2019-2020年高一生物基因的自由组合定律教案 人教版.doc

2019-2020年高一生物基因的自由组合定律教案 人教版教学目标1知识目标：（1）理解孟德尔对相对性状遗传试验的试验过程、试验结果及遗传图解。（2）理解对自由组合现象解释的验证测交试验及遗传图解。（3）理解自由组合定律的实质并灵活应用。（4）知道孟德尔获得成功的原因。2能力目标（1）通过配子形成与减数分裂的联系，培养学生的知识迁移能力。（2）通过自由组合规律在实践中的应用及有关习题训练，使学生掌握应用自由组合定律解遗传题的技能和技巧。（3）使学生能够运用棋盘式方格和分枝法写遗传图解、计算基因型和表现型出现的概率。3情感目标（1）通过讲述孟德尔豌豆杂交试验所揭示的基因自由组合定律，对学生进行辩证唯物论的实践观的教育。（2）从基因的分离定律到基因的自由组合定律的发现过程，进行辩证唯物主义认识论的教育。（3）通过基因的自由组合定律在实践中的应用，使学生认识到生物界的一切活动受客观规律的支配，人们认识这些规律，就可以利用这些规律为人类服务。（4）通过对孟德尔获得成功的原因的总结，培养学生严谨求实的科学态度和坚韧不拔、持之以恒的探索精神。教学建议关于“自由组合定律与减数分裂的关系”的分析自由组合定律研究的是减数分裂过程中，分别位于不同对同源染色体的两对或两对以上的等位基因，按照分离定律分离时，不同对的等位基因在形成配子过程中独立分配到配子中去，每个配子里的非等位基因又自由组合。也就是说，一对等位基因与另一对等位基因的分配和组合是互不干扰、各自独立的。如，杂交种有两对位于不同对同源染色体上的等位基因，就能产生四种类型的配子。这是因为含有这两对等位基因的两对同源染色体，在减数分裂的第一次分裂的中期，染色体在赤道极部位的排列有两种可能性（如下图所示），这样，就会得到下列四种配子： 、 、 ，它们之间的数量比是 。但对于一个初级精母细胞进行减数分裂时，只能采用其中的一种排列方式，这样只能产生两种类型的配子。基因的分离定律与自由组合定律的区别与联系两对相对性状杂交实验中的有关规律1如豌豆的黄与绿、圆与皱这两对相对性状由两对等位基因控制，并且这两对等位基因分别位于两对同源染色体上。2 为“双杂合”个体、基因型是YyRr，表现型为黄圆。注意与纯合黄圆的区别。3 在减数分裂产生配子时，根据前述分离规律可知：等位基因一定分离，非等位基因（指位于非同源染色体上的基因）自由组合；这是自由组合规律最基本最实质的问题，可以形成雌雄配子各4种：YR：Yr：yR：yr=1：1：1：1。4 中表现型有四种。除两种亲本类型（黄圆和绿皱）外，还有两种重组类型（黄皱和绿圆），在这些个体中，“双显性”个体（即两个性状均为显性性状，如黄圆）占9/16；“单显性”个体（即一个性状是显性性状，一个性状是隐性性状的个体）有两种表现型（黄皱，绿圆），各占3/16；“双隐性”个体（即两个性状均为隐性性状的个体，如绿皱）占1/16，它们之间的比例就是9:3:3:1。5 有16种组合方式，9种基因型。6若单考虑一对相对性状， 中仍符合分离规律。如粒形的圆滑：皱缩=（315+108）：（101+32）3：1。7 中每种表现型中各有一份纯合体。9/16的“双显性”中有1/9的纯合体（YYRR），“单显性”的两种表现型中各有1/3的纯合体（YYrr和yyRR），“双隐性”中100%的纯合体。每种表现型的纯合体各占总 的1/16。8 中各性状和基因型分布如下表了解弄清该分布规律图，有利于学生对各表现型在 中所占的比例有清晰的认识，对各表现型的基因型组成有准确的了解，尤其对各表现型中的纯合体所占比例一目了然，有助于以后遗传题的分析计算，因为万变不离其宗。9几种辅助的计算公式：a各基因型个体产生的配子种类= （n表示该基因型中等位基因对数）如YYRR中没有等位基因，即产生的配子种类= =1（种），又如： 中有两对等位基因，即产生的配子种类= =4（种）。 b两亲本杂交后代的组合方式=甲亲本产生的配子种类数乙亲本产生的配子种类数。如： ，前者产生4种配子、后者产生2种配子，其后代的组合方式有42=8（种）。 c子代基因型种类= （n表示等位基因对数，该公式仅限于自交后代）。如 ，后代基因型有 ，即 种。d子代表现型的比例= ，（n表示等位基因对数，限于 自交后代）。如 两个体的后代表现型比例为： 10杂交中包括的基因对数与基因型和表现型的关系11推测个体基因型的思路有这样一道题：已知豌豆的黄粒（Y）对绿粒（y）是显性，圆粒（R）对皱粒们为显性，现有A、B两种豌豆，A为黄圆，B为黄皱，二者杂交的后代有黄圆、黄皱、绿圆、绿皱四种表现型，请写出A、B的基因型。第一步：先弄清显隐性关系，已知黄，圆为显性性状。第二步：根据显性性状至少有一个显性基因，隐性性状一定是一对隐性基因，写出已知的所含基因。A已知是黄圆，至少含有一个Y和一个R，将另一个未知的留下空位，如Y_R_。B是黄皱，至少含一个Y，皱是隐性性状应是rr，故B为Y_rr。第三步：根据子代每对基因分别来自双亲，亲代每对基因不可能传给一个子代的原则，从后代中的隐性性状入手来分析：后代中有绿粒出现，一定是两个yy，应来自双亲，故A亲本中含有y。