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高中生物浙科版 (2019)必修2《遗传与进化》第二节 孟德尔从两对相对性状的杂交实验中总结出自由组合定律学案
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这是一份高中生物浙科版 (2019)必修2《遗传与进化》第二节 孟德尔从两对相对性状的杂交实验中总结出自由组合定律学案，共18页。学案主要包含了模拟孟德尔杂交实验等内容，欢迎下载使用。
第二节 孟德尔从两对相对性状的杂交实验中总结出自由组合定律
课标内容要求
核心素养对接
阐明有性生殖中基因的自由组合使得子代的基因型和表型有多种可能，并可由此预测子代的遗传性状。
1.简述孟德尔两对相对性状的杂交实验过程，能够对实验结果进行解释和验证。(生命观念)
2．学会用分离组合法解决自由组合问题。(科学思维、科学探究)
3．应用自由组合定律，解释或解决在实践中遇到的遗传学问题。(科学思维、社会责任)
一、两对相对性状杂交实验中，F2出现新的性状组合类型
1．过程与结果
P 黄色圆形×绿色皱形
↓
F1 黄色圆形
↓
F2
2．性状的显隐性
(1)
(2)
3．相对性状的分离比
(1)每对性状都遵循分离定律。
(2)两对性状表现为自由组合，共有4种不同性状表现，即：
①与亲本表型相同的类型：黄色圆形、绿色皱形。
②与亲本表型不同的新组合：黄色皱形、绿色圆形。
二、模拟孟德尔杂交实验
1．目的要求
(1)进行一对相对性状杂交的模拟实验，认识等位基因在形成配子时相互分离，认识受精作用时雌、雄配子的结合是随机的。
(2)进行两对相对性状杂交的模拟实验，探究自由组合定律。
2．材料用具(4人一组)
每小组大信封4个，标有“黄Y”“绿y”“圆R”“皱r”的卡片(也可用其他物品代替)各20张，记录纸若干等。
3．方法步骤
(1)一对相对性状的模拟杂交实验
①准备一对相对性状杂交的F1：在两个大信封上分别写好“雄1”“雌1”，每个信封内装入“黄Y”和“绿y”的卡片各10张，表示F1雌、雄个体决定子叶颜色的基因型都为Yy，表型都为黄色。
②模拟F1产生配子：从“雄1”信封内随机取出1张卡片，同时从“雌1”信封内随机取出1张卡片，表示F1雌、雄个体产生的配子。
③模拟F1雌、雄个体产生配子的受精作用：将分别从“雄1”“雌1”信封内随机取出的2张卡片组合在一起，用YY、Yy和yy记录2张卡片的组合类型，这样的组合类型就是F2的基因型。记录后将卡片放回原信封内。
④重复步骤②～③10次以上，计算F2中3种基因型的比例是多少，表型的比例是多少。
⑤统计全班出现各种组合的数目，计算F2基因型的比例是多少，表型的比例是多少。
(2)两对相对性状的模拟杂交实验
①准备两对相对性状杂交的F1：在另外两个大信封上分别写好“雄2”“雌2”，每个信封内装入“圆R”和“皱r”卡片各10张，表示F1雌、雄个体决定种子形状的基因型都为Rr。
“雄1”“雄2”共同表示F1雄性个体的基因型为YyRr，同样“雌1”“雌2”共同表示F1雌性个体的基因型也为YyRr，F1雌、雄个体的表型都是黄色圆形。
②模拟F1产生配子：从“雄1”“雄2”信封内各随机取出1张卡片，这2张卡片的组合表示F1雄性个体产生的配子基因型，同时从“雌1”“雌2”信封内各随机取出1张卡片，表示F1雌性个体产生的配子基因型。
③模拟F1雌、雄个体产生配子的受精作用：将分别从“雄1”“雄2”“雌1”“雌2”信封内随机取出的4张卡片组合在一起。这4张卡片的组合类型，就是F2的基因型。记录后将卡片放回原信封内，注意别放错。
④重复步骤②～③10次以上，计算F2基因型的比例是多少，表型的比例是多少。
⑤统计全班出现的各种组合数目，计算F2基因型的比例是多少，表型的比例是多少。
三、性状自由组合的原因是非等位基因的自由组合
1．提出的假说
(1)假说的内容
①孟德尔认为，不同对的遗传因子(即非等位基因)在形成配子时自由组合。用Y和y分别代表控制黄色子叶和绿色子叶的基因，R和r分别代表控制圆形种子和皱形种子的基因，于是纯合的黄色圆形和绿色皱形亲本的基因型分别为YYRR和yyrr，其产生的配子基因型分别为YR和yr。亲本杂交时，雌、雄配子结合所得的F1的基因型为YyRr，由于Y对y、R对r均为显性，所以F1的表型为黄色圆形。
②当F1自交形成配子时，根据分离定律，等位基因Y和y分离，并分别进入不同的配子，等位基因R和r也分离，并分别进入不同的配子；在等位基因分离的同时，非等位基因之间自由组合，即Y以同等的机会与非等位基因R或r结合，产生YR或Yr型配子，y也以同等的机会与R或r结合，产生yR或yr型配子。上述分离和自由组合两个事件的发生是彼此独立、互不干扰的，F1最终形成的雌、雄配子均有YR、Yr、yR、yr 4种类型，其比例为1∶1∶1∶1。
③受精时，雌、雄配子随机结合，有16种组合方式，组合的结果使得F2出现9种基因型和4种表型。
(2)遗传图解
图中F2的9种基因型，可归纳为如下的4种表型：
黄色圆形Y－R－，1/16YYRR＋2/16YyRR＋ 2/16YYRr＋4/16YyRr＝_9/16；
黄色皱形Y－rr，1/16YYrr＋2/16 Yyrr＝3/16；
绿色圆形yyR－，1/16yyRR＋2/16yyRr＝3/16；
绿色皱形yyrr，1/16yyrr＝1/16。
因此，F2的表型及其比例为黄色圆形∶黄色皱形∶绿色圆形∶绿色皱形＝9∶3∶3∶1。
(3)从概率的角度推导表型类型及比例
在一对相对性状的杂交实验中，显性性状出现的概率为3/4，隐性性状出现的概率为1/4，如果两对相对性状的遗传是互不影响的，根据概率的乘法原理，不同性状组合出现的概率应是它们各自概率的乘积，即黄色圆形出现的概率为3/4×3/4＝9/16，黄色皱形出现的概率为3/4×1/4＝3/16，绿色圆形出现的概率为1/4×3/4＝3/16，绿色皱形出现的概率为1/4×1/4＝1/16。所以，黄色圆形、黄色皱形、绿色圆形、绿色皱形的比例是9∶3∶3∶1。理论计算的结果与孟德尔杂交实验的结果完全相符，说明孟德尔在解释自由组合现象时提出的假说是符合逻辑的。
2．测交方法对假说进行验证
F1产生的配子类型
YR
Yr
yR
yr
测交后代
预期结果
基因型
YyRr
Yyrr
yyRr
yyrr
表型
黄圆
黄皱
绿圆
绿皱
比例
1
1
1
1
实际结果
F1为母本
31
27
26
26
F1为父本
24
22
25
26
比例
1
1
1
1
无论是正交还是反交，都得到4种数目相近的不同类型的测交后代，比例为1∶1∶1∶1，与预期的结果相符。这证实F1雌、雄个体确实产生4种数目相等的配子，从而令人信服地验证了自由组合定律的正确性。
3．自由组合定律的实质
在F1形成配子时，等位基因分离的同时，非等位基因表现为自由组合。即一对等位基因与另一对等位基因的分离或组合是互不干扰的，是各自独立地分配到配子中去的。
四、基因的分离和自由组合使得子代基因型和表型有多种可能
1．子代基因型和表型有多种可能的原因及意义
