第15讲自由组合定律.ppt
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1、第15讲 自由组合定律,回扣基础要点一、两对相对性状的杂交实验1.,必备知识梳理,2.实验结论(1)不论正反交F1的表现型都为,证明两 对性状中 对 显性,对 显 性。(2)F2出现相对性状分离、不同性状之间自由 组合,且亲本类型/重组类型。3.每一对相对性状之间符合。4.两对相对性状的遗传是独立的,互不干扰的,不 同对性状之间的重组是 的。,黄圆,黄色,绿色,圆粒,皱粒,106,基因的分离定律,自由,想一想 从数学角度分析,9331与31能否建立数学联系,这对理解两对相对性状的遗传结果有什么启示?提示 从数学角度看,(31)2的展开式为9331,即9331的比例可以表示为两个31的乘积。对于
2、两对相对性状的遗传结果,如果对每一对性状进行单独的分析,如单纯考虑圆和皱或黄和绿一对相对性状遗传时,其性状的数量比是圆粒皱粒=(315+108)(101+32)31;黄色绿色=(315+101)(108+32)31,即每对性状的遗传都遵循了分离定律。这无疑说明两对相对性状的遗传结果可以表示为它们各自遗传结果的乘积,即9331来自于(31)2。,二、对自由组合现象的分析1.解释(1)两对相对性状分别由 控制。(2)F1产生配子时,按照分离定律,与、与 分离,同时这两对等位基因自由组合,与 组 合成YR配子;与 组合成Yr配子;与 组合成 yR配子;与r组合成yr配子。四种雄配子和四 种雌配子的比
3、例均为。(3)受精时,雌雄配子的结合是 的。,两对遗传因子,Y,y,R,r,R,Y,Y,r,y,R,y,1111,随机,2.验证测交实验(1)方法:让F1与双隐性纯合子相交。(2)结果:无论是正交还是反交,都得到4种 数目相近的不同类型的测交后代,比例为,与预期的结果相符。这证实F1雌、雄个体在形成配子时,确实产生 的 配子,从而令人信服地验证了自由组合定律的正 确性。3.综上所述,孟德尔遗传定律的实质:在F1形成配 子时,分离的同时,表现为 自由组合。即一对等位基因与另一对等位基因的 是互不干扰的,是各自独立地分配到 配子中去的。,1111,4种数目相等,等位基因,非等位基因,分离或组合,三
4、、实践中的自由组合定律1.动植物育种:用杂交方法使生物 的 重组在一起,创造出对人类有益的新 品种。(1)原理:基因重组。(2)方法:(不断自交,连续选择)。(3)缺点:育种过程繁琐。(4)基本过程 选择亲本杂交杂种F1自交从F2中选出所需性 状个体,连续自交选出所需的纯系品种。2.医学实践中:(1)对家系中的遗传病作出 预 测;(2)为、的防治提供理论依 据。,不同品种间,优良基因,杂交育种,概率,优生优育,遗传病,练一练 人类的多指是一种显性遗传病,白化病是一种隐性遗传病。已知控制这两种疾病的等位基因都在常染色体上。而且是独立遗传的。在一个家庭中,父亲是多指,母亲正常,他们有一个患白化病但
5、手指正常的孩子,则下一个孩子正常或同时患有此两种疾病的概率分别是()A.3/4,1/4 B.3/8,1/8C.1/4,1/4 D.1/4,1/8解析(1)推基因型。设多指基因用A表示,则正常指基因为a;设白化病基因用b表示,则正常基因为B。所以该白化病且手指正常的孩子的基因型为aabb。,两个aa或bb基因分别一个来自父亲,一个来自母亲,父亲多指,有一个A基因,无白化病有一个B基因,其父亲的基因型为AaBb;母亲的两对性状均正常,则基因型为aaBb。(2)计算几率。因为这两对相对性状的遗传符合自由组合定律,然后分别进行分析。就Aaaa这对性状分析,生一正常小孩概率为1/2,生多指小孩概率为1/
