【过一轮】第18讲 基因的自由组合定律及其应用-课件 2026届高三一轮复习生物

第18讲 基因的自由组合定律及其应用 第五单元 遗传的基本规律与人类遗传病 F1 黄色圆粒 P × 黄色圆粒 F2 黄色 圆粒 黄色 皱粒 绿色 圆粒 × 绿色皱粒 绿色 皱粒 短毛折耳猫 (bbee) 长毛立耳猫 (BBEE) 长毛折耳猫 (BBee) ？ 1.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。 课程标准 考点一 两对相对性状的杂交实验 考点二 自由组合定律的应用 目 录 三年考情（2023-2025） 年份 考查内容 2025 湖北卷、、北京卷、广东卷等：基因自由组合定律的实质和应用； 贵州卷、黑吉辽蒙卷：9:3:3:1和1:1:1:1的变式类型及应用、伴性遗传的遗传规律及应用 2024 贵州卷：基因自由组合定律的实质和应用、利用分离定律思维解决自由组合定律的问题 海南卷：基因自由组合定律的实质和应用、利用分离定律思维解决自由组合定律的问题 9:3:3:1和1:1:1:1的变式类型及应用、性状的显、隐性关系及基因型、表现型、等位基因 2023 全国甲卷：基因自由组合定律的实质和应用、基因突变； 重庆卷：基因自由组合定律的实质和应用、伴性遗传的遗传规律及应用、遗传系谱图中遗传方式的判定及应用 考情分析 考情分析： 1．从命题题型和内容上看，试题以非选择题为主，题目难度一般较大，属于压轴题。主要从以下几方面考查：自由组合定律的发现过程、自由组合定律的实质和验证、自由组合定律的特殊情况分析应用等。 2．从命题思路上看，从以下几个方面进行考查： (1)利用“科研情境”或“异常比例”出现，要求考生能识别比例特征，推断可能的遗传机制（基因互作或致死），并能设计杂交实验进行验证（如测交、自交）； (2)题目会结合具体情境（如动植物性状、人类遗传病），要求逻辑清晰，熟练运用棋盘法或分枝法进行推导亲子代基因型或表型。 复习目标 复习目标： 1. 从细胞水平和分子水平阐述基因的自由组合定律，形成结构与功能 观。 (生命观念) 2．解释两对相对性状的杂交实验，总结自由组合定律的实质，培养归 纳与演绎能力。(科学思维) 3．验证基因的自由组合定律，分析杂交实验，能完成有关基因型、表 型的分析与推理，进行实验设计与实验结果分析。(科学探究) 实验现象 提出问题 作出假说 演绎推理 实验验证 得出结论 考点一 两对相对性状的杂交实验 　 ♀ ♂ 正交 ♂ ♀ 反交 杂交实验现象1： 如果你是孟德尔，完成正交、反交实验后观察F1种子，你可能得到的现象是什么？该现象能说明什么？ 正交、反交的F1种子都是黄色圆粒！ 黄色对绿色为显性，圆粒对皱粒为显性！ 杂交实验现象2： 如果你是孟德尔，完成正交、反交实验后观察F2种子，你可能得到的现象是什么？ 出现了亲本没有的性状组合！ 实验现象 提出问题 作出假说 演绎推理 实验验证 得出结论 1.为什么会出现新的性状组合呢？ 2.新的性状组合之间有什么数量关系吗？ 考点一 两对相对性状的杂交实验 　 3.为何不同类型性状比为9∶3∶3∶1? 这与一对相对性状杂交实验中F2的 3:1 的数量比有联系吗? 孟德尔对豌豆种子每一对相对性状单独进行分析 F1黄色 子叶颜色的遗传 × 黄色 315+101=416 绿色 108+32=140 黄色∶绿色≈ 3∶1 F1圆粒 × 315+108=423 皱粒 101+32=133 　圆粒∶皱粒≈ 3∶1 从上述分离比可以知道，每一对相对性状的遗传 都遵循 ，颜色与形状的遗传因子的 遗传是独立的，互不 的。 