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课件（新人教版必修2）

学习目标学习目标 1.阐明孟德尔的两对相对性状的杂交实验及自由组合定律。 2.分析孟德尔遗传实验获得成功的原因。 3.说出基因型、表现型和等位基因的含义。 第2节 孟德尔的豌豆杂交实验（二） 一、两对相对性状的杂交实验 F1 黄色圆粒 绿色皱粒 P × 黄色圆粒 F2 黄色 圆粒 绿色 圆粒 个体数 315 101 108 32 9 3 3 1： ： ： 绿色 皱粒 黄色 皱粒 内容精讲 为什么会出现这样的结果呢？ F2中出现了亲本所没有的性状组合——绿色圆粒 和黄色皱粒。 F2中四种性状的的比为： 黄圆：黄皱：绿圆：绿皱，接近于9：3：3：1。 孟德尔对每一对相对性状单独分析 粒色 黄色种子 绿色种子 315+101=416 108+32=140 比例近似 3（显） ： 1（隐） 粒形 圆滑种子 皱缩种子 315+108=423 101+32=133 比例近似 3（显） ： 1（隐） 黄色 圆粒 绿色 圆粒 315 101 108 32 9 3 3 1： ： ： 绿色 皱粒 黄色 皱粒 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.每一对遗传因子的传递都遵循分离定律 C. F1细胞中控制两对相对性状的遗传因子相互融合 D. F1产生的雌配子和雄配子各有4种，雌雄配子有16种结合方式，F2有9种遗 传因子组成和4种性状表现 典型例题 【解析】孟德尔对F2中两对相对性状之间发生自由组合的解释是两对相对性 状分别由两对遗传因子控制，控制两对相对性状的两对遗传因子的分离和组 合是互不干扰的，其中每一对遗传因子的传递都遵循分离定律。这样，F1产 生的雌配子和雄配子各有4种，它们之间的数量比接近于1∶1∶1∶1，雌雄 配子有16种结合方式，F2有9种遗传因子组成和4种性状表现。 【答案】C 2.孟德尔用豌豆做两对相对性状的遗传实验时，不必考虑的是 ( ) A.亲本双方都必须是纯合子 B.两对相对性状各自要有显隐性关系 C.对母本去雄，授以父本花粉 D.显性亲本做父本，隐性亲本做母本 【解析】做两对相对性状的遗传实验时，要求是纯合亲本杂交。 两对相对性状中每一对相对性状的遗传都遵循分离定律，即两对相对性状 各自有显隐性关系。 以豌豆为实验材料，为避免自然条件下的自花传粉，要对母本去雄，授以 父本的花粉。 正交和反交的结果都一样，所以不需要考虑显性亲本做父本，隐性亲本做 母本。 【答案】D 二、对孟德尔杂交实验的解释 F1 黄色圆粒 绿色皱粒 P × 黄色圆粒 F2 黄色 圆粒 绿色 圆粒 个体数 315 101 108 32 9 3 3 1： ： ： 绿色 皱粒 黄色 皱粒 a.F1产生配子时，每对遗传因子彼此分离 F1：YyRr形成配子时 Y与y分离 R与r分离 b. 不同对的遗传因子自由组合： 形成 Y和R结合 YR配子 Y和r结合 Yr配子形成 y和R结合 yR配子形成 y和r结合 yr配子形成 1 ： 1 ： 1 ： 1 c. 受精时，雌雄配子的结合是随机的 黄色圆粒:9/16 绿色圆粒:3/16 黄色皱粒:3/16 绿色皱粒:1/16 纯合子:4/16 双杂合子:4/16 单杂合子:8/16 遗传因子组成方式9种： 表现型： 双显性类型 单显性类型 新组合类型 双隐性类型 能够稳定遗传 1、F1雌雄配子各四种：比例1：1：1：1 2、F2遗传因子排列类型：16种组合方式，有9种遗传因子组成 （1YY:2Yy:1yy）×（1RR:2Rr:1rr ） 1YY 2Yy 1yy 1RR 1YYRR(黄圆） 2YyRR (黄圆） 1yyRR (绿圆） 2Rr 2YYRr (黄圆） 4YyRr (黄圆） 1yyRr (绿圆） 1rr 1YYrr (黄皱） 2Yyrr (黄皱） 1yyrr (绿皱） 3、F2性状表现：4种（比例：9：3：3：1） 其中亲本类型2种，重组类型2种。 