1.2.1 两对相对性状的杂交实验及性状自由组合的原因-【步步高】2023-2024学年高一生物学必修2 遗传与进化（浙科版2019）

第二节　孟德尔从两对相对性状的杂交实验中总结出自由组合定律 第1课时　两对相对性状的杂交实验及性状自由组合的原因 [学习目标]　1.简述孟德尔两对相对性状杂交实验的过程以及对实验结果的解释和验证。 2.学会假说—演绎的基本思路和方法。3.解释自由组合定律的实质。 一、两对相对性状的杂交实验 1．杂交实验的过程 2．实验结果及分析 (1)F1种子为黄色圆形，说明黄色相对于绿色为显性，圆形相对于皱形为显性。 (2)F2中出现4种表型，分离比约为9∶3∶3∶1，其中黄色圆形和绿色皱形与亲本的表型相同，黄色皱形和绿色圆形是不同于亲本表型的新组合。 判断正误 (1)根据F1的表型可知黄色和圆形属于显性性状(　　) (2)在孟德尔两对相对性状的杂交实验中，重组类型即F2中与F1性状不同的类型(　　) (3)在孟德尔两对相对性状的杂交实验中，F2中出现的重组类型所占的比例是3/8(　　) 答案　(1)√　(2)×　(3)√ 解析　(1)F1种子为黄色圆形，说明黄色相对于绿色为显性，圆形相对于皱形为显性。 (2)重组类型是F2中不同于亲本表型的新组合。 (3)F2中出现的重组类型即黄色皱形和绿色圆形所占的比例是(3＋3)/16＝3/8。 任务一：两对相对性状的杂交实验分析 1．在孟德尔的两对相对性状的杂交实验中，每对性状的遗传是否遵循基因的分离定律，并说明判断理由。 提示　每对性状的遗传遵循基因的分离定律。每对性状单独分析，F2为黄色∶绿色＝3∶1，圆形∶皱形＝3∶1，说明每对性状的遗传均遵循基因的分离定律。 2．若两对相对性状的纯合亲本杂交，F2中重组类型比例一定是3/8吗？为什么？ 提示　F2中重组类型不一定是3/8。当亲本为黄色圆形和绿色皱形时，F2中重组性状黄色皱形和绿色圆形所占比例是(3＋3)/16＝3/8；当亲本为黄色皱形和绿色圆形时，F2中重组性状黄色圆形和绿色皱形所占比例是(9＋1)/16＝5/8。 孟德尔的两对相对性状的杂交实验中，F2中出现4种类型，其中亲本类型为黄色圆形和绿色皱形，占F2的5/8；重组类型为黄色皱形和绿色圆形，占F2的3/8。 1．进行两对相对性状的遗传实验，不必考虑的是(　　) A．亲本的双方都必须是纯合子 B．每对相对性状各自要有显隐性关系 C．以母本去雄，授以父本的花粉 D．显性亲本作父本，隐性亲本作母本 答案　D 解析　孟德尔的豌豆杂交实验正、反交的结果是一样的。 2．(2023·温州高一联考)下列有关孟德尔的两对相对性状的豌豆杂交实验的叙述，错误的是(　　) A．F1自交后，F2出现绿色圆形和黄色皱形两种新性状组合 B．对F2每一对性状进行分析，比例都接近3∶1 C．F2的性状表现有4种，比例接近9∶3∶3∶1 D．F2中有3/8的个体性状表现与亲本相同 答案　D 解析　当亲本的性状表现为双显性和双隐性时，F2中性状表现与亲本相同所占的比例为5/8。 二、性状自由组合的原因是非等位基因的自由组合 1．对自由组合现象的解释 (1)两对相对性状(黄与绿、圆与皱)由两对遗传因子(Y与y，R与r)控制。 (2)F1产生的配子类型及比例 ①等位基因分离：Y和y分离，R和r分离，分别进入不同的配子。 ②非等位基因自由组合：Y和R或r的组合机会是均等的，产生YR或Yr型配子，同样y和R或r的组合机会也是均等的，产生yR或yr型配子。 ③F1最终形成的雌、雄配子有YR、Yr、yR、yr 4种类型，其比例为1∶1∶1∶1。 (3)受精时，雌、雄配子随机结合。 2．遗传图解 (1)配子的结合方式：16种。 (2)F2的基因型：9种。 (3)F2的表型：4种。 ①黄色圆形(Y_R_)：基因型有YYRR、YyRR、YYRr、YyRr，共占9/16。 ②黄色皱形(Y_rr)：基因型有YYrr、Yyrr，共占3/16。 ③绿色圆形(yyR_)：基因型有yyRR、yyRr，共占3/16。 ④绿色皱形(yyrr)：占1/16。 3．自由组合定律的实质及验证 (1)自由组合定律的验证 ①选用方法：测交法。 ②选材：F1与双隐性纯合亲本。 ③实验过程及结果：F1×绿色皱形→55株黄圆、49株黄皱、51株绿圆、52株绿皱，其比例接近1∶1∶1∶1。 (2)自由组合定律实质：F1形成配子时，等位基因分离的同时，非等位基因表现为自由组合。 判断正误 (1)在孟德尔两对相对性状的杂交实验中，F1形成的雌配子或雄配子都是4个，比例接近1∶1∶1∶1(　　) (2)F1形成配子时等位基因的分离与非等位基因的自由组合是彼此独立、互不干扰的(　　) (3)自由组合现象是指F1产生的4种类型的精子和卵细胞可以随机结合(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)× 解析　(1)F1形成的雌配子或雄配子都是4种类型，比例接近1∶1∶1∶1。 (2)根据孟德尔的假说，等位基因的分离和非等位基因的自由组合是彼此独立、互不干扰的。 (3)自由组合现象是指在F1形成配子时，等位基因分离的同时，非等位基因表现为自由组合。 任务二：对自由组合现象解释的分析 1．两对相对性状的杂交实验的F2中纯合子有几种基因型，所占的比例分别是多少？哪些基因型为单对基因杂合，所占的比例分别是多少？两对基因杂合的基因型所占的比例是多少？ 提示　纯合子有YYRR、YYrr、yyRR、yyrr 4种基因型，分别占1/16。单对基因杂合的基因型有YyRR、YYRr、Yyrr、yyRr，分别占2/16。两对基因杂合的基因型有YyRr，占4/16。 2．现将黄色圆形(YyRr)豌豆进行自花授粉，收获时得到绿色皱形豌豆192粒。根据理论推算，在子代黄色圆形豌豆中，能稳定遗传的约有多少粒？ 提示　基因型为YyRr的豌豆自交，子代产生4种性状组合，黄色圆形∶绿色圆形∶黄色皱形∶绿色皱形＝9∶3∶3∶1。但每一种性状组合中，都只有纯合子的个体可稳定遗传，故黄色圆形中能稳定遗传的数量与绿色皱形相等，也是192粒。 3．尝试写出测交的遗传图解。 提示　如图所示 4．已知Y与y，R与r两对等位基因自由组合，两亲本杂交，后代性状出现了1∶1∶1∶1的比例，能否确定两亲本的基因型就是YyRr和yyrr？试举例说明。 提示　不能确定两亲本的基因型就是YyRr和yyrr。若两亲本基因型为Yyrr和yyRr杂交，后代性状也会出现1∶1∶1∶1的比例。 1．分离定律和自由组合定律的关系 (1)区别 项目 分离定律 自由组合定律 相对性状对数 1对 n对(n≥2) 基因对数 1对 n对 F1配子 配子类型及其比例 2种，1∶1 2n种，(1∶1)n 配子组合数 4种 4n种 F2 基因型种类及比例 3种，1∶2∶1 3n种，(1∶2∶1)n 表型种类及比例 2种，3∶1 2n种，(3∶1)n F1测交子代 基因型种类及比例 2种，1∶1 2n种，(1∶1)n 表型种类及比例 2种，1∶1 2n种，(1∶1)n (2)联系 ①发生时间：两大遗传定律均发生于形成配子时，同时进行，同时起作用。 ②范围：真核生物细胞核内基因在有性生殖中的传递规律。 ③关系：分离定律是自由组合定律的基础。 2．用分离定律解决自由组合定律问题 (1)“拆分法”求解自由组合定律计算问题 首选，将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题。在独立遗传的情况下，有几对等位基因就可分解为几组分离定律问题。