浙江选考版高考生物一轮总复习第四单元遗传的基本规律人类遗传病与优生第14讲自由组合定律学案.docx

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浙江选考版高考生物一轮总复习第四单元遗传的基本规律人类遗传病与优生第14讲自由组合定律学案

第14讲　自由组合定律

考试标准

必考

加试

考试标准

必考

加试

1.两对相对性状的杂交实验、解释及其验证

b

b

3.自由组合定律的应用

c

c

2.自由组合定律的实质

b

b

4.活动：

模拟孟德尔杂交实验

b

b

考点一　自由组合定律杂交实验的分析

1.两对相对性状的杂交实验——提出问题

实验过程

实验分析

P　黄色圆形×绿色皱形

　（YYRR）　（yyrr）

　↓

F1　　黄色圆形

　↓⊗

F2表现型及比例

黄色圆形∶黄色皱形∶绿色圆形∶绿色皱形＝9∶3∶3∶1

（1）亲本具有两对相对性状

①颜色：

黄色与绿色；

②形状：

圆形与皱形。

（2）F1的性状为显性

①颜色：

黄色对绿色为显性；

②形状：

圆形对皱形为显性。

（3）F2的性状

①每对性状的遗传都遵循分离定律；

黄色∶绿色＝3∶1；

圆形∶皱形＝3∶1。

②两对性状自由组合，共有4种表现型，其中黄色皱形、绿色圆形是不同于亲本性状的重组类型

2.对自由组合现象的解释——提出假设

（1）假设（理论解释）

①F1在形成配子时，每对遗传因子（等位基因）彼此分离，不同对的遗传因子（非等位基因）自由组合。

②F1产生雌雄配子各4种类型，且数目相等。

③受精时，雌雄配子的结合是随机的。

（2）图解

3.设计测交实验，验证假设——演绎推理

（1）目的：

验证对自由组合现象的解释。

（2）选材：

F1与双隐性纯合亲本（绿色皱形）。

（3）预期结果：

表现型及其比例是黄圆∶黄皱∶绿圆∶绿皱＝1∶1∶1∶1。

遗传图解如下：

（4）实验过程及结果：

F1×绿色皱形→55株黄圆、49株黄皱、51株绿圆、52株绿皱，其比值接近1∶1∶1∶1。

（5）结论：

实验结果与预测相符，证明了孟德尔基因自由组合的假设是正确的。

思考讨论

1.在孟德尔的两对相对性状的实验中，具有1∶1∶1∶1比例的有哪些？

提示　F1产生配子类型的比例；F1测交后代基因型的比例；F1测交后代的性状分离比。

2.分析图示，总结自由组合定律的实质、时间、范围

（1）实质：

非同源染色体上的非等位基因自由组合（如图）。

（2）时间：

减数第一次分裂后期。

（3）范围：

有性生殖的生物，真核细胞的核内染色体上的基因，无性生殖和细胞质基因遗传时不遵循。

3.观察下面的图示，探究有关问题

（1）能发生自由组合的图示为A，原因是非等位基因位于非同源染色体上。

（2）自由组合定律的细胞学基础：

同源染色体彼此分离的同时，非同源染色体自由组合。

（3）假如F1的基因型如图A所示，总结相关种类和比例

①F1（AaBb）产生的配子种类及比例：

4种，AB∶Ab∶aB∶ab＝1∶1∶1∶1。

②F2的基因型有9种。

③F2的表现型种类和比例：

4种，双显∶一显一隐∶一隐一显∶双隐＝9∶3∶3∶1。

④F1测交后代的基因型种类和比例：

4种，1∶1∶1∶1。

⑤F1测交后代的表现型种类和比例：

4种，1∶1∶1∶1。

（4）假如图B不发生染色体的交叉互换，总结相关种类和比例

①F1（AaCc）产生的配子种类及比例：

2种，AC∶ac＝1∶1。

②F2的基因型有3种。

③F2的表现型种类及比例：

2种，双显∶双隐＝3∶1。

④F1测交后代的基因型种类及比例：

2种，1∶1。

⑤F1测交后代的表现型种类及比例：

2种，1∶1。

1.两对相对性状的遗传实验分析

P　YYRR（双显性性状）×yyrr（双隐性性状）

　或YYrr（一显一隐）×yyRR（一隐一显）

　　　　　　↓

