1、第二节 自由组合定律考纲要求四年考情基因的自由组合定律 2012浙江非选择题T322010浙江非选择题T30实验:模拟孟德尔杂交实验 浙江高考无单独考查一、两对相对性状的杂交实验P(黄色圆形绿色皱形)F1 F21.F1的表现型是_。2.F2的表现型及其比例是黄色圆形黄色皱形绿色圆形绿色皱形=_。3.F2中黄色绿色=_,圆形皱形=_,该比例关系说明_。黄色圆形93313131两对相对性状都遵循分离定律二、对自由组合现象的解释PYYRR(黄色圆形)yyrr(绿色皱形)F1YyRrF2?1.F1(YyRr)产生配子及其结合(1)F1产生的配子:雄配子种类及比例:YRyRYryr=_。雌配子种类及比例
2、:YRyRYryr=_。雌、雄配子总数相等吗?_。(2)F1配子的结合:结合是_。结合方式有_种。11111111不相等,雄配子数远远多于雌配子数随机的162.试写出F2四种表现型可能包含的基因型(1)黄色圆形:_,_,_,_。(2)黄色皱形:_,_。(3)绿色圆形:_,_。(4)绿色皱形:_。YYRRYYRrYyRRYyRrYYrrYyrryyRRyyRryyrr三、对自由组合现象解释的验证 写出测交实验的遗传图解1.基因的自由组合定律主要揭示非同源染色体上非等位基因之间的关系。()【分析】分离定律主要揭示了同源染色体上等位基因分离,基因的自由组合定律主要揭示了非同源染色体上非等位基因之间的
3、自由组合。2.(2012江苏T11A)非等位基因之间自由组合,不存在相互作用。()【分析】非同源染色体上的非等位基因之间能自由组合,由于不同基因可以同时控制同一性状,因此非等位基因之间也可能存在相互作用。3.在自由组合遗传实验中,控制不同性状的基因的分离和组合是互不干扰的。()【分析】自由组合定律中各对等位基因均遵循分离定律,因此控制不同性状的基因的分离和组合是互不干扰的。4.在自由组合遗传实验中,先进行等位基因的分离,再实现非等位基因的自由组合。()【分析】减数第一次分裂的后期,在等位基因分离的同时,非等位基因表现为自由组合。5.F1产生配子时,等位基因分离,非同源染色体上的非等位基因可以自
4、由组合,产生数量相等的4种配子。()【分析】孟德尔遗传实验中,F1(YyRr)产生配子时,每对等位基因彼此分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合,这样产生的雌配子和雄配子各有4种:YR、Yr、yR、yr,它们之间的数量比为1111。6.孟德尔两对相对性状的杂交实验中,F2绿色圆形豌豆中能稳定遗传的占1/3。()【分析】F2绿色圆形豌豆的比例及基因型是1/3yyRR,2/3yyRr,其中能稳定遗传的占1/3。考点 一两对相对性状的遗传实验的分析和结论1.实验分析PYYRR(黄圆)yyrr(绿皱)F1YyRr(黄圆)YyYy1YY2Yy1yyRrRr1RR2Rr1rr1YY(黄)2Yy(黄)1y
5、y(绿)1RR(圆)2Rr(圆)1YYRR 2YyRR 2YYRr 4YyRr 1yyRR 2yyRr1rr(皱)1YYrr2Yyrr(黄皱)1yyrr(绿皱)(绿圆)(黄圆)2.相关结论【高考警示】(1)误认为重组类型为基因型不同的个体:重组类型是指F2中与亲本表现型不同的个体,而不是基因型与亲本不同的个体。(2)误认为重组性状都是(3+3)/16:含两对相对性状的纯合亲本杂交,F2中重组性状所占比例并不都是(3+3)/16。当亲本基因型为YYRR和yyrr时,F2中重组性状所占比例是(3+3)/16。当亲本基因型为YYrr和yyRR时,F2中重组性状所占比例是1/16+9/16=10/16
