1718版 必修2 第5单元 第2讲 孟德尔的豌豆杂交实验二.docx
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1718版必修2第5单元第2讲孟德尔的豌豆杂交实验二
第2讲 孟德尔的豌豆杂交实验
（二）
考点一|两对相对性状的遗传实验及自由组合定律
1．两对相对性状的杂交实验——发现问题
其过程为：
P 黄圆×绿皱
↓
F1 黄圆
↓⊗
F2 9黄圆∶3黄皱∶3绿圆∶1绿皱
2．对自由组合现象的解释——提出假说
（1）配子的产生
①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。
②F1产生的配子
a．雄配子种类及比例：
YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1。
b．雌配子种类及比例：
YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1。
（2）配子的结合
①假说：
受精时，雌雄配子的结合是随机的。
②F1配子的结合方式有16种。
（3）遗传图解
试写出F2四种表现型包含的基因型
①黄色圆粒：
YYRR；YYRr；YyRR；YyRr。
②黄色皱粒：
YYrr；Yyrr。
③绿色圆粒：
yyRR；yyRr。
④绿色皱粒：
yyrr。
3．设计测交方案及验证——演绎和推理
（1）方法：
测交实验。
（2）遗传图解
4．自由组合定律——得出结论
（1）实验：
非同源染色体上的非等位基因自由组合。
（如图）
（2）时间：
减数第一次分裂后期。
（3）范围：
有性生殖的生物，真核细胞的核内染色体上的基因。
无性生殖和细胞质基因遗传时不遵循。
5．孟德尔获得成功的原因
（1）正确选用实验材料。
（2）对性状分析由一对到多对。
（3）对实验结果进行统计学分析。
（4）科学地设计了实验程序。
1．判断下列有关两对相对性状的遗传实验和自由组合定律叙述的正误。
（1）F1（基因型为YyRr）产生的精子中，基因型为YR和基因型为yr的比例为1∶1。
（√）
（2）F1（基因型为YyRr）产生基因型YR的卵细胞和基因型YR的精子数量之比为1∶1。
（×）
【提示】 精子的数量比卵细胞多。
（3）基因自由组合定律是指F1产生的4种类型的精子和4种卵细胞可以自由组合。
（×）
【提示】 自由组合是指F1产生配子时非同源染色体上的非等位基因自由组合。
（4）基因型为AaBb的植株自交，得到的后代中表现型与亲本不相同的概率为9/16。
（×）
【提示】 后代表现型与亲本不同的概率占7/16。
2.如图表示基因在染色体上的分布情况，其中哪些基因的遗传不遵循基因的自由组合定律？
为什么？
______________________________________________________________
______________________________________________________________。
【答案】 Aa与Dd和BB与Cc分别位于同一对染色体上，不遵循该定律。
只有位于非同源染色体上的非等位基因之间，其遗传时才遵循自由组合定律
1．孟德尔两对相对性状的遗传实验中，F2的黄色圆粒、黄色皱粒和绿色圆粒豌豆中纯合子分别占多少？
【提示】 1/9，1/3，1/3。
2．在孟德尔的两对相对性状的实验中，具有1∶1∶1∶1比例的有哪些？
【提示】 F1产生配子类型的比例；F1测交后代基因型的比例；F1测交后代的性状分离比。
3．以抗螟非糯性水稻（GGHH）与不抗螟糯性水稻（gghh）为亲本杂交得F1，F1自交得F2，F2的性状分离比为3∶1。
假如两对基因都是完全显性遗传，则F1中两对基因在染色体上的位置关系如何？
