2025届高中生物一轮复习导学案：基因的自由组合定律

基因的自由组合定律练习 非选择题：阐明有性生殖中基因的自由组合使得子代的基因型和表型有多种可能，并可由此预测子代的遗传性状。 一、两对相对性状的遗传实验分析 1.两对相对性状的杂交实验——发现问题 (1)杂交实验过程 (2)结果分析 (3)问题提出 ①F2中为什么出现新性状组合？ ②为什么不同类型性状比为9∶3∶3∶1? 2.对自由组合现象的解释——提出假说 (1)理论解释现代解释为“两对等位基因” ①两对性状分别由两对遗传因子控制。 ②F1产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子可以________。F1产生的雌雄配子各有比例相等的4种。 ③受精时，雌雄配子的结合是________的，结合方式有________种。 ④F2遗传因子组合形式有9种，性状表现有4种，且比例为________。 (2)遗传图解(棋盘格式) (3)各基因型、表型个体所占比例 3.对自由组合现象的验证——演绎推理、验证假说 (1)方法　________实验 (2)目的　测定F1的遗传因子组成。 (3)遗传图解 (4)结论 实验结果与演绎结果相符，假说成立。 提醒：yyRr×Yyrr不属于测交，测交是指F1与隐性纯合子杂交。因此虽然YyRr×yyrr和yyRr×Yyrr这两对杂交组合的后代的基因型相同，但只有YyRr×yyrr称为测交。 4.自由组合定律 (1)基因自由组合定律的细胞学基础 (2)自由组合定律的内容 5.孟德尔获得成功的原因 二、突破自由组合定律的重点题型 题型一　已知亲代求子代的“顺推型”题目 “先分开，后组合” 将多对等位基因的自由组合分离为若干分离定律问题分别分析，再运用乘法原理进行组合。 1.求配子种类及比例(以AaBbCCDd为例) (1)求产生配子种类数 (2)求产生ABCD配子的概率 基因型 Aa Bb CC Dd 结果 产生配子 A B C D 配子比例 1/2 1/2 1 1/2 相乘得1/8 (3)求配子间结合方式 AaBbCCDd自交，配子之间的结合方式为(2×2)×(2×2)×(1×1)× (2×2)＝64(种)。 2.求基因型和表型的类型及比例 提醒：在计算不同于双亲的表型的概率时，可以先算与双亲一样的表型的概率，然后用1减去与双亲相同表型的概率即可。 题型二　已知子代求亲代的“逆推型”题目 1.基因填充法 (1)根据亲本和子代的表型写出亲本和子代的基因型，如基因型可表示为A_B_、A_bb。 (2)根据子代基因型推测亲本基因型(此方法只适用于亲本和子代表型已知，且显隐性关系已知时)。 2.根据子代表型及比例推测亲本基因型 规律：根据子代表型比例拆分为分离定律的分离比，确定每一对相对性状的亲本基因型，再组合。如： 题型三　多对基因控制生物性状的分析 n对等位基因(完全显性)分别位于n对同源染色体上的遗传规律 亲本相对性 状的对数 F1配子 F2表型 F2基因型 种类 比例 种类 比例 种类 比例 1 2 (1∶1)1 2 (3∶1)1 3 (1∶2∶1)1 2 22 (1∶1)2 22 (3∶1)2 32 (1∶2∶1)2 n 2n (1∶1)n 2n (3∶1)n 3n (1∶2∶1)n 注：(1)若F2中纯显性性状的比例为，则该性状由n对等位基因控制。 (2)若F2中子代性状分离比之和为4n，则该性状由n对等位基因控制。 题型四　自由组合中的自交、测交和自由交配问题 纯合黄色圆粒豌豆(YYRR)和纯合绿色皱粒豌豆(yyrr)杂交后得F1，F1再自交得F2，若F2中绿色圆粒豌豆个体和黄色圆粒豌豆个体分别进行自交、测交和自由交配，所得子代的表型及比例分别如下表所示： 项目 表型及比例 yyR_ (绿圆) 自交 绿色圆粒∶绿色皱粒＝5∶1 测交 绿色圆粒∶绿色皱粒＝2∶1 自由交配 绿色圆粒∶绿色皱粒＝8∶1 Y_R_ (黄圆) 自交 黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒＝25∶5∶5∶1 测交 黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒＝4∶2∶2∶1 自由交配 黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒＝64∶8∶8∶1 题型五　利用自由组合定律计算患遗传病的概率 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如下表所示： 序号 类型 计算公式 已知 患甲病的概率为m 不患甲病的概率为1－m 患乙病的概率为n 不患乙病的概率为1－n ① 同时患两病的概率 m·n ② 只患甲病的概率 m·(1－n) ③ 只患乙病的概率 n·(1－m) ④ 不患病的概率 (1－m)(1－n) 拓展求解 患病的概率 ①＋②＋③或1－④ 只患一种病的概率 ②＋③或1－(①＋④) 以上各种情况可概括为下图： 三、练习巩固 1. (多选)某植物红花和白花这对相对性状同时受多对等位基因(A/a、B/b、C/c……)控制，当个体的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时才开红花，否则开白花。现将两个纯合的白花品系杂交，F1开红花，再将F1自交，F2中的白花植株占37/64。若不考虑变异，下列说法正确的是(　　) A.每对等位基因的遗传均遵循分离定律 B.该花色遗传至少受3对等位基因控制 C.F2红花植株中杂合子占26/27 D.F2白花植株中纯合子基因型有4种 2.(多选)某植物的花色有红色、粉红色和白色三种类型，由三对等位基因控制(分别用A/a、B/b、C/c表示)，设计不同杂交实验并对子代花色进行统计，结果如下。下列分析正确的是(　　) 实验一：红花×白花→红花∶粉红花∶白花＝1∶6∶1 实验二：粉红花×红花→红花∶粉红花＝9∶7 A.三对等位基因位于三对同源染色体上，遵循基因自由组合规律 B.实验一为测交实验，白花基因型是aabbcc，粉红花有六种基因型 C.实验一子代红色个体自交后代粉红花比例是27/64 D.实验二结果表明，亲代粉红花和红花的基因型均由两对双杂合和一对纯合组成 3.豌豆高茎×豌豆矮茎→F1全为高茎，自交→F2中高茎∶矮茎＝3∶1。灰身果蝇×黑身果蝇→F1全为灰身，雌雄果蝇自由交配→F2中灰身雌蝇∶黑身雌蝇∶灰身雄蝇∶黑身雄蝇＝3∶1∶3∶1。下列说法错误的是(　　) A.F2高茎豌豆自交，后代矮茎占1/6 B.F2灰身果蝇雌雄自由交配，后代黑身果蝇占1/6 C.F2高茎豌豆和矮茎豌豆杂交，后代高茎∶矮茎＝2∶1 D.F2灰身果蝇和黑身果蝇雌雄自由交配，后代灰身∶黑身＝2∶1 4.下图是一个患有甲、乙两种单基因遗传病的家系图，乙病在人群中的发病率为1%。2号女性此时怀孕，需进行产前检查。用红色荧光标记甲病的致病基因，用绿色荧光标记其等位基因，穿刺获得胎儿的体细胞，其细胞中无染色体变异，观察到一个荧光位点。下列说法错误的是(　　) A.乙病的致病基因为隐性，位于常染色体上 B.甲病的致病基因为隐性，位于X染色体上 C.若胎儿的荧光位点为绿色可推测其不患甲病 D.4号与正常男性婚配子代正常概率为15/44 5.鸭子的羽色受常染色体上两对基因C、c和T、t控制，C控制黑色素的合成，T促进黑色素基因C在羽毛中的表达，请根据以下三个杂交实验回答： (1)C、c和T、t两对基因遵循________定律，T基因与t基因中存在________(填序号)。 ①隐性致死效应：在杂合时不影响个体的生活力，但在纯合时有致死效应的基因称为隐性致死基因，隐性致死基因所表现出来的效应称为隐性致死效应。 ②显性致死效应：杂合状态时即表现致死作用的致死基因称为显性致死基因，显性致死基因所表现出的效应称为显性致死效应。 ③T基因的剂量效应：个体内T基因出现次数越多，表型效应越显著。 (2)实验一F1中白羽的基因型有________种。实验二F1中黑羽的基因型为________，实验三F1中白羽的基因型为________。 (3)若将实验一F1的白羽自由交配则后代有________种基因型，白羽的概率是________。 (4)若要确定实验一F1中灰羽的基因型，可以选择实验二F1中白羽与其杂交，若后代表型及比例为________，则灰羽的基因型与亲本一致。 (5)若实验三F1中出现一只基因型为cccTT的白鸭，请从亲本减数分裂的角度分析产生该白鸭可能的原因_________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 6.