高考生物提分秘籍：专题15《孟德尔的豌豆杂交实验（一）》教学案（含答案）教案

1．孟德尔遗传实验的科学方法(Ⅱ)。

2．基因的分离定律(Ⅱ)。

热点题型一    基因分离定律的相关概念、研究方法及实质

例1、（全国Ⅲ卷，1）下列研究工作中由我国科学家完成的是（　　）

A．以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验

B．用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验

C．证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验

D．首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成

【答案】D

【变式探究】（年海南卷，20）遗传学上的平衡种群是指在理想状态下，基因频率和基因型频率都不再改变的大种群。某哺乳动物的平衡种群中，栗色毛和黑色毛由常染色体上的1对等位基因控制。下列叙述正确的是（　　）

A．多对黑色个体交配，每对的子代均为黑色，则说明黑色为显性

B．观察该种群，若新生的栗色个体多于黑色个体，则说明栗色为显性

C．若该种群栗色与黑色个体的数目相等，则说明显隐性基因频率不等

D．选择1对栗色个体交配，若子代全部表现为栗色，则说明栗色为隐性

【答案】C

【解析】多对黑色个体交配，每对的子代均为黑色，可能黑色为显性或隐性，A错。新生的栗色个体多于黑色个体，不能说明显隐性，B错。显隐性基因频率相等，则显性个体数量大于隐性个体数量，故若该种群栗色与黑色个体的数目相等，则说明隐性基因频率大于显性基因频率，C正确。1对栗色个体交配，若子代全部表现为栗色，栗色可能为显性也可能为隐性，D错。

【变式探究】对下列实例的判断中，正确的是 (　　)

A．纯合子中不含有等位基因

B．纯合子杂交产生的子一代所表现出的性状就是显性性状

C．当显性与隐性遗传因子在一起时，显性遗传因子对隐性遗传因子有转化作用

D．通过杂交可确定亲本的基因型

【答案】A

【提分秘籍】分离定律的实质、适用范围及条件

(1)实质：在杂合子形成配子时，成对的遗传因子随着同源染色体的分开而分离，分别进入两个不同的配子中，独立地随着配子遗传给后代。(如下图所示)

(2)适用范围及条件

①范围

a．真核生物有性生殖的细胞核遗传。

b．一对等位基因控制的一对相对性状的遗传。

②适用条件

a．子一代个体形成的配子数目相等且生活力相同。

b．雌雄配子结合的机会相等。

c．子二代不同基因型的个体存活率相同。

d．遗传因子间的显隐性关系为完全显性。

e．观察子代样本数目足够多。

【特别提醒】

(1)显性和隐性只有在完全显性中才有意义，不完全显性和共显性中无所谓显隐之分，但他们都符合基因的分离定律。

(2)非等位基因：有两种，一种是位于非同源染色体上的基因；还有一种是位于同源染色体上的非等位基因，前者遵循自由组合定律，后者不遵循，可随交叉互换而重组。

【举一反三】

孟德尔在探索遗传规律时，运用了“假说—演绎法”，下列相关叙述中不正确的是 (　　)

A．“一对相对性状的遗传实验和结果”属于假说的内容

B．“测交实验”是对推理过程及结果的检测

C．“生物性状是由遗传因子决定的”、“体细胞中遗传因子成对存在”、“配子中遗传因子成单存在”、“受精时雌雄配子随机结合”都属于假说内容

D．“F1(Dd)能产生数量相等的两种配子(D:d＝1:1)”属于推理内容

【答案】A

热点题型二    分离定律的解题规律和方法

例2、（江苏卷，6）一对相对性状的遗传实验中，会导致子二代不符合3∶1性状分离比的情况是（　　）

A．显性基因相对于隐性基因为完全显性

B．子一代产生的雌配子中2种类型配子数目相等，雄配子中也相等

C．子一代产生的雄配子中2种类型配子活力有差异，雌配子无差异

D．统计时子二代3种基因型个体的存活率相等

【答案】C

【变式探究】果蝇灰身(B)对黑身(b)为显性，现将纯种灰身黑蝇与黑身果蝇杂交，产生的F1代再自交产生F2代，将F2代中所有黑身果蝇除去，让灰身果蝇自由交配，产生F3代。问F3代中灰身与黑身果蝇的比例是 (　　)

A．3:1     B．5:1

C．8:1　　　 D．9:1

【答案】C

【解析】F2中的基因型为BB、 Bb、bb，当除去全部黑身后，所有灰身基因型应为BB、Bb，让这些灰身果蝇自由交配时，黑身果蝇出现的概率应为Bb×Bb×＝，故灰身应为，灰身与黑身之比为8:1。