分离定律 子叶形状的遗传 圆粒 干扰 考点一 两对相对性状的杂交实验 　 黄色∶绿色=3∶1 　圆粒∶皱粒=3∶1 黄色圆粒：黄色皱：绿色圆粒：绿色皱粒＝9∶3∶3∶1 黄色圆粒：黄色皱粒：绿色圆粒：绿色皱粒＝9∶3∶3∶1 讨论：从数学的角度分析，F2四种性状分离比的9:3:3:1 与3:1能否建立数学 联系？ 从数学的分析就可以看出，不同性状之间发生了新的组合，是否控制两对相对性状的遗传因子也发生了组合呢？ 3×3 3×1 1×3 1×1 不同性状之间发生重新组合 实验现象 提出问题 作出假说 演绎推理 实验验证 得出结论 考点一 两对相对性状的杂交实验 　 F1 YR yr 配子 黄色 圆粒 Y y F1配子 R r YR Yr yR yr 黄色圆粒 绿色皱粒 P × YYRR yyrr YyRr （1）假设豌豆的圆粒和皱粒分别由遗传因子 控制；黄色和绿色分别由遗传因子 控制。 （2）F1在产生配子时，每对遗传因子 ，不同对的遗传因子可以 。 （3）F1的配子类型及数量比： （4）受精时雌雄配子随机结合 YR：yR：Yr：yr=1∶1∶1∶1 彼此分离 自由组合 R、r Y、y 考点一 两对相对性状的杂交实验 　 2．对自由组合现象的解释 动动手：写出第四行空格的遗传因子组成和表现的性状。 YYRR yyrr YyRR YYRr YyRr YyRr YyRr YyRr YyRR YYRr yyRR yyRr yyRr YYrr Yyrr Yyrr F1配子 YR yr yR Yr YR yr yR Yr 找一找： 1.F2中哪些是纯合子？所占比例是多少？ 2、 F2中黄色圆粒所占比例是多少？F2的表现型几种？ 棋盘法 F2表现型4种： 9黄圆： 3黄皱： 3绿圆： 1绿皱 黄圆9/16 纯合子占4/16 考点一 两对相对性状的杂交实验 　 结合方式有___种，基因型___种，表型____种。 16 9 4 F2中能稳定遗传的个体占总数的_____ F2中稳定遗传的绿色圆粒占总数的___ F2绿色圆粒中，能稳定遗传的占_____ F2中不同于F1表型的个体占总数的____ F2中重组类型占总数的______ 1/4 1/16 1/3 7/16 3/8 YYRR yyrr P × YyRr F1 ↓ 动脑动手 讨论：若亲本是YYrr×yyRR，则 F2中重组类型占总数的______ 5/8 实验现象 提出问题 作出假说 演绎推理 实验验证 得出结论 考点一 两对相对性状的杂交实验 　 测交 杂种子一代 隐性纯合子 配子 P 黄色 圆粒 × 绿色 皱粒 YyRr yyrr yr yr YR yR Yr 绿色 皱粒 黄色 皱粒 绿色 圆粒 黄色圆粒 F1 YyRr yyRr Yyrr yyrr 1 ： 1 ： 1 : 1 实验现象 提出问题 作出假说 演绎推理 实验验证 得出结论 考点一 两对相对性状的杂交实验 　 黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆测交实验的结果 性状组合 黄色圆粒 黄色皱粒 绿色圆粒 绿色皱粒 实际籽 粒数 F1作母本 31 27 26 26 F1作父本 24 22 25 26 不同性状的数量比 1 ： 1 ： 1 : 1 上述结果证实了什么？ F1形成配子时不同对的遗传因子确实是自由组合的！ 孟德尔关于两对相对性状的杂交实验的假说都是正确的！ 实验现象 提出问题 作出假说 演绎推理 实验验证 得出结论 考点一 两对相对性状的杂交实验 　 控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合 自由组合定律的内容： 自由组合定律的实质 减数第一次分裂后期,同源染色体分离，非同源染色体自由组合, 。 