222自由组合规律在实践中的应用 教案中图版必修2.docx
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222自由组合规律在实践中的应用教案中图版必修2
第二节
自由组合规律在实践中的应用
●课标要求
举例说明基因的自由组合规律在实践中的应用。
●课标解读
1．了解自由组合规律在育种和医学实践中的应用。
2．掌握自由组合规律的一般解题方法。
●教学地位
本节课内容的特点是——现有知识的再生和创造性的应用，较为抽象。
是在熟知自由组合规律的基础上，进行应用解决问题，通过应用，更加巩固知识、理解知识、更能看到知识的新价值。
作为重要知识章节在实践中的应用，又是与农业育种、医学实践等现实生产、生活及人体健康的紧密联系，是学习将知识化为生产力，提高理论联系实际能力的良好依托。
通过本节课的学习，学生在运用已有知识解决问题的同时发现知识的新内涵和新价值，在研究知识本身特点的基础上，总结知识发生和发展的规律，并能创造性的应用。
从而达到培养学生创新素质和创新人格的目的。
●教法指导
1．课前通过连续播放大量杂交育种实例的新闻、图片，让学生首先对自由组合规律在生产实践中的普遍应用产生感性认识。
2．用模型建构深化对杂种子一代减数分裂过程的理解，体验自由组合规律的实质。
3．创设与植物杂交有关的问题情境，激发学生探究与解决问题的热情，提炼观点，总结方法。
4．采用启发、引导和帮助的方法；学生则进行研究、体验，由基础知识出发深入研究、联想、开动积极思维，得出结论。
这样便于学生更好的掌握和理解知识，教师在教学过程中起到引导者和帮助者的作用，供学生参考。
在课堂上，给学生机会和时间，让学生充分的研究、体验，感悟研究的愉悦，通过学生的积极思维亲身体验，培养学生的创新素养，逐步形成学生的创新人格。
●新课导入建议
连续播放袁隆平杂交水稻新闻资料及其他育种成就，感受袁隆平的不懈探索和育种成就，了解杂交育种的普遍性，以此导入新课内容。
●教学流程设计
课前自主探究：
阅读教材相关内容，填写【课前自主导学】，完成“思考交流”。
⇒步骤1：
情景导课：
以【新课导入建议】创设情境，激发对自由组合规律在实践应用方面的兴趣，激趣导入，引人课题。
⇒步骤2：
检测预习效果：
作答【正误判断】并进行校正。
回顾自由组合规律的内容和实质，由学生完成相关内容。
⇒步骤3：
课件展示播放杂交育种视频，提出育种探究情境，设计水稻、马铃薯杂交育种方案，并引导学生草纸上进行杂交方案设计。
⇓
步骤7：
诵读【结论语句】，复习解答两种遗传病间具有自由组合关系时患病概率的解题方法，并作答【当堂双基达标】，课下完成【课时作业】。
⇐步骤6：
引导学生以小组合作形式总结本课时重要知识点并以网络图形式呈现，互评后参看【本课知识小结】的网络构建。
⇐步骤5：
点拨【探究2】的知识点，让学生讨论分析自由组合规律在医学实践中有哪些应用，指导学生完成【例2】把握遗传病发病概率计算的解题规律。
⇐步骤4：
结合【探究1】让学生熟悉如何设计培养稳定遗传新品种的方法，分析审题导析，以【例1】对杂交育种的方法和过程进行强化。
课 标 解 读
重 点 难 点
1.了解自由组合规律在育种和医学实践中的应用。
2．掌握自由组合规律的一般解题方法。
应用自由组合规律指导生产实践及解题的一般方法。
（重难点）
自由组合规律在育种中的应用
1.优点
应用基因的自由组合规律，可以将许多优良性状集中在同一个体中，培育出人们希望的优良品种。
2．马铃薯的杂交育种
马铃薯不同品种间的杂交可直接获得杂种优势。
当需要的优良性状组合出现后，可通过选择的方法，直接选留所需要的个体，淘汰不符合要求的个体。
3．小麦的杂交育种
小麦属于纯种自花授粉植物。
在实际育种时，当首次出现所需优良性状组合的个体后，需要经过多代自交，逐代纯化和选择，最终才能得到符合要求的新品种。
