高中生物第三章遗传和染色体第7课时基因的自由组合定律学案苏教版.docx
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高中生物第三章遗传和染色体第7课时基因的自由组合定律学案苏教版
第7课时 基因的自由组合定律
学习目标
阐明基因的自由组合定律。
|基础知识|
一、两对相对性状的杂交实验
实验过程
实验分析
P 黄色圆粒×绿色皱粒
↓
F1黄色圆粒
↓⊗
F2黄圆 黄皱绿圆 绿皱
比例 9∶_3∶_3_∶1
1.显隐性
(1)粒色:
黄色是显性
(2)粒形:
圆粒是显性
2.F2性状
(1)粒色:
黄色∶绿色=3∶1
(2)粒形:
圆粒∶皱粒=3∶1
(3)出现了不同于亲本的性状组合——黄色皱粒和绿色圆粒
二、对自由组合现象的解释
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
(1)亲本产生的配子类型
F1基因型为YyRr,表现型为黄色圆粒
(2)F1产生的配子类型及比例
雌配子:
YR∶Yr∶yR∶yr=1∶1∶1∶1
雄配子:
YR∶Yr∶yR∶yr=1∶1∶1∶1
3.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=9∶3∶3∶1。
三、对自由组合现象解释的验证——测交
四、基因的自由组合定律
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则自由组合。
|自查自纠|
(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1∶1( )
(3)形成配子时,同源染色体上的等位基因分离、非等位基因自由组合( )
(4)基因自由组合定律是指F1产生的4种类型的精子和卵细胞可以自由组合( )
答案
(1)√
(2)× (3)× (4)×
|图解图说|
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
若不发生交叉互换,下图基因型生物产生的配子类型及比例是什么?
提示:
ABD∶ABd∶abD∶abd=1∶1∶1∶1。
探究点一 2对相对性状杂交实验的分析
分析孟德尔的2对相对性状杂交实验,回答:
1.F2中两种粒色和两种粒形的比例均是3∶1,说明两种性状的遗传都遵循什么定律?
提示 基因的分离定律。
2.F2中亲本类型及比例是________,在F2中占______;重组类型及比例是____________,在F2中占______。
提示 黄色圆粒∶绿色皱粒=9∶1 10/16 黄色皱粒∶绿色圆粒=3∶3 6/16
3.若将亲本改为:
纯种黄色皱粒×纯种绿色圆粒,则F1的基因型是______,F2中亲本类型占______,重组类型占________。
提示 YyRr 6/16 10/16
4.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黄圆∶3黄皱∶3绿圆∶1绿皱。
猜想三个分离比间有何关系?
提示 (3黄∶1绿)(3圆∶1皱)=9黄圆∶3黄皱∶3绿圆∶1绿皱,即不同性状之间发生了自由组合。
2对相对性状杂交实验的分析
1.F1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。
2.F2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。
①黄色∶绿色=3∶1
②圆粒∶皱粒=3∶1
(2)不同性状之间自由组合,且与相对性状的分离互不干扰。
(3)F2表现型的统计
双显性类型:
9/16Y_R_。
单显性类型:
3/16Y_rr、3/16yyR_。
双隐性类型:
1/16yyrr。
亲本类型:
9/16Y_R_、1/16yyrr。
重组类型:
3/16Y_rr、3/16yyR_。
