《基因的自由組合定律》學(xué)案一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1．闡明孟德爾的兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)過程及對(duì)自由組合現(xiàn)象的解釋（B）2．闡述基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)（B）3．運(yùn)用自由組合定律解釋一些遺傳現(xiàn)象（B）4．概述性別決定和伴性遺傳的特點(diǎn)（B）二、知識(shí)梳理一、基因的自由組合定律（一）兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳試驗(yàn)1．實(shí)驗(yàn)過程孟德爾用黃色圓粒豌豆與綠色皺粒豌豆這兩個(gè)純種作親本進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，無論是正交還是反交，結(jié)果F1的種子都是_____的。這說明___對(duì)_____是顯性，圓粒對(duì)皺粒是顯性，所以F1的豌豆呈現(xiàn)黃色圓粒性狀。把F1種下去，讓它們的植株進(jìn)行自花傳粉，產(chǎn)生的種子共有556粒，這些種子出現(xiàn)了四種表現(xiàn)型，它們是黃色圓粒、黃色皺粒、綠色圓粒、綠色皺粒，數(shù)量依次是315、101、108、32。2．實(shí)驗(yàn)結(jié)果F2中除了出現(xiàn)兩個(gè)親本類型（黃色圓粒和綠色皺粒）以外，還出現(xiàn)了兩個(gè)與親本不同的類型，這就是__________和_________。3．結(jié)果分析對(duì)每一對(duì)相對(duì)性狀單獨(dú)進(jìn)行分析，結(jié)果每一對(duì)相對(duì)性狀，無論是豌豆種子的粒形還是粒色，只看一對(duì)相對(duì)性狀，依然遵循_________。比例均為_______________。（二）對(duì)自由組合現(xiàn)象的解釋1．孟德爾作出的解釋（1）假設(shè)豌豆的圓粒和皺粒分別由遺傳因子R、r控制，黃色和綠色分別由遺傳因子Y、y控制，這樣，純種黃色圓粒和純種綠色皺粒的遺傳因子組成分別是________和______，它們產(chǎn)生的配子分別是___________和___________。（2）雜交產(chǎn)生的F1遺傳因子組成是________。表現(xiàn)型是_________。（3）當(dāng)F1在產(chǎn)生配子時(shí)，每對(duì)遺傳因子彼此分離，不同對(duì)的遺傳因子可以自由組合。F1產(chǎn)生的雌雄配子各有4種：________、________、_________、________，它們之間的數(shù)量比為__________。（4）受精時(shí)，雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的。雌雄配子的結(jié)合方式有____種，遺傳因子的組合形式有______種，性狀表現(xiàn)為________種：__________、_________、________、_______。它們之間的數(shù)量比是____________。2．雜交實(shí)驗(yàn)分析圖解3．有關(guān)結(jié)論（1）F2共有________種組合方式，___種基因型，______種表現(xiàn)型。（2）雙顯性占____，單顯性（綠圓、黃皺）各占_____，雙隱性占_____。（3）純合子占_____（___YYRR+_____YYrr+____yyRR+______yyrr），雜合子占：1-4/16=12/16。（4）F2種雙親類型（YR+yyrr）占10/16。重組類型占6/16（3/16Yrr+3/16yyR）。（三）對(duì)自由組合現(xiàn)象解釋的驗(yàn)證測(cè)交試驗(yàn)：如果上面關(guān)于兩對(duì)等位基因雜交的解釋是正確的，即F1雜合體在形成配子時(shí)，等位基因分離的同時(shí)，非等位基因之間進(jìn)行了自由組合。