自由组合定律模拟实验
5-2 基因的自由组合定律
第2课基因的自由组合定律【课标要求】阐明有性生殖中基因的分离和自由组合使得子代的基因型和表型有多种可能,并可由此预测子代的遗传性状。
【素养目标】1.通过分析基因自由组合定律的细胞学基础,建立进化与适应的观念。
(生命观念)2.通过研究自由组合定律的解题规律及方法,培养归纳与演绎的科学思维。
(科学思维)一、孟德尔两对性状的杂交实验1.观察现象,提出问题:2.分析问题,提出假说:(1)提出假说①两对相对性状分别由两对遗传因子控制。
②F1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。
F1产生的雌雄配子各有四种:YR、Yr、yR、yr,它们之间的数量比为1∶1∶1∶1。
③受精时,雌雄配子的结合是随机的。
(2)杂交实验分析图解:(3)结果分析①表型:表型双显性Y_R_(9/16)YYRR(1/16)YyRR(2/16)YYRr(2/16)YyRr(4/16) 单显性Y_rr(3/16)YYrr(1/16)Yyrr(2/16)yyR_(3/16)yyRR(1/16)yyRr(2/16) 双隐性yyrr(1/16) yyrr(1/16)②基因型:基因型纯合子YYRR、YYrr、yyRR、yyrr各占1/16 单杂合子YyRR、Yyrr、YYRr、yyRr各占2/16 双杂合子YyRr 占4/163.演绎推理,验证假说:4.分析结果,得出结论:实验结果与演绎结果相符,假说成立。
二、自由组合定律1.内容:(1)控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的。
(2)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。
2.细胞学基础:3.实质、发生时间及适用范围:实质非同源染色体上的非等位基因的自由组合发生时间减数分裂Ⅰ后期适用范围生物类型有性生殖的真核生物,不适用于原核生物和病毒基因位置非同源染色体上的非等位基因,不适用于细胞质遗传和同源染色体上的非等位基因三、孟德尔成功的原因分析四、孟德尔遗传规律的再发现和应用1.再发现:孟德尔约翰逊遗传因子基因性状表型遗传因子组成基因型控制相对性状的遗传因子等位基因2.应用:(1)杂交育种:组合亲本的优良性状。
实验十三孟德尔遗传规律的模拟实验
每种基因组合的合计数 占总数的百分率%
21.625 39.700
各种基因组合所表现出的 性状占总数的百分率%
61.325
aa
24.125 24.125
自由组合定律实质模拟实验的统计结果1班：
YR
Yr
yR
每种配子的合计数占 总数的百分率%
23.0
26.7
22.6
yr
22.4
一对相对性状分离比模拟实验的统计结果2班：
实验十三 孟德尔遗传规律的模拟实验
一、实验目的
1、通过模拟实验,认识等位基因分离、非等位基 因自由组合及配子随机结合的特点,进一步了解
性状与基因组合之间的关系. 2、通过统计各种基因组合的数量及其表现出的性
状的数量,总结出两者之间的数量关系,加深对 孟德尔遗传规律的理解. 二、实验步骤
一对相对性状分离比的模拟实验
自由组合定律实质的模拟实验
甲
乙
AY
ay
♂生殖器官 ♀生殖器官 配子
摇动容器
随机抓取棋子
重 复
甲、乙中各取1粒
50
记录字母组合
次
放回棋子
Ⅰ
Ⅱ
体细胞 摇动容器
YR y Rr r 等位基因
随机抓取棋子 Ⅰ、Ⅱ中各取1粒
记录字母组合
放回棋子
三、实验数据统计
一对相对性状分离比模拟实验的统计结果1班：
AA
Aa
YR
Yr
yR
每种配子的合计数占 总数的百分率%
23.5
29.6
23.8
yr
24.1
实验十四 果蝇唾液腺细胞染色体观察
雄果蝇 雌果蝇
果蝇唾液腺细胞染色体
自由组合定律实质模拟实验的统计结果3班：
高中生物第一章孟德尔定律第二节孟德尔从两对相对性状的杂交实验中总结出自由组合定律练习含解析浙科版
第2节孟德尔从两对相对性状的杂交实验中总结出自由组合定律（二）一、选择题1.甲、乙两位同学分别用小球做孟德尔定律模拟实验.甲同学每次分别从Ⅰ，Ⅱ小桶中随机抓取一个小球并记录字母组合；乙同学每次分别从Ⅲ,Ⅳ小桶中随机抓取一个小球并记录字母组合。
