《基因自由组合定律》PPT课件.ppt

基因自由组合定律, 考点一 两对相对性状的遗传实验,1.过程： P： 黄圆 绿皱 选择具有两对相对性状 的豌豆作亲本杂交 F1：_ F1只表现出_性性状 F2：_ F2分离比为_ 且出现性状重新组合,黄圆,显,黄圆、黄皱、绿圆、绿皱,9331,2.解释要点：(1)豌豆的粒色由_同源染色体上的_基因控制(Y、y)，粒形由_同源染色体上的_基因控制(R、r)；(2)F1为含两对等位基因的_，在_ 时，由于_基因分离、非同源染色体上的_基因自由组合，分别形成数量相等的四种雌雄配子，即_(1/4)、_(1/4)、_(1/4)、_(1/4)；(3)传粉受精时，雌雄配子结合是_的，即不同配子间结合机会_，从而存在_种均等的雌雄配子结合方式；(4)F2形成_种表现型、_种基因型(如下表)：,一对,一对等位,另一对,等位,杂合子,减数分裂形成配子,非等位,等位,YR,Yr,yR,yr,随机,均等,16,4,9,黄色圆粒,YYRR,2/16,YyRR,YyRr,黄色皱粒,YYrr,Yyrr,绿色圆粒,yyRR,yyRr,绿色皱粒,yyrr,纯一 单二 双四,3.验证： (1)验证方法：_，即_。 (2)理论分析：如果两对等位基因(Y、y与R、r)分别位于_染色体上，根据减数分裂的规律，F1两对等位基因通过自由组合应分别产生四种( )数量_的雌雄配子。由于隐性类型只能产生_种(_)配子，因此，测交后代表现型的种类及比例能反映F1所产生的_种类及比例，从而证明F1的基因型及减数分裂时不同对的基因是否自由组合。,测交实验,F1双隐性类型,两对同源,YR、Yr、yR、yr,相等,一,yr,配子,(3)试验结果：,(4)实验结论：假设成立，即F1的基因型是YyRr，在形成配子时不同对的基因是自由组合。, 考点二 基因自由组合定律的实质,位于_染色体上的_基因的分离或组合是互不干扰的。在进行减数分裂形成配子的过程中，_染色体上的_基因彼此分离，同时_染色体上的_基因自由组合。只有非同源染色体上的非等位基因才能进行自由组合，与等位基因的分离一样，自由组合的过程发生在减数第一次分裂后期。,非同源,非等位,同源,等位,非同源,非等位, 考点三 基因自由组合定律在实践中的应用,杂交育种,基因重组,2用于医学实践：为遗传病的_ _提供理论依据。,预测和诊断, 考点四 孟德尔获得成功的原因,1._是成功的首要条件。 2在对生物性状进行分析时,首先针对_ _的传递情况进行研究，然后再研究_，这种由单因素到多因素的研究方法也是成功的重要原因。 3应用_方法对实验结果进行分析。,正确选用实验材料,一对相对性状,两对或多对相对性状,数学统计,4科学设计实验程序，在对实验数据大量分析的基础上，合理地提出假设，并设计新实验来验证假说，使结果可信而有说服力。 孟德尔遗传定律只适用于真核生物有性生殖过程的细胞核遗传，基因的分离定律适用于一对等位基因的遗传，自由组合定律适用于两对及两对以上的位于非同源染色体上的非等位基因的遗传。而对于原核生物、无性生殖、有性生殖的细胞质遗传及同一对同源染色体上的多对非等位基因的遗传不适用。,要点探究, 探究点一自由组合定律的细胞学基础、实质、使用范围及延伸,1基因自由组合定律的实质与减数分裂(细胞学基础),理解基因的自由组合定律的实质，要注意理解三点： (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间的相互分离与非同源染色体上非等位基因的自由组合，互不干扰，各自独立地分配到配子中去。 (3)普遍性：自由组合定律广泛适用于进行有性生殖的生物。基因重新组合会产生极其多样基因型的后代，这也是现在世界上的生物种类具有多样性的重要原因。,不能自由组合,非同源染色体的非等位基因,例题1 基因的自由组合定律发生于下图中哪个过程 ( ) AaBb 1AB1Ab1aB1ab 雌雄配子随机结合 子代9种基因型 4种表现型 A B C D,解析 基因的自由组合定律的实质是在减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的组合而自由组合。 