归纳小结 F1: Yy (黄色) ↓× YY Y y yyF2遗传 因子组成 比例 1/4 2/4 1/4 性状表现 黄色 绿色 比例 3/4 1/4 Rr (圆粒) ↓× RR Rr rr 1/4 2/4 1/4 圆粒 皱粒 3/4 1/4 4、逐对分析法： 黄色圆粒 3/4 3/4=9/16 黄色皱粒 3/4 1/4=3/16 绿色圆粒 1/4 3/4=3/16 绿色皱粒 1/4 1/4=1/16 遗传因子组成为ddEeFF和DdEeff的两种豌豆杂交，在3对遗传因子各自独立 遗传的条件下，其子代性状表现不同于两个亲本的个体占全部子代的( ) A. 1/4 B. 3/8 C. 5/8 D. 3/4 【答案】C 【解析】解法一：棋盘法 从表中可以看出，子代性状表现不同于两个亲本的个体占全部子代的5/8。 典型例题 解法二：分枝法 ddEeFF×DdEeff可分解为下图。 三、对孟德尔杂交实验解释的验证—测交 1、推测： 测交 杂种一代 双隐性类型 黄色圆粒 × 绿色皱粒 YyRr yyrr 配子 YR Yr yR yr yr 测交后代 性状 YyRr Yyrr yyRr yyrr 黄色圆粒 黄色皱粒 绿色圆粒 绿色皱粒 1 ： 1 ： 1 ： 1 2、种植实验 孟德尔用F1与双隐性类型测交，F1不论作母本，还是作父本，都得到了上述四种表现型， 它们之间的比接近1：1：1：1 测交实验的结果符合预期的设想，因此可以证明，上 述对两对相对性状的遗传规律的解释是完全正确的。 普通小麦中有高秆抗病和矮秆易感病两个品种，控制两对相对性状的遗传因子独 立遗传。现用显性纯合子高秆抗病小麦和隐性纯合子矮秆易感病小麦杂交得F1， F1自交或测交，下列预期结果不正确的是 ( ) A.自交结果中高秆抗病与矮秆抗病的比例为9∶1 B.自交结果中高秆与矮秆的比例为3∶1，抗病与易感病的比例为3∶1 C.测交结果为矮秆抗病∶矮秆易感病∶高秆抗病∶高秆易感病= 1∶1∶1∶1 D.自交和测交后代中均出现四种性状表现 典型例题 【解析】F1自交后代的性状表现及比例为高秆抗病∶矮秆抗病∶高秆易感病∶矮 秆易感病= 9∶3∶3∶1，单独分析每一对相对性状的性状分离比，高秆∶矮秆= 3∶1，抗病∶易感病= 3∶1，后代高秆抗病∶矮秆抗病= 9∶3，故A项错误，B项 正确。F1测交后代的性状表现及比例为高秆抗病∶矮秆抗病∶高秆易感病∶矮秆 易感病=1∶1∶1∶1，故C、D两项正确。 【答案】A 四、自由组合定律 ： 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、孟德尔成功的原因： 1.选材：豌豆 3.统计学方法 4.科学设计试验程序 2.科学的实验方法。 先选择一对相对性状进行研究，再研究两对或两对 以上相对性状的情况。 六、孟德尔遗传规律的再发现 1909年约翰逊提出用基因(gene)代替遗传因子，成对遗传因子互为等位 基因(allele)。在此基础上形成了基因型和表现型两个概念。 等位基因：控制相对形状的基因。D、d 非等位基因：控制不同形状的基因。A、d 表现型：是指生物个体所表现出来的性状。 基因型：是指与表现型有关的基因组成。 下表是豌豆杂交实验中F1自交产生F2的结果统计。对此说法不正确的是( ) A.这个结果能够说明黄色和圆粒是显性性状 B.这两对相对性状的遗传遵循自由组合定律 C. F1的表现型和基因型不能确定 D.亲本的表现型和基因型不能确定 典型例题 【解析】通过上述结果可以看出黄色和圆粒是显性性状，并且遵循自由组合 定律；F2的性状分离比为9∶3∶3∶1，所以F1的基因型为双杂合，而亲本的 基因型不能确定。 【答案】C 基因的自由组合定律研究的是两对（或两对以上）相对性状的 遗传规律，即：两对（或两对以上）等位基因分别位于两对（或两 对以上）同源染色体上的遗传规律。 发生过程： 在杂合子减数分裂产生配子的过程中。 实质： 等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因 自由组合。 理论意义： 基因重组，生物种类多样性的原因之一。 实践意义： 指导杂交育种，选择培育新品种。 