高中生物 第4章 遗传信息的传递规律 第15课时 基因的自由组合规律(ⅰ)教学案 北师大版必修2

第15课时基因的自由组合规律()目标导读1.在复习一对相对性状的杂交试验的基础上，分析两对相对性状的杂交试验过程。2.结合教材模拟实验，阐明对自由组合现象的解释。3.理解对自由组合现象解释的验证和自由组合规律的实质。重难点击1.两对相对性状的杂交试验过程。2.对自由组合现象的解释。一两对相对性状的遗传试验孟德尔完成了一对相对性状的杂交试验之后，又对其他性状产生了兴趣，进行了两对相对性状的遗传试验。请结合教材P5556图文分析试验过程。1提出问题自然条件下，就豌豆的子叶颜色和种子形状来说，有两种类型：黄色圆粒和绿色皱粒，决定这两对性状的基因相互之间有没有影响？它们杂交后，会不会出现黄色皱粒和绿色圆粒的豌豆呢？2试验过程3试验分析(1)亲本为黄色圆粒、绿色皱粒的纯合体。(2)F1全为黄色圆粒，说明子叶颜色中黄色对绿色为显性，种子形状中圆粒对皱粒为显性。(3)F2有4种表现型，比例为9331。其中有两种和亲本表现型相同(亲本类型)：黄色圆粒(占)、绿色皱粒(占)；两种和亲本的表现型不同(重组类型)：黄色皱粒(占)、绿色圆粒(占)。(4)每一对相对性状单独进行分析，结果如下：粒形圆粒皱粒31粒色黄色绿色31说明每一对相对性状的遗传均遵循分离规律，两对相对性状遗传时，基因互不干扰。(5)由PF1可推断黄色和圆粒为显性性状，绿色和皱粒为隐性性状；若只根据F1F2能否判断性状的显隐性？答案能。分别从粒色和粒形上看，F2中均出现不同于F1的性状即绿色和皱粒，即F1自交时出现了性状分离，由此可判断F1的性状黄色和圆粒为显性性状，F2中新出现的性状即绿色和皱粒为隐性性状。4综上来看，不同对的相对性状是可以相互组合的，而且组合是随机的，这种现象称为自由组合现象。小贴士实验中所用的黄粒豌豆和绿粒豌豆的颜色实际上是种子内子叶的颜色，由于豌豆种子内的子叶占的体积较大，而且豌豆的种皮接近透明，所以种子呈现出子叶的颜色。归纳提炼 两对相对性状的遗传试验中，F2表现型的分离比是每对性状各自F2表现型分离比(31)的乘积，因此，两对相对性状的遗传实质是两个彼此独立的分离规律的重叠：活学活用1小麦高秆对矮秆为显性，抗病对不抗病为显性，两对相对性状由两对基因控制且分离时互不干扰，用纯合高秆抗病和矮秆不抗病两个品种做样本，在F2中选育矮秆抗病类型，其在F2中所占的比例约为()A. B.C. D.答案C解析纯合高秆抗病与矮秆不抗病品种杂交得F1，F1自交所得F2有4种表现型，比例为9331，其中矮秆抗病类型占F2的3/16。二对自由组合现象的解释1模拟实验模拟杂种F1产生的四种配子比(1)活动目标说出杂种F1产生配子的过程中等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因的行为。进行F1产生四种配子比的模拟实验。(2)实验原理：杂种F1在通过减数分裂形成配子的过程中，等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合，结果产生四种不同类型、比值相等的雌雄配子。(3)材料用具：一枚1元硬币和一枚5角硬币，一支记号笔。(4)方法步骤取一枚1元硬币，在正面写上大写字母Y，反面写上小写字母y；再取一枚5角硬币，在正面写上大写字母R，反面写上小写字母r。将这两枚硬币分别放在两只手的食指上，然后用拇指同时将其弹向空中。当两枚硬币落在桌面上停稳后，观察1元硬币上的字母是Y还是y,5角硬币上的字母是R还是r，记录下两枚硬币的字母组合。