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第一章 遗传的细胞基础
第三节 自由组合定律
教学目标
阐明基因的自由组合定律
理解基因的自由组合定律的实质
运用自由组合定律进行两对相对性状杂交
试验的遗传图分析
教学重点与难点
两对相对性状的杂交试验
对基因自由组合现象解释的验证——测交
基因自由组合定律的实质
基因自由组合定律的应用
F1
P
F2
×

（自交）
（杂交）
F1形成的配子种类、比值都相等，配子结合是随机的。F2性状表现类型及其比例 ，
基因型及其比例为_____
_____________________。
温故知新
3∶1
1∶2∶1
紫花∶白花 =
AA∶Aa∶aa =
F2
绿色
圆粒
黄色
皱粒
黄色
圆粒
绿色
皱粒
（一）两对相对性状的杂交实验
F1
黄色圆粒
个体数 315 101 108 32
9 ︰ 3 ︰ 3 ︰ 1
P
×
绿色皱粒
黄色圆粒
一、基因自由组合定律
比例
1、实验过程
2、实验结果
F2中除了出现两个亲本类 型（黄色圆粒和绿色皱粒）以 外，还出现了两个与亲本不同的 类型， 和 。
315+108=423
圆粒种子
皱粒种子
101+32=133
黄色种子
绿色种子
315+101=416
108+32=140
其中 圆粒∶皱粒≈
黄色∶绿色≈
3∶1
3∶1
3、结果分析
粒形
粒色
黄色皱粒
绿色圆粒
如果把两对性状联系在一起分析，可以看出F2的表现型显现出了不同性状的自由组合。四种表现型的比：
为什么会出现这样的结果呢？
对每一对相对性状单独进行分析，结果每一对相对性状，无论是豌豆种子的粒形还是粒色，只看一对相对性状，依然遵循基因分离定律,比例均为3︰1。这说明两对性状的遗传是彼此独立，互不干扰的。
黄圆︰黄皱︰绿圆︰绿皱，接近于9︰3︰3︰1。
3、结果分析
(1)假设豌豆圆粒与皱粒由R和r控制，黄色与绿色由Y和y控制，两对等位基因分别位于两对同源染色体上，则两亲本的基因型为 。
(2)两亲本产生的配子分别是 和yr，F1基因型为 。
(3)F1在产生配子时，Y与y分开，R与r分开，而Y与R、r随机结合，y与R、r随机结合。则父本和母本产生的四种配子为 。它们之间的数量比例为 。
(二)对自由组合现象的解释
1、孟德尔作出的解释
P
2、杂交实验分析图解
配子
F1
配子
黄色圆粒
YYRR
绿色皱粒
yyrr
黄色圆粒
YyRr
减数分裂
YYRR和yyrr
YR
YyRr
YR、Yr、yR、yr
1︰1︰1︰1
Yy
rr
二、孟德尔对自由组合现象的解释
P
YY
RR
黄色 圆粒
yy
rr
绿色 皱粒
╳
F
1
配子
YR
Yr
yR
yr
yr
Yy
Rr
受精
黄色 圆粒
F
1
配子
F
2
YR
YY
RR
Yy
RR
YY
Rr
Yy
Rr
Yr
yR
yr
YR
Yy
RR
yy
RR
Yy
Rr
yy
Rr
YY
rr
YY
Rr
Yy
Rr
Yy
rr
yy
rr
Yy
Rr
yy
Rr
╳
基因型9种
表现型4种
1 YYRR 2 YyRR 2 YYRr 4 YyRr
9 黄色圆粒
1 yyrr
1 绿色皱粒
1 yyRR 2 yyRr
3 绿色圆粒
1 YYrr 2 Yyrr
3 黄色皱粒
YYRR
YyRR
YYRr
YyRr
YyRr
YyRr
YyRr
YyRR
YYRr
yyRR
yyRr
yyRr
YYrr
Yyrr
Yyrr
yyrr
3.表现型、基因型种类及比例
9 ︰ 3 ︰ 3 ︰ 1
黄色圆粒 黄色皱粒 绿色圆粒 绿色皱粒
所以：
(1:1:1:1)
YR
yR
Yr
yr
F1配子
F2
YR
yR
Yr
yr
(1:1:1:1)
结合方式16种
⑵ 单显性
(1)表现型分布特点及比例
所以，F2表现型有四种，黄圆、黄皱、绿圆、绿皱，比例为9：3：3：1
YR
yR
Yr
yr
(A)
YYRR
1　
(B)
YyRR
5●
(C)
YYRr
6●
(D)
●
YyRr
7
YyRR
5●
yyRR