那么，用F1與雙隱性類型測(cè)交，由于F1產(chǎn)生的配子有4種—YR、Yr、yR、yr，而雙隱性類型產(chǎn)生的配子只有一種—yr，測(cè)交的結(jié)果應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生4種類型的后代，它們是黃色圓粒（YyRr）、黃色皺粒（Yyrr）、綠色圓粒（yyRr）、綠色皺粒（yyrr），它們之間的比為1∶1∶1∶1，如圖。孟德爾用F1與雙隱性類型測(cè)交，F(xiàn)1不論作母本，還是作父本，都得到了上述四種表現(xiàn)型，它們之間的比接近1∶1∶1∶1。測(cè)交試驗(yàn)的結(jié)果符合預(yù)期的設(shè)想，由此可以證明，上述對(duì)兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳規(guī)律的解釋是完全正確的。（四）基因的自由組合定律的實(shí)質(zhì)位于__________上的________的分離或組合是互不干擾的。在進(jìn)行減數(shù)分裂形成配子的過程中，________上的_______彼此分離，同時(shí)_________上的___________________自由組合。以上述的黃色圓粒豌豆與綠色皺粒豌豆的雜交試驗(yàn)為例，在F1中Yy的分離不受Rr的影響，Rr的分離也不受Yy的影響。它們分離以后，Y可以與R組合在一個(gè)配子中，也可以與r組合在一個(gè)配子中；y可以與R組合在一個(gè)配子中，也可以與r組合在一個(gè)配子中。（五）自由組合定律在實(shí)踐中的應(yīng)用（P37放眼社會(huì)）（1）在育種工作中的應(yīng)用（2）在醫(yī)學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用三、疑難解析1．分離定律與自由組合定律的區(qū)別與聯(lián)系基因的分離定律基因的自由組合定律研究對(duì)象一對(duì)相對(duì)性狀兩對(duì)及兩對(duì)以上相對(duì)性狀等位基因一對(duì)兩對(duì)及兩對(duì)以上等位基因與染色體關(guān)系位于一對(duì)同源染色體上分別位于兩對(duì)及兩對(duì)以上的非同源染色體上細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)減I后期同源染色體彼此分離減I后期非同源染色體自由組合遺傳實(shí)質(zhì)雜合子的細(xì)胞中，位于一對(duì)同源染色體上的等位基因具的一定的獨(dú)立性。F1形成配子時(shí)，等位基因隨同源染色體的分開而分離，分別進(jìn)入到兩個(gè)配子中，獨(dú)立地隨配子遺傳給后代位于非同源染色體上的非等位基因的分離與組合是互不干擾的。在減數(shù)分裂形成配子時(shí)，同源染色體上的等位基因彼此分離，非同源染色體上的非等位基因自由組合遺傳表現(xiàn)F1配子類型及比例2種，1∶122或2n，數(shù)量相等F1配子組合數(shù)4種42或4nF1測(cè)交結(jié)果2種，1∶122，（1∶1）2或2n，（1∶1）nF2基因型3種，（1∶2∶1）32種，（1∶2∶1）2或3n種，（1∶2∶1）nF2表現(xiàn)型2種，3∶122，（3∶1）2或2n，（3∶1）n應(yīng)用作物育種隱性：在F2中出現(xiàn)，即能穩(wěn)定遺傳顯性：需連續(xù)自交選育②預(yù)防近親結(jié)婚產(chǎn)生遺傳病雜交育種通過基因重組，有目的地培育具備兩個(gè)親本優(yōu)良性狀的新品種②由于基因重組，引起變異，有利于生物進(jìn)化③醫(yī)學(xué)上為遺傳病的診斷與預(yù)測(cè)提供理論依據(jù)聯(lián)系在減數(shù)分裂形成配子時(shí)，兩個(gè)定律同時(shí)發(fā)生，在同源染色體上的等位基因分離的同時(shí)，非同源染色體上的非等位基因自由組合。其中分離定律是自由組合定律的基礎(chǔ)。