1.2 孟德尔的豌豆杂交实验（二）第1课时（导学案）生物人教版必修2

该高中生物学导学案聚焦孟德尔的豌豆杂交实验（二）第1课时，引导学生理解两对相对性状杂交实验过程、F₂的9:3:3:1性状分离比及自由组合定律的解释与实质。通过观看视频、小组合作探究，从实验现象分析到比例拆解为(3:1)²，衔接分离定律，构建知识支架。 以问题驱动科学思维，通过遗传图解推导、测交实验设计等培养逻辑分析能力，实验探究环节促进学生主动参与。习题覆盖基础填空与综合应用，知识拓展引入基因连锁，联系减数分裂中染色体行为，深化结构与功能观，助力学生掌握学科方法，提升学习效率。

1.2 孟德尔的豌豆杂交实验(二)第1课时（导学案） 1.理解并描述两对相对性状的杂交实验过程及F₂的9:3:3:1性状分离比； 2.掌握孟德尔对自由组合现象的解释及假说内容； 3.理解自由组合定律的实质、发生时间及适用范围； 4.学会运用测交实验验证自由组合定律； 5.掌握分离定律与自由组合定律的区别与联系。 【学习重点】 1.两对相对性状的杂交实验及9:3:3:1的比例分析； 2.自由组合定律的内容及实质； 3.测交实验的设计与验证。 【学习难点】 1.理解“9:3:3:1是(3:1)²的展开式”所蕴含的遗传学意义。 2.用遗传图解（棋盘法）推导F₂的基因型、表现型及比例。 3.理解自由组合定律的细胞学基础。 1.孟德尔在两对性状杂交实验中选用 与 作为亲本。 2.F₁的表现型是 ，说明黄色对绿色为 ，圆粒对皱粒为 。 3.F₂中出现 种性状组合，比例为 ，其中重组类型包括 和 。 4.将9:3:3:1拆解为(3:1)×(3:1)，说明两对性状的遗传均遵循 定律。 5.孟德尔对自由组合现象的解释：F₁产生配子时，每对遗传因子 ，不同对遗传因子 。 6.F₁(YyRr)可产生 种配子，比例为 。 7.F₂共有种基因型，纯合子占 。 8.验证自由组合定律常用的方法是 实验，即让F₁与 杂交。 9.自由组合定律的实质是：在减数分裂Ⅰ后期， 分离， 自由组合。 10.自由组合定律适用于进行 的真核生物，且基因位于 上。 一、实验探究→一、两对相对性状的杂交实验 观看视频，阅读课本p9-10， 小组合作完成以下任务: 【讨论】1.该实验选择怎样类型的豌豆作为亲本？ 【讨论】2.这两对相对性状的显隐性关系？判断依据？ 【讨论】3.F2代中哪些是亲本所没有的性状组合？ 【讨论】4.为什么F2中会出现新的性状组合呢？它们之间有什么数量关系吗？ 【讨论】5.从数学的角度分析,9:3:3:1与3 :1能否建立数学联系?这对理解两对相对性状的遗传结果有什么启示? 二、实验探究→二、对自由组合现象的解释和验证 阅读课本p9-10， 小组合作完成以下任务: 【讨论】1.不同性状之间发生了新的组合，是否控制两对相对性状的遗传因子也发生了组合呢？孟德尔对此做出了怎样的解释？ 【讨论】2.孟德尔为了验证解释/假说的正确性，做了什么实验？ 【讨论】3.该实验选择怎样类型的亲本？ 【讨论】4.请同学们写出该实验的遗传分析图解 1．下列关于相对性状的遗传实验和孟德尔遗传规律的叙述，正确的是（    ） A．若子代只出现一种表型，则该表型就是显性性状 B．若子代出现两种表型，则该现象称为性状分离 C．纯合子自交子代均为纯合子，杂合子自交子代不都为杂合子 D．等位基因遵循分离定律，非等位基因遵循自由组合定律 2．基因的自由组合定律发生于下图中哪个过程（　　） A．②③ B．② C．① D．①② 3．用下列哪组方法，可最简捷的解决①～③的遗传问题（　　） ①鉴定一株高茎豌豆是否为纯合子　②区别豌豆的圆粒和皱粒的显隐性关系③鉴定一只白羊是否为纯种 A．