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1第15讲基因的自由组合定律[考纲要求]1.基因的自由组合定律(Ⅱ)。2.孟德尔遗传实验的科学方法(Ⅱ)。考点一两对相对性状的遗传实验[重要程度：★★★★☆]一、两对相对性状的杂交实验——提出问题其过程为：P黄圆×绿皱↓F1黄圆↓⊗F29黄圆∶3黄皱∶3绿圆∶1绿皱二、对自由组合现象的解释和验证——提出假说，演绎推理1．理论解释(判一判)(1)F1产生配子时，等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因可以自由组合，产生数量相等的4种配子(√)(2)受精时，雌雄配子的结合方式有16种(√)(3)F2的基因型有9种，比例为4∶2∶2∶2∶2∶1∶1∶1∶1(√)2．遗传图解3．验证(测交的遗传图解)2三、自由组合定律的实质、时间、范围——得出结论1．实质：非同源染色体上的非等位基因自由组合。(如图)2．时间：减数第一次分裂后期。3．范围：有性生殖的生物，真核细胞的核内染色体上的基因。无性生殖和细胞质基因遗传时不遵循。四、孟德尔实验方法的启示和遗传规律的再发现1．实验方法的启示孟德尔获得成功的原因：①正确选材(豌豆)；②对相对性状遗传的研究，从一对到多对；③对实验结果进行统计学的分析；④运用假说—演绎法(包括“提出问题→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。2．遗传规律再发现(1)1909年，丹麦生物学家约翰逊把“遗传因子”叫做基因。(2)因为孟德尔的杰出贡献，他被公认为“遗传学之父”。观察下面的图示，探究有关问题：1．能发生自由组合的图示为A，原因是非等位基因位于非同源染色体上。2．自由组合定律的细胞学基础：同源染色体彼此分离的同时，非同源染色体自由组合。3．假如F1的基因型如图A所示，总结相关种类和比例(1)F1(AaBb)产生的配子种类及比例：4种，AB∶Ab∶aB∶ab＝1∶1∶1∶1。(2)F2的基因型有9种。(3)F2的表现型种类和比例：4种，双显∶一显一隐∶一隐一显∶双隐＝9∶3∶3∶1。(4)F1测交后代的基因型种类和比例：4种，1∶1∶1∶1。(5)F1测交后代的表现型种类和比例：4种，1∶1∶1∶1。4．假如图B不发生染色体的交叉互换，总结相关种类和比例(1)F1(AaCc)产生的配子种类及比例：2种，AC∶ac＝1∶1。3(2)F2的基因型有3种。(3)F2的表现型种类及比例：2种，双显∶双隐＝3∶1。(4)F1测交后代的基因型种类及比例：2种，1∶1。(5)F1测交后代的表现型种类及比例：2种，1∶1。5．绘出产生图A的亲本细胞图示：答案或6．如图A所示的F1自交，F2中相对于亲本重组性状所占的比例为6/16或10/16。7．如图A所示的F1自交，F2中A__B__的纯合子比例为1/16，A__B__中纯合子比例为1/9。1．在孟德尔两对相对性状杂交实验中，F1黄色圆粒豌豆(YyRr)自交产生F2。下列表述正确的是()A．F1产生4个配子，比例为1∶1∶1∶1B．F1产生基因型为YR的卵细胞和基因型为YR的精子数量之比为1∶1C．基因自由组合定律是指F1产生的4种类型的精子和卵细胞可以自由组合D．F1产生的精子中，基因型为YR和基因型为yr的比例为1∶1答案D解析在孟德尔两对相对性状的遗传实验中，F1(YyRr)在进行减数分裂时可产生4种比例相等的配子，而不是4个；且卵细胞的数量要远远少于精子的数量；基因的自由组合定律是在F1产生配子时起作用，其实质是减数分裂形成配子时，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合。综上判断D项正确。2．某哺乳动物毛的颜色有白色和灰色两种，毛的长度有长毛和短毛两种。