2018-2019年高中生物 第四章 生物的變異 小專題 大智慧 分離定律的解題規(guī)律和概率計算教學(xué)案 浙科版必修2.doc

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分離定律的解題規(guī)律和概率計算 一、分離定律的問題類型 分離定律的問題主要有兩種類型：正推類型和逆推類型。 1．由親代推斷子代的基因型、表現(xiàn)型 親本組合 子代基因型及比例 子代表現(xiàn)型及比例 AAAA AA 全是顯性 AAAa AA∶Aa＝1∶1 全是顯性 AAaa Aa 全是顯性 AaAa AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1 顯性∶隱性＝3∶1 Aaaa Aa∶aa＝1∶1 顯性∶隱性＝1∶1 aaaa aa 全是隱性 (1)若親代中有顯性純合子(AA)，則子代一定表現(xiàn)為顯性性狀(A_)。 (2)若親代中有隱性純合子(aa)，則子代中一定含有隱性遺傳因子(_a)。 2．由子代推斷親代基因型、表現(xiàn)型 后代表現(xiàn)型 親本基因型組合 親本表現(xiàn)型 全顯 AA__ 親本中一定有一個是顯性純合子 全隱 aaaa 雙親均為隱性純合子 顯∶隱＝1∶1 Aaaa 親本一方為顯性雜合子，一方為隱性純合子 顯∶隱＝3∶1 AaAa 雙親均為顯性雜合子 (1)若子代性狀分離比為顯性∶隱性＝3∶1，則雙親一定是雜合子(Aa)，即AaAa→3A_∶1aa。 (2)若子代性狀分離比為顯性∶隱性＝1∶1，則雙親一定是測交類型，即Aaaa→1Aa∶1aa。 (3)若子代性狀只有顯性性狀，則雙親至少有一方為顯性純合子，即AAAA或AAAa或AAaa。 二、遺傳概率的計算 1．概率計算的方法 (1)用經(jīng)典公式計算： 概率＝某性狀或基因型數(shù)/總組合數(shù)100%。 (2)用配子法計算：先計算出親本產(chǎn)生每種配子的概率，再根據(jù)題意要求用相關(guān)的兩種配子概率相乘，相關(guān)個體的概率相加即可。 2．概率計算的類型 (1)已知親代基因型，求子代某一性狀(基因型)出現(xiàn)的概率。 實例：兩只白羊生了兩只白羊和一只黑羊，如果它們再生一只小羊，其毛色是白色的概率是多少？ 分析：白羊白羊→黑羊和白羊，推出白色為顯性，黑色為隱性，親本為雜合子，設(shè)用B、b表示基因，則雙親的基因型均為Bb，子代白羊的基因型為BB或Bb，黑羊為bb。 方法一：用分離比直接推出。 BbBb→1BB∶2Bb∶1bb，可推知后代為白色的概率是3/4。 方法二：用配子法。 Bb親本產(chǎn)生B、b兩種配子的概率均為1/2，則后代為BB的概率＝B(♀)概率B(♂)概率＝1/21/2＝1/4。 后代為Bb的概率＝b(♀)概率B(♂)概率＋b(♂)概率B(♀)概率＝1/21/2＋1/21/2＝1/2。 所以后代是白色的概率是1/4＋1/2＝3/4。 還可參考這樣的思路：后代中白毛的概率＝1－后代中黑毛的概率。 (2)親代基因未確定，求子代某一性狀發(fā)生的概率。 實例：一對夫婦均正常，且他們的雙親也都正常，但雙方都有一個白化病的兄弟。求他們婚后生白化病孩子的概率是多少？ 分析：解答此題分三步進行。 ①確定夫婦雙親的基因型。正常雙親生出白化病兒子，雙親都為雜合子，用Aa表示。 ②確定夫婦的基因型。AaAa→1AA∶2Aa∶1aa，夫婦正常，基因型為AA或Aa，概率分別為1/3和2/3。 ③計算生一白化病孩子的概率。只有夫婦雙方的基因型均為Aa才能生出白化病孩子，這對夫婦都為Aa的概率是2/32/3，所以他們婚后生一白化病孩子的概率為2/32/31/4＝1/9。 三、自交和自由交配的區(qū)別 1．概念不同 (1)自交是指基因型相同的個體交配，植物是指自花授粉。 (2)自由交配是指群體中不同個體隨機交配，基因型相同或不同的個體之間都可進行交配。 (3)示例：基因型為Aa的水稻自交一代的種子全部種下，待其長成幼苗，人工去掉隱性個體，讓顯性植株全部自交，求所結(jié)種子中基因型為aa的種子所占比例。 分析：Aa(1AA∶2Aa∶1aa)，去掉隱性個體(aa)后，AA占1/3，Aa占2/3，全部自交，只有Aa自交后代出現(xiàn)隱性純合子aa，因此：aa＝2/3AaAa＝2/31/4＝1/6。 2．交配組合種類不同 若某群體中有基因型為AA、Aa和aa的個體 (1)自交方式有AAAA、AaAa、aaaa三種。 (2)自由交配方式有AAAA、AaAa、aaaa、AAAa、AAaa、Aaaa六種。 (3)示例：已知果蠅的長翅和殘翅是一對相對性狀?，F(xiàn)讓純種長翅果蠅和純種殘翅果蠅雜交，F(xiàn)1全是長翅，F(xiàn)1自交產(chǎn)生F2，將F2中的長翅個體全部取出，讓雌雄個體自由交配，求后代中長翅果蠅所占的比例。 分析：長翅為顯性性狀，F(xiàn)2中長翅基因型為AA或Aa，分別占1/3和2/3。 方法一：F2中長翅果蠅自由交配有四種組合方式。 ♂1/3AA♀1/3AA→1/9AA長翅 ♂1/3AA♀2/3Aa→2/9A_長翅 ♂2/3Aa♀1/3AA→2/9A_長翅 ♂2/3Aa♀2/3Aa→3/9A_長翅＋1/9aa殘翅 因此后代中長翅果蠅比例為：1/9＋2/9＋2/9＋3/9＝8/9。 方法二：F2長翅果蠅中只有AaAa后代才出現(xiàn)殘翅果蠅，故殘翅果蠅(aa)所占比例為2/3Aa2/3Aa＝2/32/31/4＝1/9，則長翅果蠅所占比例為1－1/9＝8/9。 一、據(jù)子代分離比推測親本基因型 [典例1]　山羊黑毛和白毛是一對相對性狀，受一對等位基因控制，下列是幾組雜交實驗及其結(jié)果： 親本 后代 雜交 母本 父本 黑色 白色 Ⅰ 黑色 白色 82 78 Ⅱ 黑色 黑色 118 39 Ⅲ 白色 白色 0 50 Ⅳ 黑色 白色 74 0 如果讓組合Ⅳ的黑色雌羊親本與組合Ⅱ的黑色雄羊親本交配，下列4種情況最可能是(　　) A．所有后代都是黑色的 B．所有后代都是白色的 C．后代中的一半是黑色的 D．后代中的是黑色的，或者后代中是白色的 [解析]　根據(jù)雜交組合Ⅱ，具有相同性狀的親本(黑色)雜交后代出現(xiàn)性狀分離，判斷黑色是顯性，且親本黑色全是雜合子。根據(jù)雜交組合Ⅳ，具有相對性狀的兩個親本雜交，后代只表現(xiàn)一種性狀(黑色)，判斷親本中的黑色雌山羊是純合子。雜交組合Ⅳ的黑色雌山羊(純合子)與組合Ⅱ的黑色雄山羊(雜合子)雜交，后代全是黑色。 [答案]　A 由子代推斷親代基因型的方法 方法一：基因填充法。先根據(jù)親代表現(xiàn)型寫出能確定的基因，如顯性性狀的基因型可用A_來表示，那么隱性性狀的基因型只有一種aa，根據(jù)子代中一對基因分別來自兩個親本，可推出親代中未知的基因。 方法二：隱性純合突破法。如果子代中有隱性個體存在，它往往是逆推過程中的突破口，因為隱性個體是純合子(aa)，因此親代基因型中必然都有一個a，然后再根據(jù)親代的表現(xiàn)型進一步判斷。 方法三：分離比法。 