第五单元+必刷题+第20讲　孟德尔的豌豆杂交实验(二)-2027届高三生物一轮复习

**基本信息** 以假说-演绎法为核心，系统整合自由组合定律的发现逻辑、实质验证及应用策略，通过典例构建“原理-方法-应用”三维训练体系。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |自由组合定律的发现|4道选择+2道填空|基因位置判断法（杂交实验/测交验证）、分解组合法、连锁互换分析|实验现象→假说提出→演绎验证→定律实质→题型应用| |孟德尔成功原因及应用|4道选择+1道综合|杂交育种流程、遗传病概率计算、实验设计验证遗传规律|成功原因分析→规律应用场景→实践案例解析|

第20讲　孟德尔的豌豆杂交实验(二) 课标要求　阐明有性生殖中基因的分离和自由组合使得子代的基因型和表型有多种可能,并可由此预测子代的遗传性状。 考点一　自由组合定律的发现 1.两对相对性状杂交实验的“假说—演绎”分析 (1)观察现象,提出问题 ①两对相对性状杂交实验的过程 ②对杂交实验结果的分析 ③提出问题 F2中为什么会出现新的性状组合呢?F2中不同性状的比(9∶3∶3∶1)与一对相对性状杂交实验中F2的3∶1的数量比有联系吗? (2)提出假说,解释问题 ①假说内容 a.两对相对性状分别由两对遗传因子控制。 b.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。 c.F1产生的雌配子和雄配子各有4种:YR、Yr、yR、yr,且数量比为1∶1∶1∶1。 d.受精时,雌雄配子的结合是随机的。雌雄配子的结合方式有16种,基因型有9种,表型有4种,且比例为9∶3∶3∶1。 ②遗传图解 棋盘格式: 分解组合式: ③结果分析 (3)演绎推理,验证假说 ①演绎推理图解——测交 ②实验验证:孟德尔所做的测交实验,无论是以F1作母本还是作父本,结果都与预测相符。 (4)归纳总结,得出结论:实验结果与演绎结果相符,假说成立。 2.自由组合定律分析 (1)内容解读 研究对象 位于非同源染色体上的非等位基因 发生时间 减数分裂Ⅰ后期 实质 非同源染色体上的非等位基因自由组合 适用生物 进行有性生殖的真核生物的遗传 适用遗传方式 适用于细胞核遗传,不适用于细胞质遗传,也不适用于原核生物和病毒 (2)细胞学基础 (3)自由组合定律实质与比例的关系 1.F1(基因型为YyRr)产生的雌雄配子各有4种:YR、Yr、yR、yr,它们之间的数量比为1∶1∶1∶1。(必修2第10页正文)(√) 2.自由组合定律是指F1产生的4种类型的精子和4种类型的卵细胞可以自由组合。(必修2第12页正文)(×) 3.F1在产生配子时,成对的遗传因子可以自由组合。(必修2第10页正文)(×) 4.受精时,雌雄配子的组合方式有9种。(必修2第10页正文)(×) 5.测交实验结果只能证实F1产生配子的种类,不能证明不同配子间的比例。(必修2第11页正文)(×) 1.孟德尔描述的“遗传因子”与格里菲思提出的“转化因子”化学本质相同。(2022·河北卷)(√) 2.某种自花传粉植物的等位基因A/a和B/b位于非同源染色体上。A/a控制花粉育性,含A的花粉可育;含a的花粉50%可育、50%不育。B/b控制花色,红花对白花为显性。若基因型为AaBb的亲本进行自交,则子一代中基因型为aabb的个体所占比例是1/12。(2022·全国甲卷)(×) 结合教材,分析并回答下列问题。 (1)含两对相对性状的纯合亲本杂交,F2中重组性状所占比例是多少? 提示:3/8或5/8。 (2)在孟德尔的两对相对性状的杂交实验中,具有1∶1∶1∶1比例的有哪些? 提示:F1产生配子类型的比例、F1测交后代基因型的比例、F1测交后代的表型比例。 (3)若基因型为AaBb的个体测交后代出现4种表型,但比例为42%∶8%∶8%∶42%,试解释出现这一结果的可能原因是什么。 提示:A、a和B、b这两对等位基因位于同一对同源染色体上,且部分初级性母细胞发生互换,产生4种类型的配子且比例为42%∶8%∶8%∶42%。 果蝇的灰身(B)对黑身(b)为显性;长翅(V)对残翅(v)为显性,这两对等位基因位于常染色体上。一对灰身残翅与黑身长翅的果蝇杂交,子代出现灰身长翅、灰身残翅、黑身长翅、黑身残翅,比例为1∶1∶1∶1。 (1)该实验结果能不能证明这两对等位基因位于两对同源染色体上,请说明理由   　 。   (2)利用上述杂交实验的子代果蝇为材料设计两个不同的实验,要求这两个实验都能独立证明两对基因位于两对同源染色体上。请写出两个实验的杂交组合及子代表型的比例   　 。   提示:(1)不能,因为两对等位基因位于一对同源染色体上和位于两对同源染色体上,都会出现这一结果　(2)实验1:灰身长翅×灰身长翅,子代表型的比例为9∶3∶3∶1,实验2:灰身长翅×黑身残翅,子代表型的比例为1∶1∶1∶1 1.判断基因是否位于两对同源染色体上的方法 (1)根据题干信息判断:两对基因独立遗传。 (2)根据杂交实验判断(常用) 2.自由组合、连锁、互换(涉及基因在染色体上的位置) 方式 条件 自由组合 至少有两对等位基因,位于非同源染色体上 连锁 两对或两对以上的等位基因位于一对同源染色体上 互换 减数分裂Ⅰ前期四分体中的同源染色体上的非姐妹染色单体片段交换,改变配子类型及比例 (1)以A、a和B、b两对等位基因为例分析基因的自由组合和完全连锁 ①基因的自由组合 ②基因的完全连锁 (2)连锁和互换类型分析:若基因型为AaBb的个体测交后代出现四种表型,但基因型及比例为AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=42%∶8%∶8%∶42%,测交结果“两大”“两小”,且“两两相同”,出现这一结果的可能原因是A和B连锁,a和b连锁,位于同一对同源染色体上,且部分初级性母细胞在减数分裂形成四分体时期,同源染色体的非姐妹染色单体发生互换,产生四种类型配子,其类型及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=42%∶8%∶8%∶42%。 　两对相对性状的杂交实验 1.(2026)某学生重复孟德尔豌豆杂交实验,取一粒黄色圆粒F1种子(YyRr),培养成植株,成熟后随机取4个豆荚,所得32粒豌豆种子表型计数结果如表所示。下列叙述最合理的是(　　) 性状 黄色 绿色 圆粒 皱粒 个数(粒) 25 7 20 12 A.32粒种子中有18粒黄色圆粒种子,2粒绿色皱粒种子 B.实验结果说明含R基因配子的活力低于含r基因的配子 C.不同批次随机摘取4个豆荚,所得种子的表型比会有差别 D.该实验豌豆种子的圆粒与皱粒表型比支持孟德尔分离定律 解析:黄色圆粒种子理论值为18粒(32×9/16),绿色皱粒为2粒(32×1/16),但实际数据中,黄色和圆粒的总数分别为25和20,无法直接推导组合性状的具体数值,A不合理;由于样本太少,所以不能确定含R基因配子的活力低于含r基因的配子,B不合理;由于样本量小(仅4个豆荚,32粒种子),不同批次摘取豆荚可能因抽样误差导致表型比波动,C合理;圆粒与皱粒实际比为5∶3,不符合分离定律预期的3∶1,同时样本数目太少,所以不支持孟德尔分离定律,D不合理。 答案:C 2．(2026)某种植物的果形、果色性状由1对常染色体上的2对基因(T/t、S/s)控制，抗盐性状由另一对常染色体上的基因(H/h)控制。