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人教版高中生物必修二第1章遗传因子的发现第2节第2课时孟德尔遗传规律的再发现及孟德尔遗传规律的应用课件
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第2节 孟德尔的豌豆杂交实验(二)第2课时 孟德尔遗传规律的再发现及孟德尔遗传规律的应用目 标 素 养 1.基于科学史实,借助于归纳与概括,阐述孟德尔成功的原因。通过学习“孟德尔遗传规律的再发现”,认同科学家谦逊诚信、探索求真的科学精神。2.通过构建概念图,说出基因型、表型和等位基因的含义。3.通过模拟遗传学案例分析,运用所学知识和科学思维解决生活中的实际问题。知 识 概 览 一、自由组合定律的内容 微判断基于自由组合定律的内容和实质,判断下列表述是否正确。(1)遗传因子的自由组合可以发生在任何时期。( )(2)形成配子时,决定同种性状的遗传因子自由组合。( )(3)多对相对性状遗传时,控制每一对相对性状的遗传因子先彼此分离,然后控制不同相对性状的遗传因子再自由组合。( )×××二、孟德尔实验方法的启示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,再研究两对或多对性状。3.对实验结果的处理方面:运用了统计学分析。4.实验研究:运用假说—演绎法,实验→提出问题→分析→提出假说(解释)→验证→总结规律。三、孟德尔遗传规律的再发现[连线]微思考基因型和表型是一一对应的吗?提示:不一定,表型相同的个体,基因型可能不同,如DD和Dd。四、孟德尔遗传规律的应用1.意义:不仅有助于人们正确地解释生物界普遍存在的遗传现象,还能够预测杂交后代的类型和它们出现的概率,这在动植物育种和医学实践等方面都具有重要意义。2.应用(1)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。(2)在医学实践中,人们可以依据分离定律和自由组合定律,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。微训练小麦的高秆对矮秆为显性,抗病对不抗病为显性。用纯种的高秆抗病和矮秆不抗病两个品种作亲本,在F2中选育矮秆抗病类型,其在F2中所占的比例约为( )A.1/16 B.1/8C.3/16 D.1/4答案:C解析:高秆抗病与矮秆不抗病品种杂交得F1,F1自交所得F2有4种表现类型,比例为9∶3∶3∶1,其中矮秆抗病类型占F2的3/16。一 分析归纳孟德尔实验方法的启示及孟德尔遗传规律的再发现问题探究在孟德尔之前的学者也做了不少杂交实验,但均未能总结出遗传的规律,而孟德尔利用豌豆杂交实验总结出了遗传规律,被后人公认为“遗传学之父”。请回答下列问题。1.孟德尔曾花了几年时间研究山柳菊,结果却一无所获,其原因主要有哪些?提示:①山柳菊没有既容易区分又可以连续观察的相对性状;②山柳菊有时进行有性生殖,有时进行无性生殖;③山柳菊的花小,难以做人工杂交实验。2.请分析总结孟德尔杂交实验成功的原因。提示:①实验材料:科学正确地选用豌豆作为实验材料是成功的首要条件。②研究对象:在对生物的性状进行分析时,孟德尔首先只针对一对相对性状进行研究,再对两对或多对相对性状进行研究。③科学方法:对实验结果进行统计学分析,即将数学的方法引入对遗传实验结果的处理和分析中。④严密程序:运用假说—演绎法,科学地设计实验方案。按发现问题→提出假说→演绎推理→实验验证→总结规律的科学实验程序进行研究。⑤自身素质:孟德尔具有扎实的知识基础、严谨求实的科学态度,热爱科学,勤于思考,勇于向传统挑战。3.表型相同,基因型不一定相同;基因型相同,表型就一定相同吗?D和D、d和d、D和d都是等位基因吗?为什么?提示:不一定,表型是基因型与环境共同作用的结果。只有D和d是等位基因,控制的是相对性状;D和D、d和d控制的是相同性状,是相同基因。归纳总结1.遗传规律相关概念的联系2.分离定律与自由组合定律的关系(1)均适用于真核生物核基因的遗传。(2)形成配子时,两个遗传规律同时起作用。(3)分离定律是最基本的遗传规律,是自由组合定律的基础。典例剖析【例1】 下列关于遗传基本问题的叙述,正确的是( )A.相对性状是指一种生物的同一种性状的不同表现类型,如棉花的细绒与长绒B.