必修二1-2孟德尔的豌豆杂交实验(二)

1、项目内容要求考点基因的自由组合定律实质及应用重难点基因自由组合定律的原理在生产、生活实践中的应用题型年份及考卷考点选择题2009年全国、广东卷2008年广东、江苏卷基因的自由组合定律及应用非选择题2009年广东2008年山东、江苏、四川、全国卷基因的自由组合定律及应用l自主梳理l1两对相对性状由 基因控制，且 基因分别位于 上。l2F1 产生配子时，等位基因分离与l 上的 自由组合同时发生，不分先后。两对等位两对等位两对等位两对等位两对同源染色体两对同源染色体减数分裂减数分裂非同非同源染色体源染色体非等位基因非等位基因l3F1配子中有 种组合方式，产生 种基因型， 种表现型。l4F2表现型中，

2、有 种亲本类型， 种重组类型，其中双显性个体占 ，单显性个体(有两种表现型黄皱、绿圆)各占 ，双隐性个体占 ，它们间的比例为 。1694229/163/161/169 3 3 1l互动探究1.在该实验中，孟德尔为什么要用正交和反交进行实验？正交和反交的结果一致说明什么？若从F2中收获了绿色皱粒豌豆3 000粒，按理论计算，同时收获黄色圆粒豌豆多少粒？纯合的黄色圆粒豌豆多少粒？l提示用正交和反交实验是为了证明性状的遗传是否和母本有关(排除细胞质遗传)，结果证明后代的性状与哪个亲本作母本无关。27 000粒，3 000粒。l2对两对相对性状的杂交实验进行分析，其中的每一对相对性状是否也遵循分离定律

3、？l提示遵守，两对相对性状的杂交可分解为两个独立的分离实验来考虑。l要点归纳l一、两对相对性状遗传实验的分析及规律l1实验分析l(1)豌豆的粒形和粒色两对相对性状分别受两对同源染色体上的两对等位基因控制。l(2)F1产生配子时，等位基因随同源染色体分开而分离，非等位基因随非同源染色体的自由组合进入配子，结果产生比值相等的雌雄各四种配子(即YR、Yr、yR、yr)。l(3)F1的各种雌雄配子结合是随机的，结合的机会相等。因此有16种组合方式，产生9种基因型，4种表现型。l2图解展示l3隐含规律l(1)F1减数分裂产生配子时，等位基因的分离、非同源染色体上非等位基因的自由组合，同时发生不分先后。l

4、(2)F2的4种表现型与9种基因型情况统计如下：l双显性状(9)：1 YYRR(纯合),2 YyRR(一杂),2 YYRr(一杂),4 YyRr(双杂)。l显隐性状(3)：1 YYrr(纯合),2 Yyrr(一杂)。l隐显性状(3)：1yyRr(纯合),2yyRr(一杂)。l双隐性状(1)：1 yyrr(纯合)。l(3)信息提取：lF2的4种表现型中，把握住相关基因组合Y_R_ Y_rr yyR_ yyrr9 3 3 1。lF2的9种基因型中，每种基因型的系数可用2n表示(n表示等位基因的对数)，如基因型YYRR的系数为201，基因型YYRr的系数212，基因型YyRr的系数为224。其中纯合

5、子4种，各占总数的1/16；一对基因杂合的杂合子4种，各占总数的2/16；两对基因都杂合的杂合子1种，占总数的4/16。l感悟拓展l1F2中亲本类型指实验所用的纯合显性和纯合隐性亲本即黄圆和绿皱，重组类型是指黄皱、绿圆。l2若亲本是黄皱和绿圆，则F2中重组类型为绿皱和黄圆各占1/16、9/16，共占10/16，亲本类型为黄皱和绿圆各占3/16，共占6/16。l3两对相对性状的纯合体亲本杂交，在计算F2中重组类型所占后代比例的时候，有两种情况，一是父本或母本均是“双显”或“双隐”的纯合子，所得F2的表现型中重组类型占3/163/166/16；二是父本和母本或(母本和父本)为“一显一隐”和“一隐一

6、显”的纯合子，所得F2中重组类型所占1/169/1610/16。l 1已知水稻高秆(T)对矮秆(t)为显性，抗病(R)对感病(r)为显性，这两对基因在两对同源染色体上。现将一株表现型为高秆、抗病植株的花粉授给另一株表现型相同的植株，所得后代表现型是高秆 矮秆3 1，抗病 感病3 1。根据以上实验结果，下列叙述错误的是()lA以上后代群体的表现型有4种lB以上后代群体的基因型有9种lC以上两株亲本可以分别通过不同杂交组合获得lD以上两株表现型相同的亲本，基因型不相同l解析本题考查基因的自由组合定律。具有两对相对性状的亲本(两对基因在非同源染色体上)进行杂交，且后代表现型有高秆 矮秆3 1，抗病

