1、第5讲 基因的自由组合定律 高频考点突破 第 讲 基因的自由组合定律 5基础自主梳理 实验专题探究 命题视角剖析 即时达标训练 基础自主梳理 一、两对相对性状的遗传试验 1试验过程 P 黄圆绿皱 F1 黄圆 F2 黄圆 _ _ 绿皱 9 33 1 黄皱绿圆2实验现象 F2中出现不同对性状之间的_。F2中4种表现型的分离比为9331。二、对自由组合现象的解释自由组合基因分离定律非同源染色体上的非等位基因4随机92遗传图解 P：(黄圆)YYRR yyrr(绿皱)F1 黄圆_ YyRrYR yR Yr yr YR YYRR _ YYRr YyRr yR YyRR yyRR YyRr yyRr Yr
2、YYRr YyRr _ Yyrr yr _ yyRr Yyrr yyrr YyRR YYrr YyRr 配子 配子 三、对自由组合现象解释的验证 1测交的遗传图解 表现型：黄色圆粒 黄色皱粒 绿色圆粒 绿 色皱粒 比例：1 1 1 1 2结果分析(1)测交后代出现数量相等的4种类型的原因是杂种子一代产生了四种数目相等的配子，隐性纯合子只产生一种配子。(2)测交结果证实了F1在形成配子时，_是自由组合的。四、基因自由组合定律的实质 1位于非同源染色体上的_的分离或组合互不干扰。2在进行减数分裂形成配子的过程中，_上的等位基因分离，同时_上的非等位基因自由组合。非等位基因不同对的基因之间同源染色体
3、非同源染色体五、孟德尔获得成功的原因 1正确选用实验材料。2分析性状时采用_的研究方法。3用_方法对试验结果进行分析。4科学地设计了实验程序：提出问题_实验验证得出结论。先单因素后多因素统计学作出假设思考感悟你能分析一下自由组合定律适用范围及细胞学基础是什么吗？【提示】自由组合定律适用于有性生殖的真核生物且控制不同性状的基因分别位于不同对同源染色体上。在减数分裂过程中，同源染色体的联会和后来的分开，使得一对等位基因与另一对等位基因的分配和组合是互不干扰、各自独立的。高频考点突破 两对相对性状的遗传试验的分析1实验分析P YYRR(黄圆)yyrr(绿皱)F1 YyRr(黄圆)YyYy1YY2Yy
4、1yyRrRr1RR2Rr1rrF21YY(黄)2Yy(黄)1yy(绿)1RR(圆)2Rr(圆)1rr(皱)1YYRR 2YyRR(黄圆)2YYRr 4YyRr 1yyRR(绿圆)2yyRr 1YYrr 2Yyrr(黄皱)1yyrr(绿皱)2与 F2 有关的结论(1)F2 有 16 种组合方式，9 种基因型，4 种表现型。4 种表现型比例为：91YYRR2YyRR2YYRr4YyRr31yyRR2yyRr31YYrr2Yyrr1yyrr(2)双显性(黄圆)占 9/16，单显性(绿圆、黄皱)各占3/16，双隐性(绿皱)占 1/16。(3)纯 合 子 占4/16(1/16YYRR 1/16YYrr
5、 1/16yyRR1/16yyrr)杂合子占12/16双杂合子占单杂合子各占、YYRr、yyRr、(4)亲本类型(Y_R_yyrr)占 10/16，重组类型(yyR_Y_rr)占 6/16。【名师点拨】每对相对性状的遗传均遵循基因分离定律，可运用基因分离定律分析 F1 产生的配子类型及比例：F2 中重组类型的比例决定于两纯合亲本的基因型。若双亲分别为双显、双隐纯合子，则 F2中重组类型占 316 31638。若双亲为一显一隐纯合子，则 F2 中重组类型占 916 11658。即时应用(随学随练，轻松夺冠)1(2011年湖北黄冈第一次模拟)在西葫芦的皮色遗传中，已知黄皮基因(Y)对绿皮基因(y)
