1、学年高中生物北师大版必修2第4章 第2节 基因的自由组合规律第2节基因的自由组合规律1基因的自由组合规律是孟德尔通过豌豆的两对相对性状的杂交试验所发现的。2两对相对性状独立遗传时，一对相对性状与另一对相对性状的分离或组合互不干扰，两对相对性状遗传过程中在各自独立分配的同时自由组合。3让F1杂种与双隐性亲本类型个体进行杂交，可验证对自由组合现象解释的正确性。4基因自由组合规律的实质是：在减数分裂形成配子的过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离，同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。 自读教材夯基础1过程P黄圆绿皱F1黄圆 F2 9黄圆3黄皱3绿圆1绿皱2现象(1)F1全为黄圆。(2)F2中出现
2、了不同性状之间的自由组合。(3)F2中4种表现型的比例为9331。跟随名师解疑难1与分离规律的关系对每一对相对性状单独进行分析，结果如下：粒形圆粒皱粒31粒色黄色绿色31上述数据表明，豌豆的粒形和粒色的遗传分别遵循分离规律。2对两对性状进行分析(1)从上述每一对相对性状的分析看：圆粒占3/4，皱粒占1/4；黄色占3/4，绿色占1/4。因为不同对的相对性状可以相互组合，如果组合是随机的，那么在3/4的黄粒中应该有3/4圆粒，1/4皱粒；在1/4绿色的豌豆中，也是3/4圆粒，1/4皱粒。反过来，在3/4圆粒中，应该有3/4黄粒，1/4绿粒；在1/4皱粒中，也有3/4黄粒，1/4绿粒，将两对相对性状
3、结合起来看，组合是随机的，应该是：黄圆3/43/49/16绿圆1/43/43/16黄皱3/41/43/16绿皱1/41/41/16这种结果与事实相符，从定量分析看，四者分别为9/16，3/16,3/16,1/16，即比例为9331。(2)决定粒色的基因对决定粒形的基因没有影响，黄色的豌豆不一定是饱满的、绿色的豌豆不一定是皱缩的，这两对相对性状不但可以拆开，进行重组，而且是自由组合的。关键一点孟德尔的豌豆杂交试验研究的是生物在有性生殖过程中的核基因的遗传规律，无论正交还是反交，其结果是一样的。在遗传学的试验中，通常利用正交和反交的结果对比，来揭示某些遗传现象是否遵循核遗传规律。1孟德尔用豌豆做两
4、对相对性状的遗传试验不必考虑的是()A亲本的双方都必须是纯合子B两对相对性状各自要有显隐性关系C对母本去雄，授以父本花粉D显性亲本作父本，隐性亲本作母本解析：做两对相对性状的遗传试验时，要求是两对相对性状的纯种亲本杂交，故A需要考虑；两对相对性状中每一对相对性状的遗传都遵循分离规律，即两对相对性状各自有显隐性关系，故B需考虑；因是以豌豆为试验材料，为避免自然条件下的自花传粉，故要对母本去雄，授以父本花粉，C也需考虑；由于不论是正交还是反交，结果都是一样，故不需考虑显性亲本作父本，隐性亲本作母本。答案：D2(2010北京高考)决定小鼠毛色为黑(B)/褐(b)色、有(s)/无(S)白斑的两对等位基
5、因分别位于两对同源染色体上。基因型为BbSs的小鼠间相互交配，后代中出现黑色有白斑小鼠的比例是()A1/16 B3/16C7/16 D9/16解析：根据题意，黑色有白斑小鼠的基因型为B_ss，基因型为BbSs的小鼠间相互交配，后代中出现B_ss的概率为3/16。答案：B 自读教材夯基础1解释(1)两对相对性状分别由两对基因控制。(2)F1产生配子时，每对基因彼此分离，不同对的基因自由组合。F1产生的雌配子和雄配子各有4种，且数目相等。(3)受精时，雌雄配子的结合是随机的。2验证测交试验(1)过程及结果：(2)结论：测交结果与预期设想相符，证实了F1产生了4种配子，F1产生配子时，每对基因彼此分
