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第1章 遗传因子的发现
第2节　孟德尔豌豆杂交实验（二）
第1课时　两对相对性状的杂交实验和对自由组合现象的解释
课时目标 1．基于对孟德尔两对相对性状的杂交实验的分析，理解自由组合现象。(生命观念)
2．学习科学家发现问题的研究方法，用文字或图示解释遗传现象。(科学思维)
3．采用假说—演绎法，推理孟德尔两对相对性状的杂交实验过程。(科学思维)
一、两对相对性状的杂交实验
实验过程
实验分析 ①两亲本无论正交或反交，F1均为 ，说明 对
是显性， 对 是显性
②F2中除了出现亲本的性状组合外，还出现的两种新性状组合是 和
③每一对相对性状的遗传都遵循 定律
黄色圆粒
黄色
绿色
圆粒
皱粒
黄色皱粒
绿色圆粒
分离
二、对自由组合现象的解释
1．理论解释
(1)两对相对性状分别由 控制。
(2)F1在产生配子时， 彼此分离， 可以自由组合。
(3)F1产生的雌配子和雄配子各有 种，它们之间的数量比为 。
(4)受精时，雌雄配子的结合是 的。
两对遗传因子
每对遗传因子
不同对的遗传因子
4
1∶1∶1∶1
随机
2．遗传图解
(1)过程图解
YYRR
YyRR
YYRr
YyRr
YYrr
Yyrr
yyRR
yyRr
yyrr
◆名师点睛
1．豌豆粒色≠豌豆种皮颜色
豌豆的粒色(黄色和绿色)是指子叶的颜色，子叶是由受精卵发育而来的，而种皮是母本的一部分。
2．随机结合≠自由组合
(1)雌雄配子的随机结合发生在受精阶段。
(2)自由组合发生在配子产生过程中。
3．重组类型的含义
重组类型是指F2中与亲本(不是F1)的性状表现类型不同的个体，而不是与亲本的遗传因子组成不同的个体。
◆基础速判(对的画“√”，错的画“×”)
√
×
√
×
×
◆思维启迪
1．若孟德尔从F2中收获了绿色皱粒豌豆3 000粒，按理论计算，同时收获的黄色圆粒豌豆有多少粒？纯合的黄色圆粒豌豆有多少粒？
提示：27 000粒；3 000粒。
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：黄色皱粒(YYrr)和绿色圆粒(yyRR)。
任务一 两对相对性状的杂交实验
下图是孟德尔利用豌豆进行的两对相对性状的杂交实验示意图。
[问题探究]
1．由P→F1可推断黄色和圆粒为显性性状，绿色和皱粒为隐性性状，若只根据F1→F2能否判断性状的显隐性？
答案：能。分别从子叶颜色和种子形状上看，F2中均出现不同于F1的性状，即绿色和皱粒，因此F1自交时出现了性状分离，由此可判断F1的性状(黄色和圆粒)为显性性状，F2中新出现的性状(绿色和皱粒)为隐性性状。
2．F2中新的性状组合(即重组类型)有哪些？所占比例是多少？
答案：F2中重组类型有2种，即黄色皱粒和绿色圆粒，所占比例均为3/16，所以重组类型所占比例为3/8。
3．实验中若选用纯种黄色皱粒和绿色圆粒豌豆作亲本，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？
答案：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，所占比例分别为9/16和1/16，此时重组类型所占比例为5/8。
1．单独分析一对相对性状的杂交实验结果
由上述分析可知，只看一对相对性状，F2中的性状分离比均为3∶1，每对相对性状的遗传均遵循分离定律，控制种子形状的遗传因子的遗传与控制子叶颜色的遗传因子的遗传互不干扰。
2．两对相对性状的杂交实验的结果分析
F2共有16种组合、9种遗传因子组成、4种性状表现类型。
(1)F2遗传因子组成的分析
(2)F2性状表现类型的分析
