2020版高中生物 第一章 遗传因子的发现 第2节 孟德尔的豌豆杂交实验（二）学案 新人教版必修2

2020版高中生物 第一章 遗传因子的发现 第2节 孟德尔的豌豆杂交实验（二）学案 新人教版必修2

第2节　孟德尔的豌豆杂交实验(二)‎ ‎1．阐明孟德尔两对相对性状的杂交实验过程及对自由组合现象的解释。(重点)‎ ‎2．两对相对性状杂交实验的分析及自由组合定律的应用。(重、难点)‎ 两 对 相 对 性 状 的 杂 交 实 验 过 程 及 解 释 ‎1．两对相对性状的杂交实验 ‎(1)性状的显隐性：‎ ‎①粒色：黄色对绿色为显性。‎ ‎②粒形：圆粒对皱粒为显性。‎ ‎(2)F2的性状：‎ ‎①每对性状都遵循基因分离定律。‎ ‎②两对性状自由组合，共有4种不同性状表现，即：‎ a．两种亲本类型：黄色圆粒、绿色皱粒。‎ b．两种新类型：黄色皱粒、绿色圆粒。‎ ‎2．对自由组合现象的解释 ‎(1)过程:‎ P　黄色圆粒(YYRR)×绿色皱粒(yyrr)‎ ‎　　　　　　　　‎ F1　　　　　　　黄色圆粒(YyRr)‎ ‎　　　　　　　　‎ F2黄色圆粒　黄色皱粒　绿色圆粒　绿色皱粒 ‎ (Y__R__)　(Y__rr)　(yyR__) 　(yyrr)‎ ‎(2)亲本产生的配子类型：‎ 黄色圆粒→YR，绿色皱粒→yr。‎ ‎(3)F1产生的配子类型和比例：‎ ‎①类型：YR、Yr、yR、yr。‎ ‎②比例：1∶1∶1∶1。‎ 10‎ ‎(4)F1产生的雌雄配子随机结合：‎ ‎①配子结合方式：16种。‎ ‎②遗传因子结合类型：9种。‎ ‎③F2的表现型：4种。‎ ‎(5)F2中各种性状表现对应的遗传因子组成类型：‎ ‎①双显型：黄色圆粒：YYRR、YYRr、YyRR、YyRr。‎ ‎②一显一隐型：黄色皱粒：YYrr、Yyrr；绿色圆粒：yyRR、yyRr。‎ ‎③双隐型：绿色皱粒：yyrr。‎ 探讨：仔细观察教材P9图1－7及P10图1－8，讨论F2的重组类型中纯合子的遗传因子组成是什么？占重组类型的比例为多少？‎ 提示：YYrr、yyRR、1/3。‎ 探讨：若将此实验中的两纯合亲本“黄色圆粒、绿色皱粒”改为两对相对性状的纯合亲本杂交，思考F2中不同于亲本性状的个体所占比例是多少？‎ 提示：3/8或5/8。‎ ‎1．两对相对性状的遗传实验分析 ‎(1)亲本：必须是具有相对性状的纯种。‎ ‎(2)F1的性状：均为双显性状。‎ ‎(3)F2中的性状及比例：‎ 双显∶一显一隐∶一隐一显∶双隐＝9∶3∶3∶1‎ ‎(4)重组类型及比例：若亲本不同，则F2中重组类型和比例也不同。‎ ‎①若亲本为：纯种黄色圆粒×纯种绿色皱粒，F2中的重组类型为黄色皱粒、绿色圆粒，比例均为3/16。‎ ‎②若亲本为：纯种黄色皱粒×纯种绿色圆粒，F2中的重组类型为黄色圆粒和绿色皱粒，比例分别为9/16、1/16。‎ ‎2．对自由组合现象解释的核心内容：在F1产生配子时，成对的遗传因子彼此分离，不成对的遗传因子自由组合 ‎(1)F1产生雌雄配子各4种，它们是：YR、Yr、yR、yr，数量比接近1∶1∶1∶1。‎ ‎(2)受精时，雌雄配子随机结合，结合方式有16种。F2有9种遗传因子组成，4种性状表现，数量比接近9∶3∶3∶1。‎ 10‎ ‎1．番茄果实的红色对黄色为显性，两室对一室为显性，两对性状遗传时可自由组合。育种者用纯合的具有这两对相对性状的亲本杂交，子二代中重组类型的个体数占子二代总数的(　　)‎ A.