(1)原因 在遗传过程中控制生物体相同性状的成对基因彼此分离，控制不同性状的基因能够自由组合，从而出现了在亲本中不曾存在的新的组合形式。由此，来源于不同亲本的控制不同性状的基因能够在产生子代的过程中组合成多种配子，随着配子的随机结合，子代将产生多种多样的基因型和表型。
(2)意义 让进行有性生殖的生物产生更为多样化的子代，从而适应多变的环境，对生物的适应和进化有着重要的意义。
2．基因的分离和自由组合定律的应用
(1)广泛地运用于育种工作
许多优良的动、植物品种就是通过这种方法选育成功的。例如，有一个小麦的品种能抵抗霜冻，但很容易感染锈病。另一个小麦品种能抵抗锈病，但不能经受霜冻。让这两个小麦品种杂交，就可能在子二代中找到既能抵抗霜冻又能抵抗锈病的新类型。当然，在子二代中也会出现既容易感染锈病又不耐受霜冻的类型和其他类型。育种工作者可以通过人工选择的方法，选留所需要的类型，淘汰不符合要求的类型。
(2)在医学实践中的应用
医生需要对家系中多种遗传病在后代中的多种发病可能进行预测，为优生优育、遗传病的防治提供理论依据。例如，短指症是由显性基因控制的遗传病，患者的手指、脚趾短小，控制短指症的一对基因用B、b表示。白化病是隐性基因控制的遗传病，控制白化病的一对基因用C、c表示。这两种遗传病的遗传符合自由组合定律。在一个家庭中，父亲是短指症患者，母亲的表型正常，婚后生过一个手指正常但患白化病的孩子，那么以后再生子女时发病情况如何？根据基因的自由组合定律可以推知：父亲的基因型应是BbCc，母亲的基因型为bbCc，这对夫妇的后代可能出现4种不同的表型，他们分别是短指症患者、白化病患者、既患短指症又患白化病的个体、正常个体。根据概率还可以进一步推算，这4种表型出现的概率依次为3/8、1/8、1/8、3/8。
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．F1产生配子时，成对的基因可以自由组合。 ( )
提示：× F1产生配子时，成对的基因只能彼此分离。
2．F1产生配子时，同源染色体上的非等位基因自由组合。 ( )
提示：× 非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合。
3．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。 ( )
提示：× 测交实验结果可反映F1所产生的配子类型及其比例。
4．根据孟德尔遗传规律可以推断遗传病患病概率。 ( )
提示：√
孟德尔利用“假说—演绎法”发现自由组合定律的过程分析
1．产生的F1全为双杂合子的纯合亲本组合有两种类型：一种组合是双显(AABB)和双隐(aabb)，另一种组合是一种单显(AAbb)和另一种单显(aaBB)。这两种情况下，F2中的重组类型及所占比例是不同的。
2．自由组合定律的实验验证方法
自交法
F1
如果后代性状分离比符合9∶3∶3∶1，则控制两对或多对相对性状基因的传递符合自由组合定律，反之则不符合
测交法
F1
×―→
隐性纯合子
如果测交后代性状分离比符合1∶1∶1∶1，则控制两对或多对相对性状基因的传递，符合自由组合定律，反之则不符合
配子法
F1配子形成
产生数量相等的2n(n为等位基因对数)种配子，则符合自由组合定律，反之则不符合
3．分离定律与自由组合定律的区别与联系
合作探究：1.下表列出了纯合豌豆(YYRR×yyrr)两对相对性状杂交实验中F2的部分遗传因子组成，回答下列问题：
配子
YR
Yr
yR
yr
YR
①
②
YyRr
Yr
③
yR
④
yr
yyrr
(1)F2中有________种遗传因子组成，________种性状表现。
(2)纯合子的遗传因子组成分别是________、________、________、________。①②③④所代表的遗传因子组成在F2中所占的概率分别为_______、_______、________、________。
(3)F2中出现不同于亲本的重组性状类型的概率是__________。
提示：(1)9 4 (2)YYRR YYrr yyRR yyrr 1/16 1/8 1/4 1/8 (3)3/8
2．结合孟德尔测交实验过程分析：
(1)测交后代的遗传因子组成取决于哪个亲代个体？为什么？
提示：取决于杂合子一代，因为隐性纯合子的绿色皱形豌豆只产生一种配子。
(2)两亲本杂交，后代性状出现了1∶1∶1∶1的比例，能否确定两亲本的遗传因子组成就是YyRr和yyrr？试举例说明。
提示：不一定。Yyrr和yyRr杂交，后代性状也会出现1∶1∶1∶1的比例。
(3)如果对具有独立遗传的三对遗传因子的杂合子AaBbCc 进行测交，子代中aabbcc所占比例是多少？
提示：1/8。
1．下列关于“模拟孟德尔两对相对性状杂交实验”活动的叙述，正确的是( )
A．模拟F1产生配子时，可准备等量标有“YR、Yr、yR、yr”的四种卡片
B．“雌”“雄”信封中卡片数量相同，表示产生的雌、雄配子数量相等
C．准备实验材料时，需要4个信封和代表不同等位基因的4种卡片
D．模拟受精作用时，需将随机抽出的2张卡片组合记录后，再放回原信封
C [模拟F1产生配子时，需要准备标有“Y、y、R、r”的四种卡片，A错误；“雌”信封中卡片数量应少于“雄”信封中卡片数量，原因是产生的雌配子数量少于雄配子数量，B错误；准备实验材料时，需要4个信封(雄1、雄2、雌1、雌2)和代表不同等位基因的4种卡片，C正确；模拟受精作用时，需将随机抽出的4张卡片组合记录后，再放回原信封，D错误。]
2．豌豆的圆形对皱形为显性，受一对遗传因子R和r控制，种皮黄色对绿色为显性，受另一对遗传因子Y和y控制。现让纯种的黄色圆形豌豆与纯种的绿色皱形豌豆杂交，得到F1，再让F1自交，F2出现了9∶3∶3∶1的性状分离比。下列相关叙述错误的是( )
A．F1全表现为黄色圆形
B．F2中黄色圆形所占的比例为9/16
C．F2中绿色皱形所占的比例为1/16
D．F2中重组类型所占的比例为5/8
D [亲本的性状表现为黄色圆形和绿色皱形，所以F2中的黄色皱形和绿色圆形为重组类型，它们所占的比例为3/16＋3/16＝3/8。]
3．已知某植物的抗病(A)和不抗病(a)、花粉长形(B)和花粉圆形(b)、高茎(D)和矮茎(d)三对性状能自由组合。现有4株纯合的植株，其基因型分别为：①aaBBDD；②AABBDD；③aaBBdd；④AAbbDD。下列相关叙述错误的是( )
A．任意选择两植株杂交都能验证基因的分离定律
B．欲验证基因的自由组合定律可选用的杂交组合只有①和④、②和③
C．欲培育出基因型为aabbdd的植株，可选择③和④进行杂交
D．欲通过检测花粉验证基因的分离定律可选择④和任意植株杂交
B [因为任意选择两植株杂交都能产生含有等位基因的后代，所以能验证基因的分离定律，A正确；欲验证基因的自由组合定律，杂交后代至少含有两对等位基因，可选用的杂交组合有①和④、②和③、③和④，B错误；欲培育出基因型为aabbcc的植株，可选择③和④进行杂交，后代基因型为AaBbDd，再让其自交即可产生aabbdd的植株，C正确；欲通过检测花粉验证基因的分离定律，可选择④和任意植株杂交，都可产生Bb等位基因，D正确。]
自由组合定律的解题方法与应用
1．“拆分法”求解自由组合定律问题
