高考生物大一轮复习 第五单元 第16讲 孟德尔的豌豆杂交实验二教案.docx

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高考生物大一轮复习第五单元第16讲孟德尔的豌豆杂交实验二教案

2019-2020年高考生物大一轮复习第五单元第16讲孟德尔的豌豆杂交实验

（二）教案

[考纲要求]　1.基因的自由组合定律（Ⅱ）。

2.孟德尔遗传实验的科学方法（Ⅱ）。

一、两对相对性状的杂交实验——提出问题

其过程为：

P　　　　　　　　黄圆×绿皱

　　　　　　　　↓

F1　黄圆

　　　　　　　　↓⊗

F2　　　9黄圆∶3黄皱∶3绿圆∶1绿皱

[解惑]　在两对相对性状杂交的F2中并未出现新性状，而是出现了新的性状组合。

二、对自由组合现象的解释和验证——提出假说，演绎推理

1．理论解释（判一判）

（1）F1产生配子时，等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因可以自由组合，产生数量相等的4种配子（　√　）

（2）受精时，雌雄配子的结合方式有16种（　√　）

（3）F2的基因型有9种，比例为4∶2∶2∶2∶2∶1∶1∶1∶1（　√　）

2．遗传图解

3．验证（测交的遗传图解）

[解惑]　测交后代的性状及比例取决于杂种子一代产生的配子及比例。

三、自由组合定律的实质、时间、范围——得出结论

1．实质：

非同源染色体上的非等位基因自由组合。

（如图）

2．时间：

减数第一次分裂后期。

3．范围：

有性生殖的生物，真核细胞的核内染色体上的基因。

无性生殖和细胞质基因遗传时不遵循。

[解惑]　基因自由组合定律中基因行为特点：

（1）同时性：

同源染色体上等位基因的分离与非同源染色体上非等位基因的自由组合同时进行。

（2）独立性：

同源染色体上等位基因的分离与非同源染色体上非等位基因的自由组合互不干扰，各自独立地分配到配子中去。

（3）普遍性：

自由组合定律广泛存在于生物界，并发生在有性生殖过程中。

四、孟德尔实验方法的启示和遗传规律的再发现

1．实验方法启示

孟德尔获得成功的原因：

①正确选材（豌豆）；②对相对性状遗传的研究，从一对到多对；③对实验结果进行统计学的分析；④运用假说—演绎法（包括“提出问题→提出假说→演绎推理→实验验证→得出结论”五个基本环节）这一科学方法。

