高中生物(一轮复习)基因的自由组合定律

孟德尔的豌豆杂交实验（二）一、两对相对性状的遗传实验黄色圆粒×

绿色皱粒F1黄色圆粒F2黄色圆粒绿色圆粒黄色皱粒绿色皱粒9：3：3：1P比例×显显（双显）隐显（单显）显隐（单显）隐隐（双隐）

二、对自由组合现象的解释PYYRRyyrr×减数分裂Y

R配子yr受精YyRr

F1减数分裂

F1配子YYRRYYRrYyRRYyRrYYRrYYrrYyRrYyrrYyRRYyRrYyRryyRRyyRrYyrryyRryyrrYRYr

yR

yr

YR

Yr

yR

yrYr三.自由组合定律的验证—测交YyRrXyyrrYyRryR杂种子一代隐性纯合子测交配子测交后代YR

yryyrr黄色圆粒1:1:1:1YryrYyrr

yyRr黄色皱粒绿色圆粒绿色皱粒四、自由组合定律的实质P301.基因自由组合定律与分离定律比较比较项目基因的分离定律基因的自由组合定律两对相对性状n对相对性状相对性状对数一对两对n对等位基因及与染色体的关系一位等位基因位于一对同源染色体上两对等位基因分别位于两对同源染色体上n对等位基因分别位于n对同源染色体上(二）与基因自由组合定律相关的问题比较项目基因的分离定律基因的自由组合定律两对相对性状n对相对性状细胞学基础减数第一次分裂后期同源染色体彼此分离减数第一次分裂后期同源染色体彼此分离的同时，非同源染色体自由组合F1的配子类型及比例2种，比例相等4种，比例相等2n种，比例相等F1的配子组合4种42种4n种比较项目基因的分离定律基因的自由组合定律两对相对性状n对相对性状F1测交结果2种，1∶122种，(1∶1)22n种，(1∶1)nF2的表现型及比例2种，3∶14种，9∶3∶3∶12n种，(3∶1)nF2的基因型及比例3种，1∶2∶19种，(1∶2∶1)2＝1∶2∶1∶2∶4∶2∶1∶2∶13n种，(1∶2∶1)n比较项目基因的分离定律基因的自由组合定律两对相对性状n对相对性状遗传实质减数分裂时，等位基因随同源染色体的分离而分离，从而进入不同的配子中减数分裂时，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比较项目基因的分离定律基因的自由组合定律两对相对性状n对相对性状实践应用纯种鉴定及杂种自交至纯合将优良性状重组在一起联系在遗传时，两定律同时起作用，在减数分裂形成配子时，既有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.

孟德尔两对相对性状杂交实验的规律分析1.实验分析

P

YYRR(黄圆)×yyrr(绿皱)↓

F1

YyRr(黄圆)F22.相关结论

(1)F2中黄∶绿=3∶1,圆∶皱=3∶1,都符合基因的分离定律。

(2)F2中共有16种组合,9种基因型,4种表现型。

(3)两对相对性状由两对等位基因控制,分别位于两对同源染色体上。1YY(黄)2Yy(黄)1yy(绿)1RR(圆)1YYRR(黄圆)2YyRR(黄圆)1yyRR(绿圆)2Rr(圆)2YYRr(黄圆)4YyRr(黄圆)2yyRr(绿圆)1rr(绿)1YYrr(黄皱)2Yyrr(黄皱)1yyrr(绿皱)

(4)纯合子共占杂合子占其中双杂合个体(YyRr)占单杂合个体(YyRR、YYRr、Yyrr、yyRr)各占共占(5)YYRR基因型个体在F2的比例为1/16,在黄色圆粒豌豆中的比例为1/9,注意范围不同。黄圆中杂合子占8/9,绿圆中杂合子占2/3。(6)重组类型：指与亲本不同的表现型。①P：YYRR×yyrr→F1F2中重组性状类型为单显性,占②P：YYrr×yyRR→F1F2中重组性状类型为双显性和双隐性,共占3.

