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32基因的自由组合定律1
编制:
薛猛,李婷
审核:
张永
2013/03/09
2012—2013学年度大许中学高一生物教学案
§3.2基因的自由组合定律
(1)
【目标与方法】
1.运用模拟实验,体验遗传因子通过自由组合产生的配子的类型及比例,应用遗传因子的假设,解释与分析基因的自由组合现象。
2.阐明孟德尔的两对相对性状的杂交实验过程以及对自由组合现象的解释。
【自主学习】认真阅读教材P35—P38,思考以下问题:
1.结合减数分裂过程理解减Ⅰ后期同源染色体的彼此分离和非同源染色体的自由组合。
2.孟德尔两对相对性状的杂交实验的过程结果如何?
孟德尔对此实验现象是如何解释的?
3.为了验证对此现象的推断,孟德尔又做了什么实验?
其实验结果证明了什么?
4.基因自由组合定律的内容和实质是什么?
【精讲释疑】
一.对自由组合现象的解释及实验验证
1.请完成教材36页豌豆2对相对性状的杂交实验图解,2.请结合教材37页图3-12画出测交实验图解。
并说明为什么F2会出现9:
3:
3:
1的性状分离比?
【归纳总结】
1.自由组合定律的实质:
在进行减数分裂过程中,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,这就是基因的自由组合定律。
2.自由组合定律适用条件:
(1)有性生殖的真核生物。
(2)细胞核内染色体上的基因。
(3)两对或两对以上位于非同源染色体上的非等位基因。
3.F1产生配子的过程4.F1(YyRr)产生配子的类型
【特别提醒】:
解题时看清是一个生物体还是一个精原(卵原)细胞能产生几种配子;若问生物体则产生4种,若问精原(卵原)细胞则产生2种精子(1种卵细胞)。
高考中曾以某个体产生配子种类、子代基因型、表观型种类及比例,考查自由组合定律的实质
5.分离定律与自由组合定律的区别和联系:
(1)分离定律与自由组合定律的区别:
(2)分离定律与自由组合定律的联系:
【注意】:
(1)表中第一栏所述“杂交的基因对数”指的是等位基因的对数(如基因型若为AabbCc则含有等位基因对数为n=2)
(2)此表只适合于分离定律和自由组合定律。
二.基因自由组合定律的应用:
(1)自由组合定律可以解释生物的多样性。
基因重组是生物变异的原因之一,是生物多样性的原因之一。
设某一生物含20对同源染色体,且各含一对等位基因,两个纯种亲本杂交,子二代出现的生物品种为220种。
(2)在杂交育种中,有目的地将具有不同优良性状的两个亲本进行杂交,使两个亲本的优良性状结合在一起,培育出同时具备两种优良性状的新品种。
(3)在医学实践上可用于预测和诊断各种疾病。
【当堂达标】
1.某动物的基因型为AaBb,这两对基因遵循自由组合规律,一个精原细胞经减数分裂后能形成的两个子细胞是()A.AB、Ab、aB、abB.AB、ab、ab、ABC.Ab、Ab、ab、abD.AB、ab、Ab、ab
2.基因型为AaBB和aaBb的两个亲本杂交,下列不正确的叙述是()
A.亲本各产生两种配子B.后代中共有4种基因型且1∶1∶1∶1
C.后代中共有4种表现型D.亲本产生的配子间有4种结合方式
3.基因型是YyRR的植物,其自交后代基因型的比是()
A.3∶1B.1∶1∶1∶1C.1∶2∶1D.9∶3∶3∶1
4.杂种黄色圆粒(AaBb)豌豆自交,后代中黄色豌豆占()A.1/4B.3/4C.3/16D.9/16,
