2018-2019年高中生物 第四章 生物的變異 小專題 大智慧 自由組合定律的解題方法與特殊分離比分析教學(xué)案 浙科版必修2.doc

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自由組合定律的解題方法與特殊分離比分析 一、自由組合定律的解題方法 1．棋盤法 將親本產(chǎn)生的配子按一定順序在行和列中排列，然后根據(jù)雌雄配子隨機組合的原則，寫出合子的基因型；將表格填滿后，依題意統(tǒng)計表中子代各種基因型和表現(xiàn)型的種類、數(shù)目及其比例。 (1)理論基礎(chǔ)：如AaBb自交或AaBbAaBb，后代的情況可表示為： 從棋盤中可看出配子間有16種組合方式，基因型有9種，其比例為： 1AABB、2AABb、2AaBB、4AaBb 1AAbb、2Aabb 1aaBB、2aaBb 1aabb 表現(xiàn)型有4種，其比例為： 9A_B_(雙顯性)∶3A_bb(一顯一隱)∶3aaB_(一顯一隱)∶1aabb(雙隱性) (2)應(yīng)用舉例：如F1為(YyRr黃色圓形)，求： ①F2中YyRr的概率。 ②F2中黃色皺形出現(xiàn)的概率。 由上圖可知：結(jié)合方式＝♀(4種)♂(4種)＝16，所求基因型YyRr的概率＝4/16＝1/4，所求表現(xiàn)型黃色皺形(Y_rr)的概率＝3/16。 2．分枝法 利用概率計算中的乘法定律，把“化整為零法”更直觀地展現(xiàn)出來。用分枝法可直觀地寫出配子的種類及比例，寫出后代個體的基因型及比例。但解題過程較繁瑣。如兩個親本雜交，包括3對不同的基因： 親代　　AAbbCc　　　　aaBbCc 子代基因型： AAaa bbBb CcCc 　 ↓　　 ↓　　　↓ 子代表現(xiàn)型： AAaa bbBb CcCc 　↓　　 ↓　　 ↓ 上述子代表現(xiàn)型中，A代表A/a基因?qū)Φ娘@性表現(xiàn)型(AA或Aa)，a代表隱性表現(xiàn)型(aa)。同樣地，B和C代表不同的顯性表現(xiàn)型，b和c分別代表不同的隱性表現(xiàn)型。 3．分解法 用分離定律來解決多對相對性狀的自由組合遺傳問題。在自由組合定律中，兩對或多對相對性狀在雜交后代中同時出現(xiàn)的概率是它們每一性狀出現(xiàn)的概率的乘積(乘法定理)。 (1)將自由組合問題轉(zhuǎn)化為若干個分離定律問題： 在獨立遺傳的情況下，有幾對基因就可分解為幾個分離定律，如AaBbAabb可分解為如下兩個分離定律： AaAa；Bbbb。 (2)用分離定律解決自由組合中不同類型的問題： ①配子類型的問題： 例證1：求AaBbCc產(chǎn)生的配子種類數(shù)。 Aa　　Bb　　Cc ↓　　↓　　↓ 例證2：AaBbCc與AaBbCC雜交過程中，配子間的結(jié)合方式有多少種？ 先求AaBbCc、AaBbCC各自產(chǎn)生多少種配子： AaBbCc→8種配子，AaBbCC→4種配子 再求兩親本配子間的結(jié)合方式：由于兩性配子間的結(jié)合是隨機的，因而AaBbCc與AaBbCC配子間有84＝32種結(jié)合方式。 ②基因型類型的問題： 例證：AaBbCc與AaBBCc雜交，求其后代的基因型種類。 先分解為三個分離定律： AaAa→后代有3種基因型(1AA∶2Aa∶1aa)； BbBB→后代有2種基因型(1BB∶1Bb)； CcCc→后代有3種基因型(1CC∶2Cc∶1cc)。 