2019-2020学年高中生物 第4章 遗传信息的传递规律 第2节 基因的自由组合规律 第1课时 自由组合规律的试验与分析学案 北师大版必修2

第1课时自由组合规律的试验与分析1理解并概述孟德尔两对相对性状的杂交试验过程。2阐明对自由组合现象的解释。3理解对自由组合现象解释的验证和自由组合规律的实质。一、两对相对性状的遗传试验1过程P黄圆绿皱F1黄圆F2 9黄圆3黄皱3绿圆1绿皱2现象(1)F1全为黄圆。(2)F2中出现了不同性状之间的自由组合。(3)F2中4种表现型的分离比为9331。二、对自由组合现象的解释1模拟杂种F1产生的四种配子比(1)原理：杂种F1通过减数分裂形成配子的过程中，等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合，产生四种不同类型、比值相等的雌雄配子。(2)方法步骤标记基因：1元硬币正面标记Y，反面标记y，5角硬币正面标记R，反面标记r。抛硬币：同时抛起两枚硬币，落稳后记录硬币上标记的字母组合。重复实验：次数越多，结果越准确。统计：统计硬币组合分别为YR、Yr、yR、yr的数量，计算各自的百分比，填表。(3)结论：在等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因在配子形成过程中自由组合，结果产生四种比值相等的配子，每个配子中只含等位基因中的任意一个。2对自由组合现象的解释(1)基因决定性状豌豆的圆粒和皱粒分别由基因R、r控制，黄色和绿色分别由基因Y、y控制。纯种黄色圆粒的基因型为YYRR；纯种绿色皱粒的基因型为yyrr。(2)F1的基因型亲代中，YYRR产生一种YR配子，yyrr产生一种yr配子。两种配子结合后，产生的基因型为YyRr，表现为黄色圆粒。(3)F1配子的产生基因的行为：F1在产生配子时，每对基因彼此分离，不同对的基因可以自由组合。配子的种类及比例F1产生的雌配子和雄配子各有4种，YRYryRyr1111。(4)F2的基因型及表现型受精时，雌雄配子的结合是随机的。雌雄配子有16种结合方式，F2的基因型共有9种。F2性状表现及比例：黄色圆粒黄色皱粒绿色圆粒绿色皱粒9331。三、对自由组合现象解释的验证1实验方法：测交。2理论预期(1)F1(YyRr)产生4种配子，分别是：YRYryRyr1111。(2)隐性纯合体(yyrr)只产生一种配子yr。(3)测交后代有4种类型黄色圆粒(YyRr)黄色皱粒(Yyrr)绿色圆粒(yyRr)绿色皱粒(yyrr)1111。3遗传图解四、自由组合规律的实质1发生时间：形成配子时。2基因的关系：位于非同源染色体上的非等位基因分离和组合是互不干扰的。3实质：同源染色体上的等位基因彼此分离，同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。 判一判(1)模拟杂种F1产生的四种配子比的实验中每枚硬币代表一对等位基因。()(2)两枚硬币的组合方式代表了雌雄配子的结合方式。()(3)F1产生YY、yy、RR、rr四种配子。()(4)F2中重组类型占总数的5/8。() 想一想测交试验中用F1(YyRr)作母本和父本，测交的试验结果一样吗？提示：两种结果是一样的，这说明F1在形成配子时，不同对的基因是自由组合的。两对相对性状杂交实验分析1试验图解2实验分析(1)F1的表现型分析F1全是黄色黄色对绿色是显性；F1全是圆粒圆粒对皱粒是显性。(2)F2的表现型分析两对性状的组合是随机的。每对性状的单独分析黄色绿色31；圆粒皱粒31。说明每对性状的遗传均遵循分离规律。(3)F2性状分离比的机理黄色圆粒黄色皱粒绿色圆粒绿色皱粒9331。