2024春新教材高中生物第1章遗传因子的发现第2节孟德尔的豌豆杂交实验二第1课时自由组合定律的发现教师用书新人教版必修2

第2节　 孟德尔的豌豆杂交实验(二)第1课时　自由组合定律的发现【主干知识梳理】一、两对相对性状的杂交实验——发现问题1．实验过程2．实验分析(1)两亲本无论正交或反交，F1均为黄色圆粒，说明黄色对绿色是显性，圆粒对皱粒是显性。(2)F2中除了出现亲本类型外，还出现的两种新类型是黄色皱粒和绿色圆粒。(3)每对性状的遗传都遵循分离定律。二、对自由组合现象的解释——提出假说1．理论解释(1)两对相对性状分别由两对遗传因子控制。(2)F1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。(3)F1产生的雌配子和雄配子各有4种，它们之间的数量比为1∶1∶1∶1。(4)受精时，雌雄配子的结合是随机的。2．遗传图解(1)过程图解：(2)F2中各种性状表现对应的遗传因子组成类型：①双显型。黄色圆粒：YYRR、YyRR、YYRr、YyRr。②一显一隐型eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(黄色皱粒：YYrr、Yyrr,绿色圆粒：yyRR、yyRr))③双隐型。绿色皱粒：yyrr。三、对自由组合现象解释的验证——演绎推理和实验验证1．验证方法：测交实验。2．测交遗传图解——演绎推理3．测交实验结果　　4.测交实验结论孟德尔测交实验结果与预期的结果相符，从而证实了：F1在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子发生了分离，决定不同性状的遗传因子表现为自由组合。从而产生4种且比例相等的配子。四、提出自由组合定律——得出结论控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；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。五、孟德尔获得成功的原因1．选材得当：选择豌豆作为实验材料。2．科学地确定研究对象：先研究一对相对性状，再研究多对相对性状。3．科学的统计方法：运用数学统计的方法。4．科学的实验程序设计：提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证→得出结论。六、孟德尔遗传规律的再发现1．表型：生物个体表现出来的性状。2．基因型：与表型有关的基因组成。3．等位基因：控制相对性状的基因。七、孟德尔遗传规律的应用1．有助于人们正确地解释生物界普遍存在的遗传现象。2．能够预测杂交后代的类型和它们出现的概率，在动植物育种和医学实践等方面都具有重要意义。(1)在杂交育种中，人们有目的地将具有不同优良性状的两个亲本杂交，使两个亲本的优良性状组合在一起，再筛选出所需要的优良品种。(2)在医学实践中，人们可以依据分离定律和自由组合定律，对某些遗传病在后代中的患病概率作出科学的推断，从而为遗传咨询提供理论依据。【教材微点发掘】1．要得到遗传因子组成为YyRr的黄色圆粒豌豆，纯合亲本的杂交组合可能是YYRR和yyrr或YYrr和yyRR。2．孟德尔在发现自由组合定律时所用到的科学研究方法有假说—演绎法和归纳法。3．据测交遗传图解(参见教材第11页图1­9)回答下列问题。(1)测交实验可测定F1产生的配子的种类及比例，并进一步推测F1的遗传因子组成。(2)当双亲的遗传因子组成为YyRr、yyrr时，YyRr产生 4种比例相等的配子，后代表型比例为1∶1∶1∶1；当双亲的遗传因子组成为Yyrr×yyRr时，后代的表型比例为1∶1∶1∶1。 教材问题提示(一)旁栏思考1．(教材第10页)从数学的角度分析，(3∶1)2的展开式为9∶3∶3∶1，即9∶3∶3∶1的比例可以表示为两个3∶1的乘积。对于两对相对性状的遗传结果，如果对每一对相对性状单独进行分析，如分别只考虑圆和皱、黄和绿一对相对性状的遗传时，其性状的数量比是圆粒∶皱粒＝(315＋108)∶(101＋32)≈3∶1；黄色∶绿色＝(315＋101)∶(108＋32)≈3∶1。即每一对相对性状的遗传都遵循分离定律，这无疑说明两对相对性状的遗传结果可以表示为它们各自遗传结果的乘积，即9∶3∶3∶1来自(3∶1)2。2．(教材第10页)还可以用黄色皱粒(遗传因子组成为YYrr)和绿色圆粒(遗传因子组成为yyRR)杂交，获得遗传因子组成为YyRr的黄色圆粒豌豆。3．(教材第11页)用中文或英文的词或句子来代表遗传因子，表述黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交实验的分析图解会非常烦琐，而用字母作为符号分析遗传图解就简便多了。用字母作为符号呈现思维过程，也利于不同语言、不同地区的人交流。4．