学年浙科版必修2 第一章 微专题二 自由组合定律的常规解题方法 学案.docx

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学年浙科版必修2第一章微专题二自由组合定律的常规解题方法学案

微专题二　自由组合定律的常规解题方法

[学习目标]　1.将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题，以繁化简。

2.自由组合定律的应用。

一、科学思维：

利用分离定律解决自由组合定律问题的解题思路

例1

　基因型分别为ddEeFf和DdEeff的两种豌豆杂交，在三对等位基因各自独立遗传的条件下，回答下列问题：

（1）该杂交后代的基因型及表现型种类数分别是________、________。

（2）该杂交后代中表现型为D性状显性、E性状显性、F性状隐性的概率为______________。

（3）该杂交后代中基因型为ddeeff的个体所占的比例为________。

（4）该杂交后代中，基因型不同于两亲本的个体占全部后代的比例为________。

答案　

（1）12　8　

（2）　（3）　（4）

解析　

（1）该杂交后代的基因型种类为2×3×2＝12种，表现型种类为2×2×2＝8种。

（2）该杂交后代中表现型为D显、E显、F隐的概率为××＝。

（3）该杂交后代中基因型为ddeeff的个体所占的比例为××＝。

（4）该杂交后代中基因型不同于亲本的比例＝1－亲本类型比例＝1－（ddEeFf比例＋DdEeFf比例）＝1－（××＋××）＝1－＝。

方法总结

1.方法概述

（1）拆分：

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，有几对等位基因就可分解为几种分离定律问题。

如AaBb×Aabb，可分解为如下两组：

Aa×Aa，Bb×bb。

（2）综合：

按分离定律进行逐一分析。

最后，将获得的结果进行综合，得到正确答案。

2.由亲代计算子代基因型、表现型的概率

（1）配子种类数及概率的计算

如AaBbCc产生的配子种类数为：

　　Aa　　　Bb　　　Cc

↓↓↓

2　×　2　×　2＝8种。

又如AaBbCc产生ABC配子的概率为：

（A）×（B）×（C）＝。

（2）配子间的结合方式计算

如求AaBbCc与AaBbCC杂交过程中，其配子间的结合方式种类数：

①先求AaBbCc、AaBbCC各自产生多少种配子，AaBbCc→8种配子，AaBbCC→4种配子。

②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8×4＝32种结合方式。

（3）基因型种类数及概率的计算

如求AaBbCc与AaBBCc杂交，其后代的基因型种类数，可分解为三个分离定律的问题：

Aa×Aa→后代有3种基因型（1AA∶2Aa∶1aa）；

Bb×BB→后代有2种基因型（1BB∶1Bb）

Cc×Cc→后代有3种基因型（1CC∶2Cc∶1cc）。

因而AaBbCc×AaBBCc，后代有3×2×3＝18种基因型。

又如该双亲后代中AaBBcc出现的概率为：

（Aa）×（BB）×（cc）＝。

（4）表现型种类数及概率的计算

如求AaBbCc与AabbCc杂交，其后代可能的表现型的种类数，可分解为三个分离定律的问题：

Aa×Aa→后代有2种表现型（3A_∶1aa）；

Bb×bb→后代有2种表现型（1Bb∶1bb）；

Cc×Cc→后代有2种表现型（3C_∶1cc）。

所以AaBbCc×AabbCc，后代有2×2×2＝8种表现型。

又如该双亲后代中表现型A_bbcc出现的概率为（A_）×（bb）×（cc）＝。

变式1

　已知A与a、B与b、C与c三对等位基因自由组合，每对等位基因控制一对相对性状。

基因型分别为AaBbCc和AabbCc的两个体进行杂交。

下列关于杂交后代推测中正确的是（　　）

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　D

解析　可采用如下先拆分、后综合的方法：

拆分

综合

二、归纳概括：

根据子代推导亲代的基因型

例2

　下表为3个不同小麦杂交组合及其子代的表现型和植株数目（设A、a控制是否抗病，B、b控制种皮颜色）。

