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1、第15講基因的自由組合定律突破突破1 1孟德爾兩對相對性狀遺傳實驗分析孟德爾兩對相對性狀遺傳實驗分析突破突破2 2應用分離定律解決自由組合定律問題應用分離定律解決自由組合定律問題總綱目錄總綱目錄一、兩對相對性狀的雜交實驗二、對自由組合現(xiàn)象的解釋1.F1(YyRr)產(chǎn)生的配子及其結合(1)F1產(chǎn)生的配子雄配子種類及比例:YR yR Yr yr=1 1 1 1。雌配子種類及比例:YR yR Yr yr=1 1 1 1。(2)F1配子的結合a.結合是隨機的。b.結合方式有16種。2.F2四種表現(xiàn)型可能包含的基因型(1)黃色圓粒:YYRR,YYRr,YyRR,YyRr。(2)黃色皺粒:YYrr,Yyr

2、r。(3)綠色圓粒:yyRR,yyRr。(4)綠色皺粒:yyrr。三、對自由組合現(xiàn)象解釋的驗證測交實驗的遺傳圖解1.自由組合定律的內(nèi)容四、自由組合定律的內(nèi)容及應用2.自由組合定律的應用(1)指導雜交育種,把優(yōu)良性狀結合在一起。不同優(yōu)良性狀親本F1F2(選育符合要求個體)純合子(2)為遺傳病的預測和診斷提供理論依據(jù)。3.孟德爾遺傳規(guī)律的適用范圍1.科學選擇了豌豆作為實驗材料。五、孟德爾成功的原因分析2.采用由單因素到多因素的研究方法。3.應用了統(tǒng)計學方法對實驗結果進行統(tǒng)計分析。4.科學設計了實驗程序。即在對大量實驗數(shù)據(jù)進行分析的基礎上,提出合理的假說,并且設計了新的測交實驗來驗證假說。名師點撥名

3、師點撥基因自由組合定律中基因行為的特點(1)同時性:同源染色體上等位基因的分離與非同源染色體上非等位基因的自由組合同時進行。(2)獨立性:同源染色體上等位基因的分離與非同源染色體上非等位基因的自由組合互不干擾,各自獨立地進行。(3)普遍性:自由組合定律廣泛存在于生物界,并發(fā)生在有性生殖過程中。1.按照孟德爾定律,AaBbCcDd個體自交,子代基因型有81種。()2.假定五對等位基因自由組合,則雜交組合AaBBCcDDEeAaBbCCddEe產(chǎn)生的子代中,有一對等位基因雜合、四對等位基因純合的個體占1/16。()4.小麥麥穗基部離地的高度受四對基因控制,這四對基因分別位于四對同源染色體上。每個基

4、因對高度的增加效應相同且具疊加性。將麥穗離地27cm的mmnnuuvv和離地99cm的MMNNUUVV雜交得到F1,再用F1代與甲植株雜交,產(chǎn)生F2代的麥穗離地高度范圍是3690cm,則甲植株可能的基因型為mmNNUuVv。()3.基因型為AaBb的個體自交,后代一定出現(xiàn)4種基因型和9種表現(xiàn)型。( )6.小麥粒色受不連鎖的三對基因A/a、B/b、C/c控制。A、B和C決定紅色,每個基因對粒色增加效應相同且具疊加性,a、b和c決定白色。將粒色最淺和最深的植株雜交得到F1。F1的自交后代中,與基因型為Aabbcc的個體表現(xiàn)型相同的概率是6/64。()5.若F1(AaBb)自交后代比例為9 6 1,

5、則測交后代比例為1 2 1。 ()7.基因自由組合定律是指F1(YyRr)產(chǎn)生的4種類型的精子和卵細胞可能自由組合。( )8.基因型為AaBbDdEeGgHhKk的個體自交,假定這7對等位基因自由組合,3對等位基因雜合、4對等位基因純合的個體出現(xiàn)的概率為35/128。()10.F1產(chǎn)生基因型為YR的卵和基因型為YR的精子的數(shù)量之比為1 1。 ( )9.非等位基因之間自由組合,不存在相互作用。( )11.在西葫蘆的皮色遺傳中,已知黃皮基因(Y)對綠皮基因(y)為顯性,但在另一白色顯性基因(W)存在時,基因Y和y都不能表達。現(xiàn)有基因型WwYy的個體自交,其后代表現(xiàn)型種類及比例是3種,10 3 3。