6、2。就BbBb这对性状分析,生一正常小孩概率为3/4,生一白化病小孩概率为1/4。依据自由组合定律和概率的乘法原则:生一正常小孩概率=无多指概率无白化概率1/23/4=3/8,同时患两病概率=患多指概率患白化病概率=1/21/4=1/8。答案 B,四、孟德尔获得成功的原因1.孟德尔摒弃当时盛传的 理论,以他的实验结 果为依据,推导出遗传因子(即基因)是 性 的。2.正确地选用实验材料。3.在数据分析中应用 法。4.应用从、的科学思维方式。5.成功应用了“”的方法。,融合,颗粒,豌豆,数理统计分析,简单到复杂,先易后难,假设推理,构建知识网络,1.以豌豆的粒色和粒形两对相对性状为例说明杂交 实验
7、 F2中共有4种表现型和9种基因型,如下表所示:(两对等位基因以Y与y或R与r表示),高频考点突破,考点一 双因子杂交实验分析及相关结论,2.实验分析 结合方式:16种 基因型:9种(1)纯合子:1/16YYRR、1/16YYrr、1/16yyRR、1/16yyrr(能稳定遗传)(2)杂合子 双杂合子:4/16YyRr 单杂合子:2/16YYRr、2/16YyRR、2/16Yyrr、2/16yyRr 表现型:4种,特别提醒1.重组类型是指F2中与亲本表现型不同的个体,而 不是基因型与亲本不同的个体。2.亲本表现型不同,则重组类型所占比例也不同,若将孟德尔两对相对性状的实验中的亲本类型换 成绿圆
8、、黄皱,则重组性状为黄圆、绿皱,所占 比例为5/8。,对位训练1.下表是具有两对相对性状的亲本杂交得到的F2基 因型结果,表中列出部分基因型,有的以数字表 示。下列叙述不正确的是(),A.此表格中2代表的基因型出现2次B.1、2、3、4代表的基因型在F2中出现的概率大 小为3241C.F2中出现表现型不同于亲本的重组类型的比例是 616或1016D.表中Y、y、R、r基因的载体为染色体解析 依据表格知,1、2、3、4基因型依次为YYRR、YYRr、YyRr、yyRr。它们在F2中出现的概率依次为1/16、2/16、4/16、2/16,故1、2、3、4代表的基因型在F2中出现的概率大小为32=4
9、1;由F2产生的配子类型可知F1的基因型为YyRr,但亲本类型不能确定,故重组类型的比例不惟一。答案 B,2.已知玉米籽粒黄色对红色为显性,非甜对甜为显 性。纯合的黄色非甜玉米与红色甜玉米杂交得到 F1,F1自交或测交,下列预期结果不正确的是()A.自交结果中黄色非甜与红色甜比例为91 B.自交结果中黄色与红色比例为31,非甜与甜 比例为31 C.测交结果中红色甜黄色非甜红色非甜黄 色甜比例为9311 D.测交结果中红色与黄色比例为11,甜与非甜 比例为11,解析 两对等位基因控制两对相对性状的遗传,符合基因的自由组合定律(不考虑连锁互换)。显性纯合子与双隐性纯合子杂交得F1,其基因型是AaB
10、b。让F1自交,F2有16种组合,9种基因型,4种表现型,双显性性状和双隐性性状分别占9/16和1/16,就一对基因看,显性隐性=31;让F1测交,后代有4种基因型、4种表现型,表现型比例为1111,就一对基因看,显性隐性=11。答案 C,1.自由组合问题的解决方法分解组合法 如果两对或多对等位基因是独立分配的,因为每 对基因都遵循基因的分离规律,因此可以将多对 等位基因的自由组合分解为若干个分离定律分别 分析,再运用乘法原理将各组情况进行组合。如 关于花色的红、白b 这一对相对性状,如推出亲本 的基因型为Aaaa;关于花的大、小这一对相对 性状,如推出亲本的基因型为BbBb。这两对相 对性状