2●
●
YyRr　
7
yyRr
8●
YYRr
6●
YyRr
7●
YYrr
3●
Yyrr
9●
●
YyRr
7
yyRr
8●
Yyrr
9●
yyrr
4●
F1配子
F2
YR
yR
Yr
yr
♀
♂
⑴ 双显性—黄圆:1,5,6,7
绿圆:2,8
黄皱:3,9
⑶ 双隐性—绿皱: 4，
(A)
YYRR
1　
(B)
YyRR
5
(C)
YYRr
6
(D)
YyRr
7
YyRR
5
yyRR
2
YyRr　
7
yyRr
8
YYRr
6
YyRr
7
YYrr
3
Yyrr
9
YyRr
7
yyRr
8
Yyrr
9
yyrr
4
(2) 基因型类型分布特点及比例
⑵ 单杂合体(一对基因杂合，一对基因纯合)。5 6 8 9，即YyRR YYRr yyRr Yyrr ，各占2/16，共占8/16（1/2）。
⑶ 双杂合体(两对基因都杂合)。7 ，即YyRr，占4/16(1/4)。
4/16
⑴ 纯合体。 1 2 3 4，即YYRR yyRR YYrr yyrr，各占1/16，共占4/16。
1/4
YR
yR
Yr
yr
F1配子
F2
YR
yR
Yr
yr
(3)由F2四种表现型,推导九种基因型的简便方式
黄圆 ：Y＿R＿ →
黄皱：Y＿rr →
绿圆：yyR＿ →
根据孟德尔这种解释得知：孟德尔的两对相对性状遗传实验，F2代中有四种表现型，比例为 9：3：3：1；九种基因型 。
YYRR YyRR YYRr YyRr
1 ， 2 ， 2 ， 4 即 9/16
YYrr Yyrr
1 ， 2 即 3/16
yyRR yyRr
1 ， 2 即 3/16
绿皱：yyrr
1 ， 即 1/16
新类型产生是由于不同对基因之间自由组合，彼此独立、互不干扰 。
根据：显性性状至少有一个显性基因，隐性性状必定是一对隐性基因
测交后代
配子
测交
F1
比例
1 ︰ 1 ︰ 1 ︰ 1
×
三、对自由组合现象解释的验证
1、图解
四 基因自由组合定律的内容
在减数分裂形成配子时，同源染色体上的等位基因彼此分离；非同源染色体上的非等位基因可以自由组合。
发生过程： 在杂合子减数分裂产生配子的过程中。
实质： 等位基因分离，非等位基因自由组合
理论意义： 基因重组，生物种类多样性的原因之一。
实践意义： 指导杂交育种，选择培育新品种。
（五）遗传的基本规律比较
规律 事实 分离定律 自由组合定律
研究性状
控制性状
的等位基因
等位基因
与染色体关系
细胞学基础
（染色体的活动）
遗传实质
一对
两对或以上
一对
两对或以上
位于一对同源染色体
分别位于两对或以上同源染色体上
减I后期同源染色体分离
减I后期非同源染色体自由组合
等位基因分离
非同源染色体上
非等位基因之间
的重组
共同基础：
减数分裂中染色体的行为是这两个遗传定律的共同基础。通过减数分裂形成配子时，位于同源染色体上的等位基因分离，它们的行为是独立的，互不影响的；非等位基因则表现出自由组合的行为。
遗传学的基本定律都是对进行有性生殖的真核生物而言的，属于细胞核遗传。
原核生物、细胞质遗传都不属于该定律的研究范围。
遗传基本定律的适用范围
例：孟德尔遗传规律不适合原核生物，是因为原核生物（ ）
A．没有遗传物质 B．没有核物质
C．没有完善的细胞器 D．主要进行无性生殖
D
生物体在进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因可以重新组合（即基因重组），从而导致后代发生变异。基因重组是生物变异的原因之一， 是生物种类多样性的原因之一。
比如说，一对具有20对等位基因（这20对等位基因分
别位于 20对同源染色体上）的生物进行杂交时，F2可
能出现的表现型就有220=1048576种。
（六）自由组合定律的意义
1、理论上
2、实践上
（1）在杂交育种工作中，人们有目的地用
具有不同优良性状的两个亲本进行杂
交，使两个亲本的优良性状结合在一
起，就能产生所需要的优良品种。
例:
通过杂交育种的方法，用纯种籽少抗病玉米与籽多不 抗病玉米培育籽多抗病玉米？