1．不同品种的奶牛生长速度、产奶量存在很大差异，即使同一品种的奶牛个体之间的生长速度、产奶量也存在差异。
一个品种的奶牛产奶量多，生长慢，另一个品种的奶牛产奶量少，生长快。
要想培育出既产奶多、又生长快的奶牛，可以采用什么办法？
【提示】 可采用杂交的方式培育出既产奶多，又生长快的奶牛。
自由组合规律在医学实践中的应用
人们可以根据基因的自由组合规律来分析两种或两种以上遗传病的传递规律，通过推断后代的基因型和表现型，预测家庭、家族以及某一群体中遗传病的发病率，为预防遗传病提供理论上的依据。
2．控制两种遗传病的基因分别位于常染色体上和性染色体上，是否可以应用自由组合规律来分析预测两种病的遗传情况？
【提示】 可以，这两种遗传病的遗传遵循自由组合规律。
1．杂交育种的原理是染色体数目的变异。
（×）
【提示】 基因的自由组合规律。
2．抗倒伏不抗病水稻（ddrr）与易倒伏抗病水稻（DDRR）通过一次杂交即可获得抗倒伏抗病水稻。
（×）
【提示】 需经多代自交，逐代纯化选择。
3．白化病且色盲女性的女儿一定色盲，肤色可能正常。
（×）
【提示】 不能确定，需要分析其丈夫的基因型。
4．父亲多指，母亲正常，生了一个手指正常患白化的儿子，预计再生一正常孩子的概率为3/8。
（√）
自由组合规律在育种中的应用
【问题导思】
①什么是杂种优势？
有什么特点？
②怎样培育稳定遗传的新品种？
1．利用杂种优势
（1）杂种优势：
指基因型不同的亲本个体相互杂交产生的杂种第一代，在生长形势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量和品质等一种或多种性状上优于两个亲本的现象。
（2）杂种优势的特点：
杂种优势不是某一两个性状单独表现突出，而是许多性状综合表现突出，杂种优势的大小取决于双亲的遗传差异和互补程度，杂种优势在F1表现明显，F2以后逐渐减弱。
（3）在育种中的应用
主要是利用杂种F1的优良性状，而并不要求遗传上的稳定。
作物育种上就常常在寻找某种杂交组合，通过年年配制F1杂交种用于生产的办法，取得经济效益，而并不要求其后代还能够保持遗传上的稳定性，如玉米。
（4）育种过程
①品种甲×品种乙→F1杂交种（如玉米等）
②品种甲×品种乙
↓
各种性状类型
↓
选出优良性状类型
↓
无性繁殖
（如马铃薯）
2．培育稳定遗传的新品种
（1）获得途径：
在杂交后代众多类型中选留符合育种目标的个体进一步培育，直至获得优良性状稳定遗传的新品种。
要求品种一旦育成，其优良性状即可相对稳定地遗传下去。
（2）选育方法：
若选育的优良性状为隐性性状，则观察到的此类性状可稳定遗传；若为显性性状，获此性状的品种后，则需连续自交直至不再出现性状分离为止。
（3）应用实例：
小麦、水稻等纯种自花授粉的作物。
（4）育种过程
品种甲×品种乙
F1
,自交
F2各种性状类型
选出优良性状类型
,连续自交
选出稳定遗传的个体
新品种
有关杂交育种的三点提醒
1．杂交育种只适用于进行有性生殖的生物。
2．杂交育种并非都需要逐代连续自交，如培育隐性纯合体或杂合体。
3．杂交育种操作简捷，但一般所需时间较长。
为提高农作物的单产量，获得早熟、抗倒伏、抗病等性状，科学工作者往往要采取多种育种方法来培育符合农民要求的新品种，请根据下面提供的材料，设计一套育种方案。
生物材料：
A小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，B小麦的矮秆不抗锈病纯种，C水稻的迟熟种子。
非生物材料：
根据需要自选。
（1）所选择的生物材料________________________________________________________________________。
