1.2.1 两对相对性状的杂交实验及对自由组合现象的解释和验证-【正禾一本通】2024-2025学年高中生物必修2 遗传与进化同步课堂高效讲义教师用书（人教版2019 单选）

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及对自由组合现象的解释和验证 【学习目标】1.生命观念：阐明自由组合定律，并能运用自由组合定律解释或预测一些遗传现象。 2.科学思维：认知科学家发现问题的研究方法，用文字或图示解释遗传现象。 3.科学探究：通过对孟德尔两对相对性状杂交实验的分析，培养归纳与演绎的科学思维，进一步体会假说—演绎法。 4.社会责任：通过分析孟德尔发现遗传规律的原因，体会孟德尔的成功经验，认同敢于质疑、勇于创新、探索求真的科学精神。 任务一　两对相对性状的杂交实验 1.杂交实验过程及疑问 实验过程 特殊现象及疑问 (1)为什么会出现新的性状组合呢？它们之间有什么数量关系吗？ (2)F2中9∶3∶3∶1的数量比与一对相对性状杂交实验中F2的3∶1的数量比有联系吗 【深挖教材·P9】　研究两对相对性状的遗传时选择种子的形状和子叶的颜色来研究的原因：种子的形状和子叶的颜色这两种性状是在个体发育的同一时期、同一器官表现的，便于统计。 2.性状的显隐性 3.相对性状的分离比 (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： ①两种亲本类型：黄色圆粒、绿色皱粒。 ②两种新类型(重组类型)：黄色皱粒、绿色圆粒。 【点拨】　(1)在两对相对性状的杂交实验中，F1中未出现“新性状”；F2中出现了新的性状组合，但并未出现新性状，新性状组合的出现是原有性状重新组合的结果。 (2)F2中9∶3∶3∶1可以看成(3∶1)×(3∶1)后的结果，即(黄色∶绿色＝3∶1)×(圆粒∶皱粒＝3∶1)，结果为黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒＝9∶3∶3∶1。 下图是黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆的杂交实验示意图： (1)由P→F1可推断黄色和圆粒为显性性状，绿色和皱粒为隐性性状，若只根据F1→F2能否判断性状的显隐性？ 提示：能。分别从粒色和粒形上看，F2中均出现不同于F1的性状，即绿色和皱粒，因此F1自交时出现了性状分离，由此可判断F1的性状即黄色和圆粒为显性性状，F2中新出现的性状即绿色和皱粒为隐性性状。 (2)F2中新的性状组合(即重组类型)有哪些？所占比例为多少？ 提示：重组类型有2种，即黄色皱粒和绿色圆粒，比例均为3/16，所以重组类型所占比例共计3/8。 (3)实验中若选用纯种黄色皱粒和绿色圆粒豌豆作亲本，F1表现怎样的性状？F2中重组类型和所占比例发生怎样的变化？ 提示：F1的性状仍为黄色圆粒。亲本改变后，F2中重组类型为黄色圆粒和绿色皱粒，比例分别为9/16和1/16，此时重组类型共占5/8。 【思维发散】　重组类型的含义及常见错误 (1)明确重组类型的含义：重组类型是指F2中性状组合与亲本不同的个体，而不是遗传因子组成与亲本不同的个体。 (2)含两对相对性状的纯合亲本杂交，F2中重组类型所占比例并不都是3/8。 ①当亲本遗传因子组成为YYRR和yyrr时，F2中重组类型所占比例是3/8。 ②当亲本遗传因子组成为YYrr和yyRR时，F2中重组类型所占比例是1/16＋9/16＝5/8。 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。