自交、杂交、测交 B．杂交、自交、测交 C．杂交、测交、自交 D．测交、杂交、自交 4. 为验证遗传规律，孟德尔巧妙地设计了测交实验，让F1与隐性纯合子杂交。孟德尔选择F1与杂交的原因是（     ） A．F1杂交操作比较方便 B．F1是杂合子 C．F1植株便于进行统计 D．F1产生的后代比较多 5.下列关于自交、杂交和测交的叙述，错误的是（     ） A．连续自交并筛选可用于培育具有稳定遗传性状的新品种 B．显性性状个体与隐性性状个体杂交，后代均为显性性状 C．自交和测交都能用于判断某显性个体是否为纯合子 D．测交可用于推测被测个体基因型及其产生配子的种类和比例 6 . 孟德尔在两对相对性状的豌豆杂交实验中，用纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆杂交获得F1(遗传因子组成为 YyRr)，F1自交得F2。下列有关叙述正确的是 （     ） A.F1产生配子时遗传因子Y、y分开，R与r分开，且Y、y可以与R、r自由组合 B.F1产生的雄配子总数与雌配子总数相等，是F2出现9∶3∶3∶1性状分离比的前提 C.从F2黄色皱粒中任取两株，这两株遗传因子组成不同的概率为2/9 D．F2中纯合子所占比例是1/4，重组类型所占比例是 5/8 7．某动物体内存在两对等位基因A、a和B、b。下列叙述正确的是 （　　） A．若基因A和a、B和b的遗传都遵循分离定律，则两对等位基因A、a和B、b的遗传也遵循自由组合定律 B．若两对等位基因A、a和B、b的遗传遵循自由组合定律，则多对基因型为AaBb的雌雄个体交配后，后代表现型的比例应为9：3：3：1 C．若基因A、a和B、b位于两对同源染色体上，在减数第一次分裂前的间期会出现非等位基因的交叉互换，从而出现重组表型的后代 D．若某性状由基因A、a和B、b控制，让某雌雄个体交配，后代表现型的比例为3：1，则两个亲本中可能都是杂合子 8.基因A、a和N、n分别控制某种植物的花色和花瓣形状，这两对基因独立遗传，其基因型和表型的关系如表所示。一亲本与白色宽花瓣植株杂交，得到F1，对F1进行测交，得到F2，F2的表型及其比例是粉红中间型花瓣：粉红宽花瓣：白色中间型花瓣：白色宽花瓣=1：1：3：3。 基因型 AA Aa aa NN Nn nn 表型 红色 粉红色 白色 窄花瓣 中间型花瓣 宽花瓣 该亲本的基因型是（　　） A．AaNn B．AAnn C．AaNN D．aaNn 知识拓展：基因连锁与连锁定律 （一）基因连锁的概念 基因连锁是指位于同一染色体上的基因在遗传过程中倾向于一起传递的现象，这些基因称为连锁基因。基因连锁是由美国遗传学家摩尔根通过果蝇实验发现的。 （二）基因连锁的原因 物理位置相近：基因在染色体上线性排列，同一染色体上的基因在减数分裂时随该染色体一起进入配子 不发生交叉互换：在减数分裂Ⅰ前期，如果同源染色体的非姐妹染色单体之间不发生交叉互换，那么位于同一染色体上的基因将完全连锁 交叉互换频率低：即使发生交叉互换，如果基因位置很近，交换的概率也很低 （三）连锁与自由组合的区别 比较项目 自由组合定律 连锁定律 基因位置 非同源染色体上 同一条染色体上 遗传特点 独立分配 连锁传递 配子类型 四种比例相等 亲本型多，重组型少 实质 非同源染色体自由组合 同源染色体上的基因一起遗传 验证方法 测交1:1:1:1 测交比例不符合1:1:1:1 （四）完全连锁与不完全连锁 1. 