表型是指生物个体表现出来的性状,表型相同,基因型一定相同C.纯合子自交,后代一定不发生性状分离D.性状分离是指杂种后代中同时出现具有不同基因型的个体的现象答案:C 解析:相对性状是指一种生物的同一种性状的不同表现类型,如棉花的细绒与粗绒、长绒与短绒。表型相同,基因型不一定相同,如高茎豌豆的基因型有AA和Aa两种。纯合子自交,后代仍是纯合子,不发生性状分离。性状分离是指杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象。学以致用1.下列关于遗传学概念的解释,错误的是( )A.性状分离:杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象B.基因型:与表型有关的基因组成C.显性性状:两个亲本杂交,F1中显现出来的性状D.等位基因:控制相对性状的基因答案:C解析:具有相对性状的纯合亲本杂交,F1表现出来的性状是显性性状,未表现出来的性状是隐性性状。二 孟德尔遗传规律的应用问题探究有两个纯种小麦,一为高秆(D)抗锈病(T),一为矮秆(d)不抗锈病(t)。这两对性状独立遗传,现要培育矮秆抗锈病的新品种,过程如下图。请回答下列问题。1.请写出图中a、b、c所代表的过程。提示:a过程为杂交,b过程为自交,c过程为连续自交及筛选。2.由图可知,在哪一代开始出现矮秆抗锈病植株?出现的新品种植株能否直接用于农业生产?为什么?提示:F2。否,F2中的矮秆抗锈病植株中有纯合子,也有杂合子,杂合子不能用于农业生产。3.如何操作才可以获得我们需要的类型?提示:将F2中的矮秆抗锈病植株连续自交,直到后代不发生性状分离为止。归纳总结1.利用遗传规律培育不同品种的思路(1)培育杂合子品种:在农业生产上,可以将杂种一代作为种子直接利用,如水稻、玉米等。其特点是具有杂种优势,即品种高产、抗性强,但种子只能种一年。培育基本步骤如下:选取符合要求的纯种双亲(P)杂交(♀×♂)→F1(即为所需品种)。(2)培育隐性纯合子品种:选取双亲杂交,子一代自交→子二代→选出符合要求的类型就可以推广。(3)培育显性纯合子或一显一隐纯合子品种。②动物:选择具有不同优良性状的亲本杂交,获得F1→F1雌、雄个体间交配→获得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交,选择后代不发生性状分离的F2个体。③实例:现有基因型为BBEE和bbee的两种植物或动物,欲培育基因型为BBee的植物或动物品种,育种过程用遗传图解表示如下:2.动物中优良品种的选育与植物的杂交育种不同。植物的杂交育种一般需要连续自交,既保留了优良品种又能不断提高纯合比例;动物如果需要获得双隐性个体,一旦出现即是所需,如果需要获得显性个体,可以通过测交实验来鉴定其是否为纯合优良品种。典例剖析【例2】 已知小麦的有芒(A)对无芒(a)为显性,抗病(R)对不抗病(r)为显性,小麦一年只播种一次。下图是培育无芒抗病小麦的示意图。下列相关叙述错误的是( )A.杂交的目的是将控制无芒和抗病的基因集中到子一代中B.子一代自交的目的是使子二代中出现无芒抗病个体C.得到纯合的无芒抗病种子至少需要四年D.子二代中无芒抗病植株自交的目的是筛选子二代中无芒抗病植株中的纯合子答案:C解析:有芒抗病植株和无芒不抗病植株进行杂交产生的子一代中虽然没有出现无芒抗病植株,但已经将控制优良性状的基因a和R集中到了子一代中,然后通过子一代自交,子二代中出现了符合要求的植株,其中2/3是杂合子,纯合子只有1/3,之后再让子二代中无芒抗病植株自交,目的是鉴定哪些是纯合子。要杂交一次、自交两次才能获得纯合的无芒抗病种子,因为小麦一年只播种一次,所以至少需要三年才能获得纯合的无芒抗病种子。学以致用2.家兔的黑色对白色为显性,短毛对长毛为显性。控制这两对相对性状的基因可自由组合。下列关于利用黑色短毛纯种兔和白色长毛纯种兔培育出黑色长毛纯种兔的做法,错误的是( )A.黑色短毛纯种兔×白色长毛纯种兔,得F1B.选取健壮的F1个体自交,得F2C.从F2中选取健壮的黑色长毛兔与白色长毛兔测交D.根据测交结果,选取F2中稳定遗传的黑色长毛雌、雄兔答案:B 解析:设相关基因为A、a,B、b。根据题意分析可知,黑色短毛纯种兔和白色长毛纯种兔的基因型分别是AABB、aabb,利用它们杂交得F1,F1基因型为AaBb,F1雌、雄个体杂交能产生黑色长毛纯种兔(AAbb),A项正确。