届 一轮复习人教版 自由组合定律解题方法及遗传实验设计 学案.docx

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届一轮复习人教版自由组合定律解题方法及遗传实验设计学案

高考对遗传定律的考查并非单一化；往往呈现综合性，不仅将自由组合定律与分离定律综合，更将孟德尔定律与其细胞学基础，伴性遗传，系谱分析及概率求解等予以综合考查。

因此，备考时必须深刻把握两大定律的核心内涵，归纳总结基因传递规律及特点，并能熟练进行基因型、表现型推导及概率计算，同时应具备相当的遗传实验设计能力。

【例证】（2016·全国卷Ⅱ，32）某种植物的果皮有毛和无毛、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：

回答下列问题：

（1）果皮有毛和无毛这对相对性状中的显性性状为___________________，果肉黄色和白色这对相对性状中的显性性状为_________________________________。

（2）有毛白肉A、无毛黄肉B和无毛黄肉C的基因型依次为________________。

（3）若无毛黄肉B自交，理论上，下一代的表现型及比例为________。

（4）若实验3中的子代自交，理论上，下一代的表现型及比例为______________。

（5）实验2中得到的子代无毛黄肉的基因型有________。

解析　

（1）确认两对性状显隐性的关键源于实验过程。

实验1：

有毛A与无毛B杂交，子一代均为有毛，说明有毛为显性性状；实验3：

白肉A与黄肉C杂交，子一代均为黄肉，据此可判断黄肉为显性性状。

（2）依据“实验1中的白肉A与黄肉B杂交，子一代黄肉与白肉的比例为1∶1”可判断黄肉B为杂合的。

进而推知：

有毛白肉A、无毛黄肉B、无毛黄肉C的基因型依次为：

DDff、ddFf、ddFF。

（3）无毛黄肉B的基因型为ddFf，理论上其自交下一代的基因型及比例为ddFF∶ddFf∶ddff＝1∶2∶1，所以表现型及比例为无毛黄肉∶无毛白肉＝3∶1。

（4）综上分析可推知：

实验3中的子代的基因型均为DdFf，理论上其自交下一代的表现型及比例为有毛黄肉（D_F_）∶有毛白肉（D_ff）∶无毛黄肉（ddF_）∶无毛白肉（ddff）＝9∶3∶3∶1。

（5）实验2中的无毛黄肉B（ddFf）和无毛黄肉C（ddFF）杂交，子代的基因型为ddFf和ddFF两种，均表现为无毛黄肉。

答案　

（1）有毛　黄肉　

（2）DDff、ddFf、ddFF　（3）无毛黄肉∶无毛白肉＝3∶1　

（4）有毛黄肉∶有毛白肉∶无毛黄肉∶无毛白肉＝9∶3∶3∶1　（5）ddFF、ddFf

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

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，既存在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

能否用分离定律的结果证明基因是否符合自由组合定律？

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，无法证明是否符合基因的自由组合定律。

考向1　结合细胞学基础考查两大定律

1.（2018·河南洛阳名校一联）某二倍体植物有多对容易区分的相对性状，其中部分性状受相关基因控制的情况如表所示。

回答下列问题：

（1）若表中三对等位基因分别位于三对常染色体上，则基因型为AaBbDd与aabbdd的两植株杂交，子代中窄叶植株所占的比例为________，子代中红花窄叶细茎植株占的比例为________。

（2）若某植株体细胞的三对基因在染色体上的分布如图所示。

如果该植株形成配子时，部分四分体中相邻的两条非姐妹染色单体之间，基因D与d所在片段发生过交叉互换，则该植株可形成________种基因型的配子；如果该植株形成配子时没有发生交叉互换，则该植株自交产生的红花窄叶子代中纯合子所占的比例为________。

