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1专题5-2孟德尔的豌豆杂交实验(二)【考情分析】1.基因的自由组合定律(Ⅱ)。2.基因的自由组合定律的应用。【核心素养分析】1.生命观念：从细胞水平和分子水平阐述基因的自由组合定律。2.科学思维：解释两对相对性状的杂交实验，总结基因的自由组合定律。3.科学探究：研究基因的自由组合定律，探究不同对基因在染色体上的位置关系。4.社会责任：解释、解决生产与生活中的遗传问题。【重点知识梳理】知识点一两对相对性状的遗传实验1．两对相对性状的杂交实验其过程为：P黄圆×绿皱↓F1黄圆↓⊗F29黄圆∶3黄皱∶3绿圆∶1绿皱2．对自由组合现象的解释——提出假说(1)配子的产生①假说：F1在产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子可以自由组合。②F1产生的配子a．雄配子种类及比例：YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1。b．雌配子种类及比例：YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1。(2)配子的结合①假说：受精时，雌雄配子的结合是随机的。②F1配子的结合方式有16种。(3)遗传图解23．设计测交方案及验证——演绎和推理(1)方法：测交实验。(2)遗传图解4．自由组合定律——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。知识点二基因自由组合定律的常规题型1．基因的分离定律与自由组合定律的比较项目基因分离定律基因自由组合定律2对相对性状n对相对性状相对性状的对数1对2对n对等位基因及位置1对等位基因位于1对同源染色体上2对等位基因位于2对同源染色体上n对等位基因位于n对同源染色体上遗传实质减数分裂时，等位基减数分裂时，在等位基因分离的同时，3因随同源染色体的分离而进入不同配子中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实践应用纯种鉴定及杂种自交纯合将优良性状重组在一起联系在遗传时，遗传定律同时起作用：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.n对等位基因(完全显性)位于n对同源染色体上的遗传规律相对性状对数等位基因对数F1配子F1配子可能组合数F2基因型F2表现型种类比例种类比例种类比例1121∶1431∶2∶123∶12222(1∶1)24232(1∶2∶1)222(3∶1)23323(1∶1)34333(1∶2∶1)323(3∶1)3⋮⋮⋮⋮⋮⋮⋮⋮⋮nn2n(1∶1)n4n3n(1∶2∶1)n2n(3∶1)n3.用“先分解后组合”法解决自由组合定律的相关问题(1)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的问题。(2)分类剖析①配子类型问题a．多对等位基因的个体产生的配子种类数是每对基因产生相应配子种类数的乘积。b．举例：AaBbCCDd产生的配子种类数AaBbCCDd↓↓↓↓2×2×1×2＝8种②求配子间结合方式的规律：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。③基因型问题4a．任何两种基因型的亲本杂交，产生的子代基因型的种类数等于亲本各对基因单独杂交所产生基因型种类数的乘积。b．子代某一基因型的概率是亲本每对基因杂交所产生相应基因型概率的乘积。c．举例：AaBBCc×aaBbcc杂交后代基因型种类及比例Aa×aa→1Aa∶1aa2种基因型BB×Bb→1BB∶1Bb2种基因型Cc×cc→1Cc∶1cc2种基因型子代中基因型种类：2×2×2＝8种。子代中AaBBCc所占的概率为1/2×1/2×1/2＝1/8。④表现型问题a．任何两种基因型的亲本杂交，产生的子代表现型的种类数等于亲本各对基因单独杂交所产生表现型种类数的乘积。