全国版高考生物大一轮复习第五单元遗传的基本规律与伴性遗传第18讲基因的自由组合定律学案.docx
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全国版高考生物大一轮复习第五单元遗传的基本规律与伴性遗传第18讲基因的自由组合定律学案
第18讲 基因的自由组合定律
基因的自由组合定律（Ⅱ）
考查两对相对性状的遗传实验分析及结论[学生用书P102]
1．两对相对性状的杂交实验——发现问题
2．对自由组合现象的解释——提出假说
（1）理论解释
①F1产生配子时，等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因可以自由组合，产生数量相等的4种配子。
②受精时，雌雄配子的结合方式有16种。
③F2的基因型有9种，表现型为4种，比例为9∶3∶3∶1。
（2）遗传图解
3．对自由组合现象的验证——演绎推理、验证假说
（1）方法：
让F1（YyRr）与隐性纯合子（yyrr）测交。
（2）目的：
测定F1的基因型（或基因组成）。
（3）理论预测
①F1产生4种比例相等的配子，即YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1，而隐性纯合子只产生yr一种配子。
②测交产生4种比例相等的后代，即YyRr∶Yyrr∶yyRr∶yyrr＝1∶1∶1∶1。
（4）测交结果与结论
①测交结果图解
②结论：
实验结果与演绎结果相符，假说成立。
4．自由组合定律的实质——得出结论
（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。
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。
5．孟德尔获得成功的原因
（1）正确选用实验材料——豌豆。
（2）对性状分析是由一对到多对，遵循由单因素到多因素的研究方法。
（3）对实验结果进行统计学分析。
（4）科学地设计了实验程序。
1．（必修2P12拓展题改编）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1/2
答案：
D
2．（深入追问）
（1）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，不遵循基因的自由组合定律。
只有位于非同源染色体上的非等位基因之间，其遗传时遵循自由组合定律。
（2）若要检测豌豆的基因型是纯合子还是杂合子，最简便的方法是采用自交，还是采用测交呢？
提示：
自交，因为豌豆属于自花传粉的植物。
突破1 理解F1的配子形成原理
突破2 分析F2的结论
1．自由组合发生的时间：
控制不同性状的遗传因子自由组合发生在F1形成配子时，而不是发生在雌雄配子随机结合时。
2．由基因分离定律理解自由组合定律的本质及规律
3．F2自由组合的结论拓展：
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3/8。
（1）当亲本基因型为YYRR和yyrr时，F2中重组性状所占比例是3/16＋3/16＝3/8。
（2）当亲本基因型为YYrr和yyRR时，F2中重组性状所占比例是1/16＋9/16＝5/8。
【感知考题】
（2016·高考全国卷甲，32）某种植物的果皮有毛和无毛、果肉黄色和白色为两对相对性状，各由一对等位基因控制（前者用D、d表示，后者用F、f表示），且独立遗传。
利用该种植物三种不同基因型的个体（有毛白肉A、无毛黄肉B、无毛黄肉C）进行杂交，实验结果如下：
回答下列问题：
（1）果皮有毛和无毛这对相对性状中的显性性状为________，果肉黄色和白色这对相对性状中的显性性状为________。
（2）有毛白肉A、无毛黄肉B和无毛黄肉C的基因型依次为_____________________。
（3）若无毛黄肉B自交，理论上，下一代的表现型及比例为
________________________________________________________________________。
（4）若实验3中的子代自交，理论上，下一代的表现型及比例为
________________________________________________________________________。
（5）实验2中得到的子代无毛黄肉的基因型有
________________________________________________________________________。
[解析]
（1）实验1中亲本有毛×无毛，子代全为有毛，所以有毛对无毛为显性，且A、B的相应基因型分别为DD和dd。
实验3中亲本白肉×黄肉，子代全为黄肉，所以黄肉对白肉为显性，且C的相应基因型为FF，A的相应基因型为ff。
（2）实验1中白肉A（ff）×黄肉B→黄肉∶白肉＝1∶1，说明B的相应基因型为Ff，B、C均无毛，相应基因型均为dd，所以A、B、C的基因型依次为：