(1)根据亲本的基因型推测子代的基因型、表型及比例——正推型
①配子类型问题
求AaBbCc产生的配子种类，以及配子中ABC的概率。
产生的配子种类
Aa Bb Cc
↓ ↓ ↓
2 × 2 × 2＝8种
产生ABC配子的概率为××＝。
[规律] 某一基因型的个体所产生配子种类数等于2n种(n为等位基因对数)。
②配子间结合方式问题
AaBbCc与AaBbCC杂交过程中，配子间的结合方式有多少种？
a．先求AaBbCc、AaBbCC各自产生多少种配子。
AaBbCc→8种配子、AaBbCC→4种配子。
b．再求两性配子间的结合方式。
由于雌雄配子间的结合是随机的，因而AaBbCc与AaBbCC配子之间有8×4＝32种结合方式。
[规律] 两基因型不同的个体杂交，配子间结合方式种类数等于各亲本产生配子种类数的乘积。
③子代基因型种类及概率的问题
如AaBbCc与AaBBCc杂交，其后代有多少种基因型？
先分解为三个分离定律，再用乘法原理组合。
⇒后代有3×2×3＝18种基因型
又如该双亲后代中，AaBBCC出现的概率为(Aa)×(BB)×(CC)＝。
④子代表型种类及概率的问题
如AaBbCc×AabbCc，其杂交后代可能有多少种表型？
⇒后代有2×2×2＝8种表型
又如该双亲后代中表型A_bbcc出现的概率为(A_)×(bb)×(cc)＝。
(2)根据子代表型分离比推测亲本基因型——逆推型
①子代：9∶3∶3∶1＝(3∶1)(3∶1)⇒AaBb×AaBb
②子代：1∶1∶1∶1＝(1∶1)(1∶1)⇒
③子代：3∶1∶3∶1＝(3∶1)(1∶1)⇒
④子代：3∶1＝(3∶1)×1
⇒
2．杂交育种的总结
(1)原理：基因重组。
(2)过程
①培育杂合子品种
选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×)→F1(即为所需品种)。
②培育隐性纯合子品种
选取符合要求的双亲杂交(♀×)→F1F2→选出表型符合要求的个体种植并推广。
③培育显性纯合子品种
a．植物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1自交→获得F2→鉴别、选择需要的类型，自交至不发生性状分离为止。
b．动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1雌雄个体交配→获得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的F2个体。
(3)优点：操作简便，可以把多个品种的优良性状集中在一起。
(4)缺点：获得新品种的周期长。
3．“十字交叉法”解答自由组合的概率计算问题
(1)当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时，各种患病情况的概率分析如下：
(2)根据序号所示进行相乘得出相应概率再进一步拓展，如下表：
序号
类型
计算公式
①
同时患两病概率
mn
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)
合作探究：假如水稻高秆(D)对矮秆(d)为显性，抗稻瘟病(R)对易感稻瘟病(r)为显性，控制两对性状的基因独立遗传。现用一个纯合易感稻瘟病的矮秆品种(抗倒伏)与一个纯合抗稻瘟病的高秆品种(易倒伏)杂交，欲培育既抗倒伏又抗稻瘟病的类型。
(1)在培育过程中，从哪一代开始筛选？原因是什么？
提示：F2。因为从F2开始出现性状分离。
(2)选出后为什么还要连续自交？
提示：F2出现的既抗倒伏又抗稻瘟病的类型并不都能稳定遗传，因此要连续自交才会最终获得稳定遗传的纯合品系。
1．某种蝴蝶紫翅(P)对黄翅(p)是显性，绿眼(G)对白眼(g)为显性，两对基因分别位于两对同源染色体上，生物小组同学用紫翅绿眼和紫翅白眼的蝴蝶进行杂交，F1出现的性状类型及比例如图所示。下列说法正确的是 ( )
性状类型
A．上述亲本的基因型是PpGg×PPgg
B．上述亲本的基因型是PpGg×ppgg
C．F1紫翅白眼个体自交(基因型相同个体间的交配)，其中纯合子所占比例是2/3
D．F1紫翅白眼个体自交(基因型相同个体间的交配)，其中纯合子所占比例是1/2
C [根据图中后代的紫翅∶黄翅＝3∶1，两个亲本的基因型为Pp×Pp，排除A、B。绿眼∶白眼＝1∶1，说明绿眼的基因型为Gg，则两个亲本的基因型为PpGg×Ppgg。 F1紫翅白眼基因型为Ppgg或PPgg，比例为2∶1，即Ppgg占2/3; Ppgg 自交后代杂合子的比例为1/2，PPgg自交后代全部是纯合子，则杂合子的比例为2/3×1/2＝1/3，则纯合子也就是1－1/3＝2/3。综上所述，C正确，D错误。]
2．人体耳垂离生(A)对连生(a)为显性，眼睛棕色(B)对蓝色(b)为显性，两对基因自由组合。一个棕眼离生耳垂的男人与一个蓝眼离生耳垂的女人婚配，生了一个蓝眼耳垂连生的孩子。倘若他们再生育，未来子女为蓝眼离生耳垂、蓝眼连生耳垂的几率分别是( )
A．1/4，1/8 B．1/8，1/8
C．3/8，1/8 D．3/8，1/2
C [根据题意分析可知：棕眼离生耳垂的男人基因型为B_A_，蓝眼离生耳垂的女人基因型为bbA_，生了一个蓝眼耳垂连生的孩子，其基因型为bbaa，因此，父母的基因型为BbAa和bbAa，所以他们再生育，未来子女为蓝眼离生耳垂的几率是 1/2 × 3/4 ＝ 3/8，未来子女为蓝眼连生耳垂的几率是 1/2 × 1/4 ＝ 1/8 。故选C。]
3．某二倍体植物开两性花(可自花授粉)，其雄性不育性状受两对独立遗传的等位基因M、m与N、n控制，其中M基因控制雄性可育、m基因控制雄性不育，n基因纯合时会抑制m基因的表达(表现为可育)。某兴趣小组选取雄性可育的杂种植物甲、乙、丙进行自交或杂交实验，实验结果如下表所示。回答下列问题：
组别
亲本类型
F1表型及数量(株)
雄性可育株
雄性不可育株
A
甲×甲
298
105
B
甲×乙
302
101
C
丙×丙
398
0
注：“雄性不可育株”指雄蕊发育异常，不能产生可育的花粉，但雌蕊发育正常的植株。
(1)该二倍体植物中，雄性可育杂种植物的基因型有________种，雄性不育株在杂交育种的操作过程中，最显著的优点是________________________________。
(2)根据表中实验结果，可确定植株甲的基因型是________________。
(3)现欲确定植株丙的基因型，请从三组杂交组合的Fl中选择合适材料来进行实验鉴定。要求简要写出实验思路、预期实验结果及结论。
①实验思路：__________________________________________
________________________________________________________________。
②预期结果及结论：____________________________________