(教材第12页)归纳法是从一类事物的一个个具体事实中总结出这类事物共性的逻辑思维方法。孟德尔在进行豌豆杂交实验时，研究了7对相对性状各自的遗传结果，发现了F2中显性性状个体与隐性性状个体的数量比约为3∶1，由此总结出遗传因子的传递规律，这个过程中就运用了归纳法。(二)思考·讨论(教材第12页)1．豌豆适于作杂交实验材料的优点参见教材第2页相关内容。孟德尔正是因为选用了豌豆做杂交实验，才能有效地从单一性状到多对性状研究生物遗传的基本规律，对遗传实验结果进行量化统计。若孟德尔一味地用山柳菊做实验，就很可能揭示不了生物遗传的规律，所以科学地选择实验材料是科学研究取得成功的重要保障之一。2．如果孟德尔没有对实验结果进行统计学分析，他很难对分离现象作出解释。因为通过数学统计，孟德尔发现了生物性状的遗传在数量上呈现一定的数学比例，这激发了他揭示其实质的兴趣。同时这也使孟德尔意识到数学概率也适用于生物遗传的研究，从而将数学方法引入对遗传实验结果的处理和分析中。3．一种正确的假说，仅能解释已有的实验结果是不够的，还应该能够预测另外一些实验的结果，并通过实验来验证。如果实验结果与预测相符，就可以认为假说是正确的；反之，则认为假说是错误的。孟德尔基于他对豌豆杂交实验作出的假说，设计测交实验，其实验结果与预测相符，由此证明自己提出的假说是正确的。4．有关系。数学包含许多符号，数学符号也被普遍应用于概括、表述和研究数学的过程中。孟德尔创造性地应用符号体系，并用于表达抽象的科学概念，和应用数学符号研究数学有异曲同工之妙，这与他曾在大学进修过数学有关。数学符号能简洁、准确地反映数学概念的本质。孟德尔用这种方法，也更加简洁、准确地反映抽象的遗传过程，使他的逻辑推理更加顺畅。5．略。新知探究(一)　两对相对性状的杂交实验【拓展·深化】(一)用分离定律分析两对相对性状的杂交实验(二)实验现象解释1．豌豆的黄色、绿色分别由遗传因子Y、y控制，圆粒、皱粒分别由遗传因子R、r控制，纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆的遗传因子组成分别是YYRR和yyrr。2．生殖细胞中的遗传因子成单存在。3．F1的遗传因子组成为YyRr，表现为黄色圆粒。4．F1产生的雌配子和雄配子各4种，4种雌(雄)配子之间的数量比为1∶1∶1∶1。5．受精时，雌、雄配子的结合是随机的，共有16种组合方式；9种遗传因子组成；4种表型，性状分别是黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒和绿色皱粒，它们之间的数量比接近于9∶3∶3∶1。(三)两对相对性状杂交实验中F2基因型和表型的种类及比例F2共有16种组合、9种基因型、4种表型。1．基因型eq \x(\a\al(基,因,型))eq \a\vs4\al(\o(――→,\s\up7(纯合子))YYRR、YYrr、yyRR、yyrr，各占1/16,\o(――→,\s\up7(单杂合子))YyRR、YYRr、Yyrr、yyRr，各占2/16,\o(――→,\s\up7(双杂合子))YyRr，占4/16)2．表型eq \x(\a\al(表,型))eq \a\vs4\al(\o(――→,\s\up7(显隐性))\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(\o(――→,\s\up7(双显))Y_R_，占9/16,\o(――→,\s\up7(单显))Y_rr＋yyR_，占6/16,\o(――→,\s\up7(双隐))yyrr，占1/16)),\o(――→,\s\up7(与亲本),\s\do5(关系))\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(\o(――→,\s\up7(亲本类型))Y_R_＋yyrr，占10/16,\o(――→,\s\up7(重组类型))Y_rr＋yyR_，占6/16)))【典题·例析】[例1]　孟德尔选用纯合黄色圆粒豌豆种子和纯合绿色皱粒豌豆种子为亲本杂交得到F1，F1种子全为黄色圆粒。F1自交得到F2，F2种子有4种表现类型：黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒，其比例为9∶3∶3∶1。有关该实验的说法错误的是(　　)A．实验中黄色和绿色、圆粒和皱粒的遗传均符合分离定律B．F2出现了不同于亲本的性状组合C．F2黄色皱粒种子中纯合子占1/16D．F2中杂合黄色圆粒种子占1/2[解析]　两对相对性状的杂交实验中，黄色∶绿色＝3∶1，圆粒∶皱粒＝3∶1，则每一对相对性状的遗传都符合分离定律，A正确；F2中出现了黄色皱粒和绿色圆粒两种不同于亲本的新性状组合，B正确；F2黄色皱粒种子中纯合子占1/3，C错误；F2中杂合黄色圆粒种子所占的比例为4/16＋2/16＋2/16＝1/2，D正确。