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版第5单元第2讲基因的自由组合定律
第2讲__基因的自由组合定律
[考纲导学] 1.孟德尔遗传实验的科学方法(Ⅱ) 2.基因的自由组合定律(Ⅱ)
知识梳理|夯实高考双基
回扣教材
一、自由组合定律的发现
1.提出问题—两对相对性状的杂交实验
(1)
(2)现象
2.作出假设—理论解释
(1)解释
(2)图解:
P:
YYRR×yyrr
↓
F1:
YyRr
↓减数分裂
雌雄各4种配子:
↓随机结合
F2:
16种结合方式、9种组合形式(基因型)、4种性状表现(表现型)且数量比为9∶3∶3∶1
3.实验验证—演绎推理,测交验证
(1)过程:
(2)实验结果:
正、反交结果与理论预测相符,说明对自由组合现象的解释是正确的。
4.得出结论—自由组合定律(现代解释)
(1)两对(或两对以上)等位基因分别位于两对(或两对以上)同源染色体上
(2)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
(3)F1减数分裂形成配子时,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
二、孟德尔成功的原因分析
(1)科学选择了豌豆作为实验材料。
(2)采用由单因素到多因素的研究方法。
(3)应用了统计学方法对实验结果进行统计分析。
(4)科学设计了实验程序。
即在对大量实验数据进行分析的基础上,提出合理的假说,并且设计了新的测交实验来验证假说。
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。
不同优良性状亲本
F1
F2(选育符合要求个体)
↓连续自交
纯合子
(2)为遗传病的预测和诊断提供理论依据。
基础自测
1.判断
(1)基因分离定律和自由组合定律揭示的都是生物细胞核中遗传物质的遗传规律。
(√)
(2)在进行减数分裂的过程中,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自由组合。
(√)
(3)孟德尔两对相对性状的遗传实验中F1产生配子时,等位基因分离,非等位基因可以自由组合,产生比例相等的4种配子。
(√)
(4)某个体自交后代性状分离比为3∶1,则说明此性状是由一对等位基因控制的。
(×)
(5)F1产生基因型YR的卵细胞和基因型YR的精子数量之比为1∶1。
(×)
(6)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。
(×)
(7)含两对相对性状的纯合亲本杂交,F2中重组性状所占比例并不都是
。
(√)
(8)运用统计学的方法分析结果是孟德尔获得成功的原因之一。
(√)
2.观察下面的图示,回答问题:
(1)能发生自由组合的图示为________,原因是_______________________
_______________________________________________________________。
(2)不能发生自由组合的图示为________,原因是_____________________
_______________________________________________________________。
(3)写出图A产生配子的种类及比例:
________________________。
(4)若图A植株自交得到F2,F2的基因型有________种,表现型有________种,其比例为双显∶一显一隐∶一隐一显∶双隐=________。
(5)若将图A植株测交,则选用的个体基因型为______________,测交后代的基因型及比例为____________________________。
