備考2024屆高考生物一輪復(fù)習(xí)講義第五章基因的傳遞規(guī)律課時(shí)2基因的自由組合定律

課時(shí)2基因的自由組合定律課標(biāo)要求核心考點(diǎn)五年考情核心素養(yǎng)對(duì)接闡明有性生殖中基因的分離和自由組合使得子代的基因型和表型有多種可能，并可由此預(yù)測子代的遺傳性狀基因的自由組合定律2023：遼寧T24、山東T23、湖北T14、新課標(biāo)T5、全國乙T6、全國甲T32（2）（3）；2022：山東T17、湖南T15、遼寧T25、全國甲T6和T32（2）、浙江6月T28（4）（5）、浙江1月T28、海南T18（2）（4）、北京T18（2）、江蘇T23；2021：山東T6、海南T23、湖南T17、全國乙T6和T32、全國甲T5和T32（2）（3）（4）、湖北T19、福建T19（2）、重慶T10、浙江6月T3；2020：山東T23、全國ⅡT32、天津T17（2）、浙江7月T23和T28（2）（3）、浙江1月T28、江蘇T32；2019：江蘇T32、全國ⅠT32、全國ⅡT32、浙江4月T31、海南T281.生命觀念——結(jié)構(gòu)與功能觀：從細(xì)胞水平和分子水平闡述基因的自由組合定律。2.科學(xué)思維——演繹與推理：解釋兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)，總結(jié)自由組合定律的本質(zhì)；歸納與概括：自由組合定律和分離定律的區(qū)別與聯(lián)系。3.科學(xué)探究——實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：驗(yàn)證基因的自由組合定律，探究基因在染色體上的位置。4.社會(huì)責(zé)任——通過解釋、解決生產(chǎn)實(shí)踐中的一些遺傳學(xué)問題，落實(shí)社會(huì)責(zé)任素養(yǎng)命題分析預(yù)測1.本部分內(nèi)容是高考試題不斷推陳出新的發(fā)源地，稱為“百變遺傳”。幾乎每套試卷均有一道考查基因自由組合定律的試題，多數(shù)試題綜合性強(qiáng)，常借助數(shù)學(xué)模型或概念模型對(duì)兩對(duì)或多對(duì)等位基因的遺傳或9：3：3：1的變式進(jìn)行考查。另外，遺傳實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析也是近年高考命題的熱點(diǎn)之一。2.預(yù)計(jì)2025年高考命題可能以遺傳圖解、表格、文字信息等為載體，結(jié)合減數(shù)分裂、伴性遺傳、人類遺傳病、生物育種等內(nèi)容綜合考查自由組合定律的應(yīng)用和遺傳實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)等1.兩對(duì)相對(duì)性狀雜交實(shí)驗(yàn)的“假說—演繹”分析重組類型常見誤區(qū)（1）明確重組類型的含義：重組類型包括不同性狀的重組、非等位基因的重組兩種情況；不同性狀的重組類型通?？梢灾苯佑^察到，進(jìn)而統(tǒng)計(jì)其所占比例；非等位基因的重組類型通常不能直接觀察到，可通過表型比例推斷其所占比例。（2）具有兩對(duì)相對(duì)性狀的純合親本雜交，F(xiàn)1自交所得的F2中，與親本表型相同的個(gè)體所占比例并不都是10/16，性狀重組類型所占比例并不都是6/16。如當(dāng)親本基因型為YYrr和yyRR時(shí)，F(xiàn)2中與親本表型相同的個(gè)體所占比例為6/16，性狀重組類型所占比例為10/16。2.基因的自由組合定律（1）內(nèi)容①控制不同性狀的[8]遺傳因子（或基因）的分離和組合是互不干擾的。