《基因的自由组合定律》第1课时导学案

13/13第二节基因的自由组合定律第1课时【高效导航】1.学习目标：（1）阐明孟德尔两对相对性状杂交实验和验证的过程、结果及原理；（2）记住孟德尔两对相对性状实验F2的基因型和表现型分布和比例规律。（3）会应用基因自由组合定律解决育种和遗传病分析问题。（4）掌握解题思路及方法。2.学习重点：（1）通过配子形成与减数分裂的联系，训练知识迁移的能力。（2）用基因自由组合定律解决遗传学中的概率计算、遗传育种、家族遗传病分析等遗传学问题。3.学习难点：（1）对自由组合现象的解释。（2）基因的自由组合定律及其在实践中的应用（3）用基因自由组合定律解决遗传学问题。“看”——知识经纬基因的自由组合定律（1）“导”—自主预习第二节基因的自由组合定律一、基因的自由组合定律（1）选用性状：①豌豆种子的颜色：_______与绿色。②豌豆种子的形状：_______与皱粒。（2）实验方法：___________。（3）过程与现象P黄色圆粒P黄色圆粒×绿色皱粒F1_________F2黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒比例________∶________∶________∶________（4）实验分析①F1全为黄色圆粒，说明_______对______为显性，_______对______为显性。②F2中粒色分离比为：黄色∶绿色=________，粒形的分离比为：圆粒∶皱粒=________。表明豌豆的粒色和粒形的遗传都遵循_________。③F2有四种性状表现，其中_________、绿色圆粒是不同于两亲本的性状的重新组合类型，表明不同性状的组合是自由的、随机的。（二）对自由组合现象的解释（1）遗传因子决定性状①豌豆的黄色和绿色分别由遗传因子Y、y控制，圆粒和皱粒分别由遗传因子R、r控制。②亲本遗传因子组成：纯种黄色圆粒为________；纯种绿色皱粒为_______。（2）F1的遗传因子组成:亲代形成配子时，YYRR产生一种_______配子，yyrr产生一种_______配子。亲代产生的两种配子结合后，产生的遗传因子组成（基因型）为________，表现（表现型）为___________。（3）F1配子的产生①遗传因子的行为：F1在产生配子时，每对遗传因子彼此______，不同对的遗传因子可以________。②配子的种类及比例:F1产生的雌配子和雄配子各4种，YR∶Yr∶___∶yr=____∶____∶____∶____。（4）F2的遗传因子组成及性状表现①受精时，雌雄配子的结合是________的。②F2有______种结合方式，_____种遗传因子组合形式（基因型），______种性状表现。③遗传因子组成及比例YYRR∶YYRr∶YyRR∶YyRr∶YYrr∶Yyrr∶yyRR∶yyRr∶yyrr=_____________________。④性状表现为黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒=_____________。（三）对自由组合现象解释的验证（1）实验方法：_____________。（2）理论预期①F1（YyRr）产生4种配子，分别是：YR∶Yr∶yR∶yr=______________。②隐性纯合子（yyrr）只产生一种配子_____________。③测交后代有4种类型黄色圆粒（YyRr）∶黄色皱粒（Yyrr）∶绿色圆粒（yyRr）∶绿色皱粒（yyrr）=___________________。（3）遗传图解：（四）自由组合定律：（1）发生时间：形成时。（2）遗传因子的关系：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是______的。（3）实质：决定同一性状的成对的遗传因子（等位基因）彼此，决定不同性状的遗传因子（非等位基因）。