11、组合在一起,亲本的基因型为AaBb aaBb。,考点二 自由组合现象中基因型和表现型的推断,2.由双亲推断子代的基因型和表现型(正推法)(1)方法:亲代基因型配子基因型子代基因 型种类及比例。如果是多对基因就将亲代中控制 每对相对性状的基因拆开分析,分别判断出其子 代基因型与表现型的种类,然后综合起来(用乘 法)可求出子代各种基因型和表现型的概率。若 亲代有显性纯合子(AA),则子代全表现为显性性 状。若亲代有隐性纯合子(aa),则子代一定含有 隐性基因(a)。,(2)例如:基因型为AaBbCc与AabbCc的两亲本杂交,求子代基因型及表现型的种类。可用下图所示方法:基因 A B C亲代 Aa
12、Aa Bbbb CcCc 子代基因型 AA Aa aa 3种 Bb bb 2种 CC Cc cc3种子代表现型 A aa 2种 Bb bb 2种 C cc 2种子代基因型数=323=18种子代表现型数=222=8种,3.由子代推断亲代的基因型(逆推法)方法一:基因填充法。先根据亲代表现型写出能 确定的基因,如显性性状的基因型可用A 来表 示,那么隐性性状基因型只有一种aa,由于子代 中一对基因分别来自两个亲本,可推出亲代中未 知的基因型。方法二:隐性纯合突破法。出现隐性性状就能写 出基因型。如果子代中有隐性个体存在,它往往 是逆推过程中的突破口,因为隐性个体是纯合子(aa),因此亲代基因型中必
13、然都有一个a基因,然后再根据亲代的表现型作进一步的推断。,方法三:根据子代分离比解题。单独分析某一性状时:若子代性状分离比为显隐=31亲代一定是杂合子,即BbBb3B 1bb。若子代性状分离比为显隐=11双亲一定是测交类型,即Bbbb1Bb1bb。若子代只有显性性状,则双亲至少有一方是显性纯合子,即BBBB或BBBb或BBbb。若子代只有隐性性状,则双亲一定都是隐性纯合子,即bbbbbb。,对位训练3.红花阔叶的牵牛花植株(AaBb)与“某植株”杂 交,其后代的表现型为3红阔3红窄1白阔 1白窄。“某植株”的基因型和表现型是()A.aaBB(白花阔叶)B.AaBb(红花阔叶)C.aabb(白花
14、窄叶)D.Aabb(红花窄叶)解析 先看红与白这一对相对性状,子代中性状 分离比为(3+3)(1+1),符合杂合子自交的性 状分离结果,故双亲均应为这对基因的杂合子 Aa;再看阔叶与窄叶这一对相对性状,子代中性 状分离比为(3+1)(3+1),符合测交的性状分 离结果,故双亲中一个是隐性纯合子(bb),另一 个是杂合子(Bb),由于已知亲本基因型为 AaBb,则未知亲本基因型为Aabb。,D,4.小麦的毛颖和光颖是一对相对性状(显、隐性由 P、p基因控制),抗锈和感锈是一对相对性状(由R、r控制),控制这两对相对性状的基因位 于两对同源染色体上。以纯种毛颖感锈(甲)和 纯种光颖抗锈(乙)为亲本
15、进行杂交,F1均为毛 颖抗锈(丙)。再用F1与丁进行杂交,F2有四种 表现型,对每对相对性状的植株数目作出的统计 结果如图所示,则丁的基因型是(),A.Pprr B.PPRr C.PpRR D.ppRr解析 本题重点考查了遗传的基本规律基因的自由组合定律。具有两对相对性状的亲本杂交,子一代表现为显性性状,基因型为PpRr,其与丁杂交,根据图示可知,抗锈与感锈表现型比为31,则丁控制此性状的基因型为Rr;毛颖与光颖表现型比为11,则丁控制此性状的基因型为pp,因此丁的基因型为ppRr。答案 D,1.自由组合定律与育种 在育种实践中,可依据不同性状间的自由组合原 理,将具有不同优良性状的亲本进行杂
