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第2课时　孟德尔实验方法的启示、遗传规律的再发现及其应用
学习目标 素养定位
1.说出孟德尔成功的原因。 2.概述孟德尔遗传规律的再发现,掌握核心概念间的关系。 3.运用遗传规律分析一些遗传现象 1.通过分析孟德尔成功的原因,建立勇于创新、严谨求实、探索求真的科学态度。(科学探究) 2.运用自由组合定律,解决生活中的实际问题。(社会责任)
一、孟德尔获得成功的原因
1.正确选用豌豆作为实验材料是成功的首要条件。
2.在对生物的性状分析时,首先针对一对相对性状进行研究,再对两对或多对相对性状进行研究。
3.对实验结果进行统计学分析。
4.科学地设计了实验的程序,按提出问题→作出假设(解释)→合理演绎→实验验证→总结规律的科学实验程序进行。
二、孟德尔遗传规律的再发现
1.1900年,三位科学家分别重新发现了孟德尔的论文。
2.1909年,丹麦生物学家约翰逊将“遗传因子”命名为基因,并且提出了表型和基因型的概念。
(1)表型:生物个体表现出来的性状,如豌豆的高茎和矮茎。
(2)基因型:指与表型有关的基因组成,如高茎豌豆的基因型是DD或Dd,矮茎豌豆的基因型是dd。
(3)等位基因:指控制相对性状的基因,如D和d。
三、孟德尔遗传规律的应用
1.杂交育种中人们有目的地将具有不同优良性状的两个亲本杂交,使两个亲本的优良性状组合在一起,再筛选出所需要的优良品种。
2.医学实践中,人们可以依据分离定律和自由组合定律,对某些遗传病在后代中的患病概率作出科学的推断,从而为遗传咨询提供理论依据。
判断正误
(1)孟德尔合理地运用统计学分析,并通过“测交实验”对其推理过程及结果进行检测。(　√　)
(2)孟德尔提出了遗传因子、基因型和表型的概念。(　×　)
提示:孟德尔提出了遗传因子的概念,但并没有提出基因型和表型的概念。
(3)等位基因是指控制相同性状的基因。(　×　)
提示:等位基因是指控制相对性状的基因。
(4)在相同的环境下,表型相同,基因型一定相同。(　×　)
提示:在完全显性的情况下,基因型为AA和Aa的个体在相同的环境下表型相同。
(5)用杂交育种选育显性纯合子的植物时,可以通过连续自交获取。(　√　)
探究一　遗传规律的应用
小麦高秆(D)对矮秆(d)为显性,抗锈病(T)对不抗锈病(t)为显性,两对基因独立遗传。某研究小组利用纯合的高秆抗锈病小麦(DDTT)和矮秆不抗锈病小麦(ddtt),通过杂交育种培育出了矮秆抗锈病的新品种,过程如图。请回答下列问题。
(1)写出图中所示过程中a、b、c所表示的处理方法。
提示:a过程为杂交,b过程为自交,c过程为连续自交及筛选。
(2)由图可知,在哪一代开始出现矮秆抗锈病植株 出现的新品种植株能否直接用于农业生产 为什么
提示:F2。不能,F2中的矮秆抗锈病植株中既有纯合子,也有杂合子,杂合子个体自交后会发生性状分离,不能稳定遗传,因此不能直接用于农业生产。
(3)杂交育种的方法只适用于植物,不能适用于动物吗
提示:杂交育种不仅适用于植物,提高植物的产量和品质,而且也适用于家畜、家禽的育种。
1.某兴趣小组用已知基因型为AAbb和aaBB(两对基因独立遗传)的某种植物进行杂交育种实验。下列关于他们实验设计思路的叙述,不合理的是(　A　)
A.要获取aabb植株,可从F1中直接选育出表型符合要求的个体
B.要获取AABB植株,可从F2中选出表型符合要求的个体连续自交
C.要获取AaBb植株,可将亲代上所结的种子直接保存进行播种
D.要获取AaBb植株,可将亲本保留起来进行年年制种
解析:亲本基因型为AAbb和aaBB,子代基因型为AaBb,故在F1中不能得到aabb的个体。
2.人类白化病(a)对正常(A)为隐性,并指(D)对正常(d)为显性,两对基因都位于常染色体上且独立遗传。一个正常男性与一个只患并指的女性结婚,生育了一个只患白化病的孩子,则他们再生育一个两病兼患的儿子的概率为(　D　)
A.1/8 B.1/4 C.1/2 D.1/16
解析:一个正常男性(基因型表示为A　dd)与一个只患并指的女性(基因型表示为A　D　)结婚,生育了一个只患白化病的孩子(基因型为aadd),可知该夫妇的基因型为Aadd、AaDd,则他们再生育一个两病兼患的儿子(基因型为aaDd)的概率为1/4aa×1/2Dd×1/2男孩=1/16。
“十字交叉法”计算两种遗传病的患病概率
序号 类型 计算公式
患甲病概率为m 不患甲病概率为1-m
患乙病概率为n 不患乙病概率为1-n
① 两病兼患概率 m·n
② 只患甲病概率 m·(1-n)
③ 只患乙病概率 n·(1-m)
④ 不患病概率 (1-m)(1-n)
拓展 求解 患病概率 ①+②+③或1-④
只患一种病概率 ②+③或1-(①+④)
探究二　用分离定律的思想
解决自由组合问题
已知A与a、B与b、C与c 3对基因自由组合,分别控制3对相对性状。基因型分别为AaBbCc、AabbCc的两个体进行杂交。请回答下列问题。
(1)AaBbCc产生配子的种类、产生AbC配子的概率分别是多少
提示:8种、1/8。
(2)子代基因型、表型的种类分别有多少种
提示:18种、8种。
(3)子代个体中基因型为aabbCc的概率是多少 子代中与两亲本表型不同个体所占比例是多少
提示:1/16、7/16。
1.“拆分法”求解自由组合定律的计算问题
(1)解题思路。
分离定律是自由组合定律的基础。将多对等位基因的自由组合问题分解为若干分离定律问题分别进行分析,再运用乘法原理进行组合。
(2)常见题型及解题示例。
①种类问题。
题型分类 解题规律 示例
配子 种类数 2n(n为等位基因对数) AaBbCCDd产生配子种类为2×2×1×2=8(种)
配子间 结合方式 配子间结合方式种类数等于配子种类数的乘积 AABbCc×aaBbCC,配子间结合方式有(1×2×2)×(1×2×1)=8(种)
子代基因 型(或表 型)种类 已知基因型的双亲杂交,子代基因型(或表型)种类数等于各性状按分离定律所求基因型(或表型)种类数的乘积 AaBbCc×Aabbcc,基因型为3×2×2=12(种),表型为2×2×2=8(种)
②概率问题。
题型分类 解题规律 示例
基因型(或表型)的概率 按分离定律求出相应基因型(或表型)的概率,然后利用乘法原理进行组合 AABbDd×aaBbdd,F1中AaBbDd所占比例为1×1/2×1/2=1/4
纯合子或杂合子出现的概率 按分离定律求出每对基因纯合的概率,乘积为纯合子出现的概率,杂合子概率=1-纯合子概率 AABbDd× AaBBdd,F1中AABBdd所占比例为1/2×1/2×1/2=1/8
2.“逆向组合法”推测亲本基因型
(1)解题思路。
将自由组合定律的性状分离比拆分成分离定律的分离比分别分析,再运用乘法原理进行逆向组合。
(2)题型示例。
①9∶3∶3∶1 (3∶1)(3∶1) (Aa×Aa)(Bb×Bb)。
②1∶1∶1∶1 (1∶1)(1∶1) (Aa×aa)(Bb×bb)。
③3∶3∶1∶1 (3∶1)(1∶1) (Aa×Aa)(Bb×bb)或(Aa×aa)(Bb×Bb)。
④3∶1 (3∶1)×1 (Aa×Aa)(BB×　　)或(Aa×Aa)(bb×bb)或(AA×　　)(Bb×Bb)或(aa×aa)(Bb×Bb)。
