高中生物高届高考复习资料必修二 第五单元 第14讲.docx

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高中生物高届高考复习资料必修二第五单元第14讲

第14讲　基因的自由组合定律

考纲、考情——知考向

核心素养——提考能

最新考纲

基因的自由组合定律（Ⅱ）

生命观念

结构与功能观：

从细胞水平和分子水平阐述基因的自由组合定律

全国卷考情

2018·全国卷Ⅱ（32）、2018·全国卷Ⅲ（31）、2018·全国卷Ⅰ（32）、2017·全国卷Ⅲ（32）

科学思维

归纳与演绎：

解释两对相对性状的杂交实验，总结自由组合定律的本质

科学探究

实验设计与实验结果分析：

验证基因的自由组合定律，探究不同对基因在染色体上的位置关系

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——发现问题

（1）杂交实验

（2）结果分析：

F2共有9种基因型，4种表现型

2.对自由组合现象的解释和验证

3.自由组合定律的内容

（1）实质

（2）基因自由组合定律的细胞学基础

4.自由组合定律的应用

（1）指导杂交育种，把优良性状结合在一起。

不同优良性状亲本

F1

F2（选育符合要求个体）

纯合子

（2）为遗传病的预测和诊断提供理论依据。

5．孟德尔遗传规律的再发现

（1）1909年，丹麦生物学家约翰逊把“遗传因子”叫做基因。

（2）因为孟德尔的杰出贡献，他被世人公认为遗传学之父。

观察甲、乙两图，分析自由组合定律：

（1）甲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分别位于同一对同源染色体上，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。

（2）乙图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之间的重组，故①～⑥过程中仅④⑤过程发生基因重组，图①②过程仅发生了等位基因分离，未发生基因重组。

教材

高考

1．高考重组　判断正误

（1）某对蜜蜂所产生子代的基因型为：

雌蜂是AADD、AADd、AaDD、AaDd；雄蜂是AD、Ad、aD、ad。

这对蜜蜂的基因型是AaDd和aD（2018·海南卷，17）（　　）

（2）控制棉花纤维长度的三对等位基因A/a、B/b、C/c对长度的作用相等，分别位于三对同源染色体上。

已知基因型为aabbcc的棉花纤维长度为6cm，每个显性基因增加纤维长度2cm。

棉花植株甲（AABbcc）与乙（aaBbCc）杂交，则F1的棉花纤维长度范围是8～14cm（2016·经典高考，25）（　　）

（3）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对等位基因杂合的个体出现的概率不同（2014·海南卷，22D）（　　）

提示　

（1）×　由子一代雄蜂是AD、Ad、aD、ad，而雄蜂是由未受精的卵直接发育而来的，则亲本雌蜂形成AD、Ad、aD、ad四种配子，故亲本雌蜂基因型为AaDd，再由子代雌蜂的基因型有AADD、AADd、AaDD、AaDd四种，从基因型可以看出，每个子代的基因型中均有AD，则亲本雄蜂基因型应为AD。

（2）√

（3）×　该基因型个体自交子代中7对等位基因纯合与7对等位基因杂合的个体出现的概率均为（1/2）7＝1/128。

2.教材·拓展·拾遗

（教材必修2P11思考与讨论改编）

（1）在豌豆杂交实验之前，孟德尔曾花了几年时间研究山柳菊，结果却一无所获，其原因主要有哪些？

提示　①山柳菊没有既容易区分又可以连续观察的相对性状。

②当时没有人知道山柳菊有时进行有性生殖，有时进行无性生殖。

③山柳菊的花小、难以做人工杂交实验。

（2）请针对选材、研究方法、结果统计、实验程序等四方面分析孟德尔成功的原因。

提示　孟德尔成功的原因分析

①科学选择了豌豆作为实验材料，避免了天然杂交的可能。

②采用由单因素到多因素的研究方法。

③应用了统计学方法对实验结果进行统计分析。

④科学设计了实验程序。

即在对大量实验数据进行分析的基础上，提出合理的假说，并设计了新的测交实验来验证假说。

　围绕自由组合定律的实质及验证考查科学探究的能力

1.（2018·全国卷Ⅲ，31）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。

解析　

（1）依据甲组实验可知，不同性状的双亲杂交，子代表现出的性状为显性性状（红二），F2出现9∶3∶3∶1的性状分离比，所以控制红果与黄果、子房二室与多室两对性状的基因位于非同源染色体上；同理可知乙组中，圆形果单一花序为显性性状，F2中圆∶长＝3∶1、单∶复＝3∶1，但未出现9∶3∶3∶1的性状分离比，说明两对等位基因的遗传遵循分离定律但不遵循自由组合定律，所以控制乙组两对性状的基因位于一对同源染色体上。

