的比例为6/16或10/16。

孟德尔对分离定律的解释在逻辑上环环相扣，十分严谨，为什么还要设计测交实验进行验证呢？

提示　作为一种正确假说，不仅能解释已有实验结果，还应该能够预测另一些实验结果。

1．自由组合定律的实质是等位基因分离的同时，非等位基因自由组合。

（×）

2．在自由组合遗传实验中，先进行等位基因的分离，再实现非等位基因的自由组合。

（×）

3．真核生物的遗传都符合孟德尔遗传定律。

（×）

4．如图表示基因在染色体上，其中不遵循自由组合定律的有Aa与Dd和BB与Cc。

（√）

考点题型突破

考点1　两对相对性状遗传实验分析

题型一两对相对性状的杂交实验

1．豌豆子叶的黄色（Y）对绿色（y）为显性，种子的圆粒（R）对皱粒（r）为显性，两亲本杂交得到F1，其表现型如图。

下列叙述错误的是（　　）

A．亲本的基因组成是YyRr、yyRr

B．在F1中，表现型不同于亲本的是黄色皱粒、绿色皱粒

C．F1中黄色圆粒豌豆的基因组成是YyRR或YyRr

D．F1中纯合子占的比例是

2．（2019·福州质检）孟德尔两对相对性状的豌豆杂交实验中，用纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆作亲本进行杂交，F2出现四种性状类型，数量比为9∶3∶3∶1。

产生上述结果的必要条件不包括（　　）

A．F1雌雄配子各有四种，数量比均为1∶1∶1∶1B．F1雌雄配子的结合是随机的

C．F1雌雄配子的数量比为1∶1D．F2的个体数量足够多

题型二自由组合定律的实质

3．如图表示基因型为AaBb的生物自交产生后代的过程，基因的自由组合定律发生于（　　）

A．①B．②C．③D．④

4．（2019·山东寿光期末）在孟德尔两对性状的杂交实验中，最能反映基因自由组合定律实质的是（　　）

A．F2四种子代比例为9∶3∶3∶1B．F1测交后代比例为1∶1∶1∶1

C．F1产生的配子比例为1∶1∶1∶1D．F1产生的雌雄配子随机结合

题型三自由组合定律的验证

5．（2019·河南六市联考）某单子叶植物非糯性（A）对糯性（a）为显性，叶片抗病（T）对易染病（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，非糯性花粉遇碘液变蓝，糯性花粉遇碘液为棕色。

现有四种纯合子，其基因型分别为：

①AATTdd，②AAttDD，③AAttdd，④aattdd，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，应选择亲本①和③杂交

B．若采用花粉鉴定法验证基因的自由组合定律，可以选择亲本①和②杂交

C．若培育糯性抗病优良品种，应选用①和④杂交

D．若将①和④杂交所得F1的花粉用碘液染色，可观察到比例为1∶1∶1∶1的四种花粉粒

6．（2013·全国卷）已知玉米子粒黄色（A）对白色（a）为显性，非糯（B）对糯（b）为显性，这两对性状自由组合。

请选用适宜的纯合亲本进行一个杂交实验来验证：

①子粒的黄色与白色的遗传符合分离定律；②子粒的非糯和糯的遗传符合分离定律；③以上两对性状的遗传符合自由组合定律。

要求：

写出遗传图解，并加以说明。

基因自由组合定律的验证方法

（1）自交法：

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。

（2）测交法：

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。

（3）花粉鉴定法：

F1若有四种花粉，比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律。

（4）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，若植株有四种表现型，比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律。

考点2　自由组合定律的常规题型

题型一利用分离定律解决自由组合问题

1．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，F1自交得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．9/64、1/9B．9/64、1/64C．3/64、1/3D．3/64、1/64