________________________________________________________________。
解析：由题意知，该植株雄性不育性状受两对独立遗传的等位基因控制，因此遵循自由组合定律。由于m基因控制雄性不育性状，n基因纯合会抑制m基因的表达，所以mmN_为雄性不育，M_ _ _、mmnn为可育。
(1)据以上分析可知，该二倍体植物中，雄性可育杂种植物的基因型M_ _ _、mmnn，有2×3＋1＝7(种)，其中纯合子有3种，杂合子有4种，雄性不育株雄蕊发育异常，不能产生可育的花粉，故在杂交育种的操作过程中无需对母本去雄。
(2)根据表中A组实验结果可知，雄性可育的杂种植物甲自交，雄性可育株∶雄性不可育＝3∶1，可确定植株甲的基因型是MmNN。
(3)根据表中C组实验结果可知，雄性可育的杂种植物丙自交后代全为雄性可育株，杂种植株丙可能的基因型为MMNn或Mmnn，要确定植株丙的基因型可选择A组别F1中雄性不育植株mmNN为母本，植株丙为父本进行杂交，统计子代植株的表型及比例。若植株丙的基因型为MMNn，则子代植株全为雄性可育；若植株丙的基因型为Mmnn，则子代植株雄性可育∶雄性不育＝1∶1。
答案：(1)4 无需对母本去雄 (2)MmNN (3)①选择A组别F1中雄性不育植株(♀)与植株丙()进行杂交，统计子代植株的表型及比例 ②若子代植株全为雄性可育，则植株丙的基因型为MMNn；若子代植株雄性可育∶雄性不育＝1∶1，则植株丙的基因型为Mmnn
[课堂小结]
知识网络构建
核心语句背诵
1.在F1形成配子时，等位基因分离的同时，非等位基因表现为自由组合。即一对等位基因与另一对等位基因的分离或组合是互不干扰的，是各自独立地分配到配子中去的。
2.来源于不同亲本的控制不同性状的基因能够在产生子代的过程中组合成多种配子，随着配子的随机结合，子代将产生多种多样的基因型和表型，让进行有性生殖的生物产生更为多样化的子代，从而适应多变的环境，对生物的适应和进化有着重要的意义。
3.基因的分离和自由组合定律的应用
(1)广泛地运用于育种工作
许多优良的动、植物品种就是通过这种方法选育成功的。
(2)在医学实践中的应用
医生需要对家系中多种遗传病在后代中的多种发病可能进行预测，为优生优育、遗传病的防治提供理论依据。
4.孟德尔获得成功的原因
(1)选取了合适的杂交实验材料——豌豆；
(2)在数据分析中应用了数理统计分析法；
(3)采取了从简单到复杂、先易后难的科学思维方法；
(4)应用了“假说－演绎”的方法。
1．孟德尔用豌豆做两对相对性状的遗传实验不必考虑的是( )
A．亲本的双方都必须是纯合子
B．两对相对性状各自要有显隐性关系
C．对母本去雄，授以父本花粉
D．显性亲本作父本，隐性亲本作母本
D [孟德尔的豌豆杂交实验正反交的结果是一样的。]
2．若某哺乳动物毛发颜色由基因De(褐色)、Df(灰色)、d(白色)控制，其中De和Df分别对d完全显性。毛发形状由基因H(卷毛)、h(直毛)控制。控制两种性状的等位基因均位于常染色体上且独立遗传。基因型为DedHh和DfdHh的雌雄个体交配。下列说法正确的是( )
A．若De对Df共显性、H对h完全显性，则F1有6种表型
B．若De对Df共显性、H对h不完全显性，则F1有12种表型
C．若De对Df不完全显性、H对h完全显性，则F1有9种表型
D．若De对Df完全显性、H对h不完全显性，则F1有8种表型
B [若De对Df共显性，H对h完全显性，基因型为DedHh和DfdHh雌雄个体交配，毛发颜色基因型有DeDf、Ded、Dfd和dd 4种，表型有4种，毛发形状基因型有HH、Hh和hh 3种，表型有2种，则F1有4×2＝8种表型，A错误；若De对Df共显性，H对h不完全显性，基因型为DedHh和DfdHh雌雄个体交配，毛发颜色基因型有DeDf、 Ded、Dfd和dd 4种，表型有4种，毛发形状基因型有HH、Hh和hh 3种，表型有3种，则F1有4×3＝12种表型，B正确；若De对Df不完全显性，H对h完全显性，基因型为DedHh和DfdHh雌雄个体交配，毛发颜色基因型有DeDf、 Ded、Dfd和dd 4种，表型有4种，毛发形状基因型有HH、Hh和hh 3种，表型有2种，则F1有4×2＝8种表型，C错误；若De对Df完全显性，H对h不完全显性，基因型为DedHh和DfdHh雌雄个体交配，毛发颜色基因型有DeDf、 Ded、Dfd和dd 4种，表型有3种，毛发形状基因型有HH、Hh和hh 3种，表型有3种，则F1有3×3＝9种表型，D错误。]
3．在豚鼠中，黑色(C)对白色(c)、毛皮粗糙(R)对毛皮光滑(r)为显性。下列能验证基因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×黑光→25黑粗∶8白粗
D．黑粗×白光→10黑粗∶9黑光∶8白粗∶11白光
D [验证基因的自由组合定律，就是验证F1产生配子时，决定同一性状的成对遗传因子是否彼此分离，决定不同性状的遗传因子是否自由组合，因此最佳方法为测交。D项符合测交的概念和结果：黑粗(相当于F1的双显)×白光(双隐性纯合子)→10黑粗∶9黑光∶8白粗∶11白光，即出现4种性状表现类型，且比例接近1∶1∶1∶1。]
4．孟德尔发现了遗传因子的分离定律和自由组合定律，他获得成功的原因不包括( )
A．正确地选用实验材料
B．先分析一对相对性状的遗传，再分析两对相对性状的遗传
C．先研究遗传因子的行为变化，再研究性状分离现象
D．在观察和分析的基础上提出问题，然后提出假说并进行验证
C [正确地选用豌豆作为实验材料是孟德尔获得成功的首要条件，A项正确；孟德尔在研究过程中先分析一对相对性状的遗传，再分析两对相对性状的遗传，B项正确；孟德尔采用了假说—演绎法进行研究，即在观察和分析(性状分离现象)的基础上提出问题，然后提出假说并进行验证，C项错误、D项正确。]
5．孟德尔用纯种黄色圆形豌豆和纯种绿色皱形豌豆作亲本进行杂交，F1全为黄色圆形。F1自交，F2的表型及比例为黄色圆形∶黄色皱形∶绿色圆形∶绿色皱形＝9∶3∶3∶1，孟德尔通过研究发现了自由组合定律。
(1)孟德尔研究的这两对相对性状中，显性性状分别为________。F2中，圆形∶皱形＝________，F2中表型不同于亲本的类型所占的比例为________。
(2)孟德尔对自由组合现象的解释包括________(从下列叙述中选填序号)。
①两对相对性状由两对遗传因子控制
②F1在形成配子时，同一对遗传因子分离，不同对的遗传因子可以自由组合
③受精时，雌雄配子的结合是随机的
(3)为验证假说，孟德尔设计了测交实验，请完成测交实验遗传图解：
①________，②________，③________。
解析：(1)根据题意分析可知：纯种黄色圆形豌豆和纯种绿色皱形豌豆作亲本进行杂交，F1全为黄色圆形，说明孟德尔研究的这两对相对性状中，显性性状分别为黄色和圆形。F2中，圆形∶皱形＝3∶1，黄色∶绿色＝3∶1。F2中表型不同于亲本的类型为黄色皱形豌豆和绿色圆形豌豆，所占的比例为3/16＋3/16＝3/8。(2)孟德尔在解释自由组合现象时，认为两对相对性状由两对遗传因子控制；F1在形成配子时，同一对遗传因子分离，不同对的遗传因子可以自由组合；受精时，雌雄配子的结合是随机的。(3)F1(YyRr)能产生YR、Yr、yR、yr四种配子，测交后代的基因型有YyRr、Yyrr、yyRr、yyrr，表型分别为黄色圆形、黄色皱形、绿色圆形和绿色皱形。