6、为显性，但在另一白色显性基因(W)存在时，则基因Y和y都不能表达。两对基因独立遗传。现有基因型WwYy的个体自交，其后代表现型种类及比例是()A4种，9331 B2种，133 C3种，1231D3种，1033 解析：选 C。本题考查了应用自由组合定律分析问题的能力、理解能力和推理能力等。在独立遗传的条件下，两对基因的传递遵循自由组合定律。基因型为 WwYy 的个体自交，后代共有 9 种基因型。它们的比例分别为：116WWYY、216WWYy、116WWyy、216WwYY、416WwYy、216Wwyy、116wwYY、216wwYy、116wwyy。据题意知，白色显性基因 W 存在时，黄色基
7、因(Y)和绿色基(y)均不能表达，因此含 W 基因的基因型(前 6种)的个体表现为白色，概率为1216(116 216 116216 416 2161216)；基因型为 wwY_的个体表现为黄色，概率为 316；基因型为 wwyy 的个体表现为绿色，概率为 116。因此后代表现型共有 3种，分离比为 1231。1适用范围(1)有性生殖的真核生物的核遗传。(2)由位于非同源染色体上的非等位基因控制的两对或两对以上的性状遗传，如右图所示：A、a和C、c或B、b和C、c控制的性状遗传符合自由组合定律，而A、a和B、b控制的性状遗传则不符合自由组合定律。自由组合定律的适用范围及细胞学基础2细胞学基础
8、3YyRr基因型的个体产生配子情况如下 可能产生配子的种类 实际能产生配子的种类 一个精原细胞 4种 2种(YR和yr或Yr和yR)一个雄性个体 4种 4种(YR和yr和Yr和yR)一个卵原细胞 4种 1种(YR或yr或Yr或yR)一个雌性个体 4种 4种(YR和yr和Yr和yR)【名师点拨】一对同源染色体的一对等位基因在形成四分体时，非姐妹染色单体的相同位置上基因相同，其原因可能是间期时发生了基因突变，也可能是前期非姐妹染色单体交叉互换的结果。非同源染色体上非等位基因的自由组合产生的变异属于基因重组，而四分体的非姐妹染色单体之间的交叉互换引起的变异也属于基因重组。减数分裂过程中非同源染色体的
9、自由组合发生在同源染色体分离的基础上。即时应用(随学随练，轻松夺冠)2某种昆虫长翅(A)对残翅(a)为显性，直翅(B)对弯翅(b)为显性，有刺刚毛(D)对无刺刚毛(d)为显性，控制这3对相对性状的基因均位于常染色体上。现有这种昆虫一个体的基因型如图所示，下列相关判断中正确的是()A长翅与残翅、直翅与弯翅两对相对性状的遗传遵循基因的自由组合定律 B该昆虫的一个初级精母细胞所产生的精细胞的基因型有4种 C该昆虫的细胞在减数第一次分裂后期移向同一极的基因为A、a、b、b D验证基因的自由组合定律时可用该昆虫与异性的aaBBdd个体交配 解析：选D。由图示信息可知，控制长翅与残翅，直翅与弯翅这两对相对
10、性状的两对等位基因位于一对同源染色体上，所以不遵循基因自 由组合定律。B项中该昆虫的一个初级精母细胞所产生的四个精细胞中，基因型只有两种，即AbD、abd或Abd、abD。在减数第一次分裂后期发生同源染色体的分离，移向一极的基因中通常没有等位基因。要验证A和a、D和d这两对基因是否符合自由组合定律，常用方法是测交，即可选用异性的aabbdd或aaBBdd与该个体交配。利用分离定律解决自由组合定律问题自由组合定律以分离定律为基础，因而可以用分离定律的知识解决自由组合定律的问题。况且，分离定律中规律性比例比较简单，因而用分离定律解决自由组合定律问题简单易行。1配子类型的问题 规律：某一基因型的个体