3.F2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。
①YY∶Yy∶yy=1∶2∶1
②RR∶Rr∶rr=1∶2∶1
(2)非同源染色体上的非等位基因自由组合。
(3)F2基因型的统计
纯合子:
1/16YYRR、1/16YYrr、1/16yyRR、1/16yyrr。
单杂合子:
2/16YYRr、2/16YyRR、2/16Yyrr、2/16yyRr。
双杂合子:
4/16YyRr。
【典例1】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( )
A.F2中圆粒和皱粒之比接近于3∶1,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
C.F1产生4种比例相等的雌配子和雄配子
D.F2有4种表现型和6种基因型
尝试解答________
解析 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,其中每一对基因的传递都遵循分离定律。
这样,F1产生雌、雄配子各4种,数量比接近1∶1∶1∶1,配子随机结合,则F2中有9种基因型和4种表现型。
答案 D
在两对相对性状杂交实验的F2中并未出现新性状,而是出现了新的性状组合。
【跟踪训练】
1.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中有黄圆和绿皱2种亲本类型
B.F1全部是黄色圆粒
C.F2中出现了黄皱和绿圆2种新类型
D.F2中黄圆和绿皱各占总数的
解析 子二代中出现亲本之外的重组性状即黄皱和绿圆,说明不同性状发生了重新组合。
答案 C
探究点二 基因的自由组合定律实质
下图表示一个基因型AaBb的性原细胞产生配子的过程,就基因的自由组合定律分析回答:
(1)研究对象:
________________。
(2)发生时间:
______________。
(3)实质:
在减数分裂形成配子时,同源染色体上的等位基因分离的同时,__________自由组合。
提示
(1)非同源染色体上的非等位基因
(2)减数第一次分裂的后期 (3)非同源染色体上的非等位基因
基因的自由组合中的“基因”是指非同源染色体上非等位基因,而不是同源染色体上的非等位基因,更不是同源染色体上的等位基因。
【典例2】自由组合定律中的“自由组合”发生在( )
A.不同类型的卵细胞与不同类型精子的结合过程中
B.前期Ⅰ同源染色体的非姐妹染色单体片段交换的过程中
C.后期Ⅰ非同源染色体组合着拉向细胞两极的过程中
D.后期Ⅱ着丝点分裂,染色体拉向细胞两极的过程中
尝试解答________
解析 自由组合定律中的“自由组合”是指非同源染色体上的非等位基因的自由组合,发生在后期Ⅰ非同源染色体组合着拉向细胞两极的过程中。
答案 C
【跟踪训练】
2.基因的自由组合定律发生于下图中哪个过程( )
A.① B.②
C.③ D.①②
解析 基因的分离定律和自由组合定律都是在个体通过减数分裂产生配子时起作用。
答案 A
探究点三 孟德尔遗传定律的实验验证
现有①~④四个纯种果蝇品系,其表现型及相应基因所在的染色体如下表。
其中品系②~④均只有一种性状是隐性,其他性状均为显性,且都由野生型(长翅、灰身、正常身)突变而来。
品系
①
②
③
④
性状
野生型
残翅(v)
黑身(b)
毛身(h)
相应染色体
Ⅱ、Ⅲ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
(1)利用以上果蝇品系,验证体色性状遗传遵循基因的分离定律,写出实验思路并预期实验结果。
提示 思路:
让③与①(或③与②、③与④)杂交,得F1;F1中雌雄个体互相交配,得F2;观察统计F2的表现型及比例。
预期结果:
F2中灰身∶黑身约为3∶1。
(2)欲验证基因的自由组合定律,选择①和②做亲本是否可行?
为什么?
选择②和③做亲本呢?
