1、第四部分 遗传与进化第31讲基因的自由组合定律一、考点内容全解（一）本讲考点是什么本讲的主要考点包括：两对相对性状的遗传实验，自由组合现象的理论解释、细胞学基础及实质，测交实验的目的、实验结果与结论，自由组合定律在理论和实践中的应用，对F1配子和F2不同性状个体的种类、比例的分析，自由组合定律中遗传问题的分析方法等。1. 两对(或两对以上)相对性状的杂交实验2. 对自由组合现象的解释(1)每对相对性状的分析结果符合基因的分离定律(2)相对性状的分离是各自独立、互不干扰的，非相对性状的组合是随机的。(3)假设豌豆的粒色和粒形分别由一对基因控制，进行分析3.对“解释”正确与否的验证测交(1)孟德尔
2、的设计思路：测交后代的表现型种类和比例能真实反映出F1产生的配子种类和比例。(2)用F1(YyRr)与隐性亲本(yyrr)杂交。按照解释，F1产生YR、Yr、yR、yr四种数目相等的配子，yyrr个体产生一种yr配子。受精作用时，雌雄配子可随机组合，形成YyRr(黄圆)、Yyrr(黄皱)、yyRr(绿圆)、yyrr(绿皱)四种基因型和表现型。(3)孟德尔的测交实验结果：不论以F1作父本还是作母本，都与预测结果相同，验证了解释的正确性。4.基因自由组合定律的实质(1)实质：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的。在进行减数分裂形成配子的过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时
3、，非同源染色体上的非等位基因自由组合。(2)细胞学基础：减数第一次分裂后期。 (3)核心内容：等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合。分离定律自由组合定律亲本性状一对两对(或多对)相对性状基因位置位于同源染色体上非等位基因位于不同的同源染色体上F1的配子2种4种(2n)，比值相等F2表现型及比例2种，显：隐=3：14种，分离比为9331或(31)nF2基因型3种9种(3n)F1测交后代分离比111111实 质等位基因随同源染色体的分离而分开等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合应 用作物育种和预防遗传病杂交育种由于基因重组，引起变异，有利于生物进化联 系在生物性状的遗传过程
4、中，两大遗传定律是同时进行，同时起作用的，在有性生殖形成配子时，等位基因分离，互不干扰；非等位基因自由组合分配在不同的配子中。5.基因分离定律与自由组合定律的关系（二）考点例析例1粗糙型链孢霉属于真菌类中的子囊菌，它是遗传分析的好材料。它在繁殖过程中，通常由单倍体菌丝杂交成二倍体合子，合子先进行一次减数分裂后，再进行一次有丝分裂，最终形成8个孢子。已知子囊孢子大型(R)对小型(r)显性，黑色(T)对白色(t)显性。下图表示某一合子形成子囊孢子的过程。请回答：(1)该合子的基因型是 。(2) 子囊孢子2、4、6、8的形成是由于 的结果。(3) 子囊孢子3、5的基因型分别是 。解析粗糙型链孢霉的孢
5、子或菌丝的片段落在面包等营养物上面，孢子萌发，菌丝生长，菌丝相互交织在一起，形成菌丝体。菌丝的细胞壁间隔不完全，所以菌丝的细胞质是连续的，每一菌丝细胞是多核的，但每个核的染色体数是单倍体的(n)。有性繁殖时，需要两个不同交配型的菌丝体参加。一个交配型的单倍体核(n)通过另一交配型的子实体的受精丝，进入子实体中，在那里有丝分裂多次，产生若干单倍体核。这些单倍体核跟子实体中的单倍体核相互结合，形成二倍体核(2n)。链孢霉只有在这个短暂时间内是双倍体世代。每一个二倍体核经过减数分裂，产生四个单倍体核(n)，再经过有丝分裂，出现了8个核(n)。最后这些核成为子囊孢子，顺序地排列在一个子囊中。解答本题的
