4.应用基因分离定律解题的一般方法 (1)亲代和子代的基因型
已知亲代的表现型及后代表现型,通过显隐性状的关系一般可以推出亲代基因型。如一对正常夫妇生出一个白化病的孩子,就可以直接用遗传图解推出亲代基因型、表现型及比例。 (2)概率计算
熟练掌握分离定律的有关计算,是进行遗传学概率计算的关键。计算的关键地方是要能准确地计算出各种类型的配子比例,当然理解了后代分离比1∶2∶1的来源,计算更简便。
①用分离比直接计算:如人类白化病遗传:Aa×Aa→AA∶2Aa∶aa,杂合双亲再生正常孩子的概率是3/4,生白化病孩子的概率为1/4。
②用配子的概率计算:先算出亲本产生几种配子,求出每种配子产生的概率,用相关的两种配子的概率相乘。如白化病遗传,Aa×Aa→AA∶2Aa∶aa。父方产生A、a配子的概率各是1/2,母方产生A、a配子的概率也各是1/2,因此再生一个白化病孩子的概率为1/2×1/2=1/4。
三.重点归纳
1.基因的分离定律和自由组合定律的比较
相对性状的对数 等位基因及其在染色体上的位置 F1的 配子 F2的表现型及比例 2种, 3:1 F2的基因型及比例 3种, 1:2:1 一对 一对等位基因位于一对同源染色体上 2种,数量相等1:1 两对 两对等位基因位于两对同源染色体上 4种,数量相等 1:1:1:1 4种, 9:3:3:1 9种, (1:2:1)= 4:2:2:2:2:1:1:1:1 测交表现型及比例 2种,数量相等1:1 4种,数量相等 1:1:1:1 遗传 实质 实践 应用 联系 纯种鉴定及杂种自交 纯合 在遗传时,遗传定律同时起作用:在减数分裂形成配子时,既有同源染色体上等位基因的分离,又有非同源染色体上非等位基因进行自由组合 将优良性状重组在一起 等位基因随同源染色体分离而分离,进入两个配子中 减数分裂时,在等位基因分离的同时 ,非同源染色体上的非等位基因进行自由组合,从而进入同一配子中 2种,数量相等1:1…:1 n2基因的 分离定律 基因的自由组合定律 两对相对性状 n对相对性状 n对 n对等位基因位于n对同源染色体上 2种,数量相等 1:1…:1 nn2种, (3:1) 3种, (1:2:1) nnn2. 如何用分离定律解决自由组合定律问题
自由组合定律以分离定律为基础,因而可以用分离定律的知识解决自由组合定律的问题。况且,分离定律中规律性比例较简单,因而用分离定律解决自由组合定律问题显得简单易行。
(1)首先将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题。
常用“单独分析、彼此相乘”法来解决自由组合的复杂问题。
所谓“单独分析、彼此相乘”法,就是将多对性状,分解为单一的相对性状然后按基因的分离规律来单独分析,最后将各对相对性状的分析结果相乘。其理论依据是概率理论中的乘法定理。
乘法定理:如某一事件的发生,不影响另一事件发生,则这两个事件同时发生的概率等于它们单独发生的概率的乘积。基因的自由组合定律涉及的多对基因各自独立遗传,因此依据概率理论中的乘法定理,多对基因共同遗传的表现就是其中各对基因单独遗传时所表现的乘积。
在独立遗传的情况下,有几对基因就可分解力几个分离定律。如AaBb×Aabb可分解为如下两个分离定律:Aa×Aa;Bb×bb。
[提示]一对相对性状遗传的六种交配组合及结果是进行遗传判定和运算的基础: ①AA×AA→AA 全显性 全为纯合子
②AA×Aa→AA:Aa=1:1 全显性 1/2纯合,1/2杂合 ③AA×aa→Aa 全显性 100%杂合
[应用]如后代只有显性性状,则双亲至少一方为显性纯合(AA)
④Aa×Aa→AA:Aa:aa=1:2:1 显性:隐性=3:1 ,显性=3/4,隐性=1/4 ,1/2纯合,1/2杂合
[应用]如后代显性和隐性的比为3:1,则双亲一定都为杂合子(Aa)。
⑤Aa×aa→Aa:aa=1:1 测交类型 显性:隐性=1:1 显性=1/2,隐性=1/2,1/2纯合,1/2杂合
[应用]如后代显性和隐性的比为1:1,则双亲为Aa和aa。 ⑥aa×aa→aa 全隐性 全为纯合子
[应用]如后代只有隐性性状,则双亲一定都是隐性纯合子(aa)
将上述六种交配组合记忆熟练,分析透彻,解决遗传判定和运算就有了保障。
(2)用分离定律解决自由组合的不同类型的问题。 ①配子类型的问题: AaBbCc产生的配子种类数。 解:Aa Bb Cc-2×2×2=8种
AaBbCc与AaBbCC杂交过程中,配子间结合方式有多少种?