完全连锁 特点：同一染色体上的基因完全不发生交叉互换 实例：雄果蝇的性染色体连锁（X染色体上基因完全连锁） 测交结果：只有两种表现型，比例1:1 2. 不完全连锁 特点：同源染色体的非姐妹染色单体间发生交叉互换 结果：产生四种配子，但亲本型配子多于重组型配子 实例：雌果蝇的常染色体连锁 （五）连锁遗传的应用 育种实践： 有利性状连锁：选择同时携带多个有利性状的个体 打破不利连锁：通过杂交和选择打破不利基因连锁 医学遗传： 疾病基因定位：通过连锁分析定位致病基因 遗传病风险预测：利用基因连锁进行遗传咨询 进化研究： 研究物种间基因组的保守性 分析物种进化过程中的染色体变化 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 1.2 孟德尔的豌豆杂交实验(二)第1课时（导学案） 1.理解并描述两对相对性状的杂交实验过程及F₂的9:3:3:1性状分离比； 2.掌握孟德尔对自由组合现象的解释及假说内容； 3.理解自由组合定律的实质、发生时间及适用范围； 4.学会运用测交实验验证自由组合定律； 5.掌握分离定律与自由组合定律的区别与联系。 【学习重点】 1.两对相对性状的杂交实验及9:3:3:1的比例分析； 2.自由组合定律的内容及实质； 3.测交实验的设计与验证。 【学习难点】 1.理解“9:3:3:1是(3:1)²的展开式”所蕴含的遗传学意义。 2.用遗传图解（棋盘法）推导F₂的基因型、表现型及比例。 3.理解自由组合定律的细胞学基础。 1.孟德尔在两对性状杂交实验中选用黄色圆粒与绿色皱粒作为亲本。 2.F₁的表现型是黄色圆粒，说明黄色对绿色为显性，圆粒对皱粒为显性。 3.F₂中出现4种性状组合，比例为9:3:3:1，其中重组类型包括黄色皱粒和绿色圆粒。 4.将9:3:3:1拆解为(3:1)×(3:1)，说明两对性状的遗传均遵循分离定律。 5.孟德尔对自由组合现象的解释：F₁产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对遗传因子自由组合。 6.F₁(YyRr)可产生4种配子，比例为1:1:1:1。 7.F₂共有9种基因型，纯合子占1/4。 8.验证自由组合定律常用的方法是测交实验，即让F₁与隐性纯合子(yyrr)杂交。 9.自由组合定律的实质是：在减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合。 10.自由组合定律适用于进行有性生殖的真核生物，且基因位于非同源染色体上。 一、实验探究→一、两对相对性状的杂交实验 观看视频，阅读课本p9-10， 小组合作完成以下任务: 【讨论】1.该实验选择怎样类型的豌豆作为亲本？ 黄色圆粒和蓝色皱绿 【讨论】2.这两对相对性状的显隐性关系？判断依据？ 黄色对绿色为显性，圆粒对皱粒为显性。 依据: 无论亲本进行正交还是反交实验，结出的种子(F1)都是黄色圆粒。 【讨论】3.F2代中哪些是亲本所没有的性状组合？ F2中新的性状组合: 绿色圆粒和黄色皱粒 【讨论】4.为什么F2中会出现新的性状组合呢？它们之间有什么数量关系吗？ 原因: 说明相同性状的分离互不干扰，不同性状之间进行了重新组合。 黄圆：黄皱：绿圆：绿皱＝9∶3∶3∶1 (黄色:绿色)×(圆粒:皱粒)＝(3:1)×(3:1) 【讨论】5.从数学的角度分析,9:3:3:1与3 :1能否建立数学联系?这对理解两对相对性状的遗传结果有什么启示? 方法：拆解法 种子形状 圆粒:皱粒=3:1 子叶颜色 黄色：绿色=3：1 两对性状都遵循基因的分离定律 二、实验探究→二、对分离现象解释的验证 阅读课本p9-10， 小组合作完成以下任务: 【讨论】1.