新教材高考生物一轮复习第五单元遗传因子的发现和伴性遗传第2讲孟德尔的豌豆杂交实验二课件新人教版

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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.运用拆分法理解两对相对性状遗传中后代不同表型的比例。2.以基因型、表型的推断及概率的计算为核心,结合遗传设计和自由组合定律相关特例进行复习。
第一环节　必备知识落实
第二环节　关键能力形成
第三环节　核心素养提升
易错易混明确重组类型的内涵(1)重组类型是指F2中与亲本表型不同的个体,而不是基因型与亲本不同的个体。(2)含两对相对性状的纯合亲本杂交,F2中重组性状所占比例并不都是3/16+3/16=3/8。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=3/8。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=5/8。
知识落实1.现有4个水稻纯合品种,具有两对相对性状且各由一对等位基因控制。若用该4个品种组成两个杂交组合,使F1中这两对相对性状均为显性性状,且这两个组合的F2的表型及数量比完全一致。为实现上述目的,下列说法错误的是(　　)A.两对等位基因必须位于非同源染色体上B.形成配子时等位基因必须自由组合C.受精时雌雄配子必须随机结合D.每种基因型的受精卵的存活率必须相同
由题干可知,4个纯合品种组成两个杂交组合,F1中两对相对性状均为显性性状,且F2的表型及数量比一致,说明F1产生的配子种类和比例是相同的,因此,这两对基因不可能位于一对同源染色体上,只能位于两对非同源染色体上,在形成配子时非同源染色体上的非等位基因自由组合,A项正确,B项错误。受精时雌雄配子随机结合,受精卵的存活率相同,才能保证两个组合的F2的表型和比例相同,C、D两项正确。
2.利用豌豆的两对相对性状做杂交实验,其中子叶黄色(Y)对绿色(y)为显性,圆粒种子(R)对皱粒种子(r)为显性。现用黄色圆粒豌豆和绿色圆粒豌豆杂交,对其子代性状的统计结果如下图所示。下列有关叙述错误的是(　　)A.实验中所用亲本的基因型为YyRr和yyRrB.子代中重组类型所占的比例为1/4C.子代中自交能产生性状分离的占3/4D.让子代黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交,后代性状分离比为1∶1∶1∶1
亲本黄色圆粒(Y_R_)豌豆和绿色圆粒(yyR_)豌豆杂交,对其子代性状进行分析可知,黄色∶绿色=1∶1,圆粒∶皱粒=3∶1,可推知亲本黄色圆粒豌豆的基因型应为YyRr,绿色圆粒豌豆的基因型应为yyRr。子代重组类型为黄色皱粒和绿色皱粒,黄色皱粒(Yyrr)占(1/2)×(1/4)=1/8,绿色皱粒(yyrr)占(1/2)×(1/4)=1/8,两者之和为1/4。自交能产生性状分离的是杂合子,子代纯合子有yyRR和yyrr,其中yyRR占(1/2)×(1/4)=1/8,yyrr占(1/2)×(1/4)=1/8,两者之和为1/4,则子代杂合子占1-1/4=3/4。子代黄色圆粒豌豆的基因型为1/3YyRR 和2/3YyRr,绿色皱粒豌豆的基因型为yyrr,两者杂交所得后代应为黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒=2∶2∶1∶1。
知识筛查1.基因自由组合定律的实质(1)实质:非同源染色体上的非等位基因自由组合。(2)时间:减数分裂Ⅰ后期。
2.自由组合定律的应用(1)在杂交育种中,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)为遗传咨询提供理论依据。
3.孟德尔遗传定律的适用范围
4.孟德尔成功的原因分析
知识落实1.现有①~④四个纯种果蝇品系,其中品系①的性状均为显性,品系②~④均只有一种性状是隐性,其他性状均为显性。这四个品系的隐性性状及控制该隐性性状的基因所在的染色体如下表所示。若需验证自由组合定律,可选择的品系组合为(　　)A.①×④ 　　　　　　B.①×②C.②×③ 　D.②×④
