資源簡介

(共30張PPT)
第二節 孟德爾從兩對相對性狀的雜交實驗中總結出自由組合定律
（第二課時）
第一章 遺傳的基本規律
素養目標
應用自由組合定律，解釋或解決在實踐中遇到的遺傳學問題。
科學思維
教學重難點
01
基因的自由組合定律及其在實踐中的應用。
復習導入
控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是_________ 的；形成 時；決定________的成對的遺傳因子彼此 ，決定__________的遺傳因子 。
互不干擾
配子
同一性狀
分離
不同性狀
自由組合
形成配子時
發生時間
決定不同性狀的遺傳因子自由組合
實質
進行有性生殖的真核生物的細胞核遺傳；兩對或多對相對性狀的遺傳
適用范圍
基因的分離和自由組合使得子代基因型和表型有多種可能
從孟德爾對于基因分離和自由組合的解釋可以看出，在遺傳過程中控制生物體相同性狀的成對基因彼此分離，控制不同性狀的基因能夠自由組合，從而出現了在親本中不曾存在的新的組合形式。
基因的分離和自由組合使得子代基因型和表型有多種可能
因此，基因的分離和自由組合使得子代基因型和表型有多種可能，這是進行有性生殖的生物更加適應環境變化的重要原因之一。人們可以利用數學統計的方法，根據基因分離和自由組合的規律預測子代可能具有的部分遺傳性狀。
基因的分離和自由組合使得子代基因型和表型有多種可能
農業生產：指導雜交育種
有目的地將具有不同優良性狀的兩個親本雜交，使兩個親本的優良性狀組合在一起，再篩選出所需要的優良品種。
可以把多個親本的優良性狀集中在一個個體上。
P 抗霜凍易感銹病 × 不抗霜凍抗銹病
AABB aabb
F1 AaBb抗霜凍易感銹病

連續自交，直至不發生性狀分離
Aabb（抗霜凍抗銹病）
F2 抗霜凍 抗霜凍 不抗霜凍 不抗霜凍
易感病 抗銹病 易感銹病 抗銹病
A_B_ A_ bb aaB_ aabb
基因的分離和自由組合使得子代基因型和表型有多種可能
醫學實踐
對家系中多種遺傳病在后代中的多種發病可能進行預測，為優生優育、遺傳病的防治提供理論依據。
P 短指癥 × 正常
B-C- bbC-
F bbcc
白化病
BbCc
bbCc
F 短指癥 白化病 短指白化 正常
3/8 1/8 1/8 3/8
孟德爾熱愛自然科學，有著對科學執著追求的精神，既善于從前人的研究中吸取經驗和教訓，又不迷信權威。正是遺傳因子的“顆粒性”，才使其具有分離和自由組合的性質，才使生物具有遺傳和變異的基本特性。孟德爾遺傳理論的精髓是“顆粒”遺傳。如果當時孟德爾迷信融合遺傳理論，那么遺傳學史也許就要改寫了。
孟德爾獲得成功的原因
+
“融合假說”：認為子代的遺傳物質來源于雙親遺傳物質的融合，就像藍色顏料與黃色顏料混合成為綠色顏料一樣。
“顆粒假說”，認為雙親遺傳物質像某種完整顆粒一樣遺傳給后代，互不融合，保持完整性。
孟德爾選取了合適的雜交實驗材料——豌豆，這是一種嚴格的自花授粉植物，能防止外來花粉的干擾，可形成不同的純合品種，并具有各種穩定的、區別明顯的相對性狀；花冠較大，便于人工摘除雄蕊和授粉；容易栽植、結實率高、種子數量大、便于統計分析等優點。
孟德爾獲得成功的原因
孟德爾采用嚴密的實驗分析方法，詳細地記載了各世代不同性狀的大量數據，在數據分析中應用數理統計分析法，從各種類型之間的數量關系中找出遺傳的規律性，這也是他勝人一籌之處。
孟德爾獲得成功的原因
孟德爾運用其獨特的科學思維方式，先從一對相對性狀入手，并對它進行逐代追蹤。例如，在研究株高性狀遺傳時，不考慮如花色、種子形狀等其他性狀，當揭示一對相對性狀的遺傳規律后，再對兩對或多對性狀進行研究，進而又發現了自由組合定律。正是這種從簡單到復雜、先易后難的科學思維方法使他獲得成功。
孟德爾獲得成功的原因
孟德爾成功地應用了“假說-演繹”的方法。例如，他在研究中觀察到雜交子代的顯隱性、表型比例 （3∶1 或 9∶3∶3∶1） 和不同性狀重新組合等現象后，提出了遺傳因子控制遺傳性狀的假說。為了驗證自己的假說和推理，他又設計了許多實驗方法，如測交驗證法等。
