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第2课时　自由组合定律
课标内容要求 核心素养对接
阐明有性生殖中基因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。 1．科学思维：归纳总结核心概念间的关系。感悟科学研究的一般规律，提高科学素养。
2．科学探究：体验孟德尔遗传实验的科学方法和创新思维。
3．社会责任：认同孟德尔敢于质疑的科学精神，大胆的想象和创新精神。
一、对自由组合现象解释的验证——演绎推理
1．验证方法：测交法。
2．遗传图解
(1)由测交后代的遗传因子组成及比例可推知：
①杂种子一代产生的配子的比例为1∶1∶1∶1。
②杂种子一代的遗传因子组成为YyRr。
(2)通过测交实验的结果可证实：
①F1产生4种类型且比例相等的配子。
②F1在形成配子时，成对的遗传因子发生了分离，不同对的遗传因子自由组合。
二、自由组合定律——得出结论
三、孟德尔遗传规律的再发现
1．表型：指生物体表现出来的性状。
2．基因型：指与表型有关的基因组成。
3．等位基因：控制相对性状的基因。
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．测交实验必须有一隐性纯合子参与。 (　　)
2．测交实验结果只能证实F1产生配子的种类，不能证明不同配子间的比例。 (　　)
3．孟德尔在以豌豆为材料所做的实验中，通过杂交实验发现问题，然后提出假设进行解释，再通过测交实验进行验证。 (　　)
4．基因A、a和基因B、b分别控制两对相对性状，一个亲本与aabb测交，子代基因型为AaBb和Aabb，分离比为1∶1，则这个亲本的基因型为AABb。 (　　)
[答案]　1．√
2．×　提示：测交实验能检测F1产生的配子的种类及比例。
3．√
4．√
　自由组合现象的验证及自由组合定律
1．对自由组合现象解释的验证
(1)方法：测交，即让F1与隐性纯合子杂交。
(2)目的：
①测定F1产生的配子种类及比例。
②测定F1的遗传因子组成。
③判定F1在形成配子时遗传因子的行为。
(3)结果及结论：
①F1的基因型为YyRr。
②F1减数分裂产生四种配子：YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1。
③证实在形成配子时，决定同一性状的成对遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。
2．自由组合定律的“三性”
(1)同时性：决定同一性状的成对遗传因子彼此分离与决定不同性状的遗传因子自由组合同时进行。
(2)独立性：决定同一性状的成对遗传因子彼此分离与决定不同性状的遗传因子自由组合，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生物界。
　遗传规律的适用范围
1．(多选)下列有关测交的说法，正确的是(　　)
A．测交实验是孟德尔“假说—演绎法”中对推理过程及结果进行验证的方法
B．对基因型为YyRr的黄圆豌豆进行测交，后代中出现该基因型的个体的概率为1/4
C．通过测交可以推测被测个体的基因型、产生配子的种类和产生配子的数量等
D．对某植株进行测交，得到的后代的基因型为Rrbb和RrBb(两对基因独立遗传)，则该植株的基因型是Rrbb
AB　[测交是孟德尔“假说—演绎法”中对推理过程及结果进行验证的方法；基因型为YyRr的个体会产生YR、Yr、yR、yr四种配子，由于隐性类型只能产生一种配子yr，测交后代中会出现基因型为YyRr的个体，且出现的概率为1/4；测交不能测定被测个体产生配子的数量；由于隐性类型只能产生一种配子(rb)，所以若“某植株”产生的两种配子是Rb、RB，则其基因型是RRBb。]
2．基因的自由组合定律发生于下列哪个过程(　　)
AaBb1AB∶1Ab∶1aB∶1ab雌雄配子随机结合子代9种遗传因子的组合形式4种性状组合
A．①　　　　B．②　　　　C．③　　　　D．④
A　[自由组合定律是在个体产生配子时发生的。图中①表示AaBb产生4种数量相等的配子(1AB∶1Ab∶1aB∶1ab)，即决定同一性状的成对的遗传因子(A与a，B与b)分离，决定不同性状的遗传因子(A与B，A与b，a与B，a与b)自由组合形成不同类型的配子。]
　自由组合定律发生在配子形成过程中，而不是发生在雌雄配子随机结合过程中。
　自由组合定律的解题技巧
1．分析自由组合问题的“三字诀”
2．巧用子代性状分离比推测亲本的基因型