圆形红果抗盐的该植物纯合品系与扁形黄果不抗盐的该植物纯合品系杂交，F1表型均为圆形红果抗盐，F1自交得到F2。不考虑互换、致死及突变。下列叙述错误的是(　　) A．F1产生的配子有四种，比例是1∶1∶1∶1 B．F2的表型及比例是9∶3∶3∶1 C．F2中圆形红果抗盐植株的基因型种类数等于圆形黄果抗盐植株 D．若F1测交，则后代圆形红果抗盐植株占1/4 解析：已知圆形红果抗盐的纯合品系与扁形黄果不抗盐的纯合品系杂交，F1表型均为圆形红果抗盐，可知圆形、红果、抗盐为显性性状，F1基因型为TtSsHh。因为果形和果色由1对常染色体上的2对基因(T/t、S/s)控制且不考虑互换，T与S连锁，t与s连锁，抗盐性状由另一对常染色体上的基因(H/h)控制，所以F1产生的配子有TSH、TSh、tsH、tsh四种，比例是1∶1∶1∶1，A正确；由于T/t、S/s在一对常染色体上，不遵循自由组合定律，而H/h与T/t、S/s所在染色体自由组合，所以相当于两对等位基因发生了自由组合，F2的表型比例是9∶3∶3∶1，即圆形红果抗盐∶圆形红果不抗盐∶扁形黄果抗盐∶扁形黄果不抗盐＝9∶3∶3∶1，B正确；F2中没有圆形黄果抗盐植株，C错误；F1测交，F1的配子种类及比例是1/4TSH、1/4TSh、1/4tsH、1/4tsh，扁形黄果不抗盐植株的配子只有一种(tsh)，后代圆形红果抗盐植株的比例为1/4，D正确。 答案：C 　自由组合定律的实质及验证 3.(2026)南瓜中白色(W)对黄色(w)呈显性,盘状(D)对球状(d)呈显性,两对等位基因独立遗传,基因型为WwDd的南瓜甲和南瓜乙杂交,F1表型为白色盘状∶白色球状∶黄色盘状∶黄色球状=3∶1∶3∶1。下列相关叙述错误的是(　　) A.南瓜乙的基因型为wwDd B.南瓜甲产生WD卵细胞和WD精子的数量比不为1∶1 C.亲代产生的雌、雄配子随机结合,体现了自由组合 D.F1中重组类型占1/4 解析:WwDd×wwDd→(1白色∶1黄色)×(3盘状∶1球状)=白色盘状∶白色球状∶黄色盘状∶黄色球状=3∶1∶3∶1,A正确;基因型为WwDd的南瓜将产生雌雄配子各4种,4种雌雄配子的数量比均接近1∶1∶1∶1,但一般雌配子和雄配子的数量不相等,雄配子的数量远远多于雌配子的数量,B正确;基因的自由组合发生在减数分裂Ⅰ过程中,即减数分裂产生配子时才能体现自由组合,F1产生的雌、雄配子随机结合不能体现自由组合,C错误;亲本表型为白色盘状南瓜和黄色盘状南瓜,则子代中重组性状有白色球状南瓜(1Wwdd)、黄色球状南瓜(1wwdd),重组类型占2/8=1/4,D正确。 答案:C 4.(2026)甲和乙分别为两株玉米体细胞中三对基因在染色体上的位置图,欲通过一代杂交验证所遵循的遗传规律,下列操作不合理的是(　　) A.甲植株自交,验证D、d基因的遗传遵循分离定律 B.乙植株自交,验证A、a基因与B、b基因的遗传遵循自由组合定律 C.甲、乙植株杂交,验证A、a基因的遗传遵循分离定律 D.甲自交,验证B、b基因与D、d基因的遗传遵循自由组合定律 解析:D、d为一对等位基因,甲自交,可验证D、d的遗传遵循分离定律,A不符合题意;A、a与B、b两对等位基因位于一对同源染色体上,其遗传不遵循自由组合定律,B符合题意;甲的基因型为aa,乙基因型为Aa,甲、乙植株杂交(即测交),可验证A、a基因的遗传遵循分离定律,C不符合题意;B、b基因与D、d基因位于两对同源染色体上,甲自交,可验证B、b基因与D、d基因的遗传遵循自由组合定律,D不符合题意。 答案:B 考点二　孟德尔获得成功的原因及其遗传规律的应用 1.孟德尔获得成功的原因 2.孟德尔遗传规律的应用 (1)应用:有助于人们正确地解释生物界普遍存在的遗传现象,还能够预测杂交后代的类型和它们出现的概率,这在动植物育种和医学实践等方面都具有重要意义。 (2)实例 ①杂交育种: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。例如既抗倒伏又抗锈病的纯种小麦的选育。 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。例如，一个白化病(由隐性基因a控制)患者的双亲表型正常,患者的双亲一定都是杂合子(Aa),则双亲的后代中患病概率是1/4。 1.孟德尔把数学方法引入生物学的研究,是超越前人的创新。(必修2第12页“思考·讨论”)(√) 2.孟德尔提出了遗传因子、基因型和表型的概念。(必修2第13页正文)(×) 3.基因型是性状表现的内在因素,表型是基因型的表现形式。(必修2第15页本章小结)(√) 4.杂交育种不需要筛选就可获得优良品种。(必修2第13页正文)(×) 5.根据孟德尔遗传规律可以推断遗传病的患病概率。(必修2第13页正文)(√) 1.(必修2第12页“思考·讨论”)孟德尔研究山柳菊不能成功的原因主要是什么? 提示:山柳菊没有既容易区分又可以连续观察的相对性状;山柳菊有时进行有性生殖,有时进行无性生殖;山柳菊花小,难以做人工杂交实验。 2.(必修2第4页表1⁃1)孟德尔在发现遗传规律时,是否运用了归纳法?并简要说明。 提示:是。孟德尔用豌豆的7对相对性状做杂交实验,结果都是一致的,从中归纳出这一结果并不是偶然的,并从结果中寻找规律,这就是归纳法的运用。 3.(必修2第14页“拓展应用”)某作物高秆(D)对矮秆(d)为显性,抗锈病(T)对不抗锈病(t)为显性,现有纯合的高秆抗锈病的某作物(DDTT)和矮秆不抗锈病的某作物(ddtt),培育出矮秆抗锈病(ddTT)优良新品种。 (1)怎样将矮秆和抗锈病两种性状结合在一起? 提示:通过杂交育种。 (2)杂交育种选育为什么从F2开始? 提示:因为从F2开始发生性状分离。 (3)培育细菌新品种时,能否用杂交育种的方法? 提示:不能,杂交育种只适用于进行有性生殖的生物且相关基因遵循孟德尔的遗传规律,细菌是原核生物,不能进行有性生殖。 　孟德尔获得成功的原因 1.(2026)孟德尔针对豌豆的7对相对性状进行了相关的杂交、自交、测交实验,最终总结出分离定律和自由组合定律。下列叙述错误的是(　　) A.孟德尔遵循由简单到复杂的实验分析思路,并采用了归纳法 B.自交实验是对假说内容的演绎推理,测交是对演绎推理的验证 C.验证实验需要验证的关键点是F1产生的配子的种类及比例 D.实验过程中,在F2中可见、F1中不可见的性状是隐性性状 解析:孟德尔遵循由简单到复杂的实验分析思路,并采用了归纳法总结出了分离定律和自由组合定律,A正确;预测测交实验的结果是对假说内容的演绎推理,进行测交实验是对演绎推理的实验验证,B错误;一对相对性状的杂交实验和两对相对性状的杂交实验中,对假说进行实验验证的关键点均为F1产生的配子的种类及比例,C正确;实验过程中,在F2中可见、F1中不可见的性状是隐性性状,D正确。 答案:B 2.(2026)孟德尔利用豌豆杂交实验发现了遗传规律,被称为“遗传学之父”。下列叙述与孟德尔的研究过程相符合的有几项(　　) ①孟德尔成功揭示了分离定律、自由组合定律和伴性遗传规律　②生物的性状由基因控制,显性基因控制显性性状,隐性基因控制隐性性状属于孟德尔的假说内容　③孟德尔进行的测交实验属于假说—演绎法的演绎推理过程　④孟德尔在豌豆花未开放时对母本进行去雄并套袋　⑤孟德尔进行杂交实验时用豌豆、玉米和山柳菊等都取得了成功　⑥“受精时,雌雄配子的结合是随机的”不是孟德尔假说的核心,但是是孟德尔实验获得成功的重要因素之一 A.0项　　　　　　　　 B.1项 C.3项 D.4项 