苏教版（2019）高中生物必修二 1..3两对相对性状的杂交实验与自由组合现象的解释第1课时　 教案

1.3 自由组合定律
第1课时 两对相对性状的杂交实验与自由组合现象的解释
教学目标
阐明有性生殖中基因的自由组合使得子代的基因型和表型有多种可能。
核心素养
1．生命观念：基于对孟德尔杂交实验的分析，理解自由组合。
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。
一、两对相对性状的杂交实验——发现问题
1．过程与结果
P　　　　　　　黄色圆粒×绿色皱粒
↓
F1　　　　　　　　　黄色圆粒
↓
F2
2．分析
(1)性状的显隐性
(2)相对性状的分离比
二、对自由组合现象的解释——提出假说
1．理论解释
(1)根据两对相对性状的杂交实验，孟德尔推断，豌豆种子的黄色和绿色、圆形和皱形这两对相对性状是独立遗传的。也就是说，控制子叶颜色、种子形状这两对相对性状的遗传因子是互不干扰的，在产生配子时，F1(YyRr)中Y与y、R与r的分离是相互独立的。
(2)孟德尔还推断，控制这两对相对性状的遗传因子之间可以自由组合。也就是说，Y与R或r结合的机会相同，y与R或r结合的机会也相同。
(3)因此，一对相对性状的分离与不同相对性状之间的组合是彼此独立、互不干扰的。
2．遗传图解
(1)过程图解
(2)F2中各种性状表现对应的遗传因子组合类型
①双显型：黄色圆粒——YYRR、YyRR、YYRr、YyRr。
②一显一隐型
③双隐型：绿色皱粒：yyrr。
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．在孟德尔两对相对性状的杂交实验中，F1的性状表现与亲本中黄色圆粒作为母本还是父本无关。 (　　)
2．杂种F1(YyRr)产生4个配子，比例为1∶1∶1∶1。 (　　)
3．纯合的绿色圆粒豌豆与黄色皱粒豌豆杂交，F2中重组类型比例为3/8。 (　　)
4．在孟德尔两对相对性状的杂交实验中，F2的基因型有4种，比例为9∶3∶3∶1。 (　　)
5．F2中纯合子所占的比例为1/4。 (　　)
[答案]　1．√
2．×　提示：F1会产生4种多个配子。
3．×　提示：纯合的绿色圆粒豌豆与黄色皱粒豌豆杂交，F2中重组类型比例为5/8。
4．×　提示：两对相对性状的杂交实验中，F2表型有4种，基因型有9种。
5．√
两对相对性状的杂交实验
1．两对相对性状是指粒色(黄色和绿色)和粒形(圆粒和皱粒)。
2．实验过程及分析如下：
(2)结论
(3)分析
综合分析两对相对性状：
黄色圆粒：(3/4)×(3/4)＝9/16；
绿色圆粒：(1/4)×(3/4)＝3/16；
黄色皱粒：(3/4)×(1/4)＝3/16；
绿色皱粒：(1/4)×(1/4)＝1/16。
即黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒＝9∶3∶3∶1。
特别提示
(1)重组类型是指F2中与亲本(不是F1)表型不同的个体，而不是基因型与亲本不同的个体。
(2)若亲本为纯合的黄圆和绿皱，则F2中的绿圆(3/16)和黄皱(3/16)为重组类型，若亲本为纯合的绿圆和黄皱，则F2中黄圆(9/16)和绿皱(1/16)为重组类型。
两对相对性状的杂交实验中，F2中9∶3∶3∶1分离比成立的条件
(1)亲本必须是纯种。
(2)两对相对性状由两对成对的遗传因子控制，且是完全显性遗传。
(3)配子全部发育良好，后代存活率相同。
(4)所有后代都应处于一致的环境中，而且存活率相同。
(5)材料丰富，后代数量足够多。
1．小麦高秆对矮秆为显性，抗病对不抗病为显性，用纯种的高秆抗病和矮秆不抗病两个品种做亲本，在F2中选育矮秆抗病类型，其在F2中所占的比例约为(　　)
A．1/16　　　B．2/16　　　C．3/16　　　D．4/16
C　[ 高秆抗病与矮秆不抗病品种杂交得F1，F1自交所得F2有4种表现类型，比例为9∶3∶3∶1，其中矮秆抗病类型占F2的3/16。]
2．(多选)孟德尔选用纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆进行两对相对性状的杂交实验，以下说法正确的是(　　)
A．只能对黄色圆粒豌豆进行去雄，采集绿色皱粒豌豆的花粉
B．豌豆的黄色和绿色是指子叶的颜色而不是种皮的颜色
C．F2中亲本所没有的性状组合豌豆占总数的3/8
D．对每对相对性状单独进行分析，F2出现1∶2∶1的性状分离比