测交后代的表现型及比例为____________________________。
(6)假如图B不发生交叉互换,回答下列问题:
①图示个体产生配子种类及比例:
________________。
②图B个体自交产生后代的基因型有____________种,即________________。
其表现型及比例:
________________。
③图B个体测交后代的基因型及比例:
________________,其表现型及比例:
________________。
【答案】
(1)A 非等位基因位于非同源染色体上
(2)B 非等位基因位于同源染色体上
(3)AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1
(4)9 4 9∶3∶3∶1
(5)aabb AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=1∶1∶1∶1 双显∶一显一隐∶一隐一显∶双隐=1∶1∶1∶1
(6)①AC∶ac=1∶1 ②3 AACC∶AaCc∶aacc=1∶2∶1 双显∶双隐=3∶1 ③AaCc∶aacc=1∶1 双显∶双隐=1∶1
网络记忆
重点突破|领悟高考方向
重点1 基因自由组合定律的实质及应用
[典例导悟1]
(2015·安徽高考)已知一对等位基因控制鸡的羽毛颜色,BB为黑羽,bb为白羽,Bb为蓝羽;另一对等位基因CL和C控制鸡的小腿长度,CLC为短腿,CC为正常,但CLCL胚胎致死。
两对基因位于常染色体上且独立遗传。
一只黑羽短腿鸡与一只白羽短腿鸡交配,获得F1。
(1)F1的表现型及比例是________________。
若让F1中两只蓝羽短腿鸡交配,F2中出现________种不同表现型,其中蓝羽短腿鸡所占比例为________。
(2)从交配结果可判断CL和C的显隐性关系,在决定小腿长度性状上,CL是________;在控制致死效应上,CL是______。
(3)B基因控制色素合成酶的合成,后者催化无色前体物质形成黑色素。
科研人员对B和b基因进行测序并比较,发现b基因的编码序列缺失一个碱基对。
据此推测,b基因翻译时,可能出现________或________________________,导致无法形成功能正常的色素合成酶。
(4)在火鸡(ZW型性别决定)中,有人发现少数雌鸡的卵细胞不与精子结合,而与某一极体结合形成二倍体,并能发育成正常个体(注:
WW胚胎致死)。
这种情况下,后代总是雄性,其原因是______________________________________
_______________________________________________________________。
【解析】 根据题意可知:
一只黑羽短腿鸡与一只白羽短腿鸡交配,后代如下:
(1)由上述分析可知,F1的表现型及比例是:
蓝羽短腿:
蓝羽正常=2∶1。
若让F1中两只蓝羽短腿鸡交配,用分离定律分析交配后代的性状及其比例如下:
由于CLCL胚胎致死,所以F2中出现2×3=6种不同表现型,其中蓝羽短腿鸡所占的比例为1/2×2/3=1/3。
(2)从交配结果可以看出,在决定小腿长度这一性状上,当CL存在时就表现为不正常的短腿,说明CL是显性;在控制致死效应上,只有当CLCL纯合时才致死,说明CL为隐性。
(3)与B基因相比,b基因编码序列缺失一个碱基对,则该缺失可能会导致转录提前终止或缺失部位以后mRNA的密码子序列改变或缺少,从而导致翻译提前终止或翻译时缺失部位以后的氨基酸序列发生改变。
(4)根据题意,雌性ZW产生的卵细胞若含有Z染色体,则该细胞既可以与含有Z染色体的极体结合,又可以与含有W染色体的极体结合,这样后代应该既有雌性又有雄性;
