2018-2019高中生物 第3章 遗传和染色体 第2节 基因的自由组合定律 第1课时 基因的自由组合定律学案 苏教版必修2.doc

第1课时基因的自由组合定律学习目标知识概览(教师用书独具)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理解并说出基因的自由组合定律的内容和实质。(重难点)基因的自由组合定律两对相对性状的遗传实验及解释测交实验的验证基因的自由组合定律自由组合定律在理论和实践上的应用自 主 预 习探 新 知一、两对相对性状的杂交实验1实验过程与现象P黄色圆粒绿色皱粒F1黄色圆粒F2黄色圆粒绿色圆粒黄色皱粒绿色皱粒9 3 312实验结果分析(1)显隐性判断：由F1可推出黄色和圆粒为显性性状。(2)F2中的性状分离比(3)F2中出现了不同于亲本的性状组合黄色皱粒和绿色圆粒。(4)结论：豌豆粒色和粒形的遗传都遵循基因分离定律。3孟德尔对F2统计结果的解释(1)两对相对性状分别由两对遗传因子决定。粒色由Y、y因子决定，粒形由R、r因子决定。则纯种黄色圆粒的遗传因子组成为YYRR，纯种绿色皱粒的遗传因子组成为yyrr。(2)形成配子时，成对的遗传因子分离，不成对的遗传因子自由组合，彼此独立，互不干扰。亲本产生的配子类型F1基因型为YyRr，表现型为黄色圆粒。F1产生的配子类型及比例雌配子：YRYryRyr1111。雄配子：YRYryRyr1111。(3)受精时，雌雄配子随机结合。F1配子的组合方式16种。F2基因型9种。F2表现型4种：黄色圆粒黄色皱粒绿色圆粒绿色皱粒9331。(4)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。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1111。(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。二、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279993331，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.基因的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。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。基础自测1判断对错(1)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。()(2)F1(YyRr)产生的YR卵细胞和YR精子数量之比为11。()(3)基因的自由组合定律是指F1产生的4种类型的精子和卵细胞可以自由组合。()(4)孟德尔两对相对性状的杂交实验中，单独分析一对相对性状均遵循基因的分离定律，同时分析两对相对性状，则遵循基因的自由组合定律。()(5)杂交育种可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。()(6)人群中，甲遗传病的患病率是m，乙遗传病的患病率是n，若按照基因的自由组合定律遗传，则人群中患病率是mn。()提示：(1)(2)由于生物体减数分裂产生配子时，精子数量远多于卵细胞，所以F1(YyRr)产生的YR卵细胞数量少于YR精子。(3)基因的自由组合定律是指F1产生配子时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。(4)(5)(6)若甲遗传病患病率是m，乙遗传病患病率是n，按照基因的自由组合定律遗传，则人群中患病率是1(1m)(1n)nmmn。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，下列预期结果错误的是()【导学号：01632068】A自交结果中黄色非甜与红色甜比例为91B自交结果中与亲本相同的表现型占子代的比例为5/8C自交结果中黄色和红色的比例为31，非甜与甜的比例为31D测交结果中红色非甜所占子代的比例为1/4B假设控制玉米子粒颜色的相关基因为A和a，控制非甜和甜的基因为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9331，黄色非甜与红色甜比例为91，选项A正确；F2中与亲本相同的表现型占子代的比例为3/163/163/8，选项B错误；一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31，非甜与甜的比例为31，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，所占子代的比例各为1/4，选项D正确。3将基因型为AaBbCc和AABbCc的向日葵杂交，按基因的自由组合定律遗传，后代中基因型为AABBCC的个体比例应为()A1/8B1/16C1/32 D1/64C三对基因遵循自由组合定律，所以可以独立考虑每一对的遗传情况。将上述亲本组合拆分成三个杂交组合：AaAAAABbBbBBCcCcCC，算出每个组合中的比例，然后利用“乘法原理”将三对基因独立遗传的概率相乘，即1/21/41/41/32。