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2027
第17讲 基因的自由组合定律
必修二
第五单元 基因传递的基本规律
课标要求 阐明有性生殖中基因的自由组合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
目录
PART 01
自由组合定律
PART 02
自由组合定律的常规解题规律和方法
PART 03
真题精练
PART 04
基因自由组合现象的特殊分离比问题
基因的自由组合定律
01
一、两对相对性状的杂交实验——假说演绎法
1、观察现象，提出问题
黄色圆粒
9∶3∶3∶1
一、两对相对性状的杂交实验——假说演绎法
2、分析问题，提出假说
两对
自由组合
随机　
1∶1∶1∶1
一、两对相对性状的杂交实验——假说演绎法
3、演绎推理，实验验证
①控制不同性状的遗传因子的____________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
一、两对相对性状的杂交实验——假说演绎法
4、分析结果，得出结论
——基因的自由组合定律
二、自由组合定律的实质
1.自由组合
定律概念图解
真核生物
细胞核遗传
配子的随机结合（受精作用）不属于基因的自由组合
二、自由组合定律的实质
2.自由组合定律细胞学基础
等位基因
非同源染色体上的非等位基因
①配子个数不等于配子种类数；
②F1 产生的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。
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多种基因型的后代，这也是现在地球上的生物种类具有多样性的重要原因。
豌豆
统计学
假说演绎
三、 孟德尔获得成功的原因
1909年，丹麦生物学家约翰逊把“遗传因子”叫做基因。
1、指导杂交育种，把优良性状结合在一起
四、自由组合定律的应用
（1）植物杂交育种中，获得优良性状的纯合子一般采用多次自交选种；
（2）动物杂交育种中，获得优良性状的纯合子一般采用测交，选择测交后代不发生性状分离的亲本；
（3）如果优良性状是隐性，直接在子代中选出即为纯合体。
2、指导医学实践
在医学实践中，依据分离定律和自由组合定律，对某些遗传病在后代中的患病概率作出科学推断，为遗传咨询提供理论依据。
五、 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:
(1) 自交法
【实验思路】让双杂合子测交，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）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
（3）单倍体育种
2、间接验证法:
若需验证自由组合定律，可选择交配的品系组合为( )
A.①×④ B.①×② C.②×③ D.②×④
现有①～④四个纯种果蝇品系，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
D
（2023.湖北）人的某条染色体上A、B、C三个基因紧密排列，不发生互换。这三个基因各有上百个等位基因（例如：A1~An均为A的等位基因）。父母及孩子的基因组成如下表。下列叙述正确的是（　　）
父亲 母亲 儿子 女儿
基因组成 A23A25B7B35C2C4 A3A24B8B44C5C9 A24A25B7B8C4C5 A3A23B35B44C2C9
A．基因A、B、C的遗传方式是伴X染色体遗传
B．母亲的其中一条染色体上基因组成是A3B44C9
C．基因A与基因B的遗传符合基因的自由组合定律
D．若此夫妻第3个孩子的A基因组成为A23A24，则其C基因组成为C4C5
B
自由组合定律的常规
解题规律和方法
02
1、基因型(表型)种类、概率及比例
一、“拆分.组合”求解自由组合定律计算问题
方法：
1、先将自由组合定律问题拆分成若干个分离定律问题。
2、再利用“乘法原理”和“加法原理”，按题中要求进行组合。
2、配子种类及概率的计算
有多对等位基因的个体 举例：基因型为AaBbCc的个体
产生配子的种类数 Aa　　　Bb　　　Cc　
↓　　　　 ↓　　　　↓　
2　 ×　 2　　×　 2＝8(种)
产生某种配子的概率 产生ABC配子的概率为1/2(A)×1/2(B)×1/2(C)＝1/8
一、“拆分.组合”求解自由组合定律计算问题
1、方法：将自由组合定律的性状分离比拆分成分离定律的分离比分别分析，再运用乘法原理进行逆向组合。
二、“逆向.组合法”推断亲本基因型问题
2、题型示例
①9∶3∶3∶1 (3∶1)(3∶1) (Aa×Aa)(Bb×Bb)；
