2021_2021学年高中生物第1章遗传因子的发现第2节孟德尔的豌豆杂交实验二学案新人教版必修.doc

第2节孟德尔的豌豆杂交实验(二)课时素养目标1.借助假说演绎法,阐述两对相对性状的杂交实验,运用自由组合定律,解决生活中的实际问题。(科学思维、社会责任)2.认同在科学探究中正确地选用实验材料、运用数学统计方法的重要性,并尝试运用于其他的科学探究。(科学思维、生命观念)3.认同孟德尔敢于质疑的科学精神、缜密的科学思维、大胆的想象和创新,以及他对科学的热爱和锲而不舍的探索精神。(社会责任)必备知识·自主学习答案解析P158一、两对相对性状的杂交实验1.两对相对性状的杂交实验发现问题:(1)实验过程:(2)实验分析。性状的显隐性:相对性状的分离比:F2中除了出现亲本类型外,还出现的两种新类型是和。 每对性状都遵循定律。 2.对自由组合现象的解释提出假说:(1)两对相对性状分别由控制。 纯种黄色圆粒和纯种绿色皱粒的遗传因子组成分别是、。 F1的遗传因子组成:。 (2)F1产生配子时,彼此分离,可以自由组合。 F1产生的雌配子和雄配子各有,且数量相等。 F1产生的配子类型及比例:。 (3)受精时,雌雄配子的结合是的。 配子结合方式:种。 遗传因子组合形式:种。 F2的表现型:种。 3.对自由组合现象解释的验证测交实验:4.自由组合定律得出结论:发生时间形成时 遗传因子间的关系控制不同性状的遗传因子的分离和组合是的 实质决定的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子 由PF1可推断黄色和圆粒为显性性状,绿色和皱粒为隐性性状;若只根据F1F2能否判断性状的显隐性?为什么?二、孟德尔获得成功的原因及孟德尔遗传规律的再发现下列关于孟德尔获得成功的原因及相关概念叙述,错误的有。 先分析一对相对性状的遗传,再分析多对相对性状的遗传孟德尔运用假说-演绎的方法分析实验结果选用豌豆作为实验材料是孟德尔获得成功的原因之一D与D、D与d均属于等位基因基因型相同的个体,表现型一定相同教材二次开发表现型相同的生物,基因型不一定相同。那么基因型能完全决定表现型吗?试分析原因。关键能力·合作学习答案解析P158知识点一 两对相对性状的杂交实验 1.F1产生配子的分析:2.F2表现型的分析:两对相对性状的分离是各自独立的,二者之间自由组合。3.F2基因型的分析:控制每对相对性状的等位基因相互独立、互不干扰,二者之间自由组合。4.F2表现型与基因型的对应关系:表现型基因型及比例双显性1/16YYRR、2/16YyRR、2/16YYRr、4/16YyRr续表表现型基因型及比例单显性1/16YYrr、2/16Yyrr1/16yyRR、2/16yyRr双隐性1/16yyrr特别提醒:F2中9331分离比成立的条件亲本必须是纯合子。两对相对性状由两对等位基因控制,且完全显性。配子全部发育良好,子代存活率相同。所有子代都应处于一致的环境中,存活率相同。子代数量足够多。1.拓展探究:在孟德尔两对相对性状杂交实验中,重组类型和亲本类型所占比例各是多少?如果用黄色皱粒纯合子和绿色圆粒纯合子为亲本进行杂交实验,则所得F2中的重组类型有哪些?所占比例分别为多少?(科学思维)2.情境探究:现有一粒黄色圆粒豌豆种子,欲利用最简便的方法确定其基因型,请写出实验设计思路。(科学探究)(2020·阿勒泰高一检测)孟德尔的豌豆杂交实验表明,种子黄色(Y)对绿色(y)为显性,圆粒(R)对皱粒(r)为显性。