2017-2018学年高中生物第一章孟德尔定律第二节自由组合定律Ⅰ教学案

第二节 自由组合定律(Ⅰ)
一个品种的奶牛产奶多，另一个品种的奶牛生长快，要想培育出既产奶多、又生长快的奶牛，可以采用什么方法呢？
解决学生疑难点
一、孟德尔杂交实验
1．模拟孟德尔杂交实验
2.两对相对性状的杂交实验
分析上述实验结果，回答下列问题：
1．由P→F 1能否推断出两对性状中的显隐性关系？
答案 由P→F 1，结合显性性状和隐性性状的定义可知，黄色和圆形为显性性状，绿色和皱形为隐性性状。

2．单纯看子叶颜色这对性状，结果符合分离定律吗？单纯看种子形状这对性状呢？ 答案 符合。

黄色∶绿色＝3∶1；圆形∶皱形＝3∶1。

3．上述结果说明，两对相对性状遗传时是否是独立的、互不干扰的？ 答案 是独立的、互不干扰的。

4．F 2有4种性状表现中与亲本表现类型相同(亲本类型)和与亲本的表现类型不同(重组类型)的分别是哪几种？比例分别是多少？
答案 亲本类型为黄色圆形和绿色皱形，共占10/16；重组类型为黄色皱形和绿色圆形，共占6/16。

5．将两对性状一并考虑，它们之间是什么关系？
答案 不同对的相对性状是可以相互组合的，而且组合是随机的，这种现象称为自由组合现象。

知识整合 黄色和圆形为显性性状，绿色和皱形为隐性性状；F 2中亲本类型为黄色圆形和绿色皱形，重组类型为黄色皱形和绿色圆形；每一对性状的遗传都是独立的、互不干扰的，符合分离定律；不同对的性状之间是可以自由组合的。

1．孟德尔用豌豆做两对相对性状的遗传实验不必考虑的是( )
A．亲本的双方都必须是纯合子
B．两对相对性状各自要有显隐性关系
C．对母本去雄，授以父本花粉
D．显性亲本作父本，隐性亲本作母本
答案 D
解析孟德尔的豌豆杂交实验正反交的结果是一样的。

2．小麦高秆对矮秆为显性，抗病对不抗病为显性，用纯种的高秆抗病和矮秆不抗病两个品种做样本，在F2中选育矮秆抗病类型，其在F2中所占的比例约为( )
A.1
16
B.
2
16
C.
3
16
D.
4
16
答案 C
解析纯种高秆抗病与矮秆不抗病品种杂交得F1，F1自交所得F2有4种表现类型，比例为
9∶3∶3∶1，其中矮秆抗病类型占F2的3
16。

二、对自由组合现象的解释
1．F1产生的配子类型及比例
(1)等位基因分离：Y和y分开，R和r分开，分别进入不同的配子。

(2)非等位基因自由组合：Y和R或r的组合机会是均等的，产生YR和Yr的配子，同样y和R或r的组合机会也是均等的，产生yR和yr的配子。

(3)F1最终形成的雌、雄配子有YR、Yr、yR、yr 4种，比例为1∶1∶1∶1。

2．F1产生的雌、雄配子随机结合
(1)配子的结合方式：16种。

(2)F2的基因型：9种。

①纯合子有：YYRR、YYrr、yyRR、yyrr，各占1/16。

②单对基因杂合的有：YyRR、YYRr_、Yyrr、yyRr，各占2/16。

③两对基因杂合的有：YyRr，占4/16。

(3)F2的表现型：4种。

①黄色圆形( Y_R_)：基因型有_YYRR、YyRR、YYRr、YyRr，共占9/16。

②黄色皱形(Y_rr)：基因型有YYrr、Yyrr，共占3/16。

③绿色圆形(yyR_)：基因型有yyRR、yyRr，共占3/16。

④绿色皱形(yyrr)：占1/16。

根据孟德尔的解释，等位基因的分离和非等位基因的自由组合是彼此独立，互不干扰的，符合概率计算的乘法原理，请结合下图用乘法原理分析F1(YyRr)自交的结果：
1．基因型为什么是9种？表现型为什么是4种？
答案 每对基因自交的后代各有3种基因型和2种表现型，所以YyRr 自交的基因型是3×3＝9种，表现型是2×2＝4种。