DDff、ddFf、ddFF。
（3）若B（ddFf）自交，后代表现型及比例为：
无毛黄肉∶无毛白肉＝3∶1。
（4）实验3中：
DDff（A）×ddFF（C）→F1：
DdFf；F1自交，则F2：
有毛黄肉∶有毛白肉∶无毛黄肉∶无毛白肉＝9∶3∶3∶1。
（5）实验2中：
ddFf（B）×ddFF（C）→ddFF、ddFf。
[答案]
（1）有毛 黄色
（2）DDff、ddFf、ddFF
（3）无毛黄肉∶无毛白肉＝3∶1
（4）有毛黄肉∶有毛白肉∶无毛黄肉∶无毛白肉＝9∶3∶3∶1
（5）ddFF、ddFf
若在实验3子一代中导入能控制合成抗虫的A基因。
实验3子一代自交（减数分裂时不发生交叉互换，也不考虑致死现象），子代表现型及比例为有毛抗虫∶无毛不抗虫＝3∶1，则导入的A基因位于与D基因相同的染色体上。
高分点拨——类题通法
基因有连锁现象时，不符合基因的自由组合定律，其子代也呈现特定的性状分离比。
例如图1，图2：
【跟进题组】
命题1 自由组合定律的实质
1．（2017·山东曲师大附中模拟）如图为某植株自交产生后代的过程示意图，下列描述中不正确的是（ ）
A．A、a与B、b的自由组合发生在①过程
B．②过程发生雌、雄配子的随机结合
C．M、N、P分别代表16、9、3
D．该植株测交后代性状分离比为1∶1∶1∶1
解析：
选D。
A、a与B、b的自由组合发生在减数第一次分裂后期，A正确；②过程为受精作用，发生雌、雄配子的随机结合，B正确；①过程产生4种配子，则雌、雄配子的随机结合的方式是4×4＝16种，基因型＝3×3＝9种，表现型为3种，C正确；根据F2的3种表现型比例12∶3∶1，得出A_B_个体表现型与A_bb个体或aaB_个体相同，该植株测交后代基因型比例为1（AaBb）∶1（Aabb）∶1（aaBb）∶1（aabb），则表现型的比例为2∶1∶1，D错误。
2．（2017·宁夏银川育才中学月考）某动物细胞中位于常染色体上的基因A、B、C分别对a、b、c为显性。
用两个纯合个体杂交得F1，F1测交结果为aabbcc∶AaBbCc∶aaBbcc∶AabbCc＝1∶1∶1∶1。
则F1体细胞中三对基因在染色体上的位置是（ ）
解析：
选B。
F1测交，即F1×aabbcc，其中aabbcc个体只能产生abc一种配子，而测交结果为aabbcc∶AaBbCc∶aaBbcc∶AabbCc＝1∶1∶1∶1，说明F1产生的配子基因型分别为abc、ABC、aBc、AbC，其中a和c、A和C总在一起，说明A和a、C和c两对等位基因位于同一对同源染色体上，且A和C在同一条染色体上，a和c在同一条染色体上。
命题2 自由组合定律的验证
3．（2017·内蒙古包头一中一模）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
解析：
选D。
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。
4．（高考新课标全国卷Ⅰ改编）现有两个纯合的某作物品种：
抗病高秆（易倒伏）和感病矮秆（抗倒伏）品种，已知抗病对感病为显性，高秆对矮秆为显性，但对于控制这两对相对性状的基因所知甚少。
回答下列问题：
（1）在育种实践中，若利用这两个品种进行杂交育种，一般来说，育种目的是获得具有________优良性状的新品种。
（2）杂交育种前，为了确定F2代的种植规模，需要正确预测杂交结果。
若按照孟德尔遗传定律来预测杂交结果，需要满足3个条件：
条件之一是抗病与感病这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；其余两个条件是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
（3）为了确定控制上述这两对性状的基因是否满足上述3个条件，可用测交实验来进行检验。
请简要写出该测交实验的过程
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：
（1）杂交育种能将两个或多个品种的优良性状通过杂交集中在一起，抗病与矮秆（抗倒伏）为优良性状。
（2）杂交育种依据的原理是基因重组，控制两对相对性状的基因位于非同源染色体上，遵循基因的自由组合定律，每对基因单独考虑时符合分离定律。
（3）测交是指用F1和隐性纯合子杂交，故应先用纯合的抗病高秆植株与感病矮秆植株杂交得到F1，然后再进行测交实验。
答案：
（1）抗病矮秆
（2）高秆与矮秆这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；控制这两对性状的基因位于非同源染色体上 （3）将纯合的抗病高秆与感病矮秆杂交，产生F1，让F1与感病矮秆杂交
自由组合定律的验证方法
验证方法
结论
自交法
F1自交后代的性状分离比为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测交后代的性状分离比为1∶1∶1∶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