下列叙述与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授粉完成后是否有套袋处理 解析：选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，A不符合题意；F1产生雄配子的数量远多于雌配子的数量，B不符合题意；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种性状，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符合题意；豌豆属于自花传粉、闭花授粉植物，F1在花蕾期完成了授粉，所以授粉完成后不需要套袋处理，D不符合题意。 2.(2024·云南红河期末)孟德尔选用纯合黄色圆粒豌豆种子和纯合绿色皱粒豌豆种子为亲本杂交得到F1，F1种子全为黄色圆粒。F1自交得到F2，F2种子有4种表现类型：黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒，其比例为9∶3∶3∶1。下列有关该实验的说法错误的是(　　) A.实验中黄色和绿色、圆粒和皱粒的遗传均符合分离定律 B.F2出现了不同于亲本的性状组合 C.F2黄色皱粒种子中纯合子占1/16 D.F2中杂合黄色圆粒种子占1/2 解析：选C。两对相对性状的杂交实验中，黄色∶绿色＝3∶1，圆粒∶皱粒＝3∶1，则每一对相对性状的遗传都符合分离定律，A正确；F2中出现了黄色皱粒和绿色圆粒两种不同于亲本的新性状组合，B正确；F2黄色皱粒种子中纯合子占1/3，C错误；F2中杂合黄色圆粒种子占1/2，D正确。 3.(2024·广东清远期末)孟德尔的豌豆杂交实验中，将纯种的黄色圆粒(YYRR)与纯种的绿色皱粒(yyrr)杂交得F1，F1自交得F2种子556粒(以560粒计算)。从理论上推测，F2种子中遗传因子组成与其个体数基本相符的是(　　) 选项 A B C D 遗传因子组成 YyRR yyrr YyRr yyRr 个体数 140粒 140粒 315粒 70粒 解析：选D。亲本全为纯合子，F1的遗传因子组成为YyRr，F1形成YR、Yr、yR、yr 4种比例相等的配子，雌雄配子随机结合，F2有4种性状表现，9种遗传因子组成，YyRR：(2/16)×560＝70(粒)；yyrr：(1/16)×560＝35(粒)；YyRr：(4/16)×560＝140(粒)；yyRr：(2/16)×560＝70(粒)。 任务二　对自由组合现象的解释和验证　　　　　　　　　　　　　　　　 1.对自由组合现象的解释 (1)两对相对性状(黄与绿、圆与皱)由两对遗传因子控制。 ①圆粒和皱粒分别由遗传因子R、r控制。 ②黄色和绿色分别由遗传因子Y、y控制。 ③亲本的遗传因子组成分别为YYRR、yyrr，F1的遗传因子组成为YyRr。 (2)F1在产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子可以自由组合。F1产生的雌配子和雄配子各有4种：YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1。 (3)受精时，雌雄配子的结合是随机的，其结合方式有16种，遗传因子的组合形式有9种，性状表现为4种(比例为9∶3∶3∶1)。 遗传图解如下： 2.对自由组合现象解释的验证——演绎推理和实验验证 (1)验证方法：测交实验。 (2)测交遗传图解——演绎推理 (3)测交实验结果 性状组合 黄色圆粒 黄色皱粒 绿色圆粒 绿色皱粒 实际籽粒数 F1作母本 31 27 26 26 F1作父本 24 22 25 26 不同性状的数量比 1∶1∶1∶1 (4)测交实验结论 孟德尔测交实验结果与预期的结果相符，从而证实：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。