生物新教材（2019）生物必修2微专题(2)第1章　遗传因子的发现—自由组合定律的常规解题方法学案（Word版含答案）

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生物新教材（2019）生物必修2微专题(2)
自由组合定律的常规解题方法
一、运用分离定律解决自由组合问题
分离定律是自由组合定律的基础，要学会运用分离定律的方法解决自由组合的问题。请结合下面给出的例子归纳自由组合问题的解题规律：
1．思路：将自由组合问题转化为若干个分离定律问题
在独立遗传的情况下，有几对杂合基因就可分解为几个分离定律问题，如AaBb×Aabb可分解为Aa×Aa、Bb×bb。
2．常见题型
推断性状的显隐性关系及亲子代的基因型和表型，求相应基因型、表型的比例或概率。
3．根据亲本的基因型推测子代的基因型、表型及比例——正推型
(1)配子类型问题
求AaBbCc产生的配子种类，以及配子中ABC的概率。
产生的配子种类：
　Aa　　　　Bb　　　　Cc
　↓　　　　↓　　　　 ↓
2　　×　 2　　×　　2＝8种
产生ABC配子的概率为××＝。
规律　某一基因型的个体所产生配子种类数等于2n种(n为等位基因对数)。
(2)配子间结合方式问题
AaBbCc与AaBbCC杂交过程中，配子间的结合方式有多少种？
①先求AaBbCc、AaBbCC各自产生多少种配子。
AaBbCc→8种配子、AaBbCC→4种配子。
②再求两性配子间的结合方式。由于雌雄配子间的结合是随机的，因而AaBbCc与AaBbCC配子之间有8×4＝32种结合方式。
规律　两基因型不同的个体杂交，配子间结合方式种类数等于各亲本产生配子种类数的乘积。
(3)子代基因型种类及概率问题
如AaBbCc与AaBBCc杂交，其后代有多少种基因型？
先分解为三个分离定律，再用乘法原理组合。
后代有3×2×3＝18种基因型
又如该双亲后代中，AaBBCC出现的概率为(Aa)×(BB)×(CC)＝。
(4)子代表型种类及概率问题
如AaBbCc×AabbCc，其杂交后代可能有多少种表型？
后代有2×2×2＝8种表型
又如该双亲后代中表型A_bbcc出现的概率为(A_)×(bb)×(cc)＝。
4．根据子代表型分离比推测亲本基因型——逆推型
(1)子代：9∶3∶3∶1＝(3∶1)(3∶1) AaBb×AaBb
(2)子代：1∶1∶1∶1＝(1∶1)(1∶1)
(3)子代：3∶1∶3∶1＝(3∶1)(1∶1)
(4)子代：3∶1＝(3∶1)×1
例1　已知A与a、B与b、D与d三对等位基因自由组合，分别控制3对相对性状。若基因型分别为AaBbDd、AabbDd的两个体进行杂交，则下列关于杂交后代的推测，正确的是(　　)
A．表型有8种，基因型为AaBbDd的个体的比例为
B．表型有4种，基因型为aaBbdd的个体的比例为
C．表型有8种，基因型为Aabbdd的个体的比例为
D．表型有8种，基因型为aaBbDd的个体的比例为
答案　D
解析　亲本的基因型分别为AaBbDd、AabbDd，两个体进行杂交，后代表型种类为2×2×2＝8(种)，故B错误；后代基因型为AaBbDd个体的比例为××＝，故A错误；后代基因型为Aabbdd个体的比例为××＝，故C错误；后代基因型为aaBbDd个体的比例为××＝，故D正确。
例2　水稻的高秆(D)对矮秆(d)为显性，抗病(R)对易染病(r)为显性。现有两株水稻作为亲本进行杂交实验，产生的后代表型及其数量比是高秆抗病∶矮秆抗病∶高秆易染病∶矮秆易染病＝3∶3∶1∶1，则该亲本的基因型为(　　)
A．DdRr和ddRr B．Ddrr和DdRr
C．DdRr和DdRr D．DdRr和ddrr
答案　A
解析　根据后代中高秆∶矮秆＝1∶1可知，亲本对应的基因型组合为Dd×dd；根据后代中抗病∶易染病＝3∶1可知，亲本对应的基因型组合为Rr×Rr。故该亲本的基因型为DdRr和ddRr。