【提分秘籍】

1.性状显隐性的判断  

(1)根据子代性状判断

①不同性状的亲本杂交→子代只出现一种性状→子代所出现的性状为显性性状。

②相同性状的亲本杂交→子代出现不同性状→子代所出现的新的性状为隐性性状。

(2)根据子代性状分离比判断

具一对相对性状的亲本杂交→F2性状分离比为3:1→分离比占3/4的性状为显性性状。

(3)遗传系谱图中的显隐性判断

若双亲正常，子代有患者，则为隐性遗传病；若双亲患病，子代有正常者，则为显性遗传病。

2．纯合子、杂合子的判断

(1)自交法：如果后代出现性状分离，则此个体为杂合子；若后代不出现性状分离，则此个体为纯合子。自交法通常用于植物。

(2)测交法：如果后代既有显性性状出现，又有隐性性状出现，则被鉴定的个体为杂合子；若后代只出现显性性状，则被鉴定的个体为纯合子。测交法通常用于动物。

(3)花粉鉴定培养法：用花粉离体培养形成单倍体植株，再用秋水仙素处理以获得纯合的植株，然后根据植株性状进行确定。非糯性与糯性水稻的花粉遇碘呈现不同颜色，根据颜色反应即可判断被检验个体是纯合子还是杂合子。

【举一反三】

用基因型为Aa的小麦分别进行连续自交、随机交配、连续自交并逐代淘汰隐性个体、随机交配并逐代淘汰隐性个体，根据各代Aa基因型频率绘制曲线如图。下列分析错误的是 (　　)

A．曲线Ⅱ的F3中Aa基因型频率为0.4

B．曲线Ⅲ的F2中Aa基因型频率为0.4

C．曲线Ⅳ的Fn中纯合体的比例比上一代增加(1/2)n＋1

D．曲线Ⅰ和Ⅳ的各子代间A和a的基因频率始终相等

【答案】C

【解析】通过分析题图，这四种方案对应的曲线依次是：Ⅳ、Ⅰ、Ⅲ、Ⅱ。连续自交和随机交配这两者都不存在选择，所以不会发生进化，A和a的基因频率都不会改变，D项正确。连续自交和随机交配的F1代的Aa的基因频率都是1/2，所以Ⅰ和Ⅳ符合，但是连续自交的结果是纯合子所占的比例越来越大，杂合子所占的比例越来越小，所以Ⅰ是随机交配的结果，Ⅳ是自交的结果。曲线Ⅱ和Ⅲ在F1代杂合子Aa所占的比例相同，这是由于自交和随机交配的结果是一样的，都是Aa交配的结果后代(1/4AA＋1/2Aa＋1/4aa)，淘汰掉aa则Aa的比例都是2/3，也就是(1/3AA＋2/3Aa)，如果自交则其后代是1/3AA＋2/3Aa(1/4AA＋1/2Aa＋1/4aa)，淘汰掉aa以后，得到的后代F2是3/5AA＋2/5Aa，Aa所占的比例是0.4。如果随机交配，根据遗传平衡定律(2/3A＋1/3a)2，后代是(4/9AA＋4/9Aa＋1/9aa)，淘汰掉aa，则F2是1/2AA＋2/2Aa，所以从这里可以看出曲线Ⅱ是随机交配并淘汰aa的曲线，曲线Ⅲ是自交并淘汰aa的曲线，A项正确。曲线II是随机交配并淘汰aa的曲线，F3随机交配以后(3/4A＋1/4a)2，则(9/16AA＋6/16Aa＋1/16aa)，淘汰掉aa以后，3/5AA＋2/5Aa，所以B项正确。曲线Ⅳ是自交的结果在Fn代纯合子的比例是1－(1/2)n，则比上一代Fn－1增加的数值是1－(1/2)n－[1－(1/2)n－1]＝(1/2)n，C项不正确。

热点题型三     分离定律遗传特例

例3．某种植物的花色受一组复等位基因的控制，纯合子和杂合子的表现型如下表。若WPWS与WSw杂交，子代表现型的种类及比例分别是 (　　)

A.3种，2:1:1　　 B．4种，1:1:1:1

C．2种，1:1     D．2种，3:1

【答案】C

【提分秘籍】某些致死基因导致异常遗传分离比问题

(1)隐性致死：隐性基因同时存在于同一对同源染色体上时，对个体有致死作用，如镰刀型细胞贫血症，红细胞异常，使人死亡；植物中白化基因(bb)，使植物不能形成叶绿素，从而不能进行光合作用而死亡。

