第一单元 遗传因子的发现.docx
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第一单元遗传因子的发现
第一单元 遗传因子的发现
第二讲 孟德尔的豌豆杂交实验
（二）
知识点一：
两对相对性状的杂交实验分析
1．实验现象（提出问题）
2．解题程序
（1）配子类型的问题
规律：
某一基因型的个体所产生配子种类数等于2n种（n为等位基因对数）。
如：
AaBbCCDd产生的配子种类数：
Aa Bb CC Dd
↓ ↓ ↓ ↓
2 × 2 × 1 ×2＝8种
（2）配子间结合方式问题
规律：
两基因型不同的个体杂交，配子间结合方式种类数等于各亲本产生配子种类数的乘积。
如：
AaBbCc与AaBbCC杂交过程中，配子间结合方式有多少种？
先求AaBbCc、AaBbCC各自产生多少种配子。
AaBbCc→8种配子，AaBbCC→4种配子。
再求两亲本配子间结合方式。
由于两性配子间结合是随机的，因而AaBbCc与AaBbCC配子间有8×4＝32种结合方式。
（3）基因型、表现型问题
①已知双亲基因型，求双亲杂交后所产生子代的基因型种类数与表现型种类数
规律：
两基因型已知的双亲杂交，子代基因型（或表现型）种类数等于将各性状分别拆开后，各自按分离定律求出子代基因型（或表现型）种类数的乘积。
如AaBbCc与AaBBCc杂交，其后代有多少种基因型？
多少种表现型？
先看每对基因的传递情况。
Aa×Aa→后代有3种基因型（1AA∶2Aa∶1aa）；2种表现型；
Bb×BB→后代有2种基因型（1BB∶1Bb）；1种表现型；
Cc×Cc→后代有3种基因型（1CC∶2Cc∶1cc）；2种表现型。
因而AaBbCc×AaBBCc→后代中有3×2×3＝18种基因型；有2×1×2＝4种表现型。
②已知双亲基因型，求某一具体基因型或表现型子代所占比例
规律：
某一具体子代基因型或表现型所占比例应等于按分离定律拆分，将各种性状及基因型所占比例分别求出后，再组合并乘积。
③已知子代表现型分离比推测亲本基因型
a．9∶3∶3∶1⇒（3∶1）（3∶1）⇒（Aa×Aa）（Bb×Bb）；
b．1∶1∶1∶1⇒（1∶1）（1∶1）⇒（Aa×aa）×（Bb×bb）；
c．3∶3∶1∶1⇒（3∶1）（1∶1）⇒（Aa×Aa）×（Bb×bb）；
d．3∶1⇒（3∶1）×1⇒（Aa×Aa）×（BB×BB）或（Aa×Aa）×（BB×Bb）或（Aa×Aa）×（BB×bb）或（Aa×Aa）×（bb×bb）。
（4）利用自由组合定律预测遗传病概率
当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时，各种患病情况的概率如下表：
序号
类型
计算公式
1
患甲病的概率为m
则非甲病概率为1－m
2
患乙病的概率为n
则非乙病概率为1－n
3
只患甲病的概率
m－mn
4
只患乙病的概率
n－mn
5
同患两种病的概率
mn
6
只患一种病的概率
m＋n－2mn或m（1－n）＋n（1－m）
7
不患病概率
（1－m）（1－n）
8
患病概率
m＋n－mn或1－不患病率
以上规律可用图帮助理解，如图：
1．（2013·合肥模拟）已知玉米某两对基因按照自由组合规律遗传，其子代基因型及比值如下图，则亲本的基因型是（ ）
A．DDSS×DDSs B．DdSs×DdSs
C．DdSs×DDSsD．DdSS×DDSs
解析：
子代中DD∶Dd∶dd＝1∶1∶0，SS∶Ss∶ss＝1∶2∶1，所以亲本为DD×Dd组合与Ss×Ss组合，即DDSs和DdSs。
答案：
C
2．（2013·龙岩检测）在家蚕中，蚁蚕（刚孵化的蚕）体色的黑色与淡赤色是一对相对性状，黄茧和白茧是一对相对性状，控制这两对性状的基因自由组合且位于常染色体上，现有两个杂交组合，其子代（足够多）表现型及数量比如表所示，以下叙述中错误的是（ ）
杂交组合
子代表现型及比例
黄茧黑蚁
白茧黑蚁
黄茧淡赤蚁
白茧淡赤蚁
组合一
9
3
3
1
组合二
0
1
0
1
A.黑色对淡赤色为显性，黄茧对白茧为显性
B．组合一子代中杂合白茧黑蚁所占的比例为1/8
C．组合一和组合二的子代中白茧黑蚁的基因型相同
D．组合二中亲本的基因型和子代的基因型相同
解析：
由组合一中黑色∶淡赤色＝3∶1、黄茧∶白茧＝3∶1，可知黑色对淡赤色为显性，黄茧对白茧为显性；设相关基因用A、a（体色）和B、b（茧色）表示，则组合一亲本的基因型为AaBb、AaBb，子代中杂合白茧黑蚁所占的比例为1/8；根据组合二后代的分离比，可知亲本的基因型为aaBb、aabb，后代中白茧黑蚁的基因型为aaBb，而组合一的子代中白茧黑蚁的基因型为aaBb或aaBB。