或　　　　　　　 B.或 C.或 D. ‎【解析】　重组类型是指性状表现不同于双亲的类型，设控制两对性状的遗传因子分别为A、a和B、b，若亲本的杂交组合是AABB×aabb，则子二代的重组类型是单显性，概率为；若亲本的杂交组合是AAbb×aaBB，则子二代的重组类型是双显性和双隐性，概率为。‎ ‎【答案】　C ‎2．遗传因子组成为AaBb的个体与aaBb的个体杂交，F1的性状表现比例是(　　)‎ A．9∶3∶3∶1 B．1∶1∶1∶1‎ C．3∶1∶3∶1 D．3∶1‎ ‎【解析】　遗传因子组成为AaBb的个体与aaBb的个体杂交，根据自由组合定律，后代性状表现之比为(1∶1)×(3∶1)＝3∶1∶3∶1。‎ ‎【答案】　C ‎　自 由 组 合 现 象 的 验 证 及 定 律 的 内 容 ‎ ‎1．测交过程及结果 ‎2．自由组合定律内容 ‎3．孟德尔遗传规律的再发现[判断]‎ 10‎ ‎(1)丹麦生物学家约翰逊给孟德尔的“遗传因子”一词起了一个新名字，叫做基因。(√)‎ ‎(2)表现型是指生物个体表现出来的性状，有显隐性之分。(√)‎ ‎(3)基因型是与表现型有关的基因组成，即遗传因子组成，如DD、Dd。(√)‎ ‎(4)等位基因是指控制相对性状的基因，如D和D、A与a、D与b等。(×)‎ 探讨：从测交亲本产生配子种类及比例的角度分析，为什么测交可以确定F1产生配子的种类及比例？‎ 提示：测交是让F1与隐性纯合子类型进行杂交，由于隐性纯合子产生的配子对F1个体产生的配子所决定的性状没有影响，所以测交后代出现的性状及比例与F1产生的配子种类及比例相符。‎ 探讨：若两亲本杂交，后代表现型比例为1∶1∶1∶1，据此能否确定亲本的基因型？‎ 提示：不能。当双亲的遗传因子组成为AaBb×aabb或Aabb×aaBb时，其后代表现型比例均为1∶1∶1∶1，仅依据此比例不能确定亲本的基因型。‎ 探讨：表现型相同的个体，基因型一定相同吗？基因型相同时，表现型是否一定相同？‎ 提示：不一定，例如豌豆的高茎，基因型可能是DD，也可能为Dd。‎ 不一定。表现型除受基因型决定外，还受环境的影响，即表现型＝基因型＋环境。‎ 自由组合定律的验证方法 ‎(1)自交法:‎ 若F1自交后代的分离比为9∶3∶3∶1，则符合基因的自由组合定律。‎ ‎(2)测交法:‎ 若测交后代的性状比例为1∶1∶1∶1，则符合基因的自由组合定律。‎ ‎(3)花粉鉴定法:‎ 若花粉有四种表现型且比例为1∶1∶1∶1，则符合基因的自由组合定律。‎ ‎1．已知玉米子粒黄色对红色为显性，非甜对甜为显性。纯合的黄色甜玉米与红色非甜玉米杂交得到F1，F1自交或测交，预期结果正确的是(　　)‎ A．测交结果中黄色非甜与红色甜比例为3∶1‎ B．自交结果中与亲本表现型相同的子代所占的比例为5/8‎ C．自交结果中黄色和红色的比例为3∶1，非甜与甜比例为3∶1‎ 10‎ D．测交结果中红色非甜子代所占的比例为1/2‎ ‎【解析】　F1测交，其子代有四种表现型，且比例为1∶1∶1∶1，故黄色非甜与红色甜的比例为1∶1，A错误；F1自交，其子代有四种表现型，其比例为9∶3∶3∶1，其中与亲本表现型相同的黄色甜与红色非甜所占比例分别为3/16、3/16，故其所占比例为3/8，B错误；两对相对性状中每一对均符合分离定律，故F1自交后代中黄色∶红色＝3∶1，非甜∶甜＝3∶1，C正确；F1测交子代中红色非甜所占比例为1/4，D错误。