小明想重复孟德尔的实验,他用纯种黄色皱粒豌豆与纯种绿色圆粒豌豆杂交,得到F1,F1自交得到F2,F2的性状如图所示。根据基因的自由组合定律判断,正确的是()A.都是皱粒B.都是黄色C.基因型出现的概率大于D.是黄色皱粒,是绿色皱粒【审答误区】本题常见错因:误认为表现型所占概率越多的植株,组成它们的各种基因型所占的比例越大。事实上,在孟德尔两对相对性状的杂交实验中,各种表现型中的纯合子所占比例相同,都为1/16。【方法规律】利用“棋盘式”速记F2的基因型、表现型及比例 大鼠的毛色由独立遗传的两对等位基因控制。用黄色大鼠与黑色大鼠进行杂交实验,结果如图。据图判断,下列叙述正确的是()P黄色×黑色F1灰色F1雌雄交配F2灰色黄色黑色米色9331A.黄色为显性性状,黑色为隐性性状B.F1与黄色亲本杂交,后代有两种表现型C.F1和F2中灰色大鼠均为杂合子D.F2黑色大鼠与米色大鼠杂交,其后代中出现米色大鼠的概率为1/4知识点二 自由组合定律的解题方法 1.“拆分法”求解自由组合定律的计算问题:(1)原理:分离定律是自由组合定律的基础。(2)思路:在独立遗传的情况下,有几对基因就可分解为几个分离定律问题,如AaBb×Aabb可分解为如下两个分离定律:Aa×Aa;Bb×bb,然后根据题目要求的实际情况进行重组。(3)常见题型及解题示例。种类问题:题型分类解题规律示例配子种类数2n(n为等位基因对数)AaBbCCDd产生配子种类为23=8种配子间结合方式配子间结合方式种类数等于配子种类数的乘积AABbCc×aaBbCC,配子间结合方式有4×2=8种子代基因型(或表现型)种类已知基因型的双亲杂交,子代基因型(或表现型)种类数等于各性状按分离定律所求基因型(或表现型)的乘积AaBbCc×Aabbcc,基因型为3×2×2=12种,表现型为2×2×2=8种概率问题:题型分类解题规律示例基因型(或表现型)的概率按分离定律求出相应基因型(或表现型)的概率,然后利用乘法原理进行组合AABbDd×aaBbdd,F1中AaBbDd所占比例为1×1/2×1/2=1/4纯合子或杂合子出现的概率按分离定律求出每对基因纯合子的概率,乘积为纯合子出现的概率,杂合子概率=1-纯合子概率AABbDd×AaBBdd,F1中AABBdd所占比例为1/2×1/2×1/2=1/82.“逆向组合法”推断亲本基因型:(1)方法:将自由组合定律的性状分离比拆分成分离定律的分离比分别分析,再运用乘法原理进行逆向组合。(2)题型示例。9331(31)(31)(Aa×Aa)(Bb×Bb)。1111(11)(11)(Aa×aa)(Bb×bb)。3311(31)(11)(Aa×Aa)(Bb×bb)或(Aa×aa)(Bb×Bb)。31(31)×1(Aa×Aa)(BB)或(Aa×Aa)(bb×bb)或(AA)(Bb×Bb)或(aa×aa)(Bb×Bb)。1.拓展探究:基因的分离定律和自由组合定律有什么联系?(科学思维)2.情境探究:某植物的花色由多对独立遗传的等位基因控制,每对等位基因至少都有一个显性基因时才开红花,其余开白花。某个每对基因均杂合的个体自交,子代中红花白花=2737。请分析该植物的花色至少由几对等位基因控制?(科学思维)(2020·佛山高一检测)若两个杂合子(涉及的两对基因符合自由组合定律)杂交,子代只有一种表现型,则这两个杂合子的基因型是()A.AABb和AaBBB.AaBb和AabbC.Aabb和aaBbD.AaBb和AABb【审答误区】本题常见错因易从题干推断,复杂而又无法得出正确答案,解决本题应从选项入手,逐一分析,找出符合条件的选项即可。 