学年高中生物浙科版浙江专版必修二学案第一章 第二节 自由组合定律 Word版含答案.docx

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学年高中生物浙科版浙江专版必修二学案第一章第二节自由组合定律Word版含答案

第二节

自由组合定律

1．具有相对性状的亲本无论正交、反交，F1都是黄色圆形，F2中出现黄色圆形、绿色圆形、黄色皱形和绿色皱形，这四种表现型比例接近于9∶3∶3∶1。

2．孟德尔在对自由组合现象解释中认为两对相对性状分别由两对等位基因控制，F1的基因型为YyRr。

F1可以产生四种数量相等的配子。

受精时，它们是随机结合的。

3．测交实验，即让子一代与隐性纯合子（yyrr）杂交，产生4种类型的后代：

黄圆、黄皱、绿圆、绿皱。

其比例接近于1∶1∶1∶1。

4．测交结果表明F1在形成配子时，不同对的基因是自由组合的。

5．控制不同性状的基因的分离和组合是互不干扰的，F1在形成配子时，决定同一性状的成对基因彼此分离，决定不同性状的基因随机地进行自由组合。

两对相对性状的杂交实验

两对相对性状的杂交实验

P　黄色圆形×绿色皱形

F1　　黄色圆形

　　　　⊗

比例9∶3∶3∶1

F2

1．母亲是卷发双眼皮，父亲是直发单眼皮，他们的孩子有可能是直发双眼皮吗？

提示：

有可能。

因为不同性状之间会发生重新组合。

2．什么是性状的重新组合？

提示：

子二代中表现型不同于亲本表现型的组合。

如黄色皱形种子和绿色圆形种子。

3．在两对相对性状的杂交实验中，F2中纯合的黄色圆形豌豆所占比例是多少？

F2的绿色圆形豌豆中杂合子所占比例是多少？

提示：

1/16;2/3。

4．如果孟德尔的两对相对性状杂交实验中亲本为黄色皱形纯合子和绿色圆形纯合子，则所得F2中的重组类型是什么？

所占比例为多少？

提示：

重组类型为黄色圆形和绿色皱形，所占比例分别为9/16和1/16。

两对相对性状杂交实验现象分析

（1）孟德尔选取的两对相对性状的纯种亲本为黄色圆形和绿色皱形时（其中黄色和绿色是一对相对性状，圆形和皱形是另一对相对性状），F1表现型为黄色圆形，证明两对相对性状中黄色对绿色是显性性状，圆形对皱形是显性性状。

