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高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 孟德尔的豌豆杂交实验（二）教学演示课件ppt
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这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 孟德尔的豌豆杂交实验（二）教学演示课件ppt，共55页。PPT课件主要包含了内容索引，课前篇自主预习，课堂篇探究学习，学习目标，自由组合定律，2Aa，4AA，4aa，8多指白化等内容，欢迎下载使用。
一、对自由组合现象的解释和验证1.验证方法:测交法。2.遗传图解
三、孟德尔获得成功的原因
四、孟德尔遗传规律的再发现
自我检测1.孟德尔的豌豆杂交实验中,测交实验的设计和实施对两大遗传规律的发现具有关键性的作用。判断下列表述正确与否。(1)测交实验必须有一隐性纯合子参与。( )(2)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。( )(3)孟德尔在以豌豆为材料所做的实验中,通过杂交实验发现问题,然后提出假设进行解释,再通过测交实验进行验证。( )(4)基因A、a和基因B、b分别控制两对相对性状,一个亲本与aabb测交,子代基因型为AaBb和Aabb,分离比为1∶1,则这个亲本的基因型为AABb。( )
2.白色盘状与黄色球状南瓜杂交,F1全是白色盘状南瓜,F1自交获得的F2中纯合黄色盘状南瓜有1 322棵,则F2中杂合白色球状南瓜应有( )A.1 322棵B.2 644棵C.3 966棵D.1 983棵答案 B解析 由题可知白色对黄色为显性,盘状对球状为显性,设F1的基因型为AaBb,F1自交,F2的表型及比例为白色盘状(A_B_)∶白色球状(A_bb)∶黄色盘状(aaB_)∶黄色球状(aabb)=9∶3∶3∶1,其中纯合黄色盘状南瓜(aaBB)占1/16,共有1 322棵。而杂合的白色球状南瓜(Aabb)占2/16,所以有1 322×2=2 644(棵)。
3.下列有关自由组合定律的叙述,正确的是( )A.自由组合定律是孟德尔根据豌豆两对相对性状杂交实验的结果及其解释直接进行归纳总结,其不适用于多对相对性状的遗传B.控制不同性状的遗传因子的分离和组合是相互联系、相互影响的C.在形成配子时,决定不同性状的遗传因子的分离是随机的,所以称为自由组合定律D.在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子表现为自由组合
答案 D解析 自由组合定律的内容:(1)控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;(2)在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。B、C两项错误,D项正确;自由组合定律适用于多对相对性状的遗传,A项错误。
4.父本的基因型为AABb(两对等位基因独立遗传),母本的基因型为AaBb,正常情况下F1不可能出现的基因型是( )A.AaBbD.AABb答案 C解析 根据题意可知,父本的基因型为AABb,母本的基因型为AaBb,则子代的基因型不可能是aaBb。
5.以下关于表型和基因型的叙述,正确的是( )A.表型都能通过眼睛观察出来,如高茎和矮茎B.基因型不能通过眼睛观察,必须使用电子显微镜C.在相同环境下,表型相同,基因型一定相同D.基因型相同,表型不一定相同
答案 D解析 表型是指生物个体表现出来的性状,是可以观察和测量的,但不一定都能通过眼睛观察出来,A项错误;基因型一般可通过表型来推知,不能通过电子显微镜观察,B项错误;在相同环境条件下,表型相同,基因型不一定相同,如高茎的基因型可能是DD或Dd,C项错误;表型是基因型与环境条件共同作用的结果,因此,基因型相同,表型不一定相同,D项正确。
【情境探究】1.仔细观察教材P11图1-9,回答下列问题。(1)孟德尔为了验证对自由组合现象的解释,设计了怎样的实验?子代出现4种比例相等的性状类型的原因是什么?提示 设计了测交实验,即让F1(YyRr)与双隐性纯合子(yyrr)杂交。F1是双杂合子,能产生4种数量相等的配子,隐性纯合子只产生一种配子。(2)该实验有哪些作用?提示 测定F1产生的配子种类及比例;测定F1的遗传因子组成;判定F1在形成配子时遗传因子的行为。
