2025届高考生物一轮总复习学生用书必修2第五单元遗传的基本规律伴性遗传与人类遗传病第22讲自由组合定律考点一自由组合定律的发现

第22讲自由组合定律【课标要求】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。考点一自由组合定律的发现两对相对性状的杂交实验1．提出问题（1）实验过程。（2）结果分析。结果结论F1全为黄色圆粒说明____________________为显性性状F2中圆粒∶皱粒＝3∶1说明种子形状的遗传遵循定律F2中黄色∶绿色＝3∶1说明子叶颜色的遗传遵循定律F2中出现两种亲本类型（黄色圆粒、绿色皱粒）和两种新类型（绿色圆粒、黄色皱粒）说明不同性状之间进行了_____________（3）问题提出。①F2中为什么会出现新性状组合？②为什么不同类型性状比为9∶3∶3∶1?2．提出假说（1）理论解释（提出假说）。①两对相对性状分别由_______________________控制。②F1产生配子时，彼此分离，可以自由组合。③F1产生的雌配子和雄配子各有，且数量比相等。④受精时，雌雄配子的结合是的。（2）遗传图解（棋盘格式）。（3）各基因型、表型个体所占比例。①②[易错提醒]YYRR基因型个体在F2中的比例为1/16，在黄色圆粒豌豆中的比例为1/9，注意范围不同。黄色圆粒中杂合子占8/9，绿色圆粒中杂合子占2/3。若亲本是黄色皱粒（YYrr）和绿色圆粒（yyRR），则F2中重组类型为绿色皱粒（yyrr）和黄色圆粒（Y_R_），所占比例为1/16＋9/16＝10/16；亲本类型为黄色皱粒（Y_rr）和绿色圆粒（yyR_），所占比例为3/16＋3/16＝6/16。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的基因型或基因组成。（3）遗传图解：（4）结论：实验结果与演绎结果相符，假说成立。[易错提醒]雌雄配子结合方式（16种）不等于基因型种类（9种）；只有非同源染色体上的非等位基因能自由组合。4．自由组合定律（1）基因自由组合定律的细胞学基础（以精原细胞为例）。[易错提醒]个数不等于种类数；雌配子数不等于雄配子数。4种雌配子比例相同，4种雄配子比例相同，但雄配子数远远多于雌配子数。（2）自由组合定律的内容。[易错提醒]配子的随机结合（受精作用）不属于基因的自由组合。[答案自填]1.（1）绿色圆粒绿色皱粒9∶3∶3∶1（2）黄色和圆粒分离分离自由组合2.（1）①两对遗传因子②每对遗传因子不同对的遗传因子③4种④随机3.（1）测交（2）真核生物细胞核遗传[教材命题点思考]1．具有两对相对性状的纯合亲本杂交，F2中重组性状所占比例是多少？提示：3/8或5/8。2．在孟德尔的两对相对性状的实验中，具有1∶1∶1∶1比例的有哪些？提示：F1产生配子类型的比例、F1测交后代基因型的比例、F1测交后代的性状分离比。3．若基因型为AaBb的个体测交后代出现4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是什么。提示：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4种类型的配子，其比例为42%∶8%∶8%∶42%。[模型命题点思考]4．图1、图2分别是具有一对和两对等位基因的个体杂交的遗传图解。已知同一个体产生的各种配子类型数量相等。请思考并回答下列问题。（1）基因分离定律的实质体现在图中的，基因自由组合定律的实质体现在图中的。（均填序号）（2）③⑥过程表示，这一过程中子代遗传物质的来源情况如何？___________________________________________________。提示：（1）①②④⑤（2）受精作用细胞核中的遗传物质一半来自父方，另一半来自母方，细胞质中的遗传物质几乎全部来自母方1．判断基因是否位于两对同源染色体上的方法（1）根据题干信息判断：两对基因独立遗传。（2）根据杂交实验判断（常用）：2．基因的自由组合与基因完全连锁的比较（1）基因的自由组合。（2）基因的完全连锁。eq\o(\s\up7(①),\s\do5())eq\o(\s\up7(②),\s\do5())3．验证自由组合定律的方法（1）自交法。