【吴老师课堂】高二生物同步讲义 必修二 遗传因子的发现——分离定律与自由组合

【吴老师课堂.高二生物】 遗传因子的发现（一）基因分离定律 一、基本概念 1交配类： 1）杂交：基因型不同的个体间相互交配的过程 2）自交：植物体中自花授粉和雌雄异花的同株授粉。自交是获得纯合子的有效方法。 3）测交：就是让杂种 F1 与隐性纯合子相交，来测 F1 的基因型 补充： 正交与反交：这是一对相对的概念，如以高茎豌豆作母本，矮茎豌豆作父本为“正交” ，则以高茎豌 豆作父本、矮茎豌豆作母本为“反交” 。 2性状类： 1）性状：生物体的形态结构特征和生理特性的总称 2）相对性状：同种生物同一性状的不同表现类型 3）显性性状：具有相对性状的两个纯种亲本杂交，F1 表现出来的那个亲本的性状 4）隐性性状：具有相对性状的两个纯种亲本杂交，F1 未表现出来的那个亲本的性状 5）性状分离：杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象 注意： 豌豆植株种子上的相对性状：圆滑与皱缩；子叶颜色：黄色与绿色；花的位置：叶腋与茎顶；但是， 狗的白毛与猫的黑毛不是相对性状，因为它们分别为两种动物；豌豆子叶黄色与豆荚绿色，虽为同一生 物，但不是同一种性状，所以也不是相对性状。 3基因类 1）显性基因：控制显性性状的基因 2）隐性基因：控制隐性性状的基因 3）等位基因：位于一对同源染色体的相同位置上，控制相对性状的基因。如 D 和 d 就是一对等位 基因纯合体：由相同基因的配子结合成的合于发育成的个体，叫做纯合子。 4个体类 1）表现型：生物个体所表现出来的性状 2）基因型：与表现型有关的基因组成 3）表现型=基因型（内因）+环境条件（外因） 4）纯合子：基因型相同的个体。例如：AA aa 5）杂合子：基因型不同的个体。例如：Aa 二、遗传实验中其他相关的概念 两性花：同一朵花中既有雄蕊又有雌蕊，这样的花称为两性花。 单性花：一朵花中只有雄蕊或只有雌蕊，这样的花称为单性花。 自花传粉：两性花的花粉，落在同一朵花的雌蕊柱头上的过程，叫自花传粉。 异花传粉：两朵花之间的传粉过程，叫异花传粉。 母本：接受花粉的植株叫做母本（） 。 父本：供应花粉的植株叫做父本（） 。 闭花传粉：花在未开放前，因雄蕊和雌蕊都紧紧地被花瓣包裹着，雄蕊花药中的花粉传到雌蕊的柱 头上，称之为闭花传粉。 雄蕊：包括花药和花丝两部分，花药中有花粉。花药成熟后，花粉散发出来。 雌蕊：由柱头、花柱、子房三部分组成。子房发育成果实，子房中的胚珠发育成种子；胚珠中受精 卵发育成胚，受精极核发育成胚乳。 去雄：在花未成熟前，拔开花瓣除去末成熟花的全部雄蕊，叫做去雄。 三、3 个重要的试验 孟德尔认为，生物的性状是由遗传因子（推测，后来被证实，即为基因）控制的。 显性性状由显性基因控制；隐性性状由隐性基因控制。 在生物的体细胞中，控制性状的基因都是成对存在的。 *测交试验证实了对分离现象的解释是正确的。 四、纯合子（显性纯合子）与杂合子的判断 1自交法：如果后代出现性状分离，则此个体为杂合子；若后代中不出现性状分离，则此个体为 纯合子。例如：AaAa AA 、Aa （显性性状） 、aa（隐性性状） AAAAAA（显性性状） 2测交法：如果后代既有显性性状出现，又有隐性性状出现，则被鉴定的个体为杂合子；若后代 只有显性性状，则被鉴定的个体为纯合子。 例如：Aaaa Aa（显性性状） 、aa（隐性性状） AAaaAa（显性性状） 鉴定某生物个体是纯合子还是杂合子，当被测个体为动物时，常采用测交法；当被测个体为植物时， 测交法、自交法均可以，但是对于自花传粉的植物自交法较简便。例如：豌豆、小麦、水稻。 五、杂合子 Aa 连续自交，第 n 代的比例分析 Fn 杂合子 纯合子 显性纯合子 隐性纯合子 显性性状个体 隐性性状个体 所占比例 1/2n 11/2 n 1/21/2 n+1 1/21/2 n+1 1/2+1/2n+1 1/21/2 n+1 六、分离定律 1实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因具有一定的独立性；在减数分裂 形成配子的过程中，等位基因也随着同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗 传给后代。 