1、第三节自由组合定律必备知识自主学习一、两对相对性状的杂交实验1.实验过程:(1)写出图中代表的表型或比例:黄色圆粒;黄色圆粒;绿色圆粒;9331。(2)实验分析:两亲本无论正交还是反交,F1均为黄色圆粒,说明豌豆的粒色和粒形中显性性状分别是黄色和圆粒。F2中除了出现亲本类型外,还出现的两种新类型是黄色皱粒和绿色圆粒。每对性状的遗传均符合分离定律。(3)提出问题:为什么F2出现了不同于亲本的新性状?2.对自由组合现象的解释提出假说:填一填:基于孟德尔对自由组合现象的解释填空:(1)性状由遗传因子控制。亲本中纯种黄色圆粒和纯种绿色皱粒豌豆的遗传因子组成分别是YYRR、yyrr。F1的遗传因子组成为
2、YyRr。(2)F1产生配子的种类及比例。假说:F1产生配子时,每对遗传因子彼此分离,不同对的遗传因子可以自由组合。F1产生配子的种类及比例:YRyRYryr=1111。(3)受精时,雌雄配子随机结合。配子结合方式:16种。遗传因子组合形式:9种。F2的性状表现:4种。3.对自由组合现象解释的验证演绎推理、实验验证:孟德尔通过测交实验对自由组合现象解释作出了验证,基于测交实验的过程填空:4.自由组合定律的归纳得出结论:(1)发生时间:形成配子时。(2)遗传因子间的关系:控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的。(3)得出结论:在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性
3、状的遗传因子自由组合。F2中黄色绿色=31,圆粒皱粒=31,而黄色圆粒黄色皱粒绿色圆粒绿色皱粒=9331,你能找出两个31与9331的关系吗?提示:9331=(31)(31)二、孟德尔遗传规律的再发现判一判:基于对孟德尔遗传规律和相关概念的理解,判断下列说法的正误:1.孟德尔基于实验提出了基因的分离定律和自由组合定律。()提示:孟德尔时期并不知道基因的存在,是后人发现基因后将孟德尔的遗传规律称为基因的分离定律和自由组合定律。2.生物的性状是由基因决定的。()3.体细胞中的遗传因子是成对存在的,形成配子时成对的遗传因子彼此分离。()4.D与D、D与d均为等位基因。()提示:控制相对性状的基因为等
4、位基因。5.表型相同的个体基因型一定相同。()提示:高茎豌豆的基因型可能是DD或Dd。基因型相同的个体表型是否一定相同?为什么?提示:不一定。表型不仅受基因的影响同时也受生存环境的影响。关键能力合作学习知识点一 两对相对性状的杂交实验1.F1产生配子的分析:特别提醒:Y与y的分离和R与r的分离是互不干扰的。自由组合后配子的概率是两种配子单独分离后概率的乘积。2.F2性状表现的分析:两对相对性状的分离是各自独立的,二者之间自由组合。特别提醒:F2中某种性状表现出现的概率是两种性状表现概率的乘积,如黄色圆粒占9/16,等于黄色3/4与圆粒3/4的乘积。重组类型是指子代个体中与亲本性状表现不同的类型
5、。3.F2基因型的分析:控制两对相对性状的基因相互独立,互不干扰,且二者之间自由组合。特别提醒:子代中某种基因型出现的概率为两种基因型概率的乘积,如YYRr占2/16,等于YY 1/4与Rr2/4的乘积。等位基因在分离的同时,非等位基因自由组合。4.F2的性状表现与基因型的对应关系:表型基因型及比例双显性1/16YYRR、2/16YyRR、2/16YYRr、4/16YyRr单显性1/16YYrr、2/16Yyrr1/16yyRR、2/16yyRr双隐性1/16yyrr (1)双显性状(Y-R-)占9/16(2)单显性状(Y-rr+yyR-)占6/16(3)双隐性状(yyrr)占1/16(4)亲