（2）希望得到的结果________________________________________________________________________。
（3）预期产生这种结果（所需性状类型）的概率是________________________________________________________________________。
（4）写出育种的简要过程（可用图解）________________________________________________________________________。
（5）简答选择能稳定遗传的新品种的方法________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【审题导析】
（1）利用自由组合规律可将不同的优良性状集中到同一个体中。
（2）培育稳定遗传的新品种需选择纯化到纯合体。
（3）会用遗传图解表示育种的过程。
【精讲精析】 利用自由组合规律通过有性生殖，可使不同的优良性状集中到同一个体中，从而培育出优良的新品种。
（1）
（2）（3）从所给的材料中知，A、B中分别具有抗锈病、矮秆优良性状，应选择A、B亲本，得到的优良性状为矮秆抗锈病，占F2的3/16，其中有2份杂合体，1份纯合体，得到的优良品种应为稳定遗传的纯合体。
（4）育种过程简要图解如下：
P
F1 高秆抗锈病小麦×矮秆不抗锈病小麦
高秆抗锈病小麦
,自交
F2 高抗 矮抗 高病 矮病
9/163/163/161/16
（5）将F2中矮秆抗锈病小麦选择出来，让其连续多代自交，进行分离淘汰不良性状个体，直至性状不发生分离为止。
【答案】
（1）A、B
（2）矮秆抗锈病 （3）3/16
（4）高抗×矮病→F1高抗
F2
（注：
高—高秆，矮—矮秆，抗—抗锈病，病—不抗锈病）
（5）将F2矮秆抗锈病品种连续自交，分离淘汰提纯到性状基本不分离为止
自由组合规律在医学实践中的应用
【问题导思】
①自由组合规律在医学实践中有什么应用？
②两种遗传病间具有自由组合关系时，怎样计算后代的患病概率？
可以根据自由组合规律来分析两种或两种以上遗传病的遗传规律，推断亲代和子代的基因型、表现型以及后代的发病率，从而采取有效措施，避免有害基因的重新组合，减少人群中某些遗传病的发病率，提高人口质量。
（1）当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时，各种患病情况的概率如下表：
序号
类型
计算公式
1
患甲病的概率
m，则非甲概率为1－m
2
患乙病的概率
n，则非乙概率为1－n
3
只患甲病的概率
m－mn
4
只患乙病的概率
n－mn
5
同患两种病的概率
mn
6
只患一种病的概率
m＋n－2mn或
m（1－n）＋n（1－m）
7
患病概率
m＋n－mn或1－不患病率
8
不患病概率
（1－m）（1－n）
（2）当遗传病的遗传规律是以遗传系谱图的形式呈现时，其解题步骤一般是：
①确定显隐性关系；②判断遗传方式；③推断基因型；④概率计算。
图示两种遗传病与正常个体关系
人类多指（T）对正常指（t）为显性，白化（a）对正常（A）为隐性，决定不同性状的遗传因子自由组合。
一个家庭中，父亲是多指，母亲正常，他们有一个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几率分别是（ ）
A．1/2、1/8 B．3/4、1/4
C．1/4、1/4D．1/4、1/8
【审题导析】 解答本题的关键是正确写出父亲、母亲的基因型。
以下几点为根据：
（1）父亲多指，多指为显性。
（2）母亲正常，既不多指也不白化。
（3）一个孩子手指正常但是有白化病。
【精讲精析】 由“一个家庭中，父亲是多指，母亲正常，他们有一个白化病但手指正常的孩子”推知：
