高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 孟德尔的豌豆杂交实验（二）第2课时学案

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[学习目标] 1.熟记课本主要结论并能用来解决类似问题。2.能够比较熟练地运用“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非常规概率的由来并运用。
知识点一 孟德尔实验方法的启示、孟德尔遗传规律的再发现及应用
1．孟德尔实验方法的启示——孟德尔获得成功的原因
(1)实验选材方面：选择eq \(□,\s\up3(01))豌豆作为实验材料。
(2)对实验结果的处理方面：运用了eq \(□,\s\up3(02))统计学方法。
(3)实验的程序方面：提出问题―→提出假说―→演绎推理―→实验验证。运用了eq \(□,\s\up3(03))假说—演绎法这一科学方法。
2．孟德尔遗传规律的再发现
(1)基因：就是eq \(□,\s\up3(04))遗传因子。
(2)表型：生物个体表现出来的性状。如：豌豆的高茎、矮茎。
(3)基因型：与表型有关的基因组成。如：DD、Dd、dd等。
(4)等位基因：控制eq \(□,\s\up3(05))相对性状的基因。如：D和d
3．孟德尔遗传规律的应用
(1)分离定律和自由组合定律在生物的遗传中具有eq \(□,\s\up3(06))普遍性。
(2)应用：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eq \(□,\s\up3(07))类型和它们出现的eq \(□,\s\up3(08))概率，这在动植物育种和医学实践等方面都有重要意义。
(3)实例
①杂交育种：人们有目的地将具有eq \(□,\s\up3(09))不同优良性状的两个亲本杂交，使两个亲本的eq \(□,\s\up3(10))优良性状组合在一起，再筛选出eq \(□,\s\up3(11))所需要的优良品种。
②医学实践：人们可以依据分离定律和自由组合定律，对某些遗传病在eq \(□,\s\up3(12))后代中的患病概率作出科学的推断，从而为eq \(□,\s\up3(13))遗传咨询提供理论依据。
[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．基因型是表型的内在因素
B．表型一定，基因型可以转化
C．表型相同，基因型不一定相同
D．表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型不一致，说明表型是基因型与环境共同作用的结果。
答案 D
[例2] 用杂合子(DdEe)种子获得纯合子(ddee)，最简捷的方法是( )
A．种植→F1→选双隐性者→纯合子
B．种植→秋水仙素处理→纯合子
C．种植→花药离体培养→单倍体幼苗→秋水仙素处理→纯合子
D．种植→秋水仙素处理→花药离体培养→纯合子
解题分析 杂合子(DdEe)种子中含有d、e基因，自交后一旦出现隐性性状便能稳定遗传，方法简捷。
答案 A
知识点二 利用分离定律解决自由组合定律问题
1．解题模式
(1)应用基础：eq \(□,\s\up3(01))分离定律。熟悉孟德尔的一对相对性状的杂交实验和测交实验中的常见种类及其比值。例如：
⑥基因型为DD的个体，能产生eq \(□,\s\up3(04))1种类型的配子，是eq \(□,\s\up3(05))D；基因型为Dd的个体，能产生eq \(□,\s\up3(06))2种类型的配子，分别是eq \(□,\s\up3(07))D和d；基因型为dd的个体，能产生eq \(□,\s\up3(08))1种类型的配子，是eq \(□,\s\up3(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离定律进行相应的推算(基因型或表型及其概率，基因型或表型种类数，产生的配子类型及其比例等等)；
第二步：根据解题需要，将第一步中的结果进行组合，即得到所需的基因型(或表型、配子种类等)，对应的概率相乘，即得到相应基因型(或表型、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。
a．配子种类
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类数。
a．先求AaBbCc、AaBbCC各自产生多少种配子。
AaBbCc→eq \(□,\s\up3(15))8种配子，AaBbCC→eq \(□,\s\up3(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 \(□,\s\up3(17))8×4＝32种结合方式。
eq \a\vs4\al(问题探究) 表型相同，基因型不一定相同。基因型相同，表型一定相同吗？
提示：不一定。表型是基因型与环境共同作用的结果。
eq \a\vs4\al(问题探究) 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，控制的是相对性状，D和D、d和d控制的是相同性状。
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个分离定律：
b．根据解题需要，将a中结果进行组合、运算
AaBbCc×AaBBCc，后代中有eq \(□,\s\up3(29))3×2×3＝18种基因型。
后代中AaBBcc出现的概率为：
eq \(□,\s\up3(30))eq \f(1,2)(Aa)×eq \(□,\s\up3(31))eq \f(1,2)(BB)×eq \(□,\s\up3(32))eq \f(1,4)(cc)＝eq \(□,\s\up3(33))eq \f(1,16)。
④表型种类及概率的问题
例4：AaBbCc×AabbCc，求其杂交后代可能出现的表型种类及概率。
a．先分解为3个分离定律：
Aa×Aa→后代有eq \(□,\s\up3(34))2种表型(A_∶aa＝eq \(□,\s\up3(35))3∶1)；
Bb×bb→后代有eq \(□,\s\up3(36))2种表型(Bb∶bb＝eq \(□,\s\up3(37))1∶1)；
Cc×Cc→后代有2种表型(C_∶cc＝eq \(□,\s\up3(38))3∶1)。
b．根据解题需要，将a中结果进行组合、运算
AaBbCc×AabbCc后代中有eq \(□,\s\up3(39))2×2×2＝8种表型。
后代中性状表现为A_bbcc的个体出现的概率为：
eq \(□,\s\up3(40))eq \f(3,4)(A_)×eq \(□,\s\up3(41))eq \f(1,2)(bb)×eq \(□,\s\up3(42))eq \f(1,4)(cc)＝eq \(□,\s\up3(43))eq \f(3,32)。
(2)由子代表型推亲本基因型
已知子代表型分离比推测亲本基因型
