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第三節(jié)　自由組合定律
第1課時(shí)　兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)與自由組合現(xiàn)象的解釋
課標(biāo)內(nèi)容要求 核心素養(yǎng)對(duì)接
闡明有性生殖中基因的自由組合使得子代的基因型和表型有多種可能。 1．生命觀念：基于對(duì)孟德?tīng)栯s交實(shí)驗(yàn)的分析，理解自由組合。
2．科學(xué)思維：認(rèn)知科學(xué)家發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的研究方法，用文字或圖示解釋遺傳現(xiàn)象。
一、兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)——發(fā)現(xiàn)問(wèn)題
1．過(guò)程與結(jié)果
P　　　　　　　黃色圓粒×綠色皺粒
↓
F1　　　　　　　　　黃色圓粒
↓?
F2
2．分析
(1)性狀的顯隱性
(2)相對(duì)性狀的分離比
二、對(duì)自由組合現(xiàn)象的解釋——提出假說(shuō)
1．理論解釋
(1)根據(jù)兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)，孟德?tīng)柾茢啵愣狗N子的黃色和綠色、圓形和皺形這兩對(duì)相對(duì)性狀是獨(dú)立遺傳的。也就是說(shuō)，控制子葉顏色、種子形狀這兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳因子是互不干擾的，在產(chǎn)生配子時(shí)，F(xiàn)1(YyRr)中Y與y、R與r的分離是相互獨(dú)立的。
(2)孟德?tīng)栠€推斷，控制這兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳因子之間可以自由組合。也就是說(shuō)，Y與R或r結(jié)合的機(jī)會(huì)相同，y與R或r結(jié)合的機(jī)會(huì)也相同。
(3)因此，一對(duì)相對(duì)性狀的分離與不同相對(duì)性狀之間的組合是彼此獨(dú)立、互不干擾的。
2．遺傳圖解
(1)過(guò)程圖解
(2)F2中各種性狀表現(xiàn)對(duì)應(yīng)的遺傳因子組合類型
①雙顯型：黃色圓粒——YYRR、YyRR、YYRr、YyRr。
②一顯一隱型
③雙隱型：綠色皺粒：yyrr。
判斷對(duì)錯(cuò)(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)
1．在孟德?tīng)杻蓪?duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)1的性狀表現(xiàn)與親本中黃色圓粒作為母本還是父本無(wú)關(guān)。 (　　)
2．雜種F1(YyRr)產(chǎn)生4個(gè)配子，比例為1∶1∶1∶1。 (　　)
3．純合的綠色圓粒豌豆與黃色皺粒豌豆雜交，F(xiàn)2中重組類型比例為3/8。 (　　)
4．在孟德?tīng)杻蓪?duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)2的基因型有4種，比例為9∶3∶3∶1。 (　　)
5．F2中純合子所占的比例為1/4。 (　　)
[答案]　1．√
2．×　提示：F1會(huì)產(chǎn)生4種多個(gè)配子。
3．×　提示：純合的綠色圓粒豌豆與黃色皺粒豌豆雜交，F(xiàn)2中重組類型比例為5/8。
4．×　提示：兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)2表型有4種，基因型有9種。
5．√
　兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)
1．兩對(duì)相對(duì)性狀是指粒色(黃色和綠色)和粒形(圓粒和皺粒)。
2．實(shí)驗(yàn)過(guò)程及分析如下：
(2)結(jié)論
(3)分析
綜合分析兩對(duì)相對(duì)性狀：
黃色圓粒：(3/4)×(3/4)＝9/16；
綠色圓粒：(1/4)×(3/4)＝3/16；
黃色皺粒：(3/4)×(1/4)＝3/16；
綠色皺粒：(1/4)×(1/4)＝1/16。
即黃色圓粒∶綠色圓粒∶黃色皺粒∶綠色皺粒＝9∶3∶3∶1。
　(1)重組類型是指F2中與親本(不是F1)表型不同的個(gè)體，而不是基因型與親本不同的個(gè)體。
(2)若親本為純合的黃圓和綠皺，則F2中的綠圓(3/16)和黃皺(3/16)為重組類型，若親本為純合的綠圓和黃皺，則F2中黃圓(9/16)和綠皺(1/16)為重組類型。
　兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)2中9∶3∶3∶1分離比成立的條件
(1)親本必須是純種。
(2)兩對(duì)相對(duì)性狀由兩對(duì)成對(duì)的遺傳因子控制，且是完全顯性遺傳。
(3)配子全部發(fā)育良好，后代存活率相同。
(4)所有后代都應(yīng)處于一致的環(huán)境中，而且存活率相同。
(5)材料豐富，后代數(shù)量足夠多。
1．小麥高稈對(duì)矮稈為顯性，抗病對(duì)不抗病為顯性，用純種的高稈抗病和矮稈不抗病兩個(gè)品種做親本，在F2中選育矮稈抗病類型，其在F2中所占的比例約為(　　)
A．1/16　　　B．2/16　　　C．3/16　　　D．4/16
C　[ 高稈抗病與矮稈不抗病品種雜交得F1，F(xiàn)1自交所得F2有4種表現(xiàn)類型，比例為9∶3∶3∶1，其中矮稈抗病類型占F2的3/16。]
2．(多選)孟德?tīng)栠x用純種黃色圓粒豌豆和純種綠色皺粒豌豆進(jìn)行兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)，以下說(shuō)法正確的是(　　)
A．只能對(duì)黃色圓粒豌豆進(jìn)行去雄，采集綠色皺粒豌豆的花粉
B．豌豆的黃色和綠色是指子葉的顏色而不是種皮的顏色
C．F2中親本所沒(méi)有的性狀組合豌豆占總數(shù)的3/8
D．對(duì)每對(duì)相對(duì)性狀單獨(dú)進(jìn)行分析，F(xiàn)2出現(xiàn)1∶2∶1的性狀分離比
BC　[孟德?tīng)栠x用純種黃色圓粒豌豆和純種綠色皺粒豌豆進(jìn)行兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，無(wú)論是正交還是反交都得到了相同的結(jié)論，所以黃色圓粒豌豆既可作為母本也可作為父本，A錯(cuò)誤；豌豆的黃色和綠色是指子葉的顏色，而種皮由當(dāng)代母本遺傳因子組成決定，B正確；在兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)2出現(xiàn)了親本的性狀組合(黃色圓粒和綠色皺粒)，也出現(xiàn)了親本所沒(méi)有的性狀組合(綠色圓粒和黃色皺粒)，其中，親本所沒(méi)有的性狀組合占總數(shù)的6/16，C正確；孟德?tīng)枌?duì)每對(duì)相對(duì)性狀單獨(dú)進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)每對(duì)相對(duì)性狀的遺傳都遵循分離定律，即后代的性狀分離比為3∶1,1∶2∶1是遺傳因子組合類型的比例，D錯(cuò)誤。]
　豌豆粒色≠豌豆種皮顏色，豌豆的粒色(黃色和綠色)是指子葉的顏色，是由受精卵發(fā)育而來(lái)的，而種皮是母本的一部分。
　對(duì)自由組合現(xiàn)象的解釋
1．用分離定律分析兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)
F2
1/4YY(黃) 2/4Yy(黃) 1/4yy(綠)
1/4RR(圓) 2/4Rr(圓) 1/16YYRR
2/16YyRR
2/16YYRr
4/16YyRr
(黃色圓粒) 1/16yyRR
2/16yyRr
(綠色圓粒)
1/4rr(皺) 1/16YYrr
2/16Yyrr
(黃色皺粒) 1/16yyrr
(綠色皺粒)
2.兩對(duì)相對(duì)性狀雜交實(shí)驗(yàn)中F2基因型和性狀表現(xiàn)的種類及比例
F2共有16種組合，9種遺傳因子組合，4種性狀表現(xiàn)類型。
(1)遺傳因子組合
(2)性狀表現(xiàn)類型
　親本不同，F(xiàn)2中重組類型及其比例也不同
(1)當(dāng)親本遺傳因子組成為YYRR和yyrr時(shí)，F(xiàn)2中重組性狀所占比例是3/16＋3/16＝6/16。
(2)當(dāng)親本遺傳因子組成為YYrr和yyRR時(shí)，F(xiàn)2中重組性狀所占比例是1/16＋9/16＝10/16。
3．圖解法分析F1(YyRr)產(chǎn)生配子的種類及比例
(1)圖解示意
F1產(chǎn)生的配子：YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1。
(2)F1產(chǎn)生的雌雄配子隨機(jī)結(jié)合
①配子結(jié)合方式：16種。
②遺傳因子的組合形式：9種。
應(yīng)用實(shí)踐：1．孟德?tīng)柪命S色圓粒與綠色皺粒雜交實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)2的重組類型中純合子的遺傳因子組成是什么？占重組類型的比例為多少？