豌豆豆荚绿色(G)对黄色(g)为显性,豌豆花腋生(H)对顶生(h)为显性,这两对相对性状的遗传遵循基因自由组合定律。两个品种的豌豆杂交得到如图所示的结果,则亲本的基因型是()A.GGhh、ggHHB.GgHh、ggHhC.GgHh、GghhD.Gghh、GGHh知识点三 自由组合定律9331的变式 9331变式分析:(AaBb)自交后代比例原因分析97双显性基因型为一种表现型,其余的基因型为另一种表现型934存在aa(或bb)时表现为隐性性状,其余正常表现或961单显性表现为同一种性状,其余正常表现151有显性基因就表现为同一种性状,其余表现另一种性状1231双显性和一种单显性表现为同一种性状,其余正常表现或:133双显性、双隐性和一种单显性表现为一种性状,另一种单显性表现为另一种性状或特别提醒:若后代的表现型比例之和是16,不管以什么样的比例呈现,都由独立遗传的等位基因控制,符合基因的自由组合定律。拓展探究:(1)上述基因型AaBb的个体测交,后代表现型的比例依次是多少?(科学思维)(2)灰兔和白兔杂交,F1全是灰兔,F1雌雄个体相互交配,F2中有灰兔、黑兔和白兔,且比例为934。则F2灰兔中能稳定遗传的个体所占比例是多少?F2白兔中,纯合子的概率是多少?(科学思维)荠菜的果实形状有三角形和卵圆形两种,该性状的遗传由两对等位基因控制。将纯合的结三角形果实荠菜和纯合的结卵圆形果实荠菜杂交,F1全部结三角形果实,F2的表现型及比例是结三角形果实植株结卵圆形果实植株=151。下列叙述正确的是()A.对F1测交,子代表现型的比例为1111B.荠菜果实形状的遗传不遵循基因的自由组合定律C.纯合的结三角形果实植株的基因型有四种D.结卵圆形果实荠菜自交,子代植株全结卵圆形果实【审答误区】本题常见错因误认为一对相对性状的遗传只遵循基因的分离定律。事实上,若一对相对性状只受一对等位基因控制,则其遗传只遵循基因的分离定律,若受多对独立遗传的等位基因控制,则其遗传遵循基因的分离和自由组合定律。【方法规律】特殊分离比的解题技巧(1)将异常分离比与正常分离比9331进行对比,分析合并性状的类型。如比值为934,则为93(31),即4为后两种性状的合并结果。(2)确定出现异常分离比的原因。(3)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及比例。(2020·柳州高一检测)在西葫芦的皮色遗传中,已知黄皮基因(Y)对绿皮基因(y)为显性,但在另一白色显性基因(W)存在时,基因Y和y都不能表达。现有基因型WwYy的个体自交,下列有关子代基因型与表现型的叙述,正确的是()A.有9种基因型,其中基因型为wwYy、WwYy的个体表现为白色B.有9种基因型,其中基因型为Wwyy、wwyy的个体表现为绿色C.有3种表现型,性状分离比为1231D.有4种表现型,性状分离比为9331核心素养·情境探究答案解析P1581.【生产情境】控制玉米株高的4对等位基因对株高的作用相等,且符合自由组合定律。已知基因型为aabbccdd的玉米高10cm,基因型为AABBCCDD的玉米高26cm。探究:(1)该种玉米植株中,每含一个显性基因能使玉米植株增高多少厘米?(科学思维)(2)该种玉米自然群体中,株高的表现型有多少种?(科学思维)2.【实验情境】豌豆是遗传学常用的实验材料。某研究小组选取了黄色圆粒(黄色与圆粒都是显性性状,基因分别用Y、R表示)豌豆与某豌豆作为亲本杂交,F1中黄色绿色=31,圆粒皱粒=11。探究:(1)用学过的知识解释为什么F1中出现黄色和绿色种子的比值是31。