2020高中生物 第一章 遗传因子的发现 2-2 自由组合定律的应用及题型突破课件 新人教版必修2

遗传因子的发现第一章第2节孟德尔的豌豆杂交实验(二)第2课时自由组合定律的应用及题型突破[学习目标]1.归纳自由组合定律的解题思路与规律方法。(重、难点)2.结合实践，体验自由组合定律在实践中的应用。课堂互动探究题型一自由组合定律在实践中的应用1.指导杂交育种杂交育种是指通过杂交将两个或多个品种的优良性状组合在一起的育种方式。(1)育种原理：通过基因的重新组合，把两亲本的优良性状组合在一起。(2)适用范围：一般用于同种生物的不同品系间。(3)优缺点：方法简单，但需要较长年限的选择才能获得所需类型的纯合子。(4)动、植物杂交育种比较(以获得基因型AAbb的个体为例)【典例1】在家兔中黑色(B)对褐色(b)为显性，短毛(D)对长毛(d)为显性，这些基因都是独立分配的。现有纯合黑色短毛兔与褐色长毛兔。请回答下列问题：(1)若将纯合黑色短毛兔与褐色长毛兔进行杂交，得到F1再自交，F2中黑色长毛兔的基因型可能为________，其中纯合体占黑色长毛兔总数的比例为________。(2)试设计培育能稳定遗传的黑色长毛兔的育种方案(简要程序)。第一步：_______________________；第二步：_______________________；第三步：_______________________。[解析](1)根据题意可知，将纯合黑色短毛兔(BBDD)和褐色长毛兔(bbdd)杂交，F1为黑色短毛兔(BbDd)，F1雌雄个体相互交配(即自交)得F2，在F2中黑色长毛兔(B_dd)有13BBdd和23Bbdd，其中纯合体占黑色长毛兔总数的比例为13。(2)将现有的黑色短毛兔(BBDD)和褐色长毛兔(bbdd)进行杂交，得F1黑色短毛兔(BbDd)，让F1中雌雄个体相互交配得到F2，从F2中选出黑色长毛兔(B_dd)，让F2中黑色长毛兔与亲本的褐色长毛兔进行回交(测交)，杂交后代中不出现褐色长毛兔的亲本即为纯合的黑色长毛兔。[答案](1)BBdd或Bbdd1/3(2)纯合黑色短毛兔与褐色长毛兔杂交，得到F1黑色短毛兔(BbDd)让F1中雌雄个体相互交配得F2，从F2中选出黑色长毛兔(B_dd)让F2中黑色长毛兔与褐色长毛兔进行测交，其后代不出现褐色长毛兔的亲本即为纯合的黑色长毛兔[针对训练1]现有高秆抗病(DDTT)和矮秆不抗病(ddtt)的两个小麦品种，这两对性状是完全显性。若想培育出矮秆(抗倒伏)抗病(ddTT)的优良品种，试完善育种程序。(1)第一步：将两个亲本________获得F1；(2)第二步：让F1________得到F2，F2有________种表现型；(3)第三步：在F2中选择________表现型的植株，连续进行自交、选择，直到不发生________为止。[解析]杂交育种的原理是基因重组。首先将两个亲本(DDTT和ddtt)杂交，获得F1(DdTt)，然后让F1自交获得F2，F2有4种表现型：高秆抗病、高秆不抗病、矮秆抗病、矮秆不抗病，再从F2中选择矮秆抗病植株连续自交、选择、淘汰，直到后代不再发生性状分离为止。[答案](1)杂交(2)自交4(3)矮秆抗病性状分离2．预测按自由组合定律遗传的两种疾病的发病情况假如一对夫妻生育的孩子有可能患甲、乙两种遗传病，那么对其后代的患病情况，可以用“自由组合定律”的理论进行预测，如下表：序号类型计算公式1患甲病的概率为m不患甲病的概率为1－m2患乙病的概率为n不患乙病的概率为1－n3同时患两种病的概率mn4只患甲病的概率m(1－n)5只患乙病的概率n(1－m)6只患一种病的概率m＋n－2mn或m(1－n)＋n(1－m)或1－mn－(1－m)(1－n)7患病概率m＋n－mn或1－(1－m)(1－n)8不患病概率(1－m)(1－n)上表各种情况可概括为下图：【典例2】一对表现正常的夫妻，第一胎生了一个白化病女孩，第二胎生了一个聋哑男孩，这对夫妻再生一个孩子，只患白化病、只患聋哑病、两病皆患的概率各是多少？