将抓取的小球分别放回原来小桶后再多次重复。
下列叙述错误的是A．实验中每个小桶内的两种小球的数量必须相等,每个小桶内小球的总数也必须相等B．甲同学模拟的是等位基因的分离和配子的随机结合C．乙同学模拟的是非同源染色体上非等位基因的自由组合D．甲、乙重复300 次实验后,统计的Dd、AB 组合的概率依次为50％、25%【答案】A【解析】由图分析可知I和II模拟的是基因的分离定律，在此实验中I和II两个小桶代表的是雌雄生殖器官，桶内小球数量可以不等，但每只小桶内的两种小球的数量必须相等，A错误；分离定律的实质是等位基因随同源染色体的分开而分离，抓取的过程模拟的就是分离过程，而记录过程模拟的是配子的随机结合，B正确；I和IV分别代表一对同源染色体，抓取过程模拟的是同源染色体上的等位基因分离，而非同源染色体上的非等位基因可以自由组合，C正确；在统计足够多的情况下，Dd组合的概率应是50%，AB组合的概率是25％，D正确。
2.下图为某红绿色盲家族系谱图，相关基因用X B、X b表示。
人的MN血型基因位于常染色体上，基因型有3种：L M L M（M型）、L N L N（N型)、L M L N（MN型)。
已知I-1、I-3为M型，I-2、I—4为N型。
下列叙述错误的是A．基因M 与N 具有相同的基因座位，而且是共显性B．Ⅱ—3 和Ⅱ-4 再生一个出现MN 血型的红绿色盲男孩的几率是1/16C．Ⅲ—1 为杂合子的几率是5/8D．一个地区中男性红绿色盲个体在人群中的比例与这个群体中红绿色盲基因的频率相等【答案】D【解析】由MN血型系统中,有三种血型，分别是M型、N型和MN型,其基因型依次为L M L M、L N L N和L M L N，可知基因M与N具有相同的基因座位，而且是共显性，A正确;由Ⅱ-3的基因型为L M L N X B X B或L M L N X B X b，Ⅱ—4的基因型为L M L N X B Y,Ⅱ—3 和Ⅱ-4再生一个出现MN 血型的红绿色盲男孩的几率=12×14×12=116，B正确；仅研究MN血型，Ⅲ-1 为杂合子的几率是12，仅研究红绿色盲，Ⅲ—1 为杂合子的几率是14，故Ⅲ—1为杂合子的几率是1-1/2×3/4=58,C正确；只有处于哈迪-—温伯格平衡的地区人群中男性红绿色盲个体在人群中的比例与这个群体中红绿色盲基因的频率相等，D错误。
高中生物精品课件：自由组合定律(课堂用)
6、基因型为AaBb的雌株个体，形成Ab配子的比例
为（按自由组合规律遗传）（ D）
A、1 B、1/2 C、1/3 D、1/4
演绎：P17 对自由组合现象解释的验证——测交实验（理论上）
演绎验证： 种殖实验
YyRr ×
杂种F1
yyrr
隐性纯合子
孟德尔解释的关键在于配 子的产生。若解释正确，
一、两对相对性状杂交实验中，F2出现新的性状组合类型
P
×
黄色圆粒 绿色皱粒
F1
黄色圆粒
×
F2
黄色 绿色 圆粒 圆粒 315 108
黄色 皱粒
101
绿色 皱粒
32
9 ：3 ：3 ：1
从F1的表现型可以证明两对相对 性状中， 黄色 对 绿色 是显性， 圆粒 对 皱粒 是显性
F2中有 4 种表现型，其中 2 种亲本类型，即 黄圆和
绿皱 ，占 5/8 ； 2 种重组类型 ，即 绿圆 和 黄皱 ，占 3/8 ，表 明两对性状之间发生了 自由组合 。
二、性状自由组合的原因是非等位基因的自由组合
P
×
黄色圆粒 绿色皱粒
F1
黄色圆粒
×
F2
黄色 绿色 圆粒 圆粒 315 108
黄色 皱粒
101
绿色 皱粒
32
9 ：3 ：3 ：1
(3:1)(3:1)=9:3:3:1
例： 如图是白化病遗传系谱图,如图中Ⅲ2与有病
的女性结婚,则生育有病男孩的概率是 D
Ⅰ○
1
Ⅱ
□
2
□○
1
2
□○正常男女 ■●患病男女
●
Ⅲ
高中生物学“自由组合定律”模拟装置的创新设计与应用初探
高中生物学“自由组合定律”模拟装置的创新设计与应用摘要：立足孟德尔豌豆杂交实验的自由组合定律，是高中生物学的重要学习内容。
通过构建直观形象的模拟装置，可以帮助学生深入理解遗传规律内容，提升学生科学思维与探究能力。
本文在介绍分享模拟装置研究过程的基础上，详细总结模拟装置在教学活动中的实际应用效果。