子代 二、雜合子連續(xù)自交問題分析 [典例2]　水稻抗病對不抗病為顯性?，F(xiàn)以雜合抗病水稻(Tt)為親本，連續(xù)自交3代，子三代中雜合抗病水稻的概率及每次自交后均除去不抗病水稻再自交后純合抗病水稻的概率分別是(　　) A．1/4,7/16　　　　　 　B．1/4,7/9 C．1/8,7/9 D．1/8,1/16 [解析]　根據(jù)分離定律知，雜合子(Tt)自交，子一代(F1)為1TT∶2Tt∶1tt，Tt的比例為1/2(無被淘汰個體)，即： (1)自交n代 (2)當(dāng)tt被淘汰掉后，純合子(TT)所占比例為： ＝＝ 雜合子(Tt)所占比例為：＝1－＝。 [答案]　C (1)雜合子連續(xù)自交可以提高純合子(包括顯性純合子和隱性純合子)的純合度，即提高純合子在子代中的比例。解答此題時不要忽略問題問的是“顯性純合子比例”，純合子共占1－1/2n，其中顯性純合子與隱性純合子各占一半，即1/2－1/2n＋1。 (2)雜合子、純合子所占比例可用曲線表示如下： 三、分離定律與遺傳系譜圖分析 [典例3]　下面是某家族中白化病遺傳系譜圖。請分析并回答下列問題(以A、a表示有關(guān)的遺傳因子)： (1)該致病基因是________(填“顯性”或“隱性”)的。 (2)5號、9號的基因型分別是________和________。 (3)8號的基因型是________(概率為________)或________(概率為________)。 (4)若8號與10號婚配，則后代中出現(xiàn)白化病患者的概率是________。 [解析]　(1)因為7號、9號患病，但其父母均表現(xiàn)正常，則可判斷此病為隱性遺傳病。(2)7號和9號的基因型為aa，則3號、4號、5號、6號的基因型均為Aa。(3)8號表現(xiàn)為正常，所以計算概率時，就不應(yīng)把aa再考慮進去，而應(yīng)按1AA∶2Aa，即AA為1/3、Aa為2/3考慮。(4)8號和10號基因型究竟是AA還是Aa，并沒有確定。所以計算生出患病孩子的概率就應(yīng)把他們是雜合子的概率2/3考慮進去，即1/42/32/3＝1/9。 [答案](1)隱性　(2)Aa　aa　(3)AA　1/3　Aa　2/3　(4)1/9 1．用豌豆進行遺傳實驗時，下列操作錯誤的是(　　) A．雜交時，須在開花前除去母本的雄蕊 B．自交時，雌蕊和雄蕊都無需除去 C．雜交時，須在開花前除去母本的雌蕊 D．人工授粉后，應(yīng)套袋 解析：選C　豌豆是嚴(yán)格的閉花自花授粉植物，其花屬于兩性花，所以在自交時，無須除去雌蕊或雄蕊；在進行豌豆的雜交實驗時，需在豌豆開花前，除去母本的全部雄蕊并套袋，待雌蕊成熟后再授以其他植株的花粉(即人工授粉)，人工授粉后還要套袋，前后兩次套袋的目的都是防止其他植株花粉的影響。 2．已知豌豆的高莖對矮莖為顯性，現(xiàn)有一株高莖豌豆甲，要確定甲的基因型，最簡便易行的辦法是(　　) A．選另一株矮莖豌豆與甲雜交，子代若有矮莖出現(xiàn)，則甲為雜合子 B．選另一株矮莖豌豆與甲雜交，子代若都表現(xiàn)高莖，則甲為純合子 C．讓甲豌豆進行自花授粉，子代中若有矮莖的出現(xiàn)，則甲為雜合子 D．讓甲與多株高莖豌豆雜交，子代若高矮莖之比接近3∶1，則甲為雜合子 解析：選C　對雌雄同體的植物，鑒別基因型的最簡便的方法是自交。 3．一對灰翅昆蟲交配產(chǎn)生的91只后代中，有黑翅22只，灰翅45只，白翅24只。若黑翅與灰翅昆蟲交配，則后代中黑翅的比例最有可能是(　　) A．