自由组合定律解题指导1.熟记子代表现型及比例与亲代杂交组合的关系子代表现型比例亲代基因型3∶1Aa×Aa1∶1Aa×aa9∶3∶3∶1AaBb×AaBb1∶1∶1∶1AaBb×aabb或Aabb×aaBb3∶3∶1∶1AaBb×aaBb或AaBb×Aabb示例

小麦的毛颖(P)对光颖(p)是显性,抗锈(R)对感锈(r)为显性,这两对性状可自由组合。已知毛颖感锈与光颖抗锈两植株做亲本杂交,子代有毛颖抗锈∶毛颖感锈∶光颖抗锈∶光颖感锈=1∶1∶1∶1,写出两亲本的基因型。分析：将两对性状分解为：毛颖∶光颖=1∶1,抗锈∶感锈=1∶1。根据亲本的表现型确定亲本基因型为Prr×ppR,只有Pp×pp,子代才有毛颖∶光颖=1∶1,同理,只有rr×Rr,子代抗锈∶感锈=1∶1。综上所述,亲本基因型分别是Pprr与ppRr。2.乘法法则的熟练运用

(1)原理：分离定律是自由组合定律的基础。

(2)思路：首先将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题。在独立遗传的情况下,有几对基因就可分解为几个分离定律问题,如AaBb×Aabb可分解为如下两个分离定律：Aa×Aa;Bb×bb。

(3)题型①配子类型的问题示例

AaBbCc产生的配子种类数

AaBbCc↓↓↓2×2×2=8种②配子间结合方式问题示例

AaBbCc与AaBbCC杂交过程中,配子间的结合方式有多少种？先求AaBbCc、AaBbCC各自产生多少种配子。AaBbCc→8种配子、AaBbCC→4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配子之间有8×4=32种结合方式。③基因型类型的问题示例

AaBbCc与AaBBCc杂交,求其后代的基因型数先分解为三个分离定律：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)因而AaBbCc×AaBBCc,后代中有3×2×3=18种基因型。④表现型类型的问题示例

AaBbCc×AabbCc，其杂交后代可能的表现型数可分解为三个分离定律：Aa×Aa→后代有2种表现型Bb×bb→后代有2种表现型Cc×Cc→后代有2种表现型所以AaBbCc×AabbCc，后代中有2×2×2=8种表现型。⑤子代基因型、表现型的比例示例

求ddEeFF与DdEeff杂交后代中基因型和表现型比例分析：将ddEeFF×DdEeff分解：dd×Dd后代：基因型比1∶1,表现型比1∶1；Ee×Ee后代：基因型比1∶2∶1,表现型比3∶1；FF×ff后代：基因型1种,表现型1种。所以,后代中基因型比为：(1∶1)×(1∶2∶1)×1=1∶2∶1∶1∶2∶1；表现型比为：(1∶1)×(3∶1)×1=3∶1∶3∶1。⑥计算概率示例

基因型为AaBb的个体(两对基因独立遗传)自交,子代基因型为AaBB的概率为。分析：将AaBb分解为Aa和Bb，则Aa→1/2Aa,Bb→1/4BB。故子代基因型为AaBB的概率为1/2Aa×1/4BB=1/8AaBB。3.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如下表：

亲本相对性状的对数F1配子F2表现型F2基因型种类分离比可能组合数种类分离比种类分离比12(1:1)142(3:1)13(1:2:1)124(1:1)2164(3:1)29(1:2:1)238(1:1)3648(3:1)327(1:2:1)3416(1:1)425616(3:1)481(1:2:1)4n2n(1:1)n4n2n(3:1)n3n(1:2:1)n对位训练(2009·江苏卷，10)已知A与a、B与b、C与c3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,AaBbCc个体的比例为1／16B.表现型有4种,aaBbcc个体的比例为1／16C.表现型有8种,Aabbcc个体的比例为1／8D.表现型有8种,aaBbCc个体的比例为1／16D解析亲本基因型为AaBbCc和AabbCc,每对基因分别研究：Aa×Aa的后代基因型有3种,表现型有2种；Bb×bb的后代基因型有2种,表现型有2种；Cc×Cc的后代基因型有3种,表现型有2种。3对基因自由组合,杂交后代表现型有2×2×2=8种；基因型为AaBbCc的个体占2/4×1/2×2/4=4/32=1/8,基因型为aaBbcc的个体占1/4×1/2×1/4=1/32,基因型为Aabbcc的个体占1/4×1/2×2/4=1/16,基因型为aaBbCc的个体占1/4×1/2×2/4=1/16,故D项正确。答案

D4.

