届高三生物一轮复习 12 孟德尔的豌豆杂交实验精品学案二 新人教版必修2.docx
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届高三生物一轮复习12孟德尔的豌豆杂交实验精品学案二新人教版必修2
第2节孟德尔的豌豆杂交试验
(二)
【高考目标导航】
1、孟德尔遗传实验的科学方法
2、基因的自由组合定律
【基础知识梳理】
一、基因的自由组合定律
1、两对相对性状的杂交实验
P黄色圆粒×绿色皱粒
↓
F1黄色圆粒
↓
F29黄圆∶3黄皱∶3绿皱∶1绿皱
(1)两对相对性状中显性性状依次是黄色、、圆粒。
(2)F2具有的类型
①两种亲本类型:
黄色圆粒、绿色皱粒
②两种新类型:
黄色皱粒和绿色圆粒
(3)F2不同性状之间出现了自由组合。
2、假说
F1在产生配子时,每对遗传因子彼此分离,不同对的遗传因子可以自由组合。
如图:
3、演绎与验证:
测交实验
4、总结定律——自由组合定律
(1)控制不同形状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的
(2)在形成配子时,决定统一性状的成对的遗传因子彼此间分离,决定不同性状的遗传因子自由组合
(3)现代解释:
非同源染色体上的非等位基因的自由组合。
【要点名师透析】
一、两对相对性状的遗传实验的分析
F2的结果也可用下图表示(棋盘法)
1.表现型:
表中a、b、c和d分别表示4种表现型,黄圆∶绿圆∶黄皱∶绿皱=9∶3∶3∶1。
2.基因型:
基因型以L2为对称线,共表示9种基因型:
a(YYRR)∶a1(YyRR)∶a2(YYRr)∶a3(YyRr)∶b(yyRR)∶b1(yyRr)∶c(YYrr)∶c1(Yyrr)∶d(yyrr)=1∶2∶2∶4∶1∶2∶1∶2∶1。
3.L1上全是与F1基因型相同的“双杂合子”,L2上全是纯合子,不在两线上的个体为“单杂合子”。
4、归纳
(1)亲本性状个体是a、a1、a2、a3、d,其中纯合与杂合的比例为2∶8。
(2)重组性状个体是b、b1、c、c1,其中纯合与杂合的比例是2∶4。
(3)与F1基因型相同的个体是a3,占相同性状个体的比例是4/9,占全部个体的比例是4/16。
(4)纯合子是a、b、c、d,占全部个体的比例是4/16。
二、用分离定律解决自由组合定律问题
1、自由组合定律的实质
独立的两对等位基因同时进行基因的分离,分离的结果通过乘法定理结合起来,如AaBb×aabb可以分解成Aa×aa和Bb×bb两种组合方式。
自由组合定律是以分离规律为基础的,因而可用分离定理的知识解决自由组合定律的问题,且用分离定律解决自由组合定律的问题显得简单易行。
其基本策略是:
2、首先将自由组合问题转化为若干个分离定律问题。
在独立遗传的情况下,有几对基因就可以分解为几个分离定律问题。
如AaBb×Aabb可分解为:
Aa×Aa、Bb×bb。
3、用分离定律解决自由组合的不同类型的问题。
(1)配子类型的问题
例:
某生物雄性个体的基因型为AaBbcc,这三对基因为独立遗传,则它产生的精子的种类有:
AaBbcc
↓↓↓
2×2×1=4种
(2)基因型类型的问题
例:
AaBbCc与AaBBCc杂交,其后代有多少种基因型?
先将问题分解为分离定律问题:
Aa×Aa→后代有3种基因型(1AA∶2Aa∶1aa);
Bb×BB→后代有2种基因型(1BB∶1Bb);
Cc×Cc→后代有3种基因型(1CC∶2Cc∶1cc)。
因而AaBbCc与AaBBCc杂交,其后代有3×2×3=18种基因型。
(3)表现型类型的问题
例:
AaBbCc与AabbCc杂交,其后代有多少种表现型?
