2019-2020学年新教材高中生物 第1章 遗传因子的发现 第2节 孟德尔的豌豆杂交实验（二）教学案 新人教版必修第二册

第2节孟德尔的豌豆杂交实验(二)学 习 目 标核 心 素 养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)3.举例说明基因型和表型的含义。4.说出孟德尔遗传实验获得成功的原因。1.用假说演绎法推理孟德尔遗传实验的过程。2.结合实例分析孟德尔获得成功的原因，学习他对科学的热爱和锲而不舍的精神。3.通过对不同题型的解题训练，掌握自由组合定律的适用范围，领悟其中的解题方法。一、两对相对性状的杂交实验发现问题1过程与结果P 黄色圆粒绿色皱粒 F1 黄色圆粒 F22分析(1)性状的显隐性(2)相对性状的分离比二、对自由组合现象的解释提出假说1理论解释(1)两对相对性状分别由两对遗传因子控制。(2)F1产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子可以自由组合。(3)F1产生的雌配子和雄配子各有4种，它们之间的数量比为1111。(4)受精时，雌雄配子的结合是随机的。2遗传图解(1)过程图解(2)F2中各种性状表现对应的遗传因子组成类型双显型：黄色圆粒：YYRR、YyRR、YYRr、YyRr。一显一隐型双隐型：绿色皱粒：yyrr。三、对自由组合现象解释的验证1验证方法：测交法。2遗传图解由测交后代的遗传因子组成及比例可推知：(1)杂种子一代产生的配子的比例为1111。(2)杂种子一代的遗传因子组成为YyRr。3通过测交实验的结果可证实：(1)F1产生4种类型且比例相等的配子。(2)F1在形成配子时，成对的遗传因子发生了分离，不同对的遗传因子自由组合。四、自由组合定律得出结论五、孟德尔获得成功的原因1实验选材方面：选择豌豆作为实验材料。2对生物性状分析方面：先研究一对性状，再研究多对性状。3对实验结果的处理方面：运用了统计学方法。4实验的程序方面：提出问题实验分析假设(解释)验证总结规律。六、孟德尔遗传规律的再发现1表型(也叫表现型)：生物个体表现出来的性状。2基因型：与表型有关的基因组成。3等位基因：控制相对性状的基因。七、孟德尔遗传定律的应用1有助于人们正确地解释生物界普遍存在的遗传现象。2能够预测杂交后代的类型和它们出现的概率，在动植物育种和医学实践等方面具有重要意义。(1)在杂交育种中，人们有目的地将具有不同优良性状的两个亲本杂交，使两个亲本的优良性状组合在一起，再筛选出所需的优良品种。(2)在医学实践中，人们可以依据分离定律和自由组合定律，对某些遗传病在后代中的患病概率作出科学推断，从而为遗传咨询提供理论依据。判断对错(正确的打“”，错误的打“”)1在孟德尔两对相对性状的杂交实验中，F1的表型与亲本中黄色圆粒作为母本还是父本无关。()2杂种F1(YyRr)产生4个配子，比例为1111。()3纯合的绿色圆粒豌豆与黄色皱粒豌豆杂交，F2中重组类型比例为3/8。()4在孟德尔两对相对性状的杂交实验中，F2的基因型有4种，比例为9331。()5F2中纯合子所占的比例为1/4。()6基因型相同，表型一定相同。()提示：1.2F1会产生4种多个配子。3纯合绿色圆粒豌豆与黄色皱粒豌豆杂交，F2中重组类型比例为5/8。4两对相对性状的杂交实验中，F2表型有4种，基因型有9种。56表型是基因型与环境共同作用的结果。两对相对性状的杂交实验过程及解释问题探究1仔细观察教材P9图16及P11图18，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。2在两对相对性状的杂交实验中，F2中纯合的黄色圆粒豌豆所占比例是多少？F2的绿色圆粒豌豆中杂合子所占比例是多少？提示：1/16；2/3。1两对相对性状的杂交实验两对相对性状是指粒色(黄色和绿色)和粒形(圆粒和皱粒)。实验过程及分析如下：(2)结论(3)分析综合分析两对相对性状：黄色圆粒：3/43/49/16；绿色圆粒：1/43/43/16；黄色皱粒：3/41/43/16；绿色皱粒：1/41/41/16。即黄色圆粒绿色圆粒黄色皱粒绿色皱粒9331。特别提醒：(1)重组类型是指F2中与亲本(不是F1)表型不同的个体，而不是基因型与亲本不同的个体。