高考生物一轮复习教案专题12考点一 自由组合定.docx
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高考生物一轮复习教案专题12考点一自由组合定
专题12 基因的自由组合定律
考纲展示 命题探究
基础点
1 两对相对性状的杂交实验
实验过程
实验分析
P 黄色圆粒×绿色皱粒
↓
F1 黄色圆粒
↓⊗
F2
表现型
比例
①黄色圆粒
9
②黄色皱粒
3
③绿色圆粒
3
④绿色皱粒
1
(1)亲本具有两对相对性状
①粒色:
黄色与绿色
②粒形:
圆粒与皱粒
(2)F1的性状为显性,即
①粒色:
黄色对绿色为显性
②粒形:
圆粒对皱粒为显性
(3)F2的性状
①每对性状都遵循分离定律,
即黄色∶绿色=3∶1,
圆粒∶皱粒=3∶1
②两对性状自由组合,共有4种性状,其中黄色皱粒、绿色圆粒是不同于亲本性状的重组类型
2 两对相对性状的遗传实验分析
3 自由组合定律的应用
重难点
1 孟德尔两对相对性状遗传实验分析
(1)F1的配子分析
F1在产生配子时,每对遗传因子(等位基因)彼此分离,不同对的遗传因子(非同源染色体上的非等位基因)自由组合,F1产生的雌、雄配子各4种:
YR∶Yr∶yR∶yr=1∶1∶1∶1。
(2)F2基因型与表现型分析
F2共有16种组合,9种基因型,4种表现型。
2 基因自由组合定律的细胞学基础
易错警示 理解自由组合定律的实质要注意3点
(1)同时性:
同源染色体上等位基因的分离与非同源染色体上非等位基因的自由组合同时进行。
(2)独立性:
同源染色体上等位基因间的相互分离与非同源染色体上非等位基因的自由组合,互不干扰,各自独立地分配到配子中去。
(3)普遍性:
自由组合定律广泛适用于进行有性生殖的生物。
3 基因分离定律与自由组合定律的比较
易错警示 并非所有的非等位基因都遵循自由组合定律
减数第一次分裂后期自由组合的是非同源染色体上的非等位基因(如下图甲中基因a、b),同源染色体上的非等位基因(如图乙中基因A、C),则不遵循自由组合定律。
4 “拆分法”解决自由组合定律问题
自由组合定律的解题方法和思路:
自由组合定律以分离定律为基础,因而可以用分离定律的知识解决自由组合定律问题。
况且,分离定律中规律性比例比较简单,因而用分离定律解决自由组合定律问题简单易行。
(1)配子类型及概率的问题
具多对等位基因的个体
解答方法
举例:
基因型为AaBbCc的个体
产生配子的种类数
每对基因产生配子种类数的乘积
配子种类数为
Aa Bb Cc
↓ ↓ ↓
2×2×2=8种
产生某种配子的概率
每对基因产生相应配子概率的乘积
产生ABC配子的概率为1/2(A)×1/2(B)×1/2(C)=1/8
(2)配子间的结合方式问题
如AaBbCc与AaBbCC杂交过程中,求配子间的结合方式种数。
①先求AaBbCc、AaBbCC各自产生多少种配子。
AaBbCc产生8种配子,AaBbCC产生4种配子。
②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8×4=32种结合方式。
(3)基因型类型及概率的问题
问题举例
计算方法
AaBbCc与AaBBCc杂交,求它们后代的基因型种类数
可分解为三个分离定律问题:
Aa×Aa→后代有3种基因型(1AA∶2Aa∶1aa)
Bb×BB→后代有2种基因型(1BB∶1Bb)
Cc×Cc→后代有3种基因型(1CC∶2Cc∶1cc)
因此,AaBbCc×AaBBCc的后代中有3×2×3=18种基因型
AaBbCc×AaBBCc后代中AaBBcc出现的概率计算
1/2(Aa)×1/2(BB)×1/4(cc)=1/16
(4)表现型类型及概率的问题
问题举例
计算方法
AaBbCc×AabbCc,求其杂交后代可能的表现型种类数
可分解为三个分离定律问题:
Aa×Aa→后代有2种表现型(3A_∶1aa)
Bb×bb→后代有2种表现型(1Bb∶1bb)
Cc×Cc→后代有2种表现型(3C_∶1cc)