B亲本中也含有y，将A，B的空位处填入y；再分析后代中的粒形，后代中有皱粒出现，说明A、B两亲代中均含有r，将A的另一空位处填上r，最后即成为：A是YyRr、B是Yyrr。自由组合定律中常用的解题方法1推测基因型常用的方法首先将两个相对性状分解为两个一对相对性状，从而化难为易。然后再根据后代不同表现型的比例来推论。举例说明：豌豆子叶的黄色（ ）对绿色（ ）是显性，圆粒（ ）对皱粒（ ）为显性。下表是4种不同的杂交组合以及各种杂交组合所产生的子代数。请在表格内填写亲代的基因型。亲 代子代的表现型及其数量基因型表现型黄色圆粒黄色皱粒绿色圆粒绿色皱粒 黄皱绿皱034036 黄圆绿皱16171415 黄圆绿圆217206 绿圆绿圆004314 黄皱绿圆15161817例如组合，先考虑黄绿这对性状，黄：绿=（21+7）：（20+6）1：1，可推断此组合两个亲本的基因组合必为 ，再考虑圆皱这对性状，圆：皱=（21+20）：（7+6）3：1，可推断此组合两个亲本的基因组合必为 。综合考虑两对性状，则两个亲本的基因型应为 和 。2关于正推题型和逆推题型的解法（1）正推类型：推两代可用“棋盘法”来解，关键是写对配子，并按一定顺序写， 在十六格的基因型和表现分布就很有规律。如下图所示。 的四种表现型 A_B_：在 的各角和边上；A_bb_：在 的各角上；aaB_：在 的各角上；aabb：在 内。 中的纯合体和杂合体各在对角线上。推一代用“简捷法”，分离定律一对一对分别来解，最后加以组合。例如黄色圆粒 （ ）与绿色皱粒杂交，后代基因型、表现型的种类、比例是怎样的?按照交配组合的六种方式， ，有三种基因型和两种表现型； ，有两种基因型和表现型；两对相对性状自由组合，后代应有六种基因型和四种表现型，后代基因型的数量比是各相对性状基因型比值的积，后代表现型的数量是各相对性状比值的积。即： 后代基因型种类=32=6种后代基因型比值= 后代表现型种类= 4种后代表现型比值= 具体推导过程如下：（2）逆推类型：用“分组分析法”来解。例1番茄紫茎A对绿茎a是显性，缺刻叶B对马铃薯叶b是显性。让紫茎缺刻叶亲本与绿茎缺刻叶亲本杂交，后代植株数是：紫缺321，紫马101，绿缺310，绿马107。如两对基因自由组合，间双亲的基因型是什么?先根据题意写出亲本的己知基因型：A_B_aaB_。然后根据后代表现型及植株数量推导出亲本的完整基因型。先分析紫茎与绿茎这一对相对性状的遗传，因为后代中紫茎：绿茎=（321+101）：（310+107）1:1，属杂交类型，故亲本基因型为 ，填入上式；再分析缺刻叶与马铃薯叶这对相对性状的遗传。缺刻叶：马铃薯叶=（321+310）+（101+107）3:1，所以双亲必为杂合体即 。综上而知双亲的基因型为 （此题用隐性纯合体突破法更省事）。为了准确起见，最好自我验证一下， 性状分离比1:l， 位性状分离比3:1，展开正好是3:1:3:1，与杂交结果相符，验证无误。例2 人类的白化病受隐性基因 （a）控制，并指受显性基因 （B）控制，两对性状独立遗传。有一对夫妇，男方为并指，女方正常，他们有一个患白化病的孩子。求：这一家三口人的基因型。这对夫妇再生一个孩子两种病兼发的概率是多么?白化病 （受隐性基因控制）的遗传：父、母均不患白化病，孩子患白化病，表明父、母各含有一个正常基因（A）和一个致病基（a）。父： ；母： ；孩子： 。并指 （受显性基因控制）的遗传：父并指，母不并指，孩子也不并指，表明父方只含一个致病基因 （B），母方含有两个正常基因 （bb）。父：Bb；母: bb；孩子：bb。这一家三口人的基因型是：父 ；母 ；孩子 。白化和并指这两对性状独立遗传，自由组合，两病兼发的概率应该是两种病概率的积。这对夫妇再生一个孩子，两种病兼发的概率=1/41/2=1/8教学设计方案二 基因的自由组合定律【教学重点、难点、疑点及解决办法】一教学重点及解决办法1教学重点（1）对自由组合现象的解释。（2）基因的自由组合定律的实质。（3）孟德尔获得成功的原因。2解决方法（1）强调两对等位基因分别位于两对同源染色体上， 在减数分裂过程中，由于同源染色体分离，非同源染色体自由组合，产生四种类型的配子。（2）通过染色体上标有有关基因的减数分裂图解，强调非同源染色体的非等位基因的自由组合。（3）画有关基因的细胞图。（4）做运用自由组合定律的有关习题。（5）通过正反实例来说明孟德尔取得成功的原因。二教学难点及解决办法1教学难点 产生四种配子的原因。2解决方法运用标有有关基因的染色体磁性教具，演示减数分裂第一次分裂后期，非等位基因随非同源染色体重组而自由组合的情况。三教学疑点及解决办法1教学疑点（1）自由组合为什么要强调在非同源染色体上？在同一同源染色体上的非等位基因如何遗传？（2）两对以上的位于非同源染色体上的非等位基因如何遗传？2解决方法（1）画图表示同源染色体上的非等位基因状况。强调它们之间由于在一条染色体上，往往连在一起遗传。（2）通过一对到几对分别位于非同源染色体上的等位基因的遗传过程，分析配子、基因型、表现型及比例。【课时安排】 3课时【教学过程】第一课时引言：孟德尔通过研究豌豆一对等位基因控制的一对相对性状的遗传，揭示了基因的分离定律。