生物基因的自由組合定律蘇教必修

1、 一、基因分離定律的回顧一、基因分離定律的回顧 （一）（一） 2. 2. 豌豆粒形試驗豌豆粒形試驗1. 1.豌豆粒色試驗豌豆粒色試驗 3:1 黃色黃色綠色綠色 F1 黃色黃色 F2性狀分離比性狀分離比 自自 交交 3:1 圓形圓形皺形皺形 F1 圓形圓形 F2性狀分離比性狀分離比 自自 交交 二、基因的自由組合定律二、基因的自由組合定律 （一）兩對相對性狀的遺傳試驗（一）兩對相對性狀的遺傳試驗 個體數：個體數： 315 108 101 32 比比 例例 9 3 3 1 P 黃色圓粒黃色圓粒 綠色皺粒綠色皺粒 F1 黃色圓粒黃色圓粒 （正交、反交）（正交、反交） 結結果分析：果分析： F1都是黃

2、色圓粒。說明黃色對綠都是黃色圓粒。說明黃色對綠 色是顯性；圓粒對皺粒是顯性。色是顯性；圓粒對皺粒是顯性。 F2 黃色黃色 圓粒圓粒 黃色黃色 皺粒皺粒 綠色綠色 圓粒圓粒 綠色綠色 皺粒皺粒 F2中不僅出現了親代原有的性中不僅出現了親代原有的性 狀狀黃色圓粒和綠色皺粒，還黃色圓粒和綠色皺粒，還 出現了新的性狀出現了新的性狀 。 說明不同對性狀間發(fā)生了自由組合。說明不同對性狀間發(fā)生了自由組合。 （二）對自由組合現象的解釋（二）對自由組合現象的解釋 1. 1. 每一對性狀的分離都符合基因的分離定律每一對性狀的分離都符合基因的分離定律 粒形粒形： 圓粒：圓粒：315+108=423 皺粒：皺粒：10

3、1+32=133 粒色粒色： 黃色：黃色：315+105=416 綠色：綠色：108+32=140 圓粒：皺粒圓粒：皺粒3：1 黃色：綠色黃色：綠色 3：1 以上數據表明以上數據表明： 豌豆的粒形和粒色的遺傳都遵循了基因的分離定律。豌豆的粒形和粒色的遺傳都遵循了基因的分離定律。 黃色圓粒黃色圓粒綠色皺粒綠色皺粒 P （正交、反交）（正交、反交） F1 YyRr yr YR配子配子 受精受精 減數減數 分裂分裂減數減數 分裂分裂 YYRR yyrr 我們知道控制生物性狀的我們知道控制生物性狀的 基本單位是基因?；締挝皇腔?。假設：假設： 豌豆種豌豆種 子粒色子粒色 黃色由基因黃色由基因Y控制控

4、制 綠色由基因綠色由基因y控制控制 豌豆種豌豆種 子粒形子粒形 圓粒由基因圓粒由基因R控制控制 皺粒由基因皺粒由基因r控制控制 減數減數 分裂分裂 Y與與y為同源染色體上的等位基因為同源染色體上的等位基因 R與與r為另一對同源染色體上的等為另一對同源染色體上的等 位基因位基因 a. a.等位基因隨同源染色體的分開而分離。等位基因隨同源染色體的分開而分離。 Y y R rY y R r R r Y y R r YR Yr yR yr YR：Yr：yR：yr 1： 1： 1： 1 等位基因的分離和不同對基因之間的組合彼此獨立、互不干擾等位基因的分離和不同對基因之間的組合彼此獨立、互不干擾 b.b.