不同性状之间发生了新的组合，是否控制两对相对性状的遗传因子也发生了组合呢？孟德尔对此做出了怎样的解释？ 假说内容 ① 豌豆的圆、皱粒分别由遗传因子R、r，控制黄色和绿色分别由遗传因子 Y、y 控制； ② F1在产生配子时，每对遗传因子彼此分离,不同对的遗传因子自由组合。 ③ 受精时，雌雄配子的结合是随机的。 【讨论】2.孟德尔为了验证解释/假说的正确性，做了什么实验？ 测交实验 【讨论】3.该实验选择怎样类型的亲本？ F1(YyRr)与隐性纯合子(yyrr)杂交。 1.为了验证假说的正确性，孟德尔设计了什么实验？ 为了验证假说，孟德尔设计测交实验。 【讨论】4.请同学们写出该实验的遗传分析图解 1．下列关于相对性状的遗传实验和孟德尔遗传规律的叙述，正确的是（     ） A．若子代只出现一种表型，则该表型就是显性性状 B．若子代出现两种表型，则该现象称为性状分离 C．纯合子自交子代均为纯合子，杂合子自交子代不都为杂合子 D．等位基因遵循分离定律，非等位基因遵循自由组合定律 【答案】C 【详解】 A、显性性状的判断需通过杂交实验（如显性纯合子与隐性纯合子杂交）或自交实验（杂合子自交出现性状分离）确定。若子代仅一种表型，可能是显性纯合子（AA）与隐性纯合子（aa）杂交（子代全为显性），也可能是隐性纯合子自交（子代全为隐性），无法直接判定显性性状，A错误； B、性状分离特指杂合子自交时子代同时出现显性和隐性性状的现象。若子代出现两种表型，可能是杂合子自交（如Aa→3A_：1aa），也可能是显性纯合子与隐性纯合子杂交（如AA×aa→全为Aa），后者不属于性状分离，B错误； C、纯合子（如AA或aa）自交时，子代基因型不变，均为纯合子；杂合子（Aa）自交时，子代基因型为AA、Aa、aa（比例为1：2：1），其中AA和aa为纯合子，故子代不都为杂合子，C正确； D、分离定律适用于所有等位基因（无论位于同源染色体还是非同源染色体）。自由组合定律仅适用于非同源染色体上的非等位基因；若多对等位基因位于同对同源染色体上，则遵循连锁定律而非自由组合定律，D错误。 故选C。 2．基因的自由组合定律发生于下图中哪个过程（　　） A．②③ B．② C．① D．①② 【答案】C 【详解】基因自由组合定律的实质是等位基因彼此分离的同时非同源染色体上的非等位基因自由组合，发生的时间为减数第一次分裂后期同源染色体分离时，所以基因型为AaBb的个体在进行有性生殖时，其基因的自由组合定律应作用于①即产生配子的过程，C正确，ABD错误。 故选C。 3．用下列哪组方法，可最简捷的解决①～③的遗传问题（　　） ①鉴定一株高茎豌豆是否为纯合子　②区别豌豆的圆粒和皱粒的显隐性关系③鉴定一只白羊是否为纯种 A．自交、杂交、测交 B．杂交、自交、测交 C．杂交、测交、自交 D．测交、杂交、自交 【答案】A 【详解】①鉴定一株高茎豌豆是否是纯合子的最简捷的方法是自交，若后代不出现性状分离，说明该豌豆是纯合子，否则是杂合子； ②判断一对相对性状的显、隐性关系，可以将具有一对相对性状的纯合子进行杂交，F1所表现出来的性状为显性性状，未出现的为隐性性状； ③鉴定动物是纯合子还是杂合子最简便的方法是测交。 综上所述，方法分别选自交、杂交、测交，A正确，BCD错误。 故选A。 4. 为验证遗传规律，孟德尔巧妙地设计了测交实验，让F1与隐性纯合子杂交。孟德尔选择F1与杂交的原因是（     ） A．F1杂交操作比较方便 B．F1是杂合子 C．F1植株便于进行统计 D．