6、。不要错误地认为只有一种亲本组合方式而误判重组性状所占比例只能是(3+3)/16。【典例1】孟德尔两对相对性状的杂交实验中，F1黄色圆形豌豆(YyRr)自交产生F2。下列表述正确的是()A.F1产生4个配子，比例为1111B.F1产生基因型YR的卵细胞和基因型YR的精子数量之比为11C.基因自由组合定律是指F1产生的4种类型的精子和卵细胞可能自由组合D.F1产生的精子中，基因型为YR和基因型为yr的比例为11【解析】选D。在孟德尔的两对相对性状的遗传实验中,F1会产生4种多个配子,且精子数目远远多于卵细胞数目;基因自由组合定律是在F1产生配子时起作用的,其实质是减数分裂形成配子时,位于非同源染
7、色体上的非等位基因自由组合,随配子遗传给后代。考点 二用分离定律解决自由组合定律问题1.思路将多对等位基因的自由组合分解为若干个分离定律分别分析,再运用乘法原理将各组情况进行组合。2.题型(1)推算双亲或子代的基因型和表现型的种类:【示例】基因型为AaBB的个体与aaBb的个体杂交(两对基因自由组合),子代的基因型、表现型各有多少种?分析:将AaBBaaBb分解为Aaaa和BBBb。Aaaa两种基因型,两种表现型;BBBb两种基因型,一种表现型。综合起来,子代的基因型种类为22=4种,表现型种类为21=2种。(2)求双亲或子代中基因型、表现型比例:【示例】求ddEeFF与DdEeff杂交后代中
8、基因型和表现型比例。分析:将ddEeFFDdEeff分解:ddDd后代基因型比为11,表现型比为11;EeEe后代:基因型比为121,表现型比为31;FFff后代:基因型1种,表现型1种。所以,后代中基因型比为:(11)(121)1=121121;表现型比为:(11)(31)1=3131。(3)计算概率:【示例】基因型为AaBb的个体(两对基因独立遗传)自交,子代基因型为AaBB的概率为多少?分析:将AaBb自交分解为Aa自交和Bb自交,则Aa自交1/2Aa,Bb自交1/4BB。故子代基因型为AaBB的概率为1/2Aa1/4BB=1/8AaBB。(4)推断亲本的基因型:【示例】小麦的毛颖(P)
9、对光颖(p)是显性,抗锈病(R)对不抗锈病(r)为显性。这两对性状可自由组合。已知毛颖感锈与光颖抗锈两植株作为亲本杂交,子代有毛颖抗锈毛颖感锈光颖抗锈光颖感锈=1111。写出两亲本的基因型。分析:将两对性状分解为:毛颖光颖=11,抗锈感锈=11。根据亲本的表现型确定亲本基因型是P_rrppR_,只有为Pppp时,子代才能毛颖光颖=11,同理,只有为rrRr时,子代才能抗锈感锈=11。综上所述,亲本基因型分别是Pprr与ppRr。【思维拓展】由自由组合定律可以联系的知识(1)与有丝分裂的联系:有丝分裂过程不遵循自由组合定律。(2)与减数分裂的联系:自由组合定律发生在减数第一次分裂后期。(3)与染
10、色体的联系:自由组合定律发生在非同源染色体之间。(4)与基因之间的联系:自由组合定律的对象是非同源染色体上的非等位基因。考查角度1推算双亲或子代的基因型和表现型的种类【典例2】已知玉米某两对基因按照自由组合定律遗传,现有子代基因型及比值如下:则双亲的基因型是()A.DDSSDDSsB.DdSsDdSsC.DdSsDDSsD.DdSSDdSs基因型DDSSDDssDdSSDdssDDSsDdSs比值111122【解析】选C。从子代基因型来看,子代中的基因型有DD、Dd和SS、Ss、ss,说明两个亲本中两对基因的组合分别为DDDd和SsSs,因此双亲的基因型是DdSs和DDSs。【互动探究】(1)
11、子代表现型比例是多少?提示:31。D、d控制的相对性状中,全部是显性,S、s控制的相对性状中,S_ss=(1+1+2+2)(1+1)=31,综合起来,后代的表现型比例是31。(2)子代中与亲本表现型相同的占多少?提示:双亲的基因型是DdSsDDSs,双亲都是双显性个体,子代双显性个体是=1+1+2+2=6,占子代比例=6/8=3/4。考查角度2求双亲或子代中基因型、表现型比例【典例3】控制豌豆子叶颜色和种子的形状的基因位于两对同源染色体上。豌豆子叶的黄色(Y)、圆粒种子(R)均为显性,两亲本杂交的F1表现型如图。让F1中黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交,F2的性状分离比为()A.2211 B.1