11、所产生配子种类等于2n种(n为等位基因对数)。如：AaBbCCDd产生的配子种类数：Aa Bb CC Dd 2 2 1 2238种 2配子间结合方式问题 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。如：AaBbCc与AaBbCC杂交过程中，配子间结合方式有多少种？先求AaBbCc、AaBbCC各自产生多少种配子：AaBbCc8种配子，AaBbCC4种配子。再求两亲本配子间结合方式：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。3基因型、表现型问题(1)已知双亲基因型，求双亲杂交后所产生子代的基因型种类数与表现型种类数
12、规律：两基因型已知的双亲杂交，子代基因型(或表现型)种类数等于将各性状分别拆开后，各自按分离定律求出子代基因型(或表现型)种类数的乘积。如AaBbCc与AaBBCc杂交，其后代有多少种基因型？多少种表现型？先看每对基因的传递情况。AaAa后代有3种基因型(1AA2Aa1aa)；2种表现型；BbBB后代有2种基因型(1BB1Bb)；1种表现型；CcCc后代有3种基因型(1CC2Cc1cc)；2种表现型。因而AaBbCcAaBBCc后代中有32318种基因型；有2124种表现型。(2)已知双亲基因型，求某一具体基因型或表现型子代所占比例 规律：某一具体子代基因型或表现型所占比例应等于按分离定律拆分
13、，将各种性状及基因型所占比例分别求出后，再组合并乘积。如基因型为AaBbCC与AabbCc的个体杂交，求：生一基因型为AabbCc个体的概率；生一基因型为A_bbC_的概率。分析：先拆分为AaAa、Bbbb、CCCc，分别求出 Aa、bb、Cc 的概率依次为12、12、12，则子代为 AabbCc 的概率应为12121218。按前面、分别求出 A_、bb、C_的概率依次为34、12、1，则子代为 A_bbC_的概率应为3412138。(3)已知双亲类型求不同于亲本基因型或不同于亲本表现型的概率规律：不同于亲本的类型1亲本类型如上例中亲本组合为 AaBbCCAabbCc 则不同于亲本的基因型1亲
14、本基因型1(AaBbCCAabbCc)1(241212241212)6834。不同于亲本的表现型1亲本表现型1(显显显显隐显)1(3412134121)16814。(4)据子代表现型及比例推测亲本基因型规律：据子代表现型及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：9331(31)(31)AaAaBbBbAaBbAaBb1111(11)(11)AaaaBbbbAabbaaBb 或 AaBbaabb即时应用(随学随练，轻松夺冠)3某学校的一个生物兴趣小组进行了一项实验来验证孟德尔的遗传定律。该小组用豌豆的两对性状做实验，选取了黄色圆粒(黄色与圆粒都是显性性状，分别用Y、
15、R表示)与某种豌豆作为亲本杂交得到F1，并且F1的统计数据绘制成了柱形图。请根据实验结果讨论并回答下列有关问题：(1)你能推测出亲本豌豆的表现型与基因型吗？请写出推测过程。_。(2)此实验F1中的纯合子占总数的多少？请写出推测过程。_。(3)有同学认为子代黄色与绿色比符合基因的分离定律，但圆粒与皱粒的比不符合基因的分离定律，你觉得该同学的想法有道理吗？你能设计一个试验来验证你的想法吗？_。(4)如果市场上绿色圆粒豌豆销售形势很好，你能利用现有F1中四种表现型豌豆，获得纯合的绿色圆粒豌豆吗？请写出解决程序。(要求设计合理简单)_。解析：(1)由图可看出 F1 中黄色绿色31，圆粒皱粒11，可推测