②在形成配子時(shí)，決定同一性狀的成對(duì)的[9]遺傳因子（或基因）彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子（或基因）[10]自由組合。（2）細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)（以精原細(xì)胞減數(shù)分裂為例）（3）解讀3.辨析等位基因和非等位基因位置關(guān)系其他基因與A的關(guān)系其他基因與A的行為與遺傳定律的關(guān)系等位基因aa與A分離，發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ后期孟德爾“分離定律”的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)非等位基因B、b①b與A連鎖，b、A進(jìn)入同一個(gè)配子；②通過B與b之間互換，B與A重組后可進(jìn)入同一個(gè)配子，互換發(fā)生于減數(shù)分裂Ⅰ前期摩爾根“連鎖互換定律”的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)C、c①c與A連鎖，c、A進(jìn)入同一個(gè)配子；②通過C與c之間互換，C與A重組后可進(jìn)入同一個(gè)配子，互換發(fā)生于減數(shù)分裂Ⅰ前期D、dD和d均能與A自由組合，發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ后期孟德爾“自由組合定律”的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)4.孟德爾獲得成功的原因基礎(chǔ)自測1.F1（基因型為YyRr）在產(chǎn)生配子時(shí)，每對(duì)遺傳因子彼此分離，不同對(duì)的遺傳因子自由組合。（√）2.F2的黃色圓粒中，只有基因型為YyRr的個(gè)體是雜合子，其他的都是純合子。（×）3.F1（基因型為YyRr）產(chǎn)生基因型為YR的卵細(xì)胞和基因型為YR的精子數(shù)量之比為1：1。（×）4.在進(jìn)行減數(shù)分裂的過程中，等位基因彼此分離，非等位基因表現(xiàn)為自由組合。（×）5.某個(gè)體自交后代的表型比例為3：1，則說明此性狀是由一對(duì)等位基因控制的。（×）6.“先研究基因的行為變化，后研究性狀分離現(xiàn)象”是孟德爾獲得成功的原因之一。（×）7.對(duì)雜交育種起指導(dǎo)作用的是基因的自由組合定律，因此雜交育種和分離定律無關(guān)。（×）深度思考1.在進(jìn)行豌豆雜交實(shí)驗(yàn)之前，孟德爾曾花了幾年時(shí)間研究山柳菊，結(jié)果卻一無所獲，其原因主要有哪些？提示①山柳菊沒有既容易區(qū)分又可以連續(xù)觀察的相對(duì)性狀。②山柳菊有時(shí)進(jìn)行有性生殖，有時(shí)進(jìn)行無性生殖。③山柳菊的花小，難以做人工雜交實(shí)驗(yàn)。2.孟德爾實(shí)驗(yàn)中為什么要進(jìn)行正交和反交實(shí)驗(yàn)？提示進(jìn)行正交和反交實(shí)驗(yàn)是為了判斷性狀的遺傳是否和母本有關(guān)。3.孟德爾兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)2出現(xiàn)9：3：3：1的比例需滿足什么條件？提示①所研究的每一對(duì)相對(duì)性狀只受一對(duì)等位基因控制，而且等位基因間的顯隱性關(guān)系為完全顯性。②必須是兩對(duì)等位基因分別位于兩對(duì)同源染色體上。③不同類型的雌雄配子都能發(fā)育良好，且受精的機(jī)會(huì)均等。