1.2孟德尔从两对相对性状的杂交实验中总结出自由组合定律（第二课时）-高中生物学浙科版（2019）必修二（共30张PPT)

(共30张PPT)
第二节 孟德尔从两对相对性状的杂交实验中总结出自由组合定律
（第二课时）
第一章 遗传的基本规律
素养目标
应用自由组合定律，解释或解决在实践中遇到的遗传学问题。
科学思维
教学重难点
01
基因的自由组合定律及其在实践中的应用。
复习导入
控制不同性状的遗传因子的分离和组合是_________ 的；形成 时；决定________的成对的遗传因子彼此 ，决定__________的遗传因子 。
互不干扰
配子
同一性状
分离
不同性状
自由组合
形成配子时
发生时间
决定不同性状的遗传因子自由组合
实质
进行有性生殖的真核生物的细胞核遗传；两对或多对相对性状的遗传
适用范围
基因的分离和自由组合使得子代基因型和表型有多种可能
从孟德尔对于基因分离和自由组合的解释可以看出，在遗传过程中控制生物体相同性状的成对基因彼此分离，控制不同性状的基因能够自由组合，从而出现了在亲本中不曾存在的新的组合形式。
基因的分离和自由组合使得子代基因型和表型有多种可能
因此，基因的分离和自由组合使得子代基因型和表型有多种可能，这是进行有性生殖的生物更加适应环境变化的重要原因之一。人们可以利用数学统计的方法，根据基因分离和自由组合的规律预测子代可能具有的部分遗传性状。
基因的分离和自由组合使得子代基因型和表型有多种可能
农业生产：指导杂交育种
有目的地将具有不同优良性状的两个亲本杂交，使两个亲本的优良性状组合在一起，再筛选出所需要的优良品种。
可以把多个亲本的优良性状集中在一个个体上。
P 抗霜冻易感锈病 × 不抗霜冻抗锈病
AABB aabb
F1 AaBb抗霜冻易感锈病

连续自交，直至不发生性状分离
Aabb（抗霜冻抗锈病）
F2 抗霜冻 抗霜冻 不抗霜冻 不抗霜冻
易感病 抗锈病 易感锈病 抗锈病
A_B_ A_ bb aaB_ aabb
基因的分离和自由组合使得子代基因型和表型有多种可能
医学实践
对家系中多种遗传病在后代中的多种发病可能进行预测，为优生优育、遗传病的防治提供理论依据。
P 短指症 × 正常
B-C- bbC-
F bbcc
白化病
BbCc
bbCc
F 短指症 白化病 短指白化 正常
3/8 1/8 1/8 3/8
孟德尔热爱自然科学，有着对科学执着追求的精神，既善于从前人的研究中吸取经验和教训，又不迷信权威。正是遗传因子的“颗粒性”，才使其具有分离和自由组合的性质，才使生物具有遗传和变异的基本特性。孟德尔遗传理论的精髓是“颗粒”遗传。如果当时孟德尔迷信融合遗传理论，那么遗传学史也许就要改写了。
孟德尔获得成功的原因
+
“融合假说”：认为子代的遗传物质来源于双亲遗传物质的融合，就像蓝色颜料与黄色颜料混合成为绿色颜料一样。
“颗粒假说”，认为双亲遗传物质像某种完整颗粒一样遗传给后代，互不融合，保持完整性。
孟德尔选取了合适的杂交实验材料——豌豆，这是一种严格的自花授粉植物，能防止外来花粉的干扰，可形成不同的纯合品种，并具有各种稳定的、区别明显的相对性状；花冠较大，便于人工摘除雄蕊和授粉；容易栽植、结实率高、种子数量大、便于统计分析等优点。
孟德尔获得成功的原因
孟德尔采用严密的实验分析方法，详细地记载了各世代不同性状的大量数据，在数据分析中应用数理统计分析法，从各种类型之间的数量关系中找出遗传的规律性，这也是他胜人一筹之处。
孟德尔获得成功的原因
孟德尔运用其独特的科学思维方式，先从一对相对性状入手，并对它进行逐代追踪。例如，在研究株高性状遗传时，不考虑如花色、种子形状等其他性状，当揭示一对相对性状的遗传规律后，再对两对或多对性状进行研究，进而又发现了自由组合定律。正是这种从简单到复杂、先易后难的科学思维方法使他获得成功。
孟德尔获得成功的原因
