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(共35张PPT)
素养目标
第17讲　第一课时　自由组合定律的发现及应用
p142
夯实基础 精研教材
1.两对相对性状杂交实验的
“假说—演绎”分析
黄色圆粒
9∶3∶3∶1
考点一 两对相对性状的杂交实验
p142
提醒(p143)——理解重组类型的内涵及常见错误
（1）重组类型的含义：重组类型是指F2中表型与亲本不同的个体，而不是基因型与亲本不同的个体。
（2）含两对相对性状的纯合亲本杂交，F2中重组类型所占比例是？
1)P：YYRR×yyrr，F2中重组类型所占比例是6/16。
2)P：YYrr×yyRR→F2重组类型所占比1/16+9/16=10/16。
种子形状
圆:315+108=423
皱:101+32=133
子叶颜色
黄:315+101=416
绿:108+32=140
3：1
3：1
说明：每一对相对性状都遵循基因的分离定律，也就是说控制种子形状的遗传因子的遗传，与控制子叶颜色的遗传因子的遗传是互不干扰的。
只看一对相对性状
问题提出：将两对相对性状的遗传一起考虑，不同性状之间发生了新的组合，是否控制两对相对性状的遗传因子也发生了组合呢？
两对
自 由 组 合
随机　
p142
YR
yr
yR
Yr
F1配子
Y
R
r
y
F1
YyRr
黄色圆粒
分离
分离
自由组合
1 : 1 : 1 : 1
F1产生的雌雄配子各有
4种：YR、Yr、yR、yr，
且数量比为 1 : 1 : 1 : 1。
假设1：体细胞中遗传因子成对存在的，两对遗传性状分别是由2对遗传因子控制
假设2：在产生配子时，每对遗传因子彼此分离, 不同对的遗传因子可以自由组合。
假设3：受精时，雌雄配子结合是随机的。
假说内容
4
YY
RR
yy
rr
Yy
RR
YY
Rr
Yy
Rr
Yy
Rr
Yy
Rr
Yy
Rr
Yy
RR
YY
Rr
yy
RR
yy
Rr
yy
Rr
YY
rr
Yy
rr
Yy
rr
F1配子
YR
yr
yR
Yr
YR
yr
yR
Yr
F2
F1的雌雄配子各有4种。
2. 雌雄配子结合，有____种方式。
基因型有 种：
表型有 种：
16
性状 黄圆 ： 黄皱 ： 绿圆 ：绿皱
yyR_
Y_rr
yyrr
Y_R_
遗传因子组成
比 例
1
9 ：
3 ：
3 ：
4
9
(1YY:2Yy:1yy)×(1RR:2Rr:1rr)
3 × 3
(3Y_:1yy)×(3R_:1rr)
2 × 2
F2出现9∶3∶3∶1的条件：
(1)所研究的每一对相对性状只受一对遗传因子控制，且遗传因子要完全显性。
(2)F1能产生1∶1∶1∶1的配子。
(3)不同类型的雌雄配子都能发育良好，且受精的机会均等。
(4)所有后代都应处于比较一致的环境中，且存活率相同。
(5)实验的群体要足够大，个体数量要足够多。
各配子成活率相同
各配子没有不育现象
各合子成活率相同
1 ∶ 1 ∶1 ∶ 1
p142
演绎推理：让杂种子一代(YyRr) 与隐性纯合子(yyrr)杂交。孟德尔依据提出的假说演绎推理出测交实验的结果，如左图所示 。
性状组合 黄色 圆粒 黄色 皱粒 绿色 圆粒 绿色
皱粒
实际籽粒数 F1作母本 31 27 26 26
F1作父本 24 22 25 26
不同性状的数量比 1 : 1 : 1 : 1 证实了F1形成配子时不同对的遗传因子是自由组合。
§ 实施实验·验证假说
自由组合定律：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。
(1)自由组合定律概念图解
真核生物
细胞核遗传
