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第2节　孟德尔的豌豆杂交实验(二)
【学习目标】
1.通过对两对相对性状的杂交实验的探究,培养归纳与演绎的科学思维,进一步掌握假说—演绎法。(科学思维)
2.通过对遗传规律的分析,从细胞水平阐述生命的延续性,建立起进化与适应的观点。(生命观念)
3.通过分析孟德尔实验的方法,认同孟德尔敢于质疑、大胆创新和锲而不舍的探索精神。(科学思维、科学探究)
4.阐明自由组合定律,并运用遗传规律知识指导农牧业生产,检测和预防遗传病。(社会责任)
第1课时　两对相对性状的杂交实验过程、解释及
验证
【自主预习】
一、观察现象,提出问题
二、提出假设,解释现象
1.两对相对性状分别由　两对遗传因子　控制。
2.F1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。F1产生的雌雄配子各有比例相等的　4　种。
3.受精时,雌雄配子的结合是　随机　的。
三、演绎推理,实验验证
1.演绎推理
2.测交实验结果
性状组合 黄色圆粒 黄色皱粒 绿色圆粒 绿色皱粒
实际籽 粒数 F1作母本 31 27 26 26
F1作父本 24 22 25 26
不同性状的数量比 1∶1∶1∶1
四、归纳概括,总结规律
自由组合定律:控制不同性状的　遗传因子　的分离和组合是　互不干扰　的;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　。
【合作探究】
任务1　探究两对相对性状的杂交实验及解释
活动1　阅读并分析课本P9~10,孟德尔对豌豆两对相对性状的研究如下图所示。请仔细观察分析下图,回答下列问题
1.如何判断这两对性状中的显隐性 请写出两种方法。
提示　①具有相对性状的纯合亲本杂交,F1表现出来的性状为显性性状,未表现出来的性状为隐性性状。两亲本无论正交或反交,F1均为黄色圆粒,说明黄色对绿色是显性,圆粒对皱粒是显性。
②由F1→F2,根据子代分离比判断显隐性,黄色∶绿色=3∶1,圆粒∶皱粒=3∶1,所以黄色对绿色是显性,圆粒对皱粒是显性。
2.对比亲本,在F2中是否出现了亲本所没有的性状组合 说明不同性状之间有什么关系
提示　是。不同性状之间可以自由组合,即黄色既可以与圆粒组合又可以与皱粒组合,绿色也可以分别与圆粒和皱粒组合。
3.F2中出现的重组类型有哪些 所占比例共计多少 如果实验中选用纯种黄色皱粒和纯种绿色圆粒豌豆作亲本,那么F1表现怎样的性状 F2中重组类型和所占比例发生怎样的变化
提示　重组类型有2种,包括黄色皱粒和绿色圆粒。二者比例均为3/16,所以重组类型所占比例共计3/8。F1的性状仍为黄色圆粒。亲本改变后F2中重组类型为黄色圆粒和绿色皱粒,比例分别为9/16和1/16,此时重组类型共占5/8。
4.豌豆子叶颜色这对相对性状是否符合分离定律 种子形状这对相对性状是否符合分离定律 而两对相对性状中9∶3∶3∶1的数量比与一对相对性状中3∶1的数量比有什么关系
提示　①F2中黄色∶绿色=3∶1,圆粒∶皱粒=3∶1,说明豌豆的子叶颜色和种子形状的遗传分别由两对遗传因子控制,两对遗传因子的遗传是独立、互不干扰的,每一对相对性状的遗传仍然遵循着分离定律。
②从数学角度分析,9∶3∶3∶1=(3∶1)2,即两对相对性状的遗传结果是两对相对性状独立遗传结果3∶1的乘积,即(3黄∶1绿)(3圆∶1皱)。
5.针对上述发现,孟德尔提出了什么问题
提示　F2中为什么会出现新的性状组合 是否控制两对相对性状的遗传因子也发生了组合
认知生成
　　重组类型不是指F2中遗传因子组成与亲本不同的个体,而是指F2中性状表现与亲本不同的个体。若亲本为AABB×aabb,则F2中重组类型(A_bb和aaB_)所占比例为3/8;若亲本为AAbb×aaBB,则F2中重组类型(A_B_和aabb)所占比例为5/8。
