生物人教版必修2课堂探究第一章第2节孟德尔的豌豆杂交实验（二）

课堂探究探究点一豌豆两对相对性状的杂交实验和自由组合定律问题导引用黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆为亲本杂交，子一代全部为黄色圆粒。子一代自交，子二代中出现了哪些表现型？比例是多少？提示：子二代出现了四种表现型。黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒＝9∶3∶3∶1。名师精讲1．两对相对性状的杂交实验实验过程实验分析（1）亲本具有两对相对性状①粒色：黄色与绿色②粒形：圆粒与皱粒（2）F1的性状为显性，即①粒色：黄色对绿色为显性②粒形：圆粒对皱粒为显性（3）F2的性状①每对性状都遵循分离定律，即黄色∶绿色＝3∶1，圆粒∶皱粒＝3∶1②两对性状自由组合，共有4种性状，其中黄色皱粒、绿色圆粒是不同于亲本性状的重组类别特别提醒F2中的重组型是相对于最初的亲本的性状表现而言的。若最初的亲本为黄圆和绿皱，则F2中的绿圆（占3/16）和黄皱（占3/16）为重组型；若最初的亲本为绿圆和黄皱，则F2中的黄圆（占9/16）和绿皱（占1/16）为重组型。2．对自由组合现象的解释（1）F1遗传因子的组成。在豌豆杂交实验中，豌豆种子子叶的颜色和形状在遗传过程中分别遵循分离定律，两对相对性状分别由一对遗传因子控制，如豌豆的黄色和绿色分别由遗传因子Y、y控制，圆粒和皱粒分别由遗传因子R、r控制。纯合的黄色圆粒豌豆的遗传因子组成为YYRR，产生的配子为YR；纯合的绿色皱粒豌豆的遗传因子组成为yyrr，产生的配子为yr。两亲本杂交，两配子结合成F1的遗传因子组成为YyRr，性状表现为黄色圆粒。（2）F1配子的产生。F1形成配子时，Y和y分离，R和r分离；同时这两对遗传因子自由组合，Y与R组合成YR配子，Y与r组合成Yr配子，y与R组合成yR配子，y与r组合成yr配子。因此，F1产生遗传因子分别为YR、Yr、yR、yr的4种雌雄配子，且数量比为1∶1∶1∶1。遗传图解如下所示：（3）F2的遗传因子组合种类和数量分析。受精时，F1产生的4种雌雄配子结合机会均等，结合方式有16种，共有9种形式的遗传因子组合，共有4种遗传性状表现。特别提醒常用棋盘法、分枝法、乘积法推导F2遗传因子组成和表现型的种类及比例。其步骤是先将F1（YyRr）两对遗传因子及性状单独按分离定律考虑，再按自由组合重新分析。方法一：棋盘法方法二：分枝法①F2遗传因子组合种类和数量关系见图甲。②F2性状表现种类和数量关系见图乙。甲乙方法三：乘积法多对相对性状杂交后代基因型和表现型的比例是各对相对性状杂交后代相应的比例相乘。如YyRr×YyRr，子代基因型和它们的数量比是（1YY∶2Yy∶1yy）×（1RR∶2Rr∶1rr）＝1YYRR∶2YYRr∶1YYrr∶2YyRR∶4YyRr∶2Yyrr∶1yyRR∶2yyRr∶1yyrr。子代表现型和它们的数量比是（3黄色∶1绿色）×（3圆粒∶1皱粒）＝9黄色圆粒∶3黄色皱粒∶3绿色圆粒∶1绿色皱粒。3．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）适用条件：①有性生殖的真核生物。原核生物和病毒由于不进行有性生殖，其遗传不遵循自由组合定律；②细胞核遗传。细胞核内的染色体上的遗传信息在形成配子时发生规律性变化，而细胞质中的遗传物质在遗传过程中随机分配；③独立遗传的两对或两对以上的相对性状。特别提醒理解基因的自由组合定律，要注意以下两点：①同时性：同源染色体上等位基因的分离与非同源染色体上非等位基因的自由组合同时进行。②独立性：同源染色体上等位基因间的相互分离与非同源染色体上非等位基因间的自由组合，互不干扰，各自独立地分配到配子中。【例题1】已知豌豆红花（A）对白花（a）、高茎（B）对矮茎（b）、子粒饱满（C）对子粒皱缩（c）为显性，控制它们的三对基因自由组合。以纯合的红花高茎子粒皱缩与纯合的白花矮茎子粒饱满植株杂交，F2理论上为（）A．12种表现型B．高茎子粒饱满∶矮茎子粒皱缩为15∶1C．红花子粒饱满∶红花子粒皱缩∶白花子粒饱满∶白花子粒皱缩为9∶3∶3∶1D．红花高茎子粒饱满∶白花矮茎子粒皱缩为18∶1解析：纯合红花高茎子粒皱缩的基因型为AABBcc，纯合白花矮茎子粒饱满的基因型为aabbCC，F1基因型为AaBbCc，则F2的表现型有2×2×2＝8种；表现型及比例为3高茎∶1矮茎，3子粒饱满∶1子粒皱缩，3红花∶1白花。