如AaBb×Aabb，可分解为两组：Aa×Aa，Bb×bb。然后，按分离定律进行逐一分析。最后，将获得的结果进行综合，得到正确答案。 (2)“逆向组合法”推断亲本基因型 将自由组合定律的性状分离比拆分成分离定律的分离比分别分析，再运用乘法原理进行逆向组合。如9∶3∶3∶1⇒(3∶1)(3∶1)⇒(Aa×Aa)(Bb×Bb)。 3．自由组合定律的一般验证方法 (1)自交法：若F1(双杂合子)自交后代的性状分离比为9∶3∶3∶1，则遵循基因的自由组合定律。 (2)测交法：若F1(双杂合子)测交后代的性状分离比为1∶1∶1∶1，则遵循基因的自由组合定律。 3．(2022·浙江省定海第一中学高一期中)现用纯种黄色圆形豌豆作父本、纯种绿色皱形豌豆作母本，F1自交，F2四种表型及比例为9∶3∶3∶1。下列相关叙述中正确的是(　　) A．在母本豌豆开花时进行去雄和授粉，实现亲本的杂交 B．F1产生的雌、雄配子各有4种，F2的基因型有16种 C．F1产生Yr卵细胞和Yr精子的数量之比约为1∶1 D．F2中纯合子占1/4，基因型不同于F1的植株占3/4 答案　D 解析　孟德尔在豌豆开花前(花蕾期)进行去雄，在花粉成熟时进行授粉，实现亲本的杂交，A错误；F2中有16种配子组合方式、9种基因型，B错误；F1产生的基因型为Yr的卵细胞的数量比基因型为Yr的精子的数量少，即雄配子数多于雌配子数，C错误；F2中纯合子占1/4，由于F1的基因型为YyRr，该基因型在子代中所占比例为1/2×1/2＝1/4，则F2中基因型不同于F1的植株占3/4，D正确。 4．如表为3个不同小麦杂交组合及其子代的表型和植株数目(设A、a控制是否抗病，B、b控制种皮颜色，两对基因独立遗传)，请据表分析回答下列问题： 组合序号 杂交组合类型 子代的表型和植株数目(株) 抗病红种皮 抗病白种皮 易感病红种皮 易感病白种皮 ① 抗病红种皮×易感病红种皮 416 138 410 135 ② 抗病红种皮×易感病白种皮 180 184 178 182 ③ 易感病红种皮×易感病白种皮 140 136 420 414 (1)三个杂交组合中亲本的基因型组合分别是①________________，②__________________，③____________________。 (2)第________组符合测交实验结果。 答案　(1)aaBb×AaBb　aaBb×Aabb　AaBb×Aabb　(2)② 题组一　两对相对性状的杂交实验 1．豌豆子叶的黄色和绿色、种子的圆形和皱形是由两对独立遗传的等位基因控制的两对相对性状。纯种黄色皱形与纯种绿色圆形的个体进行杂交得F1，F1自交得到F2，在F2中的重组类型有(　　) A．只有黄色圆形 B．只有绿色皱形 C．黄色圆形和绿色皱形 D．黄色皱形和绿色圆形 答案　C 解析　F2中的重组类型是与亲本不同的表型。题中亲本的表型为黄色皱形和绿色圆形，则F2中的重组类型应为黄色圆形和绿色皱形，C正确。 2．孟德尔用纯种黄色圆形豌豆与纯种绿色皱形豌豆做杂交实验，下列哪项能体现不同性状的自由组合(　　) A．F2中有黄色圆形、黄色皱形、绿色圆形、绿色皱形4种表型 B．F1全部是黄色圆形 C．F2中出现了黄色皱形和绿色圆形2种重组类型 D．F2中黄色圆形和绿色皱形各占总数的3/16 答案　A 解析　子叶的颜色有两种性状：黄色与绿色，种子的形状有两种性状：圆形与皱形。在F2中，子叶颜色与种子形状自由组合出现四种性状组合，所以A符合题意。 3．小麦高秆对矮秆为显性，抗病对不抗病为显性，用纯种高秆抗病和纯种矮秆不抗病两个品种作亲本杂交得F1，F1自交后，在F2中高秆抗病类型所占的比例约为(　　) A. B. C. D. 答案　C 解析　纯种高秆抗病×纯种矮秆不抗病→F1：高秆抗病F2：高秆抗病∶高秆不抗病∶矮秆抗病∶矮秆不抗病＝9∶3∶3∶1。 