3.基因型为AAbbCC与aaBBcc的小麦进行杂交,A与a、B与b、C与c三对等位基因独立遗传,F1形成的配子种类数和F2的基因型种类数分别是(　C　)
A.4和9 B.4和27
C.8和27 D.32和81
解析:基因型为AAbbCC与aaBBcc的小麦进行杂交,F1基因型为AaBbCc,求F1形成的配子种类数可以把AaBbCc基因型拆开,一对一对地考虑:Aa产生配子的类型及比例为1A∶1a,Bb产生配子的类型及比例为1B∶1b,Cc产生配子的类型及比例为1C∶1c,AaBbCc产生配子种类数是2×2×2=8(种);F1的基因型为AaBbCc,求F2基因型的种类可以一对一对地考虑:Aa×Aa→1AA∶2Aa∶1aa,Bb×Bb→1BB∶2Bb∶1bb,Cc×Cc→1CC∶2Cc∶1cc,F2中基因型的种类数是3×3×3=27(种)。
4.小麦的抗旱(R)对不抗旱(r)是显性,多颗粒(D)对少颗粒(d)是显性,且两对等位基因独立遗传。甲小麦(ddRr)与乙小麦杂交,后代出现四种表型的比例是3∶1∶3∶1,则乙小麦的基因型是(　C　)
A.ddRr B.DdRR
C.DdRr D.Ddrr
解析:甲小麦(ddRr)与乙小麦杂交,后代出现四种表型的比例是3∶1∶3∶1,3∶1∶3∶1可以分解成(3∶1)×(1∶1),说明控制两对相对性状的基因中,有一对均为杂合子,另一对属于测交类型,所以乙小麦的基因型为DdRr。
探究三　特定条件下的特殊
分离比问题
在某种家鸡中,羽毛颜色是由两对等位基因A、a和B、b控制,当基因B存在时,基因A的作用则不能显示出来。现有两组该品种的白羽家鸡杂交,F1都为白羽,让F1家鸡雌雄个体自由交配,F2中出现了白羽和有色羽鸡两种类型,其比例为13∶ 3。请回答下列问题。
(1)两对基因A、a和B、b的遗传遵循什么定律
提示:F1家鸡雌雄个体自由交配,F2中出现了白羽和有色羽鸡两种类型,比例为13∶3,是9∶3∶3∶1的变式,说明控制羽毛颜色的两对等位基因A、a和B、b遵循自由组合定律。
(2)在F2中,白羽鸡中能稳定遗传的个体占多少 若F2中有色羽的雌雄个体自由交配,后代的纯合子所占比例是多少
提示:白羽鸡中能稳定遗传的个体占3/13 。F2中有色羽鸡的雌雄个体自由交配,后代中纯合子所占比例是5/9。
(3)若对F1的白羽鸡进行测交,后代的表型及其比例是多少
提示:白羽∶有色羽=3∶1。
1.特定条件下异常分离比的原因分析
特定条件 自交后代 性状分离比 测交后代 性状分离比
存在一种显性基因(A或B)时表现为同一种性状,其余正常表现 9∶6∶1 1∶2∶1
即A　bb和aaB　个体的表型相同
A、B同时存在时表现为一种性状,否则表现为另一种性状 9∶7 1∶3
即A　bb、aaB　、aabb个体的表型相同
a(或b)成对存在时表现双隐性性状,其余正常表现 9∶3∶4 1∶1∶2
即A　bb和aabb的表型相同或aaB　和aabb的表型相同
只要存在显性基因(A或B)就表现为同一种性状,其余正常表现 15∶1 3∶1
即A　B　、A　bb和aaB　的表型相同
显性基因在基因型中的个数影响性状表现(数量遗传) AABB∶(AaBB、 AABb)∶(AaBb、 aaBB、AAbb)∶ (Aabb、aaBb)∶ aabb=1∶4∶6∶4∶1 AaBb∶(Aabb、 aaBb)∶aabb=1∶2∶1
2.特定条件下特殊分离比题目的解题思路
(1)看比例。
看F2的表型比例,若表型比例之和是16,不管以什么样的比例呈现,都符合自由组合定律。
(2)分析。
将异常分离比与正常分离比9∶3∶3∶1进行对比,分析合并性状的类型。如比例为9∶3∶4,则为9∶3∶(3∶1),即4为两种表型合并的结果。
(3)定因。
根据具体比例确定出现异常分离比的原因。
(4)推测。
根据异常分离比出现的原因,推测基因型与表型的对应关系,最后依据基因型及其比例推断子代相应的表型及其比例。
3.分离比“和”小于16的特殊分离比的成因
在自然界中由于某些致死现象的存在,导致F2中有些个体不能成活,而使分离比的总和小于16。
(1)显性纯合致死。
①
②
(2)隐性纯合致死。
①
②
(3)配子致死:致死基因在配子时期发生作用,从而不能形成有活力的配子的现象。
(4)合子致死:致死基因在胚胎时期或成体阶段发生作用,从而不能形成活的幼体或使个体夭折的现象。
5.(2023·新课标卷)某研究小组从野生型高秆(显性)玉米中获得了2个矮秆突变体。为了研究这2个突变体的基因型,该小组让这2个矮秆突变体(亲本)杂交得F1,F1自交得F2,发现F2中表型及其比例是高秆∶矮秆∶极矮秆=9∶6∶1。若用A、B表示显性基因,则下列相关推测错误的是(　D　)
A.亲本的基因型为aaBB和AAbb,F1的基因型为AaBb
B.F2矮秆的基因型有aaBB、AAbb、aaBb、Aabb,共4种
C.基因型是AABB的个体为高秆,基因型是aabb的个体为极矮秆
D.F2矮秆中纯合子所占比例为1/2,F2高秆中纯合子所占比例为1/16
解析:该小组让这2个矮秆突变体杂交得F1,F1自交得F2,发现F2中表型及其比例是高秆∶矮秆∶极矮秆=9∶6∶1,9∶6∶1为9∶3∶3∶1的变式,可推知玉米的株高由两对独立遗传的等位基因控制,且F1的基因型为AaBb。进一步分析可知,高秆植株的基因型为A　B　,矮秆植株的基因型为A　bb、aaB　,极矮秆植株的基因型为aabb。由题意知,两亲本均为矮秆突变体,可推出两亲本的基因型分别为aaBB、AAbb,F1的基因型为AaBb;F2中矮秆植株的基因型为aaBB、aaBb、AAbb、Aabb,共4种;F2矮秆中纯合子(aaBB、AAbb)所占的比例为1/3,F2高秆中纯合子(AABB)所占的比例为1/9。
6.某动物毛色受两对等位基因控制,棕色个体相互交配,子代总表现出棕色∶黑色∶灰色∶白色=4∶2∶2∶1。下列相关说法错误的是(　C　)
A.白色个体相互交配,后代都是白色
B.控制毛色的显性基因纯合可能会使受精卵无法存活
C.棕色个体有4种基因型
D.灰色个体相互交配,后代灰色个体占2/3
解析:子代表型比例是棕色∶黑色∶灰色∶白色=4∶2∶2∶1=(2∶1)(2∶1),是9∶3∶3∶1的变式,说明两对等位基因遵循自由组合定律,且存在显性纯合致死现象,可能是受精卵致死,也可能是胚胎致死。若相关基因用A/a、B/b表示,白色个体基因型为aabb,相互交配,后代都是白色;棕色个体基因型为A　B　(AABB、AaBB、AABb、AaBb),由于显性纯合致死,因此棕色个体的基因型只有AaBb一种;灰色个体基因型为Aabb(或aaBb),相互交配后代基因型及比例为AAbb∶Aabb∶aabb=1∶2∶1(或aaBB∶aaBb∶aabb=1∶2∶1),其中AAbb(或aaBB)显性纯合致死,因此灰色个体占 2/3。
致死类问题解题技巧
第一步:从每对相对性状分离比角度分析,如:
6∶3∶2∶1 (2∶1)(3∶1) 一对显性基因具有纯合致死效应。
4∶2∶2∶1 (2∶1)(2∶1) 两对显性基因均具有纯合致死效应。
第二步:从F2每种性状的基因型种类及比例分析,如BB致死:
[情境]
