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第14讲 基因的自由组合定律
第五单元 遗传的基本规律
课标要求 阐明有性生殖中基因的分离使得子代的基因型和表型有多种可能，并可由此预测子代的遗传性状

(1)杂交实验过程:
考点一 两对相对性遗传实验分析
1. 两对相对性状的杂交实验——观察现象、提出问题
绿圆
绿皱
9∶3∶3∶1
(2)结果及结论
结果 结论
F1全为黄色圆粒 说明 为显性性状
F2中圆粒∶皱粒＝3∶1 说明种子粒形的遗传
遵循 定律
F2中黄色∶绿色＝3∶1 说明种子粒色的遗传
遵循 定律
F2中出现两种亲本类型(黄色圆粒、绿色皱粒)和两种新类型(绿色圆粒、黄色皱粒) 说明不同性状之间进行了_________
黄色和圆粒
分离
分离
自由组合
原有表现型(亲本类型)
黄色圆粒
绿色皱粒
新的表现型(重组类型)
黄色皱粒
绿色圆粒
2. 对自由组合现象的解释——分析问题、提出假说
(1)理论解释:
①F1产生配子时，______________彼此分离，_________________可以自由组合，产生数量相等的 种配子。
②受精时，雌雄配子的结合方式有________种。
③F2的遗传因子组合有_______种，性状表现为 种，比例为_________________。
每对遗传因子
不同对的遗传因子
16
9
9∶3∶3∶1
4
4
YR
yR
Yr
yr
F1配子
F2
YR
yR
Yr
yr
YYRR
YyRR
YYRr
YyRr
YyRr
YyRr
YyRr
YyRR
YYRr
yyRR
yyRr
yyRr
YYrr
Yyrr
Yyrr
yyrr
(2)遗传图解(棋盘格式)
黄圆
YyRR
YYRr
YyRr
YYRR
9
1
2
2
4
Y—R—
黄皱
绿圆
yyRr
绿皱
yyrr
3
2
YYrr
Yyrr
3
1
2
yyRR
1
1
Y—rr
yyR—
1
配子结合方式:
基因型:
表现型:
16
9
4
亲本类型为 ，
则F2中重组类型为 ，
其所占比例为 ；
【提醒】若亲本是黄皱(YYrr)和绿圆(yyRR)，
绿皱(yyrr)和黄圆(Y_R_)
1/16＋9/16＝10/16
黄皱(Y_rr)和绿圆(yyR_)
其所占比例为 。
3/16＋3/16＝6/16
3. 对自由组合现象的验证——演绎推理、实验验证
(1)方法:__________实验
测交
(2)演绎推
理图解:
YR
Yr
yR
yr
YyRr
Yyrr
黄色皱粒
绿色皱粒
1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1
(3)实验验证:
黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆的测交实验结果如下:
表现型 项目 黄色圆粒 黄色皱粒 绿色圆粒 绿色皱粒
实际子粒数 F1作_____ 31 27 26 26
F1作_____ 24 22 25 26
不同性状的数量比 _____________________________
母本
父本
1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1
(4)结论: 孟德尔测交试验的结果与预期的结果相符，从而证实了: ① 。测交实验除了上述作用外，还可以用来证实 ② 。
③ 。
孟德尔对自由组合现象的假说是正确的
F1是双杂合子
F1产生了四种类型的配子，且比例为1：1：1：1
4. 自由组合定律
(1)内容:
①控制不同性状的遗传因子_____________是互不干扰的。
②在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子_____________, 决定不同性状的遗传因子_______________。
分离和组合
彼此分离
自由组合
YyRr
Y
R
r
y
R
r
(2)自由组合定律的实质:
。
在减数分裂产生配子的过程中，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。
(3)研究对象: 。
(4)发生时间: 。
(5)适用范围:
位于非同源染色体上的非等位基因
减数分裂Ⅰ后期
进行有性生殖
的真核生物
细胞核遗传
(6)自由组合定律适用条件:
进行 生殖的生物两对或多对等位基因位于
对同源染色体上.
