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2019-2020年高三生物總復習 第17講基因的自由組合定律教案 【考綱要求】 遺傳的基本規(guī)律 考綱要求 (1)孟德爾遺傳實驗的科學方法 (2)基因的分離規(guī)律和自由組合規(guī)律 Ⅱ Ⅱ 【考點分析】 知識點 試題 分值 題型 (2)基因的自由組合規(guī)律 xx 廣東 3 選擇題 xx 四川 18 非選擇題 xx 廣東 2 選擇題 xx 廣東 8 非選擇題 xx 海南 10 非選擇題 xx 全國卷Ⅰ 2 選擇題 xx 廣東 2 選擇題 xx 江蘇 2 選擇題 xx 寧夏 4 選擇題 xx 上海 2 選擇題 xx四川 20 非選擇題 【考點預測】 本節(jié)知識點是每年必考的內容，是高考試題中的熱點問題，在考察過程中主要是考察的是自由組合規(guī)律的應用，也就是相關的計算試題，主要是在大題中出現(xiàn)。 【知識梳理】 1、 自由組合規(guī)律 2、 實驗過程 3、 驗證過程 4、 實踐中的應用 【重點解析】 分枝法的應用 基因自由組合定律的遺傳應用題常涉及兩對、三對或更多對的基因。在分析時，可把兩對、三對或更多對的基因看作兩個、三個或幾個一對基因來考慮，就是把多對基因的問題分解成一對基因的問題來解決，然后根據乘法原理組合起來。按照分離規(guī)律，一對一對寫出雜交后代，再按自由組合規(guī)律。將不同對基因組合起來。 1．已知親本的基因型、表現(xiàn)型求后代的基因型、表現(xiàn)型等 例如豌豆的高莖(D)對矮莖(d)是顯性，紅花(c)對白花(c)是顯性。推算親本DdCc與DdCc雜交后，子代的基因型和表現(xiàn)型以及它們各自的數量比。 若單獨考慮高莖和矮莖，DdDd子代的基因型和它們的數量比應為：1DD：2Dd：ldd，子代的表現(xiàn)型和它們的數量比則為3高莖：1矮莖。如果單獨考慮紅花和白花，Cccc子代的基因型和它們的數量比應該為：1CC：2Cc：lcc，子代的表現(xiàn)型和它們的數量比則為3紅花：l白花。在此基礎上列表推算： 2．已知親子代的表現(xiàn)型，求親本基因型 生物的隱性性狀是由一對隱性基因控制，如有一隱性性狀出現(xiàn)可寫它的基因型aa，這兩個隱性的基因一個來自母方，一個來自父方，可判定其親本至少各有一個隱性基因a，在分析基因型時，常從隱性純合子人手突破來分析問題，這種方法叫做隱性純合突破法。如：番茄紫莖(A)對綠莖(a)為顯性，缺刻葉(B)對馬鈴薯葉(b)為顯性。有兩親本紫莖缺刻葉與綠莖缺刻葉雜交，后代植株表現(xiàn)型及其數量分別是：紫缺：紫馬：綠缺：綠馬一321：101：310：107，推算兩親本的基因型。 由兩親本的表現(xiàn)型可知其中基因型分別為A B 、aaB ，由于其后代中有綠莖馬鈴薯個體，基因型為aabb，它是由基因型均為ab的精子和卵細胞受精后發(fā)育形成的，因此兩親本均提供了ab的配子，故兩親本的基因型為AaBb和aaBb。 3．已知親、子代的表現(xiàn)型和子代表現(xiàn)型的比例，根據后代的分離比求親本基因型 如上題中，后代中紫莖：綠莖=(321+101)：(310+107=1：1，屬測交類型，故兩親本基因型為Aaaa。 有關基因自由組合定律的遺傳應用題常涉及兩對、三對或更多對的等位基因，在分析時，可先考慮一對等位基因的遺傳情況，然后把各對等位基因的遺傳情況根據乘法原理組合起來。 例：圖22—1為白化?。ˋ—a）和色盲（B—b）兩種遺傳病的家族系譜圖。如Ⅲ8與Ⅲ11結婚，生育一個既是色盲又是白化病孩子的概率為 。