第2講基因的自由組合定律考情研讀·備考定位課標(biāo)要求核心素養(yǎng)闡明有性生殖中基因的分離和自由組合使得子代的基因型和表型有多種可能，并可由此預(yù)測(cè)子代的遺傳性狀。1.通過分析基因自由組合定律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)，建立進(jìn)化與適應(yīng)的觀念。(生命觀念)2．通過研究自由組合定律的解題規(guī)律及方法，培養(yǎng)歸納與演繹的科學(xué)思維。(科學(xué)思維)考點(diǎn)一兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)與自由組合定律必備知識(shí)·夯實(shí)基礎(chǔ)知|識(shí)|鞏|固1．發(fā)現(xiàn)問題——兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)過程(2)結(jié)果分析結(jié)果結(jié)論F1全為黃色圓粒說明黃色和圓粒為顯性性狀F2中圓粒∶皺粒＝3∶1說明種子粒形的遺傳遵循分離定律F2中黃色∶綠色＝3∶1說明種子粒色的遺傳遵循分離定律F2中出現(xiàn)兩種親本類型(黃色圓粒、綠色皺粒)，出現(xiàn)兩種新性狀(綠色圓粒、黃色皺粒)說明不同性狀之間進(jìn)行了自由組合2.提出假說——對(duì)自由組合現(xiàn)象的解釋(1)理論解釋(提出假說)①兩對(duì)相對(duì)性狀分別由兩對(duì)遺傳因子控制。②F1在產(chǎn)生配子時(shí)，成對(duì)遺傳因子彼此分離，不同對(duì)的遺傳因子可以自由組合。③F1產(chǎn)生的雌配子和雄配子各有4種，且數(shù)量相等。④受精時(shí)，雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的。(2)遺傳圖解①純合子共有4種，每一種純合子在F2中所占比例均為1/16。②一對(duì)基因純合、一對(duì)基因雜合的單雜合子共有4種，每一種單雜合子在F2中所占比例均為1/8。③兩對(duì)基因均雜合的雙雜合子有1種，在F2中所占比例為1/4。3．演繹推理、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證——對(duì)自由組合現(xiàn)象解釋的驗(yàn)證(1)演繹推理：設(shè)計(jì)測(cè)交實(shí)驗(yàn)，預(yù)測(cè)后代4種表型比例為1∶1∶1∶1。(2)遺傳圖解(3)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：進(jìn)行測(cè)交實(shí)驗(yàn)，不論正交還是反交，結(jié)果都與預(yù)測(cè)相符。4．得出結(jié)論——自由組合定律控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不干擾的；在形成配子時(shí)，決定同一性狀的成對(duì)的遺傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子自由組合。5．基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)(1)細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)(2)基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)①實(shí)質(zhì)：非同源染色體上的非等位基因自由組合。②時(shí)間：減數(shù)分裂Ⅰ后期。歸納提示：非等位基因不一定都位于非同源染色體上①非等位基因可位于同源染色體上，也可位于非同源染色體上。