(3)性状表现类型与遗传因子组成的联系
3．重组类型的确定及概率计算
(1)纯合亲本的杂交组合有两种类型：一种是双显(AABB)和双隐(aabb)，另一种是一显一隐(AAbb)和一隐一显(aaBB)。这两种情况下，F2中的重组类型及所占比例是不同的。
(2)概率计算要确定范围。若求重组类型个体中的纯合子所占比例，范围应为重组类型个体，而不是全部F2个体，不能忽略求解范围。
F2出现9∶3∶3∶1的条件
(1)所研究的每一对相对性状只受一对遗传因子控制，且遗传因子要完全显性。
(2)F1能产生1∶1∶1∶1的配子。
(3)不同类型的雌雄配子都能发育良好，且受精的机会均等。
(4)所有后代都应处于比较一致的环境中，且存活率相同。
(5)实验的群体要足够大，个体数量要足够多。
B
解析：
亲本纯种的黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆的遗传因子组成分别是YYRR和yyrr，两者杂交产生的F1即甲的遗传因子组成是YyRr，性状表现为黄色圆粒。F1(YyRr)自交所得F2的性状表现及性状分离比为黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒＝9∶3∶3∶1。可见，乙的性状表现为黄色皱粒，图中丙为“9∶3∶3∶1”，A错误、B正确；图中F2黄色圆粒豌豆的遗传因子组成及比例为YYRR∶YyRR∶YYRr∶YyRr＝
解析：
1∶2∶2∶4，其中纯合子占1/9，C错误；图中甲的遗传因子组成是YyRr，绿色皱粒豌豆的遗传因子组成是yyrr，甲与绿色皱粒豌豆杂交，子代出现4种遗传因子组成，它们分别是YyRr、Yyrr、yyRr和yyrr，D错误。
雄配子
RY Ry rY ry
雌配子 RY 1 3 RrYY RrYy
Ry RRYy RRyy 4 Rryy
rY 2 RrYy rrYY rrYy
ry RrYy Rryy rrYy rryy
D
解析：
表格中1的遗传因子组成为RRYY，2的遗传因子组成为RrYY，3的遗传因子组成为RRYy，4的遗传因子组成为RrYy，出现的概率分别为1/16、1/8、1/8、1/4，大小顺序为4>3＝2>1，D错误。
D
解析：
由题可知，亲本黄色圆粒(Y_R_)豌豆和绿色圆粒(yyR_)豌豆杂交，子代圆粒∶皱粒＝3∶1，故亲本的相关遗传因子组成都为Rr，子代黄色∶绿色＝1∶1，故亲本的相关遗传因子组成为Yy×yy，因此亲本的遗传因子组成为YyRr×yyRr，A错误；亲本的遗传因子组成为YyRr×yyRr，Yy×yy的后代中有Yy和yy两种遗传因子组成，Rr×Rr的后代中有RR、Rr、rr三种遗传因子组成，所以子代的遗传因子组成种类是2×3＝6种，与亲本遗传因子组成相同的概率为1/2×1/2＋1/2×1/2＝1/2，与亲本遗
解析：
传因子组成不同的比例是1－1/2＝1/2，B错误；亲本的遗传因子组成为YyRr×yyRr，子代的遗传因子组成及比例为YyRR∶YyRr∶Yyrr∶yyRR∶yyRr∶yyrr＝1∶2∶1∶1∶2∶1，纯合子自交能稳定遗传，杂合子自交不能稳定遗传，故不能稳定遗传(YyRR、YyRr、Yyrr、yyRr)的比例是6/8＝3/4，C错误；子代植株中存在杂合子和纯合子，杂合子连续自交能提高纯合子的比例，杂合子的比例逐代降低，D正确。
任务二 运用加法定理和乘法定理计算概率
概率是指某一事件(A)发生可能性的大小，一般用百分数或分数表示，常用P(A)表示。
(1)乘法定理：P＝P(A)×P(B)
即两个独立事件A和B，事件A和B同时出现的概率等于它们各自出现的概率之积。
(2)加法定理：P＝P(A)＋P(B)
即对于两个互斥事件A和B，出现事件A或B的概率等于它们各自出现的概率之和。
[问题探究]
