湖南地区高三生物科基因的自由组合定律的课件.ppt

基因自由组合定律 高考相关考点 1 孟德尔的豌豆两对相对性状的杂交实验 2 对自由组合现象的解释 4 自由组合定律中的基因分离与组合的独立性 5 测交实验与遗传图解 6 基因的自由组合定律的实质 3 对自由组合现象的验证 7 基因自由组合定律在实践中的应用 重点 一 复习 1 基因分离定律的实质是什么 答 等位基因随着同源染色体的分开而分离 2 孟德尔基因分离定律科学研究的基本过程是什么 答 性状遗传现象 提出假设 基因自由组合定律揭示的仍然经历这一科学研究过程 实验证明 得出结论 二 基因的自由组合定律 一 两对相对性状的遗传实验 如果 对每一对相对性状单独进行分析 个体数 31510810132 正交 反交 结果表明 f1为黄色圆粒 说明黄色对绿色是显性 圆粒对皱粒是显性 f2中除出现两个亲本的性状外 还出现了两个非亲本性状 即黄色皱粒和绿色圆粒 试验结果显示出不同对性状之间发生的自由组合 1 为什么会出现这样的结果呢 如何解释f2新类型的形成 以上数据表明 豌豆的粒形和粒色的遗传分别由两对等位基因控制 每一对等位基因的传递仍然遵循着基因的分离定律 但是 如果把两对性状联系在一起分析 f2出现四种表现型 即 2 基因型 表现型种类和分布有何规律和特点 比例如何 黄圆 黄皱 绿圆 绿皱 比例接近 9 3 3 1 二 对自由组合现象的解释 我们知道控制生物性状的基本单位是基因 假设 豌豆种子粒色 黄色由基因y控制 绿色由基因y控制 豌豆种子粒形 圆粒由基因r控制 皱粒由基因r控制 基因在体细胞中是成对存在的 而在配子中成单存在 y与y为同源染色体上的一对等位基因 r与r为另一对同源染色体上的等位基因 对自由组合现象的推理 用规范图解释 1 豌豆两对等位基因的遗传 基因型9种 表现型4种 2 基因型 表现型种类及比例 1 1 1 1 1 1 1 1 豌豆的粒色 黄色和绿色 是由一对同源染色体上的一对等位基因控制 yy 豌豆的粒形 圆滑和皱缩 是由另一对同源染色体上的一对等位基因控制 rr f1产生配子时 等位基因随同源梁色体的分开而分离 非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合 结果可以产生四种不同类型的配子 各种配子的成活率及相遇的机会是相等的 因此 结合的方式有16种 其中基因型9种 表现型4种 表现型比例为9 3 3 1 亲本类型占10 16 重组类型占6 16 纯合子1234 即yyrryyrryyrryyrr 各占1 16 共4 16 其中 能稳定遗传的个体占1 4 基因型种类分布规律和特点及比例 此棋盘中 f2基因型种类九种 而每种字数占格数为该基因型占f2的比例 单杂合体 一对基因杂合 一对基因纯合 5689 即yyrryyrryyrryyrr 各占2 16 共占8 16 即1 2 双杂合体 两对基因都杂合 7即yyrr 占4 16即1 4 单显性 表现型类型分布特点及比例 所以 f2表现型有四种 黄圆 黄皱 绿圆 绿皱 比例为9 3 3 1 双显性 黄圆 1 5 6 7 绿圆 2 8 黄皱 3 9 双隐性 绿皱 4 f2表现型种类四种 每个三角型所含点数占格为该表现型占f2的比例 通过f2四种表现型 推出九种基因型的简便方式 黄圆 y r 黄皱 y rr 绿圆 yyr 绿皱 yyrr 孟德尔对两对相对性状遗传实验 f2中表现型四种 比例为9 3 3 1 基因型九种 比例为1 2 2 4 1 2 1 2 1并且有一定的规律 通过上述推理可回答上述问题1 新类型产生是由不同对基因之间自由组合 彼此独立 互不干扰产生的 根据孟德尔这种解释得知 yyrryyrryyrryyrr1 2 2 4即9 16 yyrryyrr1 2即3 16 yyrryyrr1 2即3 16 1 即1 16 讨论 1 孟德尔对自由组合现象解释的关键是什么 