因而AaBbCcAaBBCc后代中有323＝18種基因型。 ③表現(xiàn)型類型的問題： 例證：求AaBbCcAabbCc，雜交后代可能的表現(xiàn)型數(shù)。 可分解為三個分離定律： AaAa→后代有2種表現(xiàn)型； Bbbb→后代有2種表現(xiàn)型； CcCc→后代有2種表現(xiàn)型。 所以AaBbCcAabbCc，后代中有222＝8種表現(xiàn)型。 二、自由組合定律特殊性狀分離比 F1(AaBb)自交后代比例 原因分析 9∶3∶3∶1 正常的完全顯性 9∶7 當(dāng)雙顯性基因同時出現(xiàn)時為一種表現(xiàn)型，其余的基因型為另一種表現(xiàn)型 9∶3∶4 aa成對存在時表現(xiàn)為雙隱性性狀，其余均正常表現(xiàn) 9∶6∶1 存在一種顯性基因(A或B)時表現(xiàn)為同一種性狀，其余均正常表現(xiàn) 15∶1 只要具有顯性基因其表現(xiàn)型就一致，其余基因型為另一種表現(xiàn)型 10∶6 具有單顯基因為一種表現(xiàn)型，其余基因型為另一種表現(xiàn)型 1∶4∶6∶4∶1 A與B的作用效果相同，但顯性基因越多，其效果越強 1(AABB)∶4(AaBB＋AABb)∶6(AaBb＋AAbb＋aaBB)∶4(Aabb＋aaBb)∶1(aabb) 一、基因型和表現(xiàn)型計算 [典例1]　已知A與a、B與b、C與c 3對等位基因自由組合，基因型分別為AaBbCc、AabbCc的兩個體進(jìn)行雜交。下列關(guān)于雜交后代的推測，正確的是(　　) A．表現(xiàn)型有8種，AaBbCc個體的比例為1/16 B．表現(xiàn)型有4種，aaBbcc個體的比例為1/16 C．表現(xiàn)型有8種，Aabbcc個體的比例為1/8 D．表現(xiàn)型有8種，aaBbCc個體的比例為1/16 [解析]　后代表現(xiàn)型為222＝8種，AaBbCc個體的比例為1/21/21/2＝1/8。Aabbcc個體的比例為1/41/21/4＝1/32。aaBbCc個體的比例為1/41/21/2＝1/16。 [答案]　D 二、自由組合與性狀分離比的偏離 [典例2]　科研人員為探究某種鯉魚體色的遺傳，做了如下實驗：用黑色鯉魚與紅色鯉魚雜交，F(xiàn)1全為黑鯉，F(xiàn)1自交結(jié)果如下表所示。根據(jù)實驗結(jié)果，下列推測錯誤的是(　　) 取樣地點 F2取樣 總數(shù)/條 F2性狀的分離情況 黑鯉 紅鯉 黑鯉∶紅鯉 1號池 1 699 1 592 107 14.88∶1 2號池 1 546 1 450 96 15.10∶1 A.鯉魚體色中的黑色是顯性性狀 B．鯉魚的體色由細(xì)胞核中的基因控制 C．鯉魚體色的遺傳遵循自由組合定律 D．F1與隱性親本雜交，后代中黑鯉與紅鯉的比例為1∶1 [解析]　由題干可知，鯉魚體色黑色與紅色是一對相對性狀，用黑色鯉魚與紅色鯉魚雜交，F(xiàn)1全為黑鯉，可知黑色是顯性性狀，并由核基因控制，故A、B均正確；分析表格，兩組雜交后代性狀分離比約為15∶1(9∶3∶3∶1的變形)，說明該性狀由2對等位基因控制，在遺傳過程中遵循自由組合定律，C正確；F1與隱性親本雜交，后代中黑鯉與紅鯉的比例為3∶1，D錯誤。 [答案]　D 1．小麥麥穗基部離地的高度受四對基因控制，這四對基因獨立遺傳。每個基因?qū)Ω叨鹊脑黾有?yīng)相同且具疊加性。