第1课时 减数分裂产生精子或卵细胞
课标内容要求
核心素养对接
阐明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞。
1．生命观念：理解细胞生命活动的动态变化，认知生命形成的规律。2．科学思维：归纳总结各概念之间的关系。
一、减数分裂产生精子或卵细胞
1．减数分裂可以看做是一种特殊的有丝分裂。
2．减数分裂可分为减数第一次分裂和减数第二次分裂两个主要阶段。
3．减数分裂的意义
(1)子代既能有效地获得父母双方的遗传物质，确保遗传的稳定性，又能保持遗传的多样性，增强子代适应环境变化的能力。
(2)减数分裂是生物有性生殖的基础，也是生物遗传、生物进化和生物多样性的重要保证。
二、减数第一次分裂
1．减数分裂前间期
(1)主要变化：精原细胞经过生长发育，体积增大，细胞核中染色体复制(包括DNA复制和有关蛋白质合成)后，发育成为初级精母细胞(primary
spermatocyte)。
(2)结果：完成染色体复制的初级精母细胞中，每条染色体都含有两条姐妹染色单体(chromatid)，它们呈染色质状，由一个着丝粒连接。
2．减数第一次分裂
时期
图像
主要变化
前期Ⅰ
(1)同源染色体联会形成四分体。(2)联会时，同源染色体中的非姐妹染色单体之间可能发生对等片段的交换，通过显微镜可以观察到交换后的交叉现象(如左图)。(3)核仁逐渐消失，核膜逐渐解体，纺锤体出现
中期Ⅰ
(1)同源染色体成对排列在赤道面的位置上。(2)每条染色体的着丝粒分别与纺锤丝相连
后期Ⅰ
(1)同源染色体分离，在纺锤丝的作用下，分别移向细胞两极。(2)每条染色体仍然含有两条姐妹染色单体
末期Ⅰ
(1)染色体解螺旋，逐渐变为染色质。(2)核膜、核仁重新出现(3)细胞缢裂，一个初级精母细胞分裂成两个次级精母细胞。(4)次级精母细胞中染色体数量只有初级精母细胞中的一半
3.减数第二次分裂
时期
图像
主要变化
前期Ⅱ
(1)染色质再次螺旋化变成染色体。(2)核膜解体，核仁逐渐消失。(3)纺锤体再次出现
中期Ⅱ
在纺锤丝的作用下，染色体的着丝粒再次排列在赤道面的位置上
后期Ⅱ
两条姐妹染色单体分离，在纺锤丝的牵引下，分别移向细胞两极
末期Ⅱ
(1)细胞缢裂，两个次级精母细胞最终分裂成四个精细胞。(2)精细胞中染色体数量为体细胞的一半
4.减数分裂与有丝分裂的区别
(1)减数分裂只发生在有性生殖细胞形成过程中的某个阶段。
(2)减数分裂前染色体只复制一次，减数分裂时细胞连续分裂两次，产生四个子代细胞，结果子代细胞中染色体数量为原先的一半。
(3)减数分裂过程中会出现同源染色体配对(联会)，而同源染色体非姐妹染色单体之间还会发生交换和重组。
5．观察植物细胞的减数分裂：观察植物细胞减数分裂的材料很多，常用的是花药中的花粉母细胞。
6．减数分裂概念：进行有性生殖的生物在形成成熟的生殖细胞时所特有的细胞分裂方式。通过减数分裂形成的成熟的生殖细胞在染色体数量上是体细胞的一半。
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．只有进行有性生殖的生物，才能进行减数分裂。
( )
2．精原细胞是通过减数分裂形成的。
( )
3．减数分裂过程中，配对的染色体一定是同源染色体。
( )
4．精子所含染色体数与次级精母细胞相同。
( )
5．分裂间期染色体复制，染色体数和核DNA分子数均加倍。
( )
6．姐妹染色单体分开后形成的2条染色体是一对同源染色体。
( )
[答案] 1．√
2．× 提示：精原细胞可通过有丝分裂进行增殖，通过减数分裂形成成熟的生殖细胞。
3．√
4．× 提示：在后期Ⅱ，着丝粒分裂导致染色体数加倍，此时次级精母细胞中染色体数为精子中染色体数的两倍。
5．× 提示：分裂间期染色体复制，染色体数不变，核DNA数加倍。
6．× 提示：姐妹染色单体分开后形成的2条染色体来自一个亲本，不是同源染色体。
减数分裂的相关概念
在减数分裂过程中，染色体发生了一系列变化，因而产生了几组相似的概念，结合下面图示对这几组相关概念加以辨析。
1．染色体与染色单体
(1)染色体数等于着丝粒数(图中A、B、C、D都是一条染色体，因为它们都只有一个着丝粒)。
①复制前：每条染色体上有1个DNA分子；
②复制后：每条染色体上有2个DNA分子；
③两种情况下每个细胞中都含有4条染色体。
(2)染色单体的形成是DNA复制的结果，图中a与a′为姐妹染色单体，a与b、b′属于同源染色体上的非姐妹染色单体，a与c、c′、d、d′属于非同源染色体上的非姐妹染色单体。
2．同源染色体与非同源染色体
(1)同源染色体
①来源：一条来自父方，一条来自母方。
②形状和大小：一般相同(X、Y不相同)。
③关系：在减数分裂过程中进行两两配对。
④实例：A与B为同源染色体，C与D也为同源染色体。
(2)非同源染色体
实例：A和C、A和D、B和C、B和D为非同源染色体。
3．联会和四分体
联会是指同源染色体两两配对的现象。A和B、C和D正在配对，能配对的一对同源染色体共同构成了一个四分体。此时图中共有两个四分体，即四分体的个数＝减数分裂中配对的同源染色体对数。
4．同源染色体与四分体
四分体是同源染色体的特殊存在形式，其特殊性在于减数分裂过程中同源染色体的联会配对，此时联会的一对同源染色体含有四条染色单体，故称为四分体。即联会以后的一对同源染色体可组成一个四分体。
5．概念之间的数量关系
1个四分体＝1对同源染色体＝2条染色体＝4条染色单体＝4个DNA分子。
1．下列关于同源染色体与四分体的叙述，正确的是
( )
A．两条染色体复制后形成一个四分体
B．一对同源染色体就是一个四分体
C．同源染色体联会后形成四分体
D．X染色体和Y染色体不是同源染色体
C [两条染色体复制后如不能联会，则不会形成一个四分体，A错误；一对同源染色体只有在减数分裂过程中发生联会时，才会形成一个四分体，B错误；联会后的一对同源染色体形成四分体，C正确；X染色体和Y染色体的形态、大小虽然不同，但能发生联会，所以是同源染色体，D错误。]
2．下图表示某细胞正在进行正常的减数分裂，有关该图的叙述正确的是( )
A．处于减数分裂Ⅰ时期，有4个四分体
B．有4对同源染色体，8条染色单体
C．1和2、1和3之间均可能发生交换现象
D．减数分裂完成，每个子细胞中只有2条染色体
D [该细胞处于减数分裂Ⅰ前期，有2个四分体，A错误；细胞内A和B为同源染色体，C和D为同源染色体，有2对同源染色体，B错误；交换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，C错误；减数分裂完成产生的生殖细胞中染色体数目减半，每个子细胞中只有2条染色体，D正确。]
同源染色体的三个认识误区
(1)不要认为有丝分裂过程中不存在同源染色体，实际上有丝分裂过程中存在同源染色体，只是同源染色体不联会、不形成四分体，也没有同源染色体的分离过程。
(2)不要认为减数分裂过程中都存在同源染色体，实际上减数分裂Ⅰ过程中存在同源染色体，减数分裂Ⅱ过程中不存在同源染色体。
(3)不要认为同源染色体形态和大小都相同，实际上男性的两条性染色体形态和大小不同，但二者在减数分裂过程中能联会，为同源染色体。
减数分裂的过程分析
1．细胞分裂图像的鉴别
时期
有丝分裂
减数第一次分裂
减数第二次分裂
前期
有同源染色体，无联会，染色体散乱分布
有同源染色体，且有联会和四分体
无同源染色体，无联会，染色体散乱分布
中期
有同源染色体，染色体的着丝粒排列在赤道面的位置上
有同源染色体，同源染色体成对地排列在赤道面的位置上
无同源染色体，染色体的着丝粒排列在赤道面的位置上
后期
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，细胞中有同源染色体
同源染色体分开，每一极细胞中无同源染色体
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，细胞中无同源染色体
2.鉴别细胞分裂图像的常用方法
(1)前期的鉴别
(2)中期的鉴别
(3)后期的鉴别
合作探究：下图是动物精巢中减数分裂的过程示意图，请分析回答下列问题：
(1)与有丝分裂相比，甲过程染色体有哪些特殊行为？
提示：①同源染色体联会，形成四分体；②四分体中的非姐妹染色单体间发生互换；③同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合。
(2)细胞B、C中有没有同源染色体？有没有姐妹染色单体？
提示：B、C中无同源染色体，有姐妹染色单体。
(3)染色体数目减半和姐妹染色单体的消失分别发生在图中的哪个过程？
提示：染色体数目减半发生在甲(减数分裂Ⅰ)过程中，姐妹染色单体消失发生在乙(减数分裂Ⅱ)过程中。
(4)不考虑互换，细胞D、E的染色体组成是否相同？如果考虑互换呢？
提示：若不考虑互换，则细胞D、E的染色体组成相同；若考虑互换，则细胞D、E的染色体组成不一定相同。
1．(多选)下列关于右图的叙述正确的是( )
A．该细胞为减数第一次分裂中期的动物细胞
B．④的①和③在减数第二次分裂后期分开
C．细胞中含有两对同源染色体，其中④和⑦为一对同源染色体
D．在后期时，移向同一极的染色体均含同源染色体
ABC [低等植物或动物细胞中含有中心体，该细胞有中心体，无细胞壁，为动物细胞。减数第一次分裂中期的特征：每对同源染色体排列在赤道面的位置上。染色体的数目＝着丝粒的数目；能进行联会的两条染色体为同源染色体，能进行同源染色体联会的细胞分裂方式一定是减数分裂；在减数第一次分裂后期的细胞中，移向同一极的染色体都是非同源染色体，因为同源染色体发生了分离。]
2．已知某种细胞有G、g和H、h两对同源染色体。某同学用示意图表示这种细胞在正常减数分裂过程中可能产生的细胞。其中表示错误的是( )
A B C D
D [后期Ⅰ同源染色体分离进入不同的子细胞，后期Ⅱ着丝粒分裂，姐妹染色单体分离后平均移向细胞两极。如题干图，A、B所示为处于减数分裂Ⅱ的次级性母细胞图像，细胞中无大小、形态相同的同源染色体，A、B均正确；C、D所示图像为减数分裂结束形成的生殖细胞，D所示图中含有大小、形态相同的同源染色体，故D错误。]
细胞分裂坐标图
1．减数分裂过程中，一个细胞中染色体数目和核DNA含量的变化
(1)曲线变化
(2)曲线分析
①染色体数目的变化和核DNA分子含量的变化不是完全平行的，因为复制后的染色体数目没有加倍，而DNA分子含量已加倍。
②在DNA复制之前(AB段和ab段)和后期Ⅱ着丝粒分裂之后(FH段和f′h段)，染色体∶核DNA＝1∶1。
③在完成DNA复制之后到后期Ⅱ着丝粒分裂之前(CF段和cf段)，染色体∶核DNA＝1∶2。
④BC(bc)段表示DNA(染色体)的复制，核DNA含量加倍，但是染色体数目不变。
⑤DE(de)段表示减数分裂Ⅰ结束时，同源染色体分配到两个子细胞中，每个细胞内核DNA和染色体数目均减半。
⑥ff′段表示着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍，但是核DNA含量不变。
⑦H(h)点表示减数分裂Ⅱ结束后，由姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体分别分配到两个子细胞中。
曲线判断方法
2．每条染色体中DNA含量的变化
对上图曲线的解释：
B→C
C→D
D→E
减数分裂对应时期
MⅠ全过程和MⅡ前期、MⅡ中期
MⅡ后期
MⅡ末期
有丝分裂对应时期
前期和中期
后期
末期
3.细胞分裂过程中染色体和核DNA数量变化曲线的变式——直方图
直方图实质上是坐标曲线图的变形，反映染色体、核DNA或染色单体数量的变化。在直方图中，染色体和DNA的含量不可能是0，但染色单体会因着丝粒的分裂而消失，所以直方图中表示的某结构若出现0，则其一定表示染色单体。如图所示：
有丝分裂
减数分裂(以精子形成为例)
图注
1．(多选)下图是果蝇的一个精原细胞分裂过程中核DNA分子数的变化图，下列相关说法正确的是( )
A．有丝分裂发生在AE段中，减数分裂发生在FL段中
B．CD段和GH段染色体数目都相等
C．GH段都存在染色单体
D．最后形成的精细胞中，染色体和核DNA分子数都是体细胞的一半
ACD [分析曲线变化可知，AE段核DNA分子数一次加倍一次减半，应表示有丝分裂过程，FL段核DNA分子数一次加倍，连续两次减半，应表示减数分裂过程，A正确；CD段包括有丝分裂前、中、后期，细胞内染色体数目为8条或16条，GH段为减数分裂Ⅰ，细胞内染色体数目为8条，存在染色单体，B错误，C正确；最后形成的精细胞中，染色体和核DNA分子数都是体细胞的一半，D正确。]
2．图1表示含有两对同源染色体的动物组织切片显微图像，图2表示该动物细胞分裂过程中不同时期染色体数、染色单体数和核DNA分子数的关系。请分析回答下列问题：
图1
图2
(1)图1中，含有同源染色体的细胞是________。细胞②的名称为____________。
(2)图2中，________(填字母)表示染色单体数。图1中的细胞________(填序号)处于图2中的甲时期。
(3)在图2中丙处绘出细胞③产生的子细胞中染色体数、染色单体数和核DNA分子数的柱形图。
[解析] 由题干图可知，细胞①处于减数分裂Ⅰ前期，细胞②处于减数分裂Ⅱ后期，细胞③处于减数分裂Ⅱ前期，细胞④处于有丝分裂中期。
(1)进行有丝分裂和减数分裂Ⅰ的细胞含有同源染色体。细胞②中无染色单体，细胞质不均等分裂，故细胞②表示次级卵母细胞。
(2)图2中，只有b的数目可以为0，所以b表示染色单体数目；甲的染色体、染色单体和核DNA分子数目分别为4、8、8，则图1中的①④处于图2中的甲时期。
(3)细胞③产生的子细胞中染色体数、染色单体数和核DNA分子数分别为2、0、2。
[答案] (1)①④ 次级卵母细胞 (2)b ①④ (3)见下图
[课堂小结]
知
识
网
络
构
建
核
心
语
句
背
诵
1．减数分裂的意义在于，子代既能有效地获得父母双方的遗传物质，确保遗传的稳定性，又能保持遗传的多样性，增强子代适应环境变化的能力。2.精原细胞通过有丝分裂增殖，通过减数分裂形成精细胞。3.减数第一次分裂的主要特征：同源染色体联会形成四分体；四分体中的非姐妹染色单体发生交换；同源染色体分离，分别移向细胞两极。4.减数第二次分裂的主要特征：每条染色体的着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，分别移向细胞的两极。5.1个四分体包含2条染色体，4条染色单体，4个DNA分子。6.减数分裂前染色体只复制一次，减数分裂时细胞连续分裂两次，产生四个子代细胞，结果子代细胞中染色体数量为原先的一半。
1．(多选)下列有关减数分裂的叙述，正确的是( )
A．减数分裂是一种特殊的有丝分裂，也有细胞周期
B．减数分裂前染色体复制一次，减数分裂过程中细胞分裂两次
C．产生的子细胞中染色体数目减半
D．精(卵)原细胞只可进行减数分裂