‎ ‎【答案】　C ‎2．水稻花粉粒中淀粉的非糯性(W)对糯性(w)为显性，非糯性的花粉粒遇碘—碘化钾溶液呈蓝黑色，糯性的花粉粒遇碘—碘化钾溶液呈橙红色。圆花粉粒(L)对长花粉粒(l)为显性。已知W、w与L、l两对基因独立遗传。请利用花粉粒作为研究对象，设计实验验证自由组合定律。 【导学号：10090022】‎ ‎(1)所选亲本的表现型为____________________。‎ ‎(2)两亲本的交配方式是____________。‎ ‎(3)对子一代的处理是____________________。‎ ‎(4)实验现象是_______________________________________________‎ ‎____________________________________________________________。‎ ‎【解析】　(1)符合基因自由组合定律的关键是双杂合子产生比例相等的4种不同的配子，应选两纯合亲本杂交获得基因型为WwLl的子代，则亲本可为纯种的非糯性圆花粉粒和纯种的糯性长花粉粒或纯种的非糯性长花粉粒和纯种的糯性圆花粉粒。‎ ‎(2)两亲本杂交可获得双杂合子。‎ ‎(3)结合题中信息，花粉粒可通过染色和显微镜观察进行区别，因此可以取F1(WwLl)的花粉粒进行观察，统计其颜色、形状的比例关系。‎ ‎(4)若遵循基因的自由组合定律，则F1(WwLl)将产生4种比例相等的花粉，即非糯性圆花粉粒、非糯性长花粉粒、糯性圆花粉粒、糯性长花粉粒，4种花粉通过染色后其性状表现及比例为蓝黑色圆花粉粒∶蓝黑色长花粉粒∶橙红色圆花粉粒∶橙红色长花粉粒＝1∶1∶1∶1。‎ ‎【答案】　(1)纯种的非糯性圆花粉粒和纯种的糯性长花粉粒(或纯种的非糯性长花粉粒和纯种的糯性圆花粉粒) ‎ ‎(2)杂交 ‎(3)取F1(WwLl)的花粉加碘—碘化钾溶液染色后观察 ‎(4)花粉粒的表现型及比例为蓝黑色圆花粉粒∶蓝黑色长花粉粒∶橙红色圆花粉粒∶橙红色长花粉粒＝1∶1∶1∶1‎ ‎　自 由 组 合 定 律 中 的 应 用 ‎ 10‎ ‎1．自由组合定律的解题方法——分解组合法 ‎(1)原理：分离定律是自由组合定律的基础。‎ ‎(2)思路：首先将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题。‎ 在独立遗传的情况下，有几对基因就可分解为几个分离定律问题，如AaBb×Aabb可分解为如下两个分离定律：Aa×Aa；Bb×bb然后按照数学上的“乘法原理”和“加法原理”，根据题目要求的实际情况进行重组。此法“化繁为简，高效准确”。‎ ‎(3)示例 ‎【示例1】　求AaBbCc产生的配子种类，以及配子中ABC的概率。‎ 产生的配子种类 Aa　　　　　Bb　　　　Cc ‎↓　　　　　↓　 　　　↓‎ ‎ 2 × 2 × 2＝8种 配子中ABC的概率：(A)×(B)×(C)＝。‎ ‎【示例2】　AaBbCc与AaBBCc杂交，求其后代的基因型种类数以及产生AaBBcc子代的概率。‎ Ⅰ.先分解为三个分离定律 Aa×Aa→后代有3种基因型(1/4AA∶2/4Aa∶1/4aa)；‎ Bb×BB→后代有2种基因型(1/2BB∶1/2Bb)；‎ Cc×Cc→后代有3种基因型(1/4CC∶2/4Cc∶1/4cc)。‎ Ⅱ.后代中基因型有3×3×2＝18种。‎ Ⅲ.