12、111C.9331 D.3131【解析】选A。由F1圆粒皱粒=31,知亲代相应基因型为RrRr;由F1黄色绿色=11,知亲代相应基因型为Yyyy;故亲代基因型为YyRryyRr。F1中黄色圆粒豌豆的基因型为1/3YyRR、2/3YyRr,F1中绿色皱粒豌豆基因型为yyrr。按如下计算:1/3YyRRyyrr1/6YyRr、1/6yyRr;2/3YyRryyrr1/6YyRr、1/6Yyrr、1/6yyRr、1/6yyrr。综合考虑两项结果,得YyRryyRrYyrryyrr=2211。【互动探究】(1)题干中“控制豌豆子叶颜色和种子的形状的基因位于两对同源染色体上”这句话去掉之后对解答题目有哪
13、些影响?提示:从这句话能够推出两对相对性状的遗传遵循自由组合定律。如果去掉这句话,则不能确定控制这两对相对性状的基因是位于一对同源染色体上还是两对同源染色体上,从而不能确定是否遵循自由组合定律,无法解题。(2)F1的表现型比例是多少?提示:黄色圆粒绿色圆粒黄色皱粒绿色皱粒=3311。由F1圆粒皱粒=31,黄色绿色=11,二者组合起来,(31)(11)=3311。规律项目分离定律自由组合定律区别研究性状一对两对或两对以上控制性状的等位基因一对两对或两对以上等位基因与染色体关系位于一对同源染色体上分别位于两对或两对以上的同源染色体上细胞学基础(染色体的活动)减数第一次分裂后期同源染色体分离减数第一
14、次分裂后期非同源染色体自由组合遗传实质等位基因分离非同源染色体上非等位基因之间的自由组合【拓展延伸】分离定律和自由组合定律的关系规律项目分离定律自由组合定律区别F1基因对数1n(n2)配子类型及其比例2,112n,数量相等F2配子组合数44n基因型种类33n表现型种类22n表现型比31(31)nF1测交子代基因型种类22n表现型种类22n表现型比11(11)n规律项目分离定律自由组合定律联系(1)形成配子时(减后期),两项定律同时起作用(2)分离定律是自由组合定律的基础一、验证两大遗传定律的方法【典例1】某学校的一个生物兴趣小组用豌豆的两对相对性状做实验,选取了一批基因型相同的黄色圆粒(黄色与
15、圆粒都是显性性状)豌豆,用其中一部分与某豌豆作为亲本杂交,F1中黄色绿色=31,圆粒皱粒=31。请你利用亲本中剩余的黄色圆粒豌豆为材料设计实验,验证这两对相对性状的遗传符合基因的自由组合定律。(要求:实验设计方案科学、合理、简明,并写出结果和结论。)【解析】本题的实验目的是验证豌豆的两对相对性状的遗传符合基因的自由组合定律,由题干分析给定的材料只有黄色圆粒的杂合子,因此选择自交法验证。答案:实验方案:选用黄色圆粒豌豆做亲本进行自交,统计后代结果。结果与结论:后代出现四种表现型,比例如下:黄色圆粒绿色圆粒黄色皱粒绿色皱粒=9331,则证明两对相对性状的遗传符合基因的自由组合定律。【方法归纳】验证
16、遗传的两大定律常用以下四种方法:验证方法结 论自交法自交后代的分离比为31,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若F1自交后代的分离比为9331,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测交后代的性状分离比为11,则符合分离定律,由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制若测交后代的性状分离比为1111,由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制验证方法结 论花粉鉴定法花粉有两种表现型,比例为11,则符合分离定律花粉有四种表现型,比例为1111,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