5、不同對的基因之間自由組合不同對的基因之間自由組合 基因型基因型9種種表現型表現型4種種 1 YYRR 2 YyRR 2 YYRr 4 YyRr 9 黃色圓粒黃色圓粒 1 yyrr1 綠色皺粒綠色皺粒 1 yyRR 2 yyRr 3 綠色圓粒綠色圓粒 1 YYrr 2 Yyrr 3 黃色皺粒黃色皺粒 YYRR YyRR YYRr YyRr YyRr YyRr YyRr YyRR YYRr yyRR yyRr yyRr YYrr Yyrr Yyrr yyrr 9 3 3 1 黃色圓粒黃色圓粒 黃色皺粒黃色皺粒 綠色圓粒綠色圓粒 綠色皺粒綠色皺粒 所以：所以： (1:1:1:1) YR yR Yr

6、yr F1配子配子 F2 YRyRYryr (1:1:1:1) 結合方式結合方式16種種 單顯性單顯性 16 9 16 4 16 2 16 2 16 1 16 3 16 2 16 1 16 3 16 2 16 1 16 1 所以，所以，F2表現型有四種，黃圓、黃皺、綠圓、綠表現型有四種，黃圓、黃皺、綠圓、綠 皺，比例為皺，比例為9：3：3：1 YR yR Yr yr (A) YYRR 1(B) YyRR 5(C) YYRr 6 (D) YyRr 7 YyRR 5 yyRR 2 YyRr 7 yyRr 8 YYRr 6 YyRr 7 YYrr 3 Yyrr 9 YyRr 7 yyRr 8 Yyr

7、r 9 yyrr 4 F1配子配子 F2 YRyRYryr 雙顯性雙顯性黃圓黃圓:1,5,6,7 綠圓綠圓:2,8 黃皺黃皺:3,9 雙隱性雙隱性綠皺綠皺: 4， (A) YYRR 1(B) YyRR 5(C) YYRr 6 (D) YyRr 7 YyRR 5 yyRR 2 YyRr 7 yyRr 8 YYRr 6 YyRr 7 YYrr 3 Yyrr 9 YyRr 7 yyRr 8 Yyrr 9 yyrr 4 單雜合體單雜合體(一對基一對基 因雜合，一對基因純因雜合，一對基因純 合合)。5 6 8 9，即，即YyRR YYRr yyRr Yyrr ， 各占各占2/16，共占，共占8/16 （

8、1/2）。）。 雙雜合體雙雜合體(兩對基兩對基 因都雜合因都雜合)。7 ，即，即 YyRr，占，占4/16(1/4)。 4/16 純合體純合體。 1 2 3 4， 即即YYRR yyRR YYrr yyrr，各占，各占1/16，共占，共占 4/16。 1/4 YR yR Yr yr F1配子配子 F2 YRyRYryr 黃圓黃圓 ：YR 黃皺黃皺：Yrr 綠圓綠圓：yyR 根據孟德爾這種解釋得知根據孟德爾這種解釋得知：孟德爾的兩對相對性狀遺傳實驗，孟德爾的兩對相對性狀遺傳實驗，F2代中有四種表現代中有四種表現 型，比例為型，比例為 9：3：3：1；九種基因型；九種基因型 。 YYRR YyRR

9、 YYRr YyRr 1 ， 2 ， 2 ， 4 即即 9/16 YYrr Yyrr 1 ， 2 即即 3/16 yyRR yyRr 1 ， 2 即即 3/16 綠皺綠皺：yyrr1 ， 即即 1/16 根據：顯性性狀至少有一個顯性基因，隱性性狀必定是一對隱性基因根據：顯性性狀至少有一個顯性基因，隱性性狀必定是一對隱性基因 2 基因的自由組合定律基因的自由組合定律 對自由組合定律解釋的驗證對自由組合定律解釋的驗證測交測交 YyRrX yyrr YyRr yR 雜種子一代雜種子一代隱性純合子隱性純合子 測交測交 配子配子 測交測交 后代后代 YR yr yyrr 黃色圓粒黃色圓粒 1 : 1 :

10、 1 : 1 Yr yr Yyrr yyRr 黃色皺粒黃色皺粒綠色圓粒綠色圓粒綠色皺粒綠色皺粒 概率直接計算法：概率直接計算法： 當對分離規(guī)律掌握得較透徹的時候，運用概率的有關知識可以直接當對分離規(guī)律掌握得較透徹的時候，運用概率的有關知識可以直接 進行有關概率計算。進行有關概率計算。 加法定理：加法定理： 當一個事件出現時，另一個事件就被排除，這樣的兩個事件當一個事件出現時，另一個事件就被排除，這樣的兩個事件 為互斥事件或交互事件為互斥事件或交互事件(非此即彼非此即彼)。這種互斥事件出現的概率是它。這種互斥事件出現的概率是它 們各自概率的和。們各自概率的和。 乘法定理：乘法定理： 當一個事件的