BC [减数分裂是指在原始生殖细胞(如动物的精原细胞或卵原细胞)发展为成熟的生殖细胞(如精子或卵细胞)的过程中，细胞分裂两次，使新产生的生殖细胞中染色体数目减半的过程。精(卵)原细胞自身的增殖方式是有丝分裂。]
2．下列有关四分体的叙述，正确的是( )
A．一条染色体经复制后，含有四条脱氧核苷酸长链
B．一对联会的同源染色体含有四条染色单体
C．含染色单体的任意两条染色体
D．形状和大小相同的两条染色体含有四个DNA分子
B [四分体是指每一对同源染色体含有四条染色单体，B正确。]
3．如图为减数分裂过程中细胞核内某物质的变化曲线，下列对此曲线分析正确的是( )
A．曲线AB段正在进行DNA复制
B．曲线BC段完成了着丝粒分裂
C．曲线DE段可能出现同源染色体互换现象
D．曲线FG段细胞内的着丝粒数目和体细胞一致
A [曲线AB段表示减数第一次分裂前的间期，此时正在进行DNA复制，A项正确；曲线BC段表示减数第一次分裂，该过程中没有着丝粒的分裂，B项错误；曲线DE段表示减数第二次分裂，该过程中不会出现同源染色体的互换，因为同源染色体的互换发生在减数第一次分裂前期；曲线FG段细胞内的着丝粒数目是体细胞的一半。]
4．下图曲线表示某生物(2n＝4)的体细胞分裂过程及精子形成过程中某些物质含量的变化。a～e分别表示分裂过程中的某时期的细胞分裂图。请据图回答下列问题：
(1)曲线中①～③段可表示细胞进行________分裂过程中的________数量变化。
(2)图a～e中与曲线②⑤位置相对应的细胞分别是___________。
(3)细胞a、b、c、d、e中含有同源染色体的是________，曲线中不含同源染色体的时期是________。
(4)与体细胞相比，a～e细胞中，核DNA含量加倍的是________。
(5)就染色体行为来说，b、e时期的共同特点是______________
_______________________________________________________
______________________________________________________。
[解析] (1)题图曲线可代表染色体的数量变化，在②阶段，染色体数目与体细胞相比增加了一倍，故①～③可表示有丝分裂过程。
(2)曲线中②⑤时期染色体数量均加倍，说明此时细胞处于分裂的后期，从染色体的数量上看，②为4n、⑤为2n，则②表示有丝分裂后期，⑤表示后期Ⅱ，分别对应e、b细胞。
(3)a～e细胞分别表示减数分裂Ⅰ四分体时期、后期Ⅱ、前期Ⅱ、有丝分裂中期和有丝分裂后期的图像，其中含有同源染色体的是a、d、e。曲线中从④开始，染色体数目减半，说明已经进入减数分裂Ⅱ时期，处于④⑤⑥时期的细胞内均不含同源染色体。
(4)与体细胞相比，核DNA含量加倍为4n的细胞为a、d、e。
(5)就染色体行为来说，b、e时期的共同特点是着丝粒分裂，染色单体分开成为染色体。
[答案] (1)有丝 染色体 (2)e、b (3)a、d、e ④⑤⑥
(4)a、d、e (5)着丝粒分裂，染色单体分开成为染色体
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-第2课时 哺乳动物生殖细胞的形成、受精作用孕育新的生命
课标内容要求
核心素养对接
说明进行有性生殖的生物体，其遗传信息通过配子传递给子代。
1．生命观念：初步运用结构与功能观，说明减数分裂和受精作用的定义。2．科学思维：概括归纳遗传的稳定性和多样性原因。3．科学探究：运用模型模拟哺乳动物精子和卵细胞的形成过程。
一、哺乳动物生殖细胞的形成
1．精子的形成
(1)场所：睾丸的曲细精管。
(2)过程
1个精原细胞(增殖方式：有丝分裂)
1个初级精母细胞2个次级精母细胞4个精细胞4个精子
(3)曲细精管(部分)模式图
2．卵细胞的形成
(1)场所：卵巢
(2)过程
二、受精作用孕育新的生命
1．受精作用
(1)过程(以人为例)：精子头部的细胞质膜首先与卵母细胞质膜融合，随即精子的细胞核和细胞质进入卵母细胞内，卵母细胞立即释放相应的物质，阻止其他精子的进入，然后两者的细胞核在细胞中部靠拢，相互融合，形成受精卵。
(2)人的受精过程示意图
(3)结果
受精卵中的染色体数量恢复到与该物种的体细胞一样，其中一半来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)。
(4)意义：通过减数分裂和受精作用，每种生物维持了前后代体细胞中染色体数量的恒定，也实现了遗传物质的重新组合。
2．有性生殖
(1)定义：由亲代产生有性生殖细胞或配子，经过两性生殖细胞或配子的结合成为合子(zygote)(如受精卵)，再由合子发育成新个体的生殖方式称为有性生殖。
(2)意义：由合子发育成的子代具备了双亲的遗传特性，这对于生物的生存和进化具有重要意义。
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．配子的多样性只与非同源染色体的自由组合有关。
( )
2．正常情况下，1个精原细胞产生的4个精子在染色体组成上两两相同。
( )
3．在卵细胞形成过程中，姐妹染色单体的分离发生在初级卵母细胞中。
( )
4．1个精原细胞和1个卵原细胞所产生成熟生殖细胞的个数比为1∶1。
( )
5．受精时精子全部进入卵细胞内。
( )
6．受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方。
( )
[答案] 1．× 提示：配子的多样性还与同源染色体中的非姐妹染色单体之间的互换有关。
2．√
3．× 提示：姐妹染色单体的分离发生在减数第二次分裂过程中，初级卵母细胞进行减数第一次分裂。
4．× 提示：1个精原细胞可以产生4个精子，而1个卵原细胞只能产生1个卵细胞。
5．× 提示：受精时精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。
6．√
哺乳动物生殖细胞的形成
1．精子和卵细胞形成过程的区别
精子的形成过程
卵细胞的形成过程
相同点
染色体的行为变化相同：在减数分裂前染色体复制，在减数分裂Ⅰ时同源染色体联会，形成四分体，非姐妹染色单体交换，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，减数分裂Ⅰ结束后染色体数目减半；减数分裂Ⅱ时着丝粒分裂，姐妹染色单体分开
不同点
场所
睾丸
卵巢
细胞质分裂
均等分裂
主要是不均等分裂
子细胞数目
1个精原细胞→4个精子
1个卵原细胞→1个卵细胞＋3个极体(消失)
是否变形
是
否
2.配子来源的判断方法
(1)以二倍体生物一个精原细胞的减数分裂(不考虑互换)为例，如图所示。
由图可知：①E和F、G和H的染色体组成完全相同，分别来自同一个次级精母细胞C、D；②E(F)与G(H)中的染色体“互补”，来自同一个初级精母细胞。
(2)二倍体生物一个精原细胞的减数分裂(考虑互换)，如图所示。
由图可知：①E和F、G和H的染色体组成大同小异，分别来自同一个次级精母细胞C、D；②E(F)与G(H)中的染色体“互补”，来自同一个初级精母细胞。
3．一般情况下减数分裂产生配子的种类
(1)只考虑非同源染色体自由组合，不考虑互换的情况。
(Y与y、R与r分别表示两对同源染色体。)
配子种类细胞或个体
YyRr能产生配子的种类
n对同源染色体产生的配子种类
一个精原细胞
2种(YR、yr或Yr、yR)
2种
一个雄性个体
4种(YR、yr、Yr、yR)
2n种
一个卵原细胞
1种(YR或yr或Yr或yR)
1种
一个雌性个体
4种(YR、yr、Yr、yR)
2n种
(2)若考虑互换，会增加配子的种类，如一个含n对同源染色体的生物产生的配子种类会大于2n种。
合作探究：下图中的A、a和B、b表示原始生殖细胞中的两对同源染色体：
(1)情况1最终产生的子细胞有几种类型？情况2最终产生的子细胞有几种类型？
提示：情况1最终产生的子细胞有2种类型：AB、ab。情况2最终产生的子细胞有2种类型：Ab、aB。
(2)据此推断，含有n对同源染色体的生物体可产生的配子类型为多少种？
提示：2n种。
(3)含有n对同源染色体的生物体可产生的配子类型有时要比上述结论多，可能的原因是什么？
提示：在四分体时期发生了同源染色体非姐妹染色单体之间的互换。
1．下列有关两个细胞分裂图像的说法，正确的是( )
A．①②均是卵细胞形成过程中的细胞
B．①②中均含两对同源染色体
C．①能产生4种类型的生殖细胞
D．②能产生1种类型的生殖细胞
D [由细胞中染色体变化的规律及细胞质的分裂情况可知，细胞①是初级精母细胞，正处于后期Ⅰ，含两对同源染色体，其中非同源染色体已完成组合，它只能产生2种(4个)生殖细胞(精细胞)；细胞②是次级卵母细胞，正处于后期Ⅱ，不含同源染色体，只能产生1种(1个)生殖细胞(卵细胞)。]
2．(多选)下列属于动物卵细胞形成与精子形成的不同之处的是( )
A．一个初级卵母细胞形成一个次级卵母细胞，一个初级精母细胞形成两个次级精母细胞
B．一个次级卵母细胞形成一个卵细胞，一个次级精母细胞形成两个精细胞
C．卵细胞的形成不经过变形，精细胞要经过变形形成精子
D．染色体复制的时期不同
ABC [一个初级卵母细胞形成一个次级卵母细胞和一个(第一)极体，一个初级精母细胞形成两个次级精母细胞，A符合题意；一个次级卵母细胞形成一个卵细胞和一个(第二)极体，一个次级精母细胞形成两个精细胞，B符合题意；卵细胞的形成不经过变形，精细胞要经过变形形成精子，C符合题意；减数分裂时，染色体复制的时期相同，都是减数分裂前的间期，D不符合题意。]
3．图中甲表示某动物精原细胞中的一对同源染色体。在减数分裂过程中，该对同源染色体发生了互换，结果形成了①～④所示的四个精细胞。这四个精细胞中，来自同一个次级精母细胞的是( )
A．①与②
B．②与③
C．①与③
D．②与④
B [在减数第一次分裂同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换后，同一个着丝粒上连接着的两条染色单体，绝大部分相同，少数部分不相同，因此来自同一个次级精母细胞的有②与③、①与④。]
根据染色体组成判断配子来源的方法
(1)若两个精细胞中染色体完全相同，则它们可能来自同一个次级精母细胞。简记为“同为同一‘次’”。
(2)若两个精细胞中染色体恰好“互补”，则它们可能来自同一个初级精母细胞分裂产生的两个次级精母细胞。简记为“补为同一‘初’”。
(3)若两个精细胞中的染色体有的相同，有的互补，只能判定可能来自同一个生物不同精原细胞的减数分裂过程。简记为“同、补同一‘体’”。
受精作用孕育新的生命
1．过程分析
(1)减数分裂结果分析：经减数分裂形成的生殖细胞(精子或卵细胞)的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。配子中的染色体数目只有体细胞的一半，并且没有同源染色体。
(2)受精作用结果分析：经受精作用形成的受精卵中的染色体一半来自精子(父方)、一半来自卵细胞(母方)。使受精卵中的染色体数目恢复为体细胞染色体数，且出现同源染色体。
(3)同一双亲的子代遗传呈现多样性的原因：
2．曲线分析
(1)细胞中DNA含量变化曲线
①ab段为减数分裂前的间期，bc段为减数分裂Ⅰ，cd段为减数分裂Ⅱ，即bd段为减数分裂。
②e点表示进行受精作用。
③ef段为有丝分裂前的间期，fg段为有丝分裂。
(2)细胞中染色体数变化曲线
①O～a表示减数分裂前的间期及减数分裂Ⅰ，a～c表示减数分裂Ⅱ。
②d点表示进行受精作用。
③d～f包含受精卵的有丝分裂。
应用实践：下图所示为生物体的有性生殖过程。
(1)结合细胞膜的成分，讨论：精子与卵细胞相互识别的物质基础是什么？精子与卵细胞融合的过程体现了生物膜的什么特性？
提示：精子与卵细胞相互识别的物质基础是细胞膜表面的糖蛋白。精子与卵细胞融合的过程体现了生物膜的流动性。
(2)受精卵中的染色体一半来自精子，一半来自卵细胞，是否意味着父、母双方各为后代提供一半的遗传物质？分析原因。
提示：不是。受精卵细胞核中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方，但细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞。
1．下图是生物的有性生殖过程。下列叙述正确的是( )
A．非同源染色体的自由组合发生在过程Ⅰ中
B．由过程Ⅱ可知受精卵中的细胞质主要来自精子
C．同源染色体的分离发生在过程Ⅰ和Ⅱ中
D．仅有过程Ⅰ即可维持亲子间染色体数目的恒定
A [分析题图可知，过程Ⅰ是减数分裂，过程Ⅱ是受精作用。非同源染色体的自由组合发生在减数分裂Ⅰ的后期，A正确；受精卵中的细胞质主要来自卵细胞，B错误；同源染色体的分离仅发生在过程Ⅰ中，C错误；过程Ⅰ和Ⅱ共同维持亲子间染色体数目的恒定，D错误。]
2．(多选)下图表示细胞分裂和受精作用过程中核DNA含量的变化，有关分析正确的是( )
A．a、b、c分别包含减数分裂、受精作用、有丝分裂
B．CD与OP段的染色体数相同
C．JK段发生同源染色体联会与分离
D．OP段的核DNA含量比MN段增加1倍，原因是NO段发生了DNA复制
BD [a阶段包含有丝分裂过程中核DNA含量变化规律，b阶段包含减数分裂过程中核DNA含量变化规律，c阶段包含受精作用和有丝分裂过程中核DNA含量变化规律，A项错误；图中CD和OP段都表示有丝分裂前期、中期和后期，所以CD与OP段的染色体数相同，B项正确；JK段表示末期Ⅱ，而同源染色体联会与分离发生在减数分裂Ⅰ过程中，C项错误；OP段的核DNA含量比MN段增加1倍，原因是NO段发生了DNA复制，D项正确。]
[课堂小结]
知
识
网
络
构
建
核
心
语
句
背
诵
1．卵细胞与精子形成过程的最大区别在于初级卵母细胞和次级卵母细胞的分裂是不均等的。2.受精作用的实质是雌、雄原核在细胞中部靠拢，相互融合。3.受精卵中的染色体数量一半来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)。4.通过减数分裂和受精作用，每种生物维持了前后代体细胞中染色体数量的恒定，也实现了遗传物质的重新组合。5.由亲代产生有性生殖细胞或配子，经过两性生殖细胞或配子的结合成为合子(如受精卵)，再由合子发育成新个体的生殖方式称为有性生殖。
1．与精子的形成过程相比，卵细胞的形成过程中不会出现的是( )
A．卵原细胞先进行减数分裂，再通过变形形成成熟卵细胞
B．染色体复制一次，细胞连续分裂两次
C．初级卵母细胞和次级卵母细胞都进行细胞质不均等分裂
D．减数分裂结束后，卵细胞的染色体数目只有体细胞染色体数目的一半
A [卵细胞的形成不需经过变形；卵细胞的形成过程中，染色体复制一次，细胞连续分裂两次，所以卵细胞中染色体数目只有体细胞数目的一半；在减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ过程中，初级卵母细胞和次级卵母细胞都进行细胞质不均等分裂。]
