【生物】2020届一轮复习人教版自由组合定律解题方法及遗传实验设计学案

【生物】2020届一轮复习人教版自由组合定律解题方法及遗传实验设计学案

‎2020届 一轮复习 人教版 自由组合定律解题方法及遗传实验设计 学案 一、“拆分法”求解自由组合定律 ‎1.解题思路 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。‎ ‎2.方法 题型分类 解题规律 示例 种类问题 配子类型(配子种类数)‎ ‎2n(n为等位基因对数)‎ AaBbCCDd产生配子种类数为23＝8‎ 配子间结合方式 配子间结合方式种类数等于配子种类数的乘积 AABbCc×aaBbCC，配子间结合方式种类数＝4×2＝8‎ 子代基因型(或表现型)种类 双亲杂交(已知双亲基因型)，子代基因型(或表现型)种类等于各性状按分离定律所求基因型(或表现型)的乘积 AaBbCc×Aabbcc，基因型为3×2×2＝12种，表现型为2×2×2＝8种 概率问题 基因型(或表现型)的比例 按分离定律求出相应基因型(或表现型)的比例，然后利用乘法原理进行组合 AABbDd×aaBbdd，F1中AaBbDd所占比例为1×1/2×1/2＝1/4‎ 纯合子或杂合子出现的比例 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－纯合子概率 AABbDd×AaBBdd，F1中AABBdd所占比例为1/2×1/2×1/2＝1/8‎ 二、“逆向组合法”推断亲本基因型 ‎1.方法 将自由组合定律的性状分离比拆分成分离定律的分离比分别分析，再运用乘法原理进行逆向组合。‎ ‎2.题型示例 ‎(1)9∶3∶3∶1 (3∶1)(3∶1) (Aa×Aa)(Bb×Bb)；‎ ‎(2)1∶1∶1∶1 (1∶1)(1∶1) (Aa×aa)(Bb×bb)；‎ ‎(3)3∶3∶1∶1 (3∶1)(1∶1) (Aa×Aa)(Bb×bb)或(Aa×aa)(Bb×Bb)；‎ ‎(4)3∶1 (3∶1)×1(Aa×Aa)(BB×_ _)或(Aa×Aa)(bb×bb)或(AA×_ _)(Bb×Bb)或(aa×aa)(Bb×Bb)。‎ ‎【例证1】 (2017·全国卷Ⅱ，6)若某哺乳动物毛色由3对位于常染色体上的、独立分配的等位基因决定，其中A基因编码的酶可使黄色素转化为褐色素；B基因编码的酶可使该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，F1均为黄色，F2中毛色表现型出现了黄∶褐∶黑＝52∶3∶9的数量比，则杂交亲本的组合是(　　)‎ A.AABBDD×aaBBdd，或AAbbDD×aabbdd B.aaBBDD×aabbdd，或AAbbDD×aaBBDD C.aabbDD×aabbdd，或AAbbDD×aabbdd D.AAbbDD×aaBBdd，或AABBDD×aabbdd 审题指导　两个纯合黄色品种的动物作为亲本进行杂交，F1均为黄色，F2中毛色表现型出现了黄∶褐∶黑＝52∶3∶9，子二代中黑色个体占＝＝，结合题干3对等位基因位于常染色体上且独立分配，说明符合基因的自由组合定律，而黑色个体的基因型为A_B_dd，要出现的比例，可拆分为××，可进一步推出F1基因组成为AaBbDd，进而推出D选项正确。‎ 答案　D ‎【例证2】 (经典高考题)已知A与a、B与b、C与c这3对等位基因分别控制3对相对性状且3对等位基因自由组合，基因型分别为AaBbCc、AabbCc的两个体进行杂交。下列关于杂交后代的推测，正确的是(　　)‎ A.表现型有8种，基因型为AaBbCc的个体的比例为1/16‎ B.表现型有4种，基因型为aaBbcc的个体的比例为1/16‎ C.表现型有8种，基因型为Aabbcc的个体的比例为1/8‎ D.