提示：YYrr、yyRR；1/3。
2．在兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)2中純合的黃色圓粒豌豆所占比例是多少？F2的綠色圓粒豌豆中雜合子所占比例是多少？
提示：1/16；2/3。
1．(多選)在孟德?tīng)杻蓪?duì)相對(duì)性狀雜交實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)1黃色圓粒豌豆(YyRr)自交產(chǎn)生F2。下列敘述正確的是(　　)
A．F1產(chǎn)生4種配子，雌配子的比例為1∶1∶1∶1
B．F1產(chǎn)生基因型為YR的卵細(xì)胞和基因型為YR的精子數(shù)量之比為1∶1
C．自由組合定律是指F1產(chǎn)生的4種類型的精子和卵細(xì)胞可以自由組合
D．F1產(chǎn)生的精子中，基因型為YR和基因型為yr的比例為1∶1
AD　[F1產(chǎn)生4種配子，不是4個(gè)；F1產(chǎn)生4種精子和4種卵細(xì)胞，且YR∶yR∶Yr∶yr＝1∶1∶1∶1,4種精子和卵細(xì)胞可以隨機(jī)結(jié)合，但精子的數(shù)量遠(yuǎn)多于卵細(xì)胞的數(shù)量；自由組合是指形成配子時(shí)，控制不同性狀的遺傳因子自由組合。]
2．番茄的高莖對(duì)矮莖為顯性，紅果對(duì)黃果為顯性。現(xiàn)有高莖黃果的純合子(TTrr)和矮莖紅果的純合子(ttRR)雜交，按自由組合定律遺傳，則：
(1)F2中出現(xiàn)的重組類型個(gè)體占總數(shù)的________。
(2)F2中高莖紅果番茄占總數(shù)的________，矮莖紅果番茄占總數(shù)的________，高莖黃果中純合子占________。
(3)若F2共收獲800個(gè)番茄，其中黃果番茄約有______________個(gè)。
[解析]　(1)重組類型為高莖紅果(T_R_)和矮莖黃果(ttrr)，占F2的比例為9/16＋1/16＝5/8。 (2)高莖黃果中純合子所占比例為＝＝1/3。(3)F2中黃果占1/4，故其個(gè)數(shù)約為(1/4)×800＝200(個(gè))。
[答案]　(1)5/8　(2)9/16　3/16　1/3　(3)200
　重組類型的確定及概率計(jì)算
(1)純合親本的雜交組合有兩種類型：一種是雙顯(AABB)和雙隱(aabb)，另一種是一顯一隱(AAbb)和一隱一顯(aaBB)。這兩種情況下，F(xiàn)2中的重組類型及所占比例是不同的。
(2)概率計(jì)算要確定范圍。若求重組類型中的純合子所占比例，范圍是重組類型，而不是全部F2個(gè)體，不能忽略求解范圍。
[課堂小結(jié)]
知 識(shí) 網(wǎng) 絡(luò) 構(gòu) 建 核 心 語(yǔ) 句 背 誦
1．F1在產(chǎn)生配子時(shí)，每對(duì)遺傳因子彼此分離，不同對(duì)的遺傳因子自由組合。
2.F1產(chǎn)生雌雄配子各4種，它們是YR、Yy、yR、yr，數(shù)量比接近1∶1∶1∶1。
3.受精時(shí)，雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的。
4.在兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)2中共有9種遺傳因子組合，4種性狀表現(xiàn)，比例為9∶3∶3∶1。
1．用純種的黃色圓粒豌豆與綠色皺粒豌豆雜交，F(xiàn)1全部是黃色圓粒，F(xiàn)1自交得F2，在F2中雜合的綠色圓粒有2 400個(gè)，推測(cè)純合的黃色皺粒有(　　)
A．4 800個(gè)　　　　 B．2 400個(gè)
C．3 600個(gè) D．1 200個(gè)
D　[用純合的黃色圓粒豌豆(YYRR)與綠色皺粒豌豆(yyrr)雜交，F(xiàn)1全是黃色圓粒(YyRr)，F(xiàn)1(YyRr)自交，F(xiàn)2中雜合的綠色圓粒的基因型是yyRr，在F2中所占的比例是(1/4)×(1/2)＝1/8；已知在F2中雜合的綠色圓粒有2 400個(gè)，所以F2總量為2 400÷(1/8)＝19 200(個(gè))；又因?yàn)镕2中純合黃色皺粒(YYrr)占總數(shù)的1/16，所以F2中純合黃色皺粒的個(gè)數(shù)是19 200×(1/16)＝1 200(個(gè))。A、B、C錯(cuò)誤，D正確。]
2．下表是具有兩對(duì)相對(duì)性狀的親本雜交得到的子二代的遺傳因子組成，其中部分遺傳因子組成并未列出，而僅用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。下列選項(xiàng)錯(cuò)誤的是(　　)
