新教材高中生物遺傳因子的發(fā)現(xiàn).自由組合定律的實質(zhì)及應用課件新人教版必修

第2課時自由組合定律的實質(zhì)及應用根底預習自查問題一:自由組合定律的主要內(nèi)容是什么問題二:孟德爾的遺傳學實驗成功的原因是什么1.孟德爾獲得成功的原因:(1)選用_____作為實驗材料。(2)先研究_____相對性狀,再研究_______________的相對性狀。(3)用_______的方法進行實驗結(jié)果的分析。(4)科學設計_________,采用_____的方法對提出的假說進行驗證。豌豆一對兩對或兩對以上統(tǒng)計學實驗程序測交【微思考】為什么用豌豆作為遺傳學實驗材料更容易成功提示:①豌豆自然狀態(tài)下在開花前完成自花傳粉,為純種。②豌豆有多對易于區(qū)分的相對性狀。2.孟德爾遺傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn):將以下有關(guān)概念與解釋連線問題三:自由組合定律在實踐中有什么應用1.育種中的應用:人們有目的地將具有_____________的兩個親本雜交,使兩個親本的優(yōu)良性狀組合在一起,再篩選出所需要的_________。2.醫(yī)學實踐中的應用:人們可以依據(jù)別離定律和自由組合定律,對某些遺傳病在后代中的_________作出科學的推斷,從而為_________提供理論依據(jù)。不同優(yōu)良性狀優(yōu)良品種患病概率遺傳咨詢核心互動探究探究點一自由組合定律的實質(zhì)及應用1.自由組合定律的實質(zhì)(科學思維):【圖表情境】如圖表示遺傳因子組成為AaBb的個體自交得到4種性狀表現(xiàn)的子代的過程圖,完成有關(guān)問題:AaBb1AB∶1Ab∶1aB∶1ab配子間的16種結(jié)合方式子代中9種基因型子代4種表型(1)自由組合定律發(fā)生在①和②中的哪個過程理由是什么提示:①過程。因為自由組合定律的實質(zhì)是在形成配子時,控制不同對的遺傳因子自由組合,而不是配子間的隨機結(jié)合。(2)從時間和相互關(guān)系上,分析控制兩對相對性狀的基因A、a和B、b的別離和自由組合行為的特點。①時間上:____________________________________________________________。②相互關(guān)系上:_____________________________。同時性?？刂苾蓪ο鄬π誀畹幕虻膭e離和自由組合是同時進行的別離定律是自由組合定律的根底2.自由組合定律的適用范圍(科學思維、科學探究):用純種有色飽滿籽粒的玉米與無色皺縮籽粒的玉米雜交(實驗條件滿足實驗要求),F1全部表現(xiàn)為有色飽滿,F1自交后,F2的性狀表現(xiàn)及比例為:有色飽滿73%,有色皺縮2%,無色飽滿2%,無色皺縮23%。(1)兩對性狀的遺傳是否遵循別離定律為什么提示:遵循。因為玉米粒色和粒形的別離比為3∶1。(2)上述兩對性狀的遺傳是否符合自由組合定律證據(jù)是什么提示:不符合。如果符合自由組合定律,F1自交后代別離比應符合9∶3∶3∶1。(3)試推測這兩對性狀的遺傳不遵循自由組合定律的原因是什么提示:兩對基因不是互不干擾、獨立遺傳的。3.自由組合定律的應用(科學探究):【生產(chǎn)情境】現(xiàn)有兩種純種的小麥,一種為高稈(D)抗銹病(T),另一種為矮稈(d)易感銹病(t),這兩對性狀獨立遺傳,現(xiàn)要培育矮稈抗銹病新品種,方法如下:高稈抗銹病×矮稈易感銹病F1F2穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病新品種完成有關(guān)問題:(1)操作:①寫出a、b兩個過程的含義:a_____;b_____。②c過程應該如何操作提示:連續(xù)自交和篩選,直至能選出穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病新品種。(2)進行a過程的目的是什么提示:將矮稈基因(d)和抗銹病基因(T)集中在F1個體上。雜交自交(3)選擇:選育出的新品種,在F2中的概率為_____,其在F2矮稈抗銹病植株中出現(xiàn)的概率為____,選種應該從__開始。1/161/3F2【探究總結(jié)】1.驗證自由組合定律的方法:假設要驗證控制兩對相對性狀的兩對等位基因的遺傳符合自由組合定律,可以采用自交法或測交法。(1)自交法:F1自交,假設后代性狀別離比符合9∶3∶3∶1,那么控制兩對相對性狀的兩對等位基因符合自由組合定律;否那么,不符合。(2)測交法:對F1測交,假設后代性狀別離比為1∶1∶1∶1,那么控制兩對相對性狀的兩對等位基因符合自由組合定律;否那么,不符合。2.自由組合定律適用范圍:(1)適用生物類別:真核生物。(2)發(fā)生時間:進行有性生殖的生物經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過程中。(3)范圍:基因別離定律與自由組合定律均為真核生物細胞核基因在有性生殖中的傳遞規(guī)律。【定向訓練】1.以下有關(guān)自由組合定律的表達,正確的選項是 ()A.自由組合定律是孟德爾針對豌豆兩對相對性狀雜交實驗結(jié)果及其解釋直接歸納總結(jié)的,不適合多對相對性狀B.控制不同性狀的遺傳因子的別離和組合是相互聯(lián)系、相互影響的C.在形成配子時,決定不同性狀的遺傳因子的別離和組合是隨機的,所以稱為自由組合定律D.在形成配子時,決定同一性狀的遺傳因子彼此別離,決定不同性狀的遺傳因子自由組合【解析】選D。