我国科学家团队在农作物育种方面做出了突出贡献。某二倍体农作物是雌雄同花植物,可自花传粉,也可异花传粉,花的位置和花的颜色遗传符合自由组合定律。研究者利用纯系品种顶生紫花与腋生蓝花进行了杂交实验,F1植株全部表现为腋生紫花,让F1植株自交,产生的F2植株中腋生紫花∶腋生蓝花∶顶生紫花∶顶生蓝花=39∶9∶13∶3。
探究:(1)由实验结果可推测该农作物花的颜色至少受几对等位基因控制 简述判断的依据。
提示:2对。只研究花色,亲本紫花和蓝花杂交,F1全部是紫花,F1自交,F2中紫花∶蓝花=13∶3,13∶3可看作是9∶3∶3∶1的变式,则花色至少由两对等位基因控制。
(2)在F2中顶生紫花植株中基因型有几种 其中杂合子有几种
提示:只研究花的位置,亲本顶生和腋生杂交,F1全部是腋生,F1自交,F2中腋生∶顶生=3∶1,则腋生是显性性状、顶生是隐性性状。假设花的位置由D/d基因控制,花色是由A/a、B/b基因控制,则F2中顶生紫花的基因型有A　B　dd、A　bbdd(或aaB　dd)、 aabbdd,其基因型共有7种,杂合子有4种。
课堂小结
随堂检测
1.孟德尔曾用山柳菊为材料进行遗传规律的研究,但结果并不理想。下列说法与其结果不理想无关的是(　B　)
A.山柳菊的相对性状难以观察和区分
B.山柳菊在自然情况下能够自花传粉也能异花传粉
C.人工异花传粉不易在山柳菊之间进行
D.无性生殖在山柳菊中时常发生
解析:孟德尔曾用山柳菊研究杂交实验,结果却并不理想,主要原因是山柳菊没有既容易区分又可以连续观察的相对性状;山柳菊有时进行有性生殖,有时进行无性生殖;山柳菊的花小,难以做人工杂交实验。
2.控制植物果实质量的三对等位基因A/a、B/b和C/c独立遗传,对果实质量的作用相等。已知基因型为aabbcc的果实重120克,基因型为AABBCC的果实重210克。现有果树甲和乙杂交,甲的基因型为AAbbcc,F1的果实重135～165克。则乙的基因型是(　A　)
A.aaBbCc B.AaBBcc
C.AaBbCc D.aaBBcc
解析:控制植物果实质量的三对等位基因对果实质量的作用相等, 基因型为aabbcc 的果实重120克,基因型为AABBCC 的果实重210克,则每个显性基因增重(210-120)÷6=15(克),又知三对等位基因独立遗传,所以三对等位基因的遗传遵循自由组合定律。果树甲和乙杂交,F1的果实重135～165克,F1显性基因的个数应是一个显性基因(135克)、两个显性基因(150克)、三个显性基因(165克),又已知甲的基因型为 AAbbcc ,产生的配子的基因型是 Abc ,有一个显性基因 A ,因此乙产生的配子按显性基因的个数分,应是0个显性基因、1个显性基因、2个显性基因三种。 aaBbCc 产生配子按显性基因的个数分为0个显性基因、1个显性基因、2个显性基因;AaBBcc 产生两种配子 aBc 和 ABc ,产生配子按显性基因的个数分为一个显性基因,两个显性基因;AaBbCc 产生配子按显性基因的个数分为0个显性基因、1个显性基因、2个显性基因、3个显性基因,共四种;aaBBcc 只产生1种配子是 aBc。
3.某种植物的果皮颜色有白色、绿色和黄色三种,分别由两对独立遗传的等位基因控制。如图是控制果皮不同色素合成的生理过程,则下列说法错误的是(　C　)
A.控制该果皮颜色的基因遗传符合基因的自由组合定律
B.黄果皮植株的基因型可能有2种
C.BbTt的个体自交,后代中白果皮∶黄果皮∶绿果皮=9∶6∶1
D.控制果皮白色的基因型有6种
解析:由题干“某种植物的果皮颜色有白色、绿色和黄色三种,分别由两对独立遗传的等位基因控制”,可知控制该果皮颜色的基因遗传符合自由组合定律;由题意可知,黄果皮的基因型是bbT　,绿果皮的基因型是bbtt,白果皮的基因型是B　　　;BbTt的个体自交,后代中白果皮(B　　　)∶黄果皮(bbT　)∶绿果皮(bbtt)=12∶3∶1;控制果皮白色的基因型有BBTT、BBTt、BBtt、BbTT、BbTt、Bbtt,共6种。
4.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,这两对等位基因按自由组合定律遗传。现有粒大油少和粒小油多的两纯合子杂交再自交,请回答下列问题。
(1)F2表型有　　　种,表型及比例为　 　。
(2)若获得F2种子544粒,按理论计算,双显性纯种有　　　　粒、双隐性纯种有　　　　粒、粒大油多的有　　　　粒。
(3)怎样才能培育出粒大油多,又能稳定遗传的新品种 补充下列步骤:
第一步:让　　　　　　与　　　　　　杂交产生　　　　　　。
第二步:让　。
第三步:选出F2中　　　　　个体　　　　　,逐代淘汰粒小油多的个体,直到后代不再发生　　　　　　为止,即获得能稳定遗传的粒大油多的新品种。
解析:(1)由双亲基因型BBSS×bbss→F1:BbSsF2:9B　S　∶3B　ss∶3bbS　∶1bbss。
(2)F2中双显性纯合子占1/16,双隐性纯合子也占1/16,均为544×1/16=34(粒),粒大油多的基因型为B　ss,占F2的3/16,故为544×3/16=102(粒)。
(3)F2中粒大油多的籽粒有2种基因型BBss和Bbss,可采用连续自交法并逐代淘汰不符合要求的个体,保留粒大油多籽粒,直到后代不发生性状分离为止。
答案:(1)4　粒大油少∶粒大油多∶粒小油少∶粒小油多=9∶3∶3∶1　(2)34　34　102　(3)粒大油少(BBSS)　粒小油多(bbss)　F1(BbSs)　F1(BbSs)自交产生F2　粒大油多　连续自交　性状分离
课时作业
1.在孟德尔之前,也有不少学者做过动物和植物的杂交实验,也观察到了生物性状遗传中的性状分离现象,但是都未能总结出遗传的规律;孟德尔用了多年的时间才发现了两大遗传定律。下列关于孟德尔研究遗传规律获得成功原因的叙述,正确的是(　C　)
A.选用豌豆作为实验材料,在豌豆开花时去雄和授粉,实现亲本的
杂交
B.在观察和统计分析的基础上,结合前人融合遗传的观点,提出一系列假说
C.科学地设计实验程序,巧妙地运用测交实验对他的假说进行验证
D.运用统计学方法分析实验结果,先分析多对相对性状,后分析一对相对性状
解析:正确地选用豌豆作为实验材料,由于豌豆属于闭花传粉,因此在豌豆未开花时去雄,然后套袋处理,待到花粉成熟时进行人工授粉,实现亲本的杂交;孟德尔在观察和统计分析的基础上,果断摒弃了前人融合遗传的观点,通过严谨的推理和大胆的想象提出一系列假说;由单因子到多因子的科学思路,先分析一对相对性状,后分析多对相对性状,运用统计学方法分析实验结果,使实验结果准确可靠。
2.利用杂交育种方法,可培育出具有两种优良性状的作物新品种。下列说法中错误的是(　B　)
A.所选的原始材料分别具有某种优良性状且能稳定遗传
B.杂交一次,得到F1,若F1在性状上符合要求,则可直接用于扩大栽培
C.让F1自交,得到F2,从F2中初步选取性状上符合要求的类型
D.把初步选出的类型进一步隔离自交和汰劣留良,直到确认不再发生性状分离
解析:所选的原始材料应分别具有某种优良性状且能稳定遗传,通过杂交育种可以将不同个体的优良性状集中到一个个体上;直接用于扩大栽培的个体除了性状上符合要求外,还要能稳定遗传;杂交育种的过程是杂交一次,得到F1,让F1自交,得到F2,从F2中初步选取性状上符合要求的类型,再把初步选出的类型进一步隔离自交和汰劣留良,直到不再发生性状分离。
