人教版高中生物必修2学案第1章第2节第2课时自由组合定律及应用

第2课时自由组合定律及应用学习目标核心素养1.两对相对性状杂交实验的分析及自由组合定律的应用。(重、难点)2．举例说明基因型和表现型的含义。3．说出孟德尔遗传实验获得成功的原因。1.用假说—演绎法推理孟德尔遗传实验的过程。2．结合实例分析孟德尔获得成功的原因，学习他对科学的热爱和锲而不舍的精神。3．通过对不同题型的解题训练，掌握自由组合定律的适用范围，领悟其中的解题方法。一、自由组合定律——得出结论二、孟德尔获得成功的原因1．实验选材方面：选择豌豆作为实验材料。2．对生物性状分析方面：先研究一对性状，再研究多对性状。3．对实验结果的处理方面：运用了统计学方法。4．实验的程序方面：提出问题→实验→分析→假设(解释)→验证→总结规律。三、孟德尔遗传规律的再发现1．表现型：生物个体表现出来的性状。2．基因型：与表现型有关的基因组成。3．等位基因：控制相对性状的基因。判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)1．A和a、a和a、A和A都是等位基因。 ()2．进行两对相对性状的杂交实验时，无须考虑显性亲本作父本，隐性亲本作母本对实验的影响。 ()3．自由组合定律中的“自由组合”指控制不同性状的遗传因子的自由组合。 ()4．在自由组合遗传实验中，先进行等位基因的分离，再实现非等位基因的自由组合。 ()5．表现型相同的个体，基因型一定相同。 ()提示：1.×等位基因是指控制相对性状的基因，而a和a、A和A控制的是相同性状。2．√3.√4．×在自由组合遗传实验中，F1产生配子时，等位基因分离的同时，非等位基因自由组合。5．×表现型相同的个体，基因型不一定相同。例如高茎豌豆的基因型为DD或Dd。自由组合定律[问题探究]1．自由组合定律的适用范围是什么？提示：(1)有性生殖的真核生物。(2)细胞核内的遗传因子。(3)两对或两对以上控制不同相对性状的遗传因子(独立遗传)。2．表现型和基因型的关系如何？提示：(1)基因型是表现型的内因，表现型是基因型的外在表现。(2)表现型相同，基因型不一定相同。(3)基因型相同，若环境条件不同，表现型也可能不同。即基因型＋环境条件→表现型。3．若n表示生物个体所含有的等位基因对数，且符合自由组合定律，则该个体产生的配子种类数是多少？自交后代基因型和表现型种类数分别是多少？提示：配子种类数为2n，自交后代基因型种类数为3n，表现型种类数为2n。[归纳总结]1．自由组合定律的适用范围(1)范围：两定律均为真核生物细胞核基因在有性生殖中的传递规律。凡原核生物及病毒的遗传均不符合，真核生物的细胞质遗传也不符合。(2)发生时间：进行有性生殖的生物形成配子的过程中。2．自由组合定律的同时性和独立性(1)同时性：决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离与决定不同性状的遗传因子自由组合同时进行。(2)独立性：决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离与决定不同性状的遗传因子自由组合，互不干扰，各自独立地分配到配子中去。3．多对相对性状的自由组合问题多对相对性状的自由组合问题是指三对或三对以上的相对性状，它们的遗传符合自由组合定律。n对相对性状的遗传结果如表所示：相对性状对数123…nF1配子种类数24(22)8(23)…2nF1配子可能的组合数416(42)64(43)…4nF2基因型的种类数39(32)27(33)…3nF2基因型的分离比1∶2∶1(1∶2∶1)2(1∶2∶1)3…(1∶2∶1)nF2表现型的种类数24(22)8(23)…2nF2表现型的分离比3∶1(3∶1)2(3∶1)3…(3∶1)n名师提醒：表中最右列的数学式适用于n对基因均为杂合的情况下，如果不都是杂合的，则该数学通式不适用。此时可使用分枝法进行讨论。小麦子粒色泽由3对独立遗传的等位基因A和a、B和b、C和c所控制，只要有一个显性基因存在就表现红色，只有全隐性才表现为白色。现有杂交实验：红粒×红粒→15红粒∶1白粒，则其双亲基因型不可能是()A．AabbCc×AabbCc B．