④所有后代都應(yīng)處于比較一致的環(huán)境中，而且存活率相同。⑤實(shí)驗(yàn)的群體要足夠大，個(gè)體數(shù)量要足夠多。4.受精時(shí)，雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的，雌雄配子的隨機(jī)結(jié)合是不是基因的自由組合？為什么？提示不是。雌雄配子的隨機(jī)結(jié)合發(fā)生在受精作用階段，基因的自由組合發(fā)生在配子產(chǎn)生過程中，所以雌雄配子的隨機(jī)結(jié)合不是基因的自由組合。5.基因型為AaBb的個(gè)體自交，后代一定有4種表型、9種基因型嗎？為什么？提示不一定。若兩對(duì)等位基因位于兩對(duì)同源染色體上，基因型為AaBb的個(gè)體自交，后代中一定有9種基因型，但不一定有4種表型，比如A對(duì)a為不完全顯性時(shí)會(huì)產(chǎn)生6種表型；若兩對(duì)等位基因位于一對(duì)同源染色體上，該個(gè)體自交，后代可能出現(xiàn)AABB、AaBb、aabb或AAbb、AaBb、aaBB3種基因型。6.在兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)中，兩親本的雜交后代出現(xiàn)1：1：1：1的比例，能否證明兩對(duì)性狀獨(dú)立遺傳？提示不一定。在兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)中，若是YyRr與yyrr雜交，后代出現(xiàn)1∶1∶1∶1的比例，可以說明兩對(duì)性狀獨(dú)立遺傳；若是Yyrr與yyRr雜交，其后代也會(huì)出現(xiàn)1∶1∶1∶1的比例，不能說明兩對(duì)性狀獨(dú)立遺傳。研透高考明確方向命題點(diǎn)1兩對(duì)相對(duì)性狀雜交實(shí)驗(yàn)的過程1.袁隆平被譽(yù)為“世界雜交水稻之父”?，F(xiàn)有高稈抗銹?。―DTT）和矮稈不抗銹?。╠dtt）的兩個(gè)品種的水稻（矮稈水稻具有抗倒伏的特征），控制兩對(duì)相對(duì)性狀的基因分別位于兩對(duì)同源染色體上。利用雜交的方法，獲得抗倒伏且抗銹病的品種。以下相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（B）A.F1只有1種表型B.F1自交得F2，F(xiàn)2中符合生產(chǎn)需求且能穩(wěn)定遺傳的水稻占3/16C.F1自交得F2，F(xiàn)2中有4種表型D.此水稻雜交的過程遵循孟德爾自由組合定律解析高稈抗銹?。―DTT）和矮稈不抗銹?。╠dtt）品種的水稻雜交，F(xiàn)1的基因型為DdTt，只有1種表型，即高稈抗銹病，A正確；F1自交得F2，F(xiàn)2中純合矮稈抗銹病的水稻（ddTT）占1/4×1/4＝1/16，B錯(cuò)誤；F1自交得F2，F(xiàn)2中有4種表型，分別為高稈抗銹病、高稈不抗銹病、矮稈抗銹病、矮稈不抗銹病，C正確；此水稻雜交的過程涉及位于兩對(duì)同源染色體上的兩對(duì)等位基因，遵循自由組合定律，D正確。命題變式（1）[跨模塊綜合型]上述培育新品種的方法屬于雜交育種，該育種方法的原理是基因重組。（2）[設(shè)問拓展型]F2中共有9種基因型，其中最理想的基因型是ddTT。（3）[跨模塊綜合型]要獲得理想基因型還可以采用單倍體育種的方法，該方法的優(yōu)點(diǎn)是明顯縮短育種年限。2.[2024鄭州四十七中模擬]孟德爾在兩對(duì)相對(duì)性狀的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)中，用純種黃色圓粒豌豆和純種綠色皺粒豌豆雜交獲得F1，F(xiàn)1自交得F2。