如果F2的性状分离比为1∶2∶1，F1中两对基因在染色体上的位置关系又如何？
【提示】
4．遗传学家在两个纯种小鼠品系中均发现了眼睛变小的隐性突变个体，欲通过一代杂交实验确定这两个隐性突变基因是否为同一基因的等位基因，如何设计杂交方案？
【提示】 两个品系突变个体之间相互交配。
视角1考查两对相对性状遗传实验的分析
1．（2017·江苏四市模拟）孟德尔用具有两对相对性状的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出现这种比例无直接关系的是（ ）
A．亲本必须是纯种的黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆
B．F1产生的雌、雄配子各有4种，比例为1∶1∶1∶1
C．F1自交时，4种类型的雌、雄配子的结合是随机的
D．F1的雌、雄配子结合成的合子都能发育成新个体
A [亲本既可以选择纯种的黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆，也可以选择纯种的黄色皱粒豌豆与绿色圆粒豌豆，两种情况对实验结果没有影响。
]
2．（2017·郑州检测）孟德尔通过豌豆杂交实验揭示了遗传的基本定律。
下列相关叙述不正确的是（ ）
A．F1自交时，雌、雄配子结合的机会相等
B．F1自交后，各种基因型个体成活的机会相等
C．F1形成配子时，产生了数量相等的雌雄配子
D．F1形成配子时，非同源染色体上的非等位基因组合进入同一配子的机会相等
C [F1自交时，雌雄配子结合的机会相等，保证配子的随机结合，A正确；F1自交后，各种基因型个体成活的机会相等，使后代出现性状分离比为3∶1，B正确；F1产生的雌配子和雄配子的数量不等，但雌、雄配子中D∶d均为1∶1，C错误；F1形成配子时，非同源染色体的非等位基因自由组合，进入同一配子的机会相等，D正确。
]
视角2考查对基因自由组合定律的理解
3．（2017·保定模拟）用纯种黄色饱满玉米和白色皱缩玉米杂交，F1全部表现为黄色饱满。
F1自交后，F2的性状表现及比例为：
黄色饱满73%，黄色皱缩2%，白色饱满2%，白色皱缩23%。
对上述两对性状遗传分析正确的是（ ）
A．F1产生两种比例相等的配子
B．控制两对性状的基因独立遗传
C．两对性状中有一对的遗传不符合基因分离定律
D．若F1测交，则后代有四种表现型且比例不等
D [纯种黄色饱满籽粒的玉米与白色皱缩籽粒的玉米杂交，F1全部表现为黄色饱满，说明黄色相对于白色为显性性状，饱满相对于皱缩为显性性状，F1自交后，F2的性状表现及比例为黄色饱满73%，黄色皱缩2%，白色饱满2%，白色皱缩23%。
其中黄色∶白色＝3∶1，饱满∶皱缩＝3∶1，如果符合自由组合定律，F1自交后代分离比应符合9∶3∶3∶1。
但本题给出的数据不符合9∶3∶3∶1，因此上述两对性状的遗传不符合基因自由组合定律，应该是两对等位基因位于一对同源染色体，而且在减数分裂四分体一部分发生了交叉互换，所以F1产生4种配子，而且比例不相等，A、B错误；由以上分析可知，F2中黄色∶白色＝3∶1，饱满∶皱缩＝3∶1，所以每对性状都遵循基因分离定律，C错误；由于F1产生4种配子，而且比例不相等，所以若F1测交，则后代有四种表现型且比例不等，D正确。
]
4．（2017·上海嘉定一模）某种植物细胞常染色体上的A、B、T基因对a、b、t完全显性，让红花（A）高茎（B）圆形果（T）植株与隐性性状的白花矮茎长形果植株测交，子一代的表现型及其比例是：
红花矮茎圆形果∶白花高茎圆形果∶红花矮茎长形果∶白花高茎长形果＝1∶1∶1∶1，则下列正确表示亲代红花高茎圆形果的基因型的是（ ）
A B C D
D [红花高茎圆形果（A－B－T－）植株与隐性性状的白花矮茎长形果（aabbtt）植株测交，子一代的表现型及其比例是：
