苏教版必修二 321 基因的自由组合定律 学案.docx

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苏教版必修二321基因的自由组合定律学案

第二节　基因的自由组合定律

第一课时　基因的自由组合定律

【目标导航】　1.结合一对相对性状的杂交实验，分析两对相对性状的杂交实验过程。

2.结合教材图解，概述孟德尔对假说的验证和自由组合定律的实质。

基因的自由组合定律

1．两对相对性状的杂交实验

实验过程与现象如图所示：

2．对自由组合现象的解释

（1）分别控制黄、绿和圆、皱这两对相对性状的基因彼此独立，互不干扰。

（2）亲本的基因型分别为YYRR和yyrr，分别产生YR、yr配子。

（3）F1（YyRr）产生配子时，按照分离定律，Y与y、R与r分离，同时这两对基因自由组合。

这样F1产生的雌配子和雄配子各有四种，其比例为：

YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1。

（4）四种雌雄配子结合机会均等，结合方式有16种，在这些组合中，共有9种基因型，决定4种表现型，比例为9∶3∶3∶1。

3．对自由组合现象解释的验证——测交

4．基因的自由组合定律的实质

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可以进行自由组合。

5．孟德尔关于豌豆三对相对性状的杂交实验

（1）亲本类型：

具有三对相对性状的亲本。

（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。

6．自由组合定律的应用

（1）理论上的应用

解释生物的多样性：

生物的变异大多数可以用不同基因的不同组合来解释，如含2对杂合基因的个体，其自交后代表现型可能有4（即22）种；含3对杂合基因的个体，其自交后代表现型可能有8（即23）种；依此类推，含n对杂合基因的个体，其自交后代表现型可能有2n种。

（2）实践上的应用

①育种实践上的应用

杂交育种：

在遗传学上，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。

在育种实践中，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，以使不同亲本的优良基因组合到一起，经选择获得新品种。

②医学实践上的应用

在医学实践中，可依据自由组合定律来分析家族系谱中两种遗传病同时发病的情况，并且推断出后代的基因型和表现型以及它们出现的概率，为遗传病的预测和诊断提供理论依据。

1．判断正误

（1）在孟德尔两对相对性状的杂交实验中，F2中出现的重组性状指的是黄色皱粒和绿色圆粒。

（　　）

（2）纯合黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆杂交，F2中的性状分离比是9∶3∶3∶1。

（　　）

（3）在孟德尔两对相对性状的杂交实验中，F1形成的雌配子或雄配子都是四种，且两种配子的数量一样多。

（　　）

（4）控制不同性状的基因相互影响，从而形成新的重组性状。

（　　）

答案　

（1）√　

（2）√　（3）×　（4）×

2．填充：

写出F2四种表现型对应的基因型及其比值

（1）黄色圆粒：

1YYRR∶2YYRr∶2YyRR∶4YyRr。

（2）黄色皱粒：

1YYrr∶2Yyrr。

（3）绿色圆粒：

1yyRR∶2yyRr。

（4）绿色皱粒：

1yyrr。

一、孟德尔两对相对性状的杂交实验

1．F1的表现型分析

（1）就粒色而言：

F1全是黄色⇒黄色对绿色是显性。

（2）就粒形而言：

F1全是圆粒⇒圆粒对皱粒是显性。

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

，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．在孟德尔两对相对性状的杂交实验中若将豆粒形状与子叶颜色分别进行统计，是否还符合基因分离定律？

答案　若将豌豆的形状与颜色分别进行统计仍符合基因分离定律。

即：

P黄色×绿色―→F1黄色

F2　3黄∶1绿

P圆粒×皱粒―→F1圆粒

F2　3圆∶1皱

2．在孟德尔的两对相对性状的杂交实验中，如果亲本为纯合的黄色皱粒和绿色圆粒，则F2中的重组类型的比例是多少？

答案　如果亲本是黄色皱粒和绿色圆粒，F2的性状分离比也是“黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒＝9∶3∶3∶1”，但其中重组类型是黄色圆粒和绿色皱粒，它们在F2中所占的比例是

