基因的自由组合定律
【教学目标】
1．阐明孟德尔的两对相对性状的杂交实验，简述孟德尔的两对相对性状的杂交实验结果以及对实验结果的解释，运用“假说演绎法”，验证自由组合的现象；
2．通过自主、互动、讨论等过程式教学，培养学生自主学习、勇于思考、善于表达等能力；
3．在对两对相对性状遗传结果进行分析时，通过演绎推理的方法，调动学生的想象力，培养学生的逻辑推理能力；
4．通过孟德尔豌豆杂交实验所揭示的自由组合定律的学习，对学生进行辩证唯物主义实践观的教育；
5．通过对孟德尔获得成功的原因的总结，培养学生严谨求实的科学态度，培养学生的探究意识和创新精神。
【教学重难点】
对自由组合现象的解释，阐明自由组合定律。
【教学过程】
一、导入新课
水稻是我国的主粮，也是世界上三分之一以上人口的主粮。因此，水稻的产量、生态适应性以及稻米的外观品质、蒸煮食味品质等性状都是育种学家要考虑的重要问题，如何能将水稻的优良性状集于一身呢？遗传杂交技术能解决这一问题吗？（创设问题情境引起学生思考引入新课。）
二、讲授新课
（一）两对相对性状的杂交实验
【教师】引导学生阅读教材，初步了解孟德尔杂交实验的过程和结果。
【学生】阅读教材。
【教师】孟德尔是用豌豆的哪两对相对性状来进行实验的？
【学生】豌豆种子的粒色：黄色和绿色；豌豆种子的粒形：圆粒和皱粒。
【教师】F1的性状表现是什么？说明了什么问题？
【学生】无论正交和反交，F1全为黄色圆粒，说明黄色对绿色为显性，圆粒对皱粒为显性。
【教师】F1自交，F2代出现了几种性状表现？比例是多少？与亲代相比有什么不同？
【学生】F2代出现了四种性状表现：黄色圆粒315粒、黄色皱粒101粒、绿色圆粒108粒、绿色皱粒32粒，其比例接近9∶3∶3∶1．与亲代相比，F2代不仅出现了两种与亲代相同的性状，即亲本性状——黄色圆粒和绿色皱粒，而且出现了两种与亲本不同的新性状即重组性状——黄色皱粒和绿色圆粒。
【教师】F2代中两种新性状（重组性状）与亲本性状有什么关系？
【学生】刚好是两亲本不同性状的重新组合的结果，即黄色可以和圆粒拆开与皱粒组合，绿色可以和皱粒拆开与圆粒组合。
【教师】如果就每一对相对性状单独分析，即黄∶绿和圆∶皱分别是多少？这说明了什么？
【学生】粒色：黄色∶绿色=（315+101）∶（108+32）=416∶140≈3∶1
粒形：圆粒∶皱粒=（315+108）∶（101+32）=423∶133≈3∶1
上述数据说明，豌豆的粒色和粒形这两对相对性状的遗传都遵循了分离定律，并且一对相对性状的分离对其他相对性状没有影响。
思考：为什么会出现这样的结果呢？
豌豆的粒形和粒色分别由一对基因控制，黄色和绿色分别由Y和y控制；圆粒和皱粒分别由R和r控制。
P的纯种黄圆和纯种绿皱的基因型就是YYRR和yyrr，配子分别是YR和yr。F1的基因型就是YyRr，所以表现为全部为黄圆。
F1在产生配子时，每对基因彼此分离，不同对的基因自由组合。F1产生的配子各有4种：
YR、Yr、yR、yr，比例为1：1：1：1。
受精时，雌雄配子的结合是随机的，结合方式有16种，F2基因型有9种，表现型有4种。
【教师】两对相对性状实验中，F2中9∶3∶3∶1的数量比与一对相对性状实验中F2的3∶1数量比有什么关系？
【学生】分析、思考。
【教师】讲解：从数学角度分析，9∶3∶3∶1是（3∶1）2的展开式。通过前面的分析可知，两对相对性状的遗传结果，是每对相对性状独立遗传结果3∶1的乘积——（3∶1）2，即（3黄∶1绿）（3圆∶1皱）=9黄圆∶3黄皱∶3绿圆∶1绿皱。
【教师】那么，为什么F1代只有黄色圆粒一种性状？F2代为什么会出现黄色皱粒和绿色圆粒两种新性状（重组性状）？其实质是什么？这就是孟德尔在实验中所发现的问题，孟德尔是如何解释这一现象的呢？