2．遗传规律再发现

（1）1909年，丹麦生物学家约翰逊把“遗传因子”叫做基因。

（2）因为孟德尔的杰出贡献，他被公认为“遗传学之父”。

考点一　基因自由组合定律的实质及验证

1．观察下面的图示，回答问题

（1）能发生自由组合的图示为A，原因是非等位基因位于非同源染色体上。

（2）不能发生自由组合的图示为B，原因是非等位基因位于同源染色体上。

2．自由组合定律的细胞学基础：

同源染色体彼此分离的同时，非同源染色体自由组合。

3．假如F1的基因型如图A所示，总结相关种类和比例

（1）F1（AaBb）产生的配子种类及比例：

4种，AB∶Ab∶aB∶ab＝1∶1∶1∶1。

（2）F2的基因型9种。

（3）F2的表现型种类和比例：

4种，双显∶一显一隐∶一隐一显∶双隐＝9∶3∶3∶1。

（4）F1的测交后代基因型种类和比例：

4种，1∶1∶1∶1。

（5）F1的测交后代表现型种类和比例：

4种，1∶1∶1∶1。

易错警示　自由组合定律的2个应用分析

（1）F2的4种表现型中，把握住相关基因组合A__B__∶A__bb∶aaB__∶aabb＝9∶3∶3∶1。

（2）含两对相对性状的纯合亲本杂交，F2中重组性状所占比例并不都是（3＋3）/16。

①当亲本基因型为AABB和aabb时，F2中重组性状所占比例是（3＋3）/16。

②当亲本基因型为AAbb和aaBB时，F2中重组性状所占比例是1/16＋9/16＝10/16。

不要机械地认为只有一种亲本组合方式，重组性状只能是（3＋3）/16。

1．现有①～④四个果蝇品系（都是纯种），其中品系①的性状均为显性，品系②～④均只有一种性状是隐性，其他性状均为显性。

这四个品系的隐性性状及控制该隐性性状的基因所在的染色体如下表所示：

品系

①

②

③

④

隐性性状

均为显性

残翅

黑身

紫红眼

相应染色体

Ⅱ、Ⅲ

Ⅱ

Ⅱ

Ⅲ

若需验证基因的自由组合定律，可选择下列哪种交配类型（　　）

A．②×④B．①×②

C．②×③D．①×④

答案　A

解析　只有位于非同源染色体上的非等位基因的遗传才符合基因的自由组合定律，A正确。

2．某种昆虫长翅（A）对残翅（a）为显性，直翅（B）对弯翅（b）为显性，有刺刚

毛（D）对无刺刚毛（d）为显性，控制这3对性状的基因均位于常染色体

上。

现有这种昆虫一个体基因型如图所示，请回答下列问题：

（1）长翅与残翅、直翅与弯翅两对相对性状的遗传是否遵循基因自由组合定律，并说明理由。

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）该昆虫一个初级精母细胞所产生的精细胞的基因型为____________________。

（3）该昆虫细胞有丝分裂后期，移向细胞同一极的基因有____________________。

（4）该昆虫细胞分裂中复制形成的两个D基因发生分离的时期有________________________________________________________________________。

（5）为验证基因自由组合定律，可用来与该昆虫进行交配的异性个体的基因型分别是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）不遵循，控制这两对相对性状的基因位于一对同源染色体上

（2）AbD、abd或Abd、abD　（3）A、a、b、b、D、d

（4）有丝分裂后期和减数第二次分裂后期

（5）aabbdd、aaBBdd、AabbDd、AaBBDd

解析　控制长翅与残翅、直翅与弯翅这两对相对性状的基因位于一对同源染色体上，所以这两对相对性状的遗传不符合基因的自由组合定律。

从题图中可知，A和b连锁，a和b连锁，D和d在另一对同源染色体上，该昆虫的一个初级精母细胞产生的四个精细胞，两两相同，其基因型为AbD、abd或Abd、abD。

该细胞在有丝分裂的间期进行染色体复制（基因也复制），在后期两套基因随着姐妹染色单体的分开移向细胞两极，即每一极都有A、a、b、b、D、d。

该昆虫细胞可进行有丝分裂和减数分裂，在分裂的间期D基因复制，而两个D基因的分离，是随着姐妹染色单体的分开而分离，即在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期。

