第二章 基因的自由组合规律
第一节 自由组合规律试验
学习目标 1.概述两对相对性状的杂交试验。(重点) 2.解释自由组合现象，描述基因的自由组合规律。(重点) 探究性状间自由组合的机制，阐明自由组合规律的实质。(重难点)
一、探究性状间自由组合机制
1．分析两对相对性状的遗传试验
(1)试验过程：让纯种黄色圆粒与纯种绿色皱粒豌豆杂交得F1，再让F1自交得F2。
亲本中绿色与黄色为一对相对性状，圆粒与皱粒为另一对相对性状。
(2)试验现象
F1全部表现为黄色圆粒，即显性性状。
F2中有4种表现型出现，其中黄色圆粒、绿色皱粒属于亲本类型，黄色皱粒、绿色圆粒属于重组类型，且黄圆∶黄皱∶绿圆∶绿皱＝9∶3∶3∶1。
2．对自由组合现象的解释
遗传图解：
F2
配子
YR
Yr
yR
yr
YR
YYRR黄圆
YYRr黄圆
YyRR黄圆
YyRr黄圆
Yr
YYRr黄圆
YYrr黄皱
YyRr黄圆
Yyrr黄皱
yR
YyRR黄圆
YyRr黄圆
yyRR绿圆
yyRr绿圆
yr
YyRr黄圆
Yyrr黄皱
yyRr绿圆
yyrr绿皱
(1)Y、y控制黄色和绿色，R、r控制圆粒和皱粒。
(2)纯种黄色圆粒的基因组成为YYRR，产生一种YR配子；纯种绿色皱粒的基因组成为yyrr，产生一种yr配子。
(3)双亲的配子结合后产生F1，其基因组成为YyRr，表现为黄色圆粒。
(4)F1产生配子时，成对基因彼此分离，不同对基因可以自由组合。F1产生的雌、雄配子各有4种：YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1。
(5)F1的雌、雄配子随机结合，有16种结合方式，产生的F2有9种基因型，4种表现型。
3．对自由组合现象解释的验证
(1)方法：测交，即让F1与双隐性类型杂交。
(2)测交遗传图解
(3)结果：与理论值相吻合，证明孟德尔的假设是成立的。
二、总结基因的自由组合规律
1．基因的自由组合规律实质
细胞遗传学的研究结果表明，位于非同源染色体上的非等位基因在分离和组合时互不干扰。减数分裂形成配子时，等位基因随着同源染色体的分开而分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
2．基因自由组合的意义
由于基因的自由组合，杂交后代中不仅出现了亲本类型，还出现了双亲性状重新组合的新类型。进行有性生殖的生物，每个个体都有很多性状，控制这些性状的基因之间的自由组合，会导致生物性状的_多样化，使生物界多样性不断丰富，这有利于生物对环境的适应。
1．判断对错
(1)A和a、a和a、A和A都是等位基因。 ( )
(2)进行两对相对性状的杂交试验时，无须考虑显性亲本作父本，隐性亲本作母本对实验的影响。 ( )
(3)自由组合定律中的“自由组合”指控制不同性状的遗传因子的自由组合。 ( )
(4)在自由组合遗传试验中，先进行等位基因的分离，再实现非等位基因的自由组合。 ( )
(5)表现型相同的生物，基因型一定相同。 ( )
[答案](1)× 分析：等位基因是指控制相对性状的基因，而a和a、A和A控制的是相同性状。
(2)√
(3)√
(4)× 分析：在自由组合遗传试验中，F1产生配子时，等位基因分离的同时，非等位基因自由组合。
(5)× 分析：显性性状的基因型有两种，如高茎豌豆的基因型是DD或Dd。
2．小麦高秆(D)对矮秆(d)为显性，抗病(T)对染病(t)为显性，两对基因独立遗传，用纯种高秆抗病和矮秆染病两品种作亲本，在F2中选育矮秆抗病类型，在所选的植株中，最合乎理想的占( )