孟德爾獲得成功的原因
總之，孟德爾的成功表明，在科學研究上要想獲得成就，不僅需要有不懈探索與不畏艱難的奮斗精神，還要有實事求是的科學態度和正確的科學研究方法。
孟德爾獲得成功的原因
自由組合定律的應用
1.根據親代的基因型推配子和子代的基因型及比例
（1）思路
將多對等位基因的自由組合分解為若干分離定律分別分析，再運用乘法原理進行組合。
題型分類 解題規律 示例
種類問題
配子類型
(配子種類數)
2n(n為等位基因對數)
AaBbCCDd產生
配子種類數為23＝8
配子間結合方式
配子間結合方式種類數等于
配子種類數的乘積
AABbCc×aaBbCC，
配子間結合方式
種類數＝4×2＝8
子代基因型
(或表現型)種類
雙親雜交子代基因型(或表現型)種類等于各性狀按分離定律所求基因型(或表現型)種類的乘積
AaBbCc×Aabbcc，基因型為3×2×2＝12(種)，表現型為2×2×2＝8(種)
自由組合定律的應用
1.根據親代的基因型推配子和子代的基因型及比例
概率問題
題型分類 解題規律 示例
基因型(或表現型)的比例
純合子或雜合子出現的比例
按分離定律求出相應基因型(或表現型)的比例，然后利用乘法原理進行組合
AABbDd×aaBbdd，F1中AaBbDd所占比例為1×(1/2)×(1/2)＝1/4
按分離定律求出純合子的概率的乘積為純合子出現的比例，雜合子概率＝1－純合子概率
AABbDd×AaBBdd，F1中AABBdd所占比例為(1/2)×(1/2)×(1/2)＝1/8
（1）思路
將多對等位基因的自由組合分解為若干分離定律分別分析，再運用乘法原理進行組合。
自由組合定律的應用
1.根據親代的基因型推配子和子代的基因型及比例
例題
豌豆的花色和花的位置分別由基因A、a和B、b控制，基因型為·AaBb的豌豆植株自交獲得的子代表型及比例是紅花頂生：白花頂生：紅花腋生：白花腋生=9：3：3：1。下列說法正確的是（ ）
A.子代產生9：3：3：1的表型與親代產生的配子種類無關
B.子代中不同于雙親表現型的個體中，可穩定遺傳的個體占1/16
C.讓子代白花頂生與紅花腋生雜交，后代中紅花頂生的概率為4/9
D.子代紅花頂生植株中，基因型為AABb的個體占1/16
解析：A、子代產生9：3：3：1的表型，說明親代產生的配子種類為4種，并且比例為1:1:1:1，A錯誤；B、子代中不同于雙親表現型的個體（1-A_B_）中，可穩定遺傳的個體占3/7，B錯誤；C、讓子代白花頂生（aaBB:aaBb=1:2）與紅花腋生（AAbb:Aabb=1:2）雜交，后代中紅花頂生的概率為1/3×1/3×1+2/3×1/3×1/2+2/3×1/3×1/2+2/3×2/3×1/4=4/9，C正確；D、子代紅花頂生植株中，基因型為AABb的個體占2/9，D錯誤。故選C。
C
自由組合定律的應用
2.根據子代的表現型推斷親代的基因型
2.根據子代的表現型推斷親代的基因型
根據親代表現型可大概寫出其基因型如A_B_、aaB_等，再根據子代表現型將所缺處填完，特別要學會利用后代中的隱性性狀，因為后代中一旦存在雙隱性個體，那親代基因型中一定存在a、b等隱性基因。
根據子代表現型比例拆分為分離定律的分離比，確定每一對相對性狀的親本基因型，再組合。如：
9∶3∶3∶1→(3∶1)(3∶1) →
(Aa×Aa)(Bb×Bb)→AaBb×AaBb
基因填充法
分解組合法
自由組合定律的應用
例題
2.根據子代的表現型推斷親代的基因型
家兔的毛色受B、b和H、h兩對等位基因控制，灰兔和白兔雜交，F1均為灰兔，F2中灰兔：黑兔：白兔=12：3：1，下列有關推斷錯誤的是（ ）
A.親代白兔的基因型為bbhh
B.F2中黑兔的基因型有兩種，灰兔基因型有6種
C.基因B、b和H、h位于兩對同源染色體上
D.F2中的黑兔與白兔雜交，后代性狀分離比為3：1
