第8课时 基因的自由组合定律的解题思路及应用
学习目标
1．掌握基因的自由组合定律的解题思路。2.阐明基因的自由组合定律的应用
|基础知识|
一、基因的自由组合定律的应用
1．理论上可用于解释生物多样性。如具有n对杂合基因的个体自交，后代的表现型可能是2种。
2．在育种工作中，用杂交育种的方法有目的地使生物不同品种间的基因重组，以使不同亲本的优良基因组合在一起。
3．在医学实践中，根据基因的自由组合定律，分析家族系谱中两种遗传病同时发病的情况，为遗传病的预防和诊断提供理论依据。
二、基因的分离定律与自由组合定律关系
项目 相对性状对数 等位基因对数 等位基因位置 细胞学基础 遗传实质 配子类型F1配子 及其比例 雌雄配子组合数 基因型种F2 类及比例 表现型种类及比例 基因型种F1测交子代 类及比例 表现型种类及比例 联系 分离定律 1对 1对 1对等位基因位于1对同源染色体上 后期Ⅰ同源染色体分离 等位基因分离 2种，1∶1 自由组合定律 nn对(n≥2) n对 n对等位基因位于n对同源染色体上 后期Ⅰ非同源染色体自由组合 非同源染色体上的非等位基因自由组合 2种，(1∶1) nn4种 4种 n3种，1∶2∶1 3种，(1∶2∶1) nn2种，3∶1 2种，(3∶1) nn2种，1∶1 2种，(1∶1) nn2种，1∶1 2种，(1∶1) nn形成配子时，同源染色体上的等位基因分离的同时，非同源染色体 1
上的非等位基因自由组合，彼此独立，各不干扰 |自查自纠| (1)杂交育种可将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种( )
(2)利用杂合紫花Aa豌豆自交获得白花豌豆aa，属于杂交育种( )
(3)人群中，甲遗传病的患病率是m，乙遗传病的患病率是n，若按照基因的自由组合定律遗传，则人群中患病率是m＋n( )
(4)孟德尔两对相对性状的杂交实验中，单独分析一对相对性状均遵循基因的分离定律，同时分析两对相对性状，则遵循基因的自由组合定律( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)√
|图解图说|
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杂交育种过程中，往往从哪一代开始进行选育？为什么？ 提示：F2，因为自F2代开始出现性状分离。
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探究点一 用分解组合法解决自由组合定律问题
1．解题思路
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．方法示例(以黄色圆粒豌豆YyRr×YyRr为例) (1)子代基因型种类
先分解：Yy×Yy→3种：YY、Yy、yy Rr×Rr→3种：RR、Rr、rr 再组合：YyRr×YyRr→3×3＝9种 (2)子代表现型种类及比例 先分解：Yy×Yy→3黄∶1绿 Rr×Rr→3圆∶1皱
再组合：YyRr×YyRr→(3黄∶1绿)(3圆∶1皱)＝9黄圆∶3黄皱∶3绿圆∶1绿皱 (3)子代YyRr概率
先分解：Yy×Yy→子代Yy概率是1/2，Rr×Rr→子代Rr概率是1/2 再组合：YyRr×YyRr→子代YyRr概率是1/2×1/2＝1/4
多对基因遵循自由组合定律时才能够直接应用分解组合法，否则，则不能直接将分解后的结果利用乘法原理进行组合。
【典例1】 aaBbDd和AaBbdd杂交，若3对基因独立遗传，求： (1)子代中aabbdd概率是多少？ (2)子代中杂合子概率是多少？ 尝试解答________
解析 因为3对基因独立遗传，可利用分解组合法解决。(1)子代中aabbdd概率是1/2×1/4×1/2＝1/16。(2)子代中纯合子概率是1/2×1/2×1/2＝1/8，杂合子概率则为1－1/8＝7/8。
答案 (1)1/16 (2)7/8
本典例(2)小题杂合子种类多样，直接求解时很容易发生遗漏，而纯合子确定且种类少，利用间接思想求解简单。
【跟踪训练】
1．aaBbCCDd和AaBbCcdd杂交，若4对基因控制4对相对性状，且独立遗传，子代中表现型有几种？其中重组类型的概率是多少？
