人教生物必修2课件：1-2 第2课时 自由组合定律的应用及解题方法(共41张PPT)

(共41张PPT)
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解题方法
学有目标——课标要求必明 记在平时——核心语句必背
1.简述自由组合定律在实践中的应用。 2．运用自由组合定律解释一些遗传现象。 3．掌握自由组合定律的常见类型和解题思路。 1.生物的表型是基因型和环境共同作用的结果。
2．在杂交育种中，人们有目的地将具有不同优良性状的两个亲本杂交，使两个亲本的优良性状组合在一起，再筛选出所需要的优良品种。
3．在医学实践中，人们可以对某些遗传病在后代中的患病概率作出科学的推断，从而为遗传咨询提供理论依据。
题型(一)　由亲代求子代基因型或表型的种类及概率　　
【知能深化】
[典例]　 已知基因型为AaBbCc与AaBbCC的个体杂交，求：
(1)杂交后代的基因型与表型的种类数分别为________、________。
(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)表型。(2)AaBbCc与AaBbCC的个体杂交，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)杂交后代中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)1/32　1/16
(3)3/16　3/16
[方法指导]
利用“拆分法”解答自由组合问题的一般思路
首先，将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题。在独立遗传的情况下，有几对等位基因就可分解为几组分离定律问题。如AaBb×Aabb，可分解为两组：Aa×Aa，Bb×bb。然后，按分离定律进行逐一分析。最后，将获得的结果进行综合，得到正确答案。举例如下(完全显性情况下)：
问题举例 计算方法
AaBbCc×AabbCc，求其杂交后代可能的表型种类数 可分解为三个分离定律：
Aa×Aa→后代有2种表型(3A_∶1aa)
Bb×bb→后代有2种表型(1Bb∶1bb)
Cc×Cc→后代有2种表型(3C_∶1cc)
所以，AaBbCc×AabbCc的后代中有2×2×2＝8(种)表型
AaBbCc×AabbCc，后代中表型同A_bbcc个体的概率计算 　Aa×Aa　Bb×bb　Cc×Cc
　 　↓　　 　↓　　　↓
3/4(A_)×1/2(bb)×1/4(cc)＝3/32
AaBbCc×AabbCc，求子代中不同于亲本的表型(基因型) 不同于亲本的表型＝1－亲本的表型＝1－(A_B_C_＋A_bbC_)，不同于亲本的基因型＝1－亲本的基因型＝1－(AaBbCc＋AabbCc)
【针对训练】
1．已知A与a、B与b、C与c 3对等位基因自由组合，基因型分别为AaBbCc、AabbCc的两个体进行杂交。下列关于杂交后代的推测，正确的是 (　　)
A．表型有8种，AaBbCc个体的比例为1/16
B．基因型有18种，aaBbCc个体的比例为1/16
C．表型有4种，Aabbcc个体的比例为1/32
D．基因型有8种，aaBbcc个体的比例为1/16
解析： AaBbCc×AabbCc，每一种性状的表型是2种，因此杂交后代的表型是2×2×2＝8(种)，后代中AaBbCc个体的比例是1/2×1/2×1/2＝1/8，A、C错误；杂交后代基因型的种类是3×2×3＝18(种)，后代中aaBbCc个体的比例是1/4×1/2×1/2＝1/16，aaBbcc个体的比例是1/4×1/2×1/4＝1/32，B正确，D错误。
