高考生物冲刺复习 专题12 基因的自由组合定律课件

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1、专题12基因的自由组合定律考点考点1孟德尔两对相对性状的杂交实验孟德尔两对相对性状的杂交实验一、两对相对性状的杂交实验一、两对相对性状的杂交实验提出问题提出问题1.杂交实验知识清单2.结果分析:F2共有9种基因型,4种表现型。知能拓展(1)F2中亲本类型是指表现型与亲本P表现型相同的类型,F2中重组类型是指出现的新性状组合类型,表现型与亲本P不同。(2)含两对相对性状的纯合亲本杂交,F2中重组性状所占比例并不都是(3+3)/16。当亲本基因型为YYRR和yyrr时,F2中重组性状所占比例是(3+3)/16。当亲本基因型为YYrr和yyRR时,F2中重组性状所占比例是1/16+9/16=10/1

2、6。二、对自由组合现象的解释二、对自由组合现象的解释提出假说提出假说1.理论解释(1)F1产生配子时,等位基因分离,非同源染色体上的非等位基因可以自由组合,产生数量相等的4种配子。(2)受精时,雌雄配子的结合方式有16种。(3)F2的基因型有9种,表现型有4种,表现型比例为9331。2.遗传图解三、对自由组合现象的验证三、对自由组合现象的验证演绎推理、验证假说演绎推理、验证假说1.方法:让F1(YyRr)与隐性纯合子(yyrr)测交。2.目的:测定F1的基因型(或基因组成)。3.理论预测:(1)F1产生4种比例相等的配子,即YRYryRyr=1111,而隐性纯合子只产生yr一种配子。(2)测交

3、产生4种比例相等的后代,即YyRrYyrryyRryyrr=1111。4.测交结果与结论(1)测交结果图解(2)结论:实验结果与演绎结果相符,假说成立。测交类型测交后代基因型种类及比例父本母本AaBbAabbaaBbaabbF1乙1222乙F11111例例1(2016浙江温州联考,27)现用山核桃的甲(AABB)、乙(aabb)两品种作为亲本杂交得F1,F1测交结果如下表, 下列有关选项正确的是()A.正反交结果不同,说明该两对基因的遗传不遵循自由组合定律B.F1自交得F2,F2的表现型比例是9331C.F1花粉离体培养,将得不到四种基因型的植株D.F1产生的AB花粉50%不能萌发,不能实现受

4、精解析解析正反交结果均有四种表现型,说明该两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律,A错误;正常情况下,双杂合子测交后代四种表现型的比例应该是1111,而作为父本的F1测交结果为AaBbAabbaaBbaabb=1222,说明父本F1产生的AB花粉有50%不能完成受精作用,则F1自交得F2,F2的表现型比例不是9331,B错误、D正确;根据前面分析可知,F1仍能产生四种花粉,所以F1花粉离体培养,仍能得到四种基因型的植株,C错误。答案答案D考点考点2自由组合定律的内容与应用自由组合定律的内容与应用一、自由组合定律的内容及应用一、自由组合定律的内容及应用1.自由组合定律的内容2.自由组合定律的应用(

5、1)指导杂交育种,把优良性状结合在一起。(2)为遗传病的预测和诊断提供理论依据。3.孟德尔遗传定律的适用范围二、孟德尔成功的原因分析二、孟德尔成功的原因分析1.科学选择了豌豆作为实验材料。2.采用由单因素到多因素的研究方法。3.应用了统计学方法对实验结果进行统计分析。4.科学设计了实验程序。即在对大量实验数据进行分析的基础上,提出合理的假说,并且设计了新的测交实验来验证假说。三、孟德尔遗传规律的再发现三、孟德尔遗传规律的再发现1.1909年,丹麦生物学家约翰逊把“遗传因子”叫做基因。2.因为孟德尔的杰出贡献,他后来被世人公认为“遗传学之父”。B.统计学方法的使用有助于孟德尔总结数据规律C.进行

