2019-2020年高三生物总复习 第17讲基因的自由组合定律教案.doc

2019-2020年高三生物总复习 第17讲基因的自由组合定律教案【考纲要求】 遗传的基本规律 考纲要求(1)孟德尔遗传实验的科学方法(2)基因的分离规律和自由组合规律 【考点分析】知识点试题分值题型(2)基因的自由组合规律xx 广东3选择题xx 四川18非选择题xx 广东2选择题xx 广东8非选择题xx 海南10非选择题xx 全国卷2选择题xx 广东2选择题xx 江苏2选择题xx 宁夏4选择题xx 上海2选择题xx四川20非选择题【考点预测】本节知识点是每年必考的内容，是高考试题中的热点问题，在考察过程中主要是考察的是自由组合规律的应用，也就是相关的计算试题，主要是在大题中出现。【知识梳理】1、 自由组合规律2、 实验过程3、 验证过程4、 实践中的应用【重点解析】分枝法的应用基因自由组合定律的遗传应用题常涉及两对、三对或更多对的基因。在分析时，可把两对、三对或更多对的基因看作两个、三个或几个一对基因来考虑，就是把多对基因的问题分解成一对基因的问题来解决，然后根据乘法原理组合起来。按照分离规律，一对一对写出杂交后代，再按自由组合规律。将不同对基因组合起来。 1已知亲本的基因型、表现型求后代的基因型、表现型等 例如豌豆的高茎(D)对矮茎(d)是显性，红花(c)对白花(c)是显性。推算亲本DdCc与DdCc杂交后，子代的基因型和表现型以及它们各自的数量比。 若单独考虑高茎和矮茎，DdDd子代的基因型和它们的数量比应为：1DD：2Dd：ldd，子代的表现型和它们的数量比则为3高茎：1矮茎。如果单独考虑红花和白花，Cccc子代的基因型和它们的数量比应该为：1CC：2Cc：lcc，子代的表现型和它们的数量比则为3红花：l白花。在此基础上列表推算： 2已知亲子代的表现型，求亲本基因型 生物的隐性性状是由一对隐性基因控制，如有一隐性性状出现可写它的基因型aa，这两个隐性的基因一个来自母方，一个来自父方，可判定其亲本至少各有一个隐性基因a，在分析基因型时，常从隐性纯合子人手突破来分析问题，这种方法叫做隐性纯合突破法。如：番茄紫茎(A)对绿茎(a)为显性，缺刻叶(B)对马铃薯叶(b)为显性。有两亲本紫茎缺刻叶与绿茎缺刻叶杂交，后代植株表现型及其数量分别是：紫缺：紫马：绿缺：绿马一321：101：310：107，推算两亲本的基因型。 由两亲本的表现型可知其中基因型分别为A B 、aaB ，由于其后代中有绿茎马铃薯个体，基因型为aabb，它是由基因型均为ab的精子和卵细胞受精后发育形成的，因此两亲本均提供了ab的配子，故两亲本的基因型为AaBb和aaBb。 3已知亲、子代的表现型和子代表现型的比例，根据后代的分离比求亲本基因型 如上题中，后代中紫茎：绿茎=(321+101)：(310+107=1：1，属测交类型，故两亲本基因型为Aaaa。有关基因自由组合定律的遗传应用题常涉及两对、三对或更多对的等位基因，在分析时，可先考虑一对等位基因的遗传情况，然后把各对等位基因的遗传情况根据乘法原理组合起来。例：图221为白化病（Aa）和色盲（Bb）两种遗传病的家族系谱图。如8与11结婚，生育一个既是色盲又是白化病孩子的概率为 。1234567891011正常男女色盲男白化病女两种病女图221先求生一个白化病孩子的概率。由图可知8为白化病患者，因此她的基因型为aa；11的姐姐为白化病患者，推出他的双亲基因型都为Aa，因此11基因型为Aa的概率是2/3；由此可知，8与11结婚生一个白化病孩子的概率为2/31/2=1/3。再求生一个色盲孩子的概率。8的哥哥为色盲，则她的母亲为色盲基因的携带者，8的基因型为XBXB或XBXb，是XBXb的概率为1/2；11的基因型为XBY；8与11结婚生一个色盲孩子的概率为1/21/4=1/8。最后求生一个既是色盲又是白化病孩子的概率。