高中生物必修2精品学案121 孟德尔的两对相对性状的杂交实验.docx

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高中生物必修2精品学案121孟德尔的两对相对性状的杂交实验

第3课时　孟德尔的两对相对性状的杂交实验

学习目标

1.概述孟德尔的两对相对性状的杂交实验及自由组合定律（重点）；2.分析孟德尔遗传实验获得成功的原因（重点）；3.说出基因型、表现型和等位基因的含义（重难点）。

|基础知识|

一、两对相对性状的杂交实验

1.实验过程及结果

P　　黄色圆粒×绿色皱粒

　　　　　↓

F1　　　黄色圆粒

　　　　　↓⊗

F2黄色圆粒　黄色皱粒　绿色圆粒　绿色皱粒

　9　　∶　　3　　∶　　3　　∶　　1

2.实验分析

（1）两对相对性状中粒色的显性性状为黄色；粒形的显性性状为圆粒。

（2）F2中的亲本性状：

黄色圆粒、绿色皱粒，F2中的重组性状：

黄色皱粒、绿色圆粒。

（3）F2中黄色∶绿色＝3∶1；F2中圆粒∶皱粒＝3∶1。

二、对自由组合现象的解释

填写对应个体的遗传因子组成：

P　黄色圆粒（YYRR）×绿色皱粒（yyrr）

　　　　　　　　↓

F1　　　　　　黄色圆粒（YyRr）

　　　　　　　　↓⊗

F2　　　　　　　　　？

1.

2.F1产生配子的类型及比例

3.F1产生的雌雄配子随机结合

（1）配子结合方式：

16种。

（2）遗传因子的组合形式：

9种。

（3）F2的表现型：

4种。

三、对自由组合现象解释的验证

1.方法　测交法，即让F1与隐性纯合子（yyrr）杂交。

2.结果及结论

孟德尔测交实验的实验结果与预期的结果相符，从而证实了：

（1）F1产生四种类型且比例相等的配子。

（2）F1是双杂合子。

（3）F1在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子发生了分离，决定不同性状的遗传因子表现为自由组合。

四、自由组合定律

1.内容

（1）控制不同性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.实质　决定不同性状的遗传因子自由组合。

五、孟德尔实验方法的启示及孟德尔遗传规律的再发现

孟德尔获得成功的原因

（1）正确地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，孟德尔首先只针对一对相对性状进行研究，再对两对或多对相对性状进行研究。

（3）对实验结果进行统计学分析，即将数学的方法引入对遗传实验结果的处理和分析中。

（4）科学地设计实验程序。

按发现问题→提出假说→实验验证→总结规律的科学实验程序。

|自查自纠|

1.F2中有2种亲本类型，为黄色圆粒和绿色皱粒，另2种为重组类型，即黄色皱粒和绿色圆粒（　　）

2.F1（YyRr）产生的YR卵细胞和YR精子数量之比为1∶1（　　）

3.形成配子时，同源染色体上的等位基因分离、非等位基因自由组合（　　）

4.基因自由组合定律是指F1产生的4种类型的精子和卵细胞可以自由组合（　　）

答案　1.√　2.×　3.×　4.×

|图解图说|

黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆的杂交实验分析图解

黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆的测交实验

所有生物的遗传都遵守自由组合定律吗？

提示：

不是，只有能进行有性生殖的生物才遵循自由组合定律。

探究点一　孟德尔两对相对性状的杂交实验及其解释

1.两对相对性状的杂交实验分析

分析孟德尔的两对相对性状的杂交实验，回答以下问题：

（1）F2中两种粒形和两种粒色比例均为3∶1，说明两种性状的遗传都遵循什么定律？

提示：

遵循基因的分离定律。

（2）F2中的重组性状、亲本性状类型在F2中所占比例分别是多少？

提示：

3/8；5/8。

（3）将亲本（P）改为：

纯种黄色皱粒×纯种绿色圆粒。

探究以下问题：

①Fl的性状是怎样的？

提示：

黄色圆粒。

②F2性状分离比是多少？

提示：

黄圆∶黄皱∶绿圆∶绿皱＝9∶3∶3∶1。

③F2中重组类型所占比例是多少？

提示：

5/8。

2.对自由组合现象的解释

（1）基因型为Yy、Rr和YyRr的三种个体产生的配子种类及其比例分别是怎样的？

提示：

Yy——两种（Y和y），比例为1∶1；Rr——两种（R和r），比例为1∶1；YyRr——四种（YR、Yr、yR、yr），比例为1∶1∶1∶1。

（2）为什么基因型为YyRr的个体能产生四种比例相等的配子？

提示：

因为同一对的遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子自由组合。

（3）双杂合子黄色圆粒豌豆的自交结果可表示为：

Y_R_：

Y_rr∶yyR_∶yyrr＝9∶3∶3∶1，这些个体中纯合子和杂合子分别占多少？

提示：

纯合子占1/4，杂合子占3/4。

【典例1】豌豆子叶黄色（Y）对绿色（y）为显性，种子圆粒（R）对皱粒（r）为显性。

现将黄子叶圆粒（YyRr）豌豆进行自花传粉，收获时得到绿子叶皱粒豌豆192粒。

据理论推算，在子代黄子叶圆粒豌豆中，能稳定遗传的约有（　　）

A.192粒　　　　　　　　B.384粒

C.576粒D.1728粒

尝试解答________

解析　YyRr的豌豆自交，子代产生4种性状组合，黄圆∶绿圆∶黄皱∶绿皱＝9∶3∶3∶1。

每一种性状组合中，都只有一份可稳定遗传的纯合子，所以，绿皱为一份，192粒，黄圆中也有一份——YYRR，约192粒。

答案　A

【跟踪训练】

1.用具有两对相对性状的两纯种豌豆作亲本杂交获得F1，F1自交得F2，F2中黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒的比例为9∶3∶3∶1，与F2出现这样的比例无直接关系的是（　　）

