2019届江苏专用高考生物总复习第3章遗传和染色体第2节基因的自由组合定律讲义苏教版必修.ppt

第,2,节 基因的自由组合定律,高频考点突破,实验专题探究,命题视角剖析,基础自主梳理,即时达标训练,第,节基因的自由组合定律,2,基础自主梳理,一、基因的自由组合定律,1,2,对相对性的杂交实验,实验过程,(2),实验现象,F,2,中出现了不同对相对性状之间的,_,。,F,2,中每对相对性状的分离比约为,_,。,F,2,中有,_,种表现型，性状分离比约为,_,。,自由组合,3,1,4,9,3,3,1,思考感悟,1,若从,F,2,中收获了绿色皱粒豌豆,3000,粒，按理论计算，同时收获纯合的黄色圆粒豌豆多少粒？,【,提示,】,3000,粒。,2,理论解释,(1)2,对相对性状的遗传是,_,，控制不同对相对性状的基因之间可以,_,。,(2)F,1,产生配子时，等位基因,_,，非等位基因,_,，产生雌雄配子各,_,，数量比近似于,_,。,(3),受精时，雌雄配子,_,，结合方式共,_,种。,(4)F,2,的基因型有,_,种，表现型有,_,种，比例接近于,_,。,彼此独立的,自由组合,彼此分离,自由组合,4,种,1,1,1,1,随机结合,16,9,4,9,3,3,1,3,验证理论推断的正确性实验,测交实验,(1),实验图解,测交后代,YyRr,Yyrr,yyRr,yyrr,表现型黄圆,黄皱绿圆绿皱,比例,1,1,1,1,(2),结论：,F,1,形成配子时，位于,_,的分离或组合是互不干扰的。,非同源染色体上的非等位基因,4,自由组合定律的实质,在减数分裂形成配子时，一个细胞中的,_,上的,_,彼此分离；,_,上的,_,可以进行自由组合。,5,3,对相对性状的遗传现象,F,2,中基因型有,_,种，表现型有,_,种，性状分离的数量比是,27,9,9,9,3,3,3,1,。,同源染色体,等位基因,非同源染色体,非等位基因,27,8,二、基因自由组合定律的应用,1,解释生物的多样性,含,n,对等位基因的个体自交后代表现型的可能组合方式是,_,种。,2,指导动植物育种实践,利用,_,的方法，有目的地使同种生物不同品种间的基因,_,，以使,_,组合在一起，创造出优良的新品种。,2,n,杂交,重新组合,不同亲本的优良基因,3,分析家族遗传病,根据基因的自由组合定律分析家系中两种遗传病同时发病的情况，可以推断出后代的,_,和,_,以及它们出现的概率，为遗传病的预测和诊断提供理论依据。,三、性别决定和伴性遗传,1,性别决定,(1),定义：,_,的生物决定性别方式。,(2),基础,性别主要是由,_,决定的。,基因型,表现型,雌雄异体,基因,(3),方式,类型,特点,举例,XY,型,雄性：,XY,；雌性：,XX,哺乳动物等,ZW,型,雄性：,ZZ,；雌性：,ZW,鸟类等,常染色体,性染色体,2.,伴性遗传,(1),概念：由,_,上的基因决定的性状在遗传时与,_,联系在一起的遗传。,(2),实例：人类的红绿色盲、血友病、果蝇眼色的遗传等。,性染色体,性别,思考感悟,2.,性染色体上的基因在减数分裂时随性染色体分离，与常染色体上的基因在遗传时遵循什么规律？,【,提示,】,基因的自由组合定律。,高频考点突破,考点一,两对相对性状的遗传实验的分析及结论,1,实验分析,2,相关结论,(1),豌豆的黄与绿、圆与皱这两对相对性状由两对同源染色体上的两对等位基因控制。,(2)F,1,为“双杂合”个体，基因型为,YyRr,表现出两种显性性状为黄圆。,(3)F,2,共有,16,种组合，,9,种基因型，,4,种表现型。,只要是亲本与两对相对性状的杂交实验相同,(,即：父本或母本均是,“,双显,”,或,“,双隐,”,的纯合子,),，所得,F,2,的表现型、基因型及比例关系就符合以上结论。