b．子代某一表现型的概率是亲本每对基因杂交所产生相应表现型概率的乘积。c．举例：AaBbCc×AabbCc杂交后代表现型种类及比例Aa×Aa→3A__∶1aa2种表现型Bb×bb→1Bb∶1bb2种表现型Cc×Cc→3C__∶1cc2种表现型子代中表现型种类：2×2×2＝8种。子代中ABC所占的概率为3/4×1/2×3/4＝9/32。【典型题分析】高频考点一自由组合定律的实质【例1】（2019天津卷·10）作物M的F1基因杂合，具有优良性状。F1自交形成自交胚的过程见途径1（以两对同源染色体为例）。改造F1相关基因，获得具有与F1优良性状一致的N植株，该植株在形成配子时，有丝分裂替代减数分裂，其卵细胞不能受精，直接发育成克隆胚，过程见途径2。据图回答：5（1）与途径1相比，途径2中N植株形成配子时由于有丝分裂替代减数分裂，不会发生由和导致的基因重组，也不会发生染色体数目。（2）基因杂合是保持F1优良性状的必要条件。以n对独立遗传的等位基因为例，理论上，自交胚与F1基因型一致的概率是，克隆胚与N植株基因型一致的概率是。（3）通过途径获得的后代可保持F1的优良性状。【答案】（1）同源染色体非姐妹染色单体交叉互换非同源染色体自由组合减半（2）1/2n100%（3）2【解析】由题意可知，可以通过两条途径获得F1的优良性状，途径1为正常情况下F1自交获得具有优良性状的子代，途径2中先对M植株进行基因改造，再诱导其进行有丝分裂而非减数分裂产生卵细胞，导致其卵细胞含有与N植株体细胞一样的遗传信息，再使得未受精的卵细胞发育成克隆胚，该个体与N植株的遗传信息一致。（1）途径1是通过减数分裂形成配子，而途径2中通过有丝分裂产生配子，有丝分裂过程中不发生基因重组，且子细胞中染色体数不减半，故与途径1相比，途径2中N植株形成配子时不会发生同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换和非同源染色体的自由组合，也不会发生染色体数目减半。（2）由题意可知，要保持F1优良性状需要基因杂合，一对杂合基因的个体自交获得杂合子的概率是1/2，若该植株有n对独立遗传的等位基因，根据自由组合定律，杂合子自交子代中每对基因均杂合的概率为1/2n，故自交胚与F1基因型（基因杂合）一致的概率为1/2n。而克隆胚的形成相当于无性繁殖过程，子代和N植株遗传信息一致，故克隆胚与N植株基因型一致的概率是100%。（3）途径1产生自交胚的过程存在基因重组，F1产生的配子具有多样性，经受精作用后的子代具有多样性，不可保持F1的优良性状；而途径2产生克隆胚的过程不存在基因重组，子代和亲本的遗传信息一致，可以保持F1的优良性状。6【变式探究】(2020·一中模拟)如图表示某种蝴蝶纯合亲本杂交产生的1355只F2的性状。以下分析正确的是()A．翅色和眼色基因均位于常染色体B．翅色和眼色的遗传都遵循分离定律C．亲本的表现型一定是紫翅绿眼和黄翅白眼D．翅色和眼色基因的遗传符合自由组合定律【答案】B【解析】从坐标图看出蝴蝶F2的两对相对性状中紫翅∶黄翅＝3∶1，绿眼∶白眼＝3∶1，两对相对性状的遗传都遵循基因的分离定律，B项正确；不能确定翅色和眼色基因的位置，亲本的表现型可能是紫翅绿眼和黄翅白眼，也可能是紫翅白眼和黄翅绿眼，翅色和眼色基因可能位于一对同源染色体上，也可能位于两对同源染色体上，翅色和眼色基因的遗传可能符合自由组合定律，也可能不符合自由组合定律，A、C、D项错误。高频考点二亲子代基因型及表现型的推断【例2】（2020·浙江卷）某植物的野生型（AABBcc）有成分R，通过诱变等技术获得3个无成分R的稳定遗传突变体（甲、乙和丙）。突变体之间相互杂交，F1均无成分R。