F1产生的后代比较多 【答案】B 【详解】 A、测交实验的关键在于通过后代表现型推断F₁的配子类型，而非操作便捷性。F₁与其他类型杂交的操作难度并无显著差异，A错误； B、F₁是杂合子（如Yy），能产生显性和隐性两种配子。与隐性纯合子（如yy）杂交后，子代的表现型比例可直接反映F₁的配子比例，从而验证等位基因的分离规律，B正确； C、测交实验的统计意义在于子代比例，而非F₁植株本身的统计便利性，C错误； D、后代数量多有助于减少实验误差，但测交的核心目的是验证配子类型，与F₁是否产生大量后代无直接关联，D错误。 故选B。 5.下列关于自交、杂交和测交的叙述，错误的是（     ） A．连续自交并筛选可用于培育具有稳定遗传性状的新品种 B．显性性状个体与隐性性状个体杂交，后代均为显性性状 C．自交和测交都能用于判断某显性个体是否为纯合子 D．测交可用于推测被测个体基因型及其产生配子的种类和比例 【答案】B 【详解】 A．连续自交可提高纯合子的概率，通过筛选保留所需性状的个体，能培育稳定遗传的新品种，A正确； B．显性性状个体若为杂合子（如Aa），与隐性性状个体（aa）杂交，后代会出现显性：隐性=1:1，并非全为显性，B错误； C．自交后若出现性状分离则为杂合子，测交后若出现隐性性状则为杂合子，二者均可判断显性个体是否为纯合子，C正确； D．测交后根据子代的表现型及比例，可反推被测个体的基因型及其配子的种类和比例，D正确。 故选B。 6 . 孟德尔在两对相对性状的豌豆杂交实验中，用纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆杂交获得F1(遗传因子组成为 YyRr)，F1自交得F2。下列有关叙述正确的是 （     ） A.F1产生配子时遗传因子Y、y分开，R与r分开，且Y、y可以与R、r自由组合 B.F1产生的雄配子总数与雌配子总数相等，是F2出现9∶3∶3∶1性状分离比的前提 C.从F2黄色皱粒中任取两株，这两株遗传因子组成不同的概率为2/9 D．F2中纯合子所占比例是1/4，重组类型所占比例是 5/8 【答案】A 【详解】 A．F₁（YyRr）在减数分裂形成配子时，等位基因Y与y、R与r随同源染色体分离而分开，同时不同对的等位基因（Y/y与R/r）自由组合，符合自由组合定律的实质，A正确； B．F₁产生的雄配子数量远多于雌配子，二者总数不相等。F₂出现9:3:3:1的前提是雌雄配子随机结合，而非配子总数相等，B错误； C．F₂黄色皱粒（Y_rr）中，基因型为YYrr（占1/3）和Yyrr（占2/3）。任取两株遗传因子组成（基因型）不同的概率为2×(1/3×2/3)=4/9，而非2/9，C错误； D．F₂中纯合子（YYRR、YYrr、yyRR、yyrr）占4/16=1/4，正确；但重组类型为黄色皱粒（3/16）和绿色圆粒（3/16），共6/16=3/8，而非5/8，D错误。 故选A。 7．某动物体内存在两对等位基因A、a和B、b。下列叙述正确的是 （　　） A．若基因A和a、B和b的遗传都遵循分离定律，则两对等位基因A、a和B、b的遗传也遵循自由组合定律 B．若两对等位基因A、a和B、b的遗传遵循自由组合定律，则多对基因型为AaBb的雌雄个体交配后，后代表现型的比例应为9：3：3：1 C．若基因A、a和B、b位于两对同源染色体上，在减数第一次分裂前的间期会出现非等位基因的交叉互换，从而出现重组表型的后代 D．