高考生物大一轮复习 第五单元 学案19孟德尔的豌豆杂交实验

学案19孟德尔的豌豆杂交实验(二)考纲要求基因的自由组合定律(Ⅱ)。一、两对相对性状的杂交实验——提出问题1．过程2．归纳(1)F1全为____。(2)F2中出现了不同性状之间的________。(3)F2中4种表现型的分离比为________。二、对自由组合现象的解释和验证——提出假说，演绎推理1．理论解释(1)F1在产生配子时，____________彼此分离，________________自由组合，产生雌雄配子各有____种类型，且数目相等。(2)受精时雌雄配子随机结合，结合方式共____种，F2中共有基因型____种，表现型____种，数量比为________。2．图解想一想现用绿色圆粒豌豆与黄色皱粒豌豆杂交，其后代基因型可能出现哪些比例？3．验证——测交实验(1)过程及结果(2)结论：测交结果与预期相符，证实了F1产生了4种配子，F1产生配子时，________________彼此分离，非同源染色体上的________________________自由组合，并进入不同的配子中。三、自由组合定律的内容实质、时间、范围——得出结论1．实质：在生物体进行减数分裂产生配子时，____________上的________彼此分离，________染色体上的________基因自由组合。(如图)2．时间：__________________。3．范围：________生殖的生物，真核细胞的核内________上的基因，无性生殖和细胞质基因遗传时不遵循。四、孟德尔实验方法的启示和遗传规律的再发现1．实验方法启示孟德尔获得成功的原因：①正确选材(豌豆)；②对相对性状遗传的研究，从________对到________对；③对实验结果进行________的分析；④运用________法(包括“提出问题→提出假说→演绎推理→实验检验→得出结论”五个基本环节)这一科学方法。2．遗传规律再发现(1)1909年，丹麦生物学家________把“遗传因子”叫做________。(2)因为孟德尔的杰出贡献，他被公认为“________________________”。探究点一孟德尔两对相对性状的杂交实验观察两对相对性状杂交实验的图像，完成填空与问题：(1)双显性状由直角三角形________三条边表示，占________份，________种遗传因子组合形式，比例：________________________________。(2)隐显性状由直角三角形__________的三个角表示，占________份，________种遗传因子组合形式，比例：________________________。(3)显隐性状由直角三角形________的三个角表示，占________份，________种遗传因子组成形式，比例：________。(4)双隐性状yyrr占________份，________种遗传因子组成形式。(5)由图解分析，每一对相对性状是否也遵循分离定律？________________________。思维拓展1．“在十六格棋盘”中有16种配子结合方式，9种组合形式，4种性状表现。2．在16种配子结合方式中有4种纯合结合方式，在4种性状表现中各有一种。3．在4种性状表现中有2种与亲本不同，是新类型、新品种，是重组类型。4．若亲本是“一显一隐”和“一隐一显”的纯合子，则F2中重组类型及其与亲本表现型相同的类型及各自所占比例会发生相应的变化，如P∶YYrr×yyRR→F1∶YyRrF2中重组类型占10/16，而亲本类型占6/16。5．YYRR基因型个体在F2的比例为1/16，在黄色圆粒豌豆中的比例为1/9，注意范围不同。黄圆中杂合子占8/9，绿圆中杂合子占2/3。探究示例1(·北京理综，4)决定小鼠毛色黑(B)/褐(b)色、有(s)/无(S)白斑的两对等位基因分别位于两对同源染色体上。基因型为BbSs的小鼠间相互交配，后代中出现黑色有白斑小鼠的比例是()A．1/16B．3/16C．