有性
两对或多
【注意】配子的随机结合(受精作用)不等于基因的自由组合(减数分裂Ⅱ)
【素养新命题——突破长句问答】下图表示基因在染色体上的分布情况，其中哪组不遵循基因的自由组合定律？为什么？
A、a与D、d和B与C、c分别位于同一对染色体上，不遵循基因的自由组合定律。
只有位于非同源染色体上的非等位基因之间，在遗传时才遵循该定律。
(7)自由组合定律的细胞学基础
①配子的个数≠种类数；
②雌配子数≠雄配子数。
4种雌配子比例相同，
4种雄配子比例相同，
但雄配子数远远多于雌配子数。
注意
理解自由组合定律的实质要注意三点:
(1)同时性:
　　同源染色体上等位基因的分离与非同源染色体上非等位基因的自由组合同时进行。
(2)独立性:
　　同源染色体上等位基因间的相互分离与非同源染色体上非等位基因的自由组合，互不干扰，各自独立地分配到配子中去。
(3)普遍性:
　　自由组合定律广泛适用于进行有性生殖的生物。基因重新组合会产生极其多样基因型的后代，这也是现在世界上的生物种类具有多样性的重要原因。
【教材中的隐性知识】教材必修2 P10“旁栏思考”: 两对相对性状实验中9∶3∶3∶1的数量比与一对相对性状实验中的3∶1有什么关系？
从数学角度分析9∶3∶3∶1是(3∶1)2的展开式，由此推知两对相对性状的遗传结果，是两对相对性状独立遗传结果3∶1的乘积——(3∶1)2。
豌豆
统计学
假说—演绎
5. 孟德尔获得成功的原因
6. 孟德尔遗传规律的再发现
(1)1909年，丹麦生物学家 把“遗传因子”叫做 。
(2)因为孟德尔的杰出贡献，他被世人公认为 。
约翰逊
基因
遗传学之父
基因
表型(表现型)
等位基因
孟德尔的“遗传因子”
是指生物个体所表现出来的性状
如: 豌豆种子的黄色、绿色。
控制相对性状的基因
如:黄色基因Y与y， 高茎基因D与d.
基因型
是指与表现型有关的基因组成
如: YY、 Yy 、yy
(3)几个概念:
7. 自由组合定律的应用
(1)指导杂交育种: 把___________结合在一起。
(2)指导医学实践: 为遗传病的______________提供理论依据。
优良性状　
预测和诊断
【检测】关于下列图解的理解正确的是( )
A.基因自由组合定律的实质表现在图中的⑥
B.③⑥过程表示减数分裂过程
C.基因分离定律的实质表现在图中的①②④⑤
D.右图子代中aaBB的个体在aaB_中占的比例1/16
C
④⑤
雌雄配子的随机结合
1/3
D
【检测】具有两对相对性状的两个纯种植株杂交，F1基因型为AaBb，F1自交产生F2。下列表述正确的是(　　)
A.若F1能产生四种配子AB、Ab、aB、ab，
则两对基因位于两对同源染色体上
B.若遵循自由组合定律，F1产生基因型为AB的卵细胞和基因型为AB的精子数量之比为1∶1
C.基因自由组合定律是指F1产生的4种类型的精子和卵细胞可以自由组合
D.若遵循自由组合定律，F1产生的精子中，基因型为AB和基因型为ab的比例为1∶1
考点二 验证基因自由组合定律的方法
【实验思路】让双杂合子自交，观察并统计子代的表现型及比例
花粉鉴定法
【实验思路】取双杂合子的花粉，对花粉进行特殊处理后，用显微镜观察并统计花粉粒的种类及数量。
【结果】花粉粒出现四种类型且比例为1:1:1:1
【结果】出现四种表现型且比例为9:3:3:1(或9:3:3:1的变式)
1.直接验证法: 。
2.间接验证法: 方法(1) 。
自交法
考点二 验证基因自由组合定律的方法
【实验思路】让双合子测交，观察并统计子代的表现型及比例
【结果】出现四种表现型且比例为1:1:1:1(或1:1:1:1的变式)
2.间接验证法: 方法(2) 。
测交法
【实验思路】取双杂合子的花粉，进行花药离体培养，然后用秋水仙素处理单倍体幼苗，观察并统计植株的表现型及比例
【结果】植株有四种表现型且比例为1:1:1:1
2.间接验证法: 方法(3) 。
单倍体育种