雌性ZW产生的卵细胞若含有W染色体,则该细胞既可以与含有W染色体的极体结合,又可以与含有Z染色体的极体结合,这样后代只有雌性(W与W结合后胚胎致死);而题目强调该情况下后代只有雄性,这说明不可能出现Z和W的结合情况,只有Z和Z的结合,推测可能是卵细胞只与次级卵母细胞形成的极体结合。
【答案】
(1)蓝羽短腿∶蓝羽正常=2∶1 6 1/3
(2)显性 隐性 (3)提前终止 从缺失部位以后翻译的氨基酸序列发生变化 (4)卵细胞只与次级卵母细胞形成的极体结合,产生的ZZ为雄性,WW胚胎致死
[考点精讲]
1.基因自由组合定律的细胞学基础
2.应用分离定律解决自由组合定律问题
(1)思路:
将多对等位基因的自由组合分解为若干分离定律问题分别分析,再进行组合。
(2)方法:
分解组合法
(3)题型示例
①配子类型及概率的问题
具多对等位
基因的个体
解答方法
举例:
基因型为
AaBbCc的个体
产生配子
的种类数
每对基因产生配子种类数的乘积
配子种类数为
Aa Bb Cc
↓↓↓
2×2×2=8种
产生某种配
子的概率
每对基因产生相应配子概率的乘积
产生ABC配子的概率为1/2(A)×1/2(B)×1/2(C)=1/8
②基因型类型及概率的问题
问题举例
计算方法
AaBbCc与AaBBCc杂交,求它们后代的基因型种类数
可分解为三个分离定律问题:
Aa×Aa→后代有3种基因型(1AA∶2Aa∶1aa)
Bb×BB→后代有2种基因型(1BB∶1Bb)
Cc×Cc→后代有3种基因型(1CC∶2Cc∶1cc)
因此,AaBbCc×AaBBCc的后代中有3×2×3=18种基因型
AaBbCc×AaBBCc后代中AaBBcc出现的概率计算
1/2(Aa)×1/2(BB)×1/4(cc)=1/16
③表现型类型及概率的问题
问题举例
计算方法
AaBbCc与AabbCc杂交,求它们后代可能的表现型种类数
可分解为三个分离定律问题:
Aa×Aa→后代有2种表现型(3A_∶1aa)
Bb×bb→后代有2种表现型(1Bb∶1bb)
Cc×Cc→后代有2种表现型(3C_∶1cc)
因此,AaBbCc×AabbCc的后代中有2×2×2=8种表现型
AaBbCc×AabbCc后代中表现型A_bbcc出现的概率计算
3/4(A_)×1/2(bb)×1/4(cc)=3/32
[命题视角]
视角1 基因自由组合定律的实质
1.下图所示杂合子的测交后代会出现性状分离比1∶1∶1∶1的是( )
【解析】 若测交后代出现1∶1∶1∶1的性状分离比,则亲本之一产生的配子应为4种,比例是1∶1∶1∶1。
【答案】 C
视角2 基因自由组合定律的应用
2.有两个纯种的小麦品种:
一个抗倒伏(d)但易感锈病(r),另一个易倒伏(D)但能抗锈病(R)。
两对相对性状独立遗传。
让它们进行杂交得到F1,F1再进行自交,F2中出现了既抗倒伏又抗锈病的新品种。
下列说法中正确的是( )
A.F2中出现的既抗倒伏又抗锈病的新品种都能稳定遗传
B.F1产生的雌雄配子数量相等,结合的概率相同
C.F2中出现的既抗倒伏又抗锈病的新品种占9/16
D.F2中易倒伏与抗倒伏的比例为3∶1,抗锈病与易感锈病的比例为3∶1
【解析】 F2中既抗倒伏又抗锈病的基因型是ddRR和ddRr,杂合子不能稳定遗传,A项错误;F1产生的雌雄配子数量不相等,B项错误;F2中既抗倒伏又抗锈病的新品种占3/16,C项错误;F1的基因型为DdRr,每一对基因的遗传仍遵循基因的分离定律,D项正确。
【答案】 D
3.现用山核桃的甲(AABB)、乙(aabb)两品种作亲本杂交得F1,F1测交结果如下表,下列有关叙述不正确的是( )
测交类型
测交后代基因型种类及比例
父本
母本
AaBb
Aabb
aaBb
aabb
F1
乙
1/7
2/7
2/7
2/7
乙
F1
1/4
1/4
1/4
1/4
A.F1产生的基因型为AB的花粉可能有50%不能萌发,不能实现受精
B.F1自交得F2,F2的基因型有9种