,若亲本是,“,一显一隐,”,和,“,一隐一显,”,的纯合子，则,F,2,中重组类型及其与亲本表现型相同的类型及各自所占比例会发生相应的变化，如,P,：,YYrr,yyRR,F,1,：,YyRr F,2,中重组类型占,10/16,，而亲本类型占,6/16,。,【,易误警示,】,重组类型是指,F,2,中与亲本表现型不同的个体，而不是基因型与亲本不同的个体。,亲本表现型不同，则重组类型所占比例也不同，若将孟德尔两对相对性状的实验中的亲本类型换成绿圆、黄皱，则重组性状为黄圆、绿皱，所占比例为,5/8,。,即时应用,(,随学随练，轻松夺冠,),1,(2011,年河南平顶山第一次模拟,),下表列出了纯合豌豆两对相对性状杂交实验中,F,2,的部分基因型,(,非等位基因位于非同源染色体上,),。下列叙述错误的是,(,多选,)(,),配子,YR,Yr,yR,yr,YR,YyRr,Yr,yR,yr,yyrr,A.,表中,Y,、,y,、,R,、,r,基因的载体有染色体、叶绿体、线粒体,B,表中,Y,与,y,、,R,与,r,的分离以及,Y,与,R,或,r,、,y,与,R,或,r,的组合是互不干扰的,C,代表的基因型在,F,2,中出现的概率之间的关系为,D,F,2,中出现表现型不同于亲本的重组类型的概率是,3/8,或,5/8,解析：,选,AC,。依据表格知，,的基因型依次为,YYRR,、,YYRr,、,YyRr,、,yyRr,。它们在,F,2,中出现的概率依次为,1/16,、,2/16,、,4/16,、,2/16,，故,代表的基因型在,F,2,中出现的概率大小为,；由,F,2,产生的配子类型可知,F,1,的基因型为,YyRr,，但亲本类型不能确定，故重组类型的比例不惟一；表中基因的载体为染色体。,考点二,利用分离定律解决自由组合定律问题,自由组合定律以分离定律为基础，因而可以用分离定律的知识解决自由组合定律问题。况且，分离定律中规律性比例比较简单，因而用分离定律解决自由组合定律问题简单易行。,1,配子类型的问题,规律：某一基因型的个体所产生配子种类,2,n,种,(n,为等位基因对数,),。,如：,AaBbCCDd,产生的配子种类数：,2,配子间结合方式问题,规律：两基因型不同个体杂交，配子间结合方式种类数等于各亲本产生配子种类数的乘积。,如：,AaBbCc,与,AaBbCC,杂交过程中，配子间结合方式有多少种？,先求,AaBbCc,、,AaBbCC,各自产生多少种配子。,AaBbCc8,种配子，,AaBbCC4,种配子。,再求两亲本配子间结合方式。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、表现型问题,(1),已知双亲基因型，求双亲杂交后所产生子代的基因型种类与子代表现型种类。,规律：两种基因型双亲杂交，子代基因型与表现型种类数分别等于将各性状分别拆开后，各自按分离定律求出子代基因型与表现型种类数的各自的乘积。,如,AaBbCc,与,AaBBCc,杂交，其后代有多少种基因型？多少种表现型？,先看每对基因的传递情况。,AaAa,后代有,3,种基因型,(1AA2Aa1aa),；,2,种表现型,BbBB,后代有,2,种基因型,(1BB1Bb),；,1,种表现型,CcCc,后代有,3,种基因型,(1CC2Cc1cc),；,2,种表现型,因而,AaBbCcAaBBCc,后代中有,323,18,种基因型；表现型有,212,4,种。,(2),已知双亲基因型，求某一具体基因型或表现型子代所占比例。,规律：某一具体子代基因型或表现型所占比例应等于按分离定律拆分，将各种性状及基因型所占比例分别求出后，再组合并乘积。