例1　下列有关孟德尔的两对相对性状的杂交实验的叙述,错误的是(　　)。　　　 　　　　　 　　　　　
A.F1自交后,F2出现绿色圆粒和黄色皱粒两种新性状组合
B.对F2每一对性状进行分析,比例都接近3∶1
C.F2的性状表现有4种,比例接近9∶3∶3∶1
D.F2中遗传因子组成有4种
【答案】　D
【解析】　在孟德尔的两对相对性状的杂交实验中,F2出现了绿色圆粒和黄色皱粒两种新性状组合,且分析每一对性状,比例都接近3∶1,说明每一对相对性状的遗传都遵循分离定律,A、B正确;F2的遗传因子组成有9种,性状表现有4种,比例接近9∶3∶3∶1,C正确,D错误。
对点练1　豌豆子叶黄色(Y)对绿色(y)为显性,种子圆粒(R)对皱粒(r)为显性。现将黄子叶圆粒豌豆(YyRr)进行自花传粉,收获时得到绿子叶皱粒豌豆192粒。据理论推算,在子代黄子叶圆粒豌豆中,能稳定遗传的约有(　　)。
A.192粒　　 B.384粒　　 C.576粒　 　D.1728粒
【答案】　A
【解析】　遗传因子组成为YyRr的豌豆自交,子代产生4种性状组合,类型及比例为黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒=9∶3∶3∶1。每一种性状组合中,都只有一份可稳定遗传的纯合子,绿子叶皱粒为一份(192粒),所以,黄子叶圆粒豌豆中,纯合子(YYRR)也有一份,约192粒。
活动2　结合课本P10~11内容,分析并回答下列问题
1.假设豌豆的圆粒和皱粒分别由遗传因子R、r控制,黄色和绿色分别由遗传因子Y、y控制,完善上图。
提示　YYRR　yyrr　YR　yr　YyRr
2.要得到遗传因子组成为YyRr的黄色圆粒豌豆,亲代除黄色圆粒和绿色皱粒外,还可以有哪些类型
提示　亲代还可以是黄色皱粒和绿色圆粒。
3.F1在产生配子时,每对遗传因子彼此分离,不同对的遗传因子自由组合,分析F1能产生的配子并填入下表。
F1 Yy Rr YyRr
配子 ① ② ③
比例 ④ ⑤ ⑥
提示　①Y、y　②R、r　③YR、Yr、yR、yr　④1∶1　⑤1∶1　⑥1∶1∶1∶1
4.尝试用分离定律分析F2的遗传因子组成和性状表现的种类。
提示　F1的遗传因子组成为YyRr,可拆分为Yy和Rr。
①YyYY、Yy、yy,有3种遗传因子组合形式和2种性状表现。
　　②RrRR、Rr、rr,有3种遗传因子组合形式和2种性状表现。
因此F1(YyRr)自交可得到3×3=9种遗传因子组成、2×2=4种性状表现。
5.受精时雌雄配子的结合是随机的,完成下表的填写。
F1配子 YR 　 　 　
YR YYRR黄色圆粒 　 　 　
　 　 　 　
　 　 　 　
　 　 　 　
　提示　
6.F1产生的雌雄配子是随机结合的,当配子Yr与YR结合后,形成的个体的遗传因子组成是怎样的 在F2中所占比例为多少
提示　配子Yr与YR结合后,形成的个体的遗传因子组成为YYRr。因为雌雄配子随机结合,所以YYRr在F2中所占比例为1/8。
认知生成
1.记准F2遗传因子组成和性状表现的种类及比例
(1)YYRR、YYrr、yyRR、yyrr,各占1/16
YyRR、YYRr、Yyrr、yyRr,各占2/16
YyRr,占4/16
(2)
2.F2的性状表现、遗传因子的组合及其比例
F2的性状表现 黄圆(双显) 黄皱(单显) 绿圆(单显) 绿皱(双隐)
遗传因子的组合 1YYRR 2YyRR 2YYRr 4YyRr 1YYrr 2Yyrr 1yyRR 2yyRr 1yyrr
比例 9Y_R_ 3Y_rr 3yyR_ 1yyrr
例2　小麦高秆对矮秆为显性,抗病对不抗病为显性,两对性状独立遗传。用纯种高秆抗病和纯种矮秆不抗病两个品种作亲本,在F2重组类型中纯合子占的比例约为(　　)。
A.1/16 B.2/16 C.1/3 D.4/16
【答案】　C