自由组合定律异常情况集锦1.正常情况

(1)AaBb→双显∶一显一隐∶一隐一显∶双隐

=9∶3∶3∶1(2)测交：AaBb×aabb→双显∶一显一隐∶一隐一显∶双隐=1∶1∶1∶12.异常情况两对等位基因控制同一性状————“多因一效”现象序号条件自交后代比例测交后代比例1存在一种显性基因(A或B)时表现为同一种性状,其余正常表现9∶6∶11∶2∶12A、B同时存在时表现为一种性状，否则表现为另一种性状9∶71∶33aa(或bb)成对存在时,表现双隐性性状,其余正常表现9∶3∶41∶1∶24只要存在显性基因(A或B)就表现为同一种性状,其余正常表现15：13：15根据显性基因在基因型中的个数影响性状表现AABB：(AaBB、

AABb)：(AaBb、aaBB、AAbb)：(Aabb、aaBb)∶aabb=1∶4∶6∶4∶1AaBb：(Aabb、

aaBb)∶aabb=1∶2∶166显性纯合致死AaBb∶Aabb∶

aaBb∶aabb=4∶2∶2∶1,其余基因型个体致死AaBb∶Aabb∶∶aaBb∶aabb=1∶1∶1∶15.基因自由组合定律在育种方面的应用：——杂交育种优点：可将不同亲本的优良基因集合到同一个体上。缺点：需要的时间长。自由组合定律以分离定律为基础，因而可以用分离定律的知识解决自由组合定律的问题。况且，分离定律中规律性比例比较简单，因而用分离定律解决自由组合定律问题简单易行。1.配子类型的问题(1)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)。(2)举例：AaBbCCDd产生的配子种类数：

Aa

Bb

CC

Dd↓

↓

↓

↓

2×2×

1×2＝8种2.配子间结合方式问题(1)规律：两基因型不同的个体杂交，配子间结合方式种

类数等于各亲本产生配子种类数的乘积。(2)举例：AaBbCc与AaBbCC杂交过程中，配子间结合方

式有多少种？①先求AaBbCc、AaBbCC各自产生多少种配子。

AaBbCc―→8种配子，AaBbCC―→4种配子。②再求两亲本配子间结合方式。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.基因型、表现型问题(1)已知双亲基因型，求双亲杂交后所产生子代的基因

型种类数与表现型种类数①规律：两基因型已知的双亲杂交，子代基因型(或

表现型)种类数等于将各性状分别拆开后，各自按分

离定律求出子代基因型(或表现型)种类数的乘积。②举例：AaBbCc与AaBBCc杂交，其后代有多少种基

因型？多少种表现型？

a.分析每对基因的传递情况是：Aa×Aa→后代有3种基因型(1AA∶2Aa∶1aa)；2种表现型；Bb×BB→后代有2种基因型(1BB∶1Bb)；1种表现型；Cc×Cc→后代有3种基因型(1CC∶2Cc∶1cc)；2种表现型；b.总的结果是：后代有3×2×3＝18种基因型；有2×1×2＝4种表现型。(2)已知双亲基因型，求某一具体基因型或表现型子代

所占比例①规律：某一具体子代基因型或表现型所占比例应等

于按分离定律拆分，将各种性状及基因型所占比例分

别求出后，再组合并乘积。②举例：如基因型为AaBbCC与AabbCc的个体相交，求：a.求一基因型为AabbCc个体的概率；b.求一表现型为A－bbC－的概率。分析：先拆分为①Aa×Aa、②Bb×bb、③CC×Cc，分别求出Ab、bb、Cc的概率依次为1/2、1/2、1/2，则子代为AabbCc的概率为1/2×1/2×1/2＝1/8。按前面①、②、③分别求出A－、bb、C－的概率依次为3/4、1/2、1，则子代为A－bbC－的概率应为3/4×1/2×1＝3/8。(3)已知双亲类型求不同于亲本基因型或不同于亲本表现

型的概率。规律：不同于亲本的类型＝1－亲本类型所占比例。6.遗传病概率求解当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时，各种患

