高中生物第三章遗传和染色体第7课时基因的自由组合定律学案苏教版必修2.docx

高中生物第三章遗传和染色体第7课时基因的自由组合定律学案苏教版必修2.docx

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高中生物第三章遗传和染色体第7课时基因的自由组合定律学案苏教版必修2

第7课时　基因的自由组合定律

学习目标

阐明基因的自由组合定律。

|基础知识|

一、两对相对性状的杂交实验

实验过程

实验分析

P　　　黄色圆粒×绿色皱粒

　　　　　　↓

F1　　　　　黄色圆粒

　　　　　　↓⊗

F2　黄圆　黄皱　绿圆　绿皱

比例　　9∶_3∶_3_∶1

1.显隐性

（1）粒色：

黄色是显性

（2）粒形：

圆粒是显性

2.F2性状

（1）粒色：

黄色∶绿色＝3∶1

（2）粒形：

圆粒∶皱粒＝3∶1

（3）出现了不同于亲本的性状组合——黄色皱粒和绿色圆粒

二、对自由组合现象的解释

1．两对相对性状分别由两对遗传因子决定

粒色由Y、y因子决定，粒形由R、r因子决定。

则纯种黄色圆粒的遗传因子组成为YYRR，纯种绿色皱粒的遗传因子组成为yyrr。

2．形成配子时，成对的遗传因子分离，不成对的遗传因子自由组合，彼此独立，互不干扰

（1）亲本产生的配子类型

F1基因型为YyRr，表现型为黄色圆粒

（2）F1产生的配子类型及比例

雌配子：

YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1

雄配子：

YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1

3．受精时，雌雄配子随机结合

（1）F1配子的组合方式16种。

（2）F2基因型9种。

（3）F2表现型4种：

黄圆∶黄皱∶绿圆∶绿皱＝9∶3∶3∶1。

三、对自由组合现象解释的验证——测交

四、基因的自由组合定律

在减数分裂形成配子时，一个细胞中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则自由组合。

|自查自纠|

（1）F2中有2种亲本类型，为黄色圆粒和绿色皱粒，另2种为重组类型，即黄色皱粒和绿色圆粒（　　）

（2）F1（YyRr）产生的YR卵细胞和YR精子数量之比为1∶1（　　）

（3）形成配子时，同源染色体上的等位基因分离、非等位基因自由组合（　　）

（4）基因自由组合定律是指F1产生的4种类型的精子和卵细胞可以自由组合（　　）

答案　

（1）√　

（2）×　（3）×　（4）×

|图解图说|

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

若不发生交叉互换，下图基因型生物产生的配子类型及比例是什么？

提示：

ABD∶ABd∶abD∶abd＝1∶1∶1∶1。

探究点一　2对相对性状杂交实验的分析

分析孟德尔的2对相对性状杂交实验，回答：

1．F2中两种粒色和两种粒形的比例均是3∶1，说明两种性状的遗传都遵循什么定律？

提示　基因的分离定律。

2．F2中亲本类型及比例是________，在F2中占______；重组类型及比例是____________，在F2中占______。

提示　黄色圆粒∶绿色皱粒＝9∶1　10/16　黄色皱粒∶绿色圆粒＝3∶3　6/16

3．若将亲本改为：

纯种黄色皱粒×纯种绿色圆粒，则F1的基因型是______，F2中亲本类型占______，重组类型占________。

提示　YyRr　6/16　10/16

4．单独分析粒色，F2是3黄色∶1绿色；单独分析粒形，F2是3圆粒∶1皱粒；同时分析粒色和粒形，F2是9黄圆∶3黄皱∶3绿圆∶1绿皱。

猜想三个分离比间有何关系？

提示　（3黄∶1绿）（3圆∶1皱）＝9黄圆∶3黄皱∶3绿圆∶1绿皱，即不同性状之间发生了自由组合。

2对相对性状杂交实验的分析

1．F1配子的分析

F1产生配子时，同源染色体上的等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合。

2．F2表现型的分析

（1）每对相对性状的分离各自独立，遵循基因的分离定律。

①黄色∶绿色＝3∶1

②圆粒∶皱粒＝3∶1

（2）不同性状之间自由组合，且与相对性状的分离互不干扰。

（3）F2表现型的统计

双显性类型：

9/16Y_R_。

单显性类型：

3/16Y_rr、3/16yyR_。

双隐性类型：

1/16yyrr。

亲本类型：

9/16Y_R_、1/16yyrr。

重组类型：

3/16Y_rr、3/16yyR_。

3．F2基因型的分析

（1）每对等位基因的分离各自独立，遵循基因的分离定律。

①YY∶Yy∶yy＝1∶2∶1

②RR∶Rr∶rr＝1∶2∶1

（2）非同源染色体上的非等位基因自由组合。

（3）F2基因型的统计

纯合子：

1/16YYRR、1/16YYrr、1/16yyRR、1/16yyrr。

单杂合子：

2/16YYRr、2/16YyRR、2/16Yyrr、2/16yyRr。

双杂合子：

4/16YyRr。

【典例1】下列关于孟德尔2对相对性状遗传实验的叙述中，错误的是（　　）

A．F2中圆粒和皱粒之比接近于3∶1，符合基因的分离定律

B．两对相对性状分别由两对等位基因控制

C．F1产生4种比例相等的雌配子和雄配子

D．F2有4种表现型和6种基因型

尝试解答________

解析　孟德尔对F2中不同对性状之间发生自由组合的解释是：

两对相对性状分别由两对基因控制，控制这两对相对性状的两对基因的分离和组合是互不干扰的，其中每一对基因的传递都遵循分离定律。

这样，F1产生雌、雄配子各4种，数量比接近1∶1∶1∶1，配子随机结合，则F2中有9种基因型和4种表现型。

答案　D

在两对相对性状杂交实验的F2中并未出现新性状，而是出现了新的性状组合。

【跟踪训练】