自由组合定律研究的是位于非同源染色体上的非等位基因的遗传规律,若要验证该定律,所取两个亲本需具有两对相对性状,且控制这两对相对性状的基因应分别位于两对同源染色体上,且均需含有隐性性状,所以可选择组合②×④或③×④。
2.下图甲、乙、丙、丁表示4株豌豆体细胞中的2对基因及其在染色体上的位置,下列分析错误的是(　　)A.甲、乙豌豆杂交后代的性状分离比为3∶1B.甲、丙豌豆杂交后代有4种基因型,2种表型C.乙豌豆自交后代的性状分离比为1∶2∶1D.丙、丁豌豆杂交后代的表型相同
图示中的2对等位基因分别位于2对同源染色体上,遵循基因的自由组合定律。甲和乙杂交,即AaBb与AaBB杂交,后代的性状分离比为A_B_∶aaB_=3∶1,A项正确。甲和丙杂交,即AaBb与AAbb杂交,后代有4种基因型(AABb、AAbb、AaBb、Aabb),2种表型(A_B_、A_bb),B项正确。乙(AaBB)自交,后代的性状分离比为A_BB∶aaBB=3∶1,C项错误。丙和丁杂交,即AAbb与Aabb杂交,后代的基因型为AAbb、Aabb,表型相同,D项正确。
典型例题已知A与a、B与b、C与c 3对等位基因自由组合,基因型分别为AaBbCc、AabbCc的2个个体进行杂交。下列关于杂交后代的推测,正确的是(　　)A.表型有8种,AaBbCc个体的比例为1/16B.表型有4种,aaBbcc个体的比例为1/16C.表型有8种,Aabbcc个体的比例为1/8D.表型有8种,aaBbCc个体的比例为1/16
因3对等位基因自由组合,可将3对基因先分解再组合来解题。杂交后代的表型应为2×2×2=8(种),AaBbCc个体的比例为(1/2)×(1/2)×(1/2)=1/8, aaBbcc个体的比例为(1/4)×(1/2)×(1/4)=1/32,Aabbcc个体的比例为(1/2)×(1/2)×(1/4)=1/16,aaBbCc 个体的比例为(1/4)×(1/2)×(1/2)=1/16。
整合构建1.利用基因式法解答自由组合遗传题(1)根据亲本和子代的表型写出亲本和子代的基因式,如基因式可表示为A_B_、A_bb。(2)根据基因式推出基因型(此方法只适用于亲本和子代表型已知且显隐性关系已知的情况)。
2.用“先分解后组合”的方法解决自由组合的相关问题(1)思路:首先将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题,在各等位基因独立遗传的情况下,有几对基因就可分解为几个分离定律问题。(2)分类剖析①配子类型问题a.含有多对等位基因的个体产生的配子种类数是每对基因产生相应配子种类数的乘积。b.举例:
②配子间结合方式的规律: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基因型问题a.具有两种基因型的亲本杂交,产生的子代基因型的种类数等于亲本各对基因单独杂交所产生基因型种类数的乘积。b.子代某一基因型的概率是亲本每对基因杂交所产生相应基因型概率的乘积。
c.举例:AaBBCc×aaBbcc杂交后代的基因型种类及比例Aa×aa→Aa∶aa=1∶1　　2种基因型BB×Bb→BB∶Bb=1∶12种基因型Cc×cc→Cc∶cc=1∶12种基因型子代基因型种类:2×2×2=8(种)。子代中出现AaBBCc基因型的概率为(1/2)×(1/2)×(1/2)=1/8。
④表型问题a.两种基因型的亲本杂交,产生的子代表型的种类数等于亲本各对基因单独杂交所产生表型种类数的乘积。b.子代某一表型的概率是亲本每对基因杂交所产生相应表型概率的乘积。c.举例:AaBbCc×AabbCc杂交后代表型种类及比例Aa×Aa→A_∶aa=3∶1　2种表型Bb×bb→Bb∶bb=1∶12种表型Cc×Cc→C_∶cc=3∶12种表型子代表型种类:2×2×2=8(种)。子代中三种性状均为显性(A_B_C_)的概率为(3/4)×(1/2)×(3/4)=9/32。
训练突破1.下图表示某一观赏花植物花色形成的遗传机理,其中字母表示控制对应过程所需的基因,且各等位基因表现出完全显性,非等位基因间独立遗传。若紫色色素与红色色素同时存在时,则表现出紫红色,下列说法错误的是(　　)A.aaBBDD 与aabbdd表型一样B.考虑3对等位基因,该植株花色共有5种表型C.考虑3对等位基因,能产生红色色素的基因型共有8种D.纯合紫花植株与纯合红花植株杂交,子一代全开红花