答案：
C
知识点二：
基因自由组合定律的细胞学基础及适用范围
2．基因分离定律与自由组合定律的区别
项目
分离定律
自由组合定律
相对性状对数
一对
两对
两对以上（n对）
控制性状的等位基因
一对
两对
两对以上（n对）
等位基因与染色体的关系
位于一对同源染色体上
位于两对同源染色体上
位于n对同源染色体上
细胞学基础
减数第一次分裂后期同源染色体分开
减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合
遗传实质
等位基因分离
非同源染色体上的非等位基因之间的重组
F1
基因对数
1
2
n
配子类型及比例
2,1∶1
22,1∶1∶1∶1
2n，（1∶1）n
配子组合数
4
42
4n
项目
分离定律
自由组合定律
F2
基因型
种数
31
32
3n
比例
1∶2∶1
（1∶2∶1）2
（1∶2∶1）n
表现型
种数
2
22
2n
比例
3∶1
（3∶1）2
（3∶1）n
F1测交后代
基因型
种类
2
22
2n
比例
1∶1
1∶1∶1∶1
（1∶1）n
表现型
种数
2
22
2n
比例
1∶1
1∶1∶1∶1
（1∶1）n
3．基因的自由组合定律发生于下图中哪个过程（ ）
解析：
基因的自由组合定律的实质是在减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的组合而自由组合。
答案：
A
4．（2013·烟台调研）现有①～④四个果蝇品系（都是纯种），其中品系①的性状均为显性，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
性状
均为显性
残翅
黑身
紫红眼
相应染色体
Ⅱ、Ⅲ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
若需验证基因的自由组合定律，可选择下列哪种交配类型（ ）
A．②×④B．①×②
C．②×③D．①×④
解析：
本题主要考查基因的自由组合定律。
只有位于非同源染色体上的非等位基因的遗传才符合基因的自由组合定律，故选项A可以。
答案：
A
（2012·大纲全国高考）果蝇中灰身（B）与黑身（b）、大翅脉（E）与小翅脉（e）是两对相对性状且独立遗传。
灰身大翅脉的雌蝇与灰身小翅脉的雄蝇杂交，子代中47只为灰身大翅脉，49只为灰身小翅脉，17只为黑身大翅脉，15只为黑身小翅脉。
回答下列问题：
（1）在上述杂交子代中，体色和翅脉的表现型比例依次为________和________。
（2）两个亲本中，雌蝇的基因型为________，雄蝇的基因型为________。
（3）亲本雌蝇产生卵的基因组成种类数为________，其理论比例为________。
（4）上述子代中表现型为灰身大翅脉个体的基因型为__________，黑身大翅脉个体的基因型为________。
解析：
（1）将两对相对性状分开来看均遵循基因的分离定律，由题中信息可分别推知后代体色和翅脉的表现型比例。
（2）将两对相对性状分开分析：
子代中灰身与黑身之比为3∶1，可推出双亲基因型为Bb和Bb，由大翅脉与小翅脉之比为1∶1，可推出双亲基因型为Ee和ee，然后合并便可推出双亲基因型。
（3）亲本雌蝇的基因型为BbEe，根据基因自由组合定律实质（等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合），可推出产生雌配子的种类及比例。
（4）根据双亲的基因型BbEe和Bbee，可推出子代的基因型有6种，其中BBEe和BbEe均表现为灰身大翅脉，只有bbEe为黑身大翅脉。
答案：
（1）灰身∶黑身＝3∶1 大翅脉∶小翅脉＝1∶1
（2）BbEe Bbee （3）4 1∶1∶1∶1
（4）BBEe和BbEe bbEe
自由组合定律与杂交育种
（1）动植物杂交育种比较（以获得基因型AAbb的个体为例）
（2010·新课标全国高考）某种自花授粉植物的花色分为白色、红色和紫色。
现有4个纯合品种：
1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，F1表现为紫，F2表现为3紫∶1红；
实验2：
红×白甲，F1表现为紫，F2表现为9紫∶3红∶4白；
实验3：
白甲×白乙，F1表现为白，F2表现为白；
实验4：
白乙×紫，F1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）。
（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：