解析　

（1）若表中三对等位基因分别位于三对常染色体上，则基因型为AaBbDd与aabbdd的两植株杂交，只考虑叶形，则亲本为Bb与bb测交，子代中窄叶植株占的比例为1/2；若同时考虑花色、叶型和茎秆三对性状，亲本为三对杂合子基因型的测交，则子代中红花窄叶细茎植株（AaBbdd）占的比例为（1/2）×（1/2）×（1/2）＝1/8。

（2）如图甲所示，该植株的基因型为AaBbDd，形成配子时若部分四分体中相邻的两条非姐妹染色单体之间，基因D与d所在片段发生过交叉互换，则该植株可形成2×2×2＝8种基因型的配子；如果该植株形成配子时没有发生交叉互换，由于A与d连锁，a与D连锁，所以只能产生ABd、Abd、aBD、abD四种配子，则该植株自交产生的红花窄叶（A_B_）子代占（3/4）×（3/4）＝9/16，而纯合的红花窄叶（AABB）占（1/4）×（1/4）＝1/16，所以该植株自交产生的红花窄叶子代中纯合子占的比例为1/9。

答案　

（1）1/2　1/8　

（2）8　1/9

考向2　孟德尔两大定律的综合考查

2.（2018·河南名校联盟第一次联考，34）某二倍体植物种群由紫花、红花、白花植株组成，任一株紫花植株自交，子代总表现为紫花、红花与白花两种类型，其比例约为4∶4∶1。

同学甲认为该植物花色的遗传受两对等位基因的控制，且相关基因间完全显性并独立遗传。

若同学甲的观点是正确的，请回答：

（1）上述种群中红花植株的基因型有几种？

紫花植株自交子代的性状分离比为4∶4∶1，请写出出现该分离比的条件。

（2）请从种群中选择材料，设计实验对同学甲的观点进行验证。

（要求：

写出实验思路、预期实验结果并得出结论。

不考虑实验过程中出现新的变化。

）

答案　

（1）2　紫花植株产生数目相等的具有相同受精能力的4种雄配子和4种雌配子；受精时雌雄配子随机结合并形成受精卵；控制花色的显性基因纯合的受精卵都不能发育或致死，其他基因型的受精卵都能正常发育成新个体。

（其他合理答案也可）

（2）紫花植株与白花植株杂交（测交），获得杂交（测交）子代。

若杂交（测交）子代出现紫花、红花与白花三种类型，且比例为1∶2∶1，则表明该植物花色的遗传受两对等位基因的控制。

验证孟德尔两大遗传定律的方法：

（1）自交法：

F1自交。

①后代性状分离比符合3∶1→符合分离定律。

②后代性状分离比符合9∶3∶3∶1或（3∶1）n（n≥3）→符合自由组合定律。

（2）测交法：

F1测交。

①测交后代性状分离比符合1∶1→符合分离定律。

②测交后代性状分离比符合1∶1∶1∶1或（1∶1）n（n≥3）→符合自由组合定律。

纵观孟德尔自由组合定律的诸多题目，几乎都涉及基因型、表现型推导、概率求解等。

其中不乏求某种具体基因型或表现型所占比率问题。

某基因型个体产生配子类型问题，不同对基因间自由组合方式及亲本杂交子代类型推导等，涉及的等位基因对数越多考题越复杂，求解难度越大，如何善用技巧切实掌握相关题型的解题方法，探规寻律，强化训练，是备考必须直面且无法回避的现实。

【例证】（2014·海南卷，22）基因型为AaBbDdEeGgHhKk个体自交，假定这7对等位基因自由组合，则下列有关其子代叙述正确的是（　　）

A.1对等位基因杂合、6对等位基因纯合的个体出现的概率为5/64

B.3对等位基因杂合、4对等位基因纯合的个体出现的概率为35/128

C.5对等位基因杂合、2对等位基因纯合的个体出现的概率为67/256

D.6对等位基因纯合的个体出现的概率与6对等位基因杂合的个体出现的概率不同

解析　1对等位基因杂合、6对等位基因纯合的个体出现的概率＝C

×2/4×（1/4＋1/4）×（1/4＋1/4）×（1/4＋1/4）×（1/4＋1/4）×（1/4＋1/4）×（1/4＋1/4）＝7/128，A错误；3对等位基因杂合、4对等位基因纯合的个体出现的概率＝C