以期抛砖引玉，助力新课程教育教学实践活动的创新与发展。
关键词：自由组合定律；模拟装置；创新设计；应用一、研究背景“孟德尔的豌豆遗传实验”是遗传学领域的重要理论之一，“自由组合定律”是高中生物学新课程教学中活动的一个具有重要意义的次位概念。
由于定律是对遗传实验的理论概括，内容比较抽象，学生通过传统讲授式学习往往缺少对概念的深入理解。
因此，通过研究出一种直观、易操作的遗传实验模拟装置，来创新教学形式，进而帮助学生掌握遗传定律，就成为该环节教学活动的客观需要。
二、研究方法1.装置设计：基于自由组合定律中，同源染色体上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的原理，设计一种可视化模拟装置。
2.实验验证：通过尝试制作并实际操作模拟装置，验证其是否能客观展示自由组合定律的基本内容。
3.教学应用：将模拟装置应用于具体的教学实践活动，观察其对学生理解自由组合定律是否发挥积极作用。
三、研究过程1.设计阶段：根据自由组合定律的要点，确定模拟装置的基本结构和操作方式。
本模拟装置的设计旨在通过直观动态方式展示“同源染色体上等位基因分离”，以及“非同源染色体上的非等位基因的自由组合”过程。
装置主要包括以下几个部分组成：基因卡片：利用废旧的塑料片，剪成长5厘米、宽2厘米的塑料片若干。
用马克笔在剪切好的每个塑料片上标记上一系列代表不同的基因种类的条码或图案，且在同源染色体内部表现出“相同基因”或“等位基因”联系和区别。
染色体模型：用废旧的纸箱制作成长25厘米、宽4厘米的纸条4根，长15厘米、宽4厘米的纸条4根，然后用马克笔将长25厘米的纸条两条一组，用红色马克笔染色，代表“姐妹染色单体”，在中间用细铁丝连起来，代表“着丝粒”，整个结构代表一条红色的染色体。
孟德尔定律(自由组合定律)
4.亲本基因型、表现型推测及基本计算 步骤1:将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题。 步骤2:按分离定律进行逐一分析,如AaBb×Aabb,可分解为: Aa×Aa,Bb×bb 。 步骤3:将获得的结果进行综合,得到正确答案。 具体举例如下:
4
2
4
32
间接法:不同于亲本的表现型=1-(A B C +A bbC ),不同于 亲本的基因型=1-(AaBbCc+AabbCc) Aa BbCc ↓ ↓↓ 2×2×2=8 种 规律:某一基因型的个体所产生配子种类数等于 2n 种(n 为等位基 因对数) 先求 AaBbCc、AaBbCC 各自产生的配子种类数:AaBbCc→8 种配 子,AaBbCC→4 种配子,再求两亲本配子间的结合方式。由于两性 配子间的结合是随机的,因而 AaBbCc 与 AaBbCC 配子间有 8×4=32 种结合方式
⑥F2的表现型有 4 种,其中两种亲本类型( 黄圆和绿皱 )、两种新组合类型 ( 黄皱与绿圆 )。黄圆∶黄皱∶绿圆∶绿皱= 9∶3∶3∶1 。
⑦F2的基因型: 16 种组合方式,有 9 种基因型。
(2)遗传图解
P
YYRR(黄圆)×yyrr(绿皱)
F1
YyRr(黄圆)
F2 Y R Y rr yyR yyrr 9 黄圆∶3 黄皱 ∶3 绿圆 ∶1 绿皱
解析:基因自由组合定律的实质是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;发生的时间为减数第一次分裂后期同源染色体分离时, 所以F1经过减数分裂产生4种配子的比例为1∶1∶1∶1,直接体现了基因自由 组合定律的实质。 答案:B
孟德尔从两对相对性状的杂交实验中总结出自由组合定律-新教材新高考
黄色︰绿色接近3︰1 圆粒︰皱粒接近3︰1 豌豆的粒色和粒形的遗传都 遵循了基因的分离定律。
对自由组合现象的解释
YYRR
yyrr
黄色圆粒 绿色皱粒
黄色(Y) 绿色(y) 圆形(R) 皱形(r)
YR
yr 核心：在形成配子时等位基因彼此 分离，非等位基因间进行自由组合
F1
YyRr
受精时雌雄配子随机结合
4/16 YyRr
F2四种表型比例9:3:3:1
重组类型各占3/16
只考虑一对相对性状,F2 中显性性状的概率是 3/4 , 隐性性状的概率是 1/4 .