（1）根据实验2或实验4中F2代的性状分离比可以判断由两对等位基因控制花色，且这两对等位基因的遗传遵循自由组合定律。
（2）因为控制花色的两对等位基因的遗传遵循自由组合定律，所以实验2和实验4中F1代紫花植株的基因型均为AaBb，F1代自交后代有以下两种结论：
由以上分析可判断：
实验1中紫花品种的基因型为AABB，红花品种的基因型为AAbb或aaBB。
从而写出实验1的遗传图解，注意遗传图解书写的完整性：
表现型、基因型、比例及相关符号。
（3）实验2的F2植株有9种基因型，其中紫花植株中基因型为AaBb的植株占4/9。
单株收获种子后单独种植所得所有株系中，4/9的株系为AaBb的子代，其花色的表现型及其数量比为9紫∶3红∶4白。
答案：
（1）自由组合定律
（2）遗传图解为：
杂合子AaBb自交后代有时会出现不同于9∶3∶3∶1的正常比例
9∶7
当显性基因同时出现时为一种表现型，其余的基因型为另一种表现型
9∶3∶4
9∶6∶1
双显、单显、双隐三种表现型
15∶1
只要具有显性基因其表现型就一致，其余基因型为另一种表现型
10∶6
具有单显基因为一种表现型，其余基因型为另一种表现型
1∶4∶6∶4∶1
A与B的作用效果相同，但显性基因越多，其效果越强1（AABB）∶4（AaBB＋AABb）∶6（AaBb＋AAbb＋aaBB）∶4（Aabb＋aaBb）∶1（aabb）
遗传规律的实验验证
【实验原理】
1．自交法
（1）自交后代的分离比为3∶1，则符合基因的分离定律，由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制；
（2）若F1自交后代的分离比为9∶3∶3∶1，则符合基因的自由组合定律，由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制。
2．测交法
（1）若测交后代的性状比例为1∶1，则符合基因的分离定律，由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制；
（2）若测交后代的性状比例为1∶1∶1∶1，则符合基因的自由组合定律，由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制。
3．花粉鉴定法
根据F1花粉表现的性状（如花粉的形状、染色后的颜色等）判断。
（1）若花粉有两种表现型，比例为1∶1，则符合分离定律，由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制。
（2）若花粉有四种表现型，比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律，由位于两对同源染色体上的等位基因控制。
4．花药离体培养法
（1）培养F1产生的花粉，得到的单倍体植株若有两种表现型，比例为1∶1，则符合分离定律，由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制。
（2）培养F1产生的花粉，得到的单倍体植株若有四种表现型，比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律，由位于两对同源染色体上的等位基因控制。
玉米子粒的有色对无色为显性，子粒的饱满对皱缩为显性。
现提供纯种有色饱满子粒与纯种无色皱缩子粒若干。
设计实验，探究这两对性状的遗传是否符合自由组合定律。
（假设实验条件满足实验要求）
（1）实验步骤
①选取______与______作为亲本杂交得F1。
②取F1植株（20株）______，另取F1植株（20株）______。
③收获种子并统计不同表现型的数量比。
（2）结果预测
①F1自交后代有4种表现型且比例为9∶3∶3∶1，F1测交后代有______种表现型，比例为______，说明____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②F1自交后代不符合9∶3∶3∶1，F1测交后代也不符合______，说明______________________________________。
（3）实验讨论：
本实验的对照实验是什么？
________________________________________________________________________。
解析：
具有两对相对性状的纯合亲本杂交，若符合自由组合定律，F1应产生比例相等的4种配子，F1自交后代表现型有四种，比例为9∶3∶3∶1；F1与无色皱粒子粒交配（即测交）表现型也应有4种，比例为1∶1∶1∶1。