F1　　　　　YyRr（双显）

　　　　　　↓⊗

根据乘法定律得出F2的表现型和基因型，见下表：

项目

1YY（显性）、2Yy（显性）

1yy（隐性）

1RR（显性）

2Rr（显性）

1YYRR、2YyRR、2YYRr、4YyRr（双显性性状）

1yyRR、2yyRr

（一隐一显）

1rr（隐性）

1YYrr、2Yyrr（一显一隐）

1yyrr（双隐性状）

2.相关结论

F2共有16种配子组合，9种基因型，4种表现型。

（1）表现型

①双显性性状：

Y_R_，占9/16。

②单显性性状：

Y_rr＋yyR_，占3/16×2。

③双隐性性状：

yyrr，占1/16。

④亲本类型：

（YYRR＋yyrr）或（YYrr＋yyRR），占10/16或占6/16。

⑤重组类型：

（Y_rr＋yyR_）或（Y_R_＋yyrr），占6/16或占10/16。

（2）基因型

①纯合子：

YYRR、YYrr、yyRR、yyrr，共占1/16×4。

②双杂合子：

YyRr，占4/16。

③单杂合子：

YyRR、YYRr、Yyrr、yyRr，共占2/16×4。

题型一　两对相对性状的杂交实验、解释及其验证

1.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）的纯合子杂交，子二代中重组性状个体数占总个体数的比例为（　　）

A.

B.

C.

或

D.

或

答案　C

解析　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）的纯合子杂交，若亲本为AABB和aabb，根据自由组合定律，F2中出现的重组性状个体占总数的

；若亲本为AAbb和aaBB，根据自由组合定律，F2中出现的重组性状个体占总数的

。

2.将纯合的野鼠色小鼠与棕色小鼠杂交，F1全部表现为野鼠色。

F1个体间相互交配，F2表现型及比例为野鼠色∶黄色∶黑色∶棕色＝9∶3∶3∶1。

若M、N为控制相关代谢途径的显性基因，据此推测最合理的代谢途径是（　　）

答案　A

解析　根据题干“纯合的野鼠色小鼠与棕色小鼠杂交，F1全部表现为野鼠色”可知，野鼠色为显性；“F1个体间相互交配，F2表现型及比例为野鼠色∶黄色∶黑色∶棕色＝9∶3∶3∶1”可知，小鼠的野鼠色与棕色这对相对性状由两对等位基因控制，且棕色为双隐性性状，故A正确。

题型二　自由组合定律的实质

3.（2017·温州模拟）关于下图理解正确的是（　　）

A.基因自由组合定律的实质表现在图中的④⑤⑥

B.③⑥过程表示减数分裂过程

C.图1中基因型为Aa的子代占所有子代的

D.图2子代中aaBB的个体在aaB_中占

答案　C

解析　根据题意分析，图中①②④⑤为减数分裂形成配子的过程，图2中有两对基因，在进行减数分裂时发生基因重组，所以基因自由组合定律的实质表现在图中的④⑤过程。

⑥过程表示受精作用，不能体现基因自由组合定律的实质，A错误；根据题意分析可知，①②④⑤为减数分裂形成配子的过程，③⑥为受精作用，B错误；图1中③受精作用过程中，雌雄配子是随机结合的，所以后代AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，其中Aa占

，C正确；图2子代中aaB_个体包括

aaBb和

aaBB，所以子代中aaBB的个体在aaB_中占的比例为

，D错误。

4.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对性状的基因均位于常染色体上。

某个体的基因型如图所示，请回答下列问题：

（1）长翅与残翅、直翅与弯翅两对相对性状的遗传是否遵循基因自由组合定律，并说明理由。

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）该昆虫一个初级精母细胞所产生的精细胞的基因型为____________________。

