学年高一生物人教版必修二名师课堂导学设计12孟德尔的豌豆杂交实验二.docx

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学年高一生物人教版必修二名师课堂导学设计12孟德尔的豌豆杂交实验二

孟德尔的豌豆杂交实验

（二）

　　　　　　　　了解

基因型、表现型和等位基因的含义

理解

1.基因的自由组合定律

2.孟德尔的两对相对性状的杂交实验

应用

1.分析孟德尔遗传实验成功的原因

2.运用自由组合定律解释和预测遗传现象

1.对自由组合现象的解释，阐明自由组合定律

2.分析孟德尔遗传实验获得成功的原因

一、两对相对性状的杂交实验过程及分析

实验过程

实验分析

P　黄色圆粒×绿色皱粒

　↓

F1　　黄色圆粒

↓⊗

表现型

比例

①黄色圆粒

②黄色皱粒

③绿色圆粒

④绿色皱粒

（1）亲本具有两对相对性状

①粒色：

黄色与绿色

②粒形：

圆粒与皱粒

（2）F1的性状为显性，即

①粒色：

黄色对绿色为显性

②粒形：

圆粒对皱粒为显性

（3）F2的性状

①每对性状都遵循分离定律，即黄色∶绿色＝3∶1，圆粒∶皱粒＝3∶1

②两对性状自由组合，共有4种类型，其中黄色皱粒、绿色圆粒是不同于亲本性状的重组类型

二、对自由组合现象的解释

1．解释

（1）两对相对性状分别由两对遗传因子（基因）控制。

（2）F1产生配子时，每对遗传因子（基因）彼此分离，不同对的遗传因子（基因）自由组合，故F1可产生4种比例相等的配子。

（3）受精时雌雄配子的结合是随机的。

（4）雌雄配子结合的方式有16种，遗传因子的组合形式有9种，性状表现为4种，其比例为黄圆∶黄皱∶绿圆∶绿皱＝9∶3∶3∶1。

2．图解

配子

YYRR黄圆

YYRr黄圆

YyRR黄圆

YyRr黄圆

YYRr黄圆

YYrr黄皱

YyRr黄圆

Yyrr黄皱

YyRR黄圆

YyRr黄圆

yyRR绿圆

yyRr绿圆

YyRr黄圆

Yyrr黄皱

yyRr绿圆

yyrr绿皱

三、对自由组合现象解释的验证

1．方法

测交，即让F1与隐性纯合子杂交。

2．作用

（1）测定F1产生的配子种类及比例。

（2）测定F1遗传因子的组成。

（3）判定F1在形成配子时遗传因子的行为。

3．测交遗传图解

四、自由组合定律

（1）发生时间：

形成配子时。

（2）遗传因子间的关系：

控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的。

（3）实质：

在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。

五、孟德尔获得成功的原因及其遗传规律的再发现

1．孟德尔获得成功的原因

（1）正确选用豌豆作实验材料是成功的首要条件。

（2）在对生物的性状分析时，首先针对一对相对性状进行研究，再对两对或多对性状进行研究。

（3）对实验结果进行统计学分析。

（4）科学地设计了实验的程序。

按“提出问题→实验→假设（解释）→验证→总结规律”的科学实验程序而进行。

2．孟德尔遗传规律的再发现

（1）1909年，丹麦生物学家约翰逊将“遗传因子”命名为基因，并提出了表现型和基因型的概念。

①表现型：

指生物个体表现出来的性状，如高茎和矮茎。

②基因型：

指与表现型有关的基因组成，如DD、Dd、dd等。

③等位基因：

指控制相对性状的基因，如D和d。

（2）孟德尔被世人公认为“遗传学之父”。

一、两对相对性状的杂交实验

1．仔细观察分析教材P9图1－7，回答下列问题：

（1）由P→F1可推断黄色和圆粒为显性性状，绿色和皱粒为隐性性状；若只根据F1→F2能否判断性状的显隐性？

提示：

能。

分别从粒色和粒形上看，F2中均出现不同于F1的性状即绿色和皱粒，即F1自交时出现了性状分离，由此可判断F1的性状黄色和圆粒为显性性状，F2中新出现的性状即绿色和皱粒为隐性性状。