“学”—互动探究探究一两对相对性状实验F2的基因型和表现型的比例规律阅读课本P35-P37相关内容，结合图3－10、图3－11和图3－12，思考并小组讨论下列问题：1.请据下图总结两对相对性状实验F2的基因型和表现型的比例规律F1YyRr×YyRrF1配子→↓YRYryRyrQ1.仔细观察F2的基因型和表现型在表中的分布特点和数量比例，找出规律并加以记忆。F2YRYYRRYYRrYyRRYyRrYrYYRrYYrrYyRrYyrryRYyRRYyRryyRRyyRryrYyRrYyrryyRryyrr提示：（1）显隐性：（图一）双显性（Y_R_黄圆，9）：最大三角形的三个角和三个边双隐性（yyrr绿皱，3）：最小三角形内单显性（Y_rr黄皱，3）：次大三角形的三个角单显性（yyR_绿圆，1）：第三大三角形三个角（2）合子类型：纯合子（YYRR，YYrr，yyRR，yyrr）：对角线（左上到右下）双杂合子（YyRr）：对角线（左下到右上）（3）相同基因型（图二）：一对基因的杂合体以纯合体的对角线为轴而对称。YYRrYyRRYyRrYYRrYyRrYyrrYyRRYyRryyRrYyRrYyrryyRr图二（4）九中基因型可作如下规律性的排列：（用F2中两对基因组合方式及比率相乘的方法得出如下结果，每种基因型前的系数即为其比例数）1YY（黄）2Yy（黄）1yy（绿）1RR（圆）2Rr（圆）1YYRR（黄圆）2YyRR（黄圆）2YYRr（黄圆）4YyRr（黄圆）1yyRR（绿圆）2yyRr（绿圆）1rr（皱）1YYrr（黄皱）2Yyrr（黄皱）1yyrr（绿皱）2.这一实验结果是否符合基因分离定律？提示：分析数据可知，从一对性状的角度去衡量这一实验是符合分离定律的。3.通过对上述遗传实验的分析，在F2不仅出现了与亲本性状相同的后代，而且出现了两个新组合的形状：黄色皱粒和绿色圆粒，并且两对相对性状的分离比接近3∶1。这说明什么问题？提示：这表明在F1形成配子后，配子在组合上发生了自由配对的现象。这表明两对性状在共同的遗传过程中性状分离和等位基因的分离是互不干扰，各自独立的。由于一对性状的分离是随机的、独立的，那么，两对性状在遗传的过程中必然会发生随机组合。4.根据子一代的表现型，能否说明亲本的显隐性关系？提示：由于子一代表现为黄色圆粒，说明亲本中黄色相对于绿色为显性性状，圆粒相对于皱粒为显性性状。5.两个亲本的基因型如何表示？提示：纯种黄色圆粒的基因型为YYRR；纯种绿色皱粒的基因型为yyrr。6.两个亲本产生配子的情况如何？F1的基因型是什么？提示：根据减数分裂的原理，YYRR产生的配子为YR；yyrr产生的配子为yr。F1的基因型为YyRr。7.F1形成配子时，各等位基因之间的分离是互不干扰的，在形成配子时，不同对的非等位基因表现为随机结合。请同学们思考F1产生的雌雄配子各几种？比例如何？提示：F1产生的雌雄配子各四种，即YR、Yr、yR、yr，比例为1∶l∶l∶1。8.杂种F1形成配子后，受精时雌雄配子是如何随机组合的？请同学们思考F1的配子结合的方式有多少种？提示：结合方式有16种。以上结合方式中；共有几种基因型、几种表现型？提示：有九种基因型、四种表现型，表现型数量比接近于9∶3∶3∶1。9.什么是测交？这里应是谁和谁杂交？提示：让F1和双隐性亲本回交，也就是F1和绿色皱缩豌豆杂交。这是理论上推导的预期测交，即是按孟德尔提出的假说，能产生4种配子，它们的数目相等，而隐性纯合子只产生一种配子，故测交后代有4种表现型。黄圆∶黄皱∶绿圆∶绿皱=1∶1∶1∶1。请一位同学将上述情况用基因遗传图解表示。10.根据染色体在减数分裂中的行为及基因与染色体的关系，总结自由组合定律的实质。基因自由组合定律的实质是什么？提示：位于非同源染色体上的非等位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，同源染色体上的等位基因彼此分离，同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。