验证基因自由组合定律可采用测交（AabbDd×aabbdd，AabbDd×aaBBdd）或杂交（AabbDd×AabbDd，AabbDd×AaBBDd）方式。

1．杂合子（AabbDd）产生配子的情况

理论上产生

配子的种类

实际能产生配子的种类

一个精原细胞

4种

2种（AbD和abd或Abd和abD）

一个雄性个体

4种

4种（AbD、Abd、abD、abd）

一个卵原细胞

4种

1种（AbD或Abd或abD或abd）

一个雌性个体

4种

4种（AbD、Abd、abD、abd）

2．自由组合定律的验证

（1）常用方法：

植物体常采用测交法或自交法；动物体常采用测交法。

自交后的比例为9∶3∶3∶1；测交后的比例为1∶1∶1∶1。

（2）结果分析：

若出现相应性状的分离比，则符合自由组合定律；否则，不符合自由组合定律。

考点二　基因自由组合定律解题分析

1．配子类型的问题

规律：

某一基因型的个体所产生配子种类数等于2n种（n为等位基因对数）。

如：

AaBbCCDd产生的配子种类数：

　　　　　　Aa　Bb　CC　Dd

↓↓↓↓

　　　　　　2×2×1×2＝8种

2．配子间结合方式问题

规律：

两基因型不同的个体杂交，配子间结合方式种类数等于各亲本产生配子种类数的乘积。

如：

AaBbCc与AaBbCC杂交过程中，配子间结合方式有多少种？

先求AaBbCc、AaBbCC各自产生多少种配子。

AaBbCc→8种配子、AaBbCC→4种配子。

再求两亲本配子间结合方式。

由于两性配子间的结合是随机的，因而AaBbCc与AaBbCC配子间有8×4＝32种结合方式。

3．基因型、表现型问题

（1）已知双亲基因型，求双亲杂交后所产生子代的基因型种类数与表现型种类数

规律：

两基因型已知的双亲杂交，子代基因型（或表现型）种类数等于将各性状分别拆开后，各自按分离定律求出子代基因型（或表现型）种类数的乘积。

如：

AaBbCc与AaBBCc杂交，其后代有多少种基因型？

多少种表现型？

先看每对基因的传递情况：

Aa×Aa→后代有3种基因型，2种表现型；

Bb×BB→后代有2种基因型，1种表现型；

Cc×Cc→后代有3种基因型，2种表现型。

因而AaBbCc×AaBBCc→后代中有3×2×3＝18种基因型，有2×1×2＝4种表现型。

（2）已知双亲基因型，求某一具体基因型或表现型子代所占比例

规律：

某一具体子代基因型或表现型所占比例应等于按分离定律拆分，将各种性状及基因型所占比例分别求出后，再组合并乘积。

如：

基因型为AaBbCC与AabbCc的个体杂交，求：

Ⅰ.生一基因型为AabbCc个体的概率；

Ⅱ.生一表现型为A__bbC__的概率。

分析：

先拆分为①Aa×Aa、②Bb×bb、③CC×Cc，分别求出Aa、bb、Cc的概率依次为

、

、

，则子代基因型为AabbCc的概率应为

×

×

＝

。

按前面①、②、③分别求出A__、bb、C__的概率依次为

、

、1，则子代表现型为A__bbC__的概率应为

×

×1＝

。

易错警示　已知双亲类型求不同于亲本基因型或不同于亲本表现型的概率：

不同于亲本的类型＝1－亲本类型。

3．在家蚕中，蚁蚕（刚孵化的蚕）体色的黑色与淡赤色是一对相对性状，黄茧和白茧是一对相对性状，控制这两对性状的基因自由组合且位于常染色体上，现有两个杂交组合，其子代（足够多）表现型及数量比如表所示，以下叙述中错误的是（　　）

杂交

组合

子代表现型及比例

黄茧黑蚁

白茧黑蚁

黄茧淡赤蚁

白茧淡赤蚁

组合一

9

3

3

1

组合二

0

1

0

1

A.黑色对淡赤色为显性，黄茧对白茧为显性

B．组合一子代中杂合白茧黑蚁所占的比例为1/8

C．组合一和组合二的子代中白茧黑蚁的基因型相同

D．组合二中亲本的基因型和子代的基因型相同

答案　C

解析　由组合一中黑色∶淡赤色＝3∶1、黄茧∶白茧＝3∶1，可知黑色对淡赤色为显性，黄茧对白茧为显性；设相关基因用A、a（茧色）和B、b（体色）表示，则组合一亲本的基因型为AaBb、AaBb，子代中杂合白茧黑蚁所占的比例为1/8；根据组合二后代的分离比，可知亲本的基因型为aaBb、aabb，后代中白茧黑蚁的基因型为aaBb，而组合一的子代中白茧黑蚁的基因型为aaBb或aaBB。

4．小黄狗的皮毛颜色由位于非同源染色体上的两对基因（A、a和B、b）控制，共有四种表现型：

黑色（A__B__）、褐色（aaB__）、红色（A__bb）和黄色（aabb）。

下表为小黄狗的三组交配实验及实验结果。

请分析回答下列问题。

杂交组合

第1组

第2组

第3组

黑色♀×黑色♂

黑色♀×褐色♂

黑色♀×红色♂

后代皮毛颜色及数量

黑色（1只）、褐色（1只）、红色（1只）、黄色（1只）

黑色（1只）、红色（1只）、黄色（1只）

黑色（1只）、黄色（1只）

（1）请写出第1组交配实验的遗传图解。

（2）第2组交配实验中，亲本黑色♀的基因型为__________；子一代黄色小狗在减数分裂产生精子的过程中________（填“会”或“不会”）发生非同源染色体的自由组合；子一代黑色雌狗与黄色雄狗交配，产下的小狗是红色雄性的概率为________________。

（3）第3组杂交亲本再生一只褐色小狗的概率是________。

（4）请利用上述表中的小黄狗，设计一个实验验证A、a和B、b这两对等位基因位于两对同源染色体上。

杂交方案（写出性别、表现型、数量）：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

预测实验结果：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）如图

P　　　　　AaBb　　×　　AaBb

　　　　黑色　　　　　黑色

F1　A__B__　A__bb　aaB__　aabb

　黑色　　红色　　褐色　　黄色

（2）AaBb　会　1/12　（3）1/8

（4）让第1组亲本中黑色雄狗与这三组实验中的多只黄色雌狗交配　后代出现黑色、褐色、红色和黄色四种表现型，且比例接近1∶1∶1∶1

解析　第2组杂交实验的亲本中黑色雌狗的基因型为AaBb；子一代黑色雌狗的基因型可能为1/3AaBB或2/3AaBb，与黄色雄狗（aabb）交配，产下红色雄狗的概率为2/3×1/2×1/2×1/2＝1/12。