3.牵牛花的红花(A)对白花(a)为显性,阔叶(B)对窄叶(b)为显性,两对基因独立遗传。纯合红花窄叶牵牛花和纯合白花阔叶牵牛花杂交获得F1,F1与“某植株”杂交其后代中红花阔叶、红花窄叶、白花阔叶、白花窄叶的比例是3∶1∶3∶1。“某植株”的基因型是(　A　)
A.aaBb B.aaBB C.AaBb D.AAbb
解析:根据题意可知,纯合红花窄叶(AAbb)牵牛花与纯合白花阔叶(aaBB)牵牛花杂交,产生的后代基因型是AaBb,让其与“某植株”杂交,其后代中红花阔叶∶红花窄叶∶白花阔叶∶白花窄叶是3∶1∶3∶1,分析子代中红花∶白花=1∶1,阔叶∶窄叶=3∶1,说明前者属于测交类型,后者属于杂合子自交类型,所以与AaBb杂交的“某植株”基因型为aaBb。
4.某种蛙眼色的表型与基因型的对应关系如表所示(两对基因独立遗传)。现有蓝眼蛙与紫眼蛙杂交,F1只有蓝眼和绿眼两种表型,理论上F1中蓝眼蛙∶绿眼蛙为(　A　)
表型 蓝眼 绿眼 紫眼
基因型 A　B　 A　bb、aabb aaB
A.3∶1 B.3∶2
C.9∶7 D.13∶3
解析:根据题意分析,已知蓝眼是双显性A　B　,紫眼是aaB　,让蓝眼蛙与紫眼蛙杂交,子一代只有蓝眼(A　B　)和绿眼(A　bb或aabb)两种表型,没有出现紫眼,说明亲本蓝眼基因型为AABb,紫眼基因型为aaBb,则子一代基因型及其比例为AaBB∶AaBb∶Aabb=1∶2∶1,因此子一代中蓝眼蛙∶绿眼蛙=3∶1。
5.(2022·全国甲卷)某种自花传粉植物的等位基因A/a和B/b位于非同源染色体上。A/a控制花粉育性,含A的花粉可育;含a的花粉50%可育、50%不育。B/b控制花色,红花对白花为显性。若基因型为AaBb的亲本进行自交,则下列叙述错误的是(　B　)
A.子一代中红花植株数是白花植株数的3倍
B.子一代中基因型为aabb的个体所占比例是1/12
C.亲本产生的可育雄配子数是不育雄配子数的3倍
D.亲本产生的含B的可育雄配子数与含b的可育雄配子数相等
解析:由“等位基因A/a和B/b位于非同源染色体上”可推出这两对等位基因的遗传遵循自由组合定律,即A/a和B/b独立遗传。单独分析B/b,亲本的基因型都为Bb,自交后,子代的基因型及比例为BB∶Bb∶bb=1∶2∶1,表型及比例为红花植株∶白花植株=3∶1。单独分析A/a,亲本的基因型均为Aa,产生的雌配子类型及比例为A∶a=1∶1,理论上产生的雄配子类型及比例为A∶a=1∶1,由“含A的花粉可育;含a的花粉50%可育、50%不育”可推出亲本产生的可育雄配子数∶不育雄配子数=3∶1,则子代中基因型为aa的个体占1/6,推断过程如
下表:
　　　　　雌配子 子代基因型 　　 可育雄配子　　　 1/2A 1/2a
2/3A 2/6AA 2/6Aa
1/3a 1/6Aa 1/6aa
综合分析可知,子一代中基因型为aabb的个体所占比例为1/6×1/4=
1/24。亲本关于花色的基因型为Bb,其产生的含B的可育雄配子数与含b的可育雄配子数相等。
6.已知牵牛花的花色受三对独立遗传的等位基因(A和a、B和b、C和c)控制,其途径如图所示,其中蓝色和红色混合后显紫色,蓝色和黄色混合形成绿色。现有某紫花植株自交子代出现白花、黄花。据此判断下列叙述错误的是(　C　)
A.自然种群中红花植株的基因型有4种
B.用于自交的紫花植株的基因型为AaBbCc
C.自交子代中绿花植株和红花植株的比例可能不同
D.自交子代出现的黄花植株的比例为3/64
解析:据题图分析,白色牵牛花的基因型为aa　 　 cc、蓝色牵牛花的基因型为aa　 　C　、黄色牵牛花的基因型为A　bbcc、红色牵牛花的基因型为A　B　cc,紫色牵牛花的基因型为A　B　C　,绿色牵牛花的基因型为A　bbC　。根据题图分析,红色必须同时含有A基因、B基因,且没有C基因,基因型为AABBcc、AaBBcc、AABbcc、AaBbcc;某紫花植株(A　B　C　)自交子代出现了白花(aa　 　cc)和黄花
(A　bbcc),说明该紫花植株基因型为AaBbCc;AaBbCc自交,子代绿花(A　bbC　)的比例为3/4×1/4×3/4=9/64,红花(A　B　cc)的比例为3/4×3/4×1/4=9/64;AaBbCc自交,子代黄花植株(A　bbcc)的比例为3/4×1/4×1/4=3/64。
7.将株高70 cm的小麦(以下株高值代表相应的植株)和50 cm的小麦杂交得到F1,F1自交得到F2,F2中70 cm∶65 cm∶60 cm∶55 cm∶50 cm 的数量比例约为1∶4∶6∶4∶1。相关基因用A/a、B/b、C/c……表示。下列相关叙述错误的是(　C　)
A.小麦的株高至少受两对等位基因控制
B.亲本中株高为70 cm和50 cm的小麦均为纯合子
C.F2中株高为65 cm的小麦基因型种类最多
D.F2中株高为55 cm的小麦杂交不会产生株高为70 cm的后代
解析:分析题意可得,F2中70 cm∶65 cm∶60 cm∶55 cm∶50 cm约为1∶4∶6∶4∶1,而1∶4∶6∶4∶1是9∶3∶3∶1的变式,说明小麦株高这一性状至少受两对等位基因控制,且F1的基因型为AaBb,株高与显性基因的数量有关,具有累加效应,且每多一个显性基因,株高增加(70-50)÷4=(5 cm);由于F2中最矮的是50 cm,基因型为aabb,则可推知与其杂交的另一亲本基因型为AABB,含四个显性基因,为70 cm;F2中株高为65 cm 的小麦含有3个显性基因,有AABb、AaBB,只有两种基因型,而60 cm含有两个显性基因的基因型为AaBb、AAbb、aaBB,有3种;F2中株高为55 cm的小麦有1个显性基因,基因型有Aabb、aaBb,两者杂交不会产生AABB,即不会产生株高为70 cm的后代。
8.已知某植物籽粒的颜色分为红色和白色两种。现将一红色籽粒的植株A进行测交,子代出现红色籽粒与白色籽粒的比例是1∶3,对这种杂交现象的推测合理的是(　D　)
A.红色、白色籽粒是由一对等位基因控制的
B.子代植株中白色籽粒的基因型有两种
C.植株A产生的两种配子比例一定为1∶3
D.若子代红色籽粒植株自交,出现9∶7的性状分离比
解析:如果红色籽粒和白色籽粒是由一对等位基因控制的,则测交后代红色籽粒与白色籽粒的比例应该是1∶1,而题干中测交后代出现红色籽粒与白色籽粒的比例是1∶3,是由1∶1∶1∶1转化而来,说明红色籽粒的植株A产生了四种配子,测交后代双显性时才表现为红色籽粒,单显性和双隐性都表现为白色籽粒,因此该植物籽粒的红色、白色是由两对等位基因控制的;测交子代植株中红色籽粒的基因型有一种,白色籽粒的基因型有三种;植株A产生的四种配子比例为1∶1∶1∶1;子代红色籽粒植株的基因型为双杂合子,自交出现红色籽粒∶白色籽粒=9∶7的性状分离比。
9.玉米植株的性别决定受两对基因(B/b、T/t)支配,两对基因独立遗传。玉米植株的性别和基因型的对应关系如下表,请回答下列问题。
基因型 B和T同时存在 (B　T　) T存在,B不存在(bbT　) T不存在(B　tt或bbtt)
性别 雌雄同株异花 雄株 雌株
(1)基因型为bbTT雄株与BBtt的雌株杂交,F1的基因型为　　　　,性别为　　　　　　　,F1自交,F2的性别为　　　　　　　　　　,分离比为　　　　。
(2)基因型为　　　　的雄株与基因型为　　　　的雌株杂交,后代全为雄株。