6、测交实验是为了对提出的假说进行验证D.假说中具有不同基因型的配子之间随机结合,体现了自由组合定律的实质解析解析非同源染色体上的非等位基因自由组合为自由组合定律的实质,不同基因型的配子之间随机结合,不能体现自由组合定律的实质,D错误。答案答案D例例2( 2 0 1 6 湖 南 师 大 附 中 第 二 次 月 考 , 3 7 ) 下 列 关 于 孟 德 尔 遗 传 规 律 的 得 出 过 程 , 说 法 错 误 的 是()A.豌豆自花传粉、闭花受粉的特点是孟德尔杂交实验获得成功的原因之一题型题型1推导计算类推导计算类“拆分法拆分法”解答自由组合定律的相关计算问题解答自由组合定律的相关计算问题一、一

7、、“拆分法拆分法”解答自由组合定律的相关计算问题解答自由组合定律的相关计算问题1.思路:将多对等位基因的自由组合分解为若干个与分离定律有关的问题,再运用乘法定理进行计算。2.题型示例(1)配子类型及概率的问题题型突破具多对等位基因的个体解答方法举例:基因型为AaBbCc的个体产生配子的种类数每对基因产生配子种类数的乘积配子种类数为AaBbCc222=8(种)产生某种配子的概率每对基因产生相应配子概率的乘积产生ABC配子的概率为1/2(A)1/2(B)1/2(C)=1/8(2)配子间的结合方式问题如AaBbCc与AaBbCC杂交过程中,求配子间的结合方式种数。先求AaBbCc、AaBbCC各自产

8、生多少种配子。AaBbCc产生8种配子,AaBbCC产生4种配子。再求两亲本配子间的结合方式。由于两性配子间结合是随机的,因而AaBbCc与AaBbCC配子间有84=32(种)结合方式。(3)基因型类型及概率的问题问题举例计算方法AaBbCc与AaBBCc杂交,求它们后代的基因型种类数可分解为三个与分离定律有关的问题:AaAa后代有3种基因型(1AA2Aa1aa)BbBB后代有2种基因型(1BB1Bb)CcCc后代有3种基因型(1CC2Cc1cc)因此,AaBbCcAaBBCc的后代中有323=18(种)基因型AaBbCcAaBBCc后代中AaBBcc出现的概率计算1/2(Aa)1/2(BB)

9、1/4(cc)=1/16(4)表现型类型及概率的问题二、二、“逆向组合法逆向组合法”推断亲本基因型推断亲本基因型1.方法:将自由组合定律的性状分离比拆分成分离定律的分离比分别分析,再运用乘法原理进行逆向组合。2.题型示例(1)9331(31)(31)(AaAa)(BbBb);(2)1111(11)(11)(Aaaa)(Bbbb);(3)3311(31)(11)(AaAa)(Bbbb)或(Aaaa)(BbBb);(4)31(31)1(AaAa)(BB_)或(AaAa)(bbbb)或(AA_)(BbBb)或(aaaa)(BbBb)。问题举例计算方法AaBbCcAabbCc,求它们杂交后代可能的表现

10、型种类数可分解为三个与分离定律有关的问题:AaAa后代有2种表现型(3A_1aa)Bbbb后代有2种表现型(1Bb1bb)CcCc后代有2种表现型(3C_1cc)所以,AaBbCcAabbCc的后代中有222=8(种)表现型AaBbCcAabbCc后代中表现型A_bbcc出现的概率计算3/4(A_)1/2(bb)1/4(cc)=3/321.并非所有非等位基因的遗传都遵循自由组合定律。减数第一次分裂后期自由组合的是非同源染色体上的非等位基因(如图A中基因a、b),而不是所有的非等位基因。同源染色体上的非等位基因(如图B中基因A、C)的遗传,则不遵循自由组合定律。2.基因分离定律和自由组合定律的关