7、感病3 1，可推知两亲本的基因型为TtRrTtRr，它们的后代群体有4种表现型、9种基因型，TtRrTtRr亲本可以分别通过不同杂交组合获得。l答案Dl向日葵种子粒大(B)对粒小(b)是显性，含油少(S)对含油多(s)是显性，某人用粒大油少和粒大油多的向日葵进行杂交，结果如下图所示。这些杂交后代的基因型种类是()lA4种B6种lC8种 D9种l答案Bl解析粒大油少(B_S_)和粒大油多(B_ss)个体杂交，后代中粒大与粒小比例为3 1，则说明亲代的粒大都是Bb，而油少和油多比例为1 1，说明亲代的油少是Ss，所以亲代的基因型为BbSs和Bbss。这样的杂交后代的基因型种类是236种。l自主梳理

8、l1验证方法：测交l亲本： ，结果：l ，原因：F1减数分裂产生l 。l2实质l非同源染色体上的 基因在l表现为 。F1隐性纯合子隐性纯合子四种表现型比例四种表现型比例1 1 1 1比例比例1 1 1 1四种类型配子四种类型配子非等位非等位减数第一次分裂减数第一次分裂后期后期自由组合自由组合l3孟德尔成功的原因：l第一，恰当地选择实验材料，孟德尔选择 作实验材料，这是因为它是 的植物，且具有许多明显的相对性状；l第二，对生物性状的分析由简到繁的方法：先研究一对相对性状的遗传，发现了 定律，再研究两对及两对以上的性状的遗传，得出基因的 定律；l第三，对实验结果应用 方法进行分析；l第四，严密的假

9、说演绎： 演绎推理作出假设 得出结论。豌豆豌豆自花传粉闭花授粉自花传粉闭花授粉基因的分离基因的分离自由组合自由组合统计学统计学提出问题提出问题实验验证实验验证l4孟德尔遗传规律的发现：1866年孟德尔将研究成果整理发表；1900年有三位科学家分别重新发现了孟德尔的工作；1909年丹麦生物学家约翰逊把孟德尔的“l”更名为“ ”，并且提出了表现型和基因型的概念；表现型是指 ，如豌豆的高茎和矮茎；与表现型相关的基因组成叫基因型，如高茎豌豆的基因组成DD和Dd，矮茎豌豆的dd；控制l的基因叫等位基因。遗传因遗传因子子基因基因生物个体表现出来的性状生物个体表现出来的性状相对性相对性状状l互动探究l1.分

10、离定律和自由组合定律发生在什么时候？l提示发生在减数第一次分裂后期同源染色体分离的过程中。l2.孟德尔用豌豆作实验材料有什么优点？l提示严格的自花传粉，自然状态下都是纯合体；具有多种容易区分的相对性状，易于观察；繁殖周期短，易于培养等。l要点归纳l1实验目的l测定F1的基因型及产生配子的种类及比例l2测交过程的遗传图解l3分析l如果理论正确，则YyRryyrrl1YyRr 1Yyrr 1yyRr 1yyrr。l4结果l黄圆 黄皱 绿圆 绿皱1 1 1 1l5证明问题l(1)F1的基因型为YyRrl(2)F1减数分裂产生四种配子YR Yr yR yr1 1 1 1l(3)证明自由组合定律的实质非

11、同源染色体上非等位基因的自由组合。l感悟拓展l1基因自由组合定律的细胞学基础l基因自由组合发生在减数第一次分裂的后期。随同源染色体分离，等位基因分离，随非同源染色体的自由组合，非同源染色体上的非等位基因自由组合，图解表示如下：l由上述图解可看出：l(1)在减数分裂时，无论雄性个体还是雌性个体，理论上所产生的配子种类均相同，即均为2n种(n代表等位基因对数)。l(2)分析配子产生时应特别注意是“一个个体”还是“一个性原细胞”。l若是一个个体则产生2n种配子；l若是一个性原细胞，则一个卵原细胞仅产生1个1种卵细胞，而一个精原细胞可产生4个2种(两两相同)精细胞(未发生交叉互换的情况)。l例：YyR

