2022年高考生物基础知识综合复习第四单元遗传的基本规律专题10自由组合定律课件

1、专题10自由组合定律课标解读教材内容学业水平阐明有性生殖中基因的分离和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(1)两对相对性状杂交实验中,F2出现新的性状组合类型(2)性状自由组合的原因是非等位基因的自由组合(3)基因的分离和自由组合使得子代基因型和表型有多种可能水平二知识点1知识点2两对相对性状的杂交实验操作及解释1.两对相对性状的杂交实验(1)杂交过程知识点1知识点2(2)实验结果及分析。F1的种子为黄色圆形,说明黄色相对于绿色为显性,圆形相对于皱形为显性。F2中出现四种表型,分离比为9331,其中黄色圆形和绿色皱形与亲本的表型相同,黄色皱形和绿色圆形是不同于

2、亲本表型的新组合。知识点1知识点22.对自由组合现象的解释及验证(1)对自由组合定律的解释两对相对性状(黄与绿,圆与皱)由两对遗传因子(Y与y,R与r)控制。F2中两对相对性状的分离比都符合分离定律的比值,即31(黄绿=31,圆皱=31)。F1(YyRr)产生配子时,等位基因分离,非等位基因之间自由组合。F1产生雌、雄配子各4种,YRYryRyr=1111。受精时,雌、雄配子随机结合。F2的表型有4种,黄圆黄皱绿圆绿皱=9331。F1产生的雌、雄配子有16种组合方式,F2有9种基因型。知识点1知识点2知识点1知识点2(2)自由组合定律的验证选用方法:测交法。选材:F1与双隐性纯合亲本(绿皱)。

3、实验过程及结果:F1绿皱黄圆黄皱绿圆绿皱1111。结论:实验结果与预期结果相符,证实F1雌、雄个体确实产生4种数目相等的配子,从而说明自由组合定律是正确的。知识点1知识点2考向1两对相对性状的杂交实验操作典例1下列关于孟德尔两对相对性状杂交实验的叙述,正确的是()A.从F1母本植株上选取一朵或几朵花,在花粉未成熟时将花瓣掰开去雄B.F2中出现4种表型,其中有3种是不同于亲本表型的新组合C.F1产生配子时非等位基因自由组合,含双显性基因的配子数量最多D.F1产生的雌、雄配子各有4种,受精时配子的结合存在16种组合方式知识点1知识点2答案 D解析 从亲本母本植株上选取一朵或几朵花,在花粉未成熟时将

4、花瓣掰开去雄,并套上纸袋,A项错误;F2中出现4种表型,其中有2种是不同于亲本表型的新组合,B项错误;F1产生配子时非等位基因自由组合,产生4种类型的配子,且比例为1111,C项错误;F1产生的雌、雄配子各有4种,受精时配子的结合存在16种组合方式,D项正确。知识点1知识点2考向2对两对相对性状杂交实验的解释典例2在孟德尔两对相对性状杂交实验中,F2出现了黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒和绿色皱粒,共4种表型,其比例为9331,与此无关的解释是()A.F1产生了4种比例相等的配子B.必须有足量的F2个体C.F1的4种雌、雄配子自由结合D.非等位基因分离,等位基因自由组合知识点1知识点2答案 D解析

5、 F1产生雌、雄配子各4种,比例接近1111,A项正确;必须有足量的F2个体,F2的表型比例才能接近9331,B项正确;F1的四种雌、雄配子随机结合,这是F2出现9331的必要条件,C项正确;F1(YyRr)产生了YR、Yr、yR和yr 4种配子,这说明等位基因分离的同时,非等位基因自由组合,D项错误。知识点1知识点2自由组合定律的实质及实践应用1.自由组合定律的实质(1)实质:非同源染色体上的非等位基因自由组合。知识点1知识点2(2)时期:减数第一次分裂后期。(3)适用条件:有性生殖的生物在减数分裂过程中;细胞核基因;非同源染色体上的非等位基因自由组合。知识点1知识点2对自由组合定律本质认识

6、的易错点(1)自由组合定律的实质是等位基因分离,同时非同源染色体上非等位基因发生自由组合,该过程发生在配子的产生过程中,而不是雌、雄配子结合时。(2)分析自由组合定律时,要明确基因均为独立的、互不影响的,每一对等位基因的遗传均遵循基因的分离定律。(3)自由组合定律和分离定律均只适用于真核生物有性生殖过程中的核遗传物质的遗传,而不适用于细胞质遗传物质遗传或原核生物遗传物质的遗传。(4)孟德尔两对相对性状遗传实验中,F2性状分离比为9331,但单独分析每一对性状,仍然遵循分离定律,即每一对性状在F2中的性状分离比为31。知识点1知识点22.自由组合定律的意义及实践应用(1)对生物的适应和进化有着重