2．下图为哺乳动物的细胞分裂示意图。下列叙述正确的是( )
甲 乙 丙
A．图甲一定为次级精母细胞
B．图乙一定为初级精母细胞
C．图丙为次级卵母细胞或极体
D．图丙中的M、m为一对同源染色体
B [图甲是后期Ⅱ，其细胞质是均等分裂的，可能为次级精母细胞或第一极体，A错误；图丙为后期Ⅱ，其细胞质是不均等分裂的，应是次级卵母细胞，不可能为极体，C错误；图丙中的M、m不是同源染色体，应是姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体，D错误；图乙是后期Ⅰ，其细胞质是均等分裂的，所以应是初级精母细胞，B正确。]
3．(多选)进行有性生殖的生物产生后代需经过受精作用，下列相关叙述正确的是( )
A．生物的发育是遗传物质与环境相互作用的过程
B．受精前卵细胞的呼吸和代谢异常旺盛，为受精过程做准备
C．后代的多样性体现了有性生殖的优越性
D．后代的多样性有利于生物在自然选择中进化
ACD [受精前卵细胞的呼吸和代谢比较缓慢，受精过程使卵细胞变得十分活跃，然后受精卵将迅速进行细胞分裂、分化，新生命由此开始了遗传物质与环境相互作用的发育过程，A项正确，B项错误；后代的多样性有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性，C、D项正确。]
4．下图是某种动物细胞分裂过程中染色体数目变化情况，下列相关叙述正确的是( )
A．图中显示了减数分裂、有丝分裂和受精作用过程
B．C～H、I～M段可分别表示一个细胞周期
C．A～I段表示减数分裂
D．E～F段发生了同源染色体的分离
A [依据曲线所表示染色体数目变化可知，A～G段表示减数分裂，H～I段表示受精作用，I～M段包含有丝分裂，A项正确，C项错误；C～G段为减数分裂Ⅱ过程，C～H段不能表示为一个细胞周期，B项错误；E～F段表示后期Ⅱ，细胞中着丝粒分裂，姐妹染色单体分离形成染色体，染色体数目加倍，D项错误。]
5．下图是高等动物的生殖发育周期图解(2N、N表示染色体数)，请回答下列问题：
(1)由成体开始到受精卵的形成主要需要经过[ ]_____________和[ ]_____________两个过程。这两个过程的重要意义是____________________
______________________________________________________________。
(2)哺乳动物的A过程发生在____________________中。
(3)受精卵经________________和________________最终发育为成体，此过程中细胞的分裂方式为_________________。
[解析] (1)分析图解可知，高等动物个体发育成熟后，通过减数分裂(A过程)产生配子，雌雄配子经过受精作用(B过程)结合形成受精卵，继续进行个体发育，由此可见，减数分裂和受精作用维持了生物前后代染色体数量的恒定，维持了生物遗传的稳定性，对于生物的遗传和变异有重要意义。
(2)哺乳动物的减数分裂发生在卵巢和睾丸中。
(3)受精卵经细胞分裂和细胞分化最终发育为成体，此过程中细胞的分裂方式为有丝分裂。
[答案] (1)[A]减数分裂 [B]受精作用 维持了生物前后代染色体数量的恒定，维持了生物遗传的稳定性，对于生物的遗传和变异有重要意义 (2)卵巢和睾丸 (3)细胞分裂 细胞分化 有丝分裂
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-第1课时 分离定律
课标内容要求
核心素养对接
阐明有性生殖中基因的分离使得子代的基因型和表型有多种可能。
1．生命观念：认知花的结构与生殖功能相适应，并尝试人工异花授粉的操作。2．科学思维：利用遗传图解，梳理孟德尔对分离现象的解释及对解释的证明。3．科学探究：尝试运用遗传图解解释生物的一些遗传现象。
一、一对相对性状的杂交实验
1．实验过程(以紫色花豌豆和白色花豌豆的杂交实验为例)
实验过程
说明
(1)P具有相对性状(2)F1全部表现显性性状(3)F2出现性状分离现象，分离比为显性性状∶隐性性状≈3∶1(4)实验结果与正交、反交无关
2.对分离现象的解释(以高茎豌豆和矮茎豌豆的杂交实验为例)
(1)理论解释
①孟德尔认为，在来自母本的雌性生殖细胞和来自父本的雄性生殖细胞中存在着控制性状的遗传因子(hereditary
factor)，这些遗传因子在亲本体细胞中是成对存在的。
②在杂合子F1(Dd)体细胞中，遗传因子D和d分别独立存在，因此在形成生殖细胞时，F1可以产生数量相等的D型和d型雄配子，也可以产生数量相等的D型和d型雌配子。
③在F1自花授粉时，不同类型的雌雄配子之间的结合是随机的，而且结合的概率相等，如豌豆D型雄配子，既可以和D型雌配子结合，又可以和d型雌配子结合，且结合成DD和Dd的机会相等。
(2)遗传图解
3．分离定律：控制同一性状的遗传因子在体细胞中成对存在，在形成配子的过程中，成对的遗传因子分别进入不同的配子中。
二、模拟动物性状分离比的杂交实验
1．四人一组，每组准备两个小罐，分别标记为1号罐和2号罐。每个罐中均有100个围棋子，其中黑子和白子都是各50个。1号罐中的棋子代表动物雌配子，2号罐中的棋子代表动物雄配子；黑子代表遗传因子A，白子代表遗传因子a。将每个罐中的棋子充分混合均匀。
2．分别从两个小罐内随机抓取一个棋子，放在一起，表示雌雄配子随机结合形成的受精卵类型。每次记录受精卵类型后，将抓取的棋子各自放回原来的小罐，重新混合均匀。重复20次并归纳结果。统计全班所有小组的数据，计算“遗传因子组成比”和“性状分离比”。
三、对分离现象解释的验证
1．方法：测交，即让杂种F1(Dd)与隐性纯合亲本杂交。
2．过程
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．孟德尔在豌豆开花时进行去雄和授粉，实现亲本的杂交。
( )
2．豌豆的高茎和玉米的矮茎是一对相对性状。
( )
3．杂合子自交，后代一定是杂合子。
( )
4．Dd豌豆产生含D的雌配子和含d的雄配子的数量相同。
( )
5．孟德尔巧妙设计的测交方法只能用于检测F1的遗传因子组成。
( )
6．在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合。
( )
[答案] 1．× 提示：豌豆为授粉植物，故去雄操作应在开花前进行。
2．× 提示：豌豆和玉米不是同一种生物，因此它们的高、矮茎不是一对相对性状。
3．× 提示：杂合子自交，后代会出现纯合子，如Dd自交，后代中会出现DD、dd纯合子。
4．× 提示：Dd豌豆产生的雌配子中含D的雌配子与含d的雌配子数量相同，雄配子亦是如此。但雄配子的数量远多于雌配子的数量。
5．× 提示：测交方法既可以检测待测个体的遗传因子组成，又可以检测其形成的配子的种类及比例。
6．√
一对相对性状的杂交实验过程
1．相关概念辨析
(1)性状类
(2)交配类
①杂交：遗传因子组成不同的个体间相互交配的过程。
②自交：植物体中自花授粉和雌雄异花的同株授粉。自交是获得纯合子的有效方法。
③正交与反交：对于雌雄异体的生物杂交，若甲(♀)×乙(♂)为正交，则乙(♀)×甲(♂)为反交。
2．相对性状中显隐性判断(设A、B为一对相对性状)
(1)定义法(杂交法)
①若A×B―→全A，则A为显性，B为隐性。
②若A×B―→全B，则B为显性，A为隐性。
③若A×B―→既有A，又有B，则无法判断显隐性，只能采用自交法。
(2)自交法
①若A既有A，又有B，则A为显性，B为隐性。
②若B既有A，又有B，则B为显性，A为隐性。
(3)根据子代性状分离比判断：具有一对相对性状的亲本杂交→F2性状分离比为3∶1→分离比占3/4的性状为显性性状。
应用实践：豌豆的高茎(D)对矮茎(d)为一对相对性状，仔细观察下列实验过程图解，回答相关问题：
上图是人工异花传粉的实验过程，请据图回答下列问题：
(1)步骤①是什么过程？应该在开花前还是开花后进行？目的是什么？
(2)步骤②是什么过程？操作前后都要进行套袋处理，目的是什么？
(3)该杂交实验中，母本和父本分别是哪种豌豆？
提示：(1)步骤①是去雄；应该在开花前(花蕾期)进行；目的是防止自花授粉。
(2)步骤②是人工授粉；套袋的目的是防止外来花粉的干扰。
(3)该杂交实验中，高茎豌豆为母本，矮茎豌豆为父本。
1．用豌豆进行遗传实验时，下列操作中错误的是( )
A．杂交时必须在雄蕊成熟前除去母本的雄蕊
B．自交时，雄蕊和雌蕊都无须除去
C．杂交时，必须在开花前除去母本的雌蕊
D．人工授粉后，应套袋
C [豌豆是严格的自花授粉植物，其花属于两性花，所以在自交时无须除去雄蕊和雌蕊。在杂交时，必须在雄蕊成熟前除去母本的全部雄蕊，并套袋。待雌蕊成熟后再授以其他植株的花粉，人工授粉后也要套袋；套袋的目的都是防止其他植株花粉的干扰。]
2．(多选)大豆的紫花和白花为一对相对性状。下列四组杂交实验中，能判定性状的显隐性关系的是( )
A．紫花×紫花→紫花
B．紫花×紫花→301紫花∶101白花
C．紫花×白花→紫花
D．紫花×白花→98紫花∶107白花
BC [利用概念来判断。观察四组杂交实验，杂交实验C符合显隐性性状的概念：具有一对相对性状的纯合亲本杂交，后代只表现一个亲本的性状(紫花)，此性状(紫花)为显性性状，而未表现出来的性状(白花)为隐性性状。杂交实验B中后代出现性状分离现象，且紫花∶白花＝3∶1，符合孟德尔的分离定律，所以可判断紫花为显性性状，白花为隐性性状。通过杂交实验A、D无法判断哪个为显性性状，哪个为隐性性状。]
相对性状的判断
已知条件
相对性状
亲本组合(性状表现)
后代性状表现
显性性状
隐性性状
甲性状×乙性状
只出现甲性状后代(后代足够多时)
甲
乙
甲性状×甲性状
出现了乙种性状的后代(不考虑基因突变)
甲
乙
甲性状∶乙性状＝3∶1(后代足够多时)
甲
乙
对分离现象的解释及验证
1．相关概念辨析
(1)遗传因子类
①显性遗传因子：控制显性性状的遗传因子(如D)。
②隐性遗传因子：控制隐性性状的遗传因子(如d)。
(2)个体类
①纯合子：遗传因子组成相同的个体(如DD和dd)。
②杂合子：遗传因子组成不同的个体(如Dd)。
(3)注意“成对”的含义
①控制相对性状的两个遗传因子才能成对，如AA、Aa、bb。
②控制不同性状的两个遗传因子不能成对，如AB、Da、ad。
2．杂交实验的遗传图解
遗传图解的写法一般有下面两种：
(1)相交线法(如图所示)
(2)棋盘格法：和相交线法的区别在于F2的写法不同(如图所示)。
3．规范的遗传图解的书写要求
(1)在图解的左侧注明P、F1、F2……
(2)写出P、F1、F2等世代的性状表现类型和遗传因子组成，以及除最后一代外的各世代产生配子的情况，方法是由亲本产生的配子得出子代的遗传因子组成，再由遗传因子组成确定其性状表现。
(3)写出最后一代(F1或F2等)的相关比例。
(4)用箭头表示遗传因子在上下代之间的传递关系，用相交线或棋盘格的形式表示配子结合的情况。
4．孟德尔设计测交实验的目的
(1)测定F1产生的配子的种类及比例。
(2)测定F1的遗传因子组成。
强调：测交实验除上述两种作用外，还可用于验证分离定律及判断某个体是纯合子还是杂合子。
5．纯合子、杂合子的判断
(1)测交法(已知显、隐性性状)：
待测个体×隐性纯合子
(2)自交法(已知或未知显、隐性性状)：
待测个体自交
当待测个体为动物时，常采用测交法；当待测个体为植物时，测交法、自交法均可采用，但自交法较简便。
(3)鉴定纯合子、杂合子还可以用花粉鉴定法
非糯性与糯性水稻的花粉遇碘呈现不同颜色。如果花粉有两种，且比例为1∶1，则被鉴定的亲本为杂合子；如果花粉只有一种，则被鉴定的亲本为纯合子。
应用实践：在进行豌豆杂交实验时，孟德尔选择了子叶颜色这一对相对性状，其中豌豆子叶黄色(Y)对绿色(y)为显性。下面是孟德尔用纯合亲本杂交得到的子一代(F1)自交，所得实验遗传图解。
(1)图中Y、y两种雄配子的数目是否相等？雄配子Y与雌配子Y数目是否相等？
提示：Y、y两种雄配子的数目是相等的；但是由于雄配子数要多于雌配子数，所以雄配子Y的数目要远多于雌配子Y的数目。
(2)表中①②③的遗传因子组成和性状表现分别是怎样的？
提示：①和②均为Yy，表现为黄色子叶；③为yy，表现为绿色子叶。
(3)F2中纯合子和杂合子所占比例分别是多少？F2的子叶黄色豌豆中纯合子和杂合子所占比例又分别是多少？
提示：F2中纯合子和杂合子所占比例分别是1/2和1/2，F2的子叶黄色豌豆中纯合子和杂合子所占比例分别是1/3和2/3。
1．(2019·全国卷Ⅲ)假设在特定环境中，某种动物基因型为BB和Bb的受精卵均可发育成个体，基因型为bb的受精卵全部死亡。现有基因型均为Bb的该动物1
000对(每对含有1个父本和1个母本)，在这种环境中，若每对亲本只形成一个受精卵，则理论上该群体的子一代中BB、Bb、bb个体的数目依次为( )
A．250、500、0
B．250、500、250
C．500、250、0
D．750、250、0
A [亲本基因型都为Bb，子一代中BB、Bb、bb的个体数目之比应为1∶2∶1，但题目信息中bb的受精卵全部死亡，故BB、Bb、bb个体数目依次为250、500、0。]
2．在孟德尔一对相对性状的杂交实验中，出现1∶1的是( )
A．亲代(DD和dd)所产生的遗传因子组成为D和d的两种配子之比
B．F1(Dd)所产生的雌雄配子之比
C．F1(Dd)自交后代不同性状表现个体之比
D．F1产生的遗传因子组成为D的雄配子和遗传因子组成为d的雄配子之比
D [F1产生的遗传因子组成为D和d的雌配子数量相等，遗传因子组成为D和d的雄配子数量也相等。但是，雌雄配子的总量不相等(多数生物雄配子的数量远多于雌配子的数量)。]
雌配子数≠雄配子数。Dd的豌豆个体产生的雌雄配子均为D、d，在雌雄配子中二者之比均为1∶1，但雌雄配子数不是1∶1。
3．采用下列哪一组方式，可以依次解决①～④中的遗传学问题( )
①鉴定一只白羊是否是纯种
②在一对相对性状中区分显隐性
③不断提高小麦抗病品种的纯合度
④检验杂种F1的遗传因子组成
A．杂交、自交、测交、测交
B．测交、杂交、自交、测交
C．测交、测交、杂交、自交
D．杂交、杂交、杂交、测交
B [可以利用测交来鉴定白羊是否为纯合子；可通过让具有相对性状的纯合亲本杂交来区分相对性状的显隐性；纯合子自交不发生性状分离，可通过连续自交提高小麦抗病品种的纯合度；可通过测交检验杂种F1的遗传因子组成。]
[课堂小结]
知
识
网
络
构
建
核
心
语
句
背
诵
1．具有相对性状的纯合亲本杂交，F1表现出来的性状为显性性状。2.在杂种后代中出现显性性状和隐性性状的现象，称为性状分离。3.遗传因子组成相同的个体(如DD或dd)称为纯合子(homozygote)，遗传因子组成不同的个体(如Dd)称为杂合子(heterozygote)。4.在一对相对性状的杂交实验中，F2的性状分离比为3∶1；在测交实验中，F2的性状分离比为1∶1。5.分离定律：控制同一性状的遗传因子在体细胞中成对存在，在形成配子的过程中，成对的遗传因子分别进入不同的配子中。
