基因的自由組合定律考點(diǎn)解析

《基因的自由組合定律》考點(diǎn)分析武漢市新洲區(qū)三中：艾剛武張玲霞：Email:aigangwu@163《遺傳的根本規(guī)律》是高中教材中的主要內(nèi)容,是高考中的高頻考點(diǎn),其中《基因的自由組合定律》更是綜合表達(dá)了《遺傳的根本規(guī)律》的主要內(nèi)容，是考綱中的C級(jí)求。本文就《基因的自由組合定律》進(jìn)行考點(diǎn)分析，突破其中難點(diǎn)，介紹一些解題規(guī)律和方法。一、兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳實(shí)驗(yàn)分析及相關(guān)結(jié)論課本中是在學(xué)習(xí)《基因別離定律》的根底上通過比照分析兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳實(shí)驗(yàn)，從而演繹推理出《基因的自由組合定律》，因此熟練掌握兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳實(shí)驗(yàn)對(duì)于理解《基因的自由組合定律》和應(yīng)用有著非常重要的作用。1．實(shí)驗(yàn)分析PYYRR(黃圓)×yyrr(綠皺)↓F1YyRr(黃圓)?↓F21YY(黃)2Yy(黃)1yy(綠)1RR(圓)2Rr(圓)1YYRR2YyRR2YYRr4YyRr(黃圓)1yyRR2yyRr(綠圓)1rr(皺)1YYrr2Yyrr(黃皺)1yyrr(綠皺)2.相關(guān)結(jié)論：F2共有16種組合，9種基因型，4種表現(xiàn)型(1)表現(xiàn)型(2)基因型[易錯(cuò)警示](1)F2中親本類型指實(shí)驗(yàn)所用的純合顯性和純合隱性親本即黃圓和綠皺，而不是直接產(chǎn)生F2的F1代，重組類型是指F2黃皺、綠圓。(2)假設(shè)親本是黃皺(YYrr)和綠圓(yyRR)，那么F2中重組類型為綠皺(yyrr)和黃圓(Y_R_)，所占比例為1/16＋9/16＝10/16；親本類型為黃皺(Y_rr)和綠圓(yyR_)，所占比例為3/16＋3/16＝6/16。(3)F2表現(xiàn)型9∶3∶3∶1的比值可以變形為9∶7(3＋3＋1)、15(9＋3＋3)∶1、12(9＋3)∶3∶1、12(9＋3)∶4(3＋1)等，讀題時(shí)注意題干中隱含的基因之間的相互作用?！纠客愣棺尤~的黃色〔Y〕對(duì)綠色〔y〕是顯性，圓?！睷〕對(duì)皺粒〔r〕為顯性。下表是4種不同的雜交組合以及各種雜交組合所產(chǎn)生的子代數(shù)。請(qǐng)?jiān)诒砀駜?nèi)填寫親代的基因型。親

代子代的表現(xiàn)型及其數(shù)量基因型表現(xiàn)型黃色圓粒黃色皺粒綠色圓粒綠色皺粒①

黃皺×綠皺034036②

黃圓×綠皺16171415③

黃圓×綠圓217206④

綠圓×綠圓004314⑤

黃皺×綠圓15161817解析：該題是親代的表現(xiàn)型和子代的表現(xiàn)型及比例推導(dǎo)親代的基因型，常用的解法有三種。三種方法相比，第三種方法要在了解特殊別離比的情況下使用，第二種方法要在了解后代表現(xiàn)型和別離比時(shí)才能使用，第一種方法只要知道子代的表現(xiàn)型即可使用。通過這種一題多解的練習(xí)，可以培養(yǎng)思維的靈活性，便于掌握最正確解題方法，從而提高學(xué)習(xí)效率。