合 作 探 究攻 重 难两对相对性状的杂交实验背景材料孟德尔的2对相对性状的杂交实验中，黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆杂交得F1，F1自交得F2，F2出现四种表现型且比值为9331。思考交流1F2中亲本类型和重组类型在F2中占的比例分别是多少？若将亲本改为纯种黄色皱粒和纯种绿色圆粒，则上述比例又分别是多少？提示：F2中亲本类型为黄色圆粒和绿色皱粒，在F2中占5/8，重组类型为黄色皱粒和绿色圆粒，在F2中占3/8。亲本改变后，亲本类型为黄色皱粒和绿色圆粒，在F2中占，重组类型为黄色圆粒和绿色皱粒，在F2中占5/8。2F2中两种粒色和两种粒形的比例均是31，说明两种性状的遗传都遵循什么定律？提示：基因分离定律。3单独分析粒色，F2是3黄色1绿色；单独分析粒形，F2是3圆粒1皱粒；同时分析粒色和粒形，F2是9黄色圆粒3黄色皱粒3绿色圆粒1绿色皱粒。猜想三个分离比间有何关系？提示：(3黄色1绿色)(3圆粒1皱粒)9黄色圆粒3黄色皱粒3绿色圆粒1绿色皱粒，即不同性状之间发生了自由组合。1F1配子的分析F1产生配子时，同源染色体上的等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合。2F2表现型的分析(1)每对相对性状的分离各自独立，遵循基因的分离定律。黄色绿色31圆粒皱粒31(2)不同相对性状之间自由组合，且与相对性状的分离互不干扰。3F2基因型的分析(1)每对等位基因的分离各自独立，遵循基因的分离定律。YYYyyy121RRRrrr121(2)非同源染色体上的非等位基因自由组合。1/4YY1/4RR1/16YYRR2/4Rr2/16YYRr1/4rr1/16YYrr2/4Yy1/4RR2/16YyRR2/4Rr4/16YyRr1/4rr2/16Yyrr1/4yy1/4RR1/16yyRR2/4Rr2/16yyRr1/4rr1/16yyrr特别提醒：(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中重组类型比例不一定为3/8，也可能是5/8，这与亲本的基因型有关。典例通关下列关于孟德尔2对相对性状遗传实验的叙述中，错误的是()AF2中圆粒和皱粒之比接近于31，符合基因的分离定律B两对相对性状分别由两对等位基因控制CF1产生4种比例相等的雌配子和雄配子DF2有4种表现型和6种基因型技巧点拨准确掌握孟德尔2对相对性状的遗传实验是解题的关键。D孟德尔对F2中不同对性状之间发生自由组合的解释是：两对相对性状分别由两对等位基因控制，控制这两对相对性状的两对基因的分离和组合是互不干扰的，其中每一对基因的遗传都遵循分离定律。这样，F1产生的雌、雄配子各4种，数量比均接近1111，配子随机结合，则F2中有9种基因型和4种表现型。(1)F1产生的4种比例相等的雌配子和雄配子是指雌配子雄配子11吗？提示：不是。F1产生的4种雌配子的比例相等，4种雄配子的比例相等，但雌配子数不等于雄配子数。(2)亲本只有两种表现型，而F2有4种表现型，是出现了2种新性状吗？提示：不是。在2对相对性状的杂交实验中，F2并未出现新性状，而是出现了新的性状组合。活学活用1孟德尔用纯种黄色圆粒豌豆与纯种绿色皱粒豌豆做杂交实验，下列哪项能体现出不同性状的自由组合()AF2中有黄色圆粒和绿色皱粒2种亲本类型BF1全部是黄色圆粒CF2中出现了黄色皱粒和绿色圆粒2种新类型DF2中黄色圆粒和绿色皱粒各占总数的、CF2中出现了亲本之外的重组性状即黄色皱粒和绿色圆粒，说明不同性状发生了重新组合。2小麦高秆对矮秆为显性，抗病对不抗病为显性，用纯种的高秆抗病和矮秆不抗病两个品种作亲本，在F2中选育矮秆抗病类型，其在F2中所占的比例约为() 【导学号：01632069】A.B.C. D.C高秆抗病和矮秆不抗病杂交得F1，F1自交得F2，F2有四种表现型且比值为9331，其中矮秆抗病类型占3/16。1孟德尔用豌豆做两对相对性状的遗传实验不必考虑的是()A亲本的双方都必须是纯合子B两对相对性状各自要有显隐性关系C对母本去雄，授以父本花粉D显性亲本作父本，隐性亲本作母本D孟德尔豌豆杂交实验中正交和反交结果一致。2番茄果实的红色对黄色为显性，两室对一室为显性，两对性状遗传时可自由组合。育种者用纯合的具有这两对相对性状的亲本杂交，子二代中重组类型的个体数占子二代总数的() 【导学号：01632070】A.或 B.或C.或 D.C重组类型是指性状表现不同于双亲的类型，设控制两对性状的基因分别为A、a和B、b，若亲本的杂交组合是AABBaabb，则子二代的重组类型是单显性，概率为；若亲本的杂交组合是AAbbaaBB，则子二代的重组类型是双显性和双隐性，概率为。题后反思：黄色和圆粒为显性性状，绿色和皱粒为隐性性状；F2中亲本类型为黄色圆粒和绿色皱粒，重组类型为黄色皱粒和绿色圆粒；每一对性状的遗传都是独立的、互不干扰的，符合分离定律；不同对的相对性状之间是可以自由组合的。F2中有9种基因型，纯合子有4种，各占1/16，一对杂合一对纯合的有4种，各占2/16，两对基因均杂合的有一种，占4/16；F2的黄色圆粒豌豆中有4种基因型：YYRR、YyRr、YYRr、YyRR；F2的绿色圆粒豌豆中，纯合子占1/3。亲本换成黄色皱粒和绿色圆粒时，F1和F2的性状和比例不会改变，此时，F2中的重组类型为黄色圆粒和绿色皱粒。