2．基因分離定律和基因自由組合定律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)（1）分離定律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)（2）自由組合定律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)自由組合定律主要說明位于不同對(duì)的同源染色體上的兩對(duì)或多對(duì)等位基因，在等位基因發(fā)生分離的同時(shí)非等位基因自由組合，平均分配到配子中去。也就是說，一對(duì)等位基因與另一對(duì)等位基因的分離和組合是互不干擾、各自獨(dú)立的。在減數(shù)分裂的過程中，同源染色體的聯(lián)會(huì)和同源染色體的分開，為基因的分離和自由組合定律提供了細(xì)胞學(xué)上的依據(jù)。例如，雜種中有兩對(duì)位于不同對(duì)同源染色體上的基因，就能產(chǎn)生四種類型的數(shù)目均等的配子，這是因?yàn)閹в羞@兩對(duì)等位基因的兩對(duì)同源染色體，在減數(shù)第一次分裂的中期，染色體的組合有兩種可能性，并且這種組合是隨機(jī)的（如下圖），這樣就會(huì)得到下列四種配子：AB、ab、Ab、aB，它們之間的比例是1∶1∶1∶1。F1雜合子（AaBb）產(chǎn)生配子的情況可總結(jié)如下：實(shí)際能產(chǎn)生配子的種類一個(gè)精原細(xì)胞2種（AB和ab或Ab和aB）一個(gè)雄性個(gè)體4種（AB和ab和Ab和aB）一個(gè)卵原細(xì)胞1種（AB或ab或Ab或aB）一個(gè)雌性個(gè)體4種（AB和ab和Ab和aB）特別注意：自由組合定律不是發(fā)生在受精過程中。3．自由組合定律是以分離定律為基礎(chǔ)的，因而可用分離定律的知識(shí)解決自由組合定律的問題，且用分離定律解決自由組合定律的問題顯得簡(jiǎn)單易行。其基本策略是：（1）首先將自由組合問題轉(zhuǎn)化為若干個(gè)分離定律問題在獨(dú)立遺傳的情況下，有幾對(duì)基因就可以分解為幾個(gè)分離定律問題。如AaBb×Aabb可分解為：Aa×Aa、Bb×aa。（2）用分離定律解決自由組合的不同類型的問題①配子類型的問題：某生物雄性個(gè)體的基因型為AaBbcc，這三對(duì)基因?yàn)楠?dú)立遺傳，則它產(chǎn)生的精子的種類有：AaBbcc↓↓↓注：某基因型的個(gè)體產(chǎn)生的配子類型數(shù)＝2n2×2×1＝4［n＝基因型等位基因?qū)?shù)（雜合基因?qū)?shù)）］即：某個(gè)體產(chǎn)生配子的類型數(shù)等于各對(duì)基因單獨(dú)形成的配子種數(shù)的乘積。引申：后代組合數(shù)＝兩親本配子數(shù)相乘。②基因型類型的問題：AaBbCc與AaBBCc雜交，其后代有多少種基因型？先將問題分解為分離定律問題：Aa×Aa→后代有3種基因型（AA：Aa：aa=1：2：1）Bb×BB→后代有2種基因型（BB：Bb=1：1）Cc×Cc→后代有3種基因型（CC：Cc：cc=1：2：1）因而AaBbCc與AaBBCc雜交，其后代有3×2×3＝18種基因型。即：任何兩種基因型的親本相交，產(chǎn)生的子代基因型的種類數(shù)等于親本各對(duì)基因單獨(dú)相交所產(chǎn)生基因型種類數(shù)的乘積。③表現(xiàn)型類型的問題：AaBbCc與AabbCc雜交，其后代有多少種表現(xiàn)型？先將問題分解為分離定律問題：Aa×Aa→后代有2種表現(xiàn)型Bb×BB→后代有2種表現(xiàn)型Cc×Cc→后代有2種表現(xiàn)型因而AaBbCc與AabbCc雜交，其后代有2×2×2＝8種表現(xiàn)型。注：任何兩種基因型的親本相交，產(chǎn)生的子代表現(xiàn)型的種類數(shù)等于親本各對(duì)基因單獨(dú)相交所產(chǎn)生表現(xiàn)型種類數(shù)的乘積。