(2)若亲本为纯合的黄圆和绿皱，则F2中的绿圆(3/16)和黄皱(3/16)为重组类型；若亲本为纯合的绿圆和黄皱，则F2中黄圆(9/16)和绿皱(1/16)为重组类型。2对自由组合现象的解释从图中可以看出：(1)双显性状(黄色圆粒)可用直角三角形A的三条边表示，占9份，共有4种遗传因子组合形式，比例为1YYRR2YYRr2YyRR4YyRr。(2)一显一隐性状(黄色皱粒)可用直角三角形B的三个角表示，占3份，有2种遗传因子组合形式，比例为1YYrr2Yyrr。(3)一隐一显性状(绿色圆粒)可用直角三角形C的三个角表示，占3份，有2种遗传因子组合形式，比例为1yyRR2yyRr。(4)双隐性状(绿色皱粒)占1份，有1种遗传因子组合形式，即yyrr。所以，黄色圆粒黄色皱粒绿色圆粒绿色皱粒9331。(5)纯合子(YYRR、YYrr、yyRR、yyrr)共占1/164。双杂合子(YyRr)占4/16。单杂合子(YyRR、YYRr、Yyrr、yyRr)共占2/164。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。下列表达中正确的是()AF1产生4个配子，比例为1111BF1产生基因型为YR的卵细胞和基因型为YR的精子数量之比为11C自由组合定律是指F1产生的4种类型的精子和卵细胞可以自由组合DF1产生的精子中，基因型为YR和基因型为yr的比例为11DF1产生4种配子，不是4个；F1产生4种精子和4种卵细胞，YRyRYryr1111，4种精子和卵细胞可以随机结合，但精子的数量远多于卵细胞的数量。自由组合是指形成配子时，控制不同性状的基因自由组合。2番茄的高茎对矮茎为显性，红果对黄果为显性。现有高茎黄果的纯合子(TTrr)和矮茎红果的纯合子(ttRR)杂交，按自由组合定律遗传，问：(1)F2中出现的重组型个体占总数的_。(2)F2中高茎红果番茄占总数的_，矮茎红果番茄占总数的_，高茎黄果中纯合子占_。(3)若F2共收获800个番茄，其中黄果番茄约有_个。解析(1)重组类型为高茎红果(T_R_)和矮茎黄果(ttrr)，占F2的比例为9/161/165/8。(2)高茎黄果中纯合子为1/3。(3)F2中黄果占1/4，故个数约为1/4800200(个)。答案(1)5/8(2)9/163/161/3(3)200自由组合现象的验证及定律的内容问题探究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，后代表型比例为1111，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AaBbaabb或AabbaaBb时，其后代表型比例均为1111，仅依据此比例不能确定亲本的基因型。3自由组合定律的适用范围是什么？提示：(1)有性生殖的真核生物。(2)细胞核内的遗传因子。(3)两对或两对以上控制不同相对性状的遗传因子(独立遗传)。1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)目的测定F1产生的配子种类及比例。测定F1的遗传因子组成。判定F1在形成配子时遗传因子的行为。(3)理论预期：按照孟德尔的假设，F1产生四种配子，即YR、yR、Yr、yr，且比例为1111，而隐性纯合子只产生一种配子yr，所以，测交产生四种类型的后代：黄圆(YyRr)、绿圆(yyRr)、黄皱(Yyrr)、绿皱(yyrr)，且比例为1111。(4)测交实验过程(5)结果及结论F1的基因型为YyRr。F1减数分裂产生四种配子YRYryRyr1111。证实在形成配子时，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。2自由组合定律的“三性”(1)同时性：决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离与决定不同性状的遗传因子自由组合同时进行。(2)独立性：决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离与决定不同性状的遗传因子自由组合，互不干扰，各自独立地分配到配子中去。(3)普遍性：自由组合定律广泛适用于生物界。