孟德尔成功地应用了“假说-演绎”的方法。例如，他在研究中观察到杂交子代的显隐性、表型比例 （3∶1 或 9∶3∶3∶1） 和不同性状重新组合等现象后，提出了遗传因子控制遗传性状的假说。为了验证自己的假说和推理，他又设计了许多实验方法，如测交验证法等。
孟德尔获得成功的原因
总之，孟德尔的成功表明，在科学研究上要想获得成就，不仅需要有不懈探索与不畏艰难的奋斗精神，还要有实事求是的科学态度和正确的科学研究方法。
孟德尔获得成功的原因
自由组合定律的应用
1.根据亲代的基因型推配子和子代的基因型及比例
（1）思路
将多对等位基因的自由组合分解为若干分离定律分别分析，再运用乘法原理进行组合。
题型分类 解题规律 示例
种类问题
配子类型
(配子种类数)
2n(n为等位基因对数)
AaBbCCDd产生
配子种类数为23＝8
配子间结合方式
配子间结合方式种类数等于
配子种类数的乘积
AABbCc×aaBbCC，
配子间结合方式
种类数＝4×2＝8
子代基因型
(或表现型)种类
双亲杂交子代基因型(或表现型)种类等于各性状按分离定律所求基因型(或表现型)种类的乘积
AaBbCc×Aabbcc，基因型为3×2×2＝12(种)，表现型为2×2×2＝8(种)
自由组合定律的应用
1.根据亲代的基因型推配子和子代的基因型及比例
概率问题
题型分类 解题规律 示例
基因型(或表现型)的比例
纯合子或杂合子出现的比例
按分离定律求出相应基因型(或表现型)的比例，然后利用乘法原理进行组合
AABbDd×aaBbdd，F1中AaBbDd所占比例为1×(1/2)×(1/2)＝1/4
按分离定律求出纯合子的概率的乘积为纯合子出现的比例，杂合子概率＝1－纯合子概率
AABbDd×AaBBdd，F1中AABBdd所占比例为(1/2)×(1/2)×(1/2)＝1/8
（1）思路
将多对等位基因的自由组合分解为若干分离定律分别分析，再运用乘法原理进行组合。
自由组合定律的应用
1.根据亲代的基因型推配子和子代的基因型及比例
例题
豌豆的花色和花的位置分别由基因A、a和B、b控制，基因型为·AaBb的豌豆植株自交获得的子代表型及比例是红花顶生：白花顶生：红花腋生：白花腋生=9：3：3：1。下列说法正确的是（ ）
A.子代产生9：3：3：1的表型与亲代产生的配子种类无关
B.子代中不同于双亲表现型的个体中，可稳定遗传的个体占1/16
C.让子代白花顶生与红花腋生杂交，后代中红花顶生的概率为4/9
D.子代红花顶生植株中，基因型为AABb的个体占1/16
解析：A、子代产生9：3：3：1的表型，说明亲代产生的配子种类为4种，并且比例为1:1:1:1，A错误；B、子代中不同于双亲表现型的个体（1-A_B_）中，可稳定遗传的个体占3/7，B错误；C、让子代白花顶生（aaBB:aaBb=1:2）与红花腋生（AAbb:Aabb=1:2）杂交，后代中红花顶生的概率为1/3×1/3×1+2/3×1/3×1/2+2/3×1/3×1/2+2/3×2/3×1/4=4/9，C正确；D、子代红花顶生植株中，基因型为AABb的个体占2/9，D错误。故选C。
C
自由组合定律的应用
2.根据子代的表现型推断亲代的基因型
2.根据子代的表现型推断亲代的基因型
根据亲代表现型可大概写出其基因型如A_B_、aaB_等，再根据子代表现型将所缺处填完，特别要学会利用后代中的隐性性状，因为后代中一旦存在双隐性个体，那亲代基因型中一定存在a、b等隐性基因。
根据子代表现型比例拆分为分离定律的分离比，确定每一对相对性状的亲本基因型，再组合。如：
9∶3∶3∶1→(3∶1)(3∶1) →
(Aa×Aa)(Bb×Bb)→AaBb×AaBb
基因填充法
分解组合法
自由组合定律的应用
例题
2.根据子代的表现型推断亲代的基因型
家兔的毛色受B、b和H、h两对等位基因控制，灰兔和白兔杂交，F1均为灰兔，F2中灰兔：黑兔：白兔=12：3：1，下列有关推断错误的是（ ）
A.亲代白兔的基因型为bbhh
B.F2中黑兔的基因型有两种，灰兔基因型有6种