答案：B　
2．假定某植物5对等位基因是相互自由组合的，杂交组合AaBBCcDDEe×AaBbCCddEe产生的后代中，两对等位基因杂合、三对等位基因纯合的个体所占的比例是 (　　)
A．1/2　　　　　　　　　 B．1/4
C．1/16 D．1/64
解析：根据基因分离定律，把等位基因分对计算，其中DD×dd一定得到Dd，在剩下的4对基因组合中，出现杂合子和纯合子的概率都是1/2；要满足题意，则需要除D、d之外的4对基因组合中，有一对为杂合子，另外三对均为纯合子，其概率为4×1/2×1/2×1/2×1/2＝1/4；其中4是指“在4对基因组合(Aa×Aa，Bb×BB，Cc×CC，Ee×Ee)中，有且只有一对出现杂合子的情况有4种”，每次出现一对杂合子、三对纯合子的概率是1/2×1/2×1/2×1/2。故选B。
答案：B　
题型(二)　由子代推亲代基因型及表型
【知能深化】
[典例]　豌豆种子黄色(Y)对绿色(y)为显性，圆粒(R)对皱粒(r)为显性。黄色圆粒豌豆与绿色圆粒豌豆杂交，F1出现黄圆、绿圆、黄皱、绿皱四种表型，其比例为3∶3∶1∶1，推知其亲代杂交组合基因型是 (　　)
A．YyRr×yyRr　　　 　 B．YyRR×yyRr
C．YYRr×yyRR D．YYRr×yyRr
[解析]　黄色圆粒豌豆和绿色圆粒豌豆进行杂交的后代中，圆粒∶皱粒＝3∶1，说明亲本的基因组成为Rr和Rr；黄色∶绿色＝1∶1，说明亲本的基因组成为Yy和yy。因此可以判断亲本的基因型为YyRr和yyRr。故选A。
[答案]　A
[方法指导]
利用“逆向组合法”推断亲本基因型的一般思路
(1)方法：将自由组合定律的性状分离比拆分成分离定律的分离比分别分析，再运用乘法原理进行逆向组合。
(2)题型示例
①9∶3∶3∶1 (3∶1)(3∶1) (Aa×Aa)(Bb×Bb)；
②1∶1∶1∶1 (1∶1)(1∶1) (Aa×aa)(Bb×bb)；
③3∶3∶1∶1 (3∶1)(1∶1) (Aa×Aa)(Bb×bb)或(Aa×aa)(Bb×Bb)；
④3∶1 (3∶1)×1 (Aa×Aa)(BB×_ _)或(Aa×Aa)(bb×bb)或(AA×_ _)(Bb×Bb)或(aa×aa)(Bb×Bb)。
【针对训练】
1．已知豌豆的黄粒对绿粒为显性，受一对遗传因子Y、y控制；圆粒对皱粒为显性，受另一对遗传因子R、r控制；两对遗传因子独立遗传。现有黄色皱粒与绿色圆粒两品种杂交，其后代出现黄色圆粒70株、绿色圆粒68株、黄色皱粒73株和绿色皱粒71株。则两亲本的遗传因子组成是 (　　)
A．YYrr×yyRr B．YYrr×yyRR
C．Yyrr×yyRR D．Yyrr×yyRr
解析：后代黄粒∶绿粒＝(70＋73)∶(68＋71)≈1∶1，可推知亲本的相应遗传因子组成为黄粒Yy×绿粒yy；同理，后代圆粒∶皱粒＝(70＋68)∶(73＋71)≈1∶1，可推知亲本的相应遗传因子组成为圆粒Rr×皱粒rr；结合亲本性状表现为黄色皱粒与绿色圆粒，所以亲本的遗传因子组成为Yyrr×yyRr。
答案：D　
2．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．BbCc
C．bbCc D．Bbcc
解析：由题干分析可知，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”的基因型为bbCc。
答案：C　