后代中AaBBcc的概率：1/2(Aa)×1/2(BB)×1/4(cc)＝1/16。‎ ‎2．自由组合定律在医学实践中的应用 利用自由组合定律可以同时分析家族中两种遗传病的发病情况，下图中的标号部分的含义是：‎ ‎①只患甲病；②只患乙病；③两病兼患。‎ 探讨：基因型为AaBbccDDEe的个体，如果每对等位基因独立遗传，‎ 10‎ 则会形成几种类型的配子？在AaBbCc×aaBbCC的杂交组合中，后代中有几种基因型和表现型？‎ 提示：2×2×1×1×2＝8(种)。基因型的种类数＝2×3×2＝12(种)，表现型的种类数＝2×2×1＝4(种)。‎ 探讨：一个患并指症(由显性基因S控制)且肤色正常的男性与一个表现型正常的女性婚后生了一个手指正常但患白化病(由隐性基因a控制)的孩子。试分析：‎ ‎(1)他们下一胎生下并指且患白化病男孩的概率是多少？‎ ‎(2)生下的男孩并指且患白化病的概率是多少？‎ 提示：(1)1/16　(2)1/8‎ 自由组合定律中有关遗传病概率的计算 当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时，各种患病情况概率如下：‎ ‎(1)只患甲病的概率是m·(1－n)；‎ ‎(2)只患乙病的概率是n·(1－m)；‎ ‎(3)甲、乙两病同患的概率是m·n；‎ ‎(4)甲、乙两病均不患的概率是(1－m)·(1－n)；‎ ‎(5)患病的概率：1－(1－m)·(1－n)；‎ ‎(6)只患一种病的概率：m·(1－n)＋n·(1－m)。‎ ‎1．番茄红果对黄果为显性，二室果对多室果为显性，长蔓对短蔓为显性，三对性状独立遗传。现有红果、二室、短蔓和黄果、多室、长蔓的两个纯合品系，将其杂交种植得F1和F2，则在F2中红果、多室、长蔓所占的比例及红果、多室、长蔓中纯合子的比例分别是(　　)‎ ‎ 【导学号：10090023】‎ A.、　　　　　　 B.、 C.、 D.、 ‎【解析】　设相关基因分别用A、a，B、b和C、c表示。亲代为AABBcc与aabbCC，F1为AaBbCc，F2中A__∶aa＝3∶1，B__∶bb＝3∶1，C__∶cc＝3∶1，所以F2中红果、多室、长蔓所占的比例是：××＝；在F2的每对相对性状中，红果、长蔓显性性状中的纯合子占，故红果、多室、长蔓中纯合子的比例是×＝。‎ ‎【答案】　A 10‎ ‎2．人类并指(D)为显性遗传病，白化病(a)是一种隐性遗传病，已知控制两种病的基因遵循自由组合定律。一个家庭中，父亲并指，母亲正常，他们有一个患白化病但手指正常的孩子，这对夫妇再生一个患病孩子的概率是(　　)‎ A．1/2　 B．1/8　‎ C．3/8　 D．5/8‎ ‎【解析】　由题干信息可推断其父、母亲的基因型分别为AaDd，Aadd，则再生孩子手指正常概率为1/2，再生孩子肤色正常概率为3/4，由此计算出再生孩子正常概率为3/8，因此再生孩子患病概率为1－3/8＝5/8。‎ ‎【答案】　D ‎1．在孟德尔两对相对性状杂交实验中，F1黄色圆粒豌豆(YyRr)自交产生F2。下列表述正确的是(　　)‎ A．F1产生4个配子，比例为1∶1∶1∶1‎ B．F1产生基因型YR的卵和基因型YR的精子数量之比为1∶1‎ C．基因自由组合定律是指F2产生的4种类型的精子和卵可以自由组合 D．F1产生的精子中，基因型为YR和基因型为yr的比例为1∶1‎ ‎【解析】　在孟德尔的两对相对性状的遗传实验中，F1会产生4种多个配子，且精子数目远远多于卵细胞数目；基因自由组合定律是指F1产生配子时控制不同性状的基因的分离和组合是互不干扰的。