1下列有关测交的说法，正确的是()A测交实验是孟德尔“假说演绎法”中对推理过程及结果进行验证的方法B对基因型为YyRr的黄圆豌豆进行测交，后代中不会出现该基因型的个体C通过测交可以推测被测个体的基因型、产生配子的种类和产生配子的数量等D对某植株进行测交，得到的后代基因型为Rrbb和RrBb(两对基因独立遗传)，则该植株的基因型是RrbbA选项A，测交是孟德尔“假说演绎法”中对推理过程及结果进行验证的方法；选项B，基因型为YyRr的个体会产生YR、Yr、yR、yr四种配子，由于隐性类型只能产生一种配子yr，测交后代中会出现基因型为YyRr的个体；选项C，测交不能测定被测个体产生配子的数量；选项D，由于隐性类型只能产生一种配子(rb)，所以若“某植株”产生的两种配子是Rb、RB，则其基因型是RRBb。2基因的自由组合定律发生于图中哪个过程？AaBb1AB1Ab1aB1ab雌雄配子随机结合子代9种遗传因子的组合形式4种性状组合ABC DA自由组合定律是在个体产生配子时发生的。图中表示AaBb产生4种数量相等的配子(1AB1Ab1aB1ab)，即决定同一性状的成对的遗传因子(A与a，B与b)分离，决定不同性状的遗传因子(A与B，A与b，a与B，a与b)自由组合形成不同类型的配子。自由组合定律的应用问题探究两种具有不同性状的玉米。其中一种具有子粒多、不抗黑粉病性状，另一种具有子粒少、抗黑粉病性状。若要利用这两种玉米，培育出同时具有子粒多、抗黑粉病两种性状的玉米新品种，则：(1)怎样将子粒多和抗黑粉病两种性状结合到一起？(2)得到所需性状后可以将种子直接卖给农民作为良种吗？为什么？(3)如果子粒多(A)对子粒少(a)是显性，不抗病(B)对抗病(b)是显性，假定两个亲本玉米品种都是纯合子，请绘出育种过程的遗传图解。提示：(1)通过杂交育种。(2)不能。因为所需性状的种子可能是杂合子。1孟德尔遗传规律在实践中的一个重要应用就是在植物的杂交育种上。在杂交育种的实践中，可以有目的地将两个或多个品种的优良性状结合在一起，再经过自交，不断进行纯化和选择，从而得到一种符合理想要求的新品种。以下是几种常见的杂交育种类型(以两对相对性状为例)(1)培育杂合子品种：在农业生产上，可以将杂种一代作为种子直接利用，如水稻、玉米等。其特点是具有杂种优势，即品种高产、抗性强，但种子只能种一年。培育基本步骤如下：选取符合要求的纯种双亲(P)杂交()F1(即为所需品种)。(2)培育隐性纯合子品种：选取双亲子一代子二代选出符合要求的类型就可以推广。(3)培育显性纯合子(或一显一隐纯合子)品种：植物：选取双亲P杂交()F1F2选出表现型符合要求的个体F3选出稳定遗传的个体推广种植。动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1F1雌雄个体交配获得F2鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的F2个体。实例：现有基因型为BBEE和bbee的两种植物或动物，欲培育基因型为BBee的植物或动物品种，育种过程用遗传图解表示如下：2分析自由组合问题的“三字诀”3巧用子代性状分离比推测亲本的基因型(1)9331(31)(31)(AaAa)(BbBb)AaBbAaBb。(2)1111(11)(11)(Aaaa)(Bbbb)AaBbaabb或AabbaaBb。(3)3311(31)(11)(AaAa)(Bbbb)或(Aaaa)(BbBb)AaBbAabb或AaBbaaBb。(4)31(31)1(AaAa)(BBB_)、(AaAa)(BBbb)、(AAA_)(BbBb)或(AAaa)(BbBb)AaBBAaB_、AaBBAabb、AABbA_Bb或AABbaaBb。4常见类型分析(1)配子类型及概率的问题。AaBbCc产生的配子种类数：2(A、a)2(B、b)2(C、c)8(种)。AaBbCc产生ABC配子的概率：1/2(A)1/2(B)1/2(C)1/8。(2)子代的基因型及概率问题。AaBbCc与AaBBCc杂交，求子代的基因型种类，可将其分解为3个分离定律：AaAa后代有3种基因型(1AA2Aa1aa)；BbBB后代有2种基因型(1BB1Bb)；CcCc后代有3种基因型(1CC2Cc1cc)。所以，后代中有32318(种)基因型。