[答案]　C[例2]　番茄的高茎对矮茎为显性，红果对黄果为显性。现有高茎黄果的纯合子(TTrr)和矮茎红果的纯合子(ttRR)杂交，按自由组合定律遗传。请回答下面的有关问题：(1)F2中出现的重组型个体占总数的________。(2)F2中高茎红果番茄占总数的________，矮茎红果番茄占总数的______，高茎黄果中纯合子占________。(3)若F2共收获800个番茄，其中黄果番茄约有________个。[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基因型为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1/4×800＝200(个)。[答案]　(1)5/8　(2)9/16　3/16　1/3　(3)200易错提醒—————————————————————————————————亲本不同，F2中重组类型及其比例也不同(1)当亲本基因型为YYRR和yyrr时，F2中重组性状所占比例是3/16＋3/16＝6/16。(2)当亲本基因型为YYrr和yyRR时，F2中重组性状所占比例是1/16＋9/16＝10/16。 —————————————————————————————————————【应用·体验】1．在孟德尔两对相对性状的杂交实验中，F1黄色圆粒豌豆(YyRr)自交产生F2。下列叙述正确的是(　　)A．F1产生4个配子，比例为1∶1∶1∶1B．F1产生的YR卵细胞和YR精子数量之比为 1∶1C．F1自交产生的黄色圆粒豌豆中能够稳定遗传的个体占1/9D．自由组合定律是指F1产生的4种类型的精子和卵细胞的自由组合解析：选 C　F1产生4种配子，比例为1∶1∶1∶1，而不是4个，A错误；F1产生的YR卵细胞远少于YR精子数量，B错误；F1自交产生的黄色圆粒豌豆占9/16，其中能够稳定遗传的个体(YYRR)占1/9，C正确；自由组合定律是指F1进行减数分裂产生成熟生殖细胞的过程中，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，D错误。2．小麦高秆对矮秆为显性，抗病对不抗病为显性，用纯种的高秆抗病和矮秆不抗病两个品种作样本，在F2中选育矮秆抗病类型，其在F2中所占的比例约为(　　)A．1/16　　　　　　　　 B．2/16C．3/16 D．4/16解析：选 C　高秆抗病与矮秆不抗病品种杂交得F1，F1自交所得F2有4种性状，比例为9∶3∶3∶1，其中矮秆抗病类型占F2的3/16。新知探究(二)　自由组合定律的实质和验证【探究·深化】[问题驱动]　下面的图甲、乙分别为一对、两对相对性状的杂交实验遗传图解，请分析：(1)图甲中分离定律发生在哪些过程？图乙中自由组合定律发生在哪些过程？提示：分离定律发生在①②过程；自由组合定律发生在④⑤过程。(2)在两对相对性状的测交实验中，子代出现4种比例相等的表型的原因是什么？提示：F1是杂合子，能产生4种比例相等的配子，而隐性纯合子只产生一种类型的配子。[重难点拨]　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减数分裂产生四种配子的种类及比例为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．图解自由组合定律【典题·例析】[例1]　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针对豌豆两对相对性状的实验的结果及其解释归纳总结的，不适合多对相对性状的遗传B．控制不同性状的基因的分离和组合是相互联系、相互影响的C．在形成配子时，决定不同性状的基因的分离是随机的，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基因彼此分离，决定不同性状的基因自由组合[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。自由组合定律是孟德尔针对豌豆两对相对性状的实验的结果及其解释归纳总结的，也适合多对相对性状的遗传。故选D。[答案]　D[例2]　下列有关测交的说法，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[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，A正确；基因型为YyRr的个体会产生YR、Yr、yR、yr四种配子，由于隐性类型只能产生一种配子(yr)，测交后代中会出现基因型为YyRr的个体，B错误；测交不能测定被测个体产生配子的数量，C错误；由于隐性类型只能产生一种配子(rb)，所以“某植株”产生的两种配子是Rb、RB，其基因型是RRBb，D错误。