5.假如水稻高秆(D)对矮秆(d)为显性,抗稻瘟病(R)对易感稻瘟病(r)为显性,两对性状独立遗传。
用一个纯合易感病的矮秆品种(抗倒伏)与一个纯合抗病高秆品种(易倒伏)杂交,F2代中出现既抗病又抗倒伏类型的基因型及其比例为()A.ddRR,;1/8B.ddRr,1/16
C.ddRR,1/16和ddRr,1/8D.DDrr,1/16和DdRR,1/8
6.让独立遗传的黄色非甜玉米YYSS与白色甜玉米yyss杂交,在F2中得到的白色甜玉米80株,那么F2中表现型不同于双亲的杂合植株应约为()A.160株B.240株C.320株D.480株
7.按自由组合分析,AaBbCc……,含有20对等位基因的个体,产生配子种,其自交后代有种基因型,自交后代有种表现型。
1.某植物测交,得到的后代为Rrbb、RrBb,则该植株基因组成是()
A.RRRbB.RrBbC.rrbbD.Rrbb
6.产生配子种类最多的生物个体的基因型是()A.AaB.aabbCcDDC.AabbD.AaBb
7.黄色圆粒豆(YyRr)自交,自交后代中,杂合体的表现型共有()
A.3种B.4种C.5种D.6种
8.下列基因型个体中能够稳定遗传的个体是()
A.DDBbHhB.DdBbHhC.ddbbHHD.ddBbhh
【例题1】用纯种有色饱满籽粒的玉米与无色皱缩籽粒的玉米杂交,F1代全部表现为有色饱满,F1自交后,F2代的表现型及比例为:
有色饱满73%,有色皱缩2%,无色饱满2%,无色皱缩23%。
回答下列问题:
(1)上述一对相对性状的遗传符合定律。
(2)上述两对相对性状的遗传是否符合自由组合定律?
为什么?
(3)请设计一个实验方案,验证这两对相对性状的遗传是否符合基因的自由组合定律。
(实验条件满足实验要求)请写出实验方案及实施步骤:
【变式训练1】根据下图回答问题:
(1)该图表示每对基因位于每对上,也就是分别位于上。
具有这种基因型的个体叫。
(2)1与2、3与4叫,1与3、1与4、2与3和2与4叫;B与b叫,A与b叫;进入配子时,A与a;A与B、A与b。
(3)不考虑Bb,经减数分裂将产生种配子,基因型为,符合基因的定律;如果与隐性亲本测交,后代的基因型是,表现型有种,其比例为,测交结果证实该个体的基因型是;如果自交,后代基因型及比例为,完全显性时表现型的比例为,不完全显性时表现型的比例为。
(4)该图表示的生物在减数分裂时,将产生种配子,基因型为,符合基因的定律。
(5)该生物与双隐性类型测交,产生的后代有种表现型,其中与亲本不相同的类型有种,后代表现型的比例为;测交结果证实随着同源染色体的分离而分开;非同源染色体上的表现为自由组合,分配到配子中去。
(6)该图若表示一个精原细胞,经减数分裂将产生种个精子;若有1000个这样的精原细胞,经减数分裂将产生种个精子。
该图若表示一个卵原细胞经减数分裂将产生种个卵细胞;若有1000个这样的卵原细胞,经减数分裂将产生种个卵细胞,种个极体。
(以上为理论值)
(7)该图生物进行自交,后代有种基因组合方式;有种基因型;有种表现型,比例为;纯合体占后代的,AaBb基因型个体占后代的,Aabb基因型个体占后代的。
(8)该图生物与基因型为Aabb的个体相交,后代有种表现型,比例为。
【例题1】【例题2】某作物的高秆(A)对矮秆(a)为显性,感病(R)对抗病(r)为显性。
Aa和Rr位于非同源染色体上的两对等位基因。
今有高秆抗病和矮秆感病纯种,人们希望利用杂交育种的方法在最少的世代内培育出矮秆抗病新类型,应该采取的步骤是:
①
②
③。
四、课后作业