家兔属于雌雄异体动物,不能进行自交,B项错误。可以选用F1个体杂交,得F2,从F2中选取健壮的黑色长毛兔(A_bb)与白色长毛兔(aabb)测交,能选出黑色长毛纯种兔(AAbb),C项正确。根据测交结果,选取F2中稳定遗传的黑色长毛雌、雄兔(AAbb),D项正确。三 利用分离定律解决自由组合问题问题探究已知A与a、B与b、C与c为三对等位基因,遵循自由组合定律,现有AaBbCc与AaBBCc的两个个体进行杂交。1.求AaBbCc产生的配子种类以及AaBbCc产生ABC配子的概率。提示:2(A、a)×2(B、b)×2(C、c)=8(种);(1/2)A×(1/2)B×(1/2)C=1/8。2.AaBbCc与AaBBCc杂交,求子代的基因型种类以及后代中AaBBcc出现的概率。提示: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(AA∶Aa∶aa=1∶2∶1);Bb×BB→后代有2种基因型(BB∶Bb=1∶1);Cc×Cc→后代有3种基因型(CC∶Cc∶cc=1∶2∶1)。所以,后代中有3×2×3=18(种)基因型。后代中AaBBcc出现的概率为(1/2)Aa×(1/2)BB×(1/4)cc =1/16。3.AaBbCc与AabbCc杂交,求其杂交后代可能出现的表型种类数(完全显性条件下)以及后代中出现A_Bbcc的概率。提示:可分解为3个分离定律。Aa×Aa→后代有2种表型(A_∶aa=3∶1);Bb×bb→后代有2种表型(Bb∶bb=1∶1);Cc×Cc→后代有2种表型(C_∶cc=3∶1)。所以,后代中有2×2×2=8(种)表型。出现A_Bbcc的概率为(3/4)×(1/2)×(1/4)=3/32。归纳总结1.“拆分法”求解自由组合定律的计算问题(1)原理:分离定律是自由组合定律的基础。(2)思路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×A_Bb或AABb×aaBb。3.与自由组合定律相关的概率计算当控制两种遗传病(患甲病的概率为m,患乙病的概率为n)的基因之间具有“自由组合”关系时,患病情况如下图和下表所示。典例剖析【例3】 已知各对基因独立遗传,每对等位基因分别控制一对相对性状且完全显性,基因型为AabbDdEe(亲本1)与aaBbDDEe(亲本2)的个体杂交得到子代。下列相关叙述正确的是( )A.子代中有24种基因型,有16种表型B.亲本1可以产生8种配子,如ABDE、abde等C.子代中各性状均表现为显性的个体所占的比例是3/8D.子代中基因型为AabbDdEe的个体所占的比例是1/16答案:D 解析:完全显性条件下AabbDdEe与aaBbDDEe的个体杂交,Aa与aa杂交子代表型有2种,基因型有2种;bb×Bb杂交子代表型有2种,基因型有2种;Dd×DD杂交子代表型有1种,基因型有2种;Ee×Ee杂交子代表型有2种,基因型有3种,故子代中基因型有2×2×2×3=24(种),表型有2×2×1×2=8(种)。亲本1基因型为AabbDdEe,每对基因独立遗传,产生的配子类型有2×1×2×2=8(种),但不能产生ABDE的配子。子代中各性状均表现为显性的个体基因型为A_B_D_E_,所占的比例是(1/2)×(1/2)×1×(3/4)=3/16;子代中基因型为AabbDdEe的个体所占的比例是(1/2)×(1/2)×(1/2)×(1/2)=1/16。学以致用3.假定某植物体内的五对等位基因是自由组合的,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.1/4C.1/16 D.1/64答案:B解析:本题的解题思路是把基因自由组合问题转换成基因分离问题。根据基因分离定律分别计算,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,其概率是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”,每一次出现一对等位基因杂合、三对等位基因纯合的概率是(1/2)×(1/2)×(1/2)×(1/2)]。 1.孟德尔进行的两对相对性状的遗传实验中,具有1∶1∶1∶1比例关系的是( )①杂种自交后代的性状分离比 ②杂种产生配子类型的比例 ③杂种测交后代的表型比例 ④杂种自交后代的基因型比例 ⑤杂种测交后代的基因型比例A.