（2）根据乙组表中的数据分析可知，乙组的两个F1“圆单”为双显性状，则“长复”为双隐性状，且F2未出现9∶3∶3∶1的性状分离比，说明F1“圆单”个体不能产生1∶1∶1∶1的四种配子，因此用“长复”分别与乙组的两个F1进行测交，其子代的统计结果不符合1∶1∶1∶1的比例。

答案　

（1）非同源染色体　F2中两对相对性状表现型的分离比符合9∶3∶3∶1　一对　F2中每对相对性状表现型的分离比都符合3∶1，而两对相对性状表现型的分离比不符合9∶3∶3∶1　

（2）1∶1∶1∶1

2.（2013·全国卷，34）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子粒的非糯与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。

解析　基因分离定律是一对等位基因分配给子代时的规律，将具有一对相对性状的两纯合亲本杂交，F1产生的雌雄配子各有两种，比例为1∶1，F2的表现型有两种，比例为3∶1。

基因的自由组合定律是位于非同源染色体上的非等位基因分配给子代时的规律，具有两对相对性状的纯合亲本杂交，F1自交，F1产生的雌雄配子各有4种，比例为1∶1∶1∶1，在完全显性的条件下，F2表现型有四种，比例为9∶3∶3∶1。

因此，可选具有两对相对性状的纯合亲本杂交：

aaBB×AAbb（或者AABB×aabb），得F1，F1自交得F2，观察并统计F2的表现型及其比例，若F2中黄色∶白色＝3∶1，则说明玉米子粒颜色的遗传遵循分离定律，若F2中非糯粒∶糯粒＝3∶1，则说明该相对性状的遗传遵循分离定律。

若F2黄色非糯粒∶黄色糯粒∶白色非糯粒∶白色糯粒＝9∶3∶3∶1，即A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb＝9∶3∶3∶1，则说明这两对相对性状的遗传遵循基因的自由组合定律。

答案　

F2子粒中：

①若黄粒（A_）∶白粒（aa）＝3∶1，则验证该性状的遗传符合分离定律；

②若非糯粒（B_）∶糯粒（bb）＝3∶1，则验证该性状的遗传符合分离定律；

③若黄非糯粒∶黄糯粒∶白非糯粒∶白糯粒＝9∶3∶3∶1即：

A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb＝9∶3∶3∶1，则验证这两对性状的遗传符合自由组合定律

“实验法”验证遗传定律

验证方法

结论

自交法（或其变式）

F1自交后代的性状分离比为3∶1（或其变式），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（多对基因位于一对同源染色体上时，如同一对基因的传递规律）

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测交后代的性状比例为1∶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（多对基因位于一对同源染色体上时，如同一对基因的传递规律）