答案：(1)黄色和圆形 3∶1 3/8 (2)①②③
(3)①Yr ②YyRr ③绿色圆形
第二节 孟德尔从两对相对性状的杂交实验中总结出自由组合定律
课标内容要求
核心素养对接
阐明有性生殖中基因的自由组合使得子代的基因型和表型有多种可能，并可由此预测子代的遗传性状。
1.简述孟德尔两对相对性状的杂交实验过程，能够对实验结果进行解释和验证。(生命观念)
2．学会用分离组合法解决自由组合问题。(科学思维、科学探究)
3．应用自由组合定律，解释或解决在实践中遇到的遗传学问题。(科学思维、社会责任)
一、两对相对性状杂交实验中，F2出现新的性状组合类型
1．过程与结果
P 黄色圆形×绿色皱形
↓
F1 黄色圆形
↓
F2
2．性状的显隐性
(1)
(2)
3．相对性状的分离比
(1)每对性状都遵循分离定律。
(2)两对性状表现为自由组合，共有4种不同性状表现，即：
①与亲本表型相同的类型：黄色圆形、绿色皱形。
②与亲本表型不同的新组合：黄色皱形、绿色圆形。
二、模拟孟德尔杂交实验
1．目的要求
(1)进行一对相对性状杂交的模拟实验，认识等位基因在形成配子时相互分离，认识受精作用时雌、雄配子的结合是随机的。
(2)进行两对相对性状杂交的模拟实验，探究自由组合定律。
2．材料用具(4人一组)
每小组大信封4个，标有“黄Y”“绿y”“圆R”“皱r”的卡片(也可用其他物品代替)各20张，记录纸若干等。
3．方法步骤
(1)一对相对性状的模拟杂交实验
①准备一对相对性状杂交的F1：在两个大信封上分别写好“雄1”“雌1”，每个信封内装入“黄Y”和“绿y”的卡片各10张，表示F1雌、雄个体决定子叶颜色的基因型都为Yy，表型都为黄色。
②模拟F1产生配子：从“雄1”信封内随机取出1张卡片，同时从“雌1”信封内随机取出1张卡片，表示F1雌、雄个体产生的配子。
③模拟F1雌、雄个体产生配子的受精作用：将分别从“雄1”“雌1”信封内随机取出的2张卡片组合在一起，用YY、Yy和yy记录2张卡片的组合类型，这样的组合类型就是F2的基因型。记录后将卡片放回原信封内。
④重复步骤②～③10次以上，计算F2中3种基因型的比例是多少，表型的比例是多少。
⑤统计全班出现各种组合的数目，计算F2基因型的比例是多少，表型的比例是多少。
(2)两对相对性状的模拟杂交实验
①准备两对相对性状杂交的F1：在另外两个大信封上分别写好“雄2”“雌2”，每个信封内装入“圆R”和“皱r”卡片各10张，表示F1雌、雄个体决定种子形状的基因型都为Rr。
“雄1”“雄2”共同表示F1雄性个体的基因型为YyRr，同样“雌1”“雌2”共同表示F1雌性个体的基因型也为YyRr，F1雌、雄个体的表型都是黄色圆形。
②模拟F1产生配子：从“雄1”“雄2”信封内各随机取出1张卡片，这2张卡片的组合表示F1雄性个体产生的配子基因型，同时从“雌1”“雌2”信封内各随机取出1张卡片，表示F1雌性个体产生的配子基因型。
③模拟F1雌、雄个体产生配子的受精作用：将分别从“雄1”“雄2”“雌1”“雌2”信封内随机取出的4张卡片组合在一起。这4张卡片的组合类型，就是F2的基因型。记录后将卡片放回原信封内，注意别放错。
④重复步骤②～③10次以上，计算F2基因型的比例是多少，表型的比例是多少。
⑤统计全班出现的各种组合数目，计算F2基因型的比例是多少，表型的比例是多少。
三、性状自由组合的原因是非等位基因的自由组合
1．提出的假说
(1)假说的内容
①孟德尔认为，不同对的遗传因子(即非等位基因)在形成配子时自由组合。用Y和y分别代表控制黄色子叶和绿色子叶的基因，R和r分别代表控制圆形种子和皱形种子的基因，于是纯合的黄色圆形和绿色皱形亲本的基因型分别为YYRR和yyrr，其产生的配子基因型分别为YR和yr。亲本杂交时，雌、雄配子结合所得的F1的基因型为YyRr，由于Y对y、R对r均为显性，所以F1的表型为黄色圆形。
②当F1自交形成配子时，根据分离定律，等位基因Y和y分离，并分别进入不同的配子，等位基因R和r也分离，并分别进入不同的配子；在等位基因分离的同时，非等位基因之间自由组合，即Y以同等的机会与非等位基因R或r结合，产生YR或Yr型配子，y也以同等的机会与R或r结合，产生yR或yr型配子。上述分离和自由组合两个事件的发生是彼此独立、互不干扰的，F1最终形成的雌、雄配子均有YR、Yr、yR、yr 4种类型，其比例为1∶1∶1∶1。
③受精时，雌、雄配子随机结合，有16种组合方式，组合的结果使得F2出现9种基因型和4种表型。
(2)遗传图解
图中F2的9种基因型，可归纳为如下的4种表型：
黄色圆形Y－R－，1/16YYRR＋2/16YyRR＋ 2/16YYRr＋4/16YyRr＝_9/16；
黄色皱形Y－rr，1/16YYrr＋2/16 Yyrr＝3/16；
绿色圆形yyR－，1/16yyRR＋2/16yyRr＝3/16；
绿色皱形yyrr，1/16yyrr＝1/16。
因此，F2的表型及其比例为黄色圆形∶黄色皱形∶绿色圆形∶绿色皱形＝9∶3∶3∶1。
(3)从概率的角度推导表型类型及比例
在一对相对性状的杂交实验中，显性性状出现的概率为3/4，隐性性状出现的概率为1/4，如果两对相对性状的遗传是互不影响的，根据概率的乘法原理，不同性状组合出现的概率应是它们各自概率的乘积，即黄色圆形出现的概率为3/4×3/4＝9/16，黄色皱形出现的概率为3/4×1/4＝3/16，绿色圆形出现的概率为1/4×3/4＝3/16，绿色皱形出现的概率为1/4×1/4＝1/16。所以，黄色圆形、黄色皱形、绿色圆形、绿色皱形的比例是9∶3∶3∶1。理论计算的结果与孟德尔杂交实验的结果完全相符，说明孟德尔在解释自由组合现象时提出的假说是符合逻辑的。
2．测交方法对假说进行验证
F1产生的配子类型
YR
Yr
yR
yr
测交后代
预期结果
基因型
YyRr
Yyrr
yyRr
yyrr
表型
黄圆
黄皱
绿圆
绿皱
比例
1
1
1
1
实际结果
F1为母本
31
27
26
26
F1为父本
24
22
25
26
比例
1
1
1
1
无论是正交还是反交，都得到4种数目相近的不同类型的测交后代，比例为1∶1∶1∶1，与预期的结果相符。这证实F1雌、雄个体确实产生4种数目相等的配子，从而令人信服地验证了自由组合定律的正确性。
3．自由组合定律的实质
在F1形成配子时，等位基因分离的同时，非等位基因表现为自由组合。即一对等位基因与另一对等位基因的分离或组合是互不干扰的，是各自独立地分配到配子中去的。
四、基因的分离和自由组合使得子代基因型和表型有多种可能
1．子代基因型和表型有多种可能的原因及意义
(1)原因 在遗传过程中控制生物体相同性状的成对基因彼此分离，控制不同性状的基因能够自由组合，从而出现了在亲本中不曾存在的新的组合形式。由此，来源于不同亲本的控制不同性状的基因能够在产生子代的过程中组合成多种配子，随着配子的随机结合，子代将产生多种多样的基因型和表型。
(2)意义 让进行有性生殖的生物产生更为多样化的子代，从而适应多变的环境，对生物的适应和进化有着重要的意义。
2．基因的分离和自由组合定律的应用