①②④ B.②④⑤C.①③⑤ D.②③⑤答案:D解析:具有两对相对性状的杂种自交,后代的性状分离比为9∶3∶3∶1,①不符合题意;杂种产生配子种类的比例为1∶1∶1∶1,②符合题意;杂种测交后代的表型比例为1∶1∶1∶1,③符合题意;杂种自交后代的基因型比例为1∶2∶2∶4∶1∶2∶1∶2∶1,④不符合题意;杂种测交后代的基因型比例为1∶1∶1∶1,⑤符合题意。2.在三对基因各自独立遗传的条件下,亲本的基因型分别为ddEeFF和DdEeff,子代中表型不同于亲本的个体占全部子代的( )A.5/8 B.3/8C.1/12 D.1/4答案:A解析:ddEeFF×DdEeff,子代中表型与亲本中ddEeFF相同的占(1/2)×(3/4)×1=3/8,与亲本中DdEeff相同的概率为0。故子代表型不同于亲本的个体占全部子代的比例=1-3/8=5/8。3.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4种表型,对每对相对性状的植株数目进行统计,结果如下图所示。(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中表型不同于双亲(甲和乙)的个体占全部F2的比例是 。 答案:(1)毛颖 抗锈病(两空可互换)(2)DDrr ddRR ddRr(3)4 决定同一性状的基因彼此分离,决定不同性状的基因自由组合(4)1/8 3/8(5)1/2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、乙均为纯种,基因型分别为DDrr、ddRR,所以F1的基因型为DdRr,与丁杂交后,F2中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且两对性状的遗传遵循自由组合定律,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_)占(1/2)×(3/4)=3/8。(5)F2中,与甲(DDrr)表型相同的个体占(1/2)×(1/4)=1/8,与乙(ddRR)表型相同的个体占(1/2)×(3/4)=3/8,所以F2中表型不同于双亲的个体占1/2。
第2节 孟德尔的豌豆杂交实验(二)第2课时 孟德尔遗传规律的再发现及孟德尔遗传规律的应用目 标 素 养 1.基于科学史实,借助于归纳与概括,阐述孟德尔成功的原因。通过学习“孟德尔遗传规律的再发现”,认同科学家谦逊诚信、探索求真的科学精神。2.通过构建概念图,说出基因型、表型和等位基因的含义。3.通过模拟遗传学案例分析,运用所学知识和科学思维解决生活中的实际问题。知 识 概 览 一、自由组合定律的内容 微判断基于自由组合定律的内容和实质,判断下列表述是否正确。(1)遗传因子的自由组合可以发生在任何时期。( )(2)形成配子时,决定同种性状的遗传因子自由组合。( )(3)多对相对性状遗传时,控制每一对相对性状的遗传因子先彼此分离,然后控制不同相对性状的遗传因子再自由组合。( )×××二、孟德尔实验方法的启示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,再研究两对或多对性状。3.对实验结果的处理方面:运用了统计学分析。4.实验研究:运用假说—演绎法,实验→提出问题→分析→提出假说(解释)→验证→总结规律。三、孟德尔遗传规律的再发现[连线]微思考基因型和表型是一一对应的吗?提示:不一定,表型相同的个体,基因型可能不同,如DD和Dd。四、孟德尔遗传规律的应用1.意义:不仅有助于人们正确地解释生物界普遍存在的遗传现象,还能够预测杂交后代的类型和它们出现的概率,这在动植物育种和医学实践等方面都具有重要意义。2.应用(1)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。(2)在医学实践中,人们可以依据分离定律和自由组合定律,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。微训练小麦的高秆对矮秆为显性,抗病对不抗病为显性。用纯种的高秆抗病和矮秆不抗病两个品种作亲本,在F2中选育矮秆抗病类型,其在F2中所占的比例约为( )A.1/16 B.1/8C.3/16 D.1/4答案:C解析:高秆抗病与矮秆不抗病品种杂交得F1,F1自交所得F2有4种表现类型,比例为9∶3∶3∶1,其中矮秆抗病类型占F2的3/16。