11.(08年江苏卷)某种昆虫长翅(A)对残翅(a)为显性,直翅(B)对弯翅(b)为显性,有刺刚毛(D)对无刺刚毛(d)为显性,控制这3对性状的基因均位于常染色体上。
现有这种昆虫一个体基因型如下图所示,请回答下列问题。
(1)长翅与残翅、直翅与弯翅两对相对性状的遗传是否遵循基因自由组合定律,并说明理由。
。
(2)该昆虫一个初级精母细胞产生的精细胞的基因型为____________。
(3)该昆虫细胞有丝分裂后期,移向细胞同一极的基因有。
(4)该昆虫细胞分裂中复制形成的两个D基因发生分离的时期有。
(5)为验证基因自由组合定律,可用来与该昆虫进行交配的异性个体的基因型分别是。
12.水稻籽粒中淀粉的非糯质(W)对糯质(w)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(L)对长花粉粒(l)为显性。
已知Ww与Ll两对基因独立遗传。
已知花粉可以当作配子进行研究,试设计实验验证基因的自由组合定律。
(1)实验步骤:
(2)设计一个表格记录实验数据。
预期结果:
。
大许中学2009—2010学年度第二学期
高一生物教学案
第三章第3课时基因的自由组合定律
(1)
一、课标要求:
1.运用模拟实验,体验遗传因子通过自由组合产生的配子的类型及比例,应用遗传因子的假设,解释与分析基因的自由组合现象。
2.阐明孟德尔的两对相对性状的杂交实验过程以及对自由组合现象的解释。
二、课前预习:
1.孟德尔两对相对性状的杂交实验的现象是:
。
孟德尔对实验现象的解释是:
他认为2对相对性状的遗传彼此是的,控制不同性状的基因之间可以,这样F1产生的配子各有四种,其比例是
。
F1自交,和随机结合,可形成种组合,F2中有
种基因型,种表现型,其比例是。
2.为了验证对现象的推断,孟德尔又做了实验,因为该实验中子代表现型的能够反映被检测个体产生。
其实验结果证明
也就是说,在时,一个细胞中的上的彼此分离;
上的可以进行;这就是基因的自由组合定律。
三、课堂互动
考点1、对自由组合定律实质的理解
1.请完成教材36页豌豆2对相对性状的杂交实验图解,
并说明为什么F2会出现9:
3:
3:
1的性状分离比?
2.请结合教材37页图3-12画出测交实验图解。
【归纳总结】
1.自由组合定律的实质:
在进行减数分裂的过程中,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。
2.自由组合定律适用条件
(1)有性生殖的真核生物。
(2)细胞核内染色体上的基因。
(3)两对或两对以上位于非同源染色体上的非等位基因。
3.F1产生配子的过程4,F1(YyRr)产生配子的类型
【特别提醒】:
解题时看清是一个生物体还是一个精原(卵原)细胞能产生几种配子;若问生物体则产生4种,若问精原(卵原)细胞则产生2种精子(1种卵细胞)。
高考中曾以某个体产生配子种类、子代基因型、表观型种类及比例,考查自由组合定律的实质
5.分离定律与自由组合定律的区别和联系:
(1)分离定律与自由组合定律的区别:
(2)分离定律与自由组合定律的联系:
【注意】:
(1)表中第一栏所述“杂交的基因对数”指的是等位基因的对数(如基因型若为AabbCc则含有等位基因对数为n=2)
(2)此表只适合于分离定律和自由组合定律。
【例题1】用纯种有色饱满籽粒的玉米与无色皱缩籽粒的玉米杂交,F1代全部表现为有色饱满,F1自交后,F2代的表现型及比例为:
有色饱满73%,有色皱缩2%,无色饱满2%,无色皱缩23%。
回答下列问题:
(1)上述一对相对性状的遗传符合基因的分离定律。
(2)上述两对相对性状的遗传是否符合自由组合定律?
为什么?