×2/4×2/4×2/4×（1/4＋1/4）×（1/4＋1/4）×（1/4＋1/4）×（1/4＋1/4）＝35/128，B正确；5对等位基因杂合、2对等位基因纯合的个体出现的概率＝C

×2/4×2/4×2/4×2/4×2/4×（1/4＋1/4）×（1/4＋1/4）＝21/128，C错误；6对等位基因纯合的个体出现的概率与6对等位基因杂合的个体出现的概率都是C

×2/4×（1/4＋1/4）×（1/4＋1/4）×（1/4＋1/4）×（1/4＋1/4）×（1/4＋1/4）×（1/4＋1/4）＝7/128，D错误。

答案　B

巧用分离定律解决自由组合定律的方法

1.解题思路：

将多对等位基因的自由组合分解为若干分离定律分别分析，再运用乘法原理进行组合。

2.题型示例

（1）求解配子类型及概率

具多对等位基因的个体

解答方法

举例：

基因型为AaBbCc的个体

产生配子的种类数

每对基因产生配子种类数的乘积

配子种类数为

AaBb　Cc

↓↓　↓

2　×　2×2＝8种

产生某种配子的概率

每对基因产生相应配子概率的乘积

产生ABC配子的概率为

（A）×

（B）×

（C）＝

（2）求解配子间的结合方式

如AaBbCc与AaBbCC杂交过程中，求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产生8种配子，AaBbCC产生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）求解基因型类型及概率

问题举例

计算方法

AaBbCc与AaBBCc杂交，求它们后代的基因型种类数

可分解为三个分离定律问题：

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）

因此，AaBbCc×AaBBCc的后代中有3×2×3＝18种基因型

AaBbCc×AaBBCc后代中AaBBcc出现的概率计算

（Aa）×

（BB）×

（cc）＝

（4）求解表现型类型及概率

问题举例

计算方法

AaBbCc×AabbCc，求其杂交后代可能的表现型种类数

可分解为三个分离定律问题：

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的后代中有2×2×2＝8种表现型

AaBbCc×AabbCc后代中表现型A_bbcc出现的概率计算

3/4（A_）×1/2（bb）×1/4（cc）＝3/32

考向　巧用分离定律解决自由组合定律问题

1.（经典高考题）已知A与a、B与b、C与c这3对等位基因分别控制3对相对性状且3对等位基因自由组合，基因型分别为AaBbCc、AabbCc的两个体进行杂交。

下列关于杂交后代的推测，正确的是（　　）

A.表现型有8种，基因型为AaBbCc的个体的比例为1/16

B.表现型有4种，基因型为aaBbcc的个体的比例为1/16

C.表现型有8种，基因型为Aabbcc的个体的比例为1/8

D.表现型有8种，基因型为aaBbCc的个体的比例为1/16

解析　基因型为AaBbCc的个体与基因型为AabbCc的个体杂交，可分解为Aa×Aa→后代有2种表现型，3种基因型（1AA∶2Aa∶1aa）；Bb×bb→后代有2种表现型，2种基因型（1Bb∶1bb）；Cc×Cc→后代有2种表现型，3种基因型（1CC∶2Cc∶1cc）。

因此，后代表现型为2×2×2＝8（种），基因型为AaBbCc的个体的比例为（1/2）×（1/2）×（1/2）＝1/8。

基因型为aaBbcc的个体的比例为（1/4）×（1/2）×（1/4）＝1/32。

基因型为Aabbcc的个体的比例为（1/2）×（1/2）×（1/4）＝1/16。

基因型为aaBbCc的个体的比例为（1/4）×（1/2）×（1/2）＝1/16。

答案　D

2.（2017·山东泰安二模）某高等植物的红花和白花由3对独立遗传的等位基因（A和a、B和b、C和c）控制，3对基因中至少含有2个显性基因时，植株才表现为红花，否则为白花。