但任何生物都不是只有一种性状，而是具有多种性状。如豌豆花的颜色有红花，有白花；在种子的颜色上有黄色、有绿色；在种子的形状上有圆形，有皱缩。如果两对或两对以上的相对性状同时遗传时，又是遵循怎样的遗传定律呢？孟德尔通过豌豆两对相对性状的遗传试验，又揭示了遗传的第二个基本定律基因的自由组合定律。1两对相对性状的遗传试验（l）试验过程学生阅教材第30页，教师出示杂交试验挂图，讲解进行过程，何为去雄，怎样传粉，正交、反交及 自交等。问：是指哪两对相对性状？为什么？要求学生回答：黄色和绿色是一对相对性状，因为它们是豌豆粒色这一性状的两种表现类型，圆粒和皱粒是一对相对性状，因为它们是豌豆粒形这一性状的两种表现类型。问：那么，两对相对性状遗传试验的结果呢？（2）试验结果要求学生仿照一对相对性状遗传试验的试验结果回答，经归纳：无论正交、反交， 都只表现黄色圆粒。 出现了性状的自由组合，即不仅出现两种与亲本相同的类型，还出现两种与亲本不同的类型，四种表现型比值接近 。问： 代为什么只有黄圆一种性状？ 代为什么会出现绿圆和黄皱两种新性状？其实质是什么？尽可能让学生展开讨论，教师不要急于下结论，待几位同学发言后，再转入孟德尔是如何解释这些问题的。2对自由组合现象的解释如果就每一对相对性状单独分析，结果：粒形 圆粒：皱粒= 粒色 黄色：绿色= 上述数据表明，豌豆的粒形和粒色这两对性状的遗传，都遵循了基因的分离定律。问：根据性状自由组合的实质，控制黄色和绿色，圆粒和皱粒这两对相对性状的两对等位基因是位于一对同源染色体上还是两对同源染色体上？要求学生答出：位于两对同源染色体上。教师强调： 黄色和绿色分别由 和 控制，位于一对同源染色体上，圆粒和皱粒分别由 和 控制，位于另一对同源染色体上。为此，两亲本的基因型是 和 ，它们的配子分别是 和 ， 的基因型为 。由于 对 ， 对 都具显性作用，故 的表现型只能是黄色圆粒（教师在黑板上边画边讲解下列染色体遗传图解）。 自交产生配子进行减数分裂时，同源染色体上的每对等位基因都要彼此分离。与此同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。也就是 可以与 或 组合， 也可以与 和 。这里等位基因的分离和非等位基因间的自由组合是彼此独立、互不干扰的（可用染色体模型在磁性黑板上演示基因的分离和重组，让学生尝试写出 配子的种类）。 形成 、 、 和 四种类型的雌、雄配子，其比例为 。四种类型雌配子和四种类型雄配子的结合是机会均等的（在杂交试验分析遗传图解上讲解上述过程）。问：从棋盘的16种组合方式中，共有几种基因型？几种表现型？它们的比例如何？学生思考后归纳： 的9种基因型及其比例 的4种表现型及其比例（可从上面的基因型总结出） 黄圆：黄皱：绿圆：绿皱比例 9：3：3：1问：哪些是重组类型？产生的原因是什么？学生答出：黄皱和绿圆是重组类型，产生的原因是由于非等位基因自由组合的结果。（三）总结、扩展总结两对等位基因的遗传： 代减数分裂产生四种配子： 、 、 、 ，比例为 ； 代有16种组合方式，9种基因型，4种表现型，比例为 。问：1如果是位于不同的同源染色体上的三对等位基因 ， 产生多少种配子？答案：8种。2如果基因型为 的一个精原细胞，经减数分裂，能产生多少种配子？如果是一个卵原细胞呢？答案：2种，l种。（四）布置作业1思考题： 能否产生 或 等类型的配子，为什么？ 产生四种配子的根本原因是什么？2教材第37页，复习题一、填充题。（五）板书设计二、基因的自由组合规律1两对相冲控状的遗传试验（l）试验过程（2）试验结果正交、反交， 只表现黄色圆粒。 除出现性状分离，还出现性状重组。2对自由组合现象的解释第二课时复习提问：孟德尔豌豆两对相对性状的遗传试验中， 产生配子的种类及比例？ 有几种组合方式，基因型和表现型的数量及比例？（可请几位同学上黑板书面回答）讲授新课：引入，孟德尔用基因自由组合的假说，对豌豆两对相对性状遗传试验的结果作了很好地解释。为了检验这种假说的正确性，应采取什么方法？学生回答：测交。3对自由组合现象解释的验证测交问：什么是测交？这里应是谁和谁杂交？学生回答：让 代和双隐性亲本回交，也就是 代和绿色皱缩豌豆杂交。教师强调：这是理论上推导的预期测交，即是按孟德尔提出的假说， 能产生 、 、 、 种配子，它们的数目相等，而隐性纯合子只产生 一种配子，故测交后代有4种表现型。黄圆 ：黄皱 ：绿圆 ：绿皱 = 。请一位同学将上述情况用基因遗传图解表示。而孟德尔用 代在试验田里做测交试验，无论是以 作母本还是作父本，试验结果（见教材第31页表63）完全符合他的理论预测结果，从而证实了他的假说是正确的。即 在形成配子时，不同对的基因是自由结合的。那么，这个假说就可以上升为理论。4基因自由组合定律的实质豌豆的体细胞中有7对同源染色体， 和 位于第一对染色体上， 和 位于第7对最小的染色体上。在减数分裂第一次分裂后期，同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合（用标有基因的染色体模型，来展示位于非同源染色体上的非等位基因间的动态关系）。