（3）该昆虫细胞有丝分裂后期，移向细胞同一极的基因有____________________。

（4）该昆虫细胞分裂中复制形成的两个D基因发生分离的时期有__________________

________________________________________________________________________。

（5）为验证基因自由组合定律，可用来与该昆虫进行交配的异性个体的基因型分别是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）不遵循。

因为控制这两对相对性状的基因位于一对同源染色体上　

（2）AbD、abd或Abd、abD

（3）A、a、b、b、D、d　（4）有丝分裂后期和减数第二次分裂后期　（5）aabbdd、aaBBdd、AabbDd、AaBBDd

解析　控制长翅与残翅、直翅与弯翅这两对相对性状的基因位于一对同源染色体上，所以这两对相对性状的遗传不符合基因的自由组合定律。

从题图中可知，A和b连锁，a和b连锁，D和d在另一对同源染色体上，该昆虫的一个初级精母细胞产生的四个精细胞，两两相同，其基因型为AbD、abd或Abd、abD。

该细胞在有丝分裂的间期进行染色体复制（基因也复制），在后期两套基因随着姐妹染色单体的分开移向细胞两极，即每一极都有A、a、b、b、D、d。

该昆虫细胞可进行有丝分裂和减数分裂，在分裂的间期D基因复制，而两个D基因的分离，是随着姐妹染色单体的分开而分离，即在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期。

验证基因自由组合定律可采用测交（AabbDd×aabbdd，AabbDd×aaBBdd）或杂交（AabbDd×AabbDd，AabbDd×AaBBDd）方式。

性状分离比出现的原因分析

（1）具有一对相对性状的杂合子自交

Aa×Aa→1AA∶2Aa∶1aa

①3∶1⇒完全显性，即AA、Aa表现为显性，aa表现为隐性。

②1∶2∶1⇒不完全显性，即AA、Aa、aa的表现型各不相同。

③2∶1⇒显性纯合致死，即AA个体不存活。

④全为显性⇒隐性纯合致死，即aa个体不存活。

（2）两对相对性状的遗传现象

①自由组合定律的异常分离比

F1：

AaBb

↓⊗

F2：

性状分离比

②基因完全连锁现象

考点二　自由组合定律的应用

1.基因的分离定律与自由组合定律的比较

项目

基因分离定律

基因自由组合定律

2对相对性状

n对相对性状

相对性状

的对数

1对

2对

n对

等位基因

及位置

1对等位基因位于1对同源染色体上

2对等位基因位于2对同源染色体上

n对等位基因位于

n对同源染色体上

遗传实质

减数分裂时，等位基因随同源染色体的分离而进入不同的配子中

减数分裂时，在等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因进行自由组合，从而进入同一配子中

实践应用

纯种鉴定及杂种自交提高纯度

将优良性状重组在一起

联系

在遗传时，遗传定律同时起作用：

在减数分裂形成配子时，既有同源染色体上等位基因的分离，又有非同源染色体上非等位基因的自由组合

2.n对等位基因（完全显性）位于n对同源染色体上的遗传规律

相对

性状

对数

等位

基因

对数

F1配子

F1配

子可能

组合数

F2基因型

F2表现型

种类

比例

种类

比例

种类

比例

1

1

2

1∶1

4

3

1∶2∶1

2

3∶1

2

2

22

（1∶1）2

42

32

（1∶2∶1）2

22

（3∶1）2

3

3

23

（1∶1）3

43

33

（1∶2∶1）3

23

（3∶1）3

⋮

⋮

⋮

⋮

⋮

⋮

⋮

⋮

⋮

n

n

2n

（1∶1）n

4n

3n

（1∶2∶1）n

2n

（3∶1）n

思考讨论

1.能用分离定律的结果证明基因是否符合自由组合定律吗？

提示　不能。

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3∶1或1∶1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。

