高中生物第一章遗传因子的发展第2节孟德尔的豌豆杂交实验二导学案新人教版必修_1

高中生物第一章遗传因子的发展第2节孟德尔的豌豆杂交实验二导学案新人教版必修_1

真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 1 第一章 遗传因子的发展 第 2 节 孟德尔的豌豆杂交实验（二）（Ⅱ） 1. 简述对自由组合现象解释的验证过程，并说出自由组合定律的内容。(重、难点) 2. 说出孟德 尔成功的原因。 3. 概述自由组合定律在实践中的应用。 [学生用书 P18]) 一、对自由组合现象解释的验证(阅读教材 P10～P11) 1. 验证方法：测交法。 2. 遗传图解 二、自由组合定律(阅读教材 P11) 时期 形成配子时 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互不干扰的 实质 决定同一性状的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合 三、孟德尔遗传规律的再发现(阅读教材 P12) 1. 表现型：生物个体表现出来的性状，如豌豆的高茎和矮茎。 2. 基因型：与表现型有关的基因组成，如高茎豌豆的基因型是 DD 或 Dd。 3. 等位基因：控制相对性状的基因，如 D 和 d。 1. 思考 在测交实验中，子代出现 4 种比例相等的性状类型的原因是什么？ 提示：F1 是双杂合子，能产生 4 种数量相等的配子，隐性纯合子只产生一种配子。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 2 2. 判断 (1) 测交实验必须有一隐性纯合子参与。(√) (2) 测交实验结果只能证实 F1 产生配子的种类，不能证明不同配子间的比例。(×) (3) 多对相对性状遗传时，控制每一对相对性状的遗传因子先彼此分离，然后控制不同相对性状的遗传因 子再自由组合。(×) (4) 孟德尔在以豌豆为材料所做的实验中，通过杂交实验发现问题，然后提出假设进行解释，再通过测交 实验进行验证。(√) (5) 基因 A、a 和基因 B、b 分别控制两对相对性状，一个亲本与 aabb 测交，子代基因型为 AaBb 和 Aabb， 分离比为 1∶1，则这个亲本基因型为 AABb。(√) 主题一 对自由组合现象解释的验证[学生用书 P18] 结合孟德尔对两对相对性状测交实验所得的实验结果，完成下面的分析。 表现型 项目 黄色圆粒 黄色皱粒 绿色圆粒 绿色皱粒 实 际 子 粒数 F1 作 母本 31 27 26 26 F1 作 父本 24 22 25 26 (1) 测交后代表现型的比例为 1∶1∶1∶1。 (2) 由(1) 可推知 F1 产生的配子种类及比例为 YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1。 (3) 通过测交实验的结果可证实 ①F1 产生 4 种类型且比例相等的配子。 ②F1 在形成配子时，成对的遗传因子发生了分离，不成对的遗传因子自由组合。 若测交后代有两种性状，且数量之比为 1∶1，试分析 F1 的遗传因子组成。 提示：由于隐性纯合子只产生一种配子 yr，所以测交后代的性状与比例由 F1 决定，由于后代有两种性状且 比例为 1∶1，说明 F1 能够产生两种配子且比例为 1∶1，其遗传因子组成为 yyRr 或 Yyrr 或 YYRr 或 YyRR。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 3 测交也可用乘法原理进行解释 1. 在豚鼠中，黑色(C) 对白色(c) 是显性，毛皮粗糙(R) 对毛皮光滑(r) 是显性。下列能验证基因的自由 组合定律的最佳杂交组合是( ) A. 黑光×白光→18 黑光∶16 白光 B. 黑光×白粗→25 黑粗 C. 黑粗×白粗→15 黑粗∶7 黑光∶16 白粗∶3 白光 D. 黑粗×白光→10 黑粗∶9 黑光∶8 白粗∶11 白光 2. (2016·辽宁实验中学月考) 已知玉米子粒黄色对红色为显性，非甜对甜为显性。