题型(三)　子代患病概率的计算
【知能深化】
[典例]　一个正常的女人与一个并指(Bb)的男人结婚，他们生了一个白化病且手指正常的孩子。若他们再生一个孩子：
(1)只患并指的概率是________。
(2)只患白化病的概率是________。
(3)既患白化病又患并指的男孩的概率是________。
(4)只患一种病的概率是________。
(5)患病的概率是________。
[解析]　由题意可知，第1个孩子的基因型应为aabb(与白化病相关的基因用a表示)，则该夫妇基因型应分别为妇：Aabb；夫：AaBb。依据该夫妇基因型可知，孩子中并指的概率应为1/2(非并指概率为1/2)，白化病的概率应为1/4(非白化病概率应为3/4)，则：(1)再生一个只患并指孩子的概率为并指概率－并指又白化概率＝1/2－1/2×1/4＝3/8。(2)只患白化病孩子的概率为白化病概率－白化又并指的概率＝1/4－1/2×1/4＝1/8。(3)生一个既患白化又患并指的男孩的概率为男孩出生率×白化病概率×并指概率＝1/2×1/4×1/2＝1/16。(4)后代只患一种病的概率为并指概率×非白化病概率＋白化病概率×非并指概率＝1/2×3/4＋1/4×1/2＝1/2。(5)后代中患病的概率为1－全正常(非并指、非白化)＝1－1/2×3/4＝5/8。
[答案]　(1)3/8　(2)1/8　(3)1/16　(4)1/2　(5)5/8
[方法指导]
用“十字交叉法”解答两病概率计算问题
(1)当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时，各种患病情况的概率分析如下：
序号 类型 计算公式
① 同时患两病概率 mn
② 只患甲病概率 m(1－n)
③ 只患乙病概率 n(1－m)
④ 不患病概率 (1－m)(1－n)
拓展 求解 患病概率 ①＋②＋③或1－④
只患一种病概率 ②＋③或1－(①＋④)
(2)根据序号所示进行相乘得出相应概率再进一步拓展，如下表：
【针对训练】
1．多指症由显性基因控制，先天性聋哑由隐性基因控制，这两种遗传病的基因独立遗传。一对男性患多指、女性正常的夫妇，婚后生了一个手指正常的聋哑孩子。这对夫妇再生下的孩子为手指正常、先天性聋哑、既多指又先天性聋哑这三种情况的可能性依次是 (　　)
A．1/2、1/4、1/8　　　　 B．1/4、1/8、1/2
C．1/8、1/2、1/4 D．1/4、1/2、1/8
解析：假设手指形状决定基因用A、a表示，听力基因用B、b表示，根据亲子代表型，可推出亲代基因型，父：AaBb，母：aaBb，他们再生一个孩子的情况是：手指正常(aa)为1/2，多指(Aa)为1/2；听觉正常(B_)为3/4，先天性聋哑(bb)为1/4；既多指又先天性聋哑的概率为1/2×1/4＝1/8。故选A。
答案：A　
2．人的眼睛散光(A)对不散光(a)为显性；直发(B)和卷发(b)杂合时表现为波浪发，两对基因分别位于两对常染色体上。一个其母亲正常但本人有散光症的波浪发女性，与一个无散光症的波浪发男性婚配。下列叙述正确的是 (　　)
A．基因B、b的遗传不符合基因的分离定律
B．卵细胞(雌配子)中同时含A、B的概率为1/2
C．所生孩子中最多有6种不同的表型
D．生出一个无散光症直发孩子的概率为3/8
解析：基因B、b的遗传符合基因的分离定律，A错误；一个其母亲正常但本人有散光症的波浪发女性的基因型是AaBb，卵细胞中同时含A、B的概率为1/4，B错误；一个其母亲正常但本人有散光症的波浪发女性的基因型是AaBb，一个无散光症的波浪发男性的基因型是aaBb，二者婚配，所生孩子中最多有2[散光(Aa)、不散光(aa)]×3[直发(BB)、波浪发(Bb)、卷发(bb)]＝6种不同的表型，其中生出一个无散光症直发孩子(aaBB)的概率为1/2×1/4＝1/8，C正确，D错误。