7/16听课记录：变式训练1孟德尔的豌豆杂交实验中，将纯种的黄色圆粒(YYRR)与纯种的绿色皱粒(yyrr)豌豆杂交得F1，F1自交得F2。若F2中种子为560粒。从理论上推测，F2种子中基因型和个体数相符的是()ABCD基因型YYRRyyrrYyRrYyRR个体数315粒70粒140粒35粒探究点二孟德尔两大遗传定律1．孟德尔遗传规律的适用条件(1)________生物的性状遗传。________生物和____________的生物(如病毒)没有________，不进行________分裂。(2)________生殖过程中的性状遗传。只有在________生殖过程中才发生________的分离以及______________上的非等位基因的自由组合。(3)________遗传。只有真核生物的________随染色体的规律性变化而呈现规律性传递。(4)基因分离定律适用于________相对性状的遗传，只涉________等位基因。基因的自由组合定律适用于______或________相对性状的遗传，涉及________或________的等位基因且它们分别位于________或________的同源染色体上。2．比较基因自由组合定律与分离定律，完成下表填空：定律项目分离定律自由组合定律研究性状一对______________控制性状的等位基因一对两对或两对以上等位基因与染色体关系位于一对同源染色体上分别位于两对或两对以上____________细胞学基础(染色体的活动)减Ⅰ后期______________减Ⅰ后期同源染色体分离，____________________遗传实质____________同源染色体上等位基因分离，非同源染色体上__________之间的自由组合F1基因对数12或n配子类型及其比例21∶122或2n(1∶1)2或(1∶1)nF2配子组合数442或4n基因型种类332或3n表现型种类222或2n表现型比3∶1________________F1测交子代基因型种类222或2n表现型种类222或2n表现型比1∶1(1∶1)n探究示例2小麦的毛颖和光颖是一对相对性状(显、隐性由P、p基因控制)，抗锈和感锈是一对相对性状(由R、r控制)，控制这两对相对性状的基因位于两对同源染色体上。以纯种毛颖感锈(甲)和纯种光颖抗锈(乙)为亲本进行杂交，F1均为毛颖抗锈(丙)。再用F1与丁进行杂交，F2有四种表现型，对每对相对性状的植株数目作出的统计结果如图所示，则丁的基因型是()A．PprrB．PPRrC．PpRRD．ppRr听课记录：规律方法逆推法——由子代推断亲代的基因型和表现型方法一：基因填充法。先根据亲代表现型写出能确定的基因，如显性性状的基因型可用A_来表示，那么隐性性状基因型只有一种aa，由于子代中一对基因分别来自两个亲本，由此即可推出亲代中未知的基因型。方法二：隐性纯合突破法。出现隐性性状就能写出基因型。如果子代中有隐性个体存在，它往往是逆推过程中的突破口，因为隐性个体是纯合子(aa)，因此亲代基因型中必然都有一个a基因，然后再根据亲代的表现型作进一步的推断。方法三：根据子代分离比解题。(1)可先单独分析，然后再组合。单独分析某一性状时：①若子代性状分离比为显∶隐＝3∶1→亲代一定是杂合子，即Bb×Bb→3B_∶1bb。②若子代性状分离比为显∶隐＝1∶1→双亲一定是测交类型，即Bb×bb→1Bb∶1bb。③若子代只有显性性状，则双亲至少有一方是显性纯合子，即BB×BB或BB×Bb或BB×bb。④若子代只有隐性性状，则双亲一定都是隐性纯合子，即bb×bb→bb。(2)也可根据特殊比值直接推断，如下图：变式训练2红花窄叶的牵牛花植株(Aabb)与“某植株”杂交，其后代的表现型及比例为3红阔∶3红窄∶1白阔∶1白窄，则“某植株”的基因型和表现型是()A．aaBB(白花阔叶)B．AaBb(红花阔叶)C．aabb(白花窄叶)D．Aabb(红花窄叶)题组一孟德尔的两对相对性状的杂交(基因的自由组合定律)实验及应用1．孟德尔将纯种黄色圆粒豌豆与纯种绿色皱粒豌豆杂交，并将F1黄色圆粒自交得到F2。为了查明F2的基因型及比例，他将F2中的黄色圆粒豌豆自交，预计后代不发生性状分离的个体占F2的黄色圆粒的比例为()A．