提示 均不可行。
①和②只存在一对相对性状的差异,②和③控制两对相对性状的基因位于一对同源染色体上。
【典例3】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:
①AATTdd、②AAttDD、③AAttdd、④aattdd。
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①和③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①和②杂交所得F1的花粉
C.若培育糯性抗病优良品种,应选用①和④亲本杂交
D.将②和④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
尝试解答________
解析 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)。
①和③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②④组合,观察F1的花粉,B错误;将②和④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。
答案 C
验证基因的分离定律、自由组合定律的方法
验证方法
结论
自交法
F1自交后代的性状分离比为3∶1,则符合基因的分离定律,由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制
F1自交后代的性状分离比为9∶3∶3∶1,则符合基因的自由组合定律,由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制
测交法
F1测交后代的性状比例为1∶1,则符合基因的分离定律,由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制
F1测交后代的性状比例为1∶1∶1∶1,则符合基因的自由组合定律,由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制
花粉鉴定法
若F1产生两种花粉,比例为1∶1,则符合分离定律
若F1产生四种花粉,比例为1∶1∶1∶1,则符合自由组合定律
【跟踪训练】
3.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( )
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
解析 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(四种表现类型比例接近1∶1∶1∶1)。
答案 D
知识脉络
要点晨背
1.F1(YyRr)产生的配子类型及比例:
YR∶Yr∶yR∶yr=1∶1∶1∶1。
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=9∶3∶3∶1。
(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。
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
C.F1产生配子时,遗传因子Y和y分离、R与r分离
D.F1产生雌雄各4种配子,有16种结合方式,且结合的机会均等
解析 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4×4=16种。
分离定律是自由组合定律的基础。
答案 B
2.孟德尔为了验证他所发现的遗传规律,巧妙地设计了测交实验。
下列选项中,属于测交实验的是( )
A.AaBb×AaBb B.AaBb×aabb
C.Aabb×AaBbD.AABB×aaBb
解析 测交是指被测个体与隐性个体杂交,只有B选项中aabb是隐性纯合子,所以属于测交实验的只有AaBb×aabb。
答案 B
3.下表是具有两对相对性状的亲本杂交得到的子二代的基因型,其中部分基因型并未列出,而仅用阿拉伯数字表示。
下列选项错误的是( )
雄配子
雌配子
YR
Yr
yR
yr
YR
1
3
YyRR
YyRr
Yr
YYRr
YYrr
4
Yyrr
yR
2
YyRr
yyRR
yyRr
yr
YyRr
Yyrr
yyRr
yyrr
A.1、2、3、4的表现型都一样
B.在此表格中,YYRR只出现一次
C.在此表格中,YyRr共出现四次
D.基因型出现概率的大小顺序为4>3>2>1
解析 F1产生的雌、雄配子各四种,随机组合的F2基因型共有16种:
“双杂”占
;“单杂”四种,各占
;“纯合子”四种,各占
。
答案 D
4.A、a和B、b表示两对基因,图中A、a和B、b能按自由组合定律遗传的是( )
解析 按自由组合定律遗传的基因位于非同源染色体上,D项中的A、a和B、b位于非同源染色体上。