先将问题分解为分离定律问题:
Aa×Aa→后代有2种表现型;
Bb×BB→后代有2种表现型;
Cc×Cc→后代有2种表现型。
因而AaBbCc与AabbCc杂交,其后代有2×2×2=8种表现型。
【典例】(2011·杭州模拟)基因的自由组合定律发生于下图中哪个过程()
A.①B.②C.③D.④
【解析】①②可以分别表示减数分裂和受精作用,③是受精作用,④可理解为性状的表达。
基因的自由组合是非同源染色体上的非等位基因在配子形成时发生的,在受精作用进行时不发生此现象,在基因的表达过程中也没有发生。
【答案】A
【感悟高考真题】
1、(2011·海南高考)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.1/16C.1/8D.1/4
【解析】AaBBCcDDEe×AaBbCCddEe得到的子代中一定含有Dd,因此只要计算出其他四对等位基因为纯合的概率即可:
Aa×Aa出现纯合的概率为1/2,BB×Bb出现纯合的概率为1/2,Cc×CC出现纯合的概率为1/2,Ee×Ee出现纯合的概率为1/2,因此出现一对等位基因纯合、四对等位基因纯合的概率为1/2×1/2×1/2×1/2=1/16。
【答案】B
2、(2011·安徽高考)Ⅰ.雄家蚕的性染色体为ZZ,雌家蚕为ZW。
已知幼蚕体色正常基因(T)与油质透明基因(t)是位于Z染色体上的一对等位基因,结天然绿色茧基因(G)与白色茧基因(g)是位于常染色体上的一对等位基因,T对t,G对g为显性。
(1)现有一杂交组合:
ggZTZT×GGZtW,F1中结天然绿色茧的雄性个体所占比例为,F2中幼蚕体色油质透明且结天然绿色茧的雌性个体所占比例为。
(2)雄蚕产丝多,天然绿色蚕丝销路好。
现有下列基因型的雌、雄亲本:
GGZtW、GgZtW、ggZtW、GGZTW、GGZTZt、ggZTZt、ggZtZt、GgZtZt,请设计一个杂交组合,利用幼蚕体色油质透明易区别的特点,从F1中选择结天然绿色茧的雄蚕用于生产(用遗传图解和必要的文字表述)。
【解析】
(1)P:
ggZTZT×GGZtW→F1:
1/2GgZTZt、1/2GgZTW,则F1中结天然绿色蚕的雄性个体(GgZTZt)占1/2。
F1:
GgZTZt×GgZTW→F2:
幼蚕体色油质透明且结天然绿色蚕的雌性个体(G_ZtW)所占比例为:
3/4G_×1/4ZtW=3/16G_ZtW。
(2)若亲本为ZTW×ZtZt,则F1中雄性均为体色正常,雌性均为体色油质透明,因此利用幼蚕体色油质透明易区别的特点,可以淘汰体色油质透明的幼蚕,保留体色正常的幼蚕,即为雄蚕。
又由于需从F1中选择结天然绿色茧的雄蚕,根据所给材料,因此雌性亲本应为GGZTW,雄性亲本可以是ggZtZt或GgZtZt。
【答案】Ⅰ.
(1)1/23/16
(2)PGGZTW×ggZtZt两亲本杂交
↓
F11/2GgZTZt1/2GgZtW淘汰体色油质透明的幼蚕,保留体色正常的幼蚕用于生产
(说明:
P也可为GGZTW×GgZtZt,F1中同样淘汰体色油质透明的幼蚕,保留体色正常的幼蚕用于生产)
3、(11·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
【答案】D
4、(2011·新课标全国卷)某植物红花和白花这对相对性状同时受多对等位基因控制(如A、a;B、b;Cc……),当个体的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时(即A_B_C_......)才开红花,否则开白花。
现有甲、乙、丙、丁4个纯合白花品系,相互之间进行杂交,杂交组合组合、后代表现型及其比例如下:
根据杂交结果回答问题:
⑴这种植物花色的遗传符合哪些遗传定律?