,如基因型为,AaBbCC,与,AabbCc,的个体相交，求,生一基因型为,AabbCc,个体的概率。,生一基因型为,A_bbC,_,的概率。,即时应用,(,随学随练，轻松夺冠,),2,已知,A,与,a,、,B,与,b,、,C,与,c 3,对等位基因自由组合，基因型分别为,AaBbCc,、,AabbCc,的两个体进行杂交。下列关于杂交后代的推测，正确的是,(,),A,表现型有,8,种，,AaBbCc,个体的比例为,1/16,B,表现型有,4,种，,aaBbcc,个体的比例为,1/16,C,表现型有,8,种，,Aabbcc,个体的比例为,1/8,D,表现型有,8,种，,aaBbCc,个体的比例为,1/16,解析：,选,D,。亲本基因型为,AaBbCc,和,AabbCc,，每对基因分别研究：,Aa,Aa,的后代基因型有,3,种，表现型有,2,种；,Bb,bb,的后代基因型有,2,种，表现型有,2,种；,Cc,Cc,的后代基因型有,3,种，表现型有,2,种。,3,对基因自由组合，杂交后代表现型有,2,2,2,8,种；基因型为,AaBbCc,的个体占,2/4,1/2,2/4,4/32,1/8,，基因型为,aaBbcc,的个体占,1/4,1/2,1/4,1/32,，基因型为,Aabbcc,的个体占,2/4,1/2,1/4,1/16,，基因型为,aaBbCc,的个体占,1/4,1/2,2/4,1/16,，故,D,项正确。,考点三,伴性遗传,1,伴性遗传的方式及特点,(1),伴,X,染色体隐性遗传,患者中男性多于女性。,具有隔代交叉遗传现象。,女性患者的父亲和儿子一定是患者，即“母病儿必病。女病父必病”。,男性正常，其母亲、女儿全都正常。,男性患病，其母亲、女儿至少为携带者。,(2),伴,X,染色体显性遗传,患者中女性多于男性。,具有连续遗传的特点，即代代都有患者。,男性患者的母亲和女儿一定都是患者，即“父病女必病，儿病母必病”。,女性正常，其父亲、儿子全都正常。,女性患病，其父母至少有一方患病。,(3),伴,Y,染色体遗传,男性全患病，女性全正常。,遗传规律为父传子，子传孙。,2,伴性遗传与遗传基本规律的关系,(1),遵循的遗传规律,常染色体和性染色体上的基因的遗传都遵循基因的分离定律和自由组合定律。,常染色体上的基因与性染色体上的基因属于非同源染色体上的非等位基因，其遗传遵循自由组合定律。,(2),伴性遗传的特殊性,有些基因只位于,X,染色体上，,Y,染色体上无相应的等位基因，因而,X,b,Y,个体中的隐性基因,b,所控制的性状也能表现出来。,有些基因只位于,Y,染色体上，,X,染色体上无相应的等位基因，只限于在雄性个体之间传递。,位于性染色体同源区段上的基因是成对的，其性状遗传遵循分离定律，只是与性别相关联；在写表现型和统计后代比例时一定要将性状表现与性别联系在一起描述。,即时应用,(,随学随练，轻松夺冠,),3,(2009,年高考上海卷,),回答下列有关遗传的问题。,图,1,图,2,(1),图,1,是人类性染色体的差别部分和同源部分的模式图。有一种遗传病，仅由父亲传给儿子，不传给女儿，该致病基因位于图中的,_,部分。,(2),图,2,是某家族系谱图。,甲病属于,_,遗传病。,从理论上讲，,2,和,3,的女儿都患乙病，儿子患乙病的几率是,l/2,。由此可见，乙病属于,_,遗传病。,若,2,和,3,再生一个孩子，这个孩子同时患两种病的几率是,_,。,设该家系所在地区的人群中，每,50,个正常人当中有,1,个甲病基因携带者，,4,与该地区一个表现型正常的女子结婚，则他们生育一个患甲病男孩的几率是,_,。,(3),研究表明，人的,ABO,血型不仅由位于第,9,号染色体上的,I,A,、,I,B,、,i,基因决定，还与位于第,19,号染色体上的,H,、,h,基因有关。