＋

＝

。

1．下表是豌豆五种杂交组合的实验数据统计：

组别

表现型

高茎红花

高茎白花

矮茎红花

矮茎白花

一

高茎红花×矮茎红花

627

203

617

212

二

高茎红花×高茎白花

724

750

243

262

三

高茎红花×矮茎红花

953

317

0

0

四

高茎红花×高茎红花

925

328

315

108

五

高茎白花×矮茎红花

517

523

499

507

据上表判断下列叙述不正确的是（　　）

A．通过第一、三、四组可以得出红花对白花为显性性状，通过第二、三、四组可以得出高茎对矮茎为显性性状

B．以A和a分别表示株高的显、隐性基因，D和d分别表示花色的显、隐性基因，则第一组两个亲本植株的基因型是AaDd、aaDd

C．每一组杂交后代的纯合子所占的比例为

D．第五组杂交后代中隐性纯合子的比例为

【问题导析】

（1）显隐性的判断：

如果红花×红花→红花＋白花，则红花为显性；同理，如果高茎×高茎→高茎＋矮茎，则高茎为显性。

（2）第一组子代中高茎∶矮茎＝1∶1，根据一对相对性状的遗传规律（分离定律）可知，亲本的基因型分别是Aa和aa；同理，第一组中子代中红花∶白花＝3∶1，亲本的基因型分别是Dd和Dd。

故亲本基因型是AaDd和aaDd。

（3）第五组中高茎∶矮茎＝1∶1，可知亲本中高茎和矮茎个体的基因型分别是Aa和aa；红花∶白花＝1∶1，可知亲本中的红花和白花个体的基因型分别是Dd和dd。

答案　C

解析　第一、三、四组中亲本都是红花，但子代中既有红花也有白花，所以红花为显性个体，同理，第二、四组中的亲本都是高茎，但子代中既有高茎也有矮茎，所以高茎为显性；第三组中亲本是高茎和矮茎，而子代全是高茎，也可推知高茎为显性，A正确。

分析每一对相对性状的遗传可知，第一组中亲本控制株高的基因型是Aa和aa，控制花色的基因型是Dd和Dd，且亲本的性状表现为高茎红花×矮茎红花，所以其基因型为AaDd、aaDd，B正确。

由于第一组亲本的基因型是AaDd、aaDd，所以纯合子有aaDD和aadd两种，所占的比例都是

×

＝

，故纯合子的比例为

，C错误。

第五组中的亲本基因型是Aadd和aaDd，所以获得的隐性纯合子（aadd）的比例＝

×

＝

，D正确。

【一题多变】

1．请写出第二、三组中亲本的基因型。

答案　第二组亲本的基因型是AaDd和Aadd；第三组亲本的基因型是AADd和aaDd。

2．用第一组中的高茎红花亲本和第三组中的高茎红花亲本杂交，则后代中的表现型有几种？

它们的比例如何？

答案　第一、三组中高茎红花亲本的基因型分别是AaDd和AADd，它们杂交所得的子代中有高茎红花和高茎白花两种类型，它们的比例是3∶1。

二、对自由组合现象解释的验证和自由组合定律的实质

1．自由组合定律的验证

（1）测交的目的

①实验目的：

测定F1的基因型及产生配子的种类和比例。

②实验方法：

测交——F1（YyRr）与隐性纯合子（yyrr）交配。

（2）遗传图解

（3）实验结果与预期相符，证明了：

①F1是杂合子，基因型为YyRr。

②F1产生了YR、Yr、yR、yr四种类型、比例相等的配子。

③F1在形成配子时，每对基因彼此分离，不同对的基因自由组合。

2．自由组合定律的实质

（1）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。

（2）在形成配子时，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可以进行自由组合。

3．遗传两大基本定律的区别和联系

分离定律

自由组合定律

研究性状

一对

两对或两对以上

控制性状的等位基因

一对

两对或两对以上

等位基因与染色体关系

细胞学基础

后期Ⅰ同源染色体分离

后期Ⅰ非同源染色体自由组合

续表

遗传实质

等位基因分离

非同源染色体上的非等位基因自由组合

F1

基因对数

1对

2对或n对

配子类型及其比例

2种　1∶1

22种或2n种数量相等

配子组合数

4种

42种或4n种

F2

基因型种类

3种

32种或3n种

表现型种类

2种

22种或2n种

表现型比

3∶1

（3∶1）2或（3∶1）n

F1测交子代

基因型种类

2种

22种或2n种

表现型种类

2种

22种或2n种

表现型比

1∶1

（1∶1）n

联系

在减数分裂形成配子时，两个定律所述的过程同时发生，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自由组合。

