第1章 第2节 第2课时 对自由组合现象的验证和自由组合定律孟德尔实验方法的启示及遗传规律的再发现（Word教参）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中生物学必修第二册（人教版2024）

第2课时　对自由组合现象的验证和自由组合定律 孟德尔实验方法的启示及遗传规律的再发现 知识点1　对自由组合现象的验证 1．方法 __测交__，即让F1与__隐性纯合子__杂交。 2．结果及结论 孟德尔测交实验的实验结果与预测的结果相符，从而证实了： (1)F1产生__4__种类型且比例__相等__的配子。 (2)F1是__杂种子一代__。 (3)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__。 知识点2　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。 知识点3　孟德尔实验方法的启示 1．正确选用__豌豆__作实验材料是成功的首要条件。 2．首先针对__一对__相对性状的遗传实验进行研究，再对__多对__相对性状进行研究。 3．对实验结果进行__统计学__分析。 4．运用__假说—演绎__法这一科学方法。 5．创新地验证假说 孟德尔创新性地设计了__测交__实验，证实了对实验现象的解释，验证了假说的正确性，并归纳出了分离定律和自由组合定律。 知识点4　孟德尔遗传规律的再发现 1．1909年，丹麦生物学家约翰逊将“遗传因子”命名为__基因__，并提出了__表型__和__基因型__的概念。 (1)表型：指生物个体表现出来的__性状__，如豌豆的高茎和矮茎。 (2)基因型：指与表型有关的__基因组成__，如DD、Dd、dd等。 (3)等位基因：指控制__相对性状__的基因，如D和d。 2．孟德尔被后人公认为“__遗传学之父__”。 知识点5　孟德尔遗传规律的应用 1．杂交育种 (1)概念：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)优点：可以把多个亲本的__优良性状__集中在一个个体上。 2．医学实践 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。 1．(教材P12 “旁栏思考”)孟德尔在总结遗传规律时，是否用到了归纳法？ 孟德尔在总结遗传规律时，用到了归纳法。 2．(教材P12“思考·讨论”)孟德尔曾花了几年时间研究山柳菊，结果却并不理想，其失败的原因是什么？ 提示　①山柳菊没有既容易区分又可以连续观察的相对性状；②山柳菊花小，难以做人工杂交实验；③山柳菊有时进行有性生殖，有时进行无性生殖。 探究点1　对自由组合现象的解释和验证及自由组合定律 1．对自由组合现象的解释和验证 (1)方法：测交，即让F1与隐性纯合子杂交。 (2)理论预期：按照孟德尔的假设，F1产生四种配子，即YR、yR、Yr、yr，且比例为1∶1∶1∶1，而隐性纯合子只产生一种配子yr，所以，测交产生4种类型的后代：黄圆(YrRr)、绿圆(yyRr)、黄皱(Yyrr)、绿皱(yyrr)，且比例为1∶1∶1∶1。 (3)测交实验过程 (4)结果及结论 ①结果：孟德尔所做的测交实验，无论是以F1作为父本还是作为母本，结果都符合预期的设想。 ②结论：F1产生四种配子YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1；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．自由组合定律的适用条件 (1)有性生殖的真核生物。原核生物和病毒由于不进行有性生殖，其遗传不遵循自由组合定律。 (2)细胞核遗传。细胞核内的染色体上的遗传因子在形成配子时发生规律性分配，而细胞质中的遗传物质在遗传过程中随机分配。 【例1】 自由组合定律发生于下图中的哪个过程(　　) A．① B．② C．③ D．④ 答案　A 解析　自由组合定律发生在配子形成时。 【例2】 某雌雄同株植物花的颜色由两对独立遗传的遗传因子(A/a、B/b)控制，其遗传因子组成与性状表现的对应关系如表所示。请回答下列问题： 遗传因子组成 A_Bb A_bb A_BB或aa_ _ 花的颜色 粉色 红色 白色 (1)现有纯合白花植株和纯合红花植株作为亲本进行杂交，产生的子一代花色全是红色，则亲代白花植株的遗传因子组成为________。 (2)为验证两对遗传因子(A/a、B/b)的遗传符合自由组合定律，某课题小组进行了如下实验。 第一步：对遗传因子组成为AaBb的植株进行测交； 第二步：观察并统计子代植株______________________________________。 预期结果及结论： 如果____________________________________________________________，则可验证两对遗传因子的遗传符合自由组合定律。 解析　(1)由题意可知，纯合红花植株(AAbb)与纯合白花植株(A－BB或aa－－)杂交，产生的子一代花色全是红色，则亲代白花植株一定含有bb，故亲代白花植株的遗传因子组成为aabb。(2)若要验证两对遗传因子(A/a、B/b)的遗传符合自由组合定律，可进行测交实验，观察并统计子代植株花的颜色及比例。