生物必修2《遗传与进化》第2节 孟德尔的豌豆杂交实验（二）第1课时学案

第2节　孟德尔的豌豆杂交实验(二)

第1课时　两对相对性状的杂交实验与自由组合现象的解释和验证

一、两对相对性状的杂交实验

1．实验过程

根据孟德尔两对相对性状杂交实验的过程填空：

写出图中①～⑤代表的表型或比例

①黄色圆粒；②黄色圆粒；③绿色圆粒；④9∶3∶3∶1。

2．分析

①每对性状都遵循分离定律。

②两对性状自由组合，共有4种不同性状表现，即：

Ⅰ.两种亲本类型：黄色圆粒、绿色皱粒。

Ⅱ.两种新类型(重组类型)：黄色皱粒、绿色圆粒。

二、对自由组合现象的解释

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，且数量相等。

(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

③双隐型：绿色皱粒：yyrr。

三、对自由组合现象解释的验证

四、自由组合定律——得出结论

判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)

1．在孟德尔两对相对性状的杂交实验中，F1的表型与亲本中黄色圆粒作为母本还是父本无关。                            (　　)

2．杂种F1(YyRr)产生4个配子，比例为1∶1∶1∶1。 (　　)

3．纯合的绿色圆粒豌豆与黄色皱粒豌豆杂交，F2中重组类型比例为3/8。                             (　　)

4．在孟德尔两对相对性状的杂交实验中，F2的基因型有4种，比例为9∶3∶3∶1。                            (　　)

5．子代性状分离为1∶1∶1∶1的双亲的遗传因子组成仅有YyRr与yyrr。                             (　　)

6．遗传因子的自由组合发生在雌雄配子随机结合过程中。 (　　)

提示：1．√

2．×　F1会产生4种多个配子。

3．×　纯合的绿色圆粒豌豆与黄色皱粒豌豆杂交，F2中重组类型比例为5/8。

4．×　两对相对性状的杂交实验中，F2表型有4种，基因型有9种。

5．×　双亲的基因型组合也可以是Yyrr与yyRr。

6．×　遗传因子的自由组合发生在形成配子时。

　两对相对性状的杂交实验

1．F2性状表现的分析

2．F2遗传因子组成的分析

3．F2的性状表现与遗传因子组成的对应关系

　两对相对性状的杂交实验中，F2中9∶3∶3∶1分离比成立的条件

(1)亲本必须是纯种。 

(2)两对相对性状由两对成对的遗传因子控制，且是完全显性遗传。

(3)配子全部发育良好，后代存活率相同。

(4)所有后代都应处于一致的环境中，而且存活率相同。

(5)材料丰富，后代数量足够多。

1．孟德尔用两对具有相对性状的豌豆作亲本进行杂交获得F1，F1自交得到F2，性状分离比为9∶3∶3∶1。与F2出现这种比例有关的是(　　)

A．亲本必须是纯种的黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆

B．F1产生雌雄配子的数量和比例相等

C．黄色对绿色，圆粒对皱粒都为完全显性

D．F1受粉完成后是否有套袋处理

C　[亲本既可以选择纯种的黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆，也可以选择纯种的黄色皱粒豌豆与绿色圆粒豌豆，F1都是YyRr，F1自交得到F2，性状分离比均为9∶3∶3∶1，A错误；F1产生的雄配子数量远多于雌配子数量，B错误；孟德尔两对相对性状的遗传实验中，F2中出现黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒4种表型，比例接近9∶3∶3∶1，其中黄色∶绿色＝3∶1、圆粒∶皱粒＝3∶1，说明黄色对绿色是显性、圆粒对皱粒是显性，且每一对相对性状遵循基因分离定律，所以黄色对绿色，圆粒对皱粒都为完全显性是出现上述比例的前提，C正确；豌豆属于自花传粉闭花受粉植物，F1在花蕾期完成了受粉，所以受粉完成后不需要套袋处理，D错误。]

2．下表是具有两对相对性状的亲本杂交后子二代的遗传因子组成，其中部分遗传因子组成未列出，以阿拉伯数字表示。下列选项错误的是(　　)

A．1、2、3、4的性状表现一样

B．在此表格中，RRYY只出现一次

C．在此表格中，RrYy共出现四次

D．遗传因子组成出现概率的大小顺序为4>3>2>1

D　[表格中1的遗传因子组成为RRYY，2的遗传因子组成为RrYY，3的遗传因子组成为RRYy，4的遗传因子组成为RrYy，出现的概率分别为1/16、1/8、1/8、1/4，大小顺序为4>3＝2>1。]