父亲的遗传因子组成为TtAa，母亲的遗传因子组成为ttAa。
用“分解法”
①表示生一个完全正常孩子的几率：
1/2×3/4＝3/8。
②表示生一个两病兼发孩子的几率：
1/2×1/4＝1/8。
③表示生一个只患白化病的孩子的几率：
1/2×1/4＝1/8。
④表示生一个只患多指的孩子的几率：
1/2×3/4＝3/8。
③＋④表示生一个只患一种病的孩子的几率：
1/8＋3/8＝1/2。
【答案】 A本课知识小结
网络构建
自由组合规律在
实践中的应用育种中的应用利用杂种优势育种获得纯种个体的育种医学实践中应用分析遗传病的传递规律预测后代遗传病发病率开展遗传咨询，提高人口素质
结论语句
1．利用自由组合规律，可以将许多优良性状集中在同一个体中，培育出优良品种。
2．培育杂种优势的优良品种，培育到F1即可，但需年年制种。
3．培育显性性状的自花授粉植物的稳定遗传的新品种，需连续自交直至不再出现性状分离为止。
4．利用自由组合规律，可以分析遗传病的传递规律，预测后代的发病率，减少有害基因的频率，提高人口质量。
1．基因型为AaBb的某植物个体自交，按照自由组合规律，子代含显性基因的个体占（ ）
A．1/16 B．15/16
C．1/8D．7/8
【解析】 不含显性基因的个体aabb占1/16，则含显性基因的个体占1－1/16＝15/16。
【答案】 B
2．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AabbB．aaBb和AAbb
C．AAbb和aaBBD．AABB和aabb
【解析】 据题意：
南瓜的三种瓜形由两对等位基因控制，遵循基因的自由组合规律。
由两株圆形南瓜植株杂交，收获F1为扁盘形南瓜，F1自交获得扁盘形∶圆形∶长圆形为137∶89∶15，符合9∶6∶1，可知双显性为扁盘形，单显性为圆形，双隐性为长圆形，且F1基因型为AaBb，因此双亲基因型为控制单显性纯合子，所以C项正确。
【答案】 C
3．（2013·济南高一检测）有两个纯种小麦，一个抗倒伏，但易感染锈病，另一个易倒伏，但能抗锈病，让它们进行杂交，在F2中可能出现既抗倒伏又抗锈病的新类型，原因是（ ）
A．F1产生配子时，非同源染色体上的非等位基因之间发生自由组合
B．F2产生配子时，非同源染色体上的非等位基因之间发生自由组合
C．亲本产生配子时，非同源染色体上的非等位基因之间发生自由组合
D．亲本产生配子时，非同源染色体上的等位基因之间发生自由组合
【解析】 由于等位基因的分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合，才会出现不同性状的自由组合。
【答案】 A
4．（2013·洛阳高一期末）眼睛棕色（A）对蓝色（a）是显性，这对等位基因位于常染色体上。
一对棕色眼、色觉正常的夫妇，生有一个蓝眼色盲的儿子，若这对夫妇再生一个孩子，其基因型与母亲相同的几率是（ ）
A．0 B．1/2
C．1/4D．1/8
【解析】 该夫妇的基因型为AaXBXb、AaXBY，与母亲基因型相同的后代出现的概率为1/2×1/4＝1/8。
【答案】 D
5．（2012·广州高一检测）一个基因型为BbRr（棕眼右癖）的男人与一个基因型为bbRr（蓝眼右癖）的女人结婚，所生子女中表现型的概率各为1/8的类型是（ ）
A．棕眼右癖和蓝眼右癖
B．棕眼左癖和蓝眼左癖
C．棕眼右癖和蓝眼左癖
D．棕眼左癖和蓝眼右癖
【解析】 BbRr×bbRr→子代表现型种类及比例为
，即3/8棕眼右癖，3/8蓝眼右癖，1/8棕眼左癖，1/8蓝眼左癖，故B项正确。
【答案】 B
6．一个正常的女人与一个并指（Bb）的男人结婚，他们生了一个白化病且手指正常的孩子。
求再生一个孩子：
（1）只出现患并指的可能性是________________________________________________________________________。
