13/13第二節基因的自由組合定律第1課時【高效導航】1.學習目標：（1）闡明孟德爾兩對相對性狀雜交實驗和驗證的過程、結果及原理；（2）記住孟德爾兩對相對性狀實驗F2的基因型和表現型分布和比例規律。（3）會應用基因自由組合定律解決育種和遺傳病分析問題。（4）掌握解題思路及方法。2.學習重點：（1）通過配子形成與減數分裂的聯系，訓練知識遷移的能力。（2）用基因自由組合定律解決遺傳學中的概率計算、遺傳育種、家族遺傳病分析等遺傳學問題。3.學習難點：（1）對自由組合現象的解釋。（2）基因的自由組合定律及其在實踐中的應用（3）用基因自由組合定律解決遺傳學問題。“看”——知識經緯基因的自由組合定律（1）“導”—自主預習第二節基因的自由組合定律一、基因的自由組合定律（1）選用性狀：①豌豆種子的顏色：_______與綠色。②豌豆種子的形狀：_______與皺粒。（2）實驗方法：___________。（3）過程與現象P黃色圓粒P黃色圓粒×綠色皺粒F1_________F2黃色圓粒∶黃色皺粒∶綠色圓粒∶綠色皺粒比例________∶________∶________∶________（4）實驗分析①F1全為黃色圓粒，說明_______對______為顯性，_______對______為顯性。②F2中粒色分離比為：黃色∶綠色=________，粒形的分離比為：圓粒∶皺粒=________。表明豌豆的粒色和粒形的遺傳都遵循_________。③F2有四種性狀表現，其中_________、綠色圓粒是不同于兩親本的性狀的重新組合類型，表明不同性狀的組合是自由的、隨機的。（二）對自由組合現象的解釋（1）遺傳因子決定性狀①豌豆的黃色和綠色分別由遺傳因子Y、y控制，圓粒和皺粒分別由遺傳因子R、r控制。②親本遺傳因子組成：純種黃色圓粒為________；純種綠色皺粒為_______。（2）F1的遺傳因子組成:親代形成配子時，YYRR產生一種_______配子，yyrr產生一種_______配子。親代產生的兩種配子結合后，產生的遺傳因子組成（基因型）為________，表現（表現型）為___________。（3）F1配子的產生①遺傳因子的行為：F1在產生配子時，每對遺傳因子彼此______，不同對的遺傳因子可以________。②配子的種類及比例:F1產生的雌配子和雄配子各4種，YR∶Yr∶___∶yr=____∶____∶____∶____。（4）F2的遺傳因子組成及性狀表現①受精時，雌雄配子的結合是________的。②F2有______種結合方式，_____種遺傳因子組合形式（基因型），______種性狀表現。③遺傳因子組成及比例YYRR∶YYRr∶YyRR∶YyRr∶YYrr∶Yyrr∶yyRR∶yyRr∶yyrr=_____________________。④性狀表現為黃色圓粒∶黃色皺粒∶綠色圓粒∶綠色皺粒=_____________。（三）對自由組合現象解釋的驗證（1）實驗方法：_____________。（2）理論預期①F1（YyRr）產生4種配子，分別是：YR∶Yr∶yR∶yr=______________。②隱性純合子（yyrr）只產生一種配子_____________。③測交后代有4種類型黃色圓粒（YyRr）∶黃色皺粒（Yyrr）∶綠色圓粒（yyRr）∶綠色皺粒（yyrr）=___________________。（3）遺傳圖解：（四）自由組合定律：（1）發生時間：形成時。（2）遺傳因子的關系：控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是______的。（3）實質：決定同一性狀的成對的遺傳因子（等位基因）彼此，決定不同性狀的遺傳因子（非等位基因）。“學”—互動探究探究一兩對相對性狀實驗F2的基因型和表現型的比例規律閱讀課本P35-P37相關內容，結合圖3－10、圖3－11和圖3－12，思考并小組討論下列問題：1.