否则，这两对相对性状的遗传不符合自由组合定律。
答案：
（1）①有色饱满子粒 无色皱缩子粒 ②自交 测交
（2）①4 1∶1∶1∶1 这两对相对性状的遗传符合自由组合定律 ②1∶1∶1∶1 这两对相对性状的遗传不符合自由组合定律
（3）F1自交和测交互相对照
进行子代性状统计时应特别注意种皮、果皮、胚乳的性状或基因型分析：
（1）果皮（包括豆荚）、种皮分别由子房壁、珠被（母本体细胞）发育而来，基因型与母本相同；
（2）胚（胚轴、胚根、胚芽、子叶组成）由受精卵发育而来，基因型与其发育成的植株相同；
（3）胚乳由受精极核发育而来，基因型为母本配子基因型的两倍加上父本配子基因型，如下图表示：
果皮、种皮性状表现是母本基因表达的结果，观察其性状及分离比需延迟一代（即在下一代植株所结种子）才能观察到。
1．（2012·上海高考）小麦粒色受不连锁的三对基因A/a、B/b、C/c控制。
A、B和C决定红色，每个基因对粒色增加效应相同且具叠加性，a、b和c决定白色。
将粒色最浅和最深的植株杂交得到F1。
F1的自交后代中，与基因型为Aabbcc的个体表现型相同的概率是（ ）
A．1/64 B．6/64
C．15/64D．20/64
解析：
由题可知粒色最深的植株基因型为AABBCC（6显），粒色最浅的植株基因型为aabbcc（0显），此外，小麦粒色还存在5显、4显、3显、2显、1显等情况。
AABBCC与aabbcc杂交得到F1（AaBbCc），F1自交后代中与Aabbcc（1显）表现相同的有Aabbcc（1/2×1/4×1/4）、aaBbcc（1/4×1/2×1/4）、aabbCc（1/4×1/4×1/2），合计6/64。
答案：
B
2．（2012·山东高考）某遗传病的遗传涉及非同源染色体上的两对等位基因。
已知Ⅰ1基因型为AaBB，且Ⅱ2与Ⅱ3婚配的子代不会患病。
根据以下系谱图，正确的推断是（ ）
A．Ⅰ3的基因型一定为AABb
B．Ⅱ2的基因型一定为aaBB
C．Ⅲ1的基因型可能为AaBb或AABb
D．Ⅲ2与基因型为AaBb的女性婚配，子代患病的概率为3/16
解析：
已知该遗传病是由两对等位基因控制的，Ⅱ2和Ⅱ3患病但子代不会患病，说明这两对等位基因中每对等位基因的隐性纯合子（即aa或bb）均可引起该遗传病，只有A_B_的个体才能表现正常。
进一步结合Ⅰ1的基因型（AaBB）可确定Ⅱ2和Ⅱ3的基因型分别为aaBB和AAbb，所以Ⅰ3的基因型是AaBb或AABb，Ⅲ1和Ⅲ2的基因型均为AaBb。
Ⅲ2（AaBb）与基因型为AaBb的女性婚配，子代正常（A_B_）的概率是9/16，患病的概率应为7/16。
答案：
B
3．（2011·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能自由组合
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
解析：
在孟德尔的两对相对性状的遗传实验中，F1会产生4种多个配子，且精子数目远远多于卵细胞数目；基因自由组合定律是在F1产生配子时起作用，其实质是减数分裂形成配子时，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合随配子遗传给后代。
答案：
D
4．（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．1/32 B．1/16
C．1/8D．1/4
5．（2011·大纲全国高考）人类中非秃顶和秃顶受常染色体上的等位基因（B、b）控制，其中男性只有基因型为BB时才表现为非秃顶，而女性只有基因型为bb时才表现为秃顶。
控制褐色眼（D）和蓝色眼（d）的基因也位于常染色体上，其表现型不受性别影响。
这两对等位基因独立遗传。
回答问题：
（1）非秃顶男性与非秃顶女性结婚，子代所有可能的表现型为______________________________________________。
（2）非秃顶男性与秃顶女性结婚，子代所有可能的表现型为_________________________________。
（3）一位其父亲为秃顶蓝色眼而本人为秃顶褐色眼的男性与一位非秃顶蓝色眼的女性结婚。
这位男性的基因型为____________或__________，这位女性的基因型为____________或__________。
若两人生育一个女儿，其所有可能的表现型为_____________________________________。