现用纯合白色长毛亲本与纯合灰色短毛亲本杂交，得到的F1全为白色短毛个体，F1雌雄个体自由交配得F2，结果符合自由组合定律。下列对F2的描述中错误的是（双选）()A．F2中短毛兔与长毛兔之比为2∶1B．F2有9种基因型，4种表现型C．F2中与亲本表现型相同的个体大约占3/8D．F2中灰色短毛与灰色长毛个体杂交，得到两种比例为3∶1的个体答案BC解析从题意可知符合基因的自由组合定律，短毛对长毛为显性(相关基因用B、b表示)，白色对灰色为显性(相关基因用A、a表示)，所以F2中短毛兔与长毛兔之比为3∶1；4F2中有4种表现型和9种基因型；由于亲本均为单显性的，根据基因的自由组合定律中的9∶3∶3∶1的比例可知，与亲本表现型相同的个体占3/8；F2中的灰色短毛兔的基因型为2/3aaBb、1/3aaBB，灰色长毛兔的基因型为aabb，所以后代中灰色长毛的个体为2/3×1/2＝1/3，灰色短毛个体为2/3。3．某种昆虫长翅(A)对残翅(a)为显性，直翅(B)对弯翅(b)为显性，有刺刚毛(D)对无刺刚毛(d)为显性，控制这3对性状的基因均位于常染色体上。现有这种昆虫一个体基因型如图所示，请回答下列问题：(1)长翅与残翅、直翅与弯翅两对相对性状的遗传是否遵循基因自由组合定律，并说明理由。____________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)该昆虫一个初级精母细胞所产生的精细胞的基因型为____________________。(3)该昆虫细胞有丝分裂后期，移向细胞同一极的基因有____________________。(4)该昆虫细胞分裂中复制形成的两个D基因发生分离的时期有__________________________________________________________________________________________。(5)为验证基因自由组合定律，可用来与该昆虫进行交配的异性个体的基因型分别是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)不遵循。因为控制这两对相对性状的基因位于一对同源染色体上(2)AbD、abd或Abd、abD(3)A、a、b、b、D、d(4)有丝分裂后期和减数第二次分裂后期(5)aabbdd、aaBBdd、AabbDd、AaBBDd解析控制长翅与残翅、直翅与弯翅这两对相对性状的基因位于一对同源染色体上，所以这两对相对性状的遗传不符合基因的自由组合定律。从题图中可知，A和b连锁，a和b连锁，D和d在另一对同源染色体上，该昆虫的一个初级精母细胞产生的四个精细胞，两两相同，其基因型为AbD、abd或Abd、abD。该细胞在有丝分裂的间期进行染色体复制(基因也复制)，在后期两套基因随着姐妹染色单体的分开移向细胞两极，即每一极都有A、a、b、b、D、d。该昆虫细胞可进行有丝分裂和减数分裂，在分裂的间期D基因复制，而两个D基因的分离，是随着姐妹染色单体的分开而分离，即在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期。验证基因自由组合定律可采用测交(AabbDd×aabbdd，AabbDd×aaBBdd)或杂交(AabbDd×AabbDd，AabbDd×AaBBDd)方式。5基因分离定律和自由组合定律关系及相关比例图解解读(1)在上述比例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所产生配子的比为1∶1和1∶1∶1∶1，其他比例的出现都是以此为基础。而它们是由于减数分裂等位基因的分离，非同源染色体上的非等位基因的自由组合的结果。(2)探讨一对或两对等位基因是否遵循基因分离定律或基因自由组合定律的方法既可采用测交法、花粉鉴定法和单倍体育种法看比例是否为1∶1或1∶1∶1∶1；又可采用自交法，看后代性状分离比是否为3∶1或9∶3∶3∶1来判断。