在人体内，前体物质在,H,基因的作用下形成,H,物质，而,hh,的人不能把前体物质转变成,H,物质。,H,物质在,I,A,基因的作用下，形成凝集原,A,；,H,物质在,I,B,。基因的作用下形成凝集原,B,；而,ii,的人不能转变,H,物质。其原理如图,3,所示。,图,3,图,4,根据上述原理，具有凝集原,B,的人应该具有,_,基因和,_,基因。,某家系的系谱图如图,4,所示。,2,的基因型为,hhI,B,i,，那么,2,的基因型是,_,。,一对基因型为,HhI,A,i,和,HhI,B,i,的夫妇，生血型表现为,O,型血孩子的几率是,_,。,解析：,(1),由题中信息可知，该病仅由父亲传给儿子，不传给女儿，可判定该病基因位于,Y,的差别部分。,(2),分析遗传系谱图，,I,1,、,I,2,无甲病生出有甲病的女孩，故可知为常染色体隐性遗传。,由题中提供的信息可知男女患病不同，又由,2,和,3,都有乙病，生出儿子无病可知该病为,X,染色体上显性基因控制的遗传病。,假设控制甲病的基因用,a,，控制乙病的基因用,B,表示，据以上分析可以推断,2,和,3,的基因型分别为：,aaX,B,X,b,、,1/3AAX,B,Y,或,2/3AaX,B,Y,，若二者再生一个同时患两病的孩子的概率为,aaX,B,_,1/3,3/4,1/4,。,4,的基因型为,aa,，正常人群中有两种基因型即,49/50AA,和,1/50Aa,，只有,Aa,与,aa,婚配才有可能生出患甲病的孩子，其概率为,1/50,1/2,1/100,，是患病男孩的概率就为,1/100,1/2,1/200,。,(3),由图,3,可知，具有凝集原,B,的人一定有,H,基因和,I,B,基因；再由,2,的基因型是,hhI,B,i,，可推知,2,的基因型为,HhI,A,I,B,。若一对基因型为,HhI,A,i,和,HhI,B,i,的夫妇，它们生一个血型表现为,O,型血孩子的基因型有,hh,_,和,H_ii,两类，其中是,hh,_,的概率为,1/4,，,H_ii,的概率为,3/4,1/4,3/16,，则,O,型血孩子的概率为,1/4,3/16,7/16,。,答案：,(1)Y,的差别,(2),常染色体隐性,X,连锁显性,(,伴,X,染色体显性,),1/4,1/200,(3),H,I,B,HhI,A,I,B,7/16,1,首先确定是否是伴,Y,染色体遗传病,所有患者均为男性，无女性患者，则为伴,Y,染色体遗传。,2,其次判断显隐性,(1),双亲正常，子代有患者，为隐性,(,即无中生有,),。,(,图,1),(2),双亲患病，子代有正常，为显性,(,即有中生无,),。,(,图,2),(3),亲子代都有患者，无法准确判断，可先假设，再推断。,(,图,3),考点四,系谱图中单基因遗传病类型的判断与分析,3,再次确定是否是伴,X,染色体遗传病,(1),隐性遗传病,女性患者，其父或其子正常，一定是常染色体遗传。,(,图,4,、,5),女性患者，其父和其子都患病，可能是伴,X,染色体遗传。,(,图,6,、,7),(2),显性遗传病,男性患者，其母或其女正常，一定是常染色体遗传。,(,图,8),男性患者，其母和其女都患病，可能是伴,X,染色体遗传。,(,图,9,、,10),4,若系谱图中无上述特征，只能从可能性大小推测,(1),若该病在代与代之间呈连续遗传,(2),若该病在系谱图中隔代遗传,【,易误警示,】,判断是否是伴性遗传的关键是：,发病情况在雌雄性别中是否一致。,是否符合伴性遗传的特点。,即时应用,(,随学随练，轻松夺冠,),4,如图是人类遗传病系谱图，母亲是纯合体，该病的致病基因可能是,(,),Y,染色体上的基因,常染色体上的显性基因,常染色体上的隐性基因,X,染色体上的显性基因,X,染色体上的隐性基因,A,B,C,D,解析：,选,A,。