组合序号

杂交组合类型

子代的表现型和植株数目

抗病红种皮

抗病白种皮

感病红种皮

感病白种皮

①

抗病红种皮×感病红种皮

416

138

410

135

②

抗病红种皮×感病白种皮

180

184

178

182

③

感病红种皮×感病白种皮

140

136

420

414

（1）三个杂交组合中亲本的基因型分别是：

①______________，②______________，③______________。

（2）第________组符合测交实验结果。

答案　

（1）aaBb×AaBb　aaBb×Aabb　AaBb×Aabb

（2）②

解析　基因型的推断方法可采用填空填充法、综合分析法。

如③组中：

双亲表现型为感病红种皮×感病白种皮，结合特殊分离比可确定基因型为AaBb×Aabb。

方法总结

推断基因型的方法

（1）隐性纯合突破法：

一旦出现隐性性状，可以直接写出基因型，并推知两个亲本各有一个隐性基因。

（2）基因填充法

①根据亲代和子代的表现型写出亲代和子代的基因型，如基因型可表示为A_B_、A_bb。

②根据表现型推出基因型（此方法只适用于亲代和子代表现型已知且显隐性关系已知的情况）。

（3）根据后代分离比解题

两对（或多对）相对性状自由组合的同时，每对性状还会分离。

因此对于多对性状的题目，先研究每一对性状，然后再把它们组合起来，常见情况如下表所示。

已知后代性状分离比　　　　　　亲代基因型

9∶3∶3∶1　　→（3∶1）（3∶1）　　→AaBb×AaBb

3∶3∶1∶1　　→（3∶1）（1∶1）　　→AaBb×Aabb

3∶1∶3∶1　　→（1∶1）（3∶1）　　→AaBb×aaBb

1∶1∶1∶1　　→（1∶1）（1∶1）　　→AaBb×aabb

1∶1∶1∶1　　→（1∶1）（1∶1）　　→Aabb×aaBb

3∶1　　　　　→（3∶1）·1　　　→AaBB×Aabb

3∶1　　　　　→（3∶1）·1　　　→AaBB×AaBB

3∶1　　　　　→（3∶1）·1　　　→Aabb×Aabb

1∶1　　　　　→（1∶1）·1　　　→AaBB×aabb

1∶1　　　　　→（1∶1）·1　　　→Aabb×aaBB

变式2

　水稻的高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗稻瘟病（R）对易感稻瘟病（r）为显性，这两对基因位于不同对的染色体上。

将一株高秆抗病的植株（甲）与另一株高秆易感病的植株（乙）杂交，结果如图所示。

下面有关叙述正确的是（　　）

A.如只研究茎高度的遗传，图示表现型为高秆的个体中，纯合子的概率为

B.甲、乙两植株杂交产生的子代有6种基因型，4种表现型

C.对甲植株进行测交，可得到能稳定遗传的矮秆抗病个体

D.以乙植株为材料，通过自交可得到符合生产要求的植株占

答案　B

解析　控制高秆、矮秆和抗稻瘟病、易感稻瘟病的两对基因位于不同对的染色体上，遗传遵循基因的自由组合定律。

根据杂交结果高秆∶矮秆＝3∶1，可知高秆双亲均为Dd，抗病∶易感病＝1∶1，可知抗病亲本为Rr，易感病亲本rr，即甲的基因型为DdRr，乙的基因型为Ddrr，其子代有6种基因型，4种表现型，B正确；如只研究茎高度的遗传，高秆个体中纯合子占，A错误；由于甲中抗病个体基因型为Rr，测交子代不会得到稳定遗传的抗病个体，C错误；符合生产要求的性状为纯合矮秆抗病，基因型为ddRR，而乙为Ddrr，其自交不能得到符合要求的矮秆抗病性状，D错误。

三、逻辑推理：

自由组合定律特殊分离比分析

例3

　（2018·杭州一中月考）等位基因A、a和B、b独立遗传。

让显性纯合子（AABB）和隐性纯合子（aabb）杂交得F1，再让F1测交，测交后代的表现型比例为1∶3。

如果让F1自交，则下列表现型比例中，F2不可能出现的是（　　）

A.13∶3

B.9∶4∶3

C.9∶7

D.15∶1

答案　B

解析　两对等位基因独立遗传，遵循基因的自由组合定律，根据正常的自由组合定律分离比，F1（AaBb）测交，其后代表现型应是四种且比例为1∶1∶1∶1，而现在是1∶3，那么F1自交后代原本的9∶3∶3∶1应是两种表现型比例有可能是9∶7或13∶3或15∶1，故A、C、D正确，B错误。