一 分析归纳孟德尔实验方法的启示及孟德尔遗传规律的再发现问题探究在孟德尔之前的学者也做了不少杂交实验,但均未能总结出遗传的规律,而孟德尔利用豌豆杂交实验总结出了遗传规律,被后人公认为“遗传学之父”。请回答下列问题。1.孟德尔曾花了几年时间研究山柳菊,结果却一无所获,其原因主要有哪些?提示:①山柳菊没有既容易区分又可以连续观察的相对性状;②山柳菊有时进行有性生殖,有时进行无性生殖;③山柳菊的花小,难以做人工杂交实验。2.请分析总结孟德尔杂交实验成功的原因。提示:①实验材料:科学正确地选用豌豆作为实验材料是成功的首要条件。②研究对象:在对生物的性状进行分析时,孟德尔首先只针对一对相对性状进行研究,再对两对或多对相对性状进行研究。③科学方法:对实验结果进行统计学分析,即将数学的方法引入对遗传实验结果的处理和分析中。④严密程序:运用假说—演绎法,科学地设计实验方案。按发现问题→提出假说→演绎推理→实验验证→总结规律的科学实验程序进行研究。⑤自身素质:孟德尔具有扎实的知识基础、严谨求实的科学态度,热爱科学,勤于思考,勇于向传统挑战。3.表型相同,基因型不一定相同;基因型相同,表型就一定相同吗?D和D、d和d、D和d都是等位基因吗?为什么?提示:不一定,表型是基因型与环境共同作用的结果。只有D和d是等位基因,控制的是相对性状;D和D、d和d控制的是相同性状,是相同基因。归纳总结1.遗传规律相关概念的联系2.分离定律与自由组合定律的关系(1)均适用于真核生物核基因的遗传。(2)形成配子时,两个遗传规律同时起作用。(3)分离定律是最基本的遗传规律,是自由组合定律的基础。典例剖析【例1】 下列关于遗传基本问题的叙述,正确的是( )A.相对性状是指一种生物的同一种性状的不同表现类型,如棉花的细绒与长绒B.表型是指生物个体表现出来的性状,表型相同,基因型一定相同C.纯合子自交,后代一定不发生性状分离D.性状分离是指杂种后代中同时出现具有不同基因型的个体的现象答案:C 解析:相对性状是指一种生物的同一种性状的不同表现类型,如棉花的细绒与粗绒、长绒与短绒。表型相同,基因型不一定相同,如高茎豌豆的基因型有AA和Aa两种。纯合子自交,后代仍是纯合子,不发生性状分离。性状分离是指杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象。学以致用1.下列关于遗传学概念的解释,错误的是( )A.性状分离:杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象B.基因型:与表型有关的基因组成C.显性性状:两个亲本杂交,F1中显现出来的性状D.等位基因:控制相对性状的基因答案:C解析:具有相对性状的纯合亲本杂交,F1表现出来的性状是显性性状,未表现出来的性状是隐性性状。二 孟德尔遗传规律的应用问题探究有两个纯种小麦,一为高秆(D)抗锈病(T),一为矮秆(d)不抗锈病(t)。这两对性状独立遗传,现要培育矮秆抗锈病的新品种,过程如下图。请回答下列问题。1.请写出图中a、b、c所代表的过程。提示:a过程为杂交,b过程为自交,c过程为连续自交及筛选。2.由图可知,在哪一代开始出现矮秆抗锈病植株?出现的新品种植株能否直接用于农业生产?为什么?提示:F2。否,F2中的矮秆抗锈病植株中有纯合子,也有杂合子,杂合子不能用于农业生产。3.如何操作才可以获得我们需要的类型?提示:将F2中的矮秆抗锈病植株连续自交,直到后代不发生性状分离为止。归纳总结1.利用遗传规律培育不同品种的思路(1)培育杂合子品种:在农业生产上,可以将杂种一代作为种子直接利用,如水稻、玉米等。其特点是具有杂种优势,即品种高产、抗性强,但种子只能种一年。培育基本步骤如下:选取符合要求的纯种双亲(P)杂交(♀×♂)→F1(即为所需品种)。(2)培育隐性纯合子品种:选取双亲杂交,子一代自交→子二代→选出符合要求的类型就可以推广。(3)培育显性纯合子或一显一隐纯合子品种。②动物:选择具有不同优良性状的亲本杂交,获得F1→F1雌、雄个体间交配→获得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交,选择后代不发生性状分离的F2个体。