按上述方法连续做50或100次(重复的次数越多，结果越准确)。统计两枚硬币组合分别为YR、Yr、yR和yr的数量，计算各自的百分比。(5)实验结果：两枚硬币的组合为YR、Yr、yR、yr，数量比接近于1111。(6)实验结论：通过杂种F1产生四种配子比的模拟实验，我们可以清楚地认识到，在等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因在配子形成过程中自由组合，其结果产生四种比值相等的配子，而每一个配子中只含有等位基因中的任意一个。2孟德尔对自由组合现象的解释(1)请在上图棋盘格中分别找出表现型相同和基因型相同的个体，并用线连起来，观察并记忆其规律。答案如图所示(2)由(1)中的图分析下面的内容：基因型(3)试验中若选用纯种黄色皱粒和绿色圆粒豌豆作亲本，F1表现怎样的性状？F2中重组类型和所占比例发生怎样的变化？答案F1的性状仍为黄色圆粒。亲本改变后F2重组类型为黄色圆粒和绿色皱粒，比例分别为9/16和1/16，此时重组类型共占5/8。归纳提炼双杂合体自交结果分析表现型及比例基因型及比例9/16Y_R_(双显性)1/16YYRR2/16YYRr、2/16YyRR4/16YyRr3/16Y_rr(一显一隐)1/16YYrr2/16Yyrr3/16yyR_(一隐一显)1/16yyRR2/16yyRr1/16yyrr(双隐性)1/16yyrr活学活用2豌豆子叶黄色(Y)对绿色(y)为显性，种子圆粒(R)对皱粒(r)为显性。现将黄子叶圆粒(YyRr)豌豆进行自花传粉，收获时得到绿子叶皱粒豌豆192粒。据理论推算，在子代黄子叶圆粒豌豆中，能稳定遗传的约有()A192粒 B384粒C576粒 D1 728粒问题导析(1)黄子叶圆粒(YyRr)豌豆进行自花传粉，收获时会得到黄子叶圆粒、黄子叶皱粒、绿子叶圆粒、绿子叶皱粒豌豆，它们之间的比例为9331。(2)黄子叶圆粒(YyRr)豌豆进行自花传粉，子代的绿子叶皱粒豌豆的基因型为yyrr，子代的能稳定遗传的黄子叶圆粒豌豆的基因型为YYRR，这两种豌豆在子代中占的比例相同。答案A解析YyRr的豌豆自交，子代产生4种表现型，黄圆绿圆黄皱绿皱9331。每一种表现型中，都只有一份可稳定遗传的纯合体，所以，绿皱为一份，192粒，黄圆中也有一份YYRR，约192粒。三对自由组合现象解释的验证和自由组合规律的实质1对自由组合现象解释的验证孟德尔知道他对两对相对性状的自由组合现象的解释仅仅是一种假设，假设只有通过验证才能判断真伪。为此，孟德尔进行了逻辑演绎推理和试验验证，从而归纳出自由组合规律。(1)试验目的：测定F1的基因型及产生配子的比例。(2)试验方法：测交F1(YyRr)与隐性纯合体(yyrr)交配。(3)作用测定F1产生的配子种类及比例。测定F1基因的组成。判定F1在形成配子时基因的行为。(4)理论假设测交过程的遗传图解分析：如果理论正确，则YyRryyrr1YyRr1Yyrr1yyRr1yyrr。(5)试验结果方式正交反交亲本组合F1黄圆绿皱绿皱F1黄圆F1性状(粒数)黄圆 黄皱 绿圆 绿皱 31272626黄圆 黄皱 绿圆 绿皱24222526不同性状的数量比11111111(6)与预期相符，证明了：F1是杂合体，基因型为YyRr。F1产生了YR、Yr、yR、yr四种类型、比例相等的配子。F1在形成配子时，每对基因彼此分离，不同对的基因自由组合。(7)分析在测交实验中，子代出现4种比例相等的性状类型的原因是什么？