F1测交后代的性状比例为1∶1∶1∶1（或其变式），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

若有两种花粉，比例为1∶1，则符合分离定律

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

　自由组合定律的实践应用

3.（2019·山东泰安期中）某遗传性肥胖由位于常染色体上的3对独立遗传的等位基因共同控制，其作用机理如图所示，下列叙述错误的是（　　）

A.该实例能同时体现基因对性状控制的直接途径和间接途径

B.可通过注射促黑素细胞激素来治疗基因型为AAeebb的遗传性肥胖患者

C.双方体重都正常的夫妇不可能生育患遗传性肥胖的子代

D.基因型均为AaEeBb的夫妇生育体重正常子代的概率是9/64

解析　分析题图可知，维持体重正常必须同时含有A基因、E基因，且不含有B基因，体重正常的人的基因型是A_E_bb。

A、b基因是通过控制蛋白质合成直接控制性状的，E基因是通过控制酶的合成来控制性状的，A正确；基因型为AAeebb的肥胖患者体内缺乏促黑素细胞激素，注射促黑素细胞激素后，可以使其体重恢复正常，B正确；因为A/a、B/b、E/e3对基因独立遗传，遵循自由组合定律，故双方体重都正常的夫妇的基因型为A_E_bb，可能产生基因型为aaeebb或A_eebb或aaE_bb的后代，均为遗传性肥胖患者，C错误；基因型均为AaEeBb的夫妇生育体重正常子代（A_E_bb）的概率是（3/4）×（3/4）×（1/4）＝9/64，D正确。

答案　C

4.（2014·全国卷Ⅰ，32）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）杂交育种的目的是获得集多种优良性状于一身的纯合新品种，从题意知，抗病与矮秆（抗倒伏）为优良性状。

（2）孟德尔遗传定律研究的是真核生物细胞核基因的遗传特点。

两对基因分别位于两对同源染色体上，遵循基因的自由组合定律。

（3）先由纯合的抗病高秆和感病矮秆杂交得到抗病高秆的杂合子，再与感病矮秆（隐性纯合子）杂交，如果后代出现抗病高秆∶感病高秆∶抗病矮秆∶感病矮秆＝1∶1∶1∶1的性状分离比，则可说明这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律。

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；控制这两对相对性状的基因位于非同源染色体上　（3）将纯合抗病高秆与感病矮秆植株杂交，产生F1，让F1与感病矮秆杂交

考点二　自由组合定律中特殊的分离比

1.“和”为16的特殊分离比的成因分析

（1）基因互作

序号

条件

F1（AaBb）自交后代比例

F1测交后代比例

1

存在一种显性基因时表现为同一性状，其余正常表现

9∶6∶1

1∶2∶1

2

两种显性基因同时存在时，表现为一种性状，否则表现为另一种性状

9∶7

1∶3

3

当某一对隐性基因成对存在时表现为双隐性状，其余正常表现

9∶3∶4

1∶1∶2

4

只要存在显性基因就表现为一种性状，其余正常表现

15∶1

3∶1

（2）显性基因累加效应

①表现

②原因：

A与B的作用效果相同，且显性基因越多，其效果越强。

2.“和”小于16的特殊分离比的成因分析

（1）显性纯合致死

（2）隐性纯合致死

①双隐性致死。

F1自交后代：

A_B_∶A_bb∶aaB_＝9∶3∶3

②单隐性致死（aa或bb）。

F1自交后代：

9A_B_∶3A_bb或9A_B_∶3aaB_

　结合无“致死”状况下的变式分离比考查演绎推理的能力

1.某种自花受粉植物的花色分为白色、红色和紫色。

现有4个纯合品种：

1个紫色（紫）、1个红色（红）、2个白色（白甲和白乙）。

用这4个品种做杂交实验，结果如下：

实验1：

紫×红，F1表现为紫，F2表现为3紫∶1红；

实验2：

红×白甲，F1表现为紫，F2表现为9紫∶3红∶4白；

实验3：

白甲×白乙，F1表现为白，F2表现为白；

实验4：

白乙×紫，F1表现为紫，F2表现为9紫∶3红∶4白。

综合上述实验结果，请回答下列问题：

（1）上述花色遗传所遵循的遗传定律是_________________________________。

（2）写出实验1（紫×红）的遗传图解（若花色由一对等位基因控制，用A、a表示，若由两对等位基因控制，用A、a和B、b表示，以此类推）。

（3）为了验证花色遗传的特点，可将实验2（红×白甲）得到的F2植株自交，单株收获F2中紫花植株所结的种子，每株的所有种子单独种植在一起可得到一个株系，观察多个这样的株系，则理论上，在所有株系中有