纯合的黄色甜玉米与 红色非甜玉米杂交得到 F1，F1 自交或测交，预期结果正确的是( ) A. 测交结果中黄色非甜与红色甜比例为 3∶1 B. 自交结果中与亲本表现型相同的子代所占的比例为 5/8 C. 自交结果中黄色和红色的比例为 3∶1，非甜与甜比例为 3∶1 D. 测交结果中红色非甜子代所占的比例为 1/2 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 4 验证自由组合定律的实验方法 ①测交法：双杂合子 F1×隐性纯合子，后代 F2 中双显性∶前显后隐∶前隐后显∶双隐性＝1∶1∶1∶1。 ②自交法：双杂合子 F1 自交，后代 F2 中双显性∶前显后隐∶前隐后显∶双隐性＝9∶3∶3∶1。 主题二 孟德尔获得成功的原因及遗传规律的再发现[学生用书 P19] 1. 归纳孟德尔获得成功的原因 (1) 正确选用豌豆作实验材料是成功的首要条件 豌豆作为遗传实验材料的优点：①自花传粉且闭花受粉，可避免外来花粉的干扰；②具有易于区分的相对 性状；③花较大，人工去雄和异花授粉较方便。 (2) 对相对性状遗传的研究，从一对到多对 ①生物的性状多种多样，根据自由组合定律，如果有 n 对性状自由组合，后代的性状组合会有 2n 种，这是 很难统计的。 ②孟德尔采取了由单因素(即一对相对性状) 到多因素(即两对或两对以上相对性状) 的研究方法。 (3) 对实验结果进行统计学分析 孟德尔运用了统计学的方法对实验结果进行了统计，从而发现了生物性状的遗传在数量上呈现一定的比例， 并最终解释了这些现象。 (4) 运用假说—演绎法这一科学方法 孟德尔科学地设计了实验的程序，按“提出问题→实验→假设(解释) →验证→总结规律”的科学实验程序 进行。 (5) 创新的验证假说 孟德尔创新性地设计了测交实验，证实了对实验现象的解释，验证了假说的正确性，并归纳出了分离定律 和自由组合定律。 2. 遗传规律的再发现 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 5 (1) 等位基因 图中属于等位基因的有 A 和 a、D 和 d。 (2) 基因型和表现型的关系 ①基因型是生物性状表现的内因，而表现型是生物性状表现的外部形式。 ②表现型相同，基因型不一定相同。如 DD、Dd 都表现为高茎。 ③基因型相同，表现型也不一定相同，如藏报春 25 ℃开红花，30 ℃开白花。基因型相同，但由于环境不 同，表现型也可能不同。 1. 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，除哪一项外均是他获得成功的重要原因( ) 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 解析：选 C。选项 A、B、D 是孟德尔获得成功的原因，选项 C 不能说明成功的原因。因为无目的、无意义的 大量实验只是浪费时间和精力。他曾花了几年时间研究山柳菊，结果却一无所获，也反过来说明正确选择 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 6 实验材料是科学研究取得成功的重要前提。 2. 美国亚得桑那沙漠上生活着一种蜥蜴，其体温随外界温度的变化而变化。当体温为 28 ℃时体色灰绿， 随着体温逐渐升高体色逐渐变蓝和鲜亮；体温为 36 ℃时体色呈艳丽的蓝色。这表明( ) A. 这种蜥蜴的体温控制着体色性状 B. 这种蜥蜴的体温能够引起体色的变异 C. 表现型相同，基因型不一定相同 D. 表现型是基因型与环境条件共同作用的结果 主题三 分离定律和自由组合定律的区别与联系[学生用书 P20] 1. 区别 定律 项目 分离定律 自由组合定律 研究性状 一对 两对 n 对 控制性状的等位基因 一对 两对 n 对 F1 等位基因对数 1 2 n 配子类型及其比例 2 1∶1 4 1∶1∶1∶1 2n (1∶1) n 配子组合数 4 16 4n F2 基因型种数 3 9 3n 表现型种数 2 4 2n 表现型比 3∶1 9∶3∶3∶1 (3∶1) n F1 测 交 子 代 基因型种数 2 4 2n 表现型种数 2 4 2n 表现型比 1∶1 1∶1∶1∶1 (1∶1) n 2. 