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导学案

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导学案，共8页。

[核心精要]
1．由基因互作导致的特殊分离比
(1)形成原因
(2)解题步骤
2．由显性基因累加效应导致的特殊分离比
(1)表现
(2)原因：A与B的作用效果相同，但显性基因越多，其效果越强。
[对点训练]
1．某种植物其花色有白色和紫色，现选取白色和紫色两个纯合品种做杂交实验，结果如下：紫花×白花，F1全为紫花，F1自交，F2表型及比例为9紫花∶3 红花∶4 白花。将F2红花自交，产生的F3中纯合子占总数的比例为( )
A．1/6 B．5/9
C．1/2 D．2/3
D [F2表型及比例为9 紫花∶3 红花∶4 白花，是9∶3∶3∶1的变式，由此可推知该植物花色受2对基因控制，且遵循基因的自由组合定律，F1为双杂合子(设为AaBb)，则F2中红花基因型(设为A_bb)及比例为1/3AAbb、2/3Aabb，其自交产生的F3 中杂合子(Aabb)占总数的比例为2/3×1/2＝1/3，则F3 中纯合子占总数的比例为1－1/3＝2/3，故D项正确。]
2．某二倍体植物的花瓣颜色有白色、紫色、红色和粉色四种。研究人员用某株粉色纯合子和某株白色纯合子杂交，F1全部表现为红色，让F1自交，F2中白色∶紫色∶红色∶粉色＝4∶3∶6∶3，下列有关叙述错误的是( )
A．花色受两对等位基因控制，且遵循孟德尔的自由组合定律
B．F2中白花的基因型有3种，其中纯合子占1/2
C．F1个体与隐性纯合子测交，后代花色白色∶紫色∶红色＝2∶1∶1
D．F2中自交后代能够发生性状分离的植株占5/16
D [根据F2的性状分离比4∶3∶6∶3可以判断，该比例是两对独立遗传的基因自由组合的后代的9∶3∶3∶1的比例的变式，由此确定花色的性状由两对等位基因控制，并且两对基因独立遗传，遵循基因的自由组合定律，A正确；假设控制花色的两对等位基因分别为A、a与B、b，由题中所给比例关系可知，F1的基因型为AaBb，F2中白色基因型为aa_，紫色基因型为A_bb，红色基因型为A_Bb，粉红色基因型为A_BB，其中白色花中的三种基因型及比例分别为1/4aabb、1/2aaBb、1/4aaBB，因此纯合子占1/4＋1/4＝1/2，B正确；F1(AaBb)个体与隐性纯合子(aabb)测交，后代花色的基因型及比例为AaBb∶aaBb∶Aabb∶aabb＝1∶1∶1∶1，其中基因型为AaBb的个体开红花，基因型为Aabb的个体开紫花，基因型为aaBb与aabb的个体开白花，因此F1个体与隐性纯合子测交，后代花色白色∶紫色∶红色＝2∶1∶1，C正确；F2中，基因型为AaBb、AaBB、AABb、Aabb的个体均会发生性状分离，其所占比例为4/16＋2/16＋2/16＋2/16＝5/8，D错误。]
3．小麦粒色受不连锁的三对基因A/a、B/b、C/c控制。A、B和C决定红色，每个基因对粒色增加效应相同且具有叠加性，a、b和c决定白色。将粒色最浅和最深的植株杂交得到F1。F1的自交后代中，与基因型为AaBbcc的个体表型相同的概率是( )
A．1/64 B．1/16
C．3/16 D．15/64
D [将粒色最浅的植株aabbcc和粒色最深的植株AABBCC杂交得到F1植株的基因型为AaBbCc。F1的自交后代中，与基因型为AaBbcc的个体表型相同的个体含有两对杂合基因和一对隐性纯合基因，或者含有一对显性纯合基因和两对隐性纯合基因，概率是1/2×1/2×1/4×3＋1/4×1/4×1/4×3＝15/64。]