【典例】某单子叶植物的非糯性(A)对糯性(a)为显性，抗病(T)对染病(t)为显性，花粉粒长形(D)对圆形(d)为显性，三对等位基因位于三对同源染色体上，非糯性花粉遇碘液变蓝，糯性花粉遇碘液变棕色。现有四种纯合子基因型分别为①AATTdd ②AAttDD　
③AAttdd　 ④aattdd;则下列说法正确的是(　　)
A.若采用花粉鉴定法验证基因的分离定律，应该用①和③杂交所得F1代的花粉
B.若采用花粉鉴定法验证基因的自由组合定律，可以观察①和②杂交所得F1代的花粉
C.若培育糯性抗病优良品种，应选用①和④亲本杂交
D.将②和④杂交后所得F1的花粉涂在载玻片上，加碘液染色后，均为蓝色
C
【典例】已知玉米的体细胞中有10对同源染色体,下表为玉米6个纯系的表现型、相应的基因型(字母表示)及所在的染色体,品系②~⑥均只有一种性状是隐性的,其他性状均为显性纯合。下列有关说法正确的是( )
A.若通过观察和记录后代中节的长短来验证基因分离定律,选作亲本的组合可以是品系①和②
B.若要验证基因自由组合定律,可选择品系①和④作亲本进行杂交
C.选择品系③和⑤做亲本杂交得F1,F1自交得F2,则F2表现为长节高茎的植株中,纯合子的概率为1/9
D.玉米高度与胚乳颜色这两种性状的遗传遵循自由组合定律
C
【典例】某动物细胞中位于常染色体上的基因A、B、C分别对a、b、c为显性。用两个纯合个体杂交得F1，F1测交结果为aabbcc∶AaBbCc∶aaBbcc∶AabbCc＝1∶1∶1∶1。则F1体细胞中三对基因在染色体上的位置是( )
B
【典例】灰身长翅（BBVV）果蝇与黑身残翅（bbvv）果蝇杂交，F1全部为灰身长翅，F1与黑身残翅果蝇杂交实验结果如下表所示。下列说法正确的是（ ）
A. F1的雌雄配子结合时发生了基因重组
B. 杂交组合Ⅱ中F2的性状及比例,表明B/b和V/v位于非同源染色体上
C. 杂交组合Ⅰ和组合Ⅱ结果不同，说明B/b和V/v至少有一对基因位于X染色体上
D. 若F1果蝇随机交配，F2中灰身长翅：灰身残翅：黑身长翅：黑身残翅=71：4：4：21
D
【检测】(经典易错题)在豚鼠中，黑色(D)对白色(d)、毛皮粗糙(R)对毛皮光滑(r)是显性。能验证基因的自由组合定律的最佳杂交组合是( )
A.黑光×白光→18黑光∶16白光
B.黑光×白粗→25黑粗
C.黑粗×白粗→15黑粗∶7黑光∶16白粗∶3白光
D.黑粗×白光→10黑粗∶9黑光∶10白粗∶11白光
解析: 验证基因自由组合定律的方法有测交和自交两种，测交子代表现型比例应出现1∶1∶1∶1，自交子代表现型比例应出现9∶3∶3∶1，D正确。
D
验证自由组合规律，可选择下列哪种交配类型( )
A.①×④ B. ①×② C.②×③ D.②×④
【检测】现有纯种果蝇品系①～④，其中品系①的性状均为显性，品系②～④均只有一种性状是隐性，其他性状均为显性。这四个品系的隐性性状及控制该隐性性状的基因所在的染色体如下表所示:
品系 ① ② ③ ④
隐性性状 均为显性 残翅 黑身 紫红眼
相应染色体 Ⅱ、Ⅲ Ⅱ Ⅱ Ⅲ
自由组合定律研究的是位于非同源染色体上的非等位基因的组合规律，故选②×④或③×④。
D
A,a
B,b
D,d
考点三 判断基因是否遵循自由组合定律的写法
1.自交类型: 子代表现型及比例为9：3：3：1或变式
2.测交类型: F2表现型及比例为1：1：1：1或变式
(一)根据子代表现型及比例来写
3.先按分离统计子代的表现型及比例,再组合看子代的表现型及比例:
而子代中黄色圆粒：黄色皱粒：绿色圆粒：绿色皱粒=3：3：1：1是（3：1）与（1：1）随机结合而来，故遵循自由组合定律
如:子代中出现黄色圆粒:黄色皱粒:绿色圆粒:绿色皱粒=3:3:1:1
因为子代中黄色：绿色=3：1，圆粒：皱粒=1：1，
(以两对等位基因为例)
考点三 判断基因是否遵循自由组合定律的写法
(二)根据子代表现型总份数写(以两对等位基因为例)
若两对等位基因遵循自由组合定律，则F1自交产生的F2表现型比例总份数为42=16份，故子代性状分离比总份数为16份，则遵循自由组合定律。