（2）F2中，新的性状组合（即重组类型）有哪些？

所占比例共计多少？

提示：

重组类型有2种，即黄色皱粒和绿色圆粒，比例均为3/16，所以重组类型的比例总计3/8。

（3）实验中若选用纯种黄色皱粒和绿色圆粒豌豆作亲本，F1表现怎样的性状？

F2中重组类型和所占比例发生怎样的变化？

提示：

a.F1的性状仍为黄色圆粒。

b．亲本改变后F2重组类型为黄色圆粒和绿色皱粒，比例分别为9/16和1/16，此时重组类型共占5/8。

2．判断正误：

（1）豌豆两对相对性状杂交实验中，每一对相对性状的遗传都遵循基因分离定律。

（√）

（2）具有两对相对性状的纯种豌豆进行杂交，F2中重组性状个体所占的理论比例为3/8或5/8。

（√）

二、对自由组合现象的解释

1．仔细观察教材P10图1－8，分析回答下列问题。

（1）①写出单独分析一对相对性状和同时分析两对相对性状时，F1产生的配子种类及比例。

（填写下表）

YyRr

配子

________

比例

________

提示：

Y、y　R、r　YR、Yr、yR、yr　1∶1　1∶1　1∶1∶1∶1

（2）根据

（1）的分析，基因型为AaBbCc的个体能产生几种配子？

提示：

8种配子。

（3）尝试归纳生物个体所产生配子种类数与其含有的等位基因对数之间具有怎样的关系。

提示：

某一基因型的个体能产生的配子种类数等于2n种（n代表等位基因对数）。

（4）试用分离定律的方法，讨论F2的基因型和表现型的种类。

提示：

F1的基因型为YyRr，可拆分为Yy和Rr。

①Yy自交―→（YY∶Yy∶yy）3种基因型和2种表现型。

②Rr自交―→（RR∶Rr∶rr）3种基因型和2种表现型。

因此YyRr自交可得到3×3＝9种基因型，2×2＝4种表现型。

（5）F1产生的雌雄配子是随机结合的，当雄配子1/4Yr与雌配子1/4YR结合后，形成的个体其基因型是怎样的？

在F2代中所占比例为多少？

提示：

①配子Yr与YR结合后，形成的个体其基因型为YYRr。

②因雌雄配子随机结合，所以该基因型在F2代中所占比例为1/4×1/4＝1/16。

（6）F2代不同于亲本性状类型中纯合子的比例是多少？

提示：

F2代中不同于亲本性状类型是黄色皱粒和绿色圆粒。

各占3/16，两种类型共占6/16，每一种性状类型中的纯合子各有一个，所以F2代不同于亲本性状类型中的纯合子的比例是2/6＝1/3。

2．判断正误：

（1）因雌雄配子的结合方式有16种，所以F2中基因型也有16种。

（×）

（2）在每对基因独立遗传的情况下，基因型为AaBbCCDdee的个体可产生6种类型的配子。

（×）

（3）纯合子的每一对基因均纯合，同理，杂合子的每一对基因均为杂合。

（×）

三、对自由组合现象解释的验证及自由组合定律

1．仔细观察教材P10图1－9，回答下列问题：

（1）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。

（2）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。

（3）若测交后代有两种性状，且数量之比为1∶1，试分析F1的基因型。

提示：

由于隐性纯合子只产生一种配子yr，所以测交后代的性状与比例由F1决定，由于后代有两种性状且比例为1∶1，说明F1能够产生两种配子且比例为1∶1，其基因型为yyRr或Yyrr或YYRr或YyRR。

2．连线：

（将下列名词与其所对应的内容用线连接起来）

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．F2中9∶3∶3∶1分离比成立的条件

（1）亲本必须是纯种。

（2）两对相对性状由两对等位基因控制。

（3）配子全部发育良好，后代存活率相同。

（4）所有后代都应处于一致的环境中，而且存活率相同。

（5）材料丰富，后代数量足够多。

3．利用分离定律解决自由组合问题的方法

（1）思路：

将自由组合问题拆分成若干基因分离的问题分别计算求解，然后再将每一对遗传因子所得答案再进行组合。

（2）示例：

已知AaBb×aabb，求后代中表现型种类，性状分离比和aabb的概率，解答步骤如下：

①先拆分求解：

Aa×aa―→（1Aa∶1aa），即得到2种表现型，数量之比为1∶1，aa的概率为1/2，Bb×bb―→（1Bb∶1bb），即得到2种表现型，数量之比为1∶1，bb的概率为1/2。