亲本中只有黄圆和绿皱两种性状组合，F2中不但有黄圆和绿皱(叫做亲本类型，共占10/16)，还出现了亲本没有的黄皱和绿圆(即重组类型，共占6/16)，四种比例为黄圆黄皱绿圆绿皱9331。1孟德尔用纯种黄圆豌豆与纯种绿皱豌豆做杂交实验，下列哪项能体现出不同性状的自由组合()AF2中有黄圆、黄皱、绿圆、绿皱4种性状表现BF1全部是黄色圆粒CF2中出现了黄皱和绿圆两种类型DF2中黄圆和绿皱各占总数的3/16答案：C2小麦高秆对矮秆为显性，抗病对不抗病为显性，用纯种的高秆抗病和矮秆不抗病两个品种做样本，在F2中选育矮秆抗病类型，其在F2中所占的比例约为()A1/16B2/16C3/16 D4/16解析：选C。高秆抗病与矮秆不抗病品种杂交得F1，F1自交所得F2有4种表现型，比例为9331，其中矮秆抗病类型占F2的3/16。自由组合现象的解释1F1产生配子的图解分析2F2的表现型和基因型分析法一：棋盘法法二：分枝法(1)F1产生的雌雄配子随机结合配子结合方式：16种。遗传因子的组合形式：9种。F2的表现型：4种。(2)F2性状表现两对相对性状的纯合亲本杂交，F2中重组性状为3/8或5/8。(1)当亲本为黄色圆粒(YYRR)和绿色皱粒(yyrr)时，F2中重组性状黄色皱粒(Y_rr)和绿色圆粒(yyR_)所占比例是(33)/163/8。(2)当亲本为黄色皱粒(YYrr)和绿色圆粒(yyRR)时，F2中重组性状黄色圆粒(Y_R_)和绿色皱粒(yyrr)所占比例是(91)/165/8。1白色球状南瓜与黄色盘状南瓜杂交，F1全部是白色盘状南瓜，F2杂合的白色球状南瓜有3 966株，从理论上分析F2中杂合的白色盘状南瓜有()A17 847株B15 864株C3 966株 D7 932株解析：选B。据题意可知，白色对黄色为显性，盘状对球状为显性，假设F1的遗传因子组成为AaBb，F2中表现杂合的白色球状南瓜应为Aabb，占2/16，则F2中白色盘状南瓜即A_B_，占9/16，则F2中杂合的白色盘状南瓜有3 9662/169/168/915 864株。2让独立遗传的黄色非甜玉米(YYSS)与白色甜玉米(yyss)杂交，在F2中得到白色甜玉米80株，那么F2中性状表现不同于双亲的杂合植株约为()A160 B240C320 D480解析：选C。F2中白色甜玉米占1/16，性状表现不同于双亲的杂合植株占4/16，故F2中性状表现不同于双亲的杂合植株为320。对自由组合现象解释的验证及自由组合规律的实质1测交也可用乘法原理进行解释2由减数分裂分析自由组合规律的实质3分离规律和自由组合规律的适用条件(1)进行有性生殖生物的性状遗传：进行有性生殖的生物产生生殖细胞时，控制同一性状的成对基因发生分离，控制不同性状的基因自由组合分别进入到不同的配子中。(2)真核生物的性状遗传：原核生物或非细胞结构的生物不进行减数分裂，不进行有性生殖。细菌等原核生物和病毒遗传物质数目不稳定，变化无规律。(3)细胞核遗传：真核生物细胞核内染色体有规律性地变化；而细胞质中的遗传物质变化和细胞核不同，不符合孟德尔遗传规律，而是具有母系遗传的特点。(4)分离规律适用于一对相对性状的遗传，自由组合规律适用于多对相对性状的遗传。1在豚鼠中，黑色(C)对白色(c)是显性，毛皮粗糙(R)对毛皮光滑(r)是显性。下列能验证基因的自由组合规律的最佳杂交组合是()A黑光白光18黑光16白光B黑光白粗25黑粗C黑粗白粗15黑粗7黑光16白粗3白光D黑粗白光10黑粗9黑光8白粗11白光解析：选D。验证自由组合规律，就是验证杂种F1产生配子时，决定同一性状的成对遗传因子是否彼此分离，决定不同性状的遗传因子是否自由组合，从而产生4种不同遗传因子组成的配子，因此最佳方法为测交。D项符合测交的概念和结果：黑粗(相当于F1的双显)白光(双隐性纯合体)10黑粗9黑光8白粗11白光(四种表现型比例接近1111)。