6、离，不同对的基因可以自由组合，并进入不同的配子中。3自由组合规律的实质控制各种相对性状的各对等位基因，分布在不同的同源染色体上。在减数分裂形成配子的过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离，同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。跟随名师解疑难1试验分析PYYRR(黄圆)yyrr(绿皱) F1YyRr黄圆F2黄圆1YYRR2YyRR2YYRr4YyRr12249黄皱1YYrr2Yyrr123绿圆1yyRR2yyRr123绿皱1yyrr1注：“1”均为纯合子，“2”均为单杂合子，“4”为双杂合子。2相关结论(1)F2共有16种组合，9种基因组合形式，4种性状表现。(2)双显性性状的个体占9/16，
7、单显性性状的个体(绿圆、黄皱)各占3/16，双隐性性状的个体占1/16。(3)纯合子占4/16(1/16YYRR1/16YYrr1/16yyRR1/16yyrr)，杂合子占：14/1612/16。(4)F2中亲本类型(Y_R_yyrr)占10/16，重组类型占6/16(3/16Y_rr3/16yyR_)。关键一点重组类型是指F2中与亲本性状表现不同的个体，而不是基因组合形式与亲本不同的个体。亲本表现型不同，则重组类型所占比例也不同，若将孟德尔两对相对性状的实验中的亲本类型换成绿圆、黄皱，则重组性状为黄圆、绿皱，所占比例为5/8。3应用分离规律解决自由组合规律问题在独立遗传的情况下，有几对基因就
8、可分解为几个分离规律，如AaBbAabb可分解为如下两个分离规律：AaAa；Bbbb。4概率的基本运算法则(1)加法定理：两个互不相容的事件A与B的和的概率，等于事件A与B的概率之和，即P(AB)P(A)P(B)，如豌豆豆粒颜色是“黄色”或“绿色”的概率，等于它们各自概率之和(其和为1)。(2)乘法定理：两个(或两个以上)独立事件同时出现的概率，等于它们各自概率的乘积，P(AB)P(A)P(B)。如豌豆豆粒出现“黄色”同时又出现“圆粒”的概率是它们各自概率之积。5基因型与表现型的推断问题(1)根据后代分离比解题。在基因的分离规律中，不同基因型个体之间交配，后代在性状上往往有一些规律性的分离比。
9、如杂种F1(一对杂合基因，有显隐性关系)自交，后代分离比为31，测交比是11；亲本之一为显性纯合子，其后代只有显性性状的个体等。利用这些规律性的分离比是解自由组合题目的技巧之一。(2)运用隐性纯合突破法解题。隐性性状的个体可直接写出其基因型，显性性状可写出部分基因型，然后根据亲代或后代性状(尤其是隐性性状)表现，推知个体的基因型。6乘法原理在解题中的应用(1)配子类型及概率的问题。如AaBbCc产生的配子种类数AaBbCc 2 2 28种又如AaBbCc产生ABC配子的概率为：(A)(B)(C)。(2)配子间的结合方式问题。如AaBbCc与AaBbCC杂交过程中，配子间的结合方式种数先求AaB
