新教材高中生物遗传因子的发现.自由组合定律的实质及应用课件新人教版必修

第2课时自由组合定律的实质及应用根底预习自查问题一:自由组合定律的主要内容是什么问题二:孟德尔的遗传学实验成功的原因是什么1.孟德尔获得成功的原因:(1)选用_____作为实验材料。(2)先研究_____相对性状,再研究_______________的相对性状。(3)用_______的方法进行实验结果的分析。(4)科学设计_________,采用_____的方法对提出的假说进行验证。豌豆一对两对或两对以上统计学实验程序测交【微思考】为什么用豌豆作为遗传学实验材料更容易成功提示:①豌豆自然状态下在开花前完成自花传粉,为纯种。②豌豆有多对易于区分的相对性状。2.孟德尔遗传规律的再发现:将以下有关概念与解释连线问题三:自由组合定律在实践中有什么应用1.育种中的应用:人们有目的地将具有_____________的两个亲本杂交,使两个亲本的优良性状组合在一起,再筛选出所需要的_________。2.医学实践中的应用:人们可以依据别离定律和自由组合定律,对某些遗传病在后代中的_________作出科学的推断,从而为_________提供理论依据。不同优良性状优良品种患病概率遗传咨询核心互动探究探究点一自由组合定律的实质及应用1.自由组合定律的实质(科学思维):【图表情境】如图表示遗传因子组成为AaBb的个体自交得到4种性状表现的子代的过程图,完成有关问题:AaBb1AB∶1Ab∶1aB∶1ab配子间的16种结合方式子代中9种基因型子代4种表型(1)自由组合定律发生在①和②中的哪个过程理由是什么提示:①过程。因为自由组合定律的实质是在形成配子时,控制不同对的遗传因子自由组合,而不是配子间的随机结合。(2)从时间和相互关系上,分析控制两对相对性状的基因A、a和B、b的别离和自由组合行为的特点。①时间上:____________________________________________________________。②相互关系上:_____________________________。同时性。控制两对相对性状的基因的别离和自由组合是同时进行的别离定律是自由组合定律的根底2.自由组合定律的适用范围(科学思维、科学探究):用纯种有色饱满籽粒的玉米与无色皱缩籽粒的玉米杂交(实验条件满足实验要求),F1全部表现为有色饱满,F1自交后,F2的性状表现及比例为:有色饱满73%,有色皱缩2%,无色饱满2%,无色皱缩23%。(1)两对性状的遗传是否遵循别离定律为什么提示:遵循。因为玉米粒色和粒形的别离比为3∶1。(2)上述两对性状的遗传是否符合自由组合定律证据是什么提示:不符合。如果符合自由组合定律,F1自交后代别离比应符合9∶3∶3∶1。(3)试推测这两对性状的遗传不遵循自由组合定律的原因是什么提示:两对基因不是互不干扰、独立遗传的。3.自由组合定律的应用(科学探究):【生产情境】现有两种纯种的小麦,一种为高秆(D)抗锈病(T),另一种为矮秆(d)易感锈病(t),这两对性状独立遗传,现要培育矮秆抗锈病新品种,方法如下:高秆抗锈病×矮秆易感锈病F1F2稳定遗传的矮秆抗锈病新品种完成有关问题:(1)操作:①写出a、b两个过程的含义:a_____;b_____。②c过程应该如何操作提示:连续自交和筛选,直至能选出稳定遗传的矮秆抗锈病新品种。(2)进行a过程的目的是什么提示:将矮秆基因(d)和抗锈病基因(T)集中在F1个体上。杂交自交(3)选择:选育出的新品种,在F2中的概率为_____,其在F2矮秆抗锈病植株中出现的概率为____,选种应该从__开始。1/161/3F2【探究总结】1.验证自由组合定律的方法:假设要验证控制两对相对性状的两对等位基因的遗传符合自由组合定律,可以采用自交法或测交法。(1)自交法:F1自交,假设后代性状别离比符合9∶3∶3∶1,那么控制两对相对性状的两对等位基因符合自由组合定律;否那么,不符合。(2)测交法:对F1测交,假设后代性状别离比为1∶1∶1∶1,那么控制两对相对性状的两对等位基因符合自由组合定律;否那么,不符合。2.自由组合定律适用范围:(1)适用生物类别:真核生物。(2)发生时间:进行有性生殖的生物经减数分裂产生配子的过程中。(3)范围:基因别离定律与自由组合定律均为真核生物细胞核基因在有性生殖中的传递规律。【定向训练】1.以下有关自由组合定律的表达,正确的选项是 ()A.自由组合定律是孟德尔针对豌豆两对相对性状杂交实验结果及其解释直接归纳总结的,不适合多对相对性状B.控制不同性状的遗传因子的别离和组合是相互联系、相互影响的C.在形成配子时,决定不同性状的遗传因子的别离和组合是随机的,所以称为自由组合定律D.在形成配子时,决定同一性状的遗传因子彼此别离,决定不同性状的遗传因子自由组合【解析】选D。自由组合定律是指控制不同性状的遗传因子的别离和组合是互不干扰的,在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此别离,决定不同性状的遗传因子自由组合。