6、( )12.有一批基因型為BbCc(兩對等位基因獨立遺傳)的實驗鼠,已知B決定黑色毛,b決定褐色毛,C決定毛色存在,c決定毛色不存在(即白色),則實驗鼠繁殖后,子代表現(xiàn)型黑色 褐色 白色為9 3 4。()13.蠶的黃色繭(Y)對白色繭(y)為顯性,抑制黃色出現(xiàn)的基因(I)對黃色出現(xiàn)的基因(i)為顯性,兩對等位基因獨立遺傳,現(xiàn)用雜合白繭(YyIi)相互交配,后代中白繭與黃繭的分離比是13 3。()突破突破1 1孟德爾兩對相對性狀遺傳實驗分析孟德爾兩對相對性狀遺傳實驗分析遺傳實驗過程(1)F1的配子分析F1在產(chǎn)生配子時,每對遺傳因子(等位基因)彼此分離,不同對的遺傳因子(非同源染色體上的非等位基因

7、)自由組合,F1產(chǎn)生的雌、雄配子各4種:YR Yr yR yr=1 1 1 1,圖解如下:(2)F2的表現(xiàn)型分析兩對相對性狀獨立遺傳,若單獨分析,其中的每一對相對性狀都遵循基因的分離定律,即黃 綠(或圓 皺)=3 1。親本中只有黃圓和綠皺兩種表現(xiàn)型,F2中不僅有黃圓和綠皺(親本類型,共占10/16),還出現(xiàn)了親本沒有的黃皺和綠圓(重組類型,共占6/16),且黃圓 黃皺 綠圓 綠皺=9 3 3 1。上述每種表現(xiàn)型中的純合子在F2中所占比例均為1/16。(3)F2的基因型分析F1的雌、雄配子的結合是隨機的,雌、雄配子的結合有16種方式,F2有9種基因型。易錯辨析易錯辨析 (1)重組類型是指F2中出

8、現(xiàn)的與親本表現(xiàn)型不同的個體,而不是基因型與親本不同的個體。(2)親本表現(xiàn)型不同,則重組類型所占比例也不同,若將孟德爾兩對相對性狀的實驗中的親本類型換成綠圓、黃皺,則重組性狀為黃圓、綠皺,所占比例為5/8。利用“合并同類項法”妙解特殊分離比1.“和”為16的特殊分離比成因(1)基因互作序號條件F1(AaBb)自交后代比例F1測交后代比例1存在一種顯性基因時表現(xiàn)為同一性狀,其余正常表現(xiàn)9 6 11 2 12兩種顯性基因同時存在時,表現(xiàn)為一種性狀,否則表現(xiàn)為另一種性狀9 71 33當某一對隱性基因成對存在時表現(xiàn)為雙隱性狀,其余正常表現(xiàn)9 3 41 1 24只要存在顯性基因就表現(xiàn)為一種性狀,其余正常表

9、現(xiàn)15 13 1(2)顯性基因累加效應表現(xiàn):原因:A與B的作用效果相同,但顯性基因越多,其效果越強。2.“和”小于16的特殊分離比成因序號 特殊值成因后代比例1顯性純合致死(AA、BB致死)自交子代中:AaBb Aabb aaBb aabb=4 2 2 1,其余基因型個體致死測交子代中:AaBb Aabb aaBbaabb=1 1 1 12隱性純合致死(自交情況)自交子代出現(xiàn)9 3 3(雙隱性致死);自交子代出現(xiàn)9 1(單隱性致死)2.“和”小于16的特殊分離比成因序號特殊值成因后代比例1顯性純合致死(AA、BB致死)自交子代中:AaBb Aabb aaBb aabb=4 2 2 1,其余基因