②后组合相乘：

后代表现型种类数：

2×2＝4；后代性状分离比（1∶1）×（1∶1）＝1∶1∶1∶1；aabb的概率为：

1/2×1/2＝1/4。

[例1]　（2012·全国卷）果蝇中灰身（B）与黑身（b）、大翅脉（E）与小翅脉（e）是两对相对性状且独立遗传。

灰身大翅脉的雌蝇与灰身小翅脉的雄蝇杂交，子代中47只为灰身大翅脉，49只为灰身小翅脉，17只为黑身大翅脉，15只为黑身小翅脉。

回答下列问题：

（1）在上述杂交子代中，体色和翅脉的表现型比例依次为________________和________________。

（2）两个亲本中，雌蝇的基因型为________，雄蝇的基因型为________。

（3）亲本雌蝇产生卵的基因组成种类数为________，其理论比例为________。

（4）上述子代中表现型为灰身大翅脉个体的基因型为________，黑身大翅脉个体的基因型为________。

[解析]　

（1）子代的4种表现型是两种性状自由组合的结果，将两种性状分开分析，灰身有47＋49＝96（只），而黑身有17＋15＝32（只），因而灰身∶黑身＝3∶1，大翅脉有47＋17＝64（只），小翅脉有49＋15＝64（只），因此大翅脉∶小翅脉＝1∶1。

（2）先根据表现型写出雌蝇的基因型B_E_，雄蝇的基因型B_ee，由于后代中有黑身，因此雌、雄蝇都有隐性基因b；又因为后代出现了小翅脉，因此，雌蝇中一定有基因e，所以可推出雌蝇的基因型为BbEe，雄蝇的基因型为Bbee。

（3）雌蝇的基因型为BbEe，在产生配子时两对基因发生自由组合，产生卵的基因组成种类为BE、Be、bE、be，比例为1∶1∶1∶1。

（4）子代中灰身的基因型有两种：

BB、Bb，而大翅脉的基因型只能是Ee，因此，子代中灰身大翅脉的基因型为BBEe、BbEe，黑身的基因型只能是bb，因此黑身大翅脉的基因型为bbEe。

[答案]　灰身∶黑身＝3∶1　大翅脉∶小翅脉＝1∶1

（2）BbEe　Bbee

（3）4　1∶1∶1∶1

（4）BBEe和BbEe　bbEe

[例2]　（2013·全国卷大纲版）已知玉米子粒黄色（A）对白色（a）为显性，非糯（B）对糯（b）为显性，这两对性状自由组合。

请选用适宜的纯合亲本进行一个杂交实验来验证：

①子粒的黄色与白色的遗传符合分离定律；②子粒的非糯与糯的遗传符合分离定律；③以上两对性状的遗传符合自由组合定律。

要求：

写出遗传图解，并加以说明。

[解析]　本题考查基因分离定律及自由组合定律的验证，意在考查两大遗传定律的理解能力及灵活运用能力。

根据题目要求“选择适宜纯合亲本”、“杂交实验”等关键词，可选择（纯合白非糯）aaBB和（纯合黄糯）AAbb或（纯合黄非糯）AABB和（纯合白糯）aabb作为亲本，杂交后F1均为AaBb（杂合黄非糯）。

F1自交，若F2中黄粒（A_）∶白粒（aa）＝3∶1，则说明子粒黄色与白色的遗传符合分离定律，同理，若F2中非糯粒（B_）∶糯粒（bb）＝3∶1，则说明子粒非糯与糯的遗传符合基因分离定律。

若F2中黄非糯粒∶黄糯粒∶白非糯粒∶白糯粒＝9∶3∶3∶1，即A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb＝9∶3∶3∶1，则说明以上两对性状遗传符合自由组合定律。

[答案]　亲本　（纯合白非糯）aaBB×AAbb（纯合黄糯）

亲本或为：

（纯合黄非糯）AABB×aabb（纯合白糯）

　　　　　　　　　　　　　　↓

F1　　　　　　　AaBb（杂合白非糯）

　　　　　　　　　　　　　　↓

F2子粒中：

①若黄粒（A_）∶白粒（aa）＝3∶1，则验证该性状的遗传符合分离定律。

②若非糯粒（B_）∶糯粒（bb）＝3∶1，则验证该性状的遗传符合分离定律。

③若黄非糯粒：

黄糯粒∶白非糯粒∶白糯粒＝9∶3∶3∶1即：

A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb＝9∶3∶3∶1，则验证这两对性状的遗传符合自由组合定律。

