学年同步备课一体资料之生物苏教必修2讲义.docx

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学年同步备课一体资料之生物苏教必修2讲义

第8课时　基因的自由组合定律的解题思路及应用

学习目标

1．掌握基因的自由组合定律的解题思路。

2.阐明基因的自由组合定律的应用

|基础知识|

一、基因的自由组合定律的应用

1．理论上可用于解释生物多样性。

如具有n对杂合基因的个体自交，后代的表现型可能是2n种。

2．在育种工作中，用杂交育种的方法有目的地使生物不同品种间的基因重组，以使不同亲本的优良基因组合在一起。

3．在医学实践中，根据基因的自由组合定律，分析家族系谱中两种遗传病同时发病的情况，为遗传病的预防和诊断提供理论依据。

二、基因的分离定律与自由组合定律关系

项目

分离定律

自由组合定律

相对性状对数

1对

n对（n≥2）

等位基因对数

1对

n对

等位基因位置

1对等位基因位于1对同源染色体上

n对等位基因位于n对同源染色体上

细胞学基础

后期Ⅰ同源染色体分离

后期Ⅰ非同源染色体自由组合

遗传实质

等位基因分离

非同源染色体上的非等位基因自由组合

F1配子

配子类型及其比例

2种，1∶1

2n种，（1∶1）n

雌雄配子组合数

4种

4n种

F2

基因型种类及比例

3种，1∶2∶1

3n种，（1∶2∶1）n

表现型种类及比例

2种，3∶1

2n种，（3∶1）n

F1测交子代

基因型种类及比例

2种，1∶1

2n种，（1∶1）n

表现型种类及比例

2种，1∶1

2n种，（1∶1）n

联系

形成配子时，同源染色体上的等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合，彼此独立，各不干扰

|自查自纠|

（1）杂交育种可将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种（　　）

（2）利用杂合紫花Aa豌豆自交获得白花豌豆aa，属于杂交育种（　　）

（3）人群中，甲遗传病的患病率是m，乙遗传病的患病率是n，若按照基因的自由组合定律遗传，则人群中患病率是m＋n（　　）

（4）孟德尔两对相对性状的杂交实验中，单独分析一对相对性状均遵循基因的分离定律，同时分析两对相对性状，则遵循基因的自由组合定律（　　）

答案　

（1）√　

（2）×　（3）×　（4）√

|图解图说|

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

杂交育种过程中，往往从哪一代开始进行选育？

为什么？

提示：

F2，因为自F2代开始出现性状分离。

探究点一　用分解组合法解决自由组合定律问题

1．解题思路

将多对等位基因的自由组合分解为若干分离定律分别分析，再运用乘法原理进行组合。

2．方法示例（以黄色圆粒豌豆YyRr×YyRr为例）

（1）子代基因型种类

先分解：

Yy×Yy→3种：

YY、Yy、yy

Rr×Rr→3种：

RR、Rr、rr

再组合：

