拓展微課數(shù)學(xué)方法在遺傳規(guī)律解題中的運(yùn)用專題講解難點(diǎn)一分解法分解是數(shù)學(xué)中應(yīng)用較為普遍的方法。位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的,也就是說(shuō)一對(duì)等位基因與另一對(duì)等位基因的分離和組合是互不干擾、各自獨(dú)立的。因此,解決較為復(fù)雜的關(guān)于自由組合定律的問(wèn)題時(shí),可借鑒分解法。1.概率的分解將題干中所給的概率拆分為兩個(gè)或多個(gè)概率,再運(yùn)用分離定律單獨(dú)分析,逆向思維,快速解決此類問(wèn)題?！镜漕}示導(dǎo)】1.在香豌豆中,當(dāng)C、R兩個(gè)顯性基因都存在時(shí),花才呈紅色。一株紅花香豌豆與基因型為ccRr的植株雜交,子代中有3/8開(kāi)紅花。則該紅花香豌豆的基因型為。答案 CcRr2.比例的分解將題干中所給的比例拆分為兩個(gè)或多個(gè)特殊比例,再運(yùn)用分離定律單獨(dú)分析,逆向思維,快速解決此類問(wèn)題。有時(shí),一些拆分后的比例運(yùn)用自由組合定律分析更簡(jiǎn)單,因此不要拘泥于分離定律?！镜漕}示導(dǎo)】2.一種哺乳動(dòng)物的直毛(B)對(duì)卷毛(b)為顯性,黑色(C)對(duì)白色(c)為顯性(這兩對(duì)基因分別位于不同對(duì)的同源染色體上)?；蛐蜑锽bCc的個(gè)體與“個(gè)體X”交配,子代表現(xiàn)型有直毛黑色、卷毛黑色、直毛白色和卷毛白色,并且它們之間的比例為3 3 1 1,“個(gè)體X”的基因型為()A.BbCcB.BbccC.bbCcD.bbcc解析子代表現(xiàn)型有直毛黑色、卷毛黑色、直毛白色和卷毛白色,并且它們之間的比例為3 3 1 1,先單獨(dú)統(tǒng)計(jì)毛形可知直毛 卷毛=1 1,推理出親代基因型為Bbbb;再單獨(dú)統(tǒng)計(jì)毛色可知黑毛 白毛=3 1,推理出親代基因型為CcCc;綜合考慮“個(gè)體X”的基因型是bbCc。答案C3.某種植物的表現(xiàn)型有高莖和矮莖、紫花和白花,其中紫花和白花這對(duì)相對(duì)性狀由兩對(duì)等位基因控制,這兩對(duì)等位基因中任意一對(duì)為隱性純合則表現(xiàn)為白花。用純合的高莖白花個(gè)體與純合的矮莖白花個(gè)體雜交,F1表現(xiàn)為高莖紫花,F1自交產(chǎn)生F2,F2有4種表現(xiàn)型:高莖紫花162株,高莖白花126株,矮莖紫花54株,矮莖白花42株。請(qǐng)回答:根據(jù)此雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果可推測(cè),株高受對(duì)等位基因控制,依據(jù)是。在F2中矮莖紫花植株的基因型有種,矮莖白花植株的基因型有種。答案 1F2的高莖 矮莖=3 145解析根據(jù)題干信息,可假設(shè)高莖和矮莖的相關(guān)基因?yàn)锳與a,紫花和白花的相關(guān)基因?yàn)锽與b、D與d。由于親本為純合高莖白花個(gè)體與純合矮莖白花個(gè)體,因此F1的基因型為AaBbDd,表現(xiàn)型為高莖紫花;F1自交,對(duì)F2按株高和花色分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì),F2中高莖(162+126) 矮莖(54+42)=3 1,紫花(162+54) 白花(126+42)=9 7;F2中株高的比例要運(yùn)用分離定律進(jìn)行分析,而花色的比例則要運(yùn)用自由組合定律進(jìn)行分析。難點(diǎn)二合并同類項(xiàng)法合并同類項(xiàng)實(shí)際上就是乘法分配律的逆向運(yùn)用。例如兩對(duì)等位基因間的基因互作,依據(jù)題意進(jìn)行合并同類項(xiàng),在9 3 3 1的基礎(chǔ)上,基因型為AaBb的個(gè)體自交,其子代表現(xiàn)型比例可以變化為15 1、9 7、9 6 1等等。合并同類項(xiàng)法在巧推自由組合規(guī)律特殊比值中是一種好方法?！镜漕}示導(dǎo)】4.在西葫蘆的皮色遺傳中,已知黃皮基因(Y)對(duì)綠皮基因(y)為顯性,但在另一白色顯性基因(W)存在時(shí),基因Y和y都不能表達(dá)?