基因的自由組合定律與應(yīng)用:
1.自由組合定律:控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不干擾的;在形成配子時,決定同一性狀的成對的遺傳因子彼此分離,決定不同性狀的遺傳因子自由組合。
2. 實(shí)質(zhì)
(1)位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的。
(2)在減數(shù)分裂過程中,同源染色體上的等位基因彼此分離的同時,非同源染色體上的非等位基因自由組合。
3.適用條件
(1)有性生殖的真核生物。
(2)細(xì)胞核內(nèi)染色體上的基因。
(3)兩對或兩對以上位于非同源染色體上的非等位基因。
4.細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ):基因的自由組合定律發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期。
5.應(yīng)用
(l)指導(dǎo)雜交育種,把優(yōu)良性狀重組在一起。
(2)為遺傳病的預(yù)測和診斷提供理淪依據(jù)。
兩對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn):
1.提出問題——純合親本的雜交實(shí)驗(yàn)和F1的自交實(shí)驗(yàn)
(1)發(fā)現(xiàn)者:孟德爾。
(2)圖解:
2.作出假設(shè)——對自由組合現(xiàn)象的解釋
(1)兩對相對性狀(黃與綠,圓與皺)由兩對遺傳因子(Y與y,R與r)控制。
(2)兩對相對性狀都符合分離定律的比,即3:1,黃:綠=3:1,圓:皺=3:1。
(3)F1產(chǎn)生配子時成對的遺傳因子分離,不同對的遺傳因子自由組合。
(4)F1產(chǎn)生雌雄配子各4種,YR:Yr:yR:yr=1:1:1:1。
(5)受精時雌雄配子隨機(jī)結(jié)合。
(6)F2的表現(xiàn)型有4種,其中兩種親本類型(黃圓和綠皺),兩種新組合類型(黃皺與綠圓)。黃圓:黃皺:綠圓:綠皺=9:3:3:1
(7)F2的基因型有16種組合方式,有9種基因型。
3.對自由組合現(xiàn)象解釋的驗(yàn)證
(1)方法:測交。
(2)預(yù)測過程:
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果:正、反交結(jié)果與理論預(yù)測相符,說明對自由組合現(xiàn)象的解釋是正確的。
自由組合類遺傳中的特例分析9:3:3:1的變形:
9:3:3:1是獨(dú)立遺傳的兩對相對性狀自由組合時出現(xiàn)的表現(xiàn)型比例,題干中如果出現(xiàn)附加條件,則可能出現(xiàn)9:3:4、9:6:1、15:1、9:7等一系列的特殊分離比。
特殊條件下的比例關(guān)系總結(jié)如下:
注:利用“合并同類項(xiàng)”巧解特殊分離比
(1)看后代可能的配子組合,若組合方式是16種,不管以什么樣的比例呈現(xiàn),都符合基因自由組合定律。
(2)寫出正常的分離比9:3:3:1。
(3)對照題中所給信息進(jìn)行歸類,若后代分離比為 9:7,則為9:(3:3:1),即7是后三種合并的結(jié)果;若后代分離比為9:6:1,則為9:(3:3):1;若后代分離比為15:1 則為(9:3:3):1等。
表解基因的分離定律和自由組合定律的不同:
易錯點(diǎn)撥:
1、F2共有16種組合方式,9種基因型,4種表現(xiàn)型,其中雙顯(黃圓):一顯一隱(黃皺):一隱一顯(綠圓):雙隱(綠皺)=9:3:3:1。F2中純合子4種,即YYRR、YYrr、yyRR、yyrr,各占總數(shù)的 1/16;只有一對基因雜合的雜合子4種,即YyRR、Yyrr、 YYRr、VyRr,各占總數(shù)的2/16;兩對基因都雜合的雜合子1種,即YyRr,占總數(shù)的4/16。
2、F2中雙親類型(Y_R_十yyrr)占10/16。重組類型占6/16(3/16Y_rr+3/16yyR_)。