方法总结

1.自由组合定律特殊分离比的8种情况

某些生物的性状由两对等位基因控制，这两对基因在遗传的时候遵循自由组合定律，但是F1自交后代的表现型却出现了很多特殊的性状分离比，如9∶3∶4、15∶1、9∶7、9∶6∶1等。

分析这些比例，我们会发现比例之和仍然为16，这也验证了基因的自由组合定律，具体情况分析如表所示。

F1（AaBb）自交后代比例

原因分析

测交后代比例

9∶3∶3∶1（互作效应）

正常的完全显性

1∶1∶1∶1

9∶7（互补作用）

当双显性基因同时出现时为一种表现型，其余的基因型为另一种表现型：

（9A_B_）∶（3A_bb＋3aaB_＋1aabb）

　9　∶　　　　7

1∶3

9∶3∶4（隐性上位）

一对等位基因中隐性基因制约另一对基因的作用：

（9A_B_）∶（3A_bb）∶（3aaB_＋1aabb）

9　∶　3　∶　　4

1∶1∶2

9∶6∶1（积加作用）

双显、单显、双隐三种表现型：

（9A_B_）∶（3A_bb＋3aaB_）∶（1aabb）

9　∶　　6　　　∶　1

1∶2∶1

15∶1（重叠作用）

只要有显性基因其表现型就一致，其余基因型为另一种表现型：

（9A_B_＋3A_bb＋3aaB_）∶（1aabb）

　15　　　　∶　1

3∶1

10∶6（积加作用）

具有单显基因为一种表现型，其余基因型为另一种表现型：

（9A_B_＋1aabb）∶（3A_bb＋3aaB_）

10　　　∶　　　6

2∶2

1∶4∶6∶4∶1（累加作用）

A与B的作用效果相同，但显性基因越多，其效果越强：

1（AABB）∶4（AaBB＋AABb）∶6（AaBb＋AAbb＋aaBB）∶4（Aabb＋aaBb）∶1（aabb）

1∶2∶1

13∶3（抑制作用）

一种显性基因抑制另一种显性基因的作用，使后者的作用不能显示出来：

（9A_B_＋3A_bb＋1aabb）∶（3aaB_）

　　13　　　　　∶　3

3∶1

12∶3∶1（显性上位）

一对等位基因中显性基因制约另一对基因的作用：

（9A_B_＋3A_bb）∶（3aaB_）∶（1aabb）

12　　　∶　3　∶　1

2∶1∶1

2.性状分离比9∶3∶3∶1的变式题的解题步骤

（1）看F2的表现型比例，若表现型比例之和是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9∶3∶3∶1进行对比，分析合并性状的类型。

如比例为9∶3∶4，则为9∶3∶（3＋1），即4为两种性状的合并结果。

（3）对照上述表格确定出现异常分离比的原因。

（4）根据异常分离比出现的原因，推测亲本的基因型或推测子代相应表现型的比例。

3.表现型比例之和小于16的特殊分离比成因

（1）致死类型归类分析

①显性纯合致死

a.AA和BB致死

b.AA（或BB）致死

②隐性纯合致死

a.双隐性致死

b.单隐性致死aa或bb

（2）致死类问题解题思路

第一步：

先将其拆分成分离定律单独分析。

第二步：

将单独分析结果再综合在一起，确定成活个体基因型、表现型及比例。

变式3

　在西葫芦的皮色遗传中，已知黄皮基因（Y）对绿皮基因（y）为显性，但在另一显性基因（W）存在时，基因Y和y都不能表达，则表现为白色。

现有基因型为WwYy的个体自交，其后代表现型种类及比例分别是（　　）

A.4种，9∶3∶3∶1B.2种，13∶3

C.3种，12∶3∶1D.3种，10∶3∶3

答案　C

解析　由题意可知，W基因抑制Y基因和y基因表达，基因型为W_Y_的个体表现为白色，另外基因型为W_yy的个体也表现为白色，基因型为wwyy的个体表现为绿色，基因型为wwY_的个体表现为黄色，因此基因型为WwYy的个体自交后代中表现型有白色、黄色、绿色3种，比例为12∶3∶1。