（二）测交实验验证自由组合假说
【教师】孟德尔又设计了测交实验，让杂种子一代（YyRr）与隐性纯合子（yyrr）杂交，同学们能演绎推理出测交实验的结果吗？
【学生】推理、回答。
【教师】孟德尔推测的测交实验结果是：黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒=1∶1∶1∶1。在孟德尔所做的测交实验中，无论是F1作母本还是作父本，结果都与预测相符。
自由组合定律
【教师】孟德尔在他研究的豌豆相对性状中，任选两对性状进行杂交实验，结果都是一样的。这种情况在其他生物体上也常常看到。后人把这一遗传规律为孟德尔第二定律，也叫作自由组合定律。自由组合定律的实质是什么呢？
【学生】阅读教材，回答。
【教师】小结：有性生殖中基因的分离和自由组合使得子代的基因型和表型有多种可能，并可由此预测子代的遗传性状。
【教师】自由组合定律在生物的遗传中具有普遍性。在实际生产生活中，自由组合定律有哪些应用呢？
【学生】阅读教材，回答。
【教师】总结：在杂交育种中，人们有目的地将具有不同优良性状地两个亲本杂交，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。在医学实践中，人们可以根据自由组合定律，对某些遗传病在后代中的患病概率作出科学的推断，从而为遗传咨询提供理论依据。
当堂检测
1．基因的自由组合定律揭示（
C
）基因之间的关系
A．一对等位
B．两对等位
C．两对或两对以上等位
D．等位
2．具有两对相对性状的纯合子杂交，在F2中能稳定遗传的个体数占总数的（
D
）
A．1/16
B．1/8
C．1/2
D．1/4
【板书设计】(共18张PPT)
基因的自由组合定律
导入
水稻是我国的主粮，也是世界上三分之一以上人口的主粮。因此，水稻的产量、生态适应性以及稻米的外观品质、蒸煮食味品质等性状都是育种学家要考虑的重要问题，如何能将水稻的优良性状集于一身呢？遗传杂交技术能解决这一问题吗？
一、两对相对性状的杂交实验
2．
F1的性状表现是什么？说明了什么问题？
1．孟德尔是用豌豆的哪两对相对性状来进行实验的？
豌豆种子的粒色：黄色和绿色
豌豆种子的粒形：圆粒和皱粒
F1全为黄色圆粒，说明黄色对绿色为显性，圆粒对皱粒为显性。
3．F2代出现了几种性状表现？比例是多少？与亲代相比有什么不同？
F2代出现了四种性状表现：黄色圆粒315粒、黄色皱粒101粒、绿色圆粒108粒、绿色皱粒32粒，其比例接近9∶3∶3∶1。
与亲代相比，F2代不仅出现了两种与亲代相同的性状，即亲本性状——黄色圆粒和绿色皱粒，而且出现了两种与亲本不同的新性状即重组性状——黄色皱粒和绿色圆粒。
4．F2代中两种新性状（重组性状）与亲本性状有什么关系？
刚好是两亲本不同性状的重新组合的结果，即黄色可以和圆粒拆开与皱粒组合，绿色可以和皱粒拆开与圆粒组合。
5．如果就每一对相对性状单独分析，即黄∶绿和圆∶皱分别是多少？这说明了什么？
粒色
黄色∶绿色=（315+101）∶（108+32）=416∶140
≈
3∶1
粒形
圆粒∶皱粒=（315+108）∶（101+32）=423∶133
≈
3∶1
上述数据说明，豌豆的粒色和粒形这两对相对性状的遗传都遵循了分离定律，并且一对相对性状的分离对其他相对性状没有影响。
豌豆的粒形和粒色分别由一对基因控制，黄色和绿色分别由Y和y控制；圆粒和皱粒分别由R和r控制。
P的纯种黄圆和纯种绿皱的基因型就是YYRR和yyrr，配子分别是YR和yr。F1的基因型就是YyRr，所以表现为全部为黄圆。
