高三生物一輪復習5.16孟德爾的豌豆雜交實驗(二)教學案

考綱要求1.基因的自由組合定律()。2.孟德爾遺傳實驗的科學方法()。一、兩對相對性狀的雜交實驗提出問題其過程為：P黃圓綠皺 F1 黃圓 F29黃圓3黃皺3綠圓1綠皺解惑在兩對相對性狀雜交的F2中并未出現(xiàn)新性狀，而是出現(xiàn)了新的性狀組合。二、對自由組合現(xiàn)象的解釋和驗證提出假說，演繹推理1理論解釋(判一判)(1)F1產(chǎn)生配子時，等位基因分離，非同源染色體上的非等位基因可以自由組合，產(chǎn)生數(shù)量相等的4種配子()(2)受精時，雌雄配子的結(jié)合方式有16種()(3)F2的基因型有9種，比例為422221111()2遺傳圖解3驗證(測交的遺傳圖解)解惑測交后代的性狀及比例取決于雜種子一代產(chǎn)生的配子及比例。三、自由組合定律的實質(zhì)、時間、范圍得出結(jié)論1實質(zhì)：非同源染色體上的非等位基因自由組合。(如圖)2時間：減數(shù)第一次分裂后期。3范圍：有性生殖的生物，真核細胞的核內(nèi)染色體上的基因。無性生殖和細胞質(zhì)基因遺傳時不遵循。解惑基因自由組合定律中基因行為特點：(1)同時性：同源染色體上等位基因的分離與非同源染色體上非等位基因的自由組合同時進行。(2)獨立性：同源染色體上等位基因的分離與非同源染色體上非等位基因的自由組合互不干擾，各自獨立地分配到配子中去。(3)普遍性：自由組合定律廣泛存在于生物界，并發(fā)生在有性生殖過程中。四、孟德爾實驗方法的啟示和遺傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn)1實驗方法啟示孟德爾獲得成功的原因：正確選材(豌豆)；對相對性狀遺傳的研究，從一對到多對；對實驗結(jié)果進行統(tǒng)計學的分析；運用假說演繹法(包括“提出問題提出假說演繹推理實驗驗證得出結(jié)論”五個基本環(huán)節(jié))這一科學方法。2遺傳規(guī)律再發(fā)現(xiàn)(1)1909年，丹麥生物學家約翰遜把“遺傳因子”叫做基因。(2)因為孟德爾的杰出貢獻，他被公認為“遺傳學之父”?？键c一基因自由組合定律的實質(zhì)及驗證1觀察下面的圖示，回答問題(1)能發(fā)生自由組合的圖示為A，原因是非等位基因位于非同源染色體上。(2)不能發(fā)生自由組合的圖示為B，原因是非等位基因位于同源染色體上。2自由組合定律的細胞學基礎：同源染色體彼此分離的同時，非同源染色體自由組合。3假如F1的基因型如圖A所示，總結(jié)相關種類和比例(1)F1(AaBb)產(chǎn)生的配子種類及比例：4種，ABAbaBab1111。(2)F2的基因型9種。(3)F2的表現(xiàn)型種類和比例：4種，雙顯一顯一隱一隱一顯雙隱9331。(4)F1的測交后代基因型種類和比例：4種，1111。(5)F1的測交后代表現(xiàn)型種類和比例：4種，1111。易錯警示自由組合定律的2個應用分析(1)F2的4種表現(xiàn)型中，把握住相關基因組合A_B_A_bbaaB_aabb9331。(2)含兩對相對性狀的純合親本雜交，F(xiàn)2中重組性狀所占比例并不都是(33)/16。當親本基因型為AABB和aabb時，F(xiàn)2中重組性狀所占比例是(33)/16。當親本基因型為AAbb和aaBB時，F(xiàn)2中重組性狀所占比例是1/169/1610/16。不要機械地認為只有一種親本組合方式，重組性狀只能是(33)/16。1現(xiàn)有四個果蠅品系(都是純種)，其中品系的性狀均為顯性，品系均只有一種性狀是隱性，其他性狀均為顯性。