不符合。
因为玉米粒色和粒形的每一对相对性状的分离比都为3∶1,两对性状综合考虑,如果符合自由组合定律,F1自交后代的分离比应符合(3∶1)2或9∶3∶3∶1。
(3)请设计一个实验方案,验证这两对相对性状的遗传是否符合基因的自由组合定律。
(实验条件满足实验要求)请写出实验方案及实施步骤:
①纯种有色饱满的玉米和纯种无色皱缩的玉米进行杂交,获得F1代;
②取F1植株与无色皱缩的玉米进行杂交;
③收获杂交后代的种子并统计不同表现型的数量比例。
若四种表现型比例符合1∶1∶1∶1,则符合自由组合定律;
若四种表现型比例不符合1∶1∶1∶1,则不符合自由组合定律。
【解析】考查基因的分离定律和自由组合定律,测试实验探究能力。
要验证基因的分离定律、自由组合定律,可通过杂合子自交或测交进行推理,若非等位基因(位于非同源染色体上)遵循基因的自由组合定律时也可通过单倍体性状比例反推。
[答案]
(1)基因的分离
(2)不符合。
因为玉米粒色和粒形的每一对相对性状的分离比都为3∶1,两对性状综合考虑,如果符合自由组合定律,F1自交后代的分离比应符合(3∶1)2或9∶3∶3∶1。
(3)【方案1】:
①纯种有色饱满的玉米和纯种无色皱缩的玉米进行杂交,获得F1代;②取F1植株与无色皱缩的玉米进行杂交;③收获杂交后代的种子并统计不同表现型的数量比例。
若四种表现型比例符合1∶1∶1∶1,则符合自由组合定律;若四种表现型比例不符合1∶1∶1∶1,则不符合自由组合定律。
【方案2】:
①纯种有色饱满的玉米和纯种无色皱缩的玉米进行杂交,获得F1代;②取F1代的植株的花粉进行植物组织培养,获得单倍体植株;③收获后代的种子并统计不同表现型的数量比例。
若四种表现型比例符合1∶1∶1∶1,则符合自由组合定律;若四种表现型比例不符合1∶1∶1∶1,则不符合自由组合定律。
【变式训练1】根据下图回答问题:
(1)该图表示每对等位基因位于每对同源染色体上,也就是两对等位基因分别位于两对同源染色体上。
具有这种基因型的个体叫杂合子。
(2)1与2、3与4叫同源染色体,1与3、1与4、2与3和2与4叫非同源染色体;B与b叫等位基因,A与b叫非等位基因;进入配子时,A与a分离;A与B、A与b自由组合。
(3)不考虑Bb,经减数分裂将产生2种配子,基因型为A和a,符合基因的分离定律;如果与隐性亲本测交,后代的基因型是Aa和aa,表现型有2种,其比例为1∶1,测交结果证实该个体的基因型是Aa;如果自交,后代基因型及比例为AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,完全显性时表现型的比例为3∶1,不完全显性时表现型的比例为1∶2∶1。
(4)该图表示的生物在减数分裂时,将产生4种配子,基因型为AB、Ab、aB、ab,符合基因的自由组合定律。
(5)该生物与双隐性类型测交,产生的后代有4种表现型,其中与亲本不相同的类型有2种,后代表现型的比例为1∶1∶1∶1;测交结果证实等位基因随着同源染色体的分离而分开;非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合,分配到配子中去。
(6)该图若表示一个精原细胞,经减数分裂将产生2种4个精子;若有1000个这样的精原细胞,经减数分裂将产生4种4000个精子。
该图若表示一个卵原细胞经减数分裂将产生1种1个卵细胞;若有1000个这样的卵原细胞,经减数分裂将产生4种1000个卵细胞,4种3000个极体。
(以上为理论值)
(7)该图生物进行自交,后代有16种基因组合方式;有9种基因型;有4种表现型,比例为9∶3∶3∶1;纯合体占后代的1/4,AaBb基因型个体占后代的1/4,Aabb基因型个体占后代的1/8。
(8)该图生物与基因型为Aabb的个体相交,后代有4种表现型,比例为3∶1∶3∶1(排序不限)。