(1)9∶3∶3∶1?(3∶1)(3∶1)?(Aa×Aa)(Bb×Bb)?AaBb×AaBb。
(2)1∶1∶1∶1?(1∶1)(1∶1)?(Aa×aa)(Bb×bb)?AaBb×aabb或Aabb×aaBb。
(3)3∶3∶1∶1?(3∶1)(1∶1)?(Aa×Aa)(Bb×bb)或(Aa×aa)(Bb×Bb)?AaBb×Aabb或AaBb×aaBb。
(4)3∶1?(3∶1)×1?(Aa×Aa)(BB×B_)、(Aa×Aa)(BB×bb)、(AA×A_)(Bb×Bb)或(AA×aa)(Bb×Bb)?AaBB×AaB_、AaBB×Aabb、AABb×A_Bb或AABb×aaBb。
3．常见类型分析
(1)配子类型及概率的问题
①AaBbCc产生的配子种类数为：
2(A、a)×2(B、b)×2(C、c)＝8种
②AaBbCc产生ABC配子的概率为：
1/2(A)×1/2(B)×1/2(C)＝1/8
(2)子代的基因型及概率问题
①AaBbCc与AaBBCc杂交，求子代的基因型种类，可将其分解为3个分离定律：
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)。
所以，后代中有3×2×3＝18(种)基因型。
②AaBbCc与AaBBCc杂交，后代中AaBBcc出现的概率为1/2(Aa)×1/2(BB)×1/4(cc)＝1/16。
(3)子代的表型类型及概率的问题
①AaBbCc与AabbCc杂交，求其杂交后代可能出现的表型种类数，可分解为3个分离定律：
Aa×Aa→后代有2种表型(3A_∶1aa)；
Bb×bb→后代有2种表型(1Bb∶1bb)；
Cc×Cc→后代有2种表型(3C_∶1cc)。
所以，后代中有2×2×2＝8(种)表型。
②AaBbCc与AabbCc杂交，后代中出现A_Bbcc的概率为(3/4)×(1/2)×(1/4)＝3/32。
1．某种哺乳动物的直毛(B)对卷毛(b)为显性，体色黑色(C)对白色(c)为显性(这两对基因分离和组合互不干扰)。基因型为BbCc的个体与“个体X”交配，子代的表型及比例为直毛黑色∶卷毛黑色∶直毛白色∶卷毛白色＝3∶3∶1∶1。则“个体X”的基因型为(　　)
A．BbCC　　　B．BbCc　　　C．bbCc　　　D．Bbcc
C　[由题干可知，子代中直毛∶卷毛＝1∶1，故亲本相关基因型为Bb ×bb；黑色∶白色＝3∶1，亲本相关基因型为Cc×Cc。已知一方亲本基因型为BbCc，则“个体X”基因型为bbCc。]
2．假定某植物五对等位基因是相互自由组合的，杂交组合AaBBCcDDEe×AaBbCCddEe产生的后代中，两对等位基因杂合、三对等位基因纯合的个体所占的比例是(　　)
A．1/2 B．1/4 C．1/16 D．1/64
B　[本题的解题思路是把基因自由组合类问题转换成基因分离定律问题去解决。根据基因分离定律，分对计算，其中DD×dd一定得到Dd，在剩下的四对基因组合中，出现杂合子和纯合子的概率都是1/2；要满足题意，则需要除D、d之外的四对基因组合中，有一对为杂合子，另外三对均为纯合子，其概率为4×(1/2)×(1/2)×(1/2)×(1/2)＝1/4；其中4是指“在四对基因组合(Aa×Aa，Bb×BB，Cc×CC，Ee×Ee)中，有且只有一对出现杂合子的情况有4种”，每一次出现一杂三纯的概率是(1/2)×(1/2)×(1/2)×(1/2)。]
[课堂小结]
知 识 网 络 构 建 核 心 语 句 背 诵
1．自由组合定律的实质：在形成配子时，决定同一性状的成对遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。
2.等位基因是指控制相对性状的基因。
3.表型是指生物体表现出来的性状。生物的表型是基因型和环境共同作用的结果。
4.基因型：指与表型有关的基因组成。
5.两对相对性状的测交实验中，测交后代基因型和表型均为4种，数量比例均为1∶1∶1∶1。
6.在两对相对性状的杂交实验中，F2中共有9种基因型，4种性状表现，比例为9∶3∶3∶1。
1．自由组合定律中的“自由组合”是指(　　)
A．带有不同遗传因子的雌雄配子间的组合
B．决定同一性状的成对的遗传因子的组合
C．两亲本间的组合
D．决定不同性状的遗传因子的自由组合
D　[自由组合定律的实质是在形成配子时，决定不同性状的遗传因子自由组合。]
2．孟德尔进行的两对相对性状的遗传实验中，具有1∶1∶1∶1比例关系的组合是(　　)
