【基礎(chǔ)知識】

1.孟德爾的兩對性狀的雜交實驗

(1)配子的產(chǎn)生

①假說：F1在產(chǎn)生配子時，每對遺傳因子彼此分離，不同對的遺傳因子可以自由組合。

②F1產(chǎn)生的配子

a.雄配子種類及比例：YR∶Yr∶yR∶yr=1∶1∶1∶1。

b.雌配子種類及比例：YR∶Yr∶yR∶yr=1∶1∶1∶1。

(2)配子的結(jié)合

①假說：受精時，雌雄配子的結(jié)合是隨機的。

②F1配子的結(jié)合方式有16種。

(3)遺傳圖解

(4)假說驗證

①方法：測交實驗。

②遺傳圖解

2.自由組合定律

(1)實質(zhì)：非同源染色體上的非等位基因自由組合。(如圖)

(2)時間：減數(shù)第一次分裂后期。

(3)范圍：有性生殖的生物，真核細胞的核內(nèi)染色體上的基因。無性生殖和細胞質(zhì)基因遺傳時不遵循。

3.自由組合定律在實驗中的應(yīng)用

9∶3∶3∶1是兩對相對性狀自由組合出現(xiàn)的表現(xiàn)型比例，題干中如果出現(xiàn)附加條件，可能會出現(xiàn)9∶3∶4;9∶6∶1;15∶1;9∶7等表現(xiàn)型比例，分析時可以按兩對相對性狀自由組合的思路來考慮：

【常見題型】

(1)巧用分離定律分析自由組合問題;

(2)自由組合定律的應(yīng)用。

類型一

【典例1】某種植物的果皮有毛和無毛、果肉黃色和白色為兩對相對性狀，各由一對等位基因控制(前者用D、d表示，后者用F、f表示)，且獨立遺傳。利用該種植物三種不同基因型的個體(有毛白肉A、無毛黃肉B、無毛黃肉C)進行雜交，實驗結(jié)果如下：

回答下列問題：

(1)果皮有毛和無毛這對相對性狀中的顯性性狀為______，果肉黃色和白色這對相對性狀中的顯性性狀為________。

(2)有毛白肉A、無毛黃肉B和無毛黃肉C的基因型依次為_______。

(3)若無毛黃肉B自交，理論上，下一代的表現(xiàn)型及比例為_______。

(4)若實驗3中的子代自交，理論上，下一代的表現(xiàn)型及比例為_______。

(5)實驗2中得到的子代無毛黃肉的基因型有_________。

【答案】

(1)有毛 黃肉

(2)DDff、ddFf、ddFF

(3)無毛黃肉:無毛白肉=3:1

(4)有毛黃肉:有毛白肉：無毛黃肉:無毛白肉=9:3:3:1

(5)ddFF、ddFf

【解析】

(1)由實驗1∶有毛A與無毛B雜交，子一代均為有毛，可判斷有毛為顯性性狀，雙親關(guān)于果皮有毛和無毛的基因均為純合的;由實驗3：白肉A與黃肉C雜交，子一代均為黃肉，可判斷黃肉為顯性性狀，雙親關(guān)于果肉顏色的基因均為純合的。

(2)依據(jù)實驗1中的白肉A與黃肉B雜交，子一代黃肉與白肉的比為1:1”，可判斷親本B關(guān)于果肉顏色的基因為雜合的。結(jié)合(1)的分析可推知：有毛白肉A、無毛黃肉B和無毛黃肉C的基因型分別為DDff、ddFf、ddFF。

(3)無毛黃肉B的基因型為ddFf，理論上其自交下一代的基因型及比例為ddFF:ddFf:ddff=1:2:1，所以下一代的表現(xiàn)型及比例為無毛黃肉:無毛白肉=3:1

(4)綜上分析可推知：實驗3中的子代的基因型均為DdFf，理論上其自交下一代的表現(xiàn)型及比例為有毛黃肉(D_F_):有毛白肉(D_ff)：無毛黃肉(ddF_):無毛白肉(ddff)=9:3:3:1。