利用分离定律解题方法

（1）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。

（2）方法

题型分类

解题规律

示例

种类问题

配子类型（配子种类数）

2n（n为等位基因对数）

AaBbCCDd产生配子种类数为23＝8

配子间结合方式

配子间结合方式种类数等于配子种类数的乘积

AABbCc×aaBbCC，配子间结合方式种类数＝4×2＝8

子代基因型（或表现型）种类

双亲杂交（已知双亲基因型），子代基因型（或表现型）种类等于各性状按分离定律所求基因型（或表现型）种类的乘积

AaBbCc×Aabbcc，基因型为3×2×2＝12种，表现型为2×2×2＝8种

概率问题

基因型（或表现

型）的比例

按分离定律求出相应基因型（或表现型）的比例，然后利用乘法原理进行组合

AABbDd×aaBbdd，F1中AaBbDd所占比例为1×1/2×1/2＝1/4

纯合子或杂合子出现的比例

按分离定律求出纯合子的概率的乘积为纯合子出现的比例，杂合子概率＝1－纯合子概率

AABbDd×AaBBdd，F1中，AABBdd所占比例为1/2×1/2×1/2＝1/8

[1－1]　某二倍体植物花瓣的大小受一对等位基因A、a控制，基因型为AA的植株表现为大花瓣，Aa为小花瓣，aa为无花瓣。

花瓣颜色（红色和黄色）受另一对等位基因R、r控制，R对r为完全显性，两对基因独立遗传。

下列有关叙述错误的是（　　）

A．若基因型为AaRr的个体测交，则子代表现型有3种，基因型4种

B．若基因型为AaRr的亲本自交，则子代共有9种基因型，6种表现型

C．若基因型为AaRr的亲本自交，则子代有花瓣植株中，AaRr所占比例约为1/3，而所有植株中的纯合子约占1/4

D．若基因型为AaRr与Aarr的亲本杂交，则子代是红色花瓣的植株占3/8

[1－2]　基因型为AaBbDdEeGgHhKk的个体自交，假定这7对等位基因自由组合（不考虑交叉互换），则下列有关叙述错误的是（　　）

A．子代中7对等位基因纯合的个体出现的概率为1/128

B．子代中3对等位基因杂合、4对等位基因纯合的个体和4对等位基因杂合、3对等位基因纯合的个体出现的概率不相等

C．子代中5对等位基因杂合、2对等位基因纯合的个体出现的概率为21/128

D．理论上亲本减数分裂产生128种配子，子代中有2187种基因型

题型二根据子代基因型、表现型及比例推测亲本基因型

2．具有两对相对性状的个体杂交，后代的表现型有四种，且比例为3∶3∶1∶1，则两亲本的基因型可能为（　　）

A．AaBb×AaBBB．AaBb×AaBb

C．Aabb×aabbD．Aabb×AaBb

方法一　基因填充法

根据亲代表现型大概写出基因型，如A_B_等，再根据子代表现型将所缺处填完，尤其要注意利用后代中的隐性性状，因为后代中一旦出现双隐性个体，则亲代基因型中一定存在a、b等隐性基因。