自由組合定律是指控制不同性狀的遺傳因子的別離和組合是互不干擾的,在形成配子時,決定同一性狀的成對的遺傳因子彼此別離,決定不同性狀的遺傳因子自由組合。2.雞冠的形狀由兩對基因控制(兩對基因獨立遺傳),關(guān)于如下圖的雜交實驗敘述正確的選項是 ()A.親本玫瑰冠是雙顯性純合子1與F2中胡桃冠基因型相同2豌豆冠中的純合子占1/16D.該性狀遺傳遵循自由組合定律【解析】選D。假設相關(guān)基因用A、a、B、b表示,由題意可知:親本的基因型為AAbb和aaBB,A錯誤;F1的基因型為AaBb,F2中胡桃冠基因型為A_B_,兩者基因型不一定相同,B錯誤;F2豌豆冠(aaB_)中的純合子占1/3,C錯誤;兩對基因獨立遺傳,遵循基因的自由組合定律,D正確。3.如果子代基因型及比例為1YYRR∶1YYrr∶1YyRR∶1Yyrr∶2YYRr∶2YyRr,并且也知道上述結(jié)果是按自由組合定律產(chǎn)生的,那么雙親的基因型是 ()A.YYRR×YYRr B.YYRr×YyRrC.YyRr×YyRr D.YyRR×YyRr【解析】選B。子代中YY∶Yy=1∶1,那么可推知其親代的基因型為YY×Yy;子代中RR∶Rr∶rr=1∶2∶1,那么可推知其親代的基因型為Rr×Rr,所以雙親的基因型為YYRr×YyRr。【補償訓練】在孟德爾兩對相對性狀的雜交實驗中,F1黃色圓粒豌豆(YyRr)自交產(chǎn)生F2。以下表述正確的選項是 ()1產(chǎn)生4個配子,比例為1∶1∶1∶11產(chǎn)生基因型為YR的卵細胞和基因型為YR的精子數(shù)量之比為1∶1C.基因自由組合定律是指F1產(chǎn)生的4種類型的精子和卵細胞可能自由組合1產(chǎn)生的精子中,基因型為YR與yr的比例為1∶1【解析】選D。F1(YyRr)自交時,可產(chǎn)生雌、雄配子各4種,YR、yR、Yr、yr比例為1∶1∶1∶1,而且數(shù)目眾多,雄配子的數(shù)目遠多于雌配子的數(shù)目。自由組合定律是指在減數(shù)分裂形成配子時,位于非同源染色體上的非等位基因的自由組合,所以D項正確。探究點二自由組合定律的解題思路1.利用別離定律解決自由組合定律問題(科學思維):【材料情境】某個體的基因型為AaBbCc,三對等位基因獨立遺傳,自交得到子一代。思考以下問題:(1)產(chǎn)生配子的種類數(shù):Aa(__種)×Bb(__種)×Cc(__種)=__種(2)某種配子的概率:產(chǎn)生AbC配子的概率=____(A)×____(b)×____(C)=____(3)子代基因型的種類數(shù):Aa(__種)×Bb(__種)×Cc(__種)=___種(4)某種基因型的概率:產(chǎn)生AabbCc的概率=____(Aa)×____(bb)×____(Cc)=1/16(5)子代表型的種類數(shù):Aa(__種)×Bb(__種)×Cc(__種)=__種22281/21/21/21/8333271/21/41/222282.利用模型法解決自由組合定律問題(科學思維):【圖表情境】孟德爾的兩對相對性狀的雜交實驗中,表型和基因型相對應的模型圖如下,完成相關(guān)問題:現(xiàn)將黃色圓粒(YyRr)豌豆進行自花傳粉,收獲時得到綠色皺粒豌豆192粒。據(jù)上面模型推算,在子代黃色圓粒豌豆中,能穩(wěn)定遺傳的約有____粒。提示:YyRr的豌豆自交,子代產(chǎn)生4種表型。綠皺(yyrr)為一份,192粒,純合黃圓也是一份(YYRR),約192粒。1923.自由組合定律中的異常別離比(科學思維):【圖表情境】自由組合定律中,如果兩對等位基因相互影響的話,會出現(xiàn)不同于9∶3∶3∶1的性狀別離比,據(jù)表中基因間的相互關(guān)系,完成以下表格:基因間的相互關(guān)系F1(AaBb)自交后代表型及比例F1(AaBb)測交后代表型及比例位于兩對同源染色體上的兩對等位基因,正常的完全顯性9∶3∶3∶1___________只要存在顯性基因就表現(xiàn)為同一性狀,其余為正常表現(xiàn)15∶1_____1∶1∶1∶13∶1基因間的相互關(guān)系F1(AaBb)自交后代表型及比例F1(AaBb)測交后代表型及比例雙顯性、雙隱性和一種單顯性表現(xiàn)同一性狀,另一種單顯性表現(xiàn)為另一種性狀13∶3_____雙顯性表現(xiàn)為一種性狀,其余表現(xiàn)為另一種性狀9∶7_____存在某一特定顯性基因時就表現(xiàn)為同一性狀,其余正常表現(xiàn)12∶3∶1________單顯性表現(xiàn)為同一性狀,其余表現(xiàn)正常9∶6∶1________aa(或bb)存在時表現(xiàn)為同一性狀,其余表現(xiàn)正常9∶3∶4________3∶11∶32∶1∶11∶2∶11∶1∶2【探究總結(jié)】自由組合定律異常別離比解題技巧(1)看F2的表型比例,假設表型比例之和是16,不管以什么樣的比例呈現(xiàn),都符合基因的自由組合定律。(2)將異常別離比與正常別離比9∶3∶3∶1進行比照,分析合并性狀的類型。如比例為9∶3∶4,那么為9∶3∶(3∶1),即4為兩類表型合并的結(jié)果。(3)根據(jù)具體比例確定出現(xiàn)異常別離比的原因。(4)根據(jù)異常別離比出現(xiàn)的原因,推測親本的基因型或推斷子代相應表型的比例?！径ㄏ蛴柧殹?.在每對基因獨立遺傳的條件下,AaBbCC與aaBbcc進行雜交,其子一代中表型與雙親不同的個體占全部子代的 ()

