高考生物备考 有关基因自由组合定律知识点归纳

【基础知识】

1.孟德尔的两对性状的杂交实验

(1)配子的产生

①假说：F1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。

②F1产生的配子

a.雄配子种类及比例：YR∶Yr∶yR∶yr=1∶1∶1∶1。

b.雌配子种类及比例：YR∶Yr∶yR∶yr=1∶1∶1∶1。

(2)配子的结合

①假说：受精时，雌雄配子的结合是随机的。

②F1配子的结合方式有16种。

(3)遗传图解

(4)假说验证

①方法：测交实验。

②遗传图解

2.自由组合定律

(1)实质：非同源染色体上的非等位基因自由组合。(如图)

(2)时间：减数第一次分裂后期。

(3)范围：有性生殖的生物，真核细胞的核内染色体上的基因。无性生殖和细胞质基因遗传时不遵循。

3.自由组合定律在实验中的应用

9∶3∶3∶1是两对相对性状自由组合出现的表现型比例，题干中如果出现附加条件，可能会出现9∶3∶4;9∶6∶1;15∶1;9∶7等表现型比例，分析时可以按两对相对性状自由组合的思路来考虑：

【常见题型】

(1)巧用分离定律分析自由组合问题;

(2)自由组合定律的应用。

类型一

【典例1】某种植物的果皮有毛和无毛、果肉黄色和白色为两对相对性状，各由一对等位基因控制(前者用D、d表示，后者用F、f表示)，且独立遗传。利用该种植物三种不同基因型的个体(有毛白肉A、无毛黄肉B、无毛黄肉C)进行杂交，实验结果如下：

回答下列问题：

(1)果皮有毛和无毛这对相对性状中的显性性状为______，果肉黄色和白色这对相对性状中的显性性状为________。

(2)有毛白肉A、无毛黄肉B和无毛黄肉C的基因型依次为_______。

(3)若无毛黄肉B自交，理论上，下一代的表现型及比例为_______。

(4)若实验3中的子代自交，理论上，下一代的表现型及比例为_______。

(5)实验2中得到的子代无毛黄肉的基因型有_________。

【答案】

(1)有毛 黄肉

(2)DDff、ddFf、ddFF

(3)无毛黄肉:无毛白肉=3:1

(4)有毛黄肉:有毛白肉：无毛黄肉:无毛白肉=9:3:3:1

(5)ddFF、ddFf

【解析】

(1)由实验1∶有毛A与无毛B杂交，子一代均为有毛，可判断有毛为显性性状，双亲关于果皮有毛和无毛的基因均为纯合的;由实验3：白肉A与黄肉C杂交，子一代均为黄肉，可判断黄肉为显性性状，双亲关于果肉颜色的基因均为纯合的。

(2)依据实验1中的白肉A与黄肉B杂交，子一代黄肉与白肉的比为1:1”，可判断亲本B关于果肉颜色的基因为杂合的。结合(1)的分析可推知：有毛白肉A、无毛黄肉B和无毛黄肉C的基因型分别为DDff、ddFf、ddFF。

(3)无毛黄肉B的基因型为ddFf，理论上其自交下一代的基因型及比例为ddFF:ddFf:ddff=1:2:1，所以下一代的表现型及比例为无毛黄肉:无毛白肉=3:1

(4)综上分析可推知：实验3中的子代的基因型均为DdFf，理论上其自交下一代的表现型及比例为有毛黄肉(D_F_):有毛白肉(D_ff)：无毛黄肉(ddF_):无毛白肉(ddff)=9:3:3:1。

(5)实验2中的无毛黄肉B(ddFf)和无毛黄肉C(ddFF)杂交，子代的基因型为 ddFf和ddFF两种，均表现为无毛黄肉。

【总结】

本题的难点在于显隐性的判断与亲本基因型的判断。

(1)根据子代性状判断显隐性的方法：

①不同性状的亲本杂交→子代只出现一种性状→子代所出现的性状为显性性状，双亲均为纯合子。

②相同性状的亲本杂交→子代出现不同性状→子代所出现的新的性状为隐性性状，亲本为杂合子。

(2)用分离定律解决自由组合问题的思路：先将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题。在独立遗传的情况下，有几对相对性状(或几对基因)就可以分解为几个分离定律问题，然后按照题目要求的实际情况进行重组。此法“化繁为简，准确”。以本题的第(1)和(2)小题为例来领会这种解题方法：实验1可分解为如下两个分离定律的内容：

①有毛A× 无毛B→有毛，结合显隐性的判断方法，推知有毛为显性，有毛A与无毛B的基因型分别为DD和dd;