‎ ‎【答案】　D ‎2．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(　　) 【导学号：10090024】‎ 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产生的雌、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，证明符合自由组合定律。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，用纯种黄色皱粒与纯种绿色圆粒豌豆也可以。‎ ‎【答案】　A 10‎ ‎3．番茄的红果(A)对黄果(a)为显性，圆果(B)对长果(b)是显性，两对基因独立遗传。现用红色长果番茄与黄色圆果番茄杂交，从理论上分析，其后代基因型不可能出现的比例是(　　)‎ A．1∶0　　　　　　　 B．1∶2∶1‎ C．1∶1 D．1∶1∶1∶1‎ ‎【解析】　由题意可知：两亲本基因型为A__bb×aaB__，因此后代基因型的比例可能是(1)AAbb×aaBB→AaBb为1∶0；(2)AAbb×aaBb→AaBb∶Aabb＝1∶1；(3)Aabb×aaBB→AaBb∶aaBb＝1∶1；(4)Aabb×aaBb→AaBb∶aaBb∶Aabb∶aabb＝1∶1∶1∶1。‎ ‎【答案】　B ‎4．玉米籽粒的有色对无色为显性，饱满对皱缩为显性。现提供纯种有色饱满籽粒与纯种无色皱缩籽粒若干。设计实验，探究这两对性状的遗传是否符合自由组合定律。(假设实验条件满足实验要求)‎ 实验步骤： 【导学号：10090025】‎ ‎(1)选取________________与________________作为亲本杂交得F1。‎ ‎(2)取F1植株(20株)______________________。‎ ‎(3)收获种子并统计不同表现型的数量比。‎ ‎(4)结果预测和结论：‎ ‎①若F1自交(或测交)后代有4种表现型且比例为9∶3∶3∶1(或1∶1∶1∶1)，则____________；‎ ‎②若______________________________，则不符合自由组合定律 。‎ ‎【解析】　充分运用和借鉴孟德尔实验过程，考虑实验设计步骤。本实验是探究性实验，结果不唯一。探究这两对性状的遗传是否符合自由组合定律可用杂合子自交，也可以用杂合子测交，看后代的不同表现型的数量比是否符合9∶3∶3∶1或1∶1∶1∶1，如果符合，就遵循自由组合定律，否则不符合。‎ ‎【答案】　(1)有色饱满籽粒　无色皱缩籽粒 ‎(2)自交(测交)‎ ‎(4)①符合自由组合定律 ‎②F1自交后代表现型比例不符合9∶3∶3∶1(F1测交后代表现型比例不符合1∶1∶1∶1)课堂小结：‎ 网络构建 核心回扣 10‎ ‎1.在两对相对性状的杂交实验中，F2中共有9种基因型，4种表现型，比例为9∶3∶3∶1。‎ ‎2.自由组合定律的实质：在形成配子时，控制同一性状的成对的遗传因子彼此分离的同时，控制不同性状的遗传因子自由组合。‎ ‎3.等位基因是控制相对性状的基因。‎ ‎4.生物的表现型是基因型和环境共同作用的结果。‎ ‎5.两对相对性状的测交实验中，测交后代基因型和表现型均为4种，数量比例均为1∶1∶1∶1。‎ 10‎