二、两对基因控制的性状遗传中异常分离比现象
条件 F1(AaBb)自交后代比例 F1(AaBb)测交后代比例
存在一种显性基因(A或B)时表现为同一种性状，其余正常表现 9∶6∶1 1∶2∶1
即A_bb和aaB_个体的表型相同
A、B同时存在时表现为一种性状，否则表现为另一种性状 9∶7 1∶3
即A_bb、aaB_、aabb个体的表型相同
a(或b)成对存在时表现同一种性状，其余正常表现 9∶3∶4 1∶1∶2
即A_bb和aabb的表型相同或aaB_和aabb的表型相同
只要存在显性基因(A或B)就表现为同一种性状，其余正常表现 15∶1 3∶1
即A_B_、A_bb和aaB_的表型相同
显性基因在基因型中的个数影响性状表现(累加效应) AABB∶(AaBB、AABb)∶(AaBb、aaBB、AAbb)∶(Aabb、aaBb)∶aabb＝1∶4∶6∶4∶1 AaBb∶(Aabb、aaBb)∶aabb＝1∶2∶1
致死类型(和小于16) ①AA和BB致死 ②AA(或BB)致死 ③aabb致死 ④aa(或bb)致死 ⑤AB等配子致死
方法技巧　“三步法”巧解自由组合定律中特殊分离比问题
第一步，判断是否遵循基因自由组合定律：若没有致死的情况，双杂合子自交后代的表型比例之和为16，则符合基因的自由组合定律，否则不符合基因的自由组合定律。
第二步，写出遗传图解：根据基因的自由组合定律，写出F2四种表型对应的基因型，并注明自交后代性状分离比(9∶3∶3∶1)，然后结合作用机理示意图推敲双显性、单显性、双隐性分别对应什么表型。
第三步，合并同类项：根据题意，将具有相同表型的个体进行“合并同类项”。
例3　某植物的花色受独立遗传的两对基因A、a，B、b控制，这两对基因与花色的关系如图所示，此外，a基因对于B基因的表达有抑制作用。现将基因型为AABB的个体与基因型为aabb的个体杂交得到F1，则F1的自交后代中花色的表型比例是(　　)
A基因　　 　B基因
↓　　 　　　↓
白色色素粉色色素红色色素
A．白∶粉∶红＝3∶10∶3 B．白∶粉∶红＝3∶12∶1
C．白∶粉∶红＝4∶9∶3 D．白∶粉∶红＝6∶9∶1
答案　C
解析　基因型为AABB的个体与基因型为aabb的个体杂交得到F1，则F1的基因型为AaBb，F1自交后代中花色的表型及比例为白(aaB_＋aabb)∶粉(A_bb＋AaB_)∶红(AAB_)＝(×＋×)∶(×＋×)∶(×)＝4∶9∶3。
例4　某动物毛色受两对等位基因控制，棕色个体相互交配，子代总表现出棕色∶黑色∶灰色∶白色＝4∶2∶2∶1。下列相关说法错误的是(　　)
A．控制毛色的基因符合自由组合定律
B．白色个体相互交配，后代都是白色
C．控制毛色的显性基因纯合可能会使受精卵无法存活
D．棕色个体有4种基因型
答案　D
解析　由棕色个体相互交配子代总表现出棕色∶黑色∶灰色∶白色＝4∶2∶2∶1可知，此比例为9∶3∶3∶1的变式，亲本为双杂合个体，且两对等位基因均表现出显性纯合致死。控制毛色的基因符合自由组合定律，A项正确；白色个体为双隐性个体，故白色个体相互交配，后代都是白色，B项正确；出现4∶2∶2∶1的比例是因为控制毛色的显性基因纯合致死，即可能是受精卵致死，C项正确；棕色个体为双显性个体，且为双杂合个体，由于显性纯合致死，故只有1种基因型，D项错误。
三、两种遗传病同时遗传时的概率计算
当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时，各种患病情况的概率分析如下：
根据序号所示进行相乘得出相应概率，再进一步拓展如下表
序号 类型 计算公式
已知 患甲病概率为m 则不患甲病概率为1－m
患乙病概率为n 则不患乙病概率为1－n
① 同时患两病概率 m·n
② 只患甲病概率 m·(1－n)
③ 只患乙病概率 n·(1－m)
