基因的自由组合定律Word文件下载.docx

基因的自由组合定律Word文件下载.docx

《基因的自由组合定律Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基因的自由组合定律Word文件下载.docx（15页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

一　同源染色体的两条染色体　一定的独立性　同源染色体　独立地随配子

7．在一对相对性状的遗传试验中怎样才能知道哪一个是显性性状？

F2代的分离比是多少？

在F1代中表现出来的性状是显性性状，F2代的分离比为3∶1。

知新——先看书，再来做一做

1．两对相对性状的遗传试验

（1）孟德尔选取的两对相对性状是_________和_________是一对相对性状；

___________和___________是一对相对性状。

（2）F1的表现型是___________，证明两对相对性状中___________对___________是显性性状；

___________对___________是显性性状。

（3）F2有___________种表现型。

其中___________种亲本类型；

___________种新类型，即___________和___________。

（4）F2的表现型显现出了不同相对性状的___________。

2．对自由组合现象的解释

（1）F1中粒色分离比为：

黄∶绿=___________；

粒形分离比为：

圆∶皱=___________。

（2）亲本的基因型为___________和___________；

F1的基因型为___________，表现型为___________。

（3）F1产生雌雄配子各4种，分别是YR、___________、___________、___________，比例为___________。

（4）由于受精时，雌雄配子结合是___________的，所以，F1配子有___________组合方式，F2有___________种基因型，有___________、___________、___________、___________共___________种表现型，其比例为___________。

3．对自由组合现象解释的验证：

测交试验

测交就是让F1（YyRr）与___________（yyrr）杂交。

按照孟德尔的假设，F1产生四种配子，即YR、Yr、yR、yr，且比值为1∶1∶1∶1，而隐性纯合子只产生一种配子___________。

所以测交结果应当产生四种类型的后代。

即：

___________（YyRr）、___________（Yyrr）、___________（yyRr）、___________（yyrr），且比值为___________。

测交试验结果及结论：

孟德尔所做的测交试验，无论是以F1作母本还是作父本，试验结果都符合预期设想，也就是测交后代四种表现型实际籽粒数量比接近___________，与理论分析相符，证明解释正确。

从而证实了F1在减数分裂形成___________时，不同对的基因___________。

4．基因的自由组合定律的实质

位于非同源染色体上的___________的分离或组合是互不干扰的。

在减数分裂形成___________时，同源染色体上___________分离的同时非同源染色体上的非等位基因___________。

5．基因的自由组合定律在实践上的应用

（1）指导杂交育种：

在育种工作中，人们常用___________的方法，有目的地使生物不同品种间的基因___________，以使不同亲本的优良性状组合到一起，从而创造对人类有益的新品种。

（2）指导医学实践：

在医学实践中，为遗传病的___________提供理论上的依据。

6．孟德尔获得成功的原因

（1）首要条件是正确选用___________即豌豆。

（2）采用由___________的研究方法。

（3）用___________方法对试验结果进行分析。

（4）科学地设计____________。

【学习目标】

1．理解基因的自由组合定律的内容和本质。

学会提出假设、并设法求证的科学研究方法。

掌握运用自由组合定律分析问题的方法。

2．通过学习孟德尔发现遗传规律的过程，了解孟德尔在遗传学试验中是如何运用科学的思想方法揭示遗传规律的，从而得到方法的训练进而培养分析综合的思维能力和逻辑推理能力。

3．通过对两对相对性状遗传试验现象的分析，学会透过遗传现象去分析遗传的本质，运用哲学观点分析事物规律。

【基础知识精讲】

课文全解：

本小节同“基因的分离定律”一节的编写思路相同，都是采用了由现象到本质的思维方式，在编写顺序上是按照“假说——演绎法”的研究思路进行的。

在学习中要注意联系图解等进行探讨。

教材①通过两对相对性状的遗传试验，探究产生遗传现象的机理。

②通过判定两对相对性状的显性性状和隐性性状，判定控制两对相对性状的基因是位于一对同源染色体上还是两对同源染色体上，确定亲本的基因型，推导出Ｆ１的基因型及其Ｆ１通过减数分裂形成的配子种类、通过受精作用过程形成的受精卵种类，从而对自由组合现象进行解释。

③设计测交试验、预测试验结果，验证解释正确。

④得出科学的结论并揭示基因自由组合定律的实质。

⑤联系实际讲述基因自由组合定律在实践中的应用。

⑥总结孟德尔获得成功的原因。

详细内容如下：

基因的自由组合定律是通过两对相对性状的豌豆遗传试验总结出来的。

1．两对相对性状的遗传试验?