答案 D
5.纯合黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交,子一代自交得到F2,在F2中:
(1)亲本类型所占的比例是________。
(2)重组类型所占的比例是________,其中纯合子占________,杂合子占________。
(3)纯合子占的比例是________,能直接通过性状认定是纯合子的比例是________。
解析 纯合黄色圆粒与绿色皱粒豌豆杂交,所得F1全是黄色圆粒豌豆,再自交得到F2,F2中出现四种表现型:
黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒和绿色皱粒。
(1)黄色圆粒和绿色皱粒为亲本类型,分别占F2的
和
,所以共占
+
=
。
(2)黄色皱粒和绿色圆粒为重组类型,均占
,其中纯合的黄色皱粒和绿色圆粒均占F2的
,可见,重组类型中的纯合子有
,杂合子有1-
=
。
(3)F2中的四种表现型均有纯合子出现,且每种表现型的纯合子均占F2的
,F2中纯合子共有
×4=
,其中绿色皱粒个体一定为隐性纯合子,占F2的
。
答案
(1)
(2)
(3)
课后跟踪分层训练
(时间:
35分钟)
1.按照孟德尔的理论,基因型为YYRr的个体产生的配子种类及比例是( )
A.YR∶Yr=1∶1 B.YR∶yr=1∶1
C.R∶r=1∶1D.Y∶R∶r=2∶1∶1
解析 YYRr的个体产生配子时,Y、Y分离,R、r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。
答案 A
2.下列有关孟德尔对自由组合现象的解释错误的是( )
A.F1产生配子时,成对的遗传因子自由组合
B.F1能产生YR、Yr、yR、yr四种配子
C.成对的遗传因子的分离与不成对的遗传因子的自由组合是彼此独立的
D.受精时,雌雄配子随机结合
解析 F1产生配子时,成对的遗传因子分离,发生自由组合的是不成对的遗传因子。
答案 A
3.孟德尔两对相对性状的豌豆杂交实验中,用纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆作亲本进行杂交,F2出现四种性状类型,数量比为9∶3∶3∶1。
产生上述结果的必要条件不包括( )
A.F1雌、雄配子各有四种,数量比均为1∶1∶1∶1
B.F1雌、雄配子的结合是随机的
C.F1雌、雄配子的数量比为1∶1
D.F2的个体数量足够多
解析 孟德尔两对相对性状的实验中,基因的遗传遵循自由组合定律。
雄配子的数量远远超过雌配子的数量,不是自由组合定律应用的必要条件。
F1雌、雄配子各有四种且数量比为1∶1∶1∶1是自由组合定律应用的必要条件,另外还要遵循雌、雄配子的结合是随机的。
F2的个体数量应足够多,才能避免实验的偶然性。
答案 C
4.以抗螟非糯性水稻(GGHH)与不抗螟糯性水稻(gghh)为亲本杂交得F1,F1自交得F2,F2的性状分离比为9∶3∶3∶1。
则F1中两对基因在染色体上的位置关系是( )
解析 F1(GgHh)自交后代F2的性状分离比为9∶3∶3∶1,表明两对基因的遗传遵循自由组合定律,两对基因位于两对同源染色体上。
答案 C
5.用矮秆迟熟(ddEE)水稻和高秆早熟(DDee)水稻杂交,这两对基因自由组合。
如希望得到200株矮秆早熟纯种植株,那么F2在理论上要有( )
A.800株B.1000株
C.1600株D.3200株
解析 具有相对性状的两纯合体杂交,F2有四种表现型:
高秆迟熟、矮秆迟熟、高秆早熟、矮秆早熟,其比例为9∶3∶3∶1。
矮秆早熟纯种植株所占比例为1/16,则F2在理论上的数量为200×16=3200(株)。
答案 D
6.紫种皮、厚壳与红种皮、薄壳的花生杂交,F1全是紫种皮、厚壳花生。
F1自交,F2中杂合的紫种皮、薄壳花生有3966株。
由此可知,F2中纯合的红种皮、厚壳花生约为( )
A.1322株B.1983株
C.3966株D.7932株
解析 假设控制种皮颜色的基因为A、a,控制壳厚薄的基因为B、b,则F2中杂合的紫种皮、薄壳花生的基因型Aabb,其系数为2。
F2中纯合的红种皮、厚壳花生的基因型为aaBB,其系数为1。
由两者的比例关系可计算得F2中纯合的红种皮、厚壳花生约为3966×1/2=1983(株)。
答案 B
7.让独立遗传的黄色非甜玉米YYSS与白色甜玉米yyss杂交,得到的F1自交,F2中得到白色甜玉米80株,那么从理论上来说F2中表现型不同于双亲的杂合子植株约为( )
A.160株B.240株
C.320株D.480株
解析 根据自由组合定律实验分析,F2中不同于双亲的重组类型占3/16+3/16,其中杂合植株占4/16,双隐性(白色甜玉米)占1/16(80株),所以重组杂合植株为4×80=320株。
答案 C
8.具有两对相对性状(这两对相对性状可自由组合,互不干扰)的纯合子杂交,子二代中重组类型个体数占总个体数的比例为( )
A.
B.
C.
或
D.