2．F 2的绿色圆形占的比例是多少？
答案 绿色圆形占的比例：1/4绿×3/4圆＝3/16。

3．F 2中YyRr 占的比例是多少？
答案 F 2中YyRr 占的比例：2/4Yy×2/4Rr＝4/16。

4．尝试用乘法原理求YyRr 和Yyrr 相交后代中yyRr 的比例。

答案 Yy×Yy→1/4yy；Rr×rr→1/2Rr ，因此后代中yyRr 占1/4×1/2＝1/8。

知识整合 多对基因自由组合时，先将其分解为多个1对相对性状的遗传问题并按分离定律分析，再运用乘法原理组合出后代的基因型或表现型的种类及概率。

3．下列关于孟德尔两对相对性状遗传实验的叙述中，错误的是( ) A ．两对相对性状分别由两对等位基因控制 B ．每一对等位基因的传递都遵循分离定律 C ．F 1中控制两对性状的基因相互融合
D ．F 2中有16种组合、9种基因型和4种表现型 答案 C
解析 孟德尔对F 2中不同性状之间发生自由组合的解释是：两对相对性状分别由两对等位基因控制，控制两对相对性状的两对等位基因的分离和组合是互不干扰的，其中每一对遗传因子的传递都遵循分离定律。

这样，F 1产生雌雄配子各4种，比例接近1∶1∶1∶1，配子随机结合，则F 2中有16种雌雄配子结合方式、9种基因型和4种表现型。

4．番茄果实的红色对黄色为显性，两室对一室为显性，两对性状遗传时可自由组合。

育种者用纯合的具有这两对相对性状的亲本杂交，子二代中重组类型的个体数占子二代总数的( ) A.78或58 B.916或516 C.38或58 D.38
答案 C
解析 重组类型是指性状表现不同于双亲的类型，设控制两对性状的基因分别为A 、a 和B 、b ，若亲本的杂交组合是AABB×aabb，则子二代的重组类型是单显性，概率为3
8
；若亲本的杂
交组合是AAbb×aaBB，则子二代的重组类型是双显性和双隐性，概率为5
8。

三、对自由组合现象解释的验证
1．测交实验
(1)方法：F 1×双隐性纯合子。

(2)遗传图解
(3)结论：F 1的配子种类是4种，且数目相等。

(4)作用：①测定F 1产生的配子种类及比例。

②测定F 1基因的组成。

③判定F 1在形成配子时基因的行为。

2．自由组合定律的实质
一对等位基因与另一对等位基因的分离或组合是互不干扰的，是各自独立地分配到配子中去的。

1．两亲本杂交，后代性状出现了1∶1∶1∶1的比例，能否确定两亲本的基因型就是YyRr 和yyrr ？试举例说明。

答案 不一定。

Yyrr 和yyRr 相交，后代也会出现1∶1∶1∶1的比例。

2．如果对具有独立遗传的三对基因的杂合子AaBbCc 进行测交，子代中aabbcc 所占比例是多少？ 答案 1/8。

5．在豚鼠中，黑色(C)对白色(c)、毛皮粗糙(R)对毛皮光滑(r)是显性。

能验证自由组合定律
的最佳杂交组合是( )
A．黑光×白光→18黑光∶16白光
B．黑光×白粗→25黑粗
C．黑粗×白粗→15黑粗∶7黑光∶16白粗∶3白光
D．黑粗×白光→10黑粗∶9黑光∶8白粗∶11白光
答案 D
解析验证自由组合定律，就是论证杂种F1产生配子时，是否决定同一性状的成对基因彼此分离，决定不同性状的基因自由组合，产生四种不同基因型的配子，最佳方法为测交。