课堂小结 基因与性状的概念系统图 基因基因型 等位基因 显性基因 隐性基因 性状 相对性状 显性性状 隐性性状性状分离 纯合子 杂合子 表现型 发 生 决 定 决 定 控 制 控 制 控 制 +环境 分离定律和自由组合定律的区别和联系 ： 分离定律 自由组合定律 研究的相对形状 涉及的遗传因子 （或等位基因） F1配子的种类及其比值 F2基因型及其比值 F2表现型及比值 一对 一对 两对（或多对） 2种，比值相等 两对（或多对） 4种(2n),比值相等 3种，1:2:1 9种(3n),(1:2:1) n 2种，显:隐=3:1 4种(2 n ),9:3:3:1 (3:1) n F1测交后代基因型、表 现型种类及比值 遗传实质 联系 2种，显:隐=1:1 4种(2n 种) ,1:1:1:1 (1:1) n F1形成配子时，成对的遗 传因子（或等位基因）发 生分离，分别进入不同的 的配子中，随配子遗传给 后代 F1形成配子时，决定同一性 状的成对的遗传因子（或等 位基因）发生分离，决定不 同性状的遗传因子自由组合 两个遗传定律都发生在减数分裂形成配子时，且 同时起作用；分离定律是自由组合定律的基础。 3/4黄色种子内有 3/4的圆粒 1/4的皱粒 1/4绿色种子内有 3/4的圆粒 1/4的皱粒 黄色 圆粒 绿色 圆粒 315 101 108 32 9 3 3 1： ： ： 绿色 皱粒 黄色 皱粒 两对相对性状分离比进行分析： 黄色皱粒 绿色皱粒 9 3 3 1 黄色圆粒 绿色圆粒 比值 杂交实验结果 315 101 108 32 3/4 3/4=9/16 3/4 1/4=3/16 1/4 3/4=3/16 1/4 1/4=1/16 黄色 圆粒 绿色 圆粒 315 101 108 32 9 3 3 1： ： ： 绿色 皱粒 黄色 皱粒 1. ［2019·湖北咸宁高二期末］下列关于孟德尔研究遗传规律获得成功的原因 的叙述，正确的是 （  ） A. 选用豌豆作为实验材料，在豌豆开花时去雄和授粉，实现亲本的杂交 B. 在观察和统计分析的基础上，结合前人融合遗传的观点，提出一系列假说 C. 科学地设计实验程序，巧妙地运用测交实验对他的假说进行验证 D. 运用统计学方法分析实验结果，先分析多对相对性状，后分析一对相对性状 当堂检测 【解析】豌豆是自花传粉、闭花受粉植物，应在开花前（雄蕊成熟前）去雄，A 项错误；孟德尔摒弃了前人融合遗传的观点，认为遗传因子既不会相互融合也 不会在传递中消失， B 项错误；科学地设计实验程序，提出假说并进行验证， 是孟德尔遗传实验研究获得成功的原因之一，C 项正确；孟德尔先研究一对相 对性状，提出分离定律，再研究两对及多对相对性状，提出自由组合定律，D 项错误。 【答案】C 2. ［2019·贵州高二期末］关于孟德尔的假说—演绎法，下列说 法正确的是 （  ） A. 孟德尔所作假设的核心内容是“生物体能产生数量相等的雌雄配子” B. 孟德尔作出的“演绎”是F1 与隐性纯合子杂交，预测后代产生1︰1 的 性状分离比 C. 孟德尔发现的遗传规律可解释有性生殖生物所有相关性状的遗传现象 D. 为了检验作出的假设是否正确，孟德尔设计并完成了正反交实验 【解析】孟德尔所作假设的核心内容是“性状是由遗传因子控制的”，A 项 错误；在孟德尔的假说中，成对的遗传因子彼此分离，F1 可产生两种数量相 等的配子，若该假说成立，F1 与隐性纯合子杂交，后代应产生两种表现型， 且比例为1 ∶ 1， B 项正确；孟德尔发现的遗传规律只能解释真核生物有性 生殖过程中的部分核遗传现象，C 项错误；为验证作出的假设是否正确，孟 德尔设计并完成了测交实验，D 项错误。 【答案】B 3.在豚鼠中，黑色（C）对白色（c）、毛皮粗糙（R）对毛皮光滑（r）是 显性。 下列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. 黑粗× 白光→ 10 黑粗︰ 9 黑光︰ 10 白粗︰ 11 白光 C. 黑粗× 白粗→ 15 黑粗︰ 7 黑光︰ 16 白粗︰ 3 白光 D. 黑光× 白粗→ 25 黑粗 【解析】验证自由组合定律，就是验证杂种F1 产生配子时，决定同一性 状的成对的遗传因子是否彼此分离，决定不同性状的遗传因子是否自由组 合，最佳方法为测交。B 项符合测交的概念和结果：黑粗（相当于F1 的 双显性杂合子） × 白光（双隐性纯合子）→ 10 黑粗∶9 黑光∶10 白 粗∶11 白光（四种表现型，比例接近1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1）。 【答案】B 4. ［2019·河南永城高二期末］假如水稻高秆（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。