表现型有8种，基因型为aaBbCc的个体的比例为1/16‎ 审题指导　基因型为AaBbCc的个体与基因型为AabbCc的个体杂交，可分解为Aa×Aa→后代有2种表现型，3种基因型(1AA∶2Aa∶1aa)；Bb×bb→后代有2种表现型，2种基因型(1Bb∶1bb)；Cc×Cc→后代有2种表现型，3种基因型(1CC∶2Cc∶1cc)。因此，后代表现型为2×2×2＝8(种)，基因型为AaBbCc的个体的比例为(1/2)×(1/2)×(1/2)＝1/8。基因型为aaBbcc的个体的比例为(1/4)×(1/2)×(1/4)＝1/32。基因型为Aabbcc的个体的比例为(1/2)×(1/2)×(1/4)＝1/16。基因型为aaBbCc的个体的比例为(1/4)×(1/2)×(1/2)＝1/16。‎ 答案　D ‎1.(2019·安徽皖南八校模拟)仓鼠的毛色有灰色和黑色，由3对独立遗传的等位基因(P和p、Q和q、R和r)控制，3对等位基因中至少各含有1个显性基因时，才表现为灰色，否则表现为黑色。下列叙述错误的是(　　)‎ A.3对基因中没有任意两对基因位于同一对同源染色体上 B.该种仓鼠纯合灰色、黑色个体的基因型各有1种、7种 C.基因型为PpQqRr的个体相互交配，子代中黑色个体占27/64‎ D.基因型为PpQqRr的灰色个体测交，子代黑色个体中纯合子占1/7‎ 解析　3对等位基因是独立遗传的，符合自由组合定律，任意两对都不会位于同一对同源染色体上，A正确；3对等位基因中至少各含有1个显性基因时，才表现为灰色，纯合灰色个体基因型为PPQQRR，纯合黑色个体基因型有ppqqrr、PPqqrr、ppQQrr、ppqqRR、PPQQrr、ppQQRR、PPqqRR 7种，B正确；基因型为PpQqRr的个体相互交配，子代中灰色个体占3/4×3/4×3/4＝27/64，黑色个体占1－27/64＝37/64，C错误；基因型为PpQqRr的灰色个体测交，后代有8种基因型，灰色个体基因型1种，黑色个体基因型7种，其中只有ppqqrr是黑色纯合子，D正确。‎ 答案　C ‎2.(2018·云南昆明模拟)已知牵牛花的花色受三对独立遗传的等位基因(A和a、B和 b、C和c)控制，其途径如图所示，其中蓝色和红色混合后显紫色，蓝色和黄色混合形成绿色，现有某紫花植株自交子代出现白花、黄花，据此判断下列叙述错误的是(　　)‎ A．自然种群中红花植株的基因型有4种 B．用于自交的紫花植株的基因型为AaBbCc C．自交子代中绿花植株和红花植株的比例可能不同 D．自交子代出现的黄花植株的比例为 解析　自然种群中红花植株的基因型有AABBcc、AaBBcc、AABbcc、AaBbcc共4种，A正确；根据分析亲本紫花植株的基因型为AaBbCc，B正确；由于亲本紫花植株的基因型为AaBbCc，其自交子代中绿花植株(A_bbC_)的概率为××＝，红花植株(A_B_cc)的概率为××＝，所以比例相同，C错误；亲本紫花植株的基因型为AaBbCc，则自交子代出现的黄花植株(A_bbcc)的比例为××＝，D正确。‎ 答案　C 重点题型2　巧用“通项公式法”精准推断多对基因自由组合问题 ‎1．利用数据先判断，再推导基因型 这种推导方法中，利用数据不是为了单纯的计算，而是通过数据进行判断，找出突破口，以达到巧推亲代基因型的目的。‎ ‎2．含n对等位基因(独立遗传)的个体自交公式 含n对等位基因(各自独立遗传)的亲本自交，则配子的种类和F1表现型的种类均为2n种，基因型种类为3n种，纯合子基因型的种类为2n种，杂合子基因型的种类为(3n－2n)种。‎ 附：n对等位基因位于n对同源染色体上的遗传规律“通项、公式”‎ 相对性 状对数 等位基 因对数 F1配子 F1配子可 能组合数 F2基因型 F2表现型 种类 比例 种类 比例 种类 比例 ‎1‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎1∶1‎ ‎4‎ ‎3‎ ‎1∶2∶1‎ ‎2‎ ‎3∶1‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎22‎ ‎(1∶1)2‎ ‎42‎ ‎32‎ ‎(1∶2∶1)2‎ ‎22‎ ‎(3∶1)2‎ ‎3‎ ‎3‎ ‎23‎ ‎(1∶1)3‎ ‎43‎ ‎33‎ ‎(1∶2∶1)3‎ ‎23‎ ‎(3∶1)3‎         n n ‎2n ‎(1∶1)n ‎4n ‎3n ‎(1∶2∶1)n ‎2n ‎(3∶1)n ‎【例证1】 (2016·全国卷Ⅲ，6)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中白花植株的基因型种类比红花植株的多 审题指导　解答本题的关键在于将F2数据转化为规律比，即F2中红花∶白花＝272∶212≈9∶7，可推知红花与白花由两对独立遗传的等位基因控制(假设相关基因用A、a和B、b表示)，即两对等位基因位于两对同源染色体上，C错误；双显性(A_B_)基因型(4种)的植株表现为红花，B错误；单显性(A_bb和aaB_)和双隐性(aabb)基因型的植株均表现为白花，所以F2中白花植株有的为纯合体，有的为杂合体，A错误；F2‎ 中白花植株共有5种基因型，比红花植株(4种)基因型种类多，D正确。‎ 答案　D ‎【例证2】 (2011·全国卷，32)某植物红花和白花这对相对性状同时受多对等位基因控制(如A、a；B、b；C、c……)。当个体的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时(即A_B_C_……)才开红花，否则开白花。现有甲、乙、丙、丁4个纯合白花品系，相互之间进行杂交，杂交组合、后代表现型及其比例如下：‎ 根据杂交结果回答问题：‎ ‎(1)这种植物花色的遗传符合哪些遗传定律？‎ ‎___________________________________________________________________。‎ ‎(2)本实验中，植物的花色受几对等位基因的控制，为什么？‎ ‎_____________________________________________________________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ ‎[审题指导]　(1)单独考虑每对等位基因的遗传时应遵循基因的分离定律，综合分析4个纯合白花品系的六个杂交组合，这种植物花色的遗传应符合基因的自由组合定律。‎ ‎(2)在六个杂交组合中，乙×丙和甲×丁两个杂交组合中F1都开红花，F1自交后代F2中都是红花81∶白花175，其中红花个体占全部个体的比例为＝＝，该比例表明：这是位于4对同源染色体上的4对等位基因在完全显性条件下的遗传情况，且这两个杂交组合中涉及的4对等位基因相同。‎ 答案　(1)基因的自由组合定律和基因的分离定律(或基因的自由组合定律)　(2)4对　①本实验的乙×丙和甲×丁两个杂交组合中，F2代中红色个体占全部个体的比例为＝＝，根据n对等位基因自由组合且完全显性时Fn代中显性个体的比例为n，可判断这两个杂交组合中都涉及4对等位基因。②综合杂交组合的实验结果，可进一步判断乙×丙和甲×丁两个杂交组合中所涉及的4对等位基因相同 ‎1.节瓜有全雌株(只有雌花)、全雄株(只有雄花)和正常株(雌花、雄花均有)等不同性别类型的植株，研究人员做了如图所示的实验。下列推测错误的是(　　)‎ A.节瓜的性别是由两对基因决定的，其遗传方式遵循基因的自由组合定律 B.实验一中，F2正常株的基因型为A_B_，其中纯合子占1/9‎ C.实验二中，亲本正常株的基因型为AABb或AaBB，F1正常株的基因型也为AABb或AaBB D.实验一中，F1正常株测交结果为全雌株∶正常株∶全雄株＝1∶2∶1‎ 解析　实验一纯合全雌株与纯合全雄株杂交，F1全为正常株，F2的分离比接近3∶10∶3，共16个组合，可见该节瓜的性别是由两对等位基因控制的，遵循基因的自由组合定律，A正确；实验一中，F2正常株的基因型为A_B_、aabb，其中纯合子占2/10，B错误；实验二中，纯合全雌株(AAbb或aaBB)与正常株杂交，后代性状比为1∶1，故亲本正常株有一对基因杂合，一对基因纯合，即亲本正常株的基因型为AABb或AaBB，其与纯合全雌株杂交所得F1正常株的基因型也为AABb或AaBB，C正确；实验一中，F1正常株测交，结果为子代全雌株∶正常株∶全雄株＝1∶2∶1，D正确。