YyRr×YyRr→3×3＝9种

（2）子代表现型种类及比例

先分解：

Yy×Yy→3黄∶1绿

Rr×Rr→3圆∶1皱

再组合：

YyRr×YyRr→（3黄∶1绿）（3圆∶1皱）＝9黄圆∶3黄皱∶3绿圆∶1绿皱

（3）子代YyRr概率

先分解：

Yy×Yy→子代Yy概率是1/2，Rr×Rr→子代Rr概率是1/2

再组合：

YyRr×YyRr→子代YyRr概率是1/2×1/2＝1/4

多对基因遵循自由组合定律时才能够直接应用分解组合法，否则，则不能直接将分解后的结果利用乘法原理进行组合。

【典例1】aaBbDd和AaBbdd杂交，若3对基因独立遗传，求：

（1）子代中aabbdd概率是多少？

（2）子代中杂合子概率是多少？

尝试解答________

解析　因为3对基因独立遗传，可利用分解组合法解决。

（1）子代中aabbdd概率是1/2×1/4×1/2＝1/16。

（2）子代中纯合子概率是1/2×1/2×1/2＝1/8，杂合子概率则为1－1/8＝7/8。

答案　

（1）1/16　

（2）7/8

本典例

（2）小题杂合子种类多样，直接求解时很容易发生遗漏，而纯合子确定且种类少，利用间接思想求解简单。

【跟踪训练】

1．aaBbCCDd和AaBbCcdd杂交，若4对基因控制4对相对性状，且独立遗传，子代中表现型有几种？

其中重组类型的概率是多少？

解析　子代表现型有2×2×1×2＝8种，其中亲本类型aaB_C_D_概率是1/2×3/4×1×1/2＝3/16，另一亲本类型A_B_C_dd概率是1/2×3/4×1×1/2＝3/16，所以重组类型概率是1－3/16－3/16＝5/8。

答案　5/8

探究点二　基因的自由组合定律的实践应用

1．在育种实践上的应用

现有两个纯种的小麦，一种为高秆（D）抗锈病（T），另一种为矮秆（d）不抗锈病（t）。

这两对性状独立遗传，如何培育能够稳定遗传的矮秆抗锈病的新品种呢？

提示　让高秆抗锈病小麦与矮秆不抗锈病小麦杂交，得F1；F1自交，得F2；种植F2种子，得F2小麦植株，选择矮秆抗锈病小麦继续自交；这样，通过筛选和连续自交，直至后代不发生性状分离，即可获得能够稳定遗传的矮秆抗锈病新品种。

2．在医学实践上的应用

人类多指（B）对正常指（b）显性，肤色正常（A）对白化（a）显性，且两对基因独立遗传。

某家庭，母亲正常，父亲多指，二人婚后生了一个手指正常的白化病孩子；“二孩政策”放开后，他们想再生一个孩子，正常的可能性多大呢？

请帮助他们分析预测。

提示　母亲基因型是A_bb，父亲基因型是A_B_，后代白化病且手指正常的孩子的基因型是aabb，因此，母亲的基因型是Aabb，父亲的基因型是AaBb。

单独分析肤色的遗传，Aa×Aa，后代患白化病aa的概率是1/4，肤色正常的概率是3/4；单独分析手指的遗传，bb×Bb，后代患多指A_的概率是1/2，手指正常的概率是1/2；所以，他们生一个正常孩子的可能性是3/4×1/2＝3/8。

【典例2】当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时，若已知患甲病的概率为m，患乙病的概率为n，就各种患病情况填写下表：