由于母亲是纯合体，经过分析，只有,A,是可能的。,实验专题探究,遗传实验题的处理,1,解题思路：逆向思维,明确实验目的,可能的实验结论,可能的实验结果,根据实验结果，得出实验结论。,2.,设计实验的基本程序,(1),选用合适的亲本及交配方式。,(2),假设可能的结论。,(3),根据可能的结论写出相应的遗传图解，演绎推理得到可能的结果，特别注意结果是否有一定的区分度。,(4),根据推导的结果逆向得出实验结论。,3,实验方法的选择,(1),杂交法。,(2),自交法。,实战演练,(,专项提能，小试牛刀,),已知果蝇直毛和非直毛是由位于,X,染色体上的一对等位基因控制，实验室现有未交配过的纯合的有繁殖能力的直毛雌、雄果蝇各一只，纯合的非直毛雌、雄果蝇各一只，请你通过一次杂交实验确定这对相对性状的显性性状和隐性性状。,(,用遗传图解表示，并加以说明和推导。,),答案：选用纯合直毛雌蝇与非直毛雄蝇杂交,若直毛是显性性状，则：,结论：若杂交后代不论雌、雄都表现为直毛，说明直毛是显性性状。,若直毛是隐性性状，则：,结论：若杂交后代中所有的雌蝇都是非直毛，所有的雄蝇都是直毛，说明直毛是隐性性状。,命题视角剖析,利用分离定律解决自由组合问题,分离定律的习题主要有两类：一类是正推类型，即已知双亲的基因型或表现型，推后代的基因型或表现型及比例。二是逆推类型，即根据后代的表现型或基因型推双亲的基因型。,逆推类型方法一：隐性纯合突破法。利用原理是隐性性状个体是纯合子。,逆推类型方法二：根据后代分离比解题。,视角,1,紧扣教材重点,下表为,3,个不同小麦杂交组合及其子代的表现型和植株数目。,例,1,据表分析，下列推断错误的是,(,),A,6,个亲本都是杂合子,B,抗病对感病为显性,C,红种皮对白种皮为显性,D,这两对性状自由组合,【,思路点拨,】,解决此类问题要抓好关键点：,先将自由组合问题转化为两个分离定律问题。,根据子代性状分离比和亲本表现型判断显隐性状和基因型。,【,尝试解答,】,_B_,变式训练,(2011,年江苏无锡第一次模拟,),已知玉米高秆,(D),对矮秆,(d),为显性，抗病,(R),对易感病,(r),为显性，控制上述性状的基因位于两对同源染色体上。现用两个纯种的玉米品种甲,(DDRR),和乙,(ddrr),杂交得,F,1,，再用,F,1,与玉米丙杂交,(,图,1),，结果如图,2,所示，分析玉米丙的基因型为,(,),A,DdRr,B,ddRR,C,ddRr D,Ddrr,解析：,选,C,。依题意，,F,1,的基因型为,DdRr,，其与丙杂交，后代高秆与矮秆之比为,1,和,1,，抗病和易感病之比为,3,1,，可以推测出丙的基因型为,ddRr,。,基因自由组合定律的应用,自由组合定律中的,“,特殊比例,”,视角,2,洞察高考热点,F,1,(AaBb),自交,后代比例,原因分析,9,3,3,1,正常的完全显性,9,7,A,、,B,同时存在时表现为一种性状，,否则表现为另一种性状,9,3,4,aa(,或,bb),成对存在时，表现为双隐性状，,其余正常表现,9,6,1,存在一种显性基因,(A,或,B),时表现为,另一种性状，其余正常表现,15,1,只要存在显性基因,(A,或,B),就表现为同,一种性状，其余正常表现,(2010,年高考安徽卷,),南瓜的扁盘形、圆形、长圆形三种瓜形由两对等位基因控制,(A,、,a,和,B,、,b),，这两对基因独立遗传。现将,2,株圆形南瓜植株进行杂交，,F,1,收获的全是扁盘形南瓜；,F,1,自交，,F,2,获得,137,株扁盘形、,89,株圆形、,15,株长圆形南瓜。