⑵本实验中,植物的花色受几对等位基因的控制,为什么?
【答案】⑴基因的自由组合定律和基因的分离定律(或基因的自由组合定律)
⑵4对。
本实验的乙×丙和甲×丁两个杂交组合中,F2中红色个体占全部个体的比例81/(81+175)=81/256=(3/4)4,根据n对等位基因自由组合且完全显性时,F2中显性个体的比例为(3/4)n,可判断这两个杂交组合中都涉及到4对等位基因。
综合杂交组合的实验结果,可进一步判断乙×丙和甲×丁两个杂交组合中所波及的4对等位基因相同。
5、(2010·全国高考)现有4个纯合南瓜品种,其中2个品种的果形表现为圆形(圆甲和圆乙),1个表现为扁盘形(扁盘),1个表现为长形(长)。
用这4个南瓜品种做了3个实验,结果如下:
实验1:
圆甲×圆乙,F1为扁盘,F2中扁盘:
圆:
长=9:
6:
1
实验2:
扁盘×长,F1为扁盘,F2中扁盘:
圆:
长=9:
6:
1
实验3:
用长形品种植株的花粉分别对上述两个杂交组合的F1植株授粉,其后代中扁盘:
圆:
长均等于1:
2:
1。
综合上述实验结果,请回答:
(1)南瓜果形的遗传受__对等位基因控制,且遵循__________定律。
(2)若果形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,则圆形的基因型应为____________,扁盘的基因型应为________,长形的基因型应为____________。
(3)为了验证
(1)中的结论,可用长形品种植株的花粉对实验1得到的F2植株授粉,单株收获F2中扁盘果实的种子,每株的所有种子单独种植在一起得到一个株系。
观察多个这样的株系,则所有株系中,理论上有1/9的株系F3果形均表现为扁盘,有__的株系F3果形的表现型及数量比为扁盘:
圆=1:
1,有__的株系F3果形的表现型及数量比为____________________。
【解析】本题主要考查学生的理解能力,考查遗传的基本规律。
第
(1)小题,根据实验1和实验2中F2的分离比9:
6:
1可以看出,南瓜果形的遗传受2对等位基因控制,且遵循基因的自由组合定律。
第
(2)小题,根据实验1和实验2的F2的分离比9:
6:
1可以推测出,扁盘形应为A_B_,长形应为aabb,两种圆形为A_bb和aaB_。
第(3)小题中,F2扁盘植株共有4种基因型,其比例为:
1/9AABB、2/9AABb、4/9AaBb和2/9AaBB,测交后代分离比分别为:
1/9A_B_;2/9(1/2A_B_:
1/2A_bb);4/9(1/4A_B_:
1/4Aabb:
1/4aaBb:
1/4aabb);2/9(1/2A_B_:
1/2aaB_)。
【答案】
(1)2基因的自由组合
(2)AAbb、Aabb、aaBb、aaBBAABB、AABb、AaBb、AaBBaabb
(3)4/94/9扁盘:
圆:
长=1:
2:
1
6、(2010·新课标全国卷)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:
l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,Fl表现为紫,F2表现为3紫:
1红;
实验2:
红×白甲,Fl表现为紫,F2表现为9紫:
3红:
4白;
实验3:
白甲×白乙,Fl表现为白,F2表现为白;
实验4:
白乙×紫,Fl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)。
遗传图解为。
(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。
【解析】纯合品种有四种,因此这是两对相对基因控制的性状,因此应该遵循基因的自由组合定律。
