苏教版生物必修2 第3章 第2节 第1课时 基因的自由组合定律.docx

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苏教版生物必修2第3章第2节第1课时基因的自由组合定律

第二节　基因的自由组合定律

第1课时　基因的自由组合定律

1．概述孟德尔两对相对性状的杂交实验。

（重点）

2．解释自由组合现象并验证。

（难点）

3．理解并说出基因自由组合定律的内容和实质。

（重难点）

两对相对性状的杂交实验

1．实验过程（如下图所示）

2．实验结果

（1）在选择的亲本中，两对相对性状分别为黄色和绿色、圆粒和皱粒。

（2）黄色圆粒和绿色皱粒豌豆杂交，F1表现型：

黄色圆粒。

（3）F2中表现型有4种，分别为黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒，数量比接近9∶3∶3∶1。

（4）F2中有2种亲本类型，为黄色圆粒和绿色皱粒，另2种为重组类型，即黄色皱粒和绿色圆粒。

3．孟德尔对F2统计结果的解释

（1）两对相对性状遗传的关系：

彼此独立，即两对相对性状的遗传因子的分离是互不干扰的；控制这两对相对性状的遗传因子之间可以自由组合，一对相对性状的分离和不同相对性状之间的自由组合是彼此独立、互不干扰的。

（2）F1产生的雌、雄配子的种类：

各有4种，它们是YR、Yr、yR、yr，其数量比接近1∶1∶1∶1。

（3）F1自交，4种雌配子与4种雄配子随机结合，可形成16种组合，共9种基因型，4种表现型。

4．对自由组合现象解释的验证——测交

（1）遗传图解

（2）实验现象

不论以F1为父本还是母本，后代都与预测结果一样，即出现四种表现型，且比例为1∶1∶1∶1。

（3）实验结论

以上现象说明孟德尔对自由组合现象的解释是正确的。

一个品种的奶牛产奶多，另一个品种的奶牛生长快，用二者培育出了既产奶多、又生长快的奶牛。

探讨

：

若两个品种的奶牛都是纯合子，如何判断这两对相对性状中的显性性状？

【提示】　让二者杂交，看F1代中的表现型。

探讨

：

让F1代的雌雄个体交配，F2中可能出现哪些表现型？

【提示】　产奶多生长快、产奶多生长慢、产奶少生长快和产奶少生长慢四种表现型。

探讨

：

F2中出现的产奶多生长快的奶牛一定可以用来大量繁殖吗？

【提示】　不一定。

若产奶多、生长快两性状中有显性性状，则F2中的个体有部分为杂合子。

1．F1的表现型分析

（1）就粒色而言：

F1全是黄色⇒黄色对绿色为显性。

（2）就粒形而言：

F1全是圆粒⇒圆粒对皱粒为显性。

2．F2的表现型分析

（1）两对相对性状的分离是各自独立的，均遵循分离定律①黄色∶绿色＝3∶1。

②圆粒∶皱粒＝3∶1。

（2）两对性状的组合是随机的

3．对F2的统计分析

（1）F2有16种组合方式，9种基因型，4种表现型。

4种表现型比例为：

（2）双显性性状的个体占

，单显性性状的个体（绿色圆粒、黄色皱粒各占

）共占

，双隐性性状的个体占

。

（3）纯合子

共占

，杂合子占1－

＝

，其中双杂合个体（YyRr）占

，单杂合个体（YyRR、YYRr、Yyrr、yyRr各占

）共占

。

（4）F2中亲本类型（Y_R_＋yyrr）占

，重组类型

占

。

4．孟德尔的两对相对性状的杂交实验简记：

双亲纯种显和隐；杂交F1全显性；F2四性状——两个亲本、两个重组，比值恰为9∶3∶3∶1。