③实例:现有基因型为BBEE和bbee的两种植物或动物,欲培育基因型为BBee的植物或动物品种,育种过程用遗传图解表示如下:2.动物中优良品种的选育与植物的杂交育种不同。植物的杂交育种一般需要连续自交,既保留了优良品种又能不断提高纯合比例;动物如果需要获得双隐性个体,一旦出现即是所需,如果需要获得显性个体,可以通过测交实验来鉴定其是否为纯合优良品种。典例剖析【例2】 已知小麦的有芒(A)对无芒(a)为显性,抗病(R)对不抗病(r)为显性,小麦一年只播种一次。下图是培育无芒抗病小麦的示意图。下列相关叙述错误的是( )A.杂交的目的是将控制无芒和抗病的基因集中到子一代中B.子一代自交的目的是使子二代中出现无芒抗病个体C.得到纯合的无芒抗病种子至少需要四年D.子二代中无芒抗病植株自交的目的是筛选子二代中无芒抗病植株中的纯合子答案:C解析:有芒抗病植株和无芒不抗病植株进行杂交产生的子一代中虽然没有出现无芒抗病植株,但已经将控制优良性状的基因a和R集中到了子一代中,然后通过子一代自交,子二代中出现了符合要求的植株,其中2/3是杂合子,纯合子只有1/3,之后再让子二代中无芒抗病植株自交,目的是鉴定哪些是纯合子。要杂交一次、自交两次才能获得纯合的无芒抗病种子,因为小麦一年只播种一次,所以至少需要三年才能获得纯合的无芒抗病种子。学以致用2.家兔的黑色对白色为显性,短毛对长毛为显性。控制这两对相对性状的基因可自由组合。下列关于利用黑色短毛纯种兔和白色长毛纯种兔培育出黑色长毛纯种兔的做法,错误的是( )A.黑色短毛纯种兔×白色长毛纯种兔,得F1B.选取健壮的F1个体自交,得F2C.从F2中选取健壮的黑色长毛兔与白色长毛兔测交D.根据测交结果,选取F2中稳定遗传的黑色长毛雌、雄兔答案:B 解析:设相关基因为A、a,B、b。根据题意分析可知,黑色短毛纯种兔和白色长毛纯种兔的基因型分别是AABB、aabb,利用它们杂交得F1,F1基因型为AaBb,F1雌、雄个体杂交能产生黑色长毛纯种兔(AAbb),A项正确。家兔属于雌雄异体动物,不能进行自交,B项错误。可以选用F1个体杂交,得F2,从F2中选取健壮的黑色长毛兔(A_bb)与白色长毛兔(aabb)测交,能选出黑色长毛纯种兔(AAbb),C项正确。根据测交结果,选取F2中稳定遗传的黑色长毛雌、雄兔(AAbb),D项正确。三 利用分离定律解决自由组合问题问题探究已知A与a、B与b、C与c为三对等位基因,遵循自由组合定律,现有AaBbCc与AaBBCc的两个个体进行杂交。1.求AaBbCc产生的配子种类以及AaBbCc产生ABC配子的概率。提示:2(A、a)×2(B、b)×2(C、c)=8(种);(1/2)A×(1/2)B×(1/2)C=1/8。2.AaBbCc与AaBBCc杂交,求子代的基因型种类以及后代中AaBBcc出现的概率。提示: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(AA∶Aa∶aa=1∶2∶1);Bb×BB→后代有2种基因型(BB∶Bb=1∶1);Cc×Cc→后代有3种基因型(CC∶Cc∶cc=1∶2∶1)。所以,后代中有3×2×3=18(种)基因型。后代中AaBBcc出现的概率为(1/2)Aa×(1/2)BB×(1/4)cc =1/16。3.AaBbCc与AabbCc杂交,求其杂交后代可能出现的表型种类数(完全显性条件下)以及后代中出现A_Bbcc的概率。提示:可分解为3个分离定律。Aa×Aa→后代有2种表型(A_∶aa=3∶1);Bb×bb→后代有2种表型(Bb∶bb=1∶1);Cc×Cc→后代有2种表型(C_∶cc=3∶1)。所以,后代中有2×2×2=8(种)表型。出现A_Bbcc的概率为(3/4)×(1/2)×(1/4)=3/32。归纳总结1.“拆分法”求解自由组合定律的计算问题(1)原理:分离定律是自由组合定律的基础。(2)思路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×A_Bb或AABb×aaBb。3.与自由组合定律相关的概率计算当控制两种遗传病(患甲病的概率为m,患乙病的概率为n)的基因之间具有“自由组合”关系时,患病情况如下图和下表所示。典例剖析【例3】 已知各对基因独立遗传,每对等位基因分别控制一对相对性状且完全显性,基因型为AabbDdEe(亲本1)与aaBbDDEe(亲本2)的个体杂交得到子代。下列相关叙述正确的是( )A.