人教版2024届高考生物一轮复习微专题3自由组合定律解题方法整合教学课件

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题型一、“拆分法”求解自由组合定律计算问题1.“拆分法”求解自由组合定律计算问题(1)思路将多对等位基因的自由组合分解为若干分离定律分别分析,再运用乘法原理进行组合。
(2)题型示例①配子类型及概率的问题
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。
④表现型类型及概率的问题
2.“逆向组合法”推断亲本基因型(1)思路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。(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)。
1.(2022山东泰安模拟)已知A与a、B与b、D与d三对等位基因自由组合且为完全显性,基因型分别为AabbDd、AaBbDd的两个个体进行杂交。下列关于杂交后代的推测,正确的是(　　)A.杂合子的比例为7/8B.基因型有18种,AabbDd个体的比例为1/16C.与亲本基因型不同的个体的比例为1/4D.表现型有6种,aabbdd个体的比例为1/32
答案 A解析 纯合子的比例为1/2×1/2×1/2=1/8,杂合子的比例为1-1/8=7/8,A项正确;基因型种类有3×2×3=18(种),AabbDd个体的比例为1/2×1/2×1/2=1/8,B项错误;与亲本基因型相同的个体占1/2×1/2×1/2+1/2×1/2×1/2=1/4,与亲本基因型不同的个体的比例为1-1/4=3/4,C项错误;子代表现型有2×2×2=8(种),D项错误。
2.(2020浙江7月选考)某植物的野生型(AABBcc)有成分R,通过诱变等技术获得3个无成分R的稳定遗传突变体(甲、乙和丙)。突变体之间相互杂交,F1均无成分R。然后选其中一组杂交的F1(AaBbCc)作为亲本,分别与3个突变体进行杂交,结果见下表:
注:“有”表示有成分R,“无”表示无成分R。用杂交Ⅰ子代中有成分R植株与杂交Ⅱ子代中有成分R植株杂交,理论上其后代中有成分R植株所占比例为(　　)A.21/32 B.9/16C.3/8 D.3/4
答案 A解析 杂交Ⅰ子代中有成分R植株基因型为AABbcc和AaBbcc,比例为1∶1(或基因型为AaBBcc和AaBbcc,比例为1∶1),杂交Ⅱ子代中有成分R植株基因型为AaBbcc,故杂交Ⅰ子代中有成分R植株与杂交Ⅱ子代中有成分R植株相互杂交,后代中有成分R所占比例为: 1/2×1×3/4×1+1/2×3/4×3/4×1=21/32,A项正确。
3.(2022福建厦门模拟)柑橘的果皮色泽同时受多对独立遗传的等位基因控制(如A、a;B、b;C、c……),当个体的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时(即A_B_C_……)为红色,当个体的基因型中每对等位基因都不含显性基因时(即aabbcc…)为黄色,否则为橙色。现用果皮颜色分别为红色、黄色、橙色的三株柑橘进行如下实验:实验甲,红色×黄色→红色∶橙色∶黄色=1∶6∶1;实验乙,红色×橙色→红色∶橙色∶黄色=3∶12∶1。据此分析,下列说法正确的是(　　)A.柑橘果皮的色泽受两对等位基因控制B.实验甲中亲子代红色个体的基因型不同C.实验乙橙色亲本有2种可能的基因型D.实验乙的子代橙色个体具有9种基因型
答案 D解析 实验甲中,红色(A_B_C_……)×黄色(aabbcc……)→红色∶橙色∶黄色=1∶6∶1,相当于测交,由于子代出现了黄色植株,说明亲本红色植株的基因型为AaBbCc……,其产生的ABC……配子占1/8,即(1/2)3,则可推知柑橘果皮的色泽受三对等位基因控制,A项错误;实验甲的亲本基因型组合为AaBbCc×aabbcc,实验甲中亲子代红色植株基因型相同,都是AaBbCc,B项错误;实验乙中,红色亲本的基因型是AaBbCc,由子代中红色植株所占比例为3/16,即3/4×1/2×1/2,可推测橙色亲本含1对杂合基因和2对隐性纯合基因,橙色亲本可能有3种基因型,即Aabbcc、aaBbcc或aabbCc,C项错误;