④ 不患病概率 (1－m)(1－n)
拓展求解 患病概率 ①＋②＋③或1－④
只患一种病概率 ②＋③或1－(①＋④)
以上规律可用下图帮助理解：
例5　多指症由显性基因控制，先天性聋哑由隐性基因控制，决定这两种遗传病的基因自由组合，一对男性患多指、女性正常的夫妇，婚后生了一个手指正常的聋哑孩子。这对夫妇再生下的孩子为手指正常、先天性聋哑、既多指又先天性聋哑这三种情况的可能性依次是(　　)
A.、、 B.、、
C.、、 D.、、
答案　A
解析　设多指相关基因用A、a表示，聋哑相关基因用B、b表示。根据亲代和子代表型，可推出亲代基因型：父AaBb，母aaBb，他们再生一个孩子情况如下图：
①线表示全正常，×＝；
②线表示只患聋哑，×＝；
③线表示只患多指，×＝；
④线表示既患多指又患聋哑，×＝。
据此可得出答案。
例6　软骨发育不全是一种显性遗传病，白化病是一种隐性遗传病(两种病都与性别无关)。一对夫妻都患有软骨发育不全，他们所生的第一个孩子患有白化病和软骨发育不全，第二个孩子表现正常。假设控制这两种病的基因在遗传上符合自由组合定律，请预测他们再生一个孩子同时患两种病的概率是(　　)
A．1/6 B．3/16 C．1/8 D．3/8
答案　B
解析　假设软骨发育不全由B、b基因控制，白化病由A、a基因控制，两个患有软骨发育不全遗传病的人结婚，第一个孩子患有白化病和软骨发育不全，第二个孩子表现正常，则这对夫妇的基因型为AaBb、AaBb，他们再生一个孩子同时患两种病的概率是1/4×3/4＝3/16。
1．(2020·山东青岛高二上月考)南瓜的果实中白色(W)对黄色(w)为显性，盘状(D)对球状(d)为显性，两对基因独立遗传。下列不同亲本组合所产生的后代中结白色球状果实比例最大的一组是(　　)
A．WwDd×wwDD B．WwDd×wwdd
C．WWdd×WWdd D．WwDd×WWDD
答案　C
解析　WwDd×wwDD，后代结白色球状果实(W_dd)的概率＝1/2×0＝0；WwDd×wwdd，后代结白色球状果实(W_dd)的概率＝1/2×1/2＝1/4；WWdd×WWdd，后代结白色球状果实(W_dd)的概率＝1；WwDd×WWDD，后代结白色球状果实(W_dd)的概率＝1×0＝0。
2．某植物产量的高低有高产、中高产、中产、中低产、低产5种类型，受两对独立遗传的基因A和a、B和b的控制，产量的高低与显性基因的个数呈正相关。下列说法不正确的是(　　)
A．两对基因的遗传遵循基因自由组合定律
B．中产植株的基因型可能有AABb、AaBB两种
C．基因型为AaBb的个体自交，后代高产∶中高产∶中产∶中低产∶低产＝1∶4∶6∶4∶1
D．对中高产植株进行测交，后代的表型及比例为中产∶中低产＝1∶1
答案　B
解析　由于两对基因能够独立遗传，所以，它们的遗传遵循基因自由组合定律，A项正确；中产植株的基因型可能有AAbb、AaBb和aaBB三种，B项错误；基因型为AaBb的个体自交，后代中基因型为AABB(1/16)的个体表现为高产，基因型为AABb(2/16)和AaBB(2/16)的个体表现为中高产，基因型为AAbb(1/16)、AaBb(4/16)和aaBB(1/16)的个体表现为中产，基因型为Aabb(2/16)和aaBb(2/16)的个体表现为中低产，基因型为aabb(1/16)的个体表现为低产，因此，后代高产∶中高产∶中产∶中低产∶低产＝1∶4∶6∶4∶1，C项正确；中高产植株的基因型为AABb或AaBB，其中对AABb进行测交，后代表型及比例为中产∶中低产＝1∶1，对AaBB进行测交，后代表型及比例为中产∶中低产＝1∶1，因此，对中高产植株进行测交，后代的表型及比例为中产∶中低产＝1∶1，D项正确。
3．鸡的羽毛颜色由两对独立遗传的等位基因A和a、B和b控制，B是有色羽基因，b是白色羽基因。已知A_B_、aabb、A_bb均表现为白色羽，aaB_表现为有色羽。下列说法不合理的是(　　)