4．基因型为aabbcc的桃子重120克，每产生一个显性等位基因就使桃子增重15克，故基因型为AABBCC的桃子重210克。甲桃树自交，F1每桃重150克。乙桃树自交，F1每桃重120～180克。甲、乙两桃树杂交，F1每桃重135～165克。甲、乙两桃树的基因型可能是( )
A．甲AAbbcc，乙aaBBCC
B．甲AaBbcc，乙aabbCC
C．甲aaBBcc，乙AaBbCC
D．甲AAbbcc，乙aaBbCc
D [因为一个显性基因可使桃子增重15克，甲桃树自交，F1每桃重150克，则甲桃树中应有两个显性基因，且是纯合子；乙桃树自交，F1每桃重120～180克，则乙桃树中应有两个显性基因，且是杂合子；甲、乙两桃树杂交，F1每桃重135～165克，进一步确定甲、乙两桃树的基因型可能为AAbbcc和aaBbCc。]
自交后代“和”小于16，测交“和”为4的特殊分离比(遗传致死问题)
[核心精要]
1．致死类型归类分析
(1)显性纯合致死
①AA和BB致死 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(F1自交后代：AaBb∶Aabb∶aaBb∶,aabb＝4∶2∶2∶1,其余基因型个体致死,测交后代：AaBb∶Aabb∶aaBb∶,aabb＝1∶1∶1∶1))
②AA(或BB)致死 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(F1自交后代：6（2AaBB＋4AaBb）∶,3aaB_∶2Aabb∶1aabb或6,（2AABb＋4AaBb）∶3A_bb∶2aaBb∶,1aabb,测交后代：AaBb∶Aabb∶aaBb∶,aabb＝1∶1∶1∶1))
(2)隐性纯合致死
①双隐性致死 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(F1自交后代：A_B_∶A_bb∶,aaB_＝9∶3∶3))
②单隐性致死 aa或bb eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(F1自交后代：9A_B_∶3A_bb,或9A_B_∶3aaB_))
2．致死类问题解题思路
第一步：先将其拆分成分离定律单独分析，确定致死的原因。
第二步：将单独分析结果再综合在一起，确定成活个体基因型、表型及比例。
[对点训练]
1.某植物有白花和红花两种性状，由等位基因R/r、I/i控制，已知基因R控制红色素的合成，基因I会抑制基因R的表达。某白花植株自交，F1中白花∶红花＝5∶1；再让F1中的红花植株自交，后代中红花∶白花＝2∶1。下列有关分析错误的是( )
A．基因R/r与I/i独立遗传
B．基因R纯合的个体会致死
C．F1中白花植株的基因型有7种
D．亲代白花植株的基因型为RrIi
C [根据题意分析可知，红色的基因型为R_ii，白色的基因型为R_I_、rrI_、rrii。某白花植株自交，F1中白花∶红花＝5∶1，后代红花R_ii占1/6＝2/3×1/4，说明两对等位基因独立遗传，遵循基因的自由组合定律，A正确；根据以上分析可知，亲本白花的基因型为RrIi，且RR基因纯合致死，B、D正确；F1中白花植株的基因型为RrII、RrIi、rrII、rrIi、rrii，C错误。]
2．在一个玉米的自然种群中，等位基因A、a控制高茎和矮茎，等位基因B、b控制抗病和感病，两对基因分别位于两对常染色体上，其中含A基因的花粉致死。现选择高茎抗病植株自交，F1有四种表型，以下叙述错误的是( )
A．F1中抗病植株与感病植株的比为3∶1
B．高茎对矮茎是显性，抗病对感病是显性
C．F1高茎抗病植株的基因型有4种
D．F1抗病植株间相互随机授粉，后代抗病植株占8/9