【解析】　纯种高秆抗病×纯种矮秆不抗病→F1(高秆抗病)F2,F2中高秆抗病∶高秆不抗病∶矮秆抗病∶矮秆不抗病=9∶3∶3∶1,重组类型所占的比例为6/16,每种重组类型纯合子占1/16,两种重组类型纯合子共占2/16,故重组类型中纯合子所占比例为1/3。
对点练2　遗传因子组成为AABBCC和aabbcc的两种豌豆杂交得F1,按自由组合定律遗传,F1自交得F2, F2遗传因子组成和性状的种类数以及显性纯合子出现的概率分别是(　　)。
A.27、8、1/64 B.27、8、1/32
C.18、6、1/32 D.18、6、1/64
【答案】　A
【解析】　遗传因子组成为AABBCC和aabbcc的两种豌豆杂交,F1的遗传因子组成为AaBbCc,F1自交,则F2遗传因子组成种类有3×3×3=27种,性状种类有2×2×2=8种,显性纯合子出现的概率为(1/4)×(1/4)×(1/4)=1/64,A正确。
任务2　了解对自由组合现象解释的验证和自由组合定律
活动3　仔细分析课本P11图1-9,回答下列问题
1.孟德尔为了验证对自由组合现象的解释,设计了怎样的实验
提示　设计了测交实验:让F1(YyRr)与双隐性纯合子(yyrr)杂交。
2.孟德尔设计的测交实验有哪些作用
提示　测定F1产生的配子种类及比例,测定F1的遗传因子组成,判定F1在形成配子时遗传因子的行为。
3.从测交亲本产生配子的种类及比例角度分析,为什么测交可以确定F1产生配子的种类及比例
提示　测交是让F1与隐性纯合子进行杂交,由于隐性纯合子产生的配子对F1个体产生的配子所决定的性状没有影响,所以测交后代出现的性状及比例与F1产生的配子种类及比例相符。
4.若两亲本杂交,后代性状比例为1∶1∶1∶1,据此能否确定亲本的遗传因子组成
提示　否,若双亲的遗传因子组成为AaBb×aabb或Aabb×aaBb,其后代性状比例均为1∶1∶1∶1。
5.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,因此测交后代的性状与比例由F1决定。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。
6.自由组合定律的实质是什么 最能体现该实质的又是什么
提示　自由组合定律的实质: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。最能体现该实质的是F1产生数量比为1∶1∶1∶1的四种配子。
认知生成
1.自由组合定律的适用范围
(1)进行有性生殖的生物。
(2)真核生物的细胞核遗传。
(3)两对或两对以上相对性状遗传。
(4)控制两对或两对以上性状的遗传因子分别位于不同的染色体上。
2.验证自由组合定律的方法
(1)测交法:让双杂合子与隐性纯合子杂交,后代的性状分离比为1∶1∶1∶1或其变式。
(2)双杂合子自交法:让双杂合子自交,后代的性状分离比为9∶3∶3∶1或其变式。
(3)花粉鉴定法:取双杂合子的花粉,对花粉进行特殊处理后,用显微镜观察并计数,若有四种花粉,比例为1∶1∶1∶1,则符合自由组合定律。
3.分离定律和自由组合定律的比较
项目 分离定律 自由组合定律 自由组合定律
等位基因 一对 两对 n(n>2)对
F1配子种类 2 4 2n
F1配子比例 1∶1 1∶1∶1∶1 数量相等
F2 配子结合方式 4 42 4n
遗传因子组成种类 3 32 3n
性状种类 2 22 2n
性状比例 3∶1 9∶3∶3∶1 (3∶1)n
(续表)
项目 分离定律 自由组合定律 自由组合定律
F1测交 子代 遗传因子组成种类 2 22 2n
性状种类 2 22 2n
性状比例 1∶1 1∶1∶1∶1 数量相等
例3　(2023·鸡西校考)在孟德尔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(　　)。