YR Yr yR yr
YR 1 3 YyRR YyRr
Yr YYRr YYrr 4 Yyrr
yR 2 YyRr yyRR yyRr
yr YyRr Yyrr yyRr yyrr
A．1、2、3、4的性狀都一樣
B．在此表格中，YYRR只出現(xiàn)一次
C．在此表格中，YyRr共出現(xiàn)四次
D．遺傳因子組成出現(xiàn)概率的大小順序?yàn)?>3>2>1
D　[題干圖中1、2、3、4的遺傳因子組成分別是YYRR、YyRR、YYRr、YyRr，表型都是雙顯性個(gè)體(黃色圓粒)，A正確；分析表格遺傳因子組成，YYRR只出現(xiàn)一次，YyRr共出現(xiàn)四次，B、C正確；圖中1、2、3、4的遺傳因子組成分別是1/16YYRR、2/16YyRR、2/16YYRr、4/16YyRr，因此遺傳因子組成出現(xiàn)概率的大小順序?yàn)?>2＝3>1，D錯(cuò)誤。]
3．用黃色皺粒(YYrr)與綠色圓粒(yyRR)豌豆作親本雜交得到F1，從F1自花傳粉所結(jié)的種子中任取1粒綠色圓粒，該種子是雜合子的概率為(　　)
A．1 B．1/3
C．2/3 D．3/4
C　[從F1自花傳粉所結(jié)的種子中任取1粒綠色圓粒(1/16yyRR、2/16yyRr)，該種子是雜合子的概率為2/16÷(1/16＋2/16)＝2/3。]
4．用具有兩對(duì)相對(duì)性狀的兩純種豌豆作親本，雜交獲得F1，F(xiàn)1自交得F2，F(xiàn)2中黃色圓粒、黃色皺粒、綠色圓粒、綠色皺粒的比例為9∶3∶3∶1，與F2出現(xiàn)這樣的性狀表現(xiàn)與比例無(wú)直接關(guān)系的是(　　)
A．親本必須是純種黃色圓粒豌豆與純種綠色皺粒豌豆
B．F1產(chǎn)生的雄、雌配子各有4種，比例為1∶1∶1∶1
C．F1自交時(shí)4種類型的雄、雌配子的結(jié)合是隨機(jī)的
D．F1的16種配子結(jié)合方式都能發(fā)育成新個(gè)體
A　[F2出現(xiàn)這樣的表型與比例，親本不一定是純種黃色圓粒豌豆與純種綠色皺粒豌豆，也可以是純種黃色皺粒豌豆與純種綠色圓粒豌豆，A項(xiàng)符合題意。]
5．豌豆種子的子葉黃色和綠色分別由基因Y、y控制，形狀圓粒和皺粒分別由基因R、r控制(其中Y對(duì)y為顯性，R對(duì)r為顯性)。某一科技小組在進(jìn)行遺傳實(shí)驗(yàn)時(shí)，用黃色圓粒和綠色圓粒豌豆進(jìn)行雜交，發(fā)現(xiàn)后代有4種性狀表現(xiàn)，對(duì)每對(duì)相對(duì)性狀作出統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖所示，試回答下列問(wèn)題：
(1)每對(duì)相對(duì)性狀的遺傳符合________定律。
(2)親代基因型：黃色圓粒為_(kāi)_______，綠色圓粒為_(kāi)_______。
(3)雜交后代中純合子的性狀表現(xiàn)有________________________
______________________________________________________。
(4)雜交后代中黃色皺粒占________。
(5)子代中能穩(wěn)定遺傳的個(gè)體占________%。
(6)在雜交后代中非親本類型的性狀組合占________。
(7)若將子代中的黃色圓粒豌豆自交，理論上，后代中的性狀表現(xiàn)及其比例是________________。
[解析]　自由組合定律研究的是兩對(duì)或兩對(duì)以上的基因的遺傳規(guī)律，但對(duì)每對(duì)基因來(lái)說(shuō)，仍然符合分離定律。在本題中，由于子代中圓粒和皺粒的比例是3∶1，黃色和綠色的比例是1∶1，故親本的遺傳因子組合中黃色圓粒應(yīng)是YyRr、綠色圓粒是yyRr，然后根據(jù)遺傳的基本定律分別計(jì)算出相應(yīng)的結(jié)果。最后一個(gè)小題要特別注意，F(xiàn)1的黃色圓粒中有兩種基因型：YyRR和YyRr，且兩者的比例為1∶2，即前者占1/3，后者占2/3。在統(tǒng)計(jì)它們自交后代的性狀表現(xiàn)類型比例時(shí)，應(yīng)該乘上該系數(shù)，即1/3YyRR[1/3(3/4黃圓和1/4綠圓)]、2/3YyRr[2/3(9/16黃圓、3/16黃皺、3/16綠圓和1/16綠皺)]，結(jié)果出現(xiàn)黃色圓粒∶綠色圓粒∶黃色皺粒∶綠色皺粒＝15∶5∶3∶1的比例。
[答案]　(1)分離　(2)YyRr　yyRr　(3)綠色圓粒、綠色皺粒　(4)1/8　(5)25　(6)1/4　(7)黃色圓粒∶綠色圓粒∶黃色皺粒∶綠色皺粒＝15∶5∶3∶1

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