解析 子代表现型有2×2×1×2＝8种，其中亲本类型aaB_C_D_概率是
3
1/2×3/4×1×1/2＝3/16，另一亲本类型A_B_C_dd概率是1/2×3/4×1×1/2＝3/16，所以重组类型概率是1－3/16－3/16＝5/8。
答案 5/8
探究点二 基因的自由组合定律的实践应用
1．在育种实践上的应用
现有两个纯种的小麦，一种为高秆(D)抗锈病(T)，另一种为矮秆(d)不抗锈病(t)。这两对性状独立遗传，如何培育能够稳定遗传的矮秆抗锈病的新品种呢？
提示 让高秆抗锈病小麦与矮秆不抗锈病小麦杂交，得F1；F1自交，得F2；种植F2种子，得F2小麦植株，选择矮秆抗锈病小麦继续自交；这样，通过筛选和连续自交，直至后代不发生性状分离，即可获得能够稳定遗传的矮秆抗锈病新品种。
2．在医学实践上的应用
人类多指(B)对正常指(b)显性，肤色正常(A)对白化(a)显性，且两对基因独立遗传。某家庭，母亲正常，父亲多指，二人婚后生了一个手指正常的白化病孩子；“二孩政策”放开后，他们想再生一个孩子，正常的可能性多大呢？请帮助他们分析预测。
提示 母亲基因型是A_bb，父亲基因型是A_B_，后代白化病且手指正常的孩子的基因型是aabb，因此，母亲的基因型是Aabb，父亲的基因型是AaBb。单独分析肤色的遗传，Aa×Aa，后代患白化病aa的概率是1/4，肤色正常的概率是3/4；单独分析手指的遗传，bb×Bb，后代患多指A_的概率是1/2，手指正常的概率是1/2；所以，他们生一个正常孩子的可能性是3/4×1/2＝3/8。
【典例2】 当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时，若已知患甲病的概率为m，患乙病的概率为n，就各种患病情况填写下表：
序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 【跟踪训练】 2．杂交育种是通过品种间杂交，创造新变异类型而选育新品种的方法。将两个具有期望优点的纯合亲本进行杂交，F1自交能产生多种非亲本类型，再经过选育就可能获得符合需要的新品种。下列相关叙述错误的是( )
4
类型 不患甲病的概率 不患乙病的概率 只患甲病的概率 只患乙病的概率 同患两种病的概率 只患一种病的概率 患病概率 不患病概率 计算公式 1－m 1－n m(1－n) n(1－m) mn m＋n－2mn或m(1－n)＋n(1－m) m＋n－mn或1－不患病概率 (1－m)(1－n) A．杂交育种所依据的主要遗传学原理是基因自由组合 B．F1形成配子时，非同源染色体上的非等位基因自由组合 C．杂交的目的是使不同亲本的优良基因组合到一起 D．杂交育种中，符合需要的性状组合一旦出现就能稳定遗传
解析 杂交育种中，符合需要的性状组合如果是隐性性状，一旦出现即可稳定遗传；如果是显性性状，不一定是纯合子，就不一定能够稳定遗传。
答案 D
探究点三 两对基因(独立遗传)控制某一性状类题目
某雌雄同株植物花的颜色由两对独立遗传的基因(A和a，B和b)控制。其基因型与表现型的对应关系见表：
基因组合 花的颜色 A_B_ 紫色 A_bb 红色 aa_ _ 白色 若某AaBb植株自花传粉，请回答： (1)子代植株的基因型及比例是什么？
提示 1AABB∶2AABb∶2AaBB∶4AaBb∶1AAbb∶2Aabb∶1aaBB∶2aaBb∶1aabb。 (2)子代植株的表现型有几种？其对应的基因型可能是什么？
提示 子代植株表现型有3种；紫花植株：AABB、AABb、AaBB、AaBb，红花植株：AAbb、Aabb，白花植株：aaBB、aaBb、aabb。
(3)子代植株的性状分离比是多少？ 提示 紫花∶红花∶白花＝9∶3∶4。
“和”为16的特殊分离比(9∶3∶3∶1的变式)
某些生物的性状由两对独立遗传的等位基因控制，这两对基因遗传时虽然遵循基因的自由组合定律，但后代则可能不再出现孟德尔的特定性状分离比，主要有下面几种情况：
F1(AaBb)自交后代比例 原因分析 双显为一种表现型，其余的为另一种表现型 9∶7 9∶3∶4 双显为一种表现型，双隐和单显之一为一种表现型，另一种单显为另一种表现型 5
高中生物第三章遗传和染色体第8课时基因的自由组合定律的解题思路及应用学案苏教必修2