將麥穗離地27 cm的 mmnnuuvv和離地99 cm的MMNNUUVV雜交得到F1，再用F1代與甲植株雜交，產(chǎn)生F2代的麥穗離地高度范圍是36～90 cm，則甲植株可能的基因型為(　　) A．MmNnUuVv　　　　　　 B.mmNNUuVv C．mmnnUuVV D．mmNnUuVv 解析：選B　因每個基因?qū)Ω叨鹊脑黾樱?yīng)相同，且具疊加性，所以每個顯性基因可使離地高度增加：＝9 cm，F(xiàn)1的基因型為：MmNnUuVv，由F1與甲雜交，產(chǎn)生F2代的離地高度范圍是36～90 cm，可知：F2代中至少有一個顯性基因，最多有7個顯性基因，采用代入法可確定B正確。 2．如果已知子代基因型及比例為1YYRR∶1YYrr∶1YyRR∶1Yyrr∶2YYRr∶2YyRr，并且也知道上述結(jié)果是按自由組合定律產(chǎn)生的，那么雙親的基因型是(　　) A．YYRRYYRr B.YYRrYyRr C．YyRrYyRr D．YyRRYyRr 解析：選B　此題應(yīng)采用分枝分析法，子代中YY∶Yy＝1∶1，則可推知其親代的基因型為YYYy；子代中RR∶Rr∶rr＝1∶2∶1，則可推知其親代的基因型為RrRr。 3．某生物的一對相對性狀由兩對等位基因(A、a與B、b)控制，且能獨立遺傳，F(xiàn)1的基因型是AaBb，F(xiàn)1自交得F2的表現(xiàn)型之比是9∶7，則F1與雙隱性個體測交后表現(xiàn)型之比是(　　) A．1∶3 B．1∶2∶1 C．1∶1∶1∶1 D．9∶3∶3∶1 解析：選A　F2的性狀分離比為9∶7，說明A_B_表現(xiàn)一種性狀，A_bb、aaB_、aabb表現(xiàn)另一種性狀，所以F1測交后表現(xiàn)型之比應(yīng)為1∶3。 4．已知豌豆紅花對白花、高莖對矮莖、子粒飽滿對子粒皺縮為顯性，控制它們的三對基因自由組合。以純合的紅花高莖子粒皺縮與純合的白花矮莖子粒飽滿植株雜交，F(xiàn)2代理論上為(　　) A．12種表現(xiàn)型 B．高莖子粒飽滿∶矮莖子粒皺縮為15∶1 C．紅花子粒飽滿∶紅花子粒皺縮∶白花子粒飽滿∶白花子粒皺縮為1∶1∶1∶1 D．紅花高莖子粒飽滿∶白花矮莖子粒皺縮為27∶1 解析：選D　根據(jù)自由組合定律可知，F(xiàn)2代理論上為8種表現(xiàn)型；高莖子粒飽滿∶矮莖子粒皺縮為9∶1，進(jìn)一步分析可知C項錯誤，D項正確。 5．兩對相對性狀的基因自由組合，如果F2的分離比分別為9∶7、9∶6∶1和15∶1，那么F1與雙隱性個體測交，得到的分離比分別是(　　) A．1∶3、1∶2∶1和3∶1 B．3∶1、4∶1和1∶3 C．1∶2∶1、4∶1和3∶1 D.3∶1、3∶1和1∶4 解析：選A　由F2的分離比可推知：①F1的基因型為雙雜合(AaBb)；②9∶7的比例說明有雙顯性基因的表現(xiàn)為一種性狀，其他的表現(xiàn)為另一種性狀，測交分離比為1∶3；9∶6∶1的比例說明有雙顯性基因的表現(xiàn)為一種性狀，有單顯性基因的表現(xiàn)為一種性狀，無顯性基因的表現(xiàn)為一種性狀，測交分離比為1∶2∶1；15∶1的比例說明只要有顯性基因的就表現(xiàn)為同一種性狀，無顯性基因的表現(xiàn)為另一種性狀，測交分離比為3∶1。 6．天竺鼠身體較圓，唇形似兔，是鼠類寵物中最溫馴的一種，受到人們的喜愛?？茖W(xué)家通過研究發(fā)現(xiàn)，該鼠的毛色由兩對基因控制，這兩對基因分別位于兩對常染色體上。