方法二　根据子代分离比解题

1．可先单独分析，然后再组合。

单独分析某一性状时：

（1）若子代性状分离比为显∶隐＝3∶1→亲代一定是杂合子，即Bb×Bb→3B_∶1bb。

（2）若子代性状分离比为显∶隐＝1∶1→双亲一定是测交类型，即Bb×bb→1Bb∶1bb。

（3）若子代只有显性性状，则双亲至少有一方是显性纯合子，即BB×BB或BB×Bb或BB×bb。

（4）若子代只有隐性性状，则双亲一定都是隐性纯合子，即bb×bb→bb。

2．也可根据特殊比值直接推断，如下：

（1）9∶3∶3∶1⇒（3∶1）（3∶1）⇒（Aa×Aa）（Bb×Bb）⇒AaBb×AaBb。

（2）3∶3∶1∶1⇒（3∶1）（1∶1）⇒（Aa×Aa）（Bb×bb）或（Aa×aa）（Bb×Bb）⇒AaBb×Aabb或AaBb×aaBb。

（3）1∶1∶1∶1⇒（1∶1）（1∶1）⇒（Aa×aa）（Bb×bb）⇒AaBb×aabb或Aabb×aaBb。

（4）3∶1⇒（3∶1）×1⇒（Aa×Aa）（BB×__）或（AA×__）（Bb×Bb）或（Aabb×Aabb、aaBb×aaBb）。

（5）1∶1⇒（1∶1）×1⇒（Aa×aa）（BB×__）或（AA×__）（Bb×bb）（或aaBb×aabb、Aabb×aabb）。

[2－1]　（2019·山西临汾高三考前训练）黄色圆粒（YyRr）豌豆与另一个体杂交，其子代中黄色圆粒豌豆占3/8，则另一亲本的基因型是（　　）

A．YyRrB．Yyrr

C．yyRrD．Yyrr或yyRr

[2－2]　（2019·黑龙江牡丹江一中高三月考）已知番茄的红果（R）对黄果（r）为显性，高茎（D）对矮茎（d）为显性，这两对基因是独立遗传的。

某校科技活动小组将某一红果高茎番茄植株测交，对其后代再测交，并用柱形图来表示第二次测交后代中各种表现型的比例，其结果如图所示。

请你分析最先用来做实验的亲本红果高茎番茄植株的基因型是（　　）

A．RRDdB．RRDDC．RrDDD．RrDd

题型三巧用“性状比之和”快速判断控制遗传性状的基因的对数

3．（2017·全国卷Ⅱ）若某哺乳动物毛色由3对位于常染色体上的、独立分配的等位基因决定，其中，A基因编码的酶可使黄色素转化为褐色素；B基因编码的酶可使该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中毛色表现型出现了黄∶褐∶黑＝52∶3∶9的数量比，则杂交亲本的组合是（　　）

A．AABBDD×aaBBdd，或AAbbDD×aabbddB．aaBBDD×aabbdd，或AAbbDD×aaBBDD

C．aabbDD×aabbdd，或AAbbDD×aabbddD．AAbbDD×aaBBdd，或AABBDD×aabbdd

4．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，其中甲和丁、乙和丙之间进行杂交，杂交组合、后代表现型及其比例如下：

根据杂交结果回答：

本实验中，植物的花色受几对等位基因的控制，为什么？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

如果题目给出的数据是比例的形式，或给出的性状比接近“常见”性状比，则可将性状比中的数值相加。

自交情况下，得到的总和是4的几次方，该性状就由几对等位基因控制；测交情况下，得到的总和是2的几次方，该性状就由几对等位基因控制。

例如，当自交后代表现型比例为9∶3∶3∶1（各数值加起来是16，即42）或测交结果是1∶1∶1∶1（各数值加起来是4，即22）时，可立即判断为由两对同源染色体上的两对等位基因控制的性状。

同理，如果题目中自交后代性状比中的数值加起来是256（即44）或测交后代表现型比例中的数值加起来是16（即24），可立即判断为由四对同源染色体上的四对等位基因控制的性状。

题型四基因完全连锁遗传现象

5．（2019·江苏扬州中学高三质检）如图表示两对等位基因在染色体上的分布情况（显性基因对隐性基因为完全显性），若图1、2、3中的同源染色体均不发生交叉互换，则图中所示个体自交后代的表现型种类的个数依次是（　　）

A．2、2、4B．2、3、4

C．2、4、4D．4、4、4

6．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，则下列说法正确的是（　　）

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种表现型，比例为3∶3∶1∶1

C．如果基因型为AaBb的个体在产生配子时没有发生交叉互换，则它只产生4种配子

D．基因型为AaBb的个体自交后代会出现4种表现型，比例为9∶3∶3∶1

7．（2019·山东青岛二中第二学期期初考试）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、直翅与弯翅两对相对性状的遗传__________（填“遵循”或“不遵循”）基因自由组合定律，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________。

为验证基因自由组合定律，最好选择基因型为________的雄蝇与图示果蝇进行交配。

基因完全连锁时，不符合基因的自由组合定律，但当不考虑交叉互换时，其子代也呈现特定的性状分离比，如下图所示。

题型五探究基因位于几对同源染色体上

8．某一植物体内常染色体上具有三对等位基因（A和a，B和b，D和d），已知A、B、D三个基因分别对a、b、d完全显性，但不知这三对等位基因是否独立遗传。

某同学为了探究这三对等位基因在常染色体上的分布情况做了以下实验：

用显性纯合个体与隐性纯合个体杂交得F1，F1同隐性纯合个体测交，结果及比例为AaBbDd∶AaBbdd∶aabbDd∶aabbdd＝1∶1∶1∶1，则下列表述正确的是（　　）