（1）试验过程

黄色圆粒豌豆与绿色皱粒　　豌豆的杂交试验

图6—8—1

　　试验过程如图解图6—8—1所示。

黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆这两个纯种作亲本进行杂交试验，结果F1的种子都是黄色圆滑的。

这说明黄色对绿色是显性，圆粒对皱粒是显性，所以F1的豌豆呈现黄色圆粒性状。

把F1种下去，让它们的植株进行自花传粉，产生的种子共有556粒，这些种子出现了四种表现型，它们是黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒；

它们的个体数依次是315、101、108、32。

（2）试验结果

F2中除了出现两个亲本类型（黄色圆粒和绿色皱粒）以外，还出现了两个与亲本不同的类型，这就是黄色皱粒和绿色圆粒，其结果显示出不同相对性状之间的自由组合。

如果对每一对相对性状单独进行分析，其结果都是3∶1。

（3）结果分析

以上数据表明，上述两对相对性状的遗传分别由两对等位基因控制，每一对等位基因的传递规律仍然遵循着基因的分离定律。

但是，如果把两对性状联系在一起分析，F2出现的四种表现型的比，就是黄圆∶黄皱∶绿圆∶绿皱，接近于9∶3∶3∶1。

那么，为什么会出现这样的结果呢？

2．对自由组合现象的解释?

这是因为豌豆的粒色——黄色和绿色，是由一对同源染色体上的一对等位基因（用Y和y表示）来控制的；

豌豆的粒形——圆滑和皱缩，是由另一对同源染色体上的一对等位基因（用R和r表示）来控制的。

这样，两个亲本的基因型分别是YYRR和yyrr，它们的配子分别是YR和yr。

经过杂交，F1的基因型是YyRr，表现型是黄色圆粒。

F1产生配子的时候，根据基因的分离定律，随着同源染色体的分开，每对等位基因也要分离，也就是Y与y分离，R与r分离。

因为非同源染色体在配子形成的过程中可以自由组合，所以非等位基因也就可以相互地自由组合，结果产生的雌、雄配子各有四种，它们是YR、Yr、yR、yr，它们之间的比是1∶1∶1∶1。

F1经过自花传粉，各种雄配子与各种雌配子结合的机会相等，因此结合的方式共有16种，其中基因型9种，它们是YYRR、YYRr、YYrr、YyRR、YyRr、Yyrr、yyRR、yyRr、yyrr；

表现型4种，它们是黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒，它们之间的比接近于9∶3∶3∶1。

如下表：

孟德尔除了做上述试验外，还用具有其他两对相对性状的豌豆进行杂交试验，其结果都符合上述规律，也就是遗传到F2，基因型为9种，表现型为4种，它们之间的比接近于9∶3∶3∶1。

现在知道，这一规律在其他一些生物的性状遗传上也常常表现出来。

3．对自由组合现象解释的验证

测交试验：

如果上面关于两对等位基因杂交的解释是正确的，即F1杂合体在形成配子时，等位基因分离的同时，非等位基因之间进行了自由组合。

那么，用F1与双隐性类型测交，由于F1产生的配子有4种——YR、Yr、yR、yr，而双隐性类型产生的配子只有一种——yr，测交的结果应当产生4种类型的后代，它们是黄色圆粒（YyRr）、黄色皱粒（Yyrr）、绿色圆粒（yyRr）、绿色皱粒（yyrr），它们之间的比相等，如图6—8—2。

黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆的测交试验

图6—8—2

孟德尔用F1与双隐性类型测交，F1不论作母本，还是作父本，都得到了上述四种表现型，它们之间的比接近1∶1∶1∶1。

测交试验的结果符合预期的设想，由此可以证明，上述对两对相对性状的遗传规律的解释是完全正确的。

位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的。

在进行减数分裂形成配子的过程中，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。

以上述的黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆的杂交试验为例，在F1中Yy的分离不受Rr的影响，Rr的分离也不受Yy的影响。