1．解法一：填空法

如②組雜交：黃圓×綠皺，先把能確定的基因?qū)懗鰜恚荒艽_定的暫時(shí)空出：YR×yyrr，然后根據(jù)后代表現(xiàn)型來確定空處的基因。子代有綠色〔yy〕，這是父母雙方各提供一個(gè)y配子結(jié)合成的，由此可知親本的基因型為YyRr×yyrr。2．解法二：別離組合法如③組雜交：黃圓×綠圓，從子代表現(xiàn)型入手，將兩對(duì)性狀分開考慮，子代性狀黃與綠的比為1:1，由別離規(guī)律可知親本的基因型為Yy×yy；同理，性狀圓與皺的比為3:1，那么親本的基因型為Rr×Rr，再根據(jù)親本表現(xiàn)型兩對(duì)性狀的基因型組合，即得YyRr×yyRr。3．解法三：利用特殊的別離比在自由組合實(shí)驗(yàn)中，常見的幾種別離比是：YyRr×YyRr→3∶1∶3∶1；YyRr×yyrr→1∶1∶1∶1；Yyrr×yyRr→1∶1∶1∶1；YyRr×yyRr→3∶1∶3∶1；YyRr×Yyrr→3∶3∶1∶1。由此可知，第⑤組親本基因型為：Yyrr×yyRr。答案：①Yyrr×yyrr②YyRr×yyrr③YyRr×yyRr④yyRr×yyRr⑤Yyrr×yyRr二、基因的自由組合定律的實(shí)質(zhì)及細(xì)胞學(xué)根底1．實(shí)質(zhì)：在進(jìn)行減數(shù)分裂的過程中，同源染色體上的等位基因彼此別離，非同源染色體上的非等位基因自由組合。2．適用條件(1)有性生殖的真核生物。(2)細(xì)胞核內(nèi)染色體上的基因。(3)兩對(duì)或兩對(duì)以上位于非同源染色體上的非等位基因。3．細(xì)胞學(xué)根底：基因的自由組合定律發(fā)生在減數(shù)分裂的第一次分裂后期。4．F1雜合子(YyRr)產(chǎn)生配子的情況總結(jié)如下可能產(chǎn)生配子的種類實(shí)際能產(chǎn)生配子的種類一個(gè)精原細(xì)胞4種2種(YR和yr或Yr和yR)一個(gè)雄性個(gè)體4種4種(YR和Yr和yR和yr)一個(gè)卵原細(xì)胞4種1種(YR或Yr或yR或yr)一個(gè)雌性個(gè)體4種4種(YR和Yr和yR和yr)5.n對(duì)等位基因(完全顯性)位于n對(duì)同源染色體上的遺傳規(guī)律相對(duì)性狀對(duì)數(shù)等位基因?qū)?shù)F1配子F1配子可能組合數(shù)F2基因型F2表現(xiàn)型種類比例種類比例種類比例1121∶14(2×2)31∶2∶123∶122221∶1∶1∶14232(1∶2∶1)222(3∶1)233231∶1∶1∶1……∶14333(1∶2∶1)323(3∶1)3?????????nn2n1∶1∶1∶1……∶14n3n(1∶2∶1)n2n(3∶1)n[易錯(cuò)警示](1)配子的隨機(jī)結(jié)合不是基因的自由組合，基因的自由組合發(fā)生在減數(shù)第一次分裂過程中，而不是受精作用時(shí)。(2)自由組合強(qiáng)調(diào)的是非同源染色體上的非等位基因。一條染色體上的多個(gè)基因也稱為非等位基因，它們是不能自由組合的?！纠?2023·季延中學(xué)段考)豌豆子粒黃色(Y)，圓粒(R)均為顯性，這兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳遵循自由組合定律。兩親本豌豆雜交產(chǎn)生的F1表現(xiàn)型如以下圖。讓F1中黃色圓粒豌豆與綠色皺粒豌豆雜交，F(xiàn)2的性狀別離比為()A．9∶3∶3∶1 B．3∶1∶3∶1C．1∶1∶1∶1 D．2∶2∶1∶1【解析】此題考查自由組合定律中的概率計(jì)算。由圖可知，F(xiàn)1中圓粒與皺粒之比為3∶1，說明親本中控制粒形的基因型為Rr和Rr，黃色與綠色之比為1∶1，說明親本中控制顏色的基因型為Yy和yy。所以親本的基因型為YyRr和yyRr。F1中黃色圓粒豌豆的基因型為1/3YyRR或2/3YyRr，綠色皺粒豌豆的基因型為yyrr。二者雜交后代出現(xiàn)的基因型有1/3×1/2YyRr，1/3×1/2yyRr,2/3×1/4YyRr,2/3×1/4yyRr,2/3×1/4Yyrr,2/3×1/4yyrr，故性狀別離比為2∶2∶1∶1?！敬鸢浮緿三、自由組合定律的解題方法1．