　豌豆粒色≠豌豆种皮颜色

豌豆的粒色(黄色和绿色)是指子叶的颜色，是由受精卵发育而来的，而种皮是母本的一部分。

　对自由组合现象的解释和验证及自由组合定律

1．图解法分析F1(YyRr)产生配子的种类及比例

(1)图解示意

F1产生的配子：YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1。

(2)F1产生的雌雄配子随机结合

①配子结合方式：16种。

②遗传因子的组合形式：9种。

2．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产生四种配子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。

3．对自由组合定律的理解

(1)最能体现自由组合定律实质的是F1产生1∶1∶1∶1的四种配子。

(2)两对遗传因子的遗传是否遵循自由组合定律的方法

①自交法：F1自交后代的性状分离比为 9∶3∶3∶1，则符合自由组合定律，性状由独立遗传的两对遗传因子控制。

②测交法：F1测交后代的性状比为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律，性状由独立遗传的两对遗传因子控制。

③花粉鉴定法：若有四种花粉，比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律。

1．孟德尔利用黄色圆粒与绿色皱粒杂交实验中，F2的重组类型中纯合子的遗传因子组成是什么？占重组类型的比例为多少？

提示：YYrr、yyRR；1/3。

2．若要鉴定黄色圆粒豌豆的遗传因子组成(YyRr或YYRr)，应让其与性状表现为绿色皱粒进行测交，统计后代的性状表现种类，预测出现的现象及所得结论：

(1)若测交后代性状表现及比例是_________________________

____________，则待测个体的遗传因子组成是YyRr。

(2)若测交后代性状表现及比例是_________________________

______________________，则待测个体的遗传因子组成是YYRr。

提示：(1)黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒＝1∶1∶1∶1　(2)黄色圆粒∶黄色皱粒＝1∶1

1．(不定项)在孟德尔两对相对性状杂交实验中，F1黄色圆粒豌豆(YyRr)自交产生F2。下列叙述中，正确的是(　　)

A．F1产生4种配子，雌配子的比例为1∶1∶1∶1

B．F1产生基因型为YR的卵细胞和遗传因子组成为YR的精子数量之比为1∶1

C．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

D．F1产生的精子中，遗传因子组成为YR和遗传因子组成为yr的比例为1∶1

AD　[F1产生4种配子；F1产生4种精子和4种卵细胞，YR∶yR∶Yr∶yr＝1∶1∶1∶1，4种精子和卵细胞可以随机结合，但精子的数量远多于卵细胞的数量；自由组合是指形成配子时，控制不同性状的遗传因子自由组合。]

2．牵牛花的花色由一对遗传因子R、r控制，叶的形状由另一对遗传因子W、w控制，这两对相对性状是自由组合的。若子代的遗传因子组成及比值如下表所示，下列说法正确的是(　　)

A．双亲的遗传因子组成为RrWw×RrWW

B．测交是验证亲代遗传因子组成最简便的方法

C．表中的表现形式有3种

D．遗传因子组成为RrWw的个体自交，后代中与上表中表现形式不同的个体占1/4

D　[由题表可知，RR∶Rr＝(1＋1＋2)∶(1＋1＋2)＝1∶1，可知双亲的遗传因子组成为RR×Rr。WW∶Ww∶ww＝(1＋1)∶(2＋2)∶(1＋1)＝1∶2∶1，可知双亲的遗传因子组成为Ww×Ww，因此双亲的遗传因子组成组合为RrWw×RRWw，A错误。自交和测交均可验证亲代的遗传因子组成，但对于牵牛花来说，自交更简便，B错误。表中表型只有2种，C错误。上表中的表现型有两种，其中RRWW、RrWW、RRWw、RrWw的表现型相同，RRww、Rrww的表现型相同。基因型为RrWw的个体自交，后代的基因型及表现型的比例为9R_W_(与上表中表现型相同)∶3R_ww(与上表中表现型相同)∶3rrW_(与上表中表现型不同)∶1rrww(与上表中表现型不同)，因此与上表中表现型不同的个体占1/4，D正确。]

　重组类型的确定及概率计算

(1)纯合亲本的杂交组合有两种类型：一种是双显(AABB)和双隐(aabb)，另一种是一显一隐(AAbb)和一隐一显(aaBB)。这两种情况下，F2中的重组类型及所占比例是不同的。

(2)概率计算要确定范围。若求重组类型中的纯合子所占比例，范围是重组类型，而不是全部F2个体，不能忽略求解范围。

设计实验时，一定要关注题干的关键信息，如本题中的“选用适宜的纯合亲本”“较为简便的杂交实验”，从而选择符合要求的亲本。通过建构科学合理的遗传图解，可深刻理解表型和基因型这两个核心概念的内在联系。

1．请写出该实验的设计思路。(科学探究)