（其中籽少D对籽多d为显性,抗病T对不抗病t为显性）
P
籽少抗病
DDTT
籽多不抗病
ddtt
×
F1
籽少抗病
ＤdTt
○
×
F2
籽少抗病　籽少不抗病　籽多抗病　籽多不抗病
D_T_ D_tt ddT_ ddtt
从F2中选出籽多抗病的植株，连续自交，选育出后代不会发生性状分离的优良品种。
杂交育种：
原理:
基因重组
方法:
杂交一自交一筛选
优点:
能根据人的预见把位于两个生物体上的优良性状集于一身。
缺点：
育种时间长
纯种籽多不抗病玉米与籽少抗病玉米培育籽多抗病玉米
应用:
2）医学上
分析家族系谱中两种遗传病同时发病的情况，并且推断出后代的基因型和表现型以及她们出现的概率，为遗传病的预测和诊断提供理论依据。
以多指聋哑疾病为例
（2）在医学实践中，人们可以根据基因的自由组
合定律来分析家系中两种遗传病同时发生的情况，
并且推断出后代的基因型和表现型以及它们出现
的概率，为遗传病的预测和诊断提供理论依据。
例:
人类多指基因(T)是正常指(t)的显性,白化基因(a)是正常(A)的隐性,而且都是独立遗传.一个家庭中,父亲是多指,母亲正常,他们有一个白化病但手指正常的孩子,则下一个孩子只有一种病和有两种病的几率分别是( )
A 1/2,1/8 B 3/4,1/4 C 1/4,1/4 D 1/4,1/8
A
D P
ddP
以多指聋哑疾病为例
ddpp
dp
dp
子代
配子
亲代
DdPp
ddPp
小结：
理论意义：
是两对（或两对以上）相对性状的遗传规律，即：两对（或两对以上）等位基因分别位于两对（或两对以上）同源染色体上的遗传规律。
实 质:
实践意义:
基因重组，生物种类多样性的原因之一
非同源染色体上的非等位基因自由组合.
指导杂交育种，选择培育新品种,用于遗传的预测和诊断等.
研究范围:
1、求配子、基因型、表现型及比例
七、应用基因组合定律解题思路和方法
2、已知表现型,推知基因型
3、已知基因型,推知表现型
4、求概率题
5、关于遗传系谱的分析
例1：
AaBBCc×AaBBCc杂交过程中，
求：（1）配子间结合方式有多少种？
（2）后代的基因型、表现型种类、比例？
16种
9
4
1、求配子、基因型、表现型及比例
七、应用基因组合定律解题思路和方法
2、已知表现型,推知基因型
3、已知基因型,推知表现型
4、求概率题
5、关于遗传系谱的分析
亲本植株 F1表型及比例 表现型 基因型 毛抗 毛感 光抗 光感
毛抗×毛抗 9 3 3 1
毛抗×光感 1 0 1 0
毛感×光抗 1 1 1 1
光抗×光抗 0 0 3 1
PpRr×PpRr
Pprr×ppRr
PpRR×pprr
ppRr×ppRr
毛和光由一对相对性状一对等位基因（P和p）
抗和感由另一对相对性状一对等位基因（R和r）
2、某种哺乳动物的直毛(B)对卷毛(b)为显性，黑色(C)对白色(c)为显性，(这两对基因分别位于不同对的同源染色体上)。基因型为BbCc的个体与“个体X”交配，子代表现型有：直毛黑色、卷毛黑色、直毛白色和卷毛白色，它们之间的比为3∶3∶1∶1。“个体X”的基因
型为( )
A?BbCc B?Bbcc C?bbCc D?bbcc
C
3、后代1YYRR：1YYrr：1YyRR：1Yyrr：2YYRr：2YyRr， 则双亲基因型：
YYRr×YyRr
1. 已知豌豆种皮灰色（G）对白色（g）为 显性，子叶黄色（Y）对绿色（y）为显性。如以基因型ggyy的豌豆为母本，与基因型GgYy的豌豆杂交，则母本植株所结籽粒的表现型 。
白色种皮黄子叶、白色种皮绿子叶
1、求配子、基因型、表现型及比例
七、应用基因组合定律解题思路和方法
2、已知表现型,推知基因型
3、已知基因型,推知表现型
4、求概率题
5、关于遗传系谱的分析
1.下面是某家族遗传系谱图,已知白化病基因(a)和聋哑基因(b)都是常染色上的隐性基因,它们位于非同源染色体上,请据图回答
(1)Ⅰ1的基因型是_____, Ⅰ2 _____
(2) Ⅰ2 产生_____种卵细胞, 含ab卵细胞的概率是 _____