2 如何验证孟德尔的解释 预期结果是怎样的 答 与基因分离定律相同 其关键是f1基因型是纯合子还是杂合子 答 可采用测交方法进行验证 3 结论 这个结果证明孟德尔解释是正确的 f2结论可成立 孟德尔用f1与双稳性类型测交 f1基因型若为纯合子 其测交后代只有一种表现型黄色圆粒 若为杂合子 yyrr 其测交后代有四种表现型 分别是 黄圆 黄皱 绿圆 绿皱 数量近似比值为1 1 1 1 而得到的结果则与后者相吻合 2 结果 种植实验 豌豆种子的黄色 y 对绿色 y 为显性 圆粒 r 对皱粒 r 为显性 两对等位基因遵循自由组合定律 请分析思考 1 若要用性状分离比的模拟实验来模拟雌性个体产生配子的遗传情况 应准备个小桶 若用有色的小球代表等位基因 应准备种颜色的小球 2 实验取球的过程中 为何一定要闭上眼睛 同时取球 3 如某同学按照正常方法取球 实验结果与理论推测差距较大 造成误差的原因可能是 4 从理论上推测 实验最后的结果中yr配子出现的比例占 4 4 保证实验的随机性 实验重复的次数少 桶内小球没有充分混合 或抓取后的小球未放回桶内 1 4 5 从理论上推测 抓取小球的组合类型有种 9 四 基因自由组合定律的实质 即 具有两对 或更多对 相对性状的亲本进行杂交 在f1 杂合体 进行减数分裂形成配子过程中 同源染色体上的等位基因分离的同时 非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合 这一定律叫做基因的自由组合定律 也叫做独立分配定律 其细胞学基础是 同源染色体的分离基础上的非同源染色体的自由组合 减数第一次分裂后期 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 实质是 1 下列有关基因分离定律和基因自由组合定律的说法错误的是 a 在有性生殖核遗传中 两对或两对以上相对性状的遗传都遵循基因自由组合定律b 等位基因的分离可发生在减数第二次分裂过程中c 基因分离定律是基因自由组合定律的基础d 二者揭示的都是生物细胞核遗传物质的遗传规律 a 2 一般情况下 下列各项中 不可用2n表示的是a 具有n对等位基因的杂合子自交后代的基因型种类b 含有n对独立遗传的等位基因的个体产生的配子的种类c 一个dna分子复制n次后产生的dna分子数d 含有n个碱基的双链dna分子的种类 3 下列有关遗传变异的说法 正确的是 基因型为dd的豌豆在进行减数分裂时 会产生雌雄两种配子 其数量比接近1 1 基因的自由组合定律的实质是 在f1产生配子时 等位基因分离 非等位基因自由组合 将基因型aabb的玉米花粉授到基因型为aabb的玉米雌穗上 所结籽粒胚乳的基因型可为aaabbb aaabbb aaabbb aaabbb 染色体中dna的脱氧核苷酸数量 种类和排列顺序三者中有一个发生改变就会引起染色体变异a 有两种说法对b 四种说法都不对c 至少有一种说法对d 有一种说法不对 基因的自由组合定律和分离定律的比较 一对 二对 n对 一对等位基因位于一对同源染色体上 二对等位基因位于二对同源染色体上 n对等位基因位于n对同源染色体上 2种 比例相等 4种 比例相等 2n种 比例相等 2种 3 1 4种 9 3 3 1 2n种 3 1 n 3种 1 2 1 9种 1 2 1 2 4 2 2 2 2 1 1 1 1 3n种 1 2 1 n 2种 比例相等 4种 比例相等 2n种 比例相等 减数分裂时 等位基因随同源染色体的分离而分离 从而进入不同的配子中 减数分裂时 在等位基因分离的同时 非同源染色体上的非等位基因进行自由组合 从而进入同一配子中 纯种鉴定及杂种自交纯合 将优良性状重组在一起 在遗传时 遗传定律同时起作用 在减数分裂形成配子时 既有同源染色体上等位基因的分离 又有非同源染色体上非等位基因进行自由组合 4 已知某一动物种群中仅有aabb和aabb两种类型个体 