9为两显性（性状），3为两重组（性状），1为两隐性（性状）。

（1）重组类型是指F2中与亲本性状不同的个体，而不是遗传因子组成与亲本不同的个体。

（2）含两对相对性状的纯合亲本杂交，F2中重组性状不一定为3/8，也可能是5/8，这与亲本的基因型有关。

1．孟德尔的两对相对性状的遗传实验中，具有1∶1∶1∶1比例的是（　　）

【导学号：

21920019】

①F1产生配子类型的比例

②F2表现型的比例

③F1测交后代类型的比例

④F1表现型的比例

⑤F2基因型的比例

A．②④　　　　　　　B．①③

C．④⑤D．②⑤

【解析】　具有两对相对性状的遗传实验中，F1个体的基因型是AaBb，所以其产生的配子有四种且比例是1∶1∶1∶1。

F2是F1自交产生的，F2中基因型有9种，不符合1∶1∶1∶1；表现型有4种，但比例关系是9∶3∶3∶1。

F1的测交后代的基因型和表现型均符合1∶1∶1∶1。

【答案】　B

2．已知玉米子粒黄色对红色为显性，非甜对甜为显性。

纯合的黄色甜玉米与红色非甜玉米杂交得到F1，F1自交或测交，预期结果错误的是（　　）

A．自交结果中黄色非甜与红色甜比例为9∶1

B．自交结果中与亲本相同的表现型占子代的比例为5/8

C．自交结果中黄色和红色的比例为3∶1，非甜与甜的比例为3∶1

D．测交结果中红色非甜所占子代的比例为1/4

【解析】　假设控制玉米子粒颜色的相关基因为A和a，非甜和甜的基因为B和b，则亲本的基因型为AAbb、aaBB，F1的基因型为AaBb。

如果F1自交，则F2中表现型为黄色非甜、黄色甜、红色非甜、红色甜，比例为9∶3∶3∶1，黄色非甜与红色甜比例为9∶1，选项A正确；F2中与亲本相同的表现型占子代的比例为3/16＋3/16＝3/8，选项B错误；1对相对性状的遗传符合基因的分离定律，F2中黄色和红色的比例为3∶1，非甜与甜的比例为3∶1，选项C正确；AaBb与aabb杂交，后代表现型为黄色非甜、黄色甜、红色非甜、红色甜，比例各为1/4，选项D正确。

【答案】　B

基因的自由组合定律及其应用

1．孟德尔关于豌豆3对相对性状的杂交实验

（1）亲本类型

具有3对相对性状的纯合亲本。

（2）F1的性状表现

都表现为显性性状。

（3）F2的性状表现

发生了性状分离，数量比是27∶9∶9∶9∶3∶3∶3∶1，即表现型有8种，基因型有27种。

2．基因的自由组合定律的实质

时间

减数分裂形成配子的过程中

对象

非同源染色体上的非等位基因

内容

在减数分裂形成配子时，一个细胞中的同源染色体上的等位基因彼此分离，非同源染色体上的非等位基因则自由组合

3．基因自由组合定律的应用

（1）在理论上，基因的自由组合定律可用于解释生物多样性。

（2）在动、植物育种工作中的应用

①杂交育种：

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，获得新品种的方法。

②在农牧业生产中，高产、抗逆性强的农作物新品种和优良的家禽家畜品种，主要都是通过杂交育种获得的。

（3）在医学实践中的应用

人们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，推断后代的基因型和表现型以及它们出现的概率，为遗传病的预防和诊断提供理论依据。

假如水稻高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗稻瘟病（R）对易感稻瘟病（r）为显性，两对性状独立遗传。