7、要的意义。来源于不同亲本的控制不同性状的基因能够在产生子代的过程中组合成多种配子,随着配子的随机结合,子代将产生多种多样的基因型和表型,这有利于生物适应多变的环境。(2)广泛运用于育种工作。通过杂交、人工选择的方法,选留所需要的类型,淘汰不符合要求的类型。(3)医学应用。医生利用自由组合定律对家系中多种遗传病在后代中的多种发病可能进行预测,为优生优育、遗传病的防治提供理论依据。知识点1知识点23.模拟孟德尔杂交实验(1)一对相对性状的模拟杂交实验模拟实验操作a.在标有“雄1”“雌1”的每个信封内装入“黄Y”和“绿y”的卡片各10张;表示F1雌、雄个体决定子叶颜色的基因型均为Yy,表型均为黄色。

8、b.从标有“雄1”的信封中随机取出1张卡片,同时从标有“雌1”的信封中随机取出1张卡片;表示F1雌、雄个体产生的配子。c.将分别从“雄1”“雌1”信封内随机取出的2张卡片组合在一起;表示F1雌、雄个体产生配子的受精作用。d.记录后将卡片放回原信封内。e.重复上述过程10次以上。知识点1知识点2模拟实验记录 次数“雄1”中取出的基因“雌1”中取出的基因子代的基因组合子代的子叶颜色判断12310知识点1知识点2(2) 两对相对性状的模拟杂交实验模拟实验操作a.在标有“雄1”“雌1”的每个信封内装入“黄Y”和“绿y”的卡片各10张;在标有“雄2”“雌2”的每个信封内装入“圆R”和“皱r”的卡片各10

9、张。b.从标有“雄1”“雄2”“雌1”“雌2”的信封中随机取出1张卡片,“雄1”和“雄2”中取出的卡片组合表示F1雄性个体产生的配子基因型,“雌1”和“雌2”中取出的卡片组合表示F1雌性个体产生的配子基因型。c.将这4张卡片组合在一起;表示F1雌、雄个体产生配子的受精作用。d.记录后将卡片放回原信封内。e.重复上述过程10次以上。知识点1知识点2模拟实验记录 次数“雄1”“雄2”中取出的基因“雌1”“雌2”中取出的基因子代的基因组合子代的子叶颜色、种子形状判断12310知识点1知识点2模拟孟德尔杂交实验的细节分析(1)一对相对性状的模拟杂交实验。模拟分离定律,准备两组容器(或信封),分别表示雌

10、、雄个体,任何一个取出的小球(或卡片)表示配子。在容器(或信封)中取小球(或卡片)并记录后应放回原处,否则会影响后续取样的概率。两个容器(或信封)中取出的小球(或卡片)组合模拟受精过程。由于雌、雄配子数量不具有可比较性,因此不同容器(或信封)中的小球(或卡片)数量可以不同。但是同一容器(或信封)内,显隐性配子的数量之比应为11。知识点1知识点2(2)两对相对性状的模拟杂交实验。模拟自由组合定律,需准备四组容器(或信封),标有“雄1”“雄2”的两个容器(或信封)表示雄性个体,标有“雌1”“雌2”的容器(或信封)表示雌性个体,从“雄1”“雄2”或“雌1”“雌2”两个容器中各取出的一个小球(或卡片)

11、组合起来表示雄配子或雌配子。四个容器(或信封)中取出的小球(或卡片)组合模拟杂交实验的受精过程。知识点1知识点2考向1自由组合定律的实质典例1下图为某植株自交过程的示意图。下列对此过程及结果的叙述,错误的是()知识点1知识点2A.基因的分离定律发生在过程,基因的自由组合定律发生在过程B.子代中基因型不同于亲本的类型占3/4C.M、N、P分别为16、9、3D.该植株测交后代性状分离比为211知识点1知识点2答案 A解析 基因的分离定律和基因的自由组合定律都发生在减数分裂形成配子的过程中,具体为减数第一次分裂后期,A项错误;子代中基因型为AaBb的个体占4/16=1/4,所以子代中基因型不同于亲本