（2）每一对相对性状的遗传都遵循分离定律，在F2中黄色∶绿色＝3∶1，圆形∶皱形＝3∶1，说明两对相对性状的遗传是独立的，互不干扰。

（3）F2有四种表现型，数量比接近9∶3∶3∶1。

F2中四种不同表现型的出现说明不同对的性状之间发生了重新组合，四种表现类型中有两种是亲本类型，即黄色圆形和绿色皱形，另两种是重组类型，即黄色皱形和绿色圆形。

对自由组合现象的解释

对自由组合现象的解释

（1）遗传图解：

（2）解释说明[判断]：

①F1产生配子时，成对的遗传因子可以自由组合。

（×）

②F1能产生YR、Yr、yR、yr4种类型的配子。

（√）

③受精时，雌雄配子的组合方式有9种。

（×）

④F2的基因型有4种，比例为9∶3∶3∶1。

（×）

1．孟德尔对两对相对性状杂交实验的分析中，种子的黄色与绿色，圆形和皱形，它们的分离相互之间有影响吗？

它们还能各自遵循基因的分离定律吗？

提示：

没有相互影响。

圆形∶皱形＝（315＋108）∶（101＋32）≈3∶1，黄色∶绿色＝（315＋101）∶（108＋32）≈3∶1。

因此豌豆的粒形（圆形与皱形）、粒色（黄色与绿色）这两对相对性状的分离没有相互影响，而且它们的遗传仍然遵循基因的分离定律。

2．若孟德尔从F2中收获了绿色皱形豌豆3000粒，按理论计算，同时收获的黄色圆形豌豆有多少粒？

纯合的黄色圆形豌豆有多少粒？

提示：

27000粒。

3000粒。

1．两对相对性状杂交实验分析

P　　YYRR（黄圆）×yyrr（绿皱）

F1　　　　　YyRr（黄圆）

⊗

1/4YY（黄）　2/4Yy（黄）

1/4yy（绿）

1/4RR（圆）

2/4Rr（圆）

1/16YYRR　2/16YyRR

2/16YYRr　4/16YyRr

（黄色圆形）

（绿色圆形）

1/4rr（皱）

1/16YYrr　2/16Yyrr

（黄色皱形）

1/16yyrr

（绿色皱形）

2．相关结论总结

F2共有16种组合，9种基因型，4种表现型。

（1）基因型：

（2）表现型：

（3）F1的配子分析：

F1在产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子自由组合，F1产生的雌、雄配子各4种：

YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1，图解如下：

[特别提醒]

（1）明确重组类型的含义：

重组类型是指F2中与亲本性状表现不同的个体，而不是基因型与亲本不同的个体。

（2）含两对相对性状的纯合亲本杂交，F2中重组性状所占比例并不都是（3＋3）/16。

①当亲本为YYRR和yyrr时，F2中重组性状所占比例是（3＋3）/16；②当亲本为YYrr和yyRR时，F2中重组性状所占比例是1/16＋9/16＝10/16。

对自由组合现象解释的验证和自由组合定律的实质

1．过程及结果

2．自由组合定律的实质

1．测交后代出现4种性状表现且比例为1∶1∶1∶1的原因是什么？

提示：

F1是双杂合子，非等位基因能发生自由组合产生4种配子且比例为1∶1∶1∶1，而隐性纯合子只产生一种配子，雌雄配子的随机结合可以产生四种基因型的子代，对应四种表现型。

2．测交结果如何才能体现其对自由组合现象的解释是正确的？

提示：

孟德尔根据测交后产生四种类型的后代：

黄色圆形、黄色皱形、绿色圆形、绿色皱形，且它们的数量接近相等，说明对自由组合现象的解释是正确的。

1．基因自由组合定律的适用条件

（1）有性生殖生物的性状遗传（细胞核遗传）。

（2）两对及两对以上的相对性状遗传。

（3）控制两对或两对以上相对性状的等位基因独立遗传。

2．基因自由组合定律与分离定律的比较

项目

分离定律

自由组合定律

研究性状

一对

两对或两对以上

等位基因

一对

两对或两对以上

遗传实质

等位基因分离

非等位基因之间的自由组合

F1

基因对数

1

n（n≥2）

配子类型及其比例

2

1∶1

4或2n

数量相等

F2

配子组合数

4

42或4n

基因型种类

3

32或3n

表现型种类

2

22或2n

表现型比

3∶1

9∶3∶3∶1或（3∶1）n

F1测交子代

基因型种类

2

22或2n

表现型种类

2

22或2n

表现型比

1∶1

数量相等

对两对相对性状杂交实验的拓展分析

[例1]　两对相对性状独立遗传的两纯合亲本杂交，F2出现的重组类型中能稳定遗传的个体约占（　　）

A．1/8　　　　　　　　　　B．1/3

C．1/5或1/3D．1/16

[思路点拨]

[精讲精析]　设控制两相对性状的基因分别为A、a和B、b，题干中两纯合亲本杂交的情况有两种，即AABB×aabb或AAbb×aaBB。

当为AABB×aabb时，则F1为AaBb，自交后，F2为A_B_、A_bb、aaB_、aabb四种类型，其中重组类型为3/16A_bb、3/16aaB_，其中能稳定遗传的是1/16AAbb、1/16aaBB，其比例为（1/16＋1/16）÷（3/16＋3/16）＝1/3；当为AAbb×aaBB时，则F1为AaBb，自交后，F2为A_B_、A_bb、aaB_、aabb四种类型，其重组类型为9/16A_B_、1/16aabb，其中能稳定遗传的是1/16AABB、1/16aabb，其比例为（1/16＋1/16）÷（9/16＋1/16）＝1/5。