12、r基因型的个体产生配子情况如下：可能产生配子的种类实际能产生配子的种类一个精原细胞4种2种(YR、yr或Yr、yR)一个雄性个体4种4种(YR、yr、Yr、yR)一个卵原细胞4种1种(YR或yr或Yr或yR)一个雌性个体4种4种(YR、yr、Yr、yR)l2.遗传的两个基本定律的比较 定律项目分离定律自由组合定律研究性状一对两对或两对以上控制性状的等位基因一对两对或两对以上等位基因与染色体关系位于一对同源染色体上分或两对以上别位于两对同源染色体上细胞学基础(染色体的活动)减后期同源染色体分离减后期非同源染色体自由组合 定律项目分离定律自由组合定律F1基因对数12或n配子类型及其比例21 122

13、或2n数量相等F2配子组合数442或4n基因型种类332或3n表现型种类222或2n表现型比3 1(3 1)2或(3 1)n 定律项目分离定律自由组合定律F1测交子代基因型种类222或2n表现型种类222或2n表现型比1 1(1 1)n应用作物育种隐性：在F2出现，即能稳定遗传；显性：需连续自交选育预防近亲结婚产生遗传病杂交育种通过基因重组，有目的地培育具备两个亲本优良性状的新品种由于基因重组，引起变异，有利于生物进化医学上，为遗传病的诊断与预测提供理论依据l特别提醒l关于两大遗传定律：l适用生物类别：真核生物，凡原核生物及病毒的遗传均不符合。l遗传方式：细胞核遗传，真核生物的细胞质遗传不符合

14、(细胞质遗传具母系遗传及后代不呈现一定分离比的特点)l在进行有丝分裂的过程中不遵循两大定律。l单基因遗传病(含性染色体上的基因)符合该定律，多基因遗传病和染色体异常遗传病，遗传时不符合该定律。l 2番茄果实的红色对黄色为显性，两室对一室为显性。两对性状分别受两对同源染色体上的等位基因控制。育种者用纯合的具有这两对相对性状的亲本杂交，子二代中重组类型个体数占子二代总数的()l解析两对相对性状的纯合亲本杂交，有两种情况(设红色A、黄色a)(两室B、一室b)：AABBaabb，AAbbaaBB，这两种情况杂交所得F1均为AaBb，F1自交得F2中，AB(双显性：表现红色两室)占9/16，Abb(一显

15、一隐：表现红色一室)占3/16，aaB(一隐一显：表现黄色两室)占3/16，aabb(双隐性：表现黄色一室)占1/16。若为第一种情况AABBaabb，则F2中重组类型(红色一室和黄色两室)占 ；若为第二种情况AAbbaaBB，则F2中重组类型(红色两室和黄色一室)占 。l答案Cl番茄的紫茎(A)对绿茎(a)为显性，缺刻叶(B)对马铃薯(b)为显性，这两对基因是独立遗传的。现有紫茎马铃薯叶与绿茎缺刻叶杂交，F1表现型一致。让F1与某番茄杂交，其后代的四种表现型的比例是3113，则该番茄的基因型可能是()laabbaaBbAaBBAabblA BlC或 D或l答案Dl解析按照特殊比例3 1 1

16、3可知番茄的基因型为AaBbaaBb或AaBbAabb。l命题热点1利用分离定律解决自由组合定律问题l1子代表现型与亲代基因型的关系子代表现型比例亲代基因型3 1AaAa1 1Aaaa9 3 3 1AaBbAaBb1 1 1 1AaBbaabb或AabbaaBb3 3 1 1AaBbaaBb或AaBbAabbl2.自由组合定律常用解题技巧l(1)根据后代分离比解题。在基因的分离定律中，不同基因型之间交配，后代在性状上往往有一些规律性的分离比。如杂种F1(一对杂合基因，有显隐性关系)自交，后代分离比为3 1，测交比是1 1；亲本之一为显性纯合子，其后代只有显性性状的个体等。利用这些规律性的分离比

17、是解自由组合题目的技巧之一。l(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。l(3)运用综合分析法解题。如已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3 1 3 1，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，可推知另一个体基因型为bbCc。l3乘法法则在自由组合解题中的应用l自由组合定律以分离定律为基础，因而可以用分离定律的知识解决自由组合定律的问题。l(1)配子类