D项符合测交的概念和结果：黑粗(相当于F1的双显)×白光(双隐性纯合子)→10黑粗∶9黑光∶8白粗∶11白光(四种类型，比例接近1∶1∶1∶1)。

6．自由组合定律中的“自由组合”是指( )
A．带有不同基因的雌雄配子间的组合
B．决定同一性状的成对的基因的组合
C．两亲本间的组合
D．决定不同性状的非等位基因的自由组合
答案 D
解析自由组合定律的实质是一对等位基因与另一对等位基因的分离或组合是互不干扰的，是各自独立地分配到配子中去的。

1．对纯种黄色圆形豌豆和纯种绿色皱形豌豆杂交实验结果的叙述中，错误的是( ) A．F1能产生4种比例相同的雄配子
B．F2中圆形和皱形之比接近3∶1，与分离定律相符
C．F2出现4种基因型的个体
D．F2出现4种表现型的个体，且比例为9∶3∶3∶1
答案 C
解析纯种黄色圆形豌豆和纯种绿色皱形豌豆杂交，F1为双杂合子，其可产生4种比例相同的雌雄配子，A正确；F2中，圆形与皱形、黄色与绿色比例均接近3∶1，符合分离定律，B 正确；根据自由组合定律，F2中应有9种基因型，4种表现型且其比例为9∶3∶3∶1，C错误、D正确。

2．孟德尔认为基因型为YYRr的个体，产生的配子种类及比例是( )
A．YR∶Yr＝1∶1 B．YR∶yr＝1∶1
C．R∶r＝1∶1 D．Y∶R∶r＝2∶1∶1
答案 A
解析YYRr的个体产生配子时，Y和Y分离，R和r分离，Y与R(r)自由组合。

3．孟德尔豌豆实验中，F2中出现了黄色圆形、黄色皱形、绿色圆形和绿色皱形四种表现型，其比例为9∶3∶3∶1。

与此无关的解释是( )
A．F1产生了4种比例相等的配子
B．雌配子和雄配子的数量相等
C．F1的四种雌、雄配子随机结合
D．必须有足量的F2个体
答案 B
解析通常情况，雄配子的数量远远多于雌配子。

4．已知玉米籽粒黄色对红色为显性，非甜对甜为显性，两对性状的遗传遵循自由组合定律。

纯合的黄色非甜玉米与红色甜玉米杂交得F1，F1自交或测交，预期结果不正确的是( ) A．自交结果中黄色甜与红色非甜比例为9∶1
B．自交结果中黄色与红色比例为3∶1，非甜与甜比例为3∶1
C．测交结果是红色甜∶黄色非甜∶红色非甜∶黄色甜＝1∶1∶1∶1
D．测交结果为红色与黄色比例1∶1，甜与非甜比例1∶1
答案 A
解析黄色甜和红色非甜都属于单显类型，它们的比例应为1∶1，所以A错误。

5．番茄的高茎对矮茎为显性，红果对黄果为显性。

现有高茎黄果的纯合子(TTrr)和矮茎红果的纯合子(ttRR)杂交，按自由组合定律遗传，问： (1)F 2中出现的重组型个体占总数的________。

(2)F 2中高茎红果番茄占总数的________，矮茎红果番茄占总数的________，高茎黄果番茄中纯合子占________。

(3)若F 2共收获800个番茄，其中黄果番茄约有____个。

答案 (1)58 (2)916 316 1
3
(3)200
课时作业 [学考达标]
1．孟德尔通过做两对相对性状的杂交实验，发现了自由组合定律。

他选用纯合黄色圆形豌豆种子和纯合绿色皱形豌豆种子为亲本杂交得到F 1，F 1种子全为黄色圆形。

F 1自交得到F 2，F 2种子有4种表现类型：黄色圆形、黄色皱形、绿色圆形、绿色皱形，其比例为9∶3∶3∶1。

有关该实验说法不正确的是( )
A ．实验中黄色和绿色、圆形和皱形的遗传均符合分离定律
B ．F 2出现了不同于亲本的性状组合
C ．F 2黄色皱形种子中纯合子占1/16
D ．F 2中杂合黄色圆形种子占1/2 答案 C
解析 本题根据两对相对性状的杂交实验现象，分别分析黄色和绿色、圆形和皱形这两对相对性状的遗传，F 1全为显性性状(黄色和圆形)，F 2出现性状分离，显性性状∶隐性性状＝3∶1(黄色∶绿色＝3∶1，圆形∶皱形＝3∶1)。