aabb aabb 1 1 且该种群中雌雄个体比例为1 1 个体间可以自由交配 则该种群自由交配产生的子代中能稳定遗传的个体比例为a 1 2b 5 8c 1 4d 3 4 1 在育种上的应用人们有目的的使生物不同品种间的基因重新组合 以便使不同亲本的优良基因重新组合到一起 从而培育出优良新品种 五 自由组合定律在实践中的应用 基因重组原理 练习 1 小麦品种是纯合体生产上用种子繁殖 现要选育矮杆 aa 抗病 bb 的小麦品种 马铃薯品种是杂合体 有一对基因杂合即可称为杂合体 生产上通常用块茎繁殖 现要选育黄肉 yy 抗病 rr 的马铃薯新品种 请分别设计小麦品种间杂交育种程序 以及马铃薯品种间杂交育种程序 要求用遗传图解表示并加以简要说明 写出包括亲本在内的前三代即可 小麦 第一代aabb aabb 第二代f1aabb 第三代f2a b a bb aab aabb 马铃薯 第一代yyrr yyrr 第二代yyrr yyrr yyrr yyrr 第三代yyrr 亲本杂交 种植f1代 自交 种植f2代 选矮杆 抗病 aab 继续自交 期望下代获得纯合体 亲本杂交 种植 选黄肉 抗病 yyrr 用块茎繁殖 2 玉米子粒的胚乳黄色 a 对白色 a 为显性 非糯 b 对糯 b 为显性 两对性状自由组合 今有两种基因型纯合的玉米子粒 其表现型为 黄色非糯 白色糯 请用以上两种玉米子粒作为亲本 通过杂交试验获得4种子粒 表现型分别为黄色非糯 黄色糯 白色非糯 白色糯 比例接近1 1 1 1 用遗传图解回答 若亲本不变 要获得上述4种子粒 但比例接近9 3 3 1 则这个杂交试验与前一个杂交试验的主要区别是什么 用文字回答 aabb aabb f1aabb 1分 前一个实验是对f1进行测交 后一个实验让f1进行自交 2分 f1aabb aabb aabb aabb aabb aabb 2分 1 1 1 1 如果上述白色糯玉米不抗某种除草剂 纯合黄色非糯玉米抗该除草剂 其抗性基因位于叶绿体dna上 那么 如何用这两种玉米亲本通过杂交试验获得抗该除草剂的白色糯玉米 选择黄色非糯玉米为母本 白色糯玉米为父本进行杂交 获得f1 2分 再以此f1母本 白色糯玉米为父本进行杂交 2分 获得的杂交后代中就会有抗除草剂的白色糯玉米 2分 或答 aabb aabb f1aabb 2分 f1aabb aabb aabb aabb aabb aabb 2分 第二次杂交后代中就会有抗除草剂的白色糯玉米 2分 现有多株白色糯玉米 对其花粉进行射线处理后 在进行自交 另一些白色糯玉米植株 花粉不经射线处理 进行自交 结果 前者出现黄色糯子粒 后者全部结白色糯子粒 由此可推测 黄色子粒的出现是基因发生 的结果 其实质是射线诱发 的分子结构发生了改变 突变 dna 在适宜时期 取基因型杂合黄色非糯植株 体细胞染色体为20条 的花粉进行离体培养 对获得的幼苗用 进行处理 得到一批可育的植株 其染色体数为 这些植株均自交 所得子粒性状在同一植株上表现 一致 不一致 在植株群体中表现 一致 不一致 秋水仙素 不一致 一致 20 采用基因工程技术改良上述玉米的品质时 选用大豆种子贮藏蛋白基因为目的基因 该目的基因与作 的质粒组装成为重组dna分子时 需要用 和连接酶 为便于筛选获得目的基因的受体细胞 所用的质粒通常具有 将目的基因导入离体的玉米体细胞后 需要采用 技术才能获得具 运载体 限制性内切酶 标记基因 植物组织培养 有目的基因的玉米植株 2 在医学上的应用 人们可以根据基因自由组合定律来分析家族中双亲基因型情况 推断出后代基因型 表现型以及它们出现的概率 为人类遗传病的预测和诊断提供理论依据 1 请按要求回答下列 1 2 小题 1 甲病是一种伴性遗传病 致病基因为xb 乙病是一种常染色体遗传病 致病基因为r 一对表现型正常的夫妇生下一个既患甲病又患乙病的孩子 