C.将F1花粉离体培养,将得到四种表现型不同的植株
D.正反交结果不同,说明该两对基因的遗传不遵循自由组合定律
【解析】 根据F1与乙的测交结果可知,F1产生的基因型为AB的花粉可能50%不能萌发,不能实现受精。
由表中所示正反交结果,子代出现了一定的性状分离比,可见其遵循基因的自由组合定律。
【答案】 D
重点2 9∶3∶3∶1分离比的变式
[考点精讲]
1.基因互作导致的9∶3∶3∶1理论比变化
条件
F1自交后代性
状分离比
F1测交后代
性状分离比
存在一种显性基因(A或B)时表现为同一种性状,其余正常表现
9∶6∶1
[9∶(3∶3)∶1]
1∶2∶1
[1∶(1∶1)∶1]
即A_bb和aaB_个体的表现型相同
A、B同时存在时表现为一种性状,否则表现为另一种性状
9∶7
[9∶(3∶3∶1)]
1∶3
[1∶(1∶1∶1)]
即A_bb、aaB_、aabb个体的表现型相同
aa(或bb)成对存在时,表现双隐性性状,其余正常表现
9∶3∶4
[9∶3∶(3∶1)]
1∶1∶2
[1∶1∶(1∶1)]
即A_bb和aabb的表现型相同或aaB_和aabb的表现型相同
只要存在显性基因(A或B)就表现为同一种性状,其余正常表现
15∶1
[(9∶3∶3)∶1]
3∶1
[(1∶1∶1)∶1]
即A_B_、A_bb和aaB_的表现型相同
双显性、双隐性和一种单显性表现为一种性状,另一单显性表现为另一种性状
13∶3
[(9∶3∶1)∶3]
3∶1
[(1∶1∶1)∶1]
即A_B_、A_bb(或aaB_)、aabb表现一致,aaB_(或A_bb)表现不同
双显性和一种单显性表现为同一种性状,另一种单显性和双隐性表现为另一种性状
12∶4
[(9∶3)∶(3∶1)]
1∶1
[(1∶1)∶(1∶1)]
即A_B_和A_bb(或aaB_)表现一致,aaB_(或A_bb)与aabb表现一致
显性基因在基因型中的个数影响性状表现(数量遗传)
AABB∶(AaBB、AABb)∶(AaBb、aaBB、AAbb)∶(Aabb、aaBb)∶aabb=1∶4∶6∶4∶1
AaBb∶(Aabb、aaBb)∶aabb=1∶2∶1
显性纯合致死
AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=4∶2∶2∶1,其余基因型个体致死
AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=1∶1∶1∶1
2.性状分离比9∶3∶3∶1的变式题解题步骤
(1)看F2的表现型比例,若表现型比例之和是16,不管以什么样的比例呈现,都符合基因的自由组合定律。
(2)将异常分离比与正常分离比9∶3∶3∶1进行对比,分析合并性状的类型。
如比例为9∶3∶4,则为9∶3∶(3∶1),即4为两种性状的合并结果。
(3)对照上述表格确定出现异常分离比的原因。
(4)根据异常分离比出现的原因,推测亲本的基因型或推断子代相应表现型的比例。
[命题视角]
视角 分离比异常原因分析
4.一种观赏植物,纯合的蓝色品种与纯合的鲜红色品种杂交,F1为蓝色。
若让F1蓝色与纯合鲜红色品种杂交,产生的子代中表现型及比例为蓝色∶鲜红色=3∶1。
若将F1蓝色植株自花受粉,则F2表现型及其比例最可能是( )
A.蓝∶鲜红=1∶1 B.蓝∶鲜红=3∶1
C.蓝∶鲜红=9∶1D.蓝∶鲜红=15∶1
【解析】 基本思路为:
该性状由两对
基因控制
⇓
分析作答
F1蓝色杂合子与隐性纯合子鲜红色品种测交,后代中蓝色∶鲜红色=3∶1,说明这对相对性状由两对等位基因控制,且隐性纯合子表现为鲜红色;纯合的蓝色品种与纯合的鲜红色品种可分别表示为AABB、aabb,F1蓝色植株AaBb自交,F2代中鲜红色植株占1/16,所以F2表现型及其比例最可能是蓝色∶鲜红色=15∶1。
【答案】 D