答案 A,2在减数分裂过程中配子产生数目情况(非等位基因在非同源染色体上),3.基因自由组合定律的适用条件 (1)适用两对或两对以上相对性状的遗传，并且非等位基因均位于不同对的同源染色体上。 (2)非同源染色体上的非等位基因自由组合，发生在减数第一次分裂过程中，因此只有进行有性生殖的生物，才能出现基因的自由组合。 (3)按遗传基本定律，遗传的基因均位于细胞核中的染色体上。所以，基因的分离定律和基因的自由组合定律，均是真核生物的细胞核遗传规律。 注意：n为等位基因的对数，不包括相同基因，例如AaBbCcDD包括3对等位基因。,4n对等位基因(完全显性)位于n对同源染色体上的遗传规律,如图表示某一生物精原细胞中染色体和染色体上的基因，据图 自由组合的基因是,例题2：,A,B,a,b,(1)、此细胞的基因型是,AaBb,（2）属于同源染色体的是,1 2,3 4,1和2、 3和4,（3）属于非同源染色体的是,1和3、1和4； 2和3、2和4,（4）属于等位基因的是,A和a、B和b,（5）该细胞进行减数分裂时，发生分离的基因是,A和a、B和b,A和B（或 b ）、 a 和B（或b ）,(6) 减数分裂，此细胞能形成 种精子精子的基因型 是,2,AB.ab或Ab.aB.,5.基因自由组合定律与分离定律的关系 (1)两大基本遗传定律的区别：,(2)联系： 发生时间：两定律均发生于减后期，是同时进行，同时发挥作用的； 相关性：非同源染色体上非等位基因的自由组合是在同源染色体上等位基因分离的基础上实现的，即基因分离定律是自由组合定律的基础； 范围：两定律均为真核生物细胞核基因在有性生殖中的传递规律。,易错易混点 F1产生四种数量相等的配子是指F1产生的雄配子有YR、Yr、yR、yr四种且数量相等，F1产生的雌配子也有YR、Yr、yR、yr四种且数量相等，而不是指雌配子数量等于雄配子数量。事实上，进行有性生殖的生物，产生的雄配子数量远远多于雌配子的数量。,例3 2010北京卷决定小鼠毛色为黑(B)/褐(b)色、有(s)/无(S)白斑的两对等位基因分别位于两对同源染色体上。基因型为BbSs的小鼠相互交配，后代中出现黑色有白斑小鼠的比例是( ) A1/16 B3/16 C7/16 D9/16,B 解析 本题考查基因的自由组合定律的有关知识，属于容易题。基因型为BbSs的小鼠相互交配，后代中双显性(黑色无白斑)一显一隐(黑色有白斑)一显一隐(褐色无白斑)双隐性(褐色有白斑)9331，故正确答案为B。 点评 两对相对性状独立遗传时，杂交后代的比例需要牢记，并可以结合比例拓展孟德尔的遗传定律。以下变式题考查对孟德尔遗传定律的扩展。,2010宁夏卷 某种自花受粉植物的花色分为白色、红色和紫色。现有4个纯合品种:1个紫色(紫)、1个红色(红)、2个白色(白甲和白乙)。用这4个品种做杂交实验,结果如下： 实验1：紫红，F1表现为紫，F2表现为3紫1红； 实验2：红白甲，F1表现为紫，F2表现为9紫3红4白； 实验3：白甲白乙，F1表现为白，F2表现为白； 实验4：白乙紫，F1表现为紫，F2表现为9紫3红4白。,变式题,综合上述实验结果，请回答： (1)上述花色遗传所遵循的遗传定律是_。 (2)写出实验1(紫红)的遗传图解(若花色由一对等位基因控制，用A、a表示，若由两对等位基因控制，用A、a和B、b表示，以此类推)。,自由组合定律,(3)为了验证花色遗传的特点，可将实验2(红白甲)得到的F2植株自交，单株收获F2中紫花植株所结的种子，每株的所有种子单独种植在一起可得到一个株系，观察多个这样的株系，则理论上，在所有株系中有4/9的株系F3花色的表现型及其数量比为 。,9紫3红4白,解析 本题考查基因的自由组合定律的相关知识，属于中档题。(1)由实验2和实验4的结果，可看出该植物的花色的遗传是由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制的，遵循基因的自由组合定律。(2)结合孟德尔的9331，分析实验2和实验4的结果，可见紫色是由两个显性基因控制的，红色由一对显性基因和一对隐性基因控制。