则这对夫妇的基因型分别为 和 如果他们再生育一个孩子 该孩子患病的概率是 只患乙病的概率是 同时患甲 乙两种病的孩子的概率是 2 苯丙酮尿症是新生儿中发病率较高的一种遗传病 患儿由于缺少显性基因h 导致体内苯丙氨酸羧化酶缺乏 使来自食物的苯丙氨酸沿非正常代谢途径转变成苯丙酮酸 苯丙酮酸在体内积累过多 就会造成患儿神经系统损害 目前防治这种疾病的有效方法是尽早采用食疗法 即给予患儿低苯丙氨 rrxbxb rrxby 7 16 3 16 1 16 酸饮食 请根据以上知识补充完成下表 其中 含量用 正常 过多 缺乏 表示 多 缺乏 缺乏 hh hh 若用基因工程方法治疗苯丙酮尿症 其基本思路是 a 获取目的基因 正常基因h b 用限制性内切酶和dna连接酶把目的基因h与运载体 某种病毒 进行重组 c 让重组后的病毒导入人体的细胞 d 使目的基因在人体细胞内表达 9 下列叙述中 哪项不是孟德尔取得成功的因素 a 选用纯系作为试验材料b 应用数学统计学方法处理试验数据c 重视基因对蛋白质的控制d 先研究一对相对性状 再研究多对相对性状 六 孟德尔获得成功的原因 正确选择材料是他成功的首要条件 内因 采用杂交试验 人工杂交 研究内容 首先针对一对相对性状的遗传进行研究得出定律后 分离定律 再研究两对或更多对性状遗传 这种由单因素到多因素 由简单到复杂的研究方法 也是他成功的重要原因 应用统计学方法进行分析 研究过程科学的程序 回答下列i ii问题 i 雄果蝇的x染色体来自亲本中的 蝇 并将其传给下一代中 蝇 雄果蝇的白眼基因位于 染色体上 染色体上没有该基因的等位基因 所以白眼这个性状表现伴性遗传 ii 已知果蝇刚毛和截毛这对相对性状由x和y染色体上的一对等位基因控制 刚毛基因 b 对截毛基因 b 为显性 现有基因分别为xbxb xbyb xbxb和xbyb的四种果蝇 1 要从上述四种果蝇中选择亲本 通过两代杂交 使最终获得的后代果蝇中 雄性全部表现为截毛 雌性全部表现为刚毛 则第一代杂交亲本中 雄性的基因型是 雌性的基因型是 第二代杂交亲本中 雄性的基因型是 雌 雌 x y xbyb xbxb xbyb 雌性的基因型是 最终获得的后代中 截毛雄果蝇的基因型是 刚毛雌蝇的基因型是 2 根据需要从上述四种果蝇中选择亲本 通过两代杂交 使最终获得的后代果蝇中 雌性全部表现为截毛 雄性全部表现为刚毛 应如何进行实验 用杂交实验的遗传图解表示即可 xbxb xbyb xbxb 1 产生配子种类 提问 生物体细胞基因型为aabb 产生一个基因型为ab 问 答案 同时产生三个精子 基因为ab ab ab 小结 知识迁移 解决问题 师生归纳 ab ab ab ab四种 同时产生的是哪三个精子的基因 该个体能产生几种类型配子 2 两对 或以上 相对性状遗传基础仍然是基因分离定律 所以把复杂问题简单化 分析时可一对一对思考 1 杂交后代表现型为相对性状纯合子 即 aa aa 2 杂交后代表现型两种1 1时 双亲基因型为一纯合子 一杂合子 且纯合子为隐性个体 即 aa aa 3 杂合后代表现型两种3 1时 双亲基因型都为杂合子 即 aa aa 3 已知双亲基因型 求后代已知基因型 或表现型 所占比例 方法 可以选用概率两定理 略 4 已知双亲基因型 求后代未知基因型 表现型 所占比例 方法 可以选用分枝法 略 总结 基因的自由组合定律研究的是两对 或多对以上 相对性状的遗传规律 即两对 或两对以上 等位基因分别位于两对 或两对以上 同源染色体上的遗传规律 发生过程 在杂合体减数分裂产生配子的过程中 实质 等位基因分离 非同源染色体上的非等位基因自由组合 理论意义 基因重组 生物种类多样性的原因之一 实践意义 指导杂交育种 选择培育新品种 医学上预防遗传病 练习 1 基因的自由组合定律主要揭示 基因之间的关系 a 等位b 非同源染色体上的非等位c 同源染色体上非等位d 染色体上的 2 具有两对