2024高中生物第1章遗传因子的发现第2节第2课时孟德尔实验方法启示自由组合定律的应用教案新人教版必修2

PAGE11-第2课时孟德尔试验方法启示、自由组合定律的应用[学习目标]1.熟记课本主要结论并能用来解决类似问题。2.能够比较娴熟地运用“分合思维”快速进行概率等相应计算。3.初步了解一些常见的特别规概率的由来并运用。学问点一孟德尔试验方法启示学问梳理1.孟德尔获得胜利的缘由(1)试验选材方面：选择eq\o(□,\s\up4(01))豌豆作为试验材料。(2)对生物性状分析方面：先探讨eq\o(□,\s\up4(02))一对相对性状，再探讨eq\o(□,\s\up4(03))多对相对性状。(3)对试验结果的处理方面：运用了eq\o(□,\s\up4(04))统计方法。(4)试验的程序方面：提出问题→试验→分析→eq\o(□,\s\up4(05))假设(说明)→验证→总结规律。2．孟德尔遗传规律的再发觉(1)基因：就是eq\o(□,\s\up4(06))遗传因子。(2)表现型：生物个体表现出来的性状。如：豌豆的高茎、矮茎。(3)基因型：与表现型有关的基因组成。如：DD、Dd、dd等。(4)等位基因：限制eq\o(□,\s\up4(07))相对性状的基因。如：D和d。1.表现型相同，基因型不肯定相同。基因型相同，表现型肯定相同吗？提示：不肯定。表现型是基因型与环境共同作用的结果。2．D和D、d和d、D和d都是等位基因吗？为什么？提示：只有D和d是等位基因，限制的是相对性状，D和D、d和d限制的是相同性状。典题精析[例1]金鱼草的纯合红花植株与白花植株杂交，F1在强光、低温条件下开红花，在阴暗、高温条件下却开白花，这个事实说明()A．基因型是表现型的内在因素B．表现型肯定，基因型可以转化C．表现型相同，基因型不肯定相同D．表现型是基因型与环境共同作用的结果解题分析F1是杂合子，但在不同的条件下表现型不一样，说明表现型是基因型与环境共同作用的结果。答案D[例2]孟德尔利用“假说—演绎”的方法发觉了两大遗传规律。下列对其探讨过程的分析中，正确的是()A．在豌豆杂交、F1自交和测交的试验基础上提出问题B．所作假说的核心内容是“性状是由位于染色体上的基因限制的”C．为了验证所作出的假说是否正确，设计并完成了正、反交试验D．先探讨一对相对性状的遗传，再探讨两对或多对相对性状的遗传解题分析测交是为了验证假说是否正确所做的试验，A、C错误；假说内容是“性状是由细胞内的遗传因子(基因)限制的”，基因位于染色体上是由摩尔根等人发觉的，B错误。答案D易错警示基因型和表现型之间的关系学问点二利用分别定律解决自由组合问题学问梳理1.解题模式(1)应用基础：eq\o(□,\s\up4(01))分别定律。熟识孟德尔的一对相对性状的杂交试验和测交试验中的常见种类及其比值。例如：⑥遗传因子组成为DD的个体，能产生eq\o(□,\s\up4(04))1种类型的配子，是eq\o(□,\s\up4(05))D；遗传因子组成为Dd的个体，能产生eq\o(□,\s\up4(06))2种类型的配子，分别是eq\o(□,\s\up4(07))D和d；遗传因子组成为dd的个体，能产生eq\o(□,\s\up4(08))1种类型的配子，是eq\o(□,\s\up4(09))d。(2)应用原则：先分后合、概率相乘第一步：将多对相对性状分开，针对每一对相对性状分别按基因的分别定律进行相应的推算(基因型或表现型及其概率，基因型或表现型种类数，产生的配子类型及其比例等等)；其次步：依据解题须要，将第一步中的结果进行组合，即得到所需的基因型(或表现型、配子种类等)，对应的概率相乘，即得到相应基因型(或表现型、配子种类等)的概率。