基因的自由组合定律及其应用背景材料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。思考交流1在获得所需奶牛时，首先需要两亲本杂交，杂交的目的是什么？提示：通过杂交，可以将控制产奶多和生长快的基因集中到F1中，但F1是杂合子。2让F1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。3F2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。4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基因遗传定律的实质进行有性生殖的生物，通过减数分裂产生配子时，位于一对同源染色体上的等位基因分离，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合，图解如下：(1)作用时间：减数第一次分裂后期。(2)适用条件：真核生物有性生殖时细胞核基因的遗传。(3)非等位基因有两种，一种是位于非同源染色体上的非等位基因，符合自由组合定律；另一种是位于同源染色体上的非等位基因，不符合自由组合定律。2基因分离定律和自由组合定律的关系及相关比例3基因的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”)。原理：分离定律是自由组合定律的基础。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AaBbAabb可分解为如下两个分离定律：AaAa、Bbbb，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：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 BbCc 2 2 28种；又如AaBbCc产生ABC配子的概率为：1/2(A)1/2(B)1/2(C)1/8。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？.分析每对基因的遗传情况是：AaAa后代有3种基因型(1AA2Aa1aa)，2种表现型；BbBB后代有2种基因型(1BB1Bb)，1种表现型；CcCc后代有3种基因型(1CC2Cc1cc)，2种表现型。.总的结果是：后代有32318种基因型，有2124种表现型。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的个体杂交，分为以下两种情况：.求子代基因型为AabbCc个体的概率。.求子代表现型为A_bbC_个体的概率。分析：先拆分为AaAa、Bbbb、CCCc，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1/21/21/21/8。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3/41/213/8。特别提醒：多对等位基因遵循基因的自由组合定律时才能够直接应用分解组合法，否则不能直接将分解后的结果利用“乘法原理”进行组合。典例通关某单子叶植物的非糯性(A)对糯性(a)为显性，抗病(T)对染病(t)为显性，花粉粒长形(D)对圆形(d)为显性，三对等位基因分别位于三对同源染色体上，非糯性花粉遇碘液变蓝，糯性花粉遇碘液变棕色。现有四种纯合子基因型分别为：AATTdd、AAttDD、AAttdd、aattdd。则下列说法正确的是()A若采用花粉鉴定法验证基因的分离定律，应该用和杂交所得F1的花粉B若采用花粉鉴定法验证基因的自由组合定律，可以观察和杂交所得F1的花粉C若培育糯性抗病优良品种，应选用和亲本杂交D将和杂交后所得的F1的花粉涂在载玻片上，加碘液染色后，均为蓝色技巧点拨(1)题干信息获取三对等位基因分别位于三对同源染色体上遵循基因的自由组合定律。(2)利用一对等位基因验证基因分离定律，利用其中的两对等位基因验证自由组合定律。C采用花粉鉴定法验证基因的分离定律，必须是可以在显微镜下表现出来的性状，即非糯性(A)和糯性(a)，花粉粒长形(D)和圆形(d)。和杂交所得F1的花粉只有抗病(T)和染病(t)不同，显微镜下观察不到，A错误；若采用花粉鉴定法验证基因的自由组合定律，则应该选择组合，观察F1的花粉，B错误；将和杂交后所得的F1(Aa)的花粉涂在载玻片上，加碘液染色后，一半花粉为蓝色，一半花粉为棕色，D错误。(1)与杂交可以用来验证分离定律吗？提示：可以。与中TT与tt杂交获得的F1是Tt，F1自交或测交均可验证基因分离定律。(2)利用杂交可以用来验证基因的自由组合定律吗？提示：可以。与的TT、tt和DD、dd是位于两对同源染色体上的两对等位基因，其杂交产生基因型为TtDd的F1个体，F1自交或测交均可验证基因的自由组合定律。活学活用1在豚鼠中，黑色(C)对白色(c)是显性，毛皮粗糙(R)对毛皮光滑(r)是显性。下列能验证基因的自由组合定律的最佳杂交组合是() 【导学号：01632071】A黑光白光18黑光16白光B黑光白粗25黑粗C黑粗白粗15黑粗7黑光16白粗3白光D黑粗白光10黑粗9黑光8白粗11白光D验证自由组合定律，就是验证杂种F1产生配子时，决定同一性状的成对遗传因子是否彼此分离，决定不同性状的遗传因子是否自由组合，产生四种不同遗传因子组成的配子，最佳方法为测交。