1、高考生物,新高考专用,专题十二基因的自由组合定律,考点一两对相对性状的杂交实验,一、观察现象,提出问题,1.杂交实验,2.实验观察1)以上两对相对性状的显性性状分别是黄色、圆粒。2)这两对相对性状的遗传都分别遵循分离定律,判断的依据是F2中黄色绿色=31,圆粒皱粒=31。3)F2的表型中出现了重组类型(亲本所没有的性状组合),即黄色皱粒、绿色圆粒。,3.提出问题F1自交产生的F2中四种表型比例为何接近9331?为何出现新的性状组合?,二、分析问题,提出假说,1.假说内容1)若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,则F1的基因型为YyRr。2)F1在产生配
2、子时,每对遗传因子彼此分离,不同对的遗传因子自由组合,产生的雌、雄配子均为4种,基因型及比例为YRYryRyr=1111。3)受精时,雌、雄配子的结合是随机的,结合方式有16种。4)F2的基因型有9种,表型有4种,比例为Y_R_(黄色圆粒)Y_rr(黄色皱粒)yyR_(绿色圆粒)yyrr(绿色皱粒)=9331。,2.图解分析,1)黄色圆粒(9Y_R_)的基因型为1YYRR、2YYRr、2YyRR、4YyRr,占比为9/16。2)黄色皱粒(3Y_rr)为重组性状,基因型为1YYrr、2Yyrr,占比为3/16。3)绿色圆粒(3yyR_)为重组性状,基因型为1yyRR、2yyRr,占比为3/16。
3、4)绿色皱粒的基因型为yyrr,占比为1/16。,三、依据假说,演绎推理让F1(YyRr)与隐性纯合子(yyrr)杂交(即测交),根据假说推知,F1(YyRr)能产生4种比例相等的雌配子或雄配子,即YRYryRyr=1111;隐性纯合子(yyrr)只产生一种雄配子或雌配子yr;二者杂交,应产生4种比例相等的后代,即黄色圆粒黄色皱粒绿色圆粒绿色皱粒=1111。,四、实验验证,得出结论1.实验验证:F1测交,不论是正交还是反交,测交后代中,黄色圆粒黄色皱粒绿色圆粒绿色皱粒均为1111,与预测相符。2.得出结论:测交实验结果与演绎推理结果相符,说明假说正确。,考点训练(请判断下列说法是否正确),1.
4、一个基因型为YyRr的精原细胞产生4种精子,基因型分别为YR、Yr、yR、yr。()2.F1(YyRr)产生的雌、雄配子各有4种,产生的各种雌、雄配子的数量基本相等。()3.符合自由组合定律的两对相对性状的纯合亲本杂交,F2中重组性状占比为6/16。(),答案1.一个基因型为YyRr的精原细胞,在不发生染色体互换的情况下只产生2种精子。2.F1(YyRr)产生的雄配子的数量远多于雌配子的数量。3.符合自由组合定律的两对相对性状的纯合亲本杂交,F2中重组性状占比并非都是(3+3)/16,也可能是(9+1)/16,需视亲本类型而定。,考点二自由组合定律及其应用,一、自由组合定律的实质,1.发生时间
5、:减数分裂后期。,2.实质:非同源染色体上的非等位基因自由组合。,3.适用范围:1)进行有性生殖的真核生物(原核生物和病毒无染色体,不进行有性生殖)。2)细胞核内染色体(质)上的基因(即核基因)。3)两对或两对以上控制不同对相对性状的独立遗传的基因。,二、自由组合定律的验证(以两对等位基因为例),疑难突破思考aaBb和Aabb杂交后代比例为1111,能否验证自由组合定律?提示 不能验证。不管A(a)与B(b)是否符合自由组合定律,aaBb和Aabb都可产生两种相等比例的配子,其杂交后代比例为1111。,三、自由组合定律的应用,1.指导杂交育种,把优良性状结合在一起。,2.为遗传病的预测和诊断提
