高考生物专题课件15：基因的自由组合定律（共53张PPT）

第15讲　基因的自由组合定律
高考生物专题课件
一、两对相对性状的杂交实验
?
必备知识
二、对自由组合现象的解释
　　　
1.F1(YyRr)产生的配子及其结合
(1)F1产生的配子
雄配子种类及比例:⑨????YR∶yR∶Yr∶yr=1∶1∶1∶1????。
雌配子种类及比例:⑩????YR∶yR∶Yr∶yr=1∶1∶1∶1????。
(2)F1配子的结合
a.结合是?????随机的????。
b.结合方式有?????16????种。
2.F2四种表现型可能包含的基因型
(1)黄色圆粒:?????YYRR????,?????YYRr????,?????YyRR????,?????YyRr????。
(2)黄色皱粒:?????YYrr????,?????Yyrr????。
(3)绿色圆粒:?????yyRR????,?????yyRr????。
(4)绿色皱粒:?????yyrr????。
三、对自由组合现象解释的验证
测交实验的遗传图解
四、自由组合定律的内容及应用
1.自由组合定律的内容
??
2.自由组合定律的应用
(1)指导?????杂交育种????,把优良性状结合在一起。
不同优良性状亲本?F1?F2(选育符合要求个体)
　　　　　　　　 　　　　　　?????
　　　　　　　　　　　　　　　纯合子
(2)为遗传病的?????预测和诊断????提供理论依据。
3.孟德尔遗传规律的适用范围
?
五、孟德尔成功的原因分析
1.科学选择了?????豌豆????作为实验材料。
2.采用由单因素到多因素的研究方法。
3.应用了?????统计学????方法对实验结果进行统计分析。
4.科学设计了实验程序。即在对大量实验数据进行分析的基础上,提出
合理的?????假说????,并且设计了新的?????测交????实验来验证假说。
?名师点拨????基因自由组合定律中基因行为的特点
(1)同时性:同源染色体上等位基因的分离与非同源染色体上非等位基
因的自由组合同时进行。
(2)独立性:同源染色体上等位基因的分离与非同源染色体上非等位基
因的自由组合互不干扰,各自独立地进行。
(3)普遍性:自由组合定律广泛存在于生物界,并发生在有性生殖过程中。
1.在自由组合遗传实验中,先进行等位基因的分离,再实现非等位基因的
自由组合。?( ? )
2.F1产生基因型为YR的卵细胞和基因型为YR的精子的数量之比为
1∶1。( ? )
3.基因自由组合定律是指F1(YyRr)产生的4种类型的精子和卵细胞可能
自由组合。?( ? )
4.按照孟德尔遗传规律,AaBbCcDd个体各等位基因独立遗传,则其自交,
子代基因型有81种。?( √ )
5.自由组合定律的实质是减数分裂时非等位基因的自由组合。?( ? )
6.基因型为AaBb的个体自交,后代一定出现4种基因型和9种表现型。 ( ? )
?
7.若F1(AaBb)自交后代表现型比例为9∶6∶1,则测交后代表现型比例
为1∶2∶1。?( √ )
8.运用统计学的方法分析结果是孟德尔获得成功的原因之一。?( √ )
9.孟德尔豌豆杂交实验中,纯合的黄色圆粒豌豆(YYRR)与绿色皱粒豌
豆(yyrr)杂交,若将F2中黄色皱粒豌豆自交,其子代中表现型为绿色皱粒
的个体占1/4。?( ? )
10.假定五对等位基因自由组合,则杂交组合AaBBCcDDEe×AaBbC-
CddEe产生的子代中,有一对等位基因杂合、四对等位基因纯合的个体
占1/16。?( √ )
11.在西葫芦的皮色遗传中,已知黄皮基因(Y)对绿皮基因(y)为显性,但
在另一白色显性基因(W)存在时,基因Y和y都不能表达。现有基因型
WwYy的个体自交,其后代表现型种类及比例是3种,10∶3∶3。?( ? )
突破1　孟德尔两对相对性状遗传实验分析
?