1/9B．1/16C．4/162．(·潍坊质检)基因的自由组合定律发生于下图中哪个过程()AaBbeq\o(→,\s\up7(①))1AB∶1Ab∶1aB∶1abeq\o(→,\s\up7(②))雌雄配子随机结合eq\o(→,\s\up7(③))子代9种基因型eq\o(→,\s\up7(④))4种表现型A．①B．②C．③D．④3．(·宿迁质检)在两对相对性状的遗传实验中，可能具有1∶1∶1∶1比例关系的是(多选)()A．杂种自交后代的性状分离比B．杂种产生配子类别的比例C．杂种测交后代的表现型比例D．杂种自交后代的基因型比例4．下图表示不同基因型豌豆体细胞中的两对基因及其在染色体上的位置，这两对基因分别控制两对相对性状，从理论上说，下列分析不正确的是()A．甲、乙植株杂交后代的表现型比例是1∶1∶1∶1B．甲、丙植株杂交后代的基因型比例是1∶1∶1∶1C．丁植株自交后代的基因型比例是1∶2∶1D．正常情况下，甲植株中基因A与a在减数第二次分裂时分离5．某种哺乳动物的直毛(B)对卷毛(b)为显性，黑色(C)对白色(c)为显性，这两对基因分别位于两对同源染色体上。基因型为BbCc的个体与“个体X”交配，子代表现型有：直毛黑色、卷毛黑色、直毛白色和卷毛白色，并且其比例为3∶3∶1∶1，“个体X”的基因型为()A．BbCcB．BbccC．bbCcD．bbcc6．(·哈尔滨四中期中)已知某一动物种群中仅有Aabb和AAbb两种类型的个体，Aabb∶AAbb＝1∶1，且种群中雌雄个体比例为1∶1，两对基因位于两对同源染色体上，个体之间能自由交配。则该种群自由交配产生的子代中能稳定遗传的个体占()A．1/2B．5/8C．1/4D．3/47．一种观赏植物，纯合的蓝色品种与纯合的鲜红色品种杂交，F1为蓝色，F1自交，F2为9蓝∶6紫∶1鲜红。若将F2中的紫色植株用鲜红色植株的花粉受粉，则后代表现型及比例是()A．2鲜红∶1蓝B．2紫∶1鲜红C．1鲜红∶1紫D．3紫∶1蓝8．已知豌豆红花对白花、高茎对矮茎、子粒饱满对子粒皱缩为显性，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植株与纯合的白花矮茎子粒饱满植株杂交，F2理论上为(多选)()A．12种表现型B．高茎子粒饱满∶矮茎子粒皱缩＝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＝9∶3∶3∶1D．红花高茎子粒饱满∶白花矮茎子粒皱缩＝27∶1题组二孟德尔的成功及遗传规律的再发现9．(·无锡质检)遗传学的奠基人孟德尔之所以在研究遗传规律时获得了巨大成功，关键在于他在实验的过程中选择了正确的方法。下面各项中，哪项是他获得成功的重要原因(多项)()A．先只针对一对相对性状的遗传规律进行研究，然后再研究多对相对性状的遗传规律B．选择了严格自花传粉的豌豆作为实验材料C．选择了多种植物作为实验材料，做了大量的实验D．应用了统计学的方法对结果进行统计分析题号123456789答案题组三应用提升10．(·重庆卷，30)请回答有关绵羊遗传与发育的问题：(1)假设绵羊黑面(A)对白面(a)为显性，长角(B)对短角(b)为显性，两对基因位于染色体上且独立遗传。①在两组杂交试验中，Ⅰ组子代只有白面长角和白面短角，数量比为3∶1；Ⅱ组子代只有黑面短角和白面短角，数量比为1∶1。其亲本的基因型组合是：Ⅰ组______________，Ⅱ组________________。②纯种与非纯种的黑面长角羊杂交，若子代个体相互交配能产生白面长角羊，则杂交亲本的基因型组合有______________________。(2)假设绵羊的面色性状属于细胞质遗传，则不同面色的羊杂交，其后代面色性状____________(填“能”或“不能”)出现一定分离比。(3)克隆羊多利是将多塞特母羊的乳腺细胞核注入苏格兰羊的去核卵细胞中，将此融合卵细胞培养后植入母羊体内发育而成。