AaBbCc与AaBBCc杂交，后代中AaBBcc出现的概率：1/2(Aa)1/2(BB)1/4(cc)1/16。(3)子代的表型类型及概率的问题。AaBbCc与AabbCc杂交，求其杂交后代可能出现的表型种类数，可分解为3个分离定律：AaAa后代有2种表型(3A_1aa)；Bbbb后代有2种表型(1Bb1bb)；CcCc后代有2种表型(3C_1cc)。所以，后代中有2228(种)表型。AaBbCc与AabbCc杂交，后代中出现A_Bbcc的概率为3/41/21/43/32。1某种哺乳动物的直毛(B)对卷毛(b)为显性，体色黑色(C)对白色(c)为显性(这两对基因分离和组合互不干扰)。基因型为BbCc的个体与“个体X”交配，子代的表型及比例为直毛黑色卷毛黑色直毛白色卷毛白色3311。则“个体X”的基因型为()ABbCC BBbCcCbbCc DBbccC由题干可知，子代中直毛卷毛11，故亲本相关基因型为Bb bb；黑色白色31，亲本相关基因型为CcCc。已知一方亲本基因型为BbCc，则“个体X”基因型为bbCc。2家兔的黑色对白色为显性，短毛对长毛为显性。这两对基因分别位于一对同源染色体上。下列关于利用黑色短毛纯种兔和白色长毛纯种兔培育出黑色长毛纯种兔的做法，错误的是()A黑色短毛纯种兔白色长毛纯种兔，得F1B选取健壮的F1个体自交，得F2C从F2中选取健壮的黑色长毛兔与白色长毛兔测交D根据测交结果，选取F2中稳定遗传的黑色长毛雌、雄兔B根据题意分析可以知道，黑色短毛纯种兔和白色长毛纯种兔的基因型分别是AABB、aabb，利用它们杂交，得F1，F1基因型为AaBb。家兔属于雌雄异体生物，不能进行自交；可以选用F1个体杂交，得F2。从F2中选取健壮的黑色长毛兔(A_bb)与白色长毛兔(aabb)测交；根据测交结果，选取F2中稳定遗传的黑色长毛雌、雄兔(AAbb)。3半乳糖血症是一种遗传病，一对夫妇均正常，妻子的父母均正常，妹妹患有半乳糖血症；丈夫的父亲无致病基因，母亲是携带者。这对夫妇生育一个正常孩子的概率是()A5/11 B1/3C6/11 D11/12D由妻子的父母均正常，妹妹患有半乳糖血症，即正常的双亲生出了有病的女儿，说明半乳糖血症为常染色体隐性遗传病，则妻子是杂合子的概率为2/3；丈夫的父亲无致病基因，母亲是携带者，则该丈夫是携带者的概率为1/2，所以这对夫妇生一个患病的孩子的概率2/31/21/41/12，因此他们的后代正常的概率11/1211/12，故选D。课堂小结知 识 网 络 构 建核 心 语 句 归 纳1.在两对相对性状的杂交实验中，F2中共有9种基因型，4种表型，比例为9331。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型均为4种，数量比例均为1111。1普通小麦中有高秆抗病和矮秆易感病两个品种，控制两对相对性状的遗传因子独立遗传。现用显性纯合高秆抗病小麦和矮秆易感病小麦杂交得F1，F1自交或测交，预期结果不正确的是()A自交结果中高秆抗病与矮秆抗病比例为91B自交结果中高秆与矮秆比例为31，抗病与易感病比例为31C测交结果为矮秆抗病矮秆易感病高秆抗病高秆易感病为1111D自交和测交后代出现四种相同的表型AF1自交后代表型及比例为高秆抗病矮秆抗病高秆易感病矮秆易感病9331，所以高秆抗病矮秆抗病31，高秆矮秆31，抗病易感病31，故A错误，B正确。F1测交后代表型及比例为高秆抗病矮秆抗病高秆易感病矮秆易感病1111，故C、D正确。2已知豌豆某两对基因按照基因自由组合定律遗传，其子代基因型及比例如图，则双亲的基因型是()AAABBAABbBAaBbAaBbCAABbAaBb DAaBBAABbC根据图示信息可知，AaBb占2/8，AaBB占1/8，AAbb占1/8，AABb占2/8，AABB占1/8，Aabb占1/8，子代中AAAa11，说明亲本基因型是AAAa；子代中BBBbbb121，说明亲本基因型是BbBb，所以两亲本的基因型应该为AABbAaBb，故C正确。3杂交育种是植物育种的常规方法，其选育纯合新品种的一般方法是()A根据杂种优势原理，从F1中即可选出B从F3中选出，因为F3才出现纯合子C隐性品种可从F2中选出，经隔离选育后，显性品种从F3中选出D只能从子四代中选出能稳定遗传的新品种C根据所需，若新品种为隐性纯合子，则在F2中即可选出；若新品种为显性个体，在F2中即可出现该性状的个体，但不一定为纯合子，经隔离选育后在F3中才能确定是否为纯合子。