10、型個體致死測交子代中:AaBb Aabb aaBbaabb=1 1 1 12隱性純合致死(自交情況)自交子代出現(xiàn)9 3 3(雙隱性致死);自交子代出現(xiàn)9 1(單隱性致死)考向考向1以基礎判斷的形式以基礎判斷的形式,考查兩對相對性狀雜交結果分析及應用考查兩對相對性狀雜交結果分析及應用1.下列敘述正確的是()A.孟德爾定律支持融合遺傳的觀點B.孟德爾定律描述的過程發(fā)生在有絲分裂中C.按照孟德爾定律,AaBbCcDd個體自交,子代基因型有16種D.按照孟德爾定律,對AaBbCc個體進行測交,測交子代基因型有8種D答案答案 D本題考查孟德爾的遺傳定律的相關知識。孟德爾定律不支持融合遺傳的觀點,A錯誤;

11、孟德爾定律描述的過程發(fā)生在減數(shù)分裂過程中,B錯誤;AaBbCcDd個體自交,子代基因型有34種,C錯誤;AaBbCc能產(chǎn)生8種配子,而aabbcc只產(chǎn)生1種配子,故AaBbCc測交子代基因型有8種,D正確。2.下圖為某植株自交產(chǎn)生后代過程的示意圖。下列對此過程及結果的描述,正確的是()AaBbAB、Ab、aB、ab受精卵子代:N種基因型、P種表現(xiàn)型(12 3 1)A.A與B、b的自由組合發(fā)生在B.雌、雄配子在過程隨機結合C.M、N和P分別為16、9和4D.該植株測交后代性狀分離比為2 1 1D答案答案 D非同源染色體上非等位基因自由組合發(fā)生在減數(shù)分裂產(chǎn)生配子過程中,而不是受精過程,A錯誤;雌、

12、雄配子在過程隨機結合,B錯誤;由題意可知,該植株自交,配子間組合方式有16種,子代基因型有9種,表現(xiàn)型有3種,C錯誤;根據(jù)子代表現(xiàn)型比例,可知該植株測交后代性狀分離比為2 1 1,D正確?？枷蚩枷?以實例分析的形式以實例分析的形式,考查性狀分離比考查性狀分離比9 3 3 1變式及應用變式及應用3.(2016課標全國)用某種高等植物的純合紅花植株與純合白花植株進行雜交,F1全部表現(xiàn)為紅花。若F1自交,得到的F2植株中,紅花為272株,白花為212株;若用純合白花植株的花粉給F1紅花植株授粉,得到的子代植株中,紅花為101株,白花為302株。根據(jù)上述雜交實驗結果推斷,下列敘述正確的是()A.F2中

13、白花植株都是純合體B.F2中紅花植株的基因型有2種C.控制紅花與白花的基因在一對同源染色體上D.F2中白花植株的基因型種類比紅花植株的多D答案答案 D根據(jù)題意,由純合紅花植株與純合白花植株進行雜交,F1全部表現(xiàn)為紅花,F1自交得到的F2植株中紅花 白花9 7,可推知紅花與白花由兩對獨立遺傳的等位基因控制(假設相關基因用A、a和B、b表示),即兩對等位基因位于兩對同源染色體上,C錯誤;雙顯性(A_B_)基因型(4種)的植株表現(xiàn)為紅花,B錯誤;單顯性(A_bb和aaB_)和雙隱性(aabb)基因型的植株均表現(xiàn)為白花,所以F2中白花植株有的為純合體,有的為雜合體,A錯誤;F2中白花植株共有5種基因型