下列有關(guān)敘述正確的是（C）A.黃色與綠色、圓粒與皺粒的遺傳都遵循分離定律，故這兩對(duì)性狀的遺傳遵循自由組合定律B.F1產(chǎn)生的雄配子總數(shù)與雌配子總數(shù)相等，是F2出現(xiàn)9：3：3：1性狀分離比的前提C.從F2的綠色圓粒植株中任取兩株，這兩株植株基因型不同的概率為4/9D.若自然條件下將F2中黃色圓粒植株混合種植，后代出現(xiàn)綠色皺粒的概率為1/81解析連鎖的兩對(duì)等位基因都遵循分離定律，但不遵循自由組合定律，故不能依據(jù)黃色與綠色、圓粒與皺粒的遺傳都遵循分離定律，得出這兩對(duì)性狀的遺傳遵循自由組合定律的結(jié)論，A錯(cuò)誤；F1產(chǎn)生的雄配子總數(shù)往往多于雌配子總數(shù)，B錯(cuò)誤；F2的綠色圓粒植株的基因型為1/3yyRR、2/3yyRr，從中任取兩株，這兩株植株基因型相同的概率為1/3×1/3＋2/3×2/3＝5/9，故不同的概率為4/9，C正確；若自然條件下將F2中黃色圓粒植株混合種植，由于豌豆是自花傳粉植物，只有基因型為YyRr的個(gè)體才會(huì)產(chǎn)生基因型為yyrr（綠色皺粒）的后代，故后代出現(xiàn)綠色皺粒的概率為4/9×1/16＝1/36，D錯(cuò)誤。命題點(diǎn)2自由組合定律的實(shí)質(zhì)和驗(yàn)證3.[2024山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬]某單子葉植物非糯性（A）對(duì)糯性（a）為顯性，抗?。═）對(duì)易染病（t）為顯性，花粉粒長形（D）對(duì)圓形（d）為顯性，三對(duì)等位基因分別位于三對(duì)同源染色體上，非糯性花粉遇碘變藍(lán)黑色，糯性花粉遇碘變橙紅色?，F(xiàn)有四種純合子，基因型分別為①AATTdd、②AAttdd、③AAttDD、④aattdd。下列說法正確的是（C）A.選擇①和③為親本進(jìn)行雜交，可通過觀察F1的花粉來驗(yàn)證自由組合定律B.任意選擇上述純合子中的兩種進(jìn)行雜交，都可通過觀察F1的花粉粒形狀來驗(yàn)證分離定律C.選擇①和④為親本進(jìn)行雜交，將雜交所得的F1的花粉涂在載玻片上，加碘液染色，顯微鏡下觀察，藍(lán)黑色花粉粒：橙紅色花粉粒＝1：1D.選擇①和②為親本進(jìn)行雜交，F(xiàn)1自交得F2，可通過觀察F2植株的表型及比例來驗(yàn)證自由組合定律解析由于易染病與抗病基因的表型不能在配子中體現(xiàn)，因此不能選擇①和③雜交，通過觀察F1的花粉來驗(yàn)證自由組合定律，A錯(cuò)誤；只有③中含有D基因，因此若要通過觀察F1的花粉粒形狀來驗(yàn)證分離定律，只能選擇③與其他純合子進(jìn)行雜交，而不能任意選擇兩種進(jìn)行雜交，B錯(cuò)誤；由于易染病與抗病基因的表型不在配子中表現(xiàn)，選擇①和④進(jìn)行雜交時(shí)，F(xiàn)1的基因型為AaTtdd，F(xiàn)1產(chǎn)生非糯性花粉和糯性花粉的概率均為1/2，由于非糯性花粉遇碘液變藍(lán)黑色、糯性花粉遇碘液變橙紅色，因此將雜交所得的F1的花粉涂在載玻片上，加碘液染色，在顯微鏡下可觀察到藍(lán)黑色花粉粒：橙紅色花粉粒＝1：1，C正確；①和②進(jìn)行雜交，F(xiàn)1的基因型為AATtdd，表現(xiàn)為非糯性抗病圓形花粉粒，由于只有一對(duì)基因（抗病基因和易染病基因）雜合，因此不能通過觀察F2植株的表型及比例來驗(yàn)證自由組合定律，D錯(cuò)誤。4.[2023遼寧節(jié)選，9分]蘿卜是雌雄同花植物，其貯藏根（蘿卜）紅色、紫色和白色由一對(duì)等位基因W、w控制，長形、橢圓形和圓形由另一對(duì)等位基因R、r控制。