5.(2014·海南高考)某种植物的表现型有高茎和矮茎、紫花和白花,其中紫花和白花这对相对性状由两对等位基因控制,这两对等位基因中任意一对为隐性纯合则表现为白花。
用纯合的高茎白花个体与纯合的矮茎白花个体杂交,F1表现为高茎紫花,F1自交产生F2,F2有4种表现型∶高茎紫花162株,高茎白花126株,矮茎紫花54株,矮茎白花42株。
请回答:
(1)根据此杂交实验结果可推测,株高受________对等位基因控制,依据是________________。
在F2中矮茎紫花植株的基因型有________种,矮茎白花植株的基因型有________种。
(2)如果上述两对相对性状自由组合,则理论上F2中高茎紫花、高茎白花、矮茎紫花和矮茎白花这4种表现型的数量比为________________。
【解析】
(1)根据F2中高茎∶矮茎=3∶1,说明株高遗传遵循分离定律,该性状受一对等位基因控制,其中高茎(用D表示)为显性性状。
控制花色的两对基因中任意一对为隐性纯合则表现为白花,即只有双显性个体(用A_B_表示)为紫花;根据F2中紫花∶白花约为9∶7可判断F1紫花的基因型为AaBb,所以在F2中矮茎紫花植株(ddA_B_)的基因型有4种,矮茎白花植株(ddA_bb、ddaaB_、ddaabb)的基因型共有5种。
(2)若这两对相对性状自由组合,则F1(DdAaBb)自交,两对相对性状自由组合,F2中表现型及比例为(3高茎∶1矮茎)(9紫花∶7白花)=27高茎紫花∶21高茎白花∶9矮茎紫花∶7矮茎白花。
【答案】
(1)1 F2中高茎∶矮茎=3∶1 4 5
(2)27∶21∶9∶7
[心有灵犀]
遗传致死类型总结
异常情况
基因型说明
杂合子交配
异常分离比
显性纯合致死
1AA(致死)、2Aa、1aa
2∶1
隐性纯合致死
1AA、2Aa、1aa(致死)
3∶0
伴X染色体遗传的隐
性基因致雄配子死亡
(XAXa×XaY)
只出现雄性个体
1∶1
实验拓展类5|孟德尔遗传定律的相关实验探究
[典例导悟2]
(2015·山东高考)果蝇的长翅(A)对残翅(a)为显性、刚毛(B)对截毛(b)为显性。
为探究两对相对性状的遗传规律,进行如下实验。
亲本
组合
F1表
现型
F2表现型及比例
实验一
长翅刚
毛(
)×
残翅截
毛(
)
长翅
刚毛
实验二
长翅刚
毛(
)×
残翅截
毛(
)
长翅
刚毛
(1)若只根据实验一,可以推断出等位基因A、a位于________染色体上;等位基因B、b可能位于________染色体上,也可能位于________染色体上。
(填“常”“X”“Y”或“X”和“Y”)
(2)实验二中亲本的基因型为________;若只考虑果蝇的翅型性状,在F2的长翅果蝇中,纯合体所占比例为________。
(3)用某基因型的雄果蝇与任何雌果蝇杂交,后代中雄果蝇的表现型都为刚毛。
在实验一和实验二的F2中,符合上述条件的雄果蝇在各自F2中所占比例分别为________和________。
(4)另用野生型灰体果蝇培育成两个果蝇突变品系,两个品系都是由于常染色体上基因隐性突变所致,产生相似的体色表现型——黑体。
它们控制体色性状的基因组成可能是:
①两品系分别是由于D基因突变为d和d1基因所致,它们的基因组成如图甲所示;②一个品系是由于D基因突变为d基因所致,另一品系是由于E基因突变成e基因所致,只要有一对隐性基因纯合即为黑体,它们的基因组成如图乙或图丙所示。
为探究这两个品系的基因组成,请完成实验设计及结果预测。
(注:
不考虑交叉互换)
图甲
图乙
图丙
Ⅰ.用________为亲本进行杂交,如果F1表现型为________,则两品系的基因组成如图甲所示;否则,再用F1个体相互交配,获得F2;
Ⅱ.如果F2表现型及比例为________,则两品系的基因组成如图乙所示;
Ⅲ.如果F2表现型及比例为________,则两品系的基因组成如图丙所示。