[解析]由于白化病(a)和聋哑病(b)都是常染色体隐性遗传病，推断这对夫妻的基因型均为AaBb，只考虑白化病，后代发病率为1/4，只考虑聋哑病，后代发病率为1/4。这对夫妻再生一个孩子，只患白化病(aaB_)的概率为14×1－14＝316，只患聋哑病(A_bb)的概率为1－14×14＝316，两病皆患(aabb)的概率为(1/4)×(1/4)＝116。[答案]316316116[针对训练2]人类多指基因(T)对手指正常基因(t)为显性，白化病基因(a)对肤色正常基因(A)为隐性，已知两对基因独立遗传。一个家庭中，父亲多指，母亲正常，他们有一个患白化病但手指正常的孩子。则这对夫妇再生一个只患一种病的孩子的概率是()A．1/8B．1/4C．3/8D．1/2[解析]先确定双亲的基因型：父亲多指，基因型为T_A_；母亲正常，基因型为ttA_。由题意可知，这对夫妻有一个患白化病的孩子，故父母控制肤色的基因型均为Aa；因为此孩子手指正常，所以父亲控制多指的基因型只能是Tt，否则子代全是多指。由此推出双亲的基因型是TtAa、ttAa。在这对夫妇的子代中，若只考虑是否多指这一性状，则子代患多指的概率为1/2，手指正常的概率为1/2，若只考虑肤色这一性状，则子代患白化病的概率为1/4，肤色正常的概率为3/4，因此再生一个只患一种病的孩子的概率为1/2×3/4＋1/2×1/4＝1/2。[答案]D题型二化繁为简——用分离定律解决自由组合问题只要符合自由组合定律，一定符合分离定律，因此在解答复杂的自由组合定律问题时，可以运用“加法定律”和“乘法定律”将其转化为简单的分离定律问题。有几对独立遗传的基因就可分解为几个分离定律。如AaBb×aabb可转化为Aa×aa，Bb×bb。具体几类问题的分析如下：1．配子的类型及其概率计算问题(1)AaBbCc产生的配子种类AaBbCc↓↓↓2×2×2＝8种(2)AaBbCc产生ABC型配子的概率：1/2A×1/2B×1/2C＝1/8。2．配子间的结合方式问题AaBBCc与AaBbCc杂交，配子间有多少种结合方式？先求出两亲本产生的配子种类数，即AaBBCc→2×1×2＝4种配子；AaBbCc→2×2×2＝8种配子。再将其相乘。因此两者杂交，配子间的结合方式有4×8＝32种。3．后代基因型种类数及其概率计算问题如AaBbCc与AABbCc杂交，后代有多少种基因型？其中基因型为AABBCC的个体占后代总数的比例为多少？先将AaBbCc×AABbCc分解为三个分离定律：Aa×AA→后代有2种基因型(1AA∶1Aa)Bb×Bb→后代有3种基因型(1BB∶2Bb∶1bb)Cc×Cc→后代有3种基因型(1CC∶2Cc∶1cc)因此，两亲本杂交，后代基因型种类有2×3×3＝18种，基因型为AABBCC的个体占后代总数的比例为1/2AA×1/4BB×1/4CC＝1/32。4．后代表现型种类数及其概率计算问题如AaBbCc与AABbCc杂交，后代有多少种表现型？其中全显性个体(A_B_C_)占所有后代的比例是多少？同样先将AaBbCc×AABbCc分解为三个分离定律：Aa×AA→后代有1种表现型(A_)Bb×Bb→后代有2种表现型(3B_∶1bb)Cc×Cc→后代有2种表现型(3C_∶1cc)因此，后代表现型的种类有1×2×2＝4种，其中全显性个体(A_B_C_)占所有后代的比例为1A_×3/4B_×3/4C_＝9/16。【典例3】矮茎黄色圆粒豌豆(ddYyRR)与高茎黄色皱粒豌豆(DdYyrr)杂交，在3对基因独立遗传的条件下，其子代表现型不同于两个亲本的个体占全部子代的比例为()A．1/4B．3/8C．5/8D．