(2)显性致死：显性基因具有致死作用，如人的神经胶症基因(皮肤畸形生长，智力严重缺陷，出现多发性肿瘤等症状)，又分为显性纯合致死和显性杂合致死。

(3)配子致死：致死基因在配子时期发生作用，从而不能形成有生活力的配子的现象。

(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个体早夭的现象。

【举一反三】

人类秃发遗传是由位于常染色体上的一对等位基因b＋和b控制，b＋b＋表现正常，bb表现秃发，杂合子b＋b在男性中表现秃发，而在女性中表现正常；一对夫妇丈夫秃发妻子正常，生育一秃发儿子和一正常女儿。下列表述正确的是 (　　)

A．人类秃发遗传与性别相关联，属于伴性遗传

B．秃发儿子和正常女儿的基因型分别是bb和b＋b

C．若秃发儿子和正常女儿基因型相同，父母一定是纯合子

D．这对夫妇再生一女儿是秃发的概率是0或25%或50%

【答案】D

【解析】由题干可知这一对夫妇的基因组合有多种可能，分析如下：①bb(秃发)×♀b＋b＋(正常)→b＋b(男为秃发，女为正常)；②b＋b(秃发)×♀b＋b＋(正常)→b＋b＋(男女都正常)：b＋b(男为秃发，女为正常)＝1:1；③b＋b(秃发)×♀b＋b(正常)→b＋b＋(男女都正常)：b＋b(男为秃发，女为正常)：bb(男女都为秃发)＝1:2:1；④bb(秃发)×♀b＋b(正常)→b＋b(男为秃发，女为正常)：bb(男女都为秃发)＝1:1。所以这对夫妇再生一女儿秃发的概率为0或25%或50%。

1．（江苏卷，6）一对相对性状的遗传实验中，会导致子二代不符合3∶1性状分离比的情况是（　　）

A．显性基因相对于隐性基因为完全显性

B．子一代产生的雌配子中2种类型配子数目相等，雄配子中也相等

C．子一代产生的雄配子中2种类型配子活力有差异，雌配子无差异

D．统计时子二代3种基因型个体的存活率相等

【答案】C

2．（全国Ⅲ卷，1）下列研究工作中由我国科学家完成的是（　　）

A．以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验

B．用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验

C．证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验

D．首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成

【答案】D

【解析】以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验是奥地利科学家孟德尔完成的，A错误；用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验是美国科学家卡尔文完成的，B错误；证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验是美国科学家艾弗里完成的，C错误；首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成是我国科学家在1965年完成的，D正确。

1．（年海南卷，20）遗传学上的平衡种群是指在理想状态下，基因频率和基因型频率都不再改变的大种群。某哺乳动物的平衡种群中，栗色毛和黑色毛由常染色体上的1对等位基因控制。下列叙述正确的是（　　）

A．多对黑色个体交配，每对的子代均为黑色，则说明黑色为显性

B．观察该种群，若新生的栗色个体多于黑色个体，则说明栗色为显性

C．若该种群栗色与黑色个体的数目相等，则说明显隐性基因频率不等

D．选择1对栗色个体交配，若子代全部表现为栗色，则说明栗色为隐性

【答案】C

1.（上海卷.21）表2显示某家庭各成员间的凝血现象（-表示无凝血，+表示凝血），其中妻子是A型血，则女儿的血型和基因型分别为

A.A型；IAi  B.B型；IBi  C.AB型；IAIB D.O型; ii

【答案】B

【解析】妻子是A型血，其血清可以使丈夫和女儿的红细胞发生凝集，说明丈夫和女儿的血型为B型或AB型，根据题意可知丈夫和女儿的血型均为B型，丈夫、妻子、女儿、儿子的基因型分别为IBi、IAi、IBi、ii。

（2005年上海卷.26）早金莲由三对等位基因控制花的长度，这三对基因分别位于三对同源染色体上，作用相等且具叠加性。已知每个显性基因控制花长为5mm，每个隐性基因控制花长为2mm。花长为24mm的同种基因型个体相互授粉，后代出现性状分离，其中与亲本具有同等花长的个体所占比例是（   ）

A．1/16     B．2/16     C．5/16     D．6/16

【答案】D

（2005年北京卷.30）（17分）野生型果蝇的腹部和胸部都有短刚毛，而一只突变果蝇S的腹部却生出长刚毛，研究者对果蝇S的突变进行了系列研究。用这两种果蝇进行杂交实验的结果见图。

（1）根据实验结果分析，果蝇腹部的短刚毛和长刚毛是一对          性状，其中长刚毛是      性性状。图中①、②基因型（相关基因用A和a表示）依次为       。