這四個品系的隱性性狀及控制該隱性性狀的基因所在的染色體如下表所示：品系隱性性狀均為顯性殘翅黑身紫紅眼相應染色體、若需驗證基因的自由組合定律，可選擇下列哪種交配類型()A BC D答案A解析只有位于非同源染色體上的非等位基因的遺傳才符合基因的自由組合定律，A正確。2某種昆蟲長翅(A)對殘翅(a)為顯性，直翅(B)對彎翅(b)為顯性，有刺剛毛(D)對無刺剛毛(d)為顯性，控制這3對性狀的基因均位于常染色體上?，F(xiàn)有這種昆蟲一個體基因型如圖所示，請回答下列問題：(1)長翅與殘翅、直翅與彎翅兩對相對性狀的遺傳是否遵循基因自由組合定律，并說明理由。_。(2)該昆蟲一個初級精母細胞所產(chǎn)生的精細胞的基因型為_。(3)該昆蟲細胞有絲分裂后期，移向細胞同一極的基因有_。(4)該昆蟲細胞分裂中復制形成的兩個D基因發(fā)生分離的時期有_。(5)為驗證基因自由組合定律，可用來與該昆蟲進行交配的異性個體的基因型分別是_。答案(1)不遵循，控制這兩對相對性狀的基因位于一對同源染色體上(2)AbD、abd或Abd、abD(3)A、a、b、b、D、d(4)有絲分裂后期和減數(shù)第二次分裂后期(5)aabbdd、aaBBdd、AabbDd、AaBBDd解析控制長翅與殘翅、直翅與彎翅這兩對相對性狀的基因位于一對同源染色體上，所以這兩對相對性狀的遺傳不符合基因的自由組合定律。從題圖中可知，A和b連鎖，a和b連鎖，D和d在另一對同源染色體上，該昆蟲的一個初級精母細胞產(chǎn)生的四個精細胞，兩兩相同，其基因型為AbD、abd或Abd、abD。該細胞在有絲分裂的間期進行染色體復制(基因也復制)，在后期兩套基因隨著姐妹染色單體的分開移向細胞兩極，即每一極都有A、a、b、b、D、d。該昆蟲細胞可進行有絲分裂和減數(shù)分裂，在分裂的間期D基因復制，而兩個D基因的分離，是隨著姐妹染色單體的分開而分離，即在有絲分裂后期和減數(shù)第二次分裂后期。驗證基因自由組合定律可采用測交(AabbDdaabbdd，AabbDdaaBBdd)或雜交(AabbDdAabbDd，AabbDdAaBBDd)方式。1雜合子(AabbDd)產(chǎn)生配子的情況理論上產(chǎn)生配子的種類實際能產(chǎn)生配子的種類一個精原細胞4種2種(AbD和abd或Abd和abD)一個雄性個體4種4種(AbD、Abd、abD、abd)一個卵原細胞4種1種(AbD或Abd或abD或abd)一個雌性個體4種4種(AbD、Abd、abD、abd)2自由組合定律的驗證(1)常用方法：植物體常采用測交法或自交法；動物體常采用測交法。自交后的比例為9331；測交后的比例為1111。(2)結(jié)果分析：若出現(xiàn)相應性狀的分離比，則符合自由組合定律；否則，不符合自由組合定律?？键c二基因自由組合定律解題分析1配子類型的問題規(guī)律：某一基因型的個體所產(chǎn)生配子種類數(shù)等于2n種(n為等位基因?qū)?shù))。如：AaBbCCDd產(chǎn)生的配子種類數(shù)：AaBbCCDd 2 2 1 28種2配子間結(jié)合方式問題規(guī)律：兩基因型不同的個體雜交，配子間結(jié)合方式種類數(shù)等于各親本產(chǎn)生配子種類數(shù)的乘積。如：AaBbCc與AaBbCC雜交過程中，配子間結(jié)合方式有多少種？先求AaBbCc、AaBbCC各自產(chǎn)生多少種配子。AaBbCc8種配子、AaBbCC4種配子。再求兩親本配子間結(jié)合方式。由于兩性配子間的結(jié)合是隨機的，因而AaBbCc與AaBbCC配子間有8432種結(jié)合方式。