，F(xiàn)有基因型為WwYy的個(gè)體自交,其后代表現(xiàn)型種類及比例是()A.2種,13 3B.3種,12 3 1C.3種,10 3 3 D.4種,9 3 3 1解析基因型為WwYy的個(gè)體自交,子代有9W_Y_、3W_yy、3wwY_、1wwyy,再根據(jù)黃皮基因(Y)對(duì)綠皮基因(y)為顯性,但在另一白色顯性基因(W)存在時(shí),基因Y和y都不能表達(dá),合并同類項(xiàng)9W_Y_和3W_yy為12,則子代表現(xiàn)型種類及比例為3種,12 3 1。答案B難點(diǎn)三通項(xiàng)公式法先根據(jù)題設(shè)條件和遺傳學(xué)原理進(jìn)行簡(jiǎn)單的推導(dǎo),從中歸納出通項(xiàng)公式,然后依據(jù)通項(xiàng)公式來(lái)解決問(wèn)題。1.n對(duì)等位基因的個(gè)體(獨(dú)立遺傳)自交公式含n對(duì)等位基因(各自獨(dú)立遺傳)的親本自交,則配子的種類和F1表現(xiàn)型的種類為2n種,基因型種類為3n種,純合子種類為2n種,雜合子種類為(3n-2n)種?！镜漕}示導(dǎo)】5.水稻雜交育種特點(diǎn)是將兩個(gè)純合親本的優(yōu)良性狀通過(guò)雜交集中在一起,再經(jīng)過(guò)選擇和培育獲得新品種。假設(shè)雜交涉及4對(duì)相對(duì)性狀,每對(duì)相對(duì)性狀各受一對(duì)等位基因控制,彼此間各自獨(dú)立遺傳。在完全顯性的情況下,從理論上講,F2表現(xiàn)型共有種,其中純合基因型共有種,雜合基因型共有種。答案 1616652.雜合子(Aa)連續(xù)自交公式Aa連續(xù)自交n次,后代情況為雜合子占(1/2)n,純合子占1-(1/2)n,AA或aa占1/21-(1/2)n,顯性 隱性=(2n+1) (2n-1)?！镜漕}示導(dǎo)】6.已知小麥抗病對(duì)感病為顯性,無(wú)芒對(duì)有芒為顯性,兩對(duì)性狀獨(dú)立遺傳。用純合的抗病無(wú)芒與感病有芒雜交,F1自交,播種所有的F2,假定所有F2植株都能成活,在F2植株開(kāi)花前,拔掉所有的有芒植株,并對(duì)剩余植株套袋。假定剩余的每株F2收獲的種子數(shù)量相等,且F3的表現(xiàn)型符合遺傳定律。理論上,F3中表現(xiàn)感病植株的比例為()A.1/8B.3/8C.1/16D.3/16解析分析題意可知,在F2植株開(kāi)花前,拔掉所有的有芒植株,這一處理對(duì)F2抗病與感病的比例沒(méi)有影響,因此該題實(shí)際上是一個(gè)分離定律的問(wèn)題,F1抗病雜合子連續(xù)自交兩次得F3植株,F3植株中感病植株占1/21-(1/2)2=3/8。 答案B3.雌雄配子組合公式如果親代雄性個(gè)體含n對(duì)等位基因,雌性個(gè)體含m對(duì)等位基因,各對(duì)基因獨(dú)立遺傳,則親代雄性個(gè)體產(chǎn)生2n種配子,雌性個(gè)體產(chǎn)生2m種配子,受精時(shí),雌雄配子組合數(shù)為2n與2m的乘積?！镜漕}示導(dǎo)】7.西葫蘆果皮的顏色由兩對(duì)等位基因(W與w、Y與y)控制,兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳。果皮的顏色有3種,白色為W_Y_、W_yy,黃色為wwY_,綠色為wwyy。進(jìn)行如下雜交實(shí)驗(yàn):P白果皮黃果皮F1白果皮 黃果皮 綠果皮=4 3 1求親本的基因型。答案 WwYy和wwYy解析首先根據(jù)親代表現(xiàn)型可初步確定親本的基因型為W_wwY_,由子代白果皮 黃果皮 綠果皮=4 3 1,可知子代組合數(shù)為(4+3+1)=8(種),這要求一個(gè)親本產(chǎn)生4種配子,另一個(gè)親本產(chǎn)生2種配子,所以親本的基因型為WwYy和wwYy。難點(diǎn)四二項(xiàng)式定理法一般地,對(duì)于任意正整數(shù)n,都有(a+b)n=anb0+an-1b+an-rbr+a0bn,這個(gè)公式叫作二項(xiàng)式定理。【典題示導(dǎo)】8.