BC　[孟德尔选用纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆进行两对相对性状的杂交实验过程中，无论是正交还是反交都得到了相同的结论，所以黄色圆粒豌豆既可作为母本也可作为父本，A错误；豌豆的黄色和绿色是指子叶的颜色，而种皮由当代母本遗传因子组成决定，B正确；在两对相对性状的杂交实验中，F2出现了亲本的性状组合(黄色圆粒和绿色皱粒)，也出现了亲本所没有的性状组合(绿色圆粒和黄色皱粒)，其中，亲本所没有的性状组合占总数的6/16，C正确；孟德尔对每对相对性状单独进行分析，结果发现每对相对性状的遗传都遵循分离定律，即后代的性状分离比为3∶1,1∶2∶1是遗传因子组合类型的比例，D错误。]
特别提示
豌豆粒色≠豌豆种皮颜色，豌豆的粒色(黄色和绿色)是指子叶的颜色，是由受精卵发育而来的，而种皮是母本的一部分。
对自由组合现象的解释
1．用分离定律分析两对相对性状的杂交实验
F2
1/4YY(黄) 2/4Yy(黄) 1/4yy(绿)
1/4RR(圆) 2/4Rr(圆) 1/16YYRR 2/16YyRR 2/16YYRr 4/16YyRr (黄色圆粒) 1/16yyRR 2/16yyRr (绿色圆粒)
1/4rr(皱) 1/16YYrr 2/16Yyrr (黄色皱粒) 1/16yyrr (绿色皱粒)
2.两对相对性状杂交实验中F2基因型和性状表现的种类及比例
F2共有16种组合，9种遗传因子组合，4种性状表现类型。
(1)遗传因子组合
(2)性状表现类型
特别提示
亲本不同，F2中重组类型及其比例也不同
(1)当亲本遗传因子组成为YYRR和yyrr时，F2中重组性状所占比例是3/16＋3/16＝6/16。
(2)当亲本遗传因子组成为YYrr和yyRR时，F2中重组性状所占比例是1/16＋9/16＝10/16。
3．图解法分析F1(YyRr)产生配子的种类及比例
(1)图解示意
F1产生的配子：YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1。
(2)F1产生的雌雄配子随机结合
①配子结合方式：16种。
②遗传因子的组合形式：9种。
应用实践：1．孟德尔利用黄色圆粒与绿色皱粒杂交实验中，F2的重组类型中纯合子的遗传因子组成是什么？占重组类型的比例为多少？
提示：YYrr、yyRR；1/3。
2．在两对相对性状的杂交实验中，F2中纯合的黄色圆粒豌豆所占比例是多少？F2的绿色圆粒豌豆中杂合子所占比例是多少？
提示：1/16；2/3。
1．(多选)在孟德尔两对相对性状杂交实验中，F1黄色圆粒豌豆(YyRr)自交产生F2。下列叙述正确的是(　　)
A．F1产生4种配子，雌配子的比例为1∶1∶1∶1
B．F1产生基因型为YR的卵细胞和基因型为YR的精子数量之比为1∶1
C．自由组合定律是指F1产生的4种类型的精子和卵细胞可以自由组合
D．F1产生的精子中，基因型为YR和基因型为yr的比例为1∶1
AD　[F1产生4种配子，不是4个；F1产生4种精子和4种卵细胞，且YR∶yR∶Yr∶yr＝1∶1∶1∶1,4种精子和卵细胞可以随机结合，但精子的数量远多于卵细胞的数量；自由组合是指形成配子时，控制不同性状的遗传因子自由组合。]
2．番茄的高茎对矮茎为显性，红果对黄果为显性。现有高茎黄果的纯合子(TTrr)和矮茎红果的纯合子(ttRR)杂交，按自由组合定律遗传，则：
(1)F2中出现的重组类型个体占总数的________。
(2)F2中高茎红果番茄占总数的________，矮茎红果番茄占总数的________，高茎黄果中纯合子占________。
(3)若F2共收获800个番茄，其中黄果番茄约有______________个。
[解析]　(1)重组类型为高茎红果(T_R_)和矮茎黄果(ttrr)，占F2的比例为9/16＋1/16＝5/8。 (2)高茎黄果中纯合子所占比例为＝＝1/3。(3)F2中黄果占1/4，故其个数约为(1/4)×800＝200(个)。
[答案]　(1)5/8　(2)9/16　3/16　1/3　(3)200
重组类型的确定及概率计算
(1)纯合亲本的杂交组合有两种类型：一种是双显(AABB)和双隐(aabb)，另一种是一显一隐(AAbb)和一隐一显(aaBB)。这两种情况下，F2中的重组类型及所占比例是不同的。
(2)概率计算要确定范围。若求重组类型中的纯合子所占比例，范围是重组类型，而不是全部F2个体，不能忽略求解范围。
小结：
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，它们是YR、Yy、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种遗传因子组合，4种性状表现，比例为9∶3∶3∶1。
1．用纯种的黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交，F1全部是黄色圆粒，F1自交得F2，在F2中杂合的绿色圆粒有2 400个，推测纯合的黄色皱粒有(　　)
A．4 800个　　　　 B．2 400个
C．3 600个 D．1 200个