所以,AaBbCc×AabbCc的后代中有2×2×2=8种表现型
AaBbCc×AabbCc后代中表现型A_bbcc出现的概率计算
3/4(A_)×1/2(bb)×1/4(cc)=3/32
(5)已知子代表现型分离比推测亲本基因型
①9∶3∶3∶1⇒(3∶1)(3∶1)⇒(Aa×Aa)(Bb×Bb);
②1∶1∶1∶1⇒(1∶1)(1∶1)⇒(Aa×aa)(Bb×bb);
③3∶3∶1∶1⇒(3∶1)(1∶1)⇒(Aa×Aa)(Bb×bb)或(Aa×aa)(Bb×Bb);
④3∶1⇒(3∶1)×1⇒(Aa×Aa)(BB×__)或(Aa×Aa)(bb×bb)或(AA×__)(Bb×Bb)或(aa×aa)(Bb×Bb)。
5 遗传定律的验证方法
验证方法
结论
自交法
F1自交后代的分离比为3∶1,则符合基因的分离定律,由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制
F1自交后代的分离比为9∶3∶3∶1,则符合基因的自由组合定律,由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制
测交法
F1测交后代的性状比例为1∶1,则符合分离定律,由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制
F1测交后代的性状比例为1∶1∶1∶1,由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制
花粉鉴定法
若有两种花粉,比例为1∶1,则符合分离定律
若有四种花粉,比例为1∶1∶1∶1,则符合自由组合定律
单倍体育种法
取花药离体培养,用秋水仙素处理单倍体幼苗,若植株有两种表现型,比例为1∶1,则符合分离定律
取花药离体培养,用秋水仙素处理单倍体幼苗,若植株有四种表现型,比例为1∶1∶1∶1,则符合自由组合定律
6 鉴定个体的基因型的方法
(1)自交法:
对于植物来说,鉴定个体的基因型的最好方法是该植物个体自交,通过观察自交后代的性状分离比,分析出待测亲本的基因型。
(2)测交法:
如果能找到纯合的隐性个体,根据测交后代的表现型比例即可推知待测亲本的基因组成。
(3)单倍体育种法:
对于植物个体来说,如果条件允许,取花药离体培养,用秋水仙素处理单倍体幼苗,根据处理后植株的性状即可推知待测亲本的基因型。
1.思维辨析
(1)两对相对性状的杂交实验中,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)在孟德尔两对相对性状杂交实验中,若将F2中的黄色皱粒豌豆自交,其子代中表现为绿色皱粒的个体为1/6。
( )
(3)两对相对性状的纯合亲本杂交,F2重组类型占6/16。
( )
(4)在减数分裂过程中,在等位基因分离的同时,非等位基因自由组合。
( )
(5)基因型为AaBBccDD的二倍体生物,可产生不同基因型的配子种类数是8。
( )
(6)基因型为AaBb的植株自交,得到的后代中表现型与亲本不相同的概率为9/16。
( )
答案
(1)√
(2)√ (3)× (4)× (5)× (6)×
2.豌豆子叶的黄色(Y)对绿色(y)为显性,种子的圆粒(R)对皱粒(r)为显性,两亲本杂交得到F1,其表现型如图。
下列叙述错误的是( )
A.亲本的基因组成是YyRr、yyRr
B.在F1中,表现型不同于亲本的是黄色皱粒、绿色皱粒
C.F1中黄色圆粒豌豆的基因组成是YyRR或YyRr
D.F1中纯合子占的比例是1/2
答案 D
解析 由图中数据可知:
圆粒∶皱粒=3∶1⇒Rr×Rr,黄色∶绿色=1∶1⇒Yy×yy,故亲本基因组成为YyRr、yyRr,表现型分别为黄色圆粒和绿色皱粒;F1中纯合子占的比例是
×
=
。
3.下列细胞为生物体的体细胞,所对应生物体自交后代性状分离比为9∶3∶3∶1的是(不考虑交叉互换)( )
答案 C