4牵牛花的叶子有普通叶和枫形叶两种，种子有黑色和白色两种。现用纯种的普通叶白色种子和纯种的枫形叶黑色种子作为亲本进行杂交，得到的F1为普通叶黑色种子，F1自交得F2，结果符合基因的自由组合定律。下列对F2的描述中错误的是()AF2中有9种基因型、4种表型BF2中普通叶与枫形叶之比为31CF2中与亲本表型相同的个体大约占3/8DF2中普通叶白色种子个体的基因型有4种D由题干信息可知，F2共有9种基因型、4种表型，其中与亲本表型相同的个体大约占3/163/163/8；F2中普通叶白色种子的个体有纯合和杂合2种基因型。5在三对基因各自独立遗传的条件下，亲本ddEeFF与DdEeff杂交，其子代表型不同于亲本的个体占全部后代的()A5/8B3/8C1/12D1/4AddEeFF与DdEeff杂交，其子代表型和亲本中ddEeFF相同的占1/23/413/8，其子代表型和亲本中DdEeff相同的概率为0。故亲本ddEeFF与DdEeff杂交，其子代表型不同于亲本的个体占全部后代的13/85/8。6鸡冠的形状由两对基因(A和a，B和b)控制，这两对基因的遗传符合基因的自由组合定律，且与性别无关。据下表完成问题：项目基因组合A、B同时存在(A_B_型)A存在、B不存在(A_bb型)B存在、A不存在(aaB_型)A和B都不存在(aabb型)鸡冠形状核桃状玫瑰状豌豆状单片状杂交组合甲：核桃状单片状F1：核桃状、玫瑰状、豌豆状、单片状乙：玫瑰状玫瑰状F1：玫瑰状、单片状丙：豌豆状玫瑰状F1：全是核桃状(1)甲组杂交方式在遗传学上称为_，甲组杂交F1四种表型比例是_。(2)让乙组后代F1中玫瑰状冠的鸡与另一纯合豌豆状冠的鸡杂交，杂交后代表型及比例在理论上是_。(3)让丙组F1中的雌雄个体交配，后代表现为玫瑰状冠的有120只，那么表现为豌豆状冠的杂合体理论上有_只。(4)基因型为AaBb与Aabb的个体杂交，它们的后代基因型的种类有_种，后代中纯合体所占比例为_。解析(1)甲组为双杂合个体与隐性纯合子杂交，叫测交，测交后代有四种表型，且比例为1111。(2)乙组杂交后代F1玫瑰状个体的基因型为2/3Aabb、1/3AAbb，和纯合的豌豆状冠(aaBB)鸡杂交，后代中出现核桃状冠的概率是1/32/31/22/3，出现豌豆状冠的概率是2/31/21/3，比例为21。(3)丙组中，由F1全是核桃状，可推出亲代基因型为aaBB、AAbb，F1基因型为AaBb，F1中雌雄个体杂交，符合常规的自由组合定律，F2中玫瑰状冠的鸡为1/16AAbb2/16Aabb120(只)，故杂合的豌豆状冠(2/16aaBb)个体理论上有80只。(4)基因型为AaBb、Aabb的个体杂交，后代的基因型种类为326(种)，纯合子所占的比例为1/21/21/4。答案(1)测交1111(2)核桃状豌豆状21(3)80(4)61/4教材课后练习与应用教材P14一、概念检测1(1)(2)2.CA二、拓展应用13/162间行种植，花粉能传到临近的玉米植株，在甜玉米的果穗上结有非甜玉米的籽粒，但在非甜玉米的果穗上只有非甜玉米的籽粒，说明甜玉米是隐性性状，非甜玉米是显性性状。3父母都是双眼皮，后代会出现单眼皮。父母都是单眼皮，自己却是双眼皮，可能是基因突变所致，也可能是环境因素引起。遗传具有连续性，而在遗传过程中可能出现各种变异。复习与提高教材P16一、选择题1A2.B3.A4.B5.C二、非选择题1(1)紫茎缺刻叶(2)AABb、aaBb、AaBb(3)紫茎缺刻叶紫茎马铃薯叶312(1)高秆与矮秆这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；控制这两对相对性状的基因位于非同源染色体上。(2)将纯合抗病高秆植株与感病矮秆植株杂交，产生F1，让F1与感病矮秆植株杂交。(3)F2中有抗病矮秆品种，但有纯合子和杂合子，因此应将筛选得到的抗病矮秆品种连续自交多代，直至不再出现性状分离为止。- 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