2．基本题型分类(1)由亲代求子代基因型及概率①配子类型及概率计算例1：AaBbCc产生的配子种类及配子中ABC的概率。②配子间的结合方式问题例2：AaBbCc与AaBbCC杂交过程中，配子间的结合方式种数。a．先求AaBbCc、AaBbCC各自产生多少种配子。AaBbCc→eq\o(□,\s\up4(15))8种配子，AaBbCC→eq\o(□,\s\up4(16))4种配子。b．再求两亲本配子间的结合方式。由于两性配子间结合是随机的，因而AaBbCc与AaBbCC配子间有eq\o(□,\s\up4(17))8×4＝32种结合方式。③子代的基因型及概率问题例3：AaBbCc与AaBBCc杂交后，求其子代的基因型种类及概率。a．先分解为3个分别定律：Aa×Aa→后代有eq\o(□,\s\up4(18))3种基因型(eq\f(1,4)eq\o(□,\s\up4(19))AA∶eq\f(1,2)eq\o(□,\s\up4(20))Aa∶eq\f(1,4)eq\o(□,\s\up4(21))aa)；Bb×BB→后代有eq\o(□,\s\up4(22))2种基因型(eq\f(1,2)eq\o(□,\s\up4(23))BB∶eq\f(1,2)eq\o(□,\s\up4(24))Bb)；Cc×Cc→后代有eq\o(□,\s\up4(25))3种基因型(eq\f(1,4)eq\o(□,\s\up4(26))CC∶eq\f(1,2)eq\o(□,\s\up4(27))Cc∶eq\f(1,4)eq\o(□,\s\up4(28))cc)。b．依据解题须要，将a中结果进行组合、运算AaBbCc×AaBBCc，后代中有eq\o(□,\s\up4(29))3×2×3＝18种基因型。后代中AaBBcc出现的概率为：eq\o(□,\s\up4(30))eq\f(1,2)(Aa)×eq\o(□,\s\up4(31))eq\f(1,2)(BB)×eq\o(□,\s\up4(32))eq\f(1,4)(cc)＝eq\o(□,\s\up4(33))eq\f(1,16)。④表现型类型及概率的问题例4：AaBbCc×AabbCc，求其杂交后代可能出现的表现型种类数及概率。a．先分解为3个分别定律：Aa×Aa→后代有eq\o(□,\s\up4(34))2种表现型(A_∶aa＝eq\o(□,\s\up4(35))3∶1)；Bb×bb→后代有eq\o(□,\s\up4(36))2种表现型(Bb∶bb＝eq\o(□,\s\up4(37))1∶1)；Cc×Cc→后代有2种表现型(C_∶cc＝eq\o(□,\s\up4(38))3∶1)。b．依据解题须要，将a中结果进行组合、运算AaBbCc×AabbCc后代中有eq\o(□,\s\up4(39))2×2×2＝8种表现型。后代中性状表现为A_bbcc的个体出现的概率为：eq\o(□,\s\up4(40))eq\f(3,4)(A_)×eq\o(□,\s\up4(41))eq\f(1,2)(bb)×eq\o(□,\s\up4(42))eq\f(1,4)(cc)＝eq\o(□,\s\up4(43))eq\f(3,32)。(2)由子代表现型推亲本基因型已知子代表现型分别比推想亲本基因型a．9∶3∶3∶1⇒(3∶1)(3∶1)⇒(Aa×Aa)(Bb×Bb)⇒AaBb×AaBb；b．1∶1∶1∶1⇒(1∶1)(1∶1)⇒(Aa×aa)(Bb×bb)⇒AaBb×aabb或Aabb×aaBb；c．