因此，高茎子粒饱满∶矮茎子粒皱缩＝（3×3）∶（1×1）＝9∶1；红花子粒饱满∶红花子粒皱缩∶白花子粒饱满∶白花子粒皱缩＝（3×3）∶（3×1）∶（1×3）∶（1×1）＝9∶3∶3∶1，红花高茎子粒饱满∶白花矮茎子粒皱缩＝（3×3×3）∶（1×1×1）＝27∶1。答案：C探究点二自由组合问题的解答思路问题导引在孟德尔所进行的分别以种子形状和颜色为观察对象的杂交实验中，单独统计分析F2的种子形状（或颜色），均表现出了3∶1的性状分离比，而综合统计分析种子形状和颜色却表现出了9∶3∶3∶1的性状分离比。思考：（1）自由组合定律的发生影响分离定律的发生吗？（2）如果每对性状的分离比不是3∶1，对两对性状综合分析时还会出现9∶3∶3∶1的性状分离比吗？提示：（1）自由组合定律的发生不影响分离定律的发生。（2）如果每对性状的分离比不是3∶1，对两对性状综合分析时不会出现9∶3∶3∶1的性状分离比。名师精讲分解组合法：由于任何成对染色体上的任何一对等位基因，遗传时总是遵循分离定律，每对等位基因（或相对性状）的传递都遵循分离定律且互为独立事件，所以可将多对等位基因的自由组合现象“分解”为若干个分离定律问题分别分析，这样“化繁为简”，最后将各组情况进行“组合”。解题程序如下：审题确定是自由组合问题→分解为若干个分离问题单独分析→将各个分离结果组合。分解组合法可解决以下不同类型的问题：1．正推类（1）配子类型的问题。如计算AaBbCc产生的配子种类数：（2）配子间结合方式问题。AaBbCc与AaBbCC杂交过程中，配子间的结合方式有多少种？a．先求两亲本AaBbCc、AaBbCC各自产生的配子数。AaBbCc→8种配子；AaBbCC→4种配子。b．再求两亲本配子间的结合方式。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）基因型类型的问题。如AaBbCc与AaBBCc杂交，其后代有多少种基因型？可先分解为三个分离定律：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×AaBBCc，后代有3×2×3＝18（种）基因型。（4）表现型类型的问题。如AaBbCc×AabbCc，其杂交后代可能的表现型数。可分为三个分离定律：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。（5）基因型和表现型的概率的计算。已知双亲基因型求后代某一基因型或者表现型的概率：如AaBbCc与AabbCc杂交，其后代中aabbcc占多少？后代各对性状均为显性的个体占多少？先将问题分解为分离定律问题：Aa×Aa→后代aa占1/4，表现显性的A_占3/4；Bb×bb→后代bb占1/2，表现显性的B_占1/2；Cc×Cc→后代cc占1/4，表现显性的C_占3/4。因而这两种个体的杂交后代aabbcc占1/4×1/2×1/4＝1/32；各对性状均为显性的后代占3/4×1/2×3/4＝9/32。2．逆推类：由子代的性状分离比推测亲本的基因型两亲本杂交，子代出现4种表现型且性状分离比为3∶3∶1∶1，推测亲本的基因型。将3∶3∶1∶1分解为（3∶1）×（1∶1），共有两个分离问题：3∶1→亲本基因型为Aa×Aa（或Bb×Bb）,1∶1→亲本基因型为Bb×bb（或Aa×aa）；综合分析，亲本基因型为AaBb×Aabb（或AaBb×aaBb）。特别提醒用分解组合法分析自由组合问题，用到的遗传图解一般为分枝法、棋盘法（见本节探究点一）。3．探究具有“自由组合”关系的两种遗传病的各种患病情况当两种遗传病（患甲病的概率为m，患乙病的概率为n）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不患甲病的概率1－m2不患乙病的概率1－n3只患甲病的概率M－mn4只患乙病的概率N－mn5同时患两种病的概率mn6只患一种病的概率m＋n－2mn或M（1－n）＋n（1－m）7患病概率m＋n－mn或1－不患病概率8不患病概率（1－m）（1－n）【例题2】向日葵种子粒大（B）对粒小（b）是显性，含油少（S）对含油多（s）是显性。某人用粒大油少和粒大油多的向日葵进行杂交，结果如下图所示。这些杂交后代的基因型种类数是（）A．4 B．6 C．8