[答案]　C

（1）纯合亲本的杂交组合有两种类型：

双显和双隐，一显一隐和一隐一显。

若忽略第二种情况，则易误选B。

（2）概率计算要确定范围。

题目要求的是重组类型中的纯合子所占比例，范围是重组类型，而不是全部F2个体，若忽略求解范围，则易误选A。

1．下表是具有两对相对性状的亲本杂交得到的子二代的基因型，其中部分基因型并未列出，而仅用阿拉伯数字表示。

下列选项错误的是（　　）

　　雌配子

雄配子　　

YR

Yr

yR

yr

YR

1

3

YyRR

YyRr

Yr

YYRr

YYrr

4

Yyrr

yR

2

YyRr

yyRR

yyRr

yr

YyRr

Yyrr

yyRr

yyrr

A．1、2、3、4的表现型都一样

B．在此表格中，YYRR只出现一次

C．在此表格中，yyrr只出现一次

D．基因型出现概率的大小顺序为4＞3＞2＞1

解析：

选D　要熟练解答本题，必须对F1产生的雌雄各四种配子16种随机组合所形成的F2基因型比较熟悉：

1的基因型是YYRR，概率为1/16；2的基因型是YyRR，概率为2/16；3的基因型是YYRr，概率为2/16；4的基因型是YyRr，概率为4/16。

应用分离定律解决自由组合定律的问题

[例2]　已知牵牛花普通叶（D）对枫形叶（d）为显性，种子黑色（R）对白色（r）为显性，控制上述性状的基因独立遗传。

现用两个纯种的牵牛花品种甲（DDRR）和乙（ddrr）杂交得F1，再用F1与牵牛花丙杂交（如图1），结果如图2所示。

分析牵牛花丙的基因型为（　　）

A．DdRr　　　　　　　　B．ddRR

C．ddRrD．Ddrr

[思路点拨]

[精讲精析]　结合孟德尔两对相对性状的遗传学实验的相关结论，利用反推和正推相结合的方法就能分析出牵牛花丙的基因型。

牵牛花品种甲（DDRR）和乙（ddrr）杂交得F1，F1的基因型为DdRr；再结合图2中的比例，普通叶：

枫形叶＝1∶1，黑色种子∶白色种子＝3∶1，可推知牵牛花丙的基因型为ddRr。

[答案]　C

2．已知小麦抗病对感病为显性，无芒对有芒为显性，两对性状独立遗传。

用纯合的抗病无芒与感病有芒杂交，F1自交，播种所有的F2，假定所有F2植株都能成活，在F2植株开花前，拔掉所有的有芒植株，并对剩余植株套袋。

假定剩余的每株F2收获的种子数量相等，且F3的表现型符合遗传定律。

从理论上讲F3中表现感病植株的比例为（　　）

A．1/8B．3/8

C．1/16D．3/16

解析：

选B　解题时，只要考虑抗病与感病这对相对性状即可获得答案。

设抗病与感病分别由A、a基因控制，在F2的基因型为1/4AA、1/2Aa、1/4aa，故自交后代F3中感病个体所占的比例为1/4＋1/2×1/4＝3/8。

以具体遗传实例为依托，考查两对相对性状的概率计算

[例3]　人类多指（T）对正常指（t）为显性，白化（a）对正常（A）为隐性，决定不同性状的基因自由组合。

一个家庭中，父亲是多指，母亲正常，他们生有一个患白化病但手指正常的孩子。

请分析：

（1）其再生一个孩子只患白化病的概率是______________________________________。

（2）生一个只出现多指孩子的概率是________。

（3）生一个既白化又多指的女儿的概率是________。

（4）后代中只患一种病的概率是________。

（5）后代中正常的概率是________。

[思路点拨]