从而产生4种且比例相等的配子。 【点拨】　YyRr×yyrr和yyRr×Yyrr不都是测交 测交是指某个体与隐性纯合子杂交。因此虽然YyRr×yyrr和yyRr×Yyrr这两对组合的后代的遗传因子组成相同，但只有YyRr×yyrr称为测交。 1.对自由组合现象的解释 (1)孟德尔解释的核心是什么？ 提示：F1在产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子可以自由组合。 (2)要得到遗传因子组成为YyRr的黄色圆粒豌豆，亲本除黄色圆粒和绿色皱粒外，还可以有哪些类型？ 提示：黄色皱粒(YYrr)和绿色圆粒(yyRR)。 (3)通过对两对相对性状的豌豆杂交实验进行分析发现：两对遗传因子在遗传时，每对遗传因子仍遵循分离定律，不同对的遗传因子可以自由组合。所以可以采用先拆后合的思路来推导F2的情况： ①F1自交后，子叶颜色的遗传因子组成有3种，种子形状的遗传因子组成有3种，因此F2的遗传因子组成有9种。 ②F1自交后，子叶颜色的性状表现有2种，种子形状的性状表现有2种，因此F2的性状表现有4种。 ③F1自交后，黄色豌豆出现的概率为3/4，圆粒豌豆出现的概率为3/4，因此F2中黄色圆粒豌豆出现的概率为9/16。 【归纳提升】　F2出现9∶3∶3∶1的条件 (1)所研究的每一对相对性状只受一对遗传因子控制，且遗传因子要完全显性。 (2)F1能产生1∶1∶1∶1的配子。 (3)不同类型的雌雄配子都能发育良好，且受精的机会均等。 (4)所有后代都应处于比较一致的环境中，且存活率相同。 (5)实验的群体要足够大，个体数量要足够多。 2.对自由组合现象的解释的验证 (1)测交实验的目的是什么？ 提示：根据测交实验可测定F1产生的配子的种类及比例，并进一步推测F1的遗传因子组成。 (2)在测交实验中，子代出现4种比例相等的表现类型的原因是什么？ 提示：YyRr是杂合子，能产生4种比例相等的配子，而隐性纯合子只产生一种类型的配子。 (3)若两亲本杂交，后代性状表现类型的比例为1∶1∶1∶1，据此能否确定亲本的遗传因子组成就是YyRr、yyrr? 提示：不能。当亲本的遗传因子组成为Yyrr和yyRr时，其后代性状表现类型的比例也为1∶1∶1∶1。 【归纳总结】　自由组合定律的实验验证方法 验证方法 实验结论 自交法 若后代性状分离比符合9∶3∶3∶1，则控制两对相对性状的遗传因子符合自由组合定律 测交法 若测交后代性状分离比符合1∶1∶1∶1，则控制两对相对性状的遗传因子符合自由组合定律 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.在孟德尔两对相对性状的遗传实验中，可能具有1∶1∶1∶1比例关系的是(　　) ①F1自交后代的性状表现的比例 ②F1产生配子类型的比例 ③F1测交后代的性状表现的比例 ④F1自交后代的遗传因子组成的比例 ⑤F1测交后代的遗传因子组成的比例 A.①②④ B.②④⑤ C.①③⑤ D.②③⑤ 解析：选D。F1是双杂合子，自交产生的后代性状分离比是9∶3∶3∶1，①不符合题意；由于一对相对性状的遗传实验F1自交后代的遗传因子组成是3种，比例是1∶2∶1，所以两对相对性状的遗传实验中F1自交后代的遗传因子组成是9种，④不符合题意。 2.(2024·浙江温州期末)豌豆子叶的黄色(Y)对绿色(y)为显性，种子的圆粒(R)对皱粒(r)为显性，控制这两对性状的两对遗传因子独立遗传。现用两个纯合亲本杂交获得F1，F1自交得到的F2性状分离比为9∶3∶3∶1。下列相关叙述错误的是(　　) A.F2中出现新的性状类型所占比例为3/8 B.F2性状分离比为9∶3∶3∶1是F1雄配子与雌配子随机结合的结果 C.从F2的绿色圆粒豌豆植株中任取两株，则这两株豌豆遗传因子组成相同的概率为5/9 D.