10、bCc、AaBbCC各自产生多少种配子。AaBbCc8种配子，AaBbCC4种配子。再求两亲本配子间的结合方式。由于两性配子间结合是随机的，因而AaBbCc与 AaBbCC配子间有8432种结合方式。(3)基因型类型及概率的问题。如AaBbCc与AaBBCc杂交，其后代的基因型数可分解为三个分离规律：AaAa后代有3种基因型(1AA2Aa1aa)；BbBB后代有2种基因型(1BB1Bb)；CcCc后代有3种基因型(1CC2Cc1cc)。因而AaBbCcAaBBCc，后代中有32318种基因型。又如该双亲后代中AaBBcc出现的概率为：(Aa)(BB)(cc)。(4)表现型类型及概率的问题。如A
11、aBbCcAabbCc，其杂交后代可能的表现型数可分解为三个分离规律：AaAa后代有2种表现型(3A_1aa)；Bbbb后代有2种表现型(1Bb1bb)；CcCc后代有2种表现型(3C_1cc)；所以AaBbCcAabbCc，后代中有2228种表现型。又如该双亲后代中表现型A_bbcc出现的概率为：(A_)(bb)(cc)。关键一点运用分离规律解决自由组合问题时，先分别分析每对基因或性状，求出相应基因型、表现型及其比例或概率，然后运用乘法原理求出符合要求的结果。推断性状的显隐性关系及亲子代的基因型和表现型，也应该用分离规律来解决自由组合问题。3(2011上海高考)在孟德尔两对相对性状杂交试验中
12、，F1黄色圆粒豌豆(YyRr)自交产生F2。下列表述正确的是()AF1产生4个配子，比例为1111BF1产生基因型YR的卵和基因型YR的精子数量之比为11C基因自由组合定律是指F1产生的4种类型的精子和卵可能自由组合DF1产生的精子中，基因型为YR和基因型为yr的比例为11解析：F1(YyRr)自交时，可产生雌、雄配子各4种，数目很多，且雄配子的数目远多于雌配子的数目。自由组合定律是指在减数分裂形成配子时，位于非同源染色体上的非等位基因的自由组合。答案：D4在F2中出现了黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒和绿色皱粒四种表现类型，其比例为9331。与此无关的解释是()AF1产生了4种比例相等的配子B雌
13、配子和雄配子的数量相等CF1的四种雌、雄配子自由组合D必须有足量的F2个体解析：在F1自交过程中，4种比例相等的雄配子与4种比例相等的雌配子随机结合形成16种合子，其中9种合子发育成黄色圆粒，3种合子发育成黄色皱粒，3种合子发育成绿色圆粒，1种合子发育成绿色皱粒，其比例为9331。在豌豆花中，雌配子数量有限，但雄配子却多得难以计数，因此在F1的自交过程中，雌、雄配子的数量之间没有对等关系。保证F2中有足够数量的个体是为了提高概率统计的准确性。答案：B5基因型为AaBBccDD的生物，可产生不同基因型的配子种类数是()A2B4C8 D16解析：基因型为AaBBccDD的生物，只含有一对等位基因(
14、A、a)，所以该生物只能产生两种不同基因型的配子：ABcD和aBcD。答案：A6下列有关自由组合规律遗传试验的叙述，错误的是()A两对相对性状分别由两对基因控制BF1细胞中控制两对相对性状的基因相互融合C每一对基因的传递都遵循分离规律DF2中有16种组合、9种基因型和4种表现型解析：孟德尔对自由组合现象的解释是：两对相对性状分别由两对基因控制，控制两对相对性状的两对基因的分离和组合是互不干扰的，其中每一对基因的遗传都遵循分离规律。这样F1产生的雌雄配子各有4种，数量比接近1111。雌雄配子随机结合，在F2中有16种组合、9种基因型、4种表现型。答案：B 自读教材夯基础1在杂交育种中的应用在杂交