[精讲精析]　由题意可知他们现在孩子的基因型为ttaa，则夫妇的基因型为：

TtAa（父亲）、ttAa（母亲），故孩子中多指的概率为1/2，白化病的概率为1/4。

（1）再生一个孩子只患白化病的概率为：

手指正常概率×患白化病概率＝（1－1/2）×1/4＝1/8。

（2）生一个只出现多指孩子的可能性为：

多指概率×不患白化病＝1/2×（1－1/4）＝3/8。

（3）生一个既白化又多指女儿的概率为：

多指概率×白化病概率×女儿的概率＝1/2×1/4×1/2＝1/16。

（4）只患一种病的概率：

只患多指概率＋只患白化病概率＝3/8＋1/8＝1/2。

（5）正常的概率＝不患多指概率×不患白化概率＝（1－1/2）×（1－1/4）＝3/8

[答案]　

（1）1/8　

（2）3/8　（3）1/16　（4）1/2　（5）3/8

两种遗传病的概率计算方法

当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时，若已知患甲病的概率为m，患乙病的概率为n，则各种患病情况如下表：

序号

类型

计算公式

①

不患甲病的概率

1－m

②

不患乙病的概率

1－n

③

只患甲病的概率

m（1－n）

④

只患乙病的概率

n（1－m）

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）

3．在一个家庭中，父亲是多指患者（由显性基因P控制），母亲的表现型正常，他们婚后却生了一个手指正常但患先天性聋哑的孩子（由隐性致病基因d控制），写出双亲的基因型________，求后代中各种表现型所占的概率_______________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：

①求基因型可用填空法。

根据双亲及子女表现型肯定存在的基因，其中隐性性状为隐性纯合，故父亲的基因型为：

P_D_，母亲的基因型为：

ppD_，儿子一定为ppdd，根据儿子的基因型可知父亲为PpDd，母亲为ppDd。

②求各种表现型的概率。

先分析每一对性状，再采用乘法定理计算，计算过程如下：

PP×pp→（1/2多指）　　　　　pp（1/2正常）

Dd×Dd→DDDd　　　dd

　　　　3/4正常　　　　1/4聋哑

只多指：

1/2×3/4＝3/8

只聋哑：

1/2×1/4＝1/8

正常：

1/2×3/4＝3/8

既多指又聋哑：

1/2×1/4＝1/8

患病：

1－3/8＝5/8

只患一种病：

3/8＋1/8＝1/2

答案：

父亲PpDd、母亲ppDd　只多指（3/8）、只聋哑（1/8）、只患一种病（1/2）、患病（5/8）、正常（3/8）

[课堂回扣练习]

一、概念原理识记题

1．下列关于孟德尔两对相对性状杂交实验的叙述，错误的是（　　）

A．两对相对性状分别由两对基因控制

B．每一对基因的传递都遵循分离定律

C．F1细胞中控制两对性状的基因相互融合

D．F2中有16种组合、9种基因型和4种表现型

解析：

选C　孟德尔对F2中两种性状之间发生自由组合的解释是：

两对相对性状分别由两对基因控制，控制两对相对性状的两对基因的分离和组合是互不干扰的，其中每一对基因的传递都遵循分离定律。

这样，F1产生雌雄配子各4种，比例接近1∶1∶1∶1，配子随机结合，则F2中有16种组合、9种基因型和4种表现型。

2．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针对豌豆两对相对性状的实验的结果及其解释归纳总结的，不适合多对相对性状的遗传

B．控制不同性状的基因的分离和组合是相互联系、相互影响的

C．在形成配子时，决定不同性状的基因的分离是随机的，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基因彼此分离，决定不同性状的基因自由组合