遗传实验过程
深化突破
(1)F1的配子分析
F1在产生配子时,每对遗传因子(等位基因)彼此分离,不同对的遗传因子
(非同源染色体上的非等位基因)自由组合,F1产生的雌、雄配子各4种:
YR∶Yr∶yR∶yr=1∶1∶1∶1,图解如下:
(2)F2的表现型分析
①两对相对性状独立遗传,若单独分析,其中的每一对相对性状都遵循
基因的分离定律,即黄∶绿(或圆∶皱)=3∶1。
②亲本中只有黄圆和绿皱两种表现型,F2中不仅有黄圆和绿皱(亲本类
型,共占10/16),还出现了亲本没有的黄皱和绿圆(重组类型,共占6/16),且
黄圆∶黄皱∶绿圆∶绿皱=9∶3∶3∶1。
③上述每种表现型中的纯合子在F2中所占比例均为1/16。
(3)F2的基因型分析
F1的雌、雄配子的结合是随机的,雌、雄配子的结合有16种方式,F2有9
种基因型。
?易错辨析????(1)重组类型是指F2中出现的与亲本表现型不同的个体,而
不是基因型与亲本不同的个体。
(2)亲本表现型不同,则重组类型所占比例也不同,若将孟德尔两对相对
性状的实验中的亲本类型换成绿圆、黄皱,则重组性状为黄圆、绿皱,
所占比例为5/8。
?
1.遗传定律的验证方法及结论
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测交后代的性状分离比为1∶1,则符合分离定律,由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制
F1测交后代的性状分离比为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
若有两种花粉,比例为1∶1,则符合分离定律
若有四种花粉,比例为1∶1∶1∶1,则符合自由组合定律
单倍体育种法
取花药离体培养,用秋水仙素处理单倍体幼苗,若植株有两种表现型,比例为1∶1,则符合分离定律
取花药离体培养,用秋水仙素处理单倍体幼苗,若植株有四种表现型,比例为1∶1∶1∶1,则符合自由组合定律
2.鉴定个体的基因型的方法
(1)自交法:对于植物来说,鉴定个体的基因型的最好方法是让该植物个
体自交,通过观察自交后代的性状分离比,分析出待测亲本的基因型。
(2)测交法:如果能找到纯合的隐性个体,根据测交后代的表现型及比例
即可推知待测亲本的基因组成。
(3)单倍体育种法:对于植物个体来说,如果条件允许,取花药离体培养,用
秋水仙素处理单倍体幼苗,根据处理后植株的性状表现即可推知待测亲
本的基因型。
?
考向1　以基础判断的形式,考查两对相对性状杂交结果分析及应用
1.下图为某植株自交产生后代过程的示意图。下列对此过程及结果的
描述,正确的是?(　　)
A.A与B、b的自由组合发生在②
B.雌、雄配子在③过程随机结合
C.M、N和P分别为16、9和4
D.该植株测交后代性状分离比为2∶1∶1
答案????D
解析　非同源染色体上非等位基因自由组合发生在减数分裂产生
配子过程中(①过程),而不是受精过程,A错误;雌、雄配子在②过程随机
结合,B错误;由题意可知,该植株自交,配子间组合方式有16种,子代基因
型有9种,表现型有3种,C错误;根据子代表现型比例,可知该植株测交后
代性状分离比为2∶1∶1,D正确。
2.孟德尔两对相对性状的杂交实验中,不属于F2产生9∶3∶3∶1性状分
离比的必备条件的是?(　D　)
A.各种精子与各种卵细胞的结合机会均等
B.控制不同性状基因的分离与组合互不干扰
C.环境对各表现型个体的生存和繁殖的影响相同
D.控制不同性状的基因在所有体细胞中均能表达
解析　控制不同性状的基因在体内选择性表达,不是在所有体细胞
中都表达,D错误。
考向2　以实例分析、实验探究考查自由组合定律的实质与验证
3.下列涉及自由组合定律的表述,正确的是?(　B　)
A.AaBb个体产生配子的过程一定遵循自由组合定律
B.X染色体上的基因与常染色体上的基因能自由组合
C.XBY个体产生两种配子的过程体现了自由组合定律
D.含不同基因的雌雄配子随机结合属于基因的自由组合