由题图可知,当基因A不存在时,甲不能转化为白色乙,故aaBBDD与aabbdd均表现为无色。该植物的花色有无色、白色、紫色、红色和紫红色,共5种表型。能产生红色色素的基因型为A_ _ _D_,共12种基因型。纯合紫花植株与纯合红花植株的基因型分别是AAbbdd和AABBDD,杂交所得F1的基因型为AABbDd,表型为红花。
2.若某哺乳动物毛色由3对位于常染色体上的、独立分配的等位基因决定,其中,A基因编码的酶可使黄色素转化为褐色素;B基因编码的酶可使该褐色素转化为黑色素;D基因的表达产物能完全抑制A基因的表达;相应的隐性等位基因a、b、d的表达产物没有上述功能。若用两个纯合黄色品种的动物作为亲本进行杂交,F1均为黄色,F2中毛色表型出现了黄∶褐∶黑=52∶3∶9的数量比,则杂交亲本的组合是(　　)A.AABBDD×aaBBdd,或AAbbDD×aabbddB.aaBBDD×aabbdd,或AAbbDD×aaBBDDC.aabbDD×aabbdd,或AAbbDD×aabbddD.AAbbDD×aaBBdd,或AABBDD×aabbdd
由题干可知,黑色个体的基因型为A_B_dd,褐色个体的基因型为A_bbdd,其余基因型的个体为黄色个体。由F2中黄∶褐∶黑=52∶3∶9可知,黑色个体(A_B_dd)占的比例为9/64=(3/4)×(3/4)×(1/4),褐色个体(A_bbdd)占的比例为3/64=(3/4)×(1/4)×(1/4),由此可推出F1的基因型为AaBbDd, 只有D项亲本杂交得到的F1的基因型为AaBbDd。
3.一个正常的女人与一个并指(Bb)的男人结婚,他们生了一个患白化病(aa)且手指正常的孩子。若再生一个孩子,则:(1)只患并指的概率是　　　　　　　　　; (2)只患白化病的概率是　　　　　　　　　　　; (3)既患白化病又患并指的男孩的概率是　　　　; (4)只患一种病的概率是　　　　　　　　　　; (5)患病的概率是　　　　　　　　　　。 
答案:(1)3/8　(2)1/8　(3)1/16　(4)1/2　(5)5/8
解析:由题意可知,第一个孩子的基因型应为aabb,他(她)的母亲正常,父亲是并指患者,则他(她)母亲的基因型为Aabb,父亲的基因型为AaBb。依据该夫妇的基因型可知,再生一个孩子,这个孩子患并指的概率应为1/2(手指正常的概率为1/2),患白化病的概率为1/4(皮肤正常的概率为3/4),则(1)再生一个只患并指孩子的概率为患并指的概率-患并指又患白化病的概率=1/2-(1/2)×(1/4)=3/8。(2)只患白化病的概率为患白化病的概率-患白化病又患并指的概率=1/4-(1/2)×(1/4)=1/8。(3)生一个既患白化病又患并指的男孩的概率为生男孩的概率×患白化病的概率×患并指的概率=(1/2)×(1/4)×(1/2)=1/16。 (4)后代只患一种病的概率为患并指的概率×皮肤正常的概率+患白化病的概率×手指正常的概率=(1/2)×(3/4)+(1/4)×(1/2)=1/2。(5)后代中患病的概率为1-全正常(手指正常、皮肤正常)的概率=1-(1/2)×(3/4)=5/8。
高考真题剖析【例题】 (2019全国Ⅱ卷)某种甘蓝的叶色有绿色和紫色。已知叶色受2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　　　　　。 
核心素养考查点剖析:本题以甘蓝的叶色为载体,综合考查对显隐性的判断和基因型的推断,较好地考查了“科学思维”这一学科素养。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2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,表型及其比例为绿叶∶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,则丙植株只能产生只含一个显性基因和不含显性基因的两种且数量相等的配子,因此丙的基因型可能是Aabb、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。
