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课标版 生物 第15讲 基因的自由组合定律,知识 基因的自由组合定律及应用 一、孟德尔两对相对性状的杂交实验分析 1.发现问题,(3)F2不同性状之间出现了 自由组合 。 2.假说:F1在产生配子时,每对 遗传因子 彼此分离, 不同对的遗 传因子 自由组合。 3.演绎与验证:测交实验,(1)两对相对性状的显性性状分别是 黄色、圆粒 。 (2)F2出现的新类型为 黄皱 和绿圆。,二、自由组合定律的内容及应用 1.自由组合定律的内容 位于非同源染色体上的 非等位基因 2.自由组合定律的应用 (1)指导 杂交育种 ,把优良性状结合在一起。 不同优良性状亲本 F1 F2(选育符合要求个体),纯合子 (2)为遗传病的 预测和诊断 提供理论依据。,3.孟德尔遗传定律的适用范围 真核生物 遵循,原核生物与病毒的遗传均不遵循 三、孟德尔成功的原因分析 1.科学选择了 豌豆 作为实验材料。 2.采用由单因素到多因素的研究方法。 3.应用了 统计学 方法对实验结果进行统计分析。 4.科学设计了实验程序。即在对大量实验数据进行分析的基础上,提出合,理的 假说 ,并且设计了新的 测交 实验来验证假说。,1.判断有关自由组合定律叙述的正误。 (1)基因型为AaBb个体产生的雌雄配子都有4种,雌雄配子的结合方式有16 种。 () (2)AaBb自交后代基因型有9种,比例为422221111。 () (3)非同源染色体上的非等位基因可以自由组合,不存在相互作用。(2012 江苏单科,11A)() (4)具两对相对性状的纯合体杂交得F1,F1自交得F2,则F2中重组类型个体所,占比例为3/8。 () (5)若不考虑基因突变、交叉互换等变异,一个基因型为AaBb的精原细胞, 产生4种精细胞 。 () (6)若不考虑基因突变、交叉互换等变异,一个基因型为AaBb的个体,可产 生4种配子。 (),2.基因的自由组合定律发生于图中哪个过程 ( ) AaBb 1AB1Ab1aB1ab 雌雄配子随机结合 子代9种基因 型 4种表现型 A. B. C. D. 答案 A 基因的自由组合定律的实质是在减数分裂过程中,非同源染色 体上的非等位基因随着非同源染色体的自由组合而自由组合。,3.已知玉米高秆(D)对矮秆(d)为显性,抗病(R)对易感病(r)为显性,控制上述 性状的基因位于两对同源染色体上。现用两个纯种的玉米品种甲(DDRR) 和乙(ddrr)杂交得F1,再用F1与玉米丙杂交(如图1),结果如图2所示,分析玉米 丙的基因型为 ( ) A.DdRr B.ddRR C.ddRr D.Ddrr,答案 C 从图1可推知F1为DdRr,利用图2分析,杂交后代中高秆矮秆= (75+25)(75+25)=11,符合分离定律测交后代分离比,可推测控制高矮的 杂交组合为Dddd;杂交后代中抗病易感病=(75+75)(25+25)=31,符 合分离定律杂合子自交后代分离比,可推测控制抗病和易感病的杂交组合 为RrRr。因此可推知丙的基因型为ddRr。,4.原本无色的物质在酶、酶和酶的催化作用下,转变为黑色素,即:无 色物质X物质Y物质黑色素。已知编码酶、酶和酶的基因分 别为A、B、C,则基因型为AaBbCc的两个个体交配,出现黑色子代的概率 为 ( ) A.1/64 B.3/64 C.27/64 D.9/64 答案 C 由题意可知,基因型为AaBbCc的两个个体交配,出现黑色子代 的概率其实就是出现A_B_C_基因型个体的概率,为3/43/43/4=27/64。,5.某生物个体减数分裂产生的配子种类及其比例为AbaBABab=1 234,若该生物进行自交,则其后代出现纯合体的概率为 ( ) A.30% B.26% C.36% D.35% 答案 A 该生物产生的配子Ab、aB、AB、ab分别占1/10、2/10、3/1 0、4/10,故该生物自交后代出现纯合体的概率为(1/10)2+(2/10)2+(3/10)2+(4/ 10)2=30%。,突破一 自由组合定律的性状分离比与变式 1.孟德尔两对相对性状遗传实验分析 (1)F1的配子分析 F1在产生配子时,每对遗传因子(等位基因)彼此分离,不同对的遗传因子 (非同源染色体上的非等位基因)自由组合,F1产生的雌、雄配子各4种: YRYryRyr=1111。 (2)F2基因型与表现型分析 F2共有16种组合,9种基因型,4种表现型。,基因型 YYRR、YYrr、yyRR、yyrr各占1/16 表现型,疑难诊室 (1)重组类型是指F2中与亲本性状表现不同的个体,而不是遗 传因子组合形式与亲本不同的个体。 (2)若亲本是黄皱(YYrr)和绿圆(yyRR),则F2中重组类型为绿皱(yyrr)和黄 圆(Y_R_),所占比例为1/16+9/16=10/16;亲本类型所占比例为3/16+3/16=6/16。,典例1 (2014山东潍坊上学期期中,19)某种小鼠的体色受常染色体基因的 控制,现用一对纯合灰鼠杂交,F1都是黑鼠,F1中的雌雄个体相互交配,F2体色 表现为9黑6灰1白。下列叙述正确的是 ( ) A.小鼠体色遗传遵循基因自由组合定律 B.若F1与白鼠杂交,后代表现为2黑1灰1白 C.F2灰鼠中能稳定遗传的个体占1/2 D.F2黑鼠有两种基因型 解题关键,解析 根据F2代性状分离比可判断小鼠体色基因的遗传遵循自由组合定 律,A正确;F1(AaBb)与白鼠(aabb)杂交,后代中AaBb(黑)Aabb(灰)aaBb (灰)aabb(白)=1111,B错误;F2灰鼠(A_bb、aaB_)中纯合子占1/3,C 错误;F2黑鼠(A_B_)有4种基因型,D错误。 答案 A,1-1 (2014陕西名校四次月考,14)天竺鼠身体较圆,唇形似兔,是鼠类宠物 中最温驯的一种,受到人们的喜爱。科学家通过研究发现,该鼠的毛色由两 对基因控制,这两对基因分别位于两对常染色体上。现有一批基因型为 BbCc的天竺鼠,已知B决定黑色毛,b决定褐色毛,C决定毛色存在,c决定毛色 不存在(即白色)。则这批天竺鼠繁殖后,子代中黑色、褐色与白色的理论 比例为 ( ) A.943 B.934 C.916 D.961 答案 B 解析 BbCc自交的后代中,B_C_基因组成的为黑色,占9/16,bbC_基因组 成的为褐色,占3/16;所有cc基因型的(包括B_cc、bbcc)都为白色,占总数的1,/4。,1-2 果皮色泽是柑橘果实外观的主要性状之一。为探明柑橘果皮色泽的 遗传特点,科研人员利用果皮颜色为黄色、红色和橙色的三个品种进行杂 交实验,并对子代果皮颜色进行了调查测定和统计分析,实验结果如下: 实验甲:黄色黄色黄色 实验乙:橙色橙色橙色黄色=31 实验丙:红色黄色红色橙色黄色=121 实验丁:橙色红色红色橙色黄色=341 请分析并回答: (1)上述柑橘的果皮色泽遗传受 对等位基因控制,且遵循 定律。,(2)根据杂交组合 可以判断出 色是隐性性状。 (3)若柑橘的果皮色泽由一对等位基因控制,用A、a表示;若由两对等位基 因控制,用A、a和B、b表示,以此类推,则实验丙中亲代红色柑橘的基因型 是 ,其自交后代的表现型及其比例为 。 (4)若亲代所用橙色柑橘的基因型相同,则实验中亲代和子代橙色柑橘的基 因型共有 种,即 。 答案 (1)两 基因的自由组合 (2)乙(丁) 黄 (3)AaBb 红色橙色黄色=961 (4)3 aaBB、aaBb、Aabb或aaBb、Aabb、AAbb,解析 (1)由实验丙和实验丁可知,柑橘的果皮色泽遗传受两对等位基因 控制,且遵循基因的自由组合定律。(2)根据杂交组合乙或丁可以判断出黄 色是隐性性状。(3)实验丙相当于测交,则丙中亲代红色柑橘的基因型是 AaBb,黄色柑橘的基因型为aabb,只有一种显性基因存在时为橙色。因此 AaBb自交后代红色橙色黄色=961。(4)实验乙:橙色橙色橙 色黄色=31,则亲代橙色的基因型为Aabb或aaBb,子代橙色的基因型为 Aabb和AAbb或aaBb和aaBB。同理可得出实验丁后代橙色的基因型为 AAbb、Aabb、aaBb或aaBB、aaBb、Aabb,则实验中亲代和子代橙色柑橘 的基因型共有3种,即aaBb、Aabb、AAbb或aaBb、Aabb、aaBB。,突破二 应用分离定律解决自由组合定律问题 1.应用分离定律解决自由组合定律问题的思路 (1)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 用乘法原理将各组进行组合。 (2)题型示例: 配子类型及概率的问题,基因型类型及概率的问题,表现型类型及概率的问题,2.