15、育种的实践中，可以有目的地将两个或多个品种的优良性状组合在一起，再经过自交不断进行纯化和选择，最终可以得到一种符合理想要求的新品种。2在医学实践中的应用分析家族中两种遗传病同时发病或两种遗传病中只患一种病的情况，并且推断出后代的基因型和表现型以及它们出现的概率，为遗传病的预测和诊断提供理论依据。跟随名师解疑难杂交育种的问题(1)育种原理：通过基因的重新组合，把两亲本的优良性状组合在一起。(2)适用范围：一般用于同种生物的不同品系间。(3)优缺点：方法简单，但需要较长年限的选择才能获得所需类型的纯合子。(4)动植物杂交育种比较(以获得基因型为AAbb的个体为例)：P AABBaabb动物一般选多
16、对同时杂交F1AaBb, 动物为相同基因型的个体间交配F29A_B_3A_bb3aab_1aabb所需类型AAbb7某自花传粉植物的紫苗(A)对绿苗(a)为显性，紧穗(B)对松穗(b)为显性，黄种皮(D)对白种皮(d)为显性，各由一对等位基因控制。假设这三对基因是自由组合的。现以绿苗紧穗白种皮的纯合品种作母本，以紫苗松穗黄种皮的纯合品种作父本进行杂交试验，结果F1表现为紫苗紧穗黄种皮。请回答：(1)如果生产上要求长出的植株一致表现为紫苗紧穗黄种皮，那么播种F1植株所结的全部种子后，长出的全部植株是否都表现为紫苗紧穗黄种皮？为什么？(2)如果需要选育绿苗松穗白种皮的品种，那么能否从播种F1植株所
17、结种子长出的植株中选到？为什么？(3)如果只考虑穗型和种皮颜色这两对性状，请写出F2的表现型及其比例。(4)如果杂交失败，导致自花受粉，则子代植株的表现型为_，基因型为_；如果杂交正常，但亲本发生基因突变，导致F1植株群体中出现个别紫苗松穗黄种皮的植株，该植株最可能的基因型为_，发生基因突变的亲本是_本。解析：根据基因自由组合规律可知，F1基因型为AaBbDd。F1植株是杂合子，F2会发生性状分离，播种F1植株所结的全部种子后，长出的全部植株不都是紫苗紧穗黄种皮。F1植株所结种子长出的植株中可以选到绿苗松穗白种皮(aabbdd)品种。如果只考虑穗型和种皮颜色两对相对性状，F2的表现型及比例为紧
18、穗黄种皮紧穗白种皮松穗黄种皮松穗白种皮9331。若杂交失败，导致母本植株自花受粉，则子代植株的表现型为绿苗紧穗白种皮，基因型为aaBBdd，如果F1植株群体中出现紫苗松穗黄种皮(AabbDd)，则发生基因突变的亲本是母本。答案：(1)不是；因为F1植株是杂合子，F2发生性状分离。(2)能；因为F1植株三对基因都是杂合的，F2分离出表现绿苗松穗白种皮的类型。(3)紧穗黄种皮紧穗白种皮松穗黄种皮松穗白种皮9331。(4)绿苗紧穗白种皮aaBBddAabbDd母例1基因型为ddEeFF和DdEeff的两种豌豆杂交，在3对等位基因各自独立遗传的条件下，其子代表现型不同于两个亲本的个体占全部子代的()A
19、1/4 B3/8C5/8 D3/4解析两个亲本的基因型为ddEeFF、DdEeff，可以拆分成三个分离规律的组合：ddDd、EeEe、FFff。亲本杂交后产生这两种表现型的可能性(概率)计算如下：ddE_F_的概率为1/2(dd)3/4(E_)1(F_)3/8D_E_ff的概率为1/2(Dd)3/4(E_)0(ff)0即两个亲本杂交的后代中与两个亲本表现型相同的概率为3/8，不同的概率为13/85/8。答案C在计算后代中表现型或基因型与亲本不同的概率时可先求其与亲本相同的概率，与亲本不同的概率为1与亲本相同的概率。1(2011海南高考)假定五对等位基因自由组合，则杂交组合AaBBCcDDEeA