非同源染色体上的非等位基因自由组合 减数分裂 减Ⅰ 减Ⅱ 考点一 两对相对性状的杂交实验 　 请你在图中，圈出开始自由组合的细胞时期图，并圈出是什么在自由组合，进行简要的说明！ B b A a D d A D A D a d a d B b B b 局部 交换 没 有 交 换 互换后，请你写出该生物产生的配子基因型。 ADB adb AdB aDb ADb adB Adb aDB 若不发生交换，该生物能产生的配子基因型。 某动物细胞中部分染色体的组成如下图，结合所学，分析下列问题。 ADB adb ADb adB 考点一 两对相对性状的杂交实验 　 知识迁移 B b A a D d A D A D a d a d B b B b 局部 交换 没 有 交 换 某动物细胞中部分染色体的组成如下图，结合所学，分析下列问题。 ADB adb ADb adB 考点一 两对相对性状的杂交实验 　 知识迁移 小结：生物产生不同配子的原因有哪些？ 同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体互换，引起单体上的基因重组。 配子 同源染色体分离，非同源染色体自由组合。 ADB adb AdB aDb （ADb） （adB） （Adb） 配子 （aDB） 自由组合定律的实验验证方法 思路：通过实验结果，来说明杂合体能产生4种配子，比例1:1:1:1 验证方法 结论 自交法 F1自交后代的性状分离比为 ，则遵循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 ，由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制，则遵循自由组合定律 花粉鉴 定法 F1若有四种花粉，比例为 ，则遵循自由组合定律 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，若植株有四种表型，且比例为 ，则遵循自由组合定律 9∶3∶3∶1 1∶1∶1∶1 1∶1∶1∶1 1∶1∶1∶1 考点一 两对相对性状的杂交实验 　 及9∶3∶3∶1的变式 恰当的实验材料 决 定 因 素 科学的实验方法 实验程序科学严谨 锲而不舍的科研精神 合理地运用数学统计对实验结果进行分析 豌豆： 自花传粉，自然状态下均为纯合子；性状易于区分；花大，易人工操作；籽粒较多，数学统计结果可靠；生长周期短，易栽培。 由简到繁的方法： 先针对一对相对性状进行研究，再对多对性状进行研究。 假说—演绎法： 观察现象→提出问题作出假说→演绎推理实验验证→得出结论 数学统计方法： 统计学方法对较大实验数据群体进行统计分析，从表面看毫无关联的数据中总结出具有一定规律的比值。 考点一 两对相对性状的杂交实验 　 孟德尔成功的原因 21 考点二 自由组合定律的应用 　 P 抗倒伏易感条锈病 易倒伏抗条锈病 DDTT ddtt × ↓ 抗倒伏易感条锈病 DdTt F1 ↓ F2 抗倒伏易感条锈病 9D_T_ 抗倒伏抗条锈病 3D_tt 易倒伏 易感条锈病 3ddT_ 易倒伏 抗条锈病 1ddtt (淘汰) (淘汰) (保留) (淘汰) 多代自交选种 稳定遗传的抗倒伏抗条锈病 DDtt 杂交 自交 选种 多代自交选种 优良性状的纯合体 纯种既抗倒伏又抗条锈病的小麦育种过程 杂交育种： × 杂交育种的原理是： 基因重组 考点二 自由组合定律的应用 　 1.