1．下列有关相对性状的叙述，正确的是( )
A．梨的果皮光滑和桃的果皮有毛是相对性状
B．家兔的黑色毛、白色毛和棕色毛是相对性状
C．番茄的红色果实和圆形果实是相对性状
D．生物的同一性状的不同表现形式就是相对性状
B [相对性状是指同种生物同一性状的不同表现类型。A项中不是同种生物，C项中不是同一性状，D项不一定是同种生物。]
2．(多选)右图是豌豆植株人工杂交的示意图，下列相关说法中正确的是( )
A．①②分别表示父本和母本
B．操作③表示去雄
C．操作④表示授粉
D．④操作后需要对雌蕊进行套袋
BCD [提供花粉的是父本，接受花粉的是母本，A项错误；③④分别表示去雄和授粉，B、C项正确；传粉后为了避免外来花粉的干扰，应及时对雌蕊套袋，D项正确。]
3．下图表示性状分离比的模拟实验，下列操作中不规范或不正确的是( )
甲
乙
A．甲、乙两袋中的小球分别表示雌雄生殖器官产生的配子
B．甲、乙两袋中小球的数量一定要相同
C．该过程模拟了雌雄配子的随机结合
D．每次抓完小球记录后需将小球放回原袋
B [甲、乙两袋中的小球分别表示雌雄生殖器官产生的雌雄配子，A正确；甲、乙两袋中的小球数量不相同也可以，只要保证每袋中两种“配子”的比例为1∶1即可，B错误；该过程模拟了雌雄配子的随机结合，C正确；每次抓完小球记录后，需将小球放回原袋，否则两袋中两种“配子”的比例不再是1∶1，D正确。]
4．孟德尔的一对相对性状的遗传实验中，具有1∶1比例的有( )
①子一代产生的不同类型配子的比例
②子二代的性状分离比
③子一代测交后代性状分离比
④子一代产生的雌、雄配子比例
⑤子一代产生的不同类型的雌配子比例
⑥子一代产生的不同类型的雄配子比例
A．①④⑤⑥
B．①③⑤⑥
C．②③④⑤
D．②③④⑥
B [在孟德尔一对相对性状的杂交实验中，子一代产生配子时，无论雌雄个体均产生比例相同的两种配子，所以测交后代性状分离比为1∶1，①③⑤⑥正确；但雌雄配子数量不同，子二代的性状分离比为3∶1，②④错误。故选B。]
5．豌豆子叶黄色、绿色受一对遗传因子(Y、y)控制，现将子叶黄色豌豆与子叶绿色豌豆杂交，F1为黄色。F1自花授粉后结出F2种子共8
003粒，其中子叶黄色豌豆种子为6
002粒。试分析完成下列问题：
(1)________为显性性状，________为隐性性状。
(2)亲本的遗传因子组成为________和________。
(3)F1产生配子的类型是________，其比例是________。
(4)F2的性状表现是________和________，其比例是________，其中子叶绿色为________粒。
(5)F2的遗传因子组成是___________，其比例是____________。
[解析] (1)子叶黄色豌豆与子叶绿色豌豆杂交，F1为黄色，说明黄色为显性性状，绿色为隐性性状。
(2)由题意知，F1遗传因子组成为Yy，进一步可推知亲本的遗传因子组成为YY和yy。
(3)由题意知，F1遗传因子组成为Yy，F1产生的配子的类型及比例是Y∶y＝1∶1。
(4)F1自花授粉后结出F2种子，会发生性状分离，子叶黄色∶子叶绿色＝3∶1；子叶黄色种子6
002粒，则子叶绿色种子是8
003－6
002＝2
001(粒)。
(5)F1遗传因子组成为Yy，自交所得F2的遗传因子组成及其比例为YY∶Yy∶yy＝1∶2∶1。
[答案] (1)子叶黄色 子叶绿色 (2)YY yy
(3)Y和y 1∶1 (4)子叶黄色 子叶绿色 3∶1 2
001 (5)YY、Yy、yy 1∶2∶1
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-第2课时 孟德尔获得成功的原因、分离定律的应用
课标内容要求
核心素养对接
阐明有性生殖中基因的分离使得子代的基因型和表型有多种可能，并由此预测子代的遗传性状。
1．科学思维：理解孟德尔推理分离定律的过程及在解题中的应用，培养归纳与概括、演绎与推理以及逻辑分析能力。2．科学探究：尝试在科学探究中运用数字统计方法；体验孟德尔遗传实验的科学方法和创新思维并应用于实践中。
一、孟德尔获得成功的原因
1．孟德尔被称为“遗传学的奠基人”。
2．正确地选用实验材料是孟德尔获得成功的首要原因
(1)豌豆是严格的自花传粉、闭花授粉植物，在自然状态下豌豆一般为纯合子。
(2)豌豆具有一些稳定的、容易区分的相对性状(如花有紫色和白色性状)。
(3)成熟后的豆粒(种子)都留在豆荚中，这些都有利于实验者的观察和计数。
3．由单因子到多因子的研究方法也是孟德尔获得成功的重要原因。
(1)在分析生物性状时，孟德尔开始只研究一对相对性状的遗传情况。
(2)在弄清一对相对性状的遗传情况后，他再进行两对或更多对相对性状的遗传研究。
4．应用数学方法对实验结果进行处理和分析是孟德尔获得成功的又一个重要原因。
5．更重要的是，孟德尔还科学地设计了实验程序。他从观察和分析着手，提出问题，作出假设，通过精心设计实验，运用演绎与推理等思维方式得出结论，并独创了测交的实验方法检验结论。
6．当然，他所具有的持之以恒的探索精神和严谨求实的科学态度也是他获得成功的重要原因。
二、分离定律的应用
1．分离定律既有助于人们正确地解释生物的遗传现象，也能指导动植物的育种工作。
2．分离定律在医学上也有一定应用价值，我们可以应用分离定律判断某些遗传病的发病概率。
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．豌豆是严格自花传粉、闭花授粉植物。
( )
2．“若F1产生配子时成对的遗传因子分离，则测交后代中两种性状比接近1∶1”属于孟德尔在发现分离定律时的“作出假设”过程。
( )
3．多指症由显性基因控制，一对夫妇，丈夫多指，妻子正常，婚后生了一个手指正常的孩子，这对夫妻再生一手指正常女孩的概率为1/2。
( )
4．已知一批遗传因子组成为DD和Dd的豌豆种子，其数目之比为1∶1，将这批种子种下，自然状态下(假设结实率相同)其子一代中遗传因子组成为DD的种子所占的比例为1/2。
( )
[答案] 1．√
2．× 提示：演绎就是从一般性的前提出发，通过推导即“演绎”，得出具体陈述或个别结论的过程，即从一般到特殊的推理过程。孟德尔在发现分离定律时的演绎过程：若假说成立，则F1产生配子时，成对的遗传因子会分离，测交后代会出现比例接近1∶1的两种性状。
3．× 提示：这对夫妻再生一手指正常女孩的概率为1/4。
4．× 提示：子一代中遗传因子组成为DD的种子所占比例为1/2＋1/2×1/4＝5/8。
孟德尔获得成功的原因
1．首要原因：正确地选用实验材料
选用豌豆作实验材料的优点：
(1)严格的自花传粉、闭花授粉植物。
(2)在自然状态下一般为纯合子，保证杂交实验的准确性。
(3)具有一些稳定的、容易区分的相对性状，使获得的实验结果比较可靠。
2．重要因素
(1)采用由单因子到多因子的研究方法。孟德尔首先观察和分析一对相对性状的差异，最大限度地排除各种干扰，发现了基因的分离定律，在此基础上，再将不同性状综合起来分析研究发现了基因的自由组合定律。
(2)应用数学方法分析处理实验结果。孟德尔收集了大量的数据并精确地进行统计分析，排除了结果的偶然性。
(3)科学设计实验程序，首创了测交方法。孟德尔通过对实验数据的分析发现了问题，然后合理地提出假说进行解释，并且设计了测交实验来验证假说，证实了其推断的正确性，最后得出了基因的分离定律。
(4)具有坚忍的意志和持之以恒的探索精神，严谨求实的科学态度和正确的研究方法。
1．下列关于孟德尔杂交实验获得成功的原因分析，错误的是( )
A．实验材料好，豌豆是自花传粉、闭花授粉的植物，且有易于区分的性状
B．由现象到本质，通过观察F1产生的配子种类及比例来解释性状分离现象
C．从简单到复杂，先研究一对相对性状的遗传，再进行多对相对性状遗传的研究
D．研究方法科学，先提出假说解释现象，再通过演绎推理和测交实验验证假说
B [孟德尔杂交实验获得成功的原因之一是取材正确，即选取豌豆作为实验材料，而豌豆是一种严格的自花传粉、闭花授粉植物，且具有易于区分的相对性状，A项正确；由现象到本质，通过观察F2产生的性状种类及比例提出假说，来解释性状分离现象，B项错误；孟德尔杂交实验获得成功的原因之一是从简单到复杂，先研究一对相对性状的遗传，再进行多对相对性状遗传的研究，C项正确；孟德尔运用的研究方法科学，先提出假说解释现象，再通过演绎推理和测交实验验证假说，D项正确。]
2．(多选)孟德尔在探索遗传规律时，运用了“假说—演绎法”，下列相关叙述中正确的是( )
A．“一对相对性状的遗传实验和结果”属于假说的内容
B．“测交实验”是对推理过程及结果的检验
C．“生物性状是由遗传因子决定的”“体细胞中遗传因子成对存在”“配子中遗传因子成单存在”“受精时雌雄配子随机结合”属于假说内容
D．“F1(Dd)能产生数量相等的两种配子(D∶d＝1∶1)”属于推理内容
BCD [孟德尔通过豌豆一对相对性状的杂交实验，在观察和数学统计分析的基础上，发现了F2中高茎豌豆与矮茎豌豆的分离比为3∶1，从而提出“该分离比出现的原因是什么”这一问题；通过推理和想象，提出“生物性状是由遗传因子决定的”“体细胞中遗传因子成对存在”“配子中遗传因子成单存在”“受精时雌雄配子随机结合”等假说；根据这些假说，推出F1(高茎)的遗传因子组成及其产生配子的类型，进一步推出F2中各种豌豆的遗传因子组成及其比例，最后通过巧妙地设计“测交实验”检验演绎推理的结论。选项A属于问题和现象，是事实不是假说。]
分离定律的应用
1．基因分离定律的应用
(1)正确解释某些遗传现象
根据性状分离现象，判断某些遗传病的显隐性关系，如果患病的双亲生出无病的孩子，即“有中生无”，则该病肯定是显性遗传病；如果正常的双亲生出患病的孩子，即“无中生有”，则该病一定是隐性遗传病。
(2)指导农作物的育种实践
①如果选用的品种是隐性性状，则隐性性状一旦出现，即可稳定遗传。
②如果选用的品种是显性性状，需通过连续自交的方法选育，直到后代不发生性状分离为止，一般要经过5～6代的选育。
③若优良性状为杂合子，两个纯合的不同性状个体杂交后代就是杂合子，但每年都要育种。
(3)预防遗传病的发生
①显性基因控制的遗传病
例如，人类的多指是受显性基因控制的，如果双亲的一方为多指(AA或Aa)，他们的子女中患多指的概率为1或1/2。
②隐性基因控制的遗传病
每人都可能是5～6种不同的隐性致病基因的携带者。近亲结婚的双亲从共同祖先获得相同隐性基因的概率增加，后代患隐性遗传病的概率增加，因此要禁止近亲结婚。
2．分离定律的验证方法
(1)自交法：若自交后代的性状分离比为3∶1，则证明杂种F1产生了两种比例相等的配子，即成对的遗传因子发生分离。
(2)测交法：若测交后代的性状分离比为1∶1，则证明杂种F1产生了两种比例相等的配子，即成对的遗传因子发生分离。
(3)花粉鉴定法：取杂合子的花粉，对花粉进行特殊处理后，用显微镜观察并计数，若花粉粒类型(颜色)比例为1∶1，则可直接验证基因的分离定律。
3．用分离定律进行概率计算的方法
(1)用分离定律进行概率计算时会运用到数学中的乘法原理和加法原理
①乘法原理：如果一个事件是否发生不影响另一个事件发生的概率，那么这两个事件同时或相继发生的概率是它们各自发生概率的乘积。
②加法原理：不能同时发生的两个事件叫做互斥事件。互斥事件出现的概率是它们各自概率之和。
(2)概率计算中的常用方法
①用经典公式计算：概率＝某性状或遗传因子组合数/总性状或组合数。一般呈现方式为分数或百分数。如AA∶Aa＝1∶2，则Aa的概率为2/3。
②用配子的概率计算：个体的遗传因子组成是由雌、雄配子共同决定的，因此，利用雌、雄配子出现的概率及乘法原理和加法原理，可以计算后代中某种遗传因子组成(或性状表现类型)出现的概率。
利用分离定律的解题方法
1．由亲代推断子代的遗传因子组成、表现类型(正推法)
亲本组合
子代遗传因子组成及比例
子代表现类型及比例
AA×AA
AA
全是显性
AA×Aa
AA∶Aa＝1∶1
全是显性
AA×aa
Aa
全是显性
Aa×Aa
AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1
显性∶隐性＝3∶1
Aa×aa
Aa∶aa＝1∶1
显性∶隐性＝1∶1
aa×aa
aa
全是隐性
(1)若亲代中有显性纯合子(AA)，则子代一定表现为显性性状(A_)。
(2)若亲代中有隐性纯合子(aa)，则子代中一定含有隐性遗传因子(_a)。
2．由子代推断亲代的遗传因子组成、表现类型(逆推法)
(1)遗传因子填充法
先根据亲代性状表现写出能确定的遗传因子，如显性性状的遗传因子组成可用A_来表示，那么隐性性状的遗传因子组成只有一种aa，根据子代中一对遗传因子分别来自两个亲本，可推出亲代中未知的遗传因子组成。
(2)隐性突破法
如果子代中有隐性个体存在，隐性个体是纯合子(aa)，因此亲代遗传因子组成中必然都有一个a基因，再根据亲代的表现类型做进一步的推断。
(3)根据分离定律中规律性比值来直接判断
①若后代性状分离比为显性∶隐性＝3∶1，则双亲一定是杂合子(Aa)。即Aa×Aa→3A_∶1aa。
②若后代性状分离比为显性∶隐性＝1∶1，则双亲一定是测交类型。即Aa×aa→1Aa∶1aa。
③若后代只有显性性状，则双亲至少有一方为显性纯合子(AA)。即AA×AA或AA×Aa或AA×aa。
1．一对性状表现正常的夫妇，他们的双亲也正常，但男方有一个患白化病的妹妹，女方有一个患白化病的哥哥，这对夫妇生出白化病孩子的概率为( )
A．1/4 B．1/9 C．4/9 D．1/16
B [根据题意，双亲正常，生有患白化病的孩子，可推知白化为隐性性状，相关遗传因子用A、a表示。男方有一个患白化病的妹妹，则男方父母的遗传因子组成均为Aa，其后代遗传因子组成及比例是1/4AA、1/2Aa、1/4aa，而男方表现正常，其遗传因子组成不会是aa，只可能是AA或Aa，且两者的比例为1∶2，因此他的遗传因子组成为Aa的概率为2/3；同理，女方的遗传因子组成为Aa的概率也为2/3。他们生出白化病孩子的概率为(2/3)×(2/3)×(1/4)＝1/9。]
2．将亲本遗传因子组成为Aa的植物进行连续的自交，并逐代淘汰其中的隐性个体，则在子三代中淘汰了隐性个体后，Aa所占的比例是( )
A．2/3
B．2/5
C．2/33
D．2/9
D [遗传因子组成为Aa的该植物连续自交，且每代子代中均去除aa个体，子一代中AA占1/3，Aa占2/3；子一代自交，子二代中是1/3AA＋2/3Aa×(1/4AA＋1/2Aa＋1/4aa)，淘汰掉aa以后，得到的后代F2是3/5AA＋2/5Aa；子二代自交，子三代中是3/5AA＋2/5Aa×(1/4AA＋1/2Aa＋1/4aa)，则AA占3/5＋(2/5)×(1/4)＝7/10，Aa占(2/5)×(1/2)＝2/10，aa占(2/5)×(1/4)＝1/10，淘汰掉aa以后，Aa所占的比例为2/10÷(7/10＋2/10)＝2/9。]