四、归纳比较：

基因分离定律与自由组合定律

例4

　某植物有宽叶和窄叶（基因为A、a）、抗病和不抗病（基因为B、b）等相对性状。

请回答下列问题：

（1）若宽叶和窄叶植株杂交，F1全部表现为宽叶，则显性性状是________，窄叶植物的基因型为____________。

（2）若要验证第

（1）小题中F1植株的基因型，可采用测交方法，请用遗传图解表示测交过程。

（3）现有纯合宽叶抗病和纯合窄叶不抗病植株进行杂交，所得F1自交，F2有宽叶抗病、宽叶不抗病、窄叶抗病和窄叶不抗病四种表现型，且比例为9∶3∶3∶1。

①这两对相对性状的遗传符合____________定律，F2中出现新类型植株的主要原因是

________________________________________________________________________。

②若F2中的窄叶抗病植株与杂合宽叶不抗病植株杂交，后代的基因型有________种，其中宽叶抗病植株占后代总数的________。

答案　

（1）宽叶　aa　

（2）遗传图解如图所示：

（3）①基因自由组合　控制两对相对性状的等位基因在形成配子时，每对等位基因彼此分离，同时非等位基因自由组合

②4　

解析　

（1）宽叶和窄叶植株杂交，F1全部表现为宽叶，说明宽叶相对于窄叶为显性性状，则窄叶植物的基因型为aa。

（3）①F2中宽叶抗病∶宽叶不抗病∶窄叶抗病∶窄叶不抗病＝9∶3∶3∶1，说明这两对相对性状的遗传符合基因自由组合定律，即控制两对相对性状的等位基因在形成配子时，每对等位基因彼此分离，同时非等位基因自由组合。

②F2中抗病∶不抗病＝3∶1，说明抗病相对于不抗病为显性性状，则F2中的窄叶抗病植株（aaBB、aaBb）与杂合宽叶不抗病植株（Aabb）杂交，后代有4种基因型（AaBb、aaBb、Aabb、aabb），其中宽叶抗病植株（A_B_）占后代总数的比例为×＋××＝。

方法总结

基因分离定律和基因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

相对性状的对数

一对

两对相对性状

n对相对性状

F1的配子

2种，数量相等1∶1

4种，数量相等1∶1∶1∶1

2n种，数量相等1∶1∶…∶1

F2的表现型及比例

2种，3∶1

4种，9∶3∶3∶1

2n种，（3∶1）n

F2的基因型及比例

3种，1∶2∶1

9种，（1∶2∶1）2

3n种，（1∶2∶1）n

测交表现型及比例

2种，数量相等1∶1

4种，数量相等1∶1∶1∶1

2n种，数量相等1∶1∶…∶1

遗传实质

控制一对相对性状的两个不同的等位基因，在形成配子时彼此分离，进入两个配子中

等位基因分离的同时，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纯合

将优良性状重组在一起；分析家族中两种或多种遗传病发病情况

联系

在形成配子时，两个遗传定律同时起作用；分离定律是最基本的遗传定律，是自由组合定律的基础

变式4

　（2018·绍兴市高三期中）下列有关基因分离定律和自由组合定律的叙述正确的是（　　）

A.可以解释一切生物的遗传现象

B.体现在杂合子形成雌、雄配子的过程中

C.研究的是所有两对等位基因的遗传行为

D.两个定律之间不存在必然的联系

答案　B

解析　基因分离定律和自由组合定律适用于真核生物有性生殖的细胞核遗传，故A错误；等位基因分离和非等位基因自由组合发生在减数第一次分裂过程中，体现在杂合子形成雌、雄配子的过程中，故B正确；基因分离定律研究的是一对等位基因的遗传行为，基因的自由组合定律适用于两对及两对以上非等位基因的遗传行为，故C错误；基因的自由组合定律是以基因分离定律为基础的，故D错误。