‎ 答案　B ‎2.某植物种子的颜色有黄色和绿色之分，受多对独立遗传的等位基因控制。现有两个绿色种子的纯合品系Ⅰ、Ⅱ。让Ⅰ、Ⅱ分别与一纯合的黄色种子的植物杂交，在每个杂交组合中，F1都是黄色，再自花受粉产生F2，每个组合的F2分离如下：‎ Ⅰ：产生的F2中27黄∶37绿 Ⅱ：产生的F2中27黄∶21绿 回答下列问题：‎ ‎(1)根据上述哪个品系的实验结果，可初步推断该植物种子的颜色至少受三对等位基因控制？请说明判断的理由。‎ ‎__________________________________________________________________‎ ‎_________________________________________________________________。‎ ‎(2)请从上述实验中选择合适的材料，设计一代杂交实验证明推断的正确性。(要求：写出实验方案，并预测实验结果) ______________________________________‎ ‎___________________________________________________________________。‎ 解析　(1)分析Ⅰ、Ⅱ两个品系的实验，Ⅰ品系实验中F2中黄色个体比例为27÷(27＋37)＝(3/4)3，这表明F1(黄色)有三对等位基因杂合，且三种显性基因同时存在就表现为黄色，其他情况均为绿色。(2)Ⅰ品系的实验为：P(绿色Ⅰ品系×纯合黄色)→F1(黄色)F2(27黄∶37绿)，该实验中亲本纯合黄色个体基因型为AABBCC(相关等位基因用A、a，B、b……表示)，F1的基因型为AaBbCc，则亲本绿色X品系基因型为aabbcc。测交可以测得待测个体产生配子的种类与比例，故只要取F1(AaBbCc)与Ⅰ品系(aabbcc)测交，测交后代将出现黄色与绿色两种表现型，且比例为1∶7即可验证推断的正确性。‎ 答案　(1)Ⅰ　F1都是黄色，表明黄色对绿色为显性。Ⅰ品系产生的F2中，黄色占27/64＝(3/4)3，表明F1中有三对基因是杂合的，Ⅰ与亲本黄色之间有三对等位基因存在差异 ‎(2)取与Ⅰ杂交形成的F1，与Ⅰ杂交，后代中将出现黄色与绿色两种表现型，且比例为1∶7‎ 重点题型3　确认两对(或多对)基因是否独立遗传 ‎1.判断基因是否位于不同对同源染色体上 以AaBb为例，若两对等位基因分别位于两对同源染色体上，则产生四种类型的配子。在此基础上进行测交或自交时会出现特定的性状分离比，如1∶1∶1∶1或9∶3∶3∶1或9∶7等变式，也会出现致死背景下特殊的性状分离比，如4∶2∶2∶1、6∶3∶2∶1。在涉及两对等位基因遗传时，若出现上述性状分离比，可考虑基因位于两对同源染色体上。‎ ‎2.两对等位基因的3种位置状况下产生配子及自交、测交结果归纳 基因有连锁现象时，不符合基因的自由组合定律，其子代将呈现独特的性状分离比。‎ 例如：‎ ‎【例证】 某种两性花植物，花的颜色由两对等位基因(H、h，R、r)控制，基因组成与花的颜色的对应关系见表。‎ 基因组成 H_RR H_Rr 其余基因组成 花的颜色 红色 粉红色 白色 回答下列问题：‎ ‎(1)基因型为HhRr的植株，两对基因在染色体上的位置关系可能有三种，请参照甲图，画出另外两种类型(竖线表示染色体，圆点表示基因)。‎ 类型编号 甲 乙 丙 基因在染色体上的位置 ‎(2)取基因型为HhRr植株的花粉，进行离体培养，获得的幼苗经秋水仙素处理后，继续生长至开花期，若所有植株全开白色花，则基因在染色体上的位置关系如表中________所示。‎ ‎(3)若用自交实验来探究这两对基因在染色体上的位置关系，则应选用基因型为________的植株进行自交，如果子代植株的表现型及比例是________，说明这两对基因位于________，遵循基因自由组合定律。