11、發(fā)生不影響另一事件的發(fā)生時，這樣的兩個獨立當一個事件的發(fā)生不影響另一事件的發(fā)生時，這樣的兩個獨立 事件或相繼出現的事件事件或相繼出現的事件(亦此亦彼亦此亦彼)概率是它們各自出現概率的乘積。概率是它們各自出現概率的乘積。 1. 用白色扁形果實（基因型是用白色扁形果實（基因型是WwDd）的南瓜植株自交，是否）的南瓜植株自交，是否 能培養(yǎng)出只有一種顯性性狀的南瓜？你能推算出具有一種顯能培養(yǎng)出只有一種顯性性狀的南瓜？你能推算出具有一種顯 性性狀南瓜的概率是多少？性性狀南瓜的概率是多少？(白色和黃色為一對相對性狀，扁 形和圓形為相對性狀。) 答案答案：能培養(yǎng)出只有一種顯性性狀的南瓜。能培養(yǎng)出只有一種顯性

12、性狀的南瓜。 具有一種顯性性狀南瓜的概率是具有一種顯性性狀南瓜的概率是6/16。 wwddwwDdWwddWwDdwd wwDdwwDDWwDdWwDDwD WwddWwDdWWddWWDdWd WwDdWwDDWWDdWWDDWD wdwDWdWD配子 方法一：方法一：棋盤法。 分析分析：只有一種顯性性狀可能的基因型：W_dd或者wwD_ 方法二：方法二：單顯性，所以是3/16+3/16=6/16 2. 具有兩對相對性狀的兩個純合親本雜交，具有兩對相對性狀的兩個純合親本雜交，(AABB和和aabb)，F1自交自交 產生的產生的F2中，新的性狀組合個體數占總數的（中，新的性狀組合個體數占總數的

13、（ ） A、10/16 B、6/16 C、9/16 D、3/16 B 3. 一個基因型為一個基因型為YyRr的精原細胞和一個同樣基因型的卵原細的精原細胞和一個同樣基因型的卵原細 胞，按照自由組合定律遺傳，各能產生幾種類型的精子和卵細胞，按照自由組合定律遺傳，各能產生幾種類型的精子和卵細 胞（胞（ ） A. 2 種和種和1種種 B. 4種和種和4種種 C. 4種和種和1種種 D. 2種和種和2種種 分析：分析：由于一個精原細胞經減數分裂可產生四個精子，其 中兩兩精子的基因組成相同，而一個卵原細胞減數分裂 只能產生一個卵細胞。 一個一個精原細胞精原細胞產生精子：2種種，YR：yr(或)Yr：yR=

14、1： 1 一個一個卵原細胞卵原細胞產生卵細胞：1種種， YR或yr或Yr或yR； 一個一個個體個體產生精子(卵細胞)：4種種， YR:yr:Yr:yR=1:1:1:1。 A 4.4.一株黃色圓粒豌豆與一株黃色皺粒豌豆雜交，一株黃色圓粒豌豆與一株黃色皺粒豌豆雜交， 其子代黃圓占其子代黃圓占3/83/8，黃皺占，黃皺占3/83/8，綠圓占，綠圓占1/81/8， 綠皺占綠皺占1/81/8，則兩親本的基因型為（，則兩親本的基因型為（ ） A. YyRR YYRr B. YyRr YyRrA. YyRR YYRr B. YyRr YyRr C. YYRR yyrr D. YyRr YyrrC. YYRR

15、 yyrr D. YyRr Yyrr 5. 5. 辣椒有長形和圓形二種果實，純種長果和純種辣椒有長形和圓形二種果實，純種長果和純種 圓果辣椒雜交圓果辣椒雜交, ,1 1全是長果辣椒，自交得全是長果辣椒，自交得2 2共共300300 株株, ,其中結長果的雜合體有其中結長果的雜合體有（ ） A.A.100100 B. 150B. 150 B.B.C. 200C. 200 D. 250D. 250 D B 1指導雜交育種：可根據需要，把具 有不同優(yōu)良性狀的兩個親本的優(yōu)良性 狀組合到一起，選育優(yōu)良品種。 2提供遺傳病的預測和診斷的理論 依據：人們可根據基因的自由組合定 律分析家系中兩種或兩種以上遺傳