解析:孟德尔成功揭示了分离定律、自由组合定律,但未揭示伴性遗传规律,①错误;孟德尔没有提出基因的概念,丹麦生物学家约翰逊提出基因的概念,②错误;孟德尔用F1高茎豌豆与矮茎豌豆测交,后代出现1∶1的分离比,属于假说—演绎法的验证过程,③错误;孟德尔在豌豆花未成熟时对母本进行去雄并套袋,防止自花传粉和其他花粉的干扰,这是孟德尔杂交实验获得成功的重要操作步骤,④正确;孟德尔进行杂交实验时用豌豆取得了成功,因为豌豆具有一些优点,如自花传粉、具有易于区分的相对性状等;而玉米和山柳菊不适合做杂交实验,山柳菊没有既容易区分又可以连续观察的相对性状,玉米是雌雄同株异花植物,操作不便,⑤错误;“受精时,雌雄配子的结合是随机的”是孟德尔假说的核心之一,⑥错误。综上所述,B正确。 答案:B 　自由组合定律的应用 3.(2026)人类多指(T)对正常指(t)为显性,红细胞正常(A)对镰状细胞贫血(a)为显性,且这两对等位基因位于两对常染色体上。一个家庭中,父亲多指、红细胞正常,母亲手指、红细胞均正常,他们生有一个患镰状细胞贫血但手指正常的孩子。以下分析错误的是(　　) A.父亲的基因型是AaTt,母亲的基因型是Aatt B.该患镰状细胞贫血、手指正常的孩子的基因型是aatt C.该夫妇再生一个孩子,该孩子手指、红细胞均正常的概率是3/8 D.该夫妇再生一个孩子,该孩子两病兼得的概率是1/4 解析:根据题干信息可知,父亲的基因型是AaTt,母亲的基因型是Aatt,该患镰状细胞贫血、手指正常的孩子的基因型是aatt,A、B正确;该夫妇再生一个孩子,该孩子手指正常(tt)的概率是1/2,红细胞正常(A_)的概率是3/4,所以该孩子手指、红细胞均正常的概率是1/2×3/4=3/8,C正确;该夫妇再生一个孩子,该孩子两病兼得的概率是1/2(Tt)×1/4(aa)=1/8,D错误。 答案:D 4.(2026)现有玉米两个纯合品种:抗病高秆(易倒伏)和感病矮秆(抗倒伏),抗病对感病为显性,高秆对矮秆为显性。利用这两个品种进行杂交育种,获得具有抗病矮秆优良性状的新品种。在杂交育种前,能按照孟德尔遗传规律来正确地预测杂交结果,需要满足三个条件,下列描述与之不符的是(　　) A.抗病与感病这对性状受一对等位基因的控制,且符合分离定律 B.易倒伏与抗倒伏这对性状受一对等位基因的控制,且符合分离定律 C.控制两对性状的基因的分离和组合互不干扰,且应先分离再组合 D.形成配子时控制同一性状的基因分离,控制不同性状的基因自由组合 解析:杂交育种的原理是基因重组,即相关的等位基因应该是非同源染色体上的非等位基因,因此,需要满足的条件之一是抗病与感病这对相对性状受一对等位基因控制,高秆与矮秆这对相对性状受另一对等位基因控制,分别位于两对同源染色体上,各自都遵循分离定律,A、B正确;控制两对性状的等位基因分离和非等位基因的自由组合是同时发生的,即形成配子时控制同一性状的基因分离,控制不同性状的基因自由组合,C错误,D正确。 答案:C 1.(2026)某种牛常染色体上的一对等位基因H(无角)对h(有角)为完全显性。体表斑块颜色由另一对独立的常染色体基因(M褐色/m红色)控制,杂合态时公牛呈现褐斑,母牛呈现红斑。在下图的杂交实验中,亲本公牛的基因型是(　　) A.HhMm　　　　　　　 B.HHMm C.HhMM D.HHMM 