据此推断，亲代圆形南瓜植株的基因型分别是,(,),A,aaBB,和,Aabb,B,aaBb,和,AAbb,C,AAbb,和,aaBB,D,AABB,和,aabb,【,尝试解答,】,_C_,例,2,【,解析,】,2,株圆形南瓜植株进行杂交，,F,1,全为扁盘形，说明亲代全为纯合子，,F,2,表现型比接近于,9,6,1,，符合基因的自由组合定律，且可得出：基因型为双显性的个体表现为扁盘形，基因型为单显性的个体表现为圆形，基因型为双隐性的个体表现为长圆形。据此可知，亲代圆形南瓜的基因型应该是,AAbb,、,aaBB,。,变式训练,(2011,年陕西榆林第一次模拟,),荠菜三角形角果植株与卵圆形角果植株杂交，,F,1,所结果实全是三角形角果，,F,1,自交获得,F,2,，,F,2,所结果实的性状分离比为三角形角果：卵圆形角果,15,1,。若,F,1,与卵圆形角果植株杂交，则后代所结果实分离比是,(,),A,不确定,B,三角形角果,3,卵圆形角果,1,C,三角形角果,2,卵圆形角果,1,D,三角形角果,4,卵圆形角果,1,解析：,选,B,。假设荠菜角果形状由,A,、,a,和,B,、,b,两对等位基因控制。由题干可知，,15(A_B_,、,A_bb,、,aaB_),1(aabb),，因此,F,1,的基因型为,AaBb,，卵圆形的基因型为,aabb,，则二者杂交子代的基因型为,3(A_B_,、,A_bb,、,aaB_),1(aabb),。,混淆,“,男孩患病,”,与,“,患病男孩,”,的概率问题,1,位于常染色体上的遗传病,如果控制遗传病的基因位于常染色体上，由于常染色体与性染色体是自由组合的，在计算,“,患病男孩,”,与,“,男孩患病,”,概率时遵循以下规则：,(1),男孩患病率患病孩子的概率；,(2),患病男孩概率患病孩子概率,1/2,。,视角,3,突破易错疑点,2,位于性染色体上的遗传病,如果控制遗传病的基因位于性染色体上，由于该性状与性别联系在一起，所以在计算,“,患病男孩,”,与,“,男孩患病,”,概率时遵循：伴性遗传规律，即从双亲基因型推出后代的患病情况再按以下规则：,(1),患病男孩的概率患病男孩在后代全部孩子中占的概率；,(2),男孩患病的概率后代男孩群体中患病者占的概率。,X,、,Y,染色体同源区段和非同源区段,与伴性遗传的关系模糊不清,1,人的性染色体上不同区段图析：,X,和,Y,染色体有一部分是同源的,(,图中,片段,),，该部分基因互为等位基因；另一部分是非同源的,(,图中的,1,、,2,片段,),，该部分基因不互为等位基因。,2,基因所在区段位置与相应基因型对应关系,基因在,、,1,、,2,任何区段上都与性别有关，在男性、女性中的发病率都不相同。,若将上图改为果蝇的性染色体，应注意大而长的为,Y,染色体，短而小的为,X,染色体，且在描述时注意“雌雄”与人的“男女”区别、“杂交”与人的“婚配”区别。,若将上图改为“,ZW,型性染色体”，注意,Z,与,X,的对应，,W,与,Y,的对应关系。,自我挑战,1.,人的正常色觉,(B),对红绿色盲,(b),是显性，为伴性遗传；褐眼,(A),对蓝眼,(a),是显性，为常染色体遗传。有一个蓝眼色觉正常的女子与一个褐眼色觉正常的男子婚配，生了一个蓝眼红绿色盲的男孩。,(1),这对夫妇生出蓝眼红绿色盲男孩的概率是多少？,(2),这对夫妇再生出一男孩患红绿色盲蓝眼的概率是多少？,2,人的,X,染色体和,Y,染色体大小、形态不完全相同，但存在着同源区,(),和非同源区,(,、,)(,如图所示,),。由此可以推测,(,),A,片段上有控制男性性别决定的基因,B,片段上某基因控制的遗传病，患病率与性别有关,C,片段上某基因控制的遗传病，患者全为女性,D,片段上某隐性基因控制的遗传病，女性患病率高于男性,【,尝试解答,】,_B_,