第15讲 基因的自由组合定律-【名师大课堂】2025年高考生物艺术生总复习必备（word教师用书）

第15讲　基因的自由组合定律 考点一　基因自由组合定律的发现与实质 1．孟德尔的两对相对性状的豌豆杂交实验 （1）发现问题——自由组合现象 ①杂交实验过程 ②实验结果分析 实验结果 得出结论 F1全为黄色圆粒 　黄色、圆粒　是显性性状 F2粒形：圆粒∶皱粒＝3∶1 种子粒形的遗传遵循　分离　定律 F2粒色：黄色∶绿色＝3∶1 种子粒色的遗传遵循　分离　定律 F2出现两种亲本没有的性状组合 不同性状之间进行了　自由组合 　 （2）分析问题、提出假说——对自由组合现象的解释 ①F1在产生配子时，每对遗传因子　彼此分离　，不同对的遗传因子可以　自由组合　。F1产生的配子： [提醒]　雌、雄配子的数量不相等。 ②配子的结合：受精时，雌雄配子的结合是　随机的　。 F1配子的结合方式有　16种　。 ③F2基因型：　9　种。 ④F2表型：　4　种。 [提醒]　F2重组类型不一定占6/16。若将杂交实验中亲本改为纯合黄色皱粒（YYrr）和绿色圆粒（yyRR），则F1和F2性状表现与上述杂交实验相同，但F2中新的性状组合类型是黄色圆粒和绿色皱粒，占F2的比例为10/16。 （3）演绎推理、实验验证——对自由组合现象的解释验证 ①演绎推理 方法：设计　测交　实验，即F1与　隐性纯合子　杂交，并预测实验结果，遗传图解如图。 ②实验验证：进行测交实验，获得测交实验结果。 ③结果与结论：实验结果与预期结果　一致　，说明对自由组合现象的理论解释是正确的。 （4）得出结论——自由组合定律 ①研究对象：位于　非同源染色体　上的　非等位基因　。 ②发生时间：减数分裂形成配子时，即减数分裂Ⅰ　后期　。 ③实质：等位基因分离的同时，位于非同源染色体上的非等位基因　自由组合　。 ④适用范围：　有性　生殖的　真核　生物　细胞核　基因的遗传。 2．孟德尔实验获得成功的原因 （1）正确选材：以　豌豆　为实验材料。 （2）对相对性状遗传的研究：从　一对　到　多对　。 （3）对实验结果分析：进行　统计学　分析。 （4）运用　假说－演绎　法（包括“发现问题→提出假说→演绎推理→实验验证→得出结论”五个基本环节）这一科学方法。 [学以致用] 诊断常考语句，澄清易错易混 1．（必修2　P10）只看一对相对性状，无论豌豆种子的形状还是子叶颜色，依然遵循分离定律。（　√　） 2．（必修2　P10）在孟德尔的两对相对性状遗传实验中，F1在产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子可以自由组合。（　√　） 3．（必修2　P10）在孟德尔的两对相对性状遗传实验中，F1产生的雌雄配子各有4种：YR、Yr、yR、yr，它们之间的数量比为1∶1∶1∶1。（　√　） 4．（必修2　P10）在孟德尔的两对相对性状遗传实验中，受精时，雌雄配子的结合是随机的，雌雄配子的结合方式有16种，遗传因子的组合形式有4种。（　×　） 5．（必修2　P13）1909年，丹麦生物学家约翰逊给孟德尔的“遗传因子”一词起了一个新名字，叫作“基因”。（　√　） 6．（必修2　P13）在杂交育种中，人们有目的地将具有不同优良性状的两个亲本杂交，使两个亲本的优良性状组合在一起，再筛选出所需要的优良品种。（　√　） 7．（必修2　P13）人类的白化病是一种由隐性基因控制的遗传病，如果某人为白化病患者，其双亲一定都是杂合子。（　×　） [特别提醒]　F2出现9∶3∶3∶1的4个条件 （1）所研究的每一对相对性状只受一对等位基因控制，而且等位基因要完全显性。 （2）不同类型的雌雄配子都能发育良好，且受精的机会均等。 （3）所有后代都应处于比较一致的环境中，而且存活率相同。 （4）供实验的群体要足够大，个体数量要足够多。 阐述基本原理，突破长句表达 1．（源于必修2 P9教材原文）F2中还出现了亲本所没有的性状组合——绿色圆粒和黄色皱粒。请思考：具有两对相对性状的纯合亲本杂交，产生的F1基因型为AaBb，则两亲本基因型是什么？F2中重组类型是什么？所占比例又是多少？ 　提示：亲本基因型可以是AABB×aabb，此时重组类型是A_bb和aaB_，占；亲本基因型还可以是AAbb×aaBB，此时重组类型是A_B_和aabb，占5/8　。 2．（源于必修2 P10“旁栏思考”）从数学的角度分析，9∶3∶3∶1与3∶1能否建立联系，这对于理解两对相对性状的遗传结果有什么启示？ 　