16、出双亲豌豆基因型是YyRr 和 Yyrr。(2)由(1)推断出亲本豌豆基因型 YyRr 和 Yyrr 可分析，F1 中纯合子基因型有 YYrr、yyrr 两种，两者占总数的14。(3)由 F1 中粒形、粒色两对性状表现及分离比可知，两对性状都遵循基因分离定律，要想证明可选用 F1 中黄色圆粒豌豆自交，统计分析自交后代中圆粒与皱粒的数目及比例，若符合 31 则说明圆粒、皱粒的遗传符合分离定律。(4)要想培育绿色圆粒豌豆可直接从F1中选出绿色圆粒豌豆连续自交淘汰不满足要求的个体，直至不再发生性状分离即可。答案：(1)能。根据基因分离定律，单独分析一对基因传递情况，子代中黄色与绿色分离比为31，则亲
17、本的基因型为Yy和Yy，圆粒与皱粒分离比为11，则亲本的基因型为Rr和rr，所以亲本的基因型为YyRr和Yyrr，表现型是黄色圆粒、黄色皱粒(2)1/4。Yy和Yy的子代出现纯合子的概率是1/2，Rr和rr的子代出现纯合子的概率是1/2，两对基因同时分析时，子代出现纯合子的概率是1/21/21/4。(3)没有道理。如果将F1的黄色圆粒自交，则后代的圆粒与皱粒的比应该是31，符合基因的分离定律(4)能。将F1中绿圆豌豆(yyRr)自交，淘汰绿色皱粒，再连续自交并选择，直到不发生性状分离为止 实验专题探究 遗传类实验的答题技巧(二)纯合子、杂合子的判断 1理论依据(1)纯合子是由相同基因的配子结合
18、成的合子发育成的个体，纯合子能够稳定遗传，它的自交后代不再发生性状分离。(2)杂合子是由不同基因的配子结合成的合子发育成的个体，杂合子不能稳定遗传，它的自交后代会发生性状分离。(3)显性性状的个体至少有一个显性基因。隐性性状的个体一定是纯合子，其基因组成必定是两个隐性基因。(4)纯合子只产生一种类型的配子，杂合子可产生多种类型的配子。(5)纯合子中不含等位基因，杂合子中含有等位基因。2判断方法 方法1：自交的方式。让某显性性状的个体进行自交，若后代能发生性状分离，则亲本一定为杂合子；若后代无性状分离，则可能为纯合子。【注意】此法是最简便的方法，但只适合于植物，不适合于动物。且植物一般用自交法，
19、省去人工杂交的操作麻烦。方法2：测交的方式。让待测个体与隐性类型测交，若后代出现隐性类型，则一定为杂合子；若后代只有显性性状个体，则可能为纯合子。【注意】待测对象若为生育后代少的雄性动物,注意应与多个隐性雌性个体交配，以使后代产生更多的个体，使结果更有说服力。方法3：花粉鉴定法。原理：花粉中所含的直链淀粉和支链淀粉，可通过遇碘后分别变为蓝黑色和橙红色的测试法进行鉴定，并可借助于显微镜进行观察。若亲本产生两种颜色的花粉并且数量基本相等，则亲本为杂合子；若亲本只产生一种类型的花粉，则亲本为纯合子。【注意】此法只适合于产支链和直链淀粉的植物且需要借助染色和显微镜进行观察。方法4：用花药离体培养形成单
20、倍体植株，并用秋水仙素处理加倍后获得的植株进行鉴定。观察植株性状，若有两种类型，则亲本能产生两种类型的花粉，即为杂合子；若只得到一种类型的植株，则说明亲本只能产生一种类型的花粉，即为纯合子。【注意】此法只能适合于植物。实战演练(专项提能，小试牛刀)玉米的高茎对矮茎为显性，为探究一纯合高茎玉米果穗上所有子粒全为纯合、全为杂合还是既有纯合又有杂合，某同学选取了该玉米果穗上两粒子粒作为亲本，单独隔离种植，观察记录并分别统计子代植株的性状，子代全为高茎，该同学即判断玉米果穗所有子粒为纯种。(1)老师认为他的结论不科学，为什么？_。(2)请写出科学的试验思路：_。观察记录并分别统计子代植株的高矮。(3)
21、预期结果得出结论 预期结果 得出结论 该玉米穗上的子粒全是纯合子 一部分子粒子代全为高茎，另一部分子粒子代既有高茎又有矮茎 答案：(1)选择样本太少，试验有一定的偶然性，不能代表全部子粒的基因型(2)用该种玉米果穗上的全部子粒(或任意选取若干子粒)作为亲本，单独隔离种植(自交)(3)所选取子粒的子代全为高茎 所选取子粒的子代中既有高茎又有矮茎 该玉米穗上的子粒全是杂合子 该玉米穗上的子粒既有纯合子也有杂合子 命题视角剖析 视角1 紧扣教材重点例1在某种植物中，若D、d和T、t是分别位于两对同源染色体上的两对等位基因，且两对等位基因各控制一对相对性状，下列叙述正确的是()两对相对性状杂交实验的分