1．一株高茎黄色圆粒豌豆的遗传因子组成为(DdYyRr)，该豌豆产生的配子有多少种？产生DYR配子的概率是多少？
答案：8种，1/8。
2．某同学选择纯合的高茎黄色圆粒豌豆与矮茎绿色皱粒豌豆杂交，得到F1后再与矮茎绿色皱粒豌豆杂交，产生的子代中出现几种遗传因子组成？出现高茎绿色圆粒豌豆的概率是多少？
答案：8种，1/8。
1．某个体产生配子情况分析
(1)配子的种类数
如AaBb产生的配子种类数：2(A、a)×2(B、b)＝4种。
(2)配子的概率
如AaBb产生AB配子的概率：1/2(A)×1/2(B)＝1/4。
2．子代遗传因子组成、性状表现及概率问题
(1)子代遗传因子组成及概率问题
①AaBb与AaBB杂交，求子代遗传因子组成的种类：
Aa×Aa→后代有3种遗传因子组成(1AA∶2Aa∶1aa)；
Bb×BB→后代有2种遗传因子组成(1BB∶1Bb)；
所以，后代中有3×2＝6种遗传因子组成。
②AaBb与AaBB杂交，后代中AaBB出现的概率：1/2(Aa)×1/2(BB)＝1/4。
(2)子代性状表现及概率问题
①AaBb与Aabb杂交，求子代性状表现的种类：
Aa×Aa→后代有2种性状表现(3A_∶1aa)；
Bb×bb→后代有2种性状表现(1Bb∶1bb)；
所以，后代中有2×2＝4种性状表现。
②AaBb与Aabb杂交，后代中A_bb出现的概率：3/4(A_)×1/2(bb)＝3/8。
概率计算中的两个易错点
(1)计算子代杂合子概率时不能直接使用乘法定理，应该先计算纯合子概率，然后用1－纯合子概率。
(2)计算子代遗传因子组成或性状表现不同于亲本的概率时不能直接使用乘法定理，应该先计算子代与亲本遗传因子组成或性状表现相同的概率，然后用1－与亲本遗传因子组成或性状表现相同的概率。
D
[答题指导]
解析：
由题意可知，香味性状对应遗传因子组成为aa，一旦出现即能稳定遗传，A正确；由子代抗病∶感病＝1∶1可推知，亲代对应遗传因子组成为bb和Bb，由子代无香味∶有香味＝3∶1可推知，亲代对应遗传因子组成为Aa和Aa，所以两亲本的遗传因子组成分别是Aabb、AaBb，B正确；两亲本(Aabb、AaBb)杂交的子代中有香味抗病植株的遗传因子组成为aaBb，为杂合子，不能稳定遗传，C正确；两亲本(Aabb、AaBb)杂交的子代中有香味感病植株(aabb)所占比例为1/4×1/2＝1/8，D错误。
C
解析：
F1(AaBbCc)产生的雄配子共有2×2×2＝8种，A错误；F2的性状表现有2×2×2＝8种，遗传因子组成有3×3×3＝27种，B错误；F2中AabbCc的个体占1/2×1/4×1/2＝1/16，C正确；F2中亲本类型的个体占3/4×1/4×3/4＋1/4×3/4×1/4＝12/64，F2中重组类型的个体占1－12/64＝52/64，D错误。
答案：(1)5/8
(2)9/16　3/16　1/3
(3)200
解析：
(1)重组类型为高茎红果(T_R_)和矮茎黄果(ttrr)，占F2的比例为9/16＋1/16＝5/8。(2)亲本杂交获得的F1遗传因子组成为TtRr，F1自交，F2中高茎红果番茄(T_R_)占9/16，矮茎红果番茄(ttR_)占3/16，高茎黄果(T_rr)占3/16，高茎黄果中纯合子占(1/16)÷(3/16)＝1/3。(3)F2中黄果占1/4，故黄果番茄的个数约为800×1/4＝200个。
生物性状与遗传因子对数的探究——科学探究
某同学选取小麦的毛颖与光颖、有芒与无芒、抗锈病与感锈病三对相对性状进行相关实验研究，先让纯合的毛颖有芒感锈病植株与光颖无芒抗锈病植株进行杂交，F1仅有一种性状表现。将F1的麦穗(种子)播种后，获得的F2共有N株小麦。该同学随机选取F2中的部分植株进行性状统计，每种性状的植株平均值如下表所示。