要求学生回答：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。问：为什么要强调是非同源染色体上，启发学生逆向思维，如果在同一同源染色体上的非等位基因能否自由组合？教师板画：问：图中基因哪些能自由组合，哪些不能自由组合？为什么？以加深对非同源染色体的理解。5基因的自由组合定律在实践中的应用（1）在育种中，有目的地把不同亲本的优良基因组合在一起，创造出对人类有益的新品种。例如（教材第32页第7行）在水稻中，有芒（ ）对无芒（ ）是显性，抗病（ ）对不抗病（ ）是显性。有两个不同品种的水稻，一个品种无芒、不抗病；另一个品种有芒、抗病。如何培育出无芒、抗病的优良品种？分析：本试题取自课本内容，其原理是运用基因的自由组合定律，在 中分离出重组类型无芒、抗病品种。但分离出的无芒、抗病类型中，只有 是纯合子（ ）。为此，需将 中无芒、抗病品种进行自交，再进行选育，剔除自交会发生性状分离的种子。经多年自交选育后，就会获得纯度较高能稳定遗传的无芒、抗病新品种。请一位同学上黑板将此题遗传图解写到黑板上，并说明杂交选育过程。（2）在医学上，分析家系中两种遗传病同时发病的情况、为遗传病的预测诊断提供理论依据。又如，某家庭中，父亲是多指患者（由显性致病基因 控制），母亲正常，他们婚后生了一个手指正常但患先天聋哑的孩子（由隐性致病基因 控制）。问再生一个小孩，这个小孩既患多指又患先天聋哑的概率？分析：本题运用自由组合定律的原理，来分析家系中两种遗传病同时发病的情况。根据该夫妇生下一个手指正常但患先天聋哑的孩子（此小孩基因型为 ），可以推知双亲的基因型为 和 然后按基因的自由组合定律，找出双亲各产生配子的种类，再用棋盘法（或分技法）写出后代的组合情况，就可以找出答案。答案：患多指又患先天聋哑18。 （三）总结、扩展孟德尔通过两对相对性状的遗传试验，总结出基因的自由组合定律。其实质是在等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。由于等位基因都要随同源染色体分开，因此，它们每一对等位基因的遗传仍遵循基因的分离定律。在实践中，我们用杂交育种的方法，让位于不同的同源染色体上的非等位基因所控制的优良性状重组，以培育我们需要的良种，其理论基础就是基因的自由组合定律。另外必须指出，位于一对同源染色体上的非等位基因则不能自由组合，它们在遗传过程中遵循基因的连锁和交换定律。（四）布置作业1具有两对相对性状的纯合体植株杂交， 自交得 共1600株，则 中能稳定遗传的重组类型可能有（ ）A100 B200 C300 D4002教材第34页中二、四。 （五）板书设计3对自由组合现象解释的验证测交证明了孟德尔对自由组合现象解释的正确性。4基因自由组合定律的实质：非同源染色体上的非等位基因自由组合。5基因自由组合定律在实践中的应用（1）在杂交育种中的应用：培育良种。（2）在医学实践中的应用：预测人类两种遗传病的发病概率及基因型、表现型第三课时复习提问：基因的自由组合定律的实质是什么？讲授新课：我们知道，孟德尔进行了长达8年的豌豆杂交试验，总结出了基因的分离定律和基因的自由组合定律。但是，在孟德尔之前，先后有奈特、萨格莱特等许多科学家，持续了近百年的植物杂交工作，都没有取得大的进展。那么，孟德尔为什么能成功呢？6孟德尔获得成功的原因问：孟德尔为什么要选择豌豆作试验材料？学生回答：豌豆是严格的自花传粉植物。且是闭花受粉。另外，豌豆各品种间有一些稳定的，容易区分的性状，使试验结果既可靠又容易分析。所以，第一个原因是：（l）正确地选用了豌豆作试验材料问：什么叫单因素研究法？学生答出：孟德尔先只针对一对相对性状进行研究，其他几对性状暂不予考虑。在弄清了一对相对性状的传递情况后，再研究两对、三对等。所以，第二个原因是：（2）采用了单因素到多因素的研究方法教师强调：凡一对相对性状的遗传试验中， 代显性性状与隐性性状的数量比都接近 ；凡两对相对性状的遗传试验， 代表现型之比也都接近 。这些主要归功于孟德尔把787株高茎：277株矮茎，经数学统计法处理为3高：1矮，使其试验结果更真实地反映出了生物遗传的实质。这就是孟德尔成功的又一个原因。（3）运用数学统计法对试验结果进行分析孟德尔在豌豆杂交试验中，每一步要解决什么问题，如何分析试验结果，提出假说，怎样去验证假说等，都有一个十分清楚的构想。孟德尔严谨正确的科学方法，是他获得成功的第四个原因。（4）科学地设计了试验的程序。孟德尔揭示二个遗传定律的过程表明，任何一项科学研究成果的取得，不仅需要坚韧的意志和持之以恒的探索精神，还需要有严谨求实的科学态度和正确的研究方法。那么，孟德尔所总结的二个定律有哪些区别和联系呢？（请学生自己列表比较，在综合几位同学回答的基础上，得出下表）。7两个定律的比较8基因自由组合定律的例题分析例1豌豆的高茎（ ）对矮茎（ ）是显性，红花（ ）对白花（ ）是显性。推算亲本 与 杂交后，子代的基因型和表现型以及它们各自的数量比。（在银幕上显示。）分析：为提高学生分析问题、解决问题及灵活运用的能力，提高学生解题效率，应指导学生运用分离定律和自由组合定律的知识，对有关个体的杂交，建议采用分枝法而不采用棋盘法进行分析。