2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31B自交结果中与亲本表现型相同的子代所占的比例为5/8C自交结果中黄色和红色的比例为31，非甜与甜比例为31D测交结果中红色非甜子代所占的比例为1/2解析：选C。F1测交，且子代有四种表现型，且比例为1111，故黄色非甜与红色甜的比例为11，A错误；F1自交，其子代有四种表现型，其比例为9331，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规律，故F1自交后代中黄色红色31，非甜甜31，C正确；F1测交子代中红色非甜所占比例为1/4，D错误。验证自由组合规律的试验方法测交法：双杂合体F1隐性纯合体，后代F2中双显性前显后隐前隐后显双隐性1111。自交法：双杂合体F1自交，后代F2中双显性前显后隐前隐后显双隐性9331。 核心知识小结要点回眸规范答题1F1在产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子自由组合。2F1产生雌雄配子各4种，它们是：YR、Yr、yR、yr，数量比接近11113受精时，雌雄配子的结合是随机的。4在两对相对性状的杂交实验中，F2中共有9种遗传因子组合，4种性状表现，比例为9331。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1111。6自由组合规律的实质：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。随堂检测1孟德尔认为遗传因子组成为YYRr的个体，产生的配子种类及比例是()AYRYr11BYRyr11CRr11DYRr211解析：选A。YYRr的个体产生配子时，YY分离，Rr分离，Y与R(r)自由组合。2在“模拟孟德尔的杂交实验”中，甲、丙容器代表某动物的雌性生殖器官，乙、丁容器代表某动物的雄性生殖器官，小球上的字母表示雌、雄配子的种类，每个容器中小球数量均为12个(如表所示)。容器中小球的种类及个数E字母的小球e字母的小球F字母的小球f字母的小球甲容器()12个12个00乙容器()12个12个00丙容器()0012个12个丁容器()0012个12个进行下列二种操作，分析错误的是()从甲、乙中各随机取一个小球并记录字母组合，重复100次从乙、丁中各随机取一个小球并记录字母组合，重复100次。A操作模拟的是等位基因分离产生配子及受精作用 B操作模拟的是非同源染色体的非等位基因的自由组合C重复100次实验后，统计Ee组合概率约为50% D重复100次实验后，统计Ef组合概率约为50%解析：选D。操作只涉及一对等位基因，其模拟的是等位基因分离产生配子及配子的随机结合(受精作用)过程，A正确；操作涉及两对等位基因，其模拟的是非同源染色体上非等位基因自由组合过程，B正确；重复100次实验后，统计Ee组合概率约为50%，C正确；重复100次实验后，统计Ef组合概率约为25%，D错误。3豌豆中，子粒黄色(Y)和圆形(R)分别对绿色(y)和皱粒(r)为显性。现有甲(黄色圆粒)与乙(黄色皱粒)两种豌豆杂交，子代有四种表现型，如果让甲自交，乙测交，则它们的后代表现型之比应分别为()A9331及1111B3311及11C9331及11D31及11解析：选C。由题意可知，甲与乙杂交子代有四种表现型，则依据分离规律，甲(黄)乙(黄)，后代一定存在两种表现型，即黄与绿，则甲(Yy)乙(Yy)，甲(圆)乙(皱)杂交，后代一定存在两种表现型，则甲(Rr)乙(rr)，故甲为YyRr、乙为Yyrr。4已知某种细胞有4条染色体，且两对等位基因分别位于两对同源染色体上。某同学用示意图表示这种细胞在正常减数分裂过程中可能产生的细胞。