17、为11,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1111,则符合自由组合定律【易错提醒】(1)看清是探究性实验还是验证性实验,验证性实验不需要分情况讨论直接写结果或结论,探究性实验则需要分情况讨论。(2)看清题目中给定的亲本情况,确定用自交还是测交。自交只需要一个亲本即可,而测交则需要两个亲本。(3)不能用分离定律的结果证明基因是否符合自由组合定律。因为两对等位基因不管是分别位于两对同源染色体上,还是位于一对同源染色体上,在单独研究时都符合分离定律,都会出现31或11这些比例,无法确定基因的位置,也就无法证明是否符合自由组合定律。【变式训练】某种自花授
18、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:(1)上述花色遗传所遵循的遗传定律是_。(2)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
19、有4/9的株系F3花色的表现型及其数量比为_。【解析】(1)由9紫3红4白容易想到花色由两对等位基因控制,且符合基因的自由组合定律。(2)实验2获得的F2紫花植株中,有4种基因型,即AABB、AABb、AaBB、AaBb,其比例为1224,AaBb个体所占比例为4/9,自交后代花色的表现型及其数量比为9紫3红4白。答案:(1)自由组合定律(2)9紫3红4白二、利用自由组合定律解决“两病”遗传题目的方法【典例2】有两种常染色体遗传病的家族系谱图,设甲病显性基因为A,隐性基因为a;乙病显性基因为B,隐性基因为b。若-7为纯合子,请据图回答:(1)甲病是致病基因位于常染色体上的性遗传病;乙病是致病基
20、因位于常染色体上的性遗传病。(2)-5的基因型可能是,-8的基因型是。(3)-10是纯合子的概率是。(4)假设-10与-9结婚,生下孩子同时患两种病的概率为,只患乙病的概率为,患病的概率为。【解析】本题通过遗传系谱图考查自由组合定律及人类遗传病遗传的特点和规律。(1)就甲病分析，-1和-2患甲病，其后代-5和-6正常，说明该遗传病是常染色体显性遗传病；就乙病分析-1和-2正常，生下患病的女儿-4，说明该病是常染色体隐性遗传病。(2)由于-5无甲病，所以是aa，-4有乙病bb，可知-1和-2都是Bb，所以-5是BB或Bb，即-5是aaBB或aaBb，-3无甲病为aa，-8有甲病，所以-8一定为A
21、a，-4有乙病，-8无乙病，-8一定为Bb，所以-8为AaBb。(3)-10无甲病，一定是aa，由于-1、-2是Bb，所以-6为-7为纯合子，所以-10为纯合概率为。(4)-9无甲病，一定是aa，有乙病一定是bb，所以-9基因型为aabb,所以-9、-10婚配:甲病概率为aaaa=0乙病概率为则同时患两种病的概率:只患乙病的概率:患病的概率:答案:(1)显隐(2)aaBB或aaBbAaBb【方法归纳】当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时，各种患病情况的概率分析如下:根据序号所示进行相乘得出相应概率及进一步拓展序号类型计算公式已知患甲病的概率为m则不患甲病概率为1-m患乙病的概率为n则不患乙病