采用分枝法，应按先分离后组合的原则，始终盯在一对相对性状上，分析其能产生几种配子，然后按分离规律，一对一对写出杂交后代，再按自由组合规律，将不同对基因组合起来。如本题中，若单独考虑高茎和矮茎， 子代的基因型和它们的数量比应为： ；子代的表现型和它们的数量比则为3高茎：1矮茎。如果单独考虑红花和白花， 子代的基因型和它们的数量比应该为： ，子代的表现型和它们的数量比则为3红花：l白花。在此基础上列表推算：解：答：略。例2花生种皮的紫色（ ）对红色（ ）是显性，厚壳（ ）对薄壳（ ）是显性，这两对基因是自由组合的。问在下列杂交组合中，每个杂交组合能产生哪些基因型和表现型？它们的概率各是多少？（用分枝法计算）？（1） （2） 请同学按先分离后组合的原则，盯在一对相对性状上，即 和 ， 和 ，按例题1的解答格式上黑板演板。（三）总结、扩展由于孟德尔正确地选用了豌豆作为试验材料，用单因子分析法、数学统计法和测交验证法等正确的研究方法，使其获得了成功。另外，我们虽从研究的相对性状，等位基因的数量及在染色体上的位置，细胞等基础、遗传实质诸方面对分离定律和自由组合定律进行了比较。但是，分离定律是基础，非等位基因是在等位基因分离的前提下自由组合。用分枝法解答两对或两对以上杂交组合的基因型、表现型及其比例，简便明了，可大大提高解题效率。但必须要注意到，只有符合自由组合定律的，也就是说控制两对或两对以上相对性状的等位基因必须是位于两对或两对以上同源染色体上。如果位于一对同源染色体上要考虑连锁与交换定律。（四）布置作业豌豆的高茎（ ）对矮茎（ ）是显性，黄色（ ）圆粒（ ）对绿色（ ）皱粒（ ）是显性（基因是不连锁的），推算亲本 与 杂交后，子代的基因型和表现型，以及它们的概率各是多少（用分枝法推算）？（五）板书设计6孟德尔获得成功的原因（1）正确地选用了豌豆作试验材料。（2）采用了单因素到多因素的研究方法。（3）运用数学统计法对试验结果进行分析。（4）科学地设计了试验的程序。7分离定律和自由组合定律的比较8基因自由组合定律的例题分析（用分枝法）。扩展资料遗传的染色体学说遗传的染色体学说又称“基因学说”。 1909年，美国细胞学家萨顿和德国胚胎学家博韦里各自在研究了减数分裂过程中染色体行为与遗传因子之间的平行关系之后，提出遗传因子位于染色体上的假说。后来，摩尔根及其同事通过果蝇实验，证实了这个假说。1926年，摩尔根发表基因论，使遗传的染色体学说得以确立。遗传的染色体学说的核心思想是：基因是位于染色体特定位置的遗传单位。要点是：个体上的种种遗传性状都起源于染色体上成对的基因，这些基因互相联合，组成一定数目的连锁群；在生殖细胞成熟时，每对等位基因依孟德尔第一定律彼此分离，于是每个生殖细胞又含一组基因；不同连锁群内的基因依孟德尔第二定律而自由组合；两个相对连锁群的基因之间有时也发生有秩序的互换，而且互换率证明了每个连锁群内的基因是呈直线排列的，以及各个基因之间在染色体上的相对位置。基因组计划一人类基因组计划人类基因组计划：人类基因的长度为3.0109 bp，含有5.0104到1.0105个基因。人类基因组计划于1990年正式出台和实施，它的第一位负责人就是DNA分子结构的发现人之一的沃森。这项计划中的一个具体目标是要测出人类基因组全部的30亿个碱基序列。这是一项巨大的工程，有人把它比喻为新的“曼哈顿工程”和“阿波罗计划”，有人则把它比喻为编制一部反映人类全部遗传信息的大百科全书。假定每10个基因为一卷，这部大百科全书就是1万卷，平均每卷30万字，总字数30亿；按每测一个碱基1美元计算，这个计划将耗资30亿美元。为了实现完全“读出” 3.0109 bp个碱基序列，人类基因组计划还有一些阶段性的目标。第一阶段的目标是要建立标记紧密的遗传连锁图，这个连锁图的遗传标记很丰富，间距要求小于0.5cm，这项任务已于1995年完成；第二阶段是建立YAC、BAC、Cosmid片段重叠群的物理图，这项任务已于xx年完成；每三阶段才是大规模的测序。不过完成测序仅仅是破译了这30亿个信息单位，相当于编出了一部“词典”，要进一步“造句”、“作文”、“著书立说”还不知有多少艰巨的任务要完成。因而，一些科学家已经在策划下一个计划，即对基因组功能进行系列研究，并绘制出细胞的全蛋白质图式的“后基因组计划”。人类基因组研究的意义是巨大的，它将促进人们从根本上了解各种遗传病、癌症、心血管病及精神病的发病机理、诊断和防治途径，从分子水平揭示发育的遗传程序及其进化，并进一步阐明形态进化，它也将促进农作物基因组计划的实施和计算机技术的开发和升级。二植物基因组计划在人类基因组计划的影响和推动下，现在已经完成基因组测序的包括：与人类疾病相关的11种病原菌，与工业和基础研究有关的5种细菌，还有已于1996年完成的酶母菌和xx年即将完成的线虫、果蝇等。植物基因组计划在近几年有了极大的发展。在几乎所有的重要的作物物种中，都开始了基因组的研究。最令人瞩目的是日本的水稻基因组计划。水稻基因组相对较小，仅含4.0108 bp个碱基，目前已作为植物基因组研究的模式植物。