12、的类型占1-1/4=3/4,B项正确;过程形成4种配子,则雌、雄配子的随机结合的方式是44=16(种),子代基因型有33=9(种),表型为3种,所以M、N、P分别为16、9、3,C项正确;该植株测交后代基因型及比例为1(AaBb)1(Aabb)1(aaBb)1(aabb),则表型比例为211,D项正确。知识点1知识点2考向2自由组合定律解题思维分析典例2(2020浙江7月选考)若某哺乳动物毛发颜色受基因De(褐色)、Df(灰色)、d(白色)控制,其中De和Df分别对d完全显性。毛发形状受基因H(卷毛)、h(直毛)控制。控制两种性状的等位基因均位于常染色体上且独立遗传。基因型为DedHh和Dfd

13、Hh的雌、雄个体交配，下列说法正确的是()A.若De对Df共显性、H对h完全显性,则F1有6种表型B.若De对Df共显性、H对h不完全显性,则F1有12种表型C.若De对Df不完全显性、H对h完全显性,则F1有9种表型D.若De对Df完全显性、H对h不完全显性,则F1有8种表型答案 B 知识点1知识点2解析 若De对Df共显性,H对h完全显性,基因型为DedHh和DfdHh雌、雄个体交配,F1毛发颜色基因型有DeDf、Ded、Dfd和dd 4种,表型4种,毛发形状基因型有HH、Hh和hh 3种,表型2种,则F1有42=8(种)表型,A项错误;若De对Df共显性,H对h不完全显性,基因型为Ded

14、Hh和DfdHh雌、雄个体交配,F1毛发颜色基因型有DeDf、Ded、Dfd和dd 4种,表型4种,毛发形状基因型有HH、Hh和hh 3种,表型3种,则F1有43=12(种)表型,B项正确;若De对Df不完全显性,H对h完全显性,基因型为DedHh和DfdHh雌、雄个体交配,F1毛发颜色基因型有DeDf、Ded、Dfd和dd 4种,表型4种,毛发形状基因型有HH、Hh和hh 3种,表型2种,则F1有42=8(种)表型,C项错误;若De对Df完全显性,H对h不完全显性,基因型为DedHh和DfdHh雌、雄个体交配,F1毛发颜色基因型有DeDf、Ded、Dfd和dd 4种,表型3种,毛发形状基因型

15、有HH、Hh和hh 3种,表型3种,则F1有33=9(种)表型,D项错误。知识点1知识点2考向39331及其变式的应用典例3-1(2021浙江1月学考)白花三叶草有两个稳定遗传的品种,分别为叶片含有氰和不含氰。两个不含氰的个体杂交,F1全部含有氰。F1自交获得F2,F2个体中含有氰不含氰=97。取F2含有氰个体自交,F3不含氰个体中纯合子的比例为()A.7/11B.5/7C.7/36D.25/148知识点1知识点2答案 A解析 分析题意,F2个体中含有氰与不含氰的比例为97,为9331的变式,说明该性状受两对等位基因控制,假设该性状受等位基因A(a)与B(b)控制,含氰个体基因型为A_B_。F

16、2含氰个体为1/9AABB,4/9AaBb,2/9AaBB,2/9AABb,F3不含氰个体中纯合子所占的比例=(4/93/16+2/91/4+2/91/4)/1-(1/9+4/99/16+2/93/4+2/93/4=7/11。知识点1知识点2典例3-2(2021浙江7月学考)某种果蝇(2n=8)体色有灰体和黑体,翅形有正常翅和张翅。控制体色和翅形的两对等位基因分别位于两对常染色体上。现有4只果蝇,分别进行2组杂交实验,杂交组合及结果见下表。组合编号亲本F1个体数/只灰体张翅灰体正常翅黑体张翅黑体正常翅甲乙226757625丙丁1504915251知识点1知识点2回答下列问题。(1)果蝇是遗传学

17、实验的理想材料,是因为果蝇具有易饲养以及(答出2点即可)等特点。(2)果蝇的灰体和黑体中属于隐性性状的是,能做出此判断的杂交组合编号是。(3) 4只亲代果蝇中,表型为黑体张翅的有只。(4)若取组合F1中的全部灰体正常翅雌果蝇、组合F1中的全部黑体张翅雄果蝇,让其自由交配获得F2, 则理论上F2的表型及比例为灰体张翅灰体正常翅黑体张翅黑体正常翅=。知识点1知识点2答案 (1)具有多对易区分的相对性状;子代数量多;染色体数目少;繁殖快(2)黑体(3)1(4)4221知识点1知识点2解析 (1)果蝇是遗传学实验的理想材料,是因为果蝇易饲养、具有多对易区分的相对性状、子代数量多、染色体数目少、繁殖快等