花粉
鉴定法
若有四种花粉，其比例为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，若植株有四种表现型，且比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律
利用“拆分法”解决自由组合定律问题[学生用书P105]
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。
然后再组合，将用分离定律研究的结果按一定方式进行组合或相乘。
2．分类剖析
（1）配子类型问题
①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。
②举例：
AaBbCCDd产生的配子种类数
（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
①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。
②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。
③举例：
AaBBCc×aaBbcc杂交后代基因型种类及比例
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
①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。
②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。
③举例：
AaBbCc×AabbCc杂交后代表现型种类及比例
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。
【感知考题】
（高考福建卷改编）甘蓝型油菜花色性状由三对等位基因控制，三对等位基因分别位于三对同源染色体上。
花色表现型与基因型之间的对应关系如表。
表现型
白花
乳白花
黄花
金黄花
基因型
AA____
Aa____
aaB___
aa__D_
aabbdd
请回答下列问题：
（1）白花（AABBDD）×黄花（aaBBDD），F1基因型是______________________，F1测交后代的花色表现型及其比例是________________。
（2）黄花（aaBBDD）×金黄花，F1自交，F2中黄花基因型有________种，其中纯合个体占黄花的比例是________。
（3）甘蓝型油菜花色有观赏价值，欲同时获得四种花色表现型的子一代，可选择基因型为________的个体自交，理论上子一代比例最高的花色表现型是________。
[解析]
（1）基因型为AABBDD的白花个体与基因型为aaBBDD的黄花个体杂交，后代的基因型为AaBBDD，对它进行测交，即与基因型为aabbdd的个体杂交，后代有两种基因型：
AaBbDd和aaBbDd，比例为1∶1，据题意可知，基因型为AaBbDd的个体开乳白花，基因型为aaBbDd的个体开黄花。
（2）黄花个体（aaBBDD）与金黄花个体杂交，即基因型为aaBBDD的个体和基因型为aabbdd的个体杂交，后代基因型是aaBbDd，让其自交，后代的基因型有aaB_D_、aaB_dd、aabbD_、aabbdd，比例为9∶3∶3∶1，据表可知aaB_D_、aaB_dd、aabbD_的个体均开黄花，aabbdd的个体开金黄花。
aaBbDd自交，后代基因型有1×3×3＝9种，1种开金黄花，所以黄花的基因型有8种，而每种aaB_D_、aaB_dd、aabbD_里面只有1份纯合，所以纯合个体占黄花的比例为3/15，即1/5。
（3）据表可知，要想获得四种花色表现型的子一代，需要选择基因型为AaBbDd的个体自交，后代表现白花的概率是1/4×1×1＝1/4，后代表现乳白花的概率是1/2×1×1＝1/2，后代表现黄花的概率是1/4×3/4×1＋1/4×1×3/4－1/4×3/4×3/4＝15/64，后代表现金黄花的概率是1/4×1/4×1/4＝1/64，所以子一代比例最高的花色表现型是乳白花。
[答案]
（1）AaBBDD 乳白花∶黄花＝1∶1
（2）8
1/5 （3）AaBbDd 乳白花
高分点拨——类题通法
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）。
【跟进题组】
命题1 推断亲本或子代的基因型、表现型
1．黄粒（T）高秆（S）玉米与某玉米杂交，后代中黄粒高秆占3/8、黄粒矮秆占3/8、白粒高秆占1/8、白粒矮秆占1/8，则亲本的基因型是（ ）
A．ttSs×TTSs B．TtSs×Ttss
C．TtSs×TtSsD．TtSs×ttss
解析：
选B。
