1、能力提升案7 自由组合定律的应用及相 关题型 突破点1 巧用分离定律解决自由组合问题知识精讲1基本原理由于任何一对同源染色体上的任何一对等位基因，其遗传时总遵循分离定律。因此，可将多对等位基因的自由组合现象分解为若干个分离定律问题分别分析，最后将各组情况进行组合。2分解组合法解题步骤(1)分解：将自由组合问题转化为若干个分离定律问题在独立遗传的情况下，有几对基因就可以分解为几个分离定律问题。如AaBbAabb可分解为AaAa、Bbbb。(2)组合：将用分离定律研究的结果按一定方式(相加或相乘)进行组合。3常见题型分析(1)配子类型及概率的问题具多对等位基因的个体解答方法举例：基因型为AaBbC
2、c的个体产生配子的种类数每对基因产生配子种类数的乘积配子种类数为Aa Bb Cc 2 2 28种产生某种配子的概率每对基因产生相应配子概率的乘积产生ABC配子的概率为1/2(A)1/2(B)1/2(C)1/8(2)配子间的结合方式问题如AaBbCc与AaBbCC杂交过程中，求配子间的结合方式种数。先求AaBbCc、AaBbCC各自产生多少种配子。AaBbCc产生8种配子，AaBbCC产生4种配子。再求两亲本配子间的结合方式。由于两性配子间结合是随机的，因而AaBbCc与AaBbCC配子间有8432种结合方式。问题举例计算方法AaBbCc 与AaBBCc 杂交，求它们后代的基因型种类数可分解为三
3、个分离定律：AaAa后代有 3 种基因型(1AA2Aa1aa)BbBB后代有 2 种基因型(1BB1Bb)CcCc后代有 3 种基因型(1CC2Cc1cc)因此，AaBbCcAaBBCc 的后代中有 32318 种基因型AaBbCcAaBBCc，后代中 AaBBcc出现的概率计算12(Aa)12(BB)14(cc)116(3)基因型类型及概率的问题(4)表现型类型及概率的问题问题举例计算方法AaBbCcAabbCc，求其杂交后代可能的表现型种类数可分解为三个分离定律：AaAa后代有 2 种表现型(3A_1aa)Bbbb后代有 2 种表现型(1Bb1bb)CcCc后代有 2 种表现型(3C_1c
4、c)所以，AaBbCcAabbCc 的后代中有2228 种表现型AaBbCcAabbCc，后代中表现型 A_bbcc 出现的概率计算34(A_)12(bb)14(cc)332AaBbCcAabbCc，求子代中不同于亲本的表现型(基因型)1亲本类型：不同于亲本的表现型1(A_B_C_A_bbC_)，不同于亲本的基因型1(AaBbCcAabbCc)考题示例【示例 1】(2014陕西西安三次质检，21)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
5、的比例及红果、多室、长蔓中纯合子的比例分别是()A.964、19B.964、164C.364、13D.364、164解析 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_aa31，B_bb31，C_cc31，所以 F2 中红果、多室、长蔓所占的比例是：341434 964；在 F2 的每对相对性状中，显性性状中的纯合子占13，故红果、多室、长蔓中纯合子的比例是131319。答案 A【示例2】(2013福建卷，28)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
6、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：(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)P:AABBDDaaBBDDF1：AaBBDD，F1 测交：AaBBDDaabbddAaBbDd(乳 白 花)aaBbDd(黄 花)1211 1211 11
7、，即 F1 测交后代的花色表现型及其比例是乳白花黄花11。(2)P：aaBBDDaabbddF1：aaBbDd，F1 三对等位基因中，aa 自交后代都是 aa，另两对均是杂合子，所以 F1(aaBbDd)自交的结果有 aaB_D_(黄花)、aaB_dd(黄花)、aabbD_(黄花)、aabbdd(金黄花)这四类基因型。前三类对应的表现型均为黄花，共有 8 种基因型，在 F2 中所占的比例为1516，其中纯合个体占 F2 的比例为 116(aaBBDD)116(aaBBdd)116(aabbDD)316，则 F2 黄花中纯合个体的比例是316 1516 15。(3)欲同时获得四种花色表现型的子一