(5)實驗2中的無毛黃肉B(ddFf)和無毛黃肉C(ddFF)雜交，子代的基因型為 ddFf和ddFF兩種，均表現(xiàn)為無毛黃肉。

【總結(jié)】

本題的難點在于顯隱性的判斷與親本基因型的判斷。

(1)根據(jù)子代性狀判斷顯隱性的方法：

①不同性狀的親本雜交→子代只出現(xiàn)一種性狀→子代所出現(xiàn)的性狀為顯性性狀，雙親均為純合子。

②相同性狀的親本雜交→子代出現(xiàn)不同性狀→子代所出現(xiàn)的新的性狀為隱性性狀，親本為雜合子。

(2)用分離定律解決自由組合問題的思路：先將自由組合定律問題轉(zhuǎn)化為若干個分離定律問題。在獨立遺傳的情況下，有幾對相對性狀(或幾對基因)就可以分解為幾個分離定律問題，然后按照題目要求的實際情況進行重組。此法“化繁為簡，準(zhǔn)確”。以本題的第(1)和(2)小題為例來領(lǐng)會這種解題方法：實驗1可分解為如下兩個分離定律的內(nèi)容：

①有毛A× 無毛B→有毛，結(jié)合顯隱性的判斷方法，推知有毛為顯性，有毛A與無毛B的基因型分別為DD和dd;

②白肉A× 黃肉B→黃肉:白肉=1:1，不能判斷顯隱性，但能確定雙親一個為雜合子(Ff)，一個為隱性純合子(ff)。

同理，實驗3也可分解為如下兩個分離定律的內(nèi)容：

①有毛A× 無毛C→有毛，推出有毛為顯性，有毛A與無毛C的基因型分別為DD和dd;

②白肉A× 黃肉C→黃肉，推出黃肉為顯性，白肉A與 黃肉C的基因型分別為ff和FF。

在上述分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)題目要求的實際情況進行重組，即可推出親本有毛白肉A、無毛黃肉B和無毛黃肉C的基因型。第(3)、(4)(5)小題的解題方法與此類似。

【典例2】油菜物種I(2n=20)與II(2n=18)雜交產(chǎn)生的幼苗經(jīng)秋水仙素處理后，得到一個油菜新品系(?。篒的染色體和II的染色體在減數(shù)分裂中不會相互配對)。

組別	親代	F1表現(xiàn)型	F1自交所得F2的表現(xiàn)型及比例
實驗一	甲×乙	全為產(chǎn)黑色種子植株	產(chǎn)黑色種子植株：產(chǎn)黃色種子植株=3:1
實驗二	乙×丙	全為產(chǎn)黃色種子植株	產(chǎn)黑色種子植株：產(chǎn)黃色種子植株=3:13

(1)秋水仙素通過抑制分裂細胞中________的形成，導(dǎo)致染色體加倍‘獲得的植株進行自交，子代_______(會/不會)出現(xiàn)性狀分離。

(2)觀察油菜新品根尖細胞有絲分裂，應(yīng)觀察______區(qū)的細胞，處于分裂后期的細胞中含有_______條染色體。

(3)該油菜新品系經(jīng)過多代種植后出現(xiàn)不同顏色的種子，已知種子顏色由一對基因A/a控制，并受另一對基因R/r影響。用產(chǎn)黑色種子植株(甲)、產(chǎn)黃色種子植株(乙和丙)進行以下實驗：

①由實驗一得出，種子顏色性狀中黃色對黑色為________性

②分析以上實驗可知，當(dāng)________基因存在時會抑制A基因的表達。實驗二中丙的基因型為________，F(xiàn)2代產(chǎn)黃色種子植株中雜合子的比例為________。

③有人重復(fù)實驗二，發(fā)現(xiàn)某一F1植株，其體細胞匯中含R/r基因的同源染色體有三條(其中兩條含R基因)，請解釋該變異產(chǎn)生的原因：________。讓該植株自交，理論上后代中產(chǎn)黑色種子的植株所占比例為________。

【答案】

(1)紡錘體 不會

(2)分生 76

(3)①隱 ②R AARR 10/13 ③丙植株在減數(shù)第一次分裂后期含R基因的同源染色體未分離或丙植株在減數(shù)第二次分裂后期含R基因的姐妹染色單體未分離 1/48

【解析】

(1)秋水仙素通過抑制有絲分裂前期紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍，由于Ⅰ的染色體和Ⅱ的染色體在減數(shù)分裂中不會相互配對，故得到的新植株為純合子，該植株進行自交，子代不會發(fā)生性狀分離。

(2)植物根尖分生區(qū)細胞才能進行有絲分裂，該新品種體細胞染色體數(shù)目為(10+9)×2=38，由于有絲分裂后期著絲點斷裂染色體數(shù)目加倍，故處于分裂后期的細胞中含有76條染色體。