(1)广泛地运用于育种工作
许多优良的动、植物品种就是通过这种方法选育成功的。例如，有一个小麦的品种能抵抗霜冻，但很容易感染锈病。另一个小麦品种能抵抗锈病，但不能经受霜冻。让这两个小麦品种杂交，就可能在子二代中找到既能抵抗霜冻又能抵抗锈病的新类型。当然，在子二代中也会出现既容易感染锈病又不耐受霜冻的类型和其他类型。育种工作者可以通过人工选择的方法，选留所需要的类型，淘汰不符合要求的类型。
(2)在医学实践中的应用
医生需要对家系中多种遗传病在后代中的多种发病可能进行预测，为优生优育、遗传病的防治提供理论依据。例如，短指症是由显性基因控制的遗传病，患者的手指、脚趾短小，控制短指症的一对基因用B、b表示。白化病是隐性基因控制的遗传病，控制白化病的一对基因用C、c表示。这两种遗传病的遗传符合自由组合定律。在一个家庭中，父亲是短指症患者，母亲的表型正常，婚后生过一个手指正常但患白化病的孩子，那么以后再生子女时发病情况如何？根据基因的自由组合定律可以推知：父亲的基因型应是BbCc，母亲的基因型为bbCc，这对夫妇的后代可能出现4种不同的表型，他们分别是短指症患者、白化病患者、既患短指症又患白化病的个体、正常个体。根据概率还可以进一步推算，这4种表型出现的概率依次为3/8、1/8、1/8、3/8。
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．F1产生配子时，成对的基因可以自由组合。 ( )
提示：× F1产生配子时，成对的基因只能彼此分离。
2．F1产生配子时，同源染色体上的非等位基因自由组合。 ( )
提示：× 非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合。
3．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。 ( )
提示：× 测交实验结果可反映F1所产生的配子类型及其比例。
4．根据孟德尔遗传规律可以推断遗传病患病概率。 ( )
提示：√
孟德尔利用“假说—演绎法”发现自由组合定律的过程分析
1．产生的F1全为双杂合子的纯合亲本组合有两种类型：一种组合是双显(AABB)和双隐(aabb)，另一种组合是一种单显(AAbb)和另一种单显(aaBB)。这两种情况下，F2中的重组类型及所占比例是不同的。
2．自由组合定律的实验验证方法
自交法
F1
如果后代性状分离比符合9∶3∶3∶1，则控制两对或多对相对性状基因的传递符合自由组合定律，反之则不符合
测交法
F1
×―→
隐性纯合子
如果测交后代性状分离比符合1∶1∶1∶1，则控制两对或多对相对性状基因的传递，符合自由组合定律，反之则不符合
配子法
F1配子形成
产生数量相等的2n(n为等位基因对数)种配子，则符合自由组合定律，反之则不符合
3．分离定律与自由组合定律的区别与联系
合作探究：1.下表列出了纯合豌豆(YYRR×yyrr)两对相对性状杂交实验中F2的部分遗传因子组成，回答下列问题：
配子
YR
Yr
yR
yr
YR
①
②
YyRr
Yr
③
yR
④
yr
yyrr
(1)F2中有________种遗传因子组成，________种性状表现。
(2)纯合子的遗传因子组成分别是________、________、________、________。①②③④所代表的遗传因子组成在F2中所占的概率分别为_______、_______、________、________。
(3)F2中出现不同于亲本的重组性状类型的概率是__________。
提示：(1)9 4 (2)YYRR YYrr yyRR yyrr 1/16 1/8 1/4 1/8 (3)3/8
2．结合孟德尔测交实验过程分析：
(1)测交后代的遗传因子组成取决于哪个亲代个体？为什么？
提示：取决于杂合子一代，因为隐性纯合子的绿色皱形豌豆只产生一种配子。
(2)两亲本杂交，后代性状出现了1∶1∶1∶1的比例，能否确定两亲本的遗传因子组成就是YyRr和yyrr？试举例说明。
提示：不一定。Yyrr和yyRr杂交，后代性状也会出现1∶1∶1∶1的比例。
(3)如果对具有独立遗传的三对遗传因子的杂合子AaBbCc 进行测交，子代中aabbcc所占比例是多少？
提示：1/8。
1．下列关于“模拟孟德尔两对相对性状杂交实验”活动的叙述，正确的是( )
A．模拟F1产生配子时，可准备等量标有“YR、Yr、yR、yr”的四种卡片
B．“雌”“雄”信封中卡片数量相同，表示产生的雌、雄配子数量相等
C．准备实验材料时，需要4个信封和代表不同等位基因的4种卡片
D．模拟受精作用时，需将随机抽出的2张卡片组合记录后，再放回原信封
C [模拟F1产生配子时，需要准备标有“Y、y、R、r”的四种卡片，A错误；“雌”信封中卡片数量应少于“雄”信封中卡片数量，原因是产生的雌配子数量少于雄配子数量，B错误；准备实验材料时，需要4个信封(雄1、雄2、雌1、雌2)和代表不同等位基因的4种卡片，C正确；模拟受精作用时，需将随机抽出的4张卡片组合记录后，再放回原信封，D错误。]
2．豌豆的圆形对皱形为显性，受一对遗传因子R和r控制，种皮黄色对绿色为显性，受另一对遗传因子Y和y控制。现让纯种的黄色圆形豌豆与纯种的绿色皱形豌豆杂交，得到F1，再让F1自交，F2出现了9∶3∶3∶1的性状分离比。下列相关叙述错误的是( )
A．F1全表现为黄色圆形
B．F2中黄色圆形所占的比例为9/16
C．F2中绿色皱形所占的比例为1/16
D．F2中重组类型所占的比例为5/8
D [亲本的性状表现为黄色圆形和绿色皱形，所以F2中的黄色皱形和绿色圆形为重组类型，它们所占的比例为3/16＋3/16＝3/8。]
3．已知某植物的抗病(A)和不抗病(a)、花粉长形(B)和花粉圆形(b)、高茎(D)和矮茎(d)三对性状能自由组合。现有4株纯合的植株，其基因型分别为：①aaBBDD；②AABBDD；③aaBBdd；④AAbbDD。下列相关叙述错误的是( )
A．任意选择两植株杂交都能验证基因的分离定律
B．欲验证基因的自由组合定律可选用的杂交组合只有①和④、②和③
C．欲培育出基因型为aabbdd的植株，可选择③和④进行杂交
D．欲通过检测花粉验证基因的分离定律可选择④和任意植株杂交
B [因为任意选择两植株杂交都能产生含有等位基因的后代，所以能验证基因的分离定律，A正确；欲验证基因的自由组合定律，杂交后代至少含有两对等位基因，可选用的杂交组合有①和④、②和③、③和④，B错误；欲培育出基因型为aabbcc的植株，可选择③和④进行杂交，后代基因型为AaBbDd，再让其自交即可产生aabbdd的植株，C正确；欲通过检测花粉验证基因的分离定律，可选择④和任意植株杂交，都可产生Bb等位基因，D正确。]
自由组合定律的解题方法与应用
1．“拆分法”求解自由组合定律问题
(1)根据亲本的基因型推测子代的基因型、表型及比例——正推型
①配子类型问题
求AaBbCc产生的配子种类，以及配子中ABC的概率。
产生的配子种类
Aa Bb Cc
↓ ↓ ↓
2 × 2 × 2＝8种
产生ABC配子的概率为××＝。
[规律] 某一基因型的个体所产生配子种类数等于2n种(n为等位基因对数)。