16、病 后代發(fā)病的概率。 三、在實踐中的應用： 1、理論上、理論上： 生物體在進行有性生殖的過程中，生物體在進行有性生殖的過程中， 控制不同性狀的基因可以控制不同性狀的基因可以 重新組重新組 合（合（即基因重組即基因重組），從而導致后代），從而導致后代 發(fā)生變異。發(fā)生變異。 這是生物種類多樣性的原因之一這是生物種類多樣性的原因之一。 比如說，一種具有比如說，一種具有20對等位對等位 基因（這基因（這20對等位基因分別位對等位基因分別位 于于 20對同源染色體上）的生物對同源染色體上）的生物 進行雜交時，進行雜交時，F2可能出現的表可能出現的表 現型就有現型就有220=1048576種。種。 2、實

17、踐上：、實踐上： 在雜交育種工作中，人們有目的地在雜交育種工作中，人們有目的地 用具有不同優(yōu)良性狀用具有不同優(yōu)良性狀的兩個親本進的兩個親本進 行雜交，使兩個親本的優(yōu)良性狀結行雜交，使兩個親本的優(yōu)良性狀結 合在一起，就能產生所需要的合在一起，就能產生所需要的優(yōu)良優(yōu)良 品種品種。 例如：例如： 有這樣兩個品種的小麥：一個品種有這樣兩個品種的小麥：一個品種 抗倒伏，但易染銹病；另一個品種抗倒伏，但易染銹病；另一個品種 易倒伏，但抗銹病。讓這兩個品種易倒伏，但抗銹病。讓這兩個品種 的小麥進行雜交，的小麥進行雜交，在在 F2中就可能出中就可能出 現既抗倒伏又抗銹病的新類型現既抗倒伏又抗銹病的新類型，用，

18、用 它作種子繁育下去，經過選擇和培它作種子繁育下去，經過選擇和培 育，就可以得到優(yōu)良的小麥新品種。育，就可以得到優(yōu)良的小麥新品種。 小結： 基因的自由組合定律研究的是基因的自由組合定律研究的是 兩對（或兩對以上）相對性狀的遺兩對（或兩對以上）相對性狀的遺 傳規(guī)律，即：兩對（或兩對以上）傳規(guī)律，即：兩對（或兩對以上） 等位基因分別位于兩對（或兩對以等位基因分別位于兩對（或兩對以 上）同源染色體上的遺傳規(guī)律。上）同源染色體上的遺傳規(guī)律。 發(fā)生過程發(fā)生過程： 在雜合子減數分裂在雜合子減數分裂 產生配子的過程中產生配子的過程中。 實質實質： 等位基因分離，非等位等位基因分離，非等位 基因自由組合基因自

19、由組合 理論意義理論意義： 基因重組，生物種類多基因重組，生物種類多 樣性的原因之一。樣性的原因之一。 實踐意義實踐意義： 指導雜交育種，選擇培指導雜交育種，選擇培 育新品種。育新品種。 1、應用分離定律解決自由組合問題 （1）思路：將自由組合問題轉化為若干個分離 問題。 某個體產生配子的類型數等于各對基因單獨形成 的配子種類數的乘積； 子代基因型或表現型種類數=各對基因單獨自交 時產生的基因型或表現型種類數的乘積； 子代中個別基因型或表現型所占比例等于該個別 基因型或表現型中各對基因型或表現型出現幾率 的乘積； （2）題型 求配子：純合體只產生一種配子：AA ；AAdd ； 雜合子：2n （

20、 n為等位基因的數量（對） 如：Aa有21種，AaRrTT有 種 兩親本雜交，求配子間的結合方式。先求各自 產生幾個配子，再做乘法。如AaBbCc與AaBbCC 雜交中配子結合方式有84=32種。 2、分離和自由組合定律的比較： 類型 比較 分離定律自由組合定律 研究性狀一對兩對（或多對） 控制性狀的等位 基因 一對兩對（或多對） F1的配子種類21種22（2n種） F2表現型種類21種22（2n種） F2基因型種類31種32（3n種） 3顯、隱性性狀的判斷 判斷相對性狀中的顯、隱性性狀的 方法主要有下兩種：根據顯、隱 性性狀的概念來判斷。具有相對性 狀的親本雜交，若子一代只顯現親 本的一個性