[答案]　A归纳拓展—————————————————————————————————分离定律与自由组合定律的关系(1)均适用于真核生物核基因的遗传。(2)形成配子时，两个遗传规律同时起作用。(3)分离定律是最基本的遗传规律，是自由组合定律的基础。—————————————————————————————————————————————————————————————————————————————【应用·体验】1．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测交后代类型的比例　④F1表型的比例　⑤F2基因型的比例A．②④　　　　　　　　 B．①③C．④⑤ D．②⑤解析：选 B　孟德尔的两对相对性状的遗传实验中，F1基因型为YyRr，表型只有一种，F1产生的配子为YR、Yr、yR、yr，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，比例为1∶1∶1∶1；F1自交得F2，其表型为4种，比例为9∶3∶3∶1，基因型为9种，比例为4∶2∶2∶2∶2∶1∶1∶1∶1。2．如图为某植株自交产生后代的过程示意图，下列描述正确的是(　　)A．A、a与B、b的自由组合发生在①过程B．M、N、P分别代表16、9、4C．植株产生的雌雄配子数量相等D．该植株测交后代性状分离比为1∶1∶1∶1解析：选 A　由题图可知，①是形成配子的过程，基因型为AaBb的个体产生AB、Ab、aB、ab 4种类型的配子，因此遵循自由组合定律；②是受精作用，由于雌雄配子的结合是随机的，因此配子间的结合方式M是16种；③是受精卵发育成个体的基因型及表型，基因型为AaBb的个体自交后代的基因型是9种，图中表型是3种，且为12∶3∶1，说明A_B_和A_bb或aaB_表型相同。植株产生的雌雄配子种类相等，数量不一定相等。该植株测交后代的基因型及比例是AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb＝1∶1∶1∶1，性状分离比是2∶1∶1。新知探究(三)　自由组合定律在育种中的应用【探究·深化】[问题驱动]　两种具有不同性状的玉米，其中一种具有籽粒多、不抗黑粉病性状，另一种具有籽粒少、抗黑粉病性状。若要利用这两种玉米，培育出同时具有籽粒多、抗黑粉病两种性状的玉米新品种。请思考下列问题：(1)怎样将籽粒多和抗黑粉病两种性状结合到一起？提示：通过杂交育种。(2)得到所需性状后可以将种子直接卖给农民作为良种吗？为什么？提示：不能。因为所需性状的种子可能是杂合子。(3)如果籽粒多(A)对籽粒少(a)是显性，不抗病(B)对抗病(b)是显性，假定两个亲本玉米品种都是纯合子，请绘出育种过程的遗传图解。提示：[重难点拨]　利用自由组合定律培育不同品种的思路1．培育杂合子品种：在农业生产上，可以将杂种一代作为种子直接利用，如水稻、玉米等。其特点是具有杂种优势，即品种高产、抗性强，但种子只能种一年。培育基本步骤如下：选取符合要求的纯种双亲(P)杂交(♀×)→F1(即为所需品种)。2．培育隐性纯合子品种：选取双亲杂交,子一代自交,子二代―→选出符合要求的类型就可以推广。3．培育显性纯合子或一显一隐纯合子品种(1)植物：选取双亲P杂交(♀×)→F1eq \o(――→,\s\up7(⊗),\s\do5(　))F2→选出表型符合要求的个体eq \o(――→,\s\up7(⊗),\s\do5(　))F3eq \o(――→,\s\up7(⊗),\s\do5(　))……eq \o(――→,\s\up7(⊗),\s\do5(　))选出稳定遗传的个体推广种植。(2)动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1雌、雄个体间交配→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)实例：现有基因型为BBEE和bbee的两种植物或动物，欲培育基因型为BBee的植物或动物品种，育种过程用遗传图解表示如下：【典题·例析】[例1]　家兔的黑色对白色为显性，短毛对长毛为显性。控制这两对相对性状的基因可自由组合。下列关于利用黑色短毛纯种兔和白色长毛纯种兔培育出黑色长毛纯种兔的做法，错误的是(　　)A．黑色短毛纯种兔×白色长毛纯种兔，得F1B．选取健壮的F1个体自交，得F2C．从F2中选取健壮的黑色长毛兔与白色长毛兔测交D．根据测交结果，选取F2中稳定遗传的黑色长毛雌、雄兔[解析]　设相关基因为A、a，B、b，根据题意分析可知，黑色短毛纯种兔和白色长毛纯种兔的基因型分别是AABB、aabb，利用它们杂交得F1，F1基因型为AaBb，A正确；家兔属于雌雄异体动物，不能进行自交，B错误；可以选用F1个体杂交，得F2。从F2中选取健壮的黑色长毛兔(A_bb)与白色长毛兔(aabb)测交，C正确；根据测交结果，选取F2中稳定遗传的黑色长毛雌、雄兔(AAbb)，D正确。