实验乙红色亲本的基因型为AaBbCc,橙色亲本的基因型为Aabbcc(或aaBbcc或aabbCc),故实验乙的子代基因型共有3×2×2(或2×3×2或2×2×3)=12(种),其中子代红色个体有2种基因型(AABbCc和AaBbCc或AaBBCc和AaBbCc或AaBbCC和AaBbCc),黄色个体有1种基因型(aabbcc),则橙色个体有12-3=9(种)基因型,D项正确。
题型二、巧用“通项公式法”精准推断多对基因自由组合问题1.利用数据先判断,再推导基因型这种推导方法中,利用数据不是为了单纯的计算,而是通过数据进行判断,找出突破口,以达到巧推亲代基因型的目的。2.含n对等位基因(独立遗传)的个体自交公式含n对等位基因(各自独立遗传)的亲本自交,则配子的种类和F1表现型的种类均为2n种,基因型种类为3n种,纯合子基因型的种类为2n种,杂合子基因型的种类为(3n-2n)种。
附:n对等位基因位于n对同源染色体上的遗传规律“通项、公式”
注:(1)若F2中显性性状的比例为(3/4)n,则该性状由n对等位基因控制。(2)若F2中子代性状分离比之和为4n,则该性状由n对等位基因控制。
专项训练4.(2011全国Ⅰ)某植物红花和白花这对相对性状同时受多对等位基因控制(如A、a;B、b;C、c……)。当个体的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时(即A_B_C_……)才开红花,否则开白花。现有甲、乙、丙、丁4个纯合白花品系,相互
之间进行杂交,杂交组合、后代表现型及其比例如下: 根据杂交结果回答问题:(1)这种植物花色的遗传符合哪些遗传定律?(2)本实验中,植物的花色受几对等位基因的控制,为什么?
答案 (1)基因的自由组合定律和基因的分离定律(或基因的自由组合定律)。　(2)4对,①本实验的乙×丙和甲×丁两个杂交组合中,F2中红色个体占全部个体的比例为81/(81+175)=81/256=(3/4)4,根据n对等位基因自由组合且完全显性时,F2中显性个体的比例为(3/4)n,可判断这两个杂交组合中都涉及4对等位基因。②综合杂交组合的实验结果,可进一步判断乙×丙和甲×丁两个杂交组合中所涉及的4对等位基因相同。解析 (1)同源染色体上的等位基因的遗传符合分离定律,非同源染色体上的非等位基因的遗传符合自由组合定律。(2)在几组杂交组合中,乙×丙、甲×丁的F1自交,后代发生性状分离,红花(显性性状)所占比例为81/(81+175)=(3/4)4。只有4对等位基因分别位于4对非同源染色体上完全自由组合时,才符合这种情况。
5. 某研究小组研究小麦籽粒颜色的遗传时,发现下图所示情况(设相关基因为A、a,B、b,C、c……),结合图示结果判断,下列说法错误的是(　　)
A.因为F2发生性状分离,所以F1一定是杂合子,亲本最可能是纯合子B.小麦籽粒颜色的遗传可能由分别位于3对同源染色体上的3对基因控制C.据图分析,第Ⅱ组的F2红粒个体中,纯合个体的基因型有7种D.第Ⅲ组F1的基因型可能为AaBbCc,其测交后代中纯合子占1/8
答案 C解析 F2发生性状分离,说明F1一定是杂合子,而F1只出现一种性状,说明亲本最可能是纯合子,A项正确。根据第Ⅲ组F2中红粒∶白粒=63∶1,可推知该性状可能由3对能独立遗传的基因控制,B项正确。设三对独立遗传的基因分别为A、a,B、b,C、c,第Ⅱ组杂交组合F1可能的基因型有AaBbcc、AabbCc、aaBbCc三种,自交后代都为15(9+3+3)∶1,说明只有隐性纯合子才表现为白粒,其他都表现为红粒,推测出红粒个体中纯合子的基因型只有3种,C项错误。第Ⅲ组杂交组合F1可能的基因型为AaBbCc,由于只有纯合隐性个体才表现为白粒,所以F1测交,后代中红粒和白粒的比例为7∶1,则纯合子占1/8,D项正确。
6.某植物种子的颜色有黄色和绿色之分,受多对独立遗传的等位基因控制。现有两个绿色种子的纯合品系Ⅰ、Ⅱ。让Ⅰ、Ⅱ分别与一纯合的黄色种子的植物杂交,在每个杂交组合中,F1都是黄色,再自花受粉产生F2,每个组合的F2分离如下。Ⅰ:产生的F2中27黄∶37绿Ⅱ:产生的F2中27黄∶21绿回答下列问题。(1)根据上述哪个品系的实验结果,可初步推断该植物种子的颜色至少受三对等位基因控制,请说明判断的理由。(2)请从上述实验中选择合适的材料,设计一代杂交实验证明推断的正确性。(要求:写出实验方案,并预测实验结果)