2.分析基因分离定律和自由组合定律关系及相关比例

3.用“先分解后组合”法解决自由组合定律的相关问题

（1）思路：

首先将自由组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的问题。

（2）分类剖析

①配子类型问题

a.多对等位基因的个体产生的配子种类数是每对基因产生相应配子种类数的乘积。

b.举例：

AaBbCCDd产生的配子种类数

Aa　　　Bb　　　CC　　Dd

↓　　　↓　　　↓　　↓

2　×2　×　1　×2＝8种

②求配子间结合方式的规律：

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。

③基因型问题

a.任何两种基因型的亲本杂交，产生的子代基因型的种类数等于亲本各对基因单独杂交所产生基因型种类数的乘积。

b.子代某一基因型的概率是亲本每对基因杂交所产生相应基因型概率的乘积。

c.举例：

AaBBCc×aaBbcc杂交后代基因型种类及比例

Aa×aa→1Aa∶1aa　　　　　2种基因型

BB×Bb→1BB∶1Bb2种基因型

Cc×cc→1Cc∶1cc2种基因型

子代中基因型种类：

2×2×2＝8种。

子代中AaBBCc所占的概率为1/2×1/2×1/2＝1/8。

④表现型问题

a.任何两种基因型的亲本杂交，产生的子代表现型的种类数等于亲本各对基因单独杂交所产生表现型种类数的乘积。

b.子代某一表现型的概率是亲本每对基因杂交所产生相应表现型概率的乘积。

c.举例：

AaBbCc×AabbCc杂交后代表现型种类及比例

Aa×Aa→3A_∶1aa　　　　2种表现型

Bb×bb→1Bb∶1bb2种表现型

Cc×Cc→3C_∶1cc2种表现型

子代中表现型种类：

2×2×2＝8种。

子代中A_B_C_所占的概率为3/4×1/2×3/4＝9/32。

题型一　推算双亲或子代的基因型和表现型

1.（2017·红塔区校级期中）番茄红果（R）对黄果（r）为显性，果实二室（M）对多室（m）为显性，两对基因独立遗传。

现将红果二室的品种与红果多室的品种杂交，F1植株中有3/8为红果二室，3/8为红果多室，1/8为黄果二室，1/8为黄果多室。

则两亲本的基因型是（　　）

A.RRMM×RRmmB.RrMm×RRmm

C.RrMm×RrmmD.RrMM×Rrmm

答案　C

解析　根据题意，一个亲本为红果二室（R_M_），另一个亲本为红果多室（R_mm）。

F1植株中有黄果rr，则亲本均为Rr。

F1植株中有多室mm，则亲本红果二室为Mm。

因此亲本红果二室基因型为RrMm，红果多室基因型为Rrmm。

2.在家蚕遗传中，黑色（A）与淡赤色（a）是有关蚁蚕（刚孵化的蚕）体色的相对性状，黄茧（B）与白茧（b）是有关茧色的相对性状，假设这两对相对性状自由组合，现有三对亲本组合，杂交后得到的数量比如下表所示，下列说法不正确的是（　　）

黑蚁黄茧

黑蚁白茧

淡赤蚁黄茧

淡赤蚁白茧

组合一

9

3

3

1

组合二

0

1

0

1

组合三

3

0

1

0

A.组合一亲本一定是AaBb×AaBb

B.组合三亲本可能是AaBB×AaBB

C.若组合一和组合三亲本杂交，子代表现型及比例与组合三的相同

D组合二亲本一定是Aabb×aabb

答案　C

解析　组合一的杂交后代比例为9∶3∶3∶1，所以亲本一定为AaBb×AaBb；组合二杂交后代只有白茧，且黑蚁与淡赤蚁比例为1∶1，所以亲本一定为Aabb×aabb；组合三杂交后代只有黄茧，且黑蚁与淡赤蚁比例为3∶1，所以亲本为AaBB×AaBB或AaBb×AaBB；若组合一中AaBb和组合三中AaBB杂交，子代表现型及比例与组合三的相同；若组合一中AaBb和组合三中AaBb杂交，子代表现型及比例与组合三的不同。