下列叙述错误的是（　　）

A.基因型为AAbbCc和aaBbCC的两植株杂交，子代全部表现为红花

B.该植物纯合红花、纯合白花植株的基因型各有7种、1种

C.基因型为AaBbCc的红花植株自交，子代中白花植株占7/64

D.基因型为AaBbCc的红花植株测交，子代中白花植株占1/8

解析　由“3对基因中至少含有2个显性基因时，植株才表现为红花，否则为白花”可知白花植株基因型中只有一个显性基因或不含显性基因。

在分析过程中可巧妙利用基因分离定律来处理问题。

将AAbbCc×aaBbCC拆分为三个基因分离定律的问题，即AA×aa→Aa，bb×Bb→1/2Bb、1/2bb，Cc×CC→1/2CC、1/2Cc，故子代基因型中至少有2个显性基因，则子代都表现为红花，A正确；由题可知，纯合红花植株基因型中可能含一种显性基因、两种显性基因或三种显性基因，即纯合红花植株的基因型有C

＋C

＋C

＝3＋3＋1＝7（种），纯合白花植株的基因型只有aabbcc1种，B正确；基因型为AaBbCc的红花植株自交，子代中白花植株（只含1个显性基因或不含显性基因）占（1/2）×（1/4）×（1/4）×C

＋（1/4）×（1/4）×（1/4）×C

＝7/64，C正确；基因型为AaBbCc的红花植株测交，子代中白花植株占（1/2）×（1/2）×（1/2）×C

＋（1/2）×（1/2）×（1/2）×C

＝1/2，D错误。

答案　D

突破点3　确认两对（或多对）基因是否独立遗传

针对两对或多对等位基因的遗传，近年高考偶尔会涉及相关基因在染色体上的具体位置判定或遗传实验验证，解题时应充分考虑多对等位基因在染色体上分布是否具“独立”性。

【例证】某研究人员发现一种野生植物花瓣有白色、紫色、红色、粉红色四种，研究表明，花瓣的颜色由花青素决定，花青素的形成由两对位于常染色体上的等位基因（A、a和B、b）共同控制，A基因控制紫色色素的合成（AA和Aa的效果相同），B基因淡化色素（BB和Bb的效果不同），形成原理如图所示。

回答下列问题：

（1）该植物的花色遗传可反映基因与性状之间的关系是_______________（回答两点）。

（2）若这两对基因的遗传遵循自由组合定律，现用白花植株和紫花植株杂交，F1表现为白花、紫花和红花，再让其中的红花植株自交得F2。

①两亲本的基因型分别为________、________。

②F2白花个体中纯合体所占比例为________。

（3）有人认为A、a和B、b这两对等位基因位于同一对同源染色体上，也有人认为A、a和B、b这两对等位基因分别位于两对同源染色体上。

现有纯合的白花、紫花和粉红花植株若干，请用这些材料进行杂交实验做进一步探究。

①简要描述杂交实验设计思路：

_____________________________________

____________________________________________。

②预测实验结果并得出结论（不考虑基因突变和交叉互换等变异）：

若________________，则两对基因位于同一对同源染色体上；

若________________，则两对基因分别位于两对同源染色体上。

解析　

（1）从图中信息可知，基因与性状之间的关系有基因通过控制相关酶的合成控制代谢，进而控制生物的性状，且有的性状是由多对等位基因共同控制的，即基因和性状并不是一一对应的关系。