11.为什么要强调是非同源染色体上，如果在同一同源染色体上的非等位基因能否自由组合？提示：不能【经典回眸】纯合的黄圆（YYRR）豌豆与绿皱（yyrr）豌豆杂交，F1自交，将F2中的全部绿圆豌豆再种植（再交），则F3中纯合的绿圆豌豆占F3的（）。A.1/2B.1/3C.1/4D.7/12【解析】（1）根据题意可知：F1的基因型为YyRr。（2）F1（YyRr）自交产生的F2中，绿色圆粒豌豆有两种基因型：yyRR∶yyRr＝1∶2。即在F2的绿色圆粒中，yyRR占1/3；yyRr占2/3。（3）F2中绿色圆粒豌豆再自交，F3中：1/3yyRR的自交后代不发生性状分离，yyRR占的比例为1/3×1＝1/3；2/3yyRr的自交后代中，发生性状分离出现三种基因型，其中基因型为yyRR的所占的比例为2/3×1/4＝1/6。（4）F3中纯合体的绿圆豌豆（yyRR）占F3的比例为：1/3+1/6＝1/2【答案】A【变式训练】1.南瓜所结果实中白色（A）对黄色（a）为显性，盘状（B）对球状（b）为显性，两对基因独立遗传。若让基因型为AaBb的白色盘状南瓜与“某南瓜”杂交，子代表现型及其比例如图所示，则“某南瓜”的基因型为（）A.AaBbB.AabbC.AaBbD.Aabb2.已知玉米子粒黄色对红色为显性，非甜对甜为显性。纯合的黄色甜玉米与红色非甜玉米杂交得到F1、F1自交或测交，预期结果错误的是A.自交结果中黄色非甜与红色甜比例9∶1B.自交结果中与亲本相同的表现型所占子代的比例为5∶8C.自交结果中黄色和红色的比例为3∶1，非甜与甜的比例为3∶1D.测交结果中红色非甜所占子代的比例为1∶4探究二基因自由组合定律在实践中的应用阅读课本P38的相关内容，思考并小组讨论下列问题：1.请同学们讨论基因自由组合定律在育种实践中的具体应用。提示：使不同亲本的优良性状的基因组合到一个个体内，创造出优良品种。2.基因的自由组合定律为我们的动、植物育种和医学实践开阔了广阔的前景，人类可以根据自己的需求，不断改良动植物品种，为人类造福。例如：水稻中，有芒（A）对无芒（a）是显性，抗病（R）对不抗病（r）是显性。其中，无芒和抗病是人们需要的优良性状。现有两个水稻品种，一个品种无芒、不抗病，另一个品种有芒、抗病。请你想办法培育出一个无芒、抗病的新品种。根据自由组合定律，这样的品种占总数的3／16。我们得到的这种具有杂种优势的品种可以代代遗传吗？提示：不可以，因为其中有2/16的植株是杂合体，它的下一代会出现性状分离。3.那么，如何能得到可以代代遗传的优势品种？提示：要想得到可以代代遗传的优势品种，就必须对所得到的无芒、抗病品种进行自交和育种，淘汰不符合要求的植株，最后得到能够稳定遗传的无芒、抗病的类型。4.请同学们讨论基因自由组合定律在医学和优生优育中的具体应用。提示：在现代医学上，我们也常用基因的自由组合规律来分析家族遗传病的发病规律。并且推断出其后代的基因型和表现型以及它们出现的依据。这对于遗传病的预测和诊断以及优生、优育工作都有现实意义。5.在一个家庭中，父亲是多指患者（由显性致病基因P控制），母亲的表现型正常，他们婚后却生了一个手指正常但先天聋哑的孩子（由隐性致病基因d控制，基因型为dd），其父母的基因型分别是什么？提示：首先，先天聋哑一定是遗传病，其父母均未表现出来，说明其父母均是隐性基因的携带者。加之其父亲为多指，可以判定其父亲的基因型为：PpDd；其母亲表现型正常，可以判断其母的基因型为：ppDd。6.根据上面的分析，其父母可能出现的配子是什么？其子女中可能出现的表现型有几种？提示：其母亲可能出现的配子类型为：pD、pd，其父亲可能出现的配子类型为PD、Pd、pD、pd。）