8、代，选择的亲本中每一对基因必须均含有显性基因和隐性基因，即每一对均为杂合子，故选择的亲本的基因型为 AaBbDd，当个体 AaBbDd 自交时，得 到 的子 一代 表 现型 及 其比 例为 白 花(AA_)乳 白 花(Aa_)黄 花(aaB_ 和 aa_D_)金 黄 花(aabbdd)1411 2411 1434114134 141414 1632241，由此可见花色表现型所占比例最高的是乳白花。答案(1)AaBBDD 乳白花黄花11(2)8 15(3)AaBbDd 乳白花解答自由组合定律相关试题时，一定要将两对等位基因控制的性状“分解”为两个分离定律思考，一对一对进行分析，这样可使复杂问题简
9、单化。如：(1)性状分离比为9331时，可分解为两对“杂合子自交类型”，即AaAa和BbBb，则亲本基因型为AaBb和AaBb，其性状分离比为(31)(31)9331。(2)后代中性状的比例为3311时，可分解为一对“杂合子自交类型”和一对“测交类型”，即AaAa和Bbbb或Aaaa和BbBb，再进行组合即可得到亲本的基因型，即AaBbAabb 或 AaBbaaBb，其 性 状 分 离 比 为(31)(11)3311。(3)后代中性状的比例为1111时，可分解为两个“测交类型”，即Aaaa和Bbbb，再进行组合即可得到亲本的基 因 型：AaBbaabb 或 AabbaaBb，其 性 状 分 离
10、 比 为(11)(11)1111。已知子代表现型分离比推测亲本基因型：9331(31)(31)(AaAa)(BbBb)；1111(11)(11)(Aaaa)(Bbbb)；3311(31)(11)(AaAa)(Bbbb)或(Aaaa)(BbBb)；31(31)1(AaAa)(BB_)或(AaAa)(bbbb)或(AA_)(BbBb)或(aaaa)(BbBb)。跟进题组1已知豌豆红花对白花、高茎对矮茎、子粒饱满对子粒皱缩为显性，控制它们的三对基因自由组合。以纯合的红花高茎子粒皱缩植株与纯合的白花矮茎子粒饱满植株杂交，F2理论上为()A27种基因型，16种表现型B高茎子粒饱满矮茎子粒皱缩151C红花
11、子粒饱满红花子粒皱缩白花子粒饱满白花子粒皱缩9331D红花高茎子粒饱满：白花矮茎子粒皱缩273解析 首先假设控制红花和白花、高茎和矮茎、子粒饱满和子粒皱缩的等位基因分别为 A 和 a、B 和 b、C 和 c，则纯合的红花高茎子粒皱缩植株与纯合的白花矮茎子粒饱满植株的基因型分别为 AABBcc 和 aabbCC，F1 的基因型为 AaBbCc，F2理论上有 2228 种表现型；高茎子粒饱满矮茎子粒皱缩91；红花子粒饱满红花子粒皱缩白花子粒饱满白花子粒皱缩9331；红花高茎子粒饱满白花矮茎子粒皱缩343434 141414 271。答案 C2(2014河南郑州检测)人体肤色的深浅受 A、a 和 B
12、、b 两对基因控制，这两对等位基因分别位于两对同源染色体上。A、B 可以使黑色素增加，两者增加的量相等，并且可以累加，基因 a 和 b 与色素的形成无关。一个基因型为 AaBb 的人与一个基因型为 AaBB 的人结婚，下列关于其子女肤色深浅的描述中，正确的是()A子女可产生 3 种表现型B与亲代 AaBb 肤色深浅一样的有14C肤色最浅的孩子的基因型是 aaBBD与亲代 AaBB 表现型相同的有38解析 由题意可知，人类共有 5 种肤色，对应的基因型是含四个显性基因(AABB)、三个显性基因(AABb、AaBB)、两个显性基因(AaBb、AAbb、aaBB)、一个显性基因(Aabb、aaBb)
13、和无显性基因(aabb)；基因型为 AaBb 和 AaBB 的人结婚，后代中基因型为 1AABB、1AABb、2AaBB、2AaBb、1aaBB、1aaBb，故后代有 4 种不同的表现型，A 错误。与亲代 AaBb 肤色深浅一样的占38，B 错误。后代中基因型为 aaBb 的孩子肤色最浅，C 错误。与亲代 AaBB 表现型相同的占38，D 正确。答案 D突破点2 巧用自由组合定律 预测遗传病概率 知识精讲1相关概率计算当两种遗传病(甲病和乙病)之间具有“自由组合”关系时，可用图解法来计算患病概率。首先根据题意求出患一种病(患甲病或患乙病)的概率，再根据乘法原理计算：两病兼患概率患甲病概率患乙病
14、概率；只患甲病概率患甲病概率两病兼患概率；只患乙病概率患乙病概率两病兼患概率；只患一种病概率只患甲病概率只患乙病概率；正常概率(1患甲病概率)(1患乙病概率)；患病概率患甲病概率患乙病概率两病兼患概率1正常的概率。2相关概率求解范围的确定(1)在所有后代中求概率：不考虑性别归属，凡其后代均属于求解范围。(2)只在某一性别中求概率：需要避开另一性别，只看其在所求性别中的概率。(3)连同性别一起求概率：此种情况下，性别本身也属于求解范围，因而应先将该性别的出生概率(12)列入范围，然后再在该性别中求概率。(4)对于常染色体遗传病，后代性状与性别无关，因此，其在女性或男性中的发病概率与其在子代中的发