22、析与判断 ADDTT和ddtt杂交得F1，F1自交得F2，则F2中具有双显性性状且能稳定遗传的个体占1/4 B基因型为DDtt的植株与基因型为ddTT的植株杂交得F1，F1自交得F2，F2中与亲本表现型相同的个体占5/8 C基因型为DdTt的个体，如果产生有DD的配子类型，则可能发生了染色体数目变异 D后代的表现型数量比接近1111，则两个亲本的基因型一定为DdTt和ddtt【思路点拨】解答本题的关键有以下三方面：明确D、d和T、t控制的两对相对性状的遗传符合自由组合定律。熟练准确再现两对相对性状遗传试验的结论。运用遗传规律逐项分析推断。【尝试解答】C 【解析】逐项分析如下 选项详细分析AF2
23、 中具有双显性性状且能稳定遗传的个体基因型为 DDTT，出现的概率为1414 116BF2 中出现 DDtt 表现型的概率为3414 316，出现 ddTT 表现型的概率为1434 316，因此 F2中与亲本表现型相同的个体占 316 31638选项 详细分析 C Dd位于一对同源染色体上，减数分裂时D、d随同源染色体分离而分开，只能产生D、d配子，若产生DD的配子，说明在减数第二次分裂后期，着丝点分裂后形成的两条含D的子染色体没有分开，而进入同一极，形成DD的配子，所以可能发生了染色体数目变异 D 后代表现型数量比接近1111，则两个亲本的基因型有两种组合：DdTt和ddtt，ddTt和Dd
24、tt 互动探究(1)A 项 F2 中一显一隐性状的纯合子占多少？(2)B 项 F2 中与亲本表现型相同个体占58的双亲基因型是什么？【提示】(1)18(2)DDTT 和 ddtt。视角2 洞察高考热点自由组合定律的应用(2010年高考浙江卷)苏云金芽孢杆菌产生的毒蛋白能使螟虫死亡。研究人员将表达这种毒蛋白的抗螟虫基因转入非糯性抗稻瘟病水稻的核基因组中，培育出一批转基因抗螟水稻。请回答：例2(1)染色体主要由_组成，若要确定抗螟基因是否已整合到水稻的某一染色体上，方法之一是测定该染色体的_。(2)选用上述抗螟非糯性水稻与不抗螟糯性水稻杂交得到F1，从F1中选取一株进行自交得到F2，F2的结果如下
25、表：表现型 抗螟非糯性 抗螟糯性 不抗螟非糯性 不抗螟糯性 个体数 142 48 50 16 分析表中数据可知，控制这两对性状的基因位于_染色体上，所选F1植株的表现型为_。亲本中抗螟非糯性水稻可能的基因型最多有_种。(3)现欲试种这种抗螟水稻，需检验其是否为纯合子，请用遗传图解表示检验过程(显、隐性基因分别用B、b表示)，并作简要说明。(4)上表中的抗螟水稻均能抗稻瘟病(抗稻瘟病为显性性状)，请简要分析可能的原因。_。_。【尝试解答】(1)DNA和组蛋白 DNA序列(2)非同源(两对)抗螟非糯性 4 若F1均抗螟，说明该水稻为纯合子。反之，则为杂合子。若F1均抗螟，说明该水稻为纯合子。反之，
26、则为杂合子。(4)选取的F1是抗稻瘟病纯合子 抗螟基因与抗稻瘟病基因位于同一条染色体上【解析】(1)染色体主要由DNA和组蛋白组成；若抗螟基因已整合到水稻的某条染色体上,则该染色体的DNA序列与普通水稻该染色体的DNA序列不同。(2)分析表中数据可知，抗螟不抗螟31，非糯性糯性31，且四种性状数量比接近9331，故控制这两对性状的基因位于非同源染色体上，且抗螟、非糯性为显性性状。从F1中选取的该株水稻基因型为AaBb(A、a控制非糯性、糯性，B、b控制抗螟、不抗螟)，表现型为抗螟非糯性，亲本中不抗螟糯性水稻基因型为aabb，抗螟非糯性水稻基因型可以是AABB、AABb、AaBB、AaBb四种。