11、系及相关比例例例1(2014海南单科,22,2分)基因型为AaBbDdEeGgHhKk的个体自交,假定这7对等位基因自由组合,则下列有关其子代的叙述,正确的是()A.1对等位基因杂合、6对等位基因纯合的个体出现的概率为5/64B.3对等位基因杂合、4对等位基因纯合的个体出现的概率为35/128C.5对等位基因杂合、2对等位基因纯合的个体出现的概率为67/256D.7对等位基因纯合个体出现的概率与7对等位基因杂合个体出现的概率不同思路导引思路导引解析解析AaBbDdEeGgHhKk自交,后代中每对等位基因自交子代中纯合子和杂合子的概率各占1/2,所以自交子代中1对杂合、6对纯合的个体有=7种类型

12、(利用数学排列组合方法进行分析),且每种类型出现的概率均为1/27=1/128,故此类个体出现的概率为(1/2)7=7/128,A错误;同理,自交子代中3对杂合、4对纯合的个体占(1/2)7=35/128,B正确;自交子代中5对杂合、2对纯合的个体有(1/2)7=21/128,C错误;自交子代中7对等位基因纯合与7对等位基因杂合的个体出现的概率均为(1/2)7=1/128,D错误。答案答案B1-1(2016山东临沂质检,35)假如水稻的高秆(D)对矮秆(d)为显性,抗瘟病(R)对易染病(r)为显性。现有一高秆抗瘟病的亲本水稻和矮秆易染病的亲本水稻杂交,产生的F1再和隐性类型进行测交,结果如图所

13、示(两对基因位于两对同源染色体上),请问F1的基因型为()A.DdRR和ddRrB.DdRr和ddRrC.DdRr和DdrrD.ddRr答案答案C解析解析单独分析高秆和矮秆这一对相对性状,测交后代高秆矮秆=11,说明F1的相关基因型为Dd;单独分析抗瘟病与易染病这一对相对性状,测交后代抗瘟病易染病=13,说明F1中有两种基因型,即Rr和rr,且比例为11。综合以上分析可判断出F1的基因型为DdRr、Ddrr。1-2(2015湖南长沙模拟,3)豌豆中,籽粒黄色(Y)和圆形(R)分别对绿色(y)和皱缩(r)为显性,现将黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆杂交得到的F1自交,F2的 表 现 型 及 比 例 为

14、 黄 色 圆 粒 黄 色 皱 粒 绿色圆粒绿色皱粒=93155,则亲本的基因型为()A.YYRRyyrrB.YYRryyrrC.YyRRyyrrD.YyRryyrr答案答案C解析解析此题宜使用排除法。F1自交后代的表现型及比例为黄色圆粒黄色皱粒绿色圆粒绿色皱粒=93155,其中圆粒皱粒=31,这说明F1中控制籽粒形状的基因组成为Rr,故亲本中控制籽粒形状的基因组成为RR、rr,据此排除B、D项。A项中亲本杂交产生的F1自交,产生的后代4种表现型比例为9331,A项被排除。题型题型2分析推断类分析推断类妙用妙用“合并同类项合并同类项”巧解特殊分离比巧解特殊分离比1.“和”为16的特殊分离比成因(

15、1)基因互作序号条件F1(AaBb)自交后代比例F1测交后代比例1存在一种显性基因时表现为同一性状,其余正常表现9611212两种显性基因同时存在时,表现为一种性状,否则表现为另一种性状97133当某一对隐性基因成对存在时表现为双隐性状,其余正常表现9341124只要存在显性基因就表现为一种性状,其余正常表现15131(2)显性基因累加效应表现:原因:A与B的作用效果相同,但显性基因越多,其效果越强。2.“和”小于16的特殊分离比成因序号原因后代比例1显性纯合致死(AA、BB致死)自交子代AaBbAabbaaBbaabb=4221,其余基因型个体致死测交子代AaBbAabbaaBbaabb=1

