导学案 自由组合规律在实践中的应用

自由组合规律在实践中的应用导学案一、学习目标：1．自由组合规律在过程中的解题方法2．基因自由组合定律在实践中的应用。3．能利用基因自由组合定律相关的知识处理生产实践中相关的问题。二、知识结构：（1）育种方面原理：通过基因重组，培育具有多个优良性状的新品种，如小麦矮杆、不抗病×高杆、抗病矮杆抗病新品种（纯合体）（2）医学实践方面原理：根据基因的自由组合定律来分析家系中两种遗传病同时发病的情况，并且推断出后代的基因型和表现型以及它们出现的概率，为遗传病的预测和诊断提供理论依据三、例题分析：例1（2022年全国卷）小麦品种是纯合子，生产上用种子繁殖，现要选育矮杆（aa）、抗病（BB）的小麦新品种；马铃薯品种是杂合子（有一对基因杂合即可称为杂合子），生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉（Yy）、抗病（Rr）的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种间杂交育种程序，以及马铃薯品种间杂交育种程序。要求用遗传图解表示并加以简要说明。（写出包括亲本在内的前三代即可）考点分析：本题要求考生根据生产的需求进行杂交育种程序设计，是属于较高层次的试题，不仅需要有较强的基础知识，还要有较强的审题能力，以及具备初步的生产实践知识。解题思路：本题中有几组关键词必须注意到，第一组：“小麦品种是纯合子”，“马铃薯品种是杂合子”，即我们现有的小麦、马铃薯原始品种分别是“纯合子”和“杂合子”。因此小麦亲本的基因型只能是AABB、aabb，马铃薯亲本的基因型只能是yyRr、Yyrr。第二组：要求设计的分别是“小麦品种间杂交育种”程序，以及“马铃薯品种间杂交育种”程序，即设计的育种程序必须是杂交育种。第三组：小麦“用种子繁殖”，马铃薯“用块茎繁殖”，因此在育种过程中，小麦可通过选择和连续自交获得理想的小麦纯合新品种，马铃薯可通过选择和块茎繁殖，获得理想的马铃薯杂合新品种。本题答案为：第一代第一代AAbb×aaBBAaBb种植F1，自交A_B_，A_bb，aaB_，aabb种植F2，选矮抗个体连续自交，直至不发生性状分离，就可得到纯合的矮抗小麦种子。×第二代第三代小麦亲本杂交第一代第一代yyRr×YyrrYyRr,yyRr,YyRR,yyrr种植，选黄肉、抗病（YyRr）用块茎繁殖YyRr第二代第三代亲本杂交马铃薯失分陷阱：失分的主要原因有：①审题能力欠缺，没有充分挖掘题干中的关键词；如小麦是纯合子、马铃薯是杂合子，马铃薯通常用块茎繁殖等；②考虑欠周全，没有意识到这是两对相对性状的杂交实验，导致部分考生将亲本写成单对基因。③基础知识不扎实，如遗传图解怎样表示等等。④缺乏实践经验。例2（2022年广东卷）已知豌豆种皮灰色（G）对白色（g）为显性，子叶黄色（Y）对绿色（y）为显性。