同源染色體上的非等位基因不能自由組合。②同源染色體分離的同時(shí)非同源染色體自由組合。6．自由組合定律的應(yīng)用(1)指導(dǎo)雜交育種：把不同個(gè)體的優(yōu)良性狀結(jié)合在一起。eq\a\vs4\al\co1(不同優(yōu)良,性狀親本)eq\o(→,\s\up7(雜交))F1eq\o(→,\s\up7(自交))eq\a\vs4\al\co1(F2選育符,合要求個(gè)體)eq\o(→,\s\up7(自交))純合子(2)指導(dǎo)醫(yī)學(xué)實(shí)踐：為遺傳病的預(yù)測(cè)和診斷提供理論依據(jù)。分析兩種或兩種以上遺傳病的傳遞規(guī)律，推測(cè)基因型和表型的比例及群體發(fā)病率。7．孟德爾成功的原因分析思|維|辨|析易錯(cuò)整合，判斷正誤。(1)F1在產(chǎn)生配子時(shí)，每對(duì)遺傳因子彼此分離，不同對(duì)的遺傳因子可以自由組合。(√)(2)F1(基因型為YyRr)產(chǎn)生的雌雄配子各有4種：YR、Yr、yR、yr，它們之間的數(shù)量比為1∶1∶1∶1。(√)(3)基因自由組合定律是指F1產(chǎn)生的4種類型的精子和4種類型的卵細(xì)胞可以自由組合。(×)(4)基因型是性狀表現(xiàn)的內(nèi)在因素，表型是基因型的表現(xiàn)形式。(√)延|伸|探|究1．F2中還出現(xiàn)了親本所沒有的性狀組合——綠色圓粒和黃色皺粒。請(qǐng)思考：具有兩對(duì)相對(duì)性狀的純合親本雜交，產(chǎn)生的F1基因型為AaBb，則兩親本基因型是什么？F2中重組類型是什么？所占比例又是多少？提示：親本基因型可以是AABB×aabb，此時(shí)重組類型是A_bb和aaB_，占3/8；親本基因型還可以是AAbb×aaBB，此時(shí)重組類型是A_B_和aabb，占5/8。2．基因型為AaBb的個(gè)體自交后代一定有4種表型、9種基因型嗎？為什么？提示：不一定，若兩對(duì)等位基因位于兩對(duì)同源染色體上，基因型為AaBb的個(gè)體自交后代中一定有9種基因型，但不一定有4種表型，比如A、a為不完全顯性時(shí)會(huì)產(chǎn)生6種表型；若兩對(duì)等位基因位于同一對(duì)同源染色體上，可能出現(xiàn)AABB、AaBb、aabb或AAbb、AaBb、aaBB3種基因型。3．某生物興趣小組利用現(xiàn)有抗病抗倒伏小麥(yyRr)，簡(jiǎn)要寫出獲得純合的抗病抗倒伏小麥的實(shí)驗(yàn)思路。提示：讓抗病抗倒伏小麥(yyRr)自交，淘汰抗病不抗倒伏小麥，再連續(xù)自交并選擇，直到不發(fā)生性狀分離為止。剖析難點(diǎn)·考點(diǎn)突破重|難|精|講1．用分離定律分析兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)(1)過程分析F21YY(黃)、2Yy(黃)1yy(綠)1RR(圓)、2Rr(圓)1YYRR、2YyRR、2YYRr、4YyRr(黃圓)1yyRR、2yyRr(綠圓)1rr(皺)1YYrr、2Yyrr(黃皺)1yyrr(綠皺)(2)結(jié)果分析：F2共有9種基因型，4種表型2．基因分離定律與自由組合定律的關(guān)系及相關(guān)比例圖解分析3．AaBb兩對(duì)等位基因在染色體上的位置關(guān)系精|準(zhǔn)|命|題考向一通過兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)分析，考查科學(xué)思維》例1(2024·河南天一大聯(lián)考)孟德爾在兩對(duì)相對(duì)性狀的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)中，用純種黃色圓粒豌豆和純種綠色皺粒豌豆雜交獲得F1，F(xiàn)1自交得F2，下列有關(guān)敘述正確的是(C)A．