[答案]　B[例2]　豌豆的高茎对矮茎为显性，圆粒对皱粒为显性，控制这两对相对性状的基因可以自由组合。高茎豌豆产量更高，皱粒豌豆味道更甜美。现有高茎圆粒和矮茎皱粒两个纯合豌豆品种，某实验基地欲通过传统杂交育种方法培育出高茎皱粒新品种。以下是该实验基地设计的育种计划，请将该计划补充完整：(1)第一年：①将两个纯合品种的豌豆种子分别种植在不同地块上，获得亲本植株；②以高茎圆粒豌豆为母本，在自花传粉前对母本进行________和套袋，在适宜时期取矮茎皱粒豌豆花粉对母本进行人工传粉；③收获F1种子。(2)第二年：①种植F1种子，获得F1植株。任其自交，收获F2种子；②保留F2种子中的________。(3)第三年：①种植上年选出的F2种子，获得F2植株；②保留F2植株中的________，该植株占当年植株总数的________。③任其自交，单独收获每株F2上的F3种子，获得多份F3种子。这些F3种子共有______种基因型。(4)第四年：①________________________________________，获得F3植株；②任其自交产生F4种子，从不发生性状分离的地块的植株上获得所需纯种。[解析]　设两对性状分别受A、a和B、b控制。先让高茎圆粒和矮茎皱粒两个纯合豌豆品种杂交获得子一代双杂合子高茎圆粒(AaBb)，再让子一代逐代自交，选择每一代的高茎皱粒(A_bb)，直到不再发生性状分离。(1)第一年：豌豆是严格的自花传粉植物，为避免其自花传粉，所以自花传粉前需对母本进行人工去雄和套袋处理。(2)第二年：种植F1种子，后代发生了性状分离，保留F2种子中的皱粒种子(bb)。(3)第三年：种植上年选出的F2种子中的皱粒种子，获得F2植株；保留F2植株中的高茎植株，基因型为A_bb，该植株占当年植株总数的3/4。F2自交，后代基因型有3种，分别是AAbb、Aabb、aabb。(4)第四年：在不同地块上单独种植每株F2上的F3种子，获得F3植株；再自交产生F4种子，从不发生性状分离的地块的植株上获得所需纯种。[答案]　(1)②人工去雄(或去雄)　(2)①皱粒种子　(3)②高茎植株　3/4　③3　(4)①在不同地块上单独种植每株F2上的F3种子归纳拓展—————————————————————————————————动物中优良品种的选育与植物的杂交育种不同植物的杂交育种一般需要连续自交，既保留了优良品种又能不断提高纯合比例；动物如果需要获得双隐性个体，一旦出现即是所需，如果需要获得显性个体，可以通过一次测交实验来鉴定其是否为纯合优良品种。—————————————————————————————————————————————————————————————————————————————【应用·体验】1．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，两对性状独立遗传，用一个纯合易感病的矮秆(抗倒伏)品种与一个纯合抗病高秆(易倒伏)品种杂交。下列说法中错误的是(　　)A．F2中既抗病又抗倒伏的基因型为ddRR和ddRrB．F2中既抗病又抗倒伏的个体占3/16C．上述育种方法叫杂交育种D．从F2中可以直接选育出矮秆抗病新品种解析：选 D　纯合易感病的矮秆基因型是ddrr，纯合抗病高秆的基因型是DDRR，二者杂交获得的F1为高秆抗病(DdRr)，F1自交，F2中出现既抗病又抗倒伏的新类型(ddR_)占3/16，上述育种方法属于杂交育种，A、B、C正确；从F2中不能直接选育出矮秆抗病新品种，D错误。2．杂交育种是植物育种的常规方法，其选育纯合新品种的一般方法是(　　)A．根据杂种优势原理，从F1中即可选出B．从F3中选出，因为F3才出现纯合子C．隐性品种可从F2中选出，经隔离选育后，显性品种从F3中选出D．只能从子四代中选出能稳定遗传的新品种解析：选 C　根据所需，若新品种为隐性纯合子，则在F2中即可选出；若新品种为显性个体，在F2中即可出现该性状的个体，但不一定为纯合子，经隔离选育后在F3中才能确定是否为纯合子。故选C。科学探究——基因自由组合定律的实验验证自由组合定律的实验验证方法【素养评价】1．在豚鼠中，黑色(C)对白色(c)是显性，毛皮粗糙(R)对毛皮光滑(r)是显性。能验证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×白粗→15黑粗∶7黑光∶16白粗∶3白光D．黑粗×白光→10黑粗∶9黑光∶8白粗∶11白光解析：选 D　黑粗×白光→黑粗∶黑光∶白粗∶白光≈1∶1∶1∶1，为测交实验结果，因此可验证自由组合定律。故选D。2．已知玉米籽粒黄色(A)对白色(a)为显性，非糯(B)对糯(b)为显性，这两对性状自由组合。请选用适宜的纯合亲本进行一个杂交实验来验证：①籽粒的黄色与白色的遗传符合分离定律；②籽粒的非糯与糯的遗传符合分离定律；③以上两对性状的遗传符合自由组合定律。