‎ ‎(4)假设两对基因独立遗传，以基因型HhRr的植株为亲本自交，F1中所有开红色花的植株再自交，则F2中开白色花的植株所占的比例为________。‎ 审题指导　(1)基因型为HhRr的植株，两对基因在染色体上的位置关系可能有三种：H、h与R、r位于两对同源染色体上，在遗传过程中遵循自由组合定律；H、h与R、r位于一对同源染色体上，H、r连锁，h、R连锁；H、h与R、r位于一对同源染色体上，H、R连锁，h、r连锁，后两种情况不遵循自由组合定律。‎ ‎(2)如果取基因型为HhRr植株的花粉，进行离体培养，获得的幼苗经秋水仙素处理后，继续生长至开花期，若所有植株全开白色花，该白花植株的基因型是HHrr或hhRR，即亲本产生的配子的类型是Hr、hR两种，因此H、r连锁在一条染色体上，h、R连锁在另一条染色体上，则基因在染色体上的位置关系如表中乙所示。‎ ‎(3)如果两对等位基因分别位于2对同源染色体上，且遵循基因的自由组合定律，基因型为HhRr植株自交，后代的基因型及比例是H_R_∶H_rr∶hhR_∶hhrr＝9∶3∶3∶1，其中H_RR为红花，比例是×＝，H_Rr为粉红花，比例是×＝，其他为白花，比例是1－－＝，因此红花∶粉红花∶白花＝3∶6∶7。‎ ‎(4)基因型HhRr的植株为亲本自交，F1中红花植株的基因型是HHRR∶HhRR＝1∶2，开红色花的植株再自交，后代中开白色花的植株所占的比例为hhRR＝×＝。‎ 答案　(1)‎ ‎(2)乙(类型)　(3)HhRr　红花∶粉红花∶白花＝3∶6∶7　非同源染色体上(两对染色体上、不同染色体上)　(4) ‎1.如图表示孟德尔揭示两个遗传定律时所选用的豌豆实验材料及其体内相关基因控制的性状、显隐性及其在染色体上的分布。下列相关叙述正确的是(　　)‎ A.丁个体DdYyrr测交子代会出现四种表现型，比例为1∶1∶1∶1‎ B.甲、乙图个体减数分裂时可以恰当地揭示孟德尔自由组合定律的实质 C.孟德尔用假说—演绎法揭示基因分离定律时，可以选甲、乙、丙、丁为材料 D.孟德尔用丙YyRr自交，其子代表现型为9∶3∶3∶1，此属于假说—演绎的提出假说阶段 解析　丁个体DdYyrr测交，由于D、d与Y、y两对基因连锁，所以子代会出现2种表现型，比例为1∶1，A错误；甲、乙图个体基因型中只有一对基因是杂合子，只能揭示孟德尔的基因分离定律的实质，B错误；孟德尔用假说—演绎法揭示基因分离定律时，在实验验证时可以选甲、乙、丙、丁为材料，C正确；孟德尔用丙YyRr自交，子代表现型为9∶3∶3∶1，不属于提出假说阶段，D错误。‎ 答案　C ‎2.(2019·山东泰安模拟)‎ 已知某种昆虫(XY型)的体色由位于常染色体上的一组复等位基因A＋(红色)、A(黄色)、a(棕色)控制，且A＋A＋个体在胚胎期致死(已知复等位基因的显隐关系是A＋>A>a)；另一对等位基因B/b影响昆虫的体色，只有基因B存在时，上述体色才能表现，否则表现为黑色，回答下列问题：‎ ‎(1)若基因B/b位于性染色体上，当其仅位于X染色体上时，黄色个体的基因型有________种；当其位于X和Y染色体上的同源区段时，这个昆虫种群中棕色个体的基因型有________种。‎ ‎(2)若基因B/b位于常染色体上，让红色昆虫(甲)与黑色昆虫(乙)杂交，F1中红色∶棕色＝2∶1，则亲本的基因型为________。为探究F1红色个体中两对基因在染色体上的位置关系，取F1中一只红色雄性昆虫与F1中多只棕色雌性昆虫进行交配，根据子代的表现型及比例进行分析判断(不考虑交叉互换)：‎ ‎①若子代________，则两对基因位于两对同源染色体上；‎ ‎②若子代________，则说明A＋和B基因位于一条染色体上；‎ ‎③若子代________，则说明A＋和b基因位于一条染色体上。‎ 答案　(1)6　5　(2)A＋aBB和A＋abb　①红色∶棕色∶黑色＝3∶3∶2　②红色∶棕色∶黑色＝2∶1∶1　③红色∶棕色∶黑色＝1∶2∶1‎