他们的后代可能出现的表现型有4种：只患多指（基因型为PpDD、PpDd），只患先天聋哑（基因型ppdd），既患多指又患先天聋哑（基因型Ppdd），表现型正常（基因型ppDD，ppDd）。7.为什么孟德尔会取得这么大的成果呢？我们从中应该得到那些启示呢？提示：（1）正确地选择了实验材料。（2）在分析生物性状时，采用了先从一对相对性状入手再循序渐进的方法（由单一因素到多因素的研究方法）。（3）在实验中注意对不同世代的不同性状进行记载和分析，并运用了统计学的方法处理实验结果。（4）科学设计了实验程序。8.孟德尔实验的成功给了我们以很大的启示，即进行科学实验必须具备的几点精神是什么？提示：（1）科学的工作态度和方法：采取循序渐进的方法，由简单到复杂；并注意观察实验现象，不放过任何一个实验现象。（2）运用先进的科学成果，如孟德尔首先将统计学的方法用于生物实验的分析。（3）科学地选择实验的材料。【经典回眸】下表为甲～戊五种类型豌豆的有关杂交结果统计。甲～戊中表现型相同的有（）后代表现型亲本组合黄色圆粒黄色皱粒绿色圆粒绿色皱粒甲×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】本题为逆推类（由子推亲）题目，考查了自由组合定律的相关知识。要注意先分后合、单独考虑每对相时性状。根据每组子代表现型分离比，可推得甲、乙、丙、T、戊的基因型依次为YyRr、yyRr、yyRr、yyrr、yyRr，所以乙、丙、戊的基因型、表现型都相同。【答案】D【变式训练】3.一位正常指聋哑人的父亲患短指症，母亲为正常指，父母都会说话。已知短指（B）对正常指（b）为显性，会说话（D）对聋哑（d）为显性。请问该正常指聋哑人父母的基因型和该正常指聋哑人是由哪种精子和卵细胞结合而来的（）A.父BBDd、母bbDD、Bb精子、bD卵细胞B.父BBDD、母bbDd、BD精子、bd卵细胞C.父BbDd、母bbDd、bd精子、bd卵细胞D.父BbDd、母bbDD、bD精子、bD卵细胞4.数量性状通常显示出一系列连续的表型。现有控制植物高度的两对等位基因A、a和B、b，位于不同的同源染色体上。以累加效应决定植株的高度，且每个显性基因的遗传效应是相同的。纯合子AABB高50厘米，aabb高30厘米，这两个纯合子之间杂交得到F1，再自交得到F2，在F2中表现40厘米高度的个体基因型有几种（）A.1种B.2种C.3种D.4种“思”—课堂小结同学们，通过这节课学习，你有哪些收获和体会，存在哪些疑问，请把它填在下面的表格中，以便及时总结、弥补知识缺漏，不吃夹生饭，不做欠账人。收获内容疑点内容“练”—当堂检测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2.刺鼠的毛色由两个位点B和C决定，B（b）和C（c）的遗传符合基因自由组合定律。B（黑色）对b（褐色）为显性；凡是具CC和Cc基因型的鼠是正常体色，只要基因型是cc则为白化鼠。亲本为黑色的刺鼠与bbcc的白化鼠交配，其子一代中，1／2个体是白化鼠，l／4是黑色正常刺鼠，l／4是褐色正常刺鼠。请推测黑色亲本的基因型是（）A.bbCcB.BbCcC.BbCCD.BBCc3.某种蝴蝶紫翅（P）对黄翅（p）是显性，绿眼（G）对白眼（g）为显性，两对基因分别位于两对同源染色体上，生物小组同学用紫翅绿眼和紫翅白眼的蝴蝶进行杂交，F1出现的性状类型及比例如右图所示。下列说法正确的是（）A.上述亲本的基因型是PpGg×PPggB.上述亲本的基因型是PpGg×PPggC.F1紫翅白眼个体自交（基因型相同个体间的交配），其中纯合子所占比例是2/2D.F1·紫翅白眼个体自交（基因型相同个体间的交配），其中纯合子所占比例是1/24.番茄红果对黄果为显性，圆果对长果为显性，且控制这两对性状的基因自由组合，现用红色长果与黄色圆果番茄杂交，从理论上分析，其后代的基因型不可能出现的比例是（）A.1∶0B.1∶2∶1C.1∶lD.1∶1∶1∶15.已知某植物的胚乳非糯（