6、供理论依据。,四、孟德尔成功的原因,1.实验材料:选择豌豆作实验材料。2.实验对象:由一对相对性状到多对相对性状。3.实验方法:对实验结果进行统计学分析。4.实验程序:运用假说演绎法。,考点训练(请判断下列说法是否正确),1.基因的自由组合发生在精、卵细胞随机结合的过程中。()2.非等位基因的遗传均遵循自由组合定律。()3.进行有性生殖的真核生物的遗传遵循自由组合定律。(),答案1.基因的自由组合发生在减数分裂产生配子的过程中。2.位于一对同源染色体上的非等位基因的遗传不遵循自由组合定律。3.进行有性生殖的真核生物的细胞核基因的遗传遵循自由组合定律,而细胞质基因的遗传不遵循。,提升一基因型与表
7、型的推断,1.“拆分法”求解自由组合定律问题1)分析思路:先将自由组合定律问题“拆分”成若干个分离定律问题分别分析,再运用加法、乘法原理进行组合。,2)题型示例求解配子类型及概率,求解子代基因型种类及概率,求解子代表型种类及概率,2.“逆向组合法”推断亲本基因型1)方法:将自由组合定律的性状分离比“拆分”成分离定律的分离比分别分析,再进行逆向组合。2)题型示例(以两对等位基因为例),例1番茄紫茎对绿茎是显性性状(用A、a表示),缺刻叶对马铃薯叶是显性性状(用B、b表示)。让紫茎缺刻叶亲本与绿茎缺刻叶亲本杂交,子代植株数是紫茎缺刻叶321,紫茎马铃薯叶101,绿茎缺刻叶310,绿茎马铃薯叶107
8、。若这两对等位基因自由组合,则两亲本的基因型是。,解题导引由可知,子代表型比例3131。拆分分析,紫茎绿茎=(321+101)(310+107)11,缺刻叶马铃薯叶=(321+310)(101+107)31,说明双亲的基因组成为(Aaaa)(BbBb);又由于亲本为紫茎缺刻叶(A_B_)与绿茎缺刻叶亲本(aaB_),因此推断两亲本的基因型为AaBb、aaBb。,答案AaBb、aaBb,3.n对等位基因的分离或自由组合现象分析(n对相对性状的纯合亲本杂交),知识拓展“全显(全隐)比例突破法”判断亲本等位基因对数,例2基因型为AAbbCC与aaBBcc的小麦进行杂交,三对等位基因位于非同源染色体上
9、,则F1自交形成的F2的表型有种,基因型有种。,解题导引思路1 亲本杂交,F1的基因型为AaBbCc。F1自交可拆分分析:AaAa后代有2种表型(显性和隐性),3种基因型(AA、Aa和aa);同理BbBb和CcCc杂交后代均有2种表型,3种基因型。所以F2中表型有222=8(种),基因型有333=27(种)。思路2 亲本杂交,F1的基因型为AaBbCc。F1自交,遵循多对等位基因的自由组合,此时n=3,所以F2的表型种类有23=8(种),F2的基因型种类有33=27(种)。,答案827,提升二妙用“合并同类项”巧解特殊分离比,1.不同条件下F1自交或测交后代分离比,疑难突破“实验数据”与“93
10、31及其变式”间的转化方法涉及两对相对性状的杂交实验时,许多题目给出的结果是看似毫无规律的数据,如紫花红花白花=810272358,对于看不出比例的同学可通过以下3步完成转化:第一步先将相关数据相加得出总和:810+272+358=1 440。第二步将总和除以16,得出每份的数量:1 44016=90。第三步求比例:(81090)(27290)(35890)934。,例3科研人员为探究某种鲤鱼体色的遗传,做了如下实验:用黑色鲤鱼与红色鲤鱼杂交,F1全为黑鲤,F1自交结果如表所示。根据实验结果分析,若F1与隐性亲本杂交,后代中黑鲤与红鲤的比例理论上应为。,解题导引已知F1自交后代中,黑鲤红鲤15
11、1,根据不同条件下F1自交后代分离比可知,151为9331的变式,则鲤鱼体色由两对独立遗传的等位基因控制(设为A/a、B/b),当存在一个显性基因(A或B)即表现为黑鲤,否则为红鲤。因此,F1(AaBb)与隐性亲本(aabb)杂交,后代基因型及比例为AaBbAabbaaBbaabb=1111,黑鲤与红鲤的比例理论上应为31。,答案31,2.显性基因的累加效应(以AaBb为例),例4人类的肤色由A/a、B/b、E/e三对等位基因共同控制,A/a、B/b、E/e位于三对同源染色体上。AABBEE为黑色,aabbee为白色,其他性状与基因型的关系如图所示,即肤色深浅与显性基因个数有关,如基因型为Aa