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 正常男女 色盲男 白化病女 兩種病女 圖22—1 ⑴先求生一個白化病孩子的概率。由圖可知Ⅲ8為白化病患者，因此她的基因型為aa；Ⅲ11的姐姐為白化病患者，推出他的雙親基因型都為Aa，因此Ⅲ11基因型為Aa的概率是2/3；由此可知，Ⅲ8與Ⅲ11結婚生一個白化病孩子的概率為2/31/2=1/3。 ⑵再求生一個色盲孩子的概率。Ⅲ8的哥哥為色盲，則她的母親為色盲基因的攜帶者，Ⅲ8的基因型為XBXB或XBXb，是XBXb的概率為1/2；Ⅲ11的基因型為XBY；Ⅲ8與Ⅲ11結婚生一個色盲孩子的概率為1/21/4=1/8。 ⑶最后求生一個既是色盲又是白化病孩子的概率。生一個既是色盲又是白化病孩子的概率為1/81/3=1/24 例1小麥品種是純合子，生產上用種子繁殖，現(xiàn)要選育矮桿（aa）、抗?。˙B）的小麥新品種；馬鈴薯品種是雜合子（有一對基因雜合即可稱為雜合子），生產上通常用塊莖繁殖，現(xiàn)要選育黃肉（Yy）、抗?。≧r）的馬鈴薯新品種。請分別設計小麥品種間雜交育種程序，以及馬鈴薯品種間雜交育種程序。要求用遺傳圖解表示并加以簡要說明。（寫出包括親本在內的前三代即可） 解析： 本題要求考生根據生產的需求進行雜交育種程序設計，是屬于較高層次的試題，不僅需要有較強的基礎知識，還要有較強的審題能力，以及具備初步的生產實踐知識。 解題思路 本題中有幾組關鍵詞必須注意到，第一組：“小麥品種是純合子”，“馬鈴薯品種是雜合子”，即我們現(xiàn)有的小麥、馬鈴薯原始品種分別是“純合子”和“雜合子”。因此小麥親本的基因型只能是AABB、aabb，馬鈴薯親本的基因型只能是yyRr、Yyrr。第二組：要求設計的分別是“小麥品種間雜交育種”程序，以及“馬鈴薯品種間雜交育種”程序，即設計的育種程序必須是雜交育種。第三組：小麥“用種子繁殖”，馬鈴薯“用塊莖繁殖”，因此在育種過程中，小麥可通過選擇和連續(xù)自交獲得理想的小麥純合新品種，馬鈴薯可通過選擇和塊莖繁殖，獲得理想的馬鈴薯雜合新品種。失分的主要原因有：①審題能力欠缺，沒有充分挖掘題干中的關鍵詞；如小麥是純合子、馬鈴薯是雜合子，馬鈴薯通常用塊莖繁殖等；②考慮欠周全，沒有意識到這是兩對相對性狀的雜交實驗，導致部分考生將親本寫成單對基因。③基礎知識不扎實，如遺傳圖解怎樣表示等等。④缺乏實踐經驗。 答案： 第一代 AAbb aaBB AaBb 種植F1，自交 A_B_，A_bb，aaB_，aabb 種植F2，選矮抗個體連續(xù)自交，直至不發(fā)生 性狀分離，就可得到純合的矮抗小麥種子。 第二代 第三代 小麥 親本雜交 第一代 yyRr Yyrr YyRr,yyRr,YyRR,yyrr 種植，選黃肉、抗?。╕yRr） 用塊莖繁殖 YyRr 第二代 第三代 親本雜交 馬鈴薯 例2已知豌豆種皮灰色（G）對白色（g）為顯性，子葉黃色（Y）對綠色（y）為顯性。如以基因型ggyy的豌豆為母本，與基因型GgYy的豌豆雜交，則母本植株所結籽粒的表現(xiàn)型 A．全是灰種皮黃子葉 B．灰種皮黃子葉，灰種皮綠子葉，白種皮黃子葉，白種皮綠子葉 C．全是白種皮黃子葉 D．白種皮黃子葉、白種皮綠子葉 解析： 本題綜合考查基因分離定律的應用和植物的個體發(fā)育。 種皮是由母本的珠被發(fā)育而成，因此種皮的基因型與母本完全相同，與父本無關，所以基因型為gg的母本所結籽粒的種皮基因型也為gg，表現(xiàn)型為白色種皮。子葉是胚的一部分，由受精卵發(fā)育而成，其基因型取決于父、母本雙方產生的配子；基因型為yy的母本產生一種配子y，基因型為Yy的父本產生二種配子Y、y，受精產生兩種基因型為Yy、yy的后代（胚），表現(xiàn)型為黃、綠，所以子葉有黃、綠兩種。