（2）若这两对基因的遗传遵循自由组合定律，则它们分别位于两对同源染色体上，据图可知，白花植株的基因型有aaBB、aaBb、aabb三种，紫花植株的基因型有AAbb、Aabb两种，红花植株的基因型有AABb、AaBb两种，粉红花植株的基因型有AABB、AaBB两种；若白花植株和紫花植株杂交，F1表现为白花、紫花和红花，则亲本白花植株的基因型为aaBb，亲本紫花植株的基因型为Aabb，且F1中红花植株的基因型为AaBb，让F1中的红花植株自交，F2中白花植株的基因型及比例为aaBB∶aaBb∶aabb＝1∶2∶1，故F2白花个体中纯合体所占的比例为1/2。

（3）依据

（2）中分析可知，纯合的白花植株基因型有aaBB和aabb，纯合紫花植株的基因型为AAbb，纯合粉红花植株的基因型为AABB，让纯合的白花植株与纯合紫花植株（或粉红花植株）杂交，若F1出现红花植株（AaBb），让该红花植株自交，若两对基因位于同一对同源染色体上，则该红花植株可产生两种配子：

aB、Ab（或AB、ab），子代基因型及比例为AAbb∶AaBb∶aaBB＝1∶2∶1（或AABB∶AaBb∶aabb＝1∶2∶1），表现型及比例为紫花（或粉红花）∶红花∶白花＝1∶2∶1；若两对基因位于两对同源染色体上，则该红花植株可产生四种配子：

AB、ab、aB和Ab，子代表现型及比例分别为白花（aa__）∶紫花（A_bb）∶红花（A_Bb）∶粉红花（A_BB）＝4∶3∶6∶3。

答案　

（1）基因可通过控制酶的合成控制代谢，进而控制生物性状；基因与性状不是一一对应关系（或有的性状是多对等位基因共同控制的）　

（2）①aaBb　Aabb　②1/2

（3）①让白花植株和紫花植株（或粉红花植株）杂交得到F1，若其中有红花植株，再让红花植株自交，得F2，统计F2个体的表现型及比例　②紫花（或粉红花）∶红花∶白花＝1∶2∶1（或白花∶紫花∶红花∶粉红花≠4∶3∶6∶3）　白花∶紫花∶红花∶粉红花＝4∶3∶6∶3

为何不能用分离定律的结果证明基因是否符合自由组合定律

如某一个体的基因型为AaBb，两对非等位基因（A、a，B、b）位置可包括：

无论图中的哪种情况，两对等位基因各自分别研究，都遵循基因分离定律，但只有两对等位基因分别位于两对同源染色体上（或独立遗传）时，才遵循自由组合定律。

因此遵循基因分离定律不一定遵循自由组合定律，但只要遵循基因自由组合定律就一定遵循基因分离定律。

两对等位基因的3种位置状况下产生配子及自交、测交结果归纳

基因有连锁现象时，不符合基因的自由组合定律，其子代将呈现独特的性状分离比。

例如：

1.（2018·全国重点中学领航冲刺卷）如图表示基因控制麝香豌豆花颜色的部分过程。

下列相关叙述中，正确的是（　　）

A.基因A和B在遗传时遵循自由组合定律

B.花色为无色的植株的基因型有五种

C.基因型为AaCc的个体自交后代中性状分离比是9∶3∶3∶1

D.该实例说明基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状

解析　由于基因A和基因B在同一条染色体上，所以这两个基因的遗传不遵循基因的自由组合定律，A错误；由图可知，基因A和基因C位于非同源染色体上，花色为无色的植株的基因型有AAcc、Aacc、aaCC、aaCc和aacc，共五种，B正确；基因型为AaCc的紫色个体自交，子代的性状分离比是紫色∶无色＝9∶7，C错误；该实例说明基因可以通过控制酶的合成间接控制生物的性状，D错误。