日本水稻基因组计划自1991年实施以来，几年的时间便完成了xx个DNA标记的遗传图谱的构建；从xx年开始便进入了第二阶段DNA测序阶段，这个阶段预计需要10年，到xx年结束，这10年的最初5年将确定5亿个碱基，相当于全部碱基的25%，后5年，在良好的系统和先进的DNA测序技术的保证下，将完成全部碱基对的测定。我国于1992年正式宣布开始开展水稻基因组项目的研究，经过几年的努力，已于1997年1月向全世界宣布了洪国藩院士首次成功构建的水稻基因组物理图谱。所谓基因组物理图谱包含三层意思：一是把水稻12条染色体的全部片段编上序号，不能漏编，不能增加，不能颠倒；二是在任何时候，可以不经任何拆卸步骤，并能根据需要取走任何一个片段；三是沿着染色体组在每隔一定间距的片段上标上特定的符号。目前，水稻基因组计划已开始了大规模的测序阶段，一旦获得成功，我们将最终在分子水平解开水稻的全部遗传信息，为今后有序地改良水稻品种，培育高产水稻提供科学依据，也可为解决全球一半以上人口的粮食问题做出重要的贡献。基因自由组合定律在实践中的应用1杂交育种：育种工作中，人们用杂交的方法，有目的地使生物不同品种间的基因重新组合。以便使不同亲本的优良基因组合到一起，从而创造出对人类有益的新品种。例如，有一小麦品种能抗霜冻，但容易感染锈病；另一小麦品种能抵抗锈病、但不能抗霜冻。让这两个品种杂交，就可能在子二代中找出既能抗霜冻、又能抵抗锈病的类型。当然也可在子二代中出现既容易感染锈病又不抗霜冻的类型。这时，育种工作者可以通过选择的方法，选留所需要的植株，淘汰不符合要求的植株。2医学实践：在医学实践中，为遗传病的预测和诊断是供理论上的依据。在某些家系中，可根据基因自由组合定律来判断两种遗传病在后代的发病情况并推知后代的基因型和表现型及其出现的概率。关于概率的两个基本法则概率：所谓概率是指在反复试验中，预期某一事件出现次数的比例，它是生物统计学中最基本的概念。遗传学上常从概率来考虑遗传比率。遗传比率主要根据概率的两个基本法则来决定。1相乘法则：两个（或两个以上）独立事件同时出现的概率是它们各自概率的乘积。例如豌豆豆粒从子叶颜色看，一半是黄色的，一半是绿色的；又从豆粒充实程度看，一半是饱满的，一半是皱缩的。如果一个性状并不影响另一性状，那么一粒豌豆可以同时是黄色和饱满的。因豆粒是黄色的概率是 ，是饱满的概率也是 ，所以豌豆豆粒是黄色而又饱满的概率是 。因为黄绿和满皱是两个独立事件，黄或绿的发生并不影响满或皱的出现，所以黄满这两性状同时出现的概率就是它们各自概率的乘积。此外，我们也可问某一事件不出现的概率。例如豌豆豆粒又黄又满的概率是 ，那么这一事件不出现的概率是多少？也就是问，豌豆豆粒是满的，但不是黄的；或者是黄的，但不饱满；或两者都不是的概率是多少？因为所有事件的总概率是l，而其中 是黄色而饱满，这样 或 就是某个豌豆豆粒又黄又满这一事件不出现的概率。2相加法则如两个事件是非此即被的，或相互排斥的，那么出现这一事件或另一事件的概率是两个个别事件的概率之和。用上面的豌豆例子来说，一粒豌豆不可能既黄色而又绿色如果是黄色就非绿色，如果是绿色就非黄色，两者是互斥事件。所以在这种情况下，豆粒是黄色或绿色的概率是它们个别概率之和，或 。另一方面，如果豆粒只有黄色和绿色时，那么豆粒既非黄色又非绿色的概率是 概率原理在遗传学上的应用1棋盘法根据两种不同假设，计算形成的合子的概率一对基因相交，有6种交配方式。每种交配所产生地子代的基因型和表现型都有所不同。2分枝法如果亲代的每一性状的基因型已经知道，而且每对基因与另一对基因都是自由组合的，那么可用分枝法来推测预期子代的基因型和表现型比数。这种方法也可用在两对以上基因的差异，而且双亲不一定是每对基因都是杂合体。不论对数的多少，都可应用分枝法简便地写出杂交子代的基因型和表现型比数推算出来。用分枝法推算孟德尔两对基因杂种产生的基因型和表现型两个亲体杂交，包括3对不同的基因上述图合子表现型中， 代表 基因对的显性表现型（ 或 ）， 代表隐性表型（ ）。同样地， 和 代表不同的显性表现型， 和 分别代表不同的隐性表现型。典型例题例1 基因型为 （两对等位基因分别位于两对同源染色体）的个体，在一次排卵时发现该卵细胞的基因型为 ，则在形成该卵细胞时，随之产生的极体的基因型为（ ）A 、 、 B 、 、 C 、 、 D 、 、 解析：依据题意， 和 这两对等位基因分别位于两对同源染色体上，其遗传遵循基因的自由组合定律。 在减数分裂形成配子时彼此分离， 在减数分裂形成配子时也彼此分离。在等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因则自由组合。由于卵细胞的基因组成为 ，说明在减数分裂的第一次分裂后期时 与 组合， 与 组合，进而可知，第一次分裂后产生的次级卵母细胞的基因组成为 ，第一极体的基因组成为 。经过减数分裂的第二次分裂，姐妹染色单体分开，次级卵母细胞则分裂为 的卵细胞和 的极体，第一极体则分裂为两个 的极体。答案：B。例2 人类的多指是一种显性遗传病，白化病是一种隐性遗传病，已知控制这两种疾病的等位基因都在常染色体上，而且都是独立遗传的。