生一个既是色盲又是白化病孩子的概率为1/81/3=1/24例1小麦品种是纯合子，生产上用种子繁殖，现要选育矮杆（aa）、抗病（BB）的小麦新品种；马铃薯品种是杂合子（有一对基因杂合即可称为杂合子），生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉（Yy）、抗病（Rr）的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种间杂交育种程序，以及马铃薯品种间杂交育种程序。要求用遗传图解表示并加以简要说明。（写出包括亲本在内的前三代即可）解析： 本题要求考生根据生产的需求进行杂交育种程序设计，是属于较高层次的试题，不仅需要有较强的基础知识，还要有较强的审题能力，以及具备初步的生产实践知识。解题思路 本题中有几组关键词必须注意到，第一组：“小麦品种是纯合子”，“马铃薯品种是杂合子”，即我们现有的小麦、马铃薯原始品种分别是“纯合子”和“杂合子”。因此小麦亲本的基因型只能是AABB、aabb，马铃薯亲本的基因型只能是yyRr、Yyrr。第二组：要求设计的分别是“小麦品种间杂交育种”程序，以及“马铃薯品种间杂交育种”程序，即设计的育种程序必须是杂交育种。第三组：小麦“用种子繁殖”，马铃薯“用块茎繁殖”，因此在育种过程中，小麦可通过选择和连续自交获得理想的小麦纯合新品种，马铃薯可通过选择和块茎繁殖，获得理想的马铃薯杂合新品种。失分的主要原因有：审题能力欠缺，没有充分挖掘题干中的关键词；如小麦是纯合子、马铃薯是杂合子，马铃薯通常用块茎繁殖等；考虑欠周全，没有意识到这是两对相对性状的杂交实验，导致部分考生将亲本写成单对基因。基础知识不扎实，如遗传图解怎样表示等等。缺乏实践经验。答案：第一代AAbbaaBBAaBb种植F1，自交A_B_，A_bb，aaB_，aabb 种植F2，选矮抗个体连续自交，直至不发生性状分离，就可得到纯合的矮抗小麦种子。第二代第三代小麦亲本杂交第一代yyRrYyrrYyRr,yyRr,YyRR,yyrr种植，选黄肉、抗病（YyRr）用块茎繁殖YyRr第二代第三代亲本杂交马铃薯例2已知豌豆种皮灰色（G）对白色（g）为显性，子叶黄色（Y）对绿色（y）为显性。如以基因型ggyy的豌豆为母本，与基因型GgYy的豌豆杂交，则母本植株所结籽粒的表现型A全是灰种皮黄子叶B灰种皮黄子叶，灰种皮绿子叶，白种皮黄子叶，白种皮绿子叶C全是白种皮黄子叶D白种皮黄子叶、白种皮绿子叶解析： 本题综合考查基因分离定律的应用和植物的个体发育。 种皮是由母本的珠被发育而成，因此种皮的基因型与母本完全相同，与父本无关，所以基因型为gg的母本所结籽粒的种皮基因型也为gg，表现型为白色种皮。子叶是胚的一部分，由受精卵发育而成，其基因型取决于父、母本双方产生的配子；基因型为yy的母本产生一种配子y，基因型为Yy的父本产生二种配子Y、y，受精产生两种基因型为Yy、yy的后代（胚），表现型为黄、绿，所以子叶有黄、绿两种。本题失分的主要原因是没有意识到种皮是由母本的珠被发育而来的，种皮的基因型和表现型是由母本决定的，与父本无关。答案：D例3科学家应用生物技术培育出了一种抗虫棉，它能产生毒素，杀死害虫，目前正在大面积推广种植。科学家还研究了害虫的遗传基础，发现不抗毒素对抗毒素为显性（此处分别用B和b表示）。据此回答：（1）种植抗虫棉，有利于生态环境保护，这是因为 。（2）棉田不抗毒素害虫的基因型为 ；抗毒素害虫的基因型为 。（3）不抗毒素害虫与抗毒素害虫杂交，则子代的基因型为 。解析： 本题考查基因分离定律的应用。由题干可知不抗毒素为显性性状，它由显性基因B控制，因此棉田中不抗毒素害虫的基因型为BB，Bb；抗毒素为隐性性状，它由隐性基因b控制，因此抗毒素害虫的基因型为bb。不抗毒素害虫与抗毒素害虫杂交，亲本组合的类型有BBbb和Bbbb这两种类型，杂交组合BBbb产生的子代基因型为Bb，杂交组合Bbbb产生的子代基因型为Bb，bb；因此不抗毒素害虫与抗毒素害虫杂交，子代的基因型为bb，Bb。