(3)基因型为　　　　的雄株与基因型为　　　　的雌株杂交,后代的性别有雌株和雄株,且分离比为1∶1。
解析:(1)基因型为bbTT的雄株与BBtt的雌株杂交,F1的基因型为BbTt,性别为雌雄同株异花。F1自交后代有B　 T　 (9/16)表现为雌雄同株异花,bbT　 (3/16)表现为雄株,B　 tt或bbtt(4/16)表现为雌株,所以F2的性别及比例为雌雄同株异花∶雄株∶雌株=9∶3∶4。
(2)已知当T存在,B不存在(bbT　)时为雄株。若想后代全为雄株,则双亲必须都是bb,且有一个亲本是TT(bbTT应该是雄株,作父本),则母本应该是bbtt,所以让基因型为bbTT的雄株与基因型为bbtt的雌株杂交,后代全为雄株。
(3)已知当T存在,B不存在(bbT　)时为雄株,当T不存在(B　tt或bbtt)时为雌株。若想后代的性别有雄株和雌株,应该只有一对基因是杂合子的测交,另一对基因没有分离现象,则父本应该是bbTt,母本应该是bbtt,所以让基因型为bbTt 的雄株与基因型为bbtt的雌株杂交,后代的性别有雄株、雌株,且分离比为1∶1。
答案:(1)BbTt　雌雄同株异花　雌雄同株异花、雄株、雌株　9∶3∶4　(2)bbTT　bbtt　(3)bbTt　bbtt
10.某多年生绿色植物中有开紫花植株,也有开白花植株。某兴趣小组为探究该植物花色遗传规律,将开紫花植株(甲)与开白花植株(乙)杂交,F1均开紫花,F1随机传粉,所得F2的表型及其比例为紫花∶白花=
15∶1。根据实验结果,该兴趣小组对该植物花色遗传规律做出了如下假设:
假设一:若该植物的花色由一对等位基因(A/a)控制,且某种花粉有一定不育率。
假设二:若该植物的花色由两对等位基因(A/a、B/b)控制,不存在致死和配子不育等现象。
(1)如果假设一正确,有一定不育率的是含　　　的花粉,花粉的不育率为　　　　(用分数作答)。
(2)如果假设二正确,上述实验中,F2紫花植株的基因型有　　种,其中纯合紫花植株的基因型为　　　　　　　　　,F2紫花植株中AaBb所占比例为　　　　(用分数作答)。
(3)为了验证上述假设,该小组将F1作为　　　(填“父本”或“母本”)进行测交实验,请预测两种假设的实验结果:
若测交子代的表型及比例为　　　　　　　　,则假设一正确;若测交子代的表型及比例为　 　　　　　　　 　,则假设二正确。
解析:(1)如果假设一正确,据题意分析可知,F1的基因型为Aa,雌配子中A占1/2、a占1/2,F2中aa占1/16,而1/16=1/2×1/8,即Aa产生的花粉中A∶a=7∶1,含a基因的花粉有6/7的不育率。
(2)如果假设二正确,花色由两对等位基因(A/a、B/b)控制,根据F2紫花∶白花=15∶1,可推知紫花的基因型为9A　B　、3A　bb、3aaB　,白花的基因型为1aabb。所以F2中的紫花基因型有8种,其中纯合紫花植株的基因型为AABB、AAbb、aaBB。F2的AaBb是4份(2×2),而紫花植株是15份,所以F2紫花植株中AaBb所占比例为4/15。
(3)F1作为父本进行测交,若假设一正确,则Aa产生的花粉中A∶a=
7∶1,aa只产生a的卵细胞,因此测交子代的表型及比例是紫花∶白花=7∶1。若假设二正确,则AaBb和aabb测交的子代基因型有AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=1∶1∶1∶1,因此表型是紫花∶白花=3∶1。
答案:(1)a　6/7
(2)8　AABB、AAbb、aaBB　4/15
(3)父本　紫花∶白花=7∶1　紫花∶白花=3∶1
11.雕鸮的羽毛绿色与黄色、条纹和无纹分别由两对独立遗传的等位基因控制,其中一对显性基因纯合会出现致死现象。绿色条纹与黄色无纹雕鸮交配,F1绿色无纹和黄色无纹雕鸮的比例为1∶1。F1绿色无纹雕鸮相互交配后,F2中绿色无纹∶黄色无纹∶绿色条纹∶黄色条纹=6∶3∶2∶1。据此做出的判断,不正确的是(　C　)
A.绿色对黄色是显性,无纹对条纹是显性,绿色基因纯合致死
B.F1绿色无纹个体相互交配,后代有3种基因型的个体致死
C.F2黄色无纹的个体随机交配,后代中黄色条纹个体的比例为1/8
D.F2某绿色无纹个体和黄色条纹个体杂交,后代表型比例可能不是
1∶1∶1∶1
解析:绿色条纹与黄色无纹雕鸮交配,F1为绿色无纹和黄色无纹,F1绿色无纹雕鸮相互交配后,F2表型及比例为绿色无纹∶黄色无纹∶绿色条纹∶黄色条纹=6∶3∶2∶1,是9∶3∶3∶1的变式,可以说明绿色是显性,无纹是显性,用A、a代表绿色与黄色基因,用B、b代表无纹与条纹基因,则F1中的绿色无纹个体都是AaBb,且根据F2中绿色∶黄色=2∶1,可说明绿色基因纯合致死;F1中的绿色无纹个体都是AaBb,绿色显性纯合致死,则F2中致死基因型有AABB、AABb、AAbb共3种;让F2中黄色无纹个体(1/3aaBB、2/3aaBb)随机交配,产生的配子为2/3aB、1/3ab,则后代出现黄色条纹个体(aabb)的概率为1/3×1/3=
1/9;由于绿色显性纯合致死,所以F2中绿色无纹个体存在两种基因型AaBb和AaBB, 其中AaBb和黄色条纹个体(aabb)杂交,后代表型和比例为绿色无纹∶黄色无纹∶绿色条纹∶黄色条纹=1∶1∶1∶1,而AaBB和黄色条纹个体(aabb)杂交,后代表型和比例为绿色无纹∶黄色无纹=1∶1。
12.已知豌豆种子的黄色(Y)对绿色(y)、高秆(D)对矮秆(d)是显性,控制这两对性状的基因独立遗传。用双亲为黄色高秆和绿色矮秆的豌豆植株杂交,得F1,选取F1的数量相等的两种植株进行测交,产生的后代数量相同,测交后代表型及比例为黄色高秆∶绿色高秆∶黄色矮秆∶绿色矮秆=1∶3∶1∶3。下列说法不正确的是(　D　)
A.双亲的基因型可能是YyDd和yydd
B.上述F1用于测交的个体基因型是YyDd和yyDd
C.上述F1用于测交的个体自交,后代表型比为9∶15∶3∶5
D.若F1的所有个体自交,产生的后代中杂合子有4种
解析:根据测交后代表型及比例为黄色高秆∶绿色高秆∶黄色矮秆∶绿色矮秆=1∶3∶1∶3,再结合测交特点可知,该比例可分为黄色高秆∶绿色高秆∶黄色矮秆∶绿色矮秆=1∶1∶1∶1和绿色高秆∶绿色矮
秆=2∶2,据此可推测进行测交的F1的基因型为YyDd和yyDd,且二者的比例为1∶1,再结合双亲性状为黄色高秆和绿色矮秆,推测双亲的基因型可能是YyDd和yydd;上述F1(YyDd和yyDd)自交,且二者的比例为1∶1,其中前者自交产生的后代表型及比例为黄色高秆∶绿色高秆∶黄色矮秆∶绿色矮秆=9∶3∶3∶1,后者自交产生的后代表型及比例为绿色高秆∶绿色矮秆=12∶4,因此F1用于测交的个体自交产生的所有后代表型及比例为黄色高秆∶绿色高秆∶黄色矮秆∶绿色矮秆=9∶15∶3∶5;若F1的所有个体(基因型为YyDd、yyDd、Yydd和yydd)自交,产生的后代中有9种基因型,4种表型,其中杂合子有5种分别为YyDd、yyDd、YyDD、YYDd、Yydd。
13.某多年生植物紫花和白花分别用D、d表示,腋生和顶生分别用R、r表示,两对等位基因独立遗传。现将亲本紫花腋生植株自交,子代中紫花腋生∶白花腋生∶紫花顶生∶白花顶生=5∶3∶3∶1。回答下列问题。