②白肉A× 黄肉B→黄肉:白肉=1:1，不能判断显隐性，但能确定双亲一个为杂合子(Ff)，一个为隐性纯合子(ff)。

同理，实验3也可分解为如下两个分离定律的内容：

①有毛A× 无毛C→有毛，推出有毛为显性，有毛A与无毛C的基因型分别为DD和dd;

②白肉A× 黄肉C→黄肉，推出黄肉为显性，白肉A与 黄肉C的基因型分别为ff和FF。

在上述分析的基础上，根据题目要求的实际情况进行重组，即可推出亲本有毛白肉A、无毛黄肉B和无毛黄肉C的基因型。第(3)、(4)(5)小题的解题方法与此类似。

【典例2】油菜物种I(2n=20)与II(2n=18)杂交产生的幼苗经秋水仙素处理后，得到一个油菜新品系(住：I的染色体和II的染色体在减数分裂中不会相互配对)。

组别	亲代	F1表现型	F1自交所得F2的表现型及比例
实验一	甲×乙	全为产黑色种子植株	产黑色种子植株：产黄色种子植株=3:1
实验二	乙×丙	全为产黄色种子植株	产黑色种子植株：产黄色种子植株=3:13

(1)秋水仙素通过抑制分裂细胞中________的形成，导致染色体加倍‘获得的植株进行自交，子代_______(会/不会)出现性状分离。

(2)观察油菜新品根尖细胞有丝分裂，应观察______区的细胞，处于分裂后期的细胞中含有_______条染色体。

(3)该油菜新品系经过多代种植后出现不同颜色的种子，已知种子颜色由一对基因A/a控制，并受另一对基因R/r影响。用产黑色种子植株(甲)、产黄色种子植株(乙和丙)进行以下实验：

①由实验一得出，种子颜色性状中黄色对黑色为________性

②分析以上实验可知，当________基因存在时会抑制A基因的表达。实验二中丙的基因型为________，F2代产黄色种子植株中杂合子的比例为________。

③有人重复实验二，发现某一F1植株，其体细胞汇中含R/r基因的同源染色体有三条(其中两条含R基因)，请解释该变异产生的原因：________。让该植株自交，理论上后代中产黑色种子的植株所占比例为________。

【答案】

(1)纺锤体 不会

(2)分生 76

(3)①隐 ②R AARR 10/13 ③丙植株在减数第一次分裂后期含R基因的同源染色体未分离或丙植株在减数第二次分裂后期含R基因的姐妹染色单体未分离 1/48

【解析】

(1)秋水仙素通过抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，导致染色体数目加倍，由于Ⅰ的染色体和Ⅱ的染色体在减数分裂中不会相互配对，故得到的新植株为纯合子，该植株进行自交，子代不会发生性状分离。

(2)植物根尖分生区细胞才能进行有丝分裂，该新品种体细胞染色体数目为(10+9)×2=38，由于有丝分裂后期着丝点断裂染色体数目加倍，故处于分裂后期的细胞中含有76条染色体。

(3)①有题意知，实验一F1全为黑色，说明黑色为显性性状，黄色为隐形性状。

②实验二中子二代表现为3：13，类似喻9：3：3：1的比例，说明F1基因型为AaRr，表现为黄色，说明R基因中存在会抑制A基因的标答，故两实验中亲本的甲、乙、丙的基因型为：AArr、aarr、AARR，F2产黄色种子植株中，纯合子只有1/13AARR、1/13aaRR、1/13aarr，故杂合子占10/13

③实验二中，乙、丙的基因型分别为aarr、AARR，原本F1基因型为AaRr，现发现子一代体细胞含有两条染色体含R基因(基因型为AaRRr)，说明丙植株在减数第一次分裂后期含R基因的同源染色体未分离或丙植株在减数第二次分裂后期含R基因的姐妹染色单体未分离，由于该植株基因型为AaRRr，自交可分解两个分离定律的问题来看，即Aa自交和RRr自交，Aa自交会产生3/4A_，1/4aa，RRr可产生4种类型的配子，分别为1/3Rr、1/3R、1/6RR、1/6r，故后代中产黑色种子(A_rr)的植株所占比例为1/6×1/6×3/4=1/48。