(3)若具有两对相对性状的两亲本杂交,后代性状类型比例为1∶1∶1∶1,据此能否确定亲本的遗传因子组成?提示 不能。当双亲的遗传因子组成为AaBb×aabb或Aabb×aaBb时,其后代性状类型比例均为1∶1∶1∶1,仅依据此比例不能确定亲本的遗传因子组成。(4)若测交后代有两种性状,且数量之比为1∶1,试分析F1的遗传因子组成。提示 由于隐性纯合子只产生一种配子yr,所以测交后代的性状与比例由F1决定,由于后代有两种性状且比例为1∶1,说明F1能够产生两种配子且比例为1∶1,其基因型为yyRr或Yyrr或YYRr或YyRR。
2.如何验证两对相对性状的遗传是否遵循自由组合定律?提示 ①自交法:根据F1自交是否出现4种性状类型,且比例是否为9∶3∶3∶1判断。②测交法:根据测交后代是否出现4种性状类型,且比例是否为1∶1∶1∶1判断。
【归纳提升】1.对自由组合现象解释的验证(1)方法:测交,即让F1与隐性纯合子杂交。(2)目的①测定F1产生的配子种类及比例。②测定F1的遗传因子组成。③判定F1在形成配子时遗传因子的行为。
(3)结果及结论①F1的基因型为YyRr。②F1产生的四种配子种类及比例为YR∶Yr∶yR∶yr=1∶1∶1∶1。③证实在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。
2.基因自由组合定律的适用条件(1)有性生殖生物的性状遗传(细胞核遗传)。(2)两对及两对以上的相对性状遗传。(3)控制两对或两对以上相对性状的等位基因独立遗传。
3.基因自由组合定律与分离定律的比较
【探究应用】1.(多选)下列有关测交的说法,不正确的是( )A.测交实验是孟德尔“假说—演绎法”中对推理过程及结果进行验证的方法B.对基因型为YyRr的黄圆豌豆进行测交,后代中不会出现该基因型的个体C.通过测交可以推测被测个体的基因型、产生配子的种类和产生配子的数量等D.对某植株进行测交,得到的后代基因型为Rrbb和RrBb(两对基因独立遗传),则该植株的基因型是Rrbb
答案 BCD解析 测交是孟德尔“假说—演绎法”中对推理过程及结果进行验证的方法;基因型为YyRr的个体会产生YR、Yr、yR、yr四种配子,由于隐性纯合子(yyrr)只能产生一种配子yr,测交后代中会出现基因型为YyRr的个体;测交不能测定被测个体产生配子的数量;由于隐性纯合子(rrbb)只能产生一种配子(rb),所以若“某植株”测交后代的基因型为Rrbb和RrBb,则该植株产生的两种配子是Rb、RB,其基因型是RRBb。
2.在孟德尔的两对相对性状的遗传实验中,具有1∶1∶1∶1比例的是( )①F1产生配子类型的比例 ②F2表型的比例 ③F1测交后代表型的比例 ④F1表型的比例 ⑤F2基因型的比例A.②④B.①③C.④⑤D.②⑤答案 B解析 在孟德尔两对相对性状的遗传实验中,F1的基因型为YyRr,表型只有1种,F1产生的配子类型有YR、Yr、yR、yr 4种,比例为1∶1∶1∶1。F1测交后代基因型为YyRr、Yyrr、yyRr、yyrr 4种,表型也为4种,比例均为1∶1∶1∶1。
3.基因的自由组合定律发生于图中哪个过程?( )A.①B.②C.③D.④答案 A解析 自由组合定律是在个体产生配子时发生的。图中①表示基因型为AaBb的个体产生4种数量相等的配子(1AB∶1Ab∶1aB∶1ab),即决定同一性状的成对的遗传因子(A与a,B与b)分离,决定不同性状的遗传因子(A与B或b,a与B或b)自由组合形成不同类型的配子。
【情境探究】1.基因的自由组合定律在育种中的应用杂交育种是改良农作物品质、提高农作物产量的常用方法。基因型不同的亲本杂交产生的后代在生活力、长势、抗逆性和产量等方面往往超过亲本。[资料1]在水稻中,易倒伏(D)对抗倒伏(d)是显性,抗稻瘟病(R)对不抗稻瘟病(r)是显性。有2个不同品种的纯系水稻,分别是易倒伏抗稻瘟病水稻和抗倒伏不抗稻瘟病水稻,科研人员将两者杂交,以获得能稳定遗传的既抗倒伏又抗稻瘟病的双抗水稻,杂交过程如下图所示。
[资料2]生产实践中,马铃薯品种是杂合子(有一对基因杂合即可称为杂合子),通常用块茎繁殖。现有的马铃薯品种有黄肉不抗病和白肉抗病2种,如果要选育出黄肉抗病(AaBb)的马铃薯新品种,可以通过2个品种杂交来获得。