子代中有24种基因型,有16种表型B.亲本1可以产生8种配子,如ABDE、abde等C.子代中各性状均表现为显性的个体所占的比例是3/8D.子代中基因型为AabbDdEe的个体所占的比例是1/16答案:D 解析:完全显性条件下AabbDdEe与aaBbDDEe的个体杂交,Aa与aa杂交子代表型有2种,基因型有2种;bb×Bb杂交子代表型有2种,基因型有2种;Dd×DD杂交子代表型有1种,基因型有2种;Ee×Ee杂交子代表型有2种,基因型有3种,故子代中基因型有2×2×2×3=24(种),表型有2×2×1×2=8(种)。亲本1基因型为AabbDdEe,每对基因独立遗传,产生的配子类型有2×1×2×2=8(种),但不能产生ABDE的配子。子代中各性状均表现为显性的个体基因型为A_B_D_E_,所占的比例是(1/2)×(1/2)×1×(3/4)=3/16;子代中基因型为AabbDdEe的个体所占的比例是(1/2)×(1/2)×(1/2)×(1/2)=1/16。学以致用3.假定某植物体内的五对等位基因是自由组合的,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.1/4C.1/16 D.1/64答案:B解析:本题的解题思路是把基因自由组合问题转换成基因分离问题。根据基因分离定律分别计算,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,其概率是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”,每一次出现一对等位基因杂合、三对等位基因纯合的概率是(1/2)×(1/2)×(1/2)×(1/2)]。 1.孟德尔进行的两对相对性状的遗传实验中,具有1∶1∶1∶1比例关系的是( )①杂种自交后代的性状分离比 ②杂种产生配子类型的比例 ③杂种测交后代的表型比例 ④杂种自交后代的基因型比例 ⑤杂种测交后代的基因型比例A.①②④ B.②④⑤C.①③⑤ D.②③⑤答案:D解析:具有两对相对性状的杂种自交,后代的性状分离比为9∶3∶3∶1,①不符合题意;杂种产生配子种类的比例为1∶1∶1∶1,②符合题意;杂种测交后代的表型比例为1∶1∶1∶1,③符合题意;杂种自交后代的基因型比例为1∶2∶2∶4∶1∶2∶1∶2∶1,④不符合题意;杂种测交后代的基因型比例为1∶1∶1∶1,⑤符合题意。2.在三对基因各自独立遗传的条件下,亲本的基因型分别为ddEeFF和DdEeff,子代中表型不同于亲本的个体占全部子代的( )A.5/8 B.3/8C.1/12 D.1/4答案:A解析:ddEeFF×DdEeff,子代中表型与亲本中ddEeFF相同的占(1/2)×(3/4)×1=3/8,与亲本中DdEeff相同的概率为0。故子代表型不同于亲本的个体占全部子代的比例=1-3/8=5/8。3.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4种表型,对每对相对性状的植株数目进行统计,结果如下图所示。(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中表型不同于双亲(甲和乙)的个体占全部F2的比例是 。 答案:(1)毛颖 抗锈病(两空可互换)(2)DDrr ddRR ddRr(3)4 决定同一性状的基因彼此分离,决定不同性状的基因自由组合(4)1/8 3/8(5)1/2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、乙均为纯种,基因型分别为DDrr、ddRR,所以F1的基因型为DdRr,与丁杂交后,F2中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且两对性状的遗传遵循自由组合定律,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_)占(1/2)×(3/4)=3/8。(5)F2中,与甲(DDrr)表型相同的个体占(1/2)×(1/4)=1/8,与乙(ddRR)表型相同的个体占(1/2)×(3/4)=3/8,所以F2中表型不同于双亲的个体占1/2。
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