它们分离以后，Y可以与R组合在一个配子中，也可以与r组合在一个配子中；

y可以与R组合在一个配子中，也可以与r组合在一个配子中。

5．自由组合定律在实践中的应用

（1）在育种工作中的应用

在杂交育种工作中，人们有目的地用具有不同优良性状的两个亲本进行杂交，使两个亲本的优良性状结合在一起，就能产生所需要的优良品种。

比如说，有这样两个品种的小麦：

一个品种抗倒伏，但容易感染锈病；

另一个品种易倒伏，但能抗锈病。

让这两个品种的小麦进行杂交，在F2中就可能出现既抗倒伏又抗锈病的新类型，用它作种子繁育下去，经过选择和培育，就可以得到优良的小麦新品种。

当然，F2中也会出现既不抗锈病又容易倒伏的新类型，这种不合要求的类型当然要淘汰掉。

（2）在医学实践中的应用

根据自由组合定律来分析家系两种遗传病同时发病的情况，并推断出后代的基因型及其表现型以及它们出现的概率，为遗传病的诊断提供理论依据。

（1）首要条件是正确选用试验材料即豌豆。

（2）采用由单因素到多因素的研究方法。

（3）用统计学方法对试验结果进行分析。

（4）科学地设计试验的程序。

问题全解：

48．什么是不同性状的自由组合现象？

用纯种的黄圆豌豆与绿皱豌豆杂交，F2中除了出现两个亲本类型（黄色圆粒和绿色皱粒）以外，还出现了两个与亲本不同的类型，这就是黄色皱粒和绿色圆粒，这种不同相对性状之间的随机组合现象叫性状的自由组合现象。

49．性状的自由组合与性状分离之间有什么联系？

性状分离是同源染色体上的等位基因分离的结果，性状的自由组合是非同源染色体上的非等位基因自由组合的结果。

二者同时发生于杂合体减数分裂形成配子时，在同源染色体上的等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合，因此，性状分离是性状的自由组合的先决条件。

50．何为亲本类型、重组类型？

它们在子二代中的比例如何？

如黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆纯种作亲本进行杂交试验，F2中出现与两个亲本相同表现型的（如黄色圆粒和绿色皱粒）即为亲本类型；

出现由不同相对性状之间的自由组合而产生的与亲本不同表现型的（如黄色皱粒和绿色圆粒）即为重组类型。

F2中黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒=9∶3∶3∶1。

51．多对等位基因控制的多对遗传性状的杂交实验中F1代产生配子的种类及其比例如何？

F2代的基因型及表现型如何？

生物的性状是多种多样的，控制这些性状的基因也是多种多样的。

只要这些基因是位于不同对同源染色体上的非等位基因，遗传时仍然遵循自由组合定律，现归纳成下表：

杂种基因对数

F1形成不同配子种类数

F1产生雌雄配子可能组合数

F2基因型种类数

F2表现型种类数

表现型分离比

1

2

4

3

（3∶1）1

16

9

（3∶1）2

8

64

27

（3∶1）3

n

2n

4n

3n

（3∶1）n

52．什么是自由组合定律？

它与分离定律有何区别与联系？

具有两对或两对以上相对性状的亲本进行杂交所得的F1形成配子时，位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的。

这就是自由组合定律。

自由组合定律与分离定律的区别是：

前者是关于控制不同相对性状的基因之间的自由组合，揭示了位于非同源染色体上的非等位基因之间的遗传关系。

后者是关于相对性状分离的遗传原理，揭示了位于同源染色体上的等位基因之间的遗传行为。

二者的联系是：

都是以减数分裂形成配子时，同源染色体的联合和分离作基础的。

由于等位基因位于同源染色体上，减数分裂时，同源染色体上的等位基因随着同源染色体的分开而分离，非同源染色体上的非等位基因则随着非同源染色体的随机组合而自由组合。

实际上，等位基因分离是最终实现非等位基因自由组合的先决条件。

所以，分离定律是自由组合定律的基础，自由组合定律是分离定律的延伸与发展。

53．孟德尔获得成功的原因是什么？

见“课文全解6”。

54．怎样用棋盘法和分枝法推算生物的基因型和表现型？

见“方法点拨3”。

55．用基因的自由组合定律的解题有何规律？

【学习方法指导】

1．在本课题的学习中，要始终抓住遗传学研究的一个特点，即从表现型的现象来分析基因型的本质。

就是说从看得见、摸得着的性状表现，来推测看不见、摸不着的基因，这是一种培养逻辑思维的过程，学会透过现象看本质，从而掌握基因自由组合定律的实质。

2．注意理论联系实际，学会用基本概念、基本原理解决实际问题。

3．基因的自由组合定律的解题规律。

（一）正推类型：

即已知亲本的基因型求子代的基因型、表现型及比例。

例1　两对相对性状的亲本杂交，F1的基因型为YyRr，求F1自交的后代中，基因型、表现型及各自的比例如何？

解析：

解法①：

棋盘法：

关键是写对F1配子，并按一定顺序写，F2代在16个格里分布很有规律，F1有4种表现型9种基因型。

即先写出F1父本和母本各自产生的配子种类和比例，列成图格（即棋盘），然后依据雌、雄配子相互结合的机会均等的原则，进行自由组合，最后“合并同类项”即可得出正确答案了。