(2024·新课标卷)某种二倍体植物的P1和P2植株杂交得F1,F1自交得F2。对个体的DNA进行PCR检测,产物的电泳结果如图所示,其中①~⑧为部分F2个体,上部2条带是一对等位基因的扩增产物,下部2条带是另一对等位基因的扩增产物,这2对等位基因位于非同源染色体上。下列叙述错误的是(　　) A.①②个体均为杂合体,F2中③所占的比例大于⑤ B.还有一种F2个体的PCR产物电泳结果有3条带 C.③和⑦杂交子代的PCR产物电泳结果与②⑧电泳结果相同 D.①自交子代的PCR产物电泳结果与④电泳结果相同的占1/2 杂交育种： （2）从实验①和②的结果可知，甲和乙的基因型不同，判断的依据是_____。 知识迁移  2.（2023·全国甲卷节选）乙烯是植物果实成熟所需的激素，阻断乙烯的合成可使果实不能正常成熟，这一特点可以用于解决果实不耐储存的问题，以达到增加经济效益的目的。现有某种植物的3个纯合子（甲、乙、丙），其中甲和乙表现为果实不能正常成熟（不成熟），丙表现为果实能正常成熟（成熟），用这3个纯合子进行杂交实验，F1自交得F2，结果见下表。 实验 杂交组合 F1表现型 F2表现型及分离比 ① 甲×丙 不成熟 不成熟：成熟=3：1 ② 乙×丙 成熟 成熟：不成熟=3：1 ③ 甲×乙 不成熟 不成熟：成熟=13：3 答案：实验①和实验②的F1性状不同，F2的性状分离比不相同 （3）已知丙的基因型为aaBB，且B基因控制合成的酶能够催化乙烯的合成，则甲、乙的基因型分别是_____；实验③中，F2成熟个体的基因型是_______，F2不成熟个体中纯合子所占的比例为_____。 你准备怎么解决（2）小题？小组合作交流，看看什么方法更好 ！ 考点二 自由组合定律的应用 　 知识迁移  2.（2023·全国甲卷节选）乙烯是植物果实成熟所需的激素，阻断乙烯的合成可使果实不能正常成熟，这一特点可以用于解决果实不耐储存的问题，以达到增加经济效益的目的。现有某种植物的3个纯合子（甲、乙、丙），其中甲和乙表现为果实不能正常成熟（不成熟），丙表现为果实能正常成熟（成熟），用这3个纯合子进行杂交实验，F1自交得F2，结果见下表。 实验 杂交组合 F1表现型 F2表现型及分离比 ① 甲×丙 不成熟 不成熟：成熟=3：1 ② 乙×丙 成熟 成熟：不成熟=3：1 ③ 甲×乙 不成熟 不成熟：成熟=13：3 答案：①. AABB、aabb    ②. aaBB和aaBb    ③. 3/13 （3）已知丙的基因型为aaBB，且B基因控制合成的酶能够催化乙烯的合成，则甲、乙的基因型分别是_____；实验③中，F2成熟个体的基因型是_______，F2不成熟个体中纯合子所占的比例为_____。 你准备怎么解决（3）小题？小组合作交流，看看什么方法更好 ！ 考点二 自由组合定律的应用 　 知识迁移 拓展1：已知，纯合子甲和乙表现为果实不能正常成熟（不成熟），B基因控制合成的酶能够催化乙烯的合成，乙烯是植物果实成熟所需的激素，相关基因为A、a与B、b。 实验 杂交组合 F1表现型 F2表现型及分离比 ③ 甲×乙 不成熟 不成熟：成熟=13：3 （1）上述相对性状的遗传遵循 定律，你判断的依据 是 。 自由组合 F2性状分离比符合自由组合子代性状分离比9:3:3:1的变式 （2）F2不成熟个体的基因型有 种，其中能稳定遗传的有 （选填3、 4、5、6）种。 考点二 自由组合定律的应用 　 （3）根据上述信息及所学，分析果实成熟与不成熟的机理为： 基因A B基因的 ，果实细胞中不能 ， 进而不能 ，只要存在 时，表现为不成熟； 基因a则 ， 只要另一对基因 时表现为成熟。 