答案F1是双杂合体，能产生4种数量相等的配子；隐性纯合体只产生一种配子。若两亲本杂交，后代性状类型比例为1111，据此能否确定亲本的基因型？答案不能。当双亲的基因型为AaBbaabb或AabbaaBb时，其后代性状类型比例均为1111，仅依据此比例不能确定亲本的基因型。若测交后代有两种性状，且数量之比为11，试分析F1的基因型。答案由于隐性纯合体只产生一种配子yr，所以测交后代的性状与比例由F1决定，由于后代有两种性状且比例为11，说明F1能够产生两种配子且比例为11，其基因型为yyRr或Yyrr或YYRr或YyRR。2自由组合规律的实质结合基因自由组合规律与减数分裂的关系，分析自由组合规律的实质。小贴士遗传规律的适用范围(1)真核生物的性状遗传：原核生物或非细胞结构的生物不进行减数分裂，不进行有性生殖。只有真核生物在有性生殖时才遵循两大遗传规律。(2)细胞核遗传：只有真核生物细胞核内的基因随染色体的规律性变化而呈规律性变化，而细胞质内的遗传物质数目不稳定，遵循细胞质母系遗传规律。(3)有性生殖生物的性状遗传：同源染色体的分开以及非同源染色体的自由组合是基因分离规律和自由组合规律的细胞学基础。(4)基因的分离规律适用于一对等位基因控制的一对相对性状的遗传，基因的自由组合规律适用于两对或两对以上等位基因控制的两对或两对以上相对性状的遗传。归纳提炼孟德尔分离规律和自由组合规律与减数分裂的关系活学活用3在豚鼠中，黑色(C)对白色(c)、毛皮粗糙(R)对毛皮光滑(r)为显性。能验证自由组合规律的最佳杂交组合是()A黑光白光18黑光16白光B黑光白粗25黑粗C黑粗白粗15黑粗7黑光16白粗 3白光D黑粗白光10黑粗9黑光8白粗11白光问题导析(1)为验证对分离现象的解释是否正确，孟德尔巧妙地设计了测交实验，让F1与隐性纯合体杂交。(2)F1测交后代的性状类型及比例取决于F1产生配子的类型及比例。答案D解析验证自由组合规律，就是论证杂种F1产生配子时，是否决定同一性状的成对基因彼此分离，决定不同性状的基因自由组合，产生四种不同基因型的配子，最佳方法为测交。D项符合测交的概念和结果：黑粗(相当于F1的双显)白光(双隐性纯合体)10黑粗9黑光8白粗11白光(四种类型，比例接近1111)。当堂检测1用具有两对相对性状的两纯种豌豆作亲本杂交获得F1，F1自交得F2，F2中黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒的比例为9331，与此比例无直接关系的是()A亲本必须是纯种黄色圆粒豌豆与纯种绿色皱粒豌豆BF1产生的雄、雌配子各有4种，比例为1111CF1自交时4种类型的雄、雌配子的结合是随机的DF1的16种配子结合方式都能发育成新个体答案A解析亲本可以是纯种黄色圆粒豌豆与纯种绿色皱粒豌豆，也可以是纯种黄色皱粒豌豆与纯种绿色圆粒豌豆。2番茄果实的红色对黄色为显性，两室对一室为显性，两对相对性状独立遗传。用纯合的具有这两对相对性状的亲本杂交，子二代中重组表现型个体数占子二代总数的()A7/8或5/8 B9/16或5/16C3/8或5/8 D3/8答案C解析两对相对性状的纯合亲本杂交，有两种情况(设红色A，黄色a；两室B，一室b)：AABBaabb，AAbbaaBB。这两种情况杂交所得的F1均为AaBb，F1自交所得F2中，A_B_(双显性：表现红色两室)占9/16，A_bb(一显一隐：表现红色一室)占3/16，aaB_(一隐一显：表现黄色两室)占3/16，aabb(双隐性：表现黄色一室)占1/16。