F1在产生配子时，每对基因彼此分离，不同对的基因自由组合。F1产生的配子各有4种：
YR、Yr、yR、yr，比例为1:1:1:1。
受精时，雌雄配子的结合是随机的，结合方式有16种，F2基因型有9种，表现型有4种。
6．两对相对性状实验中，F2中9∶3∶3∶1的数量比与一对相对性状实验中F2的3∶1数量比有什么关系？
9∶3∶3∶1是（3∶1）2的展开式。通过前面的分析可知，两对相对性状的遗传结果，是每对相对性状独立遗传结果3∶1的乘积——（3∶1）2，即（3黄∶1绿）（3圆∶1皱）=
9黄圆∶3黄皱∶3绿圆∶1绿皱。
二、测交实验验证自由组合假说
1.分析：
孟德尔用F1与双稳性类型测交，F1基因型若为纯合子，其测交后代只有一种表现型——黄色圆粒；若为杂合子（YyRr），其测交后代有四种表现型，分别是：黄圆、黄皱、绿圆、绿皱，数量近似比值为1：1：1：1。
2.测交过程的遗传图解
3.结论：
孟德尔测交试验的结果与预期的结果相符，证实了：
A.F1是杂合子；
B.F1产生了四种类型的配子，且比例为1：1：1：1；
C.F1形成配子时，成对的遗传因子彼此分离的同时，不成对的遗传因子自由组合。
自由组合定律
1.实质：
2.发生的时间：
3.适用条件：
控制两对或两对以上相对性的等位基因，当它们分布在非同源染色体上的时候，在减数分裂形成配子的过程中，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。
减数第一次分裂后期。
两对或多对相对性状的遗传试验。
细胞核遗传、有性生殖的生物。
两对或多对等位基因位于不同对的同源染色体上。
自由组合定律在生物的遗传中具有普遍性。掌握定律不仅有助于人们正确地解释生物界普遍存在的遗传现象，还能够预测杂交后代的类型和它们出现的概率，这在动植物育种和医学实践等方面都具有重要意义。
应用
有性生殖中基因的分离和自由组合使得子代的基因型和表型有多种可能，并可由此预测子代的遗传性状。
在杂交育种中，人们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。
超级杂交稻
当堂检测
1.基因的自由组合定律揭示（
）基因之间的关系
A．一对等位
B．两对等位
C．两对或两对以上等位
D．等位
C
2.具有两对相对性状的纯合子杂交，在F2中能稳定遗传的个体数占总数的（
）
A．1/16
B．1/8
C．1/2
D．1/4
D
知识梳理
基因的自由组合定律
两对相对性状的杂交实验
测交实验验证自由组合假说
谢
谢基因的自由组合定律
【学习目标】
1．阐明孟德尔的两对相对性状的杂交实验，简述孟德尔的两对相对性状的杂交实验结果以及对实验结果的解释，运用“假说演绎法”，验证自由组合的现象；
2．通过自主、互动、讨论等过程式学习，培养自主学习、勇于思考、善于表达等能力；
3．在对两对相对性状遗传结果进行分析时，通过演绎推理的方法，培养逻辑推理能力；
【学习重难点】
对自由组合现象的解释，阐明自由组合定律。
【学习过程】
一、自主学习
寻找证据——阅读
阅读课本P66页资料，根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1．如果分别关注豌豆种子的颜色及形状，2种性状的遗传是否仍遵循基因的分离定律？
2．F2中出现了2种新的表型，即黄色皱粒和绿色圆粒，产生新性状的原因是什么？
3．F2中出现了4种表型的种子，其数目各不相同，是否遵循一定的规律呢？
寻找证据——讨论
阅读课本P69页资料，思考下列问题：
1．YyRr个体进行减数分裂产生的配子类型和比例如何？配子的类型与染色体在减数分裂过程中的行为是否相关？