18、型的问题l如：AaBbCc产生的配子种类数l Aa Bb Ccll2228种l(2)配子间结合方式问题l如：AaBbCc与AaBbCC杂交过程中，配子间结合方式有多少种？l先求AaBbCc、AaBbCC各自产生多少种配子：lAaBbCc8种配子，AaBbCC4种配子；l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配子间有8432种结合方式。l(3)基因型类型的问题l如AaBbCc与AaBBCc杂交，其后代有多少种基因型？l先看每对基因的传递情况：lAaAa后代有3种基因型(1AA2Aa1aa)；lBbBB后代有2种基因型(1BB1Bb)；lCcCc后

19、代有3种基因型(1CC2Cc1cc)。l因而AaBbCcAaBBCc后代中有32318种基因型。l(4)表现型类型的问题l如AaBbCcAabbCc，其杂交后代可能有多少种表现型？l先看每对基因杂交后代的表现型：lAaAa后代有2种表现型；lBbbb后代有2种表现型；lCcCc后代有2种表现型。l所以AaBbCcAabbCc后代中有2228种表现型。l(5)基因型及表现型比例l如：AaBbCcAabbCc杂交，后代中AaBbcc所占比例是多少？后代中三个性状都是显性的个体所占比例是多少？lAaAa后代中Aa出现几率为1/2，显性性状几率为3/4。lBbbb后代中Bb出现几率为1/2，显性性状几

20、率为1/2。lCcCc后代中cc出现几率为1/4，显性性状几率为3/4。l则杂交后代中AaBbcc出现几率为1/21/21/41/16，后代中三个性状全是显性的个体比例为3/41/23/49/32。l【例1】人类的多指是一种显性遗传病，白化病是一种隐性遗传病，已知控制这两种疾病的基因都在常染色体上，而且都是独立遗传的。在一个家庭中，父亲多指，母亲正常。他们有一个白化病但手指正常的孩子，则下一个孩子正常和同时患有两种病的几率是()l答案Bl解析先运用基因分离定律分别分析每对基因，求出基因型或表现型概率，然后运用“乘法原理”求出符合要求的目标基因型概率或表现型概率。l命题热点2关于孟德尔遗传定律在

21、育种方面的应用l1育种要求及思路突破l(1)关于育种亲本的选择：要求培育品种对应性状不能在亲本中出现，否则没有培育的必要。l(2)培育品种要求：一般为纯合子，而无性繁殖的马铃薯等可以为杂合子。l(3)思路突破：可从基因型入手，进行筛选确定。l2自由组合定律的验证l(1)F1 四种表现型，比例9 3 3 1证明符合。l(2)F1双隐性(测交)四种表现型，比例为1 1 1 1证明符合。l【例2】小麦品种是纯合子，生产上用种子繁殖，现要选育矮秆(aa)、抗病(BB)的小麦新品种；马铃薯品种是杂合子(有一对基因杂合即可称为杂合子)，生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉(Yy)、抗病(Rr)的马铃薯新品种

22、。请分别设计小麦品种间杂交育种程序，以及马铃薯品种间杂交育种程序，要求用遗传图解表示并加以简要文字说明。(写出包括亲本在内的三代即可)l答案 小麦l第一代AABBaabb亲本杂交ll第二代AaBb种植F1代，自交ll第三代A_B_，A_bb，aaB_，aabbl种植F2代，选矮抗个体连续自交，直至不发生性状分离，就可得到纯合的矮抗小麦种子。l马铃薯l第一代yyRrYyrr亲本杂交ll第二代YyRr，yyRr，Yyrr，yyrr种植，选黄肉、抗病l(YyRr)个体l第三代YyRr用块茎繁殖l解析本题中有几组关键词必须注意到，第一组：“小麦品种是纯合子”，“马铃薯品种是杂合子”，即我们现有的小麦、

23、马铃薯原始品种分别是“纯合子”和“杂合子”。因此小麦亲本的基因型只能是AABB、aabb，马铃薯亲本的基因型只能是yyRr、Yyrr。第二组：要求设计的分别是“小麦品种间杂交育种”程序，以及“马铃薯品种间杂交育种”程序，即设计的育种程序必须是杂交育种。第三组：小麦“用种子繁殖”，马铃薯“用块茎繁殖”，因此在育种过程中，小麦可通过选择和连续自交获得理想的小麦纯合新品种，马铃薯可通过选择和块茎繁殖，获得理想的马铃薯杂合新品种。l1(2009全国)已知小麦抗病对感病为显性，无芒对有芒为显性，两对性状独立遗传。用纯合的抗病无芒与感病有芒杂交，F1自交，播种所有的F2，假定所有F2植株都能成活，在F2植株开花前，拔掉所有的有芒植株，并对剩余植株套袋。假定剩余的每株F2收获的