在一个家庭中，父亲是多指，母亲正常，他们有一个患白化病但手指正常的孩子，则下一个孩子正常或同时患有此两种疾病的几率是（ ）A ， B ， C ， D ， 解析：根据题意可知，手指正常为隐性，肤色正常为显性。设多指基因为 ，则正常指基因为 ；设白化病基因为 ，则肤色正常基因为B。解题步骤如下：第一步应写出双亲的基因型。父亲为多指、肤色正常，母亲手指和肤色都正常，所以父亲和母亲的基因式分别是 和 。第二步应根据子代的表现型推断出双亲的基因型。因为他们生了一个手指正常但白化病的孩子，手指正常、白化病均为隐性，所以双亲的基因型就可推断出来，父亲为 ，母亲为 。第三步应根据双亲的基因型求出子代的基因型和表现型。遗传图解如下： 从后代基因型判断： 、 的基因型个体均为正常孩子； 的基因型个体为同时患有两种 病的孩子。所以此题的正确答案为B。解此题时也可以两对相对性状分别进行考虑，求出每对相对性状的遗传情况。 的后代中 （多指）和 （正常指）均占 ；另一对相对性状的遗传情况是： 的后代中 （正常）、 （正常）、 （白化病）。上述两对相对性状的遗传是独立的，互不干扰的，如果这两对相对性状同时发生，它们的发生几率则为各自发生几率的乘积。所以此题所问这对夫妇生正常孩子的几率为 ，生同时患此两种病孩子的几率为 。答案：B例3向日葵种子粒大（ ）对粒小（ ）是显性，含油少（ ）对含油多（ ）是显性，这两对等位基因按自由组合定律遗传。今有粒大油少和粒小油多的两纯合体杂交，试回答下列问题：（1） 表现型有哪几种？其比例如何？（2）如获得 种子544粒，按理论计算，双显性纯种有多少粒？双隐性纯种有多少粒？粒大油多的有多少粒？（3）怎样才能培养出粒大油多，又能稳定遗传的新品种？解析：（1）粒大油少（ ）纯合体粒小油多（ ）纯合体，得 。 自交 所得 的表现型可按每对基因自交分别考虑，即 其子代有两种表现型：粒大与粒小，比例为 ；同理 的子代表现型有两种：油少与油多，其比例为 ；若将上述两种性状综合考虑，即得 的子代表现型及其比例，现计算如下：粒大油少（ ）：粒大油多（ ）：粒小油少（ ）：粒小油多（ 。（2）按上述方法， 的子代 占全部子代的比例为 ； 的子代 占全部子代的比例为 ；所以 的子代 所占其全部子代的比例为 ，因此 中双显性纯种的粒数为： （粒）。同理可计算双隐性纯种（ ）的比例为 ，其粒数为34。按（1）中所得的答案，粒大油多的占 个体的比例为 ，共计 （粒）。（3）让 代中粒大油多植株自交， 自交得 子代； 自交会出现性状分离，去除粒小油多子代，再将得到的每一代粒大多个体自交，连续多代，直到不再发生性状分离，最终得到的就是能稳定遗传的粒大油多个体（ ）。答案：（1）粒大油少：粒大油多：粒小油少：粒小油多= ；（2）34 34 102；（3）略，见解析。例4 豌豆子叶的黄色（ ）对绿色（ ）是显性，圆粒（ ）对皱粒（ ）为显性。下表是4种不同的杂交组合以及各种杂交组合所产生的子代数。请在表格内填写亲代的基因型。亲 代子代的表现型及其数量基因型表现型黄色圆粒黄色皱粒绿色圆粒绿色皱粒 黄皱绿皱034036 黄圆绿皱16171415 黄圆绿圆217206 绿圆绿圆004314 黄皱绿圆15161817解析：该题是已知亲代的表现型和子代的表现型及比例推导亲代的基因型，常用的解法有三种。三种方法相比，第三种方法要在了解特殊分离比的情况下使用，第二种方法要在了解后代表现型和分离比时才能使用，第一种方法只要知道子代的表现型即可使用。通过这种一题多解的练习，可以培养思维的灵活性，便于掌握最佳解题方法，从而提高学习效率。1解法一：填空法如组杂交：黄圆绿皱，先把能确定的基因写出来，不能确定的暂时空出： ，然后根据后代表现型来确定空处的基因。子代有绿色（ ），这是父母双方各提供一个 配子结合成的，由此可知亲本的基因型为 。2解法二：分离组合法如组杂交：黄圆绿圆，从子代表现型入手，将两对性状分开考虑，子代性状黄与绿的比为 ，由分离规律可知亲本的基因型为 ；同理，性状圆与皱的比为 ，则亲本的基因型为 ，再根据亲本表现型两对性状的基因型组合，即得 。3解法三：利用特殊的分离比在自由组合实验中，常见的几种分离比是： ； ； ； ； 。由此可知，第组亲本基因型为： 。答案： 例5 在小鼠中，有一复等位基因系列，其中有下面三个基因： ：黄色，纯合体致死；A：鼠色，野生型；a：非鼠色（黑色）。这一复等位基因系列位于常染色体上，且基因 对 ， 是显性， 对 是显性， 个体在胚胎发育期死亡。（1）写出下列五个杂交组合的后代表现型及其比例： （黄） （黄） （黄） （黄） （黄） （鼠色） （黄） （黑） （黄） （鼠色）（2）假定有很多基因型为 （黄）和 （鼠色）的小鼠杂交，平均每窝生8只小鼠，在同样条件下，很多基因型为 （黄）和 （黄）的杂交，则预期平均每窝可生小鼠几只，原因是什么？（3）一只黄色雄鼠（ _）跟几只非鼠色（ ）雌鼠杂交，能不能在子一代中同时得到鼠色和非鼠色的小鼠？为什么？解析：（1）此题要应用复等位基因知识，就等位基因而言它也符合孟德尔的遗传规律。以第组为例做遗传简图如下图所示，由于 的纯合致死，所以后代的表现型及比例为黄：黑= ，根据同样的方法，可推导出其他各组杂交后代的表现型及比例。