14、,比紅花植株(4種)基因型種類多,D正確。4.(2018北京海淀期末)鱒魚的眼色和體色分別由兩對等位基因控制。以紅眼黃體鱒魚和黑眼黑體鱒魚為親本,進行正交和反交,實驗結果相同,如下圖所示。下列敘述正確的是()A.鱒魚眼色性狀中紅色為顯性性狀B.親本中黑眼黑體鱒魚為隱性純合子C.F2黑眼黑體中純合子的比例是1/4D.F2中黑眼黃體鱒魚有四種基因型答案答案 D設眼色和體色分別由兩對等位基因A、a和B、b控制。以紅眼黃體鱒魚和黑眼黑體鱒魚為親本,正反交結果子一代都只有黑眼黃體鱒魚,說明黑眼和黃體是顯性性狀,A(黑眼)對a(紅眼)為顯性,B(黃體)對b(黑體)為顯性,A錯誤;根據(jù)F2中黑眼黃體 紅眼黃

15、體 黑眼黑體=93 4,可知親本都是純合子,但黑眼黑體(AAbb)不是隱性純合子,B錯誤;F2黑眼黑體的基因型為A_bb(3)、aabb(1),其中純合子為AAbb和aabb,純合子的比例為1/2,C錯誤;F2中黑眼黃體鱒魚的基因型可以為AABB、AaBb、AaBB、AABb,共四種,D正確。突破突破2 2應用分離定律解決自由組合定律問題應用分離定律解決自由組合定律問題1.應用分離定律解決自由組合定律問題的思路(1)思路:將多對等位基因的自由組合分解為若干分離定律分別分析,再運用乘法原理將各組進行組合。(2)題型示例配子種類及概率問題具多對等位基因的個體解答方法舉例:基因型為AaBbCc的個體

16、產(chǎn)生配子的種類數(shù)每對基因產(chǎn)生配子種類數(shù)的乘積 配子種類數(shù)為AaBbCc2 2 2=8產(chǎn)生某種配子的概率每對基因產(chǎn)生相應配子概率的乘積產(chǎn)生ABC配子的概率為1/2(A)1/2(B)1/2(C)=1/8基因型種類及概率問題問題舉例計算方法AaBbCc與AaBBCc雜交,求它們后代的基因型種類數(shù)可分解為三個分離定律:AaAa后代有3種基因型(1AA 2Aa 1aa)BbBB后代有2種基因型(1BB 1Bb)CcCc后代有3種基因型(1CC 2Cc 1cc)因此,AaBbCcAaBBCc的后代中有323=18種基因型AaBbCcAaBBCc后代中AaBBcc出現(xiàn)的概率1/2(Aa)1/2(BB)1/4

17、(cc)=1/16問題舉例計算方法AaBbCcAabbCc,求它們雜交后代可能的表現(xiàn)型種類數(shù)可分解為三個分離定律:AaAa后代有2種表現(xiàn)型(3A_ 1aa)Bbbb后代有2種表現(xiàn)型(1Bb 1bb)CcCc后代有2種表現(xiàn)型(3C_ 1cc)所以,AaBbCcAabbCc的后代中有222=8種表現(xiàn)型AaBbCcAabbCc后代中表現(xiàn)型A_bbcc出現(xiàn)的概率3/4(A_)1/2(bb)1/4(cc)=3/32表現(xiàn)型種類及概率問題2.已知子代表現(xiàn)型分離比推測親本基因型的方法(1)方法:將自由組合定律的性狀分離比拆分成分離定律的分離比分別分析,再運用乘法原理進行逆向組合。(2)題型示例9 3 3 1(

18、3 1)(3 1)(AaAa)(BbBb);1 1 1 1(1 1)(1 1)(Aaaa)(Bbbb);3 3 1 1(3 1)(1 1)(AaAa)(Bbbb)或(Aaaa)(BbBb);3 1(3 1)1(AaAa)(BB_)或(AaAa)(bbbb)或(AA_)(BbBb)或(aaaa)(BbBb)。1.遺傳定律的驗證方法及結論驗證方法結論自交法F1自交后代的性狀分離比為3 1,則符合基因的分離定律,由位于一對同源染色體上的一對等位基因控制F1自交后代的性狀分離比為9 3 3 1,則符合基因的自由組合定律,由位于兩對同源染色體上的兩對等位基因控制測交法F1測交后代的性狀分離比為1 1,則