解析 只有两对等位基因位于两对同源染色体上的杂合子,其自交后代才可产生9∶3∶3∶1的性状分离比,C正确。
4.金鱼草正常花冠对不整齐花冠为显性,高株对矮株为显性,红花对白花为不完全显性,杂合状态是粉红花。
三对性状独立遗传,如果纯合的红花、高株、正常花冠植株与纯合的白花、矮株、不整齐花冠植株杂交,在F2中具有与F1相同表现型的植株的比例是( )
A.3/32B.3/64
C.9/32D.9/64
答案 C
解析 假设纯合的红花、高株、正常花冠植株基因型是AABBCC,纯合的白花、矮株、不整齐花冠植株基因型是aabbcc,F1是AaBbCc,自交后F2中植株与F1表现型相同的概率是3/4×3/4×1/2=9/32,C正确。
1.杂交实验中F2分析
(1)具有两对相对性状的纯合亲本杂交,产生的F1自交,后代出现4种表现型,比例为9∶3∶3∶1。
(2)4种表现型中各有一种纯合子,在F2中各占1/16,共占4/16;双显性个体占9/16;双隐性个体占1/16;重组类型比例为3/8或5/8。
2.基因自由组合的实质
杂合子减数第一次分裂时,非同源染色体上的非等位基因的自由组合。
3.基因型和表现型的关系
(1)生物个体的基因型相同,表现型不一定相同,因为环境条件可能不相同。
(2)表现型相同,基因型不一定相同,如显性纯合子和杂合子。
[考法综述] 该考点是高考考查的热点,题目主要是围绕基因自由组合定律在实际生活情景的应用展开,多涉及遗传病的计算、减数分裂和生物变异等知识综合考查,题目有选择题和非选择题,难度适中。
命题法1 自由组合定律的实质与验证
1.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。
【解题法】 是否遵循自由组合定律的判断方法
(1)两对等位基因控制的性状不一定都遵循自由组合定律如图中A—a、B—b两对等位基因之间的遗传不遵循自由组合定律,分为以下两种情况:
①在不发生交叉互换的情况下,AaBb自交后代性状分离比为3∶1。
②在发生交叉互换的情况下,其自交后代有四种表现型,但比例不是9∶3∶3∶1。
(2)验证自由组合定律的实验方案
①测交法:
双杂合子F1×隐性纯合子,后代F2中双显性∶前显后隐∶前隐后显∶双隐性=1∶1∶1∶1。
②自交法:
双杂合子F1自交,后代F2中双显性∶前显后隐∶前隐后显∶双隐性=9∶3∶3∶1。
命题法2 利用基因方法确定亲本基因型
2.拉布拉多犬的毛色受两对等位基因控制。
第一对基因控制毛色,其中黑色为显性(B),棕色为隐性(b)。
第二对基因控制颜色的表达,颜色表达为显性(E),颜色不表达为隐性(e)。
无论遗传的毛色基因是哪一种(B或b),颜色不表达基因(e)总导致拉布拉多犬的毛色为黄色。
一位育种学家连续将一只棕色的拉布拉多犬与一只黄色的拉布拉多犬交配,结果产生的犬有黑色的,也有黄色的。
根据以上结果可以判断亲本的基因型是( )
A.bbee和BbeeB.bbEE和Bbee
C.bbEe和BbeeD.bbEe和BBee
答案 D
解析 据题意可知,黑色犬的基因型为B_E_,棕色犬的基因型为bbE_,黄色犬的基因型为__ee。
题中亲本是一只棕色犬与一只黄色犬,子代有黑色犬和黄色犬,而无棕色犬,因此亲本中黄色犬的基因型为BBee,双方必须至少都有一个e基因,因此亲本中棕色犬的基因型为bbEe,黄色犬的基因型为BBee。
【解题法】 利用基因式法解答自由组合遗传题
(1)根据亲本和子代的表现型写出亲本和子代的基因式,如基因式可表示为A_B_,A_bb;
(2)根据基因式推出基因型(此方法只适用于亲本和子代表现型已知且显隐性关系已知时)。
命题法3 探究多对基因是否位于同一对同源染色体上
3.现提供纯种的高茎叶腋花和矮茎茎顶花的豌豆,叶腋花(E)对茎顶花(e)为显性,高茎(D)对矮茎(d)为显性,现欲利用以上两种豌豆设计出最佳实验方案,探究控制叶腋花、茎顶花的等位基因是否与控制高茎、矮茎的等位基因在同一对同源染色体上,并作出判断。
答案 方案一:
取纯种的高茎叶腋花和矮茎茎顶花的豌豆杂交得F1,让其自交,如果F2出现四种性状,其性状分离比为9∶3∶3∶1,说明符合基因的自由组合定律,因此控制叶腋花、茎顶花的等位基因与控制高茎、矮茎的等位基因不在同一对同源染色体上;若性状分离比为3∶1,则位于同一对同源染色体上。
方案二:
取纯种的高茎叶腋花和矮茎茎顶花的豌豆杂交得F1,将F1与纯种矮茎茎顶花豌豆测交,如果测交后代出现四种性状,其性状比为1∶1∶1∶1,说明符合基因的自由组合定律,因此控制叶腋花、茎顶花的等位基因与控制高茎、矮茎的等位基因不在同一对同源染色体上;若性状比为1∶1,则位于同一对同源染色体上。
解析 探究控制两对或多对相对性状的基因是否位于一对同源染色体上一般采用F1自交法或F1测交法,观察F1后代性状比是否为3∶1或9∶3∶3∶1、1∶1或1∶1∶1∶1。
如果是9∶3∶3∶1或1∶1∶1∶1则位于两对同源染色体上(即符合自由组合定律),如果是3∶1或1∶1则位于一对同源染色体上(即符合分离定律)。
【解题法】 确定基因在染色体上位置的实验设计方法
(1)自交法:
F1自交,如果后代性状分离比符合3∶1,则控制两对或多对相对性状的基因位于一对同源染色体上;如果后代性状分离比符合9∶3∶3∶1或(3∶1)n(n≥2),则控制两对或多对相对性状的基因位于两对或多对同源染色体上。
(2)测交法:
F1测交,如果测交后代性状分离比符合1∶1,则控制两对或多对相对性状的基因位于一对同源染色体上;如果测交后代性状分离比符合1∶1∶1∶1或(1∶1)n(n≥2),则控制两对或多对相对性状的基因位于两对或多对同源染色体上。
命题法4 利用分离组合法解决自由组合遗传病概率计算题
4.一个正常的女人与一个并指(Bb)的男人结婚,他们生了一个白化病且手指正常的孩子。
求再生一个孩子:
(1)只患并指的概率是____________。
(2)只患白化病的概率是____________。
(3)既患白化病又患并指的男孩的概率是____________。
(4)只患一种病的概率是____________。
(5)患病的概率是____________。
答案
(1)3/8
(2)1/8 (3)1/16 (4)1/2 (5)5/8
解析 由题意知,第1个孩子的基因型应为aabb,则该夫妇基因型应分别为妇:
Aabb;夫:
AaBb。
依据该夫妇基因型可知,孩子中并指的概率应为1/2(非并指概率为1/2),白化病的概率为1/4(非白化病概率为3/4),则:
(1)再生一个只患并指孩子的概率为:
并指概率-并指又白化概率=1/2-1/2×1/4=3/8。
(2)只患白化病的概率为:
白化病概率-白化病又并指的概率=1/4-1/2×1/4=1/8。
(3)生一既白化又并指的男孩的概率为:
男孩出生率×白化病概率×并指概率=1/2×1/4×1/2=1/16。
(4)后代只患一种病的概率为:
并指概率×非白化病概率+白化病概率×非并指概率=1/2×3/4+1/4×1/2=1/2。
(5)后代中患病的概率为:
1-全正常(非并指、非白化)=1-1/2×3/4=5/8。
【解题法】 两种独立遗传病中后代患病概率推算方法
当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时,各种患病情况的概率如下表:
序号
类型
计算公式
1
患甲病的概率m
则不患甲病概率为1-m
2
患乙病的概率n
则不患乙病概率为1-n
3
只患甲病的概率
m(1-n)=m-mn
4
只患乙病的概率
n(1-m)=n-mn
5
同患两种病的概率
mn
6
只患一种病的概率
1-mn-(1-m)(1-n)或m(1-n)+n(1-m)
7
患病概率
m(1-n)+n(1-m)+mn或1-(1-m)(1-n)
8
不患病概率
(1-m)(1-n)
上表各种情况可概括如下图:
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