(3) Ⅱ3 的基因型可能是 _____ 或 _____
(4) 若Ⅱ4 不含聋哑基因,则Ⅱ3与Ⅱ4婚配,他们所生的孩子既白化又聋哑的几率是_____,只患白化病的概率是 _____
AaBb
AaBb
4
1/4
aaBB
aaBb
0
1/3
1
2
3
4
1
2
3
4
5
6
白化
聋哑
白化
2、下图是具有两种遗传病的家族系谱图，设甲病显性基因为A，隐性基因为a；乙病显性基因为B，隐性基因为b。若II-7为纯合体，请据图回答：
（1）甲病是致病基因位于___染色体上的___性遗传病；乙病是致病基因位于____染色体上的____ 性遗传病。
（2）II-5的基因型可能是____________，III-8的基因型是_____。
（3）III-10是纯合体的概率是____。
（4）假设III-10与III-9结婚，生下正常男孩的概率是___
常
显
常
隐
aaBB或aaBb
AaBb
2/3
5/12
3、右图是患甲病（显性基因为A，隐性基因为a）和乙病（显性基因为B，隐性基因为b）两种遗传病的系谱图。请回答：
（1）甲病致病基因位于 　染色体上，为 性基因。
（2）从系谱图上可以看出甲病的遗传特点是 ；子代患病，则亲代之—必 　　 ；若Ⅱ-5与另一正常人婚配，则其子女患甲病的概率为 。
（3）假设Ⅱ-1不是乙病基因的携　带者，则乙病的致病基因位于 　　　　 ____染色体上；为 性基因。　乙病的特点是呈 遗传.I-2的基因型为 ，Ⅲ-2基因型为 　　 。假设Ⅲ-1与Ⅲ-5结婚生了一个男孩，　　则该男孩患一种病的概率为 ，所以　我国婚姻法禁止近亲间的婚配。
常
显
世代相传
患病
1/2
隐
隔代交叉
aaXbY
AaXbY
1/4
X
（1）基因控制生物的性状，而性状的形成同时受环境的影响。
（2）实验假设： 温度变化影响了发育，但遗传物质没有发生改变。
设计思路一：用这些残翅果蝇繁殖的幼虫在25℃下培养。
可能出现的结果及分析：
1、如果子代全部是长翅，说明残翅是不可遗传的变异，是由温度变化引起的，遗传物质没有发生改变，推测正确；
2、如果子代全部是残翅或者出现部分残翅，说明残翅是可遗传的变异，这是由于温度变化导致遗传物质改变引起的. 推测错误。
设计思路二：（1）用这些未知基因型的残翅果蝇与正常残翅果 aa交配。（2）将孵化后的果蝇幼虫 在25℃下培养。（2）观察幼虫成长成的成虫翅膀形状。
可能出现的结果及分析：
1、如果子代全部是长翅或部分长翅，说明残翅是不可遗传的变异，是由温度变化引起的，遗传物质没有发生改变，推测正确；
2、如果子代全部是残翅，说明残翅是可遗传的变异，这是由于温度变化导致遗传物质改变引起的. 推测错误。
卵细胞形成过程中出现同源染色体（或染色单体）没分开 XbXbY是由于不正常的卵细胞与正常的Y精子结合 XBO是由正常的XB精子与不正常的卵细胞结合。
（3）XbXbY 、XBO
4、（1）3条常染色体+X+Y
（2）XbXb、XBY
（3）不可遗传变异
仅仅是由于环境因素的影响造成的，并没有引起遗传物质的变化
（4）①方法步骤：
第一、用该未知基因型黄色与正常黄色果蝇yy交配
第二、将孵化出的幼虫放在用不含银盐饲料饲养的条件下培养，其它条件适宜；
第三、观察幼虫长成的成虫体色。
② 结果预测：
A、如果后代出现了褐色果蝇，则所检测果蝇为“表 型模写”。
B、如果子代全为黄色，说明所测黄色果蝇的基因型是yy，不是“表型模写”。
分枝法在解遗传题中的应用
1.分析亲本产生的生殖细胞种类及比例:
如亲本的基因型为AaBbCc,则其产生的生殖细胞为
1/2A
1/2a
1/2C
1/2c
1/2C
1/2c
1/2C
1/2c
1/2C
1/2c
1/2B
1/2b
1/2B
1/2b
1/8ABC
1/8ABc
1/8AbC
1/8Abc
1/8aBC
1/8aBc
1/8abC
1/8abc
共8种生殖细胞,每种生殖细胞各占1/8.推广:
n对等位基因位于n对同源染色体上,则生殖细胞共有2n种,
每种各占1/2n.