(3)正确理解各种比例①F1所产生配子比为1∶1和1∶1∶1∶1不是指雄配子与雌配子的比例，而是指雄配子(或雌配子)中D∶d和YR∶Yr∶yR∶yr分别为1∶1和1∶1∶1∶1。而真正雄配子的数目远远多于雌配子的数目。②测交和自交后代的性状分离比分别为1∶1和3∶1,1∶1∶1∶1和9∶3∶3∶1，它们都是理论比值，只有统计的个体数量足够多才可能接近于理论比值，若统计的数量太少，就可能不会出现以上比值。(4)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。考点二基因自由组合定律题型聚焦[重要程度：★★★★★]题型一求种类与概率问题探例1基因型为AaBbCc与AaBbCC的个体杂交(1)第一亲本和第二亲本产生的配子种类数分别为______、________。(2)AaBbCc与AaBbCC杂交过程中，配子间的结合方式种数为________。6(3)杂交后代的基因型与表现型的种类数分别为________、________。(4)杂交后代中AAbbCc和aaBbCC的概率分别是______、________。(5)杂交后代中基因型为A__bbC__与aaB__C__的概率分别是________、________。答案(1)8种4种(2)32种(3)18种4种(4)1/321/16(5)3/163/16解析(1)AaBbCc的配子种类数为：2×2×2＝8种。AaBbCC的配子种类数为：2×2×1＝4种。(2)AaBbCc×AaBbCC配子间有8×4＝32种结合方式。(3)AaBbCc×AaBbCC，后代中有3×3×2＝18种基因型，有2×2×1＝4种表现型。(4)杂交后代中AAbbCc的概率为14×14×12＝132。aaBbCC的概率为1/4×1/2×1/2＝116。(5)A__bbC__的概率为34×14×1＝316。aaB__C__的概率为1/4×3/4×1＝316。利用分离定律解决自由组合定律问题的解题思路首先，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，有几对等位基因就可分解为几组分离定律问题。如AaBb×Aabb，可分解为如下两组：Aa×Aa，Bb×bb。然后，按分离定律进行逐一分析。最后，将获得的结果进行综合，得到正确答案。题型二基因型、表现型推断问题探例2如果已知子代基因型及比例为1YYRR∶1YYrr∶1YyRR∶1Yyrr∶2YYRr∶2YyRr，并且也知道上述结果是按自由组合定律产生的。那么亲本的基因型是()A．YYRR×YYRrB．YYRr×YyRrC．YyRr×YyRrD．YyRR×YyRr答案B解析YY与Yy的比例为1∶1，RR∶Rr∶rr的比例为1∶2∶1，所以第一对是显性纯合子与杂合子杂交的结果，第二对是杂合子自交的结果，因此亲本的基因型为YYRr×YyRr。探例3在家蚕遗传中，蚁蚕(刚孵化的蚕)体色的黑色与淡赤色是一对相对性状，黄茧和白茧是一对相对性状(控制这两对相对性状的基因自由组合)，两个杂交组合得到的子代(足够多)数量比见下表，则以下叙述中错误的是(双选)()子代黄茧黑蚁白茧黑蚁黄茧淡赤蚁白茧淡赤蚁7亲代组合一9331组合二0101A．黑色对淡赤色为显性，黄茧对白茧为显性B．组合一中两个亲本的基因型和表现型不相同C．组合二中亲本的基因型和子代的基因型相同D．组合一和组合二的子代中白茧淡赤蚁的基因型不完全相同答案BD解析由于组合一后代黄茧∶白茧＝3∶1，黑色∶淡赤色＝3∶1，则黄茧对白茧为显性(相关基因用A、a表示)，黑色对淡赤色为显性(相关基因用B、b表示)。由组合一后代比例为9∶3∶3∶1，可知两亲本均为黄茧黑蚁，基因型为AaBb。组合二后代全部为白茧，黑色∶淡赤色＝1∶1，可知亲本基因型为aaBb×aabb，根据遗传图解可知后代基因型为aaBb、aabb，所以A、C项正确，B项错