3∶3∶1∶1⇒(3∶1)(1∶1)⇒(Aa×Aa)(Bb×bb)或(Aa×aa)(Bb×Bb)⇒AaBb×Aabb或AaBb×aaBb。例5：豌豆子叶的黄色(Y)、圆粒种子(R)均为显性。两亲本豌豆杂交的F1表现型如图。请写出亲代的基因型和表现型。①粒形粒色先分开考虑，分别应用基因分别定律逆推，依据黄色∶绿色＝eq\o(□,\s\up4(44))1∶1，可推出亲代为eq\o(□,\s\up4(45))Yy×eq\o(□,\s\up4(46))yy；依据圆粒∶皱粒＝eq\o(□,\s\up4(47))3∶1，可推出亲代为eq\o(□,\s\up4(48))Rr×eq\o(□,\s\up4(49))Rr。②然后进行组合，故亲代基因型为eq\o(□,\s\up4(50))YyRr×yyRr。③亲代的表现型为eq\o(□,\s\up4(51))黄色圆粒、eq\o(□,\s\up4(52))绿色圆粒。典题精析[例1](已知显隐性关系和亲代基因型)已知遗传因子A、B、C及其成对的遗传因子独立遗传互不干扰。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aaB_C_表现型的女儿的比例分别为()A．1/8、3/8 B．1/16、3/16C．1/16、3/8 D．1/8、3/16解题分析AaBBCc与aaBbCc婚配，求其后代的概领先分解为三个分别定律：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＝1/16aaBBCCaaB_C_表现型女儿的比例＝1/2aa×1B_×3/4C_×1/2＝3/16，故选B。答案B[例2](不知显隐性关系)某哺乳动物毛的颜色有白色和灰色两种，毛的长度有长毛和短毛两种。现用纯合白色长毛亲本与纯合灰色短毛亲本杂交，得到的F1全为白色短毛个体，F1雌雄个体自由交配得F2，结果符合自由组合定律。下列对F2的描述中错误的是()A．F2中短毛与长毛之比为3∶1B．F2有9种基因型，4种表现型C．F2中与亲本表现型相同的个体大约占3/8D．F2中灰色短毛与灰色长毛个体杂交，得到两种比例相同的个体解题分析纯合白色长毛亲本与纯合灰色短毛亲本杂交，得到的F1全为白色短毛个体，F1雌雄个体自由交配得F2，结果符合自由组合定律，则F1是双杂合个体，设基因型为AaBb，因此F2表现型种类为2×2＝4种，基因型种类为3×3＝9种，B正确；F2中两对性状分开分析，每一对都符合基因的分别定律，所以白色与灰色之比为3∶1，短毛与长毛之比为3∶1，A正确；与亲本表现型相同的基因型为A_bb和aaB_，F2中A_bb比例为eq\f(3,4)×eq\f(1,4)＝eq\f(3,16)，aaB_比例为eq\f(1,4)×eq\f(3,4)＝eq\f(3,16)，故F2中与亲本表现型相同的个体大约占eq\f(3,16)＋eq\f(3,16)＝eq\f(3,8)，C正确；F2中灰色短毛(其中aaBB占eq\f(1,3)、aaBb占eq\f(2,3))与灰色长毛aabb杂交，后代得到灰色短毛比例为：eq\f(1,3)×1＋eq\f(2,3)×eq\f(1,2)＝eq\f(2,3)，灰色长毛eq\f(2,3)×eq\f(1,2)＝eq\f(1,3)，所以得到两种比例为2∶1的个体，D错误。答案D[例3](患病概率与正常概率)人类多指基因T对正常基因t为显性，白化病基因a对正常基因A为隐性，二者皆独立遗传。在一个家庭中父亲多指，母亲正常，他们有一白化病但手指正常的孩子，则下一个孩子只有一种病和有两种病的概率分别是()A．3/4、1/4 B．5/8、1/8C．1/2、1/8 D．