A．1/16 B．1/8
C．1/4 D．1/3
D [用纯种的高秆抗病和矮秆染病两品种作亲本，F1的基因型为DdTt，F1自交，F2中矮秆抗病类型的基因型及比例为ddTT∶ddTt＝1∶2，只有纯合子才能稳定遗传，因此F2中选育出的矮秆抗病类型中最合乎理想个体(ddTT)的概率为1/3。]
3．下列各项基因型的植物在形成花粉时，产生的配子种类数最少的是( )
A．AaBB B．AaBb
C．AABB D．AABb
C [基因型为AaBB的个体能产生两种配子，即AB、aB；基因型为AaBb的个体能产生四种配子，即AB、Ab、aB、ab；基因型为AABB的个体只能产生一种配子，即AB；基因型为AABb的个体能产生两种配子，即AB、Ab。]
4．具有两对相对性状的纯合子杂交，按自由组合定律遗传，在F2中能够稳定遗传的个体数占( )
A．1/16 B．2/16
C．3/16 D．4/16
D [纯合子能够稳定遗传，即自交后代不发生性状分离，则F2中基因型为YYRR、YYrr、yyRR、yyrr的个体都能稳定遗传，占总数的4/16。]
探究性状间自由组合机制
[思考交流]
1．在孟德尔两对相对性状的杂交试验中若将豆粒形状与子叶颜色分别进行统计，是否还符合基因分离规律？
提示：若将豌豆的形状与颜色分别进行统计仍符合基因分离定律。如P：黄色×绿色―→F1：黄色F2：3黄∶1绿；P：圆粒×皱粒―→F1：圆粒F2：3圆∶1皱。
2．在孟德尔的两对相对性状的杂交试验中，如果亲本为纯合的黄色皱粒和绿色圆粒，则F2中的重组类型的比例是多少？
提示：如果亲本是黄色皱粒和绿色圆粒，F2的性状分离比也是“黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒＝9∶3∶3∶1”，但其中重组类型是黄色圆粒和绿色皱粒，它们在F2中所占的比例是9/16＋1/16＝5/8。
1．两对相对性状的遗传试验
(1)图解
(2)F1的表现型分析
①就粒色而言：F1全是黄色?黄色对绿色为显性。
②就粒形而言：F1全是圆粒?圆粒对皱粒为显性。
(3)F2的表现型分析
①两对相对性状的分离是各自独立的，均遵循分离规律，即黄色∶绿色＝3∶1；圆粒∶皱粒＝3∶1。
②两对性状的组合是随机的
(4)对F2的统计分析
F2有16种组合方式，9种基因型，4种表现型。4种表现型比例为：
①表现型
2．巧用分离规律解决自由组合规律问题
(1)基本原理
分离规律是自由组合规律的基础。
(2)解题思路
首先，将自由组合规律问题转化为若干个分离规律问题。在独立遗传的情况下，有几对等位基因就可分解为几组分离规律问题。如AaBb×Aabb，可分解为如下两组：Aa×Aa，Bb×bb。然后，按分离规律进行逐一分析。最后，将获得的结果进行综合，得到正确答案。
(3)常见题型分析
①配子类型及概率的问题
具多对等位基因的个体
解答方法
举例：基因型为
AaBbCc的个体
产生配子的种类数
每对基因产生配子种类数的乘积
配子种类数为
Aa Bb Cc
↓ ↓ ↓
2×2×2＝8种
产生某种配子的概率
每对基因产生相应配子概率的乘积
产生ABC配子的概率为1/2(A)×1/2(B)×1/2(C)＝1/8
②配子间的结合方式问题
如AaBbCc与AaBbCC杂交过程中，求配子间的结合方式种数。
a．先求AaBbCc、AaBbCC各自产生多少种配子。
AaBbCc产生8种配子，AaBbCC产生4种配子。