其中表示错误的是() 解析：选D。图A、B所示细胞中没有同源染色体，每个染色体上有染色单体，可表示次级精母细胞或次级卵母细胞或第一极体，两个图示的差异反映出减数第一次分裂后期同源染色体分开的同时非同源染色体的自由组合，A、B正确，不符合题意；图C、D所示细胞中没有染色单体，此时细胞中应该没有同源染色体和等位基因，C正确，不符合题意，D错误，符合题意。5在两对相对性状的遗传实验中，可能具有1111比例关系的是()杂种自交后代的性状分离比杂种产生配子类别的比例杂种测交后代的表现型比例杂种自交后代的基因型比例杂种测交后代的基因型比例ABC D解析：选D。在孟德尔的两对相对性状的遗传实验中，杂种产生配子类别的比例、杂种测交后代的表现型比例、杂种测交后代的基因型比例均为1111，杂种自交后代的性状分离比是9331，杂种自交后代的基因型比例是111122224。6豌豆种子的子叶黄色和绿色分别由基因Y和y控制，形状圆粒和皱粒分别由基因R和r控制。科技小组在进行遗传实验过程中，用黄色圆粒和绿色圆粒进行杂交，发现后代出现四种性状表现类型，对每对性状作出统计，结果如图所示。请回答下列问题：(1)豌豆每对相对性状的遗传符合_规律。(2)黄色圆粒亲本的遗传因子组成为_，绿色圆粒亲本的遗传因子组成为_。(3)后代中属于双隐性性状的是_，它是_(纯合体/杂合体)。(4)杂交后代中，子叶黄色与绿色的比是_；形状圆粒与皱粒的比是_。(5)杂交后代中黄色皱粒所占的比例是_。答案：(1)基因的分离(2)YyRryyRr(3)绿色皱粒纯合体(4)1131(5)1/8课时作业一、选择题1孟德尔的豌豆杂交实验中，将纯种的黄色圆粒(YYRR)与纯种的绿色皱粒(yyrr)杂交，得F2种子556粒(以560粒计算)。从理论上推测，F2种子中遗传因子组成与其个体数基本相符的是()ABCD遗传因子组成YyRRyyrrYyRryyRr个体数140粒140粒315粒70粒解析：选D。亲本全为纯合体，F1的遗传因子组成为YyRr，F1形成YR、Yr、yR、yr四种相等的配子，雌雄配子结合，F2有4种性状表现，9种遗传因子组成，YyRR：2/41/456070(粒)；yyrr：1/41/456035(粒)；YyRr：2/42/4560140(粒)；yyRr：1/42/456070(粒)。2具有两对相对性状的纯合体杂交，按自由组合规律遗传，在F2中能够稳定遗传的个体数占()A1/16 B2/16C3/16 D1/4解析：选D。稳定遗传的个体，即纯合体，占F2的4/16。3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()A7/8或5/8 B9/16或5/16C3/8或5/8 D3/8解析：选C。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AABBaabb，则子二代的重组类型是单显性，概率为3/8；若亲本的杂交组合是AAbbaaBB，则子二代的重组类型是双显性和双隐性，概率为5/8。4自由组合规律中的“自由组合”是指()A带有不同遗传因子的雌雄配子间的组合B决定同一性状的成对的遗传因子的组合C两亲本间的组合D决定不同性状的遗传因子组合解析：选D。自由组合规律是指形成配子时，决定同一性状的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。5黄色和绿色、圆粒和皱粒是由两对独立遗传的遗传因子控制的两对相对性状。让纯种黄皱与纯种绿圆的个体进行杂交，F1自交得到F2，在F2中的重组性状有()A只有黄圆 B只有绿皱C黄圆和绿皱 D黄皱和绿圆解析：选C。F2中的重组性状是与亲本的表现型不同的性状。题中亲本的性状表现为黄皱和绿圆，则F2中的重组性状应为黄圆和绿皱，故选C。