若某性状由基因A、a和B、b控制，让某雌雄个体交配，后代表现型的比例为3：1，则两个亲本中可能都是杂合子 【答案】D 【详解】 A、基因A/a、B/b各自遵循分离定律仅说明每对等位基因独立遗传，但自由组合定律要求两对基因必须位于非同源染色体上。若两对基因位于同一对同源染色体上（连锁），则不遵循自由组合定律，A错误； B、基因型为AaBb的个体交配，若两对基因独立遗传且无互作，后代表现型比例应为9：3：3：1。但若存在基因互作比例不一定是9：3：3：1，B错误； C、非等位基因的交叉互换发生在减数第一次分裂前期（四分体时期），而非间期，C错误； D、后代表现型比例为3：1，可能由以下情况导致：①单对基因杂合子自交（如Aa×Aa，AA或aa纯合）；②两对基因独立遗传但存在重叠作用（如AaBb×AaBb，双显+单显=12：4=3：1）；③一对基因杂合、另一对显性纯合（如Aabb×Aabb）。这些情况中亲本均可为杂合子，D正确。 故选D。 8.基因A、a和N、n分别控制某种植物的花色和花瓣形状，这两对基因独立遗传，其基因型和表型的关系如表所示。一亲本与白色宽花瓣植株杂交，得到F1，对F1进行测交，得到F2，F2的表型及其比例是粉红中间型花瓣：粉红宽花瓣：白色中间型花瓣：白色宽花瓣=1：1：3：3。 基因型 AA Aa aa NN Nn nn 表型 红色 粉红色 白色 窄花瓣 中间型花瓣 宽花瓣 该亲本的基因型是（　　） A．AaNn B．AAnn C．AaNN D．aaNn 【答案】C 【难度】0.65 【详解】根据题意并结合上表，F1测交得到F2代基因型比例可写为AaNn：Aann：aaNn：aann=1：1：3：3，根据子代的基因型可逆推出F1的基因型为AaNn，但若F1的基因型均为AaNn，F2的表型比例应为1：1：1：1，所以F1的基因型应有两种，比例应为AaNn：aaNn=1：1，其中一个亲本为白色宽花瓣植株aann，可逆推出另一亲本的基因型为AaNN，C正确，ABD错误。 故选C。 知识拓展：基因连锁与连锁定律 （一）基因连锁的概念 基因连锁是指位于同一染色体上的基因在遗传过程中倾向于一起传递的现象，这些基因称为连锁基因。基因连锁是由美国遗传学家摩尔根通过果蝇实验发现的。 （二）基因连锁的原因 物理位置相近：基因在染色体上线性排列，同一染色体上的基因在减数分裂时随该染色体一起进入配子 不发生交叉互换：在减数分裂Ⅰ前期，如果同源染色体的非姐妹染色单体之间不发生交叉互换，那么位于同一染色体上的基因将完全连锁 交叉互换频率低：即使发生交叉互换，如果基因位置很近，交换的概率也很低 （三）连锁与自由组合的区别 比较项目 自由组合定律 连锁定律 基因位置 非同源染色体上 同一条染色体上 遗传特点 独立分配 连锁传递 配子类型 四种比例相等 亲本型多，重组型少 实质 非同源染色体自由组合 同源染色体上的基因一起遗传 验证方法 测交1:1:1:1 测交比例不符合1:1:1:1 （四）完全连锁与不完全连锁 1. 完全连锁 特点：同一染色体上的基因完全不发生交叉互换 实例：雄果蝇的性染色体连锁（X染色体上基因完全连锁） 测交结果：只有两种表现型，比例1:1 2. 不完全连锁 特点：同源染色体的非姐妹染色单体间发生交叉互换 结果：产生四种配子，但亲本型配子多于重组型配子 实例：雌果蝇的常染色体连锁 （五）连锁遗传的应用 育种实践： 有利性状连锁：选择同时携带多个有利性状的个体 打破不利连锁：通过杂交和选择打破不利基因连锁 医学遗传： 疾病基因定位：通过连锁分析定位致病基因 遗传病风险预测：利用基因连锁进行遗传咨询 进化研究： 研究物种间基因组的保守性 分析物种进化过程中的染色体变化 / 学科网（北京）股份有限公司 $