高三生物一輪復(fù)習(xí)課件：基因的自由組合定律

2024/10/131必修二

遺傳與進(jìn)化雜交雜交自交自交分離定律和自由組合定律遺傳學(xué)的奠基人——孟德爾用豌豆做雜交實(shí)驗(yàn)主要工作成就:發(fā)現(xiàn)兩大遺傳規(guī)律

孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)（二）——基因的自由組合定律黃圓綠圓黃皺綠皺.分離定律的實(shí)質(zhì)

減Ⅰ后期，

。

隨

的分而分離。

——實(shí)質(zhì)等位基因同源染色體配子類型及數(shù)目比A﹕a=

?！苯幼C據(jù)1﹕1黃豌豆豆莢（子房壁發(fā)育）黃圓黃皺子葉脫皮黃豌豆綠豌豆脫皮綠豌豆子葉綠圓綠皺種子的顏色：因子葉所含色素不同導(dǎo)致

種子的形態(tài)：因子葉所含物質(zhì)不同導(dǎo)致：含淀粉豐富的種子，由于淀粉具有親水性，能保住細(xì)胞中的水而呈現(xiàn)出“圓”；含蔗糖豐富的種子，由于蔗糖沒有親水性，不能保住細(xì)胞中的水而呈現(xiàn)出“皺”。兩對(duì)相對(duì)性狀一對(duì)相對(duì)性狀(1)子葉顏色：黃色、綠色(2)種子性狀：圓粒、皺粒觀察:自然狀態(tài)下只有黃色圓粒和綠色皺粒

思考:一對(duì)相對(duì)性狀的分離對(duì)另一對(duì)相對(duì)性狀的分離是否有影響？一、

兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)一、豌豆的兩對(duì)相對(duì)性狀雜交實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象2：F1全為黃色圓?，F(xiàn)象3：F2出現(xiàn)4種性狀組合類型黃色圓粒：黃色皺粒：綠色圓粒：綠色皺粒=9：3：3：1現(xiàn)象1：正反交結(jié)果一致現(xiàn)象4：F2中黃色:綠色=3:1，圓粒:皺粒=3:1說明：說明：說明：說明：子葉顏色中黃色是顯性；綠色是隱性種子形狀中圓粒是顯性；皺粒是隱性子葉顏色、種子形狀的遺傳為細(xì)胞核遺傳原有不同性狀間進(jìn)行了重新組合子葉顏色、種子形狀的遺傳分別遵循分離定律

重組類型表現(xiàn)型不同于親本(P)的性狀組合F2中出現(xiàn)了親本沒有性狀（黃色皺粒、綠色圓粒），說明每一對(duì)性狀都遵循了分離定律。（一）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①為什么會(huì)出現(xiàn)新的性狀組合？②F2四種性狀組合的比為9:3:3:1，這與一對(duì)相對(duì)性狀實(shí)驗(yàn)中F2的3：1的數(shù)量比有聯(lián)系嗎?（二）提出問題二、對(duì)自由組合現(xiàn)象的解釋自由組合1.兩對(duì)相對(duì)性狀分別由兩對(duì)遺傳因子決定：

假設(shè)黃色和綠色由遺傳因子Y、y決定；

圓粒和皺粒由遺傳因子R、r決定。親本遺傳因子組成：黃色圓粒（YYRR）、綠色皺粒（yyrr）

F1遺傳因子組成：黃色圓粒（YyRr）

YYRRyyrrYyRr2.體細(xì)胞中的遺傳因子成對(duì)存在3.形成配子時(shí),每對(duì)的遺傳因子彼此分離，不同對(duì)的遺傳因子自由組合。分析問題,作出假設(shè)YyRrF1YyRrYRYryRyr配子1:1:1:1YyRrYRYryRyrYyRr×F1產(chǎn)生的雌/雄配子各有4種（YR、Yr、yR、yr）,且比例相同4.受精時(shí)，雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的。YYRRyyrrYyRRYYRrYyRrYyRrYyRrYyRrYyRRYYRryyRRyyRryyRrYYrrYyrrYyrrF1配子YRyryRYrYRyryRYr9黃圓：3黃皺：3綠圓：1綠皺孟德爾對(duì)遺傳現(xiàn)象假說圖解4.受精時(shí)，雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的雌雄配子結(jié)合方式結(jié)合方式有___種基因型（遺傳因子組成）____種表現(xiàn)型____種9黃圓3黃皺1YYrr