7 5 抑制 表达 产生催化乙烯合成的酶 合成乙烯 基因A 不抑制B基因的表达 存在基因B 知识迁移 考点二 自由组合定律的应用 　 实验 杂交组合 F1表现型 F2表现型及分离比 ① 甲×丙 不成熟 不成熟：成熟=3：1 ② 乙×丙 成熟 成熟：不成熟=3：1 ③ 甲×乙 不成熟 不成熟：成熟=13：3 拓展2:纯合子甲乙丙，甲和乙为果实不成熟，丙为成熟。 显 1.根据实验①②，关于显隐性，我们判断为：甲的不成熟对成熟为 性； 乙的不成熟对成熟为 性；由此可见，两组F1基因型虽然 同，但一定都是 。 隐 不 具有单对基因杂合的情况 2.再结合实验③，请你在下图的细胞中画出相关基因A、a与B、b在染色体上的位置。 _ A a B b 知识迁移 考点二 自由组合定律的应用 　 实验 杂交组合 F1表现型 F2表现型及分离比 ① 甲×丙 不成熟 不成熟：成熟=3：1 ② 乙×丙 成熟 成熟：不成熟=3：1 ③ 甲×乙 不成熟 不成熟：成熟=13：3 拓展3:纯合子甲乙丙，甲和乙为果实不成熟，丙为成熟。相关基因A、a与B、b 1.若一开始实验①②与上表数据一致，但实验③中的F2表现型全部都只有不成熟，那么上述的遗传还遵循自由组合定律吗？小组合作，尝试用学过的知识来解释，F2表现型为什么全部都只有不成熟这一种表型。 不成熟 不遵循自由组合定律而是遵循分离定律。 参考：实验③的甲为AABB、乙为aabb，③的F1为AaBb，两对基因都在同一对同源染色体上，F2为1AABB：2AaBb：1aabb，全部表型都为不成熟！ 实验 杂交组合 F1表现型 F2表现型及分离比 ① 甲×丙 不成熟 不成熟：成熟=3：1 ② 乙×丙 成熟 成熟：不成熟=3：1 ③ 甲×乙 不成熟 不成熟：成熟=13：3 知识迁移 考点二 自由组合定律的应用 　 实验 杂交组合 F1表现型 F2表现型及分离比 ① 甲×丙 不成熟 不成熟：成熟=3：1 ② 乙×丙 成熟 成熟：不成熟=3：1 ③ 甲×乙 不成熟 全部为不成熟 拓展4:结合前面的分析，现在我们来看看这两组研究实验，我们能否只根据子代性状分离比为3:1，就立即判定相关的遗传就是由一对等位基因控制的性状？但可以得出哪些结论？ 两组实验①②的F1都是单对基因的杂合子，且其F1基因型不同。 据3:1不能立即能判定由一对等位基因控制 实验 杂交组合 F1表现型 F2表现型及分离比 ① 甲×丙 不成熟 不成熟：成熟=3：1 ② 乙×丙 成熟 成熟：不成熟=3：1 ③ 甲×乙 不成熟 不成熟：成熟=13：3 知识迁移 考点二 自由组合定律的应用 　 实验 杂交组合 F1表现型 F2表现型及分离比 ① 甲×丙 不成熟 不成熟：成熟=3：1 ② 乙×丙 成熟 成熟：不成熟=3：1 ③ 甲×乙 不成熟 全部为不成熟 拓展5:结合前面的分析，请你根据F2性状分离比为3:1，快速推理出两组研究实验①②③的F1个体基因型？ 两组实验①②③的F1分别是AaBB、aaBb、AaBb。 实验 杂交组合 F1表现型 F2表现型及分离比 ① 甲×丙 不成熟 不成熟：成熟=3：1 ② 乙×丙 成熟 成熟：不成熟=3：1 ③ 甲×乙 不成熟 不成熟：成熟=13：3 知识迁移 考点二 自由组合定律的应用 　 实验 杂交组合 F1表现型 F2表现型及分离比 ① 甲×丙 不成熟 不成熟：成熟=3：1 ② 乙×丙 成熟 成熟：不成熟=3：1 ③ 甲×乙 不成熟 全部为不成熟 拓展6:结合前面的分析，请你将两组研究实验③的F1个体基因型在下图细胞中画出基因在染色上的位置。 