对遗传因子组成为AaBb的植株进行测交，若符合自由组合定律，则子一代中AaBb∶aaBb∶Aabb∶aabb＝1∶1∶1∶1，即粉色∶红色∶白色＝1∶1∶2。 答案　(1)aabb　(2)花的颜色及比例　子代植株花色满足粉色∶红色∶白色＝1∶1∶2 探究点2　孟德尔遗传规律的再发现和孟德尔遗传规律的应用 1．表型和基因型的关系 (1)基因型是表型的内因，表型是基因型的外在表现。 (2)表型相同，基因型不一定相同。 (3)基因型相同，若环境条件不同，表型也可能不同，即基因型＋环境条件→表型。 2．孟德尔遗传规律的应用 (1)在杂交育种方面 ①显性性状作为选育对象：有显性性状的个体连续自交，直到不发生性状分离，即得到的都是纯合子，方可作为推广种。 ②隐性性状作为选育对象：有隐性性状的个体出现即可作为种子推广使用。 ③如果优良个体为杂合子：两个具有相对性状的纯合子的杂交后代就是杂合子，可留种推广，但需要每年育种。 (2)在医学实践方面 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。例如，人类的白化病是由隐性基因(a)控制的遗传病，如果一个患者的双亲表型正常，根据分离定律可知，患者的双亲一定都是杂合子(Aa)，则双亲的后代中患病孩子的概率是1/4。 【例3】 下列有关基因型、性状和环境的叙述，错误的是(　　) A．两个个体的身高不相同，二者的基因型可能相同，也可能不相同 B．某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色，这种变化是由环境造成的 C．O型血夫妇的子代都是O型血，说明该性状是由遗传因素决定的 D．高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎，说明该相对性状是由环境决定的 答案　D 解析　身高是由基因和环境条件(如营养条件)共同决定的，故身高不同的两个个体基因型可能不同，也可能相同，A项正确；植物呈现绿色是由于在光照条件下合成了叶绿素，无光时不能合成叶绿素，因此植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色，这种变化是由环境造成的，B项正确；O型血个体为隐性纯合子，故O型血夫妇的子代都是O型血，体现了基因决定性状，C项正确；高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎是性状分离的结果，从根本上来说是杂合子在产生配子时等位基因分离的结果，与环境无关，D项错误。 【例4】 现有两个小麦品种，一个纯种小麦的性状为高秆(D)抗锈病(T)，另一个纯种小麦的性状为矮秆(d)不抗锈病(t)，两对基因独立遗传。现要培育矮秆抗锈病的新品种，过程如下： 高秆抗锈病小麦和矮秆不抗锈病小麦F1F2稳定遗传的矮秆抗锈病新品种。 请回答下列问题： (1)上述过程为______育种，a是______，b是______。 (2)c的处理方法是_______________________________________________。 (3)F1的基因型是______，表型是________；稳定遗传的矮秆抗锈病新品种的基因型应是________。 解析　a是杂交，产生的F1的基因型为DdTt，表型为高秆抗锈病。b是自交，目的是获取表型为矮秆抗锈病的小麦(ddT_)，而要想得到能稳定遗传的矮秆抗锈病植株(ddTT)，则必须经过c，即筛选和连续自交，直至后代不发生性状分离。 答案　(1)杂交　杂交　自交　(2)筛选和连续自交，直至后代不发生性状分离　(3)DdTt　高秆抗锈病　ddTT 核心知识小结 [网络构建] [答题必备] 1．表型指生物个体表现出来的性状，与表型有关的基因组成叫作基因型。 2．控制相对性状的基因，叫作等位基因。 3．生物个体的基因型相同，表型不一定相同；表型相同，基因型也不一定相同。表型受基因型和环境的共同影响。 4．杂交育种是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。 1．基因型为YyRr的个体与YYRr的个体杂交，遵循自由组合定律遗传，子代的基因型有(　　) A．2种 B．4种 C．6种 D．8种 答案　C 解析　Yy×YY后代有2种基因型，Rr×Rr后代有3种基因型，所以YyRr×YYRr后代有2×3＝6(种)基因型。 2．下列杂交组合属于测交的是(　　) A．EeFfGg×EeFfGg B．EeFfGg×eeFfGg C．eeffGg×EeFfGg D．eeffgg×EeFfGg 答案　D 解析　测交是指杂合子与隐性纯合子进行杂交，用以检测杂合子的基因型，分析选项，仅D项符合题意。 3．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杂交实验结果及其解释直接归纳总结的，不适合多对相对性状 B．控制不同性状的遗传因子的分离和组合是相互联系、相互影响的 C．