双显性Y_R_：

在△1的各角和各边上，1YYRR、2YYRr、2YyRR、4YyRr。

单显性Y_rr：

在△2的各角上，1YYrr、2Yyrr。

单显性yyR_：

在△3的各角上，1yyRR、2yyRr。

双隐性yyrr：

在△4内，yyrr。

左上表中，左上到右下的对角线上，有4种纯合子：

YYRR、YYrr、yyRR、yyrr。

而且在这个对角线的两侧的基因型是对称的，如右上表所示。

联系教材中的黄圆与绿皱豌豆的遗传分析如下：

（1）黄圆和绿皱是原有的亲本类型，而黄皱和绿圆则是重组类型。

（2）双显性的黄圆占F2代的9/16，其中双纯合体占1/9，一纯一杂或一杂一纯各占2/9，双杂合体占4/9。

双隐性的绿皱占F2代的1/16。

（3）重组类型各占3/16，这3/16中，双纯合体占1/3，一纯一杂或一杂一纯各占2/3。

（4）F2代四种表现型的基因型可写成“通式”：

黄圆：

Y_R_（即YYRR、YyRR、YYRr、YyRr4种基因型）、黄皱：

Y_rr（即YYrr、Yyrr2种基因型）、绿圆：

yyR_（即yyRR、yyRr2种基因型）、绿皱只有yyrr1种基因型。

（5）每种表现型中都有1份纯合子，共占4/16。

解法②：

比率相乘法：

按基因的分离定律，分别写出F1雌雄配子的类型及其比率，再列表统计F2中两对基因组合方式及比率相乘的方法所得到的结果如下表。

A

1/4YY（黄）

2/4Yy（黄）

1/4yy（绿）

1/4RR（圆）

1/16YYRR（黄圆）

2/16YyRR（黄圆）

1/16yyRR（绿圆）

2/4Rr（圆）

2/16YYRr（黄圆）

4/16YyRr（黄圆）

2/16yyRr（绿圆）

1/4rr（皱）

1/16YYrr（黄皱）

2/16Yyrr（黄皱）

1/16yyrr（绿皱）

例2　父本基因型是Aabb，母本基因型是AaBb，求它们杂交的后代中，基因型、表现型及各自的比例如何？

棋盘法（略）

比率相乘法

解法③：

箭头连接法：

此方法只适应于双亲中的一方只产生一种配子、最多有两种配子的情况。

如果配子种类多，则会眼花缭乱而易出错。

具体方法参见教材中测交的遗传图解过程。

解法④：

分枝法：

第一步：

按分离规律分组：

①Aa×

Aa→AA∶Aa∶aa=1∶2∶1，表现型用一个起决定作用的基因符号表示A∶a=3∶1；

②bb×

Bb→Bb∶bb=1∶1，表现型比是B∶b=1∶1。

第二步：

将各组杂交后代相乘组合，便可得出总的结果。

如图6—8—3。

图6—8—3

（二）反推类型：

已知亲代和子代的表现型及其比例，求亲代的基因型。

①隐性突破比较法：

如果子代中有隐性个体存在，因为隐性个体是纯合体，并分别来自父母，即亲代基因型中必含有一个隐性基因。

②分离组合法：

将每对性状分开考虑，这样对于每对基因来说符合基因的分离定律，当子代显隐性之比为3∶1时，亲代基因型均为杂合，若子代显隐性之比为1∶1，则亲代基因型为一杂一隐性纯合，再根据亲本的表现型写出其基因型。