若两对等位基因遵循自由组合定律，则F1测交产生的F2表现型比例总份数为22=4份，故子代性状分离比总份数为4份，故遵循自由组合定律。
1.自交类型:
2.测交类型:
【典例】资料表明: 家兔的毛色由位于常染色体上的B/b和D/d两对等位基因控制。当b基因纯合时，家兔毛色表现为白色。请依据如图所示的杂交实验，回答下列问题:
①因为F2灰色:黑色:白色=9:3:4, 其为9:3:3:1的变式, 符合自由组合定律的分离比。
②若两对等位基因遵循自由组合，则F1双杂个体自由交配产生的F2出现性状分离比例总份数应为42=16份，而上述F2中性状分离比总份数=9+3+4=16份，故遵循自由组合定律
(1)控制家兔毛色的两对等位基因遵循自由组合定律，判断依据是 。
【典例】某种植物的性状有高茎和矮茎、紫花和白花,其中一对相对性状受一对等位基因控制，另一对相对性状受两对等位基因控制。现用纯合的高茎紫花个体与纯合的矮茎白花个体杂交，F1均表现为高茎紫花，F1自交产生F2，F2有4种表现型: 高茎紫花: 高茎白花: 矮茎紫花: 矮茎白花=27:21:9:7。请回答:
(1)控制上述两对相对性状的基因之间_______(填“遵循”或“不遵循”)自由组合定律，判断依据是 。
遵循
①F2中高茎:矮茎=3:1，紫花:白花=9:7，且子代四种表现型及比例为27:21:9:7，上述四种表现型比例为（3:1）与（9:7）随机结合而来，故三对等位基因遵循自由组合定律。
②若三对等位基因遵循自由组合，则F1三杂个体自交产生的F2出现性状分离比例总份数应为43=64份，而上述F2中性状分离比例总份数=27+21+9+7=64份，故遵循自由组合定律
【典例】某小组利用某二倍体自花传粉植物进行两组杂交实验。杂交涉及的四对相对性状分别是:红果(红)与黄果(黄)，子房二室(二)与多室(多)，圆形果(圆)与长形果(长)，单一花序(单)与复状花序(复)。实验数据如下表，请回答:
组别 杂交组合 F1表现型 F2表现型及个体数
甲 红二×黄多 红二 450红二、160红多、150黄二、50黄多
红多×黄二 红二 460红二、150红多、160黄二、50黄多
乙 圆单×长复 圆单 660圆单、90圆复、90长单、160长复
圆复×长单 圆单 510圆单、240圆复、240长单、10长复
(1)根据表中数据可得出的结论是是: 控制甲组两对相对性状的基因位于 对同源染色体上，依据是
；
两
F2出现表现型及比例为9:3:3:1，符合自由组合定律
【典例】某小组利用某二倍体自花传粉植物进行两组杂交实验。杂交涉及的四对相对性状分别是:红果(红)与黄果(黄)，子房二室(二)与多室(多)，圆形果(圆)与长形果(长)，单一花序(单)与复状花序(复)。实验数据如下表，请回答:
组别 杂交组合 F1表现型 F2表现型及个体数
甲 红二×黄多 红二 450红二、160红多、150黄二、50黄多
红多×黄二 红二 460红二、150红多、160黄二、50黄多
乙 圆单×长复 圆单 660圆单、90圆复、90长单、160长复
圆复×长单 圆单 510圆单、240圆复、240长单、10长复
(2)控制乙组两对相对性状的基因位于 对同源染色体上，据据是
。
一
F2圆：长=3:1、单：复=3:1，但未出现9:3:3:1，故两对等位基因不遵循自由组合定律
【检测】已知桃树中，树体乔化与矮化为一对相对性状（由等位基因D、d控制），蟠桃果形与圆桃果形为一对相对性状(由等位基因H、h控制)，蟠桃对圆桃为显性。下表是桃树两个杂交组合的实验统计数据：
(1)根据组别__________的结果，可判断桃树树体的显性性状为______________。
(2)甲组的两个亲本基因型分别为________________。
乙
乔化
DdHh、ddhh
(3)根据甲组的杂交结果可判断，上述两对相对性状的遗传 (遵循/不遵循）自由组合定律。理由是：
。
(4)从基因与染色体的位置角度分析，出现上述结果是因为 ；用竖线表示相关染色体，用点表示基因的位置，尝试画出组别甲中乔化蟠桃的基因位置关系.
