《基因的自由組合定律》 市賽獲獎

1．控制不同相對性狀的基因位于非同源染色體上，是基因間自由組合的前提。2．具兩對等位基因(A和a、B和b分別位于兩對同源染色體上)的雜合子自交子代有16種組合，9種基因型，4種表現(xiàn)型，其比例為9A__B__：3A__bb∶3aaB__∶1aabb。3．基因自由組合定律的實質(zhì)：在減數(shù)分裂形成配子時，一個細(xì)胞中的同源染色體上的等位基因彼此分離，非同源染色體上的非等位基因可以自由組合。4．基因分離定律和基因自由組合定律只適用于真核生物有性生殖、核基因的遺傳，原核生物、無性生殖的生物及細(xì)胞質(zhì)基因的遺傳均不符合孟德爾遺傳定律。[自讀教材·夯基礎(chǔ)]1．分析2對相對性狀的雜交實驗過程[填表]實驗過程P黃色圓?！辆G色皺粒

↓F1

↓?F2表現(xiàn)型比例

黃色皺粒

綠色皺粒9331黃色圓粒黃色圓粒綠色圓粒實驗分析(1)親本具有兩對相對性狀：①粒色：

與綠色②粒形：

與皺粒(2)F1的性狀為顯性，即：①粒色：

對

為顯性②粒形：

對

為顯性黃色圓粒黃色綠色圓粒皺粒實驗分析(3)F2的性狀：①每對性狀都遵循

，即黃色∶綠色＝

，圓?！冒櫫＃?/p>

②兩對性狀

，共有

種性狀，其中

是不同于親本性狀的重組類型分離定律3∶13∶1自由組合4黃色皺粒、綠色圓粒2．對自由組合現(xiàn)象的解釋[判斷填空](1)解釋：①控制兩對相對性狀的基因是彼此獨立的，即Y與y分離，R與r分離是彼此獨立和互不干擾的。()②控制不同性狀的基因都能自由組合。()③F1產(chǎn)生的雌雄配子各有四種，它們是YR、Yy、yR、yr，其數(shù)量比為1∶1∶1∶1，且雌雄配子數(shù)量相等。()④F1自交，4種雌配子與4種雄配子隨機結(jié)合可形成16種組合，9種基因型，4種表現(xiàn)型。()√××√(2)遺傳圖解：F2配子YRYryRyrYR

黃圓YYRr黃圓YyRR黃圓

黃圓YrYYRr黃圓Yyrr

黃圓Yyrr

yRYyRR黃圓

黃圓yyRR

yyRr綠圓yrYyRr黃圓Yyrr

yyRr

Yyrr綠皺YYRRYyRr黃皺YyRrYyRr黃皺黃皺綠圓綠圓3．對自由組合現(xiàn)象解釋的驗證[填空](1)方法：

，即讓F1與

雜交。(2)完善測交遺傳圖解：測交隱性純合子(3)結(jié)果：孟德爾測交實驗結(jié)果與預(yù)期的結(jié)果相符，從而證實了：①F1產(chǎn)生

且比例相等的配子。②F1是

。③F1在形成配子時，等位基因發(fā)生了

，非等位基因

。四種類型雙雜合子分離自由組合1．孟德爾兩對性狀的豌豆雜交實驗中，若親本為黃色皺粒純合子和綠色圓粒純合子，則所得F2的表現(xiàn)型有哪幾種？重組類型占的比例為多少？提示：F2有黃色圓粒、黃色皺粒、綠色圓粒、綠色皺粒四種類型。重組類型占的比例為5/8。2．在兩對相對性狀的雜交實驗中，F(xiàn)2中純合的黃色圓粒豌豆所占比例是多少？F2的綠色圓粒豌豆中雜合子所占比例是多少？提示：1/16,2/3。3．為什么在后代中會出現(xiàn)新的基因型和表現(xiàn)型？

提示：因為在減數(shù)分裂中，控制不同對相對性狀的基因之間可以自由組合，彼此獨立，互不干擾。[跟隨名師·解疑難]