16、交,从而 培育出具有双亲优良性状的品种(即杂交育种)。例如通过杂交育种方法,在最少时间内培育出水 稻矮秆抗病新类型(其中高秆对短秆为显性,抗 病对感病为显性,这两对基因独立遗传),应该 采取的步骤是:(1)让两品种进行杂交得到F1;(2)F1自交得到F2;(3)从F2群体中选出所需的植株;(4)连续自交淘汰不合乎要求的个体,直至不再 发生性状分离。,考点三 自由组合定律的应用,2.自由组合定律与遗传病 自由组合定律可预测不同表现型的夫妇双方其子 代中各性状的重组类型及其出现的比例。如夫妇 双方一方为多指患者,另一方为白化病患者,依 据自由组合定律可预测该夫妇所生子代中患多 指、患白化或两病兼患
17、或两病均不患的出现概 率,从而为遗传咨询提供素材。,3.孟德尔两大遗传定律的比较(1)两大遗传定律的区别,(2)两大遗传定律的联系:两大遗传定律在生物的性状遗传中同时进行,同时起作用;基因的分离定律是基因的自由组合定律的基础。(3)两大遗传定律的适用条件有性生殖生物的性状遗传;真核生物的性状遗传;细胞核遗传;两对及两对以上相对性状遗传;控制两对或两对以上相对性状的等位基因位于不同对同源染色体上。,对位训练5.已知水稻高秆(T)对矮秆(t)为显性,抗病(R)对感病(r)为显性,这两对基因在非同源 染色体上。现将一株表现型为高秆、抗病植株的 花粉授给另一株表现型相同的植株,所得后代表 现型是高秆矮
18、秆=31,抗病感病=31。根据以上实验结果,下列叙述错误的是()A.以上后代群体的表现型有4种 B.以上后代群体的基因型有9种 C.以上两株亲本可以分别通过不同杂交组合获得 D.以上两株表现型相同的亲本,基因型不相同,解析 具有两对相对性状的亲本(两对基因在非同源染色体上)进行杂交,且后代表现型有高秆矮秆=31,抗病感病=31,可推知两亲本的基因型为TtRrTtRr,它们的后代中有4种表现型、9种基因型;TtRr亲本可以分别通过不同杂交组合获得。答案 D,6.下图表示人类某单基因遗传病的系谱图。假设3 号与一正常男性婚配,生了一个既患该病又患苯 丙酮尿症(两种病独立遗传)的儿子,预测他们 再生
19、一个正常女儿的概率是()A.9/16 B.3/16 C.2/3 D.1/3 解析 由图示父母正常,生一个患病的女儿,说 明该病为常染色体隐性遗传病。设该病由a基因控 制,由题意可知3号的基因型为aa;苯丙酮尿症也 是常染色体隐性遗传病,设由p基因控制,则3号 与正常男子的基因型分别为aaPp和AaPp,二者生 正常女儿的概率为1/23/41/2=3/16,故选B。,B,思维误区警示易错清单 对亲子代间表现型与基因型的推断能力不足。错因分析 要注意正确获取试题的信息,主要错因如下:(1)不能结合试题提供的信息分析各种可能结果;(2)对孟德尔分离定律和自由组合定律中亲代和子 代的基因型、表现型及其
20、比例不会正确的分析推导;(3)书写遗传图解时不完整,遗漏必要的文字说明或 符号。,解题思路探究,纠正训练1.南瓜果形的遗传符合孟德尔遗传规律,请回答下 列问题:(1)以能稳定遗传的南瓜品种长圆形果和扁盘形 果为亲本杂交,子一代均为扁盘形果。据此判 断,为显性,为隐性。(2)若上述性状由一对等位基因控制(A、a),则 杂交得到的子一代自交,预测子二代的表现型及 其比例应该是。请用遗传图解 来说明所作的推断。,(3)实际上该实验的结果是子一代均为扁盘形果,子二代出现性状分离,表现型及其比例为扁盘形圆球形长圆形=961。依据实验结果判断,南瓜果形性状受 对基因的控制,符合基因(分离/自由组合)定律。