(1)通过杂交,在F2中出现的双抗水稻是稳定遗传的纯合品系吗?如果不是,还需要进行怎样的处理才能获得所需品种?提示 F2子代中出现的双抗水稻有1/3的是纯合子,2/3的是杂合子。将双抗植株自交种子单独收获,来年单独种植,观察其子代是否出现性状分离,不出现性状分离的植株自交所得种子即为所需品种。(或:将双抗植株连续自交,逐代筛选双抗品种,直至不出现性状分离。)
(2)若要选育黄肉抗病的马铃薯新品种,应选用怎样的亲本类型?用遗传图解表示选育黄肉抗病马铃薯的杂交育种过程。提示 选取F1中黄肉抗病品种即为所需。
2.基因的自由组合定律在医学实践中的应用在遗传咨询中,预测2种或2种以上遗传病同时发生的风险时,可以采用分支法推算后代基因型和表型及其比例。如在一个家庭中,父亲是多指患者(由显性基因D控制),母亲的手指表现正常,他们婚后生了一个手指正常但患白化病(由隐性基因a控制)的儿子。经推断,这对夫妇的基因型为DdAa和ddAa。请尝试用分支法分析子代的基因型和表型,预测后代同时患2种遗传病的概率,并完成下图。
3/8手指正常肤色正常
【归纳提升】1.分析自由组合问题的“三字诀”拆→依据相对性状或等位基因对数(n),将自由组合问题拆分为n个分离定律问题,如AaBb×aaBb,含两对等位基因,可拆成2个分离定律问题↓析→逐对分析拆出的分离定律问题,如:Aa×aa→1/2Aa、1/2aaBb×Bb→1/4BB、1/2Bb、1/4bb↓组→根据所求基因型或表型,将分析出的分离定律相应的结果进行组合,其概率乘积即为所求,如AaBb×aaBb,子代AaBB的概率为1/2(Aa)×1/4(BB)=1/8
2.分解组合法解决自由组合问题
【探究应用】1.结球甘蓝的紫色叶对绿色叶为显性,控制该对相对性状的两对等位基因(A、a和B、b)独立遗传,下表是甘蓝杂交实验的统计数据。下列说法正确的是( )A.结球甘蓝叶色性状的遗传遵循自由组合定律B.表中组合①的两个亲本的基因型分别为AAbb、aaBBC.理论上组合①的F2紫色叶植株中,纯合子所占比例为1/4D.组合②的F1与绿色叶甘蓝杂交,理论上后代表型的比例为3∶1
答案 A解析 该性状是由两对等位基因控制的,且这两对等位基因独立遗传,遵循自由组合定律。组合①的F2中紫色叶∶绿色叶≈15∶1,故F1含有两对等位基因,基因型为AaBb。F2中基因型为aabb的植株的叶片表现为绿色,基因型为A_B_、A_bb、aaB_的植株的叶片表现为紫色。组合①的紫色和绿色亲本基因型为AABB和aabb。F2紫色叶植株中纯合子的基因型为1/15AABB、1/15AAbb、1/15aaBB,故F2的紫色叶植株中,纯合子所占比例为1/5。由组合②的F2中分离比约为3∶1推知,F1的基因型为Aabb(或aaBb),故亲本中紫色叶植株的基因型为AAbb(或aaBB),F1与基因型为aabb的绿色叶植株杂交,后代的表型及比例为紫色叶∶绿色叶=1∶1。
2.黄粒(T)高秆(S)玉米与某玉米杂交,后代中黄粒高秆占3/8、黄粒矮秆占3/8、白粒高秆占1/8、白粒矮秆占1/8,则亲本的基因型是( )A.ttSs×TTSsB.TtSs×TtssC.TtSs×TtSsD.TtSs×ttss答案 B解析 黄粒高秆玉米(T-S-)与某玉米杂交,后代中黄粒∶白粒=3∶1,说明两亲本相应的基因型均为Tt;再根据后代中高秆∶矮秆=1∶1,可知两亲本相应的基因型分别为Ss、ss。综合两对性状,两亲本的基因型分别为TtSs、Ttss。
3.有一对患有软骨发育不全遗传病的夫妇(其他性状表现正常),他们所生的第一个孩子患有白化病和软骨发育不全,第二个孩子表现正常。假设控制这两种病的遗传符合基因自由组合定律,请预测他们再生一个孩子同时患两种病的概率是( )A.1/16B.1/8C.3/16D.3/8
答案 C解析 一对患有软骨发育不全的夫妇(其他性状表现正常),他们所生的第一个孩子患有白化病和软骨发育不全,第二个孩子性状表现全部正常,可以推断出此夫妇的基因型均为AaBb(假设白化病相关基因用A、a表示,软骨发育不全相关基因用B、b表示),且软骨发育不全为显性遗传病,白化病为隐性遗传病,因此他们再生一个孩子同时患两种病的概率是1/4×3/4=3/16。