A．A、B在同一条染色体上B．A、b在同一条染色体上

C．A、D在同一条染色体上D．A、d在同一条染色体上

9．（2018·全国卷Ⅲ）某小组利用某二倍体自花传粉植物进行两组杂交实验，杂交涉及的四对相对性状分别是：

红果（红）与黄果（黄），子房二室

（二）与多室（多），圆形果（圆）与长形果（长），单一花序（单）与复状花序（复）。

实验数据如下表：

组别

杂交组合

F1表现型

F2表现型及个体数

甲

红二×黄多

红二

450红二、160红多、150黄二、50黄多

红多×黄二

红二

460红二、150红多、160黄二、50黄多

乙

圆单×长复

圆单

660圆单、90圆复、90长单、160长复

圆复×长单

圆单

510圆单、240圆复、240长单、10长复

回答下列问题：

（1）根据表中数据可得出的结论是：

控制甲组两对相对性状的基因位于____________上，依据是__________________________________；控制乙组两对相对性状的基因位于________（填“一对”或“两对”）同源染色体上，依据是__________________________________。

（2）某同学若用“长复”分别与乙组的两个F1进行杂交，结合表中数据分析，其子代的统计结果不符合____________的比例。

微专题六　基因自由组合定律的遗传特例

一　“和”为16的特殊分离比成因

1．基因互作

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，但基因之间相互作用会导致自交和测交后代的比例发生改变。

根据表中不同条件，总结自交和测交后代的比例。

F1（AaBb）自交后代比例

原因分析

测交后代比例

9∶3∶3∶1

正常的完全显性

1∶1∶1∶1

9∶7

当双显性基因同时出现时为一种表现型，其余的为另一种表现型

1∶3

9∶3∶4

存在aa（或bb）时表现为隐性性状，其余正常表现

1∶1∶2

9∶6∶1

双显性、单显性、双隐性存在时分别对应一种表现型

1∶2∶1

15∶1

只要具有显性基因其表现型就一致，其余的为另一种表现型

3∶1

13∶3

双显性基因、双隐性基因和一种单显性基因存在时表现为一种性状，另一种单显性基因存在时表现为另一种性状

3∶1

2．基因遗传效应的累加

（1）表现

（2）原因：

A与B的作用效果相同，显性基因越多，其效果越强。

若显性基因累加，累加效果相同，则AaBb与AaBb的子代中含0个显性基因的基因型为1aabb，含1个显性基因的基因型为2Aabb、2aaBb，含2个显性基因的基因型为1AAbb、1aaBB、4AaBb，含3个显性基因的基因型为2AABb、2AaBB，含4个显性基因的基因型为1AABB，因此9∶3∶3∶1变化为1∶4∶6∶4∶1。

3．特殊分离比的解题技巧——合并同类项法

（1）看F2的组合表现型比例，若比例中数字之和是16，不管以什么样的比例呈现，都符合基因的自由组合定律。

（2）将异常分离比与正常分离比9∶3∶3∶1进行对比，分析合并性状的类型。

如比例为9∶3∶4，则为9∶3∶（3∶1），即4为后两种性状的合并结果。

1．（基因互作）（2016·全国卷Ⅲ）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中白花植株的基因类型比红花植株的多

2．（基因互作）蝴蝶兰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。

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．白∶红∶粉，3∶10∶3

B.白∶红∶粉，3∶12∶1

C.白∶红∶粉，4∶9∶3

D.白∶红∶粉，6∶9∶1

3．（显性基因累加）基因型为aabbcc的桃子重120克，每产生一个显性等位基因就使桃子增重15克，故基因型为AABBCC的桃子重210克。

甲桃树自交，F1每桃重150克。

乙桃树自交，F1每桃重120～180克。

甲、乙两桃树杂交，F1每桃重135～165克。

甲、乙两桃树的基因型可能是（　　）

A