①比较三种细胞内的X染色体数：多塞特羊交配后产生的正常受精卵__________多利羊的体细胞__________苏格兰羊的次级卵细胞(填“>”、“≥”、“<”、“≤”、或“＝”)。②已知哺乳动物的端粒(由DNA组成的染色体末端结构)在个体发育开始后，随细胞分裂不断缩短。因此，多利的端粒长度应比普通同龄绵羊的__________。学案19孟德尔的豌豆杂交实验(二)课前准备区一、1.黄圆9黄圆1绿皱2.(1)黄圆(2)自由组合(3)9∶3∶3∶1二、1.(1)每对遗传因子不同对的遗传因子4(2)16949∶3∶3∶12．YRyrYyRrY－R－YYRR4/16YyRrY－rrYYrrYyrryyR－想一想(1)yyRR×YYrr→YyRr＝1；(2)yyRr×Yyrr→YyRr∶yyRr∶Yyrr∶yyrr＝1∶1∶1∶1；(3)yyRr×YYrr(yyRR×Yyrr)→YyRr∶Yyrr＝1∶1。3．(2)成对的遗传因子决定不同性状的遗传因子三、1.同源染色体等位基因非同源非等位2．减数第一次分裂后期3.有性染色体四、1.一多统计学假说—演绎2．(1)约翰逊基因(2)遗传学之父课堂活动区探究点一(1)A941YYRR∶2YYRr∶2YyRR∶4YyRr(2)B321yyRR∶2yyRr(3)C321YYrr∶2Yyrr(4)11(5)遵循探究示例1B[基因型为BbSs的小鼠相互交配，后代黑色有白斑小鼠(B__ss)的比例为3/4×1/4＝3/16。]变式训练1C[F1的基因型为YyRr，自交得到的F2中，每一种纯合体各占1/16，YyRr占4/16，YyRR占2/16。]探究点二1．(1)真核原核非细胞结构染色体减数(2)有性有性等位基因非同源染色体(3)细胞核核基因(4)一对一对两对两对以上两对两对以上两对两对以上2．两对或两对以上同源染色体上同源染色体分离非同源染色体自由组合等位基因分离非等位基因(3∶1)2或(3∶1)n探究示例2D[本题重点考查了遗传的基本规律——基因的自由组合定律。具有两对相对性状的亲本杂交，子一代表现为显性性状，基因型为PpRr，其与丁杂交，根据图示可知，抗锈与感锈表现型比为3∶1，则丁控制此性状的基因型为Rr；毛颖与光颖表现型比为1∶1，则丁控制此性状的基因型为pp，因此丁的基因型为ppRr。]变式训练2B[先看红花与白花这一对相对性状，子代中性状分离比为(3＋3)∶(1＋1)，符合杂合子自交的性状分离结果，故双亲均应为这对基因的杂合子(Aa)；再看阔叶与窄叶这一对相对性状，子代中性状分离比为(3＋1)∶(3＋1)，符合测交的性状分离结果，故双亲中一个是隐性纯合子(bb)，另一个是杂合子(Bb)，由于已知的亲本基因型为Aabb，则未知的亲本基因型应为AaBb，其表现型为红花阔叶。]构建知识网络减Ⅰ后期非等位基因自由组合分离定律课后练习区1．A[F2中黄色圆粒的基因型及比例为1/16YYRR，2/16YYRr，2/16YyRR,4/16YyRr，其中自交后不发生性状分离的为YYRR，占F2中黄色圆粒的比例为1/16÷9/16＝1/9。]2．A[基因的分离定律和自由组合定律都是在个体通过减数分裂产生配子时起作用，不同于性状的自由组合，也不同于配子的自由组合。]3．BC[两对相对性状的遗传实验中，杂种自交后代的性状分离比为9∶3∶3∶1，杂种产生配子类别的比例为1∶1∶1∶1，杂种测交后代的表现型比例为1∶1∶1∶1。]4．D[甲植株与乙植株的杂交属于测交类型，且甲又是杂合子，所以后代的表现型比例为1∶1∶1∶1，A正确；甲植株与丙植株杂交，后代的基因型为AABb、AAbb、AaBb、Aabb，且比例为1∶1∶1∶1，B正确；Aabb自交的结果是：1/4AAbb、1/2Aabb、1/4aabb，比例为1∶2∶1，C正确；正常情况下，等位基因的分离发生在减数第一次分裂后期。]5．C[后代直毛∶卷毛＝(3＋1)∶(3＋1)＝1∶1，黑色∶白色＝(3＋3)∶(1＋1)＝3∶1，故亲本基因型为BbCc和bbCc故“个体X”的基因型为bbCc。]6．B[本题中两种个体的基因型及比例已经知道，我们可以只考虑Aa和AA自由交配的情况，用棋盘法进行解答。