(1)控制这两对相对性状的基因　　　　(填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律。
(2)D和d、R和r均为一对等位基因,等位基因是指　 。
(3)已知通过受精作用得到的各种基因型的受精卵均能正常发育。为研究子代出现该比例的原因,有人提出两种假说,假说一:亲本产生的DR雄配子不能受精;假说二:亲本产生的DR雌配子不能受精。请利用上述实验中的植株为材料,设计测交实验分别证明两种假说是否成立。(写出简要实验方案、预期实验结果)
a.支持假说一的实验方案和实验结果分别是
　;
b.支持假说二的实验方案和实验结果分别是
　。
解析:(1)两对等位基因独立遗传,遵循自由组合定律。
(2)等位基因是指控制相对性状的基因。
(3)假说提出两种可能:DR雄配子不能受精或DR雌配子不能受精。故要用亲本紫花腋生为父本、白花顶生为母本进行测交证明假说一,父本产生DR、Dr、dR、dr四种雄配子,母本只产生dr雌配子,若DR雄配子不能受精,则测交后代没有紫花腋生个体或测交后代白花顶生∶白花腋生∶紫花顶生=1∶1∶1;用亲本紫花腋生为母本、白花顶生为父本进行测交证明假说二,因父本只产生dr雄配子,紫花腋生能产生DR、Dr、dR、dr四种雌配子,若DR雌配子不能受精,则测交后代没有紫花腋生个体或测交后代白花顶生∶白花腋生∶紫花顶生=1∶1∶1。
答案:(1)遵循
(2)控制相对性状的基因
(3)以亲本紫花腋生为父本、白花顶生为母本进行测交;测交后代白花顶生∶白花腋生∶紫花顶生=1∶1∶1(或测交后代没有紫花腋生个体)　以亲本紫花腋生为母本、白花顶生为父本进行测交;测交后代白花顶生∶白花腋生∶紫花顶生=1∶1∶1(或测交后代没有紫花腋生个体)(共63张PPT)
第2课时　孟德尔实验方法的启示、遗传规律的再发现及其应用
学习目标 素养定位
1.说出孟德尔成功的原因。 2.概述孟德尔遗传规律的再发现,掌握核心概念间的关系。 3.运用遗传规律分析一些遗传现象 1.通过分析孟德尔成功的原因,建立勇于创新、严谨求实、探索求真的科学态度。(科学探究)
2.运用自由组合定律,解决生活中的实际问题。(社会责任)
预习案·自主学习
梳理必备知识,储备素养根基
1
一、孟德尔获得成功的原因
1.正确选用 作为实验材料是成功的首要条件。
2.在对生物的性状分析时,首先针对 相对性状进行研究,再对两对或多对相对性状进行研究。
3.对实验结果进行 分析。
4.科学地设计了实验的程序,按提出问题→ 　
→合理 →实验验证→总结规律的科学实验程序进行。
豌豆
一对
统计学
作出假设
(解释)
演绎
二、孟德尔遗传规律的再发现
1.1900年,三位科学家分别重新发现了孟德尔的论文。
2.1909年,丹麦生物学家约翰逊将“遗传因子”命名为 ,并且提出了 和 的概念。
(1)表型:生物个体 的性状,如豌豆的高茎和矮茎。
(2)基因型:指与表型有关的 ,如高茎豌豆的基因型是DD或Dd,矮茎豌豆的基因型是dd。
(3)等位基因:指控制 的基因,如D和d。
基因
表型
基因型
表现出来
基因组成
相对性状
三、孟德尔遗传规律的应用
1.杂交育种中人们有目的地将具有 的两个亲本杂交,使两个亲本的优良性状组合在一起,再筛选出所需要的优良品种。
2.医学实践中,人们可以依据分离定律和自由组合定律,对某些遗传病在后代中的 作出科学的推断,从而为遗传咨询提供理论依据。
不同优良性状
患病概率
判断正误
(1)孟德尔合理地运用统计学分析,并通过“测交实验”对其推理过程及结果进行检测。(　 　)
(2)孟德尔提出了遗传因子、基因型和表型的概念。
(　 　)
提示:孟德尔提出了遗传因子的概念,但并没有提出基因型和表型的概念。
×
√
(3)等位基因是指控制相同性状的基因。(　 )
提示:等位基因是指控制相对性状的基因。
(4)在相同的环境下,表型相同,基因型一定相同。(　 )
提示:在完全显性的情况下,基因型为AA和Aa的个体在相同的环境下表型相同。
(5)用杂交育种选育显性纯合子的植物时,可以通过连续自交获取。(　 　)
×
×
√
探究案·互动探究
逐点击破疑难,提升关键能力
2
小麦高秆(D)对矮秆(d)为显性,抗锈病(T)对不抗锈病(t)为显性,两对基因独立遗传。某研究小组利用纯合的高秆抗锈病小麦(DDTT)和矮秆不抗锈病小麦(ddtt),通过杂交育种培育出了矮秆抗锈病的新品种,过程如图。请回答下列问题。
探究一　遗传规律的应用
(1)写出图中所示过程中a、b、c所表示的处理方法。
提示:a过程为杂交,b过程为自交,c过程为连续自交及筛选。
(2)由图可知,在哪一代开始出现矮秆抗锈病植株 出现的新品种植株能否直接用于农业生产 为什么
提示:F2。不能,F2中的矮秆抗锈病植株中既有纯合子,也有杂合子,杂合子个体自交后会发生性状分离,不能稳定遗传,因此不能直接用于农业生产。
(3)杂交育种的方法只适用于植物,不能适用于动物吗
提示:杂交育种不仅适用于植物,提高植物的产量和品质,而且也适用于家畜、家禽的育种。
1.某兴趣小组用已知基因型为AAbb和aaBB(两对基因独立遗传)的某种植物进行杂交育种实验。下列关于他们实验设计思路的叙述,不合理的是(　 　)
A.要获取aabb植株,可从F1中直接选育出表型符合要求的个体
B.要获取AABB植株,可从F2中选出表型符合要求的个体连续自交
C.要获取AaBb植株,可将亲代上所结的种子直接保存进行播种
D.要获取AaBb植株,可将亲本保留起来进行年年制种
√
解析:亲本基因型为AAbb和aaBB,子代基因型为AaBb,故在F1中不能得到aabb的个体。
2.人类白化病(a)对正常(A)为隐性,并指(D)对正常(d)为显性,两对基因都位于常染色体上且独立遗传。一个正常男性与一个只患并指的女性结婚,生育了一个只患白化病的孩子,则他们再生育一个两病兼患的儿子的概率为(　 　)
A.1/8 B.1/4 C.1/2 D.1/16
√
解析:一个正常男性(基因型表示为A　dd)与一个只患并指的女性(基因型表示为A　D　)结婚,生育了一个只患白化病的孩子(基因型为aadd),可知该夫妇的基因型为Aadd、AaDd,则他们再生育一个两病兼患的儿子(基因型为aaDd)的概率为1/4aa×1/2Dd×1/2男孩=1/16。
“十字交叉法”计算两种遗传病的患病概率
序号 类型 计算公式
患甲病概率为m 不患甲病概率为1-m
患乙病概率为n 不患乙病概率为1-n
① 两病兼患概率 m·n
② 只患甲病概率 m·(1-n)
③ 只患乙病概率 n·(1-m)
④ 不患病概率 (1-m)(1-n)
拓展 求解 患病概率 ①+②+③或1-④
只患一种病概率 ②+③或1-(①+④)
已知A与a、B与b、C与c 3对基因自由组合,分别控制3对相对性状。基因型分别为AaBbCc、AabbCc的两个体进行杂交。请回答下列问题。
(1)AaBbCc产生配子的种类、产生AbC配子的概率分别是多少
提示:8种、1/8。
探究二　用分离定律的思想解决自由组合问题
(2)子代基因型、表型的种类分别有多少种
提示:18种、8种。
(3)子代个体中基因型为aabbCc的概率是多少 子代中与两亲本表型不同个体所占比例是多少
提示:1/16、7/16。
1.“拆分法”求解自由组合定律的计算问题
(1)解题思路。