解析：A、根據分析可知，親代白兔的基因型為bbhh，A正確；B、F2中黑兔只占3/16，其基因型有兩種，為BBhh、Bbhh，灰兔基因型有6種，為BBHH、BbHH、BBHh、BbHh、bbHH、bbHh，B正確；C、根據分析可知，基因B、b和H、h位于兩對同源染色體上，遵循自由組合定律，C正確；D、F2中的黑兔（假設為1/3BBhh、2/3Bbhh）與白兔（bbhh）雜交，后代中白兔為2/3×1/2＝1/3，其它為黑兔，故性狀分離比為2∶1，D錯誤。故選D。
D
自由組合定律的應用
3.考查多對基因自由組合的分析
2.根據子代的表現型推斷親代的基因型
相對性狀對數 等位基因對數 F1配子 F1配子可能組合數 F2基因型 F2表現型
種類 比例 種類 比例 種類 比例
1 1 2 1∶1 4 3 1∶2∶1 2 3∶1
2 2 22 (1∶1)2 42 32 (1∶2∶1)2 22 (3∶1)2
3 3 23 (1∶1)3 43 33 (1∶2∶1)3 23 (3∶1)3
… … … … … … … … …
n n 2n (1∶1)n 4n 3n (1∶2∶1)n 2n (3∶1)n
n對等位基因(完全顯性)位于n對同源染色體上的遺傳規律
自由組合定律的應用
例題
3.考查多對基因自由組合的分析
某雌雄同株植物的花色有三種表型，受三對獨立遺傳的等位基因R/r、B/b、D/d控制，已知基因R、B和D三者共存時表現為紅花（分為深紅花、淺紅花兩種表型）。選擇深紅花植株與某白花植株進行雜交，所得F1均為淺紅花，F1自交，F2中深紅花：淺紅花：白花=1：26：37。下列關于F2的說法錯誤的是（ ）
A.淺紅花植株的基因型有7種，白花植株的基因型有19種
B.白花植株之間雜交，后代可能出現淺紅花植株
C.親本白花植株的基因型為bbdd，F2白花植株中純合子占7/37
D.淺紅花和白花植株雜交，后代中會有深紅花植株出現
解析：根據上述分析可知，淺紅花植株的基因型有（2×2×2）-1=7（種），白花植株的基因型有（3×3×3）-（2×2×2）=19（種），A正確。白花植株之間雜交，后代可能出現淺紅花植株，如rBBDD×RRbbdd，后代基因型為RrBbDd，是淺紅花植株，B正確。親本深紅花植株的基因型為RRBBDD，F1淺紅花植株的基因型為RrBbDd，所以親本白花植株的基因型為rrbbdd；F2白花植株中純合子的基因型為RRBBdd、RRbbDD、rrBBDD、RRbbdd、rrBBdd、rbbDD、rbbdd，所占比例為7/37，C正確。由于白花植株的基因型為R_B_D_基因型以外的所有其他基因型，淺紅花植株的基因型為R_B_D_基因型中除去RRBBDD后的所有其他基因型，二者雜交，后代中不會出現基因型為RRBBDD的個體，即不會有深紅花植株出現，D錯誤。
D
自由組合定律的應用
4.能運用自由組合定律，性狀分離比9∶3∶3∶1的變式問題
2.根據子代的表現型推斷親代的基因型
9：3：3:1的幾種變形
AaBb自交 后代性狀比 原因分析 測交后代
9∶6∶1 雙顯、單顯、雙隱表現為3種性狀 9A_B _ ∶ (3A _ bb + 3 aaB _ ) ∶1aabb 1∶2∶1
1AaBb ∶ (1Aabb + 1aaBb) ∶ 1aabb
9∶7 A、B同時存在時表現為一種性狀，其余基因型為另一性狀 9A_B _ ∶(3A _ bb + 3 aaB _ + 1aabb 1∶3
1AaBb ∶(1Aabb + 1aaBb + 1aabb ）
15∶1 只要有顯性基因就表現為一種表現型，其余基因型為另一種表現型 (9A_B _ + 3A _ bb + 3 aaB _ ) ∶ 1aabb 3∶1
(1AaBb + 1Aabb + 1aaBb) ∶ 1aabb
自由組合定律的應用
4.能運用自由組合定律，性狀分離比9∶3∶3∶1的變式問題
2.根據子代的表現型推斷親代的基因型