联系 (1) 均适用于真核生物核基因的遗传。 (2) 形成配子时，两个遗传规律同时起作用。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 7 (3) 分离定律是最基本的遗传定律，是自由组合定律的基础。 运用分离定律解决自由组合问题时，先分析每对基因或性状，求出相应基因型、表现型及其比例或概率， 然后运用乘法原则求出符合要求的结果。推断性状的显隐性关系及亲子代的基因型和表现型，也可用分离 定律来解决自由组合问题。 1. (2016·太原高一期末) 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( ) ①杂种自交后代的性状分离比 ②杂种产生配子类别的比例 ③杂种测交后代的表现型比例 ④杂种自交后代的基因型比例 ⑤杂种测交后代的基因型比例 A. ①②④ B. ②④⑤ C. ①③⑤ D. ②③⑤ 2. 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与纯合的白花矮茎子粒饱满植株杂交，F2 代理论上为( ) A. 12 种表现型 B. 高茎子粒饱满∶矮茎子粒皱缩为 15∶1 C. 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 D. 红花高茎子粒饱满∶白花矮茎子粒皱缩为 9∶7 解析：选 C。三对等位基因自由组合情况下，F2 中会出现 8 种表现型，红花高茎子粒饱满植株所占比例为 3/4×3/4×3/4＝27/64，白花矮茎子粒皱缩为 1/4×1/4×1/4＝1/64。如果仅考虑其中的两对相对性状，可 出现 C 所述分离比，而求得高茎子粒饱满和矮茎子粒皱缩所占比例分别为 9/16 和 1/16。 核心知识小结 [要点回眸] 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 8 [规范答题] 1. 两对相对性状的测交实验中，测交后代基因型和表现型均为 4．种．，数量比例均为 1．∶1．∶1．∶1．。 2. 自由组合定律的实质：在形成配子时，控制同一性状的成对的遗传因子彼此分离．．的同时，控制不同性状 的遗传因子自由组合．．．．。 3. 等位基因．．．．是控制相对性状的基因。 4. 生物的表现型是基因型．．．和环境共同作用．．．．．．的结果。 [随堂检测][学生用书 P21] 1. 自由组合定律中的“自由组合”是指( ) A. 带有不同遗传因子的雌雄配子间的组合 B. 决定同一性状的成对的遗传因子的组合 C. 两亲本间的组合 D. 决定不同性状的遗传因子组合 解析：选 D。自由组合定律是指形成配子时，决定同一性状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. 豌豆中高茎(T) 对矮茎(t) 为显性，绿豆荚(G) 对黄豆荚(g) 为显性，这两对基因是自由组合的，则 Ttgg 与 TtGg 杂交后代的基因型和表现型的种类依次是( ) A. 5 和 3 B. 6 和 4 C. 8 和 6 D. 9 和 4 3. 豌豆中，子粒黄色(Y) 和圆形(R) 分别对绿色和皱粒为显性。现有甲(黄色圆粒) 与乙(黄色皱粒) 两种 豌豆杂交，子代有四种表现型，如果让甲自交，乙测交，则它们的后代表现型之比应分别为( ) A. 9∶3∶3∶1 及 1∶1∶1∶1 B. 3∶3∶1∶1 及 1∶1 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 9 C. 9∶3∶3∶1 及 1∶1 D. 3∶1 及 1∶1 4. 通过测交可以推测被测个体( ) ①性状的显、隐性 ②产生配子的比例 ③基因型 ④产生配子的数量 A. ①②③④ B. ①②③ C. ②③ D. ③④ 解析：选 C。