或
解析 亲本有两种情况:
一种情况是“双显”ד双隐”,另一种情况是“一显一隐”ד一隐一显”。
答案 C
9.孟德尔的两对相对性状的遗传实验中,具有1∶1∶1∶1比例的是( )
①F1产生配子类型的比例 ②F2表现型的比例 ③F1测交后代类型的比例 ④F1表现型的比例 ⑤F2基因型的比例
A.②④ B.①③
C.④⑤ D.②⑤
解析 孟德尔的两对相对性状的遗传实验中,F1基因型为YyRr,表现型只有一种,F1产生的配子为YR、Yr、yR、yr,比例为1∶1∶1∶1;F1测交后代基因型为YyRr、Yyrr、yyRr、yyrr4种,表现型也为4种,比例为1∶1∶1∶1;F1自交得F2,其表现型为4种,比例为9∶3∶3∶1,基因型为9种,比例为4∶2∶2∶2∶2∶1∶1∶1∶1。
答案 B
10.基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的个体进行测交,后代中不会出现的基因型是( )
A.AaBbB.aabb
C.AABbD.aaBb
解析 根据题意,亲本为AaBb×aabb,AaBb亲本产生四种配子AB、Ab、aB、ab,aabb亲本产生一种配子ab,所以后代基因型为AaBb、Aabb、aaBb、aabb,不会出现AABb。
答案 C
11.水稻中非糯性(W)对糯性(w)为显性,非糯性品系所含淀粉遇碘呈蓝黑色,糯性品系所含淀粉遇碘呈红褐色。
下面是对纯种的非糯性与糯性水稻的杂交后代进行观察的结果,其中能直接证明孟德尔的基因分离定律的一项是( )
A.杂交后亲本植株上结出的种子(F1)遇碘全部呈蓝黑色
B.F1自交后结出的种子(F2)遇碘后,3/4呈蓝黑色,1/4呈红褐色
C.F1产生的花粉遇碘后,一半呈蓝黑色,一半呈红褐色
D.F1测交所结出的种子遇碘后,一半呈蓝黑色,一半呈红褐色
解析 基因分离定律的实质:
杂合子形成配子时,等位基因分离,分别进入两个配子中去,独立地随配子遗传给后代,由此可知,分离定律的直接体现是等位基因分别进入两个配子中去。
答案 C
12.已知三对基因在染色体上的位置情况如图所示,且三对基因分别单独控制三对相对性状,则下列说法正确的是( )
A.三对基因的遗传遵循基因的自由组合定律
B.基因型为AaDd的个体与基因型为aaDd的个体杂交的后代会出现4种表现型,比例为3∶3∶1∶1
C.如果基因型为AaBb的个体在产生配子时没有发生交叉互换,则它只产生4种配子
D.基因型为AaBb的个体自交后代会出现4种表现型,比例不一定为9∶3∶3∶1
解析 A、a和D、d基因的遗传遵循基因的自由组合定律,A、a和B、b基因的遗传不遵循基因的自由组合定律,如果基因型为AaBb的个体在产生配子时没有发生交叉互换,则它只产生2种配子;由于A、a和B、b基因的遗传不遵循基因的自由组合定律,因此,基因型为AaBb的个体自交后代不一定会出现4种表现型且比例不一定为9∶3∶3∶1。
答案 B
13.下图表示不同基因型豌豆体细胞中的两对基因及其在染色体上的位置,这两对基因分别控制两对相对性状。
从理论上说,下列分析错误的是( )
A.甲、乙植株杂交后代的表现型比例是1∶1∶1∶1
B.甲、丙植株杂交后代的基因型比例是1∶1∶1∶1
C.丁植株自交后代的基因型比例是1∶2∶1
D.正常情况下,甲植株中基因A与a在减数第二次分裂时分离
解析 基因A与a为等位基因,在减数第一次分裂时,随同源染色体的分离而分离。
答案 D
14.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
15.某植物有宽叶和窄叶(基因为A、a)、抗病和不抗病(基因为B、b)等相对性状。
请回答下列问题:
(1)若宽叶和窄叶植株杂交,F1全部表现为宽叶,则显性性状是________,窄叶植株的基因型为________。
(2)若要验证第(1
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