1．應(yīng)用分離定律解決自由組合問題自由組合定律以分離定律為基礎(chǔ)，因而可以用分離定律的知識解決自由組合的問題。況且，分離定律中規(guī)律性比例較簡單，因而用分離定律解決自由組合問題顯得簡單易行。(1)將自由組合問題轉(zhuǎn)化為若干個分離定律問題：在獨立遺傳的情況下，有幾對基因就可分解為幾個分離定律，如AaBb×Aabb可分解為如下兩個分離定律：Aa×Aa、Bb×bb，得出兩組雜交(自交)的結(jié)果，再根據(jù)乘法原理和加法原理求解。(2)用分離定律解決自由組合的不同類型的問題：①配子類型的問題：如求解AaBbCc所產(chǎn)生的配子種類數(shù)？AaBbCc↓↓↓2×2×2＝8種③表現(xiàn)型類型及概率的問題：如AaBbCc×AabbCc，求其雜交后代可能出現(xiàn)的表現(xiàn)型種類數(shù)?？煞纸鉃槿齻€分離定律：Aa×Aa→后代有2種表現(xiàn)型(3A__∶1aa)；Bb×bb→后代有2種表現(xiàn)型(1Bb∶1bb)；Cc×Cc→后代有2種表現(xiàn)型(3C__∶1cc)。2．孟德爾遺傳定律異常分離比歸納生物的性狀與基因之間不是簡單的線性關(guān)系，可以是一對基因?qū)Χ鄠€性狀有影響，也可以是一個性狀受多對基因控制，同時，許多基因間還可存在相互促進或相互抑制等制約關(guān)系，從而導(dǎo)致表現(xiàn)型復(fù)雜化，進而導(dǎo)致呈現(xiàn)許多特殊分離比。(1)基因分離定律異常分離比分析：異常情況基因型說明雜合子自交異常分離比顯性純合致死1AA(致死)、2Aa、1aa2∶1隱性純合致死1AA、2Aa、aa(致死)3∶0(2)基因自由組合定律異常分離比：異常情況基因型說明異常分離比“多因一效”(兩對基因決定一對相對性狀)A_B_(性狀甲)∶A_bb、aaB_、aabb(性狀乙)9∶7A_B_(性狀甲)∶A_bb和aaB_(性狀乙)∶aabb(性狀丙)9∶6∶1與基因種類無關(guān)，只與個體含有的顯性基因個數(shù)有關(guān)，且呈現(xiàn)累加效應(yīng)1∶4∶6∶4∶1含有任何一個顯性基因的表現(xiàn)型相同，與隱性純合子的表現(xiàn)型不同15∶1異常情況基因型說明異常分離比顯性上位效應(yīng)A_B_和aaB_(性狀甲)∶A_bb(性狀乙)∶aabb(性狀丙)12∶3∶1隱性上位效應(yīng)A_B_(性狀甲)∶aaB_和aabb(性狀乙)∶A_bb(性狀丙)9∶4∶3A基因不控制性狀，對另一對基因起抑制作用A_B_、A_bb和aabb(性狀甲)∶aaB_(性狀乙)13∶3[自讀教材·夯基礎(chǔ)]1．基因自由組合定律的實質(zhì)[判斷正誤](1)自由組合定律可發(fā)生在有絲分裂和減數(shù)分裂過程中。()(2)并非所有的非等位基因均能“自由組合”。()(3)基因自由組合定律是以分離定律為基礎(chǔ)的，二者發(fā)生的時間是相同的，均發(fā)生于減數(shù)第一次分裂后期。()×√√2．孟德爾關(guān)于豌豆3對相對性狀的雜交實驗[填空](1)親本類型：具有3對相對性狀的

親本。(2)F1的性狀表現(xiàn)：都表現(xiàn)為

。(3)F2的性狀表現(xiàn)：發(fā)生了

，數(shù)量比是

，即表現(xiàn)型有8種，基因型有

種。純合顯性性狀性狀分離27∶9∶9∶9∶3∶3∶3∶1273．基因自由組合定律的應(yīng)用[填空](1)理論上：是

的來源之一(基因重組)。(2)實踐上：①育種：利用基因重新組合、創(chuàng)造有益新品種。②醫(yī)學(xué)實踐：預(yù)測

同時發(fā)病的情況，并且推斷出后代的

和表現(xiàn)型以及它們出現(xiàn)的

。生物變異兩種遺傳病基因型概率某細(xì)胞染色體上的基因如圖所示：①～④中哪兩對基因符合自由組合定律？提示：③和④。[跟隨名師·解疑難]1．分離定律與自由組合定律的比較