（2）只患白化病的可能性是________________________________________________________________________。
（3）既患白化病又患并指的男孩的概率是________________________________________________________________________。
（4）只患一种病的可能性是________________________________________________________________________。
（5）患病的可能性是________________________________________________________________________。
【解析】 由题意知，第1个孩子的基因型应为aabb，则该夫妇基因型应分别为：
Aabb（妇），AaBb（夫）；依据该夫妇基因型知，孩子中并指的概率应为1/2（非并指率为1/2），白化病的概率应为1/4（非白化率应为3/4），则
（1）再生一个只患并指孩子的可能性为：
并指率－并指×白化率＝1/2－1/2×1/4＝3/8。
（2）只患白化病的概率为：
白化率－白化×并指率＝1/4－1/2×1/4＝1/8。
（3）生一既白化又并指的男孩的概率为：
男孩出生率×白化率×并指率＝1/2×1/4×1/2＝1/16。
（4）后代只患一种病的概率为：
并指×非白化＋白化×非并指＝1/2×3/4＋1/4×1/2＝1/2。
（5）后代中患病的可能性为：
1－全正常（非并指、非白化）＝1－1/2×3/4＝5/8。
【答案】
（1）3/8
（2）1/8 （3）1/16 （4）1/2 （5）5/8
课时作业（十） 自由组合规律在实践中的应用
一、选择题
1．纯种黄色圆粒豌豆与纯种绿色皱粒豌豆作亲本杂交获得F1，F1自交得F2，F2中黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒的比例为9∶3∶3∶1，与F2的比例无直接关系的是（ ）
A．亲本必须是纯种黄色圆粒豌豆与纯种绿色皱粒豌豆
B．F1产生的雄、雄配子各有4种，比例为1∶1∶1∶1
C．F1自交时4种类型的雄、雌配子的结合是随机的
D．F1的16种配子结合方式都能发育成新个体
【解析】 F2中黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒的比例为9∶3∶3∶1，证明符合自由组合规律。
出现上述理论比值的条件包括F1产生的雌、雄配子各有4种，比例为1∶1∶1∶1；F1自交时，4种类型的雌、雄配子随机结合；F1的16种配子结合方式产生的后代F2均能发育成新个体。
但是亲本不一定是纯种黄色圆粒豌豆与纯种绿色皱粒豌豆，用纯种黄色皱粒豌豆与纯种绿色圆粒豌豆也可以。
【答案】 A
2．小麦的毛颖和光颖是一对相对性状（显、隐性由P、p基因控制），抗锈和感锈是一对相对性状（由R、r控制），控制这两对相对性状的基因位于两对同源染色体上。
以纯种毛颖感锈（甲）和纯种光颖抗锈（乙）为亲本进行杂交，F1均为毛颖抗锈（丙）。
再用F1与丁进行杂交，F2有四种表现型，对每对相对性状的植株数目作出的统计结果如下图所示，则丁的基因型是（ ）
A．Pprr B．PPRr C．PpRR D．ppRr
【解析】 由纯种甲和乙杂交得F1（丙）全部为毛颖抗锈，可知丙的基因型为PpRr，丙与丁杂交，F2的表现型抗锈与感锈比为3∶1，根据分离规律可推知，丁控制此性状的基因组成为Rr，又F2中毛颖与光颖比为1∶1，则丁控制该性状的基因组成为pp，因此丁的基因型为ppRr。
【答案】 D