33% B．50% C．67% D．100% 解析：選B　根據(jù)親子代的性狀表現(xiàn)及比例可以判斷，該昆蟲翅的顏色為不完全顯性，灰翅為雜合子，黑翅和白翅為純合子，因此，若黑翅與灰翅個體交配，后代的灰翅與黑翅的比例為1∶1。 4．食指長于無名指為長食指，反之為短食指，該相對性狀由一對等位基因控制(TS表示短食指基因，TL表示長食指基因)。此等位基因表達(dá)受性激素影響，TS在男性為顯性，TL在女性為顯性。若一對夫婦均為短食指，所生孩子中既有長食指又有短食指，則該夫婦再生一個孩子是長食指的概率為(　　) A．1/4 B.1/3 C．1/2 D.3/4 解析：選A　因TS在男性為顯性，TL在女性為顯性，所以短食指的女性基因型為TSTS，男性基因型為TSTL或TSTS。該夫婦均為短食指，如果該男性基因型為TSTS，則子代基因型都為TSTS，全部為短食指，與題干信息不符，因此男性基因型應(yīng)為TSTL，該夫婦的子代基因型和表現(xiàn)型分別是男性：TSTS(短食指)、TSTL(短食指)，女性：TSTS(短食指)、TSTL(長食指)，比例都是1∶1，因此再生一個孩子長食指的概率為1/4。 5．人眼的虹膜有褐色和藍(lán)色，褐色是由顯性遺傳因子控制的，藍(lán)色是由隱性遺傳因子控制的。已知一個藍(lán)眼男人和一個褐眼女人(這個女人的母親是藍(lán)眼)結(jié)婚，這對夫婦生下藍(lán)眼女孩的可能性是(　　) A．1/2 B．1/4 C．1/8 D．1/6 解析：選B　設(shè)遺傳因子為A、a，則藍(lán)眼男人的遺傳因子組成為aa；褐眼女人由于其母親是藍(lán)眼，所以遺傳因子組成為Aa，則這對夫婦生下藍(lán)眼女孩的可能性是1/21/2＝1/4。 6．老鼠毛色有黑色和黃色之分，這是一對相對性狀。下面有三組交配組合，請判斷四個親本中是純合子的是(　　) 交配組合 子代表現(xiàn)類型及數(shù)目 ① 甲(黃色)乙(黑色) 12(黑)、4(黃) ② 甲(黃色)丙(黑色) 8(黑)、9(黃) ③ 甲(黃色)丁(黑色) 全為黑色 A.甲和乙 B．乙和丙 C．丙和丁 D．甲和丁 解析：選D　根據(jù)三組雜交組合的子代表現(xiàn)類型可知，黑色鼠出現(xiàn)的頻率高于黃色鼠，且第③組子代全為黑色鼠，說明黑色為顯性，黃色為隱性。故甲為隱性純合子，丁為顯性純合子。 7．番茄的紅果對黃果是顯性，現(xiàn)用紅果與黃果番茄雜交，從理論上計算，其后代的遺傳因子組成可能出現(xiàn)的比例是(　　) A．1∶0或1∶1 B．1∶0或1∶2∶1 C．1∶2∶1或1∶1 D．1∶1 解析：選A　紅果可為純合子，也可為雜合子，若為純合子，則子代全為紅果；若為雜合子，則子代為紅果和黃果，比例為1∶1。 8．正常人(B)對苯硫脲感覺味苦，對苯硫脲沒有味覺叫味盲(b)。若幾對夫婦子代味盲率分別是25%、50%、100%，則雙親的基因型依次是(　　) ①BBBB?、赽bbb?、跙Bbb　④BbBb ⑤Bbbb?、轇BBb A．①③④ B.④②⑤ C．⑤④② D.④⑤② 解析：選D　由子代隱性性狀逆推雙親基因型是遺傳分析中常用的方法。隱性性狀在子代中占25%時，雙親均為雜合子；在子代中占50%時，雙親之一為雜合子，而另一個體為隱性純合子；在子代中占100%時，雙親均為隱性純合子。 9．在香水玫瑰的花色遺傳中，紅花、白花為一對相對性狀，受一對等位基因的控制(用R、r表示)。從下面的雜交實驗中可以得出的正確結(jié)論是(　　) 雜交組合 后代性狀 一 紅花甲白花乙 全為紅花 二 紅花丙紅花丁 紅花與白花之比約為3∶1 A．