本題失分的主要原因是沒有意識到種皮是由母本的珠被發(fā)育而來的，種皮的基因型和表現(xiàn)型是由母本決定的，與父本無關。 答案：D 例3科學家應用生物技術培育出了一種抗蟲棉，它能產生毒素，殺死害蟲，目前正在大面積推廣種植?？茖W家還研究了害蟲的遺傳基礎，發(fā)現(xiàn)不抗毒素對抗毒素為顯性（此處分別用B和b表示）。據此回答： （1）種植抗蟲棉，有利于生態(tài)環(huán)境保護，這是因為 。 （2）棉田不抗毒素害蟲的基因型為 ；抗毒素害蟲的基因型為 。 （3）不抗毒素害蟲與抗毒素害蟲雜交，則子代的基因型為 。 解析： 本題考查基因分離定律的應用。由題干可知不抗毒素為顯性性狀，它由顯性基因B控制，因此棉田中不抗毒素害蟲的基因型為BB，Bb；抗毒素為隱性性狀，它由隱性基因b控制，因此抗毒素害蟲的基因型為bb。不抗毒素害蟲與抗毒素害蟲雜交，親本組合的類型有BBbb和Bbbb這兩種類型，雜交組合BBbb產生的子代基因型為Bb，雜交組合Bbbb產生的子代基因型為Bb，bb；因此不抗毒素害蟲與抗毒素害蟲雜交，子代的基因型為bb，Bb。錯誤原因在于不能把基因分離定律的相關知識應用到生產實踐中。 答案：（1）可以不用或少用農藥（2）BB，Bb；bb（3）bb，Bb。 例4基因型為 AaBbCc（獨立遺傳）的一個初級精母細胞和一個初級卵母細胞分別產生的精子和卵細胞基因型的種類數比為 A．4︰1 B．3︰1 C．2︰1 D．1︰1 解析： 考查等位基因、非等位基因在減數分裂過程中的行為變化。一個初級精母細胞在減數分裂第一次分裂結束時，由于非等位基因的自由組合，產生兩個兩種次級精母細胞；每個次級精母細胞進行減數第二次分裂時，基因行為與有絲分裂過程相同，因此，一個次級精母細胞生成的兩個精子的基因型是完全相同的。故一個初級精母細胞經減數分裂后只能形成兩種類型的精子。一個初級卵母細胞經減數分裂只能產生一個卵細胞，故只能生成一種卵細胞。沒有抓住題干中的“一個精和一個卵”這些關鍵詞是錯選A的主要原因。 答案：C 例5下列雜交組合屬于測交的是 A．EeFfGg EeFfGg B．EeFfGg eeFfGg C．eeffGg EeFfGg D．eeffgg EeFfGg 解析： 因測交后代的表現(xiàn)型及比例能直接反映子一代的配子類型及比例，所以孟德爾就用測交來驗證他的兩大遺傳定律；因此測交這個雜交實驗在遺傳的基本定律中占有十分重要的地位。在正確理解隱性純合子、測交的概念，孟德爾用測交來驗證他的遺傳定律的原因的基礎上，考生才能正確的解答此類考題。本題考查測交的概念。測交就是子一代與隱性純合子進行雜交，隱性純合子是指所涉及的相對性狀都為隱性性狀；如題中若涉及一對相對性狀，則隱性純合子的基因型為aa，若涉及兩對相對性狀，則隱性純合子的基因型為aabb，以此類推。A、B、C這三組雜交組合中沒有一個親本是隱性純合子，因此A、B、C這三組雜交組合不屬于測交；D組合中，親本eeffgg為隱性純合子，所以D組雜交方式為測交。對測交和隱性純合子的概念一知半解是本題失分的關鍵原因。 答案：D 例6番茄果實的紅色對黃色為顯性，兩室對多室為顯性，植株高對矮為顯性。三對相對性狀分別受三對非同源染色體上的非等位基因控制。育種者用純合紅色兩室矮莖番茄與純合黃色多室高莖番茄雜交。請問： （1）將上述三對性狀聯(lián)系在一起分析，它們的遺傳所遵循的是___________定律。 （2）F2代中的表現(xiàn)型共有____________種。 （3）在F2代中，表現(xiàn)型比例為3︰1的相對性狀有________________________。 