2019-2020学年高中生物 第4章 遗传信息的传递规律 第2节 基因的自由组合规律 第1课时 自

1第1课时自由组合规律的试验与分析1．理解并概述孟德尔两对相对性状的杂交试验过程。2．阐明对自由组合现象的解释。3．理解对自由组合现象解释的验证和自由组合规律的实质。一、两对相对性状的遗传试验1．过程P黄圆×绿皱↓F1黄圆↓⊗F29黄圆∶3黄皱∶3绿圆∶1绿皱2．现象(1)F1全为黄圆。(2)F2中出现了不同性状之间的自由组合。(3)F2中4种表现型的分离比为9∶3∶3∶1。二、对自由组合现象的解释1．模拟杂种F1产生的四种配子比(1)原理：杂种F1通过减数分裂形成配子的过程中，等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合，产生四种不同类型、比值相等的雌雄配子。(2)方法步骤①标记基因：1元硬币正面标记Y，反面标记y，5角硬币正面标记R，反面标记r。②抛硬币：同时抛起两枚硬币，落稳后记录硬币上标记的字母组合。③重复实验：次数越多，结果越准确。④统计：统计硬币组合分别为YR、Yr、yR、yr的数量，计算各自的百分比，填表。(3)结论：在等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因在配子形成过程中自由组合，结果产生四种比值相等的配子，每个配子中只含等位基因中的任意一个。2．对自由组合现象的解释(1)基因决定性状豌豆的圆粒和皱粒分别由基因R、r控制，黄色和绿色分别由基因Y、y控制。纯种黄色圆粒的基因型为YYRR；纯种绿色皱粒的基因型为yyrr。2(2)F1的基因型亲代中，YYRR产生一种YR配子，yyrr产生一种yr配子。两种配子结合后，产生的基因型为YyRr，表现为黄色圆粒。(3)F1配子的产生①基因的行为：F1在产生配子时，每对基因彼此分离，不同对的基因可以自由组合。②配子的种类及比例F1产生的雌配子和雄配子各有4种，YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1。(4)F2的基因型及表现型①受精时，雌雄配子的结合是随机的。②雌雄配子有16种结合方式，F2的基因型共有9种。③F2性状表现及比例：黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒＝9∶3∶3∶1。三、对自由组合现象解释的验证1．实验方法：测交。2．理论预期(1)F1(YyRr)产生4种配子，分别是：YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1。(2)隐性纯合体(yyrr)只产生一种配子yr。(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)＝1∶1∶1∶1。3．遗传图解四、自由组合规律的实质1．发生时间：形成配子时。2．基因的关系：位于非同源染色体上的非等位基因分离和组合是互不干扰的。3．实质：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。判一判(1)模拟杂种F1产生的四种配子比的实验中每枚硬币代表一对等位基因。(√)(2)两枚硬币的组合方式代表了雌雄配子的结合方式。(×)3(3)F1产生YY、yy、RR、rr四种配子。(×)(4)F2中重组类型占总数的5/8。(×)想一想测交试验中用F1(YyRr)作母本和父本，测交的试验结果一样吗？提示：两种结果是一样的，这说明F1在形成配子时，不同对的基因是自由组合的。两对相对性状杂交实验分析1．试验图解2．实验分析(1)F1的表现型分析F1全是黄色⇒黄色对绿色是显性；F1全是圆粒⇒圆粒对皱粒是显性。(2)F2的表现型分析①两对性状的组合是随机的。②每对性状的单独分析黄色∶绿色＝3∶1；圆粒∶皱粒＝3∶1。说明每对性状的遗传均遵循分离规律。(3)F2性状分离比的机理黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒＝9∶3∶3∶1。