項目基因的分離定律基因的自由組合定律2對相對性狀n對相對性狀相對性狀的對數(shù)1對2對n對等位基因及位置1對等位基因位于1對同源染色體上2對等位基因位于2對同源染色體上n對等位基因位于n對同源染色體上

項目基因的分離定律基因的自由組合定律2對相對性狀n對相對性狀F1的配子2種，比例相等22種，比例相等2n種，比例相等F2的表現(xiàn)型及比例2種，3∶122種，9∶3∶3∶12n種，

(3∶1)nF2的基因型及比例3種，1∶2∶132種

(1∶2∶1)23n種

(1∶2∶1)n測交表現(xiàn)型及比例2種，比例相等22種，比例相等2n種，比例相等

項目基因的分離定律基因的自由組合定律2對相對性狀n對相對性狀遺傳實質(zhì)減數(shù)分裂時，等位基因隨同源染色體的分離而進入不同配子中減數(shù)分裂時，在等位基因分離的同時，非同源染色體上的非等位基因進行自由組合實踐應(yīng)用純種鑒定及雜種自交純合將優(yōu)良性狀重組在一起聯(lián)系在遺傳時，遺傳定律同時起作用：在減數(shù)分裂形成配子時，既有同源染色體上等位基因的分離，又有非同源染色體上非等位基因的自由組合2．自由組合定律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)(如圖)

3．自由組合定律的應(yīng)用——雜交育種(1)雜交育種中適合作為親本的條件：①必須具有不同的優(yōu)良性狀。即兩個親本都具有優(yōu)良性狀，但它們所具有的優(yōu)良性狀一定不能是相對性狀。②必須是純合子，不能是雜合子。若具有某一優(yōu)良性狀的個體是雜合子，則需經(jīng)多次自交使其純化后才能使用。(2)培育動植物優(yōu)良品種的一般步驟(以獲得基因型為AAbb的個體為例)：[例1]下圖表示不同基因型豌豆體細(xì)胞中的兩對基因及其在染色體上的位置，這兩對基因分別控制兩對相對性狀，從理論上說，下列分析不正確的是(

).A．甲、乙植株雜交后代的表現(xiàn)型比例是1∶1∶1∶1B．甲、丙植株雜交后代的基因型比例是1∶1∶1∶1C．丁植株自交后代的基因型比例是1∶2∶1D．正常情況下，甲植株中基因A與a在減數(shù)第二次分裂時分離[思路點撥][精講精析]甲植株與乙植株的雜交屬于測交類型，且甲又是雜合子，所以后代的表現(xiàn)型比例為1∶1∶1∶1；甲、丙植株基因型分別為AaBb和AAbb，雜交后代的基因型比例為1∶1∶1∶1；Aabb自交的結(jié)果是：1/4AAbb、1/2Aabb、1/4aabb，比例為1∶2∶1；正常情況下，等位基因的分離發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期。[答案]

D(1)有性生殖生物的性狀遺傳(細(xì)胞核遺傳)。(2)兩對及兩對以上相對性狀遺傳。(3)控制兩對或兩對以上相對性狀的等位基因位于不同對同源染色體上。[例2]

(2012·全國卷)果蠅中灰身(B)與黑身(b)、大翅脈(E)與小翅脈(e)是兩對相對性狀且獨立遺傳?；疑泶蟪崦}的雌蠅與灰身小翅脈的雄蠅雜交，子代中47只為灰身大翅脈，49只為灰身小翅脈，17只為黑身大翅脈，15只為黑身小翅脈?；卮鹣铝袉栴}：(1)在上述雜交子代中，體色和翅脈的表現(xiàn)型比例依次為________________和________________。(2)兩個親本中，雌蠅的基因型為________，雄蠅的基因型為________。(3)親本雌蠅產(chǎn)生卵的基因組成種類數(shù)為________，其理論比例為________________________。(4)上述子代中表現(xiàn)型為灰身大翅脈個體的基因型為________________，黑身大翅脈個體的基因型為________。[思路點撥][精講精析]