要求：绘出遗传图解，并加以说明。解析：根据题目要求“选用适宜的纯合亲本”“杂交实验”等关键词，可选择(纯合白非糯)aaBB和(纯合黄糯)AAbb或(纯合黄非糯)AABB和(纯合白糯)aabb作为亲本，杂交后F1均为AaBb(杂合黄非糯)。F1自交，若F2中黄粒(A_)∶白粒(aa)＝3∶1，则说明籽粒的黄色与白色的遗传符合分离定律；同理，若F2中非糯粒(B_)∶糯粒(bb)＝3∶1，则说明籽粒的非糯与糯的遗传符合分离定律。若F2中黄非糯粒∶黄糯粒∶白非糯粒∶白糯粒＝9∶3∶3∶1，即A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb＝9∶3∶3∶1，则说明以上两对性状的遗传符合自由组合定律。答案：亲本：　　 aaBB(纯合白非糯)×AAbb(纯合黄糯)F2籽粒中：①若黄粒(A_)∶白粒(aa)＝3∶1，则可验证该性状的遗传符合分离定律；②若非糯粒(B_)∶糯粒(bb)＝3∶1，则可验证该性状的遗传符合分离定律；③若黄非糯粒∶黄糯粒∶白非糯粒∶白糯粒＝9∶3∶3∶1，即：A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb＝9∶3∶3∶1，则可验证这两对性状的遗传符合自由组合定律。[课时跟踪检测][理解·巩固·落实]1．判断下列叙述的正误，对的打“√”，错的打“×”。(1)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。(√)(2)F1(YyRr)产生的YR卵细胞和YR精子数量之比为1∶1。(×)(3)形成配子时，决定同种性状的遗传因子自由组合。(×)(4)基因自由组合定律是指F1产生的4种类型的精子和卵细胞可以自由组合。(×)(5)在孟德尔两对相对性状杂交实验中F1受精时，雌雄配子的组合方式有9种。(×)2．自由组合定律中的“自由组合”是指(　　)A．带有不同遗传因子的雌雄配子间的组合B．决定同一性状的成对的遗传因子的组合C．两亲本间的组合D．决定不同性状的遗传因子的自由组合解析：选 D　自由组合定律的实质是生物在形成配子时，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。3．下列有关孟德尔对豌豆两对相对性状杂交实验的叙述，错误的是(　　)A．F1自交后，F2出现绿圆和黄皱两种新性状组合B．对F2每一对性状进行分析，比例都接近3∶1C．F2的性状表型有4种，比例接近9∶3∶3∶1D．F2中雌雄配子组合方式有4种解析：选 D　F1自交后，F2出现绿圆和黄皱两种新性状组合，与亲本的黄色圆粒和绿色皱粒不同，A正确；F2中，黄色∶绿色接近3∶1，圆粒∶皱粒接近3∶1，B正确；F2中，黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒接近9∶3∶3∶1，C正确；F2中雌雄配子组合方式有16种，D错误。4．家兔的黑色(B)对褐色(b)是显性，短毛(D)对长毛(d)是显性，这两对基因是自由组合的。兔甲与一只黑色短毛兔(BbDd)杂交后产仔26只，其中黑短9只、黑长3只、褐短10只、褐长4只。按理论推算，兔甲的表型应为(　　)A．黑色短毛　　　　　　　 B．黑色长毛C．褐色短毛 D．褐色长毛解析：选 C　可以利用分离定律进行分析，首先考虑毛色这一对相对性状，子代中黑(9＋3)∶褐(10＋4)≈1∶1，所以兔甲的毛色基因型应为bb，表型为褐色。再考虑毛长度这一对相对性状，子代中短毛(9＋10)∶长毛(3＋4)≈3∶1，兔甲毛长度的基因型应为Dd，表型为短毛。因此兔甲的表型是褐色短毛。故选C。5．遗传学的奠基人孟德尔之所以在研究遗传规律时获得了巨大成功，关键在于他在实验过程中选择了正确的方法。下面各项中，不是他获得成功的重要原因的选项是(　　)A．先只针对一对相对性状的遗传规律进行研究，然后再研究多对相对性状的遗传规律B．选择了严格自花传粉的豌豆作为实验材料C．选择了多种植物作为实验材料，做了大量的实验D．应用了数学统计的方法对结果进行统计分析解析：选 C　选项A、B、D均是孟德尔成功的原因，选项C不能作为其成功的原因。因为无目的、无意义的大量的实验只是浪费时间和精力。他曾花了几年时间研究山柳菊，结果却一无所获，也反过来说明正确选择实验材料是科学研究取得成功的重要保障。6．两对相对性状的纯合亲本杂交得F1，F1自交得F2，F2出现4种表型，且比例约为9∶3∶3∶1。下列叙述正确的是(　　)A．每对相对性状的遗传都遵循分离定律，且表现完全显性B．F1产生的雌配子和雄配子数量相等，各有4种类型C．F1产生的雌配子和雄配子随机结合，有9种组合方式D．