如以基因型ggyy的豌豆为母本，与基因型GgYy的豌豆杂交，则母本植株所结籽粒的表现型A．全是灰种皮黄子叶B．灰种皮黄子叶，灰种皮绿子叶，白种皮黄子叶，白种皮绿子叶C．全是白种皮黄子叶D．白种皮黄子叶、白种皮绿子叶考点分析：本题综合考查基因分离定律的应用和植物的个体发育。解题思路：种皮是由母本的珠被发育而成，因此种皮的基因型与母本完全相同，与父本无关，所以基因型为gg的母本所结籽粒的种皮基因型也为gg，表现型为白色种皮。子叶是胚的一部分，由受精卵发育而成，其基因型取决于父、母本双方产生的配子；基因型为yy的母本产生一种配子y，基因型为Yy的父本产生二种配子Y、y，受精产生两种基因型为Yy、yy的后代（胚），表现型为黄、绿，所以子叶有黄、绿两种。本题答案为D。失分陷阱：本题失分的主要原因是没有意识到种皮是由母本的珠被发育而来的，种皮的基因型和表现型是由母本决定的，与父本无关。例3（2022年全国卷）科学家应用生物技术培育出了一种抗虫棉，它能产生毒素，杀死害虫，目前正在大面积推广种植。科学家还研究了害虫的遗传基础，发现不抗毒素对抗毒素为显性（此处分别用B和b表示）。据此回答：（1）种植抗虫棉，有利于生态环境保护，这是因为。（2）棉田不抗毒素害虫的基因型为；抗毒素害虫的基因型为。（3）不抗毒素害虫与抗毒素害虫杂交，则子代的基因型为。考点分析：本题考查基因分离定律的应用。解题思路：由题干可知不抗毒素为显性性状，它由显性基因B控制，因此棉田中不抗毒素害虫的基因型为BB，Bb；抗毒素为隐性性状，它由隐性基因b控制，因此抗毒素害虫的基因型为bb。不抗毒素害虫与抗毒素害虫杂交，亲本组合的类型有BB×bb和Bb×bb这两种类型，杂交组合BB×bb产生的子代基因型为Bb，杂交组合Bb×bb产生的子代基因型为Bb，bb；因此不抗毒素害虫与抗毒素害虫杂交，子代的基因型为bb，Bb。本题答案为（1）可以不用或少用农药（2）BB，Bb；bb（3）bb，Bb。失分陷阱：错误原因在于不能把基因分离定律的相关知识应用到生产实践中。例4（2022年上海卷）基因型为AaBbCc（独立遗传）的一个初级精母细胞和一个初级卵母细胞分别产生的精子和卵细胞基因型的种类数比为A．4：1B．3：1C．2：1D．1：1考点分析：考查等位基因、非等位基因在减数分裂过程中的行为变化。解题思路：一个初级精母细胞在减数分裂第一次分裂结束时，由于非等位基因的自由组合，产生两个两种次级精母细胞；每个次级精母细胞进行减数第二次分裂时，基因行为与有丝分裂过程相同，因此，一个次级精母细胞生成的两个精子的基因型是完全相同的。故一个初级精母细胞经减数分裂后只能形成两种类型的精子。一个初级卵母细胞经减数分裂只能产生一个卵细胞，故只能生成一种卵细胞。本题答案为C。失分陷阱：没有抓住题干中的“一个××精×××和一个××卵×××”这些关键词是错选A的主要原因。例5（2022年上海卷）下列杂交组合属于测交的是A．EeFfGg×EeFfGg