C [由题意分析可知含A基因的花粉致死，而选择的高茎抗病植株自交，F1有四种表型，所以高茎抗病植株为AaBb，F1中抗病植株与感病植株应为3∶1，A正确。因为子代中出现了亲本没有的性状，而亲本的性状应是显性性状，所以高茎对矮茎是显性，抗病对感病是显性，B正确。因为含A基因的花粉致死，所以F1高茎抗病植株的基因型有2种，C错误。F1抗病植株有1/3纯合子，2/3杂合子，它们之间相互随机授粉，后代中不抗病植株占1/3×1/3＝1/9，所以抗病植株占8/9，D正确。]
3．某种鼠中，黄鼠基因A对灰鼠基因a为显性，短尾基因B对长尾基因b为显性。且基因A或b在纯合时使胚胎致死，这两对基因独立遗传。现有两只双杂合的黄色短尾鼠交配，理论上所生的子代中杂合子所占的比例为( )
A．1/4 B．3/4 C．1/9 D．8/9
D [根据题意，两只双杂合的黄色短尾鼠的基因型是AaBb，交配时会产生9种基因型的个体，但是因为基因A或b在纯合时使胚胎致死，所以只有AaBB、AaBb、aaBB、aaBb四种基因型个体能够生存下来，比例为2∶4∶1∶2，由于子代中只有aaBB为纯合子，其余为杂合子，所以两只双杂合的黄色短尾鼠交配，理论上所生的子代中，杂合子所占的比例为8/9。故选D。]
4．某种植物的花色同时受A、a与B、b两对基因控制，基因型为A_bb的植株开蓝花，基因型为aaB_的植株开黄花。将蓝花植株(♀)与黄花植株()杂交，取F1红花植株自交得F2。F2的表型及其比例为红花∶黄花∶蓝花∶白花＝7∶3∶1∶1，则下列分析中正确的是( )
A．F2中基因型为Aa_ _的杂合子致死
B．F1产生的配子中某种雌雄配子同时致死
C．亲本蓝花植株和F2蓝花植株的基因型一定为AAbb
D．F1产生的配子中，Ab雌配子或Ab雄配子致死
D [由题干分析可知，基因型为AaBb的个体自交，F2的表型及其比例为红花∶黄花∶蓝花∶白花＝7∶3∶1∶1，应是含有Ab的雌配子或者是雄配子致死，A、B错误，D正确；结合分析可进一步推知，F2中蓝花植株的基因型和亲本蓝花植株的基因型都是Aabb，C错误。]
利用“性状比之和”，判断控制遗传性状基因的对数
[核心精要]
1．依据
如果题目中给出的数据是比例的形式，或者给出的性状个体数之间的比值接近“常见”性状比的话，可以将性状比中各个数值相加。自交情况下，得到的总和是4的几次方，就说明自交的亲代中含有几对等位基因；测交情况下，得到的总和是2的几次方，则该性状就由几对等位基因控制。
2．实例
当自交后代表型比例为9∶3∶3∶1(各数值加起来是16，即42)或测交结果是1∶1∶1∶1(各数值加起来是4，即22)时，可立即判断为由两对等位基因控制的性状。同理，如果题目中自交后代性状比中的数值加起来是256(即44)或测交后代表型比例中的数值加起来是16(即24)，可立即判断为四对等位基因控制的性状。
[对点训练]
1.某植物红花和白花为一对相对性状，同时受多对等位基因控制(如A、a；B、b；C、c……)，当个体的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时(即A_B_C_……)才开红花，否则开白花。现有甲、乙、丙、丁4个纯合白花品系，相互之间进行杂交，杂交组合、后代表型及其比例如表所示，下列分析错误的是( )
A．组二F1基因型可能是AaBbCcDd
B．组五F1基因型可能是AaBbCcDdEE
C．组二和组五的F1基因型可能相同
D．这一对相对性状最多受四对等位基因控制，且遵循自由组合定律
D [组二和组五的F1自交，F2的分离比为红∶白＝81∶175，即红花占81/(81＋175)＝(3/4)4，则可推测这对相对性状至少受四对等位基因控制，且四对基因分别位于四对同源染色体上，遵循自由组合定律。组二、组五的F1至少含四对等位基因，当该对性状受四对等位基因控制时，组二、组五的F1基因型都可为AaBbCcDd；当该对性状受五对等位基因控制时，组五F1基因型可能是AaBbCcDdEE。]