非同源染色体上非等位基因
等位基因
(2)细胞学基础(以精细胞的形成为例)
3.自由组合定律
得出
结论
p143
p145
自由组合定律的验证方法

验证方法 结 论
自交法 F1自交后代的性状分离比为9:3:3:1或其变式(9:7、9:3:4、9:6:1等),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1:1:1:1或其变式(1:3、1:2:1等),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 F1若产生4种花粉，比例为1:1:1:1, 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4种表型，比例为1:1:1:1,则符合自由组合定律
(p145)
2.用分离定律分析两对相对性状的杂交实验
(1)过程分析
F2
基因型 1/4YY(黄)、2/4Yy(黄) 1/4yy(绿)
1/4RR(圆) 2/4Rr(圆) 1/16YYRR、2/16YyRR、 2/16YYRr、 4/16YyRr　(黄圆) 1/16yyRR、
2/16yyRr (绿圆)
1/4rr(皱) 1/16YYrr、2/16Yyrr　 (黄皱) 1/16yyrr　(绿皱)
p142
分解组合法
①先分解（分解成若干个分离定律问题）
②再组合（组合并相乘）
①先分解（分解成若干个分离定律问题）
②再组合（组合并相乘）
(2)结果分析:F2共有9种基因型,4种表型
p143
教材深挖
1.(必修2 P10旁栏思考)要得到遗传因子组成为YyRr的黄色圆粒豌豆,亲代除黄色圆粒和绿色皱粒外,还可以是
　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
2.(必修2 P11图1-8)图中过程　　　　　　可以体现分离定律的实质,过程
　　　　体现了自由组合定律的实质。
甲
乙
黄色皱粒(遗传因子组成为YYrr)和绿色圆粒(遗传因子组成为yyRR)
①②④⑤
④⑤
p143
特点 : 1.独立性：分离与组合互不干扰，是相互独立的。
2.同时性：分离与组合同时进行的（形成配子时）。
易错排查
1.两对相对性状的杂交实验中,F1(YyRr)产生配子时,成对的遗传因子可以自由组合。(　　)
2.“将F1(黄色圆粒豌豆)与隐性纯合子(绿色皱粒豌豆)进行正反交,统计实验结果显示后代均出现了四种表型且比例接近1∶1∶1∶1”属于孟德尔在研究两对相对性状杂交实验过程中的“演绎”环节。(　　)
3.F1(基因型为YyRr)产生的雌雄配子各有4种:YR、Yr、yR、yr,它们之间的数量比为1∶1∶1∶1。(　　)
4.基因自由组合定律是指F1产生的4种类型的精子和4种类型的卵细胞可以自由组合。(　　)
5.在进行减数分裂的过程中,等位基因彼此分离,非等位基因自由组合。(　　)
×
×
√
×
×
p144
思维探究 考教衔接
某二倍体植物叶片的缺刻叶和马铃薯叶、果实的红色与黄色为两对相对性状,分别受基因A、a和B、b控制,基因型为AaBb个体表型为缺刻叶红果,请思考并回答下列问题。
(1)请在下图方框中补充标出基因型为AaBb个体其他两种类型位置关系(用竖线表示染色体,黑点表示基因在染色体上的位点)。
如图所示
p144
①第一种类型自交结果为
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　,
测交结果为
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　。
②第二种类型自交结果为　　　　　 　　　　　　　　　,