②1∶1∶1∶1 (1∶1)(1∶1) (Aa×aa)(Bb×bb)；
③3∶3∶1∶1 (3∶1)(1∶1) (Aa×Aa)(Bb×bb)或(Aa×aa)(Bb×Bb)；
④3∶1 (3∶1)×1 (Aa×Aa)(BB×_ _)或(Aa×Aa)(bb×bb)
或(AA×__)(Bb×Bb)或(aa×aa)(Bb×Bb)
n对等位基因(完全显性)分别位于n对同源染色体上的遗传规律
亲本相对性状的对数 F1配子 F2表型 F2基因型 种类 比例 种类 比例 种类 比例
1 2 (1∶1)1 2 (3∶1)1 3 (1∶2∶1)1
2 22 (1∶1)2 22 (3∶1)2 32 (1∶2∶1)2
n 2n (1∶1)n 2n (3∶1)n 3n (1∶2∶1)n
三、多对基因控制生物性状的分析
逆向思维
3、若自交子代性状分离比之和为4n，则该性状由n 对等位基因控制。
1、某显性亲本的自交后代中，若全显个体的比例为 或隐性个体的比例为 ，可知该显性亲本含有n 对杂合基因，该性状至少受n 对等位基因控制。
(3/4)n
(1/4)n
2、某显性亲本的测交后代中，若全显性个体或隐性个体的比例为 ，可知该显性亲本含有n 对杂合基因，该性状至少受n 对等位基因控制。
(1/2)n
基因自由组合现象的
特殊分离比问题
03
1、基因互作
一、“和”为16的特殊分离比成因
序号 条件 F1(AaBb)自交后代比例 测交后代比例
1 单独存在一种显性基因(A或B)时表现为同一种性状， 其余正常表现
2 A、B同时存在时表现为一种性状， 否则表现为另一种性状
3 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
9∶6∶1
9∶7
1∶2∶1
1∶3
15∶1
3∶1
序号 条件 F1(AaBb)自交后代比例 测交后代比例
4 单显为一种表型， 其余为另一种表型
5 a(或b)成对存在时表现为一种性状，其余正常表现
6 只要显性基因A(或B)存在就表现为同一种性状，其余正常表现
7 只存在某一种显性基因（如A)时表现为一种表型，其余为另一种表型
9∶3∶4
1∶1∶2
10∶6
1∶1
12∶3∶1
2∶1∶1
1、基因互作
13∶3
3∶1
①表型
②原因：A与B的作用效果相同，但显性基因越多，效果越强
2、显性基因累加效应
一、“和”为16的特殊分离比成因
（2025.南京模拟）某自花传粉植物的抗病与不抗病（分别由基因A、a控制）、宽叶和窄叶（分别由基因B、b控制）两对相对性状独立遗传。该植物在繁殖过程中，存在一种或几种配子不育或合子致死（某基因纯合致死或某基因型致死）现象。下列有关基因型为AaBb的植株自交，后代出现抗病宽叶、不抗病宽叶、抗病窄叶、不抗病窄叶比例的原因的分析，错误的是（ ）
A．若为5:1:1:1，可能是基因型为Ab和aB的花粉不育
B．若为4:2:2:1，可能是基因A和基因B纯合致死
C．若为5:3:3:1，可能是基因型为AB的花粉不育
D．若为6:3:3:1，可能是基因A纯合致死
D
1、个体致死
二、“和”小于16的特殊分离比成因——致死现象
双隐性
单隐性
2、配子致死或配子不育
一、“和”为16的特殊分离比成因
1、非同源染色体上的非等位基因
三、非等位基因在染色体上的位置
4
9∶3∶3∶1
9
1∶1∶1∶1
基因连锁时不符合基因的自由组合定律
2
2AaBb
AaBb
3:1
1:1
2
1AAbb
1:1
1:2:1
2、同源染色体上的非等位基因（连锁不交换）
三、非等位基因在染色体上的位置
（1）若基因型为AaBb的个体测交后代出现4种表型，且比例为42%∶8%∶8%∶42%，试解释出现这一结果的可能原因是什么？
AaBb个体的细胞内A、a和B、b两对等位基因位于同一对同源染色体上，且部分初级性母细胞在四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体发生互换，产生4种类型配子。
正常：AB:ab=1:1 互换：AB:Ab:aB:ab= x ：y ：y：x
3、同源染色体上的非等位基因（连锁且交换）
三、非等位基因在染色体上的位置
（2）Yyrr(黄皱)×yyRr(绿圆)，后代表型及比例为黄圆∶绿皱∶黄皱∶绿圆＝1∶1∶1∶1，能说明控制黄圆绿皱的基因遵循基因的自由组合定律吗？为什么？
不能；Yyrr(黄皱)×yyRr(绿圆)，无论这两对基因位于一对同源染色体上还是两对同源染色体上，后代的表型及比例都为黄圆∶绿皱∶黄皱∶绿圆＝1∶1∶1∶1。
互换率= 重组型配子概率× 2 =（8%+8%）× 2 = 32%
四、探究不同对基因在常染色体上的位置
1、判断两对等位基因是否位于1对同源染色体上
（1）自交法
具有两对相对性状的纯合亲本杂交得F1，让F1自交，观察F2的性状分离比