6番茄的红果(A)对黄果(a)为显性，圆果(B)对长果(b)是显性，两对遗传因子独立遗传。现用红色长果与黄色圆果番茄杂交，从理论上分析，其后代性状表现不可能出现的比例是()A10 B121C11 D1111解析：选B。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AAbbaaBB、AabbaaBB、AabbaaBb、AAbbaaBb，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，其后代的性状表现比例可能为10、11、1111，但不可能为121。7水稻的高秆(D)对矮秆(d)为显性，抗锈病(R)对不抗锈病(r)为显性，这两对基因自由组合。甲水稻(DdRr)与乙水稻杂交，其后代四种表现型的比例是3311，则乙水稻的基因型是()ADdrr或ddRr BDdRRCddRR DDdRr解析：选A。从后代表现型的比例为3311中可确定两种性状的比例，一种性状的后代性状分离比为31，另一种性状的后代性状分离比为11，已知甲水稻基因型为DdRr，则乙水稻的基因型为Ddrr或ddRr。8番茄的红果(R)对黄果(r)为显性，子房多室(M)对子房二室(m)为显性，现将红果多室和红果二室番茄进行杂交，其后代表现类型及比例如图所示，则两亲本的遗传因子组成分别是()ARrMm、Rrmm BRrMm、RRmmCRRMm、Rrmm DRRMM、RRmm解析：选A。从题图观察可知红果黄果31，多室二室11，与选项A相符合。9南瓜果实的白色(A)对黄色(a)为显性，盘状(B)对球状(b)为显性，两对遗传因子独立遗传。若让遗传因子组成为AaBb的白色盘状南瓜与“某南瓜”杂交，子代性状表现及其比例如图所示，则“某南瓜”的遗传因子组成为()AAaBb BAabbCaaBb Daabb解析：选B。从题图中可以看出，子代中白色黄色31，盘状球状11，所以“某南瓜”的遗传因子组成为Aabb。10现用某野生植物甲(AABB)、乙(aabb)两品系作亲本杂交得F1，F1的测交结果如表所示。下列推测或分析不正确的是()品系测交后代基因型种类及比例父本母本AaBbAabbaaBbaabbF1乙1222乙F11111AF1自交得到的F2有9种基因型BF1产生的基因型为AB的花粉50%不能萌发而不能受精CF1自交后代F2中重组类型的比例是3/7D正反交结果不同，说明这两对基因的遗传不遵循自由组合规律答案：D11豌豆子叶的黄色(Y)、圆粒种子(R)均为显性。两亲本豌豆杂交的F1表现型如图所示。让F1中黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交，F2的性状分离比为()A1111 B2211C3131 D9331解析：选B。根据图示，F1中圆粒皱粒31，黄色绿色11，可推知两亲本的基因型分别为YyRr、yyRr，因而F1中黄色圆粒豌豆(1/3YyRR、2/3YyRr)与绿色皱粒豌豆(yyrr)杂交，F2的性状分离比为黄色圆粒绿色圆粒黄色皱粒绿色皱粒2211。12已知玉米有色子粒对无色子粒是显性。现用一有色子粒的植株X进行测交实验，后代有色子粒与无色子粒的比例是13，对这种杂交现象的推测不正确的是()A测交后代的有色子粒的基因型与植株X相同B玉米的有、无色子粒遗传遵循基因的自由组合规律C玉米的有、无色子粒是由一对等位基因控制的D测交后代的无色子粒的基因型至少有三种解析：选C。测交后代的有色子粒的基因型也是双杂合的，与植株X相同，都是AaBb，A正确；玉米的有、无色子粒由两对基因控制的，遗传遵循基因的分离规律和基因的自由组合规律，B正确；如果玉米的有、无色子粒是由一对等位基因控制的，则测交后代有色子粒与无色子粒的比例不可能是13，而是11，C错误；测交后代的无色子粒的基因型有三种，即Aabb、aaBb和aabb三种，D正确。