現(xiàn)有一批基因型為BbCc的天竺鼠，已知B決定黑色毛，b決定褐色毛，C決定毛色存在，c決定毛色不存在(即白色)。則這批天竺鼠繁殖后，子代中黑色∶褐色∶白色的理論比值為(　　) A．9∶4∶3 B．9∶3∶4 C．9∶1∶6 D．9∶6∶1 解析：選B　BbCc的雌雄個體自由交配的后代中，基因型B_C_的為黑色，占9/16；基因型bbC_的為褐色，占3/16；所有cc基因型的(包括B_cc、bbcc)都為白色，占總數(shù)的1/4。 7．某植物花瓣的大小受一對等位基因A、a控制，基因型為AA的植株表現(xiàn)為大花瓣，Aa的為小花瓣，aa的為無花瓣。花瓣顏色受另一對等位基因R、r控制，基因型為RR和Rr的花瓣是紅色，rr的為黃色，兩對基因獨立遺傳。若基因型為AaRr的親本自交，則下列有關(guān)判斷錯誤的是(　　) A．子代共有9種基因型 B．子代共有4種表現(xiàn)型 C．子代有花瓣植株中，AaRr所占的比例為1/3 D．子代的所有植株中，純合子占1/4 解析：選B　本題運用拆分法求解，AaAa后代有3種基因型，3種表現(xiàn)型；RrRr后代有3種基因型，2種表現(xiàn)型。故AaRr自交后代有33＝9種基因型，有23＝6種表現(xiàn)型，但基因型為aa的個體無花瓣，因此，表現(xiàn)型只有5種，A正確，B錯誤。子代有花瓣植株占12/16＝3/4，其中，AaRr(4/16)所占的比例為1/3，C正確。子代的所有植株中，純合子占 4/16＝1/4，D正確。 8．用兩個圓形南瓜做雜交實驗，子一代均為扁盤狀南瓜。子一代自交，子二代出現(xiàn)扁盤狀、圓形和長形南瓜，三者比例為9∶6∶1，現(xiàn)對子二代中的圓形南瓜做測交，則后代中扁盤狀、圓形和長形三種南瓜的比例為(　　) A．2∶0∶1 B．0∶2∶1 C．5∶0∶1 D．0∶5∶1 解析：選B　由子二代扁盤狀、圓形和長形南瓜的比例為9∶6∶1可知，扁盤狀、圓形、長形南瓜分別為雙顯性、單顯性、雙隱性個體。對單顯性個體進(jìn)行測交，后代無雙顯性個體，圓形與長形南瓜的比例為2∶1。 9．下表為3個不同小麥雜交組合及其子代的表現(xiàn)型和植株數(shù)目(設(shè)A、a控制是否抗病，B、b控制種皮顏色)。 組合 雜交組 子代的表現(xiàn)型和植株數(shù)目 序號 合類型 抗病紅種皮 抗病白種皮 感病紅種皮 感病白 種皮 ① 抗病紅種皮感病紅種皮 416 138 410 135 ② 抗病紅種皮感病白種皮 180 184 178 182 ③ 感病紅種皮感病白種皮 140 136 420 414 (1)對于是否抗病，根據(jù)第________組雜交結(jié)果，可判斷________對________為顯性；對于種皮顏色，根據(jù)第________組雜交結(jié)果，可判斷________對________為顯性。 (2)三個雜交組合中親本的基因型分別是： ①______________________________________________________________， ②____________________________________________________________， ③___________________________________________________________。 (3)第________組符合測交實驗結(jié)果。 解析：(1)單獨分析每一對相對性狀，在第①組中，雙親均為紅種皮，子代個體有紅種皮和白種皮，且比例接近3∶1，由此確定紅種皮對白種皮為顯性；在第③組中，雙親均為感病，子代個體有感病和抗病，且比例也接近3∶1，由此確定感病對抗病為顯性。