基因?yàn)锳aBbDdEeGgHhKk的個(gè)體自交,假定這7對(duì)等位基因自由組合,則下列有關(guān)其子代的敘述,正確的是()A.1對(duì)等位基因雜合、6對(duì)等位基因純合的個(gè)體出現(xiàn)的概率為5/64B.3對(duì)等位基因雜合、4對(duì)等位基因純合的個(gè)體出現(xiàn)的概率為35/128C.5對(duì)等位基因雜合、2對(duì)等位基因純合的個(gè)體出現(xiàn)的概率為67/256D.7對(duì)等位基因純合個(gè)體出現(xiàn)的概率與7對(duì)等位基因雜合的個(gè)體出現(xiàn)的概率不同答案 B解析根據(jù)二項(xiàng)式定理,1對(duì)等位基因雜合、6對(duì)等位基因純合的個(gè)體出現(xiàn)的概率為(1/2)1(1/2)6=7/128,A錯(cuò)誤。5對(duì)等位基因雜合、2對(duì)等位基因純合的個(gè)體出現(xiàn)的概率為(1/2)2(1/2)5=21/128,C錯(cuò)誤。7對(duì)等位基因純合的個(gè)體與7對(duì)等位基因雜合的個(gè)體出現(xiàn)的概率相等,均為1/128,D錯(cuò)誤。難點(diǎn)五利用(3/4)n、(1/4)n推導(dǎo)依據(jù)n對(duì)等位基因自由組合且為完全顯性時(shí),F2中每對(duì)等位基因都至少含有一個(gè)顯性基因的個(gè)體所占比例是(3/4)n,隱性純合子所占比例是(1/4)n,類比,快速推理基因型?！镜漕}示導(dǎo)】9.某植物紅花和白花這對(duì)相對(duì)性狀同時(shí)受多對(duì)等位基因控制(如A、a,B、b,C、c,D、d),各對(duì)等位基因獨(dú)立遺傳,當(dāng)個(gè)體的基因型中每對(duì)等位基因都至少含有一個(gè)顯性基因時(shí)(即A_B_)才開(kāi)紅花,否則開(kāi)白花。進(jìn)行如下雜交實(shí)驗(yàn):P紅花白花F1紅花F2紅花 白花=81 175求親本的基因型和子一代的基因型。答案親本的基因型為AABBCCDD和aabbccdd,子一代的基因型為AaBbCcDd解析F2中紅花個(gè)體(A_B_)占全部個(gè)體的比例為81/(81+175)=81/256=(3/4)4,由此可知,紅花和白花由4對(duì)等位基因控制,F1紅花的基因型為AaBbCcDd,進(jìn)而推知親本的基因型為AABBCCDD和aabbccdd。難點(diǎn)六利用數(shù)據(jù)先判斷,再推導(dǎo)基因型這種推導(dǎo)方法中,利用數(shù)據(jù)不是為了單純的計(jì)算,而是通過(guò)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷,找出突破口,以達(dá)到巧推親代基因型的目的?！镜漕}示導(dǎo)】10.玉米是雌雄同株二倍體植物,其籽粒的顏色與細(xì)胞中的色素有關(guān),現(xiàn)有一種彩色玉米,控制其色素合成的三對(duì)等位基因分別位于三對(duì)同源染色體上,基因組成A_C_D_為紫色,A_C_dd和A_ccD_為古銅色,其他基因組成為白色?，F(xiàn)有兩株古銅色玉米雜交,F1全部為紫色,F2中紫色占63/128,這兩株古銅色玉米的基因型為。答案AACCdd和AaccDD或AaCCdd和AAccDD解析根據(jù)親本的表現(xiàn)型和F1全部為紫色(A_C_D_),可推知親代兩株古銅色玉米的基因型為A_CCdd和A_ccDD;假設(shè)F1全部為AaCcDd,則F2中紫色占27/64;假設(shè)F1全部為AACcDd,則F2中紫色占9/16;兩種假設(shè)與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種,而有兩種,進(jìn)一步可推知親代關(guān)于A、a基因的基因組成中有一對(duì)純合、一對(duì)雜合。綜上所述,這兩株古銅色玉米的基因型為AACCdd和AaccDD或AaCCdd和AAccDD。跟蹤訓(xùn)練1.某種植物的花色性狀受一對(duì)等位基因控制,且紅花基因?qū)Π谆ɑ驗(yàn)轱@性。