子代個(gè)別基因型所占比例等于該個(gè)別基因型中每對(duì)基因型出現(xiàn)概率的乘積。子代個(gè)別表現(xiàn)型所占比例等于該個(gè)別表現(xiàn)型中每對(duì)基因的表現(xiàn)型所占比例的乘積。2．基因分離定律與自由組合定律的關(guān)系基因分離定律與自由組合定律的區(qū)別在于研究的對(duì)象不同。基因分離定律研究存在于一對(duì)同源染色體上的等位基因在減數(shù)分裂形成配子時(shí)的分離情況，而基因的自由組合定律研究的是分別位于幾對(duì)同源染色體上的等位基因分離和非等位基因自由組合的情況。自由組合定律中的等位基因仍然遵循基因分離定律，運(yùn)用基因分離定律進(jìn)行有關(guān)自由組合定律的計(jì)算非常簡(jiǎn)便。二、性別決定和伴性遺傳1．性別決定（1）概念：是指雌雄異體的生物決定性別的方式。（2）方式：主要有__________型和_________型。（3）特點(diǎn)：XY型的性別決定方式，雌性體內(nèi)具有一對(duì)同型的性染色體________，雄性體內(nèi)具有一對(duì)異型的性染色體_________。減數(shù)分裂形成精子時(shí)，產(chǎn)生了含有X染色體的精子和含有Y染色體的精子。雌性只產(chǎn)生了一種含X染色體的卵細(xì)胞。受精作用發(fā)生時(shí)，X精子和Y精子與卵細(xì)胞結(jié)合的機(jī)會(huì)均等，所以后代中出生雄性和雌性的機(jī)會(huì)均等，比例為1：1。2．伴性遺傳（1）概念：由__________上的基因決定的性狀在遺傳時(shí)與________聯(lián)系在一起。（2）特點(diǎn)①伴X染色體隱性遺傳（如色盲、血友病、果蠅眼色、女婁菜葉形等遺傳）a.男性患者多于女性患者，屬于交叉遺傳（隔代遺傳）即外公→女兒→外孫b.女性患者，其父親和兒子都是患者；男性患病，其母、女至少為攜帶者②伴X染色體顯性遺傳（如抗VD佝僂病、鐘擺型眼球震顫）a.女性患者多于男性患者，具有世代連續(xù)現(xiàn)象。b.男性患者，其母親和女兒一定是患者。③Y染色體上遺傳（如外耳道多毛癥）致病基因?yàn)楦競(jìng)髯?、子傳孫、具有世代連續(xù)性，也稱限雄遺傳。補(bǔ)充：1．伴性遺傳與兩大遺傳定律的關(guān)系（1）伴性遺傳與基因分離定律的關(guān)系伴性遺傳是基因分離定律的特例。伴性遺傳也是由一對(duì)等位基因控制的一對(duì)相對(duì)遺傳性狀的遺傳，因此它們也符合基因的分離定律。但是性染色體有同型和異型兩種組合方式，因而伴性遺傳也有它的特殊性：在XY型性別決定的雄性個(gè)體中，有些基因只存在于X染色體上，Y染色體上沒有它的等位基因；控制性狀的基因位于性染色體上，因此該性狀的遺傳與性別聯(lián)系在一起，在寫表現(xiàn)型和統(tǒng)計(jì)比例時(shí)，也一定要和性別聯(lián)系起來。（2）伴性遺傳與基因自由組合定律的關(guān)系在分析既有性染色體又有常染色體上基因控制的兩對(duì)及兩對(duì)以上相對(duì)性狀的遺傳現(xiàn)象時(shí)，由性染色體上的基因控制的性狀按伴性遺傳處理，由常染色體上的基因控制的遺傳性狀按分離定律處理，整體上則按基因的自由組合定律來處理。（3）人類遺傳病口訣無中生有為隱性，生女患病為常隱。（常隱）有中生無為顯性，生女正常為常顯。（常顯）父患女必患，子患母必患。（伴X顯性）女病父必病，母病子必病。（伴X隱性）（4）遺傳系譜分析遺傳系譜分析題，考查的知識(shí)點(diǎn)主要集中在以下幾個(gè)方面：一是顯性或隱性性狀遺傳的判定；二是常染色體或性染色體遺傳的判定；三是親子代表現(xiàn)型或基因型的確定；四是遺傳病發(fā)生幾率的分析及預(yù)測(cè)。解答這類題目主要分三步：①確定致病基因的顯、隱性：a.雙親正常，子代有病，為隱性遺傳；b.雙親有病，子代出現(xiàn)正常，為顯性遺傳。②確定致病基因在常染色體或性染色體上：a.在隱性遺傳中，父親正常女兒患病或母親患病兒子正常，為常染色體隱性遺傳；b.在顯性遺傳中，父親患病女兒正?；蚰赣H正常兒子患病，為常染色體顯性遺傳；c.不管顯隱性遺傳