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拓展微课数学方法在遗传规律解题中的运用专题讲解难点一分解法分解是数学中应用较为普遍的方法。位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的,也就是说一对等位基因与另一对等位基因的分离和组合是互不干扰、各自独立的。因此,解决较为复杂的关于自由组合定律的问题时,可借鉴分解法。1.概率的分解将题干中所给的概率拆分为两个或多个概率,再运用分离定律单独分析,逆向思维,快速解决此类问题。【典题示导】1.在香豌豆中,当C、R两个显性基因都存在时,花才呈红色。一株红花香豌豆与基因型为ccRr的植株杂交,子代中有3/8开红花。则该红花香豌豆的基因型为。答案 CcRr2.比例的分解将题干中所给的比例拆分为两个或多个特殊比例,再运用分离定律单独分析,逆向思维,快速解决此类问题。有时,一些拆分后的比例运用自由组合定律分析更简单,因此不要拘泥于分离定律。【典题示导】2.一种哺乳动物的直毛(B)对卷毛(b)为显性,黑色(C)对白色(c)为显性(这两对基因分别位于不同对的同源染色体上)。基因型为BbCc的个体与“个体X”交配,子代表现型有直毛黑色、卷毛黑色、直毛白色和卷毛白色,并且它们之间的比例为3 3 1 1,“个体X”的基因型为()A.BbCcB.BbccC.bbCcD.bbcc解析子代表现型有直毛黑色、卷毛黑色、直毛白色和卷毛白色,并且它们之间的比例为3 3 1 1,先单独统计毛形可知直毛 卷毛=1 1,推理出亲代基因型为Bbbb;再单独统计毛色可知黑毛 白毛=3 1,推理出亲代基因型为CcCc;综合考虑“个体X”的基因型是bbCc。答案C3.某种植物的表现型有高茎和矮茎、紫花和白花,其中紫花和白花这对相对性状由两对等位基因控制,这两对等位基因中任意一对为隐性纯合则表现为白花。用纯合的高茎白花个体与纯合的矮茎白花个体杂交,F1表现为高茎紫花,F1自交产生F2,F2有4种表现型:高茎紫花162株,高茎白花126株,矮茎紫花54株,矮茎白花42株。请回答:根据此杂交实验结果可推测,株高受对等位基因控制,依据是。在F2中矮茎紫花植株的基因型有种,矮茎白花植株的基因型有种。答案 1F2的高茎 矮茎=3 145解析根据题干信息,可假设高茎和矮茎的相关基因为A与a,紫花和白花的相关基因为B与b、D与d。由于亲本为纯合高茎白花个体与纯合矮茎白花个体,因此F1的基因型为AaBbDd,表现型为高茎紫花;F1自交,对F2按株高和花色分别进行统计,F2中高茎(162+126) 矮茎(54+42)=3 1,紫花(162+54) 白花(126+42)=9 7;F2中株高的比例要运用分离定律进行分析,而花色的比例则要运用自由组合定律进行分析。难点二合并同类项法合并同类项实际上就是乘法分配律的逆向运用。例如两对等位基因间的基因互作,依据题意进行合并同类项,在9 3 3 1的基础上,基因型为AaBb的个体自交,其子代表现型比例可以变化为15 1、9 7、9 6 1等等。合并同类项法在巧推自由组合规律特殊比值中是一种好方法。【典题示导】4.在西葫芦的皮色遗传中,已知黄皮基因(Y)对绿皮基因(y)为显性,但在另一白色显性基因(W)存在时,基因Y和y都不能表达。现有基因型为WwYy的个体自交,其后代表现型种类及比例是()A.2种,13 3B.3种,12 3 1C.3种,10 3 3 D.4种,9 3 3 1解析基因型为WwYy的个体自交,子代有9W_Y_、3W_yy、3wwY_、1wwyy,再根据黄皮基因(Y)对绿皮基因(y)为显性,但在另一白色显性基因(W)存在时,基因Y和y都不能表达,合并同类项9W_Y_和3W_yy为12,则子代表现型种类及比例为3种,12 3 1。答案B难点三通项公式法先根据题设条件和遗传学原理进行简单的推导,从中归纳出通项公式,然后依据通项公式来解决问题。1.n对等位基因的个体(独立遗传)自交公式含n对等位基因(各自独立遗传)的亲本自交,则配子的种类和F1表现型的种类为2n种,基因型种类为3n种,纯合子种类为2n种,杂合子种类为(3n-2n)种。【典题示导】5.水稻杂交育种特点是将两个纯合亲本的优良性状通过杂交集中在一起,再经过选择和培育获得新品种。假设杂交涉及4对相对性状,每对相对性状各受一对等位基因控制,彼此间各自独立遗传。