3．(2019·全国卷Ⅲ)玉米是一种二倍体异花传粉作物，可作为研究遗传规律的实验材料。玉米子粒的饱满与凹陷是一对相对性状，受一对等位基因控制。回答下列问题：
(1)在一对等位基因控制的相对性状中，杂合子通常表现的性状是________。
(2)现有在自然条件下获得的一些饱满的玉米子粒和一些凹陷的玉米子粒，若要用这两种玉米子粒为材料验证分离定律，写出两种验证思路及预期结果。
_______________________________________________________
_______________________________________________________
_______________________________________________________
[解析] (1)控制相对性状的一对等位基因(遗传因子)中显性基因通常对隐性基因呈完全显性作用，因此杂合子通常表现为显性性状。
(2)若要验证基因分离定律，则必须获得杂合子。然而这两类自然条件下获得的玉米子粒，我们不能确定它们的显、隐性及是否为杂合子，因此该验证实验就得分情况讨论。思路一：①让两种玉米分别自交，若某些玉米自交后，子代出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律；②若这些玉米自交子代均不发生性状分离，则都为纯合子，让其杂交，得到的子代为杂合子，再让其自交，后代出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律，或者对得到的杂合子进行测交，子代出现1∶1的性状分离比，也可验证分离定律。思路二：①让这两种玉米杂交，如果F1都表现一种性状，则F1为杂合子，再让F1自交或对其测交，得到的子代出现3∶1或1∶1的性状分离比，则可验证分离定律；②如果F1表现两种性状且比例为1∶1，则可验证分离定律。
[答案] (1)显性性状
(2)①两种玉米分别自交，若某些玉米自交后，子代出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律。
②两种玉米分别自交，在子代中选择两种纯合子进行杂交，F1自交，得到F2，若F2中出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律。
③让子粒饱满的玉米和子粒凹陷的玉米杂交，如果F1都表现一种性状，则用F1自交，得到F2，若F2中出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律。
④让子粒饱满的玉米和子粒凹陷的玉米杂交，如果F1表现两种性状，且表现为1∶1的性状分离比，则可验证分离定律。
[课堂小结]
知
识
网
络
构
建
核
心
语
句
背
诵
1．孟德尔被称为“遗传学的奠基人”。2．孟德尔科学地设计了实验程序。从观察和分析着手，提出问题，作出假设，通过精心设计实验，运用演绎与推理等思维方式得出结论，并独创了测交的实验方法检验结论。3．乘法原理：如果一个事件是否发生不影响另一个事件发生的概率，那么这两个事件同时或相继发生的概率是它们各自发生概率的乘积。4．加法原理：不能同时发生的两个事件叫做互斥事件。互斥事件出现的概率是它们各自概率之和。
1．下列有关孟德尔豌豆杂交实验的叙述，正确的是( )
A．孟德尔在豌豆开花时进行去雄和授粉，实现亲本的杂交
B．孟德尔研究豌豆花的构造时，无须考虑雌蕊、雄蕊的发育程度
C．孟德尔根据亲本中不同个体的性状来判断亲本是否纯合
D．孟德尔利用了豌豆自花传粉、闭花授粉的特性
D [本题考查孟德尔的豌豆杂交实验，意在考查学生对豌豆杂交实验的理解。应在花蕾期去雄，花成熟后授粉，A错误；研究豌豆花的构造时，应考虑雌蕊、雄蕊的发育程度，B错误；性状相同，遗传因子组成不一定相同，孟德尔根据子代是否发生性状分离来判断亲本是否纯合，C错误；孟德尔以豌豆为实验材料，利用了豌豆自花传粉、闭花授粉的特性，这样可避免外来花粉的干扰，D正确。]
2．(多选)番茄果实的颜色由一对遗传因子A、a控制，下表是关于番茄果实颜色的3个杂交实验及其结果。下列分析正确的是( )
实验组
亲本性状
F1的性状和植株数目
红果
黄果
1
红果×黄果
492
504
2
红果×黄果
997
0
3
红果×红果
1
511
508
A．番茄的果实颜色中，黄色为隐性性状
B．实验组1的亲本遗传因子组成：红果为AA，黄果为aa
C．实验组2的F1红果番茄均为杂合子
D．实验组3的F1中黄果番茄的遗传因子组成可能为Aa
AC [根据实验组2或实验组3可判断红色相对于黄色为显性性状，A项正确；实验组1中，子代红果∶黄果≈1∶1，由此可推知其亲本的遗传因子组成：红果为Aa，黄果为aa，B项错误；实验组2中，子代全为红果，则亲本的遗传因子组成为红果AA，黄果aa，F1红果番茄均为杂合子Aa，C项正确；实验组3中，子代红果∶黄果≈3∶1，由此可推知亲本的遗传因子组成均为Aa，F1中黄果番茄的遗传因子组成为aa，D项错误。]
3．对两株高茎玉米(已知高茎为显性性状)分别进行同株异花传粉和异株异花传粉的两次实验(假设每株玉米产生的后代数量相等且都能存活)。下列对其后代性状的叙述，错误的是( )
A．自交后代可能没有性状分离，全为显性类型
B．自交后代可能出现1∶1的性状分离比
C．杂交后代可能出现3∶1的性状分离比
D．杂交后代可能没有性状分离，全为显性类型
B [当高茎玉米的遗传因子组成为AA时，自交后代可能没有性状分离，全为显性类型，A正确；无论高茎玉米的遗传因子组成为AA还是Aa，自交后代都不可能出现1∶1的性状分离比，B错误；当两株高茎玉米的遗传因子组成均为Aa时，杂交后代可出现3∶1的性状分离比，C正确；当两株玉米的遗传因子组成均为AA，或者一方为AA、另一方为Aa时，杂交后代没有性状分离，全为显性类型，D正确。]
4．人类某种遗传病的遗传因子组成为EE都患病，Ee有1/3患病，ee都正常。一对新婚夫妇表现正常，妻子的母亲是Ee患者，她的父亲和丈夫的家族中均无该病患者，请推测这对夫妇的子女中患病的概率是( )
A．1/4 B．1/10 C．1/12 D．1/15
D [该新婚夫妇中的女性的遗传因子组成为Ee或ee，由于遗传因子组成为Ee的个体有1/3患病，ee都正常，所以该正常女性的遗传因子组成为Ee的概率是(1/2)×(2/3)÷[1－(1/2)×(1/3)]＝2/5，ee占3/5，由于丈夫的家庭中无该患者，所以丈夫的遗传因子组成为ee。则这对新婚夫妇的子女的遗传因子组成为Ee的概率是(2/5)×(1/2)＝1/5。由于遗传因子组成为Ee的人有1/3患病，ee的人都正常，所以这对夫妇的子女中患病的概率是(1/5)×(1/3)＝1/15。综上分析，D正确，A、B、C错误。]
5．牛的毛色有黑色和棕色，如两头黑牛交配，产生了一头棕色小牛。请回答下列问题：
(1)黑色和棕色哪种毛色是显性性状？________。
(2)若用B与b表示牛的毛色的显性遗传因子与隐性遗传因子，写出上述两头黑牛及子代棕牛的遗传因子组成：________、________、________。
(3)上述两头黑牛产生一黑色子牛的可能性是________。若上述两头黑牛产生一头黑色子牛，该子牛为纯合子的可能性是________。要判断这头黑色子牛是纯合子还是杂合子，与其交配的牛最好选用( )
A．纯种黑牛
B．杂种黑牛
C．棕牛
D．以上都不对
(4)若用X雄牛与多头杂种雌牛相交配，共产生20头小牛，若小牛全为黑色，则X雄牛的遗传因子组成最可能是________；若子代中14头牛为黑色，6头牛为棕色，则X雄牛的遗传因子组成最可能是________。
[解析] (1)(2)两头黑牛交配，产生了一头棕色小牛，说明亲本含有棕色基因，亲本表现为黑色，说明黑色为显性性状。亲本黑牛均为杂合子(Bb)，子代的遗传因子组成及其概率为1/4BB、1/2Bb、1/4bb，子代棕牛为隐性纯合子(bb)。
(3)亲本黑牛均为杂合子Bb，产生一黑色子牛的可能性是1/4＋1/2＝3/4。该黑色子牛为纯合子的可能性是(1/4)/(1/4＋1/2)＝1/3。要判断这头黑色子牛是纯合子还是杂合子，应选择测交方案，即选择隐性纯合子棕牛与其交配。
(4)用X雄牛与多头杂种雌牛相交配，共产生20头小牛，若小牛全为黑色，则X雄牛最可能为显性纯合子，遗传因子组成为BB；若子代中14头为黑色，6头为棕色，则X雄牛含有棕色基因，遗传因子组成最可能是Bb。
[答案] (1)黑色 (2)Bb Bb bb (3)3/4 1/3 C (4)BB Bb
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-自交、自由交配和分离定律特例
自交和自由交配的辨析
[素能建构]
1．自交
(1)概念：雌雄同体的生物同一个体上的雌雄配子结合(自体受精)。在植物方面，指自花传粉和雌雄同株异花的同株传粉。有时也表示相同基因型的个体相互交配的方式。
(2)相关计算：某自花传粉的植物群体中，显性性状中AA占1/3、Aa占2/3，则自交后产生各种遗传因子组成的比例为：
1/3AA×AA＝1/3AA
2/3Aa×Aa＝2/3(1/4AA＋1/2Aa＋1/4aa)
＝1/6AA＋1/3Aa＋1/6aa
所以
(3)杂合子连续自交，子代所占比例分析：
Fn
杂合子
纯合子
显性纯合子
隐性纯合子
显性性状个体
隐性性状个体
所占比例
1－
－
－
＋
－
ⅰ.据上表，可用下图中曲线①表示纯合子(AA和aa)所占比例，曲线②表示显性(隐性)纯合子所占比例，曲线③表示杂合子所占比例。
ⅱ.上表中n的含义是指杂合子自交的代数。
ⅲ.Fn显性个体中不能稳定遗传的个体所占比例为()∶(＋)＝2∶(2n＋1)。
2．自由交配
若某群体中有遗传因子组成为AA、Aa和aa的个体。
(1)自交方式有AA×AA、Aa×Aa、aa×aa三种。
(2)自由交配方式有AA×AA、Aa×Aa、aa×aa、AA×Aa、AA×aa、Aa×aa六种。
(3)示例：已知果蝇的黑身(b)和灰身(B)是一对相对性状，将纯种的灰身果蝇和黑身果蝇杂交，F1全部为灰身，让F1自由交配得到F2，将F2的灰身果蝇全部取出，让其自由交配，求后代中灰身果蝇所占的比例。
分析：灰身为显性性状，F2中灰身的遗传因子组成为BB或Bb，分别占1/3和2/3。
方法一：F2中灰身果蝇自由交配有四种组合方式。
♂1/3BB×♀1/3BB→1/9BB灰身
♂1/3BB×♀2/3Bb→2/9B_
灰身
♂2/3Bb×♀1/3BB→2/9B_
灰身
♂2/3Bb×♀2/3Bb→3/9B_
灰身＋1/9bb黑身
因此后代中灰身果蝇比例为1/9＋2/9＋2/9＋3/9＝8/9。
方法二：F2中只有Bb×Bb后代才出现bb(黑身)果蝇，故黑身果蝇所占比例为2/3Bb×2/3Bb＝(2/3)×(2/3)×(1/4)＝1/9，则灰身果蝇所占比例为1－1/9＝8/9。
[对点训练]
1．豌豆花的位置分为叶腋和茎顶两种，分别受遗传因子T和t控制。种植遗传因子组成为TT和Tt的豌豆，两者数量之比是2∶1。若两种类型的豌豆繁殖率相同，则在自然状态下，所有子代中遗传因子组成为TT、Tt、tt的个体数量之比为( )
A．7∶6∶3
B．9∶2∶1
C．7∶2∶1
D．25∶10∶1
B [根据题意，遗传因子组成为TT的豌豆自交，后代遗传因子组成都是TT；遗传因子组成为Tt的豌豆自交，后代遗传因子组成有三种：1/4TT、1/2Tt、1/4tt，则所有子代中遗传因子组成为TT的个体的数量占2/3＋(1/3)×(1/4)＝9/12，遗传因子组成为Tt的个体的数量占(1/3)×(1/2)＝2/12；遗传因子组成为tt的个体的数量占(1/3)×(1/4)＝1/12，因此子代中遗传因子组成为TT、Tt、tt的个体数量之比为9∶2∶1。]
2．某玉米品种含一对遗传因子A和a，其中a纯合的植株花粉败育，即不能产生花粉，含A的植株完全正常。现有遗传因子组成为Aa的玉米若干，每代均为自由交配直至F2，F2植株中正常植株与花粉败育植株的比例为( )
A．1∶1 B．3∶1
C．5∶1 D．7∶1
C [遗传因子组成为Aa的个体自交，F1的遗传因子组成及比例为AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1。进行自由交配时，雌性个体产生的配子种类及比例是A∶a＝1∶1，由于aa不能产生正常的花粉，能产生花粉个体的遗传因子组成及比例为AA∶Aa＝1∶2，因此雄配子的种类及比例是A∶a＝2∶1，则自由交配直至F2，aa的概率为＝(1/2)×(1/3)＝1/6，所以F2植株中正常植株与花粉败育植株的比例为5∶1。]
3．(多选)将遗传因子组成为Aa的豌豆连续自交，后代中的纯合子和杂合子按所占的比例得到如下所示的曲线图。据图分析，下列说法正确的是( )
A．a曲线可代表自交n代后纯合子所占的比例
B．b曲线可代表自交n代后显性纯合子所占的比例
C．隐性纯合子的比例比b曲线所对应的比例要小
D．c曲线可代表后代中杂合子所占比例随自交代数的变化
ABD [Aa自交一代产生的个体比为AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，纯合子的比例由0变成了1/2，若再次自交还会提高纯合子的比例，所以自交代数越多，纯合子所占比例越高。其中AA与aa的比例是相同的，所以b曲线也可以表示隐性纯合子的比例变化。]
4．豌豆种群杂合子(Aa)作为亲本，连续自交，每代除去隐性个体，得到的F3中纯合子所占比例为( )
A．3/4 B．9/16
C．2/5 D．7/9
D [具有一对等位基因的杂合子，其遗传因子组成为Aa，逐代自交3次，在F3中纯合子比例为1－(1/2)3＝7/8，杂合子的比例为(1/2)3＝1/8。又因为F3中显性纯合子＝隐性纯合子＝(1/2)×(7/8)＝7/16。虽然每一代都除去隐性个体，但是在计算时可以等同于第三代一同除去隐性个体，也就是在F3中AA＝7/16，Aa＝1/8，所以纯合子所占的比例是7/9。]
5．将具有一对相对性状的杂合子(Aa)分别进行自交和自由交配，F2中纯合子所占比例高的交配方式和两者比例的差值分别是
( )
A．自交、1/4
B．自由交配、1/4
C．自交、3/8
D．自由交配、3/8
A [Aa自交，F2中杂合子的概率为1/4，纯合子的概率为3/4；Aa自由交配，F2中纯合子的概率为1/2，因此Aa分别自交，F2中纯合子所占比例高的交配方式为自交，两者比例的差值是1/4。]
分离定律的特例分析
[素能建构]
1．不完全显性
F1的性状表现介于显性和隐性的亲本之间的显性表现形式，如紫茉莉的花色遗传中，红色花(RR)与白色花(rr)植株杂交产生的F1为粉红花(Rr)，F1自交后代有3种表型为红花、粉红花、白花，性状分离比为1∶2∶1，图解如下：
P RR(红花)×rr(白花)
↓
F1
Rr(粉红花)
↓?