第3组杂交亲本中黑色雌狗的基因型为AaBb，红色雄狗的基因型为Aabb，它们再生一只褐色小狗的概率为1/4×1/2＝1/8。

推断亲代的基因型

1．基因填充法

例：

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。

这两对性状的遗传遵循自由组合定律。

已知以紫茎缺刻叶与绿茎缺刻叶作亲本杂交，遗传图解如下：

紫茎缺刻叶×绿茎缺刻叶→321紫缺∶101紫马∶310绿缺∶107绿马。

试确定亲本的基因型。

解题思路：

（1）根据题意，确定亲本的基因型为：

A__B__、aaB__。

（2）根据后代有隐性性状绿茎（aa）与马铃薯叶（bb）可推得每个亲本都至少有一个a与b。

因此亲本基因型：

AaBb×aaBb。

2．分解组合法

例：

小麦的毛颖（P）对光颖（p）为显性，抗锈病（R）对不抗锈病（r）为显性。

这两对性状的遗传遵循自由组合定律。

已知以毛颖感锈病与光颖抗锈病两植株作亲本杂交，子代为毛颖抗锈病∶毛颖感锈病∶光颖抗锈病∶光颖感锈病＝1∶1∶1∶1。

请写出两亲本的基因型。

解题思路：

（1）将两对性状分解为毛颖∶光颖＝1∶1，抗锈病∶感锈病＝1∶1。

（2）根据亲本的表现型确定亲本部分基因型是P__rr×ppR__，只有Pp×pp，子代才能表现为毛颖∶光颖＝1∶1，同理，只有rr×Rr，子代才能表现为抗锈病∶感锈病＝1∶1。

综上所述，亲本基因型分别是Pprr与ppRr。

3．性状分离比推断

（1）9∶3∶3∶1―→AaBb×AaBb。

（2）1∶1∶1∶1―→AaBb×aabb或Aabb×aaBb。

（3）3∶3∶1∶1―→AaBb×Aabb或AaBb×aaBb。

（4）3∶1―→Aabb×Aabb、AaBB×AaBB、AABb×AABb等（只要其中一对符合一对相对性状遗传实验的F1自交类型，另一对相对性状杂交只产生一种表现型即可）。

考点三　两对相对性状遗传中出现异常分离比的分析方法

双杂合的F1自交和测交后代的表现型比例分别为9∶3∶3∶1和1∶1∶1∶1，但如果基因之间相互作用及出现致死等原因，会导致自交和测交后代的比例发生改变。

根据下表中不同条件，总结自交和测交后代的比例。

（1）先思考后讨论完成下表

序号

特值原因

自交后

代比例

测交后

代比例

1

存在一种显性基因（A或B）时表现为同一种性状，其余正常表现

9∶6∶1

1∶2∶1

2

A、B同时存在时表现为一种性状，否则表现为另一种性状

9∶7

1∶3

3

aa（或bb）成对存在时，表现双隐性性状，其余正常表现

9∶3∶4

1∶1∶2

4

只要存在显性基因（A或B）就表现为同一种性状，其余正常表现

15∶1

3∶1

（2）先思考后讨论完成下表

序号

特值原因

自交后代比例

测交后代比例

1

显性基因在基因型中的个数影响性状表现（数量遗传）

AABB∶（AaBB、AABb）∶（AaBb、aaBB、AAbb）∶（Aabb、aaBb）∶aabb＝1∶4∶6∶4∶1

AaBb∶（Aabb、aaBb）∶aabb＝1∶2∶1

2

显性纯合致死

（如AA、BB致死）

AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb＝4∶2∶2∶1，其余基因型个体致死

AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb＝1∶1∶1∶1

3

隐性纯合致死（自交情况）

自交出现9∶3∶3（双隐性致死）

自交出现9∶1（单隐性致死）

5．某种植物的花色由两对独立遗传的等位基因A、a和B、b控制。

基因A控制红色素合成（AA和Aa的效应相同），基因B为修饰基因，BB使红色素完全消失，Bb使红色素颜色淡化。

现用两组纯合亲本进行杂交，实验结果如下：

（1）这两组杂交实验中，白花亲本的基因型分别是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）让第1组F2的所有个体自交，后代的表现型及比例为

________________________________________________________________________。

（3）第2组F2中红花个体的基因型是__________________，F2中的红花个体与粉红花个体随机杂交，后代开白花的个体占________________。

（4）从第2组F2中取一红花植株，请你设计实验，用最简便的方法来鉴定该植株的基因型。

（简要写出设计思路即可）

________________________________________________________________________。

答案　

（1）AABB、aaBB

（2）红花∶粉红花∶白花＝3∶2∶3

（3）AAbb或Aabb　1/9

（4）让该植株自交，观察后代的花色

解析　

（1）由题干信息可推出，粉红花的基因组成为A__Bb。

由第1组F2的性状分离比1∶2∶1可知，F1的基因型为AABb，亲本的基因型为AABB和AAbb；由第2组F2的性状分离比3∶6∶7（即9∶3∶3∶1的变形）可知，F1的基因型为AaBb，亲本的基因型为aaBB和AAbb。