答案：C　
题型(四)　基因自由组合现象的特殊分离比问题
【知能深化】
1．基因互作
类型 F1(AaBb) 自 交后代比例 F1测交
后代比例
Ⅰ 存在一种显性基因时表现为同一性状，其余正常表现 9∶6∶1 1∶2∶1
Ⅱ 两种显性基因同时存在时，表现为一种性状，否则表现为另一种性状 9∶7 1∶3
Ⅲ 当某一对隐性基因成对存在时表现为双隐性状，其余正常表现 9∶3∶4 1∶1∶2
Ⅳ 只要存在显性基因就表现为一种性状，其余正常表现 15∶1 3∶1
2．显性基因累加效应
(1)表现:
(2)原因：A与B的作用效果相同，但显性基因越多，其效果越强。
[典例1]　控制某动物体长的三对等位基因A、a，B、b和C、c分别位于不同对的染色体上，其中显性基因A/B/C对体长的作用相等，且显性基因越多会使该种动物体长越长。让基因型为AABBCC(体长14 cm)和基因型为aabbcc(体长8 cm)的该种动物交配产生F1，F1的雌雄个体随机交配获得F2。如果F2个体数量足够多，则下列叙述错误的是 (　　)
A．这三对等位基因的遗传符合自由组合定律
B．F1的雌雄配子结合方式有64种
C．F2中体长为13 cm的基因型有6种
D．F2个体的体长最大值是14 cm
[解析]　由于三对等位基因A、a，B、b和C、c分别位于不同对的染色体上，所以这三对等位基因的遗传符合自由组合定律，A正确；由题意可知，F1的基因型为AaBbCc，且三对等位基因分别位于不同对的染色体上，所以F1产生的雌雄配子种类各有23＝8(种)，雌雄配子结合方式有8×8＝64(种)，B正确；体长为13 cm的个体中含有5个显性基因，所以F2中体长为13 cm的基因型有AABBCc、AABbCC、AaBBCC共3种，C错误；根据F1的基因型为AaBbCc，F1自交产生的F2的基因型中含显性基因最多的个体(基因型为AABBCC)其体长最长，为14 cm，D正确。
[答案]　C
[典例2]　家蚕结黄茧和白茧分别由一对等位基因Y、y控制，并受另一对等位基因I、i影响。当基因I存在时，基因Y的作用不能显现出来。现有下面两组杂交实验，下列分析错误的是 (　　)
A．基因Y与基因I遵循自由组合
定律
B．实验二两亲本的基因型可能
是YYIi×YyIi
C．若实验一的F2中结黄茧个体
自由交配，后代中纯合子占5/9
D．若实验一的F1与F2中结黄茧
杂合子杂交，理论上后代结白茧家蚕中纯合子占2/5
[解析]　实验一显示，F2中白茧∶黄茧＝13∶3(是9∶3∶3∶1的变式)，因此两对等位基因遵循自由组合定律，所以F1白茧的基因型是YyIi，A正确。Y_I_、yyI_、yyii都表现为白茧，Y_ii表现为黄茧，因此实验一中亲本黄茧的基因型是YYii，白茧基因型是yyII；实验二中，白茧与白茧杂交，F1中白茧∶黄茧＝3∶1，因此两亲本的基因型可能是YYIi×YyIi，也可能是YyIi×yyii或YYIi×YYIi或YYIi×yyIi，B正确。实验一的F2中，结黄茧个体的基因型及概率为1/3YYii、2/3Yyii，产生的配子为2/3Yi、1/3yi，这些结黄茧个体自由交配，后代中纯合子占2/3Yi×2/3Yi＋1/3yi×1/3yi＝5/9，C正确；实验一的F1基因型为YyIi，F2中结黄茧杂合子基因型为Yyii，二者杂交后代结黄茧家蚕(Y_ii)的概率为3/4×1/2＝3/8，则结白茧家蚕的概率为5/8，后代结白茧家蚕纯合子(yyii)的概率为1/4×1/2＝1/8，因此理论上后代结白茧家蚕中纯合子占1/5，D错误。