不遵循
两对等位基因位于一对同源染色体上
后代中乔化：矮化=1:1，圆桃：蟠桃=1:1，但子代表现型及比例不为1:1:1:1，说明两对等位基因不遵循自由组合定律
（5）桃树的蟠桃果形具有较高的观赏性。已知现有蟠桃树种均为杂合子，欲探究蟠桃是否存在显性纯合致死现象（即HH个体无法存活），研究小组设计了以下遗传实验，请补充有关内容。
【实验方案】
。
【预期实验结果及结论】：
①如果子代 ，则蟠桃存在显性纯合致死现象；
②如果子代 ，则蟠桃不存在显性纯合致死现象
选蟠桃自交，观察并统计子代的表现型及比例
表现型蟠桃:园桃=2:1
表现型蟠桃:园桃=3:1
考点四 自由组合定律的常规解题规律和方法
1. 利用“拆分法”解决自由组合计算问题
(1)思路:
首先将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题，在独立遗传的情况下，有几对基因就可分解为几个分离定律的问题, 然后按照“乘法原理”将分离定律分析的结果进行组合。
(1)配子类型问题
①多对等位基因的个体产生的配子种类数是每对基因产生相应配子种类数的乘积。
②举例: AaBbCCDd产生的配子种类数
Aa　　Bb　　　 CC　　 Dd　　　　　　　　　　　
2　 ×　2　 ×　　1　 ×　 2 ＝
(2)求配子间结合方式的规律
①两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。
②举例: AaBbCC×aaBbCC，配子间结合方式种类数:
4 × 2 ＝
8种
8种
(3)基因型问题
①任何两种基因型的亲本杂交，产生的子代基因型的种类数等于亲本各对基因单独杂交所产生基因型种类数的乘积。
②举例: AaBBCc×aaBbcc杂交后代基因型种类及比例
Aa×aa―→ 1Aa : 1aa　　　　2种基因型
BB×Bb―→1BB : 1Bb　　　　2种基因型
Cc×cc―→ 1Cc : 1cc　　　　2种基因型
子代中基因型种类: 2×2×2＝8种
③子代某一基因型的概率是亲本每对基因杂交所产生相应基因型概率的乘积。
④举例: AaBBCc×aaBbcc杂交子代中AaBBCc所占的概率为:
1/2×1/2×1/2＝1/8
(4)表现型问题
①任何两种基因型的亲本杂交，产生的子代表现型的种类数等于亲本各对基因单独杂交所产生表现型种类数的乘积。
②子代某一表现型的概率是亲本每对基因杂交所产生相应表现型概率的乘积。
③举例: AaBbCc×AabbCc杂交后代表现型种类及比例
Aa×Aa―→3A_ : 1aa　　　　2种表现型
Bb×bb―→1Bb : 1bb　　　　2种表现型
Cc×Cc―→3C_ : 1cc　　　　2种表现型
子代中表现型种类: 2×2×2＝8种
子代中A_B_C_所占的概率为:
3/4×1/2×3/4＝9/32
具有n对等位基因(遵循自由组合定律)的个体遗传分析
1.产生的配子种类数为 ，其比例为 。结合方式有 种。
2.自交产生后代的基因型种类数为 ，其比例为 。
3.自交产生后代的表现型种类数为 ，其比例为 。
子代中表现型为A B C D ...= 。
【方法规律】：
2n
(1∶1)n
2n×2n
3n
(1∶2∶1)n
2n
(3∶1)n
（3/4)n