熟练掌握孟德尔的基因自由组合定律的内容,写出该遗传图解并计算。
【答案】
(1)自由组合定律;
(2)
或
(3)9紫:
3红:
4白
7、(2010·北京高考)4.决定小鼠毛色为黑(B)/褐(b)色、有(s)/无(S)白斑的两对等位基因分别位于两对同源染色体上。
基因型为
的小鼠间相互交配,后代中出现黑色有白斑小鼠的比例是
A.1/16 B.3/16 C.7/16 D.9/16
【解析】根据题意,黑色有白斑小鼠的基因型为B_ss,基因型为BbSs的小鼠间相互交配,后代中出现B_ss的概率为3/16。
【答案】B
8、(2010·安徽高考)南瓜的扁形、圆形、长圆形三种瓜形由两对等位基因控制(A、a和B、b),这两对基因独立遗传。
现将2株圆形南瓜植株进行杂交,F1收获的全是扁盘形南瓜;F1自交,F2获得137株扁盘形、89株圆形、15株长圆形南瓜。
据此推断,亲代圆形南瓜株的基因型分别是
A、aaBB和AabbB、aaBb和AabbC、AAbb和aaBBD、AABB和aabb
【解析】本题考查是有关基因自由组合定律中的非等位基因间的相互作用,两对等位基因控制一对相对性状的遗传,由两圆形的南瓜杂交后代全为扁盘形可知,两亲本均为纯合子,而从F1自交,F2的表现型及比例接近9∶6∶1看出,F1必为双杂合子。
所以本题是考查基因间的累加作用:
两种显性基因同时存在时产生一种性状,单独存在时能分别表示相似的性状,两种基因均为隐性时又表现为另一种性状,F2代表现型有3种,比值为9∶6∶1。
所以两圆形的亲本基因型为选项C。
【答案】C
9、(2009·全国高考)已知小麦抗病对感病为显性,无芒对有芒为显性,两对性独立遗传。
用纯合德抗病无芒与感病有芒杂交,F1自交,播种所有的F2,假定所有F2植株都能成活,在F2植株开花前,拔掉所有的有芒植株,并对剩余植株套袋,假定剩余的每株F2收获的种子数量相等,且F3的表现型符合遗传定律。
从理论上讲F3中表现感病植株的比例为
A.1/8B.3/8C.1/16D.3/16
【解析】设抗病基因为A,感病为a,无芒为B,则有芒为b。
依题意,亲本为AABB和aabb,F1为AaBb,F2有4种表现型,9种基因型,拔掉所有有芒植株后,剩下的植株的基因型及比例为1/2Aabb,1/4AAbb,1/4aabb,剩下的植株套袋,即让其自交,则理论上F3中感病植株为1/2×1/4(Aabb自交得1/4aabb)+1/4(aabb)=3/8。
故选B。
【答案】B
10、(2009·广东高考)基因A、a和基因B、b分别位于不同对的同源染色体上,一个亲本与aabb测交,子代基因型为AaBb和Aabb,分离比为1∶1,则这个亲本基因型为()
A.AABbB.AaBb
C.AAbbD.AaBB
【解析】一个亲本与aabb测交,aabb产生的配子是ab,又因为子代基因型为AaBb和Aabb,分离比为1∶l,由此可见亲本基因型应为AABb。
【答案】A
11、(2009·江苏高考)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1/16
C.表现型有8种,Aabbcc个体的比例为1/8
D.表现型有8种,aaBbCc个体的比例为1/16
【解析】本题考查遗传概率计算。
后代表现型为
2x2x2=8种,AaBbCc个体的比例为1/2x1/2x1/2=1/8。
Aabbcc个体的比例为
1/4x1/2x1/4=1/32。
aaBbCc个体的比例为1/4x1/2x1/2=1/16。
【答案】D
12、(2009·辽宁、宁夏高考)已知某闭花受粉植物高茎对矮茎为显性,红花对白花为显性,两对性状独立遗传。