2Yyrr3綠圓

1yyRR

2yyRr1綠皺1yyrr16942YyRR2YYRr4YyRr1YYRR

雙顯性類型單顯性類型新性狀組合雙隱性類型4種純合子各占1/16，1種雙雜合子4/16，4種單雜合子各2/16性狀分離比：黃圓:黃皺:綠圓:綠皺=

；9:3:3:1(Y_R_)(Y_rr)(yyR_)(yyrr)如何驗(yàn)證上述解釋是否正確呢？

F1:Yy(黃色)

↓×(1YY:2Yy:1yy)基因型比例1/42/41/4表現(xiàn)型

(3黃色:1綠色)比例

3/41/4Rr(圓粒)↓×(1RR:2Rr:1rr)1/42/41/4

(3圓粒:1皺粒)3/41/4黃色圓粒3/4×3/4=9/16黃色皺粒3/4×1/4=3/16綠色圓粒1/4×3/4=3/16綠色皺粒1/4×1/4=1/16××核心思路——逐對(duì)分析法1YY2Yy1yy1RR2Rr1rrYRYRYRYrYRyRYRyr

r

rYy

r

rYYyRyRyRyr

r

ryyF1YyRrF2×(3:1)×(3:1)(1:2:1)×(1:2:1)純合子：YYRR、YYrr、yyRR、yyrr(能穩(wěn)定遺傳的)雜合子雙雜合子：YyRr，占

;單雜合子：YYRr、YyRR、Yyrr、yyRr各占

，共占

。(1)基因型特點(diǎn)及比例各占

，共占

。1/161/41/42/161/2(2)表現(xiàn)型特點(diǎn)及比例雙顯性：黃圓,占單顯性黃皺,占綠圓,占雙隱性：綠皺,占1/161YYRR

2YYRr

2YyRR

4YyRr1YYrr

2Yyrr1yyRR

2yyRr1yyrr顯隱性9/163/163/16與親本關(guān)系親本型：重組型:Y_R_+yyrr,占

;10/16Y_rr+yyR_,占

;6/16

提醒：YYRR基因型個(gè)體在F2中的比例為1/16，在黃色圓粒豌豆中的比例為1/9，注意范圍不同。黃圓中雜合子占8/9，綠圓中雜合子占2/3。1/47/163/8

黃圓2YyRR2YYRr

4YyRr1YYRR

黃皺1YYrr2Yyrr

綠圓1yyRR2yyRr

綠皺1yyrr

在F2中出現(xiàn)的性狀中:

(1)雙顯性性狀的個(gè)體占總數(shù)的________

(2)能夠穩(wěn)定遺傳的個(gè)體占總數(shù)的______

(3)與F1性狀不同的個(gè)體占總數(shù)的________

(4)與親本性狀不同的個(gè)體占總數(shù)的______9/16(Y_R_)(Y_rr)(yyR_)(yyrr)2.驗(yàn)證：

實(shí)驗(yàn)演繹推理檢驗(yàn)推理得出結(jié)論：測交三、對(duì)自由組合現(xiàn)象解釋的驗(yàn)證1.設(shè)計(jì)測交實(shí)驗(yàn)1.F1是YyRr；2.F1產(chǎn)生了4種類型的配子，且比例為1：1：1：1；3.F1形成配子時(shí)，成對(duì)的遺傳因子彼此分離的同時(shí)，不成對(duì)的遺傳因子自由組合。

孟德爾測交試驗(yàn)的結(jié)果與預(yù)期的結(jié)果相符，假說成立。黃色圓粒豌豆與綠色皺粒豌豆的測交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

YRyrYyYyRrRr

控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不干擾的；在形成配子時(shí)，決定同一性狀的成對(duì)的遺傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子自由組合。

四、自由組合定律形成配子時(shí)（減數(shù)分裂）發(fā)生時(shí)間：決定不同性狀的遺傳因子自由組合實(shí)

