高中阶段《课程标准》中只要求学生掌握遗传学三大定律中的两个——分离定律和自由组合定律。对于连锁和交换有涉及，但是没有提出“连锁和交换定律”的概念，要求也不高。而遗传定律的教学也是高中生物中难得用到数学知识，体现其理科属性的章节，既然如此，在利用遗传定律解决问题时，在理解遗传定律实质的基础上灵活使用数学知识是成功解决问题的关键。

一、遗传定律的实质

1、分离定律的实质大家都比较了解，是在减数分裂的过程中随同源染色体的分离，同源染色体上的等位基因分离并最终产生等量的、两种不同类型配子。需要提醒的是这里的两种配子指的是两种雄配子（精子）和两种雌配子（卵细胞），指的是两种精子数量相等、两种卵细胞数量相等。

2、自由组合定律实际就是两个或更多个分离定律的组合，前提是不同等位基因设计的染色体均为非同源染色体。亦即在分离定律发生的同时，非同源染色体自由组合而使得非同源染色体上的非等位基因自由组合，产生了相应数量比例的配子，仅此而已！

如上图产生的配子就有八种可能性，产生八种可能性的理论根据就是如图尚不细胞种存在六条、三对同源染色体，非同源染色体在减数分裂时自由组合。

二、遗传定律中的数学知识应用

多对同源染色体上的非等位基因之间在减数分裂时无任何关系，属于数学上描述的无关事件，无关事件同时发生的概率是各自概率的乘积。

1、配子可以乘积：

以两对同源染色体上的两对不同的等位基因来看，AaBb在减数分裂时，A与a必然分开进入不同的配子，于是从A（a）基因的角度分析该基因型的个体能产生两种分别含A、a的配子，出现的概率各为1/2；同理从B（b）基因的角度分析该基因型的个体能产生两种分别含B、b的配子，出现的概率各为1/2，于是产生AB配子的概率为1/2*1/2=1/4，Ab、aB、ab均为1/4。

亦即AaBb能够产生2*2=4种配子，不同类型的配子比例为（1׃1）*（1׃1）=1׃1׃1׃1。

2、子代基因型可以乘积

以两对同源染色体上的两对不同的等位基因来看，AaBb基因型的个体自交后代的基因型如何分析呢？Aa自交，后代有三种基因型分别为AA、Aa、aa，比例为1׃2׃1；Bb自交，后代同样三种基因型分别为BB、Bb、bb，比例同样为1׃2׃1。

所以后代有3*3=9种基因型，比例为（1׃2׃1）*（1׃2׃1）=1׃1׃1׃1׃2׃2׃2׃2׃4。

3、子代表现型可以乘积

以两对同源染色体上的两对不同的等位基因来看，AaBb基因型的个体自交后代的表现型如何分析呢？Aa自交，后代有两种表现型分别为A_、aa，比例为3׃1；Bb自交，后代同样两种有表现型分别为B_、bb，比例同样为3׃1。

所以AaBb个体自交后代有2*2=4种表现型，比例为（3׃1）*（3׃1）=9׃3׃3׃1。

4、有基因型致死时一样适用乘积

依旧以两对同源染色体上的两对不同的等位基因来看，AaBb基因型的个体自交，若AA个体致死后代的表现型如何分析呢？Aa自交，在AA致死的情况下，后代有两种基因型分别为Aa、aa，比例为2׃1；有两种表现型，比例为1׃1。Bb自交，后代同样三种有基因型分别为BB、Bb、bb，比例为1׃2׃1，有两种表现型比例为3׃1。

所以后代的基因型有六种，比例为（2׃1）*（1׃2׃1）=1׃1׃2׃2׃2׃4；有四种表现型，比例为（2׃1）*（3׃1）=6׃3׃2׃1。

5、乘积的逆向利用

在看到2׃2׃1׃1的情况下，应该能够立即想到这里是由一个1׃1和一个2׃1相乘得到的，亲本很可能是AaBb与Aabb杂交，同时AA类型致死的情况。同样，看到1׃1׃1׃1，应该能够立即想到这里是由两个1׃1相乘得到的，亲本很可能是AaBb与aabb杂交、Aabb与aaBb杂交。

总而言之一句话：自由组合就是多个无关的分离定律的乘积。

三、教材中涉及的连锁和交换定律

教材中涉及此内容的章节是在《生物变异的来源》一节，基因重组的第二种类型：在减数分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生染色体片段的交换，也使染色体上的基因产生重组，从而产生四种不同类型的配子。

在强调等位基因换位置、同源染色体上的非等位基因重组的基础上，可以把研究对象固定为染色体，染色体的分离、染色体的自由组合，等配子中染色体种类数目确定后，再标上相应的基因即可。