2适用范围：一对相对性状的遗传；细胞核内染色体上的基因；进行有性生殖的真核生物。 3分离定律的解题思路如下（设等位基因为 A、a） 判显隐搭架子定基因求概率 （1）判显隐（判断相对性状中的显隐性） 具有相对性状的纯合体亲本杂交，子一代杂合体显现的亲本的性状为显性性状。 据“杂合体自交后代出现性状分离” 。新出现的性状为隐性性状。 在未知显/隐性关系的情况下，任何亲子代表现型相同的杂交都无法判断显/ 隐性。 用以下方法判断出的都为隐性性状 “无中生有”即双亲都没有而子代表现出的性状； “有中生无”即双亲具有相对性状，而全部子代都没有表现出来的性状； 一代个体中约占 1/4 的性状。 注意：、使用时一定要有足够多的子代个体为前提下使用。 （2）搭架子（写出相应个体可能的基因型） 显性表现型则基因型为 A （不确定先空着，是谓“搭架子” ） 隐性表现型则基因型为 aa（已确定） 显性纯合子则基因型为 AA（已确定） （3）定基因（判断个体的基因型） 隐性纯合突破法 根据分离定律，亲本的一对基因一定分别传给不同的子代；子代的一对基因也一定分别来自两位双 亲。所以若子代只要有隐性表现，则亲本一定至少含有一个 a。 表现比法 A、由亲代推断子代的基因型与表现型 亲本组合 子代基因型及其比例 子代表现型及其比例 AAAA AA 全是显性 AAAa AA：Aa=1:1 全是显性 AAaa Aa 全是显性 AaAa AA 显性：隐性=3:1 Aaaa Aa：aa=1:1 显性：隐性=1:1 aaaa Aa 全是隐性 B、由子代推断亲代的基因型与表现型 子代表现型及其比例 亲本基因型与表现型 全是显性 AA 亲本中至少有一个是显性纯合子 显性：隐性=3:1 AaAa 双亲皆为杂合子 显性：隐性=1:1 Aaaa 亲本一方为杂合子，另一方为隐性纯合子 全是隐性 aaaa 双亲皆为隐性纯合子 （4）求概率 概率计算中的加法原理和乘法原理 算方法：用分离比直接计算；用配子的概率计算；棋盘法。 七、自由组合定律 1实质：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；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；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。 2两对相对性状的杂交实验中，F2 产生 9 种基因型，4 种表现型。 双显性性状（Y R ）的个体占 9/16，单显性性状的个体（Y rr， ）yyR )各占 3/16，双 隐性性状（yyrr ）的个体占 1/16。 纯合子（1/16YYRR+1/16YYrr+1/16yyRR+1/16yyrr）共占 4/16，杂合子占 14/16=12/16，其中双杂合子个体（YyRr ）占 4/16，单杂合子个体（ YyRR、YYRr 、Yyrr 、yyRr）各 占 2/16，共占 8/16 F2 中亲本类型（Y R + yyrr）占 10/16，重组类型（Y rr+ yyR ）占 6/16。 注意：具有两对相对性状的纯合亲本杂交，F1 基因型相同，但计算 F2 中重组类型所占后代比列 的时候，有两种情况：若父本或母本均是“双显”或“双隐”的纯合子，所得 F2 的表现型中重组类 型（3/16Y rr+ 3/16yyR ）占 6/16；若父本和母本为“ 一显一隐”和“一隐一现”的纯合子，则 F2 中重组类型所占后代比列为（9/16Y R +1/16 yyrr）占 10/16。 