植株性状 毛颖
有芒 毛颖
无芒 光颖
有芒 光颖
无芒 抗锈病 感锈病
数量/株 25 76 8 24 100 33
设计1：考查基本概念的识记
(1)相对性状是指____________________________________________。
设计2：考查长句表达能力与科学思维
(2)实验结果初步表明上述三对相对性状分别受一对遗传因子的控制，理由是________________________________________________________
______________________________________________________________
____________________________________________________________。
若三对相对性状独立遗传，F2的N株小麦中，性状表现与F1相同的植株约有________株；F2中毛颖无芒抗锈病植株中能稳定遗传的植株约有________株。
设计3：考查问题解决能力与科学探究
(3)拟选用毛颖无芒和抗锈病两种植株，进一步统计分析出三对相对性状是独立遗传的。请简要写出统计思路和预期结果：_______________
_____________________________________________________________
__________________________________________________________。
答案：(1)一种生物的同一种性状的不同表现类型
(2)F1仅有一种性状表现，但F2中毛颖与光颖、无芒与有芒、抗锈病与感锈病的性状分离比均约为3∶1　27N/64　N/27
(3)在毛颖无芒植株中统计抗锈病和感锈病植株的比例，预期结果为抗锈病∶感锈病＝3∶1(或在抗锈病植株中统计毛颖无芒、毛颖有芒、光颖无芒、光颖有芒植株的比例，预期结果为毛颖无芒∶毛颖有芒∶光颖无芒∶光颖有芒＝9∶3∶3∶1)
解析：
(1)相对性状的定义为一种生物的同一种性状的不同表现类型。(2)纯合的毛颖有芒感锈病植株与光颖无芒抗锈病植株进行杂交，F1仅有一种性状表现。将F1的麦穗(种子)播种后，获得的F2共有N株小麦，其中毛颖∶光颖＝(25＋76)∶(8＋24)≈3∶1、无芒∶有芒＝(76＋24)∶(25＋8)≈3∶1、抗锈病∶感锈病＝100∶33≈3∶1，由此表明上述三对相对性状分别受一对遗传因子的控制。若三对相对性状独立遗传，毛颖与光颖、无芒与有芒、抗锈病与感锈病分别由A和a、B和b、C和c控制。F1的遗
解析：
传因子组成是AaBbCc(毛颖无芒抗锈病)，F2的N株小麦中，性状表现与F1相同的植株(A_B_C_)占的比例为3/4×3/4×3/4＝27/64，即约有27N/64株；F2中毛颖无芒抗锈病植株(A_B_C_)中能稳定遗传的植株即纯合子AABBCC占F2中比例为1/4×1/4×1/4＝1/64，F2中共有N株小麦，因此F2中毛颖无芒抗锈病植株中能稳定遗传的植株约N/27株。(3)若三对相对性状独立遗传，毛颖与光颖、无芒与有芒、抗锈病与感锈病分别由A和a、B和b、C和c控制。则F1的遗传因子组成为AaBbCc，F2中毛
解析：
颖无芒∶毛颖有芒∶光颖无芒∶光颖有芒的比例应该是9∶3∶3∶1，且毛颖无芒植株中抗锈病∶感锈病＝3∶1。因此要分析出三对相对性状是独立遗传的，统计思路和预期结果如下：在毛颖无芒植株中统计抗锈病和感锈病植株的比例，预期结果为抗锈病∶感锈病＝3∶1(或在抗锈病植株中统计毛颖无芒、毛颖有芒、光颖无芒、光颖有芒植株的比例，预期结果为毛颖无芒∶毛颖有芒∶光颖无芒∶光颖有芒＝9∶3∶3∶1)。
D
解析：