测交结果为　　　　 　　　　　　　　　　。
③第三种类型自交结果为　　　　　　　 　 　　　　　　　,
测交结果为　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。
缺刻叶红果∶马铃薯叶红果∶缺刻叶黄果∶马铃薯叶黄果=9:3:3:1　
缺刻叶红果∶马铃薯叶红果∶缺刻叶黄果∶马铃薯叶黄果=1:1:1:1　
缺刻叶红果∶马铃薯叶黄果=3:1　
缺刻叶红果∶马铃薯叶黄果=1:1
缺刻叶红果∶马铃薯叶红果∶缺刻叶黄果=2:1:1　
马铃薯叶红果∶缺刻叶黄果=1:1
p144
(2)请分析预测上述(1)中三种位置下,该个体自交和测交所得子代的表型及比例(不考虑染色体互换)。
思维探究 考教衔接:某二倍体植物叶片的缺刻叶和马铃薯叶、果实的红色与黄色为两对相对性状,分别受基因A、a和B、b控制,基因型为AaBb个体表型为缺刻叶红果,请思考并回答下列问题。
(3)另有一基因型为aaBb(马铃薯叶红果)的个体,与基因型为AaBb个体杂交,请完成下图中相关结果预测。
子代表现型及比例：
缺刻叶红果∶马铃薯叶红果∶缺刻叶黄果∶马铃薯叶黄果= 3 ∶ 3 ∶ 1 ∶ 1　
= 2 ∶ 1 ∶ 1
= 1 ∶ 2 ∶ 1
p144
(4)再有一基因型为Aabb(缺刻叶黄果)的个体,与基因型为aaBb个体杂交,请完成下图中相关结果预测。
(5)综合前(1)~(4)的分析,思考在杂交组合:AaBb×AaBb、AaBb×aabb、Aabb×aaBb、AaBb×aaBb、AaBb×Aabb中能判断两对等位基因是否遵循自由组合定律的杂交组合是
　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
AaBb×AaBb、AaBb×aabb、AaBb×aaBb、AaBb×Aabb
p144
子代表现型及比例：
缺刻叶红果∶马铃薯叶红果∶缺刻叶黄果∶马铃薯叶黄果
= 1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1　
= 1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1　
教材深挖：3.(必修2 P11图1-9)Yyrr(黄皱)×yyRr(绿圆),后代表型及比例为黄圆∶绿皱∶黄皱∶绿圆=1∶1∶1∶1,这能说明控制两对相对性状的基因遵循基因的自由组合定律吗 为什么
不能。Yyrr(黄皱)×yyRr(绿圆),无论这两对基因位于一对同源染色体上还是两对同源染色体上,后代的表型及比例都为黄圆∶绿皱∶黄皱∶绿圆=1∶1∶1∶1
考法练透 素养提升
考法一　两对相对性状的杂交实验分析
1.(2024·河北模拟)下列关于孟德尔所做的遗传实验和有关遗传规律的叙述,正确的是(　　)
A.形成配子时非等位基因之间都能自由组合
B.基因型为YyRr的豌豆产生的雌雄配子的随机结合,体现了自由组合定律的实质
C.孟德尔作出的“演绎”是设计F1与隐性纯合子杂交,预测出后代的性状表现及比例
D.多组一对相对性状的杂交实验,F2性状分离比均接近3∶1,验证了其假设的正确性
C
p144
解析 减数分裂形成配子时,非同源染色体上的非等位基因之间自由组合,但位于同源染色体上的非等位基因之间不能自由组合,A项错误;基因型为YyRr的豌豆产生的雌雄配子随机结合是受精作用,自由组合定律的实质是减数分裂过程中,等位基因分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合,B项错误;孟德尔设计F1与隐性纯合子进行测交实验,进而预测出后代的性状表现及比例,这是“演绎”推理的过程,C项正确;多组相对性状的杂交实验的F2的性状分离比均接近3∶1,说明3∶1的出现不是偶然的,但还不能验证其假设,如果要验证其假设是否正确,需要做测交实验,D项错误。