18、。(2)杂交组合的F1中,灰体张翅灰体正常翅黑体张翅黑体正常翅9331,其中灰体黑体31,张翅正常翅31,故灰体、张翅为显性性状。由分析可知,果蝇的灰体和黑体中属于隐性性状的是黑体。(3)设控制体色的基因为A、a,控制翅型的基因为B、b。杂交组合的F1中,灰体张翅灰体正常翅黑体张翅黑体正常翅9331,亲本中甲、乙的基因型均为AaBb,表型均为灰体张翅。杂交组合的F1中,灰体张翅灰体正常翅黑体张翅黑体正常翅3131,亲本丙、丁中,一个基因型为AaBb,表型为灰体张翅,一个基因型为aaBb,表型为黑体张翅。4只亲代果蝇中,表型为黑体张翅的有1只。知识点1知识点2(4)组合F1中全部灰体正常翅雌果蝇

19、(1/3AAbb、2/3Aabb)产生的雌配子的基因型及比例是2/3Ab、1/3ab,组合F1中全部黑体张翅雄果蝇(1/3aaBB、2/3aaBb)产生的雄配子的基因型及比例是2/3aB、1/3ab,让其自由交配获得F2,则理论上F2中灰体张翅灰体正常翅黑体张翅黑体正常翅=(2/3Ab2/3aB)(2/3Ab1/3ab)(1/3ab2/3aB)(1/3ab1/3ab)=4221。知识点1知识点2考向4基于实践应用的自由组合定律分析典例4-1(2020浙江1月选考)已知某二倍体雌雄同株(正常株)植物,基因t纯合导致雄性不育而成为雌株,宽叶与窄叶由等位基因A(a)控制。将宽叶雌株与窄叶正常株进行杂

20、交实验,其F1全为宽叶正常株。F1自交产生F2,F2的表型及数量为:宽叶雌株749株、窄叶雌株251株、宽叶正常株2 250株、窄叶正常株753株。回答下列问题。(1)与正常株相比,选用雄性不育株为母本进行杂交实验时操作更简便,不需进行处理,授粉后需套袋,其目的是。(2)为什么F2会出现上述表型及数量?。知识点1知识点2(3)若取F2中纯合宽叶雌株与杂合窄叶正常株杂交,则其子代(F3)的表型及比例为,F3群体随机授粉,F4中窄叶雌株所占的比例为。(4)选择F2中的植株,设计杂交实验以验证F1植株的基因型,用遗传图解表示。知识点1知识点2答案 (1)人工去雄防止外来花粉授粉(2)F1形成配子时,

21、等位基因分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合(3)宽叶雌株宽叶正常株=113/32(4)知识点1知识点2解析 (1)雄性不育个体作为母本能够省去人工去雄的步骤,操作更加简单,授粉后套袋是为了防止外来花粉干扰。(2)F2会出现上述表型及数量主要原因是F1形成配子时,等位基因分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。(3)根据F2数据推理得F1基因型为AaTt,亲本基因型为AAtt与aaTT,取F2中纯合宽叶雌株(AAtt)与杂合窄叶正常株(aaTt)杂交,则后代中宽叶雌株宽叶正常株=11;在F3群体中,产生at雄配子的概率为1/4,at雌配子的概率为3/8(同时考虑AaTt与Aa

22、tt产生的雌配子),F4中窄叶雌株(ttaa)比例为1/43/8=3/32。(4)遗传图解见答案。知识点1知识点2典例4-2(2021浙江1月选考)水稻雌雄同株,从高秆不抗病植株(核型2n=24)(甲)选育出矮秆不抗病植株(乙)和高秆抗病植株(丙)。甲和乙杂交、甲和丙杂交获得的F1均为高秆不抗病,乙和丙杂交获得的F1为高秆不抗病和高秆抗病。高秆和矮秆、不抗病和抗病两对相对性状独立遗传,分别由等位基因A(a)、B(b)控制,基因B(b)位于11号染色体上,某对染色体缺少1条或2条的植株能正常存活。甲、乙和丙均未发生染色体结构变异,甲、乙和丙体细胞的染色体DNA相对含量如下图所示(甲的染色体DNA