2.鸡冠的形状由两对基因控制(两对基因独立遗传),关于如下图的杂交实验叙述正确的选项是 ()A.亲本玫瑰冠是双显性纯合子1与F2中胡桃冠基因型相同2豌豆冠中的纯合子占1/16D.该性状遗传遵循自由组合定律【解析】选D。假设相关基因用A、a、B、b表示,由题意可知:亲本的基因型为AAbb和aaBB,A错误;F1的基因型为AaBb,F2中胡桃冠基因型为A_B_,两者基因型不一定相同,B错误;F2豌豆冠(aaB_)中的纯合子占1/3,C错误;两对基因独立遗传,遵循基因的自由组合定律,D正确。3.如果子代基因型及比例为1YYRR∶1YYrr∶1YyRR∶1Yyrr∶2YYRr∶2YyRr,并且也知道上述结果是按自由组合定律产生的,那么双亲的基因型是 ()A.YYRR×YYRr B.YYRr×YyRrC.YyRr×YyRr D.YyRR×YyRr【解析】选B。子代中YY∶Yy=1∶1,那么可推知其亲代的基因型为YY×Yy;子代中RR∶Rr∶rr=1∶2∶1,那么可推知其亲代的基因型为Rr×Rr,所以双亲的基因型为YYRr×YyRr。【补偿训练】在孟德尔两对相对性状的杂交实验中,F1黄色圆粒豌豆(YyRr)自交产生F2。以下表述正确的选项是 ()1产生4个配子,比例为1∶1∶1∶11产生基因型为YR的卵细胞和基因型为YR的精子数量之比为1∶1C.基因自由组合定律是指F1产生的4种类型的精子和卵细胞可能自由组合1产生的精子中,基因型为YR与yr的比例为1∶1【解析】选D。F1(YyRr)自交时,可产生雌、雄配子各4种,YR、yR、Yr、yr比例为1∶1∶1∶1,而且数目众多,雄配子的数目远多于雌配子的数目。自由组合定律是指在减数分裂形成配子时,位于非同源染色体上的非等位基因的自由组合,所以D项正确。探究点二自由组合定律的解题思路1.利用别离定律解决自由组合定律问题(科学思维):【材料情境】某个体的基因型为AaBbCc,三对等位基因独立遗传,自交得到子一代。思考以下问题:(1)产生配子的种类数:Aa(__种)×Bb(__种)×Cc(__种)=__种(2)某种配子的概率:产生AbC配子的概率=____(A)×____(b)×____(C)=____(3)子代基因型的种类数:Aa(__种)×Bb(__种)×Cc(__种)=___种(4)某种基因型的概率:产生AabbCc的概率=____(Aa)×____(bb)×____(Cc)=1/16(5)子代表型的种类数:Aa(__种)×Bb(__种)×Cc(__种)=__种22281/21/21/21/8333271/21/41/222282.利用模型法解决自由组合定律问题(科学思维):【图表情境】孟德尔的两对相对性状的杂交实验中,表型和基因型相对应的模型图如下,完成相关问题:现将黄色圆粒(YyRr)豌豆进行自花传粉,收获时得到绿色皱粒豌豆192粒。据上面模型推算,在子代黄色圆粒豌豆中,能稳定遗传的约有____粒。提示:YyRr的豌豆自交,子代产生4种表型。绿皱(yyrr)为一份,192粒,纯合黄圆也是一份(YYRR),约192粒。1923.自由组合定律中的异常别离比(科学思维):【图表情境】自由组合定律中,如果两对等位基因相互影响的话,会出现不同于9∶3∶3∶1的性状别离比,据表中基因间的相互关系,完成以下表格:基因间的相互关系F1(AaBb)自交后代表型及比例F1(AaBb)测交后代表型及比例位于两对同源染色体上的两对等位基因,正常的完全显性9∶3∶3∶1___________只要存在显性基因就表现为同一性状,其余为正常表现15∶1_____1∶1∶1∶13∶1基因间的相互关系F1(AaBb)自交后代表型及比例F1(AaBb)测交后代表型及比例双显性、双隐性和一种单显性表现同一性状,另一种单显性表现为另一种性状13∶3_____双显性表现为一种性状,其余表现为另一种性状9∶7_____存在某一特定显性基因时就表现为同一性状,其余正常表现12∶3∶1________单显性表现为同一性状,其余表现正常9∶6∶1________aa(或bb)存在时表现为同一性状,其余表现正常9∶3∶4________3∶11∶32∶1∶11∶2∶11∶1∶2【探究总结】自由组合定律异常别离比解题技巧(1)看F2的表型比例,假设表型比例之和是16,不管以什么样的比例呈现,都符合基因的自由组合定律。(2)将异常别离比与正常别离比9∶3∶3∶1进行比照,分析合并性状的类型。如比例为9∶3∶4,那么为9∶3∶(3∶1),即4为两类表型合并的结果。(3)根据具体比例确定出现异常别离比的原因。(4)根据异常别离比出现的原因,推测亲本的基因型或推断子代相应表型的比例。【定向训练】1.在每对基因独立遗传的条件下,AaBbCC与aaBbcc进行杂交,其子一代中表型与双亲不同的个体占全部子代的 ()