3应用分离定律解决自由组合问题 将自有组合问题转化为若干个分离定律问题，即利用分解组合法解自由组合定律的题，既可以化 繁为简，又不易出错，它主要可用于解决以下几个方面的问题： （一）已知亲代的基因型，求子代基因型、表现型的种类及其比例 例 1 设家兔的短毛(A)对长毛(a)、毛直(B)对毛弯(b)、黑色(C)对白色(c)均为显性，基因型为 AaBbCc 和 aaBbCC 两兔杂交，后代表现型为 种，类型分别是 ，比例为 ；后代 基因型为 种，类型分别是 ，比例为 ； 解析 此题用分解组合法来解的步骤： 第一步：分解并分析每对等位基因（相对性状）的遗传情况 Aaaa有 2 种表现型 (短，长)，比例为 1:1；2 种基因型（Aa ，aa） ，比例为 1:1 BbBb有 2 种表现型 (直，弯 )，比例为 3:1；3 种基因型（BB ，Bb，bb） ，比例为 1:2:1 CcCC有 1 种表现型（黑） ；2 种基因型（CC ，Cc） ，比例为 1:1 第二步：组合 AaBbCc 和 aaBbCC 两兔杂交后代中： 表现型种类为：221=4（种） ，类型是：短直黑:短弯黑: 长直黑:长弯黑 ， 比例为：（1:1） （3:1）=3:1:3:1 基因型种类为：232=12（种） ，类型是：(Aa+aa)(BB+Bb+bb)(CC+Cc) 展开后即得，比例为： (1:1)(1:2:1)(1:1)，按乘法分配率展开。 （二）已知亲代的基因型，求亲代产生的配子种类或概率 例 2 基因型为 AaBbCC 的个体进行减数分裂时可产生 类型的配子，它们分别是 _，产生基因组成为 AbC 的配子的几率为_。 解析 设此题遵循基因的自由组合规律，且三对基因分别位于不同对同源染色体上 1）分解：Aa1/2A，1/2a； Bb1/2B，1/2b ；CC1C 2）组合：基因型为 AaBbCC 的个体产生的配子有：221=4 种； 配子类型有：（A+a）(B+b) C=ABC+AbC+aBC+abC ； 产生基因组成为 AbC 的配子的概率为：1/2A1/2b1C=1/4AbC （三）已知亲代的基因型，求某特定个体出现的概率 例 3 设家兔的短毛(A)对长毛(a)、毛直(B)对毛弯(b)、黑色(C)对白色(c)均为显性，基因型为 AaBbCc 和 AaBbCc 两兔杂交，后代中表现型为短直白的个体所占的比例为 ，基因型为 AaBbCC 的个体所占的比例为 _。 解析 1)分解：Aa Aa3/4A（短） ，1/2Aa；Bb Bb3/4B （直） ，1/2Bb； CcCc1/4c（白） ，1/4CC； 2)组合：后代中表现型为短直白的个体所占的比例为：3/43/41/4=9/64 后代中基因型为 AaBbCC 的个体所占的比例为 1/21/21/4=1/16 （四）已知亲代的表现型和子代的表现型比例，推测亲代的基因型 例 4 番茄红果（Y）对黄果（y）为显性，二室（M）对多室（m）为显性。一株红果二室番茄 与一株红果多室番茄杂交后，F1 有 3/8 红果二室，3/8 红果多室，1/8 黄果二室，1/8 黄果多室。则两 个亲本的基因型是 。 解析 根据题中所给的后代表现型的种类及其比例关系，可知此题遵循基因的自由组合规律； 1） 分解： F1 中红果：黄果= （3/8+3/8 ）：（1/8+1/8）=3:1推知亲本的基因型为 YyYy 二室：多室=（3/8+1/8 ）：（ 3/8+1/8）=1:1 亲本的基因型为 Mmmm 2）组合：根据亲本的表现型把以上结论组合起来，即得亲本的基因型分别为 YyMmYy mm （五）已知子代的表现型比例，推测亲代的基因型 在遵循自由组合定律的遗传学题中，若子代表现型的比例为 9:3:3:1，可以看作为(3:1) (3:1)，则亲 本的基因型中每对相对性状为杂合子自交；若子代表现型的比例为 3:3:1:1，可以看作为(3:1) （1:1 ） ， 则亲本的基因型中一对相对性状为杂合子与隐性纯合子杂交，另一对相对性状为显性纯合子与隐性纯 合子杂交。 例 5 已知鸡冠性状由常染色体上的两对独立遗传的等位基因 D、d 和 R、r 决定，有四种类型： 胡桃冠（D R ） 、豌豆冠（ D rr） 、玫瑰冠（ddR ）和单冠（ddrr） 。两亲本杂交，子代鸡冠有四 种形状，比例为 3:3:1:1，且玫瑰冠鸡占 3/8，则亲本的基因型是 。 解析 1）分解：由子代鸡冠有四种形状，比例为 3:3:1:1，可推知单冠（ddrr）占 1/8，由玫瑰冠 鸡（ddR ）占 3/8，可推知子代中 D ：dd= （3+1）：（3+1）=1:1推知亲本的基因型为 Dddd； 则子代中另一对基因 R ：rr=3:1 推知亲本的基因型为 RrRr。 