3/4[解析]将ddYyRR×DdYyrr分解为三个分离定律：dd×Dd→1/2dd(矮)、1/2Dd(高)Yy×Yy→3/4Y_(黄)、1/4yy(绿)RR×rr→1Rr(圆)子代中与ddYyRR(矮茎黄色圆粒豌豆)表现型相同的个体占全部子代的比例：1/2(矮)×3/4(黄)×1(圆)＝3/8子代中与DdYyrr(高茎黄色皱粒豌豆)表现型相同的个体占全部子代的比例：1/2(高)×3/4(黄)×0(皱)＝0因此子代表现型不同于两个亲本的个体占全部子代的比例为1－3/8－0＝5/8。[答案]C[针对训练3]已知遗传因子A、B、C及其成对的遗传因子分别位于3对同源染色体上。现有一对夫妇，妻子的遗传因子组成为AaBBCc，丈夫的遗传因子组成为aaBbCc，其子女中遗传因子组成为aaBBCC的比例和出现具有a_B_C_表现型的女儿的比例分别为()A．1/8、3/8B．1/16、3/16C．1/16、3/8D．1/8、3/16[解析]AaBBCc与aaBbCc婚配，求其后代的概率先分解为三个分离定律：Aa×aa→后代有2种基因型(1Aa∶1aa)BB×Bb→后代有2种基因型(1BB∶1Bb)Cc×Cc→后代有3种基因型(1CC∶2Cc∶1cc)aaBBCC的比例＝1/2aa×1/2BB×1/4CC＝1/16aaBBCC，a_B_C_表现型女儿的比例＝1/2a_×1B_×3/4C_×1/2＝3/16，故选B。[答案]B题型三自由组合现象的特殊分离比问题1.“和”为16的特殊分离比的成因某些生物的性状由两对等位基因控制，这两对基因在遗传的时候遵循基因的自由组合定律，但是F1自交后代的表现型却出现了很多特殊的分离比。常见异常分离比及基因型组成情况如表所示。AaBb自交后代性状比原因分析测交后代性状比9∶7(互补作用)当双显性基因同时出现时为一种表现型，其余的基因型为另一种表现型：(9A_B_)∶(3A_bb＋3aaB_＋1aabb)9∶71∶39∶3∶4(隐性上位)一对等位基因中隐性基因制约其他基因的作用：(9A_B_)∶(3A_bb)∶(3aaB_＋1aabb)9∶3∶41∶1∶29∶6∶1(累加作用)双显、单显、双隐三种表现型：(9A_B_)∶(3A_bb＋3aaB_)∶(1aabb)9∶6∶11∶2∶115∶1(重叠作用)只要有显性基因存在其表现型就一致，其余基因型为另一种表现型：(9A_B_＋3A_bb＋3aaB_)∶(1aabb)15∶13∶11∶4∶6∶4∶1(累加作用)A与B的作用效果相同，但显性基因越多，其效果越强：1(AABB)∶4(AaBB＋AABb)∶6(AaBb＋AAbb＋aaBB)∶4(Aabb＋aaBb)∶1(aabb)1∶2∶113∶3(抑制作用)一种显性基因抑制另一种显性基因的作用，使后者的作用不能显示出来：(9A_B_＋3A_bb＋1aabb)∶(3aaB_)13∶33∶112∶3∶1(显性上位)一对等位基因中显性基因制约其他基因：(9A_B_＋3A_bb)∶(3aaB_)∶(1aabb)12∶3∶12∶1∶1[解题技巧]性状分离比9∶3∶3∶1的变式题解题步骤【典例4】小麦的粒色受两对同源染色体上的两对基因R1和r1、R2和r2控制。R1和R2决定红色，r1和r2决定白色，R对r为不完全显性，并有累加效应，也就是说，麦粒的颜色随R的增加而逐渐加深。将红粒(R1R1R2R2)与白粒(r1r1r2r2)杂交得F1，F1自交得F2，则F2的基因型种类数和不同表现型比例为()A．3种、3∶1B．3种、1∶2∶1C．9种、9∶3∶3∶1D．9种、1∶4∶6∶4∶1[解析]已知麦粒的颜色随R的增加而逐渐加深，即显性基因越多，颜色越深，显性基因的数量不同颜色不同。将红粒(R1R1R2R2)与白粒(r1r1r2r2)杂交得F1，F1的基因型是R1r1R2r2，让R1r1R2r2自交得F2，则F2的R1R1为14，R1r1为12，r1r1为14；R2R2为14，R2r2为12，r2r2为14。因此，显性基因的数量有4个的R1R1R2R2比例为14×14＝116；显性基因的数量有3个的R1R1R2r2和R1r1R2R2比例为14×12＋14×12＝14；显性基因的数量有2个的R1r1R2r2和R1R1r2r2和