若为第一种情况AABBaabb，则F2中重组类型(红色一室和黄色两室)占3/163/163/8；若为第二种情况AAbbaaBB，则F2中重组类型(红色两室和黄色一室)占9/161/165/8。3孟德尔认为基因型为YYRr的个体，产生的配子种类及比例是()AYRYr11 BYRyr11CRr11 DYRr211答案A解析YYRr的个体产生配子时，YY分离，Rr分离，Y与R(r)自由组合。4自由组合规律中的“自由组合”是指()A带有不同基因的雌雄配子间的组合B决定同一性状的成对的基因的组合C两亲本间的组合D决定不同性状的基因的自由组合答案D解析自由组合规律的实质是生物在产生配子时，决定不同性状的基因自由组合。5某地开发出一种水果，其果皮颜色(C、c)有紫色的，也有绿色的；果肉味道(D、d)有甜的，也有酸的。为了鉴别有关性状的显隐性关系，用紫色酸果植株分别和绿色甜果植株A、绿色甜果植株B进行杂交，结果如下表：组合序号杂交组合类型F1性状表现和植株数目紫色酸果绿色酸果紫色酸果绿色甜果A210208紫色酸果绿色甜果B0280据表回答下面相关问题：(1)上述两对性状中，_是显性性状，_是隐性性状。(2)亲本中紫色酸果植株、绿色甜果植株A、绿色甜果植株B的基因型分别是_、_、_。答案(1)绿色、酸果紫色、甜果(2)ccDDCcddCCdd解析根据组合中，紫色酸果与绿色甜果B杂交后代全为绿色酸果可推知：绿色对紫色为显性，酸果对甜果为显性，且两亲本均为纯合体，所以紫色酸果的基因型为ccDD，绿色甜果B的基因型为CCdd。再根据组合中，紫色酸果(ccDD)与绿色甜果A(C_dd)杂交后代中紫色绿色11，则可推出绿色甜果A的基因型为Ccdd。课时作业基础过关知识点一两对相对性状的遗传试验1孟德尔用纯种黄圆豌豆与纯种绿皱豌豆做遗传试验，下列哪项能体现不同性状自由组合()AF2中有黄圆、黄皱、绿圆、绿皱4种表现型BF1全部是黄色圆粒CF2中出现了黄皱和绿圆2种类型DF2中黄圆和绿皱各占总数的3/16答案A解析亲本性状为黄圆与绿皱，A中既出现了亲本性状组合，又出现了新的性状组合黄皱、绿圆，体现了不同性状的自由组合。2用纯种黄色圆粒豌豆(YYRR)和纯种绿色皱粒豌豆(yyrr)作为亲本进行杂交，F1再进行自交，则F2中表现型与F1中表现型相同的个体占总数的()A. B.C. D.答案D解析用纯种黄色圆粒豌豆(YYRR)和纯种绿色皱粒豌豆(yyrr)作为亲本进行杂交，F1的基因型为YyRr，表现型为黄色圆粒，F1再进行自交，F2中有四种表现型，即黄色圆粒绿色圆粒黄色皱粒绿色皱粒9331，因此，F2中表现型与 F1中表现型相同的个体占总数的。3孟德尔用豌豆做两对相对性状的遗传试验不必考虑的是()A亲本的双方都必须是纯合体B两对相对性状各自要有显隐性关系C对母本去雄，授以父本花粉D显性亲本作父本，隐性亲本作母本答案D解析孟德尔的豌豆试验正反交的结果是一样的。知识点二对自由组合现象的解释4纯种白色球状南瓜与黄色盘状南瓜杂交，F1全是白色盘状南瓜。F2中已有能稳定遗传的白色球状南瓜1 001个，问理论上F2中不能稳定遗传的黄色盘状南瓜有多少个(已知两对性状独立遗传)()A1 001 B2 002C3 003 D9 009答案B解析解题的突破口在F1全为白色盘状，据此可知白色和盘状为显性性状。设两对基因分别为A、a和B、b，则亲本为AAbb与aaBB，F1为AaBb。F2中纯合的白色球状南瓜(AAbb)的概率是，杂合黄色盘状(aaBb)的概率是，所以杂合黄色盘状南瓜理论上有1 0012 002(个)。