解析　若A、a和B、b两对等位基因位于一对同源染色体上,则不遵
循基因的自由组合定律,A错误;XBY个体产生两种配子的过程只能体现
基因的分离定律,C错误;基因的自由组合发生于减数分裂产生配子时,
而不是受精作用时,D错误。
4.已知某种昆虫的有眼(A)与无眼(a)、正常刚毛(B)与小刚毛(b)、正常
翅(E)与斑翅(e)这三对相对性状各受一对等位基因控制。现有三个纯
合品系:①aaBBEE、②AAbbEE和③AABBee。假定不发生染色体变异
和染色体交换,若A/a、B/b、E/e这三对等位基因都位于常染色体上,请
以上述品系为材料,设计实验来确定这三对等位基因是否分别位于三对
染色体上。(要求:写出实验思路、预期实验结果、得出结论)
答案　选择①×②、②×③、①×③三个杂交组合,分别得到F1和F2,若各
杂交组合的F2中均出现四种表现型,且比例为9∶3∶3∶1,则可确定这
三对等位基因分别位于三对染色体上;若出现其他结果,则可确定这三
对等位基因不是分别位于三对染色体上。
解析　本题考查了基因位置的相关判断方法及内容。确定三对等位
基因在三对同源染色体上有两种方法。方法一是筛选出AaBbEe,然后
让其雌雄个体交配,看后代是否出现8种表现型及其对应比例;方法二是
验证出三对等位基因中任意两对等位基因都符合自由组合定律即可。
显然方法二适合本题,即选择①×②、②×③、①×③三个杂交组合,分别
得到F1和F2,如果F2分别出现四种表现型且比例均为9∶3∶3∶1,则可证
明这三对等位基因分别位于三对染色体上;否则,不在三对染色体上。
突破2　应用分离定律解决自由组合定律问题
?
1.应用分离定律解决自由组合定律问题的思路
(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
运用乘法原理将各组进行组合。
具多对等位基因的个体
解答方法
举例:基因型为
AaBbCc的个体
产生配子的种类数
每对基因产生配子种类数的乘积
配子种类数为
Aa　Bb　Cc
↓　↓　↓
2×2 × 2=8
产生某种配子的概率
每对基因产生相应配子概率的乘积
产生ABC配子的概率为1/2(A)×1/2(B)×1/2(C)=1/8
(2)题型示例
①配子种类及概率问题
②基因型种类及概率问题
问题举例
计算方法
AaBbCc与AaBBCc杂交,求它们后代的基因型种类数
可分解为三个分离定律:
Aa×Aa→后代有3种基因型(1AA∶2Aa∶1aa)
Bb×BB→后代有2种基因型(1BB∶1Bb)
Cc×Cc→后代有3种基因型(1CC∶2Cc∶1cc)
因此,AaBbCc×AaBBCc的后代中有3×2×3=18种基因型
AaBbCc×AaBBCc后代中AaBBcc出现的概率
1/2(Aa)×1/2(BB)×1/4(cc)=1/16
问题举例
计算方法
AaBbCc×AabbCc,求它们杂交后代可能的表现型种类数
可分解为三个分离定律:
Aa×Aa→后代有2种表现型(3A_∶1aa)
Bb×bb→后代有2种表现型(1Bb∶1bb)
Cc×Cc→后代有2种表现型(3C_∶1cc)
所以,AaBbCc×AabbCc的后代中有2×2×2=8种表现型
AaBbCc×AabbCc后代中表现型A_bbcc出现的概率
3/4(A_)×1/2(bb)×1/4(cc)=3/32
③表现型种类及概率问题
2.已知子代表现型分离比推测亲本基因型的方法
(1)方法:将自由组合定律的性状分离比拆分成分离定律的分离比分别
分析,再运用乘法原理进行逆向组合。
(2)题型示例
①9∶3∶3∶1?(3∶1)(3∶1)?(Aa×Aa)(Bb×Bb);
②1∶1∶1∶1?(1∶1)(1∶1)?(Aa×aa)(Bb×bb);
③3∶3∶1∶1?(3∶1)(1∶1)?(Aa×Aa)(Bb×bb)或(Aa×aa)(Bb×Bb);
④3∶1?(3∶1)×1?(Aa×Aa)(BB×_ _)或(Aa×Aa)(bb×bb)或(AA×_ _)
(Bb×Bb)或(aa×aa)(Bb×Bb)。
?