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中有黄圆和绿皱2种亲本类型

B．F1全部是黄色圆粒

C．F2中出现了黄皱和绿圆2种新类型

D．F2中黄圆和绿皱各占总数的

解析　子二代中出现亲本之外的重组性状即黄皱和绿圆，说明不同性状发生了重新组合。

答案　C

探究点二　基因的自由组合定律实质

下图表示一个基因型AaBb的性原细胞产生配子的过程，就基因的自由组合定律分析回答：

（1）研究对象：

________________。

（2）发生时间：

______________。

（3）实质：

在减数分裂形成配子时，同源染色体上的等位基因分离的同时，__________自由组合。

提示　

（1）非同源染色体上的非等位基因　

（2）减数第一次分裂的后期　（3）非同源染色体上的非等位基因

基因的自由组合中的“基因”是指非同源染色体上非等位基因，而不是同源染色体上的非等位基因，更不是同源染色体上的等位基因。

【典例2】自由组合定律中的“自由组合”发生在（　　）

A．不同类型的卵细胞与不同类型精子的结合过程中

B．前期Ⅰ同源染色体的非姐妹染色单体片段交换的过程中

C．后期Ⅰ非同源染色体组合着拉向细胞两极的过程中

D．后期Ⅱ着丝点分裂，染色体拉向细胞两极的过程中

尝试解答________

解析　自由组合定律中的“自由组合”是指非同源染色体上的非等位基因的自由组合，发生在后期Ⅰ非同源染色体组合着拉向细胞两极的过程中。

答案　C

【跟踪训练】

2．基因的自由组合定律发生于下图中哪个过程（　　）

A．①　B．②　

C．③　D．①②

解析　基因的分离定律和自由组合定律都是在个体通过减数分裂产生配子时起作用。

答案　A

探究点三　孟德尔遗传定律的实验验证

现有①～④四个纯种果蝇品系，其表现型及相应基因所在的染色体如下表。

其中品系②～④均只有一种性状是隐性，其他性状均为显性，且都由野生型（长翅、灰身、正常身）突变而来。

品系

①

②

③

④

性状

野生型

残翅（v）

黑身（b）

毛身（h）

相应染色体

Ⅱ、Ⅲ

Ⅱ

Ⅱ

Ⅲ

（1）利用以上果蝇品系，验证体色性状遗传遵循基因的分离定律，写出实验思路并预期实验结果。

提示　思路：

让③与①（或③与②、③与④）杂交，得F1；F1中雌雄个体互相交配，得F2；观察统计F2的表现型及比例。

预期结果：

F2中灰身∶黑身约为3∶1。

（2）欲验证基因的自由组合定律，选择①和②做亲本是否可行？

为什么？

选择②和③做亲本呢？

提示　均不可行。

①和②只存在一对相对性状的差异，②和③控制两对相对性状的基因位于一对同源染色体上。

【典例3】某单子叶植物的非糯性（A）对糯性（a）为显性，抗病（T）对染病（t）为显性，花粉粒长形（D）对圆形（d）为显性，三对等位基因分别位于三对同源染色体上，非糯性花粉遇碘液变蓝，糯性花粉遇碘液变棕色。

现有四种纯合子基因型分别为：

①AATTdd、②AAttDD、③AAttdd、④aattdd。

则下列说法正确的是（　　）

A．若采用花粉鉴定法验证基因的分离定律，应该用①和③杂交所得F1的花粉

B．若采用花粉鉴定法验证基因的自由组合定律，可以观察①和②杂交所得F1的花粉

C．若培育糯性抗病优良品种，应选用①和④亲本杂交

D．将②和④杂交后所得的F1的花粉涂在载玻片上，加碘液染色后，均为蓝色

尝试解答________

解析　采用花粉鉴定法验证基因的分离定律，必须是可以在显微镜下表现出来的性状，即非糯性（A）和糯性（a），花粉粒长形（D）和圆形（d）。

①和③杂交所得F1的花粉只有抗病（T）和染病（t）不同，显微镜下观察不到，A错误；若采用花粉鉴定法验证基因的自由组合定律，则应该选择②④组合，观察F1的花粉，B错误；将②和④杂交后所得的F1（Aa）的花粉涂在载玻片上，加碘液染色后，一半花粉为蓝色，一半花粉为棕色，D错误。

答案　C

验证基因的分离定律、自由组合定律的方法

验证方法

结论

自交法

F1自交后代的性状分离比为3∶1，则符合基因的分离定律，由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制

F1自交后代的性状分离比为9∶3∶3∶1，则符合基因的自由组合定律，由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制

测交法

F1测交后代的性状比例为1∶1，则符合基因的分离定律，由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制

F1测交后代的性状比例为1∶1∶1∶1，则符合基因的自由组合定律，由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制

花粉鉴定法

若F1产生两种花粉，比例为1∶1，则符合分离定律

若F1产生四种花粉，比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律

【跟踪训练】

3．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定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　验证自由组合定律，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，产生四种不同遗传因子组成的配子，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（双隐性纯合子）→10黑粗∶9黑光∶8白粗∶11白光（四种表现类型比例接近1∶1∶1∶1）。

答案　D

知识脉络

要点晨背

1.F1（YyRr）产生的配子类型及比例：

YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1。

2.受精时，雌雄配