♂♀1/2AA1/2Aa1/2AA1/4AA1/4(1/2AA,1/2Aa)1/2Aa1/4(1/2AA,1/2Aa)1/4(1/4AA,1/2Aa,1/4aa)由表格中的数据可知，不能稳定遗传的Aa的比例为3/8，则能稳定遗传的个体占5/8。]解题技巧一题多法求解方法1：雌雄配子相乘法雌配子雄配子1/4ab3/4Ab1/4ab1/16aabb3/16Aabb3/4Ab3/16Aabb9/16AAbb⇓自由交配后代稳定遗传个体占5/8方法二：遗传平衡法：由于该种群自由交配，则亲子代间遵循遗传平衡定律。由于子代中是否稳定遗传只与A、a基因有关，所以我们可以直接计算A和a的基因频率，计算相关基因型的个体比例。如下：A的基因频率＝3/4＝75%，a的基因频率＝1/4＝25%，则依据(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2可分别计算出AA＝9/16，aa＝1/16，所以稳定遗传个体占10/16＝5/8。方法三：棋盘法(个体)如下表♂♀1/2Aabb1/2AAbb1/2Aabb1/4(1/4AAbb＋1/2Aabb＋1/4aabb)1/4(1/2AAbb＋1/2Aabb)1/2AAbb1/4(1/2AAbb＋1/2Aabb)1/4AAbb由表格可知能够稳定遗传为5/8。7．B[由上述解题策略可知，F2中各性状个体所占比数的代数和为9＋6＋1＝16，应该属于含两对等位基因的杂合子自交类型(F1：AaBb×AaBb)，则F2中9蓝(A__B__)∶6紫(3A__bb＋3aaB__)∶1鲜红(aabb)。再用F2中的紫色植株(1AAbb、2Aabb、1aaBB、2aaBb)与鲜红色植株杂交，后代基因型和表现型情况如下：F2紫色植株×鲜红色植株F3基因型和表现型紫色植株(♀)鲜红色植株(♂)基因型表现型1/6AAbbaabb1/6Aabb1/6紫色2/6Aabbaabb1/6Aabb、1/6aabb1/6紫色、1/6鲜红1/6aaBBaabb1/6aaBb1/6紫色2/6aaBbaabb1/6aaBb、1/6aabb1/6紫色、1/6鲜红所以，紫色∶鲜红＝2∶1。]解题技巧利用“合并同类项”巧解特殊分离比难题首先，要了解问题的本质：双杂合的F1自交后代有四种表现型，比例为9∶3∶3∶1，但如果这两对等位基因控制同一性状或相互影响，则F1自交后代的表现型和比例可能会出现以下几种情况：①两种表现型，比例为15∶1、13∶3或9∶7；②三种表现型，比例为12∶3∶1、9∶6∶1或9∶4∶3；③五种表现型，比例为1∶4∶6∶4∶1。其次，要熟悉题型，此类试题一般有两种形式：(1)已知亲代基因型，推导子代性状分离比；(2)已知子代的性状分离比，推导亲代基因型。再次，根据不同题型采取不同的解题策略。题型(1)的解题策略：先利用自由组合定律的基本知识，以“基因根”的形式写出其后代性状分离比，然后根据题意将具有相同性状的个体进行“合并同类项”，即可得出正确答案。体会特殊分离比的解题技巧：①看后代的可能组合，若可能组合是16种，不管以什么样的比例呈现，都符合基因的自由组合定律；②写出正常比值为9∶3∶3∶1；③对照题中所给信息，进行归类，若其比值是9∶7，则为9∶(3∶3∶1)，即7是后三种合并的结果；若其比值为9∶6∶1，则为9∶(3∶3)∶1；若其比值是15∶1，则为(9∶3∶3)∶1。8．CD[首先假设红花和白花、高茎和矮茎、子粒饱满和子粒皱缩的等位基因分别为A和a、B和b、C和c。则纯合的红花高茎子粒皱缩植株与纯合的白花矮茎子粒饱满植株的基因型为AABBcc和aabbCC，F1的基因型为AaBbCc，F2理论上有2×2×2＝8种表现型；高茎子粒饱满∶矮茎子粒皱缩为9∶1；红花子粒饱满∶红花子粒皱缩∶白花子粒饱满∶白花子粒皱缩为9∶3∶3∶1；红花高茎子粒饱满∶白花矮茎子粒皱缩为(3×3×3)∶(1×1×1)＝27∶1。]易错警示不能用基因分离定律的数学模型解决基因自由组合类试题该题拓展了遗传实验中的数学模型。考生容易受多对性状的干扰，不能灵活应用基因的分离定律和自由组合定