現(xiàn)將該植物群體中的白花植株與紅花植株雜交,子一代中紅花植株和白花植株的比例為5 1,如果將親本紅花植株自交,F1中紅花植株和白花植株的比例為()A.3 1 B.5 1 C.5 3 D.11 1答案D解析植物的花色性狀受一對(duì)等位基因(設(shè)為A、a)控制,將該植物群體中的白花植株(aa)與紅花植株雜交(A_),子一代中紅花植株和白花植株的比例為5 1,說(shuō)明該植物群體中的紅花植株的基因型及比例為AA Aa=2 1,因此,如果將親本紅花植株自交,F1中白花植株的比例為1/31/4=1/12,則F1中紅花植株和白花植株的比例為11 1,故D項(xiàng)正確,A、B、C項(xiàng)錯(cuò)誤?！镜漕}示導(dǎo)】6.現(xiàn)有三個(gè)水稻品種,基因型分別為AABBdd、AabbDD和aaBBDD。如果從插秧(移栽幼苗)到獲得種子(花粉)為一次栽培,運(yùn)用單倍體育種技術(shù),利用以上三個(gè)品種獲得基因型為aabbdd的植株最少需要幾次栽培()A.1B.2C.3D.4答案C解析親代雜交,子代中高莖 矮莖=3 1,則雙親基因型為T(mén)tTt;腋生花 頂生花=1 1,則雙親基因型為Aaaa,故雙親的基因型為T(mén)tAaTtaa。莖的高矮與花的位置是兩對(duì)相對(duì)性狀。F1中兩對(duì)基因均為純合子的概率為1/21/2=1/4,兩對(duì)性狀均為隱性的概率為1/41/2=1/8。F1中高莖腋生花的基因型可能為T(mén)TAa或TtAa。3.2017武漢四月調(diào)研某植物種子的顏色有黃色和綠色之分,受多對(duì)獨(dú)立遺傳的等位基因控制。現(xiàn)有兩個(gè)綠色種子的純合品系,定為X、Y。讓X、Y分別與一純合的黃色種子的植物雜交,在每個(gè)雜交組合中,F1都是黃色種子,再自花受粉產(chǎn)生F2,每個(gè)組合的F2分離比如下:X:產(chǎn)生的F2,27黃 37綠Y:產(chǎn)生的F2,27黃 21綠回答下列問(wèn)題:(1)根據(jù)上述哪個(gè)品系的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,可初步推斷該植物種子的顏色至少受三對(duì)等位基因控制?請(qǐng)說(shuō)明判斷的理由:。(2)請(qǐng)從上述實(shí)驗(yàn)中選擇合適的材料,設(shè)計(jì)一個(gè)雜交實(shí)驗(yàn)證明推斷的正確性。(要求:寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)方案,并預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。)。答案(1)X。F1都是黃色,表明黃色對(duì)綠色為顯性。X品系產(chǎn)生的F2中,黃色占27/64=(3/4)3,表明F1中有三對(duì)基因是雜合的,X與親本黃色種子植物之間有三對(duì)等位基因存在差異(2)取與X雜交形成的F1,與X雜交,后代中將出現(xiàn)黃色與綠色兩種表現(xiàn)型,且比例為1 7解析由題意“受多對(duì)獨(dú)立遺傳的等位基因控制”可知,某植物種子顏色的遺傳遵循基因的自由組合定律。再以“X品系及其雜交所得F1的表現(xiàn)型、F2的性狀分離比”為解題的切入點(diǎn),推測(cè)控制該對(duì)相對(duì)性狀的等位基因的對(duì)數(shù),進(jìn)而進(jìn)行相關(guān)問(wèn)題的解答。(1)在X品系的實(shí)驗(yàn)中,F1都是黃色,表明黃色對(duì)綠色為顯性。X品系產(chǎn)生的F2中,結(jié)黃色種子的個(gè)體占全部個(gè)體的比例為27/(27+37)=(3/4)3,表明F1中有三對(duì)基因是雜合的,X與親本黃色種子植物之間有三對(duì)等位基因存在差異,據(jù)此可推斷該植物種子的顏色至少受三對(duì)等位基因控制。(2)依題意和結(jié)合對(duì)(1)的分析可知,只要是三種顯性基因同時(shí)存在就表現(xiàn)為黃色,其余情況均表現(xiàn)為綠色。若這三對(duì)等位基因分別用A和a、B和b、C和c來(lái)表示,則X品系的基因型為aabbcc,X與一純合黃色種子植物雜交所得F1的基因型為AaBbCc。若設(shè)計(jì)一個(gè)雜交實(shí)驗(yàn)證明推斷(該植物種子的顏色至少受三對(duì)等位基因控制)的正確性,可采取測(cè)交方案,即取與X雜交形成的F1,與X雜交,后代中將出現(xiàn)黃色與綠色兩種表現(xiàn)型,且比例為1 7。