b．再求两亲本配子间的结合方式。由于两性配子间结合是随机的，因而AaBbCc与AaBbCC配子间有8×4＝ 32种结合方式。
③基因型类型及概率的问题
问题举例
计算方法
AaBbCc与AaBBCc杂交，求它们后代的基因型种类数
可分解为三个分离规律：
Aa×Aa→后代有3种基因型(1AA∶2Aa∶1aa)
Bb×BB→后代有2种基因型(1BB∶1Bb)
Cc×Cc→后代有3种基因型(1CC∶2Cc∶1cc)
因此，AaBbCc×AaBBCc的后代中有3×2×3 ＝18种基因型
AaBbCc×AaBBCc后代中AaBBcc出现的概率计算
1/2(Aa) ×1/2(BB) ×1/4(cc) ＝ 1/16
④表现型类型及概率的问题
问题举例
计算方法
AaBbCc×AabbCc，后代中可能的表现型种类数
可分解为三个分离规律：
Aa×Aa→后代有2种表现型(3A_∶1aa)
Bb×bb→后代有2种表现型(1Bb∶1bb)
Cc×Cc→后代有2种表现型(3C_∶1cc)
所以，AaBbCc×AabbCc的后代中有2×2×2＝8种表现型
AaBbCc×AabbCc后代中表现型A_bbcc出现的概率计算
3/4(A_) ×1/2(bb) ×1/4(cc) ＝ 3/32
⑤已知子代表现型分离比推测亲本基因型：
a．9∶3∶3∶1?(3∶1)(3∶1)?(Aa×Aa)(Bb×Bb)；
b．1∶1∶1∶1?(1∶1)(1∶1)?(Aa×aa)(Bb×bb)；
c．3∶3∶1∶1?(3∶1)(1∶1)?(Aa×Aa)(Bb×bb)或(Aa×aa)(Bb×Bb)；
d．3∶1?(3∶1)×1?(Aa×Aa)(BB×_ _)或(Aa×Aa)(bb×bb)或(AA×_ _)(Bb×Bb)或(aa×aa)(Bb×Bb)。
1．某植物的基因型为AaBb，两对等位基因独立遗传，在该植物的自交后代中，表现型不同于亲本且能稳定遗传的个体所占的比例为( )
A．3/16 B．1/4
C．3/8 D．5/8
A [基因型为AaBb的植物自交，16种组合，子代有4种表现型，且每一种表现型中均有一个纯合体(AABB、aaBB、AAbb、aabb)，故该植物的自交后代中，表现型不同于亲本且能稳定遗传的个体所占的比例为3/16。]
2．大鼠的毛色由独立遗传的两对等位基因控制。用黄色大鼠与黑色大鼠进行杂交试验，结果如图。据图判断，下列叙述正确的是( )
A．黄色为显性性状，黑色为隐性性状
B．F1与黄色亲本杂交，后代有两种表现型
C．F1和F2中灰色大鼠均为杂合体
D．F2黑色大鼠与米色大鼠杂交，其后代中出现米色大鼠的概率为1/4
B [控制该大鼠的两对等位基因遵循自由组合规律，根据题图F2表现型及比例可推断出大鼠的毛色受位于非同源染色体上的两对等位基因控制，设这两对等位基因用A－a、B－b表示，则黄色亲本的基因型为AAbb(或aaBB)，黑色亲本的基因型为aaBB(或AAbb)，现按照黄色亲本基因型为AAbb，黑色亲本基因型为aaBB分析。F1基因型为AaBb，F1与黄色亲本AAbb杂交，子代有灰色(A_Bb)、黄色(A_bb)两种表现型，B项正确；F2中灰色大鼠既有杂合体也有纯合体，C项错误；F2黑色大鼠为1/3aaBB、2/3aaBb，与米色大鼠(aabb)交配，后代米色大鼠的概率为(2/3)×(1/2)＝1/3，D项错误。以另一种亲本基因组合分析所得结论与此相同。]
3．已知玉米子粒黄色对红色为显性，非甜对甜为显性。纯合的黄色甜玉米与红色非甜玉米杂交得到F1，F1自交或测交，预期结果错误的是( )