p144
2.(2024·广东深圳模拟)孟德尔在两对相对性状的豌豆杂交实验中,用纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆杂交获得F1,F1自交得F2,下列有关叙述正确的是(　　)
A.黄色与绿色、圆粒与皱粒的遗传都遵循分离定律,故这两对性状的遗传遵循自由组合定律
B.F1产生的雄配子总数与雌配子总数相等,是F2出现9∶3∶3∶1性状分离比的前提
C.从F2的绿色圆粒植株中任取两株,这两株基因型不同的概率为4/9
D.自然条件下将F2中黄色圆粒植株混合种植,后代出现绿色皱粒的概率为1/81
C
p144
解析 位于一对同源染色体上的两对等位基因也都遵循分离定律,故不能依据黄色与绿色、圆粒与皱粒的遗传都遵循分离定律,得出这两对性状的遗传遵循自由组合定律的结论,A项错误;F1产生的雄配子总数往往多于雌配子总数,B项错误;从F2的绿色圆粒植株(基因型为yyRR或yyRr)中任取两株,这两株基因型相同的概率为1/3×1/3+2/3×2/3=5/9,故不同的概率为4/9,C项正确;自然条件下将F2中黄色圆粒植株混合种植,由于豌豆是自花传粉植物,只有基因型为YyRr的个体才会产生绿色皱粒(yyrr),故后代出现绿色皱粒的概率为4/9×1/16=1/36,D项错误。
p144
考法二　自由组合定律的实质和验证
3.(2024·重庆育才中学模拟)已知三对基因在染色体上的位置情况如图所示,且三对基因分别单独控制三对相对性状,则下列说法正确的是(　　)
A.三对基因的遗传遵循基因的自由组合定律
B.基因型为AaDd的个体与基因型为aaDd的个体杂交的
后代会出现4种表型,比例为3∶3∶1∶1
C.如果基因型为AaBb的个体在产生配子时没有发生交换,则它能产生4种配子
D.基因型为AaBb的个体自交后代会出现4种表型,比例为9∶3∶3∶1
B
p144
解析 图中A和a、B和b基因位于一对同源染色体上,因此三对基因的遗传不完全遵循基因的自由组合定律,A项错误;基因A、a与D、d的遗传遵循自由组合定律,因此基因型为AaDd的个体与基因型为aaDd的个体杂交的后代会出现4种表型,比例为(1∶1)×(3∶1)=3∶1∶3∶1,B项正确;如果基因型为AaBb的个体在产生配子时没有发生交换,则它只能产生AB和ab或Ab和aB 2种配子,AaBb自交时后代只有2种表型,C、D两项错误。
p144
4.(不定项)某单子叶植物的非糯性(A)对糯性(a)为显性,抗病(T)对染病(t)为显性,花粉粒长形(D)对圆形(d)为显性,三对等位基因位于三对同源染色体上,非糯性花粉遇碘液变蓝,糯性花粉遇碘液变棕色。现有四种纯合子基因型分别为①AATTdd、②AAttDD、③AAttdd、④aattdd,则下列说法正确的是(　　)
A.若采用花粉鉴定法验证基因的分离定律,应该用①和③杂交所得F1的花粉
B.若采用花粉鉴定法验证基因的自由组合定律,可以观察①和②杂交所得F1的花粉
C.若培育糯性抗病优良品种,应选用①和④为亲本进行杂交
D.将②和④杂交后所得的F1的花粉涂在载玻片上,加碘液染色后,会看到4种类型的花粉
CD
p145
解析 若采用花粉鉴定法验证基因的分离定律,必须选取可以通过显微镜观察区分的性状,如非糯性(A)和糯性(a)、花粉粒长形(D)和圆形(d),即选择①②③中的某一种和④杂交,或者选择①③④中的某一种和②杂交,而用①和③杂交,子代基因型为AATtdd,产生的基因型为T和t的花粉无法区别,A项错误;采用花粉鉴定法验证基因的自由组合定律,应选择糯性与非糯性、花粉粒长形与圆形两对相对性状,①和②具有两对相对性状,但抗病与非抗病这对相对性状通过花粉鉴定法无法区别,B项错误。