3基因型、表現(xiàn)型問題(1)已知雙親基因型，求雙親雜交后所產(chǎn)生子代的基因型種類數(shù)與表現(xiàn)型種類數(shù)規(guī)律：兩基因型已知的雙親雜交，子代基因型(或表現(xiàn)型)種類數(shù)等于將各性狀分別拆開后，各自按分離定律求出子代基因型(或表現(xiàn)型)種類數(shù)的乘積。如：AaBbCc與AaBBCc雜交，其后代有多少種基因型？多少種表現(xiàn)型？先看每對基因的傳遞情況：AaAa后代有3種基因型，2種表現(xiàn)型；BbBB后代有2種基因型，1種表現(xiàn)型；CcCc后代有3種基因型，2種表現(xiàn)型。因而AaBbCcAaBBCc后代中有32318種基因型，有2124種表現(xiàn)型。(2)已知雙親基因型，求某一具體基因型或表現(xiàn)型子代所占比例規(guī)律：某一具體子代基因型或表現(xiàn)型所占比例應等于按分離定律拆分，將各種性狀及基因型所占比例分別求出后，再組合并乘積。如：基因型為AaBbCC與AabbCc的個體雜交，求：.生一基因型為AabbCc個體的概率；.生一表現(xiàn)型為A_bbC_的概率。分析：先拆分為AaAa、Bbbb、CCCc，分別求出Aa、bb、Cc的概率依次為、，則子代基因型為AabbCc的概率應為。按前面、分別求出A_、bb、C_的概率依次為、1，則子代表現(xiàn)型為A_bbC_的概率應為1。易錯警示已知雙親類型求不同于親本基因型或不同于親本表現(xiàn)型的概率：不同于親本的類型1親本類型。3在家蠶中，蟻蠶(剛孵化的蠶)體色的黑色與淡赤色是一對相對性狀，黃繭和白繭是一對相對性狀，控制這兩對性狀的基因自由組合且位于常染色體上，現(xiàn)有兩個雜交組合，其子代(足夠多)表現(xiàn)型及數(shù)量比如表所示，以下敘述中錯誤的是()雜交組合子代表現(xiàn)型及比例黃繭黑蟻白繭黑蟻黃繭淡赤蟻白繭淡赤蟻組合一9331組合二0101A.黑色對淡赤色為顯性，黃繭對白繭為顯性B組合一子代中雜合白繭黑蟻所占的比例為1/8C組合一和組合二的子代中白繭黑蟻的基因型相同D組合二中親本的基因型和子代的基因型相同答案C解析由組合一中黑色淡赤色31、黃繭白繭31，可知黑色對淡赤色為顯性，黃繭對白繭為顯性；設相關基因用A、a(繭色)和B、b(體色)表示，則組合一親本的基因型為AaBb、AaBb，子代中雜合白繭黑蟻所占的比例為1/8；根據(jù)組合二后代的分離比，可知親本的基因型為aaBb、aabb，后代中白繭黑蟻的基因型為aaBb，而組合一的子代中白繭黑蟻的基因型為aaBb或aaBB。4小黃狗的皮毛顏色由位于非同源染色體上的兩對基因(A、a和B、b)控制，共有四種表現(xiàn)型：黑色(A_B_)、褐色(aaB_)、紅色(A_bb)和黃色(aabb)。下表為小黃狗的三組交配實驗及實驗結(jié)果。請分析回答下列問題。雜交組合第1組第2組第3組黑色黑色黑色褐色黑色紅色后代皮毛顏色及數(shù)量黑色(1只)、褐色(1只)、紅色(1只)、黃色(1只)黑色(1只)、紅色(1只)、黃色(1只)黑色(1只)、黃色(1只)(1)請寫出第1組交配實驗的遺傳圖解。(2)第2組交配實驗中，親本黑色的基因型為_；子一代黃色小狗在減數(shù)分裂產(chǎn)生精子的過程中_(填“會”或“不會”)發(fā)生非同源染色體的自由組合；子一代黑色雌狗與黃色雄狗交配，產(chǎn)下的小狗是紅色雄性的概率為_。(3)第3組雜交親本再生一只褐色小狗的概率是_。(4)請利用上述表中的小黃狗，設計一個實驗驗證A、a和B、b這兩對等位基因位于兩對同源染色體上。雜交方案(寫出性別、表現(xiàn)型、數(shù)量)：_。