D项符合测交的概念和结果：黑粗(相当于F1的双显)白光(双隐性纯合子)10黑粗9黑光8白粗11白光(四种表现型比例接近1111)。2现有四个果蝇品系(都是纯种)，其中品系的性状均为显性，品系均只有一种性状是隐性，其他性状均为显性。这四个品系的隐性性状及控制该隐性性状的基因所在的染色体如表所示。品系隐性性状均为显性残翅黑身紫红眼相应染色体、若需验证自由组合定律，可选择下列哪种交配类型()A BC DB个体所有基因都是显性纯合的，个体只有控制残翅的基因是隐性的，所以两个体杂交只产生一对杂合基因，只能验证基因的分离定律，不能验证基因的自由组合定律，A错误；要验证自由组合定律，必须有两对或多对等位基因在非同源染色体上，不能在同源染色体上。和分别含有残翅和紫红眼的隐性基因，且控制这两种性状的两对基因分别在、号染色体上，杂交后两对基因都是杂合的，减数分裂过程中这两对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，B正确；和分别含有残翅和黑身的隐性基因，但是控制这两种性状的基因都在号染色体上，不能验证基因的自由组合定律，C错误；个体所有基因都是显性纯合的，个体只有控制紫红眼的基因是隐性的，所以两个体杂交只产生一对杂合基因，只能验证基因的分离定律，不能验证基因的自由组合定律，D错误。当 堂 达 标固 双 基1关于孟德尔的自由组合定律及相关杂交实验，下列说法中错误的是()A分离定律是自由组合定律的基础B受精作用时，控制不同性状的遗传因子自由组合CF1产生配子时，遗传因子Y和y分离、R与r分离DF1产生雌雄各4种配子，有16种结合方式，且结合的机会均等B在形成配子过程中，控制同一性状的遗传因子彼此分离，如Y与y分离，R与r分离；控制不同性状的遗传因子自由组合，如Y和R组合，y和r组合。即分离定律和自由组合定律发生在配子形成过程中，而不是发生在受精作用过程中。F1为YyRr，产生4种配子有YR、Yr、yR、yr。组合方式有4416种。分离定律是自由组合定律的基础。2孟德尔的两对相对性状的遗传实验中，具有1111比例的是() 【导学号：01632072】F1产生配子类型的比例F2表现型的比例F1测交后代类型的比例F1表现型的比例F2基因型的比例ABC DB具有两对相对性状的遗传实验中，设F1个体的基因型是AaBb，所以其产生的配子有四种且比例是1111。F2是F1自交产生的，F2中基因型有9种，不符合1111；表现型有4种，但比例关系是9331。F1的测交后代的基因型和表现型均符合1111。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()AaaBB(白花阔叶) BAaBb(红花阔叶)Caabb(白花窄叶) DAabb(红花窄叶)B由题可知，红白为31，双亲为AaAa；阔窄为11，双亲为Bbbb，故其植株为AaBb，表现红花阔叶。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.B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。5据图判断，下列选项中不遵循基因的自由组合定律的是() 【导学号：01632073】A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。6孟德尔将纯种黄色圆粒豌豆与纯种绿色皱粒豌豆杂交，并让F1黄色圆粒豌豆自交得到F2。为了查明F2的基因型及比例，他让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()A1/9 B1/16C4/16 D9/16A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。7一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3/41/23/8；(2)只患白化病的可能性是1/41/21/8；(3)生一个既白化又并指的男孩的概率是1/41/21/2(生男孩的概率是1/2)1/16；(4)后代只患一种病的概率是3/41/21/41/24/81/2；(5)后代患病的可能性是13/41/25/8。答案(1)3/8(2)1/8(3)1/16(4)1/2(5)5/8核心语句归纳1F1(YyRr)产生的配子类型及比例：YRYryRyr1111。2受精时，雌雄配子随机结合。(1)F1配子的组合方式16种。(2)F2基因型9种。(3)F2表现型4种：黄圆黄皱绿圆绿皱9331。(4)F2中重组类型为黄皱和绿圆，亲本类型为黄圆和绿皱。3基因的自由组合定律的实质：在减数分裂形成配子时，一个细胞中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自由组合。4杂交育种是指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。5解决自由组合定律问题常用“分解组合法”，即利用分离定律解决自由组合定律问题，这是解决自由组合定律问题常用的技巧。6符合基因的自由组合定律时，双杂合子自交后代表现型不一定出现9331的分离比，但这些比例中数字之和仍然为16。