答案　B

2.某种植物花的颜色由两对基因（A和a，B和b）控制，A基因控制色素合成（AA和Aa的效应相同），B基因为修饰基因，淡化颜色的深度（BB和Bb的效应不同）。

基因型与表现型的对应关系如表所示，请回答下列问题：

基因型

A_Bb

A_bb

A_BB或aa__

表现型

粉花

红花

白花

（1）让纯合白花和纯合红花植株杂交，产生的子一代全为粉花植株。

请写出可能的杂交组合：

________、________。

（2）为了探究两对基因（A和a，B和b）是在同一对同源染色体上，还是在两对同源染色体上，某课题小组选用基因型为AaBb的植株进行自交实验。

①实验假设：

这两对基因在染色体上的位置有三种类型，已给出两种类型，请将未给出的类型画在方框内（如图所示，竖线表示染色体，黑点表示基因在染色体上的位点）。

②实验步骤：

第一步：

粉花植株自交；

第二步：

观察并统计子代植株花的颜色和比例。

③实验可能的结果（不考虑交叉互换）及相应的结论：

a.若____________________，则两对基因在两对同源染色体上（符合第一种类型）；

b.若子代植株粉花∶白花＝1∶1，则两对基因在一对同源染色体上（符合第二种类型）；

c.若________________，则两对基因在一对同源染色体上（符合第三种类型）。

解析　

（1）让纯合白花植株（AABB、aaBB、aabb）和纯合红花植株（AAbb）杂交，若产生的子一代全为粉花植株，则杂交组合可能为AABB×AAbb、aaBB×AAbb。

（2）①两对基因在染色体上的位置有三种类型，分别位于两对同源染色体上是一种类型，位于同一对同源染色体上的有两种类型：

一种类型是A和b基因位于同一条染色体上，另一种类型是A和B基因位于同一条染色体上（如图所示）。

③a.若两对基因在两对同源染色体上（符合第一种类型），则这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律，所以能形成四种数量相等的配子（AB、Ab、aB、ab），子代植株的花色有三种，粉花（A_Bb）∶红花（A_bb）∶白花（A_BB或aa__）＝[（3/4）×（1/2）]∶[（3/4）×（1/4）]∶[1－（3/4）×（1/2）－（3/4）×（1/4）]＝6∶3∶7。

c.若两对基因在一对同源染色体上（符合第三种类型），亲本将形成两种数量相等的配子（Ab和aB），这两种配子随机组合产生的后代的基因型及比例为AaBb（粉花）∶AAbb（红花）∶aaBB（白花）＝2∶1∶1。

答案　

（1）AABB×AAbb、aaBB×AAbb

（2）①如图所示

③a.子代植株粉花∶红花∶白花＝6∶3∶7　c.子代植株粉花∶红花∶白花＝2∶1∶1

随堂·真题&预测

1.（2017·海南卷，29）果蝇有4对染色体（Ⅰ～Ⅳ号，其中Ⅰ号为性染色体）。

纯合体野生型果蝇表现为灰体、长翅、直刚毛，从该野生型群体中分别得到了甲、乙、丙三种单基因隐性突变的纯合体果蝇，其特点如表所示。

表现型

表现型特征

基因型

基因所在染色体

甲

黑檀体

体呈乌木色、黑亮

ee

Ⅲ

乙

黑体

体呈深黑色

bb

Ⅱ

丙

残翅

翅退化，部分残留

vgvg

Ⅱ

某小组用果蝇进行杂交实验，探究性状的遗传规律。

回答下列问题：

（1）用乙果蝇与丙果蝇杂交，F1的表现型是________；F1雌雄交配得到的F2不符合9∶3∶3∶1的表现型分离比，其原因是_______________________。

（2）用甲果蝇与乙果蝇杂交，F1的基因型为________、表现型为________，F1雌雄交配得到的F2中果蝇体色性状________（填“会”或“不会”）发生分离。

（3）该小组又从乙果蝇种群中得到一只表现型为焦刚毛、黑体的雄蝇，与一只直刚毛灰体雌蝇杂交后，子一代雌雄交配得到的子二代的表现型及其比例为直刚