[答案]　D
[方法指导]
性状分离比9∶3∶3∶1的变式题解题步骤
【针对训练】
1．香豌豆的花色有紫花和白花2种表型，显性基因C和P同时存在时开紫花。两个纯合白花品种杂交，F1开紫花，F1自交，F2的性状分离比为紫花∶白花＝9∶7。下列分析错误的是 (　　)
A．两个白花亲本的基因型为ccPP与CCpp
B．F2中白花的基因型有5种
C．F2紫花中纯合子的比例为1/9
D．F1测交结果紫花与白花的比例为1∶1
解析：根据题意分析可知，两个纯合白花亲本的基因型为CCpp与ccPP，A正确；F2中白花的基因型有5种，即CCpp、Ccpp、ccPP、ccPp、ccpp，紫花的基因型有4种，即CCPP、CCPp、CcPP、CcPp，B正确；F1(CcPp)自交所得F2中紫花植株(C_P_)占9/16，紫花纯合子(CCPP)占总数的1/16，所以F2紫花中纯合子的比例为1/9，C正确；由以上分析可知，F1的基因型是CcPp，其测交后代CcPp(紫花)∶Ccpp(白花)∶ccPp(白花)∶ccpp(白花)＝1∶1∶1∶1，则紫花∶白花＝1∶3，D错误。
答案：D　
2．荠菜果实形状——三角形和卵圆形由位于两对同源染色体上的基因A、a和B、b决定。基因型为AaBb的个体自交，F1中三角形∶卵圆形＝301∶20。在F1的三角形果实荠菜中，部分个体无论自交多少代，其后代均为三角形果实，这样的个体在F1的三角形果实荠菜中所占的比例为 (　　)
A．1/15　　　　　　　 B．7/15
C．3/16 D．7/16
解析：由F1中三角形∶卵圆形＝301∶20≈15∶1可知，只要有基因A或基因B存在，荠菜果实就表现为三角形，无基因A和基因B则表现为卵圆形。基因型为AaBb、aaBb、Aabb的个体自交均会出现aabb，因此无论自交多少代，后代均为三角形果实的个体在F1的三角形果实荠菜中占7/15。
答案：B　
题型(五)　　致死现象导致的性状分离比改变
【知能深化】
1．显性纯合致死
(1)AA和BB致死
(2)AA(或BB)致死
2．隐性纯合致死
[典例1]　某种鼠中，黄鼠基因Y对灰鼠基因y为显性，短尾基因T对长尾基因t为显性，且基因Y或T在纯合时都能使胚胎致死，这两对基因是独立分配的。两只黄色短尾鼠交配后所生的子代表型比例为 (　　)
A．3∶1∶3∶1　　　　　 B．9∶3∶3∶1
C．4∶2∶2∶1 D．1∶1∶1∶1
[解析]　正常情况下黄色短尾鼠的基因型为YYTT、YYTt、YyTT或YyTt，但由于“基因Y或T在纯合时都能使胚胎致死”，所以交配的两只黄色短尾鼠的基因型只能为YyTt。这两只鼠交配后正常情况下子代的基因型及比例为Y_T_∶Y_tt∶yyT_∶yytt＝9∶3∶3∶1，但根据题意可知，Y_T_中致死的基因型有YYTT(1/16)、YyTT(2/16)、YYTt(2/16)，能够存活的只有基因型为YyTt的个体，其比例为4/16；Y_tt中基因型为YYtt的个体胚胎致死(1/16)，基因型为Yytt的个体能够存活(2/16)；yyT_中基因型为yyTT的个体胚胎致死(1/16)，基因型为yyTt的个体能够存活(2/16)；基因型为yytt的个体全部存活，所以两只黄色短尾鼠交配后所生的子代表型比例为4∶2∶2∶1。
[答案]　C