(科学思维)(2)请你利用亲本中的黄色圆粒豌豆,设计操作简便的实验,验证这两对相对性状的遗传符合基因的自由组合定律(要求:写出实验思路和结果)。(科学探究)课堂检测·素养达标答案解析P1581.基于对孟德尔两对相对性状杂交实验的理解,下列关于两对相对性状杂交实验的叙述,不合理的是。 控制两对相对性状的基因独立遗传基因遗传符合自由组合定律,但不符合分离定律子代出现一定的性状分离比依赖于雌雄配子的随机结合F1细胞中控制两对性状的基因不相融合F1产生4个比例为1111的配子2.下列叙述中,哪一条不是孟德尔获得成功的原因()A.选用豌豆作实验材料B.采用单因素到多因素的研究方法C.使用显微镜观察性状D.运用统计学方法分析实验结果3.基因的自由组合定律发生于图中的哪个过程()AaBb1AB1Ab1aB1ab配子间16种结合方式4种表现型(9331)子代中有9种基因型A.B.C.D.4.(2020·济南高一检测)孟德尔两对相对性状的杂交实验中,不属于F2产生9331性状分离比的必备条件的是()A.各种精子与各种卵细胞的结合机会均等B.控制不同性状基因的分离与组合互不干扰C.环境对各种表现型个体的生存和繁殖的影响相同D.控制不同性状的基因在所有体细胞中均能表达5.南瓜的白色(A)对黄色(a)是显性,盘状(B)对球状(b)是显性,这两对相对性状独立遗传。白色盘状(AABB)和黄色球状(aabb)的南瓜杂交获得F1,F1再自交产生F2。在F2中,白色盘状南瓜应占F2总数的()A.1/16B.3/16C.1/2D.9/166.(2020·洛阳高一检测)两对独立遗传的等位基因(A-a和B-b,且A对a,B对b均为完全显性)分别控制豌豆的两对相对性状。植株甲与植株乙进行杂交,下列叙述正确的是()A.若子二代出现9331的性状分离比,则两亲本的基因型为AABB×aabbB.若子一代出现1111的性状分离比,则两亲本的基因型为AaBb×aabbC.若子一代出现3131的性状分离比,则两亲本的基因型为AaBb×aaBbD.若子二代出现31的性状分离比,则两亲本可能的杂交组合有4种情况7.下列有关孟德尔遗传定律的叙述,错误的是()A.叶绿体基因控制的性状遗传不遵循孟德尔遗传定律B.受精时,雌雄配子的结合是随机的,这是得出孟德尔遗传定律的条件之一C.孟德尔发现分离定律与自由组合定律的过程运用了假说-演绎法D.基因型为AaBb的个体自交,子代一定出现4种表现型和9种基因型8.(2019·海南高考)某自花传粉植物的矮茎/高茎、腋花/顶花这两对相对性状各由一对等位基因控制,这两对等位基因自由组合。现有该种植物的甲、乙两植株,甲自交后,子代均为矮茎,但有腋花和顶花性状分离;乙自交后,子代均为顶花,但有高茎和矮茎性状分离。回答下列问题。(1)根据所学的遗传学知识,可推断这两对相对性状的显隐性。仅通过对甲、乙自交实验结果的分析进行推断的思路是。 (2)经分析,确定高茎和腋花为显性性状,若用A/a表示控制茎高度的基因、B/b表示控制花位置的基因,则甲的表现型和基因型分别是,乙的表现型和基因型分别是;若甲和乙杂交,子代的表现型及其分离比为。 (3)若要验证甲和乙的基因型,可用测交的方法,即用另一植株丙分别与甲、乙进行杂交,丙的基因型为,甲、乙测交子代发生分离的性状不同,但其分离比均为,乙测交的正反交结果(填“相同”或“不同”)。 第2节孟德尔的豌豆杂交实验(二)一、1.(1)黄色圆粒黄色圆粒绿色圆粒黄色皱粒9331(2)黄色圆粒绿色皱粒3131黄色皱粒绿色圆粒分离2.