1.（2017·浙江4月选考）豌豆种子的黄色（Y）和绿色（y）、圆形（R）和皱形（r）是两对相对性状。

下列基因型中属于纯合子的是（　　）

A.YyRrB.YYRrC.YYRRD.YyRR

答案　C

解析　纯合子一定要所有的等位基因全部纯合才可以称为纯合子，故选C。

2.（2018·杭州市学考）菜豆是自花授粉的植物，其花色中有色花对白色花为显性。

一株杂合有色花菜豆Cc生活在海岛上，如果海岛上没有其他菜豆植株存在，且菜豆为一年生植物，那么三年之后，海岛上开有色花菜豆植株和开白色花菜豆植株的比例是（　　）

A.3∶1B.15∶7C.9∶7D.15∶9

答案　C

解析　杂合子自交会出现性状分离。

基因型为Cc的菜豆自交一年，产生的后代为CC∶Cc∶cc＝1∶2∶1，其中杂合子的比例为；开白色花菜豆植株cc的比例为（1－）×＝；自交三年之后，产生的后代中，Cc的比例为（）3＝，开白色花菜豆植株cc的比例为（1－）×＝，开有色花菜豆植株CC和Cc的比例为1－＝。

所以开有色花菜豆植株和开白色花菜豆植株的比例是∶＝9∶7。

3.报春花的花色白色（只含白色素）和黄色（含黄色锦葵色素）由两对等位基因（A和a，B和b）共同控制，两对等位基因独立遗传，显性基因A控制以白色素为前体物合成黄色锦葵色素的代谢过程，但当显性基因B存在时可抑制其表达。

现选择AABB和aabb两个品种进行杂交，得到F1，F1自交得F2，则下列说法不正确的是（　　）

A.黄色植株的基因型是AAbb或Aabb

B.F1的表现型是白色

C.F2中黄色∶白色的比例是3∶5

D.F2中的白色个体的基因型有7种

答案　C

解析　根据图示，基因A表达才能合成黄色锦葵色素，而基因B表达时基因A表达受抑制，花色为白色，因此白色报春花的基因型为A_B_或aa__，而黄色报春花的基因型是AAbb或Aabb；AABB和aabb两个品种杂交，F1基因型为AaBb，花色应为白色；F1自交，F2的基因型为：

A_B_、aaB_、A_bb、aabb，其比例为9∶3∶3∶1，其中黄色为3/16，白色为（9＋3＋1）/16，因此F2中白色∶黄色为13∶3；由于F2共有9种基因型，其中黄色植株的基因型只有AAbb和Aabb两种，因此白色个体的基因型种类是7种。

4.某种狗的毛色受到两对等位基因控制：

黑色（G）对棕色（g）为显性；颜色表达（H）对颜色不表达（h）为显性，无论黑色或棕色基因是否存在，只要颜色不表达基因纯合，狗的毛色为黄色。

某人让一只棕色狗与一只黄色狗交配，结果生下的狗只有黑色，没有棕色和黄色。

据此判断这对亲本狗的基因型为（　　）

A.ggHh和GGhhB.ggHH和Gghh

C.ggHH和GGhhD.gghh和Gghh

答案　C

解析　根据题意可知，亲本棕色狗的基因型只能是ggHH，由于它与黄色狗的后代全是黑色狗，推测黄色狗的基因型只能是GGhh，C正确。

5.（2018·嘉兴十校联考）已知某雌雄同花的植物，花的黄色与白色由基因H、h控制；叶的圆形与肾形由基因R、r控制，两对基因分别位于不同对染色体上。

现以黄花圆形叶和黄花肾形叶的植株为亲本进行杂交，所得的F1的表现型及比例统计如图所示。

请回答下列问题：

（1）在花色性状中，属于显性性状的是________，其涉及的基因遵循________定律。

（2）杂交所得的F1中纯合个体所占的比例为________。

（3）若将F1中黄花圆形叶植株进行自交，F2只出现黄花圆形叶和白花圆形叶两种植株，说明圆叶为________性状，则黄花肾形叶亲本的基因型为________。

答案　

（1）黄花　基因分离　

（2）　（3）隐性　HhRr

解析　

（1）分析题图可知，F1中黄花和白花的比例为3∶1，所以黄花为显性，控制该性状的基因遵循分离定律。

（2）亲本黄花圆形叶基因型为HhRr或Hhrr，黄花肾形叶为Hhrr或HhRr，其杂交所得F1中纯合子为×＝。

（3）将F1中黄花圆形叶植株进行自交后代都是圆叶，没有性状分离，可推知圆叶为隐性，亲本黄花肾形叶的基因型为HhRr。

[对点训练]