3、 減數(shù)分裂時發(fā)生自由組合的是非同源染色體上的非等位基因,而不是所有的非等位基因。同源染色體上的非等位基因,則不遵循自由組合定律。
4、用分離定律解決自由組合問題
(1)基因原理分離定律是自由組合定律的基礎(chǔ)。
。2)解題思路首先將自由組合定律問題轉(zhuǎn)化為若干個分離定律問題。在獨(dú)立遺傳的情況下,有幾對基因就可以分解為幾個分離定律問題。如AaBb×Aabb可分解為:Aa× Aa,Bb×bb。然后,按分離定律進(jìn)行逐一分析。最后,將獲得的結(jié)果進(jìn)行綜合,得到正確答案。
知識拓展:
1、兩對相對性狀雜交試驗(yàn)中的有關(guān)結(jié)論
。1)兩對相對性狀由兩對等位基因控制,且兩對等位基因分別位于兩對同源染色體。
(2)F1減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時,等位基因一定分離,非等位基因(位于非同源染色體上的非等位基因)自由組合,且同時發(fā)生。
。3)F2中有16種組合方式,9種基因型,4種表現(xiàn)型,比例9:3:3:1。
2、自由組合定律的實(shí)質(zhì):減I分裂后期等位基因分離,非等位基因自由組合。
3、孟德爾成功的原因分析
(1)正確選擇實(shí)驗(yàn)材料豌豆適合作雜交實(shí)驗(yàn)材料酌優(yōu)點(diǎn)有:
、倬哂蟹(wěn)定的、易于區(qū)分的相對性狀。
、趪(yán)格自花傳粉,閉花受粉,在自然狀態(tài)下均是純種。
、刍ū容^大,易于做人工雜交實(shí)驗(yàn)。
(2)精心設(shè)計實(shí)驗(yàn)程序
①采取單一變量分析法,即分別觀察和分析在一個時期內(nèi)的一對相對性狀的差異,最大限度地排除各種復(fù)雜因素的干擾。
、谧裱擞珊唵蔚綇(fù)雜的原則,即先研究一對相對性狀的遺傳,再研究多對相對性狀的遺傳,由此從數(shù)學(xué)統(tǒng)計中發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律。
、圻\(yùn)用了嚴(yán)密的假說—演繹法。針對發(fā)現(xiàn)的問題提出假說,并設(shè)計實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假說,在不同的雜交實(shí)驗(yàn)中分別驗(yàn)證假說的正確性,從而使假說變成普遍的規(guī)律。
。3)精確的統(tǒng)計分析通過對一對相對性狀、兩對相對性狀雜交實(shí)驗(yàn)中子代出現(xiàn)的性狀進(jìn)行分類、計數(shù)和數(shù)學(xué)歸納,找出實(shí)驗(yàn)顯示出來的規(guī)律性,并深刻的認(rèn)識到比例中所隱藏的意義和規(guī)律。
(4)首創(chuàng)了測交的方法巧妙地設(shè)計了測交方法,證明了假說的正確性。這種以雜交子一代個體與隱性純合子進(jìn)行測交的方法,已成為遺傳學(xué)分析的經(jīng)典方法。
4、遺傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn)
(1)1909年,丹麥生物學(xué)家約翰遜把“遺傳因子”叫做基因。
(2)因?yàn)槊系聽柕慕艹鲐暙I(xiàn),他被公認(rèn)為“遺傳學(xué)之父”。
例 下列哪項(xiàng)不是孟德爾選用豌豆作實(shí)驗(yàn)材料并獲得成功的原因( )
A.豌豆具有穩(wěn)定的、容易區(qū)分的相對性狀
B.豌豆是嚴(yán)格閉花受粉的植物
C.用統(tǒng)計學(xué)的方法引入對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析
D.豌豆在雜時,母本不需去雄
思路點(diǎn)撥:孟德爾獲得成功的原因有:①正確選擇實(shí)驗(yàn)材料;②精心設(shè)計實(shí)驗(yàn)程序;③精確的統(tǒng)計分析; ④首創(chuàng)了測交方法。孟德爾的雜交實(shí)驗(yàn)中,母本是必須去雄的。所以D選項(xiàng)錯誤。答案D