p145
夯实基础 精研教材
1.孟德尔获得成功的原因
豌豆
统计学
假说—演绎
p145
考点二 孟德尔成功的原因及其遗传规律的应用
2.孟德尔遗传规律的应用
(1)应用:有助于人们正确地解释生物界普遍存在的遗传现象,还能够预测杂交后代的　　　　和它们出现的　　　　,这在动植物育种和医学实践等方面都具有重要意义。
(2)实例
①杂交育种:人们有目的地将具有　　　　　　　　的两个亲本杂交,使两个亲本的　　　　　组合在一起,再筛选出所需要的优良品种。例如既抗倒伏又抗锈病的纯种小麦的选育。
类型
概率
不同优良性状
优良性状
p145
(2)实例
②医学实践:人们可以依据分离定律和自由组合定律,对某些遗传病在
　　　　　　　　　作出科学的推断,从而为　　　　　提供理论依据
后代中的患病概率
遗传咨询
p145
2.孟德尔遗传规律的应用
举例：
一对表现正常的夫妇，丈夫的母亲是白化病（aa），妻子的弟弟也是白化病（aa），其余相关个体都正常（A_）。
问：(1)如果Ⅰ-1与Ⅰ-2再生一个孩子，患病的概率是？再生一个患病男孩的概率？再生一个男孩患病的概率？
（1）Ⅱ-5与Ⅱ-6生出一个正常孩子的概率为多大？若Ⅱ-5与Ⅱ-6生出了一个正常孩子，则该孩子为杂合子的概率为多大？
？
1/3AA或2/3Aa
A_
A_
a
A_
A_
a
a
1
2
3
4
5
6
7
1/4
1/8
1/4
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
5/6
3/5
2/3A
1/3a
1/2A
1/2a
教材深挖
(必修2 P12旁栏思考)孟德尔在总结遗传规律时,是否用到了归纳法
归纳法是从一类事物的一个个具体事实中总结出这类事物共性的逻辑思维方法。孟德尔在进行豌豆杂交实验时,研究了7对相对性状各自的遗传结果,发现了F2中显性性状个体与隐性性状个体的数量比约为3∶1,由此总结出遗传因子的传递规律,这个过程中就运用了归纳法
p146
易错排查
1.孟德尔把数学方法引入生物学的研究,是超越前人的创新。(　　)
2.孟德尔提出了遗传因子、基因型和表型的概念。(　　)
3.表型相同的生物,基因型一定相同。(　　)
4.杂交育种不需要筛选就可获得优良品种。(　　)
5.根据孟德尔遗传规律可以推断遗传病的患病概率。(　　)
√
×
×
×
√
p146
1909年，丹麦生物学家约翰逊(W.L.Johannsen:1857-1927)给孟德尔的“遗传因子”一词起了一个新名字，叫作“基因”(gene)，并且提出了表型（phenotype,也叫表现型）和基因型（genotype）的概念。表型指生物个体表现出来的性状，如豌豆的高茎和矮茎；与表型有关的基因组成叫作基因型，如高茎豌豆的基因型是DD或Dd，矮茎豌豆的基因型是dd。控制相对性状的基因，叫作等位基因(allele)，如D和d。
考法练透 素养提升
1.(2024·江苏连云港模拟)下列有关孟德尔杂交实验成功的原因分析中,错误的是(　　)
A.正确地选用实验材料是孟德尔获得成功的首要原因
B.由单因子到多因子的研究方法也是获得成功的重要原因
C.应用数学方法处理和分析实验结果是获得成功的重要原因
D.科学地设计了对照实验,控制变量是获得成功的重要原因
D
p146