紅花為顯性性狀 B．紅花甲的基因型為Rr C．紅花丙與紅花丁的基因型不同 D．白花乙的基因型為Rr 解析：選A　由雜交組合一或二可知紅花為顯性性狀，白花為隱性性狀，紅花甲為純合子，紅花丙和紅花丁都是雜合子。 10．豌豆的圓粒對皺粒是顯性，現(xiàn)用圓粒和皺粒豌豆雜交，從理論上計算，其后代的基因型可能出現(xiàn)的比例是(　　) A．1∶0或1∶1 B.1∶1或1∶2∶1 C．1∶2∶1或3∶1 D.1∶0或3∶1 解析：選A　用A、a表示相關(guān)基因，圓粒和皺粒豌豆雜交，可有以下2種情況：AAaa、Aaaa，由此即可判斷A項正確。 11.南瓜果實的顏色是由一對等位基因(A和a)控制的，用一株黃果南瓜和一株白果南瓜雜交，F(xiàn)1中既有黃果南瓜也有白果南瓜，F(xiàn)1自交產(chǎn)生的F2的表現(xiàn)型如下圖所示，根據(jù)圖示分析，下列說法錯誤的是(　　) A．P中黃果的基因型是aa B．F1中白果的基因型為AA和Aa C．由圖中③可以判定白果為顯性性狀 D．F2中黃果與白果的理論比例是5∶3 解析：選B?、圻^程是白果自交，性狀分離產(chǎn)生白果和黃果兩種表現(xiàn)型，可以確定白果為顯性性狀。F2中黃果和白果的比例計算，要聯(lián)系F1中黃果和白果各占1/2，F(xiàn)2中黃果占1/2＋1/21/4＝5/8，則F2中白果占1－5/8＝3/8。 12．雜交實驗發(fā)現(xiàn)純種紅牡丹與純種白牡丹雜交，F(xiàn)1是粉紅色的。有人認(rèn)為是控制花色的基因相互融合導(dǎo)致雜交后代出現(xiàn)粉紅色性狀，也有人認(rèn)為基因不會融合，粉紅色是由于F1紅色基因只有一個，合成的紅色物質(zhì)少造成的。若設(shè)計實驗來探究這個問題，下列做法不可行的是(　　) A．用純種紅牡丹與純種白牡丹再雜交一次，觀察后代的花色 B．讓F1進行自交，觀察后代的花色 C．讓F1與純種白牡丹雜交，觀察后代的花色 D．讓F1與純種紅牡丹雜交，觀察后代的花色 解析：選A　用純種紅牡丹與純種白牡丹再雜交一次，其后代仍然是粉紅色，無法確定基因是否發(fā)生融合；讓F1進行自交，若后代發(fā)生性狀分離，且比值為1∶2∶1，則出現(xiàn)粉紅色是由于F1紅色基因只有一個，合成的紅色物質(zhì)少造成的，若是基因發(fā)生了融合，則將無法分離；讓F1與純種白牡丹或純種紅牡丹雜交，其后代的花色發(fā)生性狀分離，且比值為1∶1，說明基因未發(fā)生融合，若后代沒有發(fā)生性狀分離，則說明基因發(fā)生了融合。 13．下面是白化病遺傳系譜圖，圖中Ⅲ2與有病的女性結(jié)婚，則生育有病孩子的概率是(　　) A．1/4 B．1/3 C．1/8 D.1/6 解析：選B　由圖可見，正常個體Ⅱ1、Ⅱ2生了一患病女孩Ⅲ1，所以白化病為隱性遺傳病，推知Ⅱ1、Ⅱ2基因型均為Aa，所以Ⅲ2基因型為1/3AA或2/3Aa，則Ⅲ2與有病女性結(jié)婚，則生育有病孩子的概率是2/3Aaaa＝2/31/2＝1/3。 14．鴨蛋蛋殼的顏色主要有青色和白色兩種。金定鴨產(chǎn)青色蛋，康貝爾鴨產(chǎn)白色蛋。為研究蛋殼顏色的遺傳規(guī)律，研究者利用這兩個鴨群做了五組實驗，結(jié)果如下表所示。 