考点2基因自由组合定律的应用:
(1)自由组合定律可以解释生物的多样性。
基因重组是生物变异的原因之一,是生物多样性的原因之一。
设某一生物含20对同源染色体,且各含一对等位基因,两个纯种亲本杂交,子二代出现的生物品种为220种。
(2)在杂交育种中,有目的地将具有不同优良性状的两个亲本进行杂交,使两个亲本的优良性状结合在一起,培育出同时具备两种优良性状的新品种。
(3)在医学实践上可用于预测和诊断各种疾病。
【例题1】按自由组合分析,AaBbCc……,含有20对等位基因的个体,产生配子220种,其自交后代有320种基因型,自交后代有220种表现型。
【例题2】某作物的高秆(A)对矮秆(a)为显性,感病(R)对抗病(r)为显性。
Aa和Rr位于非同源染色体上的两对等位基因。
今有高秆抗病和矮秆感病纯种,人们希望利用杂交育种的方法在最少的世代内培育出矮秆抗病新类型,应该采取的步骤是:
①让高秆抗病和矮秆感病的两品种进行杂交得F1
②让F1自交得到F2
③在F2群体中选出矮秆抗病植株。
。
[解析]本题考查基因自由组合定律的基础知识;也考查运用知识解决新情境中的综合分析实际问题的能力。
首先应明确题意给出的是两对相对性状,且位于非同源染色体上,要想得到两个品种的优良性状必须进行杂交,但F1得不到,需进行自交得F2,在F2中得到矮秆抗病又有纯合体,为此符合育种目的。
四、课后作业
1.某植物测交,得到的后代为Rrbb、RrBb,则该植株基因组成是(A)
A.RRRbB.RrBbC.rrbbD.Rrbb
【答案】.A解析:
将后代Rrbb、RrBb中去掉rb,便可得某植物产生的配子为Rb和RB,因而推知某植物的基因型为RRBb。
2.某动物的基因型为AaBb,这两对基因遵循自由组合规律,一个精原细胞经减数分裂后能形成的两个子细胞是(B)
A.AB、Ab、aB、abB.AB、ab、ab、AB
C.Ab、Ab、ab、abD.AB、ab、Ab、ab
【答案】.B解析:
AaBb的一个精原细胞产生两种次级精母细胞,每种次级精母细胞经着丝点分裂形成两个同一种的精子,所以AaBb的一个精原细胞应形成两种、4个精子。
3.基因型为AaBB和aaBb的两个亲本杂交,下列不正确的叙述是(C)
A.亲本各产生两种配子
B.后代中共有4种基因型且1∶1∶1∶1
C.后代中共有4种表现型
D.亲本产生的配子间有4种结合方式
【答案】.C解析:
Aa×aa的杂交后代有2种表现型,BB×Bb的杂交后代有一种表现型,所以AaBB×aaBb的杂交后代应有2种表现型。
4.基因型是YyRR的植物,其自交后代基因型的比是(C)
A.3∶1B.1∶1∶1∶1C.1∶2∶1D.9∶3∶3∶1
【答案】.C解析:
Yy的自交后代基因型有3种,比值为1∶2∶1;RR自交后代的基因型只有一种基因型,所以YyRR自交后代的基因型有3∶1=3种,比值为1∶2∶1
5.杂种黄色圆粒(AaBb)豌豆自交,后代中黄色豌豆占(B)
A.1/4B.3/4C.3/16D.9/16,
【答案】.B解析:
虽然给出的亲本为AaBb,但题目所问只考虑颜色,所以求解时只考虑一对等位基因即可,Aa自交后代为1AA∶2Aa∶1aa,即黄色比例为3/4。
6.产生配子种类最多的生物个体的基因型是(D)
A.AaB.aabbCcDDC.AabbD.AaBb
【答案】.D解析:
含等位基因最多的个体产生配子种类最多。
7.黄色圆粒豆(YyRr)自交,自交后代中,杂合体的表现型共有(A)
A.3种B.4种C.5种D.6种
【答案】.A解析:
分别为两种单杂合和一种双杂合。
8.下列基因型个体中能够稳定遗传的个体是(C)
A.DDBbHhB.DdBbHhC.ddbbHHD.ddBbhh
【答案】.C点拨:
能够稳定遗传的个体,也就是纯合子。