9：3：3:1的幾種變形
AaBb自交 后代性狀比 原因分析 測交后代
9∶3∶4 一對等位基因中的隱性基因制約其它基因的作用 9A_B _ ∶ (3A _ bb)∶ (3 aaB _ + 1aabb) 1:1:2
1AaBb∶ 1Aabb
∶(1aaBb + 1aabb ）
1∶4∶6∶4∶1 A與B作用效果相同，但是顯性基因越多，其效果越強 1AABB ∶4(AaBB + AABb) ∶ 6(AaBb + AAbb + aaBB) ∶ 4(Aabb + aaBb) ∶ 1aabb 1:2:1
1AaBb∶ 2(Aabb +1aaBb)∶ 1aabb
自由組合定律的應用
例題
4.能運用自由組合定律，性狀分離比9∶3∶3∶1的變式問題
某植物的花色有紅色、粉色和白色三種，受兩對獨立遺傳的等位基因A/a、B/b控制，現將基因型為AABB的紅花個體與基因型為aabb的白花個體雜交，得到的F1均開紅花，F1測交后代中紅花：粉花：白花=1：2：1，則F1自交后代花色的表型及比例為（ ）
A.紅花：粉花：白花=3：10：3
B.紅花：粉花：白花=12：3：1
C.紅花：粉花：白花=9：6：1
D.紅花：粉花：白花=9：3：4
C
解析：分析題干可知，基因型為AABB的紅花個體與基因型為aabb的白花個體雜交，F1均開紅花（基因型為AaBb），F1測交后代基因型為AaBb（紅花）：Aabb：aaBb：aabb（白花）=1：1：1：1，又因為表型為紅花：粉花：白花=1：2：1，可推知基因型為Aabb和aaBb的個體均開粉花，F1（基因型為AaBb）自交后代花色的基因型及比例為A_B：A_bb：aaB_：aabb=9：3：3：1，則表型及比例為紅花（A_B_）：粉花（A_bb和aaB_）：白花（aabb）=9：6：1，C正確。
課堂練習
1.豌豆的花色和花的位置分別由基因A、a和B、b控制，基因型為AaBb的豌豆植株自交獲得的子代表型及比例是紅花頂生∶白花頂生∶紅花腋生∶白花腋生=9∶3∶3∶1。下列說法正確的是（ ）
A.子代產生9∶3∶3∶1的表型與親代產生的配子種類無關
B.子代中不同于雙親表現型的個體中，可穩定遺傳的個體占1/16
C.讓子代白花頂生與紅花腋生雜交，后代中紅花頂生的概率為4/9
D.子代紅花頂生植株中，基因型為AABb的個體占1/16
解析：A、子代產生9∶3∶3∶1的表型，說明親代產生的配子種類為4種，并且比例為1∶1∶1∶1，A錯誤；B、子代中不同于雙親表現型的個體（1-A_B_）中，可穩定遺傳的個體占3/7，B錯誤；C、讓子代白花頂生（aaBB∶aaBb=1∶2）與紅花腋生（AAbb∶Aabb=1∶2）雜交，后代中紅花頂生的概率為1/3×1/3×1+2/3×1/3×1/2+2/3×1/3×1/2+2/3×2/3×1/4=4/9，C正確；D、子代紅花頂生植株中，基因型為AABb的個體占2/9，D錯誤。故選C。
C
課堂練習
2.某自交植物的抗病與不抗病為一對相對性狀，受兩對等位基因控制，將一純合抗病植株與一純合不抗病植株雜交，F1均表現為不抗病，F1自交所得F2的表型及比例為抗病∶不抗病=3∶13。下列相關敘述錯誤的是（ ）
A.控制抗病與不抗病的兩對基因位于兩對染色體上
B.F1能產生4種數量相等的配子
C.F2不抗病植株中純合子的比例為3/7
D.F2中抗病植株自交得到的子代中抗病植株的比例為5/6
解析：A、由題意可知，將純合抗病植株與純合不抗病植株雜交，F1均表現為抗病，F1自交產生的F2中抗病∶不抗病＝13∶3，為9∶3∶3∶1的變式，說明抗病與不抗病的遺傳遵循基因的自由組合定律，A錯誤；B、F1是雙雜合子，能產生4種數量（比例）相等的配子，但雌雄配子的數目不同，B正確；C、設相關基因是A/a、B/b，F1的基因型為AaBb，表現為不抗病，其自交所得不抗病植株中，純合子為AABB、aabb、AAbb（aaBB），這三種基因型的個體占不抗病植株的比例為3/13，C錯誤；D、F2中抗病植株aaB-（或A-bb）包括1/3aaBB、2/3aaBb，自交得到的子代中不抗病植株aabb比例為2/3×1/4=1/6，則抗病植株的比例為1-1/6=5/6，D正確。故選C。