19、符合分離定律,由位于一對同源染色體上的一對等位基因控制F1測交后代的性狀分離比為1 1 1 1,則符合基因的自由組合定律,由位于兩對同源染色體上的兩對等位基因控制花粉鑒定法若有兩種花粉,比例為1 1,則符合分離定律若有四種花粉,比例為1 1 1 1,則符合自由組合定律單倍體育種法取花藥離體培養(yǎng),用秋水仙素處理單倍體幼苗,若植株有兩種表現(xiàn)型, 比例為1 1,則符合分離定律取花藥離體培養(yǎng),用秋水仙素處理單倍體幼苗,若植株有四種表現(xiàn)型,比例為1 1 1 1,則符合自由組合定律2.鑒定個體的基因型的方法(1)自交法:對于植物來說,鑒定個體的基因型的最好方法是讓該植物個體自交,通過觀察自交后代的性狀分離

20、比,分析出待測親本的基因型。(2)測交法:如果能找到純合的隱性個體,根據(jù)測交后代的表現(xiàn)型及比例即可推知待測親本的基因組成。(3)單倍體育種法:對于植物個體來說,如果條件允許,取花藥離體培養(yǎng),用秋水仙素處理單倍體幼苗,根據(jù)處理后植株的性狀表現(xiàn)即可推知待測親本的基因型。1.(2017課標全國)若某哺乳動物毛色由3對位于常染色體上的、獨立分配的等位基因決定,其中,A基因編碼的酶可使黃色素轉化為褐色素;B基因編碼的酶可使該褐色素轉化為黑色素;D基因的表達產(chǎn)物能完全抑制A基因的表達;相應的隱性等位基因a、b、d的表達產(chǎn)物沒有上述功能。若用兩個純合黃色品種的動物作為親本進行雜交,F1均為黃色,F2中毛色表

21、現(xiàn)型出現(xiàn)了黃 褐 黑=52 3 9的數(shù)量比,則雜交親本的組合是()考向考向1以演繹計算的形式以演繹計算的形式,考查應用分離定律解決自由組合定律問題考查應用分離定律解決自由組合定律問題的思路的思路A.AABBDDaaBBdd,或AAbbDDaabbddB.aaBBDDaabbdd,或AAbbDDaaBBDDC.aabbDDaabbdd,或AAbbDDaabbddD.AAbbDDaaBBdd,或AABBDDaabbdd答案答案 D本題考查基因自由組合定律的應用。由題意可知,A基因編碼的酶可使黃色素轉化為褐色素,a基因無此功能,另外D基因的表達產(chǎn)物能完全抑制A基因的表達,因此,基因型中含有D_或aa

22、的個體都表現(xiàn)為黃色;由F2中表現(xiàn)型的數(shù)量比為52 3 9可得比例之和為52+3+9=64,即43,說明F1的基因型中三對基因均為雜合,因此雜交親本的基因型為D項中的組合,而A、B、C中,F1只能出現(xiàn)一對或兩對基因雜合,不符合題意。2.香豌豆中紫花與白花是一對相對性狀,由非同源染色體上的兩對基因共同控制,只有兩個顯性基因(A和B)同時存在時,花中的紫色素才合成。下列說法正確的是()A.紫花香豌豆自交,后代中紫花和白花的比例一定是3 1B.若雜交后代性狀分離比為3 5,則親本基因型只能是AaBb和aaBbC.AaBb的紫花香豌豆自交,后代中紫花和白花之比為9 7D.白花香豌豆與白花香豌豆相交,后代

23、不可能出現(xiàn)紫花香豌豆C答案答案 C紫花香豌豆的基因型有AABB、AABb、AaBB和AaBb,自交后代紫花和白花的比例不一定是3 1;若雜交后代紫花香豌豆占3/8(1/23/4),則可推測親本基因型是AaBb和aaBb或AaBb和Aabb;AaBb的紫花香豌豆自交,后代紫花(A_B_)占3/43/4=9/16,白花占7/16,二者比為97;白花香豌豆基因型有AAbb、Aabb、aaBB、aaBb、aabb,兩白花香豌豆雜交后代可能出現(xiàn)紫花香豌豆。考向考向2以實例分析的形式以實例分析的形式,考查對兩對相對性狀雜交實驗的理解考查對兩對相對性狀雜交實驗的理解3.(2018北京八中期中)一種觀賞植物,