(1)子代的4種表現(xiàn)型是兩種性狀自由組合的結(jié)果，將兩種性狀分開分析，灰身有47＋49＝96(只)，而黑身有17＋15＝32(只)，因而灰身∶黑身＝3∶1，大翅脈有47＋17＝64(只)，小翅脈有49＋15＝64(只)，因此大翅脈∶小翅脈＝1∶1。(2)先根據(jù)表現(xiàn)型寫出雌蠅的部分基因組成B_E_，雄蠅的部分基因組成B_ee，由于后代中有黑身，因此雌、雄蠅都有隱性基因b；又因為后代出現(xiàn)了小翅脈，因此，雌蠅中一定有基因e，所以可推出雌蠅的基因型為BbEe，雄蠅的基因型為Bbee。(3)雌蠅的基因型為BbEe，在減數(shù)分裂中兩對基因發(fā)生自由組合，產(chǎn)生卵的基因組成種類為BE、Be、bE、be，比例為1∶1∶1∶1。(4)子代中灰身的基因型有兩種：BB、Bb，而大翅脈的基因型只能是Ee，因此，子代中灰身大翅脈的基因型為BBEe、BbEe，黑身的基因型只能是bb，因此黑身大翅脈的基因型為bbEe。[答案]

(1)灰身∶黑身＝3∶1大翅脈∶小翅脈＝1∶1(2)BbEe

Bbee(3)4

1∶1∶1∶1(4)BBEe和BbEe

bbEe子代表現(xiàn)型比例親代基因型3∶1Aa×Aa1∶1Aa×aa9∶3∶3∶1AaBb×AaBb1∶1∶1∶1AaBb×aabb或Aabb×aaBb3∶3∶1∶1AaBb×aaBb或AaBb×Aabb[例3]小麥品種是純合體，生產(chǎn)上用種子繁殖，現(xiàn)要選育矮稈(aa)、抗病(BB)的小麥新品種；馬鈴薯品種是雜合體(有一對基因雜合即可稱為雜合體)，生產(chǎn)上通常用塊莖繁殖，現(xiàn)要選育黃肉(Yy)、抗病(Rr)的馬鈴薯新品種。請分別設(shè)計小麥品種間雜交育種程序，以及馬鈴薯品種間雜交育種程序。要求用遺傳圖解表示并加以簡要說明。(寫出包括親本在內(nèi)的前三代即可)[思路點撥]

[精講精析]本題中有幾組關(guān)鍵詞必須注意到，第一組：“小麥品種是純合子”，“馬鈴薯品種是雜合子”，即我們現(xiàn)有的小麥、馬鈴薯原始品種分別是“純合子”和“雜合子”。因此小麥親本的基因型只能是AABB、aabb，馬鈴薯親本的基因型只能是yyRr、Yyrr。第二組：要求設(shè)計的分別是“小麥品種間雜交育種”程序，以及“馬鈴薯品種間雜交育種”程序，即設(shè)計的育種程序必須是雜交育種。第三組：小麥“用種子繁殖”，馬鈴薯“用塊莖繁殖”，因此在育種過程中，小麥可通過選擇和連續(xù)自交獲得理想的小麥純合新品種，馬鈴薯可通過選擇和塊莖繁殖，獲得理想的馬鈴薯雜合新品種。[答案]

第三代F2

A

B

，A

bb，aaB

，aabb

種植F2代，選矮桿、抗病(aaB

)，繼續(xù)自交，期望下代獲得純合體

(注：A__B__，A__bb，aaB__，aabb表示F2出現(xiàn)的9種基因型和4種表現(xiàn)型。)

1．驗證基因自由組合定律的實驗。2．雜交育種的實驗設(shè)計。典例剖析體色是劃分鯉魚品種并檢驗其純度的一個重要指標(biāo)。不同鯉魚品種的體色不同，這是由魚體鱗片和皮膚含有不同的色素細(xì)胞及其數(shù)量分布差異所致。科研人員用黑色鯉魚(簡稱黑鯉)和紅色鯉魚(簡稱紅鯉)雜交，F(xiàn)1皆表現(xiàn)為黑鯉，F(xiàn)1自交得F2，結(jié)果如表所示，請回答下列問題：取樣地點取樣總數(shù)F2中性狀的分離情況黑鯉紅鯉黑鯉∶紅鯉1號池1699159210714.88∶12號池6258414.50∶1(1)鯉魚體色中的________是顯性性狀。(2)分析實驗結(jié)果推測：鯉魚的體色是由________對基因控制的，該性狀的遺傳遵循________定律。(3)為驗證上述推測是否正確，科研人員又做了如下實驗：①選擇純合黑鯉和純合紅鯉作親本進行雜交獲得F1；②__________________________________。預(yù)期結(jié)果：______________________________________。(4)如果