2.分析杂交后代的基因型、表现型及比例
基因型的种类及数量关系:
AaXaa BbXBb 子代基因型
1/2Aa
1/2aa
1/4BB
1/2Bb
1/4bb
1/4BB
1/2Bb
1/4bb
1/8AaBB
1/4AaBb
1/8Aabb
1/8aaBB
1/4aaBb
1/8aabb
表现型的种类及数量关系:
AaXaa BbXBb 子代表现型
黄
绿
圆
皱
圆
皱
3/8黄圆
1/8黄皱
3/8绿圆
1/8绿皱
结论:AaBbXaaBb杂交,其后代基因型及其比例为:
;
其后代表现型及比例为:
怎样求基因型
1.填空法:
已知亲代表现型和后代表现型,求亲代基因型,最适
用此法。
例:鸡毛腿(F)对光腿(f)是显性,豌豆冠(E)对单冠(e)是显
性。现有两只公鸡A、B与两只母鸡C、D。这四只鸡都
是毛腿豌豆冠，它们杂交产生的后代性状表现如下：
（1）AXC 毛腿豌豆冠
（2）AXD 毛腿豌豆冠
（3）BXC 毛腿豌豆冠，光腿豌豆冠
（4）BXD 毛腿豌豆冠，毛腿单冠
试求：A、B、C、D的基因型。
2.分解法:
适合解多类题。但最适合解只知后代表现型及其数
量比，求亲代的表现型和基因型的题。
要求：能熟练掌握一对相对性状的杂交组合及结论。
3:1 AaXAa 1:1 AaXaa
全隐 aaXaa
全显 AAXAA或AAXAa或AAXaa
例1:小麦高(D)对矮(d)是显性,抗病(T)对不抗病(t)是显性,
现有两亲本杂交,后代如下: 高抗180,高不抗60,矮抗180,
矮不抗62。求亲代基因型和表现型。
乘法原理：两个相互独立的事件同时或相继出现
(发生)的概率是每个独立事件分别发生的概率 之
积。 P(AB)=PA PB
注:同时发生:通常用于基因自由组合定律
如:基因型为AaBb的黄色圆粒豌豆与基因型为
aaBb的绿色圆粒豌豆杂交,则后代中基因型为Aabb
和表现型为绿色圆粒的豌豆各占( )
A.1/8,1/16 B.1/4,3/16 C.1/8,3/16 D.1/8,3/8
思路方法:1.分开计算
求各自概率
2.利用乘法原理计算
所求概率
Aa aa
黄色 绿色
1 : 1
AaXaa
PAa=Paa=1/2
P黄色=P绿色=1/2
BbXBb
BB 2Bb bb
圆粒 皱粒
Pbb=1/4
P圆粒=3/4
PAabb=PAa Pbb=1/2X1/4
P绿圆=P绿色 P圆粒=1/2X3/4
分
解
法
课堂练习：
1、下面是对基因型和表现型关系的叙述，其
中错误的是（ ）
A．表现型相同，基因型不一定相同
B．基因型相同，表现型一定相同
C．在相同生活环境中，基因型相同，
表现型一定相同
D．在相同生活环境中，表现型相同，
基因型不一定相同
C
2、水稻某些品种茎秆的高矮是由一对等位
基因控制的，对一个纯合显性亲本与一
个纯合隐性亲本杂交产生的F1进行测交
，其后代中，杂合体的几率是（ ）
A．0％　　　　 B．25％
C．50％　　　 D．75％
C
3、下列各基因中，属于等位基因的是（ ）
A．AA　　　 B．AB
C．Ab　　　 D．Aa
4、下列表示有关基因在染色体上的存在情况，
其中不可能的是（ ）
D
D

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