故黄色和绿色、圆形和皱形这两对相对性状的遗传均符合分离定律。

F 1基因型为YyRr ，由于等位基因的分离，非等位基因的自由组合，F 2出现了9种基因型：Y_R_、yyR_、Y_rr 、yyrr ，其中yyR_、Y_rr 的表现类型为绿色圆形、黄色皱形，是重组性状。

F 2黄色皱形有两种基因型：YYrr 和Yyrr ，且比例为1∶2，故F 2黄色皱形种子中纯合子占1/3。

F 2中黄色圆形种子有4种基因型，只有一种纯合基因型，其他均为杂合基因型，且组合数所占比例为8/16，故F 2中杂合黄色圆形种子占1/2。

2．已知玉米的黄色对白色为显性，非甜对甜为显性，两对性状独立遗传。

现让独立遗传的黄色非甜玉米(YYSS)与白色甜玉米(yyss)杂交，F 1自交得F 2，在F 2中得到白色甜玉米80株，那么F 2中表现型不同于双亲的杂合植株约为( ) A ．160株 B ．240株 C ．320株 D ．480株 答案 C
解析 F 2中白色甜玉米占总数的1/16，故F 2总数为1 280株。

F 2中表现型不同于双亲的杂合
植株(包括Yyss和yySs)占总数的1/4，故符合条件的植株约为320株。

3．用具有两对相对性状的两纯种豌豆作亲本杂交获得F1，F1自交得F2，F2中黄色圆形、黄色皱形、绿色圆形、绿色皱形的比例为9∶3∶3∶1，与F2出现这样的比例无直接关系的是( ) A．亲本必须是纯种黄色圆形豌豆与纯种绿色皱形豌豆
B．F1产生的雄、雌配子各有4种，比例为1∶1∶1∶1
C．F1自交时4种类型的雄雌配子的结合是随机的
D．F1的16种配子结合方式都能发育成新个体
答案 A
解析亲本既可以是纯种黄色圆形豌豆与纯种绿色皱形豌豆，也可以是纯种黄色皱形豌豆与纯种绿色圆形豌豆。

4．已知豌豆某两对基因按照基因自由组合定律遗传，其子代基因型及比例如右图，则双亲的基因型是( )
A．AABB×AABb
B．AaBb×AaBb
C．AABb×AaBb
D．AaBB×AABb
答案 C
解析由子代中AA∶Aa＝1∶1，可推知亲代为AA×Aa；由子代中BB∶Bb∶bb＝1∶2∶1，可推知亲代为Bb×Bb，故双亲的基因型为AABb×AaBb。

5．孟德尔的两对相对性状的杂交实验中，具有1∶1∶1∶1比例的是( )
①F1产生配子类型的比例②F2表现型的比例③F1测交后代表现型的比例④F1表现型的比例⑤F2基因型的比例
A．②④ B．①③ C．④⑤ D．②⑤
答案 B
解析孟德尔两对相对性状的杂交实验中，F1基因型为YyRr，表现型只有一种，F1产生的配子为YR、Yr、yR、yr，比例为1∶1∶1∶1。

F1测交后代基因型为YyRr、Yyrr、yyRr、yyrr 4种，表现型也为4种，比例均为1∶1∶1∶1。

6．基因的自由组合定律发生于下图中的哪个过程( )
A．① B．② C．③ D．④
答案 A
解析自由组合定律发生在配子形成时，故选A。

[高考提能]
7．孟德尔的豌豆杂交实验中，将纯种的黄色圆形(YYRR)与纯种的绿色皱形(yyrr)杂交，得F2种子556粒(以560粒计算)。

从理论上推测，F2种子中基因型与其个体数基本相符的是( )
答案 D
解析亲本全为纯合子，F1的基因型为YyRr，F1减数分裂时形成YR、Yr、yR、yr四种相等的配子，雌雄配子结合，F2有4种表现型，9种基因型。