红花矮茎圆形果∶白花高茎圆形果∶红花矮茎长形果∶白花高茎长形果＝1∶1∶1∶1，分析3对性状组合关系：
红花与矮茎性状、白花与高茎性状一直在一起，而它们与圆形、长形是自由组合的，说明A与b连锁，a与B连锁，而T与t在另一对同源染色体上，如选项D所示。
]
视角3考查自由组合定律的验证和实验探究
5．（2017·泰安一模）已知玉米有色籽粒对无色籽粒是显性。
现将一有色籽粒的植株X进行测交，后代出现有色籽粒与无色籽粒的比是1∶3，对这种杂交现象的推测错误的是（ ）
A．玉米的有色、无色籽粒遗传能遵循孟德尔遗传定律
B．玉米的有色、无色籽粒是由一对等位基因控制的
C．测交后代的有色籽粒的基因型与植株X相同
D．测交后代的无色籽粒有三种基因型
B [玉米的有色、无色籽粒遗传遵循基因的分离定律和基因的自由组合定律，A正确；玉米的有色、无色籽粒是由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制的，B错误；由于测交是杂合体与隐性个体杂交，所以测交后代的有色籽粒的基因型仍为双杂合体，与植株X的基因型相同，C正确；测交后代的无色籽粒的基因型有三种，其中两种为单显性，一种为双隐性，D正确。
]
6．现有纯种果蝇品系①～④，其中品系①的性状为显性，品系②～④均只有一种性状是隐性，其他性状均为显性。
这四个品系的隐性性状及控制该隐性性状的基因所在的染色体如下表所示：
品系
①
②
③
④
隐性性状
残翅
黑身
紫红眼
基因所在的染色体
Ⅱ、Ⅲ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
若需验证自由组合定律，可选择交配的品系组合为（ ）
A．①×④B．①×②
C．②×③D．②×④
D [验证自由组合定律时所选择的两个类型应具有两对相对性状，且控制两对相对性状的基因必需是位于两对同源染色体上。
据此判断应为②和④。
]
7．实验室中现有一批未交配过的纯种长翅灰体和残翅黑檀体的果蝇。
已知长翅和残翅这对相对性状受一对位于第Ⅱ号同源染色体上的等位基因控制。
现欲利用以上两种果蝇研究有关果蝇灰体与黑檀体性状的遗传特点（说明：
控制果蝇灰体和黑檀体的基因在常染色体上，所有果蝇均能正常繁殖存活）。
请设计一套杂交方案，同时研究以下两个问题：
问题一：
研究果蝇灰体、黑檀体是否由一对等位基因控制，并做出判断。
问题二：
研究控制灰体、黑檀体的等位基因是否也位于第Ⅱ号同源染色体上，并做出判断。
（1）杂交方案：
________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________。
（2）对问题一的推断及结论：
______________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________。
（3）对问题二的推断及结论：
_____________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________。
【解析】
（1）对于问题一，应采用先杂交，再自交的方法进行，然后根据F2的性状分离比是否为3∶1来确定是否受一对等位基因控制。
（2）对于问题二，应采用两对相对性状的纯合体杂交，再让F1自交，观察统计F2的表现型是否符合9∶3∶3∶1，从而作出相应的推断。
【答案】
（1）长翅灰体×残翅黑檀体→F1
F2
（2）如果F2出现性状分离，且性状分离比为3∶1，符合孟德尔分离定律，则控制灰体和黑檀体的基因是一对等位基因。
反之，则不是由一对等位基因控制
（3）如果F2出现四种性状，其性状分离比为9∶3∶3∶1，说明符合基因的自由组合定律，因此控制灰体、黑檀体的这对等位基因不是位于第Ⅱ号同源染色体上。