其中，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

分析分离定律与自由组合定律的实质：

如图表示果蝇的一个细胞，其中数字表示染色体，字母表示基因。

（1）请写出图中的等位基因：

______________________。

答案　A与a、B与b、D与d

（2）请写出该个体的基因型，并预测这种个体产生配子的种类数（不考虑交叉互换）。

答案　基因型是AaBbDdXeY；A和B，a和b位于同一条染色体上，所以根据分离定律可知该个体产生的配子种类数＝2×2×2＝8。

（3）等位基因的分离发生在减数第一次分裂后期还是减数第二次分裂后期？

答案　减数第一次分裂后期。

等位基因随着同源染色体的分开而分离。

减数第二次分裂后期是姐妹染色单体上的相同基因（如A和A）的分离。

（4）上图中A和a、B和b两对等位基因是否遵循自由组合定律？

为什么？

答案　不遵循；因为遵循自由组合定律的基因应该是位于非同源染色体上的非等位基因，而A和a、B和b位于同一对同源染色体上。

（5）细胞质基因是否遵循孟德尔遗传规律？

为什么？

答案　不遵循。

原因是等位基因的分离或自由组合是随着染色体的变化而发生的，而细胞质中的基因不存在于染色体上。

2．孟德尔用纯种黄圆豌豆与纯种绿皱豌豆做杂交实验，下列哪项能体现出不同性状的自由组合（　　）

A．F2中有黄圆、黄皱、绿圆、绿皱4种表现型

B．F1全部是黄色圆粒

C．F2中出现了黄皱和绿圆2种类型

D．F2中黄圆和绿皱各占总数的

【问题导析】

（1）亲本的表现型是黄圆和绿皱，在黄色、绿色和圆粒、皱粒两对相对性状中，只有四种自由组合类型，即黄圆、绿皱、黄皱和绿圆。

（2）F2的四种表现型中，不同于亲本的类型是黄皱和绿圆。

（3）根据“黄圆∶黄皱∶绿圆∶绿皱＝9∶3∶3∶1”可知，与亲本有相同表现型的类型（黄圆、绿皱）所占的比例＝

＋

＝

＝

。

重组类型所占的比例＝

＋

＝

＝

，或1－

＝

。

答案　A

【一题多变】

1．本题中的亲本为黄圆和绿皱，如果亲本换为黄皱和绿圆，则F1和F2的表现型及性状分离比分别是怎样的？

答案　F1仍然是黄圆，F2的性状分离比为黄圆∶黄皱∶绿圆∶绿皱＝9∶3∶3∶1。

2．在用纯种黄圆豌豆与纯种绿皱豌豆做的杂交实验中，黄圆作为父本和作为母本（即正交和反交）的结果是否相同？

为什么？

答案　相同，因为在每一对相对性状的杂交实验中，以显性个体或隐性个体作为母本，其结果都是显性∶隐性＝3∶1，所以两对相对性状的杂交实验中，正交或反交的结果也是相同的。

1．基因型为AaBb（这两对基因独立遗传）的水稻自交，自交后代中两对基因都是纯合子的个数占总数的（　　）

A.

B.

C.

D.

答案　B

2．用具有两对相对性状的两纯种豌豆作亲本杂交获得F1，F1自交得F2，F2中黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒的比例为9∶3∶3∶1，与F2出现这样的比例无直接关系的是（　　）

A．亲本必须是纯种黄色圆粒豌豆与纯种绿色皱粒豌豆

B．F1产生的雄、雌配子各有4种，比例为1∶1∶1∶1

C．F1自交时4种类型的雄、雌配子的结合是随机的

D．F1的16种配子结合方式都能发育成新个体

答案　A

解析　亲本可以是纯种黄色圆粒豌豆与纯种绿色皱粒豌豆，也可以是纯种黄色皱粒豌豆与纯种绿色圆粒豌豆。

3．孟德尔认为基因型为YYRr的个体，产生的配子种类及比例是（　　）

A．YR∶Yr＝1∶1B．YR∶yr＝1∶1

C．R∶r＝1∶1D．Y∶R∶r＝2∶1∶1

答案　A

解析　YYRr的个体产生配子时，YY分离，Rr分离，Y与R（r）自由组合，所以产生的配子种类及比例为YR∶Yr＝1∶1。

4．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

答案　A

解析　基因自由组合定律的实质是非等位基因自由组合。

5．番茄的高茎对矮茎为显性，红果对黄果为显性。

现有高茎黄果的纯合子（TTrr）和矮茎红果的纯合子（ttRR）杂交，按自由组合定律遗传，问：

（1）F2中出现的重组类型个体占总数的________。

（2）F2中高茎红果番茄占总数的________，矮茎红果番茄占总数的________，高茎黄果中纯合子占________。

（3）若F2共收获800个番茄，其中黄果番茄约有________个。

答案　

（1）

（2）

　（3）200