题组二　性状自由组合的原因是非等位基因的自由组合 4．下列关于孟德尔两对相对性状遗传实验的叙述，错误的是(　　) A．两对相对性状分别由两对等位基因控制 B．每一对等位基因的传递都遵循基因的分离定律 C．F1中控制两对性状的基因相互融合 D．F2中雌雄配子的组合方式有16种 答案　C 解析　两对相对性状分别由两对等位基因控制，控制两对相对性状的两对等位基因的分离和组合是互不干扰的，其中每一对等位基因的传递都遵循基因的分离定律。这样，F1产生的雌、雄配子各4种类型，受精时，雌、雄配子随机结合，有16种组合方式，故选C。 5．具有两对相对性状的两个纯合亲本(YYRR和yyrr，且两对基因独立遗传)杂交得F1，F1自交产生的F2中，在新类型中能够稳定遗传的个体占F2总数的(　　) A．3/8 B．1/3 C．5/8 D．1/8 答案　D 解析　YYRR×yyrr →F1：YyRr，F1F2中Y_R_∶Y_rr∶yyR_∶yyrr＝9∶3∶3∶1，其中Y_rr与yyR_是两种新类型，能稳定遗传的个体即纯合子有两种，即YYrr和yyRR，占F2总数的1/8，故选D。 6．(2022·温州市高一期中)对某一豌豆进行测交，得到的后代基因型为YyRr和yyRr，该豌豆基因型是(　　) A．yyRr B．YyRr C．Yyrr D．YyRR 答案　D 解析　对某一豌豆进行测交，即与基因型为yyrr的个体进行杂交，yyrr个体只产生yr一种配子，测交得到的后代基因型为YyRr和yyRr，则待测个体产生的配子基因型为YR、yR，则该豌豆的基因型为YyRR。 7．在孟德尔利用豌豆进行两对相对性状的杂交实验中，可能具有1∶1∶1∶1比例关系的是(　　) ①F1自交后代的表型比例 ②F1产生配子种类的比例 ③F1测交后代的表型比例 ④F1自交后代的基因型比例 ⑤F1测交后代的基因型比例 A．①③⑤ B．②④⑤ C．②③⑤ D．①②④ 答案　C 解析　F1自交后代表型比例为9∶3∶3∶1，与题意不符，①错误；F1自交后代的基因型比例为1∶2∶2∶4∶1∶2∶1∶2∶1，与题意不符，④错误。故选C。 8．基因的自由组合定律发生于如图中的哪个过程(　　) AaBb1AB∶1Ab∶1aB∶1ab配子间16种组合方式　　 　　　　　　　　　　　　　　　　 ↓③ 4种表型(9∶3∶3∶1)子代中有9种基因型 A．① B．② C．③ D．④ 答案　A 解析　自由组合定律发生在形成配子时，故选A。 9．已知玉米的两对基因按照自由组合定律遗传，现有子代基因型及比例如表所示： 基因型 TTSS TTss TtSS Ttss TTSs TtSs 比例 1 1 1 1 2 2 则双亲的基因型组合是(　　) A．TTSS×TTSs B．TtSs×TtSs C．TtSs×TTSs D．TtSS×TtSs 答案　C 解析　分析表中数据可知，子代中TT∶Tt＝1∶1，SS∶Ss∶ss＝1∶2∶1，则亲代基因型组合是TtSs×TTSs。 10．如图表示豌豆杂交实验时F1自交产生F2的结果统计。下列相关说法不正确的是(　　) A．这个结果能够说明黄色和圆形是显性性状 B．出现此实验结果的原因是非等位基因自由组合 C．根据图示结果不能确定F1的表型和基因型 D．根据图示结果不能确定亲本的表型和基因型 答案　C 解析　根据F2中黄色∶绿色＝(315＋101)∶(108＋32)≈3∶1，可以判断黄色对绿色为显性，根据F2中圆形∶皱形＝(315＋108)∶(101＋32)≈3∶1，可以判断圆形对皱形为显性，出现此实验结果的原因是非等位基因自由组合，A、B正确；F1的表型为黄色圆形，基因型也可以确定，C错误；根据图示结果可推知，亲本的表型和基因型有两种情况，可能是纯合的黄色圆形豌豆与纯合的绿色皱形豌豆杂交，也可能是纯合的黄色皱形豌豆与纯合的绿色圆形豌豆杂交，D正确。 