6、本类型(Y-R-+yyrr)占10/16(5)重组类型(Y-rr+yyR-)占6/16【知识拓展】F2中9331分离比成立的条件(1)两对相对性状由两对等位基因控制,且两对基因的分离与组合互不干扰。(2)配子全部发育良好,后代存活率相同。(3)所有后代都应处于一致的环境中,并且存活率相同。(4)材料丰富,后代数量足够多。如表是具有两对相对性状的亲本杂交后子二代的基因型,其中部分基因型未列出,以阿拉伯数字表示。下列选项错误的是()雄配子RYRyrYry雌配子RY13RrYYRrYyRyRRYyRRyy4RryyrY2RrYyrrYYrrYyryRrYyRryyrrYyrryyA.1、2、3、4的
7、表型都一样B.在此表格中,RRYY只出现一次C.在此表格中,RrYy共出现四次D.基因型出现概率的大小顺序为4321【解题思维】解答本题需突破以下两个关键点:【解析】选D。表格中1的基因型为RRYY,2的基因型为RrYY,3的基因型为RRYy,4的基因型为RrYy,出现的概率分别为1/16、1/8、1/8、1/4,大小顺序为43=21。【审答误区】本题常见错因有两种:(1)无法准确判断基因型与表型的对应关系:对于一对相对性状而言,出现显性基因时即表现为显性性状。(2)无法准确计算某种基因型出现的概率:如题中RrYy出现的概率应为1/21/2=1/4。【母题追问】(1)亲本的基因型是什么?提示:
8、RRYY和rryy或RRyy和rrYY。(2)子二代中重组类型占多少?提示:若亲本基因型为RRYY和rryy,则子二代中重组类型为3/8,若亲本基因型为RRyy和rrYY,则子二代中重组类型为5/8。 孟德尔的豌豆杂交实验中,将纯种的黄色圆粒(YYRR)与纯种的绿色皱粒(yyrr)豌豆杂交。F2种子为560粒。从理论上推测,F2种子中基因型与其个体数基本相符的是()选项ABCD基因型YyRRyyrrYyRryyRr个体数140粒70粒140粒35粒【解析】选C。根据孟德尔两对相对性状的杂交实验可知,YyRR占F2总数的比例为2/16,即5602/16=70粒;yyrr占F2总数的比例为1/16
9、,即5601/16=35粒;YyRr占F2总数的比例为4/16,即5604/16=140粒;yyRr占F2总数的比例为2/16,即5602/16=70粒。知识点二 自由组合定律的应用1.自由组合定律适用范围界定:(1)适用生物类别:真核生物,凡原核生物及病毒的遗传均不符合。(2)遗传方式:细胞核遗传,真核生物的细胞质遗传不符合。(3)发生时间:进行有性生殖的生物在减数分裂产生配子的过程中。(4)范围:基因分离定律与自由组合定律均为真核生物细胞核基因在有性生殖中的传递规律。2.自由组合问题的解题方法分解组合法:(1)原理:分离定律是自由组合定律的基础。(2)解题思路及实例:解题思路:首先将自由组
10、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问题。实例分析:如AaBbAabb可分解为如下两个分离定律:AaAa;Bbbb,然后再将多对基因综合起来进行分析,按照数学上的“乘法原理”和“加法原理”,根据题目要求的实际情况进行重组。(3)常见类型及解题规律:题型分类解题规律示例种类问题配子类型(配子种类数)2n(n为等位基因对数)AaBbCCDd产生配子种类数为2212=8(种)配子间结合方式配子间结合方式的种类数等于配子种类数的乘积AaBbCcaaBbCC配子间结合方式的种类数为82=16(种)子代基因型(或表型)种类双亲杂交(已知双亲基因型),子代