解析：

选D　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基因彼此分离，决定不同性状的基因自由组合。

自由组合定律是孟德尔针对豌豆两对相对性状的实验的结果及其解释归纳总结的，也适合多对相对性状的遗传。

二、基本原理应用题

3．某种蝴蝶紫翅（P）对黄翅（p）是显性，绿眼（G）对白眼（g）为显性，两对基因自由组合。

某生物小组同学用紫翅绿眼和紫翅白眼的蝴蝶进行杂交，F1出现的性状类型及比例如下图所示。

下列说法正确的是（　　）

A．上述亲本的基因型是PpGg×PPgg

B．上述亲本的基因型是PpGg×ppgg

C．F1紫翅白眼个体自交（相同基因型个体间的交配），后代中纯合子所占比例是2/3

D．F1紫翅白眼个体自交（相同基因型个体间的交配），后代中纯合子所占比例是1/2

解析：

选C　解此类题目应当分别统计每对性状，然后由子代推亲代。

由紫翅∶黄翅＝3∶1，绿眼∶白眼＝1∶1，可知亲本基因型应为PpGg×Ppgg；F1中紫翅白眼个体基因型为1/3PPgg和2/3Ppgg，其自交产生的后代中纯合子比例为1/3＋2/3×1/2＝2/3。

[回扣知识点]

1．孟德尔杂交实验。

。

2．自由组合定律。

。

3．能力迁移：

运用基因自由组合定律来解答相关生物学问题。

[课下综合检测]

一、选择题

1．纯种白色盘状南瓜与纯种黄色球状南瓜杂交，F1全部是白色盘状南瓜，F2杂合的白色球状南瓜有3966株，则F2中纯合的黄色盘状南瓜有（　　）

A．3966株　　　　　　　　B．1983株

C．1322株D．7932株

解析：

选B　

（1）根据题意可知：

白色对黄色是显性；盘状对球状是显性。

F1是双杂合。

（2）F1自交，F2中的白色球状为重组类型占3/16，其中的杂合体占2/16（3966株）；黄色盘状也为重组类型，占3/16，其中的纯合黄色盘状占1/16，其个体数为1983株。

2．在完全显性条件下，个体AaBb与个体aaBb杂交，两对基因均是相互独立的，那么，子代中性状类型不同于双亲的占（　　）

A．1/4B．1/2

C．3/4D．5/8

解析：

选A　因为两对性状相对应的两对等位基因是相互独立的，故可知，只有后代中出现的bb类型才不同于双亲，占1/4。

3．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（这两对基因独立遗传）。

基因型为BbCc的个体与“个体X”交配，子代表现型有：

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”的基因型是（　　）

A．BbCcB．Bbcc

C．bbCcD．bbcc

解析：

选C　因为子代表现型直毛∶卷毛＝4∶4＝1∶1，黑色∶白色＝6∶2＝3∶1，而与“个体X”交配的个体的基因型为BbCc，故可知“个体X”的基因型为bbCc。

4．番茄的高茎（T）对矮茎（t）为显性，圆形果实（S）对梨形果实（s）为显性（这两对基因独立遗传）。

现将两个纯合亲本杂交后得到的F1与表现型为高茎梨形果的植株杂交，其杂交后代的性状及植株数分别为高茎圆形果120株，高茎梨形果128株，矮茎圆形果42株，矮茎梨形果38株。