F2中与亲代表型不同的新组合类型占3/8解析：选 A　F1产生的雌雄配子种类相同，但数量不相等，B错误；F1产生的雌雄配子有16种组合方式，C错误；F2中与亲代表型不同的新组合类型占3/8或5/8，D错误。7．AABB和aabb杂交得F1，在F1自交后代的所有基因型中，纯合子与杂合子的比例为(　　)A．4∶5 B．1∶3C．1∶8 D．9∶7解析：选 B　由分析可知，F1自交后代的所有基因型的比例为AABB∶AaBB∶AABb∶AaBb∶AAbb∶Aabb∶aaBB∶aaBb∶aabb＝1∶2∶2∶4∶1∶2∶1∶2∶1，故纯合子与杂合子的比例为4∶12＝1∶3。8．以下为孟德尔对豌豆两对相对性状杂交实验的假说—演绎图解，有关分析正确的是(　　)A．左、右图分别是假说推理过程、演绎推理过程B．左图的每对相对性状在F2中不出现一定的分离比，右图的比例为9∶3∶3∶1C．右图的雌雄配子随机受精结合的过程遵循自由组合定律D．孟德尔运用此科学思维方法解决问题并提出遗传因子就是染色体上的基因解析：选 A　左图是孟德尔利用假说解释提出的问题的过程，即为假说推理过程，右图是设计测交实验进行演绎推理过程，A正确；左图的每对相对性状在F2中出现一定的分离比，右图的比例为1∶1∶1∶1，B错误；右图的雌雄配子随机受精结合的过程没有体现自由组合定律，自由组合定律起作用的时间是产生配子的过程中，C错误；孟德尔运用科学思维方法解决问题，提出分离定律和自由组合定律，但没有得出遗传因子就是染色体上的基因，且当时还没有基因的概念，D错误。9．西红柿为自花受粉的植物，已知果实颜色有黄色和红色，果形有圆形和多棱形。控制这两对性状的基因分别位于不同对的染色体上。根据下表有关的杂交及数据统计，回答下列问题。(1)上述两对性状的遗传符合__________定律，两对相对性状中，显性性状为____________。(2)以A和a分别表示果色的显、隐性基因，B和b分别表示果形的显、隐性基因。请写出组别Ⅱ的亲本中红色圆果的基因型：________。(3)现有红色多棱果、黄色圆果和黄色多棱果三个纯合品种，育种家期望获得红色圆果的新品种，为此进行杂交，应选用哪两个品种作为杂交亲本较好？__________和____________。(4)上述两亲本杂交得到F1，F1自交得F2，在F2中，表型为红色圆果的植株出现的比例为________，其中能稳定遗传的红色圆果又占该表型的比例为________。解析：(1)根据表格分析可知，题述两对相对性状中，显性性状为红色、圆果，其遗传遵循自由组合定律。(2)根据组别Ⅱ的亲代表型推断其基因型为A_B_、A_bb，又因为后代表型比约为3∶3∶1∶1，所以亲本基因型为AaBb、Aabb。(3)要想获得红色圆果的新品种，选用表型为红色多棱果和黄色圆果两个品种作杂交亲本较好，所选亲本的基因型分别为AAbb和aaBB。(4)上述两个亲本杂交产生的F1的基因型为AaBb。在F2中，表型为红色圆果(A_B_)的植株出现的比例为3/4×3/4＝9/16，其中能稳定遗传的红色圆果(AABB)占该种表型的比例为1/16÷9/16＝1/9。答案：(1)自由组合　红色、圆果　(2)AaBb　(3)红色多棱果　黄色圆果　(4)9/16　1/9[迁移·应用·发展]10．已知小麦的有芒(A)对无芒(a)为显性，抗病(R)对不抗病(r)为显性，小麦一年只播种一次。如图是培育无芒抗病小麦的示意图，下列相关叙述错误的是(　　)A．杂交的目的是将控制无芒和抗病的基因集中到子一代中B．子一代自交的目的是使子二代中出现无芒抗病个体C．得到纯合的无芒抗病种子至少需要四年D．子二代中无芒抗病植株自交的目的是筛选子二代中无芒抗病植株中的纯合子解析：选 C　有芒抗病植株和无芒不抗病植株进行杂交产生的子一代中虽然没有出现无芒抗病植株，但已经将控制优良性状的基因a和R集中到了子一代中，然后通过子一代自交，子二代中出现了符合要求的植株，但其中有2/3是杂合子，纯合子只有1/3，所以要令子二代中无芒抗病植株自交，目的是鉴定哪些是纯合子。要杂交一次、自交两次才能获得纯合的无芒抗病种子，因为小麦一年只播种一次，所以至少需要三年才能获得纯合的无芒抗病种子。11．牵牛花中叶子有普通叶和枫形叶两种，种子有黑色和白色两种。现用普通叶白色种子纯种和枫形叶黑色种子纯种作为亲本进行杂交，得到F1为普通叶黑色种子，F1自交得F2，结果符合基因的自由组合定律。下列对F2的描述中错误的是(　　)A．F2中杂合子与纯合子数量之比为3∶1B．F2中黑色种子与白色种子之比为3∶1C．F2中与亲本表型相同的个体大约占3/8D．F2中普通叶黑色种子个体有9种基因型解析：选 D　假设控制叶形的基因用A、a表示，控制种子颜色的基因用B、b表示，用普通叶白色种子纯种和枫形叶黑色种子纯种作为亲本进行杂交，得到的F1为普通叶黑色种子，说明普通叶对枫形叶为显性，黑色种子对白色种子为显性，且F1为双杂合子，基因型为AaBb，则亲本的基因型为AAbb和aaBB。