现用一个纯合易感稻瘟病的矮秆品种（抗倒伏）与一个纯合抗稻瘟病的高秆品种（易倒伏）杂交得F2。

探讨

：

F2中出现既抗倒伏又抗病类型的比例是多少？

【提示】　3/16。

探讨

：

F2既抗倒伏又抗病类型中，纯合子的比例为多少？

【提示】　1/3。

探讨

：

能够自由组合的两对基因在染色体上是如何分布的？

【提示】　分别位于两对同源染色体上。

1．基因分离定律与基因自由组合定律的区别与联系

规律

项目　　

基因的分

离定律

基因的自由组合定律

2对相对性状

n对相对性状

相对性状

的对数

1对

2对

n对

等位基因及位置

1对等位基因位于1对同源染色体上

2对等位基因位于2对同源染色体上

n对等位基因位于n对同源染色体上

F1的配子

2种，比例相等

22种，比例相等

2n种，比例相等

F2的表现型及比例

2种，3∶1

22种，9∶3∶3∶1

2n种，（3∶1）n

F2的基因

型及比例

3种，1∶2∶1

32种，（1∶2∶1）2

3n种，（1∶2∶1）n

测交表现型及比例

2种，比例相等

22种，比例相等

2n种，比例相等

遗传实质

减数分裂时，等位基因随同源染色体的分离而进入不同配子中

减数分裂时，在等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因进行自由组合

实践应用

纯种鉴定及杂种自交纯合

将优良性状重组在一起

联系

在遗传时，遗传定律同时起作用：

在减数分裂形成配子时，既有同源染色体上等位基因的分离，又有非同源染色体上非等位基因的自由组合。

均适用于进行有性生殖的真核生物核基因的遗传

2．基因自由组合定律的解题方法

（1）基本方法：

分解组合法（“乘法原理”和“加法原理”）。

①原理：

分离定律是自由组合定律的基础。

②思路：

首先将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题。

在独立遗传的情况下，有几对基因就可分解为几个分离定律问题，如AaBb×Aabb可分解为如下两个分离定律：

Aa×Aa、Bb×bb，然后按照数学上的“乘法原理”和“加法原理”根据题目要求的实际情况进行重组。

此法“化繁为简，高效准确”。

（2）基本类型：

①已知亲本基因型，求产生配子的种类和概率。

如AaBbCc产生的配子种类数为：

Aa　　　Bb　　　Cc

↓　　　↓　　　↓

2　×　2　×　2＝8种；

又如AaBbCc产生ABC配子的概率为：

1/2（A）×1/2（B）×1/2（C）＝1/8。

②已知双亲基因型，求双亲杂交后所产生子代的基因型种类数与表现型种类数。

a．规律：

两基因型已知的双亲杂交，子代基因型（或表现型）种类数等于将各性状分别拆开后，各自按分离定律求出子代基因型（或表现型）种类数的乘积。

b．举例：

AaBbCc与AaBBCc杂交，其后代有多少种基因型？

多少种表现型？

ⅰ.分析每对基因的传递情况是：

Aa×Aa→后代有3种基因型（1AA∶2Aa∶1aa），2种表现型；

Bb×BB→后代有2种基因型（1BB∶1Bb），1种表现型；

Cc×Cc→后代有3种基因型（1CC∶2Cc∶1cc），2种表现型。

ⅱ.总的结果是：

后代有3×2×3＝18种基因型，有2×1×2＝4种表现型。

③已知双亲基因型，求某一具体基因型或表现型子代所占比例：

a．规律：

某一具体基因型或表现型子代所占比例应等于按分离定律拆分，将各种基因型及表现型所占比例分别求出后，再组合并乘积。

b．举例：

如基因型为AaBbCC与AabbCc的个体相交，分为以下两种情况：

ⅰ.求基因型为AabbCc个体的概率。

ⅱ.求表现型为A_bbC_个体的概率。

分析：

先拆分为①Aa×Aa、②Bb×bb、③CC×Cc，求出Aa、bb、Cc的概率依次为1/2、1/2、1/2，则子代中AabbCc个体的概率为1/2×1/2×1/2＝1/8。

同理，求出A_、bb、C_的概率依次为3/4、1/2、1，则子代中表现型为A_bbC_个体的概率为3/4×1/2×1＝3/8。

1．据图判断，下列选项中不遵循基因自由组合定律的是（　　）

【导学号：

21920020】

【解析】　位于非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合定律，A（a）和D（d）位于一对同源染色体上，不遵循自由组合定律。

【答案】　A

2．（2016·全国丙卷）用某种高等植物的纯合红花植株与纯合白花植株进行杂交，F1全部表现为红花。

若F1自交，得到的F2植株中，红花为272株，白花为212株；若用纯合白花植株的花粉给F1红花植株授粉，得到的子代植株中，红花为101株，白花为302株。

根据上述杂交实验结果推断，下列叙述正确的是（　　）

A．F2中白花植株都是纯合体

B．F2中红花植株的基因型有2种

C．控制红花与白花的基因在一对同源染色体上

D．F2中白花植株的基因型种类比红花植株的多

【解析】　本题的切入点在“若用纯合白花植株的花粉给F1红花植株授粉，得到的子代植株中，红花为101株，白花为302株”上，相当于测交后代表现出1∶3的分离比，可推断该相对性状受两对等位基因控制，且两对基因独立遗传。