错误原因在于不能把基因分离定律的相关知识应用到生产实践中。答案：（1）可以不用或少用农药（2）BB，Bb；bb（3）bb，Bb。例4基因型为 AaBbCc（独立遗传）的一个初级精母细胞和一个初级卵母细胞分别产生的精子和卵细胞基因型的种类数比为A41 B31 C21 D11解析： 考查等位基因、非等位基因在减数分裂过程中的行为变化。一个初级精母细胞在减数分裂第一次分裂结束时，由于非等位基因的自由组合，产生两个两种次级精母细胞；每个次级精母细胞进行减数第二次分裂时，基因行为与有丝分裂过程相同，因此，一个次级精母细胞生成的两个精子的基因型是完全相同的。故一个初级精母细胞经减数分裂后只能形成两种类型的精子。一个初级卵母细胞经减数分裂只能产生一个卵细胞，故只能生成一种卵细胞。没有抓住题干中的“一个精和一个卵”这些关键词是错选A的主要原因。答案：C例5下列杂交组合属于测交的是AEeFfGg EeFfGg BEeFfGg eeFfGgCeeffGg EeFfGg Deeffgg EeFfGg解析： 因测交后代的表现型及比例能直接反映子一代的配子类型及比例，所以孟德尔就用测交来验证他的两大遗传定律；因此测交这个杂交实验在遗传的基本定律中占有十分重要的地位。在正确理解隐性纯合子、测交的概念，孟德尔用测交来验证他的遗传定律的原因的基础上，考生才能正确的解答此类考题。本题考查测交的概念。测交就是子一代与隐性纯合子进行杂交，隐性纯合子是指所涉及的相对性状都为隐性性状；如题中若涉及一对相对性状，则隐性纯合子的基因型为aa，若涉及两对相对性状，则隐性纯合子的基因型为aabb，以此类推。A、B、C这三组杂交组合中没有一个亲本是隐性纯合子，因此A、B、C这三组杂交组合不属于测交；D组合中，亲本eeffgg为隐性纯合子，所以D组杂交方式为测交。对测交和隐性纯合子的概念一知半解是本题失分的关键原因。答案：D例6番茄果实的红色对黄色为显性，两室对多室为显性，植株高对矮为显性。三对相对性状分别受三对非同源染色体上的非等位基因控制。育种者用纯合红色两室矮茎番茄与纯合黄色多室高茎番茄杂交。请问：（1）将上述三对性状联系在一起分析，它们的遗传所遵循的是_定律。（2）F2代中的表现型共有_种。（3）在F2代中，表现型比例为31的相对性状有_。解析： 本题考查基因自由组合定律在育种上的应用及基因自由组合定律与基因分离定律的关系。解此类试题可根据已知条件，直接从设问回答即可。第一问：凡两对或两对以上相对性状（它们分别受两对或两对以上非同源染色体上的非等位基因控制）的杂交实验都遵循基因的自由组合定律；此题涉及三对相对性状，且这三对性状分别受三对非同源染色体上的非等位基因控制，因此它们遵循基因的自由组合定律。第二问：具有一对相对性状的纯合子杂交，子二代表现型有两种，具有两对相对性状的纯合子杂交，子二代表现型有22=4种，具有n对相对性状的纯合子杂交，子二代表现型有2n种，因此具有三对相对性状的纯合子杂交，子二代表现型有23=8种。第三问：在多对相对性状自由组合的情况下，每对相对性状都遵循基因的分离定律，因此其子二代的表现型都为31。不知孟德尔自由组合定律的适用范围是考生不能解答第一问的主要原因；不能概括解释与基因自由组合定律相关问题的规律是考生答错第二问的原因。理解基因的自由组合定律是建立在基因分离定律的基础上的是解第三问的关键。答案：（1）基因的自由组合（2）8 （3）红果对黄果，两室对多室，高茎对矮茎例7下列性状中，不属于相对性状的是A高鼻梁与塌鼻梁 B卷发与直发C五指与多指 D眼大与眼角上翘解析： 相对性状是“遗传的基本定律”中最早出现的一个最基本的概念，掌握相对性状这一概念是学习“遗传的基本定律”的第一步。本题考查的是相对性状必须具备的条件。相对性状是指同一种生物的同一性状的不同表现；因眼大与眼角上翘不属于同一性状，因此它们不是相对性状。