利用“合并同类项法”妙解特殊分离比
1.“和”为16的特殊分离比成因
(1)基因互作
序号
条件
F1(AaBb)
自交后代比例
F1测交
后代比例
1
存在一种显性基因时表现为同一性状,其余正常表现
9∶6∶1
1∶2∶1
2
两种显性基因同时存在时,表现为一种性状,否则表现为另一种性状
9∶7
1∶3
3
当某一对隐性基因成对存在时表现为双隐性状,其余正常表现
9∶3∶4
1∶1∶2
4
只要存在显性基因就表现为一种性状,其余正常表现
15∶1
3∶1
(2)显性基因累加效应
①表现:
?
②原因:A与B的作用效果相同,但显性基因越多,其效果越强。
2.“和”小于16的特殊分离比成因
?
序号
特殊值成因
后代比例
1
显性纯合致死(AA、BB致死)
自交子代中:
AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=
4∶2∶2∶1,其余基因型个体致死
测交子代中:
AaBb∶Aabb∶aaBb∶
aabb=1∶1∶1∶1
2
隐性纯合致死(自交情况)
自交子代出现9∶3∶3(双隐性致死);自交子代出现9∶1(单隐性致死)
考向1　以演绎计算的形式,考查应用分离定律解决自由组合定律问题
的思路
1.利用豌豆的两对相对性状做杂交实验,其中子叶黄色(Y)对绿色(y)为
显性,圆粒种子(R)对皱粒种子(r)为显性。现用黄色圆粒豌豆和绿色圆
粒豌豆杂交,对其子代性状的统计结果如图所示。下列有关叙述错误的
是?(　　)
?
A.实验中所用亲本的基因型为YyRr和yyRr
B.子代中重组类型所占的比例为1/4
C.子代中自交能产生性状分离的占3/4
D.让子代黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交,后代性状分离比为1∶1∶
1∶1
答案????D
解析　柱形图显示,杂交后代中圆粒∶皱粒≈3∶1,黄色∶绿色≈
1∶1,故亲本基因型为YyRr×yyRr,A正确;在F1中,表现型不同于亲本的
是黄色皱粒(Y_rr占1/2×1/4=1/8)和绿色皱粒(yyrr占1/2×1/4=1/8),两者之
和为1/4,B正确;F1中纯合子为yyRR(1/2×1/4=1/8)和yyrr(1/2×1/4=1/8),故
F1中纯合子的比例是1/8+1/8=1/4,则F1中自交能产生性状分离的个体占
3/4,C正确;F1中黄色圆粒豌豆的基因组成是YyRR或 YyRr,F1中的黄色
圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交,可拆分为Yy×yy→1/2Yy、1/2yy,1/3RR×
rr→?Rr,2/3Rr×rr→?Rr、?rr,后代中有1/3rr、2/3Rr,后代基因型及所占
比例为1/3YyRr、1/3yyRr、1/6Yyrr、1/6yyrr,即性状分离比为2∶2∶
1∶1,D错误。
2.(2018课标全国Ⅲ)某小组利用某二倍体自花传粉植物进行两组杂交
实验,杂交涉及的四对相对性状分别是:红果(红)与黄果(黄)、子房二室
(二)与多室(多)、圆形果(圆)与长形果(长)、单一花序(单)与复状花序
(复)。实验数据如下表。
组别
杂交组合
F1表现型
F2表现型及个体数
甲
红二×黄多
红二
450红二、160红多、150黄二、50黄多
红多×黄二
红二
460红二、150红多、160黄二、50黄多
乙
圆单×长复
圆单
660圆单、90圆复、90长单、160长复
圆复×长单
圆单
510圆单、240圆复、240长单、10长复
回答下列问题:
(1)根据表中数据可得出的结论是:控制甲组两对相对性状的基因位于
　　　　　　　????上,依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　????