若基因型为AaBb的个体测交后代出现四种表型，但比例为42%∶8%∶8%∶42%，试解释出现这一结果的可能原因：___________ ___________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 7.果蝇的灰身(B)对黑身(b)为显性；长翅(V)对残翅(v)为显性，这两对等位基因位于常染色体上。一对灰身残翅与黑身长翅的果蝇杂交，子代出现灰身长翅、灰身残翅、黑身长翅、黑身残翅，比例为1∶1∶1∶1。 (1)该实验结果能不能证明这两对等位基因位于两对同源染色体上，请说明理由___________________________________________________ ________________________________________________________________________________________。 (2)利用上述杂交实验的子代果蝇为材料设计两个不同的实验，要求这两个实验都能独立证明两对基因位于两对同源染色体上。请写出两个实验的杂交组合及子代表型的比例______________________________ __________________________________________________________________________________________________。 答案： 一、1.(1)绿圆　绿皱　9∶3∶3∶1　(2)黄色和圆粒　分离　分离 2.(1)②自由组合　③随机　16　④9∶3∶3∶1 3.(1)测交 4.(2)真核生物　细胞核遗传 5.豌豆　统计学　假说—演绎 6. A、a和B、b两对等位基因位于同一对同源染色体上，且部分初级性母细胞发生互换，产生四种类型配子，其比例为42%∶8%∶8%∶42% 三、1　ABC　等位基因是位于同源染色体相同位置上控制相对性状的基因，每对等位基因的遗传均遵循分离定律，A正确；由以上分析可知，43＝64，故该植物红花和白花这对相对性状至少受3对等位基因控制，遵循基因的自由组合定律，B正确；在F2中，红花占27/64，其中有1/27的个体(AABBCC)是纯合子，则有26/27的个体是杂合子，C正确；由于每对等位基因都至少含有一个显性基因时才开红花，所以F2白花植株中纯合子基因型有23－1＝7(种)，D错误。 2.ABD　由题干信息可知，某植物的花色由三对等位基因控制，根据实验一可知，红花×白花→红花∶粉红花∶白花＝1∶6∶1，后代之比是1∶1∶1∶1∶1∶1∶1∶1的变式，说明该实验为测交实验，后代的基因型之比遵循基因自由组合定律，三对等位基因位于三对同源染色体上，A正确；实验一为测交实验，亲本红花的基因型为AaBbCc，白花基因型为aabbcc，粉红花基因型为：AaBbcc、AabbCc、Aabbcc、aaBbCc、aaBbcc、aabbCc，B正确；实验一为测交实验，亲本红花的基因型为AaBbCc，白花基因型为aabbcc，子代红色个体基因型为AaBbCc，自交后代红花(A_B_C_)的比例是3/4×3/4×3/4＝27/64，白花(aabbcc)的比例是1/4×1/4×1/4＝1/64，故自交后代粉红花比例是1－1/64－27/64＝36/64，C错误；根据实验二可知，粉红花×红花→红花∶粉红花＝9∶7，后代比例是9∶3∶3∶1的变式，说明亲代粉红花和红花的基因型均由两对双杂合和一对纯合组成，D正确。 3.B　F2高茎豌豆中纯合子占1/3，杂合子占2/3，仅杂合子自交后代能分离出矮茎，其比例为2/3×1/4＝1/6，A正确；假设控制果蝇灰身黑身的基因用B、b表示，F2灰身果蝇中纯合子占1/3，杂合子占2/3，由此可得其产生两种配子B∶b＝2∶1，F2灰身果蝇雌雄自由交配，后代黑身果蝇(bb)所占比例＝1/3×1/3＝1/9，B错误；假设控制豌豆高矮茎的基因用D、d表示，F2高茎豌豆和矮茎豌豆杂交，即1/3DD×dd→1/3Dd，2/3Dd×dd→1/3Dd、1/3dd，后代高茎(2/3Dd)∶矮茎(1/3dd)＝2∶1，C正确；由于F2灰身果蝇中B占2/3，b占1/3，则其与黑身果蝇雌雄自由交配，后代灰身∶黑身＝2∶1，D正确。 