F2 1RR(红花) 2Rr(粉红花) 1rr(白花)
2．致死现象
(1)胚胎致死：某些遗传因子组成的个体死亡，如下图：
Aa×Aa
↓
(2)配子致死：致死遗传因子在配子时期发生作用，从而不能形成有生活力的配子的现象。例如，A遗传因子使雄配子死亡，则Aa自交，只能产生一种成活的a雄配子、A和a两种雌配子，形成的后代两种遗传因子组成及其比例为Aa∶aa＝1∶1。
3．从性遗传
从性遗传是指常染色体上的遗传因子，由于性别的差异而表现出男、女性分布比例上或表现程度上的差别。如男性秃顶的遗传因子组成为Bb、bb，女性秃顶的遗传因子组成只有bb。此类问题仍然遵循遗传的基本规律，解答的关键是准确区分遗传因子组成和表现类型的关系。
4．复等位基因
复等位基因是指一对同源染色体的同一位置上的基因有多个。尽管复等位基因有多个，但遗传时仍符合分离定律，彼此之间有显隐性关系，表现特定的性状。最常见的如人类ABO血型的遗传，涉及三个基因——IA、IB、i，组成六种基因型：IAIA、IAi、IBIB、IBi、IAIB、ii。
[对点训练]
6．金鱼躯体的透明程度受一对遗传因子控制，完全透明与不透明的金鱼杂交，F1都表现为半透明。让F1与完全透明的金鱼杂交，后代性状表现为( )
A．半透明
B．完全透明和半透明
C．完全透明
D．完全透明和不透明
B [假设决定不透明的遗传因子为A，决定透明的遗传因子为a，根据题意，不透明金鱼(AA)和完全透明金鱼(aa)杂交，F1(Aa)都表现为半透明。让F1与完全透明的金鱼杂交，即Aa×aa→1Aa(半透明金鱼)∶1aa(完全透明金鱼)。假设决定不透明和透明的遗传因子分别为a和A，得到的结论相同。]
7．人类的秃顶的遗传因子组成与性状表现如表所示。一对夫妇中，妻子非秃顶，妻子的母亲秃顶；丈夫秃顶，丈夫的父亲非秃顶。则这对夫妇所生的一个女孩秃顶的概率和生一个秃顶男孩的概率分别为
( )
项目
BB
Bb
bb
男
非秃顶
秃顶
秃顶
女
非秃顶
非秃顶
秃顶
A．1/4；3/8
B．1/4；3/4C．1/8；3/8
D．1/8；3/4
A [由题干分析可知，妻子的遗传因子组成为Bb，丈夫的遗传因子组成为Bb，因此，这对夫妇所生的一个女孩秃顶的概率为1/4，他们生一个秃顶男孩的概率为(3/4)×(1/2)＝3/8。]
8．(多选)某植物的花色性状由一系列的遗传因子(a1、a2、a3)控制，且前者相对于后者为显性，其中a1和a3都决定红色，a2决定蓝色。下列有关叙述错误的是( )
A．红花植株的遗传因子组成有4种
B．杂合蓝花植株的遗传因子组成为a2a3
C．若两红花植株杂交后代中红花∶蓝花＝3∶1，则亲本红花植株的遗传因子组成均为a1a2
D．若遗传因子组成为a1a2、a2a3的两亲本杂交，子代中红花植株所占比例为1/4
CD [依据题意可知，红花植株的遗传因子组成为a1a1、a1a2、a1a3、a3a3，共4种；蓝花植株的遗传因子组成为a2a2、a2a3，其中a2a3为杂合子；两红花植株杂交后代中出现蓝花植株，则亲本红花植株含有a2，若红花植株均为a1a2，其杂交后代满足红花∶蓝花＝3∶1，若红花植株遗传因子组成为a1a2和a1a3，其杂交后代也满足红花∶蓝花＝3∶1；遗传因子组成为a1a2、a2a3的两亲本杂交，其子代的遗传因子组成及比例为a1a2∶a1a3∶a2a2∶a2a3＝1∶1∶1∶1，其中红花植株所占比例为1/2。]
9．喷瓜有雄株、雌株和两性植株，遗传因子G决定雄株，遗传因子g决定两性植株，遗传因子g－决定雌株。G对g、g－是显性，g对g－是显性，如Gg是雄株，gg－是两性植株，g－g－是雌株。下列分析正确的是( )
A．Gg和Gg－能杂交并产生雄株
B．一株两性植株的喷瓜最多可产生三种配子
C．两性植株自交不可能产生雌株
D．两性植株群体内随机传粉，产生的后代中，纯合子比例高于杂合子
D [由题意可知，个体的遗传因子组成为Gg和Gg－时，其性状表现都为雄株，因而不能杂交，A错误；两性植株的遗传因子组成有gg、gg－两种，遗传因子组成为gg的植株，可产生一种类型的雌配子，一种类型的雄配子，遗传因子组成为gg－的植株产生的雌、雄配子各有两种类型，B错误；遗传因子组成为gg－的两性植株自交，其后代中会出现遗传因子组成为g－g－的雌株，C错误。]
10．(多选)萝卜的花有白、红、紫三种颜色，该性状由遗传因子R、r控制。下表为三组不同类型植株之间的杂交结果。下列相关叙述正确的是( )
组别
亲本
子代性状表现及数量
一
紫花×白花
紫花428，白花415
二
紫花×红花
紫花413，红花406
三
紫花×紫花
红花198，紫花396，白花202
A．白花、紫花、红花植株的遗传因子组成分别是rr、Rr、RR
B．白花植株自交的后代均开白花，红花植株自交的后代均开红花
C．白花植株与红花植株杂交所得的子代中，既没有红花也没有白花
D．可用紫花植株与白花植株或红花植株杂交验证分离定律
BCD [该对遗传因子控制的性状有三种，且由组别三可知，紫花植株与紫花植株的杂交子代的性状分离比为红花∶紫花∶白花≈1∶2∶1，说明R对r为不完全显性，且紫花植株的遗传因子组成为Rr，但根据三组杂交实验的结果均不能判断出白花植株和红花植株的遗传因子组成分别是rr、RR，还是RR、rr，A错误；白花植株与红花植株均为纯合子，二者分别自交，其子代都不会出现性状分离，二者杂交，其子代都开紫花，B、C正确；杂交组合Rr×rr和Rr×RR的子代中各有两种不同的性状表现，且比例均为1∶1，故都可用来验证基因的分离定律，D正确。]
11．牛的有角和无角为一对相对性状，由一对遗传因子(D、d)控制，其中雄牛的显性纯合子和杂合子表现一致，雌牛的隐性纯合子和杂合子表现一致。多对纯合的有角雄牛和无角雌牛杂交，F1中雄牛全为有角，雌牛全为无角；F1中的雌雄牛自由交配，F2的雄牛中有角∶无角＝3∶1，雌牛中有角∶无角＝1∶3。请回答下列问题：
(1)这对相对性状中________(填“有角”或“无角”)为显性性状。
(2)F2中有角雄牛的遗传因子组成为________，有角雌牛的遗传因子组成为________。
(3)若用F2中的无角雄牛和无角雌牛自由交配，则F3中有角牛的概率为________。
(4)若带有D的雌配子不能存活，则F2中雄牛的有角∶无角＝________。
[解析] (1)由亲本及F1的表现类型可推出，控制牛的有角与无角这对相对性状的遗传因子位于常染色体上，且有角为显性性状。
(2)F1中雌、雄牛的遗传因子组成均为Dd，故F2中有角雄牛的遗传因子组成为DD、Dd，有角雌牛的遗传因子组成为DD。
(3)F2中无角雄牛的遗传因子组成为dd，无角雌牛的遗传因子组成为2/3
Dd、1/3
dd，F2中的无角雄牛和无角雌牛自由交配，因遗传因子组成为Dd的雌性个体表现为无角，则F3中有角牛的概率为(2/3)×(1/2)×(1/2)＝1/6。
(4)若带有D的雌配子不能存活，则F2中雄牛的遗传因子组成为Dd、dd，因此F2中雄牛的有角∶无角＝1∶1。
[答案] (1)有角 (2)DD、Dd DD (3)1/6 (4)1∶1
12．在一些性状遗传中，具有某种遗传因子组成的合子不能完成胚胎发育，导致后代中不存在该遗传因子组成的个体，从而使性状的分离比发生变化，小鼠毛色的遗传就是一个例子。一个研究小组经大量重复实验，在小鼠毛色遗传的研究中发现：
A．黑色鼠与黑色鼠杂交，后代全部为黑色鼠
B．黄色鼠与黄色鼠杂交，后代黄色鼠与黑色鼠的数量比为2∶1
C．黄色鼠与黑色鼠杂交，后代黄色鼠与黑色鼠的数量比为1∶1
根据上述实验结果，回答下列问题(控制毛色的显性遗传因子用A表示，隐性遗传因子用a表示)：
(1)黄色鼠的遗传因子组成是________，黑色鼠的遗传因子组成是________。
(2)推测不能完成胚胎发育的合子的遗传因子组成是________。
(3)写出上述B、C两个杂交组合的遗传图解。
[解析] 根据B组中黄色鼠的后代出现黑色鼠可知，B组亲本黄色个体为杂合子(Aa)，且黄色对黑色为显性，黑色个体都是隐性纯合子(aa)。由B组亲本黄色个体为杂合子(Aa)可知，其后代的遗传因子组成为1AA(黄色)∶2Aa(黄色)∶1aa(黑色)，AA个体在胚胎发育过程中死亡，则存活的黄色鼠的遗传因子组成为Aa。
[答案] (1)Aa aa (2)AA (3)如下图
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7
-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
课标内容要求
核心素养对接
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。
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。
(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。]
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)
1/16YYRR2/16YyRR2/16YYRr4/16YyRr(黄色圆粒)
1/16yyRR2/16yyRr(绿色圆粒)
1/4rr(皱)
1/16YYrr2/16Yyrr(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
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。
[课堂小结]
知
识
网
络
构
建
核
心
语
句
背
诵
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
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-第2课时 自由组合定律
课标内容要求
核心素养对接
阐明有性生殖中基因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。
1．科学思维：归纳总结核心概念间的关系。感悟科学研究的一般规律，提高科学素养。2．科学探究：体验孟德尔遗传实验的科学方法和创新思维。3．社会责任：认同孟德尔敢于质疑的科学精神，大胆的想象和创新精神。
一、对自由组合现象解释的验证——演绎推理
1．验证方法：测交法。
2．遗传图解
(1)由测交后代的遗传因子组成及比例可推知：
①杂种子一代产生的配子的比例为1∶1∶1∶1。
②杂种子一代的遗传因子组成为YyRr。
(2)通过测交实验的结果可证实：
①F1产生4种类型且比例相等的配子。
②F1在形成配子时，成对的遗传因子发生了分离，不同对的遗传因子自由组合。
二、自由组合定律——得出结论
三、孟德尔遗传规律的再发现
1．表型：指生物体表现出来的性状。
2．基因型：指与表型有关的基因组成。
3．等位基因：控制相对性状的基因。
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．测交实验必须有一隐性纯合子参与。
( )
2．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。
( )
3．孟德尔在以豌豆为材料所做的实验中，通过杂交实验发现问题，然后提出假设进行解释，再通过测交实验进行验证。
( )
4．基因A、a和基因B、b分别控制两对相对性状，一个亲本与aabb测交，子代基因型为AaBb和Aabb，分离比为1∶1，则这个亲本的基因型为AABb。
( )
[答案] 1．√
2．× 提示：测交实验能检测F1产生的配子的种类及比例。
3．√
4．√
自由组合现象的验证及自由组合定律
1．对自由组合现象解释的验证
(1)方法：测交，即让F1与隐性纯合子杂交。
(2)目的：
①测定F1产生的配子种类及比例。
②测定F1的遗传因子组成。
③判定F1在形成配子时遗传因子的行为。
(3)结果及结论：
①F1的基因型为YyRr。
②F1减数分裂产生四种配子：YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1。
③证实在形成配子时，决定同一性状的成对遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。
2．自由组合定律的“三性”
(1)同时性：决定同一性状的成对遗传因子彼此分离与决定不同性状的遗传因子自由组合同时进行。
(2)独立性：决定同一性状的成对遗传因子彼此分离与决定不同性状的遗传因子自由组合，互不干扰，各自独立地分配到配子中去。
(3)普遍性：自由组合定律广泛适用于生物界。
遗传规律的适用范围
1．(多选)下列有关测交的说法，正确的是( )
A．测交实验是孟德尔“假说—演绎法”中对推理过程及结果进行验证的方法
B．对基因型为YyRr的黄圆豌豆进行测交，后代中出现该基因型的个体的概率为1/4
C．通过测交可以推测被测个体的基因型、产生配子的种类和产生配子的数量等
D．对某植株进行测交，得到的后代的基因型为Rrbb和RrBb(两对基因独立遗传)，则该植株的基因型是Rrbb
AB [测交是孟德尔“假说—演绎法”中对推理过程及结果进行验证的方法；基因型为YyRr的个体会产生YR、Yr、yR、yr四种配子，由于隐性类型只能产生一种配子yr，测交后代中会出现基因型为YyRr的个体，且出现的概率为1/4；测交不能测定被测个体产生配子的数量；由于隐性类型只能产生一种配子(rb)，所以若“某植株”产生的两种配子是Rb、RB，则其基因型是RRBb。]
2．基因的自由组合定律发生于下列哪个过程( )
AaBb1AB∶1Ab∶1aB∶1ab雌雄配子随机结合子代9种遗传因子的组合形式4种性状组合
A．① B．② C．③ D．④
A [自由组合定律是在个体产生配子时发生的。图中①表示AaBb产生4种数量相等的配子(1AB∶1Ab∶1aB∶1ab)，即决定同一性状的成对的遗传因子(A与a，B与b)分离，决定不同性状的遗传因子(A与B，A与b，a与B，a与b)自由组合形成不同类型的配子。]
自由组合定律发生在配子形成过程中，而不是发生在雌雄配子随机结合过程中。
自由组合定律的解题技巧
1．分析自由组合问题的“三字诀”
2．巧用子代性状分离比推测亲本的基因型
(1)9∶3∶3∶1?(3∶1)(3∶1)?(Aa×Aa)(Bb×Bb)?AaBb×AaBb。
(2)1∶1∶1∶1?(1∶1)(1∶1)?(Aa×aa)(Bb×bb)?AaBb×aabb或Aabb×aaBb。
(3)3∶3∶1∶1?(3∶1)(1∶1)?(Aa×Aa)(Bb×bb)或(Aa×aa)(Bb×Bb)?AaBb×Aabb或AaBb×aaBb。
(4)3∶1?(3∶1)×1?(Aa×Aa)(BB×B_)、(Aa×Aa)(BB×bb)、(AA×A_)(Bb×Bb)或(AA×aa)(Bb×Bb)?AaBB×AaB_、AaBB×Aabb、AABb×A_Bb或AABb×aaBb。
3．常见类型分析
(1)配子类型及概率的问题
①AaBbCc产生的配子种类数为：
2(A、a)×2(B、b)×2(C、c)＝8种
②AaBbCc产生ABC配子的概率为：
1/2(A)×1/2(B)×1/2(C)＝1/8
(2)子代的基因型及概率问题
①AaBbCc与AaBBCc杂交，求子代的基因型种类，可将其分解为3个分离定律：
Aa×Aa→后代有3种基因型(1AA∶2Aa∶1aa)；
Bb×BB→后代有2种基因型(1BB∶1Bb)；
Cc×Cc→后代有3种基因型(1CC∶2Cc∶1cc)。
所以，后代中有3×2×3＝18(种)基因型。
②AaBbCc与AaBBCc杂交，后代中AaBBcc出现的概率为1/2(Aa)×1/2(BB)×1/4(cc)＝1/16。
(3)子代的表型类型及概率的问题
①AaBbCc与AabbCc杂交，求其杂交后代可能出现的表型种类数，可分解为3个分离定律：
Aa×Aa→后代有2种表型(3A_∶1aa)；
Bb×bb→后代有2种表型(1Bb∶1bb)；
Cc×Cc→后代有2种表型(3C_∶1cc)。
所以，后代中有2×2×2＝8(种)表型。
②AaBbCc与AabbCc杂交，后代中出现A_Bbcc的概率为(3/4)×(1/2)×(1/4)＝3/32。
1．某种哺乳动物的直毛(B)对卷毛(b)为显性，体色黑色(C)对白色(c)为显性(这两对基因分离和组合互不干扰)。基因型为BbCc的个体与“个体X”交配，子代的表型及比例为直毛黑色∶卷毛黑色∶直毛白色∶卷毛白色＝3∶3∶1∶1。则“个体X”的基因型为( )
A．BbCC B．BbCc C．bbCc D．Bbcc
C [由题干可知，子代中直毛∶卷毛＝1∶1，故亲本相关基因型为Bb