②配子间结合方式问题
AaBbCc与AaBbCC杂交过程中，配子间的结合方式有多少种？
a．先求AaBbCc、AaBbCC各自产生多少种配子。
AaBbCc→8种配子、AaBbCC→4种配子。
b．再求两性配子间的结合方式。
由于雌雄配子间的结合是随机的，因而AaBbCc与AaBbCC配子之间有8×4＝32种结合方式。
[规律] 两基因型不同的个体杂交，配子间结合方式种类数等于各亲本产生配子种类数的乘积。
③子代基因型种类及概率的问题
如AaBbCc与AaBBCc杂交，其后代有多少种基因型？
先分解为三个分离定律，再用乘法原理组合。
⇒后代有3×2×3＝18种基因型
又如该双亲后代中，AaBBCC出现的概率为(Aa)×(BB)×(CC)＝。
④子代表型种类及概率的问题
如AaBbCc×AabbCc，其杂交后代可能有多少种表型？
⇒后代有2×2×2＝8种表型
又如该双亲后代中表型A_bbcc出现的概率为(A_)×(bb)×(cc)＝。
(2)根据子代表型分离比推测亲本基因型——逆推型
①子代：9∶3∶3∶1＝(3∶1)(3∶1)⇒AaBb×AaBb
②子代：1∶1∶1∶1＝(1∶1)(1∶1)⇒
③子代：3∶1∶3∶1＝(3∶1)(1∶1)⇒
④子代：3∶1＝(3∶1)×1
⇒
2．杂交育种的总结
(1)原理：基因重组。
(2)过程
①培育杂合子品种
选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×)→F1(即为所需品种)。
②培育隐性纯合子品种
选取符合要求的双亲杂交(♀×)→F1F2→选出表型符合要求的个体种植并推广。
③培育显性纯合子品种
a．植物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1自交→获得F2→鉴别、选择需要的类型，自交至不发生性状分离为止。
b．动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1雌雄个体交配→获得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的F2个体。
(3)优点：操作简便，可以把多个品种的优良性状集中在一起。
(4)缺点：获得新品种的周期长。
3．“十字交叉法”解答自由组合的概率计算问题
(1)当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时，各种患病情况的概率分析如下：
(2)根据序号所示进行相乘得出相应概率再进一步拓展，如下表：
序号
类型
计算公式
①
同时患两病概率
mn
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)
合作探究：假如水稻高秆(D)对矮秆(d)为显性，抗稻瘟病(R)对易感稻瘟病(r)为显性，控制两对性状的基因独立遗传。现用一个纯合易感稻瘟病的矮秆品种(抗倒伏)与一个纯合抗稻瘟病的高秆品种(易倒伏)杂交，欲培育既抗倒伏又抗稻瘟病的类型。
(1)在培育过程中，从哪一代开始筛选？原因是什么？
提示：F2。因为从F2开始出现性状分离。
(2)选出后为什么还要连续自交？
提示：F2出现的既抗倒伏又抗稻瘟病的类型并不都能稳定遗传，因此要连续自交才会最终获得稳定遗传的纯合品系。
1．某种蝴蝶紫翅(P)对黄翅(p)是显性，绿眼(G)对白眼(g)为显性，两对基因分别位于两对同源染色体上，生物小组同学用紫翅绿眼和紫翅白眼的蝴蝶进行杂交，F1出现的性状类型及比例如图所示。下列说法正确的是 ( )
性状类型
A．上述亲本的基因型是PpGg×PPgg
B．上述亲本的基因型是PpGg×ppgg
C．F1紫翅白眼个体自交(基因型相同个体间的交配)，其中纯合子所占比例是2/3
D．F1紫翅白眼个体自交(基因型相同个体间的交配)，其中纯合子所占比例是1/2
C [根据图中后代的紫翅∶黄翅＝3∶1，两个亲本的基因型为Pp×Pp，排除A、B。绿眼∶白眼＝1∶1，说明绿眼的基因型为Gg，则两个亲本的基因型为PpGg×Ppgg。 F1紫翅白眼基因型为Ppgg或PPgg，比例为2∶1，即Ppgg占2/3; Ppgg 自交后代杂合子的比例为1/2，PPgg自交后代全部是纯合子，则杂合子的比例为2/3×1/2＝1/3，则纯合子也就是1－1/3＝2/3。综上所述，C正确，D错误。]
2．人体耳垂离生(A)对连生(a)为显性，眼睛棕色(B)对蓝色(b)为显性，两对基因自由组合。一个棕眼离生耳垂的男人与一个蓝眼离生耳垂的女人婚配，生了一个蓝眼耳垂连生的孩子。倘若他们再生育，未来子女为蓝眼离生耳垂、蓝眼连生耳垂的几率分别是( )
A．1/4，1/8 B．1/8，1/8
C．3/8，1/8 D．3/8，1/2
C [根据题意分析可知：棕眼离生耳垂的男人基因型为B_A_，蓝眼离生耳垂的女人基因型为bbA_，生了一个蓝眼耳垂连生的孩子，其基因型为bbaa，因此，父母的基因型为BbAa和bbAa，所以他们再生育，未来子女为蓝眼离生耳垂的几率是 1/2 × 3/4 ＝ 3/8，未来子女为蓝眼连生耳垂的几率是 1/2 × 1/4 ＝ 1/8 。故选C。]
3．某二倍体植物开两性花(可自花授粉)，其雄性不育性状受两对独立遗传的等位基因M、m与N、n控制，其中M基因控制雄性可育、m基因控制雄性不育，n基因纯合时会抑制m基因的表达(表现为可育)。某兴趣小组选取雄性可育的杂种植物甲、乙、丙进行自交或杂交实验，实验结果如下表所示。回答下列问题：
组别
亲本类型
F1表型及数量(株)
雄性可育株
雄性不可育株
A
甲×甲
298
105
B
甲×乙
302
101
C
丙×丙
398
0
注：“雄性不可育株”指雄蕊发育异常，不能产生可育的花粉，但雌蕊发育正常的植株。
(1)该二倍体植物中，雄性可育杂种植物的基因型有________种，雄性不育株在杂交育种的操作过程中，最显著的优点是________________________________。
(2)根据表中实验结果，可确定植株甲的基因型是________________。
(3)现欲确定植株丙的基因型，请从三组杂交组合的Fl中选择合适材料来进行实验鉴定。要求简要写出实验思路、预期实验结果及结论。
①实验思路：__________________________________________
________________________________________________________________。
②预期结果及结论：____________________________________
________________________________________________________________。
解析：由题意知，该植株雄性不育性状受两对独立遗传的等位基因控制，因此遵循自由组合定律。由于m基因控制雄性不育性状，n基因纯合会抑制m基因的表达，所以mmN_为雄性不育，M_ _ _、mmnn为可育。
(1)据以上分析可知，该二倍体植物中，雄性可育杂种植物的基因型M_ _ _、mmnn，有2×3＋1＝7(种)，其中纯合子有3种，杂合子有4种，雄性不育株雄蕊发育异常，不能产生可育的花粉，故在杂交育种的操作过程中无需对母本去雄。