【解析】選C。AaBbCC與aaBbcc雜交,后代與親代相同(A_B_C_或aaB_cc)的概率為1/2×3/4×1+0=3/8,那么與親代不同的個體所占比例為1-3/8=5/8。2.牽?；ǖ幕ㄉ?對獨立遺傳的等位基因(A和a、B和b、C和c)控制,其顏色形成的途徑如下圖,其中藍色和紅色混合后顯紫色,藍色和黃色混合形成綠色?，F(xiàn)有某紫花植株自交,子代出現(xiàn)白花、黃花和綠花。據(jù)此判斷,以下表達錯誤的是 ()A.自然種群中紅花植株的基因型有4種B.用于自交的紫花植株的基因型為AaBbCcC.自交子代中綠花植株和紅花植株的比例可能不同D.自交子代出現(xiàn)黃花植株的比例為3/64【解析】選C。自然種群中紅花植株的基因型有AABBcc、AaBBcc、AABbcc、AaBbcc,共4種,A項正確;據(jù)圖和自交結(jié)果分析,親本紫花植株的基因型為AaBbCc,B項正確;親本紫花植株的基因型為AaBbCc,自交子代中綠花植株(A_bbC_)的概率為3/4×1/4×3/4=9/64,紅花植株(A_B_cc)的概率為3/4×3/4×1/4=9/64,兩者的比例相同,C項錯誤;親本紫花植株的基因型為AaBbCc,自交子代出現(xiàn)黃花植株(A_bbcc)的比例為3/4×1/4×1/4=3/64,D項正確。3.(2021·江門高一檢測)某植物種子的顏色受A和a、B和b兩對等位基因控制,其遺傳遵循自由組合定律,同時具備A、B兩個基因的個體種子為有色,否那么為無色?，F(xiàn)有一結(jié)有色種子的植株自交,子代中無色種子占7/16,那么該植株基因型可能是 ()