請據下圖總結兩對相對性狀實驗F2的基因型和表現型的比例規律F1YyRr×YyRrF1配子→↓YRYryRyrQ1.仔細觀察F2的基因型和表現型在表中的分布特點和數量比例，找出規律并加以記憶。F2YRYYRRYYRrYyRRYyRrYrYYRrYYrrYyRrYyrryRYyRRYyRryyRRyyRryrYyRrYyrryyRryyrr提示：（1）顯隱性：（圖一）雙顯性（Y_R_黃圓，9）：最大三角形的三個角和三個邊雙隱性（yyrr綠皺，3）：最小三角形內單顯性（Y_rr黃皺，3）：次大三角形的三個角單顯性（yyR_綠圓，1）：第三大三角形三個角（2）合子類型：純合子（YYRR，YYrr，yyRR，yyrr）：對角線（左上到右下）雙雜合子（YyRr）：對角線（左下到右上）（3）相同基因型（圖二）：一對基因的雜合體以純合體的對角線為軸而對稱。YYRrYyRRYyRrYYRrYyRrYyrrYyRRYyRryyRrYyRrYyrryyRr圖二（4）九中基因型可作如下規律性的排列：（用F2中兩對基因組合方式及比率相乘的方法得出如下結果，每種基因型前的系數即為其比例數）1YY（黃）2Yy（黃）1yy（綠）1RR（圓）2Rr（圓）1YYRR（黃圓）2YyRR（黃圓）2YYRr（黃圓）4YyRr（黃圓）1yyRR（綠圓）2yyRr（綠圓）1rr（皺）1YYrr（黃皺）2Yyrr（黃皺）1yyrr（綠皺）2.這一實驗結果是否符合基因分離定律？提示：分析數據可知，從一對性狀的角度去衡量這一實驗是符合分離定律的。3.通過對上述遺傳實驗的分析，在F2不僅出現了與親本性狀相同的后代，而且出現了兩個新組合的形狀：黃色皺粒和綠色圓粒，并且兩對相對性狀的分離比接近3∶1。這說明什么問題？提示：這表明在F1形成配子后，配子在組合上發生了自由配對的現象。這表明兩對性狀在共同的遺傳過程中性狀分離和等位基因的分離是互不干擾，各自獨立的。由于一對性狀的分離是隨機的、獨立的，那么，兩對性狀在遺傳的過程中必然會發生隨機組合。4.根據子一代的表現型，能否說明親本的顯隱性關系？提示：由于子一代表現為黃色圓粒，說明親本中黃色相對于綠色為顯性性狀，圓粒相對于皺粒為顯性性狀。5.兩個親本的基因型如何表示？提示：純種黃色圓粒的基因型為YYRR；純種綠色皺粒的基因型為yyrr。6.兩個親本產生配子的情況如何？F1的基因型是什么？提示：根據減數分裂的原理，YYRR產生的配子為YR；yyrr產生的配子為yr。F1的基因型為YyRr。7.F1形成配子時，各等位基因之間的分離是互不干擾的，在形成配子時，不同對的非等位基因表現為隨機結合。請同學們思考F1產生的雌雄配子各幾種？比例如何？提示：F1產生的雌雄配子各四種，即YR、Yr、yR、yr，比例為1∶l∶l∶1。8.雜種F1形成配子后，受精時雌雄配子是如何隨機組合的？請同學們思考F1的配子結合的方式有多少種？提示：結合方式有16種。以上結合方式中；共有幾種基因型、幾種表現型？提示：有九種基因型、四種表現型，表現型數量比接近于9∶3∶3∶1。9.什么是測交？這里應是誰和誰雜交？提示：讓F1和雙隱性親本回交，也就是F1和綠色皺縮豌豆雜交。這是理論上推導的預期測交，即是按孟德爾提出的假說，能產生4種配子，它們的數目相等，而隱性純合子只產生一種配子，故測交后代有4種表現型。黃圓∶黃皺∶綠圓∶綠皺=1∶1∶1∶1。請一位同學將上述情況用基因遺傳圖解表示。10.根據染色體在減數分裂中的行為及基因與染色體的關系，總結自由組合定律的實質。基因自由組合定律的實質是什么？提示：位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的。在進行減數分裂形成配子的過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離，同時非同源染色體上的非等位基因自由組合。11.為什么要強調是非同源染色體上，如果在同一同源染色體上的非等位基因能否自由組合？