22、概率为1-n同时患两病概率mn只患甲病概率m(1-n)只患乙病概率n(1-m)不患病概率(1-m)(1-n)拓展求解患病概率+或1-只患一种病概率+或1-(+)各种概率如表:以上各种情况可概括如下图:【易错提醒】一对夫妇生下患病男孩的概率和生下男孩患病概率不同(1)生下患病男孩是在所有后代中考虑,男孩的概率是1/2,再乘以患病的概率。(2)生下男孩患病的概率是在男孩中考虑患病概率,和“生下患病男孩的概率”相比,不用乘以1/2。1.基因型分别为aaBbCCDd和AABbCCdd的两种豌豆杂交,其子代中纯合子的比例为()A.1/4B.1/8C.1/16D.0【解析】选D。根据基因的分离定律和自由组
23、合定律可知,基因型aaBbCCDdAABbCCdd杂交,其后代中纯合子的比例是:01/211/2=0(AA与aa这对基因的后代全是杂合子)。2.南瓜所结果实中白色(A)对黄色(a)为显性,盘状(B)对球状(b)为显性,两对基因独立遗传。若让基因型为AaBb的白色盘状南瓜与“某南瓜”杂交,子代表现型及其比例如图所示,则“某南瓜”的基因型为()A.AaBbB.AabbC.aaBbD.aabb【解析】选B。从题图看出,子代中白色黄色=31,所以“某南瓜”控制颜色的基因型是Aa;盘状球状=11,所以“某南瓜”控制形状的基因型是bb。综合起来,“某南瓜”的基因型是Aabb。3.下列有关基因分离定律和基因
24、自由组合定律的说法正确的是()A.肺炎双球菌产生子代遵循自由组合定律B.两对等位基因若每对遵循分离定律,这两对等位基因也一定遵循自由组合定律C.在生物性状遗传中,两规律同时进行,同时起作用D.基因的自由组合定律是分离定律的基础【解析】选C。A项中,孟德尔定律适用于真核生物有性生殖过程中的细胞核遗传,细菌是原核生物,不遵循自由组合定律。B项中,两对等位基因如果位于同一对同源染色体上,则每对等位基因均遵循分离定律,但这两对等位基因不遵循自由组合定律。C项中,基因分离定律和基因自由组合定律的细胞学基础是同源染色体分离、非同源染色体自由组合,导致非同源染色体上的非等位基因自由组合,二者发生的时间相同,
25、即同时起作用。D项中,分离定律是自由组合定律的基础。4.下列有关遗传规律的叙述,正确的是()A.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B.两对相对性状遗传时分别符合基因分离定律,则这两对相对性状遗传一定符合基因自由组合定律C.根据基因的分离定律,减数分裂过程中产生的雌、雄配子数目的比为11D.杂交后代出现性状分离,且分离比为31,就一定为常染色体遗传【解析】选A。两对相对性状遗传时分别符合基因分离定律,这两对基因若位于同一对同源染色体上,就不遵循基因自由组合定律;减数分裂过程中产生的雌、雄配子数目不相等,一般是雄配子数远多于雌配子数。5.已知玉米籽粒黄色对红色为显性,非甜对甜为
26、显性。纯合的黄色甜玉米与红色非甜玉米杂交得到F1,F1自交或测交,预期结果错误的是()A.自交结果中黄色非甜与红色甜比例为91B.自交结果中与亲本相同的表现型占子代的比例为5/8C.自交结果中黄色和红色的比例为31,非甜与甜的比例为31D.测交结果中红色非甜占子代的比例为1/4【解析】选B。假设控制玉米籽粒颜色的相关基因为A和a,非甜和甜的基因为B和b,则F1的基因型为AaBb。如果F1自交,则后代表现型为黄色非甜、黄色甜、红色非甜、红色甜,比例为9331,其中与亲本表现型相同的占子代的比例为6/16,即3/8。只看一对相对性状,则自交后代黄色和红色比例为31,非甜和甜的比例为31。如果F1测