测交中隐性个体只能产生一种配子，故测交后代的表现型及比例取决于 F1 的配子类型和比例。 5. 下列各基因中，属于等位基因的是( ) A. A 和 A B. A 和 B C. A 和 b D. A 和 a 答案：D 6. 金鱼草的纯合红花植株与白花植株杂交，F1 在强光、低温条件下开红花，在阴暗、高温条件下却开白花， 这个事实说明( ) A. 基因型是表现型的内在因素 B. 表现型一定，基因型可以转化 C. 表现型相同，基因型不一定相同 D. 表现型是基因型与环境相互作用的结果 解析：选 D。F1 是杂合子，但在不同的条件下表现型不一致，说明表现型是基因型与环境相互作用的结果。 7. 牵牛花的花色由遗传因子 R 和 r 控制，叶的形态由遗传因子 H 和 h 控制，这两对相对性状是自由组合的。 下表是 3 组不同亲本的杂交实验及结果，请分析回答： 组合 亲本的表现型 子代的表现型和植株数目 红色 阔叶 红色 窄叶 白色 阔叶 白色 窄叶 一 白色阔叶×红色窄叶 415 0 397 0 二 红色窄叶×红色窄叶 0 419 0 141 三 白色阔叶×红色窄叶 427 0 0 0 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 10 (1) 根据哪个组合能够分别判断上述两对相对性状的显性类型？ ______________________。 (2) 写出每个组合中两个亲本的基因型： 组合一：________×________； 组合二：________×________； 组合三：________×________。 (3) 组合三的后代是红色阔叶，让它们自交，其子一代的表现型及比例是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1) 组合三 (2) rrHH Rrhh Rrhh Rrhh rrHH RRhh (3) 红色阔叶∶红色窄叶∶白色阔叶∶白色窄叶＝9∶3∶3∶1 [课时作业][学生用书 P115(独立成册) ] 一、选择题 1. 番茄的红果(A) 对黄果(a) 为显性，圆果(B) 对长果(b) 是显性，两对遗传因子独立遗传。现用红色长 果与黄色圆果番茄杂交，从理论上分析，其后代性状表现不可能出现的比例是( ) A. 1∶0 B. 1∶2∶1 C. 1∶1 D. 1∶1∶1∶1 2. 水稻的高秆(D) 对矮秆(d) 为显性，抗锈病(R) 对不抗锈病(r) 为显性，这两对基因自由组合。甲水稻 (DdRr) 与乙水稻杂交，其后代四种表现型的比例是 3∶3∶1∶1，则乙水稻的基因型是( ) A. Ddrr 或 ddRr B. DdRR C. ddRR D. DdRr 解析：选 A。从后代表现型的比例为 3∶3∶1∶1 中可确定两种性状的比例，一种性状的后代性状分离比为 3∶1，另一种性状的后代性状分离比为 1∶1，已知甲水稻基因型为 DdRr，则乙水稻的基因型为 Ddrr 或 ddRr。 3. 南瓜果实的白色(A) 对黄色(a) 为显性，盘状(B) 对球状(b) 为显性，两对遗传因子独立遗传。若让遗 传因子组成为 AaBb 的白色盘状南瓜与“某南瓜”杂交，子代性状表现及其比例如图所示，则“某南瓜”的 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 11 遗传因子组成为( ) A. AaBb B. Aabb C. aaBb D. aabb 4. (2016·临沂期末) 现用某野生植物甲(AABB) 、乙(aabb) 两品系作亲本杂交得 F1，F1 的测交结果如下表。 下列推测或分析不正确的是( ) 品系 测交后代基因型种类及比值 父本 母本 AaBb Aabb aaBb aabb F1 乙 1 2 2 2 乙 F1 1 1 1 1 A. F1 自交得到的 F2 有 9 种基因型 B. F1 产生的基因型为 AB 的花粉 50%不能萌发而不能受精 C. F1 自交后代 F2 中重组类型的比例是 3/7 D. 正反交结果不同，说明这两对基因的遗传不遵循自由组合定律 答案：D 5. 豌豆子叶的黄色(Y) 、圆粒种子(R) 均为显性。