12、BbEe、AABbee与aaBbEE的人与其他含任何三个显性基因的人肤色一样。若含3个显性基因的两个个体婚配(AaBbEeAaBbEe),则理论上子一代肤色的表型有种;子一代中,肤色第二深的个体所占比例为。,解题导引参考AaBb自交后代表型情况,基因型为AaBbEe与AaBbEe的个体婚配,由于三对等位基因独立遗传,子一代显性基因的个数有6个、5个、4个、3个、2个、1个、0个,共7种情况,因此子一代肤色理论上具有7种表型。其中,肤色第二深的个体含有5个显性基因,基因型为AaBBEE或AABbEE或AABBEe,所占比例为2/41/41/4+1/42/41/4+1/41/42/4=6/64=3
13、/32。,答案73/32,提升三自由组合定律中的致死或不育,1.个体或胚胎致死(以AaBb自交为例)1)显性纯合个体或胚胎致死,2)隐性纯合个体或胚胎致死,2.配子致死或不育以AaBb自交为例,结合图示分析,如果存在配子致死或不育,那么就是将某一行或列划掉。若双显(AB)雄配子致死,则将表格中雄配子AB那一列划掉(如表),即在9331的基础上,致死个体性状分离比为4000,所以最终存活个体性状分离比为5331,其他特殊分离比同理。,注:以上均未考虑连锁遗传。,3.不完全致死或不完全不育若特定基因型的个体不完全致死或特定基因型的配子不完全不育,则需要将存活配子重新比例化,再通过雌雄配子随机结合计
14、算子代的比例。如AaBb自交,若AB雄配子50%致死,则产生的四种雌配子的比例相同(均占1/4),产生的雄配子的基因型为1/450%(AB)、1/4(Ab)、1/4(aB)、1/4(ab),即雄配子的基因型及比例为ABAbaBab=1222,则利用棋盘法,雌雄配子随机结合,性状分离比为7331。,疑难突破不完全致死可以在完全致死的基础上进行巧妙地转化:AaBb自交,正常情况下,子代性状分离比为9331;若AB雄配子完全致死,则致死个体性状分离比为4000,存活子代性状分离比为5(即9-4)331;若AB雄配子50%致死或不育,则致死个体性状分离比为2(即450%)000,存活子代的性状分离比为
15、7(即9-2)331。,提升四基因位置的判断与计算,1.基因位置判断1)自交法判断两对等位基因的位置关系,例5玉米纯合雌雄同株品系M培育出雌株突变品系,该突变品系的产生原因是2号染色体上的基因Ts突变为ts,Ts对ts为完全显性。将抗玉米螟的基因A转入该雌株品系中获得甲、乙两株具有玉米螟抗性的植株,为研究A基因的插入位置及其产生的影响,进行了如下实验:品系M(TsTs)甲(Atsts)F1中抗螟非抗螟约为11。选取F1中抗螟植株进行自交,F2中抗螟雌雄同株抗螟雌株非抗螟雌雄同株约为211。由此可知,甲中转入的A基因与ts基因(填:“是”或“不是”)位于同一条染色体上。,解题导引由划线部分可知,
16、F1中抗螟植株自交后代分离比为211;根据自交法判断两对等位基因的位置关系可知,基因A与基因Ts、ts位置关系符合图三所示情况,如图所示。,答案是,2)外源基因整合到宿主染色体上的位置判断(以导入两个抗病基因为例),如图所示:思路:外源基因整合到宿主染色体上的位置是随机的,可利用自交或测交方法判断基因的位置。分析(以自交法为例探究),2.连锁互换情况分析当A/a与B/b位于一对同源染色体上时,存在如图1、2所示两种情况,其测交结果均出现2种比例相等的表型。若基因型为AaBb的个体测交,子代出现4种表型,但比例为42%8%8%42%,可判断AaBb产生了4种类型的配子,其比例为42%8%8%42%,具有“两多两少”的特点,出现这一结果的可能原因是A、a和B、b两对等位基因位于一对同源染色体上,且部分初级性母细胞在减数第一次分裂前期发生了染色体互换。,