(2)根据表中A组实验结果可知，雄性可育的杂种植物甲自交，雄性可育株∶雄性不可育＝3∶1，可确定植株甲的基因型是MmNN。
(3)根据表中C组实验结果可知，雄性可育的杂种植物丙自交后代全为雄性可育株，杂种植株丙可能的基因型为MMNn或Mmnn，要确定植株丙的基因型可选择A组别F1中雄性不育植株mmNN为母本，植株丙为父本进行杂交，统计子代植株的表型及比例。若植株丙的基因型为MMNn，则子代植株全为雄性可育；若植株丙的基因型为Mmnn，则子代植株雄性可育∶雄性不育＝1∶1。
答案：(1)4 无需对母本去雄 (2)MmNN (3)①选择A组别F1中雄性不育植株(♀)与植株丙()进行杂交，统计子代植株的表型及比例 ②若子代植株全为雄性可育，则植株丙的基因型为MMNn；若子代植株雄性可育∶雄性不育＝1∶1，则植株丙的基因型为Mmnn
[课堂小结]
知识网络构建
核心语句背诵
1.在F1形成配子时，等位基因分离的同时，非等位基因表现为自由组合。即一对等位基因与另一对等位基因的分离或组合是互不干扰的，是各自独立地分配到配子中去的。
2.来源于不同亲本的控制不同性状的基因能够在产生子代的过程中组合成多种配子，随着配子的随机结合，子代将产生多种多样的基因型和表型，让进行有性生殖的生物产生更为多样化的子代，从而适应多变的环境，对生物的适应和进化有着重要的意义。
3.基因的分离和自由组合定律的应用
(1)广泛地运用于育种工作
许多优良的动、植物品种就是通过这种方法选育成功的。
(2)在医学实践中的应用
医生需要对家系中多种遗传病在后代中的多种发病可能进行预测，为优生优育、遗传病的防治提供理论依据。
4.孟德尔获得成功的原因
(1)选取了合适的杂交实验材料——豌豆；
(2)在数据分析中应用了数理统计分析法；
(3)采取了从简单到复杂、先易后难的科学思维方法；
(4)应用了“假说－演绎”的方法。
1．孟德尔用豌豆做两对相对性状的遗传实验不必考虑的是( )
A．亲本的双方都必须是纯合子
B．两对相对性状各自要有显隐性关系
C．对母本去雄，授以父本花粉
D．显性亲本作父本，隐性亲本作母本
D [孟德尔的豌豆杂交实验正反交的结果是一样的。]
2．若某哺乳动物毛发颜色由基因De(褐色)、Df(灰色)、d(白色)控制，其中De和Df分别对d完全显性。毛发形状由基因H(卷毛)、h(直毛)控制。控制两种性状的等位基因均位于常染色体上且独立遗传。基因型为DedHh和DfdHh的雌雄个体交配。下列说法正确的是( )
A．若De对Df共显性、H对h完全显性，则F1有6种表型
B．若De对Df共显性、H对h不完全显性，则F1有12种表型
C．若De对Df不完全显性、H对h完全显性，则F1有9种表型
D．若De对Df完全显性、H对h不完全显性，则F1有8种表型
B [若De对Df共显性，H对h完全显性，基因型为DedHh和DfdHh雌雄个体交配，毛发颜色基因型有DeDf、Ded、Dfd和dd 4种，表型有4种，毛发形状基因型有HH、Hh和hh 3种，表型有2种，则F1有4×2＝8种表型，A错误；若De对Df共显性，H对h不完全显性，基因型为DedHh和DfdHh雌雄个体交配，毛发颜色基因型有DeDf、 Ded、Dfd和dd 4种，表型有4种，毛发形状基因型有HH、Hh和hh 3种，表型有3种，则F1有4×3＝12种表型，B正确；若De对Df不完全显性，H对h完全显性，基因型为DedHh和DfdHh雌雄个体交配，毛发颜色基因型有DeDf、 Ded、Dfd和dd 4种，表型有4种，毛发形状基因型有HH、Hh和hh 3种，表型有2种，则F1有4×2＝8种表型，C错误；若De对Df完全显性，H对h不完全显性，基因型为DedHh和DfdHh雌雄个体交配，毛发颜色基因型有DeDf、 Ded、Dfd和dd 4种，表型有3种，毛发形状基因型有HH、Hh和hh 3种，表型有3种，则F1有3×3＝9种表型，D错误。]
3．在豚鼠中，黑色(C)对白色(c)、毛皮粗糙(R)对毛皮光滑(r)为显性。下列能验证基因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×黑光→25黑粗∶8白粗
D．黑粗×白光→10黑粗∶9黑光∶8白粗∶11白光
D [验证基因的自由组合定律，就是验证F1产生配子时，决定同一性状的成对遗传因子是否彼此分离，决定不同性状的遗传因子是否自由组合，因此最佳方法为测交。D项符合测交的概念和结果：黑粗(相当于F1的双显)×白光(双隐性纯合子)→10黑粗∶9黑光∶8白粗∶11白光，即出现4种性状表现类型，且比例接近1∶1∶1∶1。]
4．孟德尔发现了遗传因子的分离定律和自由组合定律，他获得成功的原因不包括( )
A．正确地选用实验材料
B．先分析一对相对性状的遗传，再分析两对相对性状的遗传
C．先研究遗传因子的行为变化，再研究性状分离现象
D．在观察和分析的基础上提出问题，然后提出假说并进行验证
C [正确地选用豌豆作为实验材料是孟德尔获得成功的首要条件，A项正确；孟德尔在研究过程中先分析一对相对性状的遗传，再分析两对相对性状的遗传，B项正确；孟德尔采用了假说—演绎法进行研究，即在观察和分析(性状分离现象)的基础上提出问题，然后提出假说并进行验证，C项错误、D项正确。]
5．孟德尔用纯种黄色圆形豌豆和纯种绿色皱形豌豆作亲本进行杂交，F1全为黄色圆形。F1自交，F2的表型及比例为黄色圆形∶黄色皱形∶绿色圆形∶绿色皱形＝9∶3∶3∶1，孟德尔通过研究发现了自由组合定律。
(1)孟德尔研究的这两对相对性状中，显性性状分别为________。F2中，圆形∶皱形＝________，F2中表型不同于亲本的类型所占的比例为________。
(2)孟德尔对自由组合现象的解释包括________(从下列叙述中选填序号)。
①两对相对性状由两对遗传因子控制
②F1在形成配子时，同一对遗传因子分离，不同对的遗传因子可以自由组合
③受精时，雌雄配子的结合是随机的
(3)为验证假说，孟德尔设计了测交实验，请完成测交实验遗传图解：
①________，②________，③________。
解析：(1)根据题意分析可知：纯种黄色圆形豌豆和纯种绿色皱形豌豆作亲本进行杂交，F1全为黄色圆形，说明孟德尔研究的这两对相对性状中，显性性状分别为黄色和圆形。F2中，圆形∶皱形＝3∶1，黄色∶绿色＝3∶1。F2中表型不同于亲本的类型为黄色皱形豌豆和绿色圆形豌豆，所占的比例为3/16＋3/16＝3/8。(2)孟德尔在解释自由组合现象时，认为两对相对性状由两对遗传因子控制；F1在形成配子时，同一对遗传因子分离，不同对的遗传因子可以自由组合；受精时，雌雄配子的结合是随机的。(3)F1(YyRr)能产生YR、Yr、yR、yr四种配子，测交后代的基因型有YyRr、Yyrr、yyRr、yyrr，表型分别为黄色圆形、黄色皱形、绿色圆形和绿色皱形。
答案：(1)黄色和圆形 3∶1 3/8 (2)①②③
(3)①Yr ②YyRr ③绿色圆形
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