預測實驗結(jié)果：_。答案(1)如圖PAaBbAaBb黑色黑色F1A_B_A_bbaaB_aabb黑色紅色褐色黃色(2)AaBb會1/12(3)1/8(4)讓第1組親本中黑色雄狗與這三組實驗中的多只黃色雌狗交配后代出現(xiàn)黑色、褐色、紅色和黃色四種表現(xiàn)型，且比例接近1111解析第2組雜交實驗的親本中黑色雌狗的基因型為AaBb；子一代黑色雌狗的基因型可能為1/3AaBB或2/3AaBb，與黃色雄狗(aabb)交配，產(chǎn)下紅色雄狗的概率為2/31/21/21/21/12。第3組雜交親本中黑色雌狗的基因型為AaBb，紅色雄狗的基因型為Aabb，它們再生一只褐色小狗的概率為1/41/21/8。推斷親代的基因型1基因填充法例：番茄紫莖(A)對綠莖(a)為顯性，缺刻葉(B)對馬鈴薯葉(b)為顯性。這兩對性狀的遺傳遵循自由組合定律。已知以紫莖缺刻葉與綠莖缺刻葉作親本雜交，遺傳圖解如下：紫莖缺刻葉綠莖缺刻葉321紫缺101紫馬310綠缺107綠馬。試確定親本的基因型。解題思路：(1)根據(jù)題意，確定親本的基因型為：A_B_、aaB_。(2)根據(jù)后代有隱性性狀綠莖(aa)與馬鈴薯葉(bb)可推得每個親本都至少有一個a與b。因此親本基因型：AaBbaaBb。2分解組合法例：小麥的毛穎(P)對光穎(p)為顯性，抗銹病(R)對不抗銹病(r)為顯性。這兩對性狀的遺傳遵循自由組合定律。已知以毛穎感銹病與光穎抗銹病兩植株作親本雜交，子代為毛穎抗銹病毛穎感銹病光穎抗銹病光穎感銹病1111。請寫出兩親本的基因型。解題思路：(1)將兩對性狀分解為毛穎光穎11，抗銹病感銹病11。 (2)根據(jù)親本的表現(xiàn)型確定親本部分基因型是P_rrppR_，只有Pppp，子代才能表現(xiàn)為毛穎光穎11，同理，只有rrRr，子代才能表現(xiàn)為抗銹病感銹病11。綜上所述，親本基因型分別是Pprr與ppRr。3性狀分離比推斷(1)9331AaBbAaBb。(2)1111AaBbaabb或AabbaaBb。(3)3311AaBbAabb或AaBbaaBb。(4)31AabbAabb、AaBBAaBB、AABbAABb等(只要其中一對符合一對相對性狀遺傳實驗的F1自交類型，另一對相對性狀雜交只產(chǎn)生一種表現(xiàn)型即可)?？键c三兩對相對性狀遺傳中出現(xiàn)異常分離比的分析方法雙雜合的F1自交和測交后代的表現(xiàn)型比例分別為9331和1111，但如果基因之間相互作用及出現(xiàn)致死等原因，會導致自交和測交后代的比例發(fā)生改變。根據(jù)下表中不同條件，總結(jié)自交和測交后代的比例。(1)先思考后討論完成下表序號特值原因自交后代比例測交后代比例1存在一種顯性基因(A或B)時表現(xiàn)為同一種性狀，其余正常表現(xiàn)9611212A、B同時存在時表現(xiàn)為一種性狀，否則表現(xiàn)為另一種性狀97133aa(或bb)成對存在時，表現(xiàn)雙隱性性狀，其余正常表現(xiàn)9341124只要存在顯性基因(A或B)就表現(xiàn)為同一種性狀，其余正常表現(xiàn)15131(2)先思考后討論完成下表序號特值原因自交后代比例測交后代比例1顯性基因在基因型中的個數(shù)影響性狀表現(xiàn)(數(shù)量遺傳)AABB(AaBB、AABb)(AaBb、aaBB、AAbb)(Aabb、aaBb)aabb14641AaBb(Aabb、aaBb)aabb1212顯性純合致死(如AA、BB致死)AaBbAabbaaBbaabb4221，其余基因型個體致死AaBbAabbaaBbaabb11113隱性純合致死(自交情況)自交出現(xiàn)933(雙隱性致死)自交出現(xiàn)91(單隱性致死)5某種植物的花色由兩對獨立遺傳的等位基因A、a和B、b控制?