思路：將自由組合問題轉(zhuǎn)化為假設(shè)干個(gè)別離定律問題在獨(dú)立遺傳的情況下，有幾對(duì)基因就可分解為幾個(gè)別離定律，如AaBb×Aabb可分解為如下兩個(gè)別離定律：Aa×Aa；Bb×bb2．應(yīng)用(1)有關(guān)基因自由組合的計(jì)算問題①程序：將問題分解為多個(gè)1對(duì)基因(相對(duì)性狀)的遺傳問題并按別離定律分析→運(yùn)用乘法原理組合出后代的基因型(或表現(xiàn)型)及概率。例如：F1(YyRr)↓?先分解eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Yy\o(→,\s\up7(?))\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(基因型及比例：1YY∶2Yy∶1yy,表現(xiàn)型及比例：\f(3,4)黃∶\f(1,4)綠)),Rr\o(→,\s\up7(?))\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(基因型及比例：1RR∶2Rr∶1rr,表現(xiàn)型及比例：\f(3,4)圓∶\f(1,4)皺))))↓?②原理：每對(duì)等位基因(或相對(duì)性狀)的傳遞都遵循別離定律且互為獨(dú)立事件。③優(yōu)點(diǎn)：化繁為簡(jiǎn)。(2)基因型與表現(xiàn)型的推斷問題程序：用不同方法分析每對(duì)等位基因(或相對(duì)性狀)的遺傳→組合得出結(jié)果。(3)子代表現(xiàn)型及比例與親代基因型的判斷子代表現(xiàn)型比例親代基因型3∶1Aa×Aa1∶1Aa×aa9∶3∶3∶1AaBb×AaBb1∶1∶1∶1AaBb×aabb或Aabb×aaBb3∶3∶1∶1AaBb×aaBb或AaBb×Aabb【例】(2023·福建高考)二倍體結(jié)球甘藍(lán)的紫色葉對(duì)綠色葉為顯性，控制該相對(duì)性狀的兩對(duì)等位基因(A、a和B、b)分別位于3號(hào)和8號(hào)染色體上。下表是純合甘藍(lán)雜交實(shí)驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：親本組合F1株數(shù)F2株數(shù)紫色葉綠色葉紫色葉綠色葉①紫色葉×綠色葉121045130②紫色葉×綠色葉89024281請(qǐng)答復(fù)：(1)結(jié)球甘藍(lán)葉色性狀的遺傳遵循________定律。(2)表中組合①的兩個(gè)親本基因型為__________，理論上組合①的F2紫色葉植株中，純合子所占的比例為_____。(3)表中組合②的親本中，紫色葉植株的基因型為____________。假設(shè)組合②的F1與綠色葉甘藍(lán)雜交，理論上后代的表現(xiàn)型及比例為_____________________________。(4)請(qǐng)用豎線(｜)表示相關(guān)染色體，用點(diǎn)(·)表示相關(guān)基因位置，在如圖圓圈中畫出組合①的F1體細(xì)胞的基因型示意圖?！窘馕觥?1)從題干知該性狀由兩對(duì)分別位于3號(hào)和8號(hào)染色體上的等位基因控制，符合自由組合定律。(2)由表中組合①知F1自交得F2中紫色葉與綠色葉比值為15∶1，那么F1的基因型為AaBb，綠色葉為隱性，所以基因型為aabb，純合紫色葉基因型為AABB；F2紫色葉基因型包括A_B_、A_bb、aaB_，紫色葉為15份，其中1AABB、1AAbb、1aaBB為純合子基因型，所以純合子所占比例為3/15=1/5。(3)表中組合②中F1自交得F2中紫色葉與綠色葉比值為3∶1，說明類似于一對(duì)雜合子自交而另一對(duì)純合，綠色葉為隱性，所以基因型為aabb，假設(shè)可能是aa純合，那么F1為aaBb，相應(yīng)紫色葉親本基因型為aaBB；也可能是bb純合，那么F1為Aabb，相應(yīng)紫色葉親本基因型為AAbb；所以紫色葉親本基因型為AAbb或aaBB。F1基因型為Aabb或aaBb，與aabb雜交，類似于測(cè)交，所以后代紫色葉與綠色葉比值為1∶1。(4)組合①中F1的基因型為AaBb，其中A與a位于一對(duì)同源染色體上、b與B位于另一對(duì)同源染色體上，示意圖見答案。