【解析】選C。某植物種子的顏色受A和a、B和b兩對等位基因控制,其遺傳遵循自由組合定律,同時具備A、B兩個基因的個體種子為有色,否那么為無色。現(xiàn)有一結(jié)有色種子的植株自交,子代中無色種子占7/16,那么有色種子(基因型為A_B_)占9/16,說明該植株是具有兩對等位基因的雜合子,其基因型為AaBb。4.彩椒的顏色是由兩對獨立遺傳的等位基因決定的皮色遺傳。紅皮基因(B)對綠皮基因(b)為顯性,但當另一黃色顯性基因(A)存在時,基因B和b都不能表達?，F(xiàn)用基因型為AaBb的個體和基因型為aaBb的個體雜交,其后代表型的種類數(shù)及比例為 ()種種,4∶3∶1種種,1∶2∶2∶1【解析】選B?；蛐蜑锳aBb的個體和基因型為aaBb的個體雜交,由于紅皮基因(B)對綠皮基因(b)為顯性,且另一黃色顯性基因(A)存在時,基因B和b都不能表達,所以A_B_(黃色)∶A_bb(黃色)∶aaB_(紅色)∶aabb(綠色)=3∶1∶3∶1,即后代表型有3種,其比例為黃色∶紅色∶綠色=4∶3∶1。兩對相對性狀的雜交實驗提出假說測交實驗實驗驗證得出結(jié)論控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合互不干擾形成配子時，決定同一性狀的遺傳因子分離，決定不同性狀的遺傳因子自由組合對自由組合現(xiàn)象的解釋對自由組合現(xiàn)象的驗證自由組合定律實驗過程F2:黃圓黃皺綠圓綠皺