20、aBbCCddEe产生的子代中，有一对等位基因杂合、四对等位基因纯合的个体所占的比率是()A1/32 B1/16C1/8 D1/4解析：把五对等位基因杂交后代分开统计发现，DDddDd，即后代D(d)这对基因均为杂合，其他四对基因都为纯合的比率为：1/21/21/21/21/16。答案：B 例2(2010福建高考)已知桃树中，树体乔化与矮化为一对相对性状(由等位基因D、d控制)，蟠桃果形与圆桃果形为一对相对性状(由等位基因H、h控制)，蟠桃对圆桃为显性。下表是桃树两个杂交组合的试验统计数据：亲本组合后代的表现型及其株数组别表现型乔化蟠桃乔化圆桃矮化蟠桃矮化圆桃甲乔化蟠桃矮化圆桃410042乙乔
21、化蟠桃乔化圆桃3013014(1)根据组别_的结果，可判断桃树树体的显性性状为_。(2)甲组的两个亲本基因型分别为_。(3)根据甲组的杂交结果可判断，上述两对相对性状的遗传不遵循自由组合规律。理由是：如果这两对性状的遗传遵循自由组合规律，则甲组的杂交后代应出现_种表现型。比例应为_。解析本题主要以蟠桃生物育种为题材考查遗传规律。通过乙组乔化蟠桃与乔化圆桃杂交，后代出现了矮化圆桃，说明矮化为隐性。两对相对性状的杂交实验，我们可以对每一对相对性状进行分析，乔化与矮化交配后，后代出现乔化与矮化且比例为11，所以亲本一定测交类型即乔化基因型Dd与矮化基因型dd，同理可推出另外一对为蟠桃基因型Hh与圆桃
22、基因型hh，所以乔化蟠桃基因型是DdHh、矮化圆桃基因型是ddhh。根据自由组合定律，可得知甲组乔化蟠桃DdHh与矮化圆桃ddhh测交，结果后代应该有乔化蟠桃、乔化圆桃、矮化蟠桃、矮化圆桃四种表现型，而且比例为1111。根据表中数据可知这两等位基因位于同一对同源染色体上。答案(1)乙乔化(2)DdHhddhh(3)411112某种哺乳动物的直毛(B)对卷毛(b)为显性，黑色(C)对白色(c)为显性(这两对基因符合自由组合规律)。基因型为BbCc个体与“个体X”交配，子代的表现型有：直毛黑色、卷毛黑色、直毛白色、卷毛白色，它们之间的比例为3311。“个体X”的基因型为()ABbCC BBbCcC
23、bbCc DBbcc解析：由于子代中有卷毛白色(bbcc)的双隐性个体，故个体X至少含有一个b基因和一个c基因。根据给出的亲本之一的基因型BbCc和基因分离定律可知，直毛卷毛11，说明该对基因相当于测交，即Bbbb；黑色白色31，交配方式为CcCc，故个体X的基因型是bbCc。答案：C 例3(2011全国卷)人类中非秃顶和秃顶受常染色体上的等位基因(B、b)控制，其中男性只有基因型为BB时才表现为非秃顶，而女性只有基因型为bb时才表现为秃顶。控制褐色眼(D)和蓝色眼(d)的基因也位于常染色体上，其表现型不受性别影响。这两对等位基因独立遗传。(1)非秃顶男性与非秃顶女性结婚，子代所有可能的表现型
24、为_。(2)非秃顶男性与秃顶女性结婚，子代所有可能的表现型为_。(3)一位其父亲为秃顶蓝色眼而本人为秃顶褐色眼的男性与一位非秃顶蓝色眼的女性结婚。这位男性的基因型为_或_，这位女性的基因型为_或_。若两人生育一个女儿， 其所有可能的表现型为_。解析(1)非秃顶男性的基因型只能是BB，而非秃顶女性的基因型为BB或Bb，则后代的基因型为BB、Bb，男性表现为秃顶或非秃顶，女性表现为非秃顶。(2)非秃顶男性(BB)与秃顶女性(bb)的后代基因型只能为Bb，因此后代男性都表现为秃顶，女性都表现为非秃顶。(3)根据题意分析可知，这位秃顶褐色眼男性的基因型为BbDd或bbDd，非秃顶蓝色眼女性的基因型为B