在形成配子时，决定不同性状的遗传因子的分离是随机的，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遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子表现为自由组合 答案　D 解析　自由组合定律的内容：控制不同性状的遗传因子的分离和组合互不干扰；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杂交实验结果及其解释归纳总结的，也适合多对相对性状。 4．“杂交水稻之父”袁隆平院士为中国乃至世界的粮食生产作出了重大贡献。已知水稻高秆(D)对矮秆(d)为显性，抗稻瘟病(E)对易感稻瘟病(e)为显性，育种工作者利用杂交育种的方法获得了能稳定遗传的矮秆抗病水稻新品种，该新品种的基因型是(　　) A．DDEE B．DDee C．ddEE D．ddee 答案　C 解析　已知水稻高秆(D)对矮秆(d)为显性，抗稻瘟病(E)对易感稻瘟病(e)为显性，育种工作者利用杂交育种的方法获得了能稳定遗传的矮秆抗病水稻新品种，矮秆水稻基因型为dd，抗病水稻只有纯合子EE才能稳定遗传，故该新品种的基因型是ddEE，C项正确。 5．(2022·全国甲)玉米是我国重要的粮食作物。玉米通常是雌雄同株异花植物(顶端长雄花序，叶腋长雌花序)，但也有的是雌雄异株植物。玉米的性别受两对独立遗传的等位基因控制，雌花花序由显性基因B控制，雄花花序由显性基因T控制，基因型bbtt个体为雌株。现有甲(雌雄同株)、乙(雌株)、丙(雌株)、丁(雄株)4种纯合体玉米植株。回答下列问题。 (1)若以甲为母本、丁为父本进行杂交育种，需进行人工传粉，具体做法是________________________________________________________________________________________________________________。 (2)乙和丁杂交，F1全部表现为雌雄同株；F1自交，F2中雌株所占比例为________，F2中雄株的基因型是____________；在F2的雌株中，与丙基因型相同的植株所占比例是________。 (3)已知玉米籽粒的糯和非糯是由1对等位基因控制的相对性状。为了确定这对相对性状的显隐性，某研究人员将糯玉米纯合体与非糯玉米纯合体(两种玉米均为雌雄同株)间行种植进行实验，果穗成熟后依据果穗上籽粒的性状，可判断糯与非糯的显隐性。若糯是显性，则实验结果是______________________________　____________________________________________________________________； _____________________________________________________________________若非糯是显性，则实验结果是____________________________________________　_________________________________________________________________________________________________________________________________________。 解析　雌花花序由显性基因B控制，雄花花序由显性基因T控制，基因型bbtt个体为雌株、甲(雌雄同株)、乙(雌株)、丙(雌株)、丁(雄株)，可推断出甲的基因型为BBTT，乙、丙基因型可能为BBtt或bbtt，丁的基因型为bbTT。(1)若以甲为母本，丁为父本杂交，因为甲为雌雄同株异花植物，所以在花粉未成熟时需对甲植株雌花花序进行套袋处理，等雌蕊成熟后，再通过人工异花传粉把丁的成熟花粉撒到甲的雌蕊柱头上，再套袋处理。(2)由题干信息“乙和丁杂交，F1全部表现为雌雄同株”，可知乙基因型为BBtt，丁的基因型为bbTT，F1基因型为BbTt，F1自交F2基因型及比例为9B_T_(雌雄同株)：3B_tt(雌株)：3bbT_(雄株)：1bbtt(雌株)，故F2中雌株所占比例为1/4，雄株的基因型为bbTT、bbTt。丙的基因型为BBtt或bbtt，则F2雌株中与丙基因型相同的比例为1/4。(3)假设糯和非糯这对相对性状受A/a基因控制，因为两种玉米均为雌雄同株植物，间行种植时，既有自交又有杂交。若糯性为显性，基因型为AA，非糯基因型为aa，则糯性植株无论自交还是杂交，糯性植株上全为糯性籽粒，非糯植株杂交子代为糯性籽粒，自交子代为非糯籽粒，所以非糯植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒。同理，非糯为显性时，非糯性植株上只有非糯籽粒，糯性植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒。 答案　(1)对母本甲的雌花花序进行套袋，待雌蕊成熟时，采集丁的成熟花粉，撒在甲的雌蕊柱头上，再套上纸袋 (2)1/4　bbTT、bbTt　1/4 (3)糯性植株上全为糯性籽粒，非糯植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒　非糯性植株上只有非糯籽粒，糯性植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒 学科网（北京）股份有限公司 $$