×bb；黑色∶白色＝3∶1，亲本相关基因型为Cc×Cc。已知一方亲本基因型为BbCc，则“个体X”基因型为bbCc。]
2．假定某植物五对等位基因是相互自由组合的，杂交组合AaBBCcDDEe×AaBbCCddEe产生的后代中，两对等位基因杂合、三对等位基因纯合的个体所占的比例是( )
A．1/2
B．1/4
C．1/16
D．1/64
B [本题的解题思路是把基因自由组合类问题转换成基因分离定律问题去解决。根据基因分离定律，分对计算，其中DD×dd一定得到Dd，在剩下的四对基因组合中，出现杂合子和纯合子的概率都是1/2；要满足题意，则需要除D、d之外的四对基因组合中，有一对为杂合子，另外三对均为纯合子，其概率为4×(1/2)×(1/2)×(1/2)×(1/2)＝1/4；其中4是指“在四对基因组合(Aa×Aa，Bb×BB，Cc×CC，Ee×Ee)中，有且只有一对出现杂合子的情况有4种”，每一次出现一杂三纯的概率是(1/2)×(1/2)×(1/2)×(1/2)。]
[课堂小结]
知
识
网
络
构
建
核
心
语
句
背
诵
1．自由组合定律的实质：在形成配子时，决定同一性状的成对遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。2.等位基因是指控制相对性状的基因。3.表型是指生物体表现出来的性状。生物的表型是基因型和环境共同作用的结果。4.基因型：指与表型有关的基因组成。5.两对相对性状的测交实验中，测交后代基因型和表型均为4种，数量比例均为1∶1∶1∶1。6.在两对相对性状的杂交实验中，F2中共有9种基因型，4种性状表现，比例为9∶3∶3∶1。
1．自由组合定律中的“自由组合”是指( )
A．带有不同遗传因子的雌雄配子间的组合
B．决定同一性状的成对的遗传因子的组合
C．两亲本间的组合
D．决定不同性状的遗传因子的自由组合
D [自由组合定律的实质是在形成配子时，决定不同性状的遗传因子自由组合。]
2．孟德尔进行的两对相对性状的遗传实验中，具有1∶1∶1∶1比例关系的组合是( )
①杂种自交后代的性状分离比 ②杂种产生配子类型的比例 ③杂种测交后代的表型比例 ④杂种自交后代的基因型比例 ⑤杂种测交后代的基因型比例
A．①②④
B．②④⑤
C．①③⑤
D．②③⑤
D [两对相对性状的杂种自交，后代的性状分离比为9∶3∶3∶1，①不符合题意；杂种产生配子种类的比例为1∶1∶1∶1，②符合题意；杂种测交后代的表型比例为1∶1∶1∶1，③符合题意；杂种自交后代的基因型比例为1∶2∶2∶4∶1∶2∶1∶2∶1，④不符合题意；杂种测交后代的基因型比例为1∶1∶1∶1，⑤符合题意。]
3．豌豆子叶的黄色(Y)对绿色(y)为显性性状，圆粒种子(R)对皱粒种子(r)为显性性状。某人用黄色圆粒和绿色圆粒的豌豆进行杂交，发现后代出现四种表型，统计结果为圆粒∶皱粒＝3∶1，黄色子叶∶绿色子叶＝1∶1，下列叙述不正确的是( )
A．亲本的基因型是YyRr和yyRr
B．在F1中表型不同于亲本的是绿色皱粒和黄色皱粒，两者的数量比为1∶1
C．F1中纯合子所占的比例是1/4
D．如果用F1中的一株黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交，得到F2的表型有2种，数量比为1∶1
D [由题意分析可知，亲本的基因型为YyRr和yyRr，A正确；亲本的基因型为YyRr和yyRr，后代有2×2＝4(种)表型，在F1中表型不同于亲本的是黄色皱粒和绿色皱粒，它们的数量比为1∶1，B正确；F1中纯合子(yyRR和yyrr)的比例为1/2×1/4×2＝1/4，C正确；亲本的基因型为YyRr和yyRr，F1中黄色圆粒豌豆的基因型是YyRR或YyRr，如果用F1中的一株黄色圆粒(YyRR)豌豆与绿色皱粒豌豆杂交，得到的F2的表型有2种，数量比为黄色圆粒∶绿色圆粒＝1∶1；如果用F1中的另一株黄色圆粒(YyRr)豌豆与绿色皱粒豌豆杂交，得到的F2的表型有4种，数量比为黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒＝1∶1∶1∶1，D错误。]
4．遗传因子组成为AAbbCC与aaBBcc的小麦进行杂交，这三对遗传因子的遗传遵循自由组合定律，F1杂种形成的配子种类数及其自交后代(F2)的遗传因子组成种类数分别是( )
A．4和9
B．4和27
C．8和27
D．32和81
C [F1的基因型为AaBbCc，该个体形成配子的种类数为2(A、a)×2(B、b)×2(C、c)＝8(种)。自交后代(F2)的遗传因子组成种类数为3×3×3＝27(种)。]
5．鸡冠的形状由两对基因(A和a，B和b)控制，这两对基因的遗传符合基因的自由组合定律，且与性别无关。据表回答下列问题：
项目
基因组合
A、B同时存在(A_B_型)
A存在、B不存在(A_bb型)
B存在、A不存在(aaB_型)
A和B都不存在(aabb型)
鸡冠形状
核桃状
玫瑰状
豌豆状
单片状
杂交组合 甲：核桃状×单片状→F1：核桃状，玫瑰状，豌豆状，单片状
乙：玫瑰状×玫瑰状→F1：玫瑰状，单片状
丙：豌豆状×玫瑰状→F1：全是核桃状
(1)甲组杂交方式在遗传学上称为________，甲组杂交组合的F1中四种表型比例是____________________。
(2)让乙组后代(F1)中玫瑰状冠的鸡与另一纯合豌豆状冠的鸡杂交，杂交后代表型及比例在理论上是__________________。
(3)让丙组F1中的雌雄个体交配，后代表现为玫瑰状冠的有120只，那么表现为豌豆状冠的杂合体理论上有________只。
(4)基因型为AaBb与Aabb的个体杂交，它们的后代基因型的种类有________种，后代中纯合子所占比例为________。
[解析] (1)甲组杂交组合为双杂合个体与隐性纯合子杂交，叫测交，测交后代有四种表型，且比例为1∶1∶1∶1。
(2)乙组杂交后代(F1)玫瑰状冠鸡的基因型为2/3Aabb、1/3AAbb，和纯合的豌豆状冠(aaBB)鸡杂交，后代中出现核桃状冠的概率是1/3＋(2/3)×(1/2)＝2/3，出现豌豆状冠的概率是(2/3)×(1/2)＝1/3，比例为2∶1。
(3)丙组杂交组合中，由F1全是核桃状，可推出亲代基因型为aaBB、AAbb，F1基因型为AaBb，F1中雌雄个体杂交，符合常规的自由组合定律，F2中玫瑰状冠的鸡为1/16AAbb＋2/16Aabb＝120(只)，故杂合的豌豆状冠(2/16aaBb)鸡理论上有80只。
(4)基因型为AaBb、Aabb的个体杂交，后代的基因型种类为3×2＝6(种)，纯合子所占的比例为(1/2)×(1/2)＝1/4。
[答案] (1)测交 1∶1∶1∶1 (2)核桃状∶豌豆状＝2∶1 (3)80 (4)6 1/4
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-9：3：3：1的变式及个体基因型探究的实验设计题
性状分离比9∶3∶3∶1的变式
[素能建构]
F1(AaBb)自交后代比例
原因分析
测交后代比例
9∶7
当显性基因同时出现时为一种表型，其余的基因型为另一种表型9(A_B_)∶7(3A_bb＋3aaB_＋1aabb)
1∶3
9∶6∶1
双显、单显、双隐三种表型9(A_B_)∶6(3A_bb＋3aaB_)∶1aabb
1∶2∶1
9∶3∶4
存在aa(或bb)时表现为一种性状，其余正常表型9A_B_∶3A_bb∶4(3aaB_＋1aabb)或9A_B_∶3aaB_∶4(3A_bb＋1aabb)
1∶1∶2
15∶1
只要具有显性基因其表型就一致，其余基因型为另一种表型15(9A_B_＋3A_bb＋3aaB_)∶1aabb
3∶1
13∶3
双显性、双隐性和一种单显性表现为一种性状，另一种单显性表现为另一种性状13(9A_B_＋3aaB_＋1aabb)∶3A_bb或13(9A_B_＋3A_bb＋1aabb)∶3aaB_
3∶1
1∶4∶6∶4∶1
A与B的作用效果相同，但显性基因越多，其效果越强。1AABB∶4(2AaBB＋2AABb)∶6(4AaBb＋1AAbb＋1aaBB)∶4(2Aabb＋2aaBb)∶1aabb
1∶2∶1
[探规寻律] 分析这些异常比例，你会发现什么规律？
分析这些比例会发现，无论是哪种比例，各表型所占份数之和都等于16，如9∶7(9＋7＝16)，12∶3∶1(12＋3＋1＝16)。这提示我们，如果发现异常比例的和为16，就可以判断该性状是由两对等位基因控制的，我们就可以用自由组合定律解题。
如果子代中各表型所占份数之和小于16，则可能存在致死情况，如：
(1)4∶2∶2∶1表示的是AA、BB均可以使个体致死，即2AaBB、2AABb、1AABB、1AAbb、1aaBB均死亡。
(2)6∶3∶2∶1表示的是BB(或AA)使个体致死，即2AaBB、1AABB、1aaBB(或2AABb、1AABB、1AAbb)死亡。
[对点训练]
1．荠菜果实形状——三角形和卵圆形由位于两对同源染色体上的基因A、a和B、b决定。基因型为AaBb的个体自交，F1中三角形∶卵圆形＝301∶20。在F1的三角形果实荠菜中，部分个体无论自交多少代，其后代均为三角形果实，这样的个体在F1的三角形果实荠菜中所占的比例为( )
A．1/15 B．7/15 C．3/16 D．7/16
B [由F1中三角形∶卵圆形＝301∶20≈15∶1可知，只要有基因A或基因B存在，荠菜果实就表现为三角形，无基因A和基因B则表现为卵圆形。基因型为AaBb、aaBb、Aabb的个体自交均会出现aabb，因此无论自交多少代，后代均为三角形果实的个体在F1的三角形果实荠菜中占7/15。]
2．(多选)某植物花瓣的大小受一对等位基因A、a控制，基因型为AA的植株表现为大花瓣，Aa的植株表现为小花瓣，aa的植株表现为无花瓣。花瓣颜色受另一对等位基因R、r控制，基因型为RR和Rr的花瓣为红色，基因型为rr的花瓣为黄色，且两对基因独立遗传。若基因型为AaRr的亲本自交，则下列有关判断正确的是( )
A．子代共有9种基因型
B．子代有花瓣植株中，AaRr所占的比例为1/3
C．子代共有6种表型
D．子代的红花植株中，纯合子占1/9
ABD [由题干分析可知，基因型为AaRr的亲本自交，子代共有9种基因型；由于基因型为aa的植株无花瓣，因此基因型为aa_
_的个体只有一种表型，综合分析可知，其后代应有5种表型，即红色大花瓣、黄色大花瓣、红色小花瓣、黄色小花瓣、无花瓣；子代有花瓣植株(AA_
_、Aa_
_)中，AaRr所占的比例为1/3；子代的红花植株中，纯合子(AARR)占1/9。]
3．某种鼠中，黄鼠基因A对灰鼠基因a为显性，短尾基因B对长尾基因b为显性，且基因A或b在纯合时使胚胎致死，两对基因独立遗传。现有两只双杂合的黄色短尾鼠交配，理论上所生的子代中纯合子所占的比例为( )
A．1/4
B．3/4
C．1/9
D．4/9
C [黄鼠基因A对灰鼠基因a为显性，短尾基因B对长尾基因b为显性，现有两只双杂合的黄色短尾鼠(AaBb)交配，根据题意，其子代中只有AaBb，AaBB，aaBb，aaBB这四种基因型的鼠才能活下来，且比例为4∶2∶2∶1，纯合子aaBB占的比例为1/9。]
4．人类的皮肤含有黑色素，黑色素的多少由两对独立遗传的基因(A/a、B/b)控制，显性基因A和B可以使黑色素量增加，两者增加的量相等，并且可以累加。一个基因型为AaBb的男性与一个基因型为AaBB的女性结婚，下列关于其子女肤色深浅的叙述中，错误的是( )
A．可产生4种表型
B．肤色最浅的孩子基因型是aaBb
C．与亲代AaBB表型相同的有1/4
D．与亲代AaBb肤色深浅相同的有3/8
C [基因型为AaBb的男性与基因型为AaBB的女性结婚所生孩子的基因型为1/8AABB、1/4AaBB、1/8aaBB、1/8AABb、1/4AaBb、1/8aaBb。后代的表型有4种，分别是含有4个、3个、2个、1个显性基因决定的肤色，肤色最浅的基因型是aaBb，与亲代AaBb肤色深浅相同的有3/8，与亲代AaBB表型相同的也是3/8。]
5．某种蛙眼色的表型与基因型的对应关系如下表(两对基因独立遗传)：
表型
蓝眼
绿眼
紫眼
基因型
A_B_
A_bb、aabb
aaB_
现有蓝眼蛙与紫眼蛙杂交，F1有蓝眼和绿眼两种表型，理论上F1蓝眼蛙∶绿眼蛙为( )
A．3∶1
B．3∶2
C．9∶7
D．13∶3
A [蓝眼蛙(A_B_)与紫眼蛙(aaB_)杂交，F1有蓝眼(A_B_)和绿眼(A_bb、aabb)两种表型，据此推断亲本蓝眼蛙的基因型为AABb，紫眼蛙的基因型为aaBb。AABb×aaBb后代的表型及比例为AaB_(蓝眼蛙)∶Aabb(绿眼蛙)＝3∶1。]
6．南瓜的果实形状有球形(球甲和球乙)、扁形和长形4种，受两对等位基因A、a和B、b控制，两对等位基因独立遗传。现将两纯种球形果实的南瓜进行杂交，结果如图，请分析回答：
(1)纯种球形南瓜甲和乙的基因型是________和________。
(2)F1扁形南瓜产生配子的种类是______________。
(3)F2球形南瓜中杂合子的基因型是______________。
(4)由F2可知，当基因________存在时，即表现为扁形果实。
[解析] (1)F2性状分离比为9∶6∶1，说明F1扁形南瓜的基因型为AaBb，则纯种球形南瓜甲和乙的基因型为AAbb和aaBB。
(2)F1的基因型为AaBb，产生的配子的基因型为AB、Ab、aB、ab。
(3)F2球形南瓜的基因型为A_bb、aaB_，其中杂合子基因型是Aabb、aaBb。
(4)由F2可知，当基因A和B存在时，南瓜表现为扁形果实，A和B都不存在时南瓜表现为长形果实，只存在A或只存在B时南瓜表现为球形果实。
[答案] (1)AAbb aaBB (2)AB、Ab、aB、ab
(3)Aabb、aaBb(缺一不可) (4)A和B
有关探究个体基因型的实验设计题的解法
[素能建构]
对于不同的生物，其方法是有差异的。
1．对于植物，往往可以采用杂交、自交或测交的方法。如果是自花传粉的植物，采用自交省去了许多操作的麻烦，所以是最简单的方法；如果是异花传粉的植物，可采用测交的方法，后代出现隐性类型的比例高，较易得到实验结果。对于花粉能通过染色区分的植物，如水稻的非糯性和糯性的花粉遇碘液呈现不同的颜色，可直接用显微镜观察进行确定。
2．对于动物一般采用测交的方法。多数动物繁殖率低，让其与隐性类型杂交，可以提高后代隐性个体出现的概率。后代若有隐性类型出现，则可认为待测个体为杂合子，若没有隐性个体出现，则很可能是纯合子。
对于预期结果和结论，要进行讨论：思路是先考虑该个体共有哪几种基因型，然后考虑如果是某种基因型会产生什么样的结果，注意一定要把所有基因型都考虑到。最后写答案时把前面的思路倒过来写，即“如果出现××(结果)，则该个体基因型为××”。
[对点训练]
7．某植物的花色有紫色、红色和白色三种类型，下表为该植物纯合亲本间杂交实验的结果，请分析回答：
组别
亲本
F1
F2
1
白花×红花
紫花
紫花∶红花∶白花＝9∶3∶4
2
紫花×红花
紫花
紫花∶红花＝3∶1
3
紫花×白花
紫花
紫花∶红花∶白花＝9∶3∶4
(1)该性状是由________对独立遗传的等位基因决定的，且只有在________种显性基因同时存在时才能开紫花。
(2)若表中红花亲本的基因型为aaBB，则第1组实验中白花亲本的基因型为________，F2表现为白花的个体中，与白花亲本基因型相同的占________；若第1组和第3组的白花亲本之间进行杂交，后代的表型应________。
(3)若第3组实验的F1与某纯合白花品种杂交，请简要分析杂交后代可能出现的表型及其比例以及相对应的该白花品种可能的基因型：
①如果杂交后代紫花与白花之比为1∶1，则该白花品种的基因型是________；
②如果___________________，则该白花品种的基因型是aabb。
[解析] (1)由表格可知，第1组中F2的表型紫花∶红花∶白花＝9∶3∶4，是9∶3∶3∶1的变式，所以该性状是由两对独立遗传的等位基因决定的，双显性表现为紫色，即只有在两种显性基因同时存在时才能开紫花。
(2)第1组中F1的紫花基因型为AaBb，红花亲本的基因型为aaBB，则白花亲本的基因型为AAbb；F2白花基因型及比例为AAbb∶Aabb∶aabb＝1∶2∶1，所以与白花亲本基因型相同的占1/4；同理第3组中F1的紫花基因型为AaBb，所以第3组中亲本白花的基因型为aabb，第1组和第3组的白花亲本之间进行杂交，即AAbb×aabb，后代基因型为Aabb，表型全为白花。
(3)第3组实验的F1为AaBb，纯合白花的基因型为AAbb或aabb。若该白花品种的基因型是AAbb，F1与纯合白花品种杂交，即AaBb×AAbb，子代基因型有四种，分别为AABb、AAbb、AaBb、Aabb，紫花与白花之比为1∶1；若白花品种的基因型是aabb，F1与纯合白花品种杂交，即AaBb×aabb，子代的基因型有四种，AaBb、Aabb、aaBb、aabb，紫花∶红花∶白花＝1∶1∶2。