然后选其中一组杂交的F1（AaBbCc）作为亲本，分别与3个突变体进行杂交，结果见下表：杂交编号杂交组合子代表现型（株数）ⅠF1×甲有（199），无（602）ⅡF1×乙有（101），无（699）ⅢF1×无（795）7丙注：“有”表示有成分R，“无”表示无成分R用杂交Ⅰ子代中有成分R植株与杂交Ⅱ子代中有成分R植株杂交，理论上其后代中有成分R植株所占比例为（）A.21/32B.9/16C.3/8D.3/4【答案】A【解析】分析题意可知：基因型为AABBcc的个体表现为有成分R，又知无成分R的纯合子甲、乙、丙之间相互杂交，其中一组杂交的F1基因型为AaBbCc且无成分R，推测同时含有A、B基因才表现为有成分R，C基因的存在可能抑制A、B基因的表达，即基因型为A_B_cc的个体表现为有成分R，其余基因型均表现为无成分R。根据F1与甲杂交，后代有成分R：无成分R≈1：3，有成分R所占比例为1/4，可以将1/4分解为1/2×1/2，则可推知甲的基因型可能为AAbbcc或aaBBcc；F1与乙杂交，后代有成分R：无成分R≈1：7，可以将1/4分解为1/2×1/2×1/2，则可推知乙的基因型为aabbcc；F1与丙杂交，后代均无成分R，可推知丙的基因型可能为AABBCC或AAbbCC或aaBBCC。杂交Ⅰ子代中有成分R植株基因型为AABbcc和AaBbcc，比例为1：1，或（基因型为AaBBcc和AaBbcc，比例为1：1，）杂交Ⅱ子代中有成分R植株基因型为AaBbcc，故杂交Ⅰ子代中有成分R植株与杂交Ⅱ子代中有成分R植株相互杂交，后代中有成分R所占比例为：1/2×1×3/4×1+1/2×3/4×3/4×1=21/32，A正确。故选A。【变式探究】（2020·浙江卷）若某哺乳动物毛发颜色由基因De（褐色）、Df（灰色）、d（白色）控制，其中De和Df分别对d完全显性。毛发形状由基因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DfdHh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种表现型B.若De对Df共显性、H对h不完全显性，则F1有12种表现型C.若De对Df不完全显性、H对h完全显性，则F1有9种表现型D.若De对Df完全显性、H对h不完全显性，则F1有8种表现型【答案】B【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，毛发颜色基因型有则DeDf、Ded、Dfd和dd四种，表现型4种，毛发形状基因型有HH、Hh和hh三种，表现型2种，则F1有4×2=8种表现型，A错误；若De对Df共显性，H对h不完全显性，基因型为DedHh和DfdHh雌雄个体交配，毛发颜色基因型有则DeDf、Ded、Dfd和dd四种，表现型4种，毛发形状基因型有HH、Hh和hh三种，表现型3种，则F1有4×3=12种表现型，B正确；若De对Df不完全显性，H对h完全显性，基因型为DedHh和8DfdHh雌雄个体交配，毛发颜色基因型有则DeDf、Ded、Dfd和dd四种，表现型4种，毛发形状基因型有HH、Hh和hh三种，表现型2种，则F1有4×2=8种表现型，C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，毛发颜色基因型有则DeDf、Ded、Dfd和dd四种，表现型3种，毛发形状基因型有HH、Hh和hh三种，表现型3种，则F1有3×3=9种表现型，D错误。故选B。高频考点三自由组合定律的验证【例3】（2019全国卷Ⅰ·32）某实验室保存有野生型和一些突变型果蝇。果蝇的部分隐性突变基因及其在染色体上的位置如图所示。回答下列问题。（1）同学甲用翅外展粗糙眼果蝇与野生型(正常翅正常眼)纯合子果蝇进行杂交，F2中翅外展正常眼个体出现的概率为_________________。图中所列基因中，不能与翅外展基因进行自由组合的是_________________。（2）同学乙用焦刚毛白眼雄蝇与野生型(直刚毛红眼)纯合子雌蝇进行杂交(正交)，则子代雄蝇中焦刚毛个体出现的概率为_____________；若进行反交，子代中白眼个体出现的概率为_____________。（3）为了验证遗传规律，同学丙让白眼黑檀体雄果蝇与野生型(红眼灰体)纯合子雌果蝇进行杂交得到F1，F1相互交配得到F2。那么，在所得实验结果中，能够验证自由组合定律的F1表现型是_________________，F2表现型及其