【情境探究】[情境创设] 香豌豆的花色有紫花和白花两种,显性基因C和P同时存在时开紫花。两个纯合白花亲本杂交,F1开紫花;F1自交,F2的性状分离比为紫花∶白花=9∶7。(1)两个纯合白花亲本的基因型是什么?F2中白花个体的基因型有几种?F2紫花中纯合子的比例是多少?提示 两个纯合白花亲本的基因型是ccPP和CCpp;F2中白花个体的基因型有5种;F2紫花中纯合子占1/9。(2)请预测F1测交后代的表型及比例。提示 紫花∶白花=1∶3。
【归纳提升】1.自由组合定律中的特殊分离比成因9∶3∶3∶1是独立遗传的、决定两对相对性状的两对等位基因自由组合时出现的表型比例,题干中如果出现附加条件,则可能出现9∶3∶4、9∶6∶1、15∶1、9∶7等特殊分离比。当子代的比例为9∶3∶3∶1或其变式时,则产生该子代的亲本必为双显性性状,且必为双杂合子。
2.某些致死基因或基因型导致性状分离比的改变设亲本的基因型为AaBb,符合基因自由组合定律。
【探究应用】1.某种甘蓝的叶色有绿色和紫色。已知叶色受两对独立遗传的基因A、a和B、b控制,只含隐性基因的个体表现隐性性状,其他基因型的个体均表现显性性状。某小组用绿叶甘蓝和紫叶甘蓝进行了一系列实验。实验①:让绿叶甘蓝(甲)的植株进行自交,子代都是绿叶实验②:让甲植株与紫叶甘蓝(乙)植株杂交,子代个体中绿叶∶紫叶=1∶3
回答下列问题。(1)甘蓝叶色中隐性性状是 ,实验①中甲植株的基因型为 。 (2)实验②中乙植株的基因型为 ,子代中有 种基因型。 (3)用另一紫叶甘蓝(丙)植株与甲植株杂交,若杂交子代中紫叶和绿叶的分离比为1∶1,则丙植株所有可能的基因型是 ;若杂交子代均为紫叶,则丙植株所有可能的基因型是 ;若杂交子代均为紫叶,且让该子代自交,自交子代中紫叶与绿叶的分离比为15∶1,则丙植株的基因型为 。
答案 (1)绿色 aabb (2)AaBb 4 (3)Aabb、aaBb AABB、AAbb、aaBB、AaBB、AABb AABB解析 (1)(2)某种甘蓝的叶色受两对独立遗传的基因A、a和B、b控制,且只含隐性基因的个体表现为隐性性状。由实验①可知,绿叶甘蓝甲为纯合子;再结合实验②可知,紫叶甘蓝乙为双杂合子,基因型为AaBb,且紫叶对绿叶为显性,绿叶甘蓝甲的基因型为aabb。据此分析可知,实验②为测交,乙可产生AB、Ab、aB、ab 4种数量相等的配子,子代的基因型为AaBb、Aabb、aaBb、aabb,共4种,表型为绿叶∶紫叶=1∶3。
(3)紫叶甘蓝丙与甲(aabb)杂交,若子代中紫叶∶绿叶=1∶1,则丙植株能产生只含一个显性基因与不含显性基因的两种且数量相等的配子,因此丙植株的基因型可能是Aabb或aaBb。若杂交子代均为紫叶,则丙植株产生的配子不能只含有隐性基因,则其基因型可能为AABB、AAbb、aaBB、AaBB、AABb。若杂交子代均为紫叶,且子代自交后代中紫叶∶绿叶=15∶1,则丙植株与甲杂交所得子代的基因型应为AaBb,即丙植株的基因型为AABB。
方法技巧 “三步法”巧解自由组合定律特殊分离比第一步,判断是否遵循基因自由组合定律。若没有致死的情况,双杂合子自交后代的表型比例之和为16,则符合基因的自由组合定律,否则不符合基因的自由组合定律。第二步,写出遗传图解。根据基因的自由组合定律,写出F2的4种表型对应的基因型,并注明自交后代性状分离比(9∶3∶3∶1),然后结合作用机理示意图推敲双显性、单显性、双隐性分别对应什么表型。第三步,合并同类项。根据题意,将具有相同表型的个体进行“合并同类项”。
2.灰兔和白兔杂交,F1全是灰兔,F1雌雄个体相互交配,F2中有灰兔、黑兔和白兔,且比例为9∶3∶4,则( )A.家兔的毛色受一对等位基因控制B.F2灰兔中能稳定遗传的个体占1/4C.F2灰兔的基因型有4种,能产生4种比例相等的配子D.F2白兔中纯合子的概率是1/2
答案 D解析 由F2中有灰兔、黑兔和白兔且比例为9∶3∶4可知,家兔的毛色受两对等位基因控制,A项错误。假设控制家兔毛色的基因为A、a和B、b,则F2灰兔的基因型有4种(1/9AABB、2/9AABb、2/9AaBB、4/9AaBb),F2灰兔中能稳定遗传的个体占1/9,F2灰兔产生的四种配子中,AB占1/9+2/9×1/2+2/9×1/2+4/9×1/4=4/9,Ab占2/9×1/2+4/9×1/4=2/9,aB占2/9×1/2+4/9×1/4=2/9,ab占4/9×1/4=1/9,B、C两项错误。F2白兔的基因型及比例为1/16aaBB、2/16aaBb、1/16aabb,或1/16AAbb、2/16Aabb、1/16aabb,D项正确。