【总结】

本题的难点在于

1、显隐性的判断与亲本基因型的判断，根据子代性状判断显隐性的方法：

①不同性状的亲本杂交→子代只出现一种性状→子代所出现的性状为显性性状，双亲均为纯合子。

②相同性状的亲本杂交→子代出现不同性状→子代所出现的新的性状为隐性性状，亲本为杂合子。

③根据子代性状分离比→若子代出现3：1的性状分离比，占3份的性状为显性性状，且亲本为杂合子自交。

2.用分离定律解决自由组合问题的思路：先将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题。在独立遗传的情况下，有几对相对性状(或几对基因)就可分解为几个分离定律问题，然后按照题目要求的实际情况进行重组。此法“化繁为简，准确”，如AaRr自交，可拆分成Aa×Aa和Rr×Rr，再分别求出所需要的基因型的概率，再相乘就得轻易的得出相应基因型的概率。

3.对于三体自交的计算，以题中基因为RRr的个体为例，关键在于RRr个体产生配子的种类与比例，考生可用标号法来确定种子的类型及比例，将第一个R所在染色体记为1号，第二个R所在染色体记为2号，将r所在的染色体记为3号，然后进行排列组合，可产生的配子的染色体组成就有(1，23)、(12，3)、(13，2)三种情况，然后转换成相应染色体上的基因，就能得到产生配子的类型及概率为1/3Rr、1/3R、1/6RR、1/6r

4.本题的易错点在于忽略了题干中的隐含条件，如第三小题第2小问，题目要求计算的是F2代产黄色种子植株中杂合子的比例，有的同学往往计算的是F2代植株中杂合子的比例。

类型二

【典例1】用某种高等植物的纯合红花植株与纯合白花植株进行杂交，F1全部表现为红花。若F1自交，得到的F2植株中，红花为272株，白花为212株;若用纯合白花植株的花粉给F1红花植株授粉，得到的子代植株中，红花为101株，白花为302株。根据上述杂交实验结果推断，下列叙述正确的是

A. F2中白花植株都是纯合体

B. F2中红花植株的基因型有2种

C. 控制红花与白花的基因在一对同源染色体上

D. F2中白花植株的基因类型比红花植株的多

【解析】

用纯合红花植株与纯合白花植株进行杂交，F1全部表现为红花。若F1自交，得到的F2植株中，红花为272株，白花为212株，即红花∶白花≈9∶7，是9∶3∶3∶1的变式，而且用纯合白花植株的花粉给F1红花植株授粉，得到的子代植株中，红花为101株，白花为302株，即红花∶白花≈1∶3，由此可推知该对相对性状由两对等位基因控制(设为A、a和B、b)，并且这两对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律，说明控制红花与白花的基因分别位于两对同源染色体上，故C项错误;F1的基因型为AaBb，F1自交得到的F2中白花植株的基因型有A_bb、aaB_和aabb，所以F2中白花植株不都是纯合体，A项错误;F2中红花植株(A_B_)的基因型有4种，而白花植株的基因型有9-4=5种，故B项错误，D项正确。

【答案】D

【总结】

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×隐形纯合子，后代F2中双显性∶前显后隐∶前隐后显∶双隐形=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∶双隐形=9∶3∶3∶1

【解题技巧与方法总结】

1、巧用分离定律分析自由组合问题

利用孟德尔由简到繁的指导思想，在分析配子的类型、子代的基因型或表现型等问题时，先分析一对等位基因，再分析第二对，第三对……较后进行综合计算。如：在独立遗传的情况下，有几对基因就可分解为几个杂交组合，如AaBb×Aabb可分解为如下两个组合：Aa×Aa;Bb×bb，然后再按分离定律来进行分析。

【提示】等位基因独立遗传时后代基因型及表现型数：

基因对数	F1配子的种数	F1配子的组合数	F2的基因型数	F2的表现型数	F2的性状分离比
1	2	4	3	2	3∶1
2	4	16	9	4	9∶3∶3∶1
……	……	……	……	……	……
n	2n	4n	3n	2n	(3∶1)n

2.基因的自由组合定律的验证方法

验证方法	结论
自交法	若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	若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	花粉有四种表现型，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，若植株性状有四种表现型，比例为1:1:1:1，则符合自由组合定律

3.自由组合定律常用解题技巧

(1)根据后代分离比解题。在基因的分离定律中，不同基因型之间交配，后代在性状上往往有一些规律性的分离比。如杂种F1(一对杂合基因，有显隐性关系)自交，后代分离比为3:1，测交比是1:1;亲本之一为显性纯合子，其后代只有显性性状的个体。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，再结合减数分裂产生配子和受精作用的相关知识，能够推出亲代的基因型。

(3)运用综合分析法解题。如已知一个亲本的基因型为BbCc，另一个为bbC_。后代中四种表现型个体比近似于3:1:3:1，即总份数为8。根据受精作用中雌雄配子结合规律可断定一个亲本可产生两种配子，另一个亲本能产生四种配子，雌雄配子随机结合的可能性有8种，可推知另一个体基因型为bbCc。