设相关基因为A、a和B、b，则A_B_表现为红色，A_bb、aaB_、aabb表现为白色，因此F2中白花植株中有纯合体和杂合体，故A项错误；F2中红花植株的基因型有AaBb、AABB、AaBB、AABb4种，故B项错误；控制红花与白花的两对基因独立遗传，位于两对同源染色体上，故C项错误；F2中白花植株的基因型有5种，红花植株的基因型有4种，故D项正确。

【答案】　D

3．一个正常的女人与一个并指（基因为B）的男人结婚，他们生了一个白化病（控制肤色的基因为A、a）且手指正常的孩子。

求：

（1）他们再生一个孩子只出现并指的可能性是________。

（2）他们生一个孩子只患白化病的可能性是________。

（3）生一个既白化又并指的男孩的概率是________。

（4）后代中只患一种病的可能性是________。

（5）后代患病的可能性是________。

【解析】　

（1）正常女人的基因组成可以表示为A__bb，并指男人的基因型表示为A__B__，后代白化病且手指正常的孩子的基因型是aabb，因此，正常女人的基因型是Aabb，并指男人的基因型是AaBb。

故再生一个孩子只出现并指的可能性是3/4×1/2＝3/8；

（2）只患白化病的可能性是1/4×1/2＝1/8；（3）生一个既白化又并指的男孩的概率是1/4×1/2×1/2（男孩的概率是1/2）＝1/16；（4）后代只患一种病的概率是3/4×1/2＋1/4×1/2＝4/8＝1/2；（5）后代患病的可能性是1－3/4×1/2＝5/8。

【答案】　

（1）3/8　

（2）1/8　（3）1/16　（4）1/2　（5）5/8

1．孟德尔将纯种黄色圆粒豌豆与纯种绿色皱粒豌豆杂交，并将F1黄色圆粒豌豆自交得到F2。

为了查明F2的基因型及比例，他将F2中的黄色圆粒豌豆自交，预计后代黄色圆粒豌豆中不发生性状分离的个体的比例为（　　）

A．1/9　　B．1/16　　C．4/16　　D．9/16

【解析】　黄色圆粒豌豆包括YYRR、2YyRR、2YYRr和4YyRr，其中不发生性状分离的占1/9。

【答案】　A

2．基因的自由组合定律发生于下图中哪个过程（　　）

AaBb

1AB∶1Ab∶1aB∶1ab

雌雄配子随机结合

子代9种基因型

4种表现型

A．①B．②C．③D．④

【解析】　基因的分离定律和自由组合定律都是在个体通过减数分裂产生配子时起作用，不同于性状的自由组合，也不同于配子的自由组合。

【答案】　A

3．红花窄叶的牵牛花植株（Aabb）与“某植株”杂交，其后代的表现型及比例为3红阔∶3红窄∶1白阔∶1白窄，则“某植株”的基因型和表现型是（　　）

A．aaBB（白花阔叶）B．AaBb（红花阔叶）

C．aabb（白花窄叶）D．Aabb（红花窄叶）

【解析】　由题可知，红∶白为3∶1，双亲为Aa×Aa；阔∶窄为1∶1，双亲为Bb×bb，故其植株为AaBb，表现红花阔叶。

【答案】　B

4．黄色圆粒和绿色圆粒豌豆杂交，两对相对性状独立遗传，对其子代的表现型进行统计，结果如右图所示，则杂交后代中，新表现型个体占的比例为（　　）

A.

　　B.

　　C.

　　D.

【解析】　由图可知，子代黄色、绿色各占

；圆粒、皱粒分别占

、

。

两对相对性状独立遗传，所以子代中黄色皱粒占

×

＝

，绿色皱粒占

×

＝

。

杂交子代中新表现型为黄色皱粒与绿色皱粒，所以共占

＋

＝

。

另一简单方法：

子代中出现的皱粒即为新表现型，由图知皱粒占粒形总数的

。

【答案】　B

课堂小结：

网络构建

核心回扣

1.两对相对性状的杂交实验中，F2中共有9种基因型，4种表现型，比例为9∶3∶3∶1。

2.自由组合定律的实质：

在形成配子时，同源染色体上的等位基因彼此分离，同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。

3.分枝法写YyRr自交后代基因型如下：