(3)①有題意知，實驗一F1全為黑色，說明黑色為顯性性狀，黃色為隱形性狀。

②實驗二中子二代表現(xiàn)為3：13，類似喻9：3：3：1的比例，說明F1基因型為AaRr，表現(xiàn)為黃色，說明R基因中存在會抑制A基因的標(biāo)答，故兩實驗中親本的甲、乙、丙的基因型為：AArr、aarr、AARR，F(xiàn)2產(chǎn)黃色種子植株中，純合子只有1/13AARR、1/13aaRR、1/13aarr，故雜合子占10/13

③實驗二中，乙、丙的基因型分別為aarr、AARR，原本F1基因型為AaRr，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)子一代體細胞含有兩條染色體含R基因(基因型為AaRRr)，說明丙植株在減數(shù)第一次分裂后期含R基因的同源染色體未分離或丙植株在減數(shù)第二次分裂后期含R基因的姐妹染色單體未分離，由于該植株基因型為AaRRr，自交可分解兩個分離定律的問題來看，即Aa自交和RRr自交，Aa自交會產(chǎn)生3/4A_，1/4aa，RRr可產(chǎn)生4種類型的配子，分別為1/3Rr、1/3R、1/6RR、1/6r，故后代中產(chǎn)黑色種子(A_rr)的植株所占比例為1/6×1/6×3/4=1/48。

【總結(jié)】

本題的難點在于

1、顯隱性的判斷與親本基因型的判斷，根據(jù)子代性狀判斷顯隱性的方法：

①不同性狀的親本雜交→子代只出現(xiàn)一種性狀→子代所出現(xiàn)的性狀為顯性性狀，雙親均為純合子。

②相同性狀的親本雜交→子代出現(xiàn)不同性狀→子代所出現(xiàn)的新的性狀為隱性性狀，親本為雜合子。

③根據(jù)子代性狀分離比→若子代出現(xiàn)3：1的性狀分離比，占3份的性狀為顯性性狀，且親本為雜合子自交。

2.用分離定律解決自由組合問題的思路：先將自由組合定律問題轉(zhuǎn)化為若干個分離定律問題。在獨立遺傳的情況下，有幾對相對性狀(或幾對基因)就可分解為幾個分離定律問題，然后按照題目要求的實際情況進行重組。此法“化繁為簡，準(zhǔn)確”，如AaRr自交，可拆分成Aa×Aa和Rr×Rr，再分別求出所需要的基因型的概率，再相乘就得輕易的得出相應(yīng)基因型的概率。

3.對于三體自交的計算，以題中基因為RRr的個體為例，關(guān)鍵在于RRr個體產(chǎn)生配子的種類與比例，考生可用標(biāo)號法來確定種子的類型及比例，將第一個R所在染色體記為1號，第二個R所在染色體記為2號，將r所在的染色體記為3號，然后進行排列組合，可產(chǎn)生的配子的染色體組成就有(1，23)、(12，3)、(13，2)三種情況，然后轉(zhuǎn)換成相應(yīng)染色體上的基因，就能得到產(chǎn)生配子的類型及概率為1/3Rr、1/3R、1/6RR、1/6r

4.本題的易錯點在于忽略了題干中的隱含條件，如第三小題第2小問，題目要求計算的是F2代產(chǎn)黃色種子植株中雜合子的比例，有的同學(xué)往往計算的是F2代植株中雜合子的比例。

類型二

【典例1】用某種高等植物的純合紅花植株與純合白花植株進行雜交，F(xiàn)1全部表現(xiàn)為紅花。若F1自交，得到的F2植株中，紅花為272株，白花為212株;若用純合白花植株的花粉給F1紅花植株授粉，得到的子代植株中，紅花為101株，白花為302株。根據(jù)上述雜交實驗結(jié)果推斷，下列敘述正確的是

