《基因的自由组合定律》 市赛获奖

1．控制不同相对性状的基因位于非同源染色体上，是基因间自由组合的前提。2．具两对等位基因(A和a、B和b分别位于两对同源染色体上)的杂合子自交子代有16种组合，9种基因型，4种表现型，其比例为9A__B__：3A__bb∶3aaB__∶1aabb。3．基因自由组合定律的实质：在减数分裂形成配子时，一个细胞中的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可以自由组合。4．基因分离定律和基因自由组合定律只适用于真核生物有性生殖、核基因的遗传，原核生物、无性生殖的生物及细胞质基因的遗传均不符合孟德尔遗传定律。[自读教材·夯基础]1．分析2对相对性状的杂交实验过程[填表]实验过程P黄色圆粒×绿色皱粒

↓F1

↓⊗F2表现型比例

黄色皱粒

绿色皱粒9331黄色圆粒黄色圆粒绿色圆粒实验分析(1)亲本具有两对相对性状：①粒色：

与绿色②粒形：

与皱粒(2)F1的性状为显性，即：①粒色：

对

为显性②粒形：

对

为显性黄色圆粒黄色绿色圆粒皱粒实验分析(3)F2的性状：①每对性状都遵循

，即黄色∶绿色＝

，圆粒∶皱粒＝

②两对性状

，共有

种性状，其中

是不同于亲本性状的重组类型分离定律3∶13∶1自由组合4黄色皱粒、绿色圆粒2．对自由组合现象的解释[判断填空](1)解释：①控制两对相对性状的基因是彼此独立的，即Y与y分离，R与r分离是彼此独立和互不干扰的。()②控制不同性状的基因都能自由组合。()③F1产生的雌雄配子各有四种，它们是YR、Yy、yR、yr，其数量比为1∶1∶1∶1，且雌雄配子数量相等。()④F1自交，4种雌配子与4种雄配子随机结合可形成16种组合，9种基因型，4种表现型。()√××√(2)遗传图解：F2配子YRYryRyrYR

黄圆YYRr黄圆YyRR黄圆

黄圆YrYYRr黄圆Yyrr

黄圆Yyrr

yRYyRR黄圆

黄圆yyRR

yyRr绿圆yrYyRr黄圆Yyrr

yyRr

Yyrr绿皱YYRRYyRr黄皱YyRrYyRr黄皱黄皱绿圆绿圆3．对自由组合现象解释的验证[填空](1)方法：

，即让F1与

杂交。(2)完善测交遗传图解：测交隐性纯合子(3)结果：孟德尔测交实验结果与预期的结果相符，从而证实了：①F1产生

且比例相等的配子。②F1是

。③F1在形成配子时，等位基因发生了

，非等位基因

。四种类型双杂合子分离自由组合1．孟德尔两对性状的豌豆杂交实验中，若亲本为黄色皱粒纯合子和绿色圆粒纯合子，则所得F2的表现型有哪几种？重组类型占的比例为多少？提示：F2有黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒四种类型。重组类型占的比例为5/8。2．在两对相对性状的杂交实验中，F2中纯合的黄色圆粒豌豆所占比例是多少？F2的绿色圆粒豌豆中杂合子所占比例是多少？提示：1/16,2/3。3．为什么在后代中会出现新的基因型和表现型？

提示：因为在减数分裂中，控制不同对相对性状的基因之间可以自由组合，彼此独立，互不干扰。[跟随名师·解疑难]