21、狀，則子一代所顯現出 來的那個性狀為顯性性狀，未顯現 出來的性狀為隱性性狀。 根據性狀分離的現象來判斷。兩 親本表現同一性狀，子一代中出現 了性狀分離的現象，則親本所表現 的性狀為顯性性狀，子一代新出現 的那個性狀為隱性性狀；如上例題 中的“組三”就是這種情況?；蚰?親本自交，子一代出現了性狀分離 的現象，則這一親本所表現的性狀 為顯性性狀，子一代新出現的那個 性狀為隱性性狀； 練習： 1、基因的自由組合定律主要揭示（基因的自由組合定律主要揭示（ ）基）基 因之間的關系。因之間的關系。 A、等位、等位 B、非同源染色體上的非等位、非同源染色體上的非等位 C、同源染色體上非等位、同源染色體上非等

22、位 D、染色體上的、染色體上的 2、具有兩對相對性狀的純合子雜交，在、具有兩對相對性狀的純合子雜交，在F2中中 能穩(wěn)定遺傳的個體能穩(wěn)定遺傳的個體 數占總數的（數占總數的（ ） A、1/16 B、1/8 C、1/2 D、1/4 B D 3、具有兩對相對性狀的兩個純合親本雜交、具有兩對相對性狀的兩個純合親本雜交 （AABB和和aabb），）， F1自交產生的自交產生的F2中，新的性狀組合個體中，新的性狀組合個體 數占總數的（數占總數的（ ） A、10/16 B、6/16 C、9/16 D、3/16 4、基因型為、基因型為AaBb的個體自交，子代中與的個體自交，子代中與 親代相同的基因型親代相同的基

23、因型 占總數的（占總數的（ ），雙隱性類型占總數的），雙隱性類型占總數的 （ ） A、1/16 B、3/16 C、4/16 D、9/16 B C A 5、關于、關于“自由組合定律意義自由組合定律意義”的論述，的論述， 錯誤的是（錯誤的是（ ） A、是生物多樣性的原因之一、是生物多樣性的原因之一 B、可指導雜交育種、可指導雜交育種 C、可指導細菌的遺傳研究、可指導細菌的遺傳研究 D、基因重組、基因重組 C 二、基因的自由組合定律二、基因的自由組合定律 （一）兩對相對性狀的遺傳試驗（一）兩對相對性狀的遺傳試驗 個體數：個體數： 315 108 101 32 比比 例例 9 3 3 1 P 黃色圓粒

24、黃色圓粒 綠色皺粒綠色皺粒 F1 黃色圓粒黃色圓粒 （正交、反交）（正交、反交） 結結果分析：果分析： F1都是黃色圓粒。說明黃色對綠都是黃色圓粒。說明黃色對綠 色是顯性；圓粒對皺粒是顯性。色是顯性；圓粒對皺粒是顯性。 F2 黃色黃色 圓粒圓粒 黃色黃色 皺粒皺粒 綠色綠色 圓粒圓粒 綠色綠色 皺粒皺粒 F2中不僅出現了親代原有的性中不僅出現了親代原有的性 狀狀黃色圓粒和綠色皺粒，還黃色圓粒和綠色皺粒，還 出現了新的性狀出現了新的性狀 。 說明不同對性狀間發(fā)生了自由組合。說明不同對性狀間發(fā)生了自由組合。 黃色圓粒黃色圓粒綠色皺粒綠色皺粒 P （正交、反交）（正交、反交） F1 YyRr yr YR配子配子 受精受精 減數減數 分裂分裂減數減數 分裂分裂 YYRR yyrr 我們知道控制生物性狀的我們知道控制生物性狀的 基本單位是基因?；締挝皇腔?。假設：假設： 豌豆種豌豆種 子粒色子粒色 黃色由基因黃色由基因Y控制控制 綠色由基因綠色由基因y