A. F2中白花植株都是純合體

B. F2中紅花植株的基因型有2種

C. 控制紅花與白花的基因在一對同源染色體上

D. F2中白花植株的基因類型比紅花植株的多

【解析】

用純合紅花植株與純合白花植株進行雜交，F(xiàn)1全部表現(xiàn)為紅花。若F1自交，得到的F2植株中，紅花為272株，白花為212株，即紅花∶白花≈9∶7，是9∶3∶3∶1的變式，而且用純合白花植株的花粉給F1紅花植株授粉，得到的子代植株中，紅花為101株，白花為302株，即紅花∶白花≈1∶3，由此可推知該對相對性狀由兩對等位基因控制(設(shè)為A、a和B、b)，并且這兩對等位基因的遺傳遵循基因的自由組合定律，說明控制紅花與白花的基因分別位于兩對同源染色體上，故C項錯誤;F1的基因型為AaBb，F(xiàn)1自交得到的F2中白花植株的基因型有A_bb、aaB_和aabb，所以F2中白花植株不都是純合體，A項錯誤;F2中紅花植株(A_B_)的基因型有4種，而白花植株的基因型有9-4=5種，故B項錯誤，D項正確。

【答案】D

【總結(jié)】

是否遵循自由組合定律的判斷方法

(1)兩對等位基因控制的性狀不一定都遵循自由組合定律

如圖中A-a、B-b兩對等位基因之間的遺傳不遵循自由組合定律，分為以下兩種情況：

①在不發(fā)生交叉互換的情況下，AaBb自交后代性狀分離比為3∶1。

②在發(fā)生交叉互換的情況下，其自交后代有四種表現(xiàn)型，但比例不是9∶3∶3∶1。

(2)驗證自由組合定律的實驗方案

①測交法：雙雜合子F1×隱形純合子，后代F2中雙顯性∶前顯后隱∶前隱后顯∶雙隱形=1∶1∶1∶1

②自交法：雙雜合子F1自交，后代F2中雙顯性∶前顯后隱∶前隱后顯∶雙隱形=9∶3∶3∶1

【解題技巧與方法總結(jié)】

1、巧用分離定律分析自由組合問題

利用孟德爾由簡到繁的指導(dǎo)思想，在分析配子的類型、子代的基因型或表現(xiàn)型等問題時，先分析一對等位基因，再分析第二對，第三對……較后進行綜合計算。如：在獨立遺傳的情況下，有幾對基因就可分解為幾個雜交組合，如AaBb×Aabb可分解為如下兩個組合：Aa×Aa;Bb×bb，然后再按分離定律來進行分析。

【提示】等位基因獨立遺傳時后代基因型及表現(xiàn)型數(shù)：

基因?qū)?shù)	F1配子的種數(shù)	F1配子的組合數(shù)	F2的基因型數(shù)	F2的表現(xiàn)型數(shù)	F2的性狀分離比
1	2	4	3	2	3∶1
2	4	16	9	4	9∶3∶3∶1
……	……	……	……	……	……
n	2n	4n	3n	2n	(3∶1)n

2.基因的自由組合定律的驗證方法

驗證方法	結(jié)論
自交法	若F1自交后代的分離比為9:3:3:1，則符合基因的自由組合定律，由位于兩對同源染色體上的兩對等位基因控制
測交法	若測交后代的性狀比例為1:1:1:1，由位于兩對同源染色體上的兩對等位基因控制
花粉鑒定法	花粉有四種表現(xiàn)型，比例為1:1:1:1，則符合自由組合定律
單倍體育種法	取花藥離體培養(yǎng)，用秋水仙素處理單倍體幼苗，若植株性狀有四種表現(xiàn)型，比例為1:1:1:1，則符合自由組合定律

3.自由組合定律常用解題技巧

(1)根據(jù)后代分離比解題。在基因的分離定律中，不同基因型之間交配，后代在性狀上往往有一些規(guī)律性的分離比。如雜種F1(一對雜合基因，有顯隱性關(guān)系)自交，后代分離比為3:1，測交比是1:1;親本之一為顯性純合子，其后代只有顯性性狀的個體。利用這些規(guī)律性的分離比是解自由組合題目的技巧之一。

(2)運用隱性純合突破法解題。隱性性狀的個體可直接寫出其基因型，顯性性狀可寫出部分基因型，再結(jié)合減數(shù)分裂產(chǎn)生配子和受精作用的相關(guān)知識，能夠推出親代的基因型。

(3)運用綜合分析法解題。如已知一個親本的基因型為BbCc，另一個為bbC_。后代中四種表現(xiàn)型個體比近似于3:1:3:1，即總份數(shù)為8。根據(jù)受精作用中雌雄配子結(jié)合規(guī)律可斷定一個親本可產(chǎn)生兩種配子，另一個親本能產(chǎn)生四種配子，雌雄配子隨機結(jié)合的可能性有8種，可推知另一個體基因型為bbCc。