aabbCc×aaBbCcC．AabbCc×aaBbCc D．AaBbcc×aaBbCcB[本题是3对等位基因决定一对相对性状。A项中两亲本杂交，子代中的白粒占(1/4)×(1/4)＝1/16，符合题意；B项中两亲本杂交，子代中白粒占(1/2)×(1/4)＝1/8，不符合题意；C项中两亲本杂交，子代中白粒占(1/2)×(1/2)×(1/4)＝1/16，符合题意；D项中两亲本杂交，子代中白粒占(1/2)×(1/4)×(1/2)＝1/16，符合题意。]自由组合定律的应用1.分析自由组合问题的“三字诀”2．巧用子代性状分离比推测亲本的基因型(1)9∶3∶3∶1⇒(3∶1)(3∶1)⇒(Aa×Aa)(Bb×Bb)⇒AaBb×AaBb。(2)1∶1∶1∶1⇒(1∶1)(1∶1)⇒(Aa×aa)(Bb×bb)⇒AaBb×aabb或Aabb×aaBb。(3)3∶3∶1∶1⇒(3∶1)(1∶1)⇒(Aa×Aa)(Bb×bb)或(Aa×aa)(Bb×Bb)⇒AaBb×Aabb或AaBb×aaBb。(4)3∶1⇒(3∶1)×1⇒(Aa×Aa)(BB×B)、(Aa×Aa)(BB×bb)、(AA×A)(Bb×Bb)或(AA×aa)(Bb×Bb)⇒AaBB×AaB、AaBB×Aabb、AABb×ABb或AABb×aaBb。3．常见类型分析(1)配子类型及概率的问题①AaBbCc产生的配子种类数为：2(A、a)×2(B、b)×2(C、c)＝8种。②AaBbCc产生ABC配子的概率为：eq\f(1,2)(A)×eq\f(1,2)(B)×eq\f(1,2)(C)＝eq\f(1,8)。(2)子代的基因型及概率问题①AaBbCc与AaBBCc杂交，求子代的基因型种类，可将其分解为3个分离定律：Aa×Aa→后代有3种基因型(1AA∶2Aa∶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)。所以，后代中有3×2×3＝18种基因型。②AaBbCc与AaBBCc杂交，后代中AaBBcc出现的概率为：eq\f(1,2)(Aa)×eq\f(1,2)(BB)×eq\f(1,4)(cc)＝eq\f(1,16)(3)子代的表现型类型及概率的问题①AaBbCc与AabbCc杂交，求其杂交后代可能出现的表现型种类数，可分解为3个分离定律：Aa×Aa→后代有2种表现型(3A∶1aa)；Bb×bb→后代有2种表现型(1Bb∶1bb)；Cc×Cc→后代有2种表现型(3C∶1cc)。所以，后代中有2×2×2＝8种表现型。②AaBbCc与AabbCc杂交，后代中出现ABbcc的概率为3/4×1/2×1/4＝3/32。1．某种哺乳动物的直毛(B)对卷毛(b)为显性，体色黑色(C)对白色(c)为显性(这两对基因分离和组合互不干扰)。基因型为BbCc的个体与“个体X”交配，子代的表现型及比例为直毛黑色∶卷毛黑色∶直毛白色∶卷毛白色＝3∶3∶1∶1。则“个体X”的基因型为()A．BbCC B．BbCcC．bbCc D．BbccC[由题干可知，子代中直毛∶卷毛＝1∶1，故亲本相关基因型为Bb×bb；黑色∶白色＝3∶1，亲本相关基因型为Cc×Cc。已知一方亲本基因型为BbCc，则“个体X”基因型为bbCc。]2．已知基因型为AaBbCc与AaBbCC的个体杂交：(1)杂交后代的基因型与表现型的种类数分别为、。(2)杂交后代中AAbbCc与aaBbCC出现的概率分别是、。(3)杂交后代中基因型为A－bbC－与aaB－C－的概率分别是、。[解析](1)AaBbCc×AaBbCC，后代中有3×3×2＝18种基因型，有2×2×1＝4种表现型。(2)杂交后代中AAbbCc的概率为1/4×1/4×1/2＝1/32。aaBbCC的概率为1/4×1/2×1/2＝1/16。(3)A－bbC－的概率为3/4×1/4×1＝3/16；aaB－C－的概率为1/4×3/4×1＝3/16。[答案](1)18种4种(2)1/321/16(3)3/163/16[课堂小结]知识网络构建核心语句归纳1.在两对相对性状的杂交实验中，F2中共有9种基因型，4种表现型，比例为9∶3∶3∶1。2．自由组合定律的实质：在形成配子时，控制同一性状的成对的遗传因子彼此分离的同时，控制不同性状的遗传因子自由组合。