推断亲代基因型的方法

（1）基因填充法：

先根据亲代表现型写出能确定的基因，如显性性状的基因型可用A_来表示，由于隐性性状的基因型只有一种，则用aa来表示，而子代中一对基因分别来自两个亲本，由此即可推出亲代中未知的基因型。

（2）隐性纯合突破法：

出现隐性性状就能写出基因型。

子代中的隐性个体往往是逆推过程的突破口，由于隐性个体是纯合子（aa），因此亲代基因型中必然都有一个a基因，然后再根据亲代的表现型作进一步的推断。

（3）性状分离比推断法

①9∶3∶3∶1→AaBb×AaBb。

②1∶1∶1∶1→AaBb×aabb或Aabb×aaBb。

③3∶3∶1∶1→AaBb×Aabb或AaBb×aaBb。

④3∶1→Aabb×Aabb，AaBB×AaBB，AABb×AABb等（只要其中一对符合一对相对性状遗传实验的F1自交类型，另一对相对性状杂交只产生一种表现型即可）。

题型二　利用“拆分法”解决自由组合定律问题

3.（2016·宁波期末考试）已知A与a、B与b、C与c3对等位基因自由组合，基因型分别为AaBbCc、AabbCc的两个个体进行杂交。

下列关于杂交后代的推测，正确的是（　　）

A.表现型有8种，AaBbCc个体的比例为

B.表现型有4种，aaBbcc个体的比例为

C.表现型有8种，aaBbCc个体的比例为

D.表现型有8种，Aabbcc个体的比例为

答案　C

解析　每对性状分开考虑，Aa×Aa后代有2种表现型，Bb×bb后代有2种表现型，Cc×Cc后代有2种表现型，组合起来有2×2×2＝8种表现型；Aa×Aa后代为

AA、

Aa、

aa，Bb×bb后代为

Bb、

bb，Cc×Cc后代为

CC、

Cc、

cc，组合起来有：

AaBbCc个体的比例为

；aaBbcc个体的比例为

；aaBbCc个体的比例为

；Aabbcc个体的比例为

。

4.（2017·舟山中学高三期中）某种蝴蝶紫翅（P）对黄翅（p）是显性，绿眼（G）对白眼（g）为显性，两对基因分别位于两对同源染色体上，生物小组同学用紫翅绿眼和紫翅白眼的蝴蝶进行杂交，F1出现的性状类型及比例如图所示。

下列叙述正确的是（　　）

A.亲本的基因型是PpGg×PPgg

B.F1中纯合子占一半

C.F1紫翅白眼个体中，与亲本基因型相同的个体占

D.F1紫翅白眼自交（基因型相同的雌雄个体间交配），F2中纯合子占

答案　D

解析　分析柱形图可知，紫翅∶黄翅＝3∶1，推出亲本为Pp×Pp，绿眼∶白眼＝1∶1，推出亲本为Gg×gg，故亲本基因型为PpGg×Ppgg，故A错误；F1中纯合子概率为1/2×1/2＝1/4，故B错误；F1紫翅白眼基因型为P_gg，与亲本基因型相同的概率为2/3，故C错误；F1中紫翅白眼的基因型为PPgg、Ppgg，比例为1∶2，自交后代F2中纯合子的概率为1/3＋2/3×1/2＝2/3，故D正确。