已知子代表现型分离比推测亲本基因型的方法 (1)方法:将自由组合定律的性状分离比拆分成分离定律的分离比分别分 析,再运用乘法原理进行逆向组合。 (2)题型示例 9331(31)(31)(AaAa)(BbBb); 1111(11)(11)(Aaaa)(Bbbb); 3311(31)(11)(AaAa)(Bbbb)或(Aaaa)(BbBb); 31(31)1(AaAa)(BB_ _)或(AaAa)(bbbb)或(AA_ _)(Bb Bb)或(aaaa)(BbBb)。,典例2 (2014陕西西安三次质检,21)番茄红果对黄果为显性,二室果对多室 果为显性,长蔓对短蔓为显性,三对性状独立遗传。现有红果、二室、短蔓 和黄果、多室、长蔓的两个纯合品系,将其杂交种植得F1和F2,则在F2中红 果、多室、长蔓所占的比例及红果、多室、长蔓中纯合子的比例分别是 ( ) A.9/64、1/9 B.9/64、1/64 C.3/64、1/3 D.3/64、1/64 解题关键,解析 控制三对性状的基因分别用A、a,B、b,C、c表示,亲代为AABBcc 与aabbCC,F1为AaBbCc,F2中A_aa=31,B_bb=31,C_cc=31,所以 F2中红果、多室、长蔓所占的比例是:3/41/43/4=9/64;在F2的每对相对性 状中,显性性状中的纯合子占1/3,故红果、多室、长蔓中纯合子的比例是1/ 31/3=1/9。,答案 A,2-1 小鼠A基因决定黄色皮毛,R决定黑色皮毛。同时具有A、R基因时表 现灰色皮毛,只有a、r基因时表现白色皮毛。现有一只灰色雄鼠和一只黄 色雌鼠交配,统计多次交配产下的子代的表现型比例如下:黄色3/8,灰色3/8, 黑色1/8,白色1/8。则亲本的基因型为 ( ) A.AaRr,Aarr B.AaRr,AaRr C.Aarr,AaRr D.AaRR,Aarr 答案 A 解析 首先写出亲本的基因型:灰色雄鼠为A_R_,黄色雌鼠为A_rr,后代 出现白色小鼠,可知亲本中灰色雄鼠基因型为AaRr,雌鼠基因型为Aarr。,2-2 (2014江西余江一中四次模拟,26)小麦的高秆(D)对矮秆(d)为显性,有 芒(B)对无芒(b)为显性。将两种小麦杂交,后代中出现高秆有芒、高秆无 芒、矮秆有芒、矮秆无芒四种表现型,且其比例为3131,则亲本的基 因型为 ( ) A.DDBBddBb B.Ddbbddbb C.DdBbddBb D.DDBbddBB 答案 C 解析 本题的思路为分别考虑每对性状,然后组合起来即可。子代中高 秆矮秆=11,说明双亲基因型为Dd、dd;同理子代有芒无芒=31,说 明双亲基因型为Bb、Bb,故C正确。,突破三 遗传定律的验证与个体基因型的探究 1.遗传定律的验证方法,2.鉴定个体的基因型的方法 (1)自交法:对于植物来说,鉴定个体的基因型的最好方法是该植物个体自 交,通过观察自交后代的性状分离比,分析出待测亲本的基因型。 (2)测交法:如果能找到纯合的隐性个体,根据测交后代的表现型比例即可 推知待测亲本的基因组成。 (3)单倍体育种法:对于植物个体来说,如果条件允许,取花药离体培养,用 秋水仙素处理单倍体幼苗,根据处理后植株的性状即可推知待测亲本的 基因型。,典例3 (2014湖北部分重点中学联考,33)某种开花植物细胞中,基因A(a)和 基因B(b)分别位于两对同源染色体上。将纯合的紫花植株(基因型为 AAbb)与纯合的红花植株(基因型为aaBB)杂交,F1全开紫花,自交后代F2中, 紫花红花白花=1231。回答下列问题: (1)该种植物花色性状的遗传遵循 定律。基因型为AaBb的 植株,表现型为 。 (2)若表现型为紫花和红花的两个亲本杂交,子代的表现型和比例为2紫 花1红花1白花。则两亲本的基因型分别为 。 (3)为鉴定一紫花植株的基因型,将该植株与白花植株杂交得子一代,子一代,自交得子二代。请回答下列问题: 表现为紫花的植株的基因型共有 种。 根据子一代的表现型及其比例,可确定出待测三种紫花亲本基因型,具体 情况为 。 根据子一代的表现型及其比例,尚不能确定待测紫花亲本基因型。若子 二代中,紫花红花白花的比例为 ,则待测紫花亲本植株的基因 型为AAbb。 解析 (1)根据题意可判断紫花基因型为A_B_、A_bb。