11、基因型(或表型)种类数等于各性状按分离定律所求基因型(或表型)种类数的乘积AaBbCcAabbcc,子代基因型为322=12(种),表型为222=8(种)概率问题基因型(或表型)的比例按分离定律求出相应基因型(或表型)的比例,然后利用乘法原理进行组合AABbDdaaBbdd,F1中AaBbDd所占的比例为11/21/2=1/4纯合子或杂合子出现的比例按分离定律求出纯合子的概率的乘积为纯合子出现的比例,杂合子概率=1-纯合子的概率AABbDdAaBBdd杂交,后代中纯合子所占比例为1/21/21/2=1/8特别提醒:子代出现1111的性状分离比不一定是测交的结果,亲本可以是Aabb和aaBb。子
12、代出现9331的性状分离比,亲本的遗传因子组成为AaBb。3.自由组合定律中的异常分离比:基因间的相互关系F1(AaBb)自交后代表型及比例F1(AaBb)测交后代表型及比例两对遗传因子独立遗传93311111只要存在显性基因就表现为同一性状,其余为正常表现15131双显性、双隐性和一种单显性表现同一性状,另一种单显性表现为另一种性状13331双显性表现为一种性状,其余表现为另一种性状9713存在某一特定显性基因时就表现为同一性状,其余正常表现1231211单显性表现为同一性状,其余表现正常961121aa(或bb)存在时表现为同一性状,其余表现正常934112A、B的作用效果相同,且具有累加
13、作用,显性基因越多,效果越强14641121特别提醒:解答异常分离比问题时,先计算子代比例的和,如果和为16,则至少由两对等位基因控制的自由组合,如果和为64,则至少由三对等位基因控制的自由组合,依次类推。【知识拓展】自由组合定律异常分离比解题技巧(1)若表型比例之和是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9331进行对比,分析合并的类型及比例。如比例为934,则为93(31),即4为两种表型的合并结果。向日葵种子粒大(B)对粒小(b)为显性,含油少(S)对含油多(s)为显性,某人用粒大油少和粒大油多的向日葵进行杂交,结果如图所示。这些杂交后代的
14、基因型的种类是()A.9种B.8种C.6种D.4种【解题思维】解答本题需突破两个关键点:【解析】选C。用分离定律分析每对相对性状的遗传可知,杂交后代中粒大粒小=31,亲本的组合类型是BbBb,杂交后代有3种基因型;油少油多=11,亲本的组合类型是Ssss,杂交后代有2种基因型。由此可知亲本BbSs和Bbss杂交,后代的基因型有32=6(种)。1.彩椒的颜色是由两对等位基因决定的,皮色遗传遵循自由组合定律。已知红皮基因(B)对绿皮基因(b)为显性,但当另一黄色显性基因(A)存在时,基因B和b都不能表达。现用基因型为AaBb的个体和基因型为aaBb的个体杂交,其后代表型的种类及比例为()A.2种,
15、71B.3种,431C.3种,611 D.4种,1221【解析】选B。基因型为AaBb的个体和基因型为aaBb的个体杂交,由于红皮基因(B)对绿皮基因(b)为显性,且另一黄色显性基因(A)存在时,基因B和b都不能表达,所以A_B_(黄色)A_bb(黄色)aaB_(红色)aabb(绿色)=3131,即后代表型有3种,其比例为黄色红色绿色=431。2.豌豆中高茎对矮茎是显性,绿豆荚对黄豆荚是显性,这两对基因是独立遗传的,现用高茎绿豆荚与矮茎黄豆荚杂交,从理论上分析,其后代的基因型不可能出现的比例是()A.10B.121C.11D.1111【解析】选B。若亲本的基因型为AABBaabbAaBb,则子