再结合实验3，白色可能由一个显性基因和一对隐性基因控制，也可能由两对隐性基因控制。实验1中亲本中的紫花基因型为AABB，红花基因型是aaBB或AAbb。若AABBaaBB，F1是AaBB，自交产生的F2是3A_BB(紫花)和1aaBB(红花)。,若AABBAAbb，F1是AABb，自交产生的F2是3AAB_(紫花)和1AAbb(红花)。(3)依题意，实验2(红白甲)得到的F2中紫花基因型为1/9AABB、2/9AaBB、2/9AABb、4/9AaBb，F2植株自交，在所有株系中4/9的株系F3为4/9AaBb自交的后代，其花色的表现型及其数量比为9紫3红4白。, 探究点二 多对基因遗传时基因型、表现型的确定方法,基因决定性状，基因型决定表现型，只要能确定基因型即可判断出表现型。因此，在这里重点介绍基因型的确定方法。不同的题型或者同一题型往往可有多种分析判断方法，但从简单、有效、直观的角度出发，主要有以下三种： 1已知亲本表现型、基因型，判断子代的基因型、表现型及其比例分解组合法。即将自由组合问题转化为若干个基因分离定律的问题，然后再将结果按随机原则组合起来。这种方法的依据是，基因的自由组合定律是以基因的分离定律为基础的。如孟德尔对自由组合现象的解释教材采用了棋盘法，采用分解组合法则更简洁明了。将F1黄色圆粒豌豆(YyRr)自交拆分为F1黄色(Yy)自交和圆粒(Rr)自交，然后再组合。,表解如下：,如此，子代的基因型、表现型种类及其比例就一目了然了。如果只需判断子代的表现型可直接拆分后只用子代表现型及其比例进行组合。如F1黄色豌豆自交后代3/4为黄色豌豆、1/4为绿色豌豆；F1圆粒豌豆自交后代3/4为圆粒豌豆、1/4为皱粒豌豆。再将子代表现型及比例随机组合(各自的比例相乘)后即可得到与杂交试验结果完全一致的四种表现型及比例。 2已知亲代表现型、子代的表现型及比例，判断亲代的基因型比例法和基因式法。 (1)根据后代性状分离比解题。 若后代性状分离比为显性隐性31，则双亲均为杂合子；若后代性状分离比为显性隐性11，则双亲中具有显性性状的个体为杂合子，具有隐性性状的个体为隐性纯合子；若子代只有显性性状，则双亲中至少一方为显性纯合子,(2)运用隐性纯合突破法解题。 隐性性状的个体可直接写出其基因型，显性性状可写出部分基因型(基因式)，再结合减数分裂产生配子和受精作用的相关知识，能够推出亲代的基因型。如表现型为高茎圆粒豌豆其基因式可写为D_R_，子代中如果有矮茎皱粒豌豆，则其基因型为DdRr，子代中如全为高茎圆粒则其基因型为DDRR。 3、运用综合分析法解题。 如据题知一个亲本的基因型为BbCc，另一个为bbC_，后代中四种表现型个体比近似于3131，即总份数为8。根据受精作用中雌雄配子结合规律可断定一个亲本可产生两种配子，另一个亲本能产生四种配子，雌雄配子随机结合的可能性有8种，另一个亲本的基因型为bbCc。,杂交育种是一种常规育种方法，一般按如下程序进行： 1选择合适的具有不同优良性状的不同品种作亲本(一般要求亲本为纯合子，可通过连续自交纯化)种植，开花时期进行人工授粉完成杂交，收获F1种子。 2种植F1，让其自交，收获F2种子。 3种植F2，选择符合需要的性状类型自交留种，逐年种植连续自交并淘汰不符合的性状类型，直至不发生性状分离为止。, 探究点三 杂交育种及遗传图解的认识,易错易混点 在育种问题上高考常常要求用遗传图解表示育种过程。遗传图解的书写一定要规范。,例4 回答下列小麦杂交育种的问题。 (1)设小麦的高产与低产受一对等位基因控制，基因型AA为高产，Aa为中产，aa为低产。抗锈病与不抗锈病受另一对等位基因控制(用B、b表示)，只要有一个B基因就表现为抗病。这两对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律。现有高产不抗锈病与低产抗锈病两个纯种品系杂交产生F1，F1自交得F2。 F2的表现型有_种，其中能稳定遗传的高产抗锈病个体占F2的比例为_。,6,1/16,选出F2中抗锈病的品系自交得F3。请在下表中写出F3各种基因型的频率。