用纯合的高茎红花与矮茎白花杂交,F1自交,播种所有的F2,假定所有的F2植株都能成活,F2植株开花时,拔掉所有的白花植株,假定剩余的每株F2自交收获的种子数量相等,且F3的表现性符合遗传的基本定律。
从理论上讲F3中表现白花植株的比例为()
A.1/4B.1/6C.1/8D.1/16
【解析】假设红花显性基因为R,白花隐性为r,F1全为红花Rr,F1自交,所得F2红花的基因型为1/3RR,2/3Rr,去掉白花,F2红花自交出现白花的比例为2/3﹡1/4=1/6。
【答案】B
13、(2009·上海高考)麦的粒色受不连锁的两对基因
和
、和
和
控制。
和
决定红色,
和
决定白色,R对r不完全显性,并有累加效应,所以麦粒的颜色随R的增加而逐渐加深。
将红粒
与白粒
杂交得
,
自交得
,则
的表现型有()
A.4种B.5种
C.9种D.10种
【解析】本题的关键是“麦粒的颜色随R的增加而逐渐加深”,也就是颜色主要与R的多少有关,F2中的R有4、3、2、1和0五种情况,对应有五种表现型。
【答案】B
14、(2009·四川高考)大豆是两性花植物。
下面是大豆某些性状的遗传实验:
(1)大豆子叶颜色(BB表现深绿;Bb表现浅绿;bb呈黄色,幼苗阶段死亡)和花叶病的抗性(由R、r基因控制)遗传的实验结果如下表:
组合
母本
父本
F1的表现型及植株数
一
子叶深绿不抗病
子叶浅绿抗病
子叶深绿抗病220株;子叶浅绿抗病217株
二
子叶深绿不抗病
子叶浅绿抗病
子叶深绿抗病110株;子叶深绿不抗病109株;
子叶浅绿抗病108株;子叶浅绿不抗病113株
①组合一中父本的基因型是_____________,组合二中父本的基因型是_______________。
②用表中F1的子叶浅绿抗病植株自交,在F2的成熟植株中,表现型的种类有_____________
__________________________________________________,其比例为_____________。
③用子叶深绿与子叶浅绿植株杂交得F1,F1随机交配得到的F2成熟群体中,B基因的基因频率为________________。
④将表中F1的子叶浅绿抗病植株的花粉培养成单倍体植株,再将这些植株的叶肉细胞制成不同的原生质体。
如要得到子叶深绿抗病植株,需要用_________________基因型的原生质体进行融合。
⑤请选用表中植物材料设计一个杂交育种方案,要求在最短的时间内选育出纯合的子叶深绿抗病大豆材料。
(2)有人试图利用细菌的抗病毒基因对不抗病大豆进行遗传改良,以获得抗病大豆品种。
①构建含外源抗病毒基因的重组DNA分子时,使用的酶有______________________。
②判断转基因大豆遗传改良成功的标准是__________________________________,具体的检测方法_______________________________________________________________。
(3)有人发现了一种受细胞质基因控制的大豆芽黄突变体(其幼苗叶片明显黄化,长大后与正常绿色植株无差异)。
请你以该芽黄突变体和正常绿色植株为材料,用杂交实验的方法,验证芽黄性状属于细胞质遗传。
(要求:
用遗传图解表示)
【解析】本题考查的知识点如下:
1.亲子代基因的判断及比例概率的计算
2.育种方案的设计
3.基因工程的相关问题
4.实验设计验证问题
1.亲子代基因的判断及比例概率的计算
第
题中有表格中提供的杂交的结果以及题目中关于性状基因的描述,不难推断出组合一中父本的基因型是BbRR,组合二中父本的基因型是BbRr;第
题,表中F1的子叶浅绿抗病(BbRr)植株自交
结果如下:
B_R_——其中有3/16BBR_(深绿抗病)和3/8BbR_(浅绿抗病)