的株系F3花色的表现型及其数量比为　　　　。

解析　

（1）本题切题关键为实验2及实验4中“F2表现为9紫∶3红∶4白”这显然是9∶3∶3∶1的变式，由此推知该花色遗传应涉及“两对”等位基因且为独立遗传。

（2）书写遗传图解中必须关注“三层面”——亲本（P）表现型、基因型，F1表现型、基因型，F1配子类型及其组合方式与结果（F2表现型、基因型及比例）。

应特别注意本题中“纯红色”可能为AAbb，也可能为aaBB。

（3）本小题突破口在于“F2紫花植株所结种子种下后所得的所有株系中4/9的株系”。

由于F1紫色的基因型是AaBb，F2紫色的基因型为4AaBb、2AaBB、2AABb、1AABB，故占4/9的株系的基因型为AaBb，则其自交所得的F3的表现型及其比例为9紫∶3红∶4白。

答案　

（1）自由组合定律

（2）如下图

（3）9紫∶3红∶4白

　结合“致死”状况下的变式分离比考查科学思维的能力

2.某种植物的花色同时受A、a与B、b两对基因控制。

基因型为A_bb的植株开蓝花，基因型为aaB_的植株开黄花。

将蓝花植株（♀）与黄花植株（♂）杂交，取F1红花植株自交得F2。

F2的表现型及其比例为：

红花∶黄花∶蓝花∶白花＝7∶3∶1∶1。

（1）F1红花的基因型为　　　　，上述每一对等位基因的遗传遵循　　　　定律。

（2）对F2出现的表现型及其比例有两种不同的观点加以解释。

观点一：

F1产生的配子中某种雌雄配子同时致死。

观点二：

F1产生的配子中某种雌配子或雄配子致死。

你支持上述观点　　　　，基因组成为　　　　的配子致死；F2中蓝花植株和亲本蓝花植株的基因型分别是______________________________________________。

解析　

（1）由分析可知，子一代红花植株的基因型是AaBb，控制花色的每一对等位基因的遗传都符合基因的分离定律。

（2）如果没有配子致死情况，子一代自交产生的子二代的表现型及比例是A_B_∶aaB_∶A_bb∶aabb＝9∶3∶3∶1，事实上，子二代的表现型及比例是A_B_（红花）∶aaB_（黄花）∶A_bb（蓝花）∶aabb（白花）＝7∶3∶1∶1，白花基因的基因型是aabb，含有ab的雌配子和雄配子都是可育的，A_bb（蓝花）的数目是1而不是3，因此含有Ab的雌配子或者是雄配子致死，F2中蓝花植株的基因型和亲本蓝花植株的基因型都是Aabb。

答案　

（1）AaBb　基因分离

（2）二　Ab　Aabb、Aabb

特殊分离比的解题技巧（以“两对”独立遗传基因为例）

1.“无致死”状况下的特殊分离比分析技巧

（1）看F2组合的表现型比例，若表现型比例之和是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。

如比值为9∶3∶4，则为9∶3∶（3＋1），即4为后两种性状的合并结果；若分离比为9∶6∶1，则为9∶（3＋3）∶1；若分离比为15∶1，则为（9＋3＋3）∶1。

（3）明确出现异常分离比的原因。

（4）根据异常分离比出现的原因，推测亲本的基因型或推断子代相应表现型的比例。

2.“有致死”状况下的特殊分离比分析技巧

（1）致死效应的快速确认：

若存在“致死”现象，则可导致子代比例偏离“16”的“失真”现象，如A基因中两显性基因纯合致死时可导致子代基因型为AA__的个体致死，此比例占

，从而导致子代成活个体组合方式由“16”变成“12”。

同理，因其他致死类型的存在，“16”也可能变身为“15”“14”等。

此时应先结合成活个体的具体比例，确认缺失比例，如上述4题中“7∶3∶1∶1”与“16”相比应缺失了“4/16”，再与9∶3∶3∶1比较差距，可推测“9”中缺失了2/9，1个“3”中缺失了2/3。

（2）“致死”原因的精准推导

当出现致死效应时，应首先将异常的性状分离比与正常的性状分离比（如9A_B_∶3A_bb∶3aaB_∶1aabb）进行比较，以确定致死效应的类型。

当出现合子致死时，先不考虑致死效应，直接分析基因型的遗传，最后将致死的合子去掉即可；当出现配子致死时，则在分析基因型时就要去掉致死的配子，然后推出后代的基因型及比例。

澄清易混易错·强化科学思维

[易错易混]