（2）实验2结果显示：与野生型不同的表现型有       种。③基因型为        ，在实验2后代中该基因型的比例是        。

（3）根据果蝇③和果蝇S基因型的差异，解释导致前者胸部无刚毛、后者胸部有刚毛的原因：     

                                     。

（4）检测发现突变基因转录的mRNA相对分子质量比野生型的小，推测相关基因发生的变化为          。

（5）实验2中出现的胸部无刚毛的性状不是由F1新发生突变的基因控制的。作出这一判断的理由是：虽然胸部无刚毛是一个新出现的性状，但               ，说明控制这个性状的基因不是一个新突变的基因。

【答案】（1）相对     显    Aa    aa     （2）两    AA    1/4     （3）两个A基因抑制胸部长出刚毛，只有一个A基因时无此效应     （4）核苷酸数量减少缺失    （5）新的突变基因经过个体繁殖后传递到下一代中不可能出现比例25％的该基因纯合子。

【解析】（1）由实验2两个长刚毛个体的后代中出现了短刚毛个体，可以判断长刚毛和短刚毛是一对相对性状，其中短刚毛为隐性性状，则长刚毛为显性性状；则实验1为类似测交实验，两亲本的基因型分别为：Aa和aa。 （2）在实验2的后代中共有三种表现性，其中腹部有长刚毛和腹部有长刚毛且胸部无刚毛两种与野生型的表现性不同，根据后代性状分离比可以判断出③个体腹部有长刚毛且胸部无刚毛的基因型为AA。 （3）由实验1、2的综合分析可以得到：AA个体为腹部有长刚毛且胸部无刚毛，Aa个体为腹部有长刚毛，可以得到腹部有长刚毛与A基因有关，但当有两个A基因时，则又会导致胸部无刚毛  （4）根据突变基因转录出来的mRNA相对分子质量比野生型小，由此可以判断突变基因的相对分子长度也应缩短，所以其基因应发生了碱基对的缺失现象   （5）由于实验2中后代性状分离比和基因型比例相同，所以，如果胸部无刚毛是新的基因突变，则其后代中的新性状胸部无刚毛的个体不可能是占后代比例1/4的纯合子。

（2005年上海卷.综合题六）分析有关猫毛色遗传的资料，回答问题。（12分）

猫的毛皮有的呈纯色（如白色、黄色、黑色等），有的呈色斑，两者合称为毛色性状，其控制基因遵循孟德尔遗传规律，决定毛色的一组复等位基因及其拉制性状如图24。

（1）将不同毛色的猫进行杂交，实验结果如表2（不考虑基因突变和交换）。据表2分析，控制毛色这一组复等位基因的显性顺序是_______________。

猫的毛色性状由毛色基因W和色素淡化基因C共同决定，两者相互不连锁，色素淡化基因C包括C＋（原有毛色）、Cb（奶白色）、Cs（纯白色）、c（白化）。其中，Cb 和Cs对C＋呈隐性，对c呈显性，且基因C对基因W有抑制作用（C＋除外）。

（2）基因型分别为Cbc和Csc的两只猫交配，F1出现四种颜色不同的猫，其中与亲本表现型不同的两种颜色的猫交配，它们生育的F2的表现型及比例是__________________。

（3）考虑基因W与基因C的共同作用，若一只黑尾白猫没有白化基因且两对基因都杂合，则此猫的基因型是______________。

（4）基因型分别为WlW＋C+Cs与WTW＋Csc的两只猫交配，生育出白色小猫的可能性是_________.

【答案】（1）WT、Wh、WI、W+

（2）奶白色：纯白色=1：1

（3）WhWIC+Cb   WhW+C+Cb    WhWIC+CS    WhW+C+CS

（4）3/4

（3）根据题意，该黑尾白猫没有白化基因且两对基因都杂合，则该白猫的基因型一定为Wh_C+_，根据题意和前面分析的基因的显隐性关系，可以推知可能的基因型有WhWIC+Cb、WhW+C+Cb、WhWIC+CS、WhW+C+CS四种情况。

（4）WlW＋C+Cs与WTW＋Csc交配，生育出的白色小猫的基因型为WT_ C+_，有四种情况：WhWIC+Cb、WhW+C+Cb、WhWIC+CS、WhW+C+CS。

1．（2014·新课标全国卷Ⅰ）下图为某种单基因常染色体隐性遗传病的系谱图(深色代表的个体是该遗传病患者，其余为表现型正常个体)。近亲结婚时该遗传病发病率较高，假定图中第Ⅳ代的两个个体婚配生出一个患该遗传病子代的概率是1/48，那么，得出此概率值需要的限定条件是(　　)