B_rr——其中有1/16BBrr(深绿不抗病)和1/8Bbrr(浅绿不抗病)
bbR_(死)
bbrr(死)
所以出现了子叶深绿抗病:
子叶深绿不抗病:
子叶浅绿抗病:
子叶浅绿不抗病3:
1:
6:
2的性状分离比;第
题中BB×Bb
1/2BB1/2Bb
随机交配的结果如下:
1/2BB×1/2BB1/4BB
1/2Bb×1/2Bb1/16BB1/8Bb1/16bb(死)
1/2BB(♀)×1/2Bb(♂)1/8BB1/8Bb
1/2BB(♂)×1/2Bb(♀)1/8BB1/8Bb
所以后代中F2成熟群体中有9/16BB6/16Bb(1/16bb死),即二者的比值为3:
2
所以在成活的个体中有3/5BB、2/5Bb,计算B基因频率=3/5+2/5×1/2=4/5=80%;
2.育种方案的设计
第
题中欲获得子叶深绿抗病(BBR_)植株,则需要BR与BR、BR与Br的单倍体植株的原生质体融合;第
题考察了杂交育种方案的设计,要求选用表中植物材料设计获得BBRR的植株,最短的时间内可用组合一的父本植株自交,在子代中选出子叶深绿类型即为纯合的子叶深绿抗病大豆材料。
3.基因工程的相关问题
第
(2)题中考察了基因工程用到的工具酶,以及目的基因是否表达的检测问题。
在基因工程中用到的酶有限制性内切酶和DNA连接酶。
欲检测目的基因是否表达可用病毒分别感染转基因大豆植株和不抗病植株,观察比较植株的抗病性。
4.实验设计验证问题
本题要求验证芽黄性状属于细胞质遗传,首先明确细胞质遗传属于母系遗传,即如果母本出现芽黄性状,则子代全出现芽黄性状,这样可以通过芽黄突变体和正常绿色植株进行正反交实验来验证芽黄性状属于细胞质遗传。
【答案】
(1)①BbRRBbRr
②子叶深绿抗病∶子叶深绿不抗病∶子叶浅绿抗病∶子叶浅绿不抗病3∶1∶6∶2
③80%
④BR与BR、BR与Br
⑤用组合一的父本植株自交,在子代中选出子叶深绿类型即为纯合的子叶深绿抗病大豆材料。
(2)①限制性内切酶和DNA连接酶
②培育的植株具有病毒抗体用病毒分别感染转基因大豆植株和不抗病植株,观察比较植株的抗病性
(3)
【考点模拟演练】
一、选择题
1、下列关于遗传定律的叙述中,正确的是( )
A.基因型为Dd的豌豆,经减数分裂可产生D、d两种类型的雌雄配子,雌雄配子数目比例为1∶1
B.基因自由组合定律的实质是F1产生配子时,等位基因分离,非等位基因自由组合
C.非同源染色体数量越多,非等位基因组合的种类往往也越多
D.非同源染色体自由组合,使所有非等位基因之间也发生自由组合
【解析】基因型为Dd的豌豆,经减数分裂可产生D、d两种类型的配子,D配子与d配子的比例为1∶1;基因自由组合定律的实质是:
F1产生配子时,同源染色体分离导致等位基因分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合;减数分裂过程中,同源染色体分离的同时,非同源染色体进行自由组合,非同源染色体的数目越多,其相互组合的方式也就越多,产生配子的种类往往也越多;非等位基因有位于同源染色体上的,也有位于非同源染色体上的,位于非同源染色体上的非等位基因在减数分裂过程中发生自由组合。
【答案】C
2、(2011·南安检测)基因A、a和基因B、b分别位于不同对的同源染色体上,一个亲本与aabb测交,子代基因型为AaBb和Aabb,分离比为1∶1,则这个亲本基因型为( )
A.AABbB.AaBb
C.AAbbD.AaBB
【解析】一个亲本与aabb测交,aabb产生的配子是ab,由子代基因型为AaBb和Aabb,分离比为1∶1,可推知未知基因型亲本产生的配子为A
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