F2的性状分离比为9:3:3:1
F2的性状分离比为3:1或1:2:1
两对等位基因位于2对同源染色体上
两对等位基因位于1对同源染色体上
四、探究不同对基因在常染色体上的位置
1、判断两对等位基因是否位于1对同源染色体上
（2）测交法
具有两对相对性状的纯合亲本杂交得F1，让F1与隐性纯合子测交，观察F2的性状比例
F2的性状比为1:1:1:1
F2的性状比为1:1
两对等位基因位于2对同源染色体上
两对等位基因位于1对同源染色体上
已知桃树中，树体乔化与矮化为一对相对性状（由等位基因A、a控制），蟠桃果形与圆桃果形为一对相对性状（由等位基因B、b控制），以下是相关的两组杂交实验。
实验（1）：乔化蟠桃（甲）×矮化圆桃（乙）→F1 ：乔化蟠桃：矮化圆桃=1：1
实验（2）：乔化蟠桃（丙）×乔化蟠桃（丁）→F1 ：乔化蟠桃：矮化圆桃=3：1
根据上述实验判断，以下关于甲、乙、丙、丁四个亲本的基因在染色体上的分布情况正确的是（ ）
A B C D
D
甲、丙、丁
乙
四、探究不同对基因在常染色体上的位置
2、判断两个品系的相同隐性性状否由相同基因控制
将具有形同隐性性状的两个品系的个体杂交
子代全表现为隐性性状
两个品系的相同隐性性状由相同隐性基因控制
子代全表现为显性性状
两个品系的相同隐性性状由不同隐性基因控制
例：研究者在某昆虫的野生型种群中发现了两个朱砂眼隐性突变品系——朱砂眼a和朱砂眼b，这两个突变品系与野生型都只有一对等位基因存在差异，且这些基因均不位于性染色体上。现要通过一次杂交实验判断朱砂眼a和朱砂眼b是否由同一对等位基因控制，请写出简单的实验思路并预测结果和结论。
四、探究不同对基因在常染色体上的位置
3、判断外源基因整合到宿主染色体上的类型
自交后代的
性状分离比为3:1
自交后代的
性状分离比为15:1
自交后代
全为同一性状
五、判断基因是否位于特定染色体上
原理一：利用含某条染色体部分片段缺失的个体进行基因定位时，可根据含发生片段缺失的染色体的雌（或雄配子）不能正常受精等特性，选择变异个体（杂合子）自交，或让其与正常隐性个体测交，根据子代表型及比例来判断。如相关基因用B、b表示。
方法一：自交法（适用于植物）
B位于正常染色体上 b位于正常染色体上
遗传实验
实验结果
Bb→BB、 Bb
F1全表现显性性状
Bb→Bb、 bb
F1显性：隐性=1:1
五、判断基因是否位于特定染色体上
方法二：测交法（动物、植物都适用）
B位于正常染色体上 b位于正常染色体上
遗传实验
实验结果
Bb×bb → Bb
F1全表现显性性状
Bb×bb → bb
F1全表现隐性性状
（2023.湖北）（多选题）某雄性果蝇（2n=8）的一条2号染色体和X染色体发生了片段互换，丢失2号染色体片段或X染色体片段的雌、雄配子均不育。该雄蝇与正常雌蝇杂交获得F1，不考虑其他突变。下列叙述正确的是（ ）
A．F1雌蝇的初级卵母细胞在减数分裂时形成两个正常四分体
B．F1雌蝇产生的配子一半可育
C．F1雄蝇的细胞中一条2号染色体结构异常
D．此种变异不能为生物进化提供原材料
AB
SSR是DNA中的简单重复序列，不同来源的同源染色体上的SSR重复次数不同，非同源染色体上的SSR重复单位不同，将纯种紫粒和白粒水稻杂交，F1全为紫粒，F1自交后提取F2中结白色籽粒的15株单株的叶肉细胞DNA，分别根据2号和5号染色体上的SSR序列设计引物，进行PCR扩增后电泳结果如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．由图可知，上述控制水稻籽粒颜色的基因位于5号染色体上
B．8号的产生可能与F1减数分裂时四分体中非姐妹染色单体之间的互换有关
C．若对F2全部白色籽粒个体进行2号染色体SSR扩增，结果应接近1：2：1
D．图中2号个体与F1杂交，子代进行5号染色体SSR扩增的结果应接近3：1
D
五、判断基因是否位于特定染色体上
原理二：利用SSR进行基因定位
1、概念：简单重复序列（ssr），也称微卫星DNA，是由1-6个碱基对为基本单位重复、串联而成的序列，例如（GA)n、（ATT)n
2、特点：广泛分布于真核生物基因组DNA，由于重复次数不同，在不同物种甚至同一物种的不同染色体上，其SSR往往不同
3、SSR标记基因定位的原理：尽管微卫星 DNA分布于整个基因组的不同位置，但其两端序列多是保守序列，根据这两端的序列设计一对特异引物，通过PCR技术将微卫星DNA序列扩增出来，利用电泳分析技术就可以区分
SSR标记基因定位的原理
利用特定基因与某条染色体上特定SSR是否存在连锁关系，确定该基因位置
SSR1
SSR1
b
b
SSR2
SSR2
A
A

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