B．EeFfGg×eeFfGgC．eeffGg×EeFfGg

D．eeffgg×EeFfGg考点分析：因测交后代的表现型及比例能直接反映子一代的配子类型及比例，所以孟德尔就用测交来验证他的两大遗传定律；因此测交这个杂交实验在遗传的基本定律中占有十分重要的地位。在正确理解隐性纯合子、测交的概念，孟德尔用测交来验证他的遗传定律的原因的基础上，考生才能正确的解答此类考题。本题考查测交的概念。解题思路：测交就是子一代与隐性纯合子进行杂交，隐性纯合子是指所涉及的相对性状都为隐性性状；如题中若涉及一对相对性状，则隐性纯合子的基因型为aa，若涉及两对相对性状，则隐性纯合子的基因型为aabb，以此类推。A、B、C这三组杂交组合中没有一个亲本是隐性纯合子，因此A、B、C这三组杂交组合不属于测交；D组合中，亲本eeffgg为隐性纯合子，所以D组杂交方式为测交。本题答案为D。失分陷阱：对测交和隐性纯合子的概念一知半解是本题失分的关键原因。例6（2022年广东卷）番茄果实的红色对黄色为显性，两室对多室为显性，植株高对矮为显性。三对相对性状分别受三对非同源染色体上的非等位基因控制。育种者用纯合红色两室矮茎番茄与纯合黄色多室高茎番茄杂交。请问：（1）将上述三对性状联系在一起分析，它们的遗传所遵循的是___________定律。（2）F2代中的表现型共有____________种。（3）在F2代中，表现型比例为3︰1的相对性状有________________________。考点分析：本题考查基因自由组合定律在育种上的应用及基因自由组合定律与基因分离定律的关系。解题思路：解此类试题可根据已知条件，直接从设问回答即可。第一问：凡两对或两对以上相对性状（它们分别受两对或两对以上非同源染色体上的非等位基因控制）的杂交实验都遵循基因的自由组合定律；此题涉及三对相对性状，且这三对性状分别受三对非同源染色体上的非等位基因控制，因此它们遵循基因的自由组合定律。第二问：具有一对相对性状的纯合子杂交，子二代表现型有两种，具有两对相对性状的纯合子杂交，子二代表现型有22=4种，具有n对相对性状的纯合子杂交，子二代表现型有2n种，因此具有三对相对性状的纯合子杂交，子二代表现型有23=8种。第三问：在多对相对性状自由组合的情况下，每对相对性状都遵循基因的分离定律，因此其子二代的表现型都为3︰1。本题答案为：（1）基因的自由组合（2）8（3）红果对黄果，两室对多室，高茎对矮茎。失分陷阱：不知孟德尔自由组合定律的适用范围是考生不能解答第一问的主要原因；不能概括解释与基因自由组合定律相关问题的规律是考生答错第二问的原因。理解基因的自由组合定律是建立在基因分离定律的基础上的是解第三问的关键。例7（2022年上海卷）下列性状中，不属于相对性状的是A．高鼻梁与塌鼻梁

B．卷发与直发C．五指与多指

D．眼大与眼角上翘考点分析：相对性状是“遗传的基本定律”中最早出现的一个最基本的概念，掌握相对性状这一概念是学习“遗传的基本定律”的第一步。本题考查的是相对性状必须具备的条件。解题思路：相对性状是指同一种生物的同一性状的不同表现；因眼大与眼角上翘不属于同一性状，因此它们不是相对性状。本题答案为D。失分陷阱：不理解相对性状必须是同一性状的不同表现是失分的主要原因。四、拓展提高：1．应用分离定律解决自由组合问题（1）思路：将自由组合问题转化为若干个分离问题。某个体产生配子的类型数等于各对基因单独形成的配子种类数的乘积；子代基因型或表现型种类数=各对基因单独自交时产生的基因型或表现型种类数的乘积；子代中个别基因型或表现型所占比例等于该个别基因型或表现型中各对基因型或表现型出现几率的乘积；（2）题型①求配子：纯合体只产生一种配子：AA→；AAdd→；杂合子：2n（n为等位基因的数量（对））如：Aa有21种，AaRrTT有种两亲本杂交，求配子间的结合方式。先求各自产生几个配子，再做乘法。如AaBbCc与AaBbCC杂交中配子结合方式有8×4=32种。②由亲代基因型求子代表现型或基因型及概率：∵每对性状遗传都遵循基因的分离定律（3：1），即F2中，黄：绿＝3：1圆：皱＝3：1∴先分别将每对基因拆开计算，再用相乘法可快速求得任一子代基因型的概率例：F1自交:YyRr×YyRr黄圆×黄圆↓↓(Yy×Yy)×(Rr×Rr)(黄×黄)×(圆×圆)↓↓↓↓(1YY:2Yy:1yy)×(1RR:2Rr:1rr)(3黄:1绿)×(3圆:1皱)↓↓子代基因型共有3×3＝9种，（＝3n种）子代表现型共有2×2＝4种，（＝2n种）其中：YYRR占（1／4）×（1／4）＝其中：黄圆占（3／4×（