现用一个 纯合易感稻瘟病的矮秆品种（抗倒伏）与一个纯合抗稻瘟病的高秆品种 （易倒伏）杂交，F2 中既抗倒伏又抗稻瘟病的植株所占的比例为 （  ） A. 1/16   B. 3/16   C. 1/8   D. 3/8 【解析】亲本基因型为ddrr、DDRR，F1 基因型为DdRr，根据自由组合定 律，F2 基因型及其比例为D_R_ ∶ D_rr ∶ ddR_ ∶ ddrr=9 ∶ 3 ∶ 3 ∶ 1，其中既抗倒伏又抗稻瘟病的植株的基因型为ddR_，占总数的3/16。 【答案】B 5. ［2019·广东中山高三期末］某植物的红花和白花这对相对性状同时 受多对等位基因（A、a，B、b，C、c……）控制，当个体的基因型中每 对等位基因都至少含有—个显性基因时才开红花，否则开白花。现将两 个纯合的白花品系杂交，Fl 开红花，再将Fl 自交，F2 中的白花植株占 37/64。如果不考虑变异，下列分析正确的是 （  ） A. 上述亲本的基因型可能是AABBCC 和aabbcc B. 在F2 红花中，有1/27 的个体自交后代全部是红花 C. 该植物花色的遗传符合自由组合定律，至少受4 对等位基因控制 D. 随机选择两株纯合的白花植株杂交，子代中的红花植株基因型都是 AaBbCc 【解析】由题干可知，两个亲本都是白花，而AABBCC 表现为红花，A 项 错误；F1 的基因型可表示为AaBbCc，F1 自交后代红花中纯合子占的比 例为（1/3）3=1/27，自交后代都是红花，B 项正确；F2 中白花植株占 37/64，则红花植株占总数的27/64，推测该植物花色至少受3 对等位基 因控制，C 项错误；若纯合白花植株AABBcc 与纯合白花植株aaBBCC 杂 交，则后代红花植株的基因型为AaBBCc，D 项错误。 【答案】B 6. ［2019·高二月考］某植物（自花传粉且闭花受粉）的种 子萌发与不萌发受等位基因T 和t 控制，基因型为TT 的种子不能萌发， 基因型为Tt 的种子萌发率为60%，基因型为tt 的种子萌发率为100% ； 茎的粗细受等位基因F 和f 控制，基因型为FF 的植株为粗茎，基因型 为Ff 的植株为中粗茎，基因型为ff 的植株为细茎。研究发现两对等位 基因独立遗传，请回答下列问题。 （1）现有一批基因型为TtFf 的种子，播种后，植株在自然状态下繁殖 一代， 收获的种子中纯合子占    ，不能萌发的种子的基因型共有      种。 （2）由基因型为TtFf 的种子发育而来的植株为    （填“粗茎 ”“中粗茎”或“细茎”），长成的植株进行自花传粉，将所得种子播 种下去，萌发率为     。 （3）请根据（2）的思路设计一个最简单的实验，来确定某粗茎植株的 基因型，写出实验思路、实验结果及其结论。 实验思路：                             。 实验结果及其结论： 若                ，则         ； 若               ，则           。 【解析】（1）基因型为TtFf 的种子播种后，收获的种子的基因型有9 种， 其中纯合子有TTFF、TTff、ttFF、ttff，每种纯合子占种子总数的1/16，因 此纯合子占1/4，由于基因型为TT 的种子不能萌发，因此不能萌发的种子的 基因型有TTFF、TTFf、TTff 3 种。 （2）由题意可知，基因型为TtFf 的种子发育而来的植株为中粗茎，其长成 的植株进行自花传粉，计算所得种子的萌发率，可只考虑T、t 这对基因， 基因型为TT 的种子占1/4，不能萌发，能萌发的种子的基因型及比例为 1/2Tt、1/4tt，其中Tt 的种子萌发率为60%，因此将所得种子播种下去， 萌发率为1/4×0+1/2×60%+1/4=11/20。 （3）由于基因型为TT 的种子不能萌发，因此粗茎植株的基因型为TtFF、 ttFF，对于植物来说，鉴定基因型的简单方法为自交法，即实验思路为让该 粗茎植株自交，收获种子，再将种子播种，然后统计种子的萌发率；实验结 果及其结论为若萌发率为11/20（或55%）左右，则该粗茎植株的基因型为 TtFF；若萌发率为100%，则该粗茎植株的基因型为ttFF。 【答案】（1）1/4（或25%） 3  （2）中粗茎 11/20  （3）让 该粗茎植株自交，收获种子，再将种子播种，然后统计种子的萌发率  萌发率为11/20（或55%）左右 该粗茎植株的基因型为TtFF  萌发 率约为100%  该粗茎植株的基因型为ttFF