YyRR：(2/4)×(1/4)×560＝70(粒)；yyrr：(1/4)×(1/4)×560＝35(粒)；YyRr：(2/4)×(2/4)×560＝140(粒)；yyRr：(1/4)×(2/4)×560＝70(粒)。

8．以黄色皱形(YYrr)与绿色圆形(yyRR)的豌豆作亲本进行杂交，F1植株自花传粉，从F1植株上所结的种子中任取1粒绿色圆形和1粒绿色皱形的种子，这两粒种子都是纯合子的概率为( )
A．1/3 B．1/4 C．1/9 D．1/16
答案 A
解析根据题意，F1植株的基因型为YyRr，则F2中绿色圆形占3/16，其中纯合子占F2的1/16，则任取1粒绿色圆形种子，是纯合子的概率为1/3，而绿色皱形种子一定是纯合子，所以这两粒种子都是纯合子的概率为1/3×1＝1/3，故A正确。

9．在模拟孟德尔杂交实验的活动中，两个信封内卡片的组合表示( )
A．F1产生的配子
B．雌、雄亲本产生的配子
C．雌、雄亲本配子的随机结合
D．F1配子的随机结合
答案 D
解析本实验中两个信封分别代表子一代，每个信封内的卡片代表子一代个体形成的雌、雄配子，因此两个信封内卡片的组合就表示F1配子的随机结合。

10．番茄的红果(R)对黄果(r)为显性，子房多室(M)对子房二室(m)为显性，现将红果多室和红果二室番茄进行杂交，其后代表现型及比例如图所示，请分析该图找出两亲本的基因型分别是( )
A．RrMm、Rrmm B．RrMm、RRmm
C．RRMm、Rrmm D．RRMM、RRmm
答案 A
解析从题图观察可知红果∶黄果＝3∶1，多室∶二室＝1∶1，与选项A相符。

11．已知两对等位基因A、a和B、b独立遗传，现用基因型为AABB与aabb的个体进行杂交，产生的F1再自交产生F2。

试分析回答下列问题：
(1)上述两对等位基因的遗传遵循__________________定律。

若两对等位基因分别控制两对相对性状，则F2的双显性个体中杂合子占________。

(2)若两对等位基因控制同一对相对性状，且只要存在一个显性基因，个体便表现显性性状，则F2的表现型比例为________；若只有A、B同时存在时，个体才表现显性性状，则F2的表现型比例为________。

(3)已知小麦种皮红色对白色为显性，若A、B基因控制小麦种皮红色，种皮红色深浅程度与其所具有的决定红色的基因(A、B)的数目有关，含显性基因越多，红色越深，F2中有深红、红色、中等红、淡红、白色五种表现型，则F2中中等红个体的基因型为____________________，其所占比例为________；若从F2中选出淡红个体进行自交，其后代的表现类型及比例为______。

答案(1)分离定律和自由组合8/9 (2)15∶1 9∶7 (3)AaBb或aaBB或AAbb 3/8 中等红∶淡红∶白色＝1∶2∶1
12．某地开发出一种水果，其果皮颜色(C、c)有紫色的，也有绿色的；果肉味道(D、d)有甜的，也有酸的。

为了鉴别有关性状的显隐性关系，用紫色酸果植株分别和绿色甜果植株A、绿色甜果植株B进行杂交，结果如下表：
据表回答下面相关问题：
(1)上述两对性状中，________________是显性性状。

(2)亲本中紫色酸果植株、绿色甜果植株A、绿色甜果植株B的基因型分别是________________ _______________________。

答案(1)绿色、酸果(2)ccDD、Ccdd、CCdd
解析根据组合②中，紫色酸果与绿色甜果B杂交后代全为绿色酸果可推知：绿色对紫色为显性，酸果对甜果为显性，且两亲本均为纯合子，所以紫色酸果的基因型为ccDD，绿色甜果B的基因型为CCdd。