【答案】(1)自由組合(2)AABB、aabb1/5(3)AAbb(或aaBB)紫色葉∶綠色葉=1∶1(4)四、當(dāng)兩種遺傳病之間具有“自由組合〞關(guān)系時(shí)的概率計(jì)算當(dāng)兩種遺傳病之間具有“自由組合〞關(guān)系時(shí)各種患病情況的概率如下表：序號(hào)類型計(jì)算公式1患甲病的概率m那么非甲病概率為1－m2患乙病的概率n那么非乙病概率為1－n3只患甲病的概率m－mn4只患乙病的概率n－mn5同患兩種病的概率mn6只患一種病的概率m＋n－2mn或m(1－n)＋n(1－m)7患病概率m＋n－mn或1－不患病率8不患病概率(1－m)(1－n)以上規(guī)律可用以下圖幫助理解：【例】(2023·臨沂期中)如以下圖所示遺傳系譜中有甲(基因設(shè)為D、d)、乙(基因設(shè)為E、e)兩種遺傳病，其中一種為紅綠色盲癥。以下有關(guān)表達(dá)中正確的選項(xiàng)是()A．甲病基因位于X染色體上，乙病基因位于常染色體上B．Ⅱ6的基因型為DdXEXe，Ⅱ7的基因型為EeXdYC．Ⅱ7和Ⅱ8生育一個(gè)兩病兼患的男孩的概率為1/32D．假設(shè)Ⅲ11和Ⅲ12婚配，后代兩病皆不患的概率為2/3【解析】此題考查遺傳系譜圖中遺傳方式的判斷和遺傳概率的計(jì)算。對(duì)于甲病，Ⅱ5、Ⅱ6正常，生出一個(gè)患病的女兒Ⅲ10，為常染色體隱性遺傳，那么乙病為紅綠色盲癥，屬于伴X染色體隱性遺傳。Ⅱ6的基因型為DdXEXe，Ⅱ7的基因型為DdXeY。Ⅱ7和Ⅱ8(DdXEXe)結(jié)婚，生兩病兼患男孩的概率為1/4×1/2×1/2＝1/16。Ⅲ11和Ⅲ12的基因型分別為1/3DDXEY、2/3DdXEY和2/3DdXEXe、1/3DDXEXe，生出患甲病后代的概率為2/3×2/3×1/4＝1/9，不患甲病的概率為8/9，生出患乙病后代的概率為1/4，正常的概率為3/4，所以后代兩病都不患的概率為2/3?！敬鸢浮緿五、對(duì)相對(duì)性狀雜交F2代特殊的性狀別離比的應(yīng)用特殊別離比各種表現(xiàn)性、基因型的個(gè)體數(shù)雙雜合子測(cè)交后代表現(xiàn)型比9∶3∶3∶19代表雙顯性個(gè)體A_B_出現(xiàn)的比例，3代表基因型A_bb或aaB_出現(xiàn)的比例，1代表雙隱性個(gè)體aabb出現(xiàn)的比例1∶1∶1∶19∶79代表雙顯性個(gè)體A_B_出現(xiàn)的比例，7代表A_bb、aaB_和aabb出現(xiàn)的比例3∶19∶6∶19代表雙顯性個(gè)體A_B_出現(xiàn)的比例，6代表基因型A_bb和aaB_出現(xiàn)的比例，1代表雙隱性個(gè)體aabb出現(xiàn)的比例1∶2∶115∶115代表A_B_、A_bb和aaB_出現(xiàn)的比例，1代表雙隱性個(gè)體aabb出現(xiàn)的比例3∶19∶3∶49代表雙顯性個(gè)體A_B_出現(xiàn)的比例，3代表基因型A_bb或aaB_出現(xiàn)的比例，4代表aaB_(或A_bb)和雙隱性個(gè)體aabb出現(xiàn)的比例1∶1∶212∶3∶112代表雙顯性個(gè)體A_B_和A_bb(或aaB_)出現(xiàn)的比例，3代表基因型aaB_(或A_bb)出現(xiàn)的比例，1代表雙隱性個(gè)體aabb出現(xiàn)的比例2∶1∶1【例】(2023·長沙一中月考)某種植物紫色和紅色色素形成的生物化學(xué)途徑是：合成了紅色中間產(chǎn)物就開紅花，合成了紫色物質(zhì)就開紫花，否那么開白花。A(a)基因和B(b)基因分別位于兩對(duì)同源染色體上，基因型為AaBb的植株自交，子一代植株的表現(xiàn)型及比例為()A．紫花∶紅花∶白花＝9∶3∶4B．紫花∶白花＝1∶1C．紫花∶白花＝9∶7D．紫花∶紅花∶白花＝9∶6∶1【解析】此題考查自由組合定律特殊比例的分析?；蛐蜑锳aBb的植株自交，后代會(huì)出現(xiàn)9/16A_B_、3/16A_bb、3/16aaB_、1/16aabb。由題中信息知，只存在A基因時(shí)開紅花，不存在A基因時(shí)開白花，同時(shí)存在A、B基因時(shí)開紫花。所以后代的表現(xiàn)型有3種，比例為