解析： 本題考查基因自由組合定律在育種上的應用及基因自由組合定律與基因分離定律的關系。解此類試題可根據已知條件，直接從設問回答即可。第一問：凡兩對或兩對以上相對性狀（它們分別受兩對或兩對以上非同源染色體上的非等位基因控制）的雜交實驗都遵循基因的自由組合定律；此題涉及三對相對性狀，且這三對性狀分別受三對非同源染色體上的非等位基因控制，因此它們遵循基因的自由組合定律。第二問：具有一對相對性狀的純合子雜交，子二代表現(xiàn)型有兩種，具有兩對相對性狀的純合子雜交，子二代表現(xiàn)型有22=4種，具有n對相對性狀的純合子雜交，子二代表現(xiàn)型有2n種，因此具有三對相對性狀的純合子雜交，子二代表現(xiàn)型有23=8種。第三問：在多對相對性狀自由組合的情況下，每對相對性狀都遵循基因的分離定律，因此其子二代的表現(xiàn)型都為3︰1。不知孟德爾自由組合定律的適用范圍是考生不能解答第一問的主要原因；不能概括解釋與基因自由組合定律相關問題的規(guī)律是考生答錯第二問的原因。理解基因的自由組合定律是建立在基因分離定律的基礎上的是解第三問的關鍵。 答案：（1）基因的自由組合（2）8 （3）紅果對黃果，兩室對多室，高莖對矮莖 例7下列性狀中，不屬于相對性狀的是 A．高鼻梁與塌鼻梁 B．卷發(fā)與直發(fā) C．五指與多指 D．眼大與眼角上翹 解析： 相對性狀是“遺傳的基本定律”中最早出現(xiàn)的一個最基本的概念，掌握相對性狀這一概念是學習“遺傳的基本定律”的第一步。本題考查的是相對性狀必須具備的條件。 相對性狀是指同一種生物的同一性狀的不同表現(xiàn)；因眼大與眼角上翹不屬于同一性狀，因此它們不是相對性狀。不理解相對性狀必須是同一性狀的不同表現(xiàn)是失分的主要原因。 答案：D 【實戰(zhàn)訓練】 （09全國卷Ⅰ）1．已知小麥抗病對感病為顯性，無芒對有芒為顯性，兩對性獨立遺傳。用純合德抗病無芒與感病有芒雜交，F(xiàn)1自交，播種所有的F2，假定所有F2植株都能成活，在F2植株開花前，拔掉所有的有芒植株，并對剩余植株套袋，假定剩余的每株F2收獲的種子數量相等，且F3的表現(xiàn)型符合遺傳定律。從理論上講F3中表現(xiàn)感病植株的比例為 A．1/8 B．3/8 C．1/16 D．3/16 答案：B 解析：設抗病基因為A，感病為a，無芒為B ，則有芒為b。依題意，親本為AABB和aabb，F(xiàn)1為AaBb，F(xiàn)2有4種表現(xiàn)型，9種基因型，拔掉所有有芒植株后，剩下的植株的基因型及比例為1/2Aabb，1/4AAbb，1/4aabb，剩下的植株套袋，即讓其自交，則理論上F3中感病植株為1/21/4（Aabb自交得1/4 aabb）+1/4（aabb）=3/8。故選B。 （09廣東理基）2．基因A、a和基因B、b分別位于不同對的同源染色體上，一個親本與aabb測交，子代基因型為AaBb和Aabb，分離比為1∶1，則這個親本基因型為 A．AABb B．AaBb C．AAbb D．AaBB 答案：A 解析：一個親本與aabb測交，aabb產生的配子是ab，又因為子代基因型為AaBb和Aabb，分離比為1∶l，由此可見親本基因型應為AABb。 （09江蘇卷）3．已知A與a、B與b、C與C 3對等位基因自由組合，基因型分別為AaBbCc、AabbCc的兩個體進行雜交。下列關于雜交后代的推測，正確的是 A．表現(xiàn)型有8種，AaBbCc個體的比例為1／16 B．表現(xiàn)型有4種，aaBbcc個體的比例為1／16 C．表現(xiàn)型有8種，Aabbcc個體的比例為1／8 D．