病情况的概率如表：序号类型计算公式1患甲病的概率m则不患甲病概率为1－m2患乙病的概率n则不患乙病概率为1－n3只患甲病的概率m(1－n)＝m－mn4只患乙病的概率n(1－m)＝n－mn序号类型计算公式5同患两种病的概率mn6只患一种病的概率1－mn－(1－m)(1－n)或m(1－n)＋n(1－m)7患病概率m(1－n)＋n(1－m)＋mn或1－(1－m)(1－n)8不患病概率(1－m)(1－n)以上规律可用下图帮助理解：5.两对基因控制一对性状的非常规分离比遗传现象某些生物的性状由两对等位基因控制，这两对基因在遗传的时候遵循自由组合定律，但是F1自交后代的表现型却出现了很多特殊的性状分离比如9∶3∶4,15∶1,9∶7，9∶6∶1等，分析这些比例，我们会发现比例中数字之和仍然为16，这也验证了基因的自由组合定律，具体各种情况分析如下表：F1(AaBb)自交后代比例原因分析9∶3∶3∶1正常的完全显性9∶7A、B同时存在时表现为一种性状，否则表现为另一种性状9∶3∶4aa(或bb)成对存在时，表现为双隐性状，其余正常表现F1(AaBb)自交后代比例原因分析9∶6∶1存在一种显性基因(A或B)时表现为另一种性状，其余正常表现15∶1只要存在显性基因(A或B)就表现为同一种性状，其余正常表现遗传实验的设计与分析实验法是研究遗传学问题的基本思想和方法。遗传实验分析题在近年来高考命题中出现几率越来越高，常以大型非选择题的形式出现，所占分值比重很大。实验涉及角度可以是性状显隐性确认、孟德尔遗传定律验证、育种方案设计、基因位置确认、基因型与表现型关系及其影响因素探究等。下表表示果蝇6个品系(都是纯系)的性状和携带这些基因的染色体，品系②～⑥都只有一个性状是隐性性状，其他性状都为显性性状。请回答下列问题：品系①②③④⑤⑥性状野生型残翅黑体白眼棕眼紫眼染色体Ⅱ(a基因)ⅡⅩ(b基因)ⅢⅡ(1)用15N对果蝇精原细胞的一条染色体上的DNA进行标记，正常情况下，n个这样的精原细胞经减数分裂形成的精子中，含15N的精子数为

。(2)形成果蝇棕眼、紫眼的直接原因与色素形成有关，形成色素需要经历一系列的生化反应，而每一反应各需要一种酶，这些酶分别由相应的基因编码。该实例表明，基因控制生物性状的方式之一是

。(3)研究伴性遗传时，选择上表中什么样的品系之间交配最恰当？

；用常染色体上的基因，通过翅和眼的性状验证基因自由组合定律的实验时，选择什么样的品系之间交配最恰当？

。(4)让品系②中的雌性个体与品系④中的雄性个体进行交配，得到的F1的基因型可能有

(写具体基因型)。(5)在正常情况下，果蝇的长翅和残翅是一对相对性状，但某种群中残翅果蝇的数量不到长翅果蝇的5%。请用现代生物进化理论简要分析原因：

。(6)某实验小组对果蝇的灰体(V)与黑体(v)这对相对性状做遗传研究。如果用含有某种添加剂的食物喂养果蝇，所有的果蝇都是黑体，现有一只用含有这种添加剂的食物喂养的黑体雄果蝇，请设计一个实验探究其基因型，写出简要的实验设计思路：

。[解题指导]

(1)一个精原细胞经减数分裂形成四个精子，该过程中一个被标记的DNA分子复制后形成两个被标记的DNA分子(各有一条链被标记)，存在于两个姐妹染色单体中，在减数第二次分裂的后期，该姐妹染色单体分开，形成两个被标记的精子，故n个这样的精原细胞经减数分裂形成的精子中，含15N的精子数为2n。(2)由于形成果蝇棕眼、紫眼的直接原因与色素形成有关，且在色素形成过程中需要酶的参与，因此能够说明基因可以通过控制酶的合成来控制代谢，进而控制生物性状。(3)由题目给定的信息可知，每个品系都只有一个隐性性状，其中品系④的白眼基因位于X染色体上，所以研究伴性遗传最好用品系①和④，这样研究的既是一对相对性状，又是伴性遗传；只有非同源染色体上的基因才遵循自由组合定律，品系中涉及的常染色体只有Ⅱ和Ⅲ，考虑关于翅和眼的两对相对性状，只能是品系②和⑤。(4)根据题意：母本的基因型为aaXBXB，父本的基因型为AA