質(zhì)：進(jìn)行有性生殖的真核生物的細(xì)胞核遺傳；兩對(duì)或多對(duì)相對(duì)性狀的遺傳。適用范圍：

細(xì)胞質(zhì)中的遺傳因子及原核生物和非細(xì)胞生物都不遵循以及無性生殖等和一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳不遵循。核心內(nèi)容？(孟德爾第二定律)孟德爾的假說中，不出現(xiàn)“基因”、“減數(shù)分裂”、“染色體”。1.自由組合定律發(fā)生在右圖的哪些過程？基因分離定律呢？④⑤①②④⑤2.以小桶和小球?yàn)椴牧显O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)M自由組合定律發(fā)生，請(qǐng)說出實(shí)驗(yàn)思路并預(yù)測結(jié)果。（1）將20個(gè)乒乓球均分為4組，第1組標(biāo)記為Y，第2組標(biāo)記為y，第3組標(biāo)記為R，第4組標(biāo)記為r，Y和y放入甲桶，R和r放入乙桶。（2）搖動(dòng)兩個(gè)小桶，使小桶內(nèi)的乒乓球充分混合。（3）分別從兩個(gè)桶內(nèi)隨機(jī)抓取一個(gè)小球，組合在一起，記錄下字母的組合情況。（4）將抓取得小球放回原來的小桶內(nèi)，搖勻，按步驟（3）重復(fù)做50—100次。五、孟德爾獲得成功的原因第一恰當(dāng)?shù)剡x擇實(shí)驗(yàn)材料，孟德爾選擇

作實(shí)驗(yàn)材料，這是因?yàn)樗?/p>

的植物，且具有許多明顯的相對(duì)性狀；第二對(duì)生物性狀的分析由簡到繁的方法：先研究一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳，發(fā)現(xiàn)了

定律，再研究兩對(duì)及兩對(duì)以上的性狀的遺傳，得出基因的

定律；第三對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)用

方法進(jìn)行分析；第四嚴(yán)密的假說演繹：

→作出假設(shè)→演繹推理→

→得出結(jié)論。豌豆自花傳粉閉花授粉基因的分離自由組合統(tǒng)計(jì)學(xué)提出問題實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證孟德爾遺傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn)

1900年重新發(fā)現(xiàn)孟德爾規(guī)律的三位科學(xué)家的有關(guān)工作

荷蘭植物學(xué)家德弗里斯研究月見草雜交。發(fā)現(xiàn)從雜種F2出現(xiàn)分離比3:1。德國植物學(xué)家柯倫斯讀到德弗里斯的論文，看到了與自己研究工作相同的結(jié)果。玉米奧地利維也納農(nóng)業(yè)大學(xué)年輕講師丘歇馬克研究豌豆也觀察到分離現(xiàn)象，其論文標(biāo)題中特別突出地強(qiáng)調(diào)了孟德爾。六、孟德爾遺傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn)

1866年，孟德爾將研究成果整理并發(fā)表論文，無人問津，這一重要成果沉寂了30多年；

孟德爾的偉大之處在于發(fā)現(xiàn)了規(guī)律。后來的科學(xué)家們運(yùn)用規(guī)律改變了生活。

隨著孟德爾遺傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn)，基因的本質(zhì)和作用原理成為遺傳學(xué)研究的中心問題。這為基因工程等技術(shù)的興起奠定了基礎(chǔ)。孟德爾也因?yàn)榻艹龅呢暙I(xiàn)被稱為“遺傳學(xué)之父”。

三位科學(xué)家的論文都刊登在1900年出版的《德國植物學(xué)會(huì)雜志》第18卷。證實(shí)了孟德爾有關(guān)單個(gè)性狀遺傳的法則，從而引起了學(xué)術(shù)界的重視，雪藏了30多年的孟德爾的遺傳規(guī)律得以重見天日。

1909年，丹麥生物學(xué)家約翰遜給孟德爾的“遺傳因子”起了一個(gè)新名字-----“基因”孟德爾的雜交實(shí)驗(yàn)一對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)的“假說—演繹”分析假說－演繹法進(jìn)行測交實(shí)驗(yàn)，看實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否與預(yù)測結(jié)果相符，驗(yàn)證假說。演繹推理假說科學(xué)方法87:79孟德爾的探究思路觀察實(shí)驗(yàn)，提出問題兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)分析問題，作出假說對(duì)自由組合現(xiàn)象的解釋設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，演繹推理用假說預(yù)測測交實(shí)驗(yàn)（Ｆ1與隱性純合子）的結(jié)果實(shí)施實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)假說實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)測吻合，說明假說正確；反之假說錯(cuò)誤。發(fā)現(xiàn)問題：無論正交和反交，F(xiàn)1都表現(xiàn)黃色圓粒，F(xiàn)2出現(xiàn)性狀分離，分離比接近9:3:3:1。F2出現(xiàn)全新的表現(xiàn)型？F2出現(xiàn)9：3：3：1性狀分離比？①生物體性狀都是由遺傳因子控制的。②體細(xì)胞中，遺傳因子成對(duì)存在③決定同一性狀的成對(duì)的遺傳因子彼此分離,決定不同性狀的遺傳因子自由組合（核心）④受精時(shí)，雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的得出結(jié)論自由組合定律兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)的“假說—演繹法”分析（一）雜交育種七、自由組合定律的應(yīng)用