①杂种自交后代的性状分离比　②杂种产生配子类型的比例　③杂种测交后代的表型比例　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　[两对相对性状的杂种自交，后代的性状分离比为9∶3∶3∶1，①不符合题意；杂种产生配子种类的比例为1∶1∶1∶1，②符合题意；杂种测交后代的表型比例为1∶1∶1∶1，③符合题意；杂种自交后代的基因型比例为1∶2∶2∶4∶1∶2∶1∶2∶1，④不符合题意；杂种测交后代的基因型比例为1∶1∶1∶1，⑤符合题意。]
3．豌豆子叶的黄色(Y)对绿色(y)为显性性状，圆粒种子(R)对皱粒种子(r)为显性性状。某人用黄色圆粒和绿色圆粒的豌豆进行杂交，发现后代出现四种表型，统计结果为圆粒∶皱粒＝3∶1，黄色子叶∶绿色子叶＝1∶1，下列叙述不正确的是(　　)
A．亲本的基因型是YyRr和yyRr
B．在F1中表型不同于亲本的是绿色皱粒和黄色皱粒，两者的数量比为1∶1
C．F1中纯合子所占的比例是1/4
D．如果用F1中的一株黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交，得到F2的表型有2种，数量比为1∶1
D　[由题意分析可知，亲本的基因型为YyRr和yyRr，A正确；亲本的基因型为YyRr和yyRr，后代有2×2＝4(种)表型，在F1中表型不同于亲本的是黄色皱粒和绿色皱粒，它们的数量比为1∶1，B正确；F1中纯合子(yyRR和yyrr)的比例为1/2×1/4×2＝1/4，C正确；亲本的基因型为YyRr和yyRr，F1中黄色圆粒豌豆的基因型是YyRR或YyRr，如果用F1中的一株黄色圆粒(YyRR)豌豆与绿色皱粒豌豆杂交，得到的F2的表型有2种，数量比为黄色圆粒∶绿色圆粒＝1∶1；如果用F1中的另一株黄色圆粒(YyRr)豌豆与绿色皱粒豌豆杂交，得到的F2的表型有4种，数量比为黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒＝1∶1∶1∶1，D错误。]
4．遗传因子组成为AAbbCC与aaBBcc的小麦进行杂交，这三对遗传因子的遗传遵循自由组合定律，F1杂种形成的配子种类数及其自交后代(F2)的遗传因子组成种类数分别是(　　)
A．4和9 B．4和27
C．8和27 D．32和81
C　[F1的基因型为AaBbCc，该个体形成配子的种类数为2(A、a)×2(B、b)×2(C、c)＝8(种)。自交后代(F2)的遗传因子组成种类数为3×3×3＝27(种)。]
5．鸡冠的形状由两对基因(A和a，B和b)控制，这两对基因的遗传符合基因的自由组合定律，且与性别无关。据表回答下列问题：
项目 基因组合 A、B同时存在(A_B_型) A存在、B不存在(A_bb型) B存在、A不存在(aaB_型) A和B都不存在(aabb型)
鸡冠形状 核桃状 玫瑰状 豌豆状 单片状
杂交组合　甲：核桃状×单片状→F1：核桃状，玫瑰状，豌豆状，单片状
乙：玫瑰状×玫瑰状→F1：玫瑰状，单片状
丙：豌豆状×玫瑰状→F1：全是核桃状
(1)甲组杂交方式在遗传学上称为________，甲组杂交组合的F1中四种表型比例是____________________。
(2)让乙组后代(F1)中玫瑰状冠的鸡与另一纯合豌豆状冠的鸡杂交，杂交后代表型及比例在理论上是__________________。
(3)让丙组F1中的雌雄个体交配，后代表现为玫瑰状冠的有120只，那么表现为豌豆状冠的杂合体理论上有________只。
(4)基因型为AaBb与Aabb的个体杂交，它们的后代基因型的种类有________种，后代中纯合子所占比例为________。
[解析]　(1)甲组杂交组合为双杂合个体与隐性纯合子杂交，叫测交，测交后代有四种表型，且比例为1∶1∶1∶1。 (2)乙组杂交后代(F1)玫瑰状冠鸡的基因型为2/3Aabb、1/3AAbb，和纯合的豌豆状冠(aaBB)鸡杂交，后代中出现核桃状冠的概率是1/3＋(2/3)×(1/2)＝2/3，出现豌豆状冠的概率是(2/3)×(1/2)＝1/3，比例为2∶1。 (3)丙组杂交组合中，由F1全是核桃状，可推出亲代基因型为aaBB、AAbb，F1基因型为AaBb，F1中雌雄个体杂交，符合常规的自由组合定律，F2中玫瑰状冠的鸡为1/16AAbb＋2/16Aabb＝120(只)，故杂合的豌豆状冠(2/16aaBb)鸡理论上有80只。 (4)基因型为AaBb、Aabb的个体杂交，后代的基因型种类为3×2＝6(种)，纯合子所占的比例为(1/2)×(1/2)＝1/4。
[答案]　(1)测交　1∶1∶1∶1　(2)核桃状∶豌豆状＝2∶1　(3)80　(4)6　1/4

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