根据性状比例判断控制生物性状的基因对数及遵循的遗传定律

（1）F2中性状比例为3∶1⇒受一对基因控制，遵循基因分离定律。

（2）F2中性状比例为9∶3∶3∶1，或少于4种性状且分离比之和为16⇒受两对基因控制，且遵循基因自由组合定律。

1．下列关于孟德尔两对相对性状遗传实验的叙述中，错误的是（　　）

A．F2中圆粒和皱粒之比接近于3∶1，符合基因的分离定律

B．两对相对性状分别由两对等位基因控制

C．F1产生4种比例相等的雌配子和雄配子

D．F2有4种表现型和6种基因型

解析：

孟德尔对F2中不同对性状之间发生自由组合的解释是：

两对相对性状分别由两对等位基因控制，控制两对相对性状的两对等位基因的分离和组合是互不干扰的，其中每一对等位基因的传递都遵循分离定律。

这样，F1产生雌雄配子各4种，数量比接近1∶1∶1∶1，配子随机结合，则F2中有9种基因型和4种表现型。

答案：

2．玉米的性状中，黄对白、非甜对甜为显性，两种性状独立遗传。

让纯合的黄色非甜玉米与白色甜玉米杂交，得到F1，再让F1自交得到F2，若在F2中有黄色甜玉米150株，则F2中性状不同于双亲的杂合子株数约为（　　）

A．150株　　　　　　　B．200株

C．300株D．600株

解析：

F2中有黄色甜玉米（一显性一隐性）150株，应占F2总数的3/16，故F2共有150/（3/16）＝800株，其中性状不同于双亲的杂合子株数约为：

800×4/16＝200（株）。

答案：

3．下列不是孟德尔的遗传实验研究获得成功原因的一项是（　　）

A．选择豌豆作实验材料，自然状态下豌豆一般是纯种

B．豌豆的相对性状容易区分，且研究是从一对到多对进行的

C．对实验结果进行了统计学分析

D．应用物理和化学的方法使细胞发生癌变

解析：

孟德尔的遗传实验研究获得成功的原因包括：

①选择了正确的实验材料——豌豆；②采用了正确的实验方法，从一对性状到多对性状进行研究，且对实验结果进行了统计学分析。

答案：

4．在孟德尔的两对相对性状的遗传实验中，具有1∶1∶1∶1比例的是（　　）

①F1产生配子类型的比例　②F2性状表现的比例　③F1测交后代性状表现的比例　④F1性状表现的比例

⑤F2基因型的比例

A．②④B．①③

C．④⑤D．②⑤

解析：

在孟德尔两对相对性状的遗传实验中，F1基因型为YyRr，性状表现只有1种，F1产生的配子类型有YR、Yr、yR、yr4种，比例为1∶1∶1∶1。

F1测交后代基因型为YyRr、Yyrr、yyRr、yyrr4种，性状表现也为4种，比例均为1∶1∶1∶1。

答案：

黄色圆粒和绿色圆粒豌豆杂交，其子代表现型的统计结果如右图所示，则杂交后代中新表现型个体所占的比例为（　　）

A．1/3B．1/4

C．1/9D．1/16

解析：

图中显示子代中黄色∶绿色＝1∶1，圆粒∶皱粒＝3∶1，故亲代基因型为YyRr×yyRr，其后代中表现型（重组类型）不同于亲本的表现型为1－（YyR－＋yyR－）＝1－（×＋×）＝1－＝，即占。

答案：

6．向日葵种子粒大（B）对粒小（b）是显性，含油少（S）对含油多（s）是显性，这两对等位基因按自由组合定律遗传。

今有粒大油少和粒小油多的两纯合子杂交，试回答下列问题：

（1）F2表现型有________种，比例为_________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）若获得F2种子544粒，按理论计算，双显性纯种有________粒、双隐性纯种有________粒、粒大油多的有________粒。

（3）怎样才能培育出粒大油多，又能稳定遗传的新品种？

补充下列步骤：

第一步：

让________与________杂交产生________；

第二步：

让______________________________________________________________；

第三步：

选出F2中________个体________，逐代淘汰粒小油多的个体，直到后代不再发

生________为止，即获得能稳定遗传的粒大油多的新品种。

解析：

（1）由双亲基因型BBSS×bbss→F1：

BbSs，F2：

9B__S__∶3B__ss∶3bbS__∶1bbss。

（2）F2中双显性纯合子占1/16，双隐性纯合子也占1/16，均为544×1/16＝34粒，粒大油多的基因型为B__ss，占F2的3/16，故为544×3/16＝102粒。

（3）F2中粒大油多的子粒有2种基因型BBss和Bbss，可采用连续自交法并逐代淘汰不符合要求的个体，保留粒大油多子粒，直到不发生性状分离为止。

答案：

（1）4种　9粒大油少∶3粒大油多∶3粒小油少∶1粒小油多

（2）34　34　102

（3）第一步：

粒大油少（BBSS）　粒小油多（bbss）　F1（BbSs）

第二步：

F1（BbSs）自交产生F2

第三步：

粒大油多　连续自交　性状分离

一、选择题（每小题2分，共20分）

1．（2011·上海高考）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F1产生的4种类型的精子和卵可能自由组合