在完全显性的情况下,从理论上讲,F2表现型共有种,其中纯合基因型共有种,杂合基因型共有种。答案 1616652.杂合子(Aa)连续自交公式Aa连续自交n次,后代情况为杂合子占(1/2)n,纯合子占1-(1/2)n,AA或aa占1/21-(1/2)n,显性 隐性=(2n+1) (2n-1)。【典题示导】6.已知小麦抗病对感病为显性,无芒对有芒为显性,两对性状独立遗传。用纯合的抗病无芒与感病有芒杂交,F1自交,播种所有的F2,假定所有F2植株都能成活,在F2植株开花前,拔掉所有的有芒植株,并对剩余植株套袋。假定剩余的每株F2收获的种子数量相等,且F3的表现型符合遗传定律。理论上,F3中表现感病植株的比例为()A.1/8B.3/8C.1/16D.3/16解析分析题意可知,在F2植株开花前,拔掉所有的有芒植株,这一处理对F2抗病与感病的比例没有影响,因此该题实际上是一个分离定律的问题,F1抗病杂合子连续自交两次得F3植株,F3植株中感病植株占1/21-(1/2)2=3/8。 答案B3.雌雄配子组合公式如果亲代雄性个体含n对等位基因,雌性个体含m对等位基因,各对基因独立遗传,则亲代雄性个体产生2n种配子,雌性个体产生2m种配子,受精时,雌雄配子组合数为2n与2m的乘积。【典题示导】7.西葫芦果皮的颜色由两对等位基因(W与w、Y与y)控制,两对基因独立遗传。果皮的颜色有3种,白色为W_Y_、W_yy,黄色为wwY_,绿色为wwyy。进行如下杂交实验:P白果皮黄果皮F1白果皮 黄果皮 绿果皮=4 3 1求亲本的基因型。答案 WwYy和wwYy解析首先根据亲代表现型可初步确定亲本的基因型为W_wwY_,由子代白果皮 黄果皮 绿果皮=4 3 1,可知子代组合数为(4+3+1)=8(种),这要求一个亲本产生4种配子,另一个亲本产生2种配子,所以亲本的基因型为WwYy和wwYy。难点四二项式定理法一般地,对于任意正整数n,都有(a+b)n=anb0+an-1b+an-rbr+a0bn,这个公式叫作二项式定理。【典题示导】8.基因为AaBbDdEeGgHhKk的个体自交,假定这7对等位基因自由组合,则下列有关其子代的叙述,正确的是()A.1对等位基因杂合、6对等位基因纯合的个体出现的概率为5/64B.3对等位基因杂合、4对等位基因纯合的个体出现的概率为35/128C.5对等位基因杂合、2对等位基因纯合的个体出现的概率为67/256D.7对等位基因纯合个体出现的概率与7对等位基因杂合的个体出现的概率不同答案 B解析根据二项式定理,1对等位基因杂合、6对等位基因纯合的个体出现的概率为(1/2)1(1/2)6=7/128,A错误。5对等位基因杂合、2对等位基因纯合的个体出现的概率为(1/2)2(1/2)5=21/128,C错误。7对等位基因纯合的个体与7对等位基因杂合的个体出现的概率相等,均为1/128,D错误。难点五利用(3/4)n、(1/4)n推导依据n对等位基因自由组合且为完全显性时,F2中每对等位基因都至少含有一个显性基因的个体所占比例是(3/4)n,隐性纯合子所占比例是(1/4)n,类比,快速推理基因型。【典题示导】9.某植物红花和白花这对相对性状同时受多对等位基因控制(如A、a,B、b,C、c,D、d),各对等位基因独立遗传,当个体的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时(即A_B_)才开红花,否则开白花。进行如下杂交实验:P红花白花F1红花F2红花 白花=81 175求亲本的基因型和子一代的基因型。答案亲本的基因型为AABBCCDD和aabbccdd,子一代的基因型为AaBbCcDd解析F2中红花个体(A_B_)占全部个体的比例为81/(81+175)=81/256=(3/4)4,由此可知,红花和白花由4对等位基因控制,F1红花的基因型为AaBbCcDd,进而推知亲本的基因型为AABBCCDD和aabbccdd。难点六利用数据先判断,再推导基因型这种推导方法中,利用数据不是为了单纯的计算,而是通过数据进行判断,找出突破口,以达到巧推亲代基因型的目的。【典题示导】10.玉米是雌雄同株二倍体植物,其籽粒的颜色与细胞中的色素有关,现有一种彩色玉米,控制其色素合成的三对等位基因分别位于三对同源染色体上,基因组成A_C_D_为紫色,A_C_dd和A_ccD_为古铜色,其他基因组成为白色。