考点三　活动：

模拟孟德尔杂交实验

1.实验原理

（1）分离定律：

通过一对相对性状杂交的模拟实验，认识等位基因在形成配子时要相互分离，认识受精作用时雌雄配子是随机结合的。

Yy（或YY、yy）×Yy（或YY、yy）→子代

（2）自由组合定律

YyRr（或Y_R_、Y_rr、yyR_、yyrr）×YyRr（或Y_R_、Y_rr、yyR_、yyrr）→子代

2.实验步骤

Ⅰ.模拟一对相对性状的杂交实验

（1）模拟实验操作

①在标有“雄1”、“雌1”的每个信封内装入“黄Y”和“绿y”的卡片各10张；

②从标有“雄1”的信封中随机取出1张卡片，从标有“雌1”的信封中随机取出1张卡片；

③将分别从“雄1”、“雌1”信封内随机取出的2张卡片组合在一起；

④记录后将卡片放回原信封内；

⑤重复上述过程10次以上。

（2）模拟实验记录

次数

雄1中取

出的基因

雌1中取

出的基因

子代的

基因组合

子代的颜

色判断

1

2

3

…

10

Ⅱ.模拟两对相对性状的杂交实验

（1）模拟实验操作

①在标有“雄1”、“雌1”的每个信封内装入“黄Y”和“绿y”的卡片各10张，在标有“雄2”、“雌2”的每个信封内装入“圆R”和“皱r”的卡片各10张；

②从标有“雄1”、“雄2”、“雌1”、“雌2”的四个信封中各随机取出一张卡片，“雄1”和“雄2”中取出的卡片组成雄配子，“雌1”和“雌2”中取出的卡片组成雌配子；

③将这4张卡片组合在一起；

④记录后将卡片放回原信封内；

⑤重复上述过程10次以上。

（2）模拟实验记录

次

数

雄1、雄2中取出的基因

雌1、雌2中取出的基因

子代的基因组合

子代的颜色、形状判断

1

2

3

…

10

思考讨论

1.从“雄1”和“雌1”信封内各取出一张卡片可表示什么？

提示　可表示F1雌、雄个体产生的配子。

2.将分别从“雄1”和“雌1”信封内随机取出的2张卡片组合在一起可模拟什么？

提示　可模拟F1雌、雄个体产生配子的受精作用。

3.在模拟两对相对性状的杂交实验时，只需从“雄2”、“雌2”信封内取卡片吗？

提示　不是，除从“雄2”、“雌2”信封内取卡片外，还需从“雄1”、“雌1”信封内取卡片。

4.怎样增强两种模拟实验的说服力？

提示　两种模拟实验均有必要重复10次以上，方可增强说服力。

1.减小实验数据统计误差的方法

（1）提倡2～3人的合作学习，1人取卡片，1人记录，1人监督。

在数据统计时样本数量越大，数据所反应的规律性问题越准确，因此可鼓励每组实验次数比10次更多。

当不同小组出现的比例有差别时，应该多鼓励学生自己分析原因。

（2）各组分别统计各个实验的数据，由于实验次数相对较少，各个实验数据反映的关系（数据比例）差别比较大。

应引导学生将全班同学的各组实验数据分别统计在同一组，增大统计样本数量，减小误差。

2.分析数据中体现的规律

分别统计各组实验数据，根据各组实验规定的显、隐性关系以及各标记组合推测内在关系。

将全班同学的各组实验数据分别统计在同一组。

（1）模拟两个杂合亲本的杂交（Yy×Yy），实验数据表明后代出现三种标记组合YY、Yy、yy，比例为1∶2∶1，后代出现性状分离，比例为3∶1。

（2）模拟孟德尔研究两对相对性状的杂交实验（YyRr×YyRr），实验数据表明子代出现9种标记组合；后代出现性状分离，按照相关规定得出4种组合，计算其比例为9∶3∶3∶1。

（3）模拟孟德尔研究两对相对性状测交实验（YyRr×yyrr），实验数据表明子代出现4种标记组合，比例为1∶1∶1∶1。

题型一　实验基础

1.在模拟孟德尔杂交实验时，有学生取了两个信封，然后向信封中各加入适量标有“A”和“a”的图纸片。

下列叙述错误的是（　　）

A.两个信封分别代表了父本和母本

B.将取出的2张圆纸片组合并记录组合结果后，要将其放回原信封内

C.将取出的2张圆纸片组合在一起的过程模拟了雌雄配子的随机结合

D.若要模拟自由组合定律，则须在两信封中各加入适量标有“B”和“b”的圆纸片

答