组为：黄（ 、 ）： （鼠色） ；组为黄：鼠：黑= ；组为黄：黑= ；组为黄：鼠= 。（2） （黄）和 （鼠色）杂交，后代全部成活，平均每窝可生8只小鼠。那么 （黄）和 （黄）杂交，由于其后代有l4纯合致死，所以成活率只有34，按平均每窝8只计算，此窝可成活的小鼠为 。（3） 雄鼠和 雌鼠杂交，后代有黄色（ ）和鼠色（ ）； 雄鼠与 雌鼠杂交，后代有黄色（ ）和非鼠色（即黑色 ）。对一只黄色雄鼠来说其基因型只有一种：即 或 ，所以一只黄色雄鼠（ ）跟几只非鼠色（ ）雌鼠杂交只能得到鼠色和非鼠色中的一种，不能同时得到这两种小鼠。答案：（1）黄：黑=2：1；黄：鼠色=2：1；黄：鼠色：黑=2：1：1；黄：黑=1：1；黄：鼠色=1：1（2）6只，详见解析。（3）不能，详见解析习题精选一、选择题1基因型 的个体与 的个体杂交，按自由组合定律遗传，子代的基因型有：（ ）A2种 B4种 C6种 D8种2正常鸡和爬行鸡（一种腿短的鸡）脚的长短是由一对等位基因（C和c）控制的。在爬行鸡的遗传实验中，得到下列结果：爬行鸡爬行鸡1872爬行鸡：6655正常鸡；爬行鸡正常鸡1674爬行鸡：1661正常鸡。则爬行鸡的基因型应是（ ）A B C D 320对独立遗传的等位基因通过减数分裂，可能形成雄配子类型为（ ）A 种 B 种 C 种 D 种4两个亲本杂交，基因遗传遵循自由组合定律，其子代的基因型是： 、 、 、 、 ，那么这两个亲本的基因型是（ ）A 和 B 和 C 和 D 和 5基因型为 的个体进行测交，后代中不会出现的基因型是（ ）A B C D 6 （遗传遵循自由组合规律），其后代中能稳定遗传的占（ ）A100 B50 C25 D07狗的黑毛（ ）对白毛（ ）为显性，短毛（ ）对长毛（ ）为显性，这两对基因是不连锁的。现有两只白色短毛狗交配。共生出23只白色短毛狗和9只白色长毛狗。这对亲本的基因型分别是（ ）A 和 B 和 C 和 D 和 8在两对相对性状独立遗传实验中， 代中能稳定遗传的个体和重组型个体所占的比是（ ）A 和 B 和 C 和 D 和 9用黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交，后代有黄色圆粒70粒、黄色皱粒68粒、绿色圆粒73粒、绿色波粒77粒。亲本的杂交组合是（ ）A B C D 10牵牛花的红花（ ）对白花（ ）为显性，阔叶（ ）对窄叶（ ）为显性。纯合红花窄叶和纯合白花阔叶杂交的后代再与“某植株”杂交，其后代中红花阔叶、红花窄叶、白花阔叶、白花窄叶的比依次是3：1：3：1，遗传遵循基因的自由组合定律。“某植株”的基因型是（ ）A B C D 11甲乙两只黑色短毛纯种雌鼠，甲与白色短毛纯种雄鼠交配，生一窝3只黑色短毛小鼠，乙与丙纯种鼠交配生一窝3只黑色长毛小鼠。则丙鼠的基因型可能是（ ）A B C D 12黄粒（ ）高杆（ ）玉米与某表现型玉米杂交，后代中黄粒高杆占 ，黄粒矮杆占 ，白粒高杆占 ，白粒矮秆占 ，则双亲基因型是（ ）A B C D 13 与 杂交，子代中基因型为 的所占比例数是（三对等位基因独立遗传）（ ）A B C D 14水稻有芒（ ）对无芒为显性，抗病（ ）对不抗病为显性。两对等位基因独立遗传。现有两株杂合体水稻杂交，但后代只有一种表现型。那么，这两株水稻的基因型为（ ）A B C D 15下列几组植物杂交中，其实验结果可以用分离规律加以解释的是（ ）A抗病早熟 B杂交纯种 C高杆抗病 B纯畜纯高 16将基因型为 和 的植株杂交（遗传遵循自由组合规律），后代表现型比为（ ）A B C D 二、简答题1隐性性状必须在_情况下才能表现出来，而且这种性状一旦表现就可以_遗传。2鉴别一只黑羊是纯合体还是杂合体最常用的方法是_.3基因型为 的个体，产生配子的种类有_种，它们是_，配子之间的比为_。4多指为显性遗传，丈夫为多指（ ），其妻子正常（ ），这对夫妇双亲中都有一个先天性聋哑患者（ ），预计这对夫妇生一个既多指又聋哑女孩的概率是_。5某植物的基因型为 ，若通过无性生殖产生后代，后代的基因型是_，若通过自花传粉产生后代，后代的基因型是_. 6假定某植物籽粒中淀粉的非糯质（ ）对糯质（ ）为显性，非糯质的花粉遇碘呈蓝黑色，糯质的花粉遇碘呈红棕色。圆花粉粒（ ）对长花粉粒（ ）为显性。 和 两对基因位于非同源染色体上。让纯种非糯质圆花粉类型同纯种的糯质长花粉类型杂交，取其 的花粉加碘液染色后，经显微镜观察发现有：蓝黑色圆形、蓝黑色长形、红棕色圆形、红棕色长形四种花粉。试分析：（1）蓝黑色花粉与红棕色花粉的理论比例是_. （2）四种花粉粒的理论比例是_. （3）产生上述比例的原因是_. 参考答案一、选择题1C 2A 3A 4C 5C 6D 7B 8A 9D 10A 11C12B 13B 14D 15B 16C二、简答题1基因纯合；稳定2测交34； 、 、 、 ； 4 5 ； 、 、 6（1） （2） （3）两对等位基因分别位于两对同源染色体上，在减数分裂产生配子时，等位基因彼此分离，同时，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合。