不理解相对性状必须是同一性状的不同表现是失分的主要原因。答案：D【实战训练】（09全国卷）1已知小麦抗病对感病为显性，无芒对有芒为显性，两对性独立遗传。用纯合德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。从理论上讲F3中表现感病植株的比例为A1/8 B3/8 C1/16 D3/16答案：B解析：设抗病基因为A，感病为a，无芒为B ，则有芒为b。依题意，亲本为AABB和aabb，F1为AaBb，F2有4种表现型，9种基因型，拔掉所有有芒植株后，剩下的植株的基因型及比例为1/2Aabb，1/4AAbb，1/4aabb，剩下的植株套袋，即让其自交，则理论上F3中感病植株为1/21/4（Aabb自交得1/4 aabb）+1/4（aabb）=3/8。故选B。（09广东理基）2基因A、a和基因B、b分别位于不同对的同源染色体上，一个亲本与aabb测交，子代基因型为AaBb和Aabb，分离比为11，则这个亲本基因型为 AAABb BAaBb CAAbb DAaBB答案：A解析：一个亲本与aabb测交，aabb产生的配子是ab，又因为子代基因型为AaBb和Aabb，分离比为1l，由此可见亲本基因型应为AABb。（09江苏卷）3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表现型有8种，AaBbCc个体的比例为116 B表现型有4种，aaBbcc个体的比例为116C表现型有8种，Aabbcc个体的比例为18D表现型有8种，aaBbCc个体的比例为116答案：D解析：本题考查遗传概率计算。后代表现型为2x2x2=8种,AaBbCc个体的比例为1/2x1/2x1/2=1/8。Aabbcc个体的比例为1/4x1/2x1/4=1/32。aaBbCc个体的比例为1/4x1/2x1/2=1/16（09辽宁、宁夏卷）4. 已知某闭花受粉植物高茎对矮茎为显性，红花对白花为显性，两对性状独立遗传。用纯合的高茎红花与矮茎白花杂交，F1自交，播种所有的F2，假定所有的F2植株都能成活，F2植株开花时，拔掉所有的白花植株，假定剩余的每株F2自交收获的种子数量相等，且F3的表现性符合遗传的基本定律。从理论上讲F3中表现白花植株的比例为 A1/4 B.1/6 C.1/8 D.1/16答案：B解析：假设红花显性基因为R，白花隐性为r， F1全为红花Rr，F1自交,所得F2红花的基因型为1/3RR，2/3Rr，去掉白花，F2红花自交出现白花的比例为2/31/4=1/6（09上海卷）5.基因型为AaBBccDD的二倍体生物，可产生不同基因型的配子种类数是A2B. 4C. 8D. 16答案：A解析：由基因型可知有四对基因，根据自由组合的分析思路应拆分为四个分离规律，Aa、BB、cc和DD，其产生的配子种类依次为2、1、1、1，则该个体产生的配子类型为2111=2种。（09上海卷）6.小麦的粒色受不连锁的两对基因和、和和控制。和决定红色，和决定白色，R对r不完全显性，并有累加效应，所以麦粒的颜色随R的增加而逐渐加深。将红粒与白粒杂交得，自交得，则的表现型有A. 4种B. 5种C. 9种D. 10种答案：B解析：本题的关键是“麦粒的颜色随R的增加而逐渐加深”，也就是颜色主要与R的多少有关，F2中的R有4、3、2、1和0五种情况，对应有五种表现型。（09四川卷）7（20分）大豆是两性花植物。下面是大豆某些性状的遗传实验：（1）大豆子叶颜色（BB表现深绿；Bb表现浅绿；bb呈黄色，幼苗阶段死亡）和花叶病的抗性（由R、r基因控制）遗传的实验结果如下表：组合母本父本F1的表现型及植株数一子叶深绿不抗病子叶浅绿抗病子叶深绿抗病220株；子叶浅绿抗病217株二子叶深绿不抗病子叶浅绿抗病子叶深绿抗病110株；子叶深绿不抗病109株；子叶浅绿抗病108株；子叶浅绿不抗病113株组合一中父本的基因型是_，组合二中父本的基因型是_。