雜交組合 第1組 第2組 第3組 第4組 第5組 康貝爾鴨♀ 金定鴨♂ 金定鴨♀康貝爾鴨♂ 第1組的F1自交 第2組的F1自交 第2組的F1♀康貝爾鴨♂ 后代所產(chǎn) 青色(枚) 26 178 7 628 2 940 2 730 1 754 蛋(顏色及數(shù)目) 白色(枚) 109 58 1 050 918 1 648 請回答問題： (1)根據(jù)第1、2、3、4組的實驗結(jié)果可判斷鴨蛋殼的________色是顯性性狀。 (2)第3、4組的后代均表現(xiàn)出________現(xiàn)象，比例都接近________。 (3)第5組實驗結(jié)果顯示后代產(chǎn)青色蛋的概率接近________________________________________________________________________， 該雜交稱為________，用于檢驗________。 (4)第1、2組的少數(shù)后代產(chǎn)白色蛋，說明雙親中的________________________________________________________________________ 鴨群混有雜合子。 (5)運用________方法對上述遺傳現(xiàn)象進行分析，可判斷鴨蛋殼顏色的遺傳符合孟德爾的________定律。 解析：(1)在表中各種組合所生后代所產(chǎn)蛋中，青色顯著多于白色，說明青色是顯性。(2)第1、2組的F1自交后，所生后代(第3、4組)在產(chǎn)蛋時均表現(xiàn)出了性狀分離的現(xiàn)象，即F2產(chǎn)出青色和白色鴨蛋，且比例接近3∶1。(3)第5組實驗結(jié)果顯示后代產(chǎn)青色蛋的概率接近1/2，即青色∶白色＝1∶1，與測交時表現(xiàn)一致，可確定此種雜交方式為測交，常用于檢驗F1個體的基因組成，即基因型。(4)第1、2組的少數(shù)后代產(chǎn)白色蛋，說明雙親中顯性性狀(金定鴨)的個體中混有一定數(shù)量的雜合子。(5)根據(jù)上表各種雜交組合的后代的產(chǎn)蛋情況及其比例，進行統(tǒng)計分析可以看出，F(xiàn)1自交后代產(chǎn)蛋比例接近3∶1，F(xiàn)1與隱性個體雜交后代的產(chǎn)蛋比例接近1∶1，可以確定鴨蛋殼顏色的遺傳符合孟德爾的基因分離定律。 答案：(1)青　(2)性狀分離　3∶1 (3)1/2　測交　F1相關(guān)的基因組成 (4)金定　(5)統(tǒng)計學(xué)　基因分離 15．豌豆花腋生和頂生是一對相對性狀，受一對基因B、b控制，下列是幾組雜交實驗結(jié)果。 雜交組合 親本表現(xiàn)型 后代 腋生 頂生 一 頂生頂生 0 804 二 腋生腋生 651 207 三 頂生腋生 295 265 根據(jù)以上實驗結(jié)果，分析回答： (1)根據(jù)組合________可判斷出豌豆花腋生和頂生中，顯性性狀是________(填“頂生”或“腋生”)。 (2)組合二親本的基因型分別是__________、________，其后代腋生中雜合子比例為____________。 (3)組合三后代的腋生豌豆中雜合子占__________。 解析：(1)雜交組合二中，腋生腋生→腋生、頂生，由此推測腋生為顯性性狀，頂生為隱性性狀。(2)雜交組合二中，子代性狀分離比為3∶1，由此推測親本的基因型均為Bb，子代基因型及比例為1BB∶2Bb∶1bb，腋生中雜合子所占比例為2/3。(3)組合三中子代表現(xiàn)型為1∶1，由此推測親本基因型為bbBb，子代腋生豌豆全為雜合子。 答案：(1)二　腋生　(2)Bb　Bb　2/3　(3)100%