一株表型為紫色橢圓形蘿卜的植株自交，F(xiàn)1的表型及其比例如下表所示?；卮鹣铝袉栴}：F1表型紅色長形紅色橢圓形紅色圓形紫色長形紫色橢圓形紫色圓形白色長形白色橢圓形白色圓形比例121242121注：假設(shè)不同基因型植株個(gè)體及配子的存活率相同。（1）控制蘿卜顏色和形狀的兩對(duì)基因的遺傳遵循（填“遵循”或“不遵循”）孟德爾第二定律。（2）為驗(yàn)證上述結(jié)論，以F1為實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證：①選擇蘿卜表型為紫色橢圓形和紅色長形的植株作親本進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)。②若子代表型及其比例為紅色長形：紅色橢圓形：紫色長形：紫色橢圓形＝1：1：1：1，則上述結(jié)論得到驗(yàn)證。（3）表中F1植株純合子所占比例是1/4；若表中F1隨機(jī)傳粉，F(xiàn)2植株中表型為紫色橢圓形蘿卜的植株所占比例是1/4。解析（1）F1中紅色長形：紅色橢圓形：紅色圓形：紫色長形：紫色橢圓形：紫色圓形：白色長形：白色橢圓形：白色圓形＝1：2：1：2：4：2：1：2：1，比例為9：3：3：1的變式，兩對(duì)性狀的遺傳遵循自由組合定律，即遵循孟德爾第二定律。（2）F1中紅色：紫色：白色＝1：2：1，長形：橢圓形：圓形＝1：2：1，只考慮一種性狀，紅色、白色、長形、圓形均是純合子，紫色和橢圓形均為雜合子，則紫色橢圓形蘿卜植株的基因型為WwRr，紅色長形植株的基因型有四種可能：WWRR、WWrr、wwRR、wwrr。若兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳，紫色橢圓形的植株（WwRr）產(chǎn)生的配子種類及比例為WR、Wr、wR、wr＝1：1：1：1；不管紅色長形植株的基因型是四種可能中的哪種，其都只產(chǎn)生一種配子（WR或Wr或wR或wr）。因此，可選擇F1中蘿卜表型為紫色橢圓形和紅色長形的植株作親本進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，觀察、統(tǒng)計(jì)子代的表型。該雜交實(shí)驗(yàn)中選用的紅色長形植株的基因型及其對(duì)應(yīng)的分析如表：選用的紅色長形植株的基因型蘿卜基因型與表型對(duì)應(yīng)關(guān)系紫色橢圓形（WwRr）和紅色長形植株雜交產(chǎn)生的子代基因型及表型顏色形狀種類比例WWRR紅色：WW紫色：Ww白色：ww長形：RR橢圓形：Rr圓形：rrWWRR（紅色長形）、WWRr（紅色橢圓形）、WwRR（紫色長形）、WwRr（紫色橢圓形）1：1：1：1WWrr紅色：WW紫色：Ww白色：ww長形：rr橢圓形：Rr圓形：RRWWRr（紅色橢圓形）、WWrr（紅色長形）、WwRr（紫色橢圓形）、Wwrr（紫色長形）1：1：1：1wwRR紅色：ww紫色：Ww白色：WW長形：RR橢圓形：Rr圓形：rrWwRR（紫色長形）、WwRr（紫色橢圓形）、wwRR（紅色長形）、wwRr（紅色橢圓形）1：1：1：1wwrr紅色：ww紫色：Ww白色：WW長形：rr橢圓形：Rr圓形：RRWwRr（紫色橢圓形）、Wwrr（紫色長形）、wwRr（紅色橢圓形）、wwrr（紅色長形）1：1：1：1由表可知，若兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳，不管純合的紅色長形植株的基因型是哪種，其與紫色橢圓形植株雜交，子代的表型及其比例均為紅色橢圓形：紅色長形：紫色橢圓形：紫色長形＝1：1：1：1。