若F1自交后代的性状分离比为9∶3∶3∶1，则符合自由组合定律，由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制。（2）测交法。若F1测交后代的性状比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律，由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制。（3）花粉鉴定法。若F1有四种花粉，比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律。（4）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，比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律。考向1基因的自由组合遗传实验分析1．（2024·佛山顺德质检）以下为孟德尔对豌豆两对相对性状杂交实验的假说—演绎图解。下列有关分析正确的是（）A.图甲、图乙分别是假说推理过程、演绎推理过程B．图甲的每对相对性状在F2中不出现一定的分离比，图乙的比例为9∶3∶3∶1C．图乙的雌雄配子随机受精结合的过程遵循自由组合定律D．孟德尔运用此科学思维方法解决问题并得出基因在染色体上的结论解析：选A。图甲是孟德尔利用假说解释提出问题的过程，即假说推理过程，图乙是设计测交实验进行演绎推理的过程，A项正确；图甲的每对相对性状在F2中出现一定的分离比，图乙的比例为1∶1∶1∶1，B项错误；图乙的雌雄配子随机受精结合的过程没有体现自由组合定律，自由组合发生在减数分裂产生配子的过程中，C项错误；摩尔根运用假说—演绎法解决问题并得出基因在染色体上的结论，D项错误。2．利用豌豆的两对相对性状做杂交实验，其中子叶黄色（Y）对绿色（y）为显性，种子圆粒（R）对皱粒（r）为显性。现用黄色圆粒豌豆和绿色圆粒豌豆杂交，对其子代性状的统计结果如下图所示。下列有关叙述错误的是（）A．实验中所用亲本的基因型为YyRr和yyRrB．子代中重组类型所占的比例为1/4C．子代中自交能产生性状分离的占3/4D．让子代黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交，后代性状分离比为1∶1∶1∶1解析：选D。亲本黄色圆粒豌豆（Y－R－）和绿色圆粒豌豆（yyR－）杂交，对其子代性状进行分析，黄色∶绿色＝1∶1，圆粒∶皱粒＝3∶1，可推知亲本黄色圆粒豌豆的基因型为YyRr，绿色圆粒豌豆的基因型为yyRr，A项正确；子代重组类型为黄色皱粒和绿色皱粒，黄色皱粒（Yyrr）占（1/2）×（1/4）＝1/8，绿色皱粒（yyrr）占（1/2）×（1/4）＝1/8，两者之和为1/4，B项正确；自交能产生性状分离的是杂合子，子代纯合子有yyRR和yyrr，其中yyRR占（1/2）×（1/4）＝1/8，yyrr占（1/2）×（1/4）＝1/8，两者之和为1/4，则子代中杂合子占1－1/4＝3/4，C项正确；子代黄色圆粒豌豆的基因型为1/3YyRR和2/3YyRr，绿色皱粒豌豆的基因型为yyrr，两者杂交所得后代的表型及比例应为黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒＝2∶2∶1∶1，D项错误。考向2基因的连锁遗传实验分析3．（2024·广州一模）某植物的高茎对矮茎为显性，红花对白花为显性。现有高茎红花与矮茎白花植株杂交，F1都是高茎红花，F1自交获得4000株F2植株，其中1002株是矮茎白花，其余全为高茎红花。下列推测不合理的是（）A．控制该植物茎高度的等位基因的遗传遵循分离定律B．控制这两对相对性状的基因的遗传遵循自由组合定律C．F2植株中高茎红花纯合子植株数量约为1000株D．F2植株自由交配产生的子代中约一半的个体为杂合子解析：选B。假设A、a基因控制高茎和矮茎，B、b基因控制红花和白花，由F1全为高茎红花，F2中高茎红花∶矮茎白花≈3∶1，可推测控制这两对相对性状的基因位于一对同源染色体上，且A和B连锁，a和b连锁。F2中高茎∶矮茎≈3∶1，所以控制该植物茎高度的等位基因的遗传遵循分离定律，由于两对基因连锁，所以其遗传不遵循自由组合定律，A项合理，B项不合理。