A．自交结果中黄色非甜与红色甜的比例为9∶1
B．自交结果中与亲本相同的表现型占子代的比例为5/8
C．自交结果中黄色和红色的比例为3∶1，非甜与甜的比例为3∶1
D．测交结果中红色非甜所占比例为1/4
B [假设控制玉米子粒颜色的相关基因为A和a，控制非甜和甜的基因为B和b，则亲本的基因型为AAbb、aaBB，F1的基因型为AaBb。如果F1自交，则F2中表现型为黄色非甜、黄色甜、红色非甜、红色甜，比例为9∶3∶3∶1，黄色非甜与红色甜比例为9∶1，选项A正确；F2中与亲本相同的表现型占子代的比例为3/16＋3/16＝3/8，选项B错误；一对相对性状的遗传符合基因的分离定律，F2中黄色和红色的比例为3∶1，非甜与甜的比例为3∶1，选项C正确；AaBb与aabb测交，后代表现型为黄色非甜、黄色甜、红色非甜、红色甜，比例各为1/4，选项D正确。]
(1)F1自交结果中能够稳定遗传的黄色甜玉米的比例是多少？
提示：1/16。
(2)F1测交子代中黄色和红色玉米的比例、非甜与甜玉米的比例分别是多少？
提示：1∶1；1∶1。
总结基因的自由组合规律
[思考交流]
1．非等位基因间一定能自由组合吗？
提示：不一定，能自由组合必须是“位于非同源染色体上的非等位基因间”，而位于同源染色体上的非等位基因间不发生自由组合。
2．自由组合规律与基因分离规律是否同时发生？其发生时间是什么？
提示：同时发生，均发生于减数第一次分裂后期。
3．细胞质基因是否遵循孟德尔遗传规律？为什么？
提示：不遵循。因为等位基因的分离或非等位基因自由组合是随着染色体的变化而发生的，而细胞质中的基因不存在于染色体上。
[归纳总结] 自由组合规律的细胞学基础、实质、时间和范围
1．观察减数分裂图
2．归纳
(1)自由组合规律的细胞学基础：同源染色体彼此分离的同时，非同源染色体自由组合。
(2)实质：非同源染色体上的非等位基因自由组合。
(3)发生时间：减Ⅰ后期，与基因分离规律同时发生。如基因的自由组合规律只发生于下图中的“①”过程
(4)发生范围：真核生物、有性生殖、核基因(染色体上的基因)的遗传。
特别提醒：自由组合规律所涉及的两对或多对基因中须分别位于两对或多对同源染色体上，如图所示，下列各项中遵循基因自由组合规律的应为②③④，而①⑤中两对基因均位于同一对染色体上，它们不遵循自由组合规律。
1．在两对相对性状的遗传试验中，可能具有1∶1∶1∶1比例关系的是( )
①杂种自交后代的性状分离比
②杂种产生配子类别的比例
③杂种测交后代的表现型比例
④杂种自交后代的基因型比例
⑤杂种测交后代的基因型比例
A．①②④ B．②④⑤
C．①③⑤ D．②③⑤
D [在两对相对性状的遗传实验中，杂种自交后代的性状分离比表现为9∶3∶3∶1，其产生配子类别比例为1∶1∶1∶1，但自交后代基因型有9种，比例为1∶2∶2∶4∶1∶2∶1∶2∶1；测交后代的表现型及基因型比例都为1∶1∶1∶1。]
2．黑腹果蝇的常染色体上有一对等位基因：正常眼(E)对无眼(e)为显性。基因型为Ee的父本与基因型为ee的母本果蝇杂交，子代中出现了一只基因型为Eee的个体。在不考虑交叉互换的前提下，基因未发生正常分离的细胞不可能的是( )
A．初级精母细胞 B．次级精母细胞
C．初级卵母细胞 D．次级卵母细胞
B [理解细胞减数分裂与遗传规律的关系是解题切入点。Eee的基因型可能是Ee的精子和e的卵细胞结合形成的，精子的异常是减数第一次分裂的后期同源染色体未正常分离的结果；也有可能是E的精子和ee的卵细胞结合形成的，卵细胞的异常可能是减数第一次分裂后期或减数第二次分裂后期染色体未正常分离的结果。]