提示：对于两对相对性状的遗传结果，如果对每一对性状单独进行分析，其性状的数量比都是3∶1，即每对性状的遗传都遵循了分离定律。两对相对性状的遗传结果可以表示为它们各自遗传结果的乘积，即9∶3∶3∶1来自（3∶1）2　。 1．自由组合定律内容的细胞学基础 2．基因分离定律与自由组合定律的关系及相关比例图解分析 （1）在上述比例中最能体现基因分离定律和基因自由组合定律实质的分别是F1所产生配子的比例为1∶1和1∶1∶1∶1，其他比例的出现都是以此为基础。该基础源自减数分裂时同源染色体上的等位基因彼此分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 （2）利用分枝法理解比例关系。因为黄色和绿色、圆粒和皱粒两对相对性状独立遗传，所以9∶3∶3∶1的实质为（3∶1）×（3∶1），1∶1∶1∶1的实质为（1∶1）×（1∶1），因此若出现3∶3∶1∶1，其实质为（3∶1）×（1∶1）。此规律可以应用在基因型的推断中。 3．“实验法”验证遗传定律 验证方法 结论 自交法 F1自交后代的性状分离比为3∶1，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 F1自交后代的性状分离比为9∶3∶3∶1，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 F1测交后代的性状比例为1∶1，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 F1测交后代的性状比例为1∶1∶1∶1，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 花粉鉴定法 若有2种花粉，比例为1∶1，则符合分离定律 若有4种花粉，比例为1∶1∶1∶1，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2种表型，比例为1∶1，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4种表型，比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律 [真题真练] （2024·全国甲卷）果蝇翅型、体色和眼色性状各由1对独立遗传的等位基因控制，其中弯翅、黄体和紫眼均为隐性性状，控制灰体黄体性状的基因位于X染色体上。某小组以纯合体雌蝇和常染色体基因纯合的雄蝇为亲本杂交得F1，F1相互交配得F2。在翅型、体色和眼色性状中，F2的性状分离比不符合9∶3∶3∶1的亲本组合是（　A　） A．直翅黄体♀×弯翅灰体♂ B．直翅灰体♀×弯翅黄体♂ C．弯翅红眼♀×直翅紫眼♂ D．灰体紫眼♀×黄体红眼♂ 解析：设控制果蝇翅型、体色、眼色的基因分别为A/a、B/b、D/d。由题意知，果蝇翅型、体色和眼色性状各由1对独立遗传的等位基因控制，弯翅、黄体和紫眼均为隐性性状，控制灰体/黄体性状的基因位于X染色体上。由于三对基因独立遗传，故控制翅型和眼色的基因位于不同的常染色体上。某小组以纯合体雌蝇和常染色体基因纯合的雄蝇为亲本杂交得F1，F1相互交配得F2。如果亲本组合为直翅黄体♀×弯翅灰体♂，则亲本的基因型分别为AAXbXb、aaXBY，F1的基因型为AaXBXb、AaXbY，F1相互交配所得的F2中直翅灰体个体（A_XBXb、A_XbY）所占的比例为3/4×1/2＝3/8，直翅黄体个体（A_XbXb、A_XbY）所占的比例为3/4×1/2＝3/8，弯翅灰体个体（aaXBXb、aaXBY）所占的比例为1/4×1/2＝1/8，弯翅黄体个体（aaXbXb、aaXbY）所占的比例为1/4×1/2＝1/8，即F2中直翅灰体∶直翅黄体∶弯翅灰体∶弯翅黄体＝3∶3∶1∶1，A符合题意。 解法二：F1的基因型为AaXBXb、AaXbY，F1相互交配得F2，F2的性状分离比为（3∶1）×（1∶1）＝3∶3∶1∶1，A符合题意。如果亲本组合为直翅灰体♀×弯翅黄体♂，则两亲本的基因型分别为AAXBXB、aaXbY，F1的基因型为AaXBXb、AaXBY，F1相互交配所得的F2中直翅灰体个体（A_XBX－、A_XBY）所占的比例为3/4×3/4＝9/16，直翅黄体个体（A_XbY）所占的比例为3/4×1/4＝3/16，弯翅灰体个体（aaXBX－、aaXBY）所占的比例为1/4×3/4＝3/16，弯翅黄体个体（aaXbY）所占的比例为1/4×1/4＝1/16，即F2中直翅灰体∶直翅黄体∶弯翅灰体∶弯翅黄体＝9∶3∶3∶1，B不符合题意。