易错点1　在两对相对性状的杂交实验中，F2中出现了“新性状”？

点拨　在两对相对性状的杂交实验中，F2中出现了新的表现型，但并未出现新性状，新表现型的出现是原有性状重新组合的结果。

易错点2　YyRr×yyrr与yyRr×Yyrr是否均属测交？

点拨　测交是指F1与隐性纯合子杂交。

因此虽然YyRr×yyrr和yyRr×Yyrr这两对组合的后代的基因型相同，但只有YyRr×yyrr称为测交。

易错点3　不能敏锐进行“实验结果数据”与“9∶3∶3∶1及其变式”间的有效转化

点拨　涉及两对相对性状的杂交实验时，许多题目给出的结果并非9∶3∶3∶1或9∶6∶1或9∶3∶4或10∶6或9∶7等规律性比，而是列出许多实验结果的真实数据如F2数据为90∶27∶40或25∶87∶26或333∶259等，针对此类看似毫无规律的数据，应设法将其转化为“9∶3∶3∶1或其变式”的规律性比，才能将问题化解。

易错点4　不能灵活进行“信息转化”克服思维定势，误认为任何状况下唯有“纯合子”自交才不会发生“性状分离”

点拨　由于基因间相互作用或制约，或由于环境因素对基因表达的影响，可导致“不同基因型”的生物表现为“相同表现型”。

故有些杂合子其自交后代也可能不发生性状分离。

[规范答题]

某观赏植物的花色有白色、紫色、红色和粉红色四种花色，果实形状有三角形、卵圆形两种。

为探究该植物花色、果实形状的遗传方式，分别进行两组实验。

实验一：

用纯合三角形果实与纯合卵圆形果实杂交，统计如下：

亲本

F1

F2

三角形果实

三角形果实

三角形果实（301株）

卵圆形果实

卵圆形果实（20株）

实验二：

已知该植物花色由位于非同源染色体上的两对等位基因（A、a和B、b）控制（如图所示）。

研究人员将白花植株的花粉授给紫花植株，得到的F1全部表现为开红花，然后让F1自交得到F2。

（1）该植物花色遗传、果实形状遗传分别遵循　　　　、　　　　（填“分离定律”“自由组合定律”或“伴性遗传”）

（2）“实验一”F2三角形果实植株中，部分个体无论自交多少代，其后代果实的表现型仍然为三角形，这样的个体在F2三角形果实植株中的比例为　　　　，其基因型为__________________________________________________________。

（3）针对实验二思考：

①亲本中白花植株的基因型为　　　　，F1红花植株的基因型为　　　　。

②F2中白花∶紫花∶红花∶粉红花为　　　　，其中自交后代不会发生性状分离的植株占多少？

　　　　。

答卷采样

错因分析

果实的基因型只要有AA或BB，无论自交多少代，都不会发生性状分离。

F2相关基因型有AABB、AABb、AaBB、AAbb、aaBB，所占比例为

，

正确答案：

，AABB、AABb、AaBB、AAbb、aaBB

误认为F2白花中aaBb自交后代会发生性状分离

正确答案：

3/8

随堂·真题&预测

1.（2015·海南卷，12）下列叙述正确的是（　　）

A.孟德尔定律支持融合遗传的观点

B.孟德尔定律描述的过程发生在有丝分裂中

C.按照孟德尔定律，AaBbCcDd个体自交，子代基因型有16种

D.按照孟德尔定律，对AaBbCc个体进行测交，测交子代基因型有8种

解析　孟德尔指出，生物的性状是由遗传因子决定的，这些遗传因子就像一个个独立的颗粒，既不会相互融合，也不会在传递中消失，他不支持融合遗传，A错误；孟德尔指出，生物体在形成生殖细胞——配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中，而形成生殖细胞的过程是减数分裂，B错误；根据孟德尔的自由组合定律，AaBbCcDd个体自交，四对等位基因的分离和组合是互不干扰的，每对等位基因可产生三种不同的基因型，所以子代基因型可以产生3×3×3×3＝81种，C错误。

答案　D

2.（2018·全国卷Ⅰ，32）果蝇体细胞有4对染色体，其中2、3、4号为常染色体。

已知控制长翅/残翅性状的基