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：豌豆子叶颜色的黄色(Y)、种子形状的圆粒(R)均为显性。两亲本豌豆杂交的F1表型如图。请写出亲代的基因型和表型。
①种子形状和子叶颜色先分开考虑，分别应用基因分离定律逆推，根据黄色∶绿色＝eq \(□,\s\up3(44))1∶1，可推出亲代为eq \(□,\s\up3(45))Yy×eq \(□,\s\up3(46))yy；
根据圆粒∶皱粒＝eq \(□,\s\up3(47))3∶1，可推出亲代为eq \(□,\s\up3(48))Rr×eq \(□,\s\up3(49))Rr。
②然后进行组合，故亲代基因型为eq \(□,\s\up3(50))YyRr×yyRr。表型为黄色圆粒、绿色圆粒。
[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_表型的女儿的比例分别为( )
A．1/8、3/8 B．1/16、3/16
C．1/16、3/8 D．1/8、3/16
解题分析 AaBBCc与aaBbCc婚配，求其后代的概率先分解为三个分离定律：
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＝1/16
aaB_C_表型女儿的比例＝1/2aa×1B_×3/4C_×1/2＝3/16，故选B。
答案 B
[例2] (已知显隐性关系和子代表型)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、矮秆无芒四种表型，且其比例为3∶1∶3∶1，则亲本的基因型为( )
A．DDBB×ddBb B．Ddbb×ddbb
C．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。根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
[例3] (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∶1
B．F2有9种基因型，4种表型
C．F2中与亲本表型相同的个体大约占3/8
D．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，可知白色、短毛是由显性基因控制的性状。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离定律，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eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(其中aaBB占\f(1,3)、aaBb占\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4] (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、1/8
C．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)。因此根据自由组合定律，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
技法提升
1.已知亲本表型、子代表型及比例，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，可以直接写出基因型，并推知两个亲本各有一个隐性基因。
(2)基因填充法：先根据亲本表型写出可能的基因，再根据子代的表型及比例将未确定的基因补全。
(3)子代的性状分离比法：利用子代特殊的性状分离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，各种患病情况如下表：
知识点三 自由组合定律的非常规计算
1．自由组合定律9∶3∶3∶1的变式
2．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。
3.致死效应
(1)胚胎致死
①显性纯合致死
②隐性纯合致死
(2)配子致死
某种基因型个体产生的某种配子不能存活等。如基因型为AB的花粉不能发育，则AaBb个体不能产生基因型为AB的雄配子，会使后代比例发生改变。
[例1] 南瓜的扁盘形、圆形、长圆形三种瓜形由两对等位基因控制(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Aabb
C．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_、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原因是( )
A．不遵循基因的自由组合定律
B．控制黄色性状的基因纯合致死
C．卷尾性状由显性基因控制
D．鼠色性状由隐性基因控制
解题分析 由题意可知，亲本黄色鼠彼此杂交，子代中黄色∶鼠色＝8∶4＝2∶1，发生了性状分离，说明该亲本中控制毛色的基因是杂合的，且黄色是显性性状；卷尾∶正常尾＝3∶1，说明亲本中控制尾形的基因是杂合的，且卷尾是显性性状，说明这两对性状的遗传均遵循基因的分离定律，杂交后代中出现四种性状，说明两对基因的遗传遵循自由组合定律，A错误；子代中黄色∶鼠色＝2∶1，不符合3∶1的分离比的原因是控制黄色的基因纯合致死，导致后代性状分离比偏离9∶3∶3∶1的情况，B正确；卷尾性状由显性基因控制以及鼠色由隐性基因控制，均不是子代的表型出现上述比例的主要原因，C、D错误。
答案 B
[例3] 控制果实重量的三对等位基因A/a、B/b、C/c对果实重量的作用相同，分别位于三对同源染色体上。已知基因型为aabbcc的果实重120 g，AABBCC的果实重210 g。现有果树甲和乙杂交，甲的基因型为AAbbcc，F1的果实重135～165 g，则乙的基因型为( )
A．aaBBcc B．AaBBcc
C．AaBbCc D．aaBbCc
解题分析 aabbcc没有显性基因，重120 g；AABBCC有6个显性基因，重210 g，所以一个显性基因对果实的增重效果为(210－120)÷6＝15 (g)。子一代的果实重135～165 g，即为(120＋15×1)～(120＋15×3)，所以子一代有1～3个显性基因；甲的基因型为AAbbcc，必定会提供一个显性基因，所以乙应提供0～2个显性基因。aaBbCc可以提供0～2个显性基因，D正确；aaBBcc必定会提供1个显性基因，A错误；AaBBcc可提供1～2个显性基因，B错误；AaBbCc可提供0～3个显性基因，C错误。
答案 D序号
类型
概率
①
不患甲病概率
1－m
②
不患乙病概率
1－n
③
只患甲病的概率
m×(1－n)
④
只患乙病的概率
n×(1－m)
⑤
两病同患的概率
mn
⑥
只患一种病的概率
m(1－n)＋n(1－m)
⑦
完全正常的概率
(1－m)×(1－n)
⑧
患病的概率
1－(1－m)×(1－n)