24、純合的藍色品種與純合的鮮紅色品種雜交,F1為藍色。若讓F1藍色與純合鮮紅品種雜交,子代的表現(xiàn)型及其比例為藍色 鮮紅色=3 1。若將F1藍色植株自花授粉,則F2表現(xiàn)型及其比例最可能是()A.藍色 鮮紅色=1 1B.藍色 鮮紅色=3 1C.藍色 鮮紅色=9 7D.藍色 鮮紅色=15 1D答案答案 D根據(jù)純合的藍色品種與純合的鮮紅色品種雜交,F1為藍色,可知藍色為顯性;又F1藍色與純合鮮紅品種雜交,子代的表現(xiàn)型及其比例為藍色 鮮紅色=3 1,說明藍色產(chǎn)生了四種配子,則該性狀是由兩對等位基因控制的,且鮮紅色是雙隱性,含顯性基因時即為藍色。根據(jù)以上分析,假設子一代藍色基因型為AaBb,將F1藍色植株自花

25、授粉,后代鮮紅色aabb的概率為1/16,因此F2表現(xiàn)型及其比例最可能是藍色 鮮紅色=15 1,故選D。4.(2017課標全國)已知某種昆蟲的有眼(A)與無眼(a)、正常剛毛(B)與小剛毛(b)、正常翅(E)與斑翅(e)這三對相對性狀各受一對等位基因控制?，F(xiàn)有三個純合品系:aaBBEE、AAbbEE和AABBee。假定不發(fā)生染色體變異和染色體交換,回答下列問題:(1)若A/a、B/b、E/e這三對等位基因都位于常染色體上,請以上述品系為材料,設計實驗來確定這三對等位基因是否分別位于三對染色體上。(要求:寫出實驗思路、預期實驗結果、得出結論)(2)假設A/a、B/b這兩對等位基因都位于X染色體上

26、,請以上述品系為材料,設計實驗對這一假設進行驗證。(要求:寫出實驗思路、預期實驗結果、得出結論)答案答案(1)選擇、三個雜交組合,分別得到F1和F2,若各雜交組合的F2中均出現(xiàn)四種表現(xiàn)型,且比例為9 3 3 1,則可確定這三對等位基因分別位于三對染色體上;若出現(xiàn)其他結果,則可確定這三對等位基因不是分別位于三對染色體上。(2)選擇雜交組合進行正反交,觀察F1中雄性個體的表現(xiàn)型。若正交得到的F1中雄性個體與反交得到的F1中雄性個體有眼/無眼、正常剛毛/小剛毛這兩對相對性狀的表現(xiàn)均不同,則證明這兩對等位基因都位于X染色體上。解析解析本題考查了基因位置的相關判斷方法及內(nèi)容。(1)確定三對等位基因在三對同源染色體上有兩種方法。方法一是篩選出AaBbEe,然后讓其雌雄個體交配,看后代是否出現(xiàn)8種表現(xiàn)型及其對應比例;方法二是驗證出三對等位基因中任意兩對等位基因都符合自由組合定律即可。顯然方法二適合本題,即選擇、三個雜交組合,分別得到F1和F2,如果F2分別出現(xiàn)四種表現(xiàn)型且比例均為9 3 3 1,則可證明這三對等位基因分別位于三對染色體上;否則,不在三對染色體上。(2)可根據(jù)雜交組合正反交的結果直接判斷。假如A/a、B/b這兩對等位基因都位于X染色體上,則子代雄性為無眼正常剛毛或有眼小剛毛;如有一對等位基因在常染色體上,則正反交后子代雄性必然有一對相對性狀表現(xiàn)是相同的。核心構建核心構建