（2）第1组F2的基因型为1/4AABB（白花）、1/2AABb（粉红花）、1/4AAbb（红花）。

1/4AABB（白花）和1/4AAbb（红花）自交后代还是1/4AABB（白花）和1/4AAbb（红花），1/2AABb（粉红花）自交后代为1/8AABB（白花）、1/4AABb（粉红花）、1/8AAbb（红花）。

综上所述，第1组F2的所有个体自交，后代的表现型及比例为红花∶粉红花∶白花＝3∶2∶3。

（3）第2组F2中红花个体的基因型为

AAbb、

Aabb，粉红花个体的基因型为1/3AABb、2/3AaBb。

只有当红花个体基因型为Aabb，粉红花个体基因型为AaBb时，杂交后代才会出现开白花的个体，故后代中开白花的个体占2/3×2/3×1/4＝1/9。

（4）第2组F2中红花植株的基因型为AAbb或Aabb，可用自交或测交的方法鉴定其基因型，自交比测交更简便。

6．某种自花受粉植物的花色分为白色、红色和紫色。

现有4个纯合品种：

1个紫色（紫）、1个红色（红）、2个白色（白甲和白乙）。

用这4个品种做杂交实验，结果如下：

实验1：

紫×红，F1表现为紫，F2表现为3紫∶1红；

实验2：

红×白甲，F1表现为紫，F2表现为9紫∶3红∶4白；

实验3：

白甲×白乙，F1表现为白，F2表现为白；

实验4：

白乙×紫，F1表现为紫，F2表现为9紫∶3红∶4白。

综合上述实验结果，请回答：

（1）上述花色遗传所遵循的遗传定律是________________。

（2）写出实验1（紫×红）的遗传图解（若花色由一对等位基因控制，用A、a表示，若由两对等位基因控制，用A、a和B、b表示，以此类推）。

（3）为了验证花色遗传的特点，可将实验2（红×白甲）得到的F2植株自交，单株收获F2中紫花植株所结的种子，每株的所有种子单独种植在一起可得到一个株系，观察多个这样的株系，则理论上，在所有株系中有4/9的株系F3花色的表现型及其数量比为________________。

答案　

（1）自由组合定律

（2）

　或　

（3）9紫∶3红∶4白

解析　

（1）由9紫∶3红∶4白容易想到花色由两对等位基因控制，且符合基因的自由组合定律。

（2）由9紫∶3红∶4白可知，占9份的紫花的基因型为A__B__。

纯合紫花与纯合红花杂交，F1表现为紫花，F2表现为3紫∶1红，即F2中紫花（A__B__）占3/4，将3/4拆成3/4×1，结合F1全是紫花可知F1为AABb或AaBB，所以亲本是AABB和AAbb或AABB和aaBB。

杂交的遗传图解参考答案。

（3）实验2获得的F2，紫花植株中，有4种基因型，即AABB、AABb、AaBB、AaBb，其比例为1∶2∶2∶4，AaBb个体所占比例为4/9，自交后代花色的表现型及其数量比为9紫∶3红∶4白。

技法提炼

特殊分离比的解题技巧

1．看F2的组合表现型比例，若表现型比例之和是16，不管以什么样的比例呈现，都符合基因的自由组合定律。

2．将异常分离比与正常分离比9∶3∶3∶1进行对比，分析合并性状的类型。

如比值为9∶3∶4，则为9∶3∶（3∶1），即4为后两种性状的合并结果。

3．对照上述表格确定出现异常分离比的原因。

4．根据异常分离比出现的原因，推测亲本的基因型或推断子代相应表现型的比例。

序号

错因分析

正确答案

序号

错因分析

正确答案

①

审题不细致，忽视了“结构上”

碱基对的排列顺序不同（或脱氧核苷酸的排列顺序不同）

②

不能简化，因为在进化上突变包括基因突变和染色体变异

基因突变

③

不全面

乙与甲、乙与丙、乙与丁

④

忽视了基因的自由组合定律的实质

不能

⑤

忽视了基因的自由组合定律的实质

甲与丁之间只具有一对相对性状，只涉及一对等位基因

⑥

可能是分析方法不正确

⑦

忽视了y、r、d三种隐性基因的来源

乙、丙、丁

题组一　基因自由组合定律的实质及应用

1．