(2)用基因填充法可確定親本的基因型，如①組中，抗病紅種皮感病紅種皮，先把確定的基因?qū)懴聛?，不確定的用_表示待定：aaB_A_B_，然后根據(jù)子代的表現(xiàn)型來確定“_”處的基因。應(yīng)特別關(guān)注隱性個體，子代中有抗病白種皮(aabb)，則這是由雙親各提供一個ab配子結(jié)合而成的，由此確定雙親基因型為aaBbAaBb。 (3)單獨分析②組中每一對相對性狀，均符合測交實驗結(jié)果，即子代中顯性∶隱性＝1∶1。 答案：(1)③　感病　抗病?、佟〖t種皮　白種皮 (2)aaBbAaBb　aaBbAabb　AaBbAabb (3)② 10．某種野生植物有紫花和白花兩種表現(xiàn)型，已知紫花形成的生物化學(xué)途徑如圖所示。A和a、B和b獨立遺傳，A對a、B對b為顯性?；蛐筒煌膬砂谆ㄖ仓觌s交，F(xiàn)1紫花∶白花＝1∶1。若將F1紫花植株自交，所得F2植株中紫花∶白花＝9∶7。 　　　　　　A基因　　　　　　B基因 　　　　　　　↓　　　　　　　　↓ 前體物質(zhì)(白色)中間產(chǎn)物(白色)紫色物質(zhì) 請回答： (1)從紫花形成的途徑可知，紫花性狀是由______對基因控制的。 (2)根據(jù)F1紫花植株自交的結(jié)果，可以推測F1紫花植株的基因型是______，其自交所得F2中，白花植株純合子的基因型是________________。 (3)推測兩親本白花植株的雜交組合(基因型)是______或______，用遺傳圖解表示兩親本白花植株雜交的過程(只要求寫一組)。 (4)紫花形成的生物化學(xué)途徑中，若中間產(chǎn)物是紅色(形成紅花)，那么基因型為AaBb的植株自交，子代植株的表現(xiàn)型及比例為________。 解析：(1)由題干中的“前體物質(zhì)(白色) 中間產(chǎn)物(白色) 紫色物質(zhì)”知，紫花性狀由A、a和B、b兩對基因控制，且A、B同時存在才顯紫色，其他情況下則為白色。(2)本題仍然符合自由組合定律。F1紫花植株自交，所得F2植株中紫花∶白花＝9∶7(9∶7為9∶3∶3∶1的變式)，由此可知F1紫花植株的基因型為AaBb，進(jìn)而推知F2中白花植株純合子為AAbb、aaBB、aabb。(3)兩親本全是白花，雜交后代中紫花∶白花＝1∶1，既然后代有紫花植株，那么基因型應(yīng)該為A_B_，推知親本白色植株的基因型為A_bbaaB_，馬上就會發(fā)現(xiàn)答案有兩種：AabbaaBB或AAbbaaBb。(4)若中間產(chǎn)物為紅色，則只有A基因存在時為紅色，A、B同時存在時為紫色，其他情況下為白色。AaBb自交后代為A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb＝9∶3∶3∶1，其中A_B_為紫色，A_bb為紅色，aaB_和aabb為白色，所以AaBb自交子一代植株的表現(xiàn)型及比例為紫花∶紅花∶白花＝9∶3∶4。 答案：(1)兩　(2)AaBb　aaBB、AAbb、aabb (3)AabbaaBB　AAbbaaBb　遺傳圖解如下： (只要求寫一組) (4)紫花∶紅花∶白花＝9∶3∶4 [章末小結(jié)與測評 [知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建]