提示：不能【經典回眸】純合的黃圓（YYRR）豌豆與綠皺（yyrr）豌豆雜交，F1自交，將F2中的全部綠圓豌豆再種植（再交），則F3中純合的綠圓豌豆占F3的（）。A.1/2B.1/3C.1/4D.7/12【解析】（1）根據題意可知：F1的基因型為YyRr。（2）F1（YyRr）自交產生的F2中，綠色圓粒豌豆有兩種基因型：yyRR∶yyRr＝1∶2。即在F2的綠色圓粒中，yyRR占1/3；yyRr占2/3。（3）F2中綠色圓粒豌豆再自交，F3中：1/3yyRR的自交后代不發生性狀分離，yyRR占的比例為1/3×1＝1/3；2/3yyRr的自交后代中，發生性狀分離出現三種基因型，其中基因型為yyRR的所占的比例為2/3×1/4＝1/6。（4）F3中純合體的綠圓豌豆（yyRR）占F3的比例為：1/3+1/6＝1/2【答案】A【變式訓練】1.南瓜所結果實中白色（A）對黃色（a）為顯性，盤狀（B）對球狀（b）為顯性，兩對基因獨立遺傳。若讓基因型為AaBb的白色盤狀南瓜與“某南瓜”雜交，子代表現型及其比例如圖所示，則“某南瓜”的基因型為（）A.AaBbB.AabbC.AaBbD.Aabb2.已知玉米子粒黃色對紅色為顯性，非甜對甜為顯性。純合的黃色甜玉米與紅色非甜玉米雜交得到F1、F1自交或測交，預期結果錯誤的是A.自交結果中黃色非甜與紅色甜比例9∶1B.自交結果中與親本相同的表現型所占子代的比例為5∶8C.自交結果中黃色和紅色的比例為3∶1，非甜與甜的比例為3∶1D.測交結果中紅色非甜所占子代的比例為1∶4探究二基因自由組合定律在實踐中的應用閱讀課本P38的相關內容，思考并小組討論下列問題：1.請同學們討論基因自由組合定律在育種實踐中的具體應用。提示：使不同親本的優良性狀的基因組合到一個個體內，創造出優良品種。2.基因的自由組合定律為我們的動、植物育種和醫學實踐開闊了廣闊的前景，人類可以根據自己的需求，不斷改良動植物品種，為人類造福。例如：水稻中，有芒（A）對無芒（a）是顯性，抗病（R）對不抗病（r）是顯性。其中，無芒和抗病是人們需要的優良性狀。現有兩個水稻品種，一個品種無芒、不抗病，另一個品種有芒、抗病。請你想辦法培育出一個無芒、抗病的新品種。根據自由組合定律，這樣的品種占總數的3／16。我們得到的這種具有雜種優勢的品種可以代代遺傳嗎？提示：不可以，因為其中有2/16的植株是雜合體，它的下一代會出現性狀分離。3.那么，如何能得到可以代代遺傳的優勢品種？提示：要想得到可以代代遺傳的優勢品種，就必須對所得到的無芒、抗病品種進行自交和育種，淘汰不符合要求的植株，最后得到能夠穩定遺傳的無芒、抗病的類型。4.請同學們討論基因自由組合定律在醫學和優生優育中的具體應用。提示：在現代醫學上，我們也常用基因的自由組合規律來分析家族遺傳病的發病規律。并且推斷出其后代的基因型和表現型以及它們出現的依據。這對于遺傳病的預測和診斷以及優生、優育工作都有現實意義。5.在一個家庭中，父親是多指患者（由顯性致病基因P控制），母親的表現型正常，他們婚后卻生了一個手指正常但先天聾啞的孩子（由隱性致病基因d控制，基因型為dd），其父母的基因型分別是什么？提示：首先，先天聾啞一定是遺傳病，其父母均未表現出來，說明其父母均是隱性基因的攜帶者。加之其父親為多指，可以判定其父親的基因型為：PpDd；其母親表現型正常，可以判斷其母的基因型為：ppDd。6.根據上面的分析，其父母可能出現的配子是什么？其子女中可能出現的表現型有幾種？提示：其母親可能出現的配子類型為：pD、pd，其父親可能出現的配子類型為PD、Pd、pD、pd。）他們的后代可能出現的表現型有4種：只患多指（基因型為PpDD、PpDd），只患先天聾啞（基因型ppdd），既患多指又患先天聾啞（基因型Ppdd），表現型正常（基因型ppDD，ppDd）。7.為什么孟德爾會取得這么大的成果呢？我們從中應該得到那些啟示呢？提示：（1）正確地選擇了實驗材料。