【典例】基因型为AaBbDdEeGgHhKk的个体自交，假定这7对等位基因自由组合，则下列有关其子代的叙述，正确的是(　　)
A.1对等位基因杂合、6对等位基因纯合的个体出现的概率为5/64
B.3对等位基因杂合、4对等位基因纯合的个体出现的概率为35/128
C.5对等位基因杂合、2对等位基因纯合的个体出现的概率为67/256
D.7对等位基因纯合个体出现的概率与7对等位基因杂合个体出现的概率不同
B
【典例】已知某植物花瓣的形态和颜色受两对独立遗传的等位基因控制,其中AA、Aa、aa分别控制大花瓣、小花瓣、无花瓣;BB和Bb控制红色,bb控制白色。下列相关叙述正确的是( 　)
A.基因型为AaBb的植株自交,后代有6种表现型
B.基因型为AaBb的植株自交,后代中红色大花瓣植株占3/16
C.基因型为AaBb的植株自交,稳定遗传的后代中有4种基因型、4种表现型
D.大花瓣与无花瓣植株杂交,后代出现白色小花瓣的概率为100%
B
【典例】如图所示，某种植物的花色(白色、蓝色、紫色)由常染色体上的两对独立遗传的等位基因(D、d和R、r)控制。下列说法不正确的是(　　)
A.该种植物中能开紫花的植株的基因型有4种
B.植株Ddrr与植株ddRR杂交,后代中1/2为蓝色植株,1/2为紫色植株
C.植株DDrr与植株ddRr杂交，其后代全自交，白色植株占5/32
D.植株DdRr自交，后代蓝花植株中能稳定遗传的个体所占的比例是1/6
D
【典例】玉米的基因型与性别对应关系如下表，已知B、b和T、t分别位于两对同源染色体上。若BbTt的玉米植株做亲本，自交得F1代，让F1中的雌雄同株异花植株相互交配，则F2代中雌、雄株的比例是( )
A. 9:7 B. 3:1 C. 9:8 D. 13:3
C
【典例】南瓜的形状（扁盘形、长圆形、长形）受两对基因控制，将均为长圆形的两亲本杂交，F1全为扁盘形．再将F1自交，得F2，发现扁盘形：长圆形：长形=137：91：16．若让F2中的长圆形南瓜自由交配，则F3的基因型种类和表型比最可能是（　　）
A. 8种，扁盘形：长圆形：长形=9：6：1
B. 9种，扁盘形：长圆形：长形=1：2：1
C. 7种，扁盘形：长圆形：长形=9：3：4
D. 6种，扁盘形：长圆形：长形=2：6：1
D
【典例】已知某闭花受粉植物高茎对矮茎为显性、红花对白花为显性,两对性状独立遗传.用纯合的高茎红花与矮茎白花杂交,F1自交,播种所有的F2。假定所有的F2植株都能成活.
(1)F2植株开花时,随机拔掉高茎植株,假定剩余的每株F2自交收获的种子数量相等,且F3符合遗传的基本定律.从理论上讲F3中表现白花植株的比例为__________.
(2)F2植株开花时,拔掉白花植株,假定剩余的每株F2自交收获的种子数量相等,且F3符合遗传的基本定律.从理论上讲F3中表现白花植株的比例为__________.
(3)F2植株开花时,随机拔掉1/2的红花植株,假定剩余的每株F2自交收获的种子数量相等,且F3符合遗传的基本定律.从理论上讲F3中表现白花植株的比例为____,F3中表现型及比例为 。
高茎红花：高茎白花：矮茎红花：矮茎白花=5：5：3：3
3/8
1/6
1/2

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