16、代只有1种基因型,即AaBb,A正确;高茎绿豆荚与矮茎黄豆荚杂交后代基因型比例不会出现121,B错误;亲本的基因型为AaBBaabb1AaBb1aaBb或AABbaabb1AaBb1Aabb,子代的基因型比例为11,C正确。若亲本的基因型为AaBbaabb1AaBb1Aabb1aaBb1aabb,则子代基因型比例为1111,D正确。【补偿训练】基因自由组合定律的实质是()A.子二代性状的分离比为9331B.在减数分裂形成配子时,非同源染色体上的非等位基因自由组合C.测交后代性状的分离比为1111D.子二代出现与亲本性状不同的新类型【解析】选B。决定两对相对性状的基因如果位于两对同源染色体上,则
17、其杂合子自交,后代符合9331的分离比,是子二代性状的分离比,不是基因自由组合定律的实质;基因自由组合定律的实质是在减数分裂形成配子时,等位基因分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合;验证基因的自由组合定律是通过测交实验,测交后代的分离比为1111,说明杂种子一代产生配子时,非同源染色体上的非等位基因自由组合,产生数目相等的4种配子;子二代出现与亲本性状不同的新类型,是基因重组的结果,不是基因自由组合定律的实质。核心素养情境探究1.【实验情境】“天上蟠桃,人间肥桃”,肥城桃被誉为群桃之冠,在其培育过程中,对其某些性状进行研究。桃的果皮有毛和无毛、果肉黄色和白色为两对相对性状,各由一对等
18、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:实验一:有毛白肉A无毛黄肉B有毛黄肉有毛白肉为11实验二:无毛黄肉B无毛黄肉C全部为无毛黄肉实验三:有毛白肉A无毛黄肉C全部为有毛黄肉探究:(1)通过上述哪个实验可以确定无毛和有毛、白肉和黄肉的显隐性关系?说明理由。(科学思维)提示:实验三。实验三中有毛白肉个体A与无毛黄肉个体C杂交,后代均为有毛黄肉,所以有毛、黄肉为显性性状。(2)通过上述三个实验能否确定A、B、C的基因型?若能,写出基因型;若不能,说明理由。(科学思维)提示:能。A的基
19、因型为DDff,B的基因型为ddFf,C的基因型为ddFF。2.【实验情境】安哥拉兔毛以柔软、光泽闻名于世,根据遗传学最新研究可知,家兔的毛色是受A、a和B、b两对等位基因控制的。其中,基因A决定黑色素的形成;基因B决定黑色素在毛皮内的分散(黑色素的分散决定了灰色性状的出现);没有黑色素的存在,就谈不上黑色素的分散。这两对基因独立遗传。育种工作者选用纯合的家兔进行了如图所示的杂交实验:P灰色白色 F1灰色 同代基因型相同的异性个体相交F2灰色黑色白色934探究:(1)控制家兔毛色的两对等位基因是否遵循自由组合定律?说明理由。(科学探究)提示:遵循。因为F2的性状分离比是934,是9331的变式
20、。(2)欲探究F2中一只白色家兔的基因型,请利用图中的个体,简单写出杂交实验方案,并预测结果。(科学探究)提示:实验方案:让该白色家兔与F1杂交,统计子代的表型及比例。结果及结论:若子代家兔灰色黑色白色=112,则该白兔基因型为aabb。若子代家兔中灰色白色=11,则该白兔的基因型为aaBB。若子代家兔中灰色黑色白色=314,则该白兔的基因型为aaBb。课堂检测素养达标1.孟德尔通过两对相对性状的杂交实验,提出了自由组合定律,下列关于本实验叙述正确的是_。两对相对性状的实验中,每一对相对性状的遗传均遵循分离定律自由组合的含义是雌、雄配子自由组合F1在形成配子时不同对的基因会自由组合对自由组合现