解: 先求AaBbCc、AaBbCC各自产生多少种配子。AaBbCc→8种配子AaBbCC→4种配子再求两亲本配子间结合方式。由于两性配子间结合是随机的,因而AaBbCc与AaBbCC配子间有8×4=32种结合方式。 ②基因型类型的问题:
AaBbCc与AaBBcc杂交,其后代有 种基因型。
解:先分解为三个分离定律:Aa×Aa→后代有3种基因型(1 AA:2Aa:laa);Bb×BB→后代有2种基因型(lBB:lBb);Cc×Cc→后代有3种基团型(lCC:2Cc:lcc)。因而AaBbCc×AaBBCc→后代中有3×2×3=18种基因型 ③表现型类型的问题:
AaBbCc×AabbCc,其杂交后代可能有 种表现型。
解:可分为三个分离定律:Aa×Aa→后代有2种表现型;Bb×bb→后代有2种表现型;Cc×Cc→后代有2种表现型。所以AaBdcc×AabbCc→后代中有2×2×2=8种表现型
3.表现型和基因型与杂交中相对性状的对数
表现型是指生物个体表现出来的性状的类型;基因型是指与表现型有关的基因组成的类型,是肉眼看不到的,通常用各种符号来表示。杂交亲本的相对性状的对数与基因型和表现型的关系如下表:
亲本相对性状的对数 F2的表现型数 F1杂种形成的配子数 F2的基因型种类 F2配子组合数 4 16 64 (3∶1)1 F2性状分离比 1 2 3 2 4 8 2 4 8 3 9 27 (3∶1)2 (3∶1)3 4 n 16 2n 16 2n 81 3n 256 4n (3∶1)4 (3∶1)n 4.基因分离定律的应用及解题规律 (1)亲代和子代的基因型
已知亲代的表现型及后代表现型,通过显隐性状的关系一般可以推出亲代基因型。
对于由表现型推导基因型的题目可按以下4个步骤解题:(祥见例题3) ①先判断显隐性:具有相对性状的两个个体杂交,后代表现出来的性状是显性性状,没有表现出来的性状就是隐性性状;具有相同性状的两个个体杂交,后代出现性状分离现象,分离出的性状是隐性性状,亲本的性状是显性性状。 ②从隐性性状入手,隐性性状出现一定是纯合子。 ③显性性状出现至少有一个显性基因。
④后代的两个基因,一个来自父方,一个来自母方。
(2)概率计算
熟练掌握分离定律的有关计算,是进行遗传学概率计算的关键。计算的关键地方是要能准确地计算出各种类型的配子比例,当然理解了后代分离比1∶2∶1的来源,计算更简便。
①用分离比直接计算:如人类白化病遗传:Aa×Aa→AA∶2Aa∶aa,杂合双亲再生正常孩子的概率是3/4,生白化病孩子的概率为1/4。
②用配子的概率计算:先算出亲本产生几种配子,求出每种配子产生的概率,用相关的两种配子的概率相乘。如白化病遗传,Aa×Aa→AA∶2Aa∶aa。父方产生A、a配子的概率各是1/2,母方产生A、a配子的概率也各是1/2,因此再生一个白化病孩子的概率为1/2×1/2=1/4。
四.实验探究
性状分离比的模拟实验注意事项: 1.关键步骤及意图:
①每个小桶中有D和d两种小球,代表等位基因已经分离并独立的进入不同的配子。
②随机抓取一个小球,代表随机产生了一种雌配子或雄配子。
③分别从两个桶中各随机抓取的一个小球并组合在一起,代表雌雄配子结合成合子即子一代。
2.实验成功的关键是模拟实验的次数,重复的次数越多,实验越准确。
3.每次抓小球以前,必须摇动小桶中的彩球,使二色小球充分混合,每次抓出的小球记录完之后,必须放回原来的小桶中,千万不要将两个小桶中的小球相混。
【例题解析】
例题1:一对等位基因的杂合子连续自交两代,F2中纯合子和杂合子各占多少? [解析]一对等位基因的杂合子,可写作Aa,亲代自交,则F1为AA:Aa:aa=1:2:1 F1: 1/4AA : 2/4Aa : 1/4 aa
F1自交:1/4AA? : 1/2Aa? : 1/4aa?
F2: 1/4AA :1/2(1/4AA:2/4Aa:1/4aa) : 1/4aa 整理F2:(1/4+1/8)AA:1/8Aa:(1/4+1/8)aa 即F2比例:3/8AA:2/8Aa:3/8aa
F2中显性纯合子与隐性纯合子各占3/8,共3/4;杂合子占1/4。 [答案] 纯合子占3/4 杂合子占1/4
例题2:基因型为aaBb的个体与基因型为AaBb的个体杂交(各对基因独立遗传),后代能产生多少种表现型?表现型的比例是多少?其中表现型为双显性的个体出现的几率为多少?
[解析] 用“单独分析、彼此相乘”法来解决自由组合的复杂问题。
①表现型的种类--分解:aaBb×AaBb→(aa×Aa)×(Bb×Bb), 单独分析:aa×Aa→2种表现型;Bb×Bb→2种表现型,彼此相乘(aa×Aa)×(Bb ×Bb)→2种×2种=4种表现型。
②表现型的比例--分解:aaBb×AaBb→(aa×Aa)×(Bb×Bb), aa×Aa→后代表现型比
=1:1,
Bb×Bb→
后
代
表
现
型
比
=3:1
;
彼
此
相
乘