黃色與綠色、圓粒與皺粒的遺傳都遵循分離定律，故這兩對(duì)性狀的遺傳遵循自由組合定律B．F1產(chǎn)生的雄配子總數(shù)與雌配子總數(shù)相等，是F2出現(xiàn)9∶3∶3∶1性狀分離比的前提C．從F2的綠色圓粒植株中任取兩株，這兩株基因型不同的概率為4/9D．自然條件下將F2中黃色圓粒植株混合種植，后代出現(xiàn)綠色皺粒的概率為1/81解析：連鎖的兩對(duì)等位基因也都遵循分離定律，故不能依據(jù)黃色與綠色、圓粒與皺粒的遺傳都遵循分離定律，得出這兩對(duì)性狀的遺傳遵循自由組合定律的結(jié)論，A錯(cuò)誤；F1產(chǎn)生的雄配子總數(shù)往往多于雌配子總數(shù)，B錯(cuò)誤；從F2的綠色圓粒植株yyRR或yyRr中任取兩株，這兩株基因型相同的概率為(1/3)×(1/3)＋(2/3)×(2/3)＝5/9，故不同的概率為4/9，C正確；自然條件下將F2中黃色圓粒植株混合種植，由于豌豆是自花傳粉植物，只有基因型為YyRr的個(gè)體才會(huì)產(chǎn)生綠色皺粒(yyrr)，故后代出現(xiàn)綠色皺粒的概率為(4/9)×(1/16)＝1/36，D錯(cuò)誤。理解重組類型的內(nèi)涵及常見錯(cuò)誤(1)重組類型的含義：重組類型是指F2中表型與親本不同的個(gè)體，而不是基因型與親本不同的個(gè)體。(2)具有兩對(duì)相對(duì)性狀的純合親本雜交，F(xiàn)2中重組類型所占比例并不都是6/16。①當(dāng)親本基因型為YYRR和yyrr時(shí)，F(xiàn)2中重組類型所占比例是6/16；②當(dāng)親本基因型為YYrr和yyRR時(shí)，F(xiàn)2中重組類型所占比例是1/16＋9/16＝10/16。〔變式訓(xùn)練1〕(2024·山東濰坊階段性檢測(cè))利用豌豆的兩對(duì)相對(duì)性狀做雜交實(shí)驗(yàn)，其中子葉黃色(Y)對(duì)綠色(y)為顯性，圓粒種子(R)對(duì)皺粒種子(r)為顯性。現(xiàn)用黃色圓粒豌豆和綠色圓粒豌豆雜交，對(duì)其子代性狀的統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖所示。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(D)A．實(shí)驗(yàn)中所用親本的基因型為YyRr和yyRrB．子代中重組類型所占的比例為1/4C．子代中自交能產(chǎn)生性狀分離的占3/4D．讓子代黃色圓粒豌豆與綠色皺粒豌豆雜交，后代性狀分離比為1∶1∶1∶1解析：親本黃色圓粒豌豆(Y_R_)和綠色圓粒豌豆(yyR_)雜交，對(duì)其子代性狀進(jìn)行分析，黃色∶綠色＝1∶1，圓粒∶皺粒＝3∶1，可推知親本黃色圓粒豌豆的基因型為YyRr，綠色圓粒豌豆的基因型為yyRr，A正確；子代重組類型為黃色皺粒和綠色皺粒，黃色皺粒(Yyrr)占(1/2)×(1/4)＝1/8，綠色皺粒(yyrr)占(1/2)×(1/4)＝1/8，兩者之和為1/4，B正確；自交能產(chǎn)生性狀分離的是雜合子，子代純合子有yyRR和yyrr，其中yyRR占(1/2)×(1/4)＝1/8，yyrr占(1/2)×1/4＝1/8，兩者之和為1/4，則子代雜合子占1－1/4＝3/4，C正確；子代黃色圓粒豌豆的基因型為1/3YyRR和2/3YyRr，綠色皺粒豌豆的基因型為yyrr，兩者雜交所得后代的表型及比例應(yīng)為黃色圓粒∶綠色圓粒∶黃色皺粒∶綠色皺粒＝2∶2∶1∶1，D錯(cuò)誤。