A.亲本必须是纯种黄色圆粒豌豆与纯种绿色皱粒豌豆

B.F1产生的雄、雌配子各有4种，比例为1∶1∶1∶1

C.F1自交时4种类型的雄、雌配子的结合是随机的

D.F1的16种配子结合方式都能发育成新个体

解析　亲本可以是纯种黄色圆粒豌豆与纯种绿色皱粒豌豆，也可以是纯种黄色皱粒豌豆与纯种绿色圆粒豌豆。

答案　A

探究点二　对自由组合现象解释的验证和自由组合定律

1.孟德尔为了验证对自由组合现象的解释，设计了怎样的实验？

提示：

测交实验：

F1（YyRr）与双隐性纯合子（yyrr）交配。

2.孟德尔设计的验证实验有哪些作用？

提示：

测定F1产生的配子种类及比例；测定F1遗传因子的组成；判定F1在形成配子时遗传因子的行为。

3.测交实验子代出现4种比例相等的性状类型的原因是什么？

提示：

F1是双杂合子，能产生4种数量相等的配子，隐性纯合子只产生一种配子。

4.若两亲本杂交，后代性状类型比例为1∶1∶1∶1，据此能否确定亲本的遗传因子组成？

提示：

不能。

当双亲的遗传因子组成为AaBb×aabb或Aabb×aaBb时，其后代性状类型比例均为1∶1∶1∶1，仅依据此比例不能确定亲本的遗传因子组成。

5.如何验证两对相对性状的遗传是否遵循自由组合定律？

提示：

①自交法：

据F1自交是否出现4种性状类型，且比例为9∶3∶3∶1判断。

②测交法：

据测交后代是否出现4种性状类型，且比例为1∶1∶1∶1判断。

【典例2】在豚鼠中，黑色（C）对白色（c）、毛皮粗糙（R）对毛皮光滑（r）是显性。

能验证自由组合定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

尝试解答________

解析　验证自由组合定律，就是论证杂种F1产生配子时，是否决定同一性状的成对遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合，产生四种不同遗传因子组成的配子，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（双隐性纯合子）→10黑粗∶9黑光∶8白粗∶11白光（四种类型，比例接近1∶1∶1∶1）。

答案　D

【跟踪训练】

2.孟德尔的两对相对性状的杂交实验中，具有1∶1∶1∶1比例的是（　　）

①F1产生配子类型的比例　②F2表现型的比例③F1测交后代表现型的比例　④F1表现型的比例⑤F2基因型的比例

A.②④B.①③

C.④⑤D.②⑤

解析　孟德尔两对相对性状的杂交实验中，F1基因型为YyRr，表现型只有一种，F1产生的配子为YR、Yr、yR、yr，比例为1∶1∶1∶1。

F1测交后代基因型为YyRr、Yyrr、yyRr、yyrr4种，表现型也为4种，比例为1∶1∶1∶1。

答案　B

知识脉络

要点晨背

1.孟德尔为了解释杂交实验中的现象，提出了“成对的遗传因子彼此分离的同时，不成对的遗传因子自由组合”的假说。

2.孟德尔为了验证自己的假说，设计了测交实验，即用杂交实验中的F1与隐性纯合子杂交。

3.孟德尔两对相对性状的杂交实验中F2的性状分离比是9∶3∶3∶1，测交实验中的性状分离比是1∶1∶1∶1。

4.孟德尔成功的原因包括：

科学选材、由简到繁、运用统计学原理分析实验结果、科学地设计实验程序等。

5.自由组合定律的内容是：

控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；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。

1.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是1∶3。

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定律

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　根据测交后代有色子粒与无色子粒比为1∶3，说明有色子粒和无色子粒是受两对基因控制的。

1∶3的比例是由1∶1∶1∶1转化而来，因此植株X为双杂合子。

双杂合子测交后代中有色子粒为双杂合子，无色子粒基因型有三种。

答案　C

2.基因的自由组合定律发生于下图中哪个过程（　　）

AaBb

1AB∶1Ab∶1aB∶1ab

雌、雄配子随机结合

子代9种基因型

4种表现型

A.①　　　　　　　　　B.②

C.③D.④

解析　基因的自由组合定律发生在形成配子时，由图可知为①过程。

答案　A

3.具有两对相对性状的纯合亲本杂交，获得F1。

让F1与双隐性类型进行测交，通过该测交实验不能了解到（　　）

A.F1的基因型B.F1产生配子的种类

C.F1相关基因的结构D.F1产生配子的比例

解析　测交不能了解基因结构。

答案　C

4.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，发现后代出现四种表现型，对每对性状作出统计，结果如图所示。

请回答：

（1）豌豆每对相对性状的遗传符合______________定律。

（2）黄色圆粒亲本的基因型为________，绿色圆粒亲本的基因型为__________。

（3）后代中属于双隐性性状的是__________，它是__________（纯合子/杂合子）。

（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______________。

解析　柱形图所显示的数据揭示的是各性状之间的比值，我们可以利用分离定律反推出亲代每对性状的基因型，由圆粒∶皱粒＝75∶25＝3∶1，可推出双亲种子形状的基因型都为Rr；由黄色∶绿色＝50∶50＝1∶1，可推出子叶颜色的双亲基因型为Yy和yy。

则YyRr和yyRr杂交，单独研究每对基因，其后代表现为黄色的概率为1/2，表现皱粒的概率为1/4，所以黄色皱粒所占的比例是1/8。

答案　

（1）基因的分离　

（2）YyRr　yyRr（3）绿色皱粒　纯合子　（4）1∶1　3∶1　（5）1/8