16、1112隐性纯合致死(自交情况)自交子代出现933(双隐性致死);自交子代出现91(单隐性致死)例例2(2015上海单科,26,2分)旱金莲由三对等位基因控制花的长度,这三对基因分别位于三对同源染色体上,作用相等且具叠加性。已知每个显性基因控制花长为5mm,每个隐性基因控制花长为2mm。花长为24mm的同种基因型个体相互授粉,后代出现性状分离,其中与亲本具有同等花长的个体所占比例是()A.1/16B.2/16C.5/16D.6/16思路导引思路导引解析解析由“花长为24mm的同种基因型个体相互授粉,后代出现性状分离”说明花长为24mm的个体为杂合子,再结合每个显性基因控制花长为5mm,每个隐性

17、基因控制花长为2mm且旱金莲由三对等位基因控制花的长度,这三对基因分别位于三对同源染色体上,作用相等且具叠加性可推知花长为24mm的亲本中含4个显性基因和2个隐性基因,假设该种个体基因型为AaBbCC,则其互交后代含4个显性基因和2个隐性基因的基因型有:AAbbCC,aaBBCC,AaBbCC,这三种基因型在后代中所占的比例为:1/41/41+1/41/41+1/21/21=6/16,答案选D。答案答案D2-1(2016安徽皖南八校第一次联考,8)一个7米高和一个5米高的植株杂交,子代都是6米高。在F2代 中 , 7 米 高 植 株 和 5 米 高 植 株 的 概 率 都 是 1 / 6 4

18、。 假 定 双 亲 包 含 的 遗 传 基 因 数 量 相 等 , 且 效 应 叠加,则控制植株株高的基因有()A.1对B.2对C.3对D.4对答案答案C解析解析此题宜使用代入法解答。当控制植株株高的基因为3对时,设这3对基因分别为A、a,B、b,C、c,AABBCC株高为7米,aabbcc株高为5米,AaBbCc株高为6米,AaBbCc自交后代中AABBCC和aabbcc的概率都是1/64,C正确。2-2(2015浙江余杭期中,25)等位基因A、a和B、b分别位于不同对的同源染色体上。让显性纯合子(AABB)和隐性纯合子(aabb)杂交得F1,再让F1测交,测交后代的表现型比例为13。如果让

19、F1自 交 , 则 下 列 表 现 型 比 例 中 , F2代不可能出现的是()A.133B.943C.97D.151答案答案B解析解析两对等位基因位于不同对同源染色体上,它们的遗传遵循基因的自由组合定律,根据正常的自由组合定律分离比,F1(AaBb)测交表现型应是四种且四种表现型比例为1111,而现在是13,那么F1自交后代原本的9331应是两种表现型比例有可能是97、133或151,故A、C、D可能出现,而B中的3种表现型是不可能的。题型题型3实验探究类实验探究类个体基因型的探究与自由组合定律的验证个体基因型的探究与自由组合定律的验证一、一、“实验法实验法”探究个体基因型探究个体基因型1.

20、自交法:对于植物来说,鉴定个体的基因型的最好方法是让该植物个体自交,通过观察自交后代的性状分离比,分析出待测亲本的基因型。2.测交法:如果能找到纯合的隐性个体,根据测交后代的表现型比例即可推知待测亲本的基因组成。3.单倍体育种法:对于植物个体来说,如果条件允许,取花药离体培养,用秋水仙素处理单倍体幼苗,根据处理后植株的性状即可推知待测亲本的基因型。验证方法结论自交法F1自交后代的分离比为31,则符合基因的分离定律,由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制F1自交后代的分离比为9331,则符合基因的自由组合定律,由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制测交法F1测交后代的性状比例为11,则符合基