A．Ⅰ2和Ⅰ4必须是纯合子

B．Ⅱ1、Ⅲ1和Ⅲ4必须是纯合子

C．Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅲ2和Ⅲ3必须是杂合子

D．Ⅱ4、Ⅱ5、Ⅳ1和Ⅳ2必须是杂合子

【答案】B　

【解析】该遗传病为常染色体隐性遗传病，无论 Ⅰ2 和 Ⅰ4 是否纯合，Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅱ4、Ⅱ5 的基因型均为 Aa，A项错误。若 Ⅱ1、Ⅲ1 纯合，则Ⅲ2 为 1/2Aa、Ⅳ1 为 1/4Aa；Ⅲ3 为 2/3Aa，若Ⅲ4 纯合，则Ⅳ2 为 2/3×1/2＝1/3Aa；故Ⅳ的两个个体婚配，子代患病的概率是 1/4×1/3×1/4＝1/48，与题意相符， B 项正确。若Ⅲ2 和Ⅲ3 一定是杂合子，当Ⅲ1 和Ⅲ4同时为AA 时，第Ⅳ代的两个个体婚配生出一个患该遗传病子代的概率是1/2×1/2×1/4＝1/16；当Ⅲ1 和Ⅲ4同时为Aa时，第Ⅳ代的两个个体婚配生出一个患该遗传病子代的概率是2/3×2/3×1/4＝1/9；当Ⅲ1 和Ⅲ4一个是 AA、另一个是 Aa时，第Ⅳ代的两个个体婚配生出一个患该遗传病子代的概率是2×(1/2×2/3×1/4)＝1/6，后代患病概率都不是1/48，C 项错误。第Ⅳ代的两个个体婚配，子代患病概率与Ⅱ5 的基因型无关；若第Ⅳ代的两个个体都是杂合子，则子代患病的概率是 1/4，与题干不符，D 项错误。

2．（2014·安徽卷）鸟类的性别决定为ZW型。某种鸟类的眼色受两对独立遗传的基团(A、a和B、b)控制。甲、乙是两个纯合品种，均为红色眼。根据下列杂交结果，推测杂交1的亲本基因型是(　　)

A．甲为AAbb，乙为aaBB 

B．甲为aaZBZB，乙为AAZbW

C．甲为AAZbZb，乙为aaZBW 

D．甲为AAZbW，乙为aaZBZB

【答案】B　

3．（2014·江苏卷）下列叙述与生物学史实相符的是(　　)

A．孟德尔用山柳菊为实验材料，验证了基因的分离及自由组合定律

B．范·海尔蒙特基于柳枝扦插实验，认为植物生长的养料来自土壤、水和空气

C．富兰克林和威尔金斯对DNA双螺旋结构模型的建立也做出了巨大的贡献

D．赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，证明了DNA的半保留复制

【答案】C　

【解析】孟德尔用豌豆进行杂交实验后得出基因的分离及自由组合定律，A项错误。海尔蒙特研究柳树的生长时发现植物生长的养料来自土壤及水，他并没有发现空气参与植物生长，B项错误。沃森和克里克用构建物理模型的方法推算出了DNA分子的双螺旋结构，威尔金斯和富兰克林为他们提供了DNA晶体的X射线衍射图谱，C项正确。赫尔希和蔡斯的实验证明了DNA是遗传物质而非证明DNA的半保留复制，D项错误。

4．（2014·海南卷）某动物种群中，AA、Aa和aa基因型的个体依次占25%、50%和25%。若该种群中的aa个体没有繁殖能力，其他个体间可以随机交配，理论上，下一代中AA∶Aa∶aa基因型个体的数量比为(　　)

A．3∶3∶1　　　　　  　B．4∶4∶1

C．1∶2∶0              D．1∶2∶1

【答案】B　

5．（2014·海南卷）某二倍体植物中，抗病和感病这对相对性状由一对等位基因控制。要确定这对性状的显隐性关系，应该选用的杂交组合是(　　)

A．抗病株×感病株

B．抗病纯合体×感病纯合体

C．抗病株×抗病株，或感病株×感病株

D．抗病纯合体×抗病纯合体，或感病纯合体×感病纯合体

【答案】B　

【解析】依显性性状和隐性性状的概念，具有一对相对性状的纯合亲本杂交，子一代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，A项中若某一性状为显性杂合子而另一性状为隐性个体(或显性纯合子)则不能判断出显隐性，A项错误。抗病纯合体×感病纯合体，该组合中均为纯合子，其后代必为杂合子，且表现为亲本之一的性状，则该性状为显性，B项正确。C项中的可能性与A项相同，如感病株×感病株均为纯合子，其后代表现型与亲本相同，C、D项错误。