27、(3)检验抗螟水稻是否为纯合子，可以用自交法或测交法。(4)抗螟水稻均能抗稻瘟病，说明从F1中选取的是抗稻瘟病纯合子，或这两种显性基因位于同一条染色体上。视角3 突破易错疑点对孟德尔定律中分离比的异常现象理解不到位 两对或多对位于非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合定律，但是要研究的相对性状首先必须要在同一个体上同步表达，也就是能够同时观察到各对相对性状；其次是要符合一定的分离比,必须获得足够数量的子代个体，个体数量大少，就会出现较大的误差；第三就是必须无雌、雄配子或基因致死问题，否则其比例就不会遵循一般的比例关系。两对等位基因的自由组合问题，若无基因致死，9331的常见的变式有97、123
28、1、934等，各数字加起来之和为16；若存在基因致死，其和不为16，如上例。在某种鼠中，已知黄色基因Y对灰色基因y是显性，短尾基因T对长尾基因t是显性，而且黄色基因Y和短尾基因T在纯合时都能使胚胎致死，这两对等位基因是独立分配的，请回答：例3(1)两只表现型都是黄色短尾的鼠交配，则子代表现型分别为_，比例为_。(2)正常情况下，母鼠平均每胎怀8只小鼠，则上述一组交配中，预计每胎约有_只小鼠存活，其中纯合子的概率为_。【尝试解答】(1)黄短、黄长、灰短、灰长 4221(2)45 1/9【解析】由题意知：YyTt黄短YyTt黄短子代基因型及表现型黄短 黄长 灰短 灰长1YYTT 1YYtt 1yy
29、TT 1yytt2YyTT 2Yytt 2yyTt2YYTt4YyTt由题干知 YY 或 TT 致死，则黄短黄长灰短灰长4221，存活率为 916，则每胎有 45(8 9164.5)只存活，纯合子占19。考查两种遗传病概率的计算 当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时，各种患病情况 可用下图帮助理解：视角4热点考向示例(原创题)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。(1)其 再 生 一 个 孩 子 只 出 现 并 指 的 可 能 性 是_。(2)生一个既患白化病又患并指的男孩的概率是_。(3)后代只患一种病的可能性是_。(4)后代中患病的可能性是_。【
30、尝试解答】(1)3/8(2)1/16(3)1/2(4)5/8 例4【解析】由题意知双亲基因型分别为女：Aabb，男：AaBb。(1)“只出现并指”是指“只患并指症而另一表型正常”，用“乘法定理”求解：1/23/43/8。(2)“患白化病”“患并指症”“生男孩”均是独立事件，则三事件同时发生的概率用“乘法定理”求解：1/41/21/21/16。(3)后代“只患一种病”包括“只患白化病而另一表型正常”和“只患并指症而另一表型正常”，用“乘法定理”和“加法定理”求概率：1/41/21/23/41/2。(4)解法1：“患病”包括“患白化病，另一表型正常”，“患多指症，另一表型正常”，“既患白化病又患多指症”，用“乘法定理”和“加法定理”求概率：1/41/21/23/41/41/25/8。解法2：AabbAaBb后代可分为“患病”和“不患病”两事件，两概率之和应为1，所以患病概率P1P1(P1为两种表现型均正常的概率)，P13/41/25/8。另外上述(1)(4)分析可作出下列图解，通过遗传图解，各种性状及出现情况更加清晰。P：AaBb(男)Aabb(女)即时达标训练 本部分内容讲解结束 点此进入课件目录按ESC键退出全屏播放谢谢使用