分离定律是自由组合定律的基础。将多对等位基因的自由组合问题分解为若干分离定律问题分别进行分析,再运用乘法原理进行组合。
(2)常见题型及解题示例。
①种类问题。
题型分类 解题规律 示例
配子种类数 2n(n为等位基因对数) AaBbCCDd产生配子种类为2×2×1×2=8(种)
配子间 结合方式 配子间结合方式种类数等于配子种类数的乘积 AABbCc×aaBbCC,配子间结合方式有(1×2×2)×
(1×2×1)=8(种)
子代基因 型(或表 型)种类 已知基因型的双亲杂交,子代基因型(或表型)种类数等于各性状按分离定律所求基因型(或表型)种类数的乘积 AaBbCc×Aabbcc,基因型为3×2×2=12(种),表型为2×2×2=8(种)
②概率问题。
题型分类 解题规律 示例
基因型(或表型)的概率 按分离定律求出相应基因型(或表型)的概率,然后利用乘法原理进行组合 AABbDd×aaBbdd,F1中AaBbDd所占比例为1×1/2×1/2=1/4
纯合子或杂合子出现的概率 按分离定律求出每对基因纯合的概率,乘积为纯合子出现的概率,杂合子概率=1-纯合子概率 AABbDd×AaBBdd,F1中AABBdd所占比例为1/2×1/2×1/2=1/8
2.“逆向组合法”推测亲本基因型
(1)解题思路。
将自由组合定律的性状分离比拆分成分离定律的分离比分别分析,再运用乘法原理进行逆向组合。
(2)题型示例。
①9∶3∶3∶1 (3∶1)(3∶1) (Aa×Aa)(Bb×Bb)。
②1∶1∶1∶1 (1∶1)(1∶1) (Aa×aa)(Bb×bb)。
③3∶3∶1∶1 (3∶1)(1∶1) (Aa×Aa)(Bb×bb)或(Aa×aa)(Bb×Bb)。
④3∶1 (3∶1)×1 (Aa×Aa)(BB×　 　)或(Aa×Aa)
(bb×bb)或(AA×　 　)(Bb×Bb)或(aa×aa)(Bb×Bb)。
3.基因型为AAbbCC与aaBBcc的小麦进行杂交,A与a、B与b、C与c三对等位基因独立遗传,F1形成的配子种类数和F2的基因型种类数分别是(　 　)
A.4和9 B.4和27
C.8和27 D.32和81
√
解析:基因型为AAbbCC与aaBBcc的小麦进行杂交,F1基因型为AaBbCc,求F1形成的配子种类数可以把AaBbCc基因型拆开,一对一对地考虑:Aa产生配子的类型及比例为1A∶1a,Bb产生配子的类型及比例为1B∶1b,Cc产生配子的类型及比例为1C∶1c,AaBbCc产生配子种类数是2×2×2=8(种);F1的基因型为AaBbCc,求F2基因型的种类可以一对一对地考虑:Aa×Aa→1AA∶2Aa∶1aa,
Bb×Bb→1BB∶2Bb∶1bb,Cc×Cc→1CC∶2Cc∶1cc,F2中基因型的种类数是3×3×3=27(种)。
4.小麦的抗旱(R)对不抗旱(r)是显性,多颗粒(D)对少颗粒(d)是显性,且两对等位基因独立遗传。甲小麦(ddRr)与乙小麦杂交,后代出现四种表型的比例是3∶1∶3∶1,则乙小麦的基因型是(　 　)
A.ddRr B.DdRR
C.DdRr D.Ddrr
√
解析:甲小麦(ddRr)与乙小麦杂交,后代出现四种表型的比例是3∶1∶3∶1,3∶1∶3∶1可以分解成(3∶1)×
(1∶1),说明控制两对相对性状的基因中,有一对均为杂合子,另一对属于测交类型,所以乙小麦的基因型为DdRr。
在某种家鸡中,羽毛颜色是由两对等位基因A、a和B、b控制,当基因B存在时,基因A的作用则不能显示出来。现有两组该品种的白羽家鸡杂交,F1都为白羽,让F1家鸡雌雄个体自由交配,F2中出现了白羽和有色羽鸡两种类型,其比例为13∶ 3。请回答下列问题。
探究三　特定条件下的特殊分离比问题
(1)两对基因A、a和B、b的遗传遵循什么定律
提示:F1家鸡雌雄个体自由交配,F2中出现了白羽和有色羽鸡两种类型,比例为13∶3,是9∶3∶3∶1的变式,说明控制羽毛颜色的两对等位基因A、a和B、b遵循自由组合定律。
(2)在F2中,白羽鸡中能稳定遗传的个体占多少 若F2中有色羽的雌雄个体自由交配,后代的纯合子所占比例是多少
提示:白羽鸡中能稳定遗传的个体占3/13 。F2中有色羽鸡的雌雄个体自由交配,后代中纯合子所占比例是5/9。
(3)若对F1的白羽鸡进行测交,后代的表型及其比例是多少
提示:白羽∶有色羽=3∶1。
1.特定条件下异常分离比的原因分析
特定条件 自交后代 性状分离比 测交后代
性状分离比
存在一种显性基因(A或B)时表现为同一种性状,其余正常表现 9∶6∶1 1∶2∶1
即A　bb和aaB　个体的表型相同 A、B同时存在时表现为一种性状,否则表现为另一种性状 9∶7 1∶3
即A　bb、aaB　、aabb个体的表型相同 a(或b)成对存在时表现双隐性性状,其余正常表现 9∶3∶4 1∶1∶2
即A　bb和aabb的表型相同或aaB　和aabb的表型相同 只要存在显性基因(A或B)就表现为同一种性状,其余正常表现 15∶1 3∶1
即A　B　、A　bb和aaB　的表型相同 显性基因在基因型中的个数影响性状表现(数量遗传) AABB∶(AaBB、AABb)∶ (AaBb、aaBB、AAbb)∶ (Aabb、aaBb)∶aabb= 1∶4∶6∶4∶1 AaBb∶(Aabb、
aaBb)∶aabb=
1∶2∶1
2.特定条件下特殊分离比题目的解题思路
(1)看比例。
看F2的表型比例,若表型比例之和是16,不管以什么样的比例呈现,都符合自由组合定律。
(2)分析。
将异常分离比与正常分离比9∶3∶3∶1进行对比,分析合并性状的类型。如比例为9∶3∶4,则为9∶3∶(3∶1),
即4为两种表型合并的结果。
(3)定因。
根据具体比例确定出现异常分离比的原因。
(4)推测。
根据异常分离比出现的原因,推测基因型与表型的对应关系,最后依据基因型及其比例推断子代相应的表型及其比例。
3.分离比“和”小于16的特殊分离比的成因
在自然界中由于某些致死现象的存在,导致F2中有些个体不能成活,而使分离比的总和小于16。
(1)显性纯合致死。
(3)配子致死:致死基因在配子时期发生作用,从而不能形成有活力的配子的现象。
(4)合子致死:致死基因在胚胎时期或成体阶段发生作用,从而不能形成活的幼体或使个体夭折的现象。
5.(2023·新课标卷)某研究小组从野生型高秆(显性)玉米中获得了2个矮秆突变体。为了研究这2个突变体的基因型,该小组让这2个矮秆突变体(亲本)杂交得F1,F1自交得F2,发现F2中表型及其比例是高秆∶矮秆∶极矮秆=9∶6∶1。若用A、B表示显性基因,则下列相关推测错误的是(　 　)
A.亲本的基因型为aaBB和AAbb,F1的基因型为AaBb
B.F2矮秆的基因型有aaBB、AAbb、aaBb、Aabb,共4种
C.基因型是AABB的个体为高秆,基因型是aabb的个体为极矮秆
D.F2矮秆中纯合子所占比例为1/2,F2高秆中纯合子所占比例为1/16
√
解析:该小组让这2个矮秆突变体杂交得F1,F1自交得F2,发现F2中表型及其比例是高秆∶矮秆∶极矮秆=9∶6∶1,9∶6∶1为9∶3∶3∶1的变式,可推知玉米的株高由两对独立遗传的等位基因控制,且F1的基因型为AaBb。进一步分析可知,高秆植株的基因型为A　B　,矮秆植株的基因型为A　bb、aaB　,极矮秆植株的基因型为aabb。由题意知,两亲本均为矮秆突变体,可推出两亲本的基因型分别为aaBB、AAbb,F1的基因型为AaBb;F2中矮秆植株的基因型为aaBB、aaBb、AAbb、Aabb,共4种;F2矮秆中纯合子(aaBB、AAbb)所占的比例为1/3,F2高秆中纯合子(AABB)所占的比例为1/9。