1．孟德尔用豌豆做两对相对性状的遗传试验不必考虑的是( )
A．亲本双方都必须是纯合体
B．两对相对性状各自要有显隐性关系
C．对母本去雄，授以父本花粉
D．显性亲本作父本，隐性亲本作母本
D [做两对相对性状的遗传实验时，要求是纯合亲本杂交；两对相对性状中每一对相对性状的遗传都遵循基因分离规律，即两对相对性状各自有显隐性关系；以豌豆为试验材料，为避免自然条件下的自花授粉，要对母本去雄，授以父本的花粉，故A、B、C项均需考虑。由于不管是正交还是反交，结果都一样，故不需考虑显性亲本作父本，隐性亲本作母本。]
2．已知一玉米植株的基因型为AABB，周围虽生长有其他基因型的玉米植株，但其子代中不可能出现的基因型是( )
A．AABB B．aaBb
C．AABb D．AaBb
B [亲本基因型为AABB，子代中不可能产生aa隐性类型，故B不正确。]
3. 某种哺乳动物的短毛(A)、直毛(B)、黑色(C)为显性，基因型为AaBbCc和AaBBCc的个体杂交，产生的子代中基因型为AaBBcc的个体和黑色长直毛个体的概率分别为多少？( )
A．1/8、1/16 B．3/8、3/16
C．1/16、3/16 D．1/16、3/8
C [由于Aa×Aa→产生基因型为Aa的概率为1/2；表现型为长毛的概率为1/4。Bb×BB→产生基因型为BB的概率为1/2；表现型为直毛的概率为1。Cc×Cc→产生基因型为cc的概率为1/4；表现型为黑色的概率为3/4。所以，产生的子代中基因型为AaBBcc个体的概率为(1/2)×(1/2)×(1/4)＝1/16；产生黑色长直毛个体的概率为(1/4)×1×(3/4) ＝3/16。]
4．兔子的黑毛(B)对白毛(b)为显性，短毛(E)对长毛(e)为显性，这两对基因是独立遗传的。现有纯合黑色短毛兔和纯合白色长毛兔杂交，请回答下列问题。
(1)在F2中，黑色长毛兔的基因组合有________种，其纯合体占黑色长毛兔总数的________，其杂合体占F2总数的________。
(2)上述遗传遵循______________________________________
______________________________________________________规律。
(3)取F1黑色短毛兔与另一亲本杂交，后代出现黑色长毛∶黑色短毛∶白色长毛∶白色短毛＝3∶3∶1∶1，则另一亲本的基因型为________。
(4)请写出F1测交实验的分析图解。
[答案](1)2 1/3 1/8
(2)基因的分离、自由组合
(3)Bbee
(4)
课件63张PPT。第二单元 遗传的基本规律第二章 基因的自由组合规律
第一节 自由组合规律试验234
纯种纯种自交绿色与黄色圆粒与皱粒59∶3∶3∶1黄色圆粒67绿圆黄皱黄皱绿圆绿圆黄皱8黄色圆粒黄色和绿色圆粒和皱粒YYRRYRyyrryrYyRr9
彼此分离自由组合1∶1∶1∶1169410双隐性类型测交11非等位基因非同源染色体非等位等位基因同源染色体12
亲本双亲性状自由组合多样化多样性适应1314151617181920探究性状间自由组合机制 21222324252627282930313233343536373839404142总结基因的自由组合规律 4344454647484950515253545556575859606162点击右图进入…Thank you for watching !