遗传因子组成为AaBb的玉米在产生配子的时候，成对的遗传因子彼此分离，即A与a分开，B与b分开，分别进入不同的配子中，故不可能产生Bb的配子。
B
解析：
AaDd为白色盘状，aaDd为黄色盘状，两者性状表现不一样，A错误；AaDd和AADD都为白色盘状，B正确；AAdd为白色球状，AaDd为白色盘状，两者性状表现不一样，C错误；AAdd为白色球状，AADd为白色盘状，两者性状表现不一样，D错误。
D
解析：
假设控制叶形的遗传因子用A/a表示，控制种子颜色的遗传因子用B/b表示，则亲本的遗传因子组成为AAbb和aaBB，则F1为AaBb，F2共有9种遗传因子组合、4种性状表现，A正确；F2中两对性状分开分析，每一对都符合分离定律，所以普通叶与枫形叶之比为3∶1，黑色种子与白色种子之比为3∶1，B正确；F2中与亲本性状表现相同的个体为A_bb和aaB_，大约占3/16＋3/16＝3/8，C正确；F2中普通叶白色种子的个体由纯合和杂合2种遗传因子组成，即AAbb和Aabb，D错误。
D
解析：
图中子代性状的统计结果显示，黄色圆粒和绿色圆粒进行杂交的后代F1中，圆粒∶皱粒＝3∶1，说明亲本的遗传因子组成为Rr和Rr；黄色∶绿色＝1∶1，说明亲本的遗传因子组成为Yy和yy。综合分析可知，亲本的遗传因子组成为YyRr和yyRr，因此F1中黄色圆粒豌豆的遗传因子组成为YyRR或YyRr，A、B错误；F1中，性状表现不同于亲本的有黄色皱粒和绿色皱粒，C错误；亲本的遗传因子组成为YyRr、yyRr，二者杂交产生的后代F1中纯合子的比例是1/2×1/2＝1/4，D正确。
5．“遗传学之父”孟德尔通过豌豆杂交实验发现了分离定律和自由组合定律。请结合豌豆杂交实验过程，分析回答下列问题：
(1)孟德尔对图中实验现象的解释是F1在产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子可以____________。
(2)受精时，F1产生的各种雌雄配子的结合是随机的，共有结合方式________种，F2中纯合子的比例是________；F2中黄圆豌豆所占比例为________；F2中重组类型所占比例为________。
(3)假设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，则F2中黄圆性状四种遗传因子组成YYRR∶YYRr∶YyRR∶YyRr的比例为__________________________
__________________________________________。
答案：(1)自由组合
(2)16　1/4　9/16　3/8
(3)1∶2∶2∶4
解析：
(1)孟德尔对豌豆杂交实验的自由组合现象的解释是F1在产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子可以自由组合。(2)按照孟德尔提出的假说解释，受精时，雌雄配子的结合是随机的。F1中雌雄配子的结合方式有16种；F2中遗传因子的组合形式有9种(YYRR、YYRr、YyRR、YyRr、YYrr、Yyrr、yyRR、yyRr、yyrr)，其中纯合子占1/4；F2中性状表现有4种(黄圆、黄皱、绿圆、绿皱)，它们之间的数量比是
解析：
9∶3∶3∶1，其中黄圆豌豆所占的比例是9/16；F2中重组类型即性状表现与亲本不相同的个体所占比例为6/16＝3/8。(3)F2黄圆性状四种遗传因子组成中，YYRR的概率为1/4×1/4＝1/16，YYRr的概率为1/4×1/2＝1/8，YyRR的概率为1/2×1/4＝1/8，YyRr的概率为1/2×1/2＝1/4，因此比例为1∶2∶2∶4。

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