21、请用遗传图解说明这一判断(另一对基因设为B、b)。(4)若用测交的方法检验对以上实验结果的解释,测交的亲本基因组合是。预测测交子代性状分离的结果应该是。,解析 具有相对性状的纯合亲本杂交,子代中没有出现的性状就是隐性性状(长圆形),出现的性状就是显性性状(扁盘形)。如果该性状由一对等位基因控制,则子一代自交得到的子二代就会出现性状分离,其比例是显性隐性=31,也就是扁盘形长圆形=31。写遗传图解时要注意使用规范的符号和写出必要的文字说明。如果子一代自交得到的子二代出现的性状比例是961,与2对等位基因控制性状的子二代的比例9331相似,说明其性状是由2对等位基因控制的,而且这2对等位基因遵循自
22、由组合定律,通过比较961与9331可以推知,2对等位基因中存在2个显性基因时是扁盘形,都是隐性基因时是长圆形,只有一个显性基因时是圆球形。,测交实验就是让子一代与隐性纯合子交配,即让AaBb与aabb交配,其后代中扁盘形、圆球形、长圆形的比例关系是121。答案(1)扁盘形 长圆形(2)扁盘形长圆形=31,(3)两 自由组合(4)AaBbaabb 扁盘形圆球形长圆形=121,2.白花三叶草有两种类型:叶片内含氰(HCN)的和 不含氰的。现已研究查明,白花三叶草的叶片细 胞内的氰化物是经过下列生化途径产生的。如图 所示,基因D、d和H、h位于不同对的染色体上,D、H分别决定产氰糖苷酶和氰酸酶的合
23、成,d、h 无此功能。基因D 基因H 前体物 含氰糖苷 氰 现有两个不产氰的纯合亲本杂交,F1全部产氰。F1自交得F2,F2中有产氰的,也有不产氰的。请 回答下列问题:,产氰糖苷酶,氰酸酶,(1)两个不产氰的纯合亲本的基因型为,F2中产氰和不产氰个体的比例为。(2)若将F1与基因型为ddhh的个体杂交,子代中产氰个体的比例为。不产氰个体的基因型共有 种,取这些不产氰植株的叶片制成提取液,分别向提取液中加入产氰糖苷酶或氰酸酶,然后观察产氰的情况结果记录于下表:据此推断:甲的基因型是,乙的基因型是,丙的基因型是。,(3)F2中产氰的个体有多种基因型,若需从中筛选出稳定遗传的个体,最简单的方法是。解
24、析 F1中全部产氰,所以亲本一定分别含有D和H的基因,所以亲本的基因型是DDhhddHH,F2中DH的比例是9/16,其余的都是不能产氰的。DdHhddhh的杂交后代产氰DH的比例是1/4,不产氰的基因型有Ddhh、ddHh、ddhh,如果具有D基因,则有产氰糖苷酶;具有H基因,则有氰酸酶,据此结合表中信息就可以推出甲乙丙的基因型。答案(1)DDhhddHH 97(2)1/4 3 Ddhh ddHh ddhh(3)让F2叶中产氰的个体分别自交,后代不发生分离的即为能稳定遗传的个体,知识综合应用重点提示(1)由位于非同源染色体上的非等位基因控制的两对或两对以上的性状遗传,如图所示:A、a和C、c
25、或B、b和C、c控制的性状遗传符合自由组合定律,而A、a和B、b控制的性状 遗传不符合自由组合定律。(2)减数第一次分裂的后期,非同源染色体发生自由组合,导致非同源染色体上的非等位基因也自由组合,这是基因自由组合定律的细胞学基 础,其结果形成不同基因组合的配子。,典例分析 豌豆是遗传学研究的理想材料,表1表示豌豆相 关性状的基因所在的染色体,表2中的豌豆品系 除所给隐性性状外,其余相关基因型均为 显性纯合,分析回答相关问题:表1:表2:,(1)要想通过观察花色进行基因分离定律的实验,应选的亲本组合是(填品系号);若要进行自由组合定律的实验,选择品系和作亲本是否可行?,为什么?;选择品系和作亲本
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