5豌豆黄色(Y)对绿色(y)为显性，圆粒(R)对皱粒(r)为显性，两个黄色圆粒豌豆品种进行杂交，得到6 000粒种子均为黄色，但有1 500粒为皱粒。两个杂交亲本的基因型可能为()AYYRRYYRr BYyRrYyRrCYyRRYYRr DYYRrYyRr答案D解析由题干信息可知，子代圆粒皱粒31，全为黄色，即可判定答案。6基因型为AaBb的个体，正常情况下产生的配子的基因型不可能是()AAB BAbCAa Dab答案C解析配子形成时控制相对性状的等位基因分离，故配子中不含等位基因。知识点三对自由组合现象解释的验证和自由组合规律的实质7基因的自由组合规律发生于下图中哪个过程()AaBb1AB1Ab1aB1ab雌、雄配子随机结合子代9种基因型4种表现型A B C D答案A8具有两对相对性状的纯合亲本杂交，获得F1。让F1与双隐性类型进行测交，通过该测交实验不能了解到()AF1的基因型 BF1产生配子的种类CF1相关基因的结构 DF1产生配子的比例答案C解析测交不能了解基因结构。能力提升9已知豌豆某两对相对性状按照自由组合规律遗传，其子代基因型及比例如下图，则双亲的基因型是()AAABBAABb BAaBbAaBbCAABbAaBb DAaBBAABb答案C解析由子代中AAAa11，可推知亲代为AAAa；由子代中BBBbbb121，可推知亲代为BbBb，故双亲的基因型为AABbAaBb。10若已知子代基因型及比例1YYRR1YYrr1YyRR1Yyrr2YYRr2YyRr，并且也知道上述结果是按自由组合规律产生的，那么双亲的基因型是()AYYRRYYRr BYYRrYyRrCYyRrYyRr DYyRRYyRr答案B解析子代中YYYy11，则可推知其亲代的基因型为YYYy；子代中RRRrrr121，则可推知其亲代的基因型为RrRr，故选B项。11孟德尔的豌豆杂交试验中，将纯种的黄色圆粒(YYRR)与纯种的绿色皱粒(yyrr)杂交得F1，F1自交得F2种子556粒(以560粒计算)。从理论上推测，F2种子中基因型与其个体数基本相符的是()选项ABCD基因型YyRRyyrrYyRryyRr个体数140粒140粒315粒70粒答案D解析亲本全为纯合体，F1的基因型为YrRr，F1产生YR、Yr、yR、yr四种比例相等的雌雄配子，雌雄配子随机结合，F2有4种表现型，9种基因型。YyRR：()()56070(粒)；yyrr：()()56035(粒)；YyRr：()()560140(粒)；yyRr：()()56070(粒)。12豌豆中，子粒黄色(Y)和圆粒(R)分别对绿色和皱粒为显性。现有甲(黄色圆粒)与乙(黄色皱粒)两种豌豆杂交，子代有四种表现型，如果让甲自交，乙测交，则它们的后代表现型之比应分别为()A9331及1111B3311及11C9331及11D31及11答案C解析由题意可知，甲与乙杂交子代有四种表现型，则依据分离规律，甲(黄)乙(黄)，后代存在两种表现型，即黄与绿，则甲(Yy)乙(Yy)；甲(圆)乙(皱)杂交，后代存在两种表现型，则甲(Rr)乙(rr)，故甲为YyRr、乙为Yyrr。13下列有关自由组合规律的叙述，正确的是()A自由组合规律是孟德尔针对豌豆两对相对性状的杂交试验结果及其解释直接归纳总结的，不适合多对相对性状B控制不同性状的基因的分离和组合是相互联系、相互影响的C在形成配子时，决定不同性状的基因的分离是随机的，所以称为自由组合规律D在形成配子时，决定同一性状的基因彼此分离，决定不同性状的基因自由组合答案D解析自由组合规律的内容是：(1)控制不同性状的基因的分离和组合是互不干扰的；(2)在形成配子时，决定同一性状的成对的基因彼此分离，决定不同性状的基因自由组合。