3．等位基因是控制相对性状的基因。4．生物的表现型是基因型和环境共同作用的结果。5．两对相对性状的测交实验中，测交后代基因型和表现型均为4种，数量比例均为1∶1∶1∶1。1．遗传学的奠基人孟德尔之所以在研究遗传规律时获得了巨大成功，关键在于他在实验的过程中选择了正确的方法。下面各项中，除哪一项外均是他获得成功的重要原因()A．先只针对一对相对性状的遗传规律进行研究，然后再研究多对性状的遗传规律B．选择了严格自花传粉的豌豆作为实验材料C．选择了多种植物作为实验材料，做了大量的实验D．应用了统计学的方法对结果进行统计分析C[孟德尔获得成功的一个重要原因就是选材正确、科学，即选用了豌豆作遗传实验材料，利用其优点，做了大量实验。C项说法错误。]2．基因的自由组合定律发生于图中哪个过程？()A．①B．②C．③D．④A[自由组合定律是在个体产生配子时发生的。图中①表示AaBb产生4种数量相等的配子(1AB∶1Ab∶1aB∶1ab)，即决定同一性状的成对的遗传因子(A与a，B与b)分离，决定不同性状的遗传因子(A与B，A与b，a与B，a与b)自由组合形成不同类型的配子。]3．以下关于表现型和基因型的叙述正确的是()A．表现型都能通过眼睛观察出来，如高茎和矮茎B．基因型不能通过眼睛观察，必须使用电子显微镜C．在相同环境下，表现型相同，基因型一定相同D．基因型相同，表现型不一定相同D[本题考查表现型和基因型的概念及关系。表现型是指生物个体表现出来的性状，是可以观察和测量的，但不一定都能通过眼睛观察出来，A错误；基因型一般通过表现型来推知，不能通过电子显微镜观察，B错误；在相同环境条件下，表现型相同，基因型不一定相同，如高茎的基因型可能是DD或Dd，C错误；表现型是基因型与环境条件共同作用的结果，因此，基因型相同，表现型不一定相同，D正确。]4．玉米的宽叶(A)对窄叶(a)为显性，杂合子宽叶玉米表现为高产；玉米有茸毛(D)对无茸毛(d)为显性，有茸毛玉米植株表面密生茸毛，具有显著的抗病能力，该显性基因纯合时植株幼苗期就不能存活。已知两对基因独立遗传，若高产有茸毛玉米自交产生F1，则F1的成熟植株中()A．有茸毛与无茸毛之比为3∶1B．有9种基因型C．高产抗病类型占1/4D．宽叶有茸毛类型占1/2D[分析题意可知，高产有茸毛玉米的基因型为AaDd，其自交后代F1的成熟植株中有茸毛和无茸毛的基因型分别为2/3Dd、1/3dd，因此，后代有茸毛与无茸毛之比为2∶1，A项错误；基因型为AaDd的玉米自交，后代幼苗的基因型有9种，但由于基因型为DD的幼苗死亡，因此，后代中成熟植株只有6种基因型，B项错误；F1的成熟植株中高产抗病类型的基因型为AaDd，所占比例为1/2×2/3＝1/3，C项错误；F1的成熟植株中宽叶有茸毛的基因型为AADd或AaDd，所占比例为1/4×2/3＋2/4×2/3＝1/2，D项正确。]5．小麦的毛颖和光颖是一对相对性状(由基因D、d控制)，抗锈病与感锈病是另一对相对性状(由基因R、r控制)，这两对性状的遗传遵循自由组合定律。以纯种毛颖感锈病植株(甲)和纯种光颖抗锈病植株(乙)为亲本进行杂交，F1均为毛颖抗锈病植株(丙)。再用F1与丁进行杂交，得F2，F2有四种表现型，对每对相对性状的植株数目进行统计，结果如图：(1)两对相对性状中，显性性状分别是、。(2)亲本甲、乙的基因型分别是、；丁的基因型是。(3)F1形成的配子有种，产生这几种配子的原因是F1在形成配子的过程中。(4)F2中基因型为ddRR的个体所占的比例为，光颖抗锈病植株所占的比例是。(5)F2中表现型不同于双亲(甲和乙)的个体占全部F2的比例是。[解析](1)由于纯种毛颖感锈病植株(甲)和纯种光颖抗锈病植株(乙)进行杂交，F1均为毛颖抗锈病植株(丙)，所以毛颖、抗锈病为显性性状，光颖、感锈病为隐性性状。(2)甲、乙为纯种，基因型分别为DDrr、ddRR，所以F1的基因型为DdRr，与丁杂交后，抗锈病与感锈病之比为3∶1，毛颖与光颖之比为1∶1，所以丁的基因型为ddRr。(3)由于F1的基因型为DdRr，因此可以形成4种配子。(4)F1(DdRr)×丁(ddRr)产生的F2中，ddRR的个体占1/2×1/4＝1/8，光颖抗锈病植株(ddR