亲本中只有黄圆和绿皱两种性状组合，F2中不但有黄圆和绿皱(叫做亲本4类型，共占10/16)，还出现了亲本没有的黄皱和绿圆(即重组类型，共占6/16)，四种比例为黄圆∶黄皱∶绿圆∶绿皱＝9∶3∶3∶1。1．孟德尔用纯种黄圆豌豆与纯种绿皱豌豆做杂交实验，下列哪项能体现出不同性状的自由组合()A．F2中有黄圆、黄皱、绿圆、绿皱4种性状表现B．F1全部是黄色圆粒C．F2中出现了黄皱和绿圆两种类型D．F2中黄圆和绿皱各占总数的3/16答案：C2．小麦高秆对矮秆为显性，抗病对不抗病为显性，用纯种的高秆抗病和矮秆不抗病两个品种做样本，在F2中选育矮秆抗病类型，其在F2中所占的比例约为()A．1/16B．2/16C．3/16D．4/16解析：选C。高秆抗病与矮秆不抗病品种杂交得F1，F1自交所得F2有4种表现型，比例为9∶3∶3∶1，其中矮秆抗病类型占F2的3/16。自由组合现象的解释1．F1产生配子的图解分析2．F2的表现型和基因型分析法一：棋盘法5法二：分枝法(1)F1产生的雌雄配子随机结合①配子结合方式：16种。②遗传因子的组合形式：9种。③F2的表现型：4种。(2)F2性状表现双显性状（Y_R_）占9/16单显性状（Y_rr＋yyR_）占3/16×2双隐性状（yyrr）占1/16亲本类型（Y_R_＋yyrr）占10/16重组类型（Y_rr＋yyR_）占6/16(3)F2遗传因子组成纯合体（YYRR＋YYrr＋yyRR＋yyrr）共占1/16×4双杂合体（YyRr）占4/16单杂合体（YyRR＋YYRr＋Yyrr＋yyRr）共占2/16×4两对相对性状的纯合亲本杂交，F2中重组性状为3/8或5/8。(1)当亲本为黄色圆粒(YYRR)和绿色皱粒(yyrr)时，F2中重组性状黄色皱粒(Y_rr)和绿色圆粒(yyR_)所占比例是(3＋3)/16＝3/8。(2)当亲本为黄色皱粒(YYrr)和绿色圆粒(yyRR)时，F2中重组性状黄色圆粒(Y_R_)和绿色皱粒(yyrr)所占比例是(9＋1)/16＝5/8。1．白色球状南瓜与黄色盘状南瓜杂交，F1全部是白色盘状南瓜，F2杂合的白色球状南瓜有3966株，从理论上分析F2中杂合的白色盘状南瓜有()A．17847株B．15864株C．3966株D．7932株解析：选B。据题意可知，白色对黄色为显性，盘状对球状为显性，假设F1的遗传因子组成为AaBb，F2中表现杂合的白色球状南瓜应为Aabb，占2/16，则F2中白色盘状南瓜即A_B_，占9/16，则F2中杂合的白色盘状南瓜有3966÷2/16×9/16×8/9＝15864株。62．让独立遗传的黄色非甜玉米(YYSS)与白色甜玉米(yyss)杂交，在F2中得到白色甜玉米80株，那么F2中性状表现不同于双亲的杂合植株约为()A．160B．240C．320D．480解析：选C。F2中白色甜玉米占1/16，性状表现不同于双亲的杂合植株占4/16，故F2中性状表现不同于双亲的杂合植株为320。对自由组合现象解释的验证及自由组合规律的实质1．测交也可用乘法原理进行解释2．由减数分裂分析自由组合规律的实质3．分离规律和自由组合规律的适用条件(1)进行有性生殖生物的性状遗传：进行有性生殖的生物产生生殖细胞时，控制同一性状的成对基因发生分离，控制不同性状的基因自由组合分别进入到不同的配子中。(2)真核生物的性状遗传：原核生物或非细胞结构的生物不进行减数分裂，不进行有性生殖。细菌等原核生物和病毒遗传物质数目不稳定，变化无规律。7(3)细胞核遗传：真核生物细胞核内染色体有规律性地变化；而细胞质中的遗传物质变化和细胞核不同，不符合孟德尔遗传规律，而是具有母系遗传的特点。(4)分离规律适用于一对相对性状的遗传，自由组合规律适用于多对相对性状的遗传。1．在豚鼠中，黑色(C)对白色(c)是显性，毛皮粗糙(R)对毛皮光滑(r)是显性。下列能验证基因的自由组合规律的最佳杂交组合是()A．黑光×白光→18黑光∶16白光B．黑光×白粗→25黑粗C．黑粗×白粗→15黑粗∶7黑光∶16白粗∶3白光D．黑粗×白光→10黑粗∶9黑光∶8白粗∶11白光解析：选D。