21、象解释的验证采用了自交的方法F2中重组类型占1/2测交实验时必须F1做父本【解析】选。两对相对性状的遗传实验中,每一对相对性状的遗传均遵循分离定律,正确。自由组合的含义是形成配子时不同对的基因自由组合,而不是雌雄配子自由组合,错误,正确。孟德尔使用测交的方法验证了对自由组合现象的解释,错误。F2中重组类型占3/8,错误。测交实验时,正交反交结果是相同的,F1既可以做父本也可以做母本,错误。2.基因型为YyRr的亲本自交,其子代的表型、基因型分别是()A.4种、9种B.3种、16种C.4种、8种D.3种、9种【解析】选A。基因型为Yy个体自交,性状表现有2种,遗传因子的组合形式有3种,基因型为R
22、r个体自交,性状表现有2种,遗传因子的组合形式有3种;因此遗传因子组合为YyRr的亲本自交,其子代中的性状表现是22=4种,遗传因子组合形式是33=9种。综上所述,A正确,B、C、D错误。3.如图表示豌豆杂交实验时F1自交产生F2的结果统计。对此说法不正确的是()A.这个结果能够说明黄色和圆粒是显性性状B.这两对相对性状的遗传只遵循分离定律C.F1的表型和基因型能确定D.亲本的表型和基因型不能确定【解析】选B。依据题意,F2黄色圆粒绿色圆粒黄色皱粒绿色皱粒=9331,这个结果说明黄色和圆粒是显性性状,绿色和皱粒是隐性性状,A正确;这两对相对性状的遗传遵循自由组合定律,B错误;设控制豌豆黄色、绿
23、色的基因分别为Y、y,圆粒、皱粒的基因分别为R、r,则F1的基因型为YyRr,表型为黄色圆粒,C正确;亲本的基因型为YYRR、yyrr,或YYrr、yyRR,表型为黄色圆粒、绿色皱粒,或黄色皱粒、绿色圆粒,D正确。4.如图表示基因在染色体上的分布情况,其中不遵循基因自由组合定律的相关基因是()A.B.C.D.【解析】选A。基因自由组合定律研究的是非同源染色体上基因的遗传规律,而图示中A-a与D-d基因位于同一对同源染色体上,故不遵循基因的自由组合定律。5.根据孟德尔对两对相对性状杂交实验的解释,基因型为YyRR的个体,产生的配子类型及比例为()A.YyRr=1111B.YyRr=11C.YRy
24、R=11D.Yy=11【解析】选C。根据孟德尔的解释,在产生配子时,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,产生YR和yR两种配子,且比例为11。6.下列最能体现孟德尔遗传规律本质的选项是()A.杂合的高茎豌豆自交,后代出现31的性状分离B.纯合的黄色圆粒与绿色皱粒豌豆杂交,F1全是黄色圆粒豌豆C.纯合的黄色圆粒与绿色皱粒豌豆杂交,F1产生四种比例相等的配子D.纯合的黄色圆粒与绿色皱粒豌豆杂交,F2有四种表型,比例为9331【解析】选C。孟德尔遗传规律包括基因的分离定律和基因自由组合定律,基因的分离定律的本质是同源染色体上的等位基因的分离,基因自由组合定律的本质是非同源染
25、色体上的非等位基因的自由组合。因此C选项中,纯合的黄色圆粒与绿色皱粒豌豆杂交,F1产生四种比例相等的配子最能体现基因自由组合定律的本质,故选C。7.南瓜果实的白色(W)对黄色(w)是显性,盘状(D)对球状(d)是显性,控制两对性状的基因独立遗传,那么表型不同的一组是()A.Wwdd和WWddB.WWDd和WwDDC.wwDD和wwddD.WwDd和WWDD【解析】选C。含有W的表型为白色,只含有w的表型为黄色,含有D的表型为盘状,只含有d的表型为球状。8.下列关于基因型和表型关系的叙述中,正确的是()A.表型相同,基因型一定相同B.基因型相同,表型一定相同C.在相同的环境下,表型相同,基因型一