因此，B、C选项错误，D选项正确。自由组合规律是孟德尔针对豌豆两对相对性状杂交试验的结果及其解释归纳总结的，也适合多对相对性状，所以，A选项错误。14鳟鱼的眼球颜色和体表颜色分别由两对等位基因A、a和B、b控制。现以红眼黄体鳟鱼和黑眼黑体鳟鱼为亲本，进行杂交实验，正交和反交结果相同。实验结果如图所示。请回答：(1)在鳟鱼体表颜色性状中，显性性状是_。亲本中的红眼黄体鳟鱼的基因型是_。(2)已知这两对等位基因的遗传符合自由组合规律，理论上F2还应该出现_性状的个体，但实际并未出现，推测其原因可能是基因型为_的个体本应该表现出该性状，却表现出黑眼黑体的性状。(3)为验证(2)中的推测，用亲本中的红眼黄体个体分别与F2中黑眼黑体个体杂交，统计每一个杂交组合的后代性状及比例。只要其中有一个杂交组合的后代_，则该推测成立。答案(1)黄体(或黄色)aaBB(2)红眼黑体aabb(3)全部为红眼黄体解析(1)孟德尔把F1中显现出来的性状，叫做显性性状，所以在体表颜色性状中，黄体为显性性状。亲本均为纯合体，眼色中黑眼是显性性状，所以亲本红眼黄体鳟鱼的基因型为aaBB。(2)符合自由组合规律会出现性状重组，则还应该出现红眼黑体个体，但实际情况是这种双隐性aabb个体表现为黑眼黑体。(3)亲本红眼黄体基因型为aaBB，黑眼黑体推测基因型为aabb或A_bb，若子代全部表现为红眼黄体即说明有aabb。15牵牛花的花色由基因R和r控制，叶的形态由基因H和h控制。下表是3组不同亲本的杂交及结果，请分析回答：杂交组合亲本的表现型后代的表现型及数目红色阔叶红色窄叶白色阔叶白色窄叶白色阔叶红色窄叶40303970红色窄叶红色窄叶04300140白色阔叶红色窄叶413000(1)根据第_组合可判断阔叶对窄叶最可能为显性；由第_组合可判断_对_为显性。(2)3个杂交组合中亲本的基因型分别是_、_、_。(3)杂交组合产生的红色阔叶植株自交，产生的后代的表现型及比例是_。(4)杂交组合产生的红色阔叶与白色阔叶再杂交，得到隐性纯合体的概率是_。答案(1)或红色白色(2)rrHHRrhhRrhhRrhhrrHHRRhh(3)红色阔叶红色窄叶白色阔叶白色窄叶9331(4)解析(1)根据亲子代表现型及比例，确定两对性状的显隐性关系。单独分析每一对性状，如果亲本性状相同，杂交后代出现了性状分离，则亲本性状为显性；如果亲本性状不同，杂交后代只有一种表现型，则后代的表现型最可能为显性性状。据此可知，组合可确定阔叶最可能为显性性状，组合可确定红色为显性性状。(2)判断亲本的基因型时，可根据已知亲本的表现型运用基因填充法，首先把确定的基因写下来，待定的基因先用空格表示，组合中两个亲本基因型先写成rrH_和R_hh，再以隐性性状为突破口，综合分析写出双亲基因型。如组合的后代中有白色性状出现，可确定红色窄叶亲本的基因型为Rrhh，后代中全为阔叶，另一亲本基因型为rrHH。其他杂交组合可根据同样方法解决，得组合双亲基因型为RrhhRrhh，组合双亲基因型为rrHHRRhh。(3)组合产生的红色阔叶植株基因型为RrHh，根据自由组合规律，自交后代有红色阔叶红色窄叶白色阔叶白色窄叶9331。(4)组合产生的红色阔叶与白色阔叶植株基因型为RrHhrrHh，产生隐性纯合体(rrhh)的概率为。个性拓展16现有4个小麦纯合品种，即抗锈病无芒、抗锈病有芒、感锈病无芒和感锈病有芒。已知抗锈病对感锈病为显性，无芒对有芒为显性，且这两对相对性状各由一对等位基因控制。若用上述4个品