3.一对纯合灰鼠杂交,F1都是黑鼠,F1中的雌雄个体相互交配,F2体色表现为9黑∶6灰∶1白。下列叙述正确的是( )A.控制小鼠体色基因的遗传遵循自由组合定律B.若F1与白鼠杂交,后代表现为2黑∶1灰∶1白C.F2灰鼠中能稳定遗传的个体占1/2D.F2黑鼠有两种基因型
一、对自由组合现象的解释和验证1.验证方法:测交法。2.遗传图解
三、孟德尔获得成功的原因
四、孟德尔遗传规律的再发现
自我检测1.孟德尔的豌豆杂交实验中,测交实验的设计和实施对两大遗传规律的发现具有关键性的作用。判断下列表述正确与否。(1)测交实验必须有一隐性纯合子参与。( )(2)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。( )(3)孟德尔在以豌豆为材料所做的实验中,通过杂交实验发现问题,然后提出假设进行解释,再通过测交实验进行验证。( )(4)基因A、a和基因B、b分别控制两对相对性状,一个亲本与aabb测交,子代基因型为AaBb和Aabb,分离比为1∶1,则这个亲本的基因型为AABb。( )
2.白色盘状与黄色球状南瓜杂交,F1全是白色盘状南瓜,F1自交获得的F2中纯合黄色盘状南瓜有1 322棵,则F2中杂合白色球状南瓜应有( )A.1 322棵B.2 644棵C.3 966棵D.1 983棵答案 B解析 由题可知白色对黄色为显性,盘状对球状为显性,设F1的基因型为AaBb,F1自交,F2的表型及比例为白色盘状(A_B_)∶白色球状(A_bb)∶黄色盘状(aaB_)∶黄色球状(aabb)=9∶3∶3∶1,其中纯合黄色盘状南瓜(aaBB)占1/16,共有1 322棵。而杂合的白色球状南瓜(Aabb)占2/16,所以有1 322×2=2 644(棵)。
3.下列有关自由组合定律的叙述,正确的是( )A.自由组合定律是孟德尔根据豌豆两对相对性状杂交实验的结果及其解释直接进行归纳总结,其不适用于多对相对性状的遗传B.控制不同性状的遗传因子的分离和组合是相互联系、相互影响的C.在形成配子时,决定不同性状的遗传因子的分离是随机的,所以称为自由组合定律D.在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子表现为自由组合
答案 D解析 自由组合定律的内容:(1)控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;(2)在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。B、C两项错误,D项正确;自由组合定律适用于多对相对性状的遗传,A项错误。
4.父本的基因型为AABb(两对等位基因独立遗传),母本的基因型为AaBb,正常情况下F1不可能出现的基因型是( )A.AaBbD.AABb答案 C解析 根据题意可知,父本的基因型为AABb,母本的基因型为AaBb,则子代的基因型不可能是aaBb。
5.以下关于表型和基因型的叙述,正确的是( )A.表型都能通过眼睛观察出来,如高茎和矮茎B.基因型不能通过眼睛观察,必须使用电子显微镜C.在相同环境下,表型相同,基因型一定相同D.基因型相同,表型不一定相同
答案 D解析 表型是指生物个体表现出来的性状,是可以观察和测量的,但不一定都能通过眼睛观察出来,A项错误;基因型一般可通过表型来推知,不能通过电子显微镜观察,B项错误;在相同环境条件下,表型相同,基因型不一定相同,如高茎的基因型可能是DD或Dd,C项错误;表型是基因型与环境条件共同作用的结果,因此,基因型相同,表型不一定相同,D项正确。
【情境探究】1.仔细观察教材P11图1-9,回答下列问题。(1)孟德尔为了验证对自由组合现象的解释,设计了怎样的实验?子代出现4种比例相等的性状类型的原因是什么?提示 设计了测交实验,即让F1(YyRr)与双隐性纯合子(yyrr)杂交。F1是双杂合子,能产生4种数量相等的配子,隐性纯合子只产生一种配子。(2)该实验有哪些作用?提示 测定F1产生的配子种类及比例;测定F1的遗传因子组成;判定F1在形成配子时遗传因子的行为。