21、因的分离定律,由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制F1测交后代的性状比例为1111,则符合基因的自由组合定律,由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制花粉鉴定法若有两种花粉,比例为11,则符合分离定律若有四种花粉,比例为1111,则符合自由组合定律单倍体育种法取花药离体培养,用秋水仙素处理单倍体幼苗,若植株有两种表现型,比例为11,则符合分离定律取花药离体培养,用秋水仙素处理单倍体幼苗,若植株有四种表现型,比例为1111,则符合自由组合定律二、二、“实验法实验法”验证遗传定律验证遗传定律例例3(2016甘肃兰州一中月考,34)虎皮鹦鹉羽毛颜色的遗传机理如图所示,当个体基因型为aabb时,两

22、种色素都不能合成,表现为白色。现有一只纯合绿色鹦鹉和一只纯合白色鹦鹉杂交得F1,再让F1雌雄个体随机交配得F2。请回答:(1)控制鹦鹉羽毛颜色的基因在遗传上遵循定律,请利用上述实验材料,设计一个杂交实验对你的观点加以验证。实验方案:。预测结果:。(2)如果让F2表现型为绿色的鹦鹉自由交配,后代表现型及比例为。(3)如让杂合的黄色鹦鹉与杂合的蓝色鹦鹉杂交,且因某种因素的影响,后代中的白色鹦鹉全部死亡,则绿色鹦鹉所占的比例为。(4)如欲判断一只绿色雄性鹦鹉的基因型,应从绿色、蓝色、黄色、白色纯合子群体中选择与其杂交:如后代全为绿色鹦鹉,则其基因型为AABB;如后代,其基因型为AABb;如后代绿色黄

23、色为11,则其基因型为;如后代,其基因型为AaBb。解析解析(1)常用测交法验证控制动物性状的两对基因是否遵循基因自由组合定律。若F1(AaBb)与白色鹦鹉(aabb)杂交,后代出现四种表现型的鹦鹉,比例约为1111,则控制鹦鹉羽毛颜色的基因在遗传上遵循自由组合定律。(2)F2表现型为绿色的鹦鹉基因型为A_B_(1/9AABB,2/9AABb,2/9AaBB,4/9AaBb),其产生的配子AB=4/9,Ab=2/9,aB=2/9,ab=1/9,可借助棋盘法求得后代表现型及比例为绿色蓝色黄色白色=64881。(3)如让杂合的黄色鹦鹉与杂合的蓝色鹦鹉杂交,即aaBbAabb1绿色1蓝色1黄色1白色

24、(死亡),其中绿色鹦鹉占1/3。(4)绿色雄性鹦鹉的基因型有四种可能:AABB、AaBB、AABb、AaBb,鉴定其基因型,可选择测交法,选择多只白色雌性鹦鹉与之杂交,分析子代表现型差异即可。答案答案(1)基因的自由组合(基因的分离和自由组合)实验方案:用F1绿色鹦鹉和白色鹦鹉杂交预测结果:杂交后代中鹦鹉羽色出现四种表现型:绿色、蓝色、黄色、白色,比例约为1111(2)绿色蓝色黄色白色=64881(3)1/3(4)多只白色雌性鹦鹉绿色蓝色=11AaBB绿色蓝色黄色白色=11113-1(2016山西忻州一中一模,33)现有四个果蝇品系(都是纯种),其中品系的性状均为显性,品系均只有一种性状是隐性

25、,其他性状均为显性。这四个品系的隐性性状及控制该隐性性状的基因所在的染色体如表所示:若需验证自由组合定律,可选择下列哪种交配类型()A.B.C.D.答案答案D解析解析自由组合定律研究的是位于非同源染色体上的基因的遗传规律,故选或。品系隐性性状均为显性残翅黑身紫红眼相应染色体、3-2某中学实验室有三包豌豆种子,甲包写有“纯合高茎叶腋花”字样,乙包写有“纯合矮茎茎顶花”字样,丙包豌豆标签破损只隐约看见“黄色圆粒”字样。某研究性学习小组对这三包豌豆展开激烈的讨论:(1)在高茎、叶腋花、茎顶花和矮茎四个性状中,互为相对性状的是。(2)怎样利用现有的三包种子判断高茎、叶腋花、茎顶花和矮茎四个性状中哪些性