23、相对含量记为1.0)。知识点1知识点2回答下列问题。(1)为分析乙的核型,取乙植株根尖,经固定、酶解处理、染色和压片等过程,显微观察有丝分裂中期细胞的染色体。其中酶解处理所用的酶是,乙的核型为。(2)甲和乙杂交获得F1,F1自交获得F2。F1基因型有种,F2中核型为2n-2=22的植株所占的比例为。(3)乙和丙通过杂交育种可培育纯合的矮秆抗病水稻,育种过程是。(4)甲和丙杂交获得F1,F1自交获得F2。写出F1自交获得F2的遗传图解。知识点1知识点2答案 (1)果胶酶2n-1=23(2)21/8(3)乙和丙杂交获得F1,取F1中高秆不抗病的植株进行自交,从F2中选取矮秆抗病植株(4)知识点1知

24、识点2解析 (1)采用果胶酶对植物细胞进行处理,可破坏植物细胞间的果胶,使植物细胞容易分散开,然后用于装片制作,观察细胞中的染色体。甲、乙、丙植株均未发生染色体结构变异,由于水稻的正常核型为2n=24,分析图示,甲、丙各染色体DNA相对含量均为1.0左右,而乙植株11号染色体DNA相对含量为0.5,分析得知,乙植株缺失一条染色体,即乙植株的染色体核型为2n-1=23。(2)分析题干信息可知,高秆对矮秆为显性,不抗病对抗病为显性,甲植株基因型为AABB,乙植株基因型为aaB,甲和乙杂交,F1基因型为AaB和AaBB,F1自交得F2,F2中核型为2n-2=22的植株所占比例为1/21/4=1/8。

25、(3)丙植株基因型为AAbb,乙和丙通过杂交育种可培育纯合的矮秆抗病水稻,培育过程如下,首先乙和丙杂交得F1,再取F1中高秆不抗病的植株进行自交,从F2中选取矮秆抗病植株。(4)甲植株基因型为AABB,丙植株基因型为AAbb,两者杂交F1基因型为AABb,F1自交得F2的遗传图解具体见答案。知识点1知识点2考向5模拟孟德尔杂交实验典例5在模拟孟德尔杂交实验中,甲同学分别从下图所示烧杯中随机抓取一个小球并记录字母组合;乙同学分别从下图所示烧杯中随机抓取一个小球并记录字母组合。将抓取的小球分别放回原烧杯后,重复100次。下列叙述正确的是()A.甲同学的实验模拟F2产生配子和受精作用B.乙同学的实验

26、模拟基因自由组合C.乙同学抓取小球的组合类型中DR约占1/2D.从中随机各抓取1个小球的组合类型有16种知识点1知识点2答案 B解析 甲同学的实验模拟的是F1产生配子和受精作用,A项错误;乙同学的实验模拟基因自由组合,B项正确;乙同学抓取小球的组合类型中DR约占1/4,C项错误;小桶中小球的组合类型有DD、Dd、dd 3种,小桶中小球的组合类型有RR、Rr、rr 3种,故中随机各抓取1个小球的组合类型有33=9(种)。知识点1知识点21.自由组合定律解题技巧将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题。问题举例计算方法AaBbCcAabbCc,求其杂交后代可能的表型种类数可分解为三个分离定律:A

27、aAa后代有2种表型(3A_1aa)、Bbbb后代有2种表型(1Bb1bb)、CcCc后代有2种表型(3C_1cc),所以AaBbCcAabbCc的后代有222=8(种)表型AaBbCcAabbCc,后代中基因型为A_bbcc的概率AaAaBbbbCcCc 知识点1知识点2问题举例计算方法AaBbCcAabbCc,求子代中不同于亲本的表型(基因型)的概率不同于亲本的表型的概率为不同于亲本的基因型的概率为AaBbCc,产生的配子种类数Aa Bb Cc 222=8(种)(规律:某一基因型的个体所产生配子种类数等于2n种(n为等位基因对数,如AaBBCc中等位基因只有2对,BB不是等位基因)知识点1知识点2问题举例计算方法AaBbCcAaBbCC,配子间结合方式的种类数先求AaBbCc与AaBbCC各自产生的配子种类数,AaBbCc8种配子,AaBbCC4种配子,再求两亲本配子间的结合方式。由于两性配子间的结合是随机的,因而AaBbCc与AaBbCC配子间有84=32(种)结合方式知识点1知识点22.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:(1)9331(31)(31)(AaAa)(BbBb);(2)1111(