人們有目的地將具有不同優(yōu)良性狀的兩個(gè)親本雜交，使兩個(gè)親本的優(yōu)良性狀組合在一起，再篩選出所需要的優(yōu)良品種。1.概念：

例1：水稻中，有芒（A）對(duì)無芒（a）顯性，抗?。≧）對(duì)不抗病(r)顯性。有兩個(gè)不同品種的水稻，一個(gè)無芒、不抗??；另一個(gè)有芒、抗病，如何利用這兩個(gè)品種培育出無芒抗病的新品種？解:依題意得PAARR×aarrF1

AaRr×F2

有芒抗病有芒染病無芒抗病

無芒染病

A__R__A__rraaR___aarraaRRaaRr目標(biāo)品種

目標(biāo)品種再選擇：將F2中無芒抗病植株不斷自交，不斷選擇淘汰，直至不再出現(xiàn)性狀分離為止。最后得到純種的矮無芒抗病aaRR。倒伏條銹病雜交自交選種多次自交選種優(yōu)良性狀的純合體通過雜交使位于不同個(gè)體上的多個(gè)優(yōu)良性狀集中于一個(gè)個(gè)體上（“集優(yōu)”）

操作簡單，技術(shù)要求不高。短毛折耳貓(bbee)長毛立耳貓(BBEE)長毛折耳貓(BBee)？

例2.如何利用長毛立耳貓（BBEE）和短毛折耳貓（bbee）培育出能穩(wěn)定遺傳的長毛折耳貓（BBee）？長毛折耳貓的培育過程短毛折耳貓bbee長毛立耳貓BBEE×長毛立耳貓BbEe♀、♂互交B_E_B_eebbE_bbee與bbee測交選擇后代不發(fā)生性狀分離的親本即為BBee總結(jié)：①植物雜交育種中，優(yōu)良性狀的純合子獲得一般采用多次自交選種。②動(dòng)物雜交育種中，優(yōu)良性狀的純合子獲得一般采用測交，選擇測交后代不發(fā)生性狀分離的親本。③如果優(yōu)良性狀是隱性，直接在F2中選出即為純合體。（二）醫(yī)學(xué)實(shí)踐

人們可以根據(jù)分離定律和自由組合定律，對(duì)某些遺傳病在后代中的患病概率作出科學(xué)的推斷，從而為遺傳咨詢、遺傳病的預(yù)測和診斷提供理論依據(jù)。

例3：在一個(gè)家庭中，父親是多指患者（由顯性基因P控制），母親表現(xiàn)正常，他們婚后卻生了一個(gè)手指正常但先天性聾啞的孩子（由隱性基因d控制）。推算一下，這對(duì)夫婦所生子女中，每種表現(xiàn)型出現(xiàn)的概率是多少？

PPpDd×ppDd

獨(dú)立分析（Pp×pp）（Dd×Dd）F1表現(xiàn)型概率?多指?正常?正常?聾啞因此，F(xiàn)1中表現(xiàn)型有四種其概率情況如下：只患多指只患聾啞完全正常多指且聾啞

3/81/83/81/8解：由題意可知這對(duì)夫婦的基因型如下：患甲?。╩）

患乙?。╪）}不患病類型計(jì)算公式只患甲病的概率只患乙病的概率同患兩病的概率只患一種病的概率不患病的概率患病的概率同患兩?。╪m）患甲病概率（m）患乙病概率（n）不患乙病概率（1-n）不患甲病概率（1-m）①②③④

當(dāng)控制兩種遺傳病(患甲病的概率為m，患乙病的概率為n)的基因之間具有“自由組合”關(guān)系時(shí)，各種患病情況的概率計(jì)算的方法：1．(必修2P9正文)F2中還出現(xiàn)了親本所沒有的性狀組合——綠色圓粒和黃色皺粒。請(qǐng)思考：具有兩對(duì)相對(duì)性狀的純合親本雜交，產(chǎn)生的F1基因型為AaBb，則兩親本基因型是什么？F2中重組類型是什么？所占比例又是多少？提示：親本基因型可以是AABB×aabb，此時(shí)重組類型是A_bb和aaB_，占8(3)；親本基因型還可以是AAbb×aaBB，此時(shí)重組類型是A_B_和aabb，占5/8。2．(必修2P11圖1-9拓展)Yyrr(黃皺)×yyRr(綠圓)，后代表型及比例為黃圓∶綠皺∶黃皺∶綠圓＝1∶1∶1∶1，能說明控制黃圓綠皺的基因遵循基因的自由組合定律嗎？為什么？提示：不能