(3)若具有两对相对性状的两亲本杂交,后代性状类型比例为1∶1∶1∶1,据此能否确定亲本的遗传因子组成?提示 不能。当双亲的遗传因子组成为AaBb×aabb或Aabb×aaBb时,其后代性状类型比例均为1∶1∶1∶1,仅依据此比例不能确定亲本的遗传因子组成。(4)若测交后代有两种性状,且数量之比为1∶1,试分析F1的遗传因子组成。提示 由于隐性纯合子只产生一种配子yr,所以测交后代的性状与比例由F1决定,由于后代有两种性状且比例为1∶1,说明F1能够产生两种配子且比例为1∶1,其基因型为yyRr或Yyrr或YYRr或YyRR。
2.如何验证两对相对性状的遗传是否遵循自由组合定律?提示 ①自交法:根据F1自交是否出现4种性状类型,且比例是否为9∶3∶3∶1判断。②测交法:根据测交后代是否出现4种性状类型,且比例是否为1∶1∶1∶1判断。
【归纳提升】1.对自由组合现象解释的验证(1)方法:测交,即让F1与隐性纯合子杂交。(2)目的①测定F1产生的配子种类及比例。②测定F1的遗传因子组成。③判定F1在形成配子时遗传因子的行为。
(3)结果及结论①F1的基因型为YyRr。②F1产生的四种配子种类及比例为YR∶Yr∶yR∶yr=1∶1∶1∶1。③证实在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。
2.基因自由组合定律的适用条件(1)有性生殖生物的性状遗传(细胞核遗传)。(2)两对及两对以上的相对性状遗传。(3)控制两对或两对以上相对性状的等位基因独立遗传。
3.基因自由组合定律与分离定律的比较
【探究应用】1.(多选)下列有关测交的说法,不正确的是( )A.测交实验是孟德尔“假说—演绎法”中对推理过程及结果进行验证的方法B.对基因型为YyRr的黄圆豌豆进行测交,后代中不会出现该基因型的个体C.通过测交可以推测被测个体的基因型、产生配子的种类和产生配子的数量等D.对某植株进行测交,得到的后代基因型为Rrbb和RrBb(两对基因独立遗传),则该植株的基因型是Rrbb
答案 BCD解析 测交是孟德尔“假说—演绎法”中对推理过程及结果进行验证的方法;基因型为YyRr的个体会产生YR、Yr、yR、yr四种配子,由于隐性纯合子(yyrr)只能产生一种配子yr,测交后代中会出现基因型为YyRr的个体;测交不能测定被测个体产生配子的数量;由于隐性纯合子(rrbb)只能产生一种配子(rb),所以若“某植株”测交后代的基因型为Rrbb和RrBb,则该植株产生的两种配子是Rb、RB,其基因型是RRBb。
2.在孟德尔的两对相对性状的遗传实验中,具有1∶1∶1∶1比例的是( )①F1产生配子类型的比例 ②F2表型的比例 ③F1测交后代表型的比例 ④F1表型的比例 ⑤F2基因型的比例A.②④B.①③C.④⑤D.②⑤答案 B解析 在孟德尔两对相对性状的遗传实验中,F1的基因型为YyRr,表型只有1种,F1产生的配子类型有YR、Yr、yR、yr 4种,比例为1∶1∶1∶1。F1测交后代基因型为YyRr、Yyrr、yyRr、yyrr 4种,表型也为4种,比例均为1∶1∶1∶1。
3.基因的自由组合定律发生于图中哪个过程?( )A.①B.②C.③D.④答案 A解析 自由组合定律是在个体产生配子时发生的。图中①表示基因型为AaBb的个体产生4种数量相等的配子(1AB∶1Ab∶1aB∶1ab),即决定同一性状的成对的遗传因子(A与a,B与b)分离,决定不同性状的遗传因子(A与B或b,a与B或b)自由组合形成不同类型的配子。
【情境探究】1.基因的自由组合定律在育种中的应用杂交育种是改良农作物品质、提高农作物产量的常用方法。基因型不同的亲本杂交产生的后代在生活力、长势、抗逆性和产量等方面往往超过亲本。[资料1]在水稻中,易倒伏(D)对抗倒伏(d)是显性,抗稻瘟病(R)对不抗稻瘟病(r)是显性。有2个不同品种的纯系水稻,分别是易倒伏抗稻瘟病水稻和抗倒伏不抗稻瘟病水稻,科研人员将两者杂交,以获得能稳定遗传的既抗倒伏又抗稻瘟病的双抗水稻,杂交过程如下图所示。
[资料2]生产实践中,马铃薯品种是杂合子(有一对基因杂合即可称为杂合子),通常用块茎繁殖。现有的马铃薯品种有黄肉不抗病和白肉抗病2种,如果要选育出黄肉抗病(AaBb)的马铃薯新品种,可以通过2个品种杂交来获得。
(1)通过杂交,在F2中出现的双抗水稻是稳定遗传的纯合品系吗?如果不是,还需要进行怎样的处理才能获得所需品种?提示 F2子代中出现的双抗水稻有1/3的是纯合子,2/3的是杂合子。将双抗植株自交种子单独收获,来年单独种植,观察其子代是否出现性状分离,不出现性状分离的植株自交所得种子即为所需品种。(或:将双抗植株连续自交,逐代筛选双抗品种,直至不出现性状分离。)