两亲本豌豆杂交的 F1 表现型如图所示。让 F1 中黄色圆粒 豌豆与绿色皱粒豌豆杂交，F2 的性状分离比为( ) A. 1∶1∶1∶1 B. 2∶2∶1∶1 C. 3∶1∶3∶1 D. 9∶3∶3∶1 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 12 解析：选 B。根据图示，F1 中圆粒∶皱粒＝3∶1，黄色∶绿色＝1∶1，可推知两亲本的基因型分别为 YyRr、 yyRr，因而 F1 中黄色圆粒豌豆(1/3YyRR、2/3YyRr) 与绿色皱粒豌豆(yyrr) 杂交，F2 的性状分离比为黄色 圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒＝2∶2∶1∶1。 二、非选择题 6. 小麦的毛颖和光颖是一对相对性状(显、隐性分别由 A、a 基因控制) ，抗锈和感锈是另一对相对性状(显、 隐性分别由 R、r 基因控制) ，控制这两对相对性状的基因均独立遗传。以纯种毛颖感锈植株(甲) 和纯种 光颖抗锈植株(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比例作出的统计结果如图： (1) 丙的基因型是________，丁的基因型是________。 (2) F1 形成的配子种类是________________________。产生这几种配子的原因是 F1 在形成配子的过程中 ______________________。 (3) F2 中表现型不同于双亲(甲和乙) 的个体占全部 F2 的________。 (4) 写出 F2 中抗锈病个体的基因型及比例________________________(只考虑抗锈和感锈一对相对性状) 。 (2) 因为决定同一性状的成对基因分离，而决定不同性状的基因自由组合，因此 F1 形成的配子种类有 AR、 Ar、aR、ar 四种； (3) 丙的基因型是 AaRr，丁的基因型是 aaRr，后代中表现型不同于双亲(甲和乙) 的个体占 1－(3/4×1/2 ＋ 1/2×1/4) ＝1/2； (4) 由于只考虑抗锈和感锈一对相对性状，即 Rr×Rr，故 F2 中抗锈病的基因型及比例为 RR∶Rr＝1∶2。 答案：(1) AaRr aaRr (2) AR、Ar、aR、ar 决定同一性状的成对基因分离，而决定不同性状的基因自由组合 (3) 1/2 (4) RR∶Rr＝1∶2 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 13 7. 用黄色圆粒豌豆(YYRR) 和绿色皱粒豌豆(yyrr) 作亲本，杂交得到 F1，F1 自交得到 F2。某研究性学习小 组的同学从 F2 中选取了一粒黄色圆粒豌豆甲，欲鉴定其基因型。请完善下列实验方案并回答问题： (1) 选取多株表现型为________的豌豆乙与甲一起播种，进行杂交实验。实验时，应选用的母本、父本分 别是________，原因是 __________________________________________________；在母本的花成熟前，应先采取________处理， 待花成熟时再进行________。 (2) 请预测该实验可能得到的实验结果并得出相应的结论： 预测结果 相应结论 ①________ 甲的基因型为 YyRr 后代只出现黄色圆粒、 黄色皱粒两种表现型 ②________ ________ ③________ 甲的基因型为 YyRR ④________ ⑤________ 答案：(1) 绿色皱粒 乙、甲 多株乙接受甲的花粉，可以产生大量的种子，从而保证了该实验可获得大 量的数据进行统计分析，避免了实验过程中的偶然性 去雄和套袋 人工授粉 (2) ①后代出现黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒四种表现型 ②甲的基因型为 YYRr ③后代只出现黄色圆粒、绿色圆粒两种表现型 ④后代只出现黄色圆粒一种表现型 ⑤甲的基因型为 YYRR