綜上分析，選擇F1中表型為紫色橢圓形和紅色長形的植株作親本進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，若子代表型及比例為紅色橢圓形：紅色長形：紫色橢圓形：紫色長形＝1：1：1：1，則可驗(yàn)證控制蘿卜顏色和形狀的兩對(duì)基因的遺傳遵循孟德爾第二定律。（3）紫色橢圓形蘿卜（WwRr）的植株自交，得到F1，表中F1植株純合子的基因型為WWRR、WWrr、wwRR、wwrr，所占比例是1/4。若表中F1隨機(jī)傳粉，就蘿卜的顏色而言，F(xiàn)1產(chǎn)生的配子為1/2W、1/2w，雌雄配子隨機(jī)結(jié)合，F(xiàn)2中紫色植株（Ww）占1/2；就蘿卜的形狀而言，F(xiàn)1產(chǎn)生的配子為1/2R、1/2r，雌雄配子隨機(jī)結(jié)合，F(xiàn)2中橢圓形植株（Rr）占1/2，因此，F(xiàn)2植株中表型為紫色橢圓形蘿卜的植株所占比例是1/2×1/2＝1/4。通性通法驗(yàn)證兩對(duì)等位基因（A/a、B/b）的遺傳是否遵循自由組合定律的方法驗(yàn)證方法結(jié)論自交法AaBb自交后代的分離比為9：3：3：1，則符合基因的自由組合定律，性狀由位于兩對(duì)同源染色體上的兩對(duì)等位基因控制測交法AaBb測交后代的性狀比例為1：1：1：1，則符合基因的自由組合定律，性狀由位于兩對(duì)同源染色體上的兩對(duì)等位基因控制花粉鑒定法若AaBb產(chǎn)生四種花粉，比例為1：1：1：1，則符合基因的自由組合定律單倍體育種法取AaBb的花粉，進(jìn)行花藥離體培養(yǎng)，用秋水仙素處理單倍體幼苗，若植株有四種表型，比例為1：1：1：1，則符合基因的自由組合定律注意：（1）遵循自由組合定律的情況下，其中的任意一對(duì)等位基因的遺傳一般都遵循分離定律。（2）不能用分離定律的結(jié)果判斷基因是否符合自由組合定律。因?yàn)閮蓪?duì)等位基因無論是位于一對(duì)同源染色體上還是位于兩對(duì)同源染色體上，單獨(dú)分析時(shí)，兩對(duì)基因的遺傳都遵循分離定律，但只有兩對(duì)等位基因位于兩對(duì)同源染色體上才遵循自由組合定律。命題點(diǎn)3自由組合定律的應(yīng)用分析5.有香味是優(yōu)質(zhì)水稻品種的特性之一，受隱性基因（a）控制，抗?。˙）對(duì)感?。╞）為顯性。某研究小組讓一株無香味感病水稻與一株無香味抗病水稻雜交，得到998粒種子，將種子種植后統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)：抗病植株503株，感病植株495株，有香味植株249株，無香味植株749株。不考慮基因突變等其他變異情況，下列敘述錯(cuò)誤的是（D）A.親本中無香味抗病植株的基因型是AaBb，無香味感病植株的基因型是AabbB.若讓子代有香味抗病植株自交，其后代不能都保持有香味抗病的性狀C.在子代的503株抗病植株中，理論上有香味植株約有126株D.理論上，上述子代中共有1/4植株與親本的基因型相同解析據(jù)題意可知，親本中無香味感病植株的基因型為A_bb，無香味抗病植株的基因型為A_B_，二者雜交，子代中抗?。焊胁。?03：495≈1：1，有香味：無香味＝249：749≈1：3，故可推出親本中無香味感病植株的基因型為Aabb，無香味抗病植株的基因型為AaBb。據(jù)分析可知，親本中無香味抗病植株的基因型是AaBb，無香味感病植株的基因型是Aabb，A正確；子代中有香味抗病植株的基因型為aaBb，其自交，后代會(huì)出現(xiàn)有香味感病植株，B正確；在子代抗病植株（__Bb）中，有香味植株（aaBb）占1/4，故在子代的503株抗病植株中，理論上有香味植株有503×1/4≈126（株），C正確；子代中基因型為Aabb的植株所占比例為1/2×1/2＝1/4