验证自由组合规律，就是验证杂种F1产生配子时，决定同一性状的成对遗传因子是否彼此分离，决定不同性状的遗传因子是否自由组合，从而产生4种不同遗传因子组成的配子，因此最佳方法为测交。D项符合测交的概念和结果：黑粗(相当于F1的双显)×白光(双隐性纯合体)→10黑粗∶9黑光∶8白粗∶11白光(四种表现型比例接近1∶1∶1∶1)。2．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，预期结果正确的是()A．测交结果中黄色非甜与红色甜比例为3∶1B．自交结果中与亲本表现型相同的子代所占的比例为5/8C．自交结果中黄色和红色的比例为3∶1，非甜与甜比例为3∶1D．测交结果中红色非甜子代所占的比例为1/2解析：选C。F1测交，且子代有四种表现型，且比例为1∶1∶1∶1，故黄色非甜与红色甜的比例为1∶1，A错误；F1自交，其子代有四种表现型，其比例为9∶3∶3∶1，其中与亲本表现型相同的黄色甜与红色非甜所占比例分别为3/16、3/16，故其所占比例为3/8，B错误；两对相对性状中每一对均符合分离规律，故F1自交后代中黄色∶红色＝3∶1，非甜∶甜＝3∶1，C正确；F1测交子代中红色非甜所占比例为1/4，D错误。验证自由组合规律的试验方法①测交法：双杂合体F1×隐性纯合体，后代F2中双显性∶前显后隐∶前隐后显∶双隐性＝1∶1∶1∶1。②自交法：双杂合体F1自交，后代F2中双显性∶前显后隐∶前隐后显∶双隐性＝9∶3∶3∶1。核心知识小结8[要点回眸][规范答题]1．F1在产生配子时，每对遗传因子彼此分离．．，不同对的遗传因子自由组合．．．．。2．F1产生雌雄配子各4种，它们是：YR、Yr、yR、yr，数量比接近1．∶1．∶1．∶1．3．受精时，雌雄配子的结合是随机．．的。4．在两对相对性状的杂交实验中，F2中共有9．种．遗传因子组合，4．种．性状表现，比例为9．∶3．∶3．∶1．。5．两对相对性状的测交实验中，测交后代基因型和表现型均为4．种．，数量比例均为1．∶1．∶1．∶1．。6．自由组合规律的实质：在形成配子时，控制同一性状的成对的遗传因子彼此分离．．的同时，控制不同性状的遗传因子自由组合．．．．。[随堂检测]1．孟德尔认为遗传因子组成为YYRr的个体，产生的配子种类及比例是()A．YR∶Yr＝1∶1B．YR∶yr＝1∶1C．R∶r＝1∶1D．Y∶R∶r＝2∶1∶1解析：选A。YYRr的个体产生配子时，YY分离，Rr分离，Y与R(r)自由组合。2．在“模拟孟德尔的杂交实验”中，甲、丙容器代表某动物的雌性生殖器官，乙、丁容器代表某动物的雄性生殖器官，小球上的字母表示雌、雄配子的种类，每个容器中小球数量均为12个(如表所示)。容器中小球的种类及个数E字母的小球e字母的小球F字母的小球f字母的小球甲容器(♀)12个12个00乙容器(♂)12个12个00丙容器(♀)0012个12个9丁容器(♂)0012个12个进行下列二种操作，分析错误的是()①从甲、乙中各随机取一个小球并记录字母组合，重复100次②从乙、丁中各随机取一个小球并记录字母组合，重复100次。A．操作①模拟的是等位基因分离产生配子及受精作用B．操作②模拟的是非同源染色体的非等位基因的自由组合C．①重复100次实验后，统计Ee组合概率约为50%D．②重复100次实验后，统计Ef组合概率约为50%解析：选D。操作①只涉及一对等位基因，其模拟的是等位基因分离产生配子及配子的随机结合(受精作用)过程，A正确；操作②涉及两对等位基因，其模拟的是非同源染色体上非等位基因自由组合过程，B正确；①重复100次实验后，统计Ee组合概率约为50%，C正确；②重复100次实验后，统计Ef组合概率约为25%，D错误。3．豌豆中，子粒黄色(Y)和圆形(R)分别对绿色(y)和皱粒(r)为显性。现有甲(黄色圆粒)与乙(黄色皱粒)两种豌豆杂交，子代有四种表现型，如果让甲自交，乙测交，则它们的后代表现型之比应分别为()A．9∶3∶3∶1及1∶1∶1∶1B．3∶3∶1∶1及1∶1C．9∶3∶3∶1及1∶1D．3∶1及1∶1解析：选C。由题意可知，甲与乙杂交子代有四种表现型，则依据分离规律，甲(黄)×乙(黄)，后代一定存在两种表现型，即黄与绿，则甲(Yy)