(1)两对遗传因子YYRRyyrrYyRr(2)每对遗传因子不同对的遗传因子4种YRYryRyr=1111(3)随机16943.YyRrYRYryRyryyrryr黄色圆粒黄色皱粒绿色圆粒绿色皱粒1111YyRrYR、Yr、yR、yr4.配子互不干扰同一性状自由组合【问·答】提示:能。分别从粒色和粒形上看,F2中均出现不同于F1的性状即绿色和皱粒,即F1自交时出现了性状分离,由此可判断F1的性状黄色和圆粒为显性性状,F2中新出现的性状即绿色和皱粒为隐性性状。二、【问·答】提示:不能。因为表现型还会受到环境因素的影响。知识点一【思考探究】1.提示:6/16;10/16。重组类型为黄色圆粒和绿色皱粒,所占比例分别为9/16和1/16。2.提示:将该黄色圆粒豌豆种子种植,收获该植株上所结种子,并统计表现型及比例。【典例示范】A根据遗传图解可知,的基因型分别为YYrr、Yyrr、Yyrr、yyrr。根据基因型与表现型的关系可知,都表现为皱粒,A正确;是黄色,是绿色,B错误;和出现的概率均为1/16,C错误;和均为黄色皱粒,D错误。【类题精练】B由图示可知灰色黄色黑色米色=9331,可确定灰色是显性性状,由两对显性基因控制,米色是隐性性状,由两对隐性基因控制,黄色和黑色都是由一对显性基因和一对隐性基因控制,A错误;假设亲代黄色基因型为AAbb,黑色基因型为aaBB,则子一代灰色基因型为AaBb,与黄色亲本AAbb杂交,后代基因型为A-Bb、A-bb,有两种表现型,B正确;子二代中灰色大鼠基因型包括AABB、AABb、AaBB、AaBb,所以C错误;子二代中黑色大鼠基因型为1/3aaBB、2/3aaBb,与米色大鼠aabb杂交,后代中出现米色大鼠的概率为2/3×1/2=1/3,D错误。知识点二【思考探究】1.提示:两定律同时进行,同时发挥作用;分离定律是自由组合定律的基础;两定律均为真核生物细胞核基因在有性生殖中的传递规律。2.提示:3对。某个每对基因均杂合的个体自交,子代中红花白花=2737,即红花个体占全部个体的比例为27÷(27+37)=27/64=(3/4)3,所以可判断该植物的花色至少由3对等位基因控制。【典例示范】A AABb与AaBB杂交,后代表现型有1×1=1种,A正确;AaBb与Aabb杂交,后代表现型有2×2=4种,B错误;Aabb与aaBb杂交,后代表现型有2×2=4种,C错误;AaBb与AABb杂交,后代表现型有1×2=2种,D错误。【类题精练】B 根据图示可知,子代腋生顶生=31,所以亲本基因型组合为Hh×Hh;黄色绿色=11,所以亲本基因型组合为gg×Gg,两对基因组合后即GgHh、ggHh。知识点三【思考探究】(1)提示:13;112;121;31;211;31。(2)提示:由F2中灰兔黑兔白兔=934,知灰兔占9/16,其中纯合子占1/9;白兔占4/16,纯合子杂合子=11,则白兔中纯合子占1/2。【典例示范】D由F2的表现型及比例是结三角形果实植株结卵圆形果实植株=151,可知卵圆形果实为双隐性,F1为双杂合子,所以F1测交子代表现型比例为31,A错误;由于151是9331的变形,所以遵循自由组合定律,B错误;F2中纯合子一共四种,其中卵圆形是纯合子,所以结三角形果实植株的纯合子有三种基因型,C错误;卵圆形为双隐性,自交子代全是卵圆形,D正确。【类题精练】C基因型为WwYy的个体自交,后代有9种基因型,其中基因型为W_ _ _的个体都表现为白色,基因型为wwyy的个体表现为绿色,A、B错误;由于白色显性基因(W)存在时,基因Y和y都不能表达,所以基因型为WwYy 的个体自交,其后代中,白皮的有12/16W_ _ _,黄皮的有3/16wwY_,绿皮的有1/16wwyy,所以后代表现型种类有3种,比例是1231,C正确,D错误。