26、状为显性性状?写出杂交方案,并预测可能的结果。(3)同学们就“控制叶腋花、茎顶花的等位基因是否与控制高茎、矮茎的等位基因在同一对同源染色体上”展开了激烈的争论,你能利用以上两种豌豆设计出最佳实验方案并作出判断吗?(4)针对丙包豌豆,该研究性学习小组利用网络得知,黄色、绿色分别由A和a控制,圆粒、皱粒分别由B和b控制,于是该研究性学习小组欲探究其基因型。实验一组准备利用单倍体育种方法对部分种子进行基因型鉴定,但遭到了实验二组的反对。实验二组选择另一种实验方案,对剩余种子进行基因型鉴定。为什么实验二组反对实验一组的方案?你能写出实验二组的实验方案和结果预测吗?答案答案(1)叶腋花和茎顶花、高茎和矮

27、茎(2)取甲、乙两包种子各一些种植,发育成熟后杂交。若F1均为高茎、叶腋花豌豆,则高茎、叶腋花为显性性状;若F1均为矮茎、茎顶花豌豆,则矮茎、茎顶花为显性性状;若F1均为高茎、茎顶花豌豆,则高茎、茎顶花为显性性状;若F1均为矮茎、叶腋花豌豆,则矮茎、叶腋花为显性性状。(3)方案一取纯种的高茎叶腋花和矮茎茎顶花的豌豆杂交得F1,让其自交,如果F2出现四种性状,其性状分离比为9331,说明符合基因的自由组合定律,因此控制叶腋花、茎顶花的这对等位基因与控制高茎、矮茎的等位基因不在同一对同源染色体上;否则可能是位于同一对同源染色体上。方案二取纯种的高茎叶腋花和矮茎茎顶花的豌豆杂交得F1,F1与纯种矮茎

28、茎顶花豌豆测交,如果测交后代出现四种性状,其性状分离比为1111,说明符合基因的自由组合定律,因此控制叶腋花、茎顶花的这对等位基因与控制高茎、矮茎的等位基因不在同一对同源染色体上;否则可能是位于同一对同源染色体上。(4)单倍体育种方法技术复杂,还需要与杂交育种配合,普通中学实验室难以完成。对部分丙包种子播种并进行苗期管理。植株成熟后,自然状态下进行自花受粉。收集每株所结种子进行统计分析,若自交后代全部为黄色圆粒,则此黄色圆粒豌豆的基因型为AABB;若后代仅出现黄色圆粒、黄色皱粒,比例约为31,则此黄色圆粒豌豆的基因型为AABb;若后代仅出现黄色圆粒、绿色圆粒,比例约为31,则此黄色圆粒豌豆的基

29、因型为AaBB;若后代出现黄色圆粒、绿色圆粒、黄色皱粒、绿色皱粒四种表现型,比例约为9331,则此黄色圆粒豌豆的基因型为AaBb。解析解析(1)相对性状是同种生物同一性状的不同表现类型,故叶腋花和茎顶花、高茎和矮茎各为一对相对性状。(2)取甲、乙两包种子各一些种植,发育成熟后杂交,观察F1的表现型,F1表现出的性状为显性性状。(3)对于设计实验探究控制两对或多对相对性状的基因是否位于一对同源染色体上一般采用F1自交法或测交法,观察后代表现型比例,如果是9331或1111则相应基因位于两对同源染色体上即符合自由组合定律,若是31或11则相应基因位于一对同源染色体上即符合分离定律。(4)单倍体育种方法技术复杂,普通中学实验室难以完成。对于个体基因型的探究,可以有自交法、测交法和单倍体育种法等,鉴定个体基因型时,植物最常用自交法。