；駻控制紅色素合成(AA和Aa的效應相同)，基因B為修飾基因，BB使紅色素完全消失，Bb使紅色素顏色淡化?，F(xiàn)用兩組純合親本進行雜交，實驗結(jié)果如下：(1)這兩組雜交實驗中，白花親本的基因型分別是_。(2)讓第1組F2的所有個體自交，后代的表現(xiàn)型及比例為_。(3)第2組F2中紅花個體的基因型是_，F(xiàn)2中的紅花個體與粉紅花個體隨機雜交，后代開白花的個體占_。(4)從第2組F2中取一紅花植株，請你設計實驗，用最簡便的方法來鑒定該植株的基因型。(簡要寫出設計思路即可)_。答案(1)AABB、aaBB(2)紅花粉紅花白花323(3)AAbb或Aabb1/9(4)讓該植株自交，觀察后代的花色解析(1)由題干信息可推出，粉紅花的基因組成為A_Bb。由第1組F2的性狀分離比121可知，F(xiàn)1的基因型為AABb，親本的基因型為AABB和AAbb；由第2組F2的性狀分離比367(即9331的變形)可知，F(xiàn)1的基因型為AaBb，親本的基因型為aaBB和AAbb。(2)第1組F2的基因型為1/4AABB(白花)、1/2AABb(粉紅花)、1/4AAbb(紅花)。1/4AABB(白花)和1/4AAbb(紅花)自交后代還是1/4AABB(白花)和1/4AAbb(紅花)，1/2AABb(粉紅花)自交后代為1/8AABB(白花)、1/4AABb(粉紅花)、1/8AAbb(紅花)。綜上所述，第1組F2的所有個體自交，后代的表現(xiàn)型及比例為紅花粉紅花白花323。(3)第2組F2中紅花個體的基因型為AAbb、Aabb，粉紅花個體的基因型為1/3AABb、2/3AaBb。只有當紅花個體基因型為Aabb，粉紅花個體基因型為AaBb時，雜交后代才會出現(xiàn)開白花的個體，故后代中開白花的個體占2/32/31/41/9。(4)第2組F2中紅花植株的基因型為AAbb或Aabb，可用自交或測交的方法鑒定其基因型，自交比測交更簡便。6某種自花受粉植物的花色分為白色、紅色和紫色。現(xiàn)有4個純合品種：1個紫色(紫)、1個紅色(紅)、2個白色(白甲和白乙)。用這4個品種做雜交實驗，結(jié)果如下：實驗1：紫紅，F(xiàn)1表現(xiàn)為紫，F(xiàn)2表現(xiàn)為3紫1紅；實驗2：紅白甲，F(xiàn)1表現(xiàn)為紫，F(xiàn)2表現(xiàn)為9紫3紅4白；實驗3：白甲白乙，F(xiàn)1表現(xiàn)為白，F(xiàn)2表現(xiàn)為白；實驗4：白乙紫，F(xiàn)1表現(xiàn)為紫，F(xiàn)2表現(xiàn)為9紫3紅4白。綜合上述實驗結(jié)果，請回答：(1)上述花色遺傳所遵循的遺傳定律是_。(2)寫出實驗1(紫紅)的遺傳圖解(若花色由一對等位基因控制，用A、a表示，若由兩對等位基因控制，用A、a和B、b表示，以此類推)。(3)為了驗證花色遺傳的特點，可將實驗2(紅白甲)得到的F2植株自交，單株收獲F2中紫花植株所結(jié)的種子，每株的所有種子單獨種植在一起可得到一個株系，觀察多個這樣的株系，則理論上，在所有株系中有4/9的株系F3花色的表現(xiàn)型及其數(shù)量比為_。答案(1)自由組合定律(2)或(3)9紫3紅4白解析(1)由9紫3紅4白容易想到花色由兩對等位基因控制，且符合基因的自由組合定律。(2)由9紫3紅4白可知，占9份的紫花的基因型為A_B_。純合紫花與純合紅花雜交，F(xiàn)1表現(xiàn)為紫花，F(xiàn)2表現(xiàn)為3紫