25、Bdd或Bbdd；则其后代的基因型可能为BBDd、BBdd、BbDd、Bbdd、bbDd、bbdd，因此两人所生育的女儿表现型有非秃顶褐色眼、非秃顶蓝色眼、秃顶褐色眼和秃顶蓝色眼。答案(1)女儿全部为非秃顶，儿子为秃顶或非秃顶(2)女儿全部为非秃顶，儿子全部为秃顶(3)BbDdbbDdBbddBBdd非秃顶褐色眼、非秃顶蓝色眼、秃顶褐色眼和秃顶蓝色眼3假如水稻高秆(D)对矮秆(d)为显性，抗稻瘟病(R)对易感稻瘟病(r)为显性，两对性状独立遗传，用一个纯合易感病的矮秆品种(抗倒伏)与一个纯合抗病高秆品种(易倒伏)杂交，F2中出现既抗病又抗倒伏类型的基因型及其比例为()AddRR,1/8 Bdd
26、RR,1/16CddRR,1/16和ddRr,1/8 D.DDrr,1/16和DdRR,1/8解析：由题意可知，F1基因型为DdRr，F1自交后代F2中抗倒伏抗病的基因型及其比例为：ddRR1/41/41/16；ddRr1/41/21/8。答案：C 归纳拓展(一)知识整合(二)重点关注1本节内容在高考中集中考查符合基因自由组合规律的条件及相关基因型、表现型及其比例的推算。2自由组合以分离规律为基础，因而可以用分离规律的知识解决自由组合的问题。况且，分离规律中规律性比较简单，因而用分离规律解决自由组合问题显得简单易行。3在学习两对相对性状的遗传时，要适当地将第一节的相关内容迁移到本节教学活动中，
27、及时巩固加深理解。一、选择题1基因A、a和基因B、b分别位于不同对的同源染色体上，一个亲本与aabb测交，子代基因型为AaBb和Aabb，分离比为11，则这个亲本基因型为()AAABb BAaBbCAAbb DAaBB解析：基因型aabb的个体只能产生基因型为ab的配子，所以，要产生基因型为AaBb和Aabb的个体，还需要AB和Ab两种配子，而且其比例为11，所以这个亲本的基因型只能是AABb。答案：A2某一个体的基因型为AABbDdeeFf，这些基因均可自由组合，此个体能产生的配子的类型数是()A4种 B8种C16种 D32种答案：B3豌豆中高茎(T)对矮茎(t)是显性，绿豆荚(G)对黄豆荚
28、(g)是显性，这两对基因是自由组合的，则Ttgg与TtGg杂交后代的基因型和表现型的种类依次是()A6,6 B6,4C4,4 D2,4解析：TtTt1TT2Tt1tt，即有3种基因型，2种表现型；ggGg1Gg1gg，有2种基因型，2种表现型。所以后代基因型种数为326，表现型种数为224。答案：B4基因型为AaBB和aaBb的两个亲本杂交，下列不正确的叙述是()A亲本各产生2种配子BF1中共有4种表现型CF1中共有4种基因型且比例为1111D亲本产生的配子间有4种结合方式解析：Aaaa1Aa1aa，即有2种基因型，2种表现型：BBBb1BB1Bb，有2种基因型，1种表现型，所以子一代表现型共有种类为：212。答案：B5(2010安徽高考)南瓜的扁形、圆形、长圆形三种瓜形由两对等位基因控制(A、a和B、b)，这两对基因独立遗传。现将2株圆形南瓜植株进行杂交，F1收获的全是扁盘形南瓜；F1自交，F2获得137株扁盘形、89株圆形、15株长圆形南瓜。据此推断，亲代圆形南瓜植株的基因型分别是()AaaBB和Aabb BaaBb和AabbCAAbb和aaBB