　　　　　　????;控制乙组两对相对性状的基因位于　　　????(填“一
对”或“两对”)同源染色体上,依据是　　　　　　　　　　　　????
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　????
　　　　????。
(2)某同学若用“长复”分别与乙组的两个F1进行杂交,结合表中数据分
析,其子代的统计结果不符合　　　　　　　　????的比例。
答案　(1)非同源染色体　F2中两对相对性状表现型的分离比符合9∶
3∶3∶1　一对　F2中每对相对性状表现型的分离比都符合3∶1,而两
对相对性状表现型的分离比不符合9∶3∶3∶1　(2)1∶1∶1∶1
解析　本题考查基因自由组合定律的应用。(1)甲组杂交组合的F2性
状分离符合9∶3∶3∶1的比例,说明控制甲组的两对相对性状的基因位
于非同源染色体上。而乙组杂交组合F2中每对相对性状表现型的分离
比都符合3∶1,两对相对性状的分离比不符合9∶3∶3∶1,说明控制乙
组两对相对性状的基因位于一对同源染色体上。(2)因控制乙组两对相
对性状的基因位于一对同源染色体上,故利用“长复”对乙组F1测交的
结果不符合1∶1∶1∶1的比例。
考向2　以实例分析的形式,考查性状分离比9∶3∶3∶1变式及应用
3.(2017课标全国Ⅱ)若某哺乳动物毛色由3对位于常染色体上的、独立
分配的等位基因决定,其中,A基因编码的酶可使黄色素转化为褐色素;B
基因编码的酶可使该褐色素转化为黑色素;D基因的表达产物能完全抑
制A基因的表达;相应的隐性等位基因a、b、d的表达产物没有上述功
能。若用两个纯合黄色品种的动物作为亲本进行杂交,F1均为黄色,F2中
毛色表现型出现了黄∶褐∶黑=52∶3∶9的数量比,则杂交亲本的组合
是?(　　)
A.AABBDD×aaBBdd或AAbbDD×aabbdd
B.aaBBDD×aabbdd或AAbbDD×aaBBDD
C.aabbDD×aabbdd或AAbbDD×aabbdd
D.AAbbDD×aaBBdd或AABBDD×aabbdd
答案????D
解析　本题考查基因自由组合定律的应用。由题意可知,A基因编
码的酶可使黄色素转化为褐色素,a基因无此功能,另外D基因的表达产
物能完全抑制A基因的表达,因此,基因型为D_或aa的个体都表现为黄
色;由F2中表现型的数量比为52∶3∶9可得比例之和为52+3+9=64,即43,
说明F1的基因型中三对基因均为杂合,因此杂交亲本的基因型为D项中
的组合,而A、B、C中,F1只能出现一对或两对基因杂合,不符合题意。
4.鲤鱼是生活中常见的淡水鱼,既可以食用也有观赏价值。鲤鱼的品种
多样,有青灰、红、蓝、白等多种体色,鱼鳞的鳞被常见的是全鳞型、
散鳞型两种。为探明鲤鱼体色及鳞被的遗传特性,研究人员进行了下列
实验。
(1)由杂交一实验结果可知,鲤鱼的体色和鳞被性状中的　　　　　????