,BB1/2,Bb1/3,bb1/6,(2)另假设小麦高产与低产由两对同源染色体上的两对等位基因(A与a，E与e)控制，且含显性基因越多，产量越高。现有高产与低产两个纯系杂交得F1，F1自交得F2,F2中出现了高产、中高产、中产、中低产、低产五个品系。 F2中，中产的基因型为 . 。 在图412中画出F2中的高产、中高产、中产、中低产、低产五个品系性状分离比的柱状图。,AaEe、AAee、aaEE,解析 (1)由题意可知，小麦的高产与低产这一对性状在F2代中有三种表现型，抗锈病和不抗锈这对相对性状在F2中有两种表现型，两对性状自由组合，所以F2中表现型有326种。能稳定遗传的高产抗锈病个体占F2的比例为1/16。F2中抗锈病个体基因型有BB和Bb，让该品系自交时产生BB、Bb、bb基因型概率分别为 :,(2)根据题意，F2中表现为高产、中高产、中产、中低产、低产五个品系的各自所含显性基因的数目分别为4、3、2、1、0，根据基因的自由组合定律，F2中中产的基因型为AAee、AaEe、aaEE三种，F2中表现型所占比例分别为高产 ，中高产(AABb、AaBB)占 ，中产(AAee、AaEe、aaEE)占 ，中低产(Aabb、aaBb)占 ，低产(aacc)占 。,例题5.在家兔中黑色（B）对褐色(b)为显性，短毛(E)对长毛(e)为显性，这些基因是独立分配的。现有纯和黑色短毛兔和褐色长毛兔，试回答下列问题： （1）写出黑色长毛兔的基因型 ，在F2代中其纯合体占黑色长毛兔的比例是 。 （2）设计培育出稳定遗传的黑色长毛兔的育种方案,答案（1）BBee、Bbee, 13 (2)第一步：让黑色短毛兔（BBEE）和白色长毛兔(bbee)杂交 得到F1； 第二步让F1中雌雄个体交配得到F2， 第三步从F2中选出黑色长毛兔(B ee);让选出的黑色长毛兔与白色短毛兔测交,如果后代无褐色长毛兔出现，则培育出的黑色长毛兔为纯合子,一个家庭中，父亲是多指患者(多指由P控制)，母亲表现型正常，他们婚后生了一个手指正常但患先天聋哑的孩子 (先天聋哑由d控制)，问：,父亲的基因型是 ，母亲的基因型是 。,他们的后代可能出现表现型的种类及比数是多少？,PpDd,ppDd,正常只是聋哑只是多指多指聋哑 3131,指导医学实践,亲代,子代,母亲 （正常指） ppDd,父亲 （多指） PpDd,PpDD 多指,PpDd 多指,ppDD 正常,ppDd 正常,PpDd 多指,Ppdd 多指 先天聋哑,ppDd 正常,ppdd 正常指 先天聋哑,方法一 棋盘法,方法二分枝法,先考虑基因型中的一对基因, = 3/8, = 3/8, = 1/8, = 1/8,概率,方法三,一个家庭中，父亲是多指患者(多指由P控制)，母亲表现型正常，他们婚后生了一个手指正常但患先天聋哑的孩子 (先天聋哑由d控制)，问：,思路 首先将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题。在独立遗传的情况下，有几对基因就可分解为几个分离定律问题，如AaBbAabb可分解为如下两个分离定律：AaAa；Bbbb。 题型 配子类型的问题,示例 AaBbCc产生的配子种类数 Aa Bb Cc 2 2 28种, 探究点四 基因的自由组合定律的解题指导 原理：分离定律是自由组合定律的基础,配子间结合方式问题 示例 AaBbCc与AaBbCC杂交过程中，配子间的结合方式有多少种？ 先求AaBbCc、AaBbCC各自产生多少种配子。 AaBbCc8种配子、AaBbCC4种配子。 再求两亲本配子间的结合方式。由于两性配子间的结合是随机的，因而AaBbCc与AaBbCC配子之间有8432种结合方式。 推算子代基因型种类的问题 示例 AaBbCc与AaBBCc杂交，求其后代的基因型数? 