F1产生的配子类型为AB、ab，F2基因型及比例为AABB∶AaBb∶aabb＝1∶2∶1，所以F2植株中高茎红花纯合子数量约为1000株，C项合理。F2植株产生的配子为AB、ab，比例是1∶1，所以F2植株自由交配产生的子代中纯合子和杂合子各占一半，D项合理。4．（2024·惠州一模）野生型果蝇为灰身、长翅，灰身基因（A）突变后出现黑身（a）表型，长翅基因（B）突变后出现残翅（b）表型，控制两对性状的基因都位于常染色体上。现有灰身长翅（P1）与黑身残翅（P2）两种果蝇进行杂交，实验结果如下图所示。回答下列问题：（1）根据杂交实验一结果推测，P1（♂）亲本的基因型是，其产生配子的基因型及比例是；出现这种比例最可能的原因是_________________________________。（2）分析杂交实验二子代出现的表型及比例可知，P1（♀）产生的配子基因型及比例是；出现这种比例最可能的原因是____________________________________________________________________。（3）根据（1）（2）结论计算：P1自群繁殖[即P1（♂）与P1（♀）交配]，其子代表型和比例为灰身长翅∶灰身残翅∶黑身长翅∶黑身残翅＝。解析：（1）杂交实验一中母本P2的基因型为aabb，其与P1杂交，产生的后代灰身长翅（AaBb）∶黑身残翅（aabb）＝1∶1，说明P1（♂）亲本产生了两种比例均等的配子，即AB∶ab＝1∶1，因此P1的基因型是AaBb；根据上述结果可知，两对基因的遗传不符合自由组合定律，出现上述比例的原因是两对等位基因位于一对同源染色体上，A和B连锁，a和b连锁，且减数分裂形成雄配子时不发生互换。（2）杂交实验二中父本P2的基因型为aabb，其与P1杂交后子代出现四种表型，且比例为灰身长翅∶黑身残翅∶灰身残翅∶黑身长翅＝4∶4∶1∶1，说明P1（♀）产生的配子基因型及比例是AB∶ab∶Ab∶aB＝4∶4∶1∶1；出现这种比例最可能的原因是两对等位基因位于一对同源染色体上，在减数分裂形成雌配子时，A和B所在的染色体和与其同源的含有a和b基因的染色体之间发生了互换，表现为不完全连锁。（3）P1群体的基因型为AaBb，根据（1）（2）结论计算可知，该群体产生的雌配子的比例为AB∶ab∶Ab∶aB＝4∶4∶1∶1，雄配子的比例为AB∶ab＝1∶1，P1群体自由交配产生的子代中灰身长翅（A－B－）占eq\f(1,2)＋eq\f(4,10)×eq\f(1,2)＝eq\f(14,20)，灰身残翅（Aabb）占eq\f(1,10)×eq\f(1,2)＝eq\f(1,20)，黑身长翅（aaBb）占eq\f(1,10)×eq\f(1,2)＝eq\f(1,20)，黑身残翅（aabb）占eq\f(1,2)×eq\f(4,10)＝eq\f(4,20)，因此，子代中灰身长翅∶灰身残翅∶黑身长翅∶黑身残翅＝14∶1∶1∶4。答案：（1）AaBbAB∶ab＝1∶1两对等位基因位于一对同源染色体上，减数分裂形成雄配子时不发生互换（2）AB∶ab∶Ab∶aB＝4∶4∶1∶1两对等位基因位于一对同源染色体上，减数分裂形成雌配子时发生互换（3）14∶1∶1∶4考向3自由组合定律的实质及验证5.高等植物的雄蕊内有许多花粉母细胞，每个花粉母细胞经减数分裂形成4个花粉粒。某二倍体高等植物既可自花传粉，又可异花传粉。高茎（A）对矮茎（a）为显性，宽叶（B）对窄叶（b）为显性，花瓣黄色（D）对白色（d）为显性，控制这三对性状的基因均位于常染色体上。现有这种植物的一个体细胞，其基因型如图所示。下列说法正确的是（）A．高茎与矮茎、宽叶与窄叶这两对相对性状的遗传遵循自由组合定律B．若无互换和基因突变等，该植物1个花粉母细胞产生的花粉粒基因型有4种C．在上图细胞的有丝分裂后期，移向细胞同一极的基因有A、a、b、b、D、dD．为验证基因的自由组合定律，必须用基因型为aabbdd的个体来与该植物进行杂交解析：选C。由题图可知，控制高茎与矮茎、宽叶与窄叶这两对相对性状的基因位于一对同源染色体上，所以其遗传不遵循基因的自由组合定律，A项错误。在不发生互换和基因突变等情况下，该植物的1个花粉母细胞经减数分裂只能产生2种基因型的花粉粒，B项错误。有丝分裂过程中不发生等位基因的分离，正常情况下，分裂后的细胞和原细胞核基因完全相同，因此题图细胞在有丝分裂后期，移向细胞