二、非选择题13某地开发出一种水果，其果皮颜色(C、c)有紫色的，也有绿色的；果肉味道(D、d)有甜的，也有酸的。为了鉴别有关性状的显隐性关系，用紫色酸果植株分别和绿色甜果植株A、绿色甜果植株B进行杂交，结果如表：组合序号杂交组合类型F1性状表现和植株数目紫色酸果绿色酸果紫色酸果绿色甜果A210208紫色酸果绿色甜果B0280据表回答下列相关问题：(1)上述两对性状中，_是显性性状。(2)亲本中紫色酸果植株、绿色甜果植株A、绿色甜果植株B的遗传因子的组成分别是_。答案：(1)绿色、酸果(2)ccDD、Ccdd、CCdd14小麦的毛颖和光颖是一对相对性状(显、隐性分别由A、a基因控制)，抗锈和感锈是另一对相对性状(显、隐性分别由R、r基因控制)，控制这两对相对性状的基因均独立遗传。以纯种毛颖感锈植株(甲)和纯种光颖抗锈植株(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比例作出的统计结果如图：(1)丙的基因型是_，丁的基因型是_。(2)F1形成的配子种类是_。产生这几种配子的原因是F1在形成配子的过程中_。(3)F2中表现型不同于双亲(甲和乙)的个体占全部F2的_。(4)写出F2中抗锈病个体的基因型及比例_(只考虑抗锈和感锈一对相对性状)。解析：(1)由纯种毛颖感锈植株(甲)和纯种光颖抗锈植株(乙)为亲本进行杂交，F1均为毛颖抗锈(丙)，判断毛颖、抗锈为显性性状，亲本甲、乙的基因型分别是AArr、aaRR；丙的基因型是AaRr；由每对相对性状的植株数目比例作出的统计结果图判断丁的基因型是aaRr；(2)因为决定同一性状的成对基因分离，而决定不同性状的基因自由组合，因此F1形成的配子种类有AR、Ar、aR、ar四种；(3)丙的基因型是AaRr，丁的基因型是aaRr，后代中表现型不同于双亲(甲和乙)的个体占1(3/41/21/21/4)1/2；(4)由于只考虑抗锈和感锈一对相对性状，即RrRr，故F2中抗锈病的基因型及比例为RRRr12。答案：(1)AaRraaRr(2)AR、Ar、aR、ar决定同一性状的成对基因分离，而决定不同性状的基因自由组合(3)1/2(4)RRRr1215用黄色圆粒豌豆(YYRR)和绿色皱粒豌豆(yyrr)作亲本，杂交得到F1，F1自交得到F2。某研究性学习小组的同学从F2中选取了一粒黄色圆粒豌豆甲，欲鉴定其基因型。请完善下列实验方案并回答问题：(1)选取多株表现型为_的豌豆乙与甲一起播种，进行杂交实验。实验时，应选用的母本、父本分别是_，原因是_；在母本的花成熟前，应先采取_处理，待花成熟时再进行_。(2)请预测该实验可能得到的实验结果并得出相应的结论：预测结果相应结论_甲的基因型为YyRr后代只出现黄色圆粒、黄色皱粒两种表现型_甲的基因型为YyRR_解析：根据题干信息，应采用测交法鉴定F2中一粒黄色圆粒豌豆甲(Y_R_)的基因型，让隐性纯合体(yyrr)乙与甲杂交，为防止偶然性，选用乙作母本，甲作父本。该黄色圆粒豌豆的基因型不确定，可将黄色圆粒豌豆的所有基因型写出，分别与隐性纯合体杂交，根据理论上所得表现型，来预测实验结果，从而得出相应结论。答案：(1)绿色皱粒乙、甲多株乙接受甲的花粉，可以产生大量的种子，从而保证了该实验可获得大量的数据进行统计分析，避免了实验过程中的偶然性去雄和套袋人工授粉(2)后代出现黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒四种表现型甲的基因型为YYRr后代只出现黄色圆粒、绿色圆粒两种表现型后代只出现黄色圆粒一种表现型甲的基因型为YYRR16