4.D　分析题图，双亲正常，子代女儿患乙病，说明该病为隐性遗传病，且致病基因位于常染色体上，A正确；父母正常，儿子3号患病，说明甲病为隐性遗传病，又因为用荧光标记后观察胎儿细胞中只有一个荧光点，说明该病致病基因位于X染色体上，B正确；由题干可知，用红色荧光标记甲病的致病基因，用绿色荧光标记其等位基因，故若胎儿的荧光位点为绿色可推测其不患甲病，C正确；假设a表示乙病致病基因，b表示甲病致病基因，4号为1/2aaXBXB、1/2aaXBXb，结合乙病在人群中发病率为1%，可知人群中a的基因频率为1/10，则A为9/10，正常男性只能为AA(人群81%)或Aa(人群18%)，为AA的概率为81/(81＋18)＝9/11，为Aa的概率为18/(81＋18)＝2/11，故正常男性为9/11AAXBY、2/11AaXBY，因此4号与正常男性婚配子代正常的概率为(1×9/11＋1/2×2/11)×(1×1/2＋3/4×1/2)＝35/44，D错误。 5. (1)自由组合(或基因的自由组合)　③ (2)5　CCTT和CcTT　ccTT　(3)6　41/49 (4)黑羽∶灰羽∶白羽≈1∶1∶2　(5)父本减数分裂Ⅰ中同源染色体未分离或父本减数分裂Ⅱ中姐妹染色单体未分离或母本减数分裂Ⅱ中姐妹染色单体未分离(或考虑染色体结构变异) 解析　(1)实验一的F1中灰羽∶黑羽∶白羽≈6∶3∶7，是9∶3∶3∶1的变式，说明C、c和T、t两对等位基因位于两对同源染色体上，C、c和T、t两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律。由题意可知，基因C能控制黑色素的合成，c不能控制黑色素的合成。T促进黑色素基因C在羽毛中的表达，实验一中亲本为灰羽，且后代中灰羽∶黑羽∶白羽≈6∶3∶7，可知TT和Tt促进效果不同，t能抑制黑色素的合成，即灰羽基因型为C_Tt，黑羽基因型为C_TT，白羽基因型为C_tt、cc_ _，故T基因与t基因中存在T基因的剂量效应，个体内T基因出现次数越多，表型效应越显著，故选③。(2)由(1)分析可知，实验一F1中白羽的基因型为CCtt、Cctt、ccTT、ccTt、cctt共5种；实验二中黑羽(C_TT)×黑羽(C_TT)杂交，F1中黑羽∶白羽≈3∶1，则亲本雌、雄鸭的基因型均为CcTT，故实验二F1中黑羽的基因型为CCTT和CcTT；实验三中黑羽(C_TT)×白羽(C_tt、cc_ _)杂交，F1中黑羽∶白羽≈1∶1，则亲本黑羽的基因型为CcTT，白羽的基因型为ccTT，故实验三F1中白羽的基因型为ccTT。(3)结合(1)的分析可知实验一中亲本灰羽基因型均为CcTt，F1中白羽基因型及比例为1/7CCtt、2/7Cctt、1/7ccTT、2/7ccTt、1/7cctt，若将实验一F1的白羽自由交配，可以利用配子法进行计算，F1产生的配子类型及比例为2/7Ct、3/7ct、2/7cT，故自由交配则后代有CCtt、Cctt、CcTt、cctt、ccTt、ccTT共6种基因型，白羽(C_tt、cc_ _)的概率是2/7×3/7×2＋2/7×2/7＋3/7×2/7×2＋3/7×3/7＋2/7×2/7＝41/49。(4)实验一F1中灰羽的基因型为CCTt、CcTt，可以选择实验二F1中基因型为ccTT的白羽与其杂交，若灰羽的基因型为CcTt，与ccTT杂交，后代表型及比例为黑羽CcTT∶灰羽CcTt∶白羽(ccTT、ccTt)＝1∶1∶2，则与亲本一致；若灰羽的基因型为CCTt，与ccTT杂交，后代表型及比例为黑羽CcTT∶灰羽CcTt＝1∶1，则与亲本不相同。(5)实验三母本黑羽的基因型为CcTT，父本白羽的基因型为ccTT，若F1中出现一只基因型为cccTT的白鸭，则可能的原因是cT卵细胞和ccT精子结合或者是ccT卵细胞和cT精子结合形成的，即父本减数第一次分裂后期带有基因cc的同源染色体未分离，或者父本减数分裂Ⅱ中姐妹染色单体未分离，或母本减数分裂Ⅱ中姐妹染色单体未分离，形成了cc的配子，与正常配子c结合形成的。7.(1)不能，因为两对等位基因位于一对同源染色体上和位于两对同源染色体上，都会出现这一结果 (2)实验1：灰身长翅×灰身长翅，子代表型的比例为9∶3∶3∶1，实验2：灰身长翅×黑身残翅，子代表型的比例为1∶1∶1∶1 学科网（北京）股份有限公司 $$