解析 正确地选用实验材料(豌豆)是孟德尔获得成功的首要原因,A项正确;为了便于分析,孟德尔先研究豌豆的一对相对性状的遗传,再研究两对相对性状的遗传,由单因子到多因子的研究方法是孟德尔杂交实验获得成功的重要原因,B项正确;应用数学方法(统计学方法)处理和分析实验结果是孟德尔杂交实验获得成功的重要原因之一,C项正确;孟德尔杂交实验没有设计对照实验,也没有控制变量,D项错误。
2.(2024·黑龙江模拟)普通小麦中有高秆抗病和矮秆易感病两个品种,控制两对相对性状的遗传因子独立遗传。高秆对矮秆为显性,抗病对感病为显性。现用显性纯合子高秆抗病小麦和隐性纯合子矮秆易感病小麦杂交得F1,F1自交或测交,下列预期结果不正确的是(　　)
A.自交结果中高秆抗病与矮秆抗病的比例为9∶1
B.自交结果中高秆与矮秆的比例为3∶1,抗病与易感病的比例为3∶1
C.测交结果为矮秆抗病∶矮秆易感病∶高秆抗病∶高秆易感病=1∶1∶1∶1
D.自交和测交后代中均出现4种性状表现
A
p146
解析 高秆和矮秆分别用A、a表示,抗病与易感病分别用B、b表示,则显性纯合子高秆抗病小麦(AABB)和隐性纯合子矮秆易感病小麦(aabb)杂交得F1(AaBb),F1自交结果是高秆抗病∶矮秆抗病∶高秆易感病∶矮秆易感病比例为9∶3∶3∶1,自交结果中高秆抗病与矮秆抗病比例为3∶1,A项错误;控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上,因此这两对基因的遗传都遵循基因的分离定律,所以自交结果中高秆与矮秆比例为3∶1,抗病与易感病比例为3∶1,B项正确;测交是指F1(AaBb)与隐性个体(aabb)杂交,其结果是矮秆抗病∶矮秆易感病∶高秆抗病∶高秆易感病比例为1∶1∶1∶1,C项正确;由以上分析可知,自交和测交后代都出现4种表型,分别为矮秆抗病、矮秆易感病、高秆抗病、高秆易感病,D项正确。
p146
1.(识记表达类)AaBb产生比例相等的4种配子的细胞遗传学基础:
2.(实验探究类)验证动物基因的遗传是否遵循自由组合定律的方法是　　　　　 ;验证植物基因的遗传是否遵循自由组合定律的方法有　 　 。
在减数分裂形成配子的过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合
测交法
自交法、测交法、花粉鉴定法、单倍体育种法
p146
聚焦表达 回扣落实
3.(原因分析类)卷翅红眼和直翅紫眼两个果蝇纯合品系进行了以下杂交实验,据此可判断,控制翅形和眼色的基因位于非同源染色体上,理由是
　 。
F2中表型比例约为3∶3∶1∶1,说明翅形性状和眼色性状是自由组合的
p146
聚焦表达 回扣落实
4.(综合表达类)现有某雌雄同株植物(单性花)的两个纯合品种:抗病高秆(易倒伏)和感病矮秆(抗倒伏),抗病(A)对感病(a)为显性,高秆(D)对矮秆(d)为显性。某育种团队要利用这两个品种进行杂交育种,获得具有抗病矮秆优良性状的新品种,开展了相关研究和实验。
(1)与豌豆相比,利用该种植物进行杂交实验时在操作上的优点是　　　　　　　　　　　　 。
(2)在杂交育种前,通常需要预测杂交结果。按照孟德尔遗传规律来预测杂交结果,需要满足三个条件,其中两个条件是抗病与感病、高秆与矮秆这两对相对性状分别受一对等位基因的控制,且遵循分离定律。除了上述条件外,另外一个条件是
　。
(3)为了确定控制上述两对性状的基因是否满足这三个条件,可用测交实验来进行检验。若上述条件成立,请结合以上实验材料,表示该测交实验的过程:

不用进行去雄操作
控制这两对相对性状的基因独立遗传(或位于非同源染色体上)
p146
将纯合抗病高秆和感病矮秆个体杂交,获取杂合子一代,再让杂合子一代与隐性纯合感病矮秆进行杂交
聚焦表达 回扣落实

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