解析：
（1）非秃顶的男性（BB）与非秃顶的女性（BB、Bb）婚配，其子代可能的基因型为BB、Bb，若为女儿，表现型均为非秃顶；若为儿子，表现型为非秃顶（BB）或秃顶（Bb）。
（2）非秃顶的男性（BB）与秃顶的女性（bb）婚配，其子代的基因型为Bb，若为女儿，表现型为非秃顶；若为儿子，表现型为秃顶。
（3）父亲为秃顶的男性基因型可能为Bb、bb，父亲为蓝色眼的褐色眼男性基因型为Dd，故这位男性的基因型为BbDd或bbDd。
非秃顶蓝色眼女性的基因型为BBdd或Bbdd。
两人婚配，产生子代基因型为：
BBDd、BBdd、BbDd、Bbdd、bbDd、bbdd。
若两人生育的是女儿，其所有可能的表现型为非秃顶褐色眼、非秃顶蓝色眼、秃顶褐色眼和秃顶蓝色眼。
答案：
（1）女儿全部为非秃顶，儿子为秃顶或非秃顶
（2）女儿全部为非秃顶，儿子全部为秃顶
（3）BbDd bbDd Bbdd BBdd 非秃顶褐色眼、非秃顶蓝色眼、秃顶褐色眼和秃顶蓝色眼
6．（2011·山东高考）荠菜的果实形状有三角形和卵圆形两种，该性状的遗传涉及两对等位基因，分别用A、a和B、b表示。
为探究荠菜果实形状的遗传规律，进行了杂交实验（如图）。
（1）图中亲本基因型为__________。
根据F2表现型比例判断，荠菜果实形状的遗传遵循__________。
F1测交后代的表现型及比例为__________。
另选两种基因型的亲本杂交，F1和F2的性状表现及比例与图中结果相同，推断亲本基因型为__________。
（2）图中F2三角形果实荠菜中，部分个体无论自交多少代，其后代表现型仍为三角形果实，这样的个体在F2三角形果实荠菜中的比例为__________；还有部分个体自交后发生性状分离，它们的基因型是__________。
（3）荠菜果实形状的相关基因a、b分别由基因A、B突变形成，基因A、B也可以突变成其他多种形式的等位基因，这体现了基因突变具有__________的特点。
自然选择可积累适应环境的突变，使种群的基因频率发生__________，导致生物进化。
（4）现有3包基因型分别为AABB、AaBB和aaBB的荠菜种子，由于标签丢失而无法区分。
根据以上遗传规律，请设计实验方案确定每包种子的基因型。
有已知性状（三角形果实和卵圆形果实）的荠菜种子可供选用。
实验步骤：
①____________________________________；
②___________________________________；
③_______________________________。
结果预测：
Ⅰ.如果________________________________________，则包内种子基因型为AABB；
Ⅱ.如果________________________________________，则包内种子基因型为AaBB；
Ⅲ.如果__________________________________________，则包内种子基因型为aaBB。
解析：
（1）由图解推断：
亲本基因型三角形果实为AABB、卵圆形果实为aabb、F1为AaBb。
F2两种表现型比例出现3∶1，符合基因的自由组合定律。
F1测交后代表现型及比例为三角形果实（AaBb、Aabb、aaBb）∶卵圆形果实（aabb）＝3∶1。
另选两个亲本AAbb、aaBB杂交得F1为AaBb，自交后代也会出现图示比例。
（3）A、B可突变成多种基因，体现了基因突变具有不定向性（多方向性）的特点。
自然选择可积累适应环境的突变，使种群的基因频率定向改变，导致生物进化论。
（4）第一种方案：
卵圆形果实的种子基因型为aabb，所以可将待测的三包种子与卵圆形果实种子分别种植，并都与卵圆形果实种子长成的植株进行杂交得F1，F1自交得F2，若后代三角形与卵圆形果实植株的比例为15∶1，则包内种子基因型为AABB。
幻灯片89
答案：
（1）AABB和aabb 基因自由组合定律 三角形∶卵圆形＝3∶1 AAbb和aaBB
（2）7/15 AaBb、Aabb和aaBb
（3）不定向性（或：
多方向性） 定向改变
（4）答案一：
①用3包种子长成的植株分别与卵圆形果实种子长成的植株杂交，得F1种子
②F1种子长成的植株自交，得F2种子
③F2种子长成植株后，按果实形状的表现型统计植株的比例
Ⅰ.F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为15∶1
Ⅱ.F2三
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