③特殊分离比法：

在自由组合实验中，常见的几种分离比是：

AaBb×

AaBb→9∶3∶3∶1；

aabb→l∶1∶1∶1；

Aabb×

aaBb→l∶1∶1∶1；

aaBb→3∶1∶3∶1；

Aabb→3∶3∶1∶1。

例3　如在番茄中紫茎（A）对绿茎（a）为显性，缺刻叶（B）对马铃薯叶（b）为显性。

这两对等位基因位于两对同源染色体上。

现有紫茎缺刻叶个体与绿茎缺刻叶个体杂交，其子代为紫茎缺刻叶、紫茎马铃薯叶、绿茎缺刻叶、绿茎马铃薯叶四种表现型，其比例为3∶1∶3∶1。

求两亲本的基因型。

此题已知杂交后代表现型及其比例，求亲本基因型，属逆推类型。

解题的关键：

一是从后代的隐性表现型入手；

二是从后代的比例入手。

根据题意提供的亲本表现型推知它们的基因型中含有下列基因：

紫茎缺刻叶亲本中含有A和B基因；

绿茎缺刻叶亲本中含有aa和B基因。

然后从F1中有隐性个体绿茎马铃薯叶性状出现，可知它的基因型一定是aabb，由此倒推得出其双亲中各有一个a基因和一个b基因。

从而得出紫茎缺刻叶亲本的基因型是AaBb；

绿茎缺刻叶亲本的基因型是aaBb。

当一对等位基因遗传时，遵循分离规律，并运用杂交、测交后代的表现型或基因型比例进行逆推。

解答该题时，将两亲本的性状分开来，相对性状则用分离规律来讨论。

如紫茎与绿茎是一对相对性状，其子代的比例是：

紫茎：

绿茎=（3+1）∶（3+1）=1∶1，符合分离规律的测交后代比例，因此可逆推得出双亲的基因型是Aa×

aa；

同理，缺刻叶：

马铃薯叶=（3+3）∶（1+1）=3∶1，符合分离规律杂合体自交后代的比例，由此可知两亲本基因型是Bb×

Bb。

再将上述结果合并，从而得出两个亲本的基因型。

从杂交后代有四种表现型比数为3∶1∶3∶1，推知至少有8种受精结合方式。

雌雄配子受精能够形成8种结合方式的情况只有两种可能：

一是一个亲本产生8种基因型的配子，另一个亲本产生1种配子（即8×

1=8）；

二是一个亲本产生4种基因型的配子，另一个亲本产生两种基因型的配子（即4×

2=8）。

本题只涉及到两对等位基因，因此，每个亲本最多只能产生4种配子，只能是第二种情况，即一亲本产生4种配子，另一亲本产生2种配子。

由于绿茎缺刻叶亲本中的“绿茎”是隐性性状，该亲本基因型只能是aaB_，它能且只能产生两种配子；

而另一亲本紫茎缺刻叶就必需产生四种配子，否则就不可能有8种受精结合。

因此，可以得出两个亲本的基因型只能是：

aaBb。

（三）关于几率的求算问题：

在自由组合定律中，某两对或多对相对性状在杂交后代中同时出现的几率是它们每一性状出现的几率的乘积（乘法定理）。

如亲本为YyRr×

yyRr的后代中，表现型为yyR_型的个体占总数的几率是多少？

（1）凡表现型为显性性状，基因型可写出一半来，如黄色豌豆可写成Y_的形式，另一个基因待定；

（2）凡表现型为隐性性状，可直接写出其基因型，如绿色豌豆直接写成yy；

（3）把两对相对性状分解为一对一对的来考虑，使问题简化；

（4）每一对相对性状的杂交组合，都可按子代表现型的分离比，来反推亲本的基因型；

（5）每一对相对性状的杂交亲本的基因型确定后，再把两对相对性状的杂交亲本的基因型综合在一起即可。

如首先求出yy和R_各自出现的几率：

Yy×

yy的后代中，yy的几率是1/2，Rr×

Rr的后代中，R_的几率是3/4；

然后将每一性状的几率相乘：

1/2×

3/4=3/8。

表现型为yyR_型个体占总数的几率是3/8。

【知识拓展】

1．用分枝法推算配子可能含有非同源染色体的种类

例如：

基因型为AaBbCc的个体产生的配子类型推算方法是：

将A、a分写为两行，然后再将B、b分别写在A、a后面各成两行。

这时共有四行。

再将C、c分别写在B、b后面各成两行，共有八行。

这时就可以清楚地看到配子中含有非同源染色体的八种类型了，如图6—8—4。

图6—8—4

2．基因与性状之间的复杂关系

在分离定律和自由组合定律中，一般是用一个基因控制一个性状来说明一些现象的。

实际上，在生物体内，性状和基因的关系并非一对一那么简单，许多情况下存在着十分复杂的关系，多因一效现象和一因多效现象就很广泛地存在于动、植物等生物之中。

（1）多因一效

指某一性状的表现是受多个基因控制的。

例如玉米中叶绿素的形成就取决于50多个非等位的显性基因，只要这些显性基因中的任何一个基因发生变化，就会阻碍叶绿素的正常形成，从而导致白化苗的产生。

又如果蝇中，至少有40个非等位基因与果蝇眼睛色素的形成有关；

至少有43个非等位基因与果蝇正常翅膀的形