1．应用分离定律解决自由组合问题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的问题。况且，分离定律中规律性比例较简单，因而用分离定律解决自由组合问题显得简单易行。(1)将自由组合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，如AaBb×Aabb可分解为如下两个分离定律：Aa×Aa、Bb×bb，得出两组杂交(自交)的结果，再根据乘法原理和加法原理求解。(2)用分离定律解决自由组合的不同类型的问题：①配子类型的问题：如求解AaBbCc所产生的配子种类数？AaBbCc↓↓↓2×2×2＝8种③表现型类型及概率的问题：如AaBbCc×AabbCc，求其杂交后代可能出现的表现型种类数。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)。2．孟德尔遗传定律异常分离比归纳生物的性状与基因之间不是简单的线性关系，可以是一对基因对多个性状有影响，也可以是一个性状受多对基因控制，同时，许多基因间还可存在相互促进或相互抑制等制约关系，从而导致表现型复杂化，进而导致呈现许多特殊分离比。(1)基因分离定律异常分离比分析：异常情况基因型说明杂合子自交异常分离比显性纯合致死1AA(致死)、2Aa、1aa2∶1隐性纯合致死1AA、2Aa、aa(致死)3∶0(2)基因自由组合定律异常分离比：异常情况基因型说明异常分离比“多因一效”(两对基因决定一对相对性状)A_B_(性状甲)∶A_bb、aaB_、aabb(性状乙)9∶7A_B_(性状甲)∶A_bb和aaB_(性状乙)∶aabb(性状丙)9∶6∶1与基因种类无关，只与个体含有的显性基因个数有关，且呈现累加效应1∶4∶6∶4∶1含有任何一个显性基因的表现型相同，与隐性纯合子的表现型不同15∶1异常情况基因型说明异常分离比显性上位效应A_B_和aaB_(性状甲)∶A_bb(性状乙)∶aabb(性状丙)12∶3∶1隐性上位效应A_B_(性状甲)∶aaB_和aabb(性状乙)∶A_bb(性状丙)9∶4∶3A基因不控制性状，对另一对基因起抑制作用A_B_、A_bb和aabb(性状甲)∶aaB_(性状乙)13∶3[自读教材·夯基础]1．基因自由组合定律的实质[判断正误](1)自由组合定律可发生在有丝分裂和减数分裂过程中。()(2)并非所有的非等位基因均能“自由组合”。()(3)基因自由组合定律是以分离定律为基础的，二者发生的时间是相同的，均发生于减数第一次分裂后期。()×√√2．孟德尔关于豌豆3对相对性状的杂交实验[填空](1)亲本类型：具有3对相对性状的

亲本。(2)F1的性状表现：都表现为

。(3)F2的性状表现：发生了

，数量比是

，即表现型有8种，基因型有

种。纯合显性性状性状分离27∶9∶9∶9∶3∶3∶3∶1273．基因自由组合定律的应用[填空](1)理论上：是

的来源之一(基因重组)。(2)实践上：①育种：利用基因重新组合、创造有益新品种。②医学实践：预测

同时发病的情况，并且推断出后代的

和表现型以及它们出现的

。生物变异两种遗传病基因型概率某细胞染色体上的基因如图所示：①～④中哪两对基因符合自由组合定律？提示：③和④。[跟随名师·解疑难]1．分离定律与自由组合定律的比较

项目基因的分离定律基因的自由组合定律2对相对性状n对相对性状相对性状的对数1对2对n对等位基因及位置1对等位基因位于1对同源染色体上2对等位基因位于2对同源染色体上n对等位基因位于n对同源染色体上

项目基因的分离定律基因的自由组合定律2对相对性状n对相对性状F1的配子2种，比例相等22种，比例相等2n种，比例相等F2的表现型及比例2种，3∶122种，9∶3∶3∶12n种，

(3∶1)nF2的基因型及比例3种，1∶2∶132种

(1∶2∶1)23n种

(1∶2∶1)n测交表现型及比例2种，比例相等22种，比例相等2n种，比例相等

项目基因的分离定律基因的自由组合定律2对相对性状n对相对性状遗传实质减数分裂时，等位基因随同源染色体的分离而进入不同配子中减数分裂时，在等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因进行自由组合实践应用纯种鉴定及杂种自交纯合将优良性状重组在一起联系在遗传时，遗传定律同时起作用：在减数分裂形成配子时，既有同源染色体上等位基因的分离，又有非同源染色体上非等位基因的自由组合2．自由组合定律的细胞学基础(如图)

3．自由组合定律的应用——杂交育种(1)杂交育种中适合作为亲本的条件：①必须具有不同的优良性状。即两个亲本都具有优良性状，但它们所具有的优良性状一定不能是相对性状。②必须是纯合子，不能是杂合子。若具有某一优良性状的个体是杂合子，则需经多次自交使其纯化后才能使用。(2)培育动植物优良品种的一般步骤(以获得基因型为AAbb的个体为例)：[例1]下图表示不同基因型豌豆体细胞中的两对基因及其在染色体上的位置，这两对基因分别控制两对相对性状，从理论上说，下列分析不正确的是(

).A．甲、乙植株杂交后代的表现型比例是1∶1∶1∶1B．甲、丙植株杂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．正常情况下，甲植株中基因A与a在减数第二次分裂时分离[思路点拨][精讲精析]甲植株与乙植株的杂交属于测交类型，且甲又是杂合子，所以后代的表现型比例为1∶1∶1∶1；甲、丙植株基因型分别为AaBb和AAbb，杂交后代的基因型比例为1∶1∶1∶1；Aabb自交的结果是：1/4AAbb、1/2Aabb、1/4aabb，比例为1∶2∶1；正常情况下，等位基因的分离发生在减数第一次分裂后期。[答案]