如果两对相对性状的遗传是互不影响的,根据概率的乘法 原理,不同性状组合出现的概率应是它们各自概率的乘积,
即黄色圆粒的概率是 3/4 × 3/4 = 9/16, 黄色皱粒的概率是 3/4 × 1/4 = 3/16 , 绿色圆粒的概率是 1/4 × 3/4 = 3/16 , 绿色皱粒的概率是 1/4 × 1/4 = 1/16 ,
对自由组合现象最核心的解释是什么？ 形成配子时成对基因彼此分离， 非等位基因自由组合。
即证明F1（YyRr）产生类型为YR Yr yR yr四种等比 例的配子。
方法：让F1与隐性纯合亲本杂交
——测交
对自由组合现象解释的验证 测 交
亲代
F1
双隐性纯合子
黄色圆粒
×
绿色皱粒
YyRr
yyrr
配子 YR Yr yR yr
因型种数为3×3 ×2＝18种。
任何两种基因型的亲本相交，产生的子代基 因型的种类数等于亲本各对基因型单独相交 所产生基因型种类数的积。
（3）某种基因型的概率计算
例 : A a B b×A a B B相交产生的子代中基 因型a a B B所占比例的计算。
自由组合定律
aaBb 2 Aabb 2 aaBB 1 AAbb 1
aabb 1
五、性状分离比的9:3:3:1的变式及应用
F1（AaBb） 自交后代 比例
各表现基因组成
9:3:3:1
9A B ：3A bb ： 3aaB ： 1aabb）
测交后代比例
1:1:1:1
9:7 9:3:4
9A B ：7（3A bb + 3aaB + 1aabb） 1:3
P紫 花
CC × cc
白 花
配子
C
c
Cc
紫
F1
花
×
配子 1/2C 1/2c
(
1/2C 1/4CC 1/4Cc 棋
F2
紫花 紫花 盘
1/2c 1/4Cc 1/4cc 紫花 白花
法
)
观察实验 提出问题
假
说
作出假说 解释问题
假说正确！
----
演 绎
演绎推理
法
实验验证
结果与预
期相符
得出结论
第二节 自由组合定律
小试牛刀
若某植物的高茎对矮茎为完全显性，红花 对白花为不完全显性，且两对性状独立遗 传。现有纯合的高茎红花植株与纯合的矮 茎白色植株杂交得F1，F1自交得到F2。F2 中与F1表现型相同的植株的比例是
（ B ）。
A.3/16 B.3/8 C.7/16 D.9/16
F1 AaBb
F2 AABB 1 AaBB 2 AABb 2 AaBb 4
（4）F2出现9:3:3:1的
比，是否意味着不遵循孟 德尔分离定律呢？为什么？
对每一对相对性状单独分析
黄色
圆形 315
黄色 皱形 101
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自由组合定律模拟实验一
小桶代表的是雌性或雄性生殖器官，甲、乙小桶分别代表在雌性或雄性生殖器官内遗传因子所在的位置。
用甲、乙桶中球的随机结合，模拟雌性或雄性生殖器官内遗传因子（基因）的自由组合情况。
实验目的：本实验旨在模拟雌性或雄性生殖器内，遗传因子（基因）的自由组合情况，体验孟德尔的假说设之一（即F1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）。
材料用具：小桶2个（或其它容器代替），分别标记为甲、乙；乒乓球（或其它大小相同的球状物品）20个，记录用的纸和笔。
方法步骤：
（1）将20个乒乓球（或其它球状大小相同的物品）均分为4组，第1组标记为Y，第2组标记为y，第3组标记为R，第4组标记为r，Y和y放入甲桶，R和r放入乙桶。
（2）摇动两个小桶，使小桶内的乒乓球充分混合。
（3）分别从两个桶内随机抓取一个小球，组合在一起，记录下字母的组合情况。
（4）将抓取得小球放回原来的小桶内，摇匀，按步骤（3）重复做50—100次。
结果和结论
1.统计实验结果：写出小球的组合方式及最终的数量比？
2.你可以得到什么样的结论？
思考题：本实验与教材第一节中“性状分离比的模拟”实验有何不同？（可以从实验目的，实验材料代表的含义，结果及结论等方面思考）。