现有两株古铜色玉米杂交,F1全部为紫色,F2中紫色占63/128,这两株古铜色玉米的基因型为。答案AACCdd和AaccDD或AaCCdd和AAccDD解析根据亲本的表现型和F1全部为紫色(A_C_D_),可推知亲代两株古铜色玉米的基因型为A_CCdd和A_ccDD;假设F1全部为AaCcDd,则F2中紫色占27/64;假设F1全部为AACcDd,则F2中紫色占9/16;两种假设与F2中紫色占63/128都不符,因此可推知F1紫色的基因型不是一种,而有两种,进一步可推知亲代关于A、a基因的基因组成中有一对纯合、一对杂合。综上所述,这两株古铜色玉米的基因型为AACCdd和AaccDD或AaCCdd和AAccDD。跟踪训练1.某种植物的花色性状受一对等位基因控制,且红花基因对白花基因为显性。现将该植物群体中的白花植株与红花植株杂交,子一代中红花植株和白花植株的比例为5 1,如果将亲本红花植株自交,F1中红花植株和白花植株的比例为()A.3 1 B.5 1 C.5 3 D.11 1答案D解析植物的花色性状受一对等位基因(设为A、a)控制,将该植物群体中的白花植株(aa)与红花植株杂交(A_),子一代中红花植株和白花植株的比例为5 1,说明该植物群体中的红花植株的基因型及比例为AA Aa=2 1,因此,如果将亲本红花植株自交,F1中白花植株的比例为1/31/4=1/12,则F1中红花植株和白花植株的比例为11 1,故D项正确,A、B、C项错误。【典题示导】6.现有三个水稻品种,基因型分别为AABBdd、AabbDD和aaBBDD。如果从插秧(移栽幼苗)到获得种子(花粉)为一次栽培,运用单倍体育种技术,利用以上三个品种获得基因型为aabbdd的植株最少需要几次栽培()A.1B.2C.3D.4答案C解析亲代杂交,子代中高茎 矮茎=3 1,则双亲基因型为TtTt;腋生花 顶生花=1 1,则双亲基因型为Aaaa,故双亲的基因型为TtAaTtaa。茎的高矮与花的位置是两对相对性状。F1中两对基因均为纯合子的概率为1/21/2=1/4,两对性状均为隐性的概率为1/41/2=1/8。F1中高茎腋生花的基因型可能为TTAa或TtAa。3.2017武汉四月调研某植物种子的颜色有黄色和绿色之分,受多对独立遗传的等位基因控制。现有两个绿色种子的纯合品系,定为X、Y。让X、Y分别与一纯合的黄色种子的植物杂交,在每个杂交组合中,F1都是黄色种子,再自花受粉产生F2,每个组合的F2分离比如下:X:产生的F2,27黄 37绿Y:产生的F2,27黄 21绿回答下列问题:(1)根据上述哪个品系的实验结果,可初步推断该植物种子的颜色至少受三对等位基因控制?请说明判断的理由:。(2)请从上述实验中选择合适的材料,设计一个杂交实验证明推断的正确性。(要求:写出实验方案,并预测实验结果。)。答案(1)X。F1都是黄色,表明黄色对绿色为显性。X品系产生的F2中,黄色占27/64=(3/4)3,表明F1中有三对基因是杂合的,X与亲本黄色种子植物之间有三对等位基因存在差异(2)取与X杂交形成的F1,与X杂交,后代中将出现黄色与绿色两种表现型,且比例为1 7解析由题意“受多对独立遗传的等位基因控制”可知,某植物种子颜色的遗传遵循基因的自由组合定律。再以“X品系及其杂交所得F1的表现型、F2的性状分离比”为解题的切入点,推测控制该对相对性状的等位基因的对数,进而进行相关问题的解答。(1)在X品系的实验中,F1都是黄色,表明黄色对绿色为显性。X品系产生的F2中,结黄色种子的个体占全部个体的比例为27/(27+37)=(3/4)3,表明F1中有三对基因是杂合的,X与亲本黄色种子植物之间有三对等位基因存在差异,据此可推断该植物种子的颜色至少受三对等位基因控制。(2)依题意和结合对(1)的分析可知,只要是三种显性基因同时存在就表现为黄色,其余情况均表现为绿色。若这三对等位基因分别用A和a、B和b、C和c来表示,则X品系的基因型为aabbcc,X与一纯合黄色种子植物杂交所得F1的基因型为AaBbCc。若设计一个杂交实验证明推断(该植物种子的颜色至少受三对等位基因控制)的正确性,可采取测交方案,即取与X杂交形成的F1,与X杂交,后代中将出现黄色与绿色两种表现型,且比例为1 7。
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