提示：选择亲本的遗传因子组成为AAbb、aaBB(或AABB、aabb)的个体杂交得到F1；F1自交得到F2，统计F2子粒的性状。

2．写出相关的遗传图解。(科学思维)

提示：

[课堂小结]

1．下列关于孟德尔两对相对性状杂交实验的叙述，错误的是(　　)

A．两对相对性状分别由两对遗传因子控制

B．F2 中四种性状表现比例为9∶3∶3∶1

C．F2 中有3/8的个体遗传因子组成与亲本相同

D．F2 中有16种配子组合方式、9种遗传因子组合和4种性状表现

C　[亲本的遗传因子组成为YYRR和yyrr，F2中遗传因子与亲本相同的占1/8，C错误。]

2．下列说法表示孟德尔两对相对性状杂交实验演绎过程的是(　　)

A．在体细胞中控制生物性状的遗传因子总是成对存在的

B．F1产生配子时，决定同一性状的成对遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合

C．若假说成立，则F1与双隐性个体杂交，后代会出现1∶1∶1∶1的比例

D．让F1与双隐性个体杂交，后代出现了1∶1∶1∶1的比例

C　[在体细胞中控制生物性状的遗传因子总是成对存在的，这属于假说内容，A错误；F1产生配子时，决定同一性状的成对遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合，这属于假说内容，B错误；若假说成立，则F1与双隐性个体杂交，后代会出现1∶1∶1∶1的比例，这属于演绎过程，C正确；让F1与双隐性个体杂交，后代出现了1∶1∶1∶1的比例，这属于实验验证，D错误。]

3．大麦的黑稃(B)对白稃(b)为显性，刺芒(R)对光芒(r)为显性，这两对相对性状的遗传遵循自由组合定律。现有白稃刺芒品种甲和黑稃光芒品种乙，让大量的甲与乙杂交，F1中没有出现白稃光芒的个体，则(　　)

A．甲、乙都是纯合子

B．甲、乙都是杂合子

C．甲、乙都是纯合子，或者一个是纯合子一个是杂合子

D．条件不够，无法判断

C　[甲(白稃刺芒，bbR_)与乙(黑稃光芒，B_rr)杂交，F1中没有出现白稃光芒(bbrr)的个体，则甲、乙不能同时产生遗传因组成为br的配子，故甲、乙可能都是纯合子，也可能一个是纯合子，一个是杂合子。]

4．豌豆子叶的黄色(Y)对绿色(y)为显性，圆粒(R)种子对皱粒(r)种子为显性。某人用黄色圆粒和绿色圆粒的豌豆进行杂交，发现后代出现4种类型，对性状的统计结果如图所示，据图回答问题。

(1)亲本的遗传因子组成是__________(黄色圆粒)、________(绿色圆粒)。

(2)在F1中，不同于亲本的性状表现分别是______________________，它们之间的数量比为________。F1中纯合子占的比例为________。

(3)F1中黄色圆粒豌豆的遗传因子组成是____________。如果用F1中的一株黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交，得到的F2的性状类型有________种，数量比为____________。

[解析]　(1)分析图示可知，圆粒∶皱粒＝75∶25＝3∶1，双亲的相关遗传因子组成均为Rr；黄色∶绿色＝50∶50＝1∶1，双亲的相关遗传因子组成为Yy和yy。则亲本的遗传因子组成是YyRr(黄色圆粒)和yyRr(绿色圆粒)。

(2)结合对(1)的分析可知：F1中的性状表现及其比例为黄色圆粒(Y_R_)∶绿色圆粒(yyR_)∶黄色皱粒(Y_rr)∶绿色皱粒(yyrr)＝3∶3∶1∶1，所以在F1中，表现型不同于亲本的是黄色皱粒、绿色皱粒，它们之间的数量比为1∶1；F1中纯合子(yyRR、yyrr)占的比例是1/2×(1/4＋1/4)＝1/4。(3)F1中黄色圆粒豌豆的遗传因子组成是YyRR或YyRr。如果F1中的一株黄色圆粒豌豆的遗传因子组成是YyRR，则其与yyrr杂交，得到的F2的性状类型及其比值为黄色圆粒∶绿色圆粒＝1∶1；如果F1中的一株黄色圆粒豌豆的遗传因子组成是YyRr，则其与yyrr杂交，得到的F2的性状类型及其比值为黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒＝1∶1∶1∶1，即用F1中的一株黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交，得到的F2的性状类型有2种或4种类型，数量比为1∶1或1∶1∶1∶1。

[答案]　(1)YyRr　yyRr　(2)黄色皱粒和绿色皱粒　1∶1　1/4　(3)YyRR或YyRr　2或4　1∶1或1∶1∶1∶1