黄粒高秆玉米（T－S－）与某玉米杂交，后代中黄粒∶白粒＝3∶1，说明两亲本的基因型均为Tt；再根据后代中高秆∶矮秆＝1∶1，可知两亲本的基因型分别为Ss、ss。
则两个亲本的基因型分别为TtSs、Ttss。
2．（2017·长沙模拟）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
解析：
选C。
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。
命题2 利用“拆分法”解决自由组合定律问题
3．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．
、
解析：
选A。
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
×
＝
。
4．（2017·江淮十校联考）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是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
解析：
选D。
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，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错误。
命题3 利用分离组合法解决自由组合遗传病概率计算题
5．（高考山东卷改编）某遗传病的遗传涉及非同源染色体上的两对等位基因。
已知Ⅰ1基因型为AaBB，且Ⅱ2与Ⅱ3婚配的子代不会患病。
根据以下系谱图，正确的推断是（ ）
A．Ⅰ3的基因型一定为AABb
B．Ⅱ2的基因型一定为aaBB
C．Ⅲ1的基因型可能为AaBb或AABb
D．Ⅲ2与基因型为AaBb的女性婚配，子代患病的概率为
解析：
选B。
该遗传病是由两对等位基因控制的，Ⅰ1的基因型为AaBB表现正常。
Ⅱ2一定有B基因却患病，可知当同时具有A和B两种显性基因时，个体才不会患病。
而Ⅱ2与Ⅱ3婚配的子代不会患病，可确定Ⅱ2和Ⅱ3的基因型分别为aaBB和AAbb，所以Ⅰ3的基因型是AaBb或AABb。
Ⅲ1和Ⅲ2的基因型均为AaBb。
Ⅲ2与基因型为AaBb的女性婚配，子代正常（A－B－）的概率是9/16。
患病的概率应为7/16。
6．一个正常的女性与一个并指（Bb）的男性结婚，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________。
解析：
假设控制白化病的基因用A、a表示，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妇：
Aabb，夫：
AaBb。
依据该夫妇基因型可知，孩子患中并指的概率应为1/2（非并指概率为1/2），患白化病的概率应为1/4（非白化病概率应为3/4），则：
（1）再生一个只患并指孩子的概率为：
并指概率×非白化概率＝1/2×3/4＝3/8。
（2）只患白化病的概率为：
白化病概率×非并指概率＝1/4×1/2＝1/8。
（3）生一个既患白化病又患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。
答案：
（1）3/8
（2）1/8 （3）1/16 （4）1/2 （5）5/8
利用自由组合定律计算患遗传病的概率
当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时，各种患病情况的概率如表：
序号
类型
计算公式
已知
患甲病的概率m
不患甲病概率为1－m
患乙病的概率n
不患乙病概率为1－n
①
同时患两病概率
m·n
②
只患甲病概率
m·（1－n）
③
只患乙病概率
n·（1－m）
④
不患病概率
（1－m）（1－n）
拓展
求解
患病概率
①＋②＋③或1－④
只患一种病概率
②＋③或1－（①＋④）
以上各种情况可概括如图：
自由组合定律的应用
7．纯合黄色小鼠与纯合黑色小鼠杂交，F1全部表现为野鼠色。
F1个体间相互交配，F2表现型及比例为野鼠色∶黄色∶黑色∶棕色＝9∶3∶3∶1。
据此作出下列判断，其中不正确的是（ ）
A．小鼠体色的遗传涉及两对等位基因，且遵循自由组合定律
B．对F2野鼠色个体进行测交，后代表现型可能为4种、2种或1种
C．M、N为控制相关代谢途径的显性基因，小鼠体色的代谢途径可能为
D．F2黑色个体相互交配，后代两种表现型的比例为3∶1
答案：
D
[核心体系构建]
[填空] ①两对 ②9∶3∶3∶1 ③不同性状 ④同一性状 ⑤1∶1∶1∶1
[规范答题必备]
1．具有两对相对性状的纯种豌豆杂交，F2出现9种基因型，4种表现型，比例是9∶3∶3∶1。
2．生物个体的基因型相同，表现型不一定相同；表现型相同，基因型也不一定相同。
3．F1产生配子时，等位基因分离，非等位基因可以自由组合，产生比例相等的4种配子。
4．
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