2．某植物叶形的宽叶和窄叶是一对相对性状，用纯合的宽叶植株与窄叶植株进行杂交，如下表(相关基因用A、a；B、b；C、c……表示)。下列相关叙述错误的是( )
A．该植物的叶形至少受三对等位基因控制
B．只要含有显性基因该植株的表型即为宽叶
C．杂交组合一亲本的基因型可能是AABBcc、aaBBcc
D．杂交组合三的子二代宽叶植株的基因型有26种
C [由表格信息可知，宽叶植株与窄叶植株杂交，子一代都是宽叶，说明宽叶是显性性状。杂交组合一，子二代窄叶植株所占的比例是1/4，说明符合一对杂合子自交实验结果；杂交组合二，子二代窄叶植株所占的比例是1/16，说明符合两对杂合子自交实验结果；杂交组合三，子二代窄叶植株所占的比例是1/64，说明符合三对杂合子自交实验结果，因此该植物的宽叶和窄叶性状至少由三对等位基因控制，且三对等位基因在遗传过程中遵循自由组合定律，隐性纯合子表现为窄叶，其他都表现为宽叶。杂交组合三子一代的基因型是AaBbCc，子二代的基因型有3×3×3＝27(种)，其中基因型为aabbcc的植株表现为窄叶，因此杂交组合三的子二代宽叶植株的基因型有26种。]
3．某植物种子的颜色有黄色和绿色之分，受多对独立遗传的等位基因控制。现有两个绿色种子的纯合品系，定为X、Y。让X、Y分别与一纯合的黄色种子的植物杂交，在每个杂交组合中，F1都是黄色，再自花授粉产生F2，每个组合的F2分离如下：
X：产生的F2，27黄∶37绿
Y：产生的F2，27黄∶21绿
回答下列问题：
(1)根据上述哪个品系的实验结果，可初步推断该植物种子的颜色至少受三对等位基因控制？请说明判断的理由。
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(2)请从上述实验中选择合适的材料，设计一代杂交实验证明推断的正确性。(要求：写出实验方案，并预测实验结果)
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解析：(1)纯合绿色种子与纯合黄色种子植物杂交，F1都是黄色，表明黄色对绿色为显性。X品系产生的 F2中，黄色占27/64＝(3/4)3 ，表明F1中有三对基因是杂合的，三对基因均为显性时呈黄色，其余呈绿色，X与亲本黄色之间有三对等位基因存在差异。(2)要验证上述判断的正确性，可设计测交实验，即取与X杂交形成的F1(三对基因是杂合的)与X品系杂交，若后代中黄色占(1/2)3＝1/8，黄色∶绿色＝1∶7，则上述判断正确。
答案：(1)X品系。F1都是黄色，表明黄色对绿色为显性。X品系产生的F2中，黄色占27/64＝(3/4)3 ，表明F1中有三对基因是杂合的，X与亲本黄色之间有三对等位基因存在差异(其他合理答案也可) (2)取与X杂交形成的F1，与X品系杂交，后代中将出现黄色与绿色两种表型，且比例为1∶7
序号
条件
F1(AaBb)自交后代比例
F1测交后代比例
1
存在一种显性基因时表现为同一类型，其余正常表现
9∶6∶1
1∶2∶1
2
两种显性基因同时存在时，表现为一种类型，否则表现为另一种类型
9∶7
1∶3
3
当某一对隐性基因成对存在时表现为双隐类型，其余正常表现
9∶3∶4
1∶1∶2
4
只要存在显性基因就表现为一种类型，其余正常表现
15∶1
3∶1
组一
组二
组三
组四
组五
组六
P
甲×乙
乙×丙
乙×丁
甲×丙
甲×丁
丙×丁
F1
白色
红色
红色
白色
红色
白色
F2
白色
红色81∶白色175
红色27∶白色37
白色
红色81∶白色175
白色
母本
父本
子一代
子二代
杂交组合一
宽叶
窄叶
宽叶
宽叶∶窄叶＝3∶1
杂交组合二
宽叶
窄叶
宽叶
宽叶∶窄叶＝15∶1
杂交组合三
宽叶
窄叶
宽叶
宽叶∶窄叶＝63∶1