11．基因型为AaBb的个体与基因型为aaBb的个体杂交，两对基因独立遗传，且A对a、B对b为完全显性，则后代中(　　) A．表型有4种，比例为3∶1∶3∶1；基因型有6种 B．表型有2种，比例为1∶1；基因型有6种 C．表型有4种，比例为1∶1∶1∶1；基因型有4种 D．表型有3种，比例为1∶2∶1；基因型有4种 答案　A 解析　根据两对基因独立遗传，可以将基因型为AaBb的个体与基因型为aaBb的个体杂交，拆分成Aa与aa杂交、Bb与Bb杂交进行分析，其中Aa与aa杂交，后代有2种基因型，即Aa与aa,2种表型，比例为1∶1；Bb与Bb杂交，后代有3种基因型，即BB、Bb和bb，表型有2种，比例为3∶1。因此基因型为AaBb的个体与基因型为aaBb的个体杂交，后代中表型有2×2＝4(种)，比例为(1∶1)×(3∶1)＝3∶1∶3∶1，基因型有2×3＝6(种)。 12．水稻茎秆的高度受等位基因(D/d)控制，抗稻瘟病与易感稻瘟病受另一对等位基因(R/r)控制，这两对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律。将一株高秆抗病的植株(甲)与另一株高秆易感病的植株(乙)杂交，子代的结果如图所示。下列有关叙述不正确的是(　　) A．决定水稻茎秆的高秆基因为显性 B．子代中有4种基因型、4种表型 C．子代中能稳定遗传的个体所占比例为1/4 D．两亲本植株中不可能存在纯合子 答案　B 解析　根据题意和图示分析可知，子代中，高秆∶矮秆＝75∶25＝3∶1，抗病∶易感病＝50∶50＝1∶1，说明亲本的基因型是DdRr和Ddrr。甲和乙植株都是高秆，后代出现了矮秆，说明发生了性状分离，所以决定水稻茎秆的高秆基因为显性，A正确；这两对等位基因能自由组合，甲、乙两植株的基因型是DdRr和Ddrr，杂交产生的子代基因型有3×2＝6(种)、表型有2×2＝4(种)，B错误；甲、乙两植株杂交产生的子代中能稳定遗传的个体(纯合子)所占比例为1/2×1/2＝1/4，C正确；两亲本植株的基因型是DdRr和Ddrr，都不是纯合子，D正确。 13．下列有关测交的说法，正确的是(　　) A．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 B．对基因型为YyRr的黄色圆形豌豆进行测交，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　A 解析　基因型为YyRr的个体会产生YR、Yr、yR、yr四种配子，由于隐性个体(yyrr)只能产生一种配子(yr)，所以测交后代中会出现基因型为YyRr的个体，B错误；测交不能推测被测个体产生配子的数量，C错误；由于隐性个体只能产生一种配子(rb)，所以某植株产生的两种配子是Rb、RB，则其基因型是RRBb，D错误。 14．如表是具有两对相对性状的亲本杂交得到的F2基因型，其中部分基因型并未列出，而仅用阿拉伯数字表示。下列叙述错误的是(　　) 雄配子 雌配子 YR Yr yR yr YR 1 3 YyRR YyRr Yr YYRr YYrr 4 Yyrr yR 2 YyRr yyRR yyRr yr YyRr Yyrr yyRr yyrr A.1、2、3、4表现出的性状相同 B．在此表格中，YYRR只出现一次 C．在此表格中，YyRr共出现四次 D．F2基因型出现概率的大小顺序为4＞3＞2＞1 答案　D 解析　F1产生的雌、雄配子各四种，随机组合形成的F2基因型共有9种；“双杂合子”1种，占；“单杂合子”4种，分别占；“纯合子”4种，分别占，即应为4>3＝2>1。 