表現(xiàn)型有8種，aaBbCc個體的比例為1／16 答案：D 解析：本題考查遺傳概率計算。后代表現(xiàn)型為2x2x2=8種,AaBbCc個體的比例為1/2x1/2x1/2=1/8。Aabbcc個體的比例為1/4x1/2x1/4=1/32。aaBbCc個體的比例為1/4x1/2x1/2=1/16 （09遼寧、寧夏卷）4. 已知某閉花受粉植物高莖對矮莖為顯性，紅花對白花為顯性，兩對性狀獨立遺傳。用純合的高莖紅花與矮莖白花雜交，F(xiàn)1自交，播種所有的F2，假定所有的F2植株都能成活，F(xiàn)2植株開花時，拔掉所有的白花植株，假定剩余的每株F2自交收獲的種子數量相等，且F3的表現(xiàn)性符合遺傳的基本定律。從理論上講F3中表現(xiàn)白花植株的比例為 A．1/4 B.1/6 C.1/8 D.1/16 答案：B 解析：假設紅花顯性基因為R，白花隱性為r， F1全為紅花Rr，F(xiàn)1自交,所得F2紅花的基因型為1/3RR，2/3Rr，去掉白花，F(xiàn)2紅花自交出現(xiàn)白花的比例為2/3﹡1/4=1/6 （09上海卷）5.基因型為AaBBccDD的二倍體生物，可產生不同基因型的配子種類數是 A．2 B. 4 C. 8 D. 16 答案：A 解析：由基因型可知有四對基因，根據自由組合的分析思路應拆分為四個分離規(guī)律，Aa、BB、cc和DD，其產生的配子種類依次為2、1、1、1，則該個體產生的配子類型為2111=2種。 （09上海卷）6.小麥的粒色受不連鎖的兩對基因和、和和控制。和決定紅色，和決定白色，R對r不完全顯性，并有累加效應，所以麥粒的顏色隨R的增加而逐漸加深。將紅粒與白粒雜交得，自交得，則的表現(xiàn)型有 A. 4種 B. 5種 C. 9種 D. 10種 答案：B 解析：本題的關鍵是“麥粒的顏色隨R的增加而逐漸加深”，也就是顏色主要與R的多少有關，F(xiàn)2中的R有4、3、2、1和0五種情況，對應有五種表現(xiàn)型。 （09四川卷）7．（20分）大豆是兩性花植物。下面是大豆某些性狀的遺傳實驗： （1）大豆子葉顏色（BB表現(xiàn)深綠；Bb表現(xiàn)淺綠；bb呈黃色，幼苗階段死亡）和花葉病的抗性（由R、r基因控制）遺傳的實驗結果如下表： 組合 母本 父本 F1的表現(xiàn)型及植株數 一 子葉深綠不抗病 子葉淺綠抗病 子葉深綠抗病220株；子葉淺綠抗病217株 二 子葉深綠不抗病 子葉淺綠抗病 子葉深綠抗病110株；子葉深綠不抗病109株； 子葉淺綠抗病108株；子葉淺綠不抗病113株 ①組合一中父本的基因型是_____________，組合二中父本的基因型是_______________。 ②用表中F1的子葉淺綠抗病植株自交，在F2的成熟植株中，表現(xiàn)型的種類有_____________ __________________________________________________，其比例為_____________。 ③用子葉深綠與子葉淺綠植株雜交得F1，F(xiàn)1隨機交配得到的F2成熟群體中，B基因的基因頻率為________________。 ④將表中F1的子葉淺綠抗病植株的花粉培養(yǎng)成單倍體植株，再將這些植株的葉肉細胞制成不同的原生質體。如要得到子葉深綠抗病植株，需要用_________________基因型的原生質體進行融合。 ⑤請選用表中植物材料設計一個雜交育種方案，要求在最短的時間內選育出純合的子葉深綠抗病大豆材料。 （2）有人試圖利用細菌的抗病毒基因對不抗病大豆進行遺傳改良，以獲得抗病大豆品種。 ①構建含外源抗病毒基因的重組DNA分子時，使用的酶有______________________。 ②判斷轉基因大豆遺傳改良成功的標準是__________________________________，具體的檢測方法_______________________________________________________________。 （3）有人發(fā)現(xiàn)了一種受細胞質基因控制的大豆芽黃突變體（其幼苗葉片明顯黃化，長大后與正常綠色植株無差異）。請你以該芽黃突變體和正常綠色植株為材料，用雜交實驗的方法，驗證芽黃性狀屬于細胞質遺傳。（要求：用遺傳圖解表示） 答案： （1） ①BbRR BbRr ②子葉深綠抗病∶子葉深綠不抗病∶子葉淺綠抗病∶子葉淺綠不抗病 3∶1∶6∶2 ③80％ ④BR與BR、BR與Br ⑤用組合一的父本植株自交，在子代中選出子葉深綠類型即為純合的子葉深綠抗病大豆材料。 （2）①限制性內切酶和DNA連接酶 ②培育的植株具有病毒抗體 用病毒分別感染轉基因大豆植株和不抗病植株，觀察比較植株的抗病性 （3） 解析：本題考查的知識點如下： 1.親子代基因的判斷及比例概率的計算 2.育種方案的設計 3.基因工程的相關問題 4.實驗設計驗證問題 1.親子代基因的判斷及比例概率的計算 第①題中有表格中提供的雜交的結果以及題目中關于性狀基因的描述，不難推斷出組合一中父本的基因型是BbRR，組合二中父本的基因型是BbRr；第②題，表中F1的子葉淺綠抗?。˙bRr）植株自交 結果如下：B_R_ ——其中有3/16BBR_（深綠抗?。┖?/8BbR_ （淺綠抗?。? B_rr ——其中有1/16BBrr（深綠不抗?。┖?/8Bbrr（淺綠不抗?。? bbR_ （死） bbrr（死） 所以出現(xiàn)了子葉深綠抗?。鹤尤~深綠不抗?。鹤尤~淺綠抗?。鹤尤~淺綠不抗病 3：1：6：2 的性狀分離比； 第③題中 BBBb 1/2BB 1/2Bb 隨機交配的結果如下：1/2BB1/2BB 1/4BB 1/2Bb1/2B b 1/16BB 1/8Bb 1/16bb（死） 1/2BB（♀）1/2Bb（♂） 1/8BB 1/8Bb 1/2BB（♂）1/2Bb（♀） 1/8BB 1/8Bb 所以后代中F2成熟群體中有9/16BB 6/16Bb （1/16bb死），即二者的比值為3：2 所以在成活的個體中有3/5BB 、2/5Bb，計算B基因頻率=3/5+2/51/2=4/5=80%； 2.育種方案的設計 第④題中欲獲得子葉深綠抗?。˙BR_）植株,則需要BR與BR、BR與Br 的單倍體植株的原生質體融合；第⑤題考察了雜交育種方案的設計，要求選用表中植物材料設計獲得BBRR的植株，最短的時間內可用組合一的父本植株自交，在子代中選出子葉深綠類型即為純合的子葉深綠抗病大豆材料。 3.基因工程的相關問題 第（2）題中考察了基因工程用到的工具酶，以及目的基因是否表達的檢測問題。在基因工程中用到的酶有限制性內切酶和DNA連接酶。欲檢測目的基因是否表達可用病毒分別感染轉基因大豆植株和不抗病植株，觀察比較植株的抗病性。 4.實驗設計驗證問題 本題要求驗證芽黃性狀屬于細胞質遺傳，首先明確細胞質遺傳屬于母系遺傳，即如果母本出現(xiàn)芽黃性狀，則子代全出現(xiàn)芽黃性狀，這樣可以通過芽黃突變體和正常綠色植株進行正反交實驗來驗證芽黃性狀屬于細胞質遺傳。 【名師點撥】 分離和自由組合定律的比較： 類　型 比　較 分離定律 自由組合定律 研究性狀 一對 兩對（或多對） 控制性狀的等位基因 一對 兩對（或多對） F1的配子種類 21種 22（2n種） F2表現(xiàn)型種類 21種 22（2n種） F2基因型種類 31種 32（3n種）