9331P:黃圓×綠皺F1:黃圓×P:黃圓×綠皺（YYRR）（yyrr）F1:YyRr

黃圓F2:Y_R_Y_rryyR_yyrr

黃圓黃皺綠圓綠皺

9331×配子:YRyr演繹推理P:黃圓×綠皺（YyRr）（yyrr）F1:YyRrYyrryyRryyrr

黃圓黃皺綠圓綠皺

1∶1∶1∶1科學方法：假說—演繹法提出問題后代為什么出現(xiàn)新的性狀組合呢？情境素養(yǎng)探究1.【實驗情境】人類的膚色由A/a、B/b、E/e三對等位基因共同控制,且三對等位基因獨立遺傳。AABBEE為黑色,aabbee為白色,其他性狀與基因型的關(guān)系如圖所示,即膚色深淺與顯性基因個數(shù)有關(guān),如基因型為AaBbEe、AABbee和aaBbEE等與含任何三個顯性基因的膚色一樣。假設統(tǒng)計大量基因型為AaBbEe與基因型為AaBbEe的婚配后代,探究以下問題:(1)得到的子代中有多少種基因型(科學思維)提示:27種。Aa(3種)×Bb(3種)×Cc(3種)=27種。(2)得到的子代中有多少種表型(科學思維)提示:7種。分別是含有6、5、4、3、2、1、0個顯性基因的性狀表現(xiàn)。2.【實驗情境】根據(jù)遺傳學研究知道,家兔的毛色是受A、a和B、b兩對等位基因控制的。其中,基因A決定黑色素的形成;基因B決定黑色素在毛皮內(nèi)的分散(黑色素的分散決定了灰色性狀的出現(xiàn));沒有黑色素的存在,就談不上黑色素的分散。這兩對基因獨立遺傳。育種工作者選用純合的家兔進行了如下圖的雜交實驗:探究:(1)控制家兔毛色的兩對等位基因是否遵循自由組合定律說明理由。(科學思維)提示:遵循。因為F2的性狀別離比是9∶3∶4,符合9∶3∶3∶1的變式。(2)欲探究F2中一只白色家兔的基因型,請利用圖中的個體,寫出雜交實驗方案,并預測結(jié)果。(科學探究)提示:實驗方案:讓該白色家兔與F1雜交,統(tǒng)計子代的表型及比例。結(jié)果及結(jié)論:①假設子代家兔表型及比例為灰色∶黑色∶白色=1∶1∶2,那么該白兔基因型為aabb。②假設子代家兔中表型及比例為灰色∶白色=1∶1,那么該白兔的基因型為aaBB。③假設子代家兔中表型及比例為灰色∶黑色∶白色=3∶1∶4,那么該白兔的基因型為aaBb。課堂素養(yǎng)達標1.孟德爾通過雜交實驗,發(fā)現(xiàn)了遺傳定律,以下關(guān)于孟德爾成功原因的描述正確的選項是________。(填序號)

①選擇豌豆作實驗材料②孟德爾將多對相對性狀一起研究③孟德爾先研究一對相對性狀,再研究兩對相對性狀④運用了數(shù)學的統(tǒng)計學方法⑤運用了假說—演繹的科學實驗方法【解析】選①③④⑤。豌豆作為遺傳學實驗材料是孟德爾成功的原因之一,①正確。孟德爾研究遺傳定律時,先從一對相對性狀入手,再研究兩對至多對相對性狀,由簡入繁,化繁為簡,②錯誤,③正確。孟德爾對實驗結(jié)果進行統(tǒng)計并分析,也是成功的原因之一,④正確。假說—演繹法為遺傳定律的提出提供了嚴謹?shù)膶嶒炓罁?jù),⑤正確。2.(2021·昆明高一檢測)在三對基因各自獨立遺傳的條件下,親本ddEeFF與DdEeff雜交,其子代表型不同于親本的個體占全部后代的 ()

【解析】選A。在完全顯性且三對基因各自獨立遺傳的條件下,ddEeFF與DdEeff雜交,其子代表型和雙親中ddEeFF相同的概率占(1/2)×(3/4)×1=3/8,其子代表型和雙親中DdEeff相同的概率為0,故ddEeFF與DdEeff雜交,其子代表型不同于雙親的個體占全部后代的1-3/8=5/8,故A正確,B、C、D錯誤。3.水稻高稈(T)對矮稈(t)為顯性,抗病(R)對感病(r)為顯性,這兩對等位基因獨立遺傳?，F(xiàn)將一株表型為高稈抗病的植株的花粉授給另一株表型相同的植株,所得后代表型如下圖。根據(jù)以下實驗結(jié)果,表達錯誤的選項是 ()A.以上后代群體的表型有4種B.以上后代群體的基因型有9種C.以上兩株親本可以分別通過不同雜交組合獲得D.以上兩株表型相同的親本,基因型不相同【解析】選D。由題干中的性狀顯隱性和后代表型高稈∶矮稈=3∶1,得出親本基因型為Tt×Tt;由抗病∶感病=3∶1,得出親本的基因型為Rr×Rr,所以兩親本的基因型是TtRr×TtRr,所以兩親本基因型相同,其后代中表型4種,基因型9種,親本的這種基因型可以通過TTRR×ttrr和TTrr×ttRR兩種雜交組合獲得。4.黃色圓粒(YYRR)與綠色皺粒(yyrr)豌豆雜交,得F1,兩對等位基因獨立遺傳,從F1自交所得種子中,拿出一粒綠色圓粒豌豆和一粒綠色皺粒豌豆,它們都是純合子的概率為 (

)【解析】選D。黃色圓粒(YYRR)與綠色皺粒(yyrr)的豌豆親本雜交,產(chǎn)生的F1植株的基因型為YyRr,其自交后代有9/16黃色圓粒(Y_R_)、3