6、关键是，合子经减数分裂产生的四种配子，配子直接表现出性状。所以从形状和大小可判断出，1、3、5、7分别是：Rt 、RT、rt、rT。答案(1)RrTt (2)有丝分裂 (3)RT和rt雄配子雌配子YRYryRyrYR13YyRRYyRrYrYYRrYYrr4YyrryR2YyRryyRRyyRryrYyRrYyrryyRryyrr例2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共出现四次 D.基因型出现机率的大小顺序为4321解析要
7、熟练解答本题，必须对F1产生的雌雄各四种配子随机组合的16种F2基因型比较熟悉：“双杂”占4/16，“单杂”四种各占2/16，“纯合体”四种各占1/16。答案D例3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。如控制这两对相对性状的等位基因不在同一对同源染色体上，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：紫马绿缺解析一些学生看到后代的比例接近1111，马上就断定为测交实验，这是有漏洞的。A
8、aBbaabb和AabbaaBb的后代的表现型都是四种，其比例都是1111。答案D例4基因型为AaBb的个体，能产生几种配子A数目相等的四种配子 B数目两两相等的四种配子C数目相等的两种配子 D以上三项都有可能解析解本题的关键是，题目没有明确非等位基因间的位置关系。基因的分离定律研究的是一对相对性状，不存在基因自由组合或完全连锁或不完全连锁的问题；但如果研究的是两对或两对以上的相对性状时，除题意已经明确符合基因的自由组合定律外，必须要考虑非等位基因是自由组合还是连锁这一问题。以基因型为AaBbCc的个体为例，各等位基因的位置关系可能为以下四种：答案D二、方法技巧规律本考点是高考的热点内容，选择
9、题多以考查基本知识点的综合为主，简答题多考查知识的运用能力。如2003年全国卷的第26题，考查的主干知识是基因自由组合定律在育种工作上的应用，在能力上主要考查学生用简单的图表和数据描述生命活动的特征的能力以及分析和解决生产实践中可能遇到的实际问题的能力。1.解孟氏遗传定律问题的方法举例(1) 已知亲本表现型和基因型，求子代表现型、基因型及其比例(即正推型)棋盘法：将亲本产生的配子按一定顺序在行和列中排列，然后根据雌雄配子随机组合的原则，写出合子的基因型；将表格填满后，依题意统计表中子代各种基因型和表现型的种类、数目及其比例。化整为零法：如果已知亲本表现型和基因型符合基因的自由组合定律，则可按分
10、离定律一对一对分别求解，最后加以组合。分枝法：利用概率计算中的乘法定律，把“化整为零法”更直观的展现出来。用分枝法可方便的写出配子的种类及比例，写出后代个体的基因型及比例。遗传图解法：用遗传图解连线的方法可直接得出结论。但此法只适用于产生配子种类较少的情况，如果配子种类多，连的线太多就容易出错。(2) 已知亲本表现型、子代表现型及比例，求亲本基因型(即逆推型)隐性纯合突破法：一旦出现隐性性状可以直接写出基因型并可推知两个亲本都有隐性基因。基因填充法：先根据亲本表现型写出可能的基因，再根据子代的表现型将未确定的基因补全。利用子代分离比例法：利用子代中各种特殊的分离比例来推断亲代基因型。以两对相对
11、性状的实验为例：“双杂”个体自交，子代的性状分离比为9331。亲本基因型的每一对是一对相对性状的“测交”，子代的性状分离比为1111。亲本基因型中一对是“杂合自交”一对是“测交”，子代的性状分离比为3311。(3)求机率：加法定律：当一个事件出现时，另一个事件就被排除，这样的两个事件互为可斥事件，它们出现的概率为各自概率之和。乘法定律：当一个事件的发生不影响另一个事件的发生时，这样的两个事件同时或相继发生的概率是他们各自概率的乘积。某个体产生配子的类型数等于各对基因单独形成的配子种数的乘积。任何两种基因型的亲本相交，产生的子代基因型的种类数等于亲本各对基因型单独相交所产生基因型种类数的积。任何