答案 (1)Ⅰ。F1都是黄色,表明黄色对绿色为显性。Ⅰ品系产生的F2中,黄色占27/64=(3/4)3,表明F1中有三对基因是杂合的,Ⅰ与亲本黄色之间有三对等位基因存在差异。(2)取与Ⅰ杂交形成的F1,与Ⅰ杂交,后代中将出现黄色与绿色两种表现型,且比例为1∶7。解析 (1)分析Ⅰ、Ⅱ两个品系的实验,Ⅰ品系实验中F2中黄色个体比例为27÷(27+37)=(3/4)3,这表明F1(黄色)有三对等位基因杂合,且三种显性基因同时存在就表现为黄色,其他情况均为绿色。(2)Ⅰ品系的实验为:P(绿色Ⅰ品系×纯合黄色)→F1(黄色) F2(27黄∶37绿),该实验中亲本纯合黄色个体基因型为AABBCC(相关等位基因用A、a,B、b……表示),F1的基因型为AaBbCc,则亲本绿色X品系基因型为aabbcc。测交可以测得待测个体产生配子的种类与比例,故只要取F1(AaBbCc)与Ⅰ品系(aabbcc)测交,测交后代将出现黄色与绿色两种表现型,且比例为1∶7即可验证推断的正确性。
题型三、确认两对(或多对)基因是否独立遗传1.判断基因是否位于不同对同源染色体上以AaBb为例,若两对等位基因分别位于两对同源染色体上,则产生四种类型的配子。在此基础上进行测交或自交时会出现特定的性状分离比,如1∶1∶1∶1或9∶3∶3∶1或9∶7等变式,也会出现致死背景下特殊的性状分离比,如4∶2∶2∶1、6∶3∶2∶1。在涉及两对等位基因遗传时,若出现上述性状分离比,可考虑基因位于两对同源染色体上。
2.两对等位基因的3种位置状况下产生配子及自交、测交结果归纳基因有连锁现象时,不符合基因的自由组合定律,其子代将呈现独特的性状分离比。
3.根据后代性状分离比确定基因在染色体上的位置
专项训练7.(2018全国Ⅲ)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。
回答下列问题。(1)根据表中数据可得出的结论是:控制甲组两对相对性状的基因位于　　　　　　　上,依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;控制乙组两对相对性状的基因位于　　　　　(填“一对”或“两对”)同源染色体上,依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)某同学若用“长复”分别与乙组的两个F1进行杂交,结合表中数据分析,其子代的统计结果不符合　　　　　　的比例。 
答案 (1)非同源染色体　F2中两对相对性状表现型的分离比符合9∶3∶3∶1　一对　F2中每对相对性状表现型的分离比都符合3∶1,而两对相对性状表现型的分离比不符合9∶3∶3∶1　(2)1∶1∶1∶1解析 (1)由甲组F2中两对相对性状表现型分离比均为9∶3∶3∶1可判定,控制两对相对性状的基因位于两对同源染色体上,符合自由组合规律。乙组F2中两对相对性状表现型分离比不符合9∶3∶3∶1,每对相对性状表现型的分离比符合3∶1,故两对相对性状的基因位于一对同源染色体上。(2)因乙组两对基因位于同一对同源染色体上,所以无法产生比例相等的4种配子,所以测交后代不会出现1∶1∶1∶1的比例。
8.某雌雄同株异花植物花的颜色由两对等位基因(A和a,B和b)控制,其基因型与表现型的对应关系见下表。为确定这两对基因的位置,拟对AaBb个体做实验(不考虑交叉互换)。下列叙述正确的是(　　)
A.若测交后代中粉花∶红花∶白花=1∶1∶1,则基因位置如图甲所示B.若自交后代中粉花∶红花∶白花=6∶3∶7,则基因位置如图甲所示C.若自交后代中粉花∶红花∶白花=2∶1∶1,则基因位置如图乙所示D.若测交后代中粉花∶红花∶白花=1∶1∶2,则基因位置如图丙所示
答案 B解析 若基因位置如图甲所示,则测交后代基因型为AaBb、Aabb、aaBb及aabb,表现型为粉花∶红花∶白花=1∶1∶2,A项错误;若基因位置如图乙所示,则自交后代基因型为AABB∶AaBb∶aabb=1∶2∶1,表现型为粉花∶白花=1∶1,C项错误;若基因位置如图丙所示,则测交后代基因型为Aabb∶aaBb=1∶1,表现型为红花∶白花=1∶1,D项错误。