(2)紫花(A_B_或 A_bb)与红花(aaB_)杂交,后代中出现白花(aabb),可确定两亲本均含有基因 a和b,根据子代表现型比例可进一步判断亲本基因型。(3)将6种基因型的,紫花植株分别与白花(aabb)杂交,分析子一代的表现型可确定紫花亲本三 种基因型:AaBB(子代为1紫1红)、AaBb(子代为2紫花1红花1白花) 和Aabb(子代为1紫1白),另三种基因型紫花植株测交子一代均为紫花;若 亲本为AAbb,子一代为Aabb,子二代应为3A_bb(紫)、1aabb(白)。 答案 (1) 基因的自由组合 紫花 (2)Aabb和aaBb (3)6 AaBB、AaBb和Aabb 301 3-1 某中学实验室有三包豌豆种子,甲包写有“纯合高茎叶腋花”字样, 乙包写有“纯合矮茎茎顶花”字样,丙包豌豆标签破损只隐约看见“黄色 圆粒”字样。某研究性学习小组对这三包豌豆展开激烈的讨论:,(1)在高茎、叶腋花、茎顶花和矮茎四个性状中,互为相对性状的是 。 (2)怎样利用现有的三包种子判断高茎、叶腋花、茎顶花和矮茎四个性状 中哪些性状为显性性状?写出杂交方案,并预测可能的结果。 (3)同学们就“控制叶腋花、茎顶花的等位基因是否与控制高茎、矮茎的 等位基因在同一对同源染色体上”展开了激烈的争论,你能利用以上两种 豌豆设计出最佳实验方案并作出判断吗? (4)针对丙包豌豆,该研究性学习小组利用网络得知,黄色、绿色分别由A和 a控制,圆粒、皱粒分别由B和b控制,于是该研究性学习小组欲探究其基因 型。实验一组准备利用单倍体育种方法对部分种子进行基因型鉴定,但遭,到了实验二组的反对。实验二组选择另一种实验方案,对剩余种子进行基 因型鉴定。 为什么实验二组反对实验一组的方案? 你能写出实验二组的实验方案和结果预测吗? 答案 (1)叶腋花和茎顶花、高茎和矮茎 (2)取甲、乙两包种子各一些种植,发育成熟后杂交。若F1均为高茎叶腋花 豌豆,则高茎、叶腋花为显性;若F1均为矮茎、茎顶花豌豆,则矮茎、茎顶花 为显性;若F1均为高茎茎顶花豌豆,则高茎、茎顶花为显性;若F1均为矮茎叶 腋花豌豆,则矮茎、叶腋花为显性。 (3)方案一 取纯种的高茎叶腋花和矮茎茎顶花的豌豆杂交得F1,让其自交,如果F2出现四种性状,其性状分离比为9331,说明符合基因的自由组 合定律,因此控制叶腋花、茎顶花的这对等位基因与控制高茎、矮茎的等 位基因不在同一对同源染色体上;否则可能是位于同一对同源染色体上。 方案二 取纯种的高茎叶腋花和矮茎茎顶花的豌豆杂交得F1,F1与纯种矮 茎茎顶花豌豆测交,如果测交后代出现四种性状,其性状分离比为11 11,说明符合基因的自由组合定律,因此控制叶腋花、茎顶花的这对等位 基因与控制高茎、矮茎的等位基因不在同一对同源染色体上;否则可能是 位于同一对同源染色体上。 (4)单倍体育种方法技术复杂,还需要与杂交育种配合,普通中学实验室难 以完成。对部分丙包种子播种并进行苗期管理。植株成熟后,自然状态,下进行自花受粉。收集每株所结种子进行统计分析,若自交后代全部为黄 色圆粒,则此黄色圆粒豌豆的基因型为AABB;若后代仅出现黄色圆粒、黄 色皱粒,比例约为31,则此黄色圆粒豌豆的基因型为AABb;若后代仅出现 黄色圆粒、绿色圆粒,比例约为31,则此黄色圆粒豌豆的基因型为AaBB; 若后代出现黄色圆粒、绿色圆粒、黄色皱粒、绿色皱粒四种表现型,比例 约为9331,则此黄色圆粒豌豆的基因型为AaBb。 解析 (1)相对性状是同种生物同一性状的不同表现类型,故叶腋花和茎 顶花、高茎和矮茎各为一对相对性状。(2)取甲、乙两包种子各一些种植, 发育成熟后杂交,观察F1的表现型,F1表现出的性状为显性性状。(3)对于设 计实验探究控制两对或多对相对性状的基因是否位于一对同源染色体上,一般采用F1自交法或测交法,观察后代表现型比例,如果是9331或 1111则相应基因位于两对同源染色体上即符合自由组合定律,若是 31或11则相应基因位于一对同源染色体上即符合分离定律。(4)单 倍体育种方法技术复杂,普通中学实验室难以完成。对于个体基因型的 探究,可以有自交法、测交法和单倍体育种法等,鉴定个体基因型时,植物 最常用自交法。,
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