D．F1产生的精子中，基因型为YR的基因型为yr的比例为1∶1

解析：

F1（YyRr）自交时，可产生雌、雄配子各4种，数目很多，且雄配子的数目远多于雌配子的数目。

自由组合定律是指在减数分裂形成配子时，位于非同源染色体上的非等位基因的自由组合。

答案：

2．下表是具有两对相对性状的亲本杂交，子二代的基因型，其中部分基因型未列出，仅以阿拉伯数字表示。

下列选项错误的是（　　）

雄配子

雌配子

RrYY

RrYy

RRYy

RRyy

Rryy

RrYy

rrYY

rrYy

RrYy

Rryy

rrYy

rryy

A．1、2、3、4的表现型都一样

B．在此表格中，RRYY只出现一次

C．在此表格中，RrYy共出现四次

D．基因型出现几率的大小顺序为4>3>2>1

解析：

1基因型为RRYY,2基因型为RrYY,3基因型为RRYy,4基因型为RrYy，出现的几率分别为1/16、1/8、1/8、1/4，大小顺序为4>3＝2>1。

答案：

3．水稻高秆（T）对矮秆（t）为显性，抗病（R）对感病（r）为显性，这两对基因独立遗传。

现将一株表现型为高秆抗病的植株的花粉授给另一株表现型相同的植株，所得后代表现型如图所示。

根据以下实验结果，下列叙述错误的是（　　）

A．以上后代群体的表现型有4种

B．以上后代群体的基因型有9种

C．以上两株亲本可以分别通过不同杂交组合获得

D．以上两株表现型相同的亲本，基因型不相同

解析：

由题干中已知的性状显隐性和后代表现型高秆∶矮秆＝3∶1得出亲本基因型为Tt×Tt；由抗病∶感病＝3∶1得出亲本的基因型为Rr×Rr，所以两亲本上基因型是TtRr×TtRr，所以两亲本基因型相同，其后代中有表现型4种，基因型9种，亲本的这种基因型可以通过TTRR×ttrr和TTrr×ttRR两种杂交组合获得。

答案：

4．番茄果实的红色对黄色为显性，两室对一室为显性，两对相对性状独立遗传。

育种者用纯合的具有这两对相对性状的亲本杂交，子二代中重组表现型个体数占子二代总数的

（　　）

A．7/8或5/8　　　　　　B．9/16或5/16

C．3/8或5/8D．3/8

解析：

两对相对性状的纯合亲本杂交，有两种情况（设红色A，黄色a；两室B，一室b）：

①AABB×aabb，②AAbb×aaBB。

这两种情况杂交所得的F1均为AaBb，F1自交所得F2中，A_B_（双显性：

表现红色两室）占9/16，A_bb（一显一隐：

表现红色一室）占3/16，aaB_（一隐一显：

表现黄色两室）占3/16，aabb（双隐性：

表现黄色一室）占1/16。

若为第一种情况AABB×aabb，则F2中重组类型（红色一室和黄色两室）占3/16＋3/16＝3/8；若为第二种情况AAbb×aaBB，则F2中重组类型（红色两室和黄色一室）占9/16＋1/16＝5/8。

答案：

5．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∶0B．1∶2∶1

C．1∶1D．1∶1∶1∶1

解析：

由题意知红色长果（A_bb）和黄色圆果（aaB_）杂交，因此两亲本杂交可能组合有AAbb×aaBB、Aabb×aaBB、Aabb×aaBb、AAbb×aaBb，由于A_×aa的后代可能全为Aa，也可能一半为Aa，一半为aa，同理B_×bb的后代也一样，所以，其后代的基因型比例可能为1∶0、1∶1、1∶1∶1∶1，但不可能为1∶2∶1。

答案：

6．（2011·上海高考）假定五对等位基因自由组合，则杂交组合AaBBCcDDEe×AaBbCCddEe产生的子代中，有一对等位基因杂合、四对等位基因纯合的个体所占的比率是（　　）

A．1/32B．1/16

C．1/8D．1/4

解析：

等位基因自由组合，由于亲本组合中DD×dd杂交后代中一定是杂合子，则子代中符合要求的个体其他四对基因都是纯合子的概率为：

1/2×1/2×1/2×1/2＝1/16。

答案：

7．已知A与a、B与b、C与c3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1/16

B．表现型有4种，aaBbcc个体的比例为1

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