F1为AaBb，自交得F2，F2中杂合子(12/16)与纯合子(4/16)数量之比为3∶1，A正确；F2中两对性状分开分析，每一对都符合基因的分离定律，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；与亲本表型相同的基因型为A_bb和aaB_，F2中A_bb比例为3/4×1/4＝3/16，aaB_比例为1/4×3/4＝3/16，故F2中与亲本表型相同的个体大约占3/8，C正确；F1自交得F2，F2中有9种基因型，4种表型，其中双显性的普通叶黑色种子个体有4种基因型，D错误。12．某种植物的花色有白、红和紫三种，花的颜色由花瓣中色素决定，色素的合成途径是：白色eq \o(――→,\s\up7(酶1),\s\do5(　))红色eq \o(――→,\s\up7(酶2),\s\do5(　))紫色。其中酶1的合成由基因A控制，酶2的合成由基因B控制，基因A和基因B位于非同源染色体上，回答下列问题。(1)现有紫花植株(基因型为AaBb)与红花杂合体植株杂交，子代植株表现型及其比例为____________________________；子代中红花植株的基因型是________________；子代白花植株中纯合体占的比例为__________。(2)已知白花纯合体的基因型有2种。现有1株白花纯合体植株甲，若要通过杂交实验(要求选用1种纯合体亲本与植株甲只进行1次杂交)来确定其基因型，请写出选用的亲本基因型、预期实验结果和结论。解析：根据题意，Aa和Bb两对基因遵循自由组合定律，A_B_表现为紫花，A_bb表现为红花，aa_ _表现为白花。(1)紫花植株(AaBb)与红花杂合体(Aabb)杂交，子代可产生的基因型及比例为AABb(紫花)∶AaBb(紫花)∶aaBb(白花)∶AAbb(红花)∶Aabb(红花)∶aabb(白花)＝1∶2∶1∶1∶2∶1。故子代植株表现型及比例为白色∶红色∶紫色＝2∶3∶3；子代中红花植株的基因型有2种：AAbb、Aabb；子代白花植株中纯合体(aabb)占的比例为1/2。(2)白花纯合体植株甲的基因型为aabb或aaBB。若选用白花纯合体(aabb或aaBB)与其杂交，子代花色全为白花；若选用紫花纯合体(AABB)与其杂交，子代花色全为紫花；若选用红花纯合体(AAbb)与其杂交，若子代花色全为红花，则植株甲的基因型为aabb，若子代花色全为紫花，则植株甲的基因型为aaBB。因此所选的纯合亲本应为AAbb。答案：(1)白色∶红色∶紫色＝2∶3∶3　AAbb、Aabb　1/2　(2)选用的亲本基因型为：AAbb。预期的实验结果及结论：若子代花色全为红花，则待测白花纯合体植株甲的基因型为aabb；若子代花色全为紫花，则待测白花纯合体植株甲的基因型为aaBB。学有目标——课标要求必明记在平时——核心语句必背1.阐明自由组合定律，并能运用自由组合定律解释或预测一些遗传现象。2．通过对孟德尔两对相对性状杂交实验的分析，培养归纳与演绎的科学思维，进一步体会假说—演绎法。3．通过分析孟德尔发现遗传规律的原因，体会孟德尔的成功经验，认同敢于质疑、勇于创新、探索求真的科学精神。4．说出基因型、表型和等位基因的含义。1.在两对相对性状的杂交实验中，F2中共有9种基因型，4种表型，且4种表型的比例为9∶3∶3∶1。2．在两对相对性状的杂交实验中，测交后代的基因型和表型均为4种，比例为1∶1∶1∶1。3．自由组合定律的实质：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。4．等位基因是控制相对性状的基因。性状组合黄色圆粒黄色皱粒绿色圆粒绿色皱粒实际籽粒数F1作母本31272626F1作父本24222526不同性状的数量比　1　∶　1　∶　1　∶　11/4 YY(黄)　2/4 Yy(黄)1/4 yy(绿)1/4 RR(圆)2/4 Rr(圆)1/16 YYRR　2/16 YyRR2/16 YYRr　4/16 YyRr(黄色圆粒)1/16 yyRR　2/16 yyRr(绿色圆粒)1/4 rr(皱)1/16 YYrr　2/16 Yyrr(黄色皱粒)1/16 yyrr(绿色皱粒)验证方法实验结论自交法F1eq \o(――→,\s\up7(⊗),\s\do5(　))如果后代性状分离比符合9∶3∶3∶1，则控制两对相对性状的遗传因子符合自由组合定律测交法F1×―→隐性纯合子如果测交后代性状分离比符合1∶1∶1∶1，则控制两对相对性状的遗传因子符合自由组合定律花粉鉴定法F1产生花粉若有四种花粉，比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律组别亲本组合后代表型及株数红色圆果红色多棱果黄色圆果黄色多棱果Ⅰ红色多棱果×黄色圆果531557502510Ⅱ红色圆果×红色多棱果720745241253Ⅲ红色圆果×黄色圆果603198627207