(2)若要选育黄肉抗病的马铃薯新品种,应选用怎样的亲本类型?用遗传图解表示选育黄肉抗病马铃薯的杂交育种过程。提示 选取F1中黄肉抗病品种即为所需。
2.基因的自由组合定律在医学实践中的应用在遗传咨询中,预测2种或2种以上遗传病同时发生的风险时,可以采用分支法推算后代基因型和表型及其比例。如在一个家庭中,父亲是多指患者(由显性基因D控制),母亲的手指表现正常,他们婚后生了一个手指正常但患白化病(由隐性基因a控制)的儿子。经推断,这对夫妇的基因型为DdAa和ddAa。请尝试用分支法分析子代的基因型和表型,预测后代同时患2种遗传病的概率,并完成下图。
3/8手指正常肤色正常
【归纳提升】1.分析自由组合问题的“三字诀”拆→依据相对性状或等位基因对数(n),将自由组合问题拆分为n个分离定律问题,如AaBb×aaBb,含两对等位基因,可拆成2个分离定律问题↓析→逐对分析拆出的分离定律问题,如:Aa×aa→1/2Aa、1/2aaBb×Bb→1/4BB、1/2Bb、1/4bb↓组→根据所求基因型或表型,将分析出的分离定律相应的结果进行组合,其概率乘积即为所求,如AaBb×aaBb,子代AaBB的概率为1/2(Aa)×1/4(BB)=1/8
2.分解组合法解决自由组合问题
【探究应用】1.结球甘蓝的紫色叶对绿色叶为显性,控制该对相对性状的两对等位基因(A、a和B、b)独立遗传,下表是甘蓝杂交实验的统计数据。下列说法正确的是( )A.结球甘蓝叶色性状的遗传遵循自由组合定律B.表中组合①的两个亲本的基因型分别为AAbb、aaBBC.理论上组合①的F2紫色叶植株中,纯合子所占比例为1/4D.组合②的F1与绿色叶甘蓝杂交,理论上后代表型的比例为3∶1
答案 A解析 该性状是由两对等位基因控制的,且这两对等位基因独立遗传,遵循自由组合定律。组合①的F2中紫色叶∶绿色叶≈15∶1,故F1含有两对等位基因,基因型为AaBb。F2中基因型为aabb的植株的叶片表现为绿色,基因型为A_B_、A_bb、aaB_的植株的叶片表现为紫色。组合①的紫色和绿色亲本基因型为AABB和aabb。F2紫色叶植株中纯合子的基因型为1/15AABB、1/15AAbb、1/15aaBB,故F2的紫色叶植株中,纯合子所占比例为1/5。由组合②的F2中分离比约为3∶1推知,F1的基因型为Aabb(或aaBb),故亲本中紫色叶植株的基因型为AAbb(或aaBB),F1与基因型为aabb的绿色叶植株杂交,后代的表型及比例为紫色叶∶绿色叶=1∶1。
2.黄粒(T)高秆(S)玉米与某玉米杂交,后代中黄粒高秆占3/8、黄粒矮秆占3/8、白粒高秆占1/8、白粒矮秆占1/8,则亲本的基因型是( )A.ttSs×TTSsB.TtSs×TtssC.TtSs×TtSsD.TtSs×ttss答案 B解析 黄粒高秆玉米(T-S-)与某玉米杂交,后代中黄粒∶白粒=3∶1,说明两亲本相应的基因型均为Tt;再根据后代中高秆∶矮秆=1∶1,可知两亲本相应的基因型分别为Ss、ss。综合两对性状,两亲本的基因型分别为TtSs、Ttss。
3.有一对患有软骨发育不全遗传病的夫妇(其他性状表现正常),他们所生的第一个孩子患有白化病和软骨发育不全,第二个孩子表现正常。假设控制这两种病的遗传符合基因自由组合定律,请预测他们再生一个孩子同时患两种病的概率是( )A.1/16B.1/8C.3/16D.3/8
答案 C解析 一对患有软骨发育不全的夫妇(其他性状表现正常),他们所生的第一个孩子患有白化病和软骨发育不全,第二个孩子性状表现全部正常,可以推断出此夫妇的基因型均为AaBb(假设白化病相关基因用A、a表示,软骨发育不全相关基因用B、b表示),且软骨发育不全为显性遗传病,白化病为隐性遗传病,因此他们再生一个孩子同时患两种病的概率是1/4×3/4=3/16。
【情境探究】[情境创设] 香豌豆的花色有紫花和白花两种,显性基因C和P同时存在时开紫花。两个纯合白花亲本杂交,F1开紫花;F1自交,F2的性状分离比为紫花∶白花=9∶7。(1)两个纯合白花亲本的基因型是什么?F2中白花个体的基因型有几种?F2紫花中纯合子的比例是多少?提示 两个纯合白花亲本的基因型是ccPP和CCpp;F2中白花个体的基因型有5种;F2紫花中纯合子占1/9。(2)请预测F1测交后代的表型及比例。提示 紫花∶白花=1∶3。