12、两种基因型的亲本相交，产生的子代表现型的种类数等于亲本各对基因单独相交所产子代表现型种类数的积。子代个别基因型所占比例等于该个别基因型中各对基因型出现概率的乘积。子代个别表现型所占比例等于该个别表现型中每对基因的表现型所占比例的积。例5鸡的毛腿F对光腿f是显性。豌豆冠对单冠e是显性。现有一只公鸡甲与两只母鸡乙和丙，这三只鸡都是毛腿豌豆冠，用甲与乙、丙分别进行杂交，它们产生的后代性状表现如下：（1） 甲乙毛腿豌豆冠，光腿豌豆冠（2） 甲丙毛腿豌豆冠，毛腿单冠公鸡甲的基因型是 。AFFEE BFFEe CFfEe DFfEE解析本题可用化整为零法。由题干中给出甲、乙、丙的性状都是毛腿豌豆冠，可知公
13、鸡甲的基因型为：F E ，又从一对相对性状分析，毛腿毛腿光腿，豌豆冠豌豆冠单冠，推出甲的基因型一定是“双杂”。答案C例6一雌蜂和一雄蜂交配产生F1代，在F1代雌雄个体交配产生的F2代中，雄蜂基因型共有AB、Ab、aB、ab四种，雌蜂的基因型共有AaBB、AaBb、aaBB、aaBb四种，则亲本的基因型是AaabbAB BAaBbAb CaaBBAb DAABBab解析本题是已知子代基因型逆推亲本的基因型。首先要了解雌蜂是由受精卵发育而来，雄蜂是由未受精的卵细胞发育而来(叫孤雌生殖)，所以子代雄蜂的基因型就是亲代雌蜂产生的卵细胞的基因型；雄蜂产生配子进行的是假减数分裂，即减数第一次分裂形成的两个
14、细胞中有一个细胞只有细胞质没有染色体。从子二代中雄蜂的基因型有AB、Ab、aB、ab四种，可知子一代中母本即子一代雌蜂能产生四种不同类型的配子，所以子一代雌蜂的基因型为AaBb，从子二代雌蜂的基因型中可知，子一代雄蜂的基因型为aB，则亲本的雌蜂只能产生aB一种配子，所以亲本雌蜂的基因型为aaBB，而要产生AaBb的子一代雌蜂，亲本雄蜂的基因型只能是Ab。如右图所示：答案C三、基础能力测试1.基因型为Aa的西瓜苗，经秋水仙素处理长成的植株，其花中产生的配子类型可能有的种类和比例是A.2种，11 B.3种，121 C.4种，1111 D.3种，1412.将基因型为AaBbCcDD和AABbCcDd
15、的向日葵杂交，按基因自由组合规律，后代中基因型为AABBCCDd的个体比例应为A1/8 B1/16 C1/32 D1/643.在玉米中，有色种子必须具备A、B、D三个显性基因，否则无色，现有一个有色植株同已知基因型的三个植株杂交，结果是：有色植株aabbDD50%有色种子；有色植株aabbdd25%有色种子；有色植株AAbbdd50%有色种子；则该有色植株的基因型是AAABBDD BAABbDD CAaBBDd DAaBbDD4.基因型为AABB的桃树做母本，基因型为aabb的桃树做父本，授粉后，结出果实中胚细胞、胚乳细胞、果皮细胞的基因型依次是AAaBb AaBb AaBb BAaBb AA
16、aBBb AABB CAaBb AaaBBb AABB DAAbb aaBB AaBb5.有一种软骨发育不全的遗传病,两个有这种病的人(其他性状正常)结婚,所生第一个孩子得白化病且软骨发育不全,第二个孩子全部性状正常。假设控制这两种病的基因符合基因的自由组合定律，请预测,他们再生一个孩子同时患两病的几率是A1/16 B1/8C3/16 D3/86.某种鼠中，毛的黄色基因Y对灰色基因y为显性，短尾基因T对长尾基因t为显性，且基因Y或T在纯合时都能使胚胎致死，这两对基因是独立分配的。现有两只黄色短尾鼠交配，它们所生后代的表现型比例为A9331 B3311 C4221 D11117.有一植物只有在显
17、性基因A和B同时存在时才开紫花。已知一株开紫花的植物自交，后代开紫花的植株180棵，开白花的植株142棵，那么在此自交过程中配子间的组合方式有多少种A2种 B4种C8种 D16种8.某一生物有两对同源染色体。每一对同源染色体上都有两对等位基因(Aa和Bb；Cc和Dd)，它们均为不完全连锁。从基因组成看，这种生物产生的配子类型数目为A4 B8 C16 D329.具有两对相对性状(两对等位基因分别位于两对同源染色体上)的纯合体杂交，于二代中重组性状个体数占总个体数的比例为A3/8 B5/8 C3/8或5/8 D1/16或9/16四、潜能挑战测试10.基因型为AaBb(两对基因分别位于非同源染色体上