[典例2]　果蝇的体色和翅形由基因控制。已知黑身残翅果蝇与灰身长翅果蝇交配，F1为黑身长翅和灰身长翅，比例为1∶1。当F1的黑身长翅果蝇自由交配时，其后代表型及比例为黑身长翅∶黑身残翅∶灰身长翅∶灰身残翅＝6∶2∶3∶1。下列分析错误的是 (　　)
A．果蝇的两对相对性状，显性性状分别是黑身和长翅
B．F1的黑身长翅果蝇自由交配产生的后代中致死个体占1/3
C．F1的黑身长翅果蝇自由交配产生的后代中致死基因型有3种
D．F2中黑身残翅果蝇个体测交后代表型比例为1∶1
[解析]　由题中数据分析可知，果蝇这两对相对性状中，显性性状分别为黑身和长翅，A正确；关于果蝇体色和翅形的基因分别用A/a、B/b表示。F1的黑身长翅果蝇自由交配时，其后代表型比例为6∶2∶3∶1，属于9∶3∶3∶1的变式，说明F1的基因型为AaBb，其相互交配后代中致死个体(AA)占1/4，B错误；F1的黑身长翅果蝇自由交配产生的后代中致死基因型有3种，即AABB、AABb、AAbb，C正确；由于AA致死，所以F2中的黑身残翅果蝇的基因型为Aabb，其测交后代表型比例为1∶1，D正确。
[答案]　B
[方法指导]
解答致死类问题的方法技巧
(1)从每对相对性状分离比角度分析，如：
6∶3∶2∶1 (2∶1)(3∶1) 一对显性基因纯合致死。
4∶2∶2∶1 (2∶1)(2∶1) 两对显性基因纯合致死。
(2)从F2每种性状的基因型种类及比例分析，如BB致死：
【针对训练】
1．某观赏植物的白花对紫花为显性，花瓣一直为单瓣，但经人工诱变后培育出一株重瓣白花植株，研究发现重瓣对单瓣为显性，且含重瓣基因的花粉致死。以新培育出的重瓣白花植株做母本与单瓣紫花植株杂交，F1中出现1/2重瓣白花，1/2单瓣白花，让F1中的重瓣白花自交，所得F2中各表型之间的比例为 (　　)
A．9∶3∶3∶1 B．3∶3∶1∶1
C．6∶3∶2∶1 D．4∶2∶1∶1
解析：设决定白花和紫花的基因分别为A、a，控制重瓣和单瓣的基因分别为B和b，亲代中重瓣白花植株的基因型为AABb，单瓣紫花植株的基因型为aabb，F1中重瓣白花植株的基因型为AaBb，单瓣白花植株的基因型为Aabb。由于重瓣白花植株(AaBb)产生的花粉只有Ab和ab两种，产生的雌配子有四种：AB、Ab、aB、ab，随机结合后，F2的表型及比例为重瓣白花∶单瓣白花∶重瓣紫花∶单瓣紫色＝3∶3∶1∶1。
答案：B　
2．致死基因的存在可影响后代性状分离比。现有基因型为AaBb的个体，两对等位基因独立遗传，但具有某种基因型的配子或个体致死，不考虑环境因素对表型的影响，若该个体自交，下列说法不正确的是 (　　)
A．后代分离比为5∶3∶3∶1，则推测原因可能是基因型为AB的雄配子或雌配子致死
B．后代分离比为7∶3∶1∶1，则推测原因可能是基因型为Ab的雄配子或雌配子致死
C．后代分离比为9∶3∶3，则推测原因可能是基因型为ab的雄配子或雌配子致死
D．后代分离比为4∶2∶2∶1，则推测原因可能是A基因和B基因显性纯合致死
解析：后代分离比为5∶3∶3∶1，基因型为A_B_ 的双显性状中有4份死亡，可推测可能是基因型为AB的雄配子或雌配子致死，A正确；后代中A_B_∶aaB_(或A_bb)∶A_bb(或aaB_)∶aabb＝7∶3∶1∶1，与9∶3∶3∶1相比，A_B_少了2份，A_bb(或aaB_)少了2份，最可能的原因是Ab(或aB)的雄配子或雌配子致死，B正确；后代分离比为9∶3∶3，没有出现双隐性个体，说明aabb的合子或个体死亡，C错误；若A基因和B基因显性纯合致死，则A_B_少5份，A_bb和aaB_中各少1份，即出现后代分离比为4∶2∶2∶1，D正确。
答案：C