判断纯合子的方法,主要看产生的配子数量,如果只能产生一种配子,则说明是纯合子,在上述的4个选项中,只有选项C产生一种配子,即dbH,所以选项C是能够稳定遗传的个体。
9.假如水稻高秆(D)对矮秆(d)为显性,抗稻瘟病(R)对易感稻瘟病(r)为显性,两对性状独立遗传。
用一个纯合易感病的矮秆品种(抗倒伏)与一个纯合抗病高秆品种(易倒伏)杂交,F2代中出现既抗病又抗倒伏类型的基因型及其比例为(C)
A.ddRR,;1/8B.ddRr,1/16
C.ddRR,1/16和ddRr,1/8D.DDrr,1/16和DdRR,1/8
【答案】.C亲本的基因型分别为ddrr、DDRR。
则F1的基因型为DdRr,F2代出现四种表现型,其中既抗病又抗倒伏的个体所占比例为3/16,纯合体的占1/16,而杂合体的矮秆抗病类型为2/16。
10.让独立遗传的黄色非甜玉米YYSS与白色甜玉米yyss杂交,在F2中得到的白色甜玉米80株,那么F2中表现型不同于双亲的杂合植株应约为(C)
A.160株B.240株C.320株D.480株
【答案】.C点拨:
根据孟德尔两对相对性状的遗传实验,F2中白色甜玉米(已知有80株)占总数的1/16,则F2中的总株数为80×16=1280株,而F2中表现型不同于双亲(也即新类型)共占6/16,其中纯合的占2/16,杂合的占4/16,所以杂合植株数为1280×4/16=320株。
11.(08年江苏卷)某种昆虫长翅(A)对残翅(a)为显性,直翅(B)对弯翅(b)为显性,有刺刚毛(D)对无刺刚毛(d)为显性,控制这3对性状的基因均位于常染色体上。
现有这种昆虫一个体基因型如下图所示,请回答下列问题。
(1)长翅与残翅、直翅与弯翅两对相对性状的遗传是否遵循基因自由组合定律,并说明理由。
不遵循,控制这两对相对性状的基因位于一对同源染色体上。
(2)该昆虫一个初级精母细胞产生的精细胞的基因型为___AbD、abd或Abd、abD______。
(3)该昆虫细胞有丝分裂后期,移向细胞同一极的基因有A、a、b、b、D、d。
(4)该昆虫细胞分裂中复制形成的两个D基因发生分离的时期有有丝分裂后期和减数第二次分裂后期。
(5)为验证基因自由组合定律,可用来与该昆虫进行交配的异性个体的基因型分别是aabbdd、aaBBdd、AabbDd、AaBBDd。
【解析】由图示中基因在染色体上的位置可知长翅、残翅基因(A、a)与直翅、弯翅基因(B、b)位于同一对同源染色体上,其遗传并不遵循基因自由组合定律,但上述两对等位基因与D、d间却遵循基因自由组合定律。
在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期姐妹染色单体分离、细胞两极的染色体上的基因相同。
验证基因自由组合定律可采用测交(AabbDd×aabbdd,AabbDd×aaBBdd)或杂交(AabbDd×AabbDd,AabbDd×AaBBDd)方式。
12.水稻籽粒中淀粉的非糯质(W)对糯质(w)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(L)对长花粉粒(l)为显性。
已知Ww与Ll两对基因独立遗传。
已知花粉可以当作配子进行研究,试设计实验验证基因的自由组合定律。
(1)实验步骤:
①用纯种的非糯质圆花粉粒类型的植株与纯种的糯质长花粉粒类型的植株杂交得到F1植株;
②取F1的花粉粒加碘液染色后,经显微镜观察花粉粒的形状(圆形/长形)和颜色(蓝黑色/红棕色)
(2)设计一个表格记录实验数据。
(3)预期结果:
蓝黑色圆形、蓝黑色长形、红棕色圆形、红棕色长形四种花粉数目比例为1∶1∶1∶1(相等)
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- 32 基因 自由 组合 定律
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