解法二：F1的基因型为AaXBXb、AaXBY，F1相互交配得F2，F2的性状分离比为（3∶1）×（3∶1）＝9∶3∶3∶1，B不符合题意。如果亲本组合为弯翅红眼♀×直翅紫眼♂，即aaDD×AAdd，则F1的基因型为AaDd，F1相互交配得F2，F2的性状分离比为（3∶1）×（3∶1）＝9∶3∶3∶1，C不符合题意。如果亲本组合为灰体紫眼♀×黄体红眼♂，即ddXBXB×DDXbY，则F1的基因型为DdXBXb、DdXBY，F1相互交配得F2，F2的性状分离比为（3∶1）×（3∶1）＝9∶3∶3∶1，D不符合题意。考点二　基因自由组合定律的解题方法 1．运用“拆分法”求解自由组合定律的计算问题 种类问题 解题规律 示例 配子类型（配 子种类数） 2n（n为等位基因对数） AaBbCCDd产生配子种类数为23＝8 配子间结 合方式 配子间结合方式种类数等于配子种类数的乘积 AABbCc×aaBbCC配子间结合方式种类数＝4×2＝8 子代基因型 （或表型） 种类 双亲杂交（已知双亲基因型），子代基因型（或表型）等于各性状按分离定律所求基因型（或表型）的乘积 AaBbCc×Aabbcc，基因型为3×2×2＝12种，表型为2×2×2＝8种 2.根据子代表型及比例推断亲本基因型 （1）利用基因式法解答自由组合遗传题 ①根据亲本和子代的表型写出亲本和子代的基因式，如基因式可表示为A_B_、A_bb。 ②根据基因式推出基因型（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：根据子代表型及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： ①9∶3∶3∶1⇒（3∶1）（3∶1）⇒（Aa×Aa） （Bb×Bb）； ②1∶1∶1∶1⇒（1∶1）（1∶1）⇒（1∶1）⇒　（Aa×aa）（Bb×bb）　； ③3∶3∶1∶1⇒　（3∶1）（1∶1）　⇒（Aa×Aa）（Bb×bb）； ④3∶1⇒（3∶1）×1⇒（Aa×Aa） （BB×BB）或（Aa×Aa）（BB×Bb）或　（Aa×Aa）×（BB×bb）　或（Aa×Aa） （bb×bb）。 3．F2自交、测交和自由交配下的推断和相关计算 项目 表型及比例 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__ 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__ [真题真练] （2024·浙江1月选考）某昆虫的性别决定方式为XY型，张翅（A）对正常翅（a）是显性，位于常染色体；红眼（B）对白眼（b）是显性，位于X染色体。从白眼正常翅群体中筛选到一只雌性白眼张翅突变体，假设个体生殖力及存活率相同，将此突变体与红眼正常翅个体杂交，子一代群体中有张翅个体和正常翅个体且比例相等，若子一代随机交配获得子二代，子二代中出现红眼正常翅个体的概率为（　A　） 　　　　　　　　　　　　　　　　 A．9/32 B．9/16 C．2/9 D．1/9 分析知，雌性白眼张翅突变体的基因型为A_XbXb，红眼正常翅雄性个体的基因型为aaXBY，由题干信息“将此突变体与红眼正常翅个体杂交，子一代群体中有张翅个体和正常翅个体且比例相等”可知，该雌性白眼张翅突变体的基因型为AaXbXb，子一代群体的基因型及比例为aaXBXb∶AaXBXb∶aaXbY∶AaXbY＝1∶1∶1∶1。子一代随机交配，雌性个体产生的配子类型及比例为AXB∶AXb∶aXB∶aXb＝1∶1∶3∶3，雄性个体产生的配子类型及比例为AXb∶aXb∶AY∶aY＝1∶3∶1∶3，故子二代中出现红眼正常翅个体（aaXBY、aaXBXb）的概率为3/8×6/8＝9/32，A正确。 要语必背 必背教材结论性语句 1．(必修2 P15)基因型是性状表现的内在因素，表型是基因型的表现形式。 2．(必修2 P32)基因的自由组合定律的实质：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；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的 3．(必修2 P13)表型：生物个体表现出来的性状。 4．(必修2 P13)基因型：与表型有关的基因组成。 5．(必修2 P13)等位基因：控制相对性状的基因。 非等位基因自由组合。 学科网（北京）股份有限公司 $$