6.某动物毛色受两对等位基因控制,棕色个体相互交配,子代总表现出棕色∶黑色∶灰色∶白色=4∶2∶2∶1。下列相关说法错误的是(　 　)
A.白色个体相互交配,后代都是白色
B.控制毛色的显性基因纯合可能会使受精卵无法存活
C.棕色个体有4种基因型
D.灰色个体相互交配,后代灰色个体占2/3
√
解析:子代表型比例是棕色∶黑色∶灰色∶白色=4∶2∶2∶1=
(2∶1)(2∶1),是9∶3∶3∶1的变式,说明两对等位基因遵循自由组合定律,且存在显性纯合致死现象,可能是受精卵致死,也可能是胚胎致死。若相关基因用A/a、B/b表示,白色个体基因型为aabb,相互交配,后代都是白色;棕色个体基因型为A　B　(AABB、AaBB、AABb、AaBb),由于显性纯合致死,因此棕色个体的基因型只有AaBb一种;灰色个体基因型为Aabb(或aaBb),相互交配后代基因型及比例为AAbb∶Aabb∶aabb=1∶2∶1(或aaBB∶aaBb∶aabb=1∶2∶1),其中AAbb(或aaBB)显性纯合致死,因此灰色个体占 2/3。
致死类问题解题技巧
第一步:从每对相对性状分离比角度分析,如:
6∶3∶2∶1 (2∶1)(3∶1) 一对显性基因具有纯合致死效应。
4∶2∶2∶1 (2∶1)(2∶1) 两对显性基因均具有纯合致死效应。
第二步:从F2每种性状的基因型种类及比例分析,如BB致死:
联系实际·迁移应用
3
[情境]
我国科学家团队在农作物育种方面做出了突出贡献。某二倍体农作物是雌雄同花植物,可自花传粉,也可异花传粉,花的位置和花的颜色遗传符合自由组合定律。研究者利用纯系品种顶生紫花与腋生蓝花进行了杂交实验,F1植株全部表现为腋生紫花,让F1植株自交,产生的F2植株中腋生紫花∶腋生蓝花∶顶生紫花∶顶生蓝花=39∶9∶13∶3。
探究:(1)由实验结果可推测该农作物花的颜色至少受几对等位基因控制 简述判断的依据。
提示:2对。只研究花色,亲本紫花和蓝花杂交,F1全部是紫花,F1自交,F2中紫花∶蓝花=13∶3,13∶3可看作是9∶3∶3∶1的变式,则花色至少由两对等位基因控制。
(2)在F2中顶生紫花植株中基因型有几种 其中杂合子有几种
提示:只研究花的位置,亲本顶生和腋生杂交,F1全部是腋生,F1自交,F2中腋生∶顶生=3∶1,则腋生是显性性状、顶生是隐性性状。假设花的位置由D/d基因控制,花色是由A/a、B/b基因控制,则F2中顶生紫花的基因型有
A　B　dd、A　bbdd(或aaB　dd)、aabbdd,其基因型共有7种,杂合子有4种。
课堂小结
1.孟德尔曾用山柳菊为材料进行遗传规律的研究,但结果并不理想。下列说法与其结果不理想无关的是(　 　)
A.山柳菊的相对性状难以观察和区分
B.山柳菊在自然情况下能够自花传粉也能异花传粉
C.人工异花传粉不易在山柳菊之间进行
D.无性生殖在山柳菊中时常发生
随堂检测
√
解析:孟德尔曾用山柳菊研究杂交实验,结果却并不理想,主要原因是山柳菊没有既容易区分又可以连续观察的相对性状;山柳菊有时进行有性生殖,有时进行无性生殖;山柳菊的花小,难以做人工杂交实验。
2.控制植物果实质量的三对等位基因A/a、B/b和C/c独立遗传,对果实质量的作用相等。已知基因型为aabbcc的果实重120克,基因型为AABBCC的果实重210克。现有果树甲和乙杂交,甲的基因型为AAbbcc,F1的果实重135～165克。则乙的基因型是(　 　)
A.aaBbCc B.AaBBcc
C.AaBbCc D.aaBBcc
√
解析:控制植物果实质量的三对等位基因对果实质量的作用相等, 基因型为aabbcc 的果实重120克,基因型为AABBCC 的果实重210克,则每个显性基因增重(210-120)÷6=15(克),又知三对等位基因独立遗传,所以三对等位基因的遗传遵循自由组合定律。果树甲和乙杂交,F1的果实重135～165克,F1显性基因的个数应是一个显性基因(135克)、两个显性基因(150克)、三个显性基因(165克),又已知甲的基因型为 AAbbcc ,产生的配子的基因型是 Abc ,有一个显性基因 A ,因此乙产生的配子按显性基因的个数分,应是0个显性基因、1个显性基因、2个显性基因三种。 aaBbCc 产生配子按显性基因的个数分为0个显性基因、1个显性基因、2个显性基因;AaBBcc 产生两种配子 aBc 和 ABc ,产生配子按显性基因的个数分为一个显性基因,两个显性基因;AaBbCc 产生配子按显性基因的个数分为0个显性基因、1个显性基因、2个显性基因、3个显性基因,共四种;aaBBcc 只产生1种配子是 aBc。
3.某种植物的果皮颜色有白色、绿色和黄色三种,分别由两对独立遗传的等位基因控制。如图是控制果皮不同色素合成的生理过程,则下列说法错误的是(　 　)
A.控制该果皮颜色的基因遗传符合基因的自由组合定律
B.黄果皮植株的基因型可能有2种
C.BbTt的个体自交,后代中白果皮∶黄果皮∶绿果皮=
9∶6∶1
D.控制果皮白色的基因型有6种
√
解析:由题干“某种植物的果皮颜色有白色、绿色和黄色三种,分别由两对独立遗传的等位基因控制”,可知控制该果皮颜色的基因遗传符合自由组合定律;由题意可知,黄果皮的基因型是bbT　,绿果皮的基因型是bbtt,白果皮的基因型是B　 　 　;BbTt的个体自交,后代中白果皮(B　 　 　)∶黄果皮(bbT　)∶绿果皮(bbtt)=
12∶3∶1;控制果皮白色的基因型有BBTT、BBTt、BBtt、BbTT、BbTt、Bbtt,共6种。
4.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,这两对等位基因按自由组合定律遗传。现有粒大油少和粒小油多的两纯合子杂交再自交,请回答下列问题。
(1)F2表型有　　　种,表型及比例为　
　。
4
粒大油少∶粒大
油多∶粒小油少∶粒小油多=9∶3∶3∶1
(2)若获得F2种子544粒,按理论计算,双显性纯种有　粒、双隐性纯种有　　粒、粒大油多的有　　　　粒。
解析:(2)F2中双显性纯合子占1/16,双隐性纯合子也占1/16,均为544×1/16=34(粒),粒大油多的基因型为
B　ss,占F2的3/16,故为544×3/16=102(粒)。
34
34
102　
(3)怎样才能培育出粒大油多,又能稳定遗传的新品种 补充下列步骤:
第一步:让　　　　 　　与　　 　　　　杂交产生　　　　　　。
第二步:让　 。
第三步:选出F2中　　　　　个体　　　　　,逐代淘汰粒小油多的个体,直到后代不再发生　　　　　　为止,即获得能稳定遗传的粒大油多的新品种。
粒大油少(BBSS)
粒小油多(bbss)
F1(BbSs)
F1(BbSs)自交产生F2
粒大油多
连续自交
性状分离
解析:(3)F2中粒大油多的籽粒有2种基因型BBss和Bbss,可采用连续自交法并逐代淘汰不符合要求的个体,保留粒大油多籽粒,直到后代不发生性状分离为止。

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