新高考2023届高考生物一轮复习讲义第5单元第3课时自由组合定律的发现及应用新人教版.pdf
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1、第3课时 自由组合定律的发现及应用【课标要求】阐明有性生殖中基因的分离和自由组合使得子代的基因型和表型有多种可能,并可由此预测子代的遗传性状。考点一自由组合定律的发现梳理归纳夯实必备知识1.两对相对性状杂交实验的“假说一演绎”分析(D 观察现象,提出问题两对相对性状杂交实验的过程正交反交p黄圆 X 绿皱黄圆黄圆黄皱幽 铃比例 9:3:3:1对杂交实验结果的分析(结果 C结论)V V口令为苛缶钿姑 说明黄色和圆粒F,全 为 黄 色 圆 粒 则 缈 为 显 而 L旦F中中圆闻粒.蛤皱粒=钠3蛤电说物明种传 遵子循粒维形定的律遗F2中黄色:绿色=3:舄 .说 明 种 子 粒 色 的 遗7要 传 遵
2、循 分 离 定 律F2中出现两种亲本类型(黄色圆粒、绿 布 缶 卦 说 明 不 同 性 状 之 间色皱粒),出现两种 US9 进行了自由组合新类型(绿色圆粒、黄色皱粒)提出问题F2中为什么会出现新的性状组合呢?F2中不同性状的比(9:3:3:1)与一对相对性状杂交实验中F?的 3:1 的数量比有联系吗?(2)提出假说,解释现象假说内容a.两对相对性状分别由酗遗传因子控制。b.Fi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。c.E产生的雌配子和雄配子各有4种:YR、Yr、yR、yr,且数量比为1 :1:1:1。d.受精时,雌雄配子的结合是随机的。雌雄配子的结合方式有16种,
3、基 因 型 有 四,表型有4种,且 比 例 为9:3:3:1。遗传图解YYRR yyrr(黄色圆粒)*(绿色皱粒)结果分析(纯合子IYYRR、Y Y rr、yyRR、yyrr)各占 1/16因瞿-(单杂合子p(YyRR、YYR r、Y yrr、yyRr)各占2/16U双杂合子卜(YyRr)占4/16丝Y R _占9/16显隐性 随-Y_rr+yyR_ 占6/16主双 隐y y rr占1/16型亲木类型-Y R+y y rr占10/16|与亲本关系一组类型Y_“+y y R _占6/16(3)演绎推理设计测交实验方法:测交法测交图解隐性纯合子yyrr杂种子一代YyRr黄 色 圆 粒 黄色皱粒绿色
4、圆粒绿色皱粒1:1:1:1交子测配型比因型部,基某分.测交.后代(4)实验验证,得出结论进行测交实验,结果与演绎结果相符,假说成立,得出自由组合定律。教材隐性知识(1)源于必修2P*孟德尔杂交实验中为什么要用正交和反交?提示用正反交实验是为了证明性状的遗传是否和母本有关。源于必修2PHi“旁栏思考”:两对相对性状实验中9:3:3:1 数量比与一对相对性状实验中的3:1 有什么联系?提示 从数学角度分析9:3:3:1是(3:1尸的展开式,由此推知两对相对性状的遗传结果,是两对相对性状独立遗传结果(3:1)的乘积一一(3:I):(3)源于必修2P”表 1-2:孟德尔做正反交的测交实验,说 明 3
5、产生配子的情况是:无 论 K作母本还是父本,均能产生4 种类型的配子,且数量比为1:1:1:1。【延伸应用】(1)含两对相对性状的纯合亲本杂交,B 中重组类型所占比例一定是6/16吗?提示 当亲本基因型为YYRR和 y y rr时,F2中重组类型所占比例是6/16;当亲本基因型为YYrr和 yyRR时,F2中重组类型所占比例是10/16,F?出现9:3:3:1 的条件有。所研究的每一对相对性状只受一对等位基因控制,而且等位基因要完全显性不同类型的雌雄配子都能发育良好,且受精的机会均等所有后代都应处于比较一致的环境中,而且存活率相同供实验的群体要足够大,个体数量要足够多2.自由组合定律(1)细胞
6、学基础,AR B A减数分裂1 1次级精(卵)母细胞初级精(卵)母细胞4个、2种精(卵)原细胞非同源染色体白由 组 合,非同源染色体上的非等位基因自由组合同源染色体分开等位基因分离4个、2种(2)实质、发生时间及适用范围同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合-电 画 一 减 数 分 裂I后期 真核生物有性生殖的细胞核遗传;位于细胞核中,非同源染色体上-的非等位基因(即独立遗传的两对及两对以上的非等位基因)(3)自由组合定律的验证“由组合定律验证方法结论自交法R 自交后代的性状分离比为9:3:3:1,则遵循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