9.(2022江西赣州联考)某植物的两性植株和雌株受一对等位基因E/e控制,两性植株上有雌花和雄花,雌株上只有雌花。植株的高度由基因A/a控制,叶型由基因B/b控制。研究人员选取纯合高秆柳叶雌株和纯合矮秆掌状叶两性植株作亲本杂交得F1,让F1自交,所得F2的表现型及比例为高秆掌状叶两性株∶矮秆掌状叶两性株∶高秆柳叶雌株∶矮秆柳叶雌株=9∶3∶3∶1。据此分析回答下列问题。(1)F1的基因型为　　　　,表现型为　　　　　　　　。 (2)基因B/b与E/e位于　　　　(填“一对”或“两对”)同源染色体上,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;若F1自交后代出现了少量的掌状叶雌株和柳叶两性株,产生的原因最可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)为进一步验证基因A/a与E/e的遗传遵循基因的自由组合定律,请用上述实验中涉及的植株为材料,设计实验并预期实验结果:①实验设计方案:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②预期实验结果:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案 (1)AaBbEe　高秆掌状叶两性株　(2)一对　F1自交所得F2的表现型及比例为掌状叶两性株∶柳叶雌株=3∶1　减数第一次分裂四分体时期发生了交叉互换　(3)选取矮秆雌株与F1进行杂交(测交),观察后代的表现型及比例　后代将产生四种表现型,其比例为高秆两性株∶矮秆两性株∶高秆雌株∶矮秆雌株=1∶1∶1∶1
解析 (1)F2中高秆∶矮秆=3∶1,掌状叶∶柳叶=3∶1,故高秆、掌状叶为显性性状,两性株∶雌株=3∶1,两性株为显性性状。因此,亲本基因型为AAbbee和aaBBEE,F1基因型为AaBbEe。(2)由于F2中掌状叶两性株∶柳叶雌株=3∶1,因此B/b和E/e两对等位基因不符合自由组合定律,即B与E基因位于同一条染色体,b与e基因位于同一条染色体。若F1自交后代出现了少量的掌状叶雌株(B_ee)和柳叶两性株(bbE_),说明F1产生了Be和bE配子,即产生的原因最可能是减数第一次分裂四分体时期,B/b和E/e基因所在同源染色体发生了交叉互换。(3)若想验证基因A/a与E/e的遗传是否遵循基因的自由组合定律,则可以选择F1与矮秆雌株进行杂交,观察子代的表现型及比例。若子代为高秆两性株∶矮秆两性株∶高秆雌株∶矮秆雌株=1∶1∶1∶1,则基因A/a与E/e的遗传遵循基因的自由组合定律。
10.某种植物花的颜色由两对基因(A和a,B和b)控制,A基因控制色素合成(AA和Aa的效应相同),B基因为修饰基因,能淡化颜色的深度(BB和Bb的效应不同)。其基因型与表现型的对应关系见下表,请回答下列问题。
(1)让纯合白花植株和纯合红花植株杂交,产生的子一代植株的花色全为粉色。请写出可能的杂交组合:　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)为了探究两对基因(A和a,B和b)是在同一对同源染色体上,还是在两对同源染色体上,某课题小组选用基因型为AaBb的植株进行自交实验。①实验假设:这两对基因在染色体上的位置有三种类型,已给出两种类型,请将未给出的类型画在方框内。如图所示,竖线表示染色体,黑点表示基因在染色体上的位置。
②实验步骤。第一步:粉花植株自交。第二步:观察并统计子代植株花的颜色和比例。③实验可能的结果(不考虑交叉互换)及相应的结论。a.若　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,则两对基因在两对同源染色体上(符合第一种类型)。 b.若子代植株花色及比例为粉色∶白色=1∶1,则两对基因在一对同源染色体上(符合第二种类型)。c.若　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,则两对基因在一对同源染色体上(符合第三种类型)。 
答案 (1)AABB×AAbb或aaBB×AAbb(2)如图子代植株花色及比例为粉色∶红色∶白色=6∶3∶7　子代植株花色及比例为粉色∶红色∶白色=2∶1∶1