考向二圍繞自由組合定律的實(shí)質(zhì)及驗(yàn)證，考查科學(xué)思維及探究》例2如圖甲和乙分別為兩株豌豆體細(xì)胞中的有關(guān)基因組成，要通過一代雜交達(dá)成目標(biāo)，下列操作不合理的是(B)A．甲自交，驗(yàn)證B、b基因的遺傳遵循基因的分離定律B．乙自交，驗(yàn)證A、a基因與B、b基因的遺傳遵循基因的自由組合定律C．甲、乙雜交，驗(yàn)證D、d基因的遺傳遵循基因的分離定律D．甲、乙雜交，驗(yàn)證A、a基因與D、d基因的遺傳遵循基因的自由組合定律解析：甲自交，子代與B、b基因相關(guān)的表型之比為3∶1，可以驗(yàn)證B、b基因的遺傳遵循基因的分離定律，A合理；乙自交，由于兩對(duì)等位基因位于一對(duì)同源染色體上，因此A、a基因與B、b基因的遺傳不遵循基因的自由組合定律，B不合理；甲、乙雜交，子代與D、d基因相關(guān)的表型之比為1∶1，可以驗(yàn)證D、d基因的遺傳遵循基因的分離定律，C合理；甲、乙雜交，A、a與D、d這兩對(duì)等位基因位于兩對(duì)同源染色體上，雜交子代的表型之比為1∶1∶1∶1，可以驗(yàn)證A、a基因與D、d基因的遺傳遵循基因的自由組合定律，D合理。“實(shí)驗(yàn)法”驗(yàn)證遺傳定律驗(yàn)證方法結(jié)論自交法F1自交后代的性狀分離比為3∶1，則符合基因的分離定律，由位于一對(duì)同源染色體上的一對(duì)等位基因控制F1自交后代的性狀分離比為9∶3∶3∶1，則符合基因的自由組合定律，由位于兩對(duì)同源染色體上的兩對(duì)等位基因控制測(cè)交法F1測(cè)交后代的性狀比例為1∶1，則符合基因的分離定律，由位于一對(duì)同源染色體上的一對(duì)等位基因控制F1測(cè)交后代的性狀比例為1∶1∶1∶1，則符合基因的自由組合定律，由位于兩對(duì)同源染色體上的兩對(duì)等位基因控制花粉鑒定法若有2種花粉，比例為1∶1，則符合分離定律若有4種花粉，比例為1∶1∶1∶1，則符合自由組合定律單倍體育種法取花藥離體培養(yǎng)，用秋水仙素處理單倍體幼苗，若植株有2種表型，比例為1∶1，則符合分離定律取花藥離體培養(yǎng)，用秋水仙素處理單倍體幼苗，若植株有4種表型，比例為1∶1∶1∶1，則符合自由組合定律〔變式訓(xùn)練2〕(2024·安徽合肥質(zhì)量檢測(cè))果蠅的野生型和突變型受常染色體上的兩對(duì)等位基因(A、a和B、b)控制，研究發(fā)現(xiàn)果蠅在A和B同時(shí)存在時(shí)表現(xiàn)為野生型，其他表現(xiàn)為突變型。現(xiàn)用自然種群中的兩只基因型相同的野生型雌雄果蠅雜交，子代野生型∶突變型＝3∶1，回答下列問題：(1)若這兩對(duì)等位基因遵循自由組合定律，則親本的基因型組合為AaBB×AaBB或AABb×AABb。若這兩對(duì)等位基因不遵循自由組合定律，則親本的基因型組合可能有__3__種。(2)為驗(yàn)證該對(duì)相對(duì)性狀的遺傳是否遵循基因的自由組合定律，請(qǐng)用純合的基因型AABB、aaBB、AAbb、aabb的雌雄果蠅為實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)(要求：請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)思路、預(yù)期結(jié)果和結(jié)論)。答案：(2)方法一：實(shí)驗(yàn)思路：選用基因型為AABB和基因型為aabb的雌雄果蠅相互交配，得到F1，將F1與異性aabb的果蠅交配，觀察并記錄子二代的表型和比例。預(yù)期結(jié)果和結(jié)論：若產(chǎn)生子代的表型和比例為野生型：突變型＝1∶3，則可驗(yàn)證該相對(duì)性狀的遺傳遵循基因的自由組合定律；若產(chǎn)生子