典题训练1.(2021河南新乡模拟)黑腹果蝇的复眼缩小和眼睛正常是一对相对性状,由两对独立遗传的等位基因A、a和B、b控制,只有双显性才表现为复眼缩小,且基因型为Aa的个体只有75%为显性性状。现让一对基因型为AaBb的果蝇杂交,假设后代数量足够多,下列分析错误的是(　　)A.后代中基因型相同的个体的表型不一定相同B.杂交后代眼睛正常个体中纯合子占6/17C.F1性状分离比为复眼缩小∶眼睛正常=15∶17D.两个眼睛正常的纯合亲本杂交,子代数量足够多时也可以全为复眼缩小
由题干可知,两对等位基因独立遗传即遵循自由组合定律,所以基因型为AaBb的个体自交产生的后代为A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb=9∶3∶3∶1,由已知信息可知,基因型为A_bb、aaB_、aabb的个体全部表现为正常眼,基因型为AAB_的个体表现为复眼缩小,基因型为AaB_的个体有些表现为正常眼,有些表现为复眼缩小,A项正确。由分析可知,杂交子代复眼缩小的比例是AAB_+AaB_×75%=3/16+(6/16)×75%=15/32,眼睛正常的比例是1-15/32=17/32,眼睛正常个体中纯合子的基因型是AAbb、aaBB、aabb,因此杂交后代眼睛正常个体中纯合子占6/17,B项正确。由以上分析可知,F1的性状分离比为复眼缩小∶眼睛正常=15∶17,C项正确。正常眼纯合子的基因型是aaBB、AAbb、aabb,aaBB与AAbb杂交,子代的基因型虽然都是AaBb,但是只有75%为复眼缩小,D项错误。
2.(2019江苏卷)某动物的毛色受两对独立遗传的等位基因控制,毛色有红毛、棕毛和白毛三种,对应的基因型见下表。请回答下列问题。
(1)棕毛个体的基因型有　　　　　　种。 (2)已知两只纯合的棕毛个体杂交得到的F1均表现为红毛,F1雌雄交配产生F2。①该杂交实验的亲本基因型为　　　　　　。 ②F1测交,后代的表型及对应比例为　　　　　　　　　　　　　　。 ③F2中纯合个体相互交配,能产生棕毛子代的基因型组合有　　　　　种(不考虑正反交)。 
④F2的棕毛个体中纯合子的比例为　　　　　　　。F2中棕毛个体自由交配,子代白毛个体的比例为　　　　　　。 (3)若另一对染色体上有一对基因I、i,I基因对A和B基因的表达都有抑制作用,i基因不抑制,如I_A_B_表现为白毛。基因型为IiAaBb的个体雌雄交配,子代中红毛个体的比例为　　　　,白毛个体的比例为　　　　　　。
答案:(1)4(2)①AAbb和aaBB　②红毛∶棕毛∶白毛=1∶2∶1　③4　④1/3　1/9(3)9/64　49/64
解析:(1)由题表可知,棕毛个体的基因型为A_bb、aaB_,因此棕毛个体的基因型有AAbb、Aabb、aaBB、aaBb 4种。(2)①由两只纯合棕毛个体杂交,F1均为红毛,红毛的基因型为A_B_,可推知这两只纯合棕毛个体的基因型为AAbb和aaBB,F1红毛个体的基因型为AaBb。②F1测交,即AaBb与aabb杂交,后代的基因型及其比例为AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=1∶1∶1∶1,根据表格可知后代表型及对应比例为红毛∶棕毛∶白毛=1∶2∶1。③F1红毛个体的基因型为AaBb,F1雌雄个体随机交配产生F2,F2的基因型有A_B_、A_bb、aaB_、aabb,其中纯合子有AABB、AAbb、aaBB、aabb,能产生棕色个体(A_bb、aaB_)的基因型组合有AAbb×AAbb、aaBB×aaBB、AAbb×aabb、aaBB×aabb 4种。
④F2的基因型及比例为A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb=9∶3∶3∶1,棕毛个体A_bb与aaB_所占比例为6/16,其中纯合子的基因型为AAbb、aaBB,所占比例为2/16,故F2的棕毛个体中纯合子所占的比例为1/3。F2的棕毛个体中各基因型及比例为1/6AAbb、2/6Aabb、1/6aaBB、2/6aaBb。棕毛个体自由交配,产生的不同配子及其比例为1/3Ab、1/3ab、1/3aB,因此子代白毛个体的比例为(1/3)×(1/3)=1/9。