7、控制测交法K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,则遵循自由组合定律花粉鉴定法%若有四种花粉,比 例 为 1 :1 :1 :1,则遵循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,若植株有四种表型,且比 例 为 1 :1 :1 :1,则遵循自由组合定律【热图分析】据图分析自由组合定律I .下图中哪些过程可以体现分离定律的实质?哪 些 过 程 体 现 r自由组合定律的实质?亲 代:A a x A a 配子:A a A a|h h IBIB H H i i、h h P i、h h l T、h h i i、H h
8、i i以下分析正确的是()A.位于9号染色体上的复等位基因I、I、i 在遗传时遵循自由组合定律B .若父母均为A B 型血,可能会生出0型血的孩子,因此根据A B O 血型不能准确判断亲子关系C.父母基因型分别是H h Fi、H h l i,生出0型血孩子的概率是3/1 6D.孟买血型说明表型是基因和环境共同作用的结果答 案 B解析 等位基因i i i 在遗传时遵循基因分离定律,A错误;如果父母的基因型均为U h l T,则子代会出现h h _,表现为0型血,所以根据A B O 血型不能准确判断亲子关系,B正确;父母基因型分别是H h P i、H h l i,生出。型血孩子Q/4 h h _+
9、3/1 6 H _ i i)的概率为7/1 6,C错误;表中只能说明血型受到基因的控制,不能说明其受到环境影响,D 错误。6.家兔的毛色由两对基因决定。A、a是控制颜色分布的基因,A基因控制颜色分布不均匀,体色均为野鼠色,a基因控制颜色分布均匀,体色表现为具体颜色。B、b为控制颜色的基因,B 基因控制黑色,b 基因控制褐色。用纯系亲本进行杂交实验,结果如下。分析回答下列问题:实验一P野鼠色x 褐色兔(?)施Q)IF,野鼠色兔(匕,)IF2 12/16野鼠色兔3/16黑色兔1/16褐色兔实验二P黑 色 x 褐色兔(?)兔(J)F,黑色兔(?、,)IF2 3/4黑色兔1/4褐色兔实验三P野鼠色x
10、黑色兔(?)兔()IF,野鼠色兔(辛、/IF2 3/4野鼠色兔1/4黑色兔(1)野鼠色兔的基因型有 种。(2)实验一中,F2野鼠色兔中纯合子占_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _F i与褐色兔交配,其后代表型及比例为。实验二中,R黑 色 兔 基 因 型 为,F z黑色兔自由交配,产生的后代中黑色兔占(4)实验二&中一只黑色雄兔与实验三F 2 中一只野鼠色雌兔进行交配,产生的后代为黑色兔的概率为_ _ _ _ _ _ _ _。现 有 一 只 野 鼠 色 兔,可否通过测交实验来
11、检测其是否纯合?并 简 要 说 明 理 由:答 案(1)6(2)1/6 野鼠色兔:黑色兔:褐色兔=2 :1 :1 (3)a a B b 8/9 (4)1/3 (5)不可。野鼠色兔中纯合子A A B B、A A b b 和杂合子A A B b 的测交后代均为野鼠色兔解 析(1)由题意可知,野鼠色兔的基因型为A ,共有6 种,即 A A B B、A a B B、A A B b、A a B b、A A b b、A a b b (2)实验一中,由 F z的表型及比例为1 2 :3 :1,是 9 :3 :3 :1的变形,可知B的基因型为A a B b,且两对基因符合自由组合定律,由题意及实验结果可知褐色
12、兔基因型为a a b b,黑色兔基因型为a a B _,因此&野鼠色兔A 中纯合子(A A B B、A A b b)占2/1 2 即 1/6;F K A a B b)与褐色兔(a a b b)交配,其后代表型及比例为野鼠色兔:黑色兔:褐色兔=2 :1 :1。(3)实验二中未出现野鼠色兔,且 F 2 中黑色兔:褐色兔=3 :1,推知鼻黑色兔基因型为a a B b,F?黑色兔(l/3 a a B B、2/3 a a B b)自由交配,产生配子的概率为l/3 b、2/3 B,自由交配产生的后代中褐色兔a a b b 占 l/3 X l/3 =l/9,因此黑色兔占8/9。(4)实 验 二 色中一只黑色