解析:若亲本公牛基因型为HhMm(无角褐斑),有角红斑母牛基因型为hhMm,对于有角和无角这对性状,Hh×hh后代会出现有角(hh)和无角(Hh)个体,对于体表斑块颜色这对性状,Mm×Mm后代会出现MM、Mm和mm个体,F1公牛和母牛均会出现有角褐斑,若无角褐斑公牛的基因型为HhMm,无角褐斑母牛的基因型为H_MM,二者杂交后代会出现无角红斑母牛(H_Mm),A正确;若亲本无角褐斑公牛基因型为HHMm,有角红斑母牛基因型为hhMm,对于有角和无角这对性状,HH×hh后代全部为无角(Hh),不符合子代的表型,B错误;若亲本无角褐斑公牛基因型为HhMM,有角红斑母牛基因型为hhMm,后代会出现有角褐斑公牛(hhM_)或者有角褐斑母牛(hhMM),若无角褐斑公牛基因型为HhMM,无角褐斑母牛基因型为H_MM,子代不会出现无角红斑(H_Mm或H_mm),不符合子代表型,C错误;若亲本无角褐斑公牛基因型为HHMM,有角红斑母牛基因型为hhMm,对于有角和无角这对性状,HH×hh后代全部为无角(Hh),不符合子代表型,D错误。 答案:A 2.(2026)香豌豆花紫色色素的形成需要两对等位基因(以A/a、B/b表示)中显性基因同时存在,这两对等位基因独立遗传,具体作用机制如图。现对基因型为AaBb的紫花香豌豆进行测交,F1中紫花所占的比例应为(　　) A.7/16 B.9/16 C.1/4 D.3/4 解析:对基因型为AaBb的个体进行测交,即与aabb交配,子代基因型及比例为AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=1∶1∶1∶1,分析题图,紫花的基因型为A_B_,白花的基因型为A_bb、aaB_和aabb,则测交子代的表型及比例为紫花∶白花=1∶3,紫花占比为1/4,A、B、D错误,C正确。 答案:C 3.(2026)植物合成的色素会影响花色。某二倍体植物的花色有深红、浅红和白三种表型。研究小组用甲、乙两个浅红色表型的植株进行相关实验。回答下列问题。 (1)甲、乙分别自交,子一代均出现浅红色∶白色=3∶1的表型分离比;甲和乙杂交,子一代出现深红色(丙)∶浅红色∶白色(丁)=1∶2∶1的表型分离比。综上判断,甲和乙的基因型　　　　(填“相同”或“不同”),判断依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)丙自交子一代出现深红色∶浅红色∶白色=9∶6∶1的表型分离比,其中与丙基因型相同的个体所占比例为　　　　。若丙与丁杂交,子一代的表型及分离比为　　　　　　　　　　　　,其中纯合体所占比例为　　　　。  解析:(1)甲、乙分别自交,子一代均出现浅红色∶白色=3∶1的表型分离比,这符合杂合子(Aa)自交的性状分离比,说明甲、乙均为杂合子。若甲和乙基因型相同,设为Aa,那么甲和乙杂交后代的基因型及比例为AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,表型及比例应该是浅红色∶白色=3∶1,而实际甲和乙杂交子一代出现深红色∶浅红色∶白色=1∶2∶1的表型分离比,所以甲和乙的基因型不同。(2)丙自交子一代出现深红色∶浅红色∶白色=9∶6∶1的表型分离比,这是9∶3∶3∶1的变式,说明花色由两对等位基因控制(设为A、a和B、b),且丙的基因型为AaBb。根据自由组合定律,AaBb自交后代中基因型为AaBb的比例为1/4。甲、乙自交都出现浅红色∶白色=3∶1,可推测甲、乙基因型为Aabb和aaBb(二者可互换),丁为白色,基因型为aabb。丙(AaBb)与丁(aabb)杂交,后代基因型及比例为AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=1∶1∶1∶1,对应的表型及比例为深红色∶浅红色∶白色=1∶2∶1。丙(AaBb)与丁(aabb)杂交,后代中纯合体只有aabb,所占比例为1/4。 答案:(1)不同　甲、乙自交的结果与甲、乙杂交的结果不同　(2)1/4　深红色∶浅红色∶白色=1∶2∶1　1/4 【温馨提示:课时跟踪练20】 学科网（北京）股份有限公司 $