反之，则可能是位于第Ⅱ号同源染色体上
确定基因在染色体上位置的实验设计方法
1．自交法：
F1自交，如果后代性状分离比符合3∶1，则控制两对或多对相对性状的基因位于一对同源染色体上；如果后代性状分离比符合9∶3∶3∶1或（3∶1）n（n≥2），则控制两对或多对相对性状的基因位于两对或多对同源染色体上。
2．测交法：
F1测交，如果测交后代性状分离比符合1∶1，则控制两对或多对相对性状的基因位于一对同源染色体上；如果测交后代性状分离比符合1∶1∶1∶1或（1∶1）n（n≥2），则控制两对或多对相对性状的基因位于两对或多对同源染色体上。
考点二|基因自由组合定律的应用
1．用“先分解后组合”的方法解决自由组合定律的相关问题
（1）基本思路——分解组合法（“乘法原理”和“加法原理”）。
①原理：
分离定律和自由组合定律。
②思路：
首先将自由组合定律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，然后按照数学上的“乘法原理”和“加法原理”根据题目要求的实际情况进行重组。
此法“化繁为简，高效准确”。
（2）题型及方法
①配子类型的问题
a．具有多对等位基因的个体，在减数分裂时，产生配子的种类数是每对基因产生配子种类数的乘积。
b．多对等位基因的个体产生某种配子的概率是每对基因产生相应配子概率的乘积。
示例：
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：
②基因型类型的问题
a．任何两种基因型的亲本相交，产生的子代基因型的种类数等于亲本各对基因单独相交所产生基因型种类数的乘积。
b．子代某一基因型的概率是亲本每对基因杂交所产生相应基因型概率的乘积。
示例：
AaBbCc与AaBBCc杂交后代的基因型种类：
―→
③子代表现型种类的问题
示例：
AaBbCc×AabbCc，其杂交后代可能的表现型种类：
先分解为三个分离定律：
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。
所以AaBbCc×AabbCc，后代中有2×2×2＝8种表现型。
④子代基因型、表现型的比例
示例：
求ddEeFF与DdEeff杂交后代中基因型和表现型比例分析：
将ddEeFF×DdEeff分解：
dd×Dd后代：
基因型比1∶1，表现型比1∶1；
Ee×Ee后代：
基因型比1∶2∶1，表现型比3∶1；
FF×ff后代：
基因型1种，表现型1种。
所以，后代中：
基因型比为（1∶1）×（1∶2∶1）×1＝1∶2∶1∶1∶2∶1；
表现型比为（1∶1）×（3∶1）×1＝3∶1∶3∶1
2．探究n对等位基因（完全显性）位于n对同源染色体上的遗传规律
等位基因对数
F1配子
F1配子可能组合数
F2基因型
F2表现型
种类
比例
种类
比例
种类
比例
1
2
1∶1
4
3
1∶2∶1
2
3∶1
2
22
（1∶1）2
42
32
（1∶2∶1）2
22
（3∶1）2
3
23
（1∶1）3
43
33
（1∶2∶1）3
23
（3∶1）3
⋮
⋮
⋮
⋮
⋮
⋮
⋮
⋮
n
2n
（1∶1）n
4n
3n
（1∶2∶1）n
2n
（3∶1）n
视角1通过亲代与子代的相互推导考查自由组合定律的应用
1．（2017·哈尔滨模拟）人的ABO血型不仅由位于第9号染色体上的ⅠA、ⅠB、ⅰ基因决定，还与位于第19号染色体上的H、h基因有关。
基因H控制合成的酶H能促进前体物质转变为物质H，但是基因h则不能控制合成这种酶；基因ⅠA控制合成的酶能促进物质H转变为A抗原，基因ⅠB控制合成的酶能促进物质H转变为B抗原，但基因ⅰ则不能控制合成这两种酶。
人的ABO血型与红细胞表面的抗原种类的关系如表：
血型
A型
B型