13、雄兔(l/3 a a B B、2/3 a a B b)与实验三F 2 中一只野鼠色雌兔(1/3 A A B B、2/3 A a B B)进行交配,产生黑色兔(a a B )的概率为2/3 X 1/2 X 1 =1/3。(5)由于野鼠色兔中纯合子A A B B、A A b b 和杂合子A A B b的测交后代均为野鼠色兔,所以不可通过测交实验来检测其是否纯合。考点二自由组合定律的常规解题规律和方法题 型 一 已 知 亲 代 推 子 代1 .思 路将多对等位基因的自由组合分解为若干分离定律分别分析,再运用乘法原理进行组合(拆分组合法)。2.方法题型分类示例解题规律种类问题配子类型(配子种类数)A
14、a B b C C D d产生配子种类数为8(种)(即:2 X 2 X 1 X 2=8)2(为等位基因对数)配子间结合方式A A B b C c X a a B b C C,配子间结合方式种类数为8(种)配子间结合方式种类数等于配子种类数的乘积子代基因型(或表型)种类A a B b C c X A a b b c c,子代基因型种类数为丝(种),表型为S (种)双亲杂交(已知双亲基因型),子代基因型(或表型)种类等于各性状按分离定律所求基因型(或表型)种类的乘积概率问题某基因型(或表型)的比例A A B b D d Xa a B b d d,F i中 A a B b D d所占比例为按分离定律
15、求出相应基因型(或表型)的比例,然后利用乘法原理进行组合纯合子或杂合子出现的比例A A B b D d X A a B B d d,F i 中纯合子所占比例为!O按分离定律求出纯合子的概率的乘积为纯合子出现的比例,杂合子概率=1 一纯合子概率【题型突破】1.(2 0 2 2 广东高三模拟)假 定4对等位基因(均为完全显性关系)分别控制4对相对性状,且4对等位基因的遗传遵循自由组合定律,基因型为A A B B C C D D和a a b b c c d d的植株杂交得到F 1,E再自交得到F z,则F 2中与亲本表型相同的个体所占的比例为()3 5 5 41A,2 5 6B,2 5 T 2 8D
16、 1 2 8答 案D解析 基因型为A A B B C C D D和a a b b c c d d的植株杂交得到F”则F,的基因型为A a B b C c D d,因此B再自交得到F 2,在F?中与A A B B C C D D表型相同的基因型是A BCD,所以该类型占F 2中个体的比例为(3/4)=81/2 5 6,而 在H中 与a a b b c c d d表型相同的个体所占的比例为(1/4)=1/2 5 6,因此F,中与亲本表型相同的个体所占的比例为81/2 5 6+1/2 5 6=41/1 2 8,D正确。2.(2 0 2 2 天津河东区高三模拟)番茄红果对黄果为显性,二室果对多室果为显
17、性,长蔓对短蔓为显性,三对性状独立遗传。现有红果、二室、短蔓和黄果、多室、长蔓的两个纯合品系,将其杂交种植得K和则在&中红果、多室、长蔓所占的比例及红果、多室、长蔓中纯合子的比例分别是()A 9 1A 而、99 1B-6 4 6 4r3 1。豆、3答 案 ADA 6 4 6 4解析 设控制三对性状的基因分别用A、a,B、b,C、c表示,亲代基因型为AABBc c 与 a a b b C C,M 的基因型为 Aa Bb C c,F?中 A_ :a a=3 :1,B _:b b=3:l,C _:c c=3:l,所以 F 2 中红果、q I 2 q 1多室、长蔓所占的比例是/X 彳*亍=嬴;在&的每
18、对相对性状中,显性性状中的纯合子占?故红果、多室、长蔓中纯合子的比例是;题型二已知子代推亲代(逆向组合法)1.基因填充法根据亲代表型可大概写出其基因型,如 A_ B_、a a B一等,再根据子代表型将所缺处补充完整,特别要学会利用后代中的隐性性状,因为后代中一旦存在双隐性个体,那亲代基因型中一定存在a、b等隐性基因。2 .分解组合法根据子代表型比例拆分为分离定律的分离比,确定每一对相对性状的亲本基因型,再组合。如:(1)9 :3 :3 :1-(3 :1)(3 :l)f(Aa X Aa)(Bb X Bb)f Aa Bb X Aa Bb。(2)1 :1 :1 :(1 :1)(1 :I)(Aa X
19、a a)(Bb X b b)f Aa Bb X a a b b 或 Aa b b X a a Bb。(3)3 :3 :1:1-(3 :1)(1:l)一(Aa X Aa)(Bb X b b)或(Aa X a a)(Bb X Bb)-Aa Bb X Aa b b 或Aa Bb X a a Bb,【题型突破】3.(2 02 2 辽宁高三模拟)豌豆的花腋生和花顶生(受基因A、a 控制),半无叶型和普通叶型(受基因F、f 控制)是两对相对性状。现利用花腋生普通叶型植株甲、花顶生普通叶型植株乙和花腋生半无叶型植株丙进行杂交实验,实验结果如下表所示。则甲、乙、丙的基因型分别是()亲本组合R的表型及其比例甲X