序号

类型

计算公式

①

不患甲病的概率

1－m

②

不患乙病的概率

1－n

③

只患甲病的概率

m（1－n）

④

只患乙病的概率

n（1－m）

⑤

同患两种病的概率

mn

⑥

只患一种病的概率

m＋n－2mn或m（1－n）＋n（1－m）

⑦

患病概率

m＋n－mn或1－不患病概率

⑧

不患病概率

（1－m）（1－n）

【跟踪训练】

2．杂交育种是通过品种间杂交，创造新变异类型而选育新品种的方法。

将两个具有期望优点的纯合亲本进行杂交，F1自交能产生多种非亲本类型，再经过选育就可能获得符合需要的新品种。

下列相关叙述错误的是（　　）

A．杂交育种所依据的主要遗传学原理是基因自由组合

B．F1形成配子时，非同源染色体上的非等位基因自由组合

C．杂交的目的是使不同亲本的优良基因组合到一起

D．杂交育种中，符合需要的性状组合一旦出现就能稳定遗传

解析　杂交育种中，符合需要的性状组合如果是隐性性状，一旦出现即可稳定遗传；如果是显性性状，不一定是纯合子，就不一定能够稳定遗传。

答案　D

探究点三　两对基因（独立遗传）控制某一性状类题目

　某雌雄同株植物花的颜色由两对独立遗传的基因（A和a，B和b）控制。

其基因型与表现型的对应关系见表：

基因组合

A_B_

A_bb

aa__

花的颜色

紫色

红色

白色

若某AaBb植株自花传粉，请回答：

（1）子代植株的基因型及比例是什么？

提示　1AABB∶2AABb∶2AaBB∶4AaBb∶1AAbb∶2Aabb∶1aaBB∶2aaBb∶1aabb。

（2）子代植株的表现型有几种？

其对应的基因型可能是什么？

提示　子代植株表现型有3种；紫花植株：

AABB、AABb、AaBB、AaBb，红花植株：

AAbb、Aabb，白花植株：

aaBB、aaBb、aabb。

（3）子代植株的性状分离比是多少？

提示　紫花∶红花∶白花＝9∶3∶4。

“和”为16的特殊分离比（9∶3∶3∶1的变式）

某些生物的性状由两对独立遗传的等位基因控制，这两对基因遗传时虽然遵循基因的自由组合定律，但后代则可能不再出现孟德尔的特定性状分离比，主要有下面几种情况：

F1（AaBb）自交后代比例

原因分析

9∶7

双显为一种表现型，其余的为另一种表现型

9∶3∶4

双显为一种表现型，双隐和单显之一为一种表现型，另一种单显为另一种表现型

9∶6∶1

双显、单显、双隐分别为三种表现型

15∶1

双隐为一种表现型，其余的为另一种表现型

1∶4∶6∶4∶1

A与B的作用效果相同，但显性基因越多，其效果越强

1（AABB）∶4（AaBB＋AABb）∶6（AaBb＋AAbb＋aaBB）∶4（Aabb＋aaBb）∶1（aabb）

【典例3】某种小鼠的体色受常染色体上的两对等位基因控制。

现用一对纯合灰鼠杂交，F1都是黑鼠，F1中的雌雄个体相互交配，F2体色表现为9黑∶6灰∶1白。

下列叙述正确的是（　　）

A．小鼠体色遗传遵循基因的自由组合定律

B．若F1与白鼠杂交，后代表现为2黑∶1灰∶1白

C．F2灰鼠中能稳定遗传的个体占1/2

D．F2黑鼠有两种基因型

尝试解答________

解析　根据F2性状分离比可判断两对等位基因的遗传遵循自由组合定律，A正确；F1（AaBb）与白鼠（aabb）杂交，后代中AaBb（黑）∶Aabb（灰）∶aaBb（灰）∶aabb（白）＝1∶1∶1∶1，B错误；F2灰鼠（A_bb、aaB_）中纯合子占1/3，C错误；F2黑鼠（A_B_）有4种基因型，D错误。

答案　A

【跟踪训练】

3．小麦的粒色受两对同源染色体上的两对基因R1和r1、R2和r2控制。

R1和R2决定红色，r1和r2决定白色，R对r为不完全显性，并有累加效应，也就是说，麦粒的颜色随R的增加而逐渐加深。

将红粒（R1R1R2R2）与白粒（r1r1r2r2）杂交得F1，F1自交得F2，则F2的基因型种类数和不同表现型比例为（　　）

A．3种、3∶1　　　　　B．3种、1∶2∶1

C．9种、9∶3∶3∶1D．9种、1∶4∶6∶4∶1

解析　将红粒（R1R1R2R2）与白粒（r1r1r2r2）杂交得F1，F1的基因型为R1r1R2r2，所以F1自交后代F2的基因型有9种；后代中r1r1r2r2占1/16，R1r1r2r2和r1r1R2r2共占4/16，R1R1r2r2、r1r1R2R2和R1r1R2r2共占6/16，R1R1R2r2和R1r1R2R2共占4/16，R1R1R2R2占1/16，所以不同表现型的比例为1∶4∶6∶4∶1。

答案　D

知识脉络

要点晨背

1.杂交育种是指将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。

2.解决自由组合定律问题常用“分解组合法”，即利用分离定律解决自由组合定律问题，这是解决自由组合定律问题常用的技巧。

3.符合基因的自由组合定律时，双杂合子自交后代不一定出现9∶3∶3∶1的分离比，但这些比例中数字之和仍然为16。