在F2的黄色圆粒豌豆植株中杂合子的概率为8/9 解析：选A。因亲本类型未确定，所以重组类型占比为3/8或5/8，A错误；F2出现该性状分离比是F1产生的雌、雄配子随机结合的结果，B正确；从F2的绿色圆粒豌豆植株(1yyRR、2yyRr)中任取一株，则这两株豌豆遗传因子组成相同的概率为1/3×1/3＋2/3×2/3＝5/9，C正确；F2中黄色圆粒豌豆(1/9YYRR、2/9YYRr、2/9YyRR、4/9YyRr)植株中杂合子的概率为8/9，D正确。 3.(2024·湖南衡阳期中)下表列出了纯合豌豆两对相对性状杂交实验中F2的部分遗传因子组成，下列叙述错误的是(　　) 配子 YR Yr yR yr YR ① ② YyRr Yr ③ yR ④ yr yyrr A.F2有9种遗传因子组成，4种性状表现 B.表中Y与y、R与r的分离以及Y与R或r、y与R或r的组合是互不干扰的 C.①②③④代表的遗传因子组成在F2中出现的概率之间的关系为③＞②＝④＞① D.F2中出现性状表现不同于亲本的重组类型的概率是3/8 解析：选D。①为YYRR，在F2中出现的概率为1/16；②为YYRr，在F2中出现的概率为1/8；③为YyRr，在F2中出现的概率为1/4；④为yyRr，在F2中出现的概率为1/8，故①②③④代表的遗传因子组成在F2中出现的概率之间的关系为③＞②＝④＞①，C正确。由F1产生的配子类型可知，F1的遗传因子组成为YyRr，但亲本类型不能确定。假如亲本是YYRR和yyrr，则重组类型为：Y_rr(1/16YYrr、2/16Yyrr)＋yyR_(1/16yyRR、2/16yyRr)，则占总数的3/8；假如亲本是YYrr和yyRR，则重组类型为：Y_R_(1/16YYRR、2/16YYRr、2/16YyRR、4/16YyRr)＋1/16yyrr，占总数的5/8。所以F2中出现性状表现不同于亲本的重组类型的概率是3/8或5/8，D错误。 课堂小结　巩固提升 【教材答疑】 问题探讨　　　　　　　　　　 P9 1.不会。决定子叶颜色的遗传因子和决定种子形状的遗传因子具有一定的独立性，二者的分离和组合是互不干扰的，因此它们之间不会相互影响。 2.不一定。在生活中，也可以看到黄色皱缩的豌豆和绿色饱满的豌豆。 P10 从数学的角度分析，(3∶1)2的展开式为9∶3∶3∶1，即9∶3∶3∶1的比例可以表示为两个3∶1的乘积。对于两对相对性状的遗传结果，如果对每一对相对性状单独进行分析，如分别只考虑圆和皱、黄和绿一对相对性状的遗传时，其性状的数量比是圆粒∶皱粒＝(315＋108)∶(101＋32)≈3∶1，黄色∶绿色＝(315＋101)∶(108＋32)≈3∶1。即每一对相对性状的遗传都遵循分离定律，这无疑说明两对相对性状的遗传结果可以表示为它们各自遗传结果的乘积，即9∶3∶3∶1来自(3∶1)2。 P10 黄色皱粒豌豆(遗传因子组成为YYrr)和绿色圆粒豌豆(遗传因子组成为yyRR)杂交，可获得遗传因子组成为YyRr的黄色圆粒豌豆。 P11 用中文或英文的词或句子来代表遗传因子，图解会非常烦琐。用字母作为符号呈现思维过程，遗传图解会很简便，也利于不同语言、不同地区的人交流。 【体系构建】 【核心语句】 1.F1在产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子自由组合。 2.F1产生雌雄配子各4种，它们分别是YR、Yr、yR、yr，数量比接近 1∶1∶1∶1。 3.受精时，雌雄配子的结合是随机的。 4.在两对相对性状的杂交实验中，F2中共有9种遗传因子组成，4种性状表现，比例为 9∶3∶3∶1。 5.两对相对性状的测交实验中，测交后代的遗传因子组成和性状均为4种，数量比例均为1∶1∶1∶1。 学科网（北京）股份有限公司 $$