20、乙花腋生普通叶型:花顶生普通叶型=1:1乙X丙花腋生普通叶型:花腋生半无叶型=1:1甲X丙全部表现为花腋生普通叶型A.Aa F F、a a F F、AAf f B.Aa F f、a a F f、AAf fC.Aa F F、a a F f AAf f D.Aa F F、a a F f Aa f f答 案 c4.水稻的高秆(D)对矮秆(d)是显性,抗锈病(R)对不抗锈病(r)是显性,这两对基因自由组合。甲水稻(Dd R r)与乙水稻杂交,其后代四种表型的比例是3 :3 :1 :1,则乙水稻的基因型是()A.Dd r r 或 d d R r B.Dd R RC.d d R R D.Dd R r答 案
21、 A解析 甲水稻(Dd R r)与乙水稻杂交,其后代四种表型的比例是3 :3 :1 :1,3 :3 :1 :1 可以分解成(3 :1)X(1:1),说明控制两对相对性状的基因中,有一对均为杂合子,另一对属于测交类型,所以乙水稻的基因型为Dd r r 或 d d R r。题型三多对等位基因的自由组合n对等位基因(完全显性)分别位于n对同源染色体上的遗传规律亲本相对性状的对数12n3配子种类和比例2 种(1:I)12?种(1:1)22 种(1 :1)生表型种类和比例2 种(3 :I)12?种(3 :1尸2 种(3 :1)F z 基因型种类和比例3 种(1:2 :1)3 2 种(1:2 :1产3 种
22、(1:2 :1)F 2 全显性个体比例(3/4)1(3/4)2(3/4)J中隐性个体比例(1/4)1(1/4)2(1/4)-R测交后代表型种类及比例2 种(1 :I)122#(1:I)22”种(1 :1)R测交后代全显性个体比例(1/2)(1/2)2(1/2)逆向思维 1某显性亲本的自交后代中,若 全 显 个 体 的 比 例 为 3/4”或隐性个体的比 例 为 1/4 ,可知该显性亲本含有对杂合基因,该性状至少受对等位基因控制。2 某显性亲本的测交后代中,若全显性个体或隐性个体的比例为1/2 ,可知该显性亲本含有对杂合基因,该性状至少受 对等位基因控制。3 若 F z 中子代性状分离比之和为4
23、,则该性状由 对等位基因控制。【题型突破】5.某哺乳动物的毛色由3对位于常染色体上、独立遗传的等位基因决定。A 基因编码的酶可使黄色素转化为褐色素,B基因编码的酶可使褐色素转化为黑色素,D基因的表达产物能完全抑制A基因的表达,相应的隐性等位基因a、b、d的表达产物没有上述功能。若用两个纯合黄色品种的动物作为亲本进行杂交,B均为黄色,F z 中毛色表型出现了黄:褐:黑=5 2 :3 :9的数量比,则下列说法错误的是()A.亲本组合是 A A bbD D X aaB B d d 或 A A B B D D X aabbd dB.B中表型为黄色的个体基因型有2 1 种C.F?褐色个体相互交配会产生一
24、定数量的黑色个体D.&褐色个体中纯合子的比例为1/3答 案 C解析 结合题意分析可知,要使F z 中毛色表型出现“黄:褐:黑=5 2 :3 :9”(之和为6 4),则 H 的基因型只能为A aB bD d。纯合黄色个体的基因型有A A B B D D、A A bbD D、aaB B D D、aaB B d d、aabbD D、aabbd d,亲 本 A A bbD D X aaB B d d 和 亲 本 A A B B D D X aabbd d 杂交子一代基因型均为A aB bD d,满足题意条件,A正确;根据题意分析可知,A _ D _、aa_都表现为黄色,所以黄色个体的基因型有2 X 3
25、 X 2 +1 X 3 X 3=2 1 0 ),B正确;邑褐色个体的基因型为A abbd d与 A A bbd d,A _ B _ d d 表现为黑色,褐色个体交配后代毛色为褐色和黄色,不会产生黑色个体,C错误;尺褐色个体的基因型为A abbd d 与 A A bbd d,纯合子的比例为1/3,D正确。6.(2 0 2 2 太原高三月考)某种雌雄同株的植物,植株有抗病和易感病一对相对性状,花色有红色和白色一对相对性状。现用红花抗病植株和白花易感病植株杂交,R都是红花抗病植株,R个 体 自 交 得 F?中红花抗病:白花抗病:红花易感病:白花易感病=5 4 :4 2 :1 8 :1 4。请回答下列
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