C.基因B、b和H、h位于两对同源染色体上
D.F2中的黑兔与白兔杂交，后代性状分离比为3：1
解析：A、根据分析可知，亲代白兔的基因型为bbhh，A正确；B、F2中黑兔只占3/16，其基因型有两种，为BBhh、Bbhh，灰兔基因型有6种，为BBHH、BbHH、BBHh、BbHh、bbHH、bbHh，B正确；C、根据分析可知，基因B、b和H、h位于两对同源染色体上，遵循自由组合定律，C正确；D、F2中的黑兔（假设为1/3BBhh、2/3Bbhh）与白兔（bbhh）杂交，后代中白兔为2/3×1/2＝1/3，其它为黑兔，故性状分离比为2∶1，D错误。故选D。
D
自由组合定律的应用
3.考查多对基因自由组合的分析
2.根据子代的表现型推断亲代的基因型
相对性状对数 等位基因对数 F1配子 F1配子可能组合数 F2基因型 F2表现型
种类 比例 种类 比例 种类 比例
1 1 2 1∶1 4 3 1∶2∶1 2 3∶1
2 2 22 (1∶1)2 42 32 (1∶2∶1)2 22 (3∶1)2
3 3 23 (1∶1)3 43 33 (1∶2∶1)3 23 (3∶1)3
… … … … … … … … …
n n 2n (1∶1)n 4n 3n (1∶2∶1)n 2n (3∶1)n
n对等位基因(完全显性)位于n对同源染色体上的遗传规律
自由组合定律的应用
例题
3.考查多对基因自由组合的分析
某雌雄同株植物的花色有三种表型，受三对独立遗传的等位基因R/r、B/b、D/d控制，已知基因R、B和D三者共存时表现为红花（分为深红花、浅红花两种表型）。选择深红花植株与某白花植株进行杂交，所得F1均为浅红花，F1自交，F2中深红花：浅红花：白花=1：26：37。下列关于F2的说法错误的是（ ）
A.浅红花植株的基因型有7种，白花植株的基因型有19种
B.白花植株之间杂交，后代可能出现浅红花植株
C.亲本白花植株的基因型为bbdd，F2白花植株中纯合子占7/37
D.浅红花和白花植株杂交，后代中会有深红花植株出现
解析：根据上述分析可知，浅红花植株的基因型有（2×2×2）-1=7（种），白花植株的基因型有（3×3×3）-（2×2×2）=19（种），A正确。白花植株之间杂交，后代可能出现浅红花植株，如rBBDD×RRbbdd，后代基因型为RrBbDd，是浅红花植株，B正确。亲本深红花植株的基因型为RRBBDD，F1浅红花植株的基因型为RrBbDd，所以亲本白花植株的基因型为rrbbdd；F2白花植株中纯合子的基因型为RRBBdd、RRbbDD、rrBBDD、RRbbdd、rrBBdd、rbbDD、rbbdd，所占比例为7/37，C正确。由于白花植株的基因型为R_B_D_基因型以外的所有其他基因型，浅红花植株的基因型为R_B_D_基因型中除去RRBBDD后的所有其他基因型，二者杂交，后代中不会出现基因型为RRBBDD的个体，即不会有深红花植株出现，D错误。
D
自由组合定律的应用
4.能运用自由组合定律，性状分离比9∶3∶3∶1的变式问题
2.根据子代的表现型推断亲代的基因型
9：3：3:1的几种变形
AaBb自交 后代性状比 原因分析 测交后代
9∶6∶1 双显、单显、双隐表现为3种性状 9A_B _ ∶ (3A _ bb + 3 aaB _ ) ∶1aabb 1∶2∶1
1AaBb ∶ (1Aabb + 1aaBb) ∶ 1aabb
9∶7 A、B同时存在时表现为一种性状，其余基因型为另一性状 9A_B _ ∶(3A _ bb + 3 aaB _ + 1aabb 1∶3
1AaBb ∶(1Aabb + 1aaBb + 1aabb ）
15∶1 只要有显性基因就表现为一种表现型，其余基因型为另一种表现型 (9A_B _ + 3A _ bb + 3 aaB _ ) ∶ 1aabb 3∶1
(1AaBb + 1Aabb + 1aaBb) ∶ 1aabb
自由组合定律的应用