试想F1和与它杂交的那株表现型为高茎梨形果的植株的基因型分别是（　　）

A．TtSs×TtSSB．TtSs×Ttss

C．TTSs×ttssD．TTss×ttS3

解析：

选B　①分别计算每对相对性状的表现型比例。

高茎∶矮茎＝（120＋128）/（42＋38）≈3∶1。

圆形果∶梨形果＝（120＋42）/（128＋38）≈1∶1。

②根据基因的分离定律推出F1的基因型TtSs及与其杂交的高茎梨形果的基因型Ttss。

5．番茄的紫茎对绿茎是显性，缺刻叶对马铃薯叶是显性。

现有两株不知性状的亲本杂交，得到后代的性状和株数为：

紫缺321，紫马320，绿缺319，绿马322。

如果控制这两对相对性状的等位基因独立遗传，则下列说法正确的是（　　）

A．双亲可以肯定为：

紫缺×绿马

B．双亲可以肯定为：

紫马×绿缺

C．这一定是两对相对性状的测交实验

D．双亲可能是：

紫缺×绿马，也可能是：

紫马×绿缺

解析：

选D　看到后代的比例接近1∶1∶1∶1，马上就断定为测交实验，这是不严瑾的。

设用A、a，B、b表示相关基因，则AaBb×aabb和Aabb×aaBb的后代的表现型都是四种，其比例都是1∶1∶1∶1。

6．在玉米中，有色种子必须同时具备A、B、D三个显性基因，否则无色，现有一个结有色种子的植株同已知基因型的三个植株杂交，结果是：

①有色植株×aabbDD→50%有色种子；②有色植株×aabbdd→25%有色种子；③有色植株×AAbbdd→50%有色种子；则该植株的基因型是（　　）

A．AABBDDB．AABbDD

C．AaBBDdD．AaBbDD

解析：

选C　由①可知杂交后代A_B_D_占50%→该植株中A_B_有一对杂合；由②知：

杂交后代A_B_D_占25%→该植株中A_B_D_有两对是杂合；由③可知：

杂交后代A_B_D_占50%→该植株中B_D_有一对是杂合；由此可以推知，该植株的基因型为AaBBDd。

7．一个基因型为BbRr（棕眼右癖）的男人与一个基因型为bbRr（蓝眼右癖）的女人结婚（两对相对性状独立遗传），所生子女中表现型的概率各为1/8的类型是（　　）

A．棕眼右癖和蓝眼右癖B．棕眼左癖和蓝眼左癖

C．棕眼右癖和蓝眼左癖D．棕眼左癖和蓝眼右癖

解析：

选B　1/8应该是1/2与1/4相乘得到的，而后代中棕眼与蓝眼的比例为1/2，右癖与左癖的比例分别为3/4和1/4。

所以所生子女中表现型概率为1/8的应该是左癖的两种眼色。

8．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比率是（　　）

A．1/32B．1/16

C．1/8D．1/4

解析：

选B　等位基因自由组合，由于亲本组合中DD×dd杂交后代中一定是杂合子，则子代中符合要求的个体其他四对基因都是纯合子的概率为：

1/2×1/2×1/2×1/2＝1/16。

9．已知玉米高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗病（R）对易感病（r）为显性，控制上述性状的基因独立遗传。

现用两个纯种的玉米品种甲（DDRR）和乙（ddrr）杂交得F1，再用F1与玉米丙杂交（图1），结果如图2所示，分析玉米丙的基因型为（　　）

A．DdRrB．ddRR

C．ddRrD．Ddrr

解析：

选C　根据图1可知，F1的基因型一定是DdRr，根据图2可知，高秆∶矮秆＝1∶1，抗病∶感病＝3∶1，所以对于高秆和矮秆这对相对性状，F1与丙交配相当于杂合子测交，对于抗病与感病这对相对性状，F1与丙交配相当于杂合子自交从而得出丙的基因型为ddRr。

10．（上海高考）某种植物果实重量由三对等位基因控制，这三对基因分别位于三对同源染色体上，对果实重量的增加效应相同且具叠加性。

已知隐性纯合子和显性纯合子果实重量分别为150g和270g。

现将三对基因均杂合的两植株杂交，F1中重量为190g的果实所占比例为（　　）

A．3/64B．5/64

C．12/64D．15/64

解析：

选D　用A、a、B、b、C、c表示相关基因，由于隐性纯合子（aabbcc）和显性纯合子（AABBCC）果实重量分别为150g和270g，则每个显性基因的增重为（270－150）/6＝20（g），AaBbCc果实重量为210，自交后代中重量190g的果实其基因型中只有两个显性基因、四个隐性基因，即AAbbcc、aaBBcc、aabbCC、AaBbcc、AabbCc、aaBbCc六种，所占比例依次为1/64、1/64、1/64、4/64、4/64、4/64，故为15/64。

11．（上海