26、定相同D.在相同的环境下,基因型相同,表型一定相同【解题导引】(1)明确基因型和表型的关系:表型相同,基因型不一定相同;基因型相同,表型也不一定相同。(2)理解影响表型的因素:决定因素是基因型,也受环境因素的影响,因此表型是基因型和环境共同作用的结果。【解析】选D。表型相同,基因型不一定相同,A错误;基因型相同,表型可能由于环境不同而不同,B错误;在相同的环境条件下,表型相同,基因型也不一定相同,如显性纯合子与显性杂合子,C错误;在相同的环境下,基因型相同,表型一定相同,D正确。9.果蝇中灰身(B)与黑身(b)、长翅(D)与残翅(d)是两对相对性状且独立遗传。灰身长翅的雌蝇与灰身残翅的雄蝇杂交
27、,子代中76只为灰身长翅,73只为灰身残翅,23只为黑身长翅,25只为黑身残翅。回答下列问题:(1)两个亲本中,雌蝇的基因型为_,雄蝇的基因型为_。(2)亲本雌蝇产生卵细胞的种类有_种,其理论比例为_。(3)上述子代中表型为灰身长翅个体的基因型为_,黑身残翅个体的基因型为_。(4)若子代中的灰身长翅个体自交,出现黑身残翅的概率为_。【解析】(1)根据题意分析可知,子代中灰身长翅灰身残翅黑身长翅黑身残翅3311,故亲本灰身长翅雌蝇基因型为BbDd,灰身残翅雄蝇基因型为Bbdd。(2)亲本雌蝇产生的卵细胞有BD、Bd、bD、bd 4种,其理论比例为1111。(3)上述子代中,灰身长翅个体的基因型为
28、BBDd和BbDd,黑身残翅个体的基因型为bbdd。(4)子代中的灰身长翅个体基因型及比例为BBDdBbDd=12,若灰身长翅个体自交,则出现黑身残翅的概率为2/31/41/4=1/24。答案:(1)BbDdBbdd(2)41111(3)BBDd、BbDdbbdd(4)1/2410.(2020南昌高一检测)某单子叶植物的非糯性(A)对糯性(a)为显性,抗病(T)对染病(t)为显性,花粉粒长形(D)对圆形(d)为显性,三对等位基因独立遗传,非糯性花粉遇碘液变蓝,糯性花粉遇碘液变棕色。现有四种纯合子基因型分别为AATTdd,AAttDD,AAttdd,aattdd。请完成下列问题。(1)若采用花粉
29、鉴定法验证基因的分离定律,应选择亲本_和_杂交。(2)若采用花粉鉴定法验证基因的自由组合定律,可以选择亲本_和_杂交。(3)若培育糯性抗病优良品种,应选用_和_亲本杂交。(4)将和杂交后所得的F1的花粉涂在载玻片上,加碘液染色后,置于显微镜下观察,将会看到_种类型的花粉,且比例为_。(5)自由组合定律的实质是_是互不干扰的;在减数分裂过程中,_。【解析】(1)基因分离定律的实质是等位基因随着同源染色体的分开而分离,根据题干信息,非糯性花粉遇碘液变蓝,糯性花粉遇碘液变棕色,则用花粉鉴定法验证基因的分离定律,杂交后代应该含有Aa,因此可以选择亲本和杂交。(2)由分析可知,花粉粒分为长形和圆形、非糯
30、性和糯性,且非糯性花粉遇碘液变蓝,糯性花粉遇碘液变棕色,利用花粉鉴定法验证自由组合定律,杂交后代要同时含有AaDd,应该选用和杂交。(3)若培育糯性抗病(aaT_)优良品种,杂交后代应该含有T和a,所以应该选择亲本和杂交。(4)和杂交后代的基因型是AattDd,其可以产生四种比例相等的配子,即AtD、Atd、atD、atd,所以将F1的花粉涂在载玻片上,加碘液染色后,置于显微镜下观察,将会看到四种类型的花粉,比例是1111。(5)基因自由组合定律的实质:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的,在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。答案:(1)(2)(3)(4)41111(5)位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合