为显性性状。F2中青灰色∶红色=15∶1,全鳞∶散鳞=3∶1,由此可知,鲤
鱼的体色是由　　　????对基因控制的,鳞被性状是由　　　????对基因控
制的。
(2)研究人员在实验一的基础上,选取F2中的青灰色全鳞和红色全鳞鲤鱼
各1尾进行了杂交实验二。由结果分析可知(若体色由一对等位基因控
制用A、a表示,由两对等位基因控制用A、a和B、b表示;若鳞被由一对
等位基因控制用D、d表示,由两对等位基因控制用D、d和E、e表示),
实验二的亲本青灰色全鳞和红色全鳞鲤鱼的基因型分别是　　　????和
　　　????,杂交后代中,青灰色散鳞鲤鱼个体占　　　????。控制体色与鳞被的基因共位于　　　????对染色体上,它们的遗传　　　????(填“符
合”或“不符合”)自由组合定律。
(3)研究表明,鲤鱼体色中的红色和白色都是由于基因突变形成的。为
判断红与白体色之间是否存在显隐性关系,科研人员利用红鲤和白鲤进
行体色间的杂交,再从F1家系中随机选取雌雄各2尾进行交配产生F2,结
果如下:
杂交组合
F1
F2
红鲤
白鲤
红鲤(♀)× 白鲤(♂)
红鲤
829
297
红鲤(♂)× 白鲤(♀)
红鲤
825
280
实验结果表明红色性状对白色性状是　　　????性。综合本题关于鲤鱼
的体色的杂交实验结果可以看出,鲤鱼体色间的显隐性关系具有　　????
????,会随杂交亲本体色的不同而表现出显性或隐性关系。
答案　(1)青灰色、全鳞　两　一　(2)AaBbDd　aabbDd　3/16　三????
符合　(3)显　相对性
解析　(1)根据杂交实验一,亲本红色全鳞与青灰色散鳞杂交,子一代
全是青灰色全鳞,可以判断青灰色和全鳞是显性性状。F2中青灰色∶红
色=15∶1,是9∶3∶3∶1的变式,故鲤鱼的体色是由两对基因控制的。
全鳞∶散鳞=3∶1,故鳞被性状是由一对基因控制的。(2)杂交实验二中
杂交后代红色散鳞个体为隐性纯合子,基因型为aabbdd,可以推出亲本
红色全鳞鲤鱼的基因型为aabbDd,青灰色全鳞鲤鱼的基因型为AaBb-Dd。杂交后代中青灰色占3/4,散鳞占1/4,故青灰色散鳞鲤鱼个体占3/16。控制体色与鳞被的基因共位于三对染色体上,它们的遗传符合自由组合定律。(3)无论正交还是反交,子一代都是红鲤,表明红色性状对白色性状是显性。综合本题,无论是青灰色与红色之间,还是红色与白色之间,鲤鱼体色间的显隐性关系都具有相对性,随杂交亲本体色的不同而表现出显性或隐性关系。
填充:①????自由组合????　②????分离?
③????隐性纯合子? ④??减数第一次分裂后期 　⑤?非同源染色体上的非等位基因
⑥????有性生殖????　⑦????染色体????
网络构建
核心构建
要语强记
1.一个实质
自由组合定律的实质是非同源染色体上非等位基因,随非同源染色体的
自由组合而组合。
2.一个条件
基因自由组合定律适用条件为:在有性生殖的生物的减数分裂过程中,
并且是非同源染色体上的非等位基因。
3.两组数据
(1)具有两对相对性状的纯种豌豆杂交,F1产生比例相等的4种配子,F2出
现9种基因型、4种表现型,比例是9∶3∶3∶1,F1测交后代性状分离比
为1∶1∶1∶1。
(2)若两对基因决定一对性状时,可能会出现9∶6∶1、9∶7、13∶3、
15∶1、12∶3∶1、9∶3∶4等分离比。