3．（2012·徐州高一检测）控制植物果实重量的三对等位基因A/a、B/b和C/c，对果实重量的作用相等，分别位于三对同源染色体上。
已知基因型为aabbcc的果实重120克，AABBCC的果实重210克。
现有果树甲和乙杂交，甲的基因型为AAbbcc，F1的果实重135～165克。
则乙的基因型是（ ）
A．aaBBccB．AaBBcc
C．AaBbCcD．aaBbCc
【解析】 由题可知基因型为aabbcc的果实重120克，AABBCC的果实重210克，果实基因型中显性基因数量越多，果实越重，而且显性基因每增加1个，果实重量增加
＝15克。
甲与乙杂交，F1的果实重135～165克，则F1的果实基因型中显性基因有1～3个，因而可确定乙的基因型为aaBbCc。
【答案】 D
4．（2013·南昌期末检测）水稻高秆（M，易倒伏）对矮秆（m）为显性，抗病（N）对感病（n）为显性，两对基因独立遗传。
现将一株表现型为高秆抗病植株的花粉授给另一株表现型相同的植株，F1中高秆∶矮秆＝3∶1，抗病∶感病＝3∶1。
那么F1中能长期符合生产要求的品种所占比例为（ ）
A．1/8B．3/8C．1/16D．3/16
【解析】 由F1中高秆∶矮秆＝3∶1，抗病∶感病＝3∶1可推知亲代高秆抗病植株的基因型均为MmNn，符合生产要求的品种是纯合矮秆抗病植株，F1中纯合矮秆抗病植株占1/16。
【答案】 C
5．（2013·盐城高一期末）有关杂交育种的叙述，正确的是（ ）
A．所选择的杂交亲本必为纯合体
B．所培育的新品种也必为纯合体
C．杂交育种的时间一定很长
D．必须进行人工异花传粉
【解析】 所选择的亲本及培育的新品种都不一定为纯合体，要根据培育的目标来确定；杂交育种的时间也不一定很长，一个要看所需性状显隐性，还要看是否是单株培育，单独观察；杂交育种必定要人工异花授粉。
【答案】 D
6．（2013·临沂期末）人类遗传病中，抗维生素D佝偻病是由X染色体上的显性基因控制的，甲家庭中丈夫患抗维生素D佝偻病，妻子表现正常；乙家庭中，夫妻都表现正常，但妻子的弟弟患红绿色盲，从优生角度考虑，甲、乙家庭应分别选择生育（ ）
A．男孩，男孩B．女孩，女孩
C．男孩，女孩D．女孩，男孩
【解析】 甲家庭中如果生育女儿，丈夫会把显性致病基因传给女儿，因此适于生男孩。
乙家庭中妻子的弟弟患红绿色盲，则妻子可能是红绿色盲基因的携带者，如果生育男孩，有患病的可能性，因此最好生女孩，不会患病。
【答案】 C
7．对下列示意图所表示的生物学意义的描述，正确的是（ ）
甲 乙
丙 丁
A．甲图中生物自交后产生基因型为Aadd的个体的概率为1/4
B．乙图生物正常体细胞的染色体数为8
C．丙图所示家系中男性患者明显多于女性患者，该病最有可能是伴X隐性遗传病
D．丁图表示雄果蝇染色体组成图，其基因型可表示为AaXWY
【解析】 甲图基因型为AaDd的个体自交，后代出现基因型为Aadd的个体的概率为1/2×1/4＝1/8。
乙图为有丝分裂后期图像，加倍后的染色体数为8，则体细胞中有4条染色体。
丙图双亲患病，所生女儿正常，故为常染色体显性遗传病。
【答案】 D
8．一位正常指聋哑人的父亲患短指症，母亲为正常指，父母都会说话。
已知短指（B）对正常指（b）为显性，会说话（D）对聋哑（d）为显性。
请问该正常指聋哑人父母的基因型和该正常指聋哑人是由哪种精子和卵细胞结合而来的（ ）
A．父BBDd、母bbDD，Bb精子、bD卵细胞
B．父BBDD、母bbDd，BD精子、bd卵细胞
C．父BbDd、母bbDd，bd精子、bd卵细胞
D．父BbDd、母bbDD，bD精子、bD卵细胞
【解析】 父亲患短指，其遗传组成为B_D_，母亲为正常指，其遗传组成为bbD_，该正常指聋哑人的遗传组成为bbdd，
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