先分解为三个分离定律： AaAa后代有3种基因型(1AA2Aa1aa) BbBB后代有2种基因型(1BB1Bb),CcCc后代有3种基因型(1CC2Cc1cc) 因而AaBbCcAaBBCc，后代中有32318种基因型 推算子代表现型种类的问题 示例 AaBbCcAabbCc，其杂交后代可能的表现型数先分解为三个分离定律： AaAa后代有2种表现型 Bbbb后代有2种表现型 CcCc后代有2种表现型 所以AaBbCcAabbCc，后代中有2228种表现型 求子代基因型、表现型的比例 示例 求ddEeFF与DdEeff杂交后代中基因型和表现型比例 分析：将ddEeFFDdEeff分解： ddDd后代：基因型比11，表现型比11；,EeEe后代：基因型比121，表现型比31； FFff后代：基因型1种，表现型1种。 所以，后代中基因型比为 (11)(121)1121121； 表现型比为(11)(31)13131。 计算概率 示例 基因型为AaBb的个体(两对基因独立遗传)自交，子代基因型为AaBB的概率为。 分析 将AaBb分解为Aa和Bb，则Aa1/2Aa， Bb1/4BB。故子代基因型为AaBB的概率为1/2Aa1/4BB1/8AaBB。,例题6 水稻高秆(T)对矮秆(t)为显性，抗病(R)对感病(r)为显性，这两对基因在非同源染色体上。现将一株表现型为高秆抗病的植株的花粉授给另一株表现型相同的植株，所得后代表现型如图所示。根据以上实验结果，判断下列叙述错误的是 ( ) A以上后代群体的表现型有4种 B以上后代群体的基因型有9种 C以上两株亲本可以分别通过 不同杂交组合获得 D以上两株表现型相同的亲本， 基因型不相同,对位训练,D,例题7(2011海南卷，17)假定五对等位基因自由组合，则杂交组合AaBBCcDDEeAaBbCCddEe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所占的比率是 ( ) A1/32 B1/16 C1/8 D1/4,解析 由亲本基因型知，其后代一定含有Dd，根据题意要求后代除Dd外，其他基因均纯合。由此可知符合要求的个体比率1/2(AAaa)1/2BB1/2CC1Dd1/2(EEee)1/16。,技巧 将自由组合情况变成分离定律并用乘法原理计算。 先分析再计算，将DDddDd一定全是杂合子找出，再计算其他四对纯合子的概率。,B,对位训练,例题8.豌豆黄色(Y)对绿色(y)是显性， 圆粒(R)对皱粒(r)是显性， 这两对基因是自由组合的。现有甲豌豆(YyRr)与乙豌豆杂交，其后代中 4种表现型之比为3311。 乙豌豆的基因型是( ) A. yyRr B. YyRR C. yyRR D. YyRr,A,例题9.白色盘状与黄色球状南瓜杂交，F1全是白色盘状南瓜。产生的F2中杂合的白色球状南瓜有400株，则纯合的黄色盘状南瓜有 ( ) A. 133 B. 200 C. 400 D. 800 例题10.将基因型为AaBbCc和AABbCc的向日葵杂交，按基因自由组合定律遗传，后代中基因型为AABBCC的个体占 ( ) A.1/8 B.1/16 C.1/32 D.1/64,B,C, 探究点五 基因的自由组合定律拓展,基因自由组合定律的正常分离比为9331。但在一些试题中出现了一些特殊的比例，如151、133、97、1231、961、934等比例，实际上都是9331的变式比。 1互补和累加 (1)互补作用：两对基因在显性纯合(或杂合)时共同决定新性状的发育，只有一对显性基因或两对基因都是隐性时，才表现某一亲本的性状。所以在F2中能出现97的表现型比率。,(2)累加作用：两种显性基因同时存在时产生一种性状，单独存在时则能产生第二种相似的性状，当两对都是隐性基因时则表现出第三种性状。所以在F2中出现961的表现型比率。 (3)重叠作用：不同对的基因对表现型产生相同的影响，并且具有重叠作用，使F2中出现151的表现型比率。 (4)当两对非等位基因决定同一性状时，由于基因的相互作用，后代会出现某一性状的叠加。表现型只与显性基因数量多少有关。,2基因相互抑制现象 (1)显性上位：两对独立遗传的基因共同对某一性状发生作用，其中一对基因对另一对基因的表现有阻碍作用。起阻碍作用的基因是显性基因，基因型为A_B_或aaB_时呈现一种表现型。所以F2表现型的分离比例为1231。 (2)隐性上位：在两对互