AB型
O型
抗原
A
B
A、B
无（通常含有可形成A、B抗原的物质H）
注：
①基因型为ⅠAⅠB体内可合成A抗原和B抗原；②无H者被视为O型血。
下图为某家族系谱图，其中Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅱ4均为纯合子，回答下列问题：
（1）人的ABO血型的产生体现了基因通过控制______________________控制生物体的性状，在遗传上遵循____________定律。
（2）Ⅱ2的基因型为________________，Ⅲ1、Ⅲ2的基因型分别为____________、____________。
（3）若Ⅲ3同时具有A、B抗原，则Ⅳ1为O型血的概率________。
如Ⅲ1与基因型为HHⅠAⅰ的男子结婚，则所生育孩子的血型及比例是______________________。
【解析】
（1）从题中材料提供的信息可知A、B抗原的形成是在酶的作用下转化，人的ABO血型的产生体现了基因通过控制酶的合成控制代谢过程进而控制生物体的性状，相关基因分别位于9、19两对同源染色体上，因此遵循孟德尔的自由组合定律。
（2）由系谱图中Ⅱ1B型血、Ⅱ2O型血、Ⅱ3A型血、Ⅱ4O型血，且均为纯合子，Ⅲ2为AB型血，由题干描述基因对性状控制过程可推出Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅱ4基因型依次为HHⅠBⅠB、hhⅠAⅠA、HHⅠAⅠA、hhⅠBⅠB，进而得出Ⅲ1、Ⅲ2的基因型均为HhⅠAⅠB。
（3）若Ⅲ3有A、B抗原，从双亲基因组成推出其基因型为HhⅠAⅠB，Ⅲ2的基因型为HhⅠAⅠB，则Ⅳ1基因型中hh占1/4，且Ⅳ1不含ⅰ基因，故其为O型血的概率占1/4，Ⅲ1基因型HhⅠAⅠB与基因型HHⅠAⅰ的男子结婚，所生育孩子的表现型和基因型如下：
A型（1/8HHⅠAⅠA、1/8HHⅠAⅰ、1/8HhⅠAⅠA、1/8HhⅠAⅰ）、B型（1/8HHⅠBⅰ、1/8HhⅠBⅰ）、AB型（1/8HHⅠAⅠB、1/8HhⅠAⅠB），整理得A型∶B型∶AB型＝2∶1∶1。
【答案】
（1）酶的合成来控制代谢过程进而 孟德尔的自由组合
（2）hhⅠAⅠA HhⅠAⅠB HhⅠAⅠB
（3）1/4 A型∶B型∶AB型＝2∶1∶1
2．（2017·潍坊二模）玉米种子的颜色由三对等位基因共同控制，显性基因A、B、R同时存在时种子表现有色，其余为无色。
现用一种有色种子植株分别与三种无色种子植株杂交，结果如图所示。
请回答下列问题：
（不考虑染色体交叉互换的情况）
组别
亲本
子一代（F1）
①
有色种子植株×aaBBrr
25%的有色种子
②
有色种子植株×aabbRR
25%的有色种子
③
有色种子植株×AAbbrr
50%的有色种子
（1）根据①、②两组杂交结果推断，该有色种子植株基因型为________。
综合考虑三组杂交结果，可判断该有色种子植株的三对基因在染色体上的位置关系，请在下图中标注出来。
黑点表示染色体上基因的位点
（2）如果①、②、③组产生的F1数目相等，且将三组F1混合，则有色种子与无色种子比例是________，无色种子的基因型共有________种。
（3）若该有色种子植株与基因型为aabbrr的植株杂交，子代无色种子中纯合子占________，这些无色种子发育成的植株自交，其中某植株果穗上基因突变产生了一粒有色种子，此植株的基因型最可能是________，理由是________。
【解析】 根据题意和图表分析可知：
由于基因A、B、R对种子有色缺一不可，所以有色植株的基因型中必定含有ABR，根据①②其与另两株纯合个体杂交的后代有色种子的比例，即可推测出其基因型。
综合考虑三组杂交结果，可判断出B和R位于一条染色体上。