27、交,则后代表现型为黄色非甜、黄色甜、红色非甜、红色甜,比例各为1/4。6.下列关于孟德尔的两对相对性状的杂交实验的叙述,不正确的是()A.两对相对性状分别由两对等位基因控制B.两对等位基因位于同一对同源染色体上C.F2中有9种基因型、4种表现型D.每一对等位基因的传递都遵循基因的分离定律【解析】选B。自由组合定律的细胞学基础是形成配子时,位于非同源染色体上的非等位基因之间自由组合。7.控制两对相对性状的基因自由组合,如果F2的性状分离比分别为97、961和151,那么F1与双隐性个体测交,得到的性状分离比分别是()A.13、121和31B.31、41和13C.121、41和31D.31、31和
28、14【解析】选A。控制两对相对性状的基因只有分别位于两对同源染色体上才表现为自由组合,F2典型的性状分离比是9(双显)3(一显一隐)3(一隐一显)1(双隐)。由97的比例可以看出,“双显”表现出一种表现型,其余的表现出另一种表现型,由于F1测交后代基因型比例为相等的4种,所以两种表现型的比例应为13;由961的比例可以看出,一显一隐和一隐一显表现出了一种表现型,其他仍正常表现,由于F1测交后代基因型不变,表现型比例为121;由151可以看出,典型比例中“9(双显)3(一显一隐)3(一隐一显)”都是表现相同的一种性状,只有含有双隐性纯合基因时才表现为另一种性状,因此,F1测交后代中的表现型比例为
29、31。8.(2012山东高考)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()A.-3的基因型一定为AABbB.-2的基因型一定为aaBBC.-1的基因型可能为AaBb或AABbD.-2与基因型为AaBb的女性婚配，子代患病的概率为【解题指南】解答本题的思路如下:根据-1基因型为AaBB-2为患者-2一定含有B基因，不含有A基因-2与-3的子代不会患病的基因型不可能为aaB_ -3为患者-3的基因型一定为AAbb【解析】选B。根据-1的基因型为AaBB,-2为患者,可推断出-2的基因型为aaB_,再根据中
30、无患者,可推知-3的基因型为AAbb,由-3的基因型反推可知-3的基因型可能为AABb或AaBb,故A错;根据之前推断的-2的基因型为aaB_,中无患者,可推知-2的基因型一定为aaBB,故B对;根据-2和-3的基因型可知,的基因型一定为AaBb,故C错;-2的基因型为AaBb,与AaBb的女性婚配,后代患病的基因型为A_bb或aaB_或aabb,所以患病概率为3/41/4+1/43/4+1/41/4=7/16,故D错。9.(2010安徽高考)南瓜的扁盘形、圆形、长圆形三种瓜形由两对等位基因(A、a和B、b)控制,这两对基因独立遗传。现将2株圆形南瓜植株进行杂交,F1收获的全是扁盘形南瓜;F1
31、自交,F2获得137株扁盘形、89株圆形、15株长圆形南瓜。据此推断,亲代圆形南瓜植株的基因型分别是()A.aaBB和AabbB.aaBb和AabbC.AAbb和aaBB D.AABB和aabb【解析】选C。根据题意可知,F2扁盘形南瓜基因型为A_B_,圆形南瓜基因型为A_bb或aaB_,长圆形南瓜基因型为aabb,各表现型比例约为961,此性状分离比是由AaBb自交后代的9331分离比衍生而来的,故F1基因型为AaBb,所以亲代圆形南瓜植株的基因型分别是AAbb和aaBB。10.(2010北京高考)决定小鼠毛色为黑(B)/褐(b)色、有(s)/无(S)白斑的两对等位基因分别位于两对同源染色体上。基因型为BbSs的小鼠间相互交配,后代中出现黑色有白斑小鼠的比例是()A.1/16 B.3/16 C.7/16 D.9/16【解析】选B。小鼠控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上,符合自由组合定律。小鼠毛色黑色(B)相对于褐色(b)为显性,双亲基因型都为Bb,后代出现黑色(显性)的概率为3/4;小鼠无白斑(S)对有白斑(s)为显性,双亲基因型都为Ss,后代有白斑(ss)的概率为1/4;所以后代中出现黑色有白斑小鼠的比例为3/41/4=3/16。（A）（B）