【归纳提升】1.自由组合定律中的特殊分离比成因9∶3∶3∶1是独立遗传的、决定两对相对性状的两对等位基因自由组合时出现的表型比例,题干中如果出现附加条件,则可能出现9∶3∶4、9∶6∶1、15∶1、9∶7等特殊分离比。当子代的比例为9∶3∶3∶1或其变式时,则产生该子代的亲本必为双显性性状,且必为双杂合子。
2.某些致死基因或基因型导致性状分离比的改变设亲本的基因型为AaBb,符合基因自由组合定律。
【探究应用】1.某种甘蓝的叶色有绿色和紫色。已知叶色受两对独立遗传的基因A、a和B、b控制,只含隐性基因的个体表现隐性性状,其他基因型的个体均表现显性性状。某小组用绿叶甘蓝和紫叶甘蓝进行了一系列实验。实验①:让绿叶甘蓝(甲)的植株进行自交,子代都是绿叶实验②:让甲植株与紫叶甘蓝(乙)植株杂交,子代个体中绿叶∶紫叶=1∶3
回答下列问题。(1)甘蓝叶色中隐性性状是 ,实验①中甲植株的基因型为 。 (2)实验②中乙植株的基因型为 ,子代中有 种基因型。 (3)用另一紫叶甘蓝(丙)植株与甲植株杂交,若杂交子代中紫叶和绿叶的分离比为1∶1,则丙植株所有可能的基因型是 ;若杂交子代均为紫叶,则丙植株所有可能的基因型是 ;若杂交子代均为紫叶,且让该子代自交,自交子代中紫叶与绿叶的分离比为15∶1,则丙植株的基因型为 。
答案 (1)绿色 aabb (2)AaBb 4 (3)Aabb、aaBb AABB、AAbb、aaBB、AaBB、AABb AABB解析 (1)(2)某种甘蓝的叶色受两对独立遗传的基因A、a和B、b控制,且只含隐性基因的个体表现为隐性性状。由实验①可知,绿叶甘蓝甲为纯合子;再结合实验②可知,紫叶甘蓝乙为双杂合子,基因型为AaBb,且紫叶对绿叶为显性,绿叶甘蓝甲的基因型为aabb。据此分析可知,实验②为测交,乙可产生AB、Ab、aB、ab 4种数量相等的配子,子代的基因型为AaBb、Aabb、aaBb、aabb,共4种,表型为绿叶∶紫叶=1∶3。
(3)紫叶甘蓝丙与甲(aabb)杂交,若子代中紫叶∶绿叶=1∶1,则丙植株能产生只含一个显性基因与不含显性基因的两种且数量相等的配子,因此丙植株的基因型可能是Aabb或aaBb。若杂交子代均为紫叶,则丙植株产生的配子不能只含有隐性基因,则其基因型可能为AABB、AAbb、aaBB、AaBB、AABb。若杂交子代均为紫叶,且子代自交后代中紫叶∶绿叶=15∶1,则丙植株与甲杂交所得子代的基因型应为AaBb,即丙植株的基因型为AABB。
方法技巧 “三步法”巧解自由组合定律特殊分离比第一步,判断是否遵循基因自由组合定律。若没有致死的情况,双杂合子自交后代的表型比例之和为16,则符合基因的自由组合定律,否则不符合基因的自由组合定律。第二步,写出遗传图解。根据基因的自由组合定律,写出F2的4种表型对应的基因型,并注明自交后代性状分离比(9∶3∶3∶1),然后结合作用机理示意图推敲双显性、单显性、双隐性分别对应什么表型。第三步,合并同类项。根据题意,将具有相同表型的个体进行“合并同类项”。
2.灰兔和白兔杂交,F1全是灰兔,F1雌雄个体相互交配,F2中有灰兔、黑兔和白兔,且比例为9∶3∶4,则( )A.家兔的毛色受一对等位基因控制B.F2灰兔中能稳定遗传的个体占1/4C.F2灰兔的基因型有4种,能产生4种比例相等的配子D.F2白兔中纯合子的概率是1/2
答案 D解析 由F2中有灰兔、黑兔和白兔且比例为9∶3∶4可知,家兔的毛色受两对等位基因控制,A项错误。假设控制家兔毛色的基因为A、a和B、b,则F2灰兔的基因型有4种(1/9AABB、2/9AABb、2/9AaBB、4/9AaBb),F2灰兔中能稳定遗传的个体占1/9,F2灰兔产生的四种配子中,AB占1/9+2/9×1/2+2/9×1/2+4/9×1/4=4/9,Ab占2/9×1/2+4/9×1/4=2/9,aB占2/9×1/2+4/9×1/4=2/9,ab占4/9×1/4=1/9,B、C两项错误。F2白兔的基因型及比例为1/16aaBB、2/16aaBb、1/16aabb,或1/16AAbb、2/16Aabb、1/16aabb,D项正确。
3.一对纯合灰鼠杂交,F1都是黑鼠,F1中的雌雄个体相互交配,F2体色表现为9黑∶6灰∶1白。下列叙述正确的是( )A.控制小鼠体色基因的遗传遵循自由组合定律B.若F1与白鼠杂交,后代表现为2黑∶1灰∶1白C.F2灰鼠中能稳定遗传的个体占1/2D.F2黑鼠有两种基因型
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