1.(1)提示:隐性纯合子aabbccdd的株高为10 cm,显性纯合子AABBCCDD的株高为26 cm,即8个显性基因共增高16 cm,因此每含一个显性基因能使玉米植株增高16÷8=2cm。(2)提示:按含显性基因的个数推算,玉米植株有9种情况,即含有08个显性基因,株高依次为10、12、14、16、18、20、22、24、26 cm,因此该种玉米自然群体中,株高的表现型共有9种。2.(1)提示:亲本形成配子时,含Y和y基因的配子比值是11,且雌雄配子的结合是随机的。(2)提示:实验思路:种植亲本黄色圆粒豌豆,让其自交。统计子代表现型及比例。实验结果:子代表现型有4种,且表现型及比例接近黄色圆粒黄色皱粒绿色圆粒绿色皱粒=9331。1.【解析】选。控制两对相对性状的基因独立遗传,遵循自由组合定律,不符合题意;基因遗传符合自由组合定律,也符合分离定律,符合题意;雌雄配子随机结合是子代出现特定分离比的条件之一,不符合题意;F1产生配子时成对的遗传因子分离,不同对的遗传因子自由组合,F1细胞中控制两对性状的基因不相融合,不符合题意;F1产生4种比例为1111的配子,而不是4个配子,符合题意。2.C孟德尔遗传实验获得成功的原因之一是选材正确,即选用豌豆作为实验材料,A正确;孟德尔遗传实验获得成功的原因之一是采用单因素到多因素的研究方法,B正确;孟德尔遗传实验中并没有使用显微镜观察性状,C错误;孟德尔遗传实验获得成功的原因之一是运用统计学方法分析实验结果,D正确。3.A自由组合定律发生在形成配子时,故选A。4.DF1不同类型的雌雄配子随机结合,是得出此结论所必需的,A正确;控制不同性状的基因的分离与组合互不干扰,是得出此结论所必需的,B正确;环境对各种表现型个体的生存和繁殖的影响需相同,C正确;控制不同性状的基因在所有体细胞中均能表达,不是产生9331的必备条件,D错误。5.D F1的基因型为AaBb,其自交所得F2的表现型及比例为白色盘状(A_B_)白色球状(A_bb)黄色盘状(aaB_)黄色球状(aabb)=9331。F2中白色盘状南瓜占 9/16。6.D 若子二代出现9331的性状分离比,则子一代为AaBb,所以两亲本的基因型为AABB×aabb或AAbb×aaBB,A错误;若子一代出现1111的性状分离比,则两亲本的基因型为AaBb×aabb或Aabb×aaBb,B错误;若子一代出现3131的性状分离比,则两亲本的基因型为AaBb×aaBb或AaBb×Aabb,C错误;若子二代出现31的性状分离比,说明子一代有一对基因纯合,另一对基因杂合,则两亲本可能的杂交组合有4种情况,分别是AABB×aaBB、AABB×AAbb、AAbb×aabb、aaBB×aabb,D正确。7.D叶绿体基因控制的性状遗传属于细胞质遗传,不遵循孟德尔遗传定律,A正确;受精时,雌雄配子的结合是随机的,这是得出孟德尔遗传定律的条件之一,B正确;孟德尔发现分离定律与自由组合定律的过程运用了假说演绎法,C正确;基因型为AaBb的个体自交,子代不一定出现4种表现型和9种基因型,可能存在基因之间的相互作用、环境影响等,D错误。8.(1)自交后发生性状分离,则亲本为杂合子,且亲本的性状为显性性状,后代中与亲本不同的性状为隐性性状(2)矮茎腋花、aaBb高茎顶花、Aabb高茎腋花高茎顶花矮茎腋花矮茎顶花=1111(3)aabb11相同- 17 -