（2）在分析生物性狀時，采用了先從一對相對性狀入手再循序漸進的方法（由單一因素到多因素的研究方法）。（3）在實驗中注意對不同世代的不同性狀進行記載和分析，并運用了統計學的方法處理實驗結果。（4）科學設計了實驗程序。8.孟德爾實驗的成功給了我們以很大的啟示，即進行科學實驗必須具備的幾點精神是什么？提示：（1）科學的工作態度和方法：采取循序漸進的方法，由簡單到復雜；并注意觀察實驗現象，不放過任何一個實驗現象。（2）運用先進的科學成果，如孟德爾首先將統計學的方法用于生物實驗的分析。（3）科學地選擇實驗的材料。【經典回眸】下表為甲～戊五種類型豌豆的有關雜交結果統計。甲～戊中表現型相同的有（）后代表現型親本組合黃色圓粒黃色皺粒綠色圓粒綠色皺粒甲×乙85289432甲×丁78626871乙×丙0011334丁×戊004951A.甲、丙B.甲、戊C.乙、丙、丁D.乙、丙、戊【解析】本題為逆推類（由子推親）題目，考查了自由組合定律的相關知識。要注意先分后合、單獨考慮每對相時性狀。根據每組子代表現型分離比，可推得甲、乙、丙、T、戊的基因型依次為YyRr、yyRr、yyRr、yyrr、yyRr，所以乙、丙、戊的基因型、表現型都相同。【答案】D【變式訓練】3.一位正常指聾啞人的父親患短指癥，母親為正常指，父母都會說話。已知短指（B）對正常指（b）為顯性，會說話（D）對聾啞（d）為顯性。請問該正常指聾啞人父母的基因型和該正常指聾啞人是由哪種精子和卵細胞結合而來的（）A.父BBDd、母bbDD、Bb精子、bD卵細胞B.父BBDD、母bbDd、BD精子、bd卵細胞C.父BbDd、母bbDd、bd精子、bd卵細胞D.父BbDd、母bbDD、bD精子、bD卵細胞4.數量性狀通常顯示出一系列連續的表型。現有控制植物高度的兩對等位基因A、a和B、b，位于不同的同源染色體上。以累加效應決定植株的高度，且每個顯性基因的遺傳效應是相同的。純合子AABB高50厘米，aabb高30厘米，這兩個純合子之間雜交得到F1，再自交得到F2，在F2中表現40厘米高度的個體基因型有幾種（）A.1種B.2種C.3種D.4種“思”—課堂小結同學們，通過這節課學習，你有哪些收獲和體會，存在哪些疑問，請把它填在下面的表格中，以便及時總結、彌補知識缺漏，不吃夾生飯，不做欠賬人。收獲內容疑點內容“練”—當堂檢測1.下圖表示不同基因型豌豆體細胞中的兩對基因及其在染色體上的位置，這兩對基因分別控制兩對相對性狀，從理論上說，下列分析不正確的是（）A.甲、乙植株雜交后代的表現型比例是1∶1∶1∶1B.甲、丙植株雜交后代的基因型比例是1∶1∶1∶1C.丁植株自交后代的基因型比例是1∶2∶1D.正常情況下，甲植株中基因A與a在減數第二次分裂時分離2.刺鼠的毛色由兩個位點B和C決定，B（b）和C（c）的遺傳符合基因自由組合定律。B（黑色）對b（褐色）為顯性；凡是具CC和Cc基因型的鼠是正常體色，只要基因型是cc則為白化鼠。親本為黑色的刺鼠與bbcc的白化鼠交配，其子一代中，1／2個體是白化鼠，l／4是黑色正常刺鼠，l／4是褐色正常刺鼠。請推測黑色親本的基因型是（）A.bbCcB.BbCcC.BbCCD.BBCc3.某種蝴蝶紫翅（P）對黃翅（p）是顯性，綠眼（G）對白眼（g）為顯性，兩對基因分別位于兩對同源染色體上，生物小組同學用紫翅綠眼和紫翅白眼的蝴蝶進行雜交，F1出現的性狀類型及比例如右圖所示。下列說法正確的是（）A.上述親本的基因型是PpGg×PPggB.上述親本的基因型是PpGg×PPggC.F1紫翅白眼個體自交（基因型相同個體間的交配），其中純合子所占比例是2/2D.F1·紫翅白眼個體自交（基因型相同個體間的交配），其中純合子所占比例是1/24.番茄紅果對黃果為顯性，圓果對長果為顯性，且控制這兩對性狀的基因自由組合，現用紅色長果與黃色圓果番茄雜交，從理論上分析，其后代的基因型不可能出現的比例是（）A.1∶0B.1∶2∶1C.1∶lD.1∶1∶1∶15.已知某植物的胚乳非糯（