A．A基因对B基因的表达可能有抑制作用
B．若一白色羽个体测交后代全表现为白色羽，则该白色羽个体的基因型一定为aabb
C．若一有色羽个体测交后代中有色羽∶白色羽＝1∶1，说明该有色羽个体的基因型为aaBb
D．两个基因型为AaBb的个体杂交，后代中表现为有色羽的个体占3/16
答案　B
解析　分析题意可知，只有在B基因存在、A基因不存在时才表现为有色羽，而当B基因和A基因同时存在时表现为白色羽，由此可推测A基因对B基因的表达可能有抑制作用，A项正确；基因型为AAB_、aabb、A_bb的个体与基因型为aabb的个体杂交，后代都全表现为白色羽，B项错误；有色羽个体的基因型为aaBB或aaBb，其中只有基因型为aaBb的个体测交，后代才会出现有色羽∶白色羽＝1∶1，C项正确；两个基因型为AaBb的个体杂交，后代中表现为有色羽(aaB_)的个体占1/4×3/4＝3/16，D项正确。
4．已知某作物晚熟(W)对早熟(w)为显性，感病(R)对抗病(r)为显性，两对基因独立遗传。含早熟基因的花粉有50%死亡，且纯合感病个体不能存活，现有一株纯合晚熟抗病个体与一株早熟感病个体，杂交得F1，取其中所有晚熟感病个体自交，所得F2表型比例为(　　)
A．6∶3∶2∶1 B．15∶5∶3∶1　C．16∶8∶2∶1 D．10∶5∶2∶1
答案　D
解析　含有w基因的花粉有50%死亡，因此基因型为Ww的父本产生的可育配子的类型及比例为W∶w＝2∶1，母本产生的可育配子的类型及比例为W∶w＝1∶1，雌雄配子随机结合，子代的基因型及比例为WW∶Ww∶ww＝2∶3∶1，即后代的晚熟∶早熟＝5∶1。亲本纯合抗病个体基因型为rr，感病个体基因型为Rr，F1的基因型及比例为rr∶Rr＝1∶1；取F1中所有感病个体Rr自交，后代中能存活的感病个体(Rr)∶抗病个体(rr)＝2∶1。故F2表型比例为(5∶1)×(2∶1)＝10∶5∶2∶1。
5．某种蛇体色的遗传如图所示，基因B、b和T、t遵循自由组合定律，当两种色素都没有时表现为白色。选纯合的黑蛇与纯合的橘红蛇作为亲本进行杂交，下列有关叙述正确的是(　　)
A．亲本黑蛇和橘红蛇的基因型分别为BBTT、bbtt
B．F1的基因型全部为BbTt，表型均为黑蛇
C．让F1花纹蛇相互交配，后代花纹蛇中纯合子所占的比例为1/9
D．让F1花纹蛇与杂合的橘红蛇交配，其后代出现白蛇的概率为1/9
答案　C
解析　黑蛇的基因型为B_tt，橘红蛇的基因型为bbT_，由于亲本均为纯合子，则亲本黑蛇和橘红蛇的基因型分别为BBtt、bbTT，A错误；亲本黑蛇(BBtt)与橘红蛇(bbTT)杂交后代基因型均为BbTt，表型为花纹蛇，B错误；让F1花纹蛇(BbTt)相互交配，后代表型及比例为花纹蛇(B_T_)∶黑蛇(B_tt)∶橘红蛇(bbT_)∶白蛇(bbtt)＝9∶3∶3∶1，花纹蛇(B_T_)中纯合子(BBTT)所占的比例为1/9，C正确；让F1花纹蛇(BbTt)与杂合的橘红蛇(bbTt)交配，其后代出现白蛇(bbtt)的概率为1/2×1/4＝1/8，D错误。
6．旱金莲由三对等位基因控制花的长度，这三对基因分别位于三对染色体上且独立遗传，作用相等且具叠加性。已知每个显性基因控制花长为5 mm，每个隐性基因控制花长为2 mm。花长为24 mm的同种基因型个体相互授粉，后代出现性状分离，其中与亲本具有同等花长的个体所占比例是(　　)
A．1/16 B．1/8 C．5/16 D．3/8
答案　D
解析　根据题意知花长为24 mm的个体中应该有显性基因(24－2×6)÷(5－2)＝4(个)，且后代有性状分离，不可能是纯合子，所以基因型可能是AaBbCC、AaBBCc、AABbCc。以AaBbCC为例，其自交后代含有4个显性基因的比例为1/4×1/4×1＋1/4×1/4×1＋1/2×1/2×1＝3/8。