D(1)有性生殖生物的性状遗传(细胞核遗传)。(2)两对及两对以上相对性状遗传。(3)控制两对或两对以上相对性状的等位基因位于不同对同源染色体上。[例2]

(2012·全国卷)果蝇中灰身(B)与黑身(b)、大翅脉(E)与小翅脉(e)是两对相对性状且独立遗传。灰身大翅脉的雌蝇与灰身小翅脉的雄蝇杂交，子代中47只为灰身大翅脉，49只为灰身小翅脉，17只为黑身大翅脉，15只为黑身小翅脉。回答下列问题：(1)在上述杂交子代中，体色和翅脉的表现型比例依次为________________和________________。(2)两个亲本中，雌蝇的基因型为________，雄蝇的基因型为________。(3)亲本雌蝇产生卵的基因组成种类数为________，其理论比例为________________________。(4)上述子代中表现型为灰身大翅脉个体的基因型为________________，黑身大翅脉个体的基因型为________。[思路点拨][精讲精析]

(1)子代的4种表现型是两种性状自由组合的结果，将两种性状分开分析，灰身有47＋49＝96(只)，而黑身有17＋15＝32(只)，因而灰身∶黑身＝3∶1，大翅脉有47＋17＝64(只)，小翅脉有49＋15＝64(只)，因此大翅脉∶小翅脉＝1∶1。(2)先根据表现型写出雌蝇的部分基因组成B_E_，雄蝇的部分基因组成B_ee，由于后代中有黑身，因此雌、雄蝇都有隐性基因b；又因为后代出现了小翅脉，因此，雌蝇中一定有基因e，所以可推出雌蝇的基因型为BbEe，雄蝇的基因型为Bbee。(3)雌蝇的基因型为BbEe，在减数分裂中两对基因发生自由组合，产生卵的基因组成种类为BE、Be、bE、be，比例为1∶1∶1∶1。(4)子代中灰身的基因型有两种：BB、Bb，而大翅脉的基因型只能是Ee，因此，子代中灰身大翅脉的基因型为BBEe、BbEe，黑身的基因型只能是bb，因此黑身大翅脉的基因型为bbEe。[答案]

(1)灰身∶黑身＝3∶1大翅脉∶小翅脉＝1∶1(2)BbEe

Bbee(3)4

1∶1∶1∶1(4)BBEe和BbEe

bbEe子代表现型比例亲代基因型3∶1Aa×Aa1∶1Aa×aa9∶3∶3∶1AaBb×AaBb1∶1∶1∶1AaBb×aabb或Aabb×aaBb3∶3∶1∶1AaBb×aaBb或AaBb×Aabb[例3]小麦品种是纯合体，生产上用种子繁殖，现要选育矮秆(aa)、抗病(BB)的小麦新品种；马铃薯品种是杂合体(有一对基因杂合即可称为杂合体)，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。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说明。(写出包括亲本在内的前三代即可)[思路点拨]

[精讲精析]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、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。[答案]

第三代F2

A

B

，A

bb，aaB

，aabb

种植F2代，选矮杆、抗病(aaB

)，继续自交，期望下代获得纯合体

(注：A__B__，A__bb，aaB__，aabb表示F2出现的9种基因型和4种表现型。)

1．验证基因自由组合定律的实验。2．杂交育种的实验设计。典例剖析体色是划分鲤鱼品种并检验其纯度的一个重要指标。不同鲤鱼品种的体色不同，这是由鱼体鳞片和皮肤含有不同的色素细胞及其数量分布差异所致。科研人员用黑色鲤鱼(简称黑鲤)和红色鲤鱼(简称红鲤)杂交，F1皆表现为黑鲤，F1自交得F2，结果如表所示，请回答下列问题：取样地点取样总数F2中性状的分离情况黑鲤红鲤黑鲤∶红鲤1号池1699159210714.88∶12号池6258414.50∶1(1)鲤鱼体色中的________是显性性状。(2)分析实验结果推测：鲤鱼的体色是由________对基因控制的，该性状的遗传遵循________定律。(3)为验证上述推测是否正确，科研人员又做了如下实验：①选择纯合黑鲤和纯合红鲤作亲本进行杂交获得F1；②__________________________________。预期结果：______________________________________。(4)如果