18、)的个体，在一次排卵时发现该卵细胞的基因型为Ab,则在形成该卵细胞时随之产生的极体的基因型为AAB、ab、ab BAb、aB、aB CAB、aB、ab Dab、AB、ab11.现有三个番茄品种，A品种的基因型为AABBdd，B品种的基因型为AAbbDD，C品种的基因型为aaBBDD。三对等位基因分别位于三对同源染色体上，并且分别控制叶形、花色和果形三对相对性状。请回答：（1）如何运用杂交育种方法利用以上三个品种获得基因型为aabbdd的植株？（用文字简要描述获得过程即可）（2）如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为aabbdd的植株最少需要几年？（3）如果要缩短获得aabbdd植株的时间，
19、可采用什么方法？（写出方法的名称即可）12.用纯种有色饱满籽粒的玉米与无色皱缩籽粒的玉米杂交，（实验条件满足实验要求）F1全部表现为有色饱满，F1自交后，F2代的性状表现及比例为：有色饱满73%，有色皱缩2%，无色饱满2%，无色皱缩23%。回答下列问题：(1)上述一对性状的遗传符合 规律。(2)上述两对性状的遗传是否符合自由组合规律？为什么？ 。(3)请设计一个实验方案，验证这两对性状的遗传是否符合自由组合规律。（实验条件满足实验要求）实验方案实施步骤： 五、参考答案与提示1.D 2.D （AaAA产生AA基因型的子代个体占1/2，BbBb产生BB基因型的子代个体占1/4， CcCc产生CC基
20、因型的子代个体占1/4，DDDd产生Dd基因型的子代个体占1/2，所以子代中基因型AABBCCDd的个体比例占所有子代的1/21/41/41/2=1/64。）3.C （由可知：杂交后代A B D 占50%该植株中A B 有一对杂合；由知：杂交后代A B D 占25%该植株中A B D 有两对是杂合；由可知：杂交后代A B D 占25%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。） 4.B 5.C（假设软骨发育不全的遗传病由A、a控制,父母有病生了一个正常的孩子，这种病是显性遗传病，父母的基因型都为Aa。假设白化病由B、b控制，父母正常生了一个得白化病的孩子，白化病
21、是隐性遗传病，父母的基因型都为Bb。由此可推知，父母的基因型都为AaBb。他们再生一个孩子同时患两病的几率是3/41/4=3/16。） 6.C（运用分枝法，后代黄灰=21 短长=21，它们所生后代的表现型比例为(21)(21)=4221。）7.D（依题意，杂交后代的表现型比例接近97，相当于9331，由此可判断亲本是“双杂”自交。）8.C（本题涉及到了基因的连锁和互换，有Aa和Bb的这对同源染色体可形成4种配子；有Cc和Dd的这对同源染色体也可形成4种配子，因此总共可形成44=16种配子。）9.C（亲本有两种情况：一种情况是“双显”“双隐”，另一种情况是“一显一隐”“一隐一显”。）10.B 1
22、1.（1）第一年A与B杂交得到杂种一代，第二年杂种一代与C杂交，得到杂交二代，第三年杂种二代自交，可以得到基因型为aabbdd的种子，第四年该种子可长成基因型为aabbdd植株。（2）4年 （3）单倍体育种技术。12. (1)基因的分离 (2)不符合；因为玉米粒色和粒形的每一对相对性状的分离比31，两对性状综合考虑，如果符合自由组合规律，F1自交后代分离比应符合（31）2或9331。 (3)方案1 纯种有色饱满的玉米和纯种无色皱缩的玉米进行杂交，获得F1代。 取F1植株10株，与无色皱缩的玉米进行杂交。 收获杂交后代种子并统计不同表现型的数量比例。如四种表现型比例符合1111，则符合自由组合规律。若四种表现型比例不符合1111，则不符合自由组合规律。 方案2 纯种有饱满的玉米和纯种无色皱缩的玉米进行杂交，获得F1代。 取F1植株的花粉进行植物组织培养，获得单倍体植株幼苗；再用秋水仙素处理幼苗。 收获种子并统计不同表现型的数量比例。如四种表现型比例符合1111，则符合自由组合规律。若四种表现型比例不符合1111，则不符合自由组合规律。（方案1和2只答一种即可）