4.能运用自由组合定律，性状分离比9∶3∶3∶1的变式问题
2.根据子代的表现型推断亲代的基因型
9：3：3:1的几种变形
AaBb自交 后代性状比 原因分析 测交后代
9∶3∶4 一对等位基因中的隐性基因制约其它基因的作用 9A_B _ ∶ (3A _ bb)∶ (3 aaB _ + 1aabb) 1:1:2
1AaBb∶ 1Aabb
∶(1aaBb + 1aabb ）
1∶4∶6∶4∶1 A与B作用效果相同，但是显性基因越多，其效果越强 1AABB ∶4(AaBB + AABb) ∶ 6(AaBb + AAbb + aaBB) ∶ 4(Aabb + aaBb) ∶ 1aabb 1:2:1
1AaBb∶ 2(Aabb +1aaBb)∶ 1aabb
自由组合定律的应用
例题
4.能运用自由组合定律，性状分离比9∶3∶3∶1的变式问题
某植物的花色有红色、粉色和白色三种，受两对独立遗传的等位基因A/a、B/b控制，现将基因型为AABB的红花个体与基因型为aabb的白花个体杂交，得到的F1均开红花，F1测交后代中红花：粉花：白花=1：2：1，则F1自交后代花色的表型及比例为（ ）
A.红花：粉花：白花=3：10：3
B.红花：粉花：白花=12：3：1
C.红花：粉花：白花=9：6：1
D.红花：粉花：白花=9：3：4
C
解析：分析题干可知，基因型为AABB的红花个体与基因型为aabb的白花个体杂交，F1均开红花（基因型为AaBb），F1测交后代基因型为AaBb（红花）：Aabb：aaBb：aabb（白花）=1：1：1：1，又因为表型为红花：粉花：白花=1：2：1，可推知基因型为Aabb和aaBb的个体均开粉花，F1（基因型为AaBb）自交后代花色的基因型及比例为A_B：A_bb：aaB_：aabb=9：3：3：1，则表型及比例为红花（A_B_）：粉花（A_bb和aaB_）：白花（aabb）=9：6：1，C正确。
课堂练习
1.豌豆的花色和花的位置分别由基因A、a和B、b控制，基因型为AaBb的豌豆植株自交获得的子代表型及比例是红花顶生∶白花顶生∶红花腋生∶白花腋生=9∶3∶3∶1。下列说法正确的是（ ）
A.子代产生9∶3∶3∶1的表型与亲代产生的配子种类无关
B.子代中不同于双亲表现型的个体中，可稳定遗传的个体占1/16
C.让子代白花顶生与红花腋生杂交，后代中红花顶生的概率为4/9
D.子代红花顶生植株中，基因型为AABb的个体占1/16
解析：A、子代产生9∶3∶3∶1的表型，说明亲代产生的配子种类为4种，并且比例为1∶1∶1∶1，A错误；B、子代中不同于双亲表现型的个体（1-A_B_）中，可稳定遗传的个体占3/7，B错误；C、让子代白花顶生（aaBB∶aaBb=1∶2）与红花腋生（AAbb∶Aabb=1∶2）杂交，后代中红花顶生的概率为1/3×1/3×1+2/3×1/3×1/2+2/3×1/3×1/2+2/3×2/3×1/4=4/9，C正确；D、子代红花顶生植株中，基因型为AABb的个体占2/9，D错误。故选C。
C
课堂练习
2.某自交植物的抗病与不抗病为一对相对性状，受两对等位基因控制，将一纯合抗病植株与一纯合不抗病植株杂交，F1均表现为不抗病，F1自交所得F2的表型及比例为抗病∶不抗病=3∶13。下列相关叙述错误的是（ ）
A.控制抗病与不抗病的两对基因位于两对染色体上
B.F1能产生4种数量相等的配子
C.F2不抗病植株中纯合子的比例为3/7
D.F2中抗病植株自交得到的子代中抗病植株的比例为5/6
解析：A、由题意可知，将纯合抗病植株与纯合不抗病植株杂交，F1均表现为抗病，F1自交产生的F2中抗病∶不抗病＝13∶3，为9∶3∶3∶1的变式，说明抗病与不抗病的遗传遵循基因的自由组合定律，A错误；B、F1是双杂合子，能产生4种数量（比例）相等的配子，但雌雄配子的数目不同，B正确；C、设相关基因是A/a、B/b，F1的基因型为AaBb，表现为不抗病，其自交所得不抗病植株中，纯合子为AABB、aabb、AAbb（aaBB），这三种基因型的个体占不抗病植株的比例为3/13，C错误；D、F2中抗病植株aaB-（或A-bb）包括1/3aaBB、2/3aaBb，自交得到的子代中不抗病植株aabb比例为2/3×1/4=1/6，则抗病植株的比例为1-1/6=5/6，D正确。故选C。