2．将YyRr个体与隐性亲本进行测交，产生的子代个体的基因型类型及比例如何，说明了什么？
二、知识巩固
1．在F2中出现了黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒和绿色皱粒4种表型，其比例为9∶3∶3∶1，与此无关的解释是(
)
A．F1产生了4种比例相等的配子
B．雌配子和雄配子的数量相等
C．F1的4种雌、雄配子自由组合
D．必须有足量的F2个体
2．孟德尔的两对相对性状的杂交实验中，具有1∶1∶1∶1比例的是(
)
①F1产生配子类型的比例
②F2性状表现的比例
③F1测交后代性状表现的比例
④F1性状表现的比例
⑤F2基因型的比例
A．②④
B．①③
C．④⑤
D．②⑤
3．某二倍体植物花瓣的大小受一对等位基因A、a控制，基因型为AA的植株表现为大花瓣，Aa为小花瓣，aa为无花瓣。花瓣颜色(红色和黄色)受另一对等位基因R、r控制，R对r为完全显性，两对基因独立遗传。下列有关叙述错误的是(
)
A．若基因型为AaRr的亲本自交，则子代共有9种基因型
B．若基因型为AaRr的亲本自交，则子代共有6种表型
C．若基因型为AaRr与Aarr的亲本杂交，则子代中红色花瓣植株占3/8
D．若基因型为AaRr的个体测交，则子代表型有3种
4．有一种植物只有在显性基因A和B同时存在时才开紫花。已知一株开紫花的植株自交，后代中开紫花的植株有180棵，开白花的植株有142棵，那么在此自交过程中配子间的组合方式有多少种？(
)
A．2种
B．4种
C．8种
D．16种
5．等位基因A、a和B、b是独立遗传的两对等位基因。让显性纯合子(AABB)和隐性纯合子(aabb)杂交得F1，再让F1测交，测交后代的表型比例为1∶3。如果让F1自交，则下列表型比例中，F2不可能出现的是(
)
A．13∶3
B．9∶4∶3
C．9∶7
D．15∶1
答案
1．解析在F1自交过程中，F1产生的4种比例相等的雄配子与4种比例相等的雌配子随机结合，后代有4种表型，其比例为9∶3∶3∶1。在豌豆花中，雌配子的数量远远少于雄配子的数量，因此在F1自交的过程中，雌、雄配子的数量之间没有对等关系。保证F2中有足够数量的个体是为了提高概率统计的准确性。
答案B
2．解析孟德尔两对相对性状的杂交实验中，F1遗传因子组成为YyRr，性状表现只有一种，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、yyrr
4种，性状表现也为4种，比例为1∶1∶1∶1。
答案B
3．解析根据题意，控制花瓣大小与颜色的基因的遗传遵循基因的自由组合定律。基因型为AaRr的亲本自交，则子代的基因型有3×3=9(种)，表型有5种(红色大花瓣、红色小花瓣、黄色大花瓣、黄色小花瓣、无花瓣)。若基因型为AaRr与Aarr的亲本杂交，则子代中红色花瓣(A_R_)植株所占比例为3/4×1/2=3/8。若基因型为AaRr的个体测交，则子代表型有红色小花瓣、黄色小花瓣与无花瓣3种。
答案B
4．解析只有在显性基因A和B同时存在时才开紫花，说明“已知的一株开紫花的植株”的基因型是A-B-。自交后代中开紫花的植株∶开白花的植株≈9∶7，则亲本的基因型是AaBb，那么在此自交过程中配子间的组合方式有16种。
答案D
5．解析两对等位基因独立遗传，遵循基因的自由组合定律。F1(AaBb)测交后代的基因型有4种(AaBB、AabB、aaBB、aabb)，表型比例为1∶3，则F1测交后代的表型只有2种，由此可推知F1自交后代的表型也为2种，比例可能是9∶7、13∶3或15∶1。
答案B