15、病概率相等。(5)若是性染色体遗传病，需要将性状与性别结合在一起考虑，即在具体某一性别中求某一性状所占的比例。巧用分解组合法解答遗传病概率问题只患甲病的概率是m(1n)；只患乙病的概率是n(1m)；甲、乙两病均患的概率是mn；甲、乙两病均不患的概率是(1m)(1n)。考题示例【示例1】(2012山东理综，6)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1基因型为AaBB，且2与3婚配的子代不会患病。根据以下系谱图，正确的推断是()A3 的基因型一定为 AABbB2 的基因型一定为 aaBBC1 的基因型可能为 AaBb 或 AABbD2 与基因型为 AaBb 的女性婚配，子代患病的概率
16、为 316解析 已知该遗传病是由两对等位基因控制的，2 和3患病但子代不会患病，说明这两对等位基因中每对等位基因的隐性纯合子(即 aa 或 bb)均可引起该遗传病，只有 A_B_的个体才能表现正常。进一步结合1 的基因型(AaBB)可确定2和3 的基因型分别为 aaBB 和 AAbb，所以3 的基因型是 AaBb 或 AABb，1 和2 的基因型均为 AaBb。2(AaBb)与基因型为 AaBb 的女性婚配，则子代患病的概率应为 316(A_bb)316(aaB_)116(aabb)716。答案 B【示例2】一个正常的女人与一个并指(Bb)的男人结婚，他们生了一个白化病且手指正常的孩子。求再生
17、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 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，孩子中并指的概率应为12(非并指概率为12)，白化病的概率应为14(非白化病概率应为34)，则：(1)再生一个只患并指孩子的概率为：并指概率并指又白化概率12121438。(2)只患白化病的概率为：白化病概率白化病又并指的概率14121418。(3)生一既白化又并指的男孩的概率为：男孩出生率白化病概率并指概率1214
18、12 116。(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1234141212。(5)后代中患病的概率为：1全正常(非并指、非白化)1123458。答案(1)38(2)18(3)116(4)12 (5)58界定患病概率计算中的“患病男孩”与“男孩患病”(1)常染色体上的基因控制的遗传病男孩患病概率女孩患病概率患病孩子概率。以男孩患病概率为例推理如下：男孩患病概率患病男孩所有男孩12患病孩子12所有后代患病孩子所有后代患病孩子概率。患病男孩概率患病女孩概率患病孩子概率12。以患病男孩概率为例推理如下：患病男孩概率患病男孩所有后代12患病孩子所有后代患病孩子所有后代12患病
19、孩子概率12。(2)性染色体上的基因控制的遗传病性染色体上的基因控制的性状与性别相关联，所以在计算“患病男孩”与“男孩患病”概率时遵循伴性遗传规律，即：患病男孩的概率12男孩出生率男孩(XY)中的患病率；男孩患病的概率子代男孩(XY)群体中患病者占的概率，此时不必再乘12男孩出生率。跟进题组1如图为某男性的一个精原细胞示意图(白化病基因为a、色盲基因为b)，该男性与正常女性结婚生了一个白化兼色盲的儿子。下列叙述错误的是()A此男性的某些体细胞中可能含有 4 个染色体组B该夫妇所生儿子的色盲基因一定来自母亲C该夫妇再生一个正常儿子的概率是 316D若再生一个女儿，患病的概率是 116解析 由精原
20、细胞的示意图可知：细胞中含有两个染色体组，基因型是 AaXbY，在有丝分裂后期可以含有 4 个染色体组，A正确；儿子的色盲基因只能来自母亲，B 正确；根据题意可知母亲的基因型为 AaXBXb，正常儿子的概率不患白化病的概率色觉正常儿子的概率3414 316，C 正确；女儿患病的概率1(不患白化病的概率女儿中色觉正常的概率)13412 58，D 错误。答案 D2如图是某家族遗传系谱图，现已查明1不携带乙病致病基因。下列说法不正确的是()A甲病为常染色体显性遗传病，乙病为伴 X 染色体隐性遗传病B1 和2 再生一个孩子，患有甲病的概率为34C4 与正常男性结婚，生一个男孩患乙病的概率为18D5 与正常男性结婚，生一个两病兼患女孩的概率为 0解析 根据系谱图，1 和2 均患甲病，其女儿4 表现正常，可推知甲病为常染色体显性遗传病；因1 不携带乙病致病基因，其儿子3 为患者，可推知乙病为伴 X 染色体隐性遗传病。1 和2 再生一个孩子，患有甲病的概率为34；4 与一正常男性结婚，生一个男孩，患有乙病的概率为14；因正常男性不携带乙病致病基因，故其女儿不可能患乙病。答案 C