15．(2023·宁波高一期末)某种自花授粉植物的花色和茎色各有两种。其中，花色由基因A、a控制，茎色由基因B、b控制。某研究小组进行了两组杂交实验，结果如表所示。 实验 亲本杂交组合 F1表型及其数量 红花紫茎 红花绿茎 白花紫茎 白花绿茎 Ⅰ 白花紫茎(甲)×白花绿茎(乙) 98 104 311 297 Ⅱ 红花紫茎(丙)×白花紫茎(丁) 0 0 612 199 回答下列问题： (1)根据实验结果判断，花色中显性性状为______________________________________。 (2)实验Ⅰ中，亲本均为白花，后代出现了白花和红花两种性状，这种现象在遗传学上称为__________。植株甲的基因型是____________。 (3)实验Ⅱ中，若以红花紫茎(丙)为母本，在授粉前需对其进行________操作。若使F1中的白花紫茎植株进行自花授粉，则后代的表型及比例为白花紫茎∶白花绿茎∶红花紫茎∶红花绿茎＝________________________________________________________________________。 (4)请用遗传图解表示白花绿茎(乙)与红花紫茎(丙)杂交获得子代的过程。 答案　(1)白色　(2)性状分离　AaBb　(3)去雄　15∶3∶5∶1　(4)如图所示 解析　(1)根据实验Ⅰ中白花×白花→白花∶红花≈3∶1可知，白花为显性性状，红花为隐性性状。(2)实验Ⅰ中，亲本均为白花，后代出现了白花和红花两种性状，这种现象在遗传学上称为性状分离。实验Ⅰ中白花×白花→白花∶红花≈3∶1，则亲本白花基因型为Aa，紫茎×绿茎→紫茎∶绿茎≈1∶1, 则亲本紫茎基因型为Bb，绿茎基因型为bb，故植株甲的基因型是AaBb。(3)该植物可自花授粉，若以红花紫茎(丙)为母本，在授粉前需对其进行去雄操作；实验Ⅱ中，亲本红花紫茎丙的基因型为aaBb，白花紫茎丁的基因型为AABb，则F1中的白花紫茎植株基因型为1/3AaBB和2/3AaBb，其进行自花授粉，则后代为1/3(3/4A_BB＋1/4aaBB)和2/3(9/16A_B_＋3/16A_bb＋3/16aaB_＋1/16aabb)，故后代的表型及比例为白花紫茎(A_B_)∶白花绿茎(A_bb)∶红花紫茎(aaB_)∶红花绿茎(aabb)＝15∶3∶5∶1。(4)遗传图解见答案。 16．某单子叶植物的非糯性(A)对糯性(a)为显性，抗病(T)对易染病(t)为显性，花粉粒长形(D)对圆形(d)为显性，三对等位基因独立遗传，非糯性花粉遇碘液变蓝黑色，糯性花粉遇碘液变红褐色。现有四种纯合子基因型分别为①AATTdd，②AAttDD，③AAttdd，④aattdd。请回答下列问题： (1)若采用花粉鉴定法验证基因的分离定律，应选择亲本①与________(填序号)杂交。 (2)若采用花粉鉴定法验证基因的自由组合定律，可以选择亲本________和________(填序号)杂交。 (3)若培育糯性抗病优良品种，应选用__________和________(填序号)亲本杂交。 (4)将②和④杂交后所得的F1的花粉涂在载玻片上，加碘液染色后，置于显微镜下观察，将会看到________种类型的花粉，且比例为_________________________________________。 答案　(1)②或④　(2)②　④　(3)①　④　(4)4　1∶1∶1∶1 解析　验证分离定律和自由组合定律常用的方法有F1(杂合子)自交、F1(杂合子)测交、F1(杂合子)花粉鉴定法等方法。使用时要注意分离定律研究的对象为一对相对性状的遗传，而自由组合定律研究的对象为两对及以上相对性状的遗传。 学科网（北京）股份有限公司 $$