（1）①：
根据有色植株×aaBBrr→25%有色种子（A－B－R－），分别考虑每一对基因，其中B（b）出现显性基因的可能性为100%，其余两对出现显性基因的可能性都为50%，则有色植株的基因型可以是AaB－Rr；②：
根据有色植株×aabbRR→25%有色种子（A－B－R－），分别考虑每一对基因，并结合前一杂交结论，则有色植株的基因型是AaBbRr；③：
假设三对基因自由组合，该有色植株×AAbbrr后代应该25%有色种子（A－B－R－），与结果不符，可推知三对基因存在连锁关系，根据该杂交结果，只能是BR位于一条染色体上，br位于其同源染色体上。
（2）假设①、②、③组产生的F1数目各为100个，则有色种子为25＋25＋50＝100个，无色种子为200个，比例为1∶2，该有色种子植株能产生4种比例相同的配子（ABR、Abr、aBR、abr），三个杂交组合中的另一亲本产生的配子分别为aBr、abR、Abr，无色种子的基因型共有AaBbrr、aaBBRr、aaBbrr、AabbRr、aaBbRR、aabbRr、AAbbrr、Aabbrr八种。
（3）若该有色种子植株与基因型为aabbrr的植株杂交，该有色种子植株能产生4种比例相同的配子（ABR、Abr、aBR、abr），基因型为aabbrr的植株只能产生一种abr配子，子代无色种子三种基因型Aabbrr、aaBbRr、aabbrr各占
，其中纯合子aabbrr占
。
这些无色种子发育成的植株自交，植株果穗上基因突变产生了一粒有色种子，此植株的基因型最可能是aaBbRr，子代无色种子基因型有Aabbrr、aaBbRr、aabbrr，由于基因突变的频率很低，所以两种或三种基因同时发生突变的概率极低。
【答案】
（1）AaBbRr
黑点表示染色体上基因的位点
（2）1∶2 8
（3）
aaBbRr 子代无色种子基因型有Aabbrr、aaBbRr、aabbrr，由于基因突变的频率很低，所以两种或三种基因同时发生突变的概率极低
亲本基因型的确定
1．利用基因式法推测亲本的基因型
（1）根据亲本和子代的表现型写出亲本和子代的基因式，如基因式可表示为A_B_、A_bb。
（2）根据基因式推出基因型（此方法只适用于亲本和子代表现型已知且显隐性关系已知时）。
2．根据子代表现型及比例推测亲本基因型
规律：
根据子代表现型比例拆分为分离定律的分离比，确定每一相对性状的亲本基因型，再组合。
如：
（1）9∶3∶3∶1⇒（3∶1）（3∶1）⇒（Aa×Aa）（Bb×Bb）；
（2）1∶1∶1∶1⇒（1∶1）（1∶1）⇒（Aa×aa）（Bb×bb）；
（3）3∶3∶1∶1⇒（3∶1）（1∶1）⇒（Aa×Aa）（Bb×bb）；
（4）3∶1⇒（3∶1）×1⇒（Aa×Aa）×（BB×BB）或（Aa×Aa）×（BB×Bb）或（Aa×Aa）×（BB×bb）或（Aa×Aa）×（bb×bb）。
视角2结合基因的互作关系考查基因的自由组合定律的应用
3．（2017·湖北八市月考）藏报春花的花色表现为白色（只含白色素）和黄色（含黄色锦葵色素）一对相对性状，由两对等位基因（A和a，B和b）共同控制，生化机制如下图甲所示。
为探究藏报春花色的遗传规律，进行了杂交实验，结果如图乙所示：
基因B P 白色×黄色
↓抑制↓
基因AF1 白色
↓↓⊗
白色素―→黄色锦葵色素F2 白色∶黄色
（前体物质） 364 ∶ 84
图甲 图乙
（1）图甲说明基因与性状的关系是基因通过____________________，进而控制生物的性状。
（2）亲本中开黄花植株的基因型为________。
根据F2中表现型及比例判断，藏报春花色遗传遵循________规律。
（3）图乙中F2白花藏报春中
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