C
課堂練習
3.已知某種優質水稻品種甲具有對螟蟲的抗性（簡稱抗蟲，相關基因為A/a）和對稻瘟病的抗性（簡稱抗病，相關基因為B/b）。甲自交所得F1的表型及比例為抗蟲抗病：抗蟲不抗病∶不抗蟲抗病∶不抗蟲不抗病=41∶7∶7∶9（已知各種配子存活率相同）。下列敘述錯誤的是（ ）
A.兩對基因位于一對同源染色體上
B.F1中抗蟲抗病純合子占9/64
C.F1中抗蟲抗病個體的基因型有4種
D.F1中抗蟲抗病個體基因型與甲相同的占9/32
解析：第一步：判斷基因在染色體上的位置和顯隱性。甲抗蟲抗病，F1的表型及比例為抗蟲抗病∶抗蟲不抗病∶不抗蟲抗病∶不抗蟲不抗病=41∶7∶7∶9，說明F1的基因型為AaBb，抗蟲、抗病為顯性性狀；41∶7∶7∶9不是9∶3∶3∶1的變式【判斷依據】，A/a、B/b的遺傳不遵循基因的自由組合定律，因此兩對基因位于一對同源染色體上。第二步：判斷F1產生的配子情況。F1中不抗蟲不抗病個體（aabb）占9/64，故甲產生的ab配子占3/8，AB配子占3/8，Ab配子和aB配子均占1/8，由以上分析可知，A正確；F1中抗蟲抗病個體的基因型有AABB、AABb、AaBB、AaBb4種，F1中抗蟲抗病純合子（AABB）占3/8×3/8=9/64，F1中與甲基因型（AaBb）相同的個體占3/8×3/8×2+1/8×1/8×2=10/32，B、C正確，D錯誤。
D
課堂練習
4.下列有關基因分離定律和基因自由組合定律的說法，正確的是（ ）
A.一對相對性狀的遺傳一定遵循基因的分離定律而不遵循自由組合定律
B.分離定律和自由組合定律都發生在配子產生過程中
C.多對等位基因遺傳時，在等位基因分離的同時，非等位基因自由組合
D.若符合自由組合定律，雙雜合子自交后代一定出現9∶3∶3∶1的性狀分離比
解析：一對相對性狀可能由多對等位基因控制，因此一對相對性狀的遺傳一定遵循基因的分離定律，也可能遵循自由組合定律，A錯誤；分離定律和自由組合定律都發生在配子產生過程中，B正確；多對等位基因遺傳時，在等位基因分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合，C錯誤；若符合自由組合定律，雙雜合子自交后代可能出現9∶3∶3∶1的性狀分離比，也可能出現15∶1、9∶7或9∶3∶4等的性狀分離比，D錯誤。
B
課堂練習
5.兩對獨立遺傳的等位基因A/a和B/b，且兩對基因完全顯隱性，分別控制豌豆的兩對相對性狀。植株甲與植物乙進行雜交，下列相關敘述正確的是（ ）
A.若子二代出現9∶3∶3∶1的性狀分離比，則兩親本的基因型組合為AABB×aabb
B.若子一代出現1∶1∶1∶1的性狀分離比，則兩親本的基因型組合為AaBb×aabb
C.若子一代出現3∶1∶3∶1的性狀分離比，則兩親本的基因型組合為AaBb×aabb
D.若子二代出現3∶1的性狀分離比，則兩親本可能的雜交組合有4種情況
解析：基因型組合為AABB×aabb或AAbb×aaBB的兩親本雜交，子二代均出現9∶3∶3∶1的性狀分離比；基因型組合為AaBb×aabb或Aabb×aaBb的兩親本雜交，子一代均出現1∶1∶1∶1的性狀分離比；基因型組合為AaBb×aaBb或AaBb×Aabb的兩親本雜交，子一代均出現3∶1∶3∶1的性狀分離比；若子二代出現3∶1的性狀分離比，則兩親本可能的雜交組合有AABB×AAbb、aaBB×aabb、AABB×aaBB、AAbb×aabb 4種情況。
D
總結歸納
自由組合定律及其應用
自由組合定律的應用
孟德爾獲得成功的原因
基因的分離和自由組合使子代具有多樣性

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