①F1产生配子类型的比例　②F1自交后代的遗传因子组成比例　③F1测交后代的遗传因子组成比例　④F1自交后代的性状比例　⑤F1测交后代的性状比例
A.①②④ B.①③⑤
C.②③⑤ D.②④⑤
【答案】　B
【解析】　杂种F1(YyRr)产生配子的种类及比例为YR∶Yr∶yR∶yr=1∶1∶1∶1,①符合题意;F1(YyRr)自交后代的遗传因子组成比例为(1∶2∶1)×(1∶2∶1)=1∶2∶2∶4∶1∶2∶1∶2∶1,②不符合题意;F1(YyRr)测交后代的遗传因子组成类型及比例为YyRr∶Yyrr∶yyRr∶yyrr=1∶1∶1∶1,③符合题意;F1(YyRr)自交后代的性状类型及比例为黄色圆粒(Y_R_)∶黄色皱粒(Y_rr)∶绿色圆粒(yyR_)∶绿色皱粒(yyrr)=9∶3∶3∶1,④不符合题意;测交是与隐性纯合子杂交,F1(YyRr)测交后代的性状类型及比例为黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒=1∶1∶1∶1,⑤符合题意。综上分析,B符合题意。
对点练3　自由组合定律发生于下图中的过程(　　)。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.① B.② C.③ D.④
【答案】　A
【解析】　自由组合定律发生在配子形成时,A正确。
素能提升　自由组合现象的解题办法——分离组合法(科学思维能力)
　　各对遗传因子的遗传是互不干扰的,即独立遗传,适用于乘法原则。具体做法:每对遗传因子分开,单独考虑,再将各对的结果组合相乘。例如:
　　F1中遗传因子组成种类数为3(YY、Yy、yy)×3(RR、Rr、rr)=9种;F1中性状表现为2(黄色、绿色)×2(圆粒、皱粒)=4种;F1中Yyrr所占比例为1/2(Yy)×1/4(rr)=1/8;F1中绿色圆粒所占比例为1/4(绿色)×3/4(圆粒)=3/16。
例4　(2023·阿克苏校考)两对遗传因子(A、a和B、b)的遗传互不干扰。现让某植株与遗传因子组成为AaBb的植株杂交,后代的性状分离比为3∶1∶3∶1,则该植株的遗传因子组成为(　　)。
A.Aabb或aaBb B.AaBB或aaBb
C.aaBb D.Aabb
【答案】　A
【解析】　遗传因子组成为AaBb的植株与“某植株”杂交,后代的性状分离比为3∶1∶3∶1,逐对分析,两对性状分离比分别是3∶1和1∶1,说明是自交和测交实验的结果,所以与AaBb植株杂交的该植株的遗传因子组成为Aabb或aaBb,A正确。
对点练4　茉莉花的紫花(A)对白花(a)为显性,宽叶(B)对窄叶(b)为显性。纯合白花窄叶和纯合紫花宽叶杂交的后代再与“M植株”杂交,其后代中紫花宽叶、紫花窄叶、白花窄叶、白花宽叶的数量比是 3∶3∶1∶1。“M植株”的遗传因子组成为(　　)。
A.Aabb
B.aaBB
C.AaBb
D.aaBb
【答案】　A
【解析】　纯合白花窄叶植株的遗传因子组成为aabb,纯合紫花宽叶植株的遗传因子组成为AABB,二者杂交后代的遗传因子组成为AaBb。二者杂交后代与“M植株”杂交,后代中紫花∶白花=3∶1,宽叶∶窄叶=1∶1,据此可知“M植株”的遗传因子组成为Aabb,A符合题意。
【随堂检测】
课堂小结 课堂小测
判断正误。 (1)在孟德尔两对相对性状的杂交实验中,F2中出现的重组性状指的是与F1性状不同的类型。 (×) (2)孟德尔两对相对性状的杂交实验中,每一对遗传因子的遗传都遵循分离定律。 (√) (3)F1的性状表现与亲本中黄色圆粒作为母本还是父本无关。 (√) (4)F2中的重组类型是指遗传因子组成不同于亲本的个体。 (×) (5)因为雌雄配子的结合方式有16种,所以F2中遗传因子的组合形式也有16种。 (×) (6)两对相对性状的杂交实验中,F2中纯合子所占的比例是1/2。 (×)
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