C
课堂练习
3.已知某种优质水稻品种甲具有对螟虫的抗性（简称抗虫，相关基因为A/a）和对稻瘟病的抗性（简称抗病，相关基因为B/b）。甲自交所得F1的表型及比例为抗虫抗病：抗虫不抗病∶不抗虫抗病∶不抗虫不抗病=41∶7∶7∶9（已知各种配子存活率相同）。下列叙述错误的是（ ）
A.两对基因位于一对同源染色体上
B.F1中抗虫抗病纯合子占9/64
C.F1中抗虫抗病个体的基因型有4种
D.F1中抗虫抗病个体基因型与甲相同的占9/32
解析：第一步：判断基因在染色体上的位置和显隐性。甲抗虫抗病，F1的表型及比例为抗虫抗病∶抗虫不抗病∶不抗虫抗病∶不抗虫不抗病=41∶7∶7∶9，说明F1的基因型为AaBb，抗虫、抗病为显性性状；41∶7∶7∶9不是9∶3∶3∶1的变式【判断依据】，A/a、B/b的遗传不遵循基因的自由组合定律，因此两对基因位于一对同源染色体上。第二步：判断F1产生的配子情况。F1中不抗虫不抗病个体（aabb）占9/64，故甲产生的ab配子占3/8，AB配子占3/8，Ab配子和aB配子均占1/8，由以上分析可知，A正确；F1中抗虫抗病个体的基因型有AABB、AABb、AaBB、AaBb4种，F1中抗虫抗病纯合子（AABB）占3/8×3/8=9/64，F1中与甲基因型（AaBb）相同的个体占3/8×3/8×2+1/8×1/8×2=10/32，B、C正确，D错误。
D
课堂练习
4.下列有关基因分离定律和基因自由组合定律的说法，正确的是（ ）
A.一对相对性状的遗传一定遵循基因的分离定律而不遵循自由组合定律
B.分离定律和自由组合定律都发生在配子产生过程中
C.多对等位基因遗传时，在等位基因分离的同时，非等位基因自由组合
D.若符合自由组合定律，双杂合子自交后代一定出现9∶3∶3∶1的性状分离比
解析：一对相对性状可能由多对等位基因控制，因此一对相对性状的遗传一定遵循基因的分离定律，也可能遵循自由组合定律，A错误；分离定律和自由组合定律都发生在配子产生过程中，B正确；多对等位基因遗传时，在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，C错误；若符合自由组合定律，双杂合子自交后代可能出现9∶3∶3∶1的性状分离比，也可能出现15∶1、9∶7或9∶3∶4等的性状分离比，D错误。
B
课堂练习
5.两对独立遗传的等位基因A/a和B/b，且两对基因完全显隐性，分别控制豌豆的两对相对性状。植株甲与植物乙进行杂交，下列相关叙述正确的是（ ）
A.若子二代出现9∶3∶3∶1的性状分离比，则两亲本的基因型组合为AABB×aabb
B.若子一代出现1∶1∶1∶1的性状分离比，则两亲本的基因型组合为AaBb×aabb
C.若子一代出现3∶1∶3∶1的性状分离比，则两亲本的基因型组合为AaBb×aabb
D.若子二代出现3∶1的性状分离比，则两亲本可能的杂交组合有4种情况
解析：基因型组合为AABB×aabb或AAbb×aaBB的两亲本杂交，子二代均出现9∶3∶3∶1的性状分离比；基因型组合为AaBb×aabb或Aabb×aaBb的两亲本杂交，子一代均出现1∶1∶1∶1的性状分离比；基因型组合为AaBb×aaBb或AaBb×Aabb的两亲本杂交，子一代均出现3∶1∶3∶1的性状分离比；若子二代出现3∶1的性状分离比，则两亲本可能的杂交组合有AABB×AAbb、aaBB×aabb、AABB×aaBB、AAbb×aabb 4种情况。
D
总结归纳
自由组合定律及其应用
自由组合定律的应用
孟德尔获得成功的原因
基因的分离和自由组合使子代具有多样性