用表中F1的子叶浅绿抗病植株自交，在F2的成熟植株中，表现型的种类有_，其比例为_。用子叶深绿与子叶浅绿植株杂交得F1，F1随机交配得到的F2成熟群体中，B基因的基因频率为_。将表中F1的子叶浅绿抗病植株的花粉培养成单倍体植株，再将这些植株的叶肉细胞制成不同的原生质体。如要得到子叶深绿抗病植株，需要用_基因型的原生质体进行融合。请选用表中植物材料设计一个杂交育种方案，要求在最短的时间内选育出纯合的子叶深绿抗病大豆材料。（2）有人试图利用细菌的抗病毒基因对不抗病大豆进行遗传改良，以获得抗病大豆品种。构建含外源抗病毒基因的重组DNA分子时，使用的酶有_。判断转基因大豆遗传改良成功的标准是_，具体的检测方法_。（3）有人发现了一种受细胞质基因控制的大豆芽黄突变体（其幼苗叶片明显黄化，长大后与正常绿色植株无差异）。请你以该芽黄突变体和正常绿色植株为材料，用杂交实验的方法，验证芽黄性状属于细胞质遗传。（要求：用遗传图解表示）答案：（1） BbRRBbRr 子叶深绿抗病子叶深绿不抗病子叶浅绿抗病子叶浅绿不抗病 3162 80 BR与BR、BR与Br 用组合一的父本植株自交，在子代中选出子叶深绿类型即为纯合的子叶深绿抗病大豆材料。 （2）限制性内切酶和DNA连接酶 培育的植株具有病毒抗体 用病毒分别感染转基因大豆植株和不抗病植株，观察比较植株的抗病性 （3） 解析：本题考查的知识点如下：1.亲子代基因的判断及比例概率的计算2.育种方案的设计3.基因工程的相关问题4.实验设计验证问题1.亲子代基因的判断及比例概率的计算第题中有表格中提供的杂交的结果以及题目中关于性状基因的描述，不难推断出组合一中父本的基因型是BbRR，组合二中父本的基因型是BbRr；第题，表中F1的子叶浅绿抗病（BbRr）植株自交结果如下：B_R_ 其中有3/16BBR_（深绿抗病）和3/8BbR_ （浅绿抗病） B_rr 其中有1/16BBrr（深绿不抗病）和1/8Bbrr（浅绿不抗病） bbR_ （死） bbrr（死）所以出现了子叶深绿抗病：子叶深绿不抗病：子叶浅绿抗病：子叶浅绿不抗病 3：1：6：2 的性状分离比； 第题中 BBBb1/2BB 1/2Bb随机交配的结果如下：1/2BB1/2BB 1/4BB 1/2Bb1/2Bb 1/16BB 1/8Bb 1/16bb（死） 1/2BB（）1/2Bb（）1/8BB 1/8Bb1/2BB（）1/2Bb（）1/8BB 1/8Bb所以后代中F2成熟群体中有9/16BB 6/16Bb （1/16bb死），即二者的比值为3：2所以在成活的个体中有3/5BB 、2/5Bb，计算B基因频率=3/5+2/51/2=4/5=80%；2.育种方案的设计第题中欲获得子叶深绿抗病（BBR_）植株,则需要BR与BR、BR与Br 的单倍体植株的原生质体融合；第题考察了杂交育种方案的设计，要求选用表中植物材料设计获得BBRR的植株，最短的时间内可用组合一的父本植株自交，在子代中选出子叶深绿类型即为纯合的子叶深绿抗病大豆材料。3.基因工程的相关问题第（2）题中考察了基因工程用到的工具酶，以及目的基因是否表达的检测问题。在基因工程中用到的酶有限制性内切酶和DNA连接酶。欲检测目的基因是否表达可用病毒分别感染转基因大豆植株和不抗病植株，观察比较植株的抗病性。4.实验设计验证问题本题要求验证芽黄性状属于细胞质遗传，首先明确细胞质遗传属于母系遗传，即如果母本出现芽黄性状，则子代全出现芽黄性状，这样可以通过芽黄突变体和正常绿色植株进行正反交实验来验证芽黄性状属于细胞质遗传。【名师点拨】分离和自由组合定律的比较：类型比较分离定律自由组合定律研究性状一对两对（或多对）控制性状的等位基因一对两对（或多对）F1的配子种类21种22（2n种）F2表现型种类21种22（2n种）F2基因型种类31种32（3n种）