A a B b A a B b F2: 不成熟:成熟=13:3 F2:全为不成熟 A．甲的基因型是AaBB或AABb B．F2出现异常分离比是因为出现了隐性纯合致死 C．F2植株中性状能稳定遗传的占7/15 D．F2中交配能产生AABB基因型的亲本组合有6种 知识迁移 考点二 自由组合定律的应用 　 3.（2025·河南·高考真题）现有二倍体植株甲和乙，自交后代中某性状的正常株：突变株均为3：1。甲自交后代中的突变株与乙自交后代中的突变株杂交，F1全为正常株，F2中该性状的正常株：突变株=9：6（等位基因可依次使用A/a、B/b……）。下列叙述错误的是（     ） 4.（2024·贵州·高考节选）已知小鼠毛皮的颜色由一组位于常染色体上的复等位基因B1（黄色）、B2（鼠色）、B3（黑色）控制，其中某一基因纯合致死。现有甲（黄色短尾）、乙（黄色正常尾）、丙（鼠色短尾）、丁（黑色正常尾）4种基因型的雌雄小鼠若干，某研究小组对其开展了系列实验，结果如图所示。 知识迁移 考点二 自由组合定律的应用 　 (3)小鼠短尾（D）和正常尾（d）是一对相对性状，短尾基因纯合时会导致小鼠在胚胎期死亡，尾形在雌雄中的遗传无差异。小鼠毛皮颜色基因和尾形基因的遗传符合自由组合定律；若甲雌雄个体相互交配，则子代表型及比例             ；为测定丙产生的配子类型及比例，可选择丁个体与其杂交，选择丁的理由是            。 你认为解题关键是什么？ 整理信息，梳理出相关基因与性状的关系，确定甲、丙、丁的基因型！ 4.（2024·贵州·高考节选）已知小鼠毛皮的颜色由一组位于常染色体上的复等位基因B1（黄色）、B2（鼠色）、B3（黑色）控制，其中某一基因纯合致死。现有甲（黄色短尾）、乙（黄色正常尾）、丙（鼠色短尾）、丁（黑色正常尾）4种基因型的雌雄小鼠若干，某研究小组对其开展了系列实验，结果如图所示。 知识迁移 考点二 自由组合定律的应用 　 (3)小鼠短尾（D）和正常尾（d）是一对相对性状，短尾基因纯合时会导致小鼠在胚胎期死亡，尾形在雌雄中的遗传无差异。小鼠毛皮颜色基因和尾形基因的遗传符合自由组合定律；若甲雌雄个体相互交配，则子代表型及比例             ；为测定丙产生的配子类型及比例，可选择丁个体与其杂交，选择丁的理由是            。 黄色短尾：黄色正常尾：鼠色短尾：鼠色正常尾=4：2：2：1 丁个体基因型为ddB3B3，丙与其交配的子代性状表现及比例可直接体现丙产生的配子种类及比例。 自由组合定律 两对相对性状的杂交实验 假说 演绎法 问题：黄色皱粒和绿色圆粒是两个新的表型 组合，9：3：3：1出现的原因 假说：在形成配子时，控制不同性状（如子 叶颜色与种子形状）的基因互不干扰， 独立分离和随机组合，形成各种配子， 且各种配子结合的机会均等 演绎推理：测交 实验验证：进行测交实验 结论： 位于不同染色体上的两对或两对以上非等位基因，在配子形成过程中，同一对基因彼此分离，分别进入不同的配子；不同对的基因可自由组合（自由组合定律） 孟德尔成功的原因 选材：豌豆； 方法：运用假说—演绎法； 对结果进行统计学分析； 顺序：由一对相对性状到多对相对性状 验证方法 自交法 测交法 花粉鉴定法 单倍体育种法 基础题型突破 9∶3∶3∶1 及其变式 自由组合定律 实质:同源染色体分离，等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合 时期：减I分裂后期 适用范围： 进行有性生殖的真核生物、细胞核内染色体上的基因、一对相对性状的遗传 谢谢观看！ $