【解析】选C。AaBbCC与aaBbcc杂交,后代与亲代相同(A_B_C_或aaB_cc)的概率为1/2×3/4×1+0=3/8,那么与亲代不同的个体所占比例为1-3/8=5/8。2.牵牛花的花色受3对独立遗传的等位基因(A和a、B和b、C和c)控制,其颜色形成的途径如下图,其中蓝色和红色混合后显紫色,蓝色和黄色混合形成绿色。现有某紫花植株自交,子代出现白花、黄花和绿花。据此判断,以下表达错误的是 ()A.自然种群中红花植株的基因型有4种B.用于自交的紫花植株的基因型为AaBbCcC.自交子代中绿花植株和红花植株的比例可能不同D.自交子代出现黄花植株的比例为3/64【解析】选C。自然种群中红花植株的基因型有AABBcc、AaBBcc、AABbcc、AaBbcc,共4种,A项正确;据图和自交结果分析,亲本紫花植株的基因型为AaBbCc,B项正确;亲本紫花植株的基因型为AaBbCc,自交子代中绿花植株(A_bbC_)的概率为3/4×1/4×3/4=9/64,红花植株(A_B_cc)的概率为3/4×3/4×1/4=9/64,两者的比例相同,C项错误;亲本紫花植株的基因型为AaBbCc,自交子代出现黄花植株(A_bbcc)的比例为3/4×1/4×1/4=3/64,D项正确。3.(2021·江门高一检测)某植物种子的颜色受A和a、B和b两对等位基因控制,其遗传遵循自由组合定律,同时具备A、B两个基因的个体种子为有色,否那么为无色。现有一结有色种子的植株自交,子代中无色种子占7/16,那么该植株基因型可能是 ()

【解析】选C。某植物种子的颜色受A和a、B和b两对等位基因控制,其遗传遵循自由组合定律,同时具备A、B两个基因的个体种子为有色,否那么为无色。现有一结有色种子的植株自交,子代中无色种子占7/16,那么有色种子(基因型为A_B_)占9/16,说明该植株是具有两对等位基因的杂合子,其基因型为AaBb。4.彩椒的颜色是由两对独立遗传的等位基因决定的皮色遗传。红皮基因(B)对绿皮基因(b)为显性,但当另一黄色显性基因(A)存在时,基因B和b都不能表达。现用基因型为AaBb的个体和基因型为aaBb的个体杂交,其后代表型的种类数及比例为 ()种种,4∶3∶1种种,1∶2∶2∶1【解析】选B。基因型为AaBb的个体和基因型为aaBb的个体杂交,由于红皮基因(B)对绿皮基因(b)为显性,且另一黄色显性基因(A)存在时,基因B和b都不能表达,所以A_B_(黄色)∶A_bb(黄色)∶aaB_(红色)∶aabb(绿色)=3∶1∶3∶1,即后代表型有3种,其比例为黄色∶红色∶绿色=4∶3∶1。两对相对性状的杂交实验提出假说测交实验实验验证得出结论控制不同性状的遗传因子的分离和组合互不干扰形成配子时，决定同一性状的遗传因子分离，决定不同性状的遗传因子自由组合对自由组合现象的解释对自由组合现象的验证自由组合定律实验过程F2:黄圆黄皱绿圆绿皱