D　[用纯合的黄色圆粒豌豆(YYRR)与绿色皱粒豌豆(yyrr)杂交，F1全是黄色圆粒(YyRr)，F1(YyRr)自交，F2中杂合的绿色圆粒的基因型是yyRr，在F2中所占的比例是(1/4)×(1/2)＝1/8；已知在F2中杂合的绿色圆粒有2 400个，所以F2总量为2 400÷(1/8)＝19 200(个)；又因为F2中纯合黄色皱粒(YYrr)占总数的1/16，所以F2中纯合黄色皱粒的个数是19 200×(1/16)＝1 200(个)。A、B、C错误，D正确。]
2．下表是具有两对相对性状的亲本杂交得到的子二代的遗传因子组成，其中部分遗传因子组成并未列出，而仅用阿拉伯数字表示。下列选项错误的是(　　)
YR Yr yR yr
YR 1 3 YyRR YyRr
Yr YYRr YYrr 4 Yyrr
yR 2 YyRr yyRR yyRr
yr YyRr Yyrr yyRr yyrr
A．1、2、3、4的性状都一样
B．在此表格中，YYRR只出现一次
C．在此表格中，YyRr共出现四次
D．遗传因子组成出现概率的大小顺序为4>3>2>1
D　[题干图中1、2、3、4的遗传因子组成分别是YYRR、YyRR、YYRr、YyRr，表型都是双显性个体(黄色圆粒)，A正确；分析表格遗传因子组成，YYRR只出现一次，YyRr共出现四次，B、C正确；图中1、2、3、4的遗传因子组成分别是1/16YYRR、2/16YyRR、2/16YYRr、4/16YyRr，因此遗传因子组成出现概率的大小顺序为4>2＝3>1，D错误。]
3．用黄色皱粒(YYrr)与绿色圆粒(yyRR)豌豆作亲本杂交得到F1，从F1自花传粉所结的种子中任取1粒绿色圆粒，该种子是杂合子的概率为(　　)
A．1 B．1/3
C．2/3 D．3/4
C　[从F1自花传粉所结的种子中任取1粒绿色圆粒(1/16yyRR、2/16yyRr)，该种子是杂合子的概率为2/16÷(1/16＋2/16)＝2/3。]
4．用具有两对相对性状的两纯种豌豆作亲本，杂交获得F1，F1自交得F2，F2中黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒的比例为9∶3∶3∶1，与F2出现这样的性状表现与比例无直接关系的是(　　)
A．亲本必须是纯种黄色圆粒豌豆与纯种绿色皱粒豌豆
B．F1产生的雄、雌配子各有4种，比例为1∶1∶1∶1
C．F1自交时4种类型的雄、雌配子的结合是随机的
D．F1的16种配子结合方式都能发育成新个体
A　[F2出现这样的表型与比例，亲本不一定是纯种黄色圆粒豌豆与纯种绿色皱粒豌豆，也可以是纯种黄色皱粒豌豆与纯种绿色圆粒豌豆，A项符合题意。]
5．豌豆种子的子叶黄色和绿色分别由基因Y、y控制，形状圆粒和皱粒分别由基因R、r控制(其中Y对y为显性，R对r为显性)。某一科技小组在进行遗传实验时，用黄色圆粒和绿色圆粒豌豆进行杂交，发现后代有4种性状表现，对每对相对性状作出统计结果如图所示，试回答下列问题：
(1)每对相对性状的遗传符合________定律。
(2)亲代基因型：黄色圆粒为________，绿色圆粒为________。
(3)杂交后代中纯合子的性状表现有________________________
______________________________________________________。
(4)杂交后代中黄色皱粒占________。
(5)子代中能稳定遗传的个体占________%。
(6)在杂交后代中非亲本类型的性状组合占________。
(7)若将子代中的黄色圆粒豌豆自交，理论上，后代中的性状表现及其比例是________________。
[解析]　自由组合定律研究的是两对或两对以上的基因的遗传规律，但对每对基因来说，仍然符合分离定律。在本题中，由于子代中圆粒和皱粒的比例是3∶1，黄色和绿色的比例是1∶1，故亲本的遗传因子组合中黄色圆粒应是YyRr、绿色圆粒是yyRr，然后根据遗传的基本定律分别计算出相应的结果。最后一个小题要特别注意，F1的黄色圆粒中有两种基因型：YyRR和YyRr，且两者的比例为1∶2，即前者占1/3，后者占2/3。在统计它们自交后代的性状表现类型比例时，应该乘上该系数，即1/3YyRR[1/3(3/4黄圆和1/4绿圆)]、2/3YyRr[2/3(9/16黄圆、3/16黄皱、3/16绿圆和1/16绿皱)]，结果出现黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒＝15∶5∶3∶1的比例。
[答案]　(1)分离　(2)YyRr　yyRr　(3)绿色圆粒、绿色皱粒　(4)1/8　(5)25　(6)1/4　(7)黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒＝15∶5∶3∶1