题组一　分解组合法解决自由组合问题

1.某一个体的基因型为AaBbCCDdEe，成对的基因均分别独立遗传，遵循自由组合定律，此个体能产生的配子种类数为（　　）

A.6种B.12种C.16种D.32种

答案　C

解析　该题可利用分解法来解答。

对于只含一对等位基因的个体，杂合子（Aa）产生两种配子（A、a），纯合子（CC）产生一种配子（C）。

因此，基因型为AaBbCCDdEe的个体能产生的配子种类数为2×2×1×2×2＝16（种）。

2.小麦的高秆（D）对矮秆（d）为显性，有芒（B）对无芒（b）为显性，这两对基因的遗传遵循自由组合定律。

将两种小麦杂交，后代中出现高秆有芒、高秆无芒、矮秆有芒、矮秆无芒四种表现型，且其比例为3∶1∶3∶1，则亲本的基因型为（　　）

A.DDBB×ddBbB.Ddbb×ddbb

C.DdBb×ddBbD.DdBb×ddbb

答案　C

解析　杂交后代中高秆∶矮秆＝1∶1，有芒∶无芒＝3∶1。

根据一对相对性状的遗传规律，题中亲本关于茎秆高度的基因型为Dd和dd，关于有芒和无芒的基因型为Bb和Bb。

3.若基因型为AaBbCCDDee的个体与基因型为AABbCcDDEe的个体交配，在子代中，纯合子的比例应是（　　）

A.B.C.D.

答案　C

解析　首先对逐对基因进行分析算出产生纯合子的概率。

Aa×AA→1AA、1Aa，产生的纯合子的比例为，Bb×Bb→1BB、2Bb、1bb，产生的纯合子的比例为；CC×Cc→1CC、1Cc，产生纯合子的比例为；DD×DD→DD，产生的纯合子的比例为1；ee×Ee→1Ee、1ee，产生的纯合子的比例为。

子代纯合子的概率为×××1×＝。

题组二　推导亲代、子代的基因型

4.豌豆子叶的黄色（Y）、圆形种子（R）均为显性，两亲本杂交的F1表现型如下图所示，让F1中黄色圆形豌豆与绿色皱形豌豆杂交，F2的性状分离比为（　　）

A.2∶2∶1∶1B.1∶1∶1∶1

C.9∶3∶3∶1D.3∶1∶3∶1

答案　A

解析　由F1中圆形∶皱形＝3∶1可知，亲代相应基因型为Rr、Rr；由F1中黄色∶绿色＝1∶1可知，亲代相应基因型为Yy、yy，故亲代基因型组合为YyRr×yyRr。

F1中黄色圆形豌豆的基因型为YyRR、YyRr，F1中绿色皱形豌豆基因型为yyrr。

F1中黄色圆形豌豆与绿色皱形豌豆杂交，则有：

YyRR×yyrr→YyRr、yyRr；YyRr×yyrr→YyRr、Yyrr、yyRr、yyrr。

F2的性状分离比为YyRr∶yyRr∶Yyrr∶yyrr＝2∶2∶1∶1。

5.水稻的高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（R）对不抗锈病（r）为显性，这两对基因自由组合。

甲水稻（DdRr）与乙水稻杂交，其后代四种表现型的比例是3∶3∶1∶1，则乙水稻的基因型是（　　）

A.Ddrr或ddRrB.DdRR

C.ddRRD.DdRr

答案　A

解析　由后代表现型的比例为3∶3∶1∶1可知，两种性状中一种性状的后代性状分离比为3∶1，另一种性状的后代性状分离比为1∶1，已知甲水稻基因型为DdRr，则乙水稻的基因型为Ddrr或dd