9331P:黄圆×绿皱F1:黄圆×P:黄圆×绿皱（YYRR）（yyrr）F1:YyRr

黄圆F2:Y_R_Y_rryyR_yyrr

黄圆黄皱绿圆绿皱

9331×配子:YRyr演绎推理P:黄圆×绿皱（YyRr）（yyrr）F1:YyRrYyrryyRryyrr

黄圆黄皱绿圆绿皱

1∶1∶1∶1科学方法：假说—演绎法提出问题后代为什么出现新的性状组合呢？情境素养探究1.【实验情境】人类的肤色由A/a、B/b、E/e三对等位基因共同控制,且三对等位基因独立遗传。AABBEE为黑色,aabbee为白色,其他性状与基因型的关系如图所示,即肤色深浅与显性基因个数有关,如基因型为AaBbEe、AABbee和aaBbEE等与含任何三个显性基因的肤色一样。假设统计大量基因型为AaBbEe与基因型为AaBbEe的婚配后代,探究以下问题:(1)得到的子代中有多少种基因型(科学思维)提示:27种。Aa(3种)×Bb(3种)×Cc(3种)=27种。(2)得到的子代中有多少种表型(科学思维)提示:7种。分别是含有6、5、4、3、2、1、0个显性基因的性状表现。2.【实验情境】根据遗传学研究知道,家兔的毛色是受A、a和B、b两对等位基因控制的。其中,基因A决定黑色素的形成;基因B决定黑色素在毛皮内的分散(黑色素的分散决定了灰色性状的出现);没有黑色素的存在,就谈不上黑色素的分散。这两对基因独立遗传。育种工作者选用纯合的家兔进行了如下图的杂交实验:探究:(1)控制家兔毛色的两对等位基因是否遵循自由组合定律说明理由。(科学思维)提示:遵循。因为F2的性状别离比是9∶3∶4,符合9∶3∶3∶1的变式。(2)欲探究F2中一只白色家兔的基因型,请利用图中的个体,写出杂交实验方案,并预测结果。(科学探究)提示:实验方案:让该白色家兔与F1杂交,统计子代的表型及比例。结果及结论:①假设子代家兔表型及比例为灰色∶黑色∶白色=1∶1∶2,那么该白兔基因型为aabb。②假设子代家兔中表型及比例为灰色∶白色=1∶1,那么该白兔的基因型为aaBB。③假设子代家兔中表型及比例为灰色∶黑色∶白色=3∶1∶4,那么该白兔的基因型为aaBb。课堂素养达标1.孟德尔通过杂交实验,发现了遗传定律,以下关于孟德尔成功原因的描述正确的选项是________。(填序号)

①选择豌豆作实验材料②孟德尔将多对相对性状一起研究③孟德尔先研究一对相对性状,再研究两对相对性状④运用了数学的统计学方法⑤运用了假说—演绎的科学实验方法【解析】选①③④⑤。豌豆作为遗传学实验材料是孟德尔成功的原因之一,①正确。孟德尔研究遗传定律时,先从一对相对性状入手,再研究两对至多对相对性状,由简入繁,化繁为简,②错误,③正确。孟德尔对实验结果进行统计并分析,也是成功的原因之一,④正确。假说—演绎法为遗传定律的提出提供了严谨的实验依据,⑤正确。2.(2021·昆明高一检测)在三对基因各自独立遗传的条件下,亲本ddEeFF与DdEeff杂交,其子代表型不同于亲本的个体占全部后代的 ()

【解析】选A。在完全显性且三对基因各自独立遗传的条件下,ddEeFF与DdEeff杂交,其子代表型和双亲中ddEeFF相同的概率占(1/2)×(3/4)×1=3/8,其子代表型和双亲中DdEeff相同的概率为0,故ddEeFF与DdEeff杂交,其子代表型不同于双亲的个体占全部后代的1-3/8=5/8,故A正确,B、C、D错误。3.水稻高秆(T)对矮秆(t)为显性,抗病(R)对感病(r)为显性,这两对等位基因独立遗传。现将一株表型为高秆抗病的植株的花粉授给另一株表型相同的植株,所得后代表型如下图。根据以下实验结果,表达错误的选项是 ()A.以上后代群体的表型有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.以上两株表型相同的亲本,基因型不相同【解析】选D。由题干中的性状显隐性和后代表型高秆∶矮秆=3∶1,得出亲本基因型为Tt×Tt;由抗病∶感病=3∶1,得出亲本的基因型为Rr×Rr,所以两亲本的基因型是TtRr×TtRr,所以两亲本基因型相同,其后代中表型4种,基因型9种,亲本的这种基因型可以通过TTRR×ttrr和TTrr×ttRR两种杂交组合获得。4.黄色圆粒(YYRR)与绿色皱粒(yyrr)豌豆杂交,得F1,两对等位基因独立遗传,从F1自交所得种子中,拿出一粒绿色圆粒豌豆和一粒绿色皱粒豌豆,它们都是纯合子的概率为 (

)【解析】选D。黄色圆粒(YYRR)与绿色皱粒(yyrr)的豌豆亲本杂交,产生的F1植株的基因型为YyRr,其自交后代有9/16黄色圆粒(Y_R_)、3