【解析】
(1)按照基因的分离定律分别分析实验一和实验二的正反交实验。
具体如下:
若只考虑实验一,A、a基因的遗传与性别无关,则等位基因A、a位于常染色体上;B、b基因的遗传与性别有关,则等位基因B、b只位于X染色体上或位于X和Y染色体上。
(2)综合实验一和实验二,对于长翅、残翅来说,正反交结果一致,因此等位基因A、a位于常染色体上;对于刚毛、截毛来说,正反交结果F1表现型相同,说明B、b不可能仅位于X染色体上,F2雌雄表现型不一致,由此可以判断B、b位于X和Y染色体的同源区段上。
因此可以判断实验二亲本的基因型为AAXBXB、aaXbYb。
若只考虑果蝇的翅型性状,在F2的长翅果蝇(AA、2Aa)中,纯合体(AA)所占的比例为1/3。
(3)根据上述分析,刚毛、截毛的遗传图解如下:
某基因型的雄果蝇与任何基因型的个体杂交,要想后代雄果蝇都是刚毛,则该雄果蝇必须带有YB,实验一的F2中没有这种个体,实验二中的F2中这种雄果蝇占8/16=1/2。
(4)根据题干信息,可用两个突变品系的黑体进行杂交:
若为图甲组成,则F1基因型为dd1,表现型为黑体。
若为图乙组成(自由组合),则F1基因组成为EeDd,表现型为灰体,雌雄个体杂交后代的表现型及比例为灰体(E_D_)∶黑体(E_dd、eeD_、eedd)=9∶7。
若为图丙组成(基因连锁),则遗传过程可表示为:
【答案】
(1)常 X X和Y(注:
两空可颠倒)
(2)AAXBYB、aaXbXb(注:
两空可颠倒) 1/3 (3)0 1/2
(4)Ⅰ.品系1和品系2(或:
两个品系) 黑体 Ⅱ.灰体∶黑体=9∶7 Ⅲ.灰体∶黑体=1∶1
[拓展升华]
1.孟德尔遗传定律常见探究类型
(1)控制不同性状的非等位基因位于1对还是不同对同源染色体上(即遵循什么遗传定律的验证)
(2)变异致死类型的确定
2.实验设计方法
(1)确定基因位置的方法
①自交法:
F1自交,如果后代性状分离比符合3∶1,则控制两对或多对相对性状的基因位于一对同源染色体上;如果后代性状分离比符合9∶3∶3∶1或(3∶1)n(n≥2),则控制两对或多对相对性状的基因位于两对或多对同源染色体上。
②测交法:
F1测交,如果测交后代性状分离比符合1∶1,则控制两对或多对相对性状的基因位于一对同源染色体上;如果测交后代性状分离比符合1∶1∶1∶1或(1∶1)n(n≥2),则控制两对或多对相对性状的基因位于两对或多对同源染色体上。
(2)当致死等因素存在时,遗传分离比会偏离相应的理论比。
3.解题一般思路
(1)确定探究目的:
根据题干信息,确定探究目的,联想杂交方法
↓
(2)确定杂交方式:
根据已有条件,确定杂交方式(自交或测交)
↓
(3)选定杂交亲本
↓
(4)“正向推导,反向表述”;结果对应结论。
[题组对练]
1.现有①~④四个果蝇品系(都是纯种),其中品系①的性状均为显性,品系②~④均只有一种性状是隐性,其他性状均为显性。
这四个品系的隐性性状及控制该隐性性状的基因所在的染色体如下表所示:
品系
①
②
③
④
隐性性状
均为显性
残翅
黑身
紫红眼
相应染色体
Ⅱ、Ⅲ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
若需验证自由组合定律,可选择下列哪种交配类型( )
A.①×② B.②×④
C.②×③D.①×④
【解析】 自由组合定律研究的是位于非同源染色体上的非等位基因的遗传规律,故选②×④或③×④。
【答案】 B
2.(2013·新课标全国卷Ⅰ)一对相对性状可受多对等位基因控制,如某种植物花的紫色(显性)和白色(隐性)这对相对性状就受多对等位基
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- 关 键 词:
- 第5单元 第2讲 基因的自由组合定律 单元 基因 自由 组合 定律