2）组合：根据子代鸡冠形状的比例及分解结果可组合得出亲本基因型为：DdRrdd Rr。 课后练习： 一、选择题 1一对杂合体的黑毛豚鼠交配，生出四只豚鼠。它们的表现型及数量可能是（ ） A全部黑色或全部白色 B三黑一白或一黑三白 C二黑二白 D以上任何一种 2正常人的褐眼（A）对蓝眼（a）为显性，一个蓝眼男子和一个其母是蓝眼的褐眼女子结婚。从理论 上分析，他们生蓝眼孩子的概率是（ ） A50 B25 C75 D12 5 3已知豌豆的高茎（D）对矮茎（d）为显性，在杂交试验中，后代有 50的矮茎，则其亲本的基因 型是（） ADDdd BDDDd CDdDd DDddd 4已知豌豆的高茎对矮茎是显性，欲知一高茎豌豆的基因型，最佳办法是（ ） A让它与另一纯种高茎豌豆杂交 B让它与另一杂种高茎豌豆杂交 C让它与另一株矮茎豌豆杂交 D让它进行自花授粉 5眼皮的单双是由一对等位基因 A 和 a 所决定的，某男孩的双亲都是双眼皮，而他却是单眼皮。他的 基因型及其父母的基因型依次是：（ ） Aaa、AA、Aa BAa、Aa、aa Caa、Aa、Aa Daa、AA、AA 6大豆的白花和紫花为一对相对性状。下列四种杂交实验中，能判定性状显隐性关系的是（ ） 紫花紫花紫花 紫花紫花301 紫花+110 白花 紫花白花紫花 紫花白花98 紫花+107 白花 A和 B和 C和 D和 7基因型为 Dd 的细胞进行有丝分裂时，一条染色体上的一条染色单体上有 D 基因，那么与其共用一 个着丝点的另一条染色单体上的基因应是（ ） Ad BD CD 或 d DD 和 d 8豌豆未成熟豆荚绿色对黄色是显性，让杂合体绿色豌豆雌蕊接受黄色豆荚豌豆的花粉，所结出数十 个豆荚的颜色及比应是（ ） A绿色：黄色=1：1 B绿色：黄色=3：1 C全部为黄色 D全部为绿色 9水稻的非糯性对糯性是显性，将糯性品种与纯合子非糯性品种杂交，将 的花粉用碘液染色，则 非糯性花粉呈蓝色，糯性花粉呈棕红色。在显微镜下统计这两种花粉，非糯性花粉与糯性花粉的比应 是（ ） A1：1 B1：2 C2：1 D3：1 10牛的无角性状对有角性状为显性。有角母牛和无角公牛交配，生了一头有角小牛，则公牛的基因 型是（ ） Abb BBB CBb DBb 或 bb 11视神经萎缩症是受显性基因控制的一种显性遗传病。若一对夫妇均为杂合体，生正常男孩的概率 是（ ） A25 B12.5 C32.5 D75 12DD 为母本，dd 为父本，杂交得到的果肉细胞、胚细胞、胚乳核的基因到依次是（ ） ADD、Dd、DDd BDd、Dd、DDd CDD、Dd、Ddd DDd、Dd、Dd 13现有一对表现型正常的夫妇，已知男方父亲患白化病，女方父母正常，但其弟也患白化病。那么， 这对夫妇生出白化病男孩的概率是（ ） A B C D 14最能体现分离定律实质的是（ ） A 显隐性之比为 1：0 B 显隐性之比为 3：1 C 的基因型之比 1：2：1 D测交后代显隐性之比为 1：1 15将甲绵羊体细胞的细胞核移入乙绵羊的除去细胞核的卵细胞中，再将此卵细胞植入到丙绵羊的子 宫内发育，出生的小绵羊即“克隆绵羊” 。此“克隆绵羊” （ ） A基因型与甲相同，性别一定与甲不同 B基因型与乙相同，性别一定与乙相同 C基因型与丙相同，性别一定与丙不同 D基因型与甲相同，性别一定与甲相同 16基因型为 Aa 的植株接受基因型为 aa 的植株花粉，所结种子的种皮细胞和胚细胞的基因型可能是 （ ） A种皮细胞为 Aa，胚细胞为 Aa 或 aa B种皮细胞为 AA，胚细胞为 AA 或 aa C种皮细胞为 AA，胚细胞为 Aa 或 AA D种皮细胞为 Aa，胚细胞为 Aaa 17将基因型为 AA 的接穗接到基因型为 aa 的砧木上。在自交的条件下，此嫁接得到的植株所结种子 中，胚的基因型是（ ） AAA BAa CAA、Aa、aa DAa、aa 18鸡的毛腿（B）对光腿（b）为显性。现让毛腿雌鸡甲、乙分别与光腿雄鸡丙交配，甲的后代有毛 腿，也有光腿，比例为 1：1，乙的后代全部是毛腿，则甲、乙、丙的基因型依次是（ ） ABB、Bb、bb Bbb、Bb、BB CBb、BB、bb DBb、bb、BB 19一