再根据组合①中，紫色酸果(ccDD)与绿色甜果A(C_dd)杂交后代中紫色∶绿色＝1∶1，则可推出绿色甜果A的基因型为Ccdd。

13．番茄是自花授粉植物，已知红果(R)对黄果(r)为显性，正常果形(F)对多棱果(f)为显性。

以上两对等位基因按自由组合定律遗传。

现有红色多棱果品种、黄色正常果形品种和黄色多棱果品种(三个品种均为纯合子)，育种专家期望获得红色正常果形的新品种，为此进行杂交。

试回答下列问题：
(1)应选用________________和________________作为杂交亲本。

(2)上述两亲本杂交产生的F1的基因型为________，性状为________________。

(3)在F2中表现红色正常果形植株出现的比例为______，F2中能稳定遗传的红色正常果形植株出现的比例为________。

答案(1)红色多棱果品种黄色正常果形品种
(2)RrFf 红色正常果形(3)9/16 1/16
解析(1)根据显隐性关系推知三个亲本的基因型分别为RRff、rrFF、rrff；题目要求获得红色正常果形的新品种，则所用的亲代中必然含有R和F基因，所以应用红色多棱果和黄色正常果形作亲本。

(2)纯合的红色多棱果和纯合的黄色正常果形的基因型分别为RRff和rrFF，它们杂交产生的F1的基因型是RrFf，性状为红色正常果形。

(3)F1自交得到的F2中红色正常果形(R_F_)占3/4×3/4＝9/16，其中能稳定遗传的RRFF占1/4×1/4＝1/16。

[真题体验]
14．(2015·海南，12)下列叙述正确的是( )
A．孟德尔定律支持融合遗传的观点
B．孟德尔定律描述的过程发生在有丝分裂中
C．按照孟德尔定律，AaBbCcDd个体自交，子代基因型有16种
D．按照孟德尔定律，对AaBbCc个体进行测交，测交子代基因型有8种
答案 D
解析 孟德尔指出，生物的性状是由基因决定的，这些基因就像一个个独立的颗粒，既不会相互融合，也不会在传递中消失，他不支持融合遗传，A 错误；孟德尔指出，生物体在形成生殖细胞——配子时，成对的基因彼此分离，分别进入不同的配子中，而有丝分裂不会形成生殖细胞，B 错误；根据孟德尔的自由组合定律，AaBbCcDd 个体自交，四对基因的分离和组合是互不干扰的，每对基因可产生三种不同的基因组合，所以子代基因型可以有3×3×3×3＝81种，C 错误；同理，AaBbCc 个体进行测交，每对基因可以产生两种不同的基因组合，所以测交子代基因型有2×2×2＝8种，D 正确。

15．(2013·天津，5)大鼠的毛色由独立遗传的两对等位基因控制。

用黄色大鼠与黑色大鼠进行杂交实验，结果如图。

据图判断，下列叙述正确的是( )
P 黄色×黑色
↓
F 1 灰色
↓F 1雌雄交配
F 2 灰色 黄色 黑色 米色
9 ∶ 3 ∶ 3 ∶ 1
A ．黄色为显性性状，黑色为隐性性状
B ．F 1与黄色亲本杂交，后代有两种表现型
C ．F 1和F 2中灰色大鼠均为杂合子
D ．F 2黑色大鼠与米色大鼠杂交，其后代中出现米色大鼠的概率为14
答案 B
解析 A 项中，两对等位基因杂交，F 2中灰色比例最高，所以灰色为双显性性状，米色最少，为双隐性性状，黄色、黑色为单显性，故错误；B 项中，F 1为双杂合子(AaBb)，与黄色亲本(假设为aaBB)杂交，后代为两种性状表现，故正确；C 项中，F 2出现性状分离，体色由两对等位
基因控制，则灰色大鼠中有19
为纯合子(AABB)，其余为杂合子，故错误；D 项中，F 2中黑色大鼠中纯合子(AAbb)所占比例为13
，与米色(aabb)杂交不会产生米色大鼠，杂合子(Aabb)所占比例为23，与米色大鼠(aabb)交配，产生米色大鼠的概率为23×12＝13
，故错误。