1/4、1/8解题分析由题干可知，父亲的基因型为T_A_，母亲的基因型为ttA_，他们有一个白化病手指正常的孩子，基因型为ttaa，因此，父亲的基因型为TtAa，母亲的基因型为ttAa。对于多指基因，子代为Tt的概率为eq\f(1,2)，tt的概率为eq\f(1,2)，即孩子是多指的概率为eq\f(1,2)；对于白化病基因，子代为A_的概率为eq\f(3,4)，为aa的概率为eq\f(1,4)，即孩子患白化病的概率为eq\f(1,4)。因此依据自由组合定律，下一个孩子患一种病的概率为eq\f(1,2)×eq\f(3,4)＋eq\f(1,2)×eq\f(1,4)＝eq\f(1,2)，患两种病的概率为eq\f(1,2)×eq\f(1,4)＝eq\f(1,8)。答案C[例4]小麦的高秆(D)对矮秆(d)为显性，有芒(B)对无芒(b)为显性，这两对基因的遗传遵循自由组合定律。将两种小麦杂交，后代中出现高秆有芒、高秆无芒、矮秆有芒、矮秆无芒四种表现型，且其比例为3∶1∶3∶1，则亲本的基因型为()A．DDBB×ddBb B．Ddbb×ddbbC．DdBb×ddBb D．DdBb×ddbb解题分析杂交后代中高秆∶矮秆＝1∶1，有芒∶无芒＝3∶1。依据一对相对性状的遗传规律，题中亲本关于茎秆高度的基因型为Dd和dd，关于有芒和无芒的基因型为Bb和Bb。答案C技法提升1.已知亲本表现型、子代表现型及比例，求亲本基因型(逆推型)(1)隐性纯合突破法：一旦出现隐性性状，可以干脆写出基因型，并推知两个亲本各有一个隐性基因。(2)基因填充法：先依据亲本表现型写出可能的基因，再依据子代的表现型及比例将未确定的基因补全。(3)子代的性状分别比法：利用子代特别的性状分别比来推断亲代的基因型。2．若患甲病的概率为m，患乙病的概率为n，两种遗传病之间具有“自由组合”关系时，各种患病状况如下表：学问点三自由组合定律的特别规计算学问梳理1.自由组合定律9∶3∶3∶1的变式2．累加效应(1)显性基因或隐性基因的数量会导致表现型的累加效应称为基因之间相互作用的累加效应。(2)解题思路①明确单个显性基因效应是多少。②明确每种基因型中显性基因个数。③依据基因与性状关系确定具有某些性状个体的基因型或子代表现型种类及比例。3．致死效应(1)致死基因的类型(2)在解答此类试题时都要依据正常的遗传规律进行分析，在分析致死类型后，再确定基因型和表现型的比例。典题精析[例1]南瓜的扁盘形、圆形、长圆形三种瓜形由两对等位基因限制(A、a和B、b)，这两对基因独立遗传。现将2株圆形南瓜植株进行杂交，F1收获的全是扁盘形南瓜；F1自交，F2获得137株扁盘形、89株圆形、15株长圆形南瓜。据此推断，亲代圆形南瓜植株的基因型分别是()A．aaBB和Aabb B．aaBb和AabbC．AAbb和aaBB D．AABB和aabb解题分析本题可由“F2获得137株扁盘形、89株圆形、15株长圆形南瓜”切入。137∶89∶15与9∶6∶1相近，而9∶6∶1可看作是9∶3∶3∶1的变形，则F1的基因型为AaBb，即扁盘形的基因型为A_B_，圆形的基因型为aaB_或A_bb，长圆形的基因型为aabb。若要获得基因型均为AaBb的F1，亲代圆形南瓜植株的基因型应为AAbb和aaBB，C正确。答案C[例2]某种鼠中，黄色卷尾彼此杂交，子代中6/12黄色卷尾鼠、2/12黄色正常尾、3/12鼠色卷尾、1/12鼠色正常尾。出现上述遗传现象的主要缘由是()A．不遵循基因的自由组合定律B．限制黄色性状的基因纯合致死C．卷尾性状由显性基因限制D．鼠色性状由隐性基因限制解题分析由题意可知，黄色卷尾鼠