[答案] (1)两 两 (2)AAbb 1/4 全为白花
(3)①AAbb ②杂交后代紫花∶红花∶白花＝1∶1∶2
8．(2019·全国卷Ⅱ)某种甘蓝的叶色有绿色和紫色。已知叶色受2对独立遗传的基因A/a和B/b控制，只含隐性基因的个体表现隐性性状，其他基因型的个体均表现显性性状。某小组用绿叶甘蓝和紫叶甘蓝进行了一系列实验。
实验①：让绿叶甘蓝(甲)的植株进行自交，子代都是绿叶
实验②：让甲植株与紫叶甘蓝(乙)植株杂交，子代个体中绿叶∶紫叶＝1∶3
回答下列问题。
(1)甘蓝叶色中隐性性状是________，实验①中甲植株的基因型为________。
(2)实验②中乙植株的基因型为________，子代中有________种基因型。
(3)用另一紫叶甘蓝(丙)植株与甲植株杂交，若杂交子代中紫叶和绿叶的分离比为1∶1，则丙植株所有可能的基因型是________；若杂交子代均为紫叶，则丙植株所有可能的基因型是_______________；若杂交子代均为紫叶，且让该子代自交，自交子代中紫叶与绿叶的分离比为15∶1，则丙植株的基因型为________。
[解析] (1)(2)由实验①可知甲为纯合子，由实验②子代个体中绿叶∶紫叶＝1∶3可知，紫叶为显性，绿叶为隐性，且紫叶甘蓝乙植株基因型为AaBb，绿叶植株甲为aabb，二者杂交，子代基因型有4种，分别是AaBb、Aabb、aaBb、aabb。
(3)由丙与甲杂交，后代中有绿叶可知，丙肯定产生含ab的配子。又因为杂交后代紫叶和绿叶分离比为1∶1，故丙能产生两种数目相等的配子，因此丙植株的基因型可能为Aabb、aaBb；若杂交子代均为紫叶，则丙植株中两对基因至少有一对为显性纯合子，因此基因型可能为AABB、AABb、AAbb、AaBB、aaBB；由杂交子代自交后代中紫叶与绿叶的分离比为15∶1，可知该子代基因型为AaBb，故产生该子代的紫叶甘蓝丙的基因型为AABB。
[答案] (1)绿色 aabb (2)AaBb 4 (3)Aabb、aaBb AABB、AAbb、aaBB、AaBB、AABb AABB
9．燕麦颖色有黑色、黄色和白色三种颜色，由B、b和Y、y两对等位基因控制，只要基因B存在，植株就表现为黑颖。为研究燕麦颖色的遗传规律，进行了如图所示的杂交实验，请分析回答：
(1)图中亲本中黑颖个体的基因型为________，F2中白颖个体的基因型是________。
(2)F1测交后代中黄颖个体所占的比例为________。F2黑颖植株中，部分个体无论自交多少代，其后代仍然为黑颖，这样的个体占F2黑颖燕麦的比例为________。
(3)现有一包标签遗失的黄颖燕麦种子，请设计杂交实验方案，确定黄颖燕麦种子的基因型。
实验步骤：①________________________________________；
②__________________________________________________。
结果预测：①如果______________，则包内种子基因型为bbYY；
②如果_____________________，则包内种子基因型为bbYy。
[解析] (1)由于子二代中黑颖∶黄颖∶白颖≈12∶3∶1，说明F1基因型为BbYy，所以亲本黑颖和黄颖个体的基因型分别是BByy、bbYY，F2中白颖个体的基因型是bbyy。
(2)F1的基因型为BbYy，其测交后代中黄颖(bbY_)个体所占的比例为1/2×1/2＝1/4，F2黑颖植株中，部分个体无论自交多少代，其后代仍然为黑颖，说明其基因型是BB__，占F2黑颖燕麦的比例为1/3。
(3)黄颖植株的基因型为bbYY或bbYy，要想鉴定其基因型，可将该植株自交得到F1，统计F1燕麦颖色，若全为黄颖，则该植株基因型为bbYY，若黄颖∶白颖＝3∶1，则该植株基因型为bbYy。
[答案] (1)BByy bbyy (2)1/4 1/3
(3)将待测种子分别单独种植并自交，得F1种子 F1种子长成植株后，按颖色统计植株的比例 F1种子长成的植株颖色全为黄颖 F1种子长成的植株颖色既有黄颖又有白颖，且黄颖∶白颖＝3∶1
10．虎皮鹦鹉羽毛颜色的遗传机理如图所示，当个体基因型为aabb时，两种色素都不能合成，表现为白色。现有一只纯合绿色鹦鹉和一只纯合白色鹦鹉杂交得F1，再让F1雌雄个体随机交配得F2。请回答下列问题：
(1)控制鹦鹉羽毛颜色的基因在遗传上遵循__________定律，请利用上述实验材料，设计一个杂交实验对你的观点加以验证。
实验方案：__________________________________________。
预测结果：___________________________________________。
(2)如果让F2表型为绿色的鹦鹉自由交配，后代表型及比例为
______________________________________________________。
(3)如让杂合的黄色鹦鹉与杂合的蓝色鹦鹉杂交，且因某种因素的影响，后代中的白色鹦鹉全部死亡，则绿色鹦鹉所占的比例为________。
(4)如欲判断一只绿色雄性鹦鹉的基因型，应从绿色、蓝色、黄色、白色纯合子群体中选择________与其杂交：
①如后代全为绿色鹦鹉，则其基因型为AABB；
②如后代______________，其基因型为AABb；
③如后代绿色∶黄色为1∶1，则其基因型为________；
④如后代____________________________，其基因型为AaBb。
[解析] (1)常用测交法验证控制动物性状的两对基因是否遵循基因的自由组合定律。若F1(AaBb)与白色鹦鹉(aabb)杂交，后代出现四种表型的鹦鹉，比例约为1∶1∶1∶1，则控制鹦鹉羽毛颜色的基因在遗传上遵循自由组合定律。
(2)F2表型为绿色的鹦鹉基因型为A_B_(1/9AABB，2/9AABb,2/9AaBB,4/9AaBb)，其产生的配子AB＝4/9，Ab＝2/9，aB＝2/9，ab＝1/9，可借助棋盘法求得后代表型及比例为绿色∶蓝色∶黄色∶白色＝64∶8∶8∶1。
(3)如让杂合的黄色鹦鹉与杂合的蓝色鹦鹉杂交，即aaBb×Aabb→1绿色∶1蓝色∶1黄色∶1白色(死亡)，其中绿色鹦鹉占1/3。
(4)绿色雄性鹦鹉的基因型有四种可能：AABB、AaBB、AABb、AaBb，鉴定其基因型，可选择测交法，选择多只白色雌性鹦鹉与之杂交，分析子代表型差异即可。
[答案] (1)基因的自由组合(基因的分离和自由组合) 用F1绿色鹦鹉和白色鹦鹉杂交 杂交后代中鹦鹉羽色出现四种表型：绿色、蓝色、黄色、白色，比例约为1∶1∶1∶1
(2)绿色∶蓝色∶黄色∶白色＝64∶8∶8∶1
(3)1/3 (4)多只白色雌性鹦鹉 ②绿色∶蓝色＝1∶1 ③AaBB ④绿色∶蓝色∶黄色∶白色＝1∶1∶1∶1
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-第1课时 基因位于染色体上的实验证据
课标内容要求
核心素养对接
概述性染色体上的基因与性别相关联。
1．生命观念：从基因和染色体层面解释新情景下的简单遗传现象。2．科学思维：尝试用假说—演绎法分析摩尔根的果蝇杂交实验。3．社会责任：认同摩尔根等科学家尊重科学事实，勇于否定自我的科学精神。
一、积极思维：果蝇有什么“过人之处”呢？
1．黑腹果蝇易培养，繁殖快。
2．黑腹果蝇易于遗传操作。
3．黑腹果蝇体细胞中只有四对染色体，其中一对为决定性别的性染色体，分别用X和Y表示。性染色体组成为XX的个体为雌性，性染色体组成为XY的个体为雄性。
二、基因位于染色体上的实验证据
1．在探索基因与染色体之间关系的道路上，摩尔根以果蝇为实验材料，为证明基因位于染色体上做出了重要的贡献。
2．实验过程
(1)白眼雄蝇和野生型红眼雌蝇的杂交实验及分析
实验
分析
①红眼为显性性状。②果蝇眼色的遗传符合基因分离定律。③F2中白眼果蝇只有雄果蝇
(2)测交实验
白眼雄蝇和F1中的红眼雌蝇交配→子代红眼雌蝇∶白眼雌蝇∶红眼雄蝇∶白眼雄蝇＝1∶1∶1∶1。
3．结果分析
(1)摩尔根推测果蝇红眼和白眼性状的遗传与性染色体有关。
(2)他作出假设：控制白眼性状的基因w位于X染色体上，是隐性的；控制红眼性状的基因W是显性的，与基因w是一对等位基因。红眼雌雄果蝇的基因型分别为XWXW(或XWXw)和XWY，白眼雌雄果蝇的基因型分别为XwXw和XwY。根据假设，可以解释上述实验。
(3)遗传图解
4．验证实验
(1)子二代雌蝇虽然都是红眼，但一半是XWXW，一半是XWXw，因此，子二代这两种类型的雌蝇分别与白眼雄蝇交配时，前者所产生的后代表型全是红眼，如图A，后者所产生的后代结果如图B；
P
红眼♀ × 白眼♂
F1
配子
Xw
Y
XW
XWXw(红眼♀)
XWY(红眼♂)
A
P
红眼♀ × 白眼♂
F1
配子
Xw
Y
XW
XWXw(红眼♀)
XWY(红眼♂)
Xw
XwXw(白眼♀)
XwY(白眼♂)
B
(2)白眼雌蝇和红眼雄蝇交配，子代中雌蝇表型全是红眼，雄蝇全是白眼(图C)；
P
白眼♀ × 红眼♂
F1
配子
XW
Y
Xw
XWXw(红眼♀)
XwY(白眼♂)
C
(3)白眼雌蝇和白眼雄蝇交配，子代中雌雄表型都是白眼，而且能形成遗传稳定的品系。
5．摩尔根这项研究的重要意义是，首次把一个特定的基因和一条染色体联系起来，证明了基因位于染色体上。此后，摩尔根和他的学生一起将许多基因定位在染色体上，并发现基因在染色体上呈线性排列。
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．摩尔根选择黑腹果蝇为实验材料，是其获得成功的原因之一。
( )
2．黑腹果蝇中，雄性个体长约2.5
mm，雌性个体稍短。
( )
3．黑腹果蝇中红眼果蝇的基因型有XWXW、XWY。
( )
4．染色体和基因并不是一一对应关系，一条染色体上含有很多基因。
( )
5．蝗虫的所有遗传物质都位于染色体上。
( )
[答案] 1．√
2．× 提示：黑腹果蝇中，雌性个体长约2.5
mm，雄性个体稍短。
3．× 提示：红眼雌蝇基因型为XWXW或XWXw；红眼雄蝇基因型为XWY。
4．√
5．× 提示：蝗虫细胞的细胞质(如线粒体)中也含有少量遗传物质，这些遗传物质不存在于染色体上。
基因位于常染色体上还是X染色体上
1．若相对性状的显隐性是未知的，且亲本均为纯合子，则用正交和反交的方法。即：
2．若相对性状的显隐性已知，只需一个杂交组合判断基因的位置，则用隐性雌性个体与显性雄性纯合个体杂交。即：
1．一只雌鼠的一条染色体上某基因发生突变，使野生型变为突变型。该鼠与野生型鼠杂交，F1的雌雄鼠中均既有野生型，又有突变型。假如仅通过一次杂交实验鉴别突变基因是在常染色体上还是在X染色体上，F1的杂交组合最好选择( )
A．野生型(雌)×突变型(雄)
B．野生型(雄)×突变型(雌)
C．野生型(雌)×野生型(雄)
D．突变型(雌)×突变型(雄)
A [由条件可知，突变型是显性性状，野生型是隐性性状；选择隐性性状的雌鼠与显性性状的雄鼠杂交时，若后代雌鼠全为显性性状，雄鼠全为隐性性状，则该突变基因位于X染色体上；若后代雌雄鼠中都有显性性状，则该突变基因位于常染色体上。]
2．果蝇的大翅和小翅是一对相对性状，由一对等位基因A、a控制。现用大翅雌果蝇和小翅雄果蝇进行交配，再让F1雌雄个体相互交配，实验结果如下：
雌果蝇
雄果蝇
F1
大翅620
大翅617
F2
大翅2
159
大翅1
011 小翅
982
下列分析不正确的是( )
A．果蝇翅形大翅对小翅为显性
B．根据实验结果判断果蝇的翅形遗传遵循基因分离定律
C．根据实验结果可证明控制翅形的基因位于X染色体上
D．F2中雌果蝇基因型相同，雄果蝇有两种基因型
D [大翅雌果蝇和小翅雄果蝇进行交配，F1全是大翅果蝇，因此大翅对小翅为显性。根据题中信息“F2：大翅雌果蝇2
159只，大翅雄果蝇1
011只，小翅雄果蝇982只”可知，大翅∶小翅≈3∶1，符合基因分离定律，又因为小翅果蝇只出现在雄性中，可推知控制翅形的基因位于X染色体上。遗传图解如下：
可见，F2中雌果蝇有两种基因型，分别为XAXA和XAXa。]
基因是伴X染色体遗传还是X、Y染色体同源区段的遗传
1．适用条件：已知性状的显隐性和控制性状的基因在性染色体上。
2．设计思路
(1)基本思路一：用“纯合隐性雌×纯合显性雄”进行杂交，观察分析F1的性状。即：
(2)基本思路二：用“杂合显性雌×纯合显性雄”进行杂交，观察分析F1的性状。即：
如图是果蝇性染色体的结构模式简图，请回答下列问题：
(1)雌果蝇在减数分裂中能发生联会的区段是______________。
(2)如果果蝇的某基因位于Ⅱ－2区段上，则该基因的遗传特点是______________。
(3)已知决定果蝇某一性状的基因可能位于Ⅰ或Ⅱ－1区段上，现有纯合的显性和隐性的雌雄个体若干只，请设计实验以确定该基因的具体位置。
①设计实验：___________________________________________
______________________________________________________。
②预测实验结果和结论：_________________________________
______________________________________________________。
[解析] (1)联会指的是同源染色体两两配对的现象，故雌果蝇在减数分裂中能发生联会的区段是Ⅰ和Ⅱ－1区段。
(2)Ⅱ－2区段是Y染色体特有的片段，X染色体上不含其等位基因，故该基因遗传时只能遗传给后代的雄果蝇。
(3)要判断该基因的具体位置，可用一只表型为隐性的纯合雌果蝇与一只表型为显性的纯合雄果蝇杂交，如果后代中雌性均为显性性状，雄性均为隐性性状，说明基因位于Ⅱ－1区段；如果后代中雌雄个体均为显性性状，说明基因位于Ⅰ区段。
[答案] (1)Ⅰ和Ⅱ－1区段 (2)该基因只能遗传给后代的雄果蝇 (3)①用一只表型为隐性的纯合雌果蝇与一只表型为显性的纯合雄果蝇杂交 ②如果后代中雌性均为显性性状，雄性均为隐性性状，说明基因位于Ⅱ－1区段；如果后代中雌雄个体均为显性性状，说明基因位于Ⅰ区段
基因位于X、Y染色体的同源区段还是位于常染色体上
1．设计思路
隐性的纯合雌性个体与显性的纯合雄性个体杂交，获得的F1全表现为显性性状，再选子代中的雌雄个体杂交获得F2，观察F2表型情况。即：
2．结果推断
果蝇是常用的遗传学实验材料。已知果蝇的长翅(A)对短翅(a)为显性，请回答：
(1)果蝇作为遗传学实验材料的优点有________________________________
_____________________________________________________(答出两点)。
(2)为探究等位基因A和a位于常染色体、X染色体还是X与Y染色体的同源区段上，现选择一对果蝇进行杂交实验。若子代中雄果蝇均为长翅，雌果蝇均为短翅，则这对等位基因位于_________________；若______________，则这对等位基因位于常染色体上或X与Y染色体的同源区段上。由此两亲本果蝇的表型为_______________。
[解析] (1)果蝇常用来作为遗传学实验材料，因为果蝇体积小，繁殖速度快、饲养容易，且具有易于区分的相对性状。
(2)判断等位基因A和a在什么染色体上，可以用显性性状的父本与隐性性状的母本杂交，即让长翅雄果蝇与短翅雌果蝇杂交。若子代中雄果蝇均为长翅，雌果蝇均为短翅，说明这对等位基因位于X与Y染色体的同源区段上，亲本基因型为XaXa、XaYA；若雌雄果蝇均为长翅，说明这对等位基因位于常染色体上或X与Y染色体的同源区段上，亲本相关基因型为AA、aa或XaXa、XAYA，两亲本表型为雌果蝇是短翅，雄果蝇是长翅。
[答案] (1)个体小，易饲养，繁殖速度快且具有易于区分的相对性状 (2)X与Y染色体的同源区段上 雌雄果蝇均为长翅 雌果蝇是短翅，雄果蝇是长翅
[课堂小结]
知
识
网
络
构
建
核
心
语
句
背
诵
1．黑腹果蝇易培养、繁殖快、易于遗传操作。2.在自然环境中，野生型果蝇(纯合子)的眼睛颜色都是红色的。3.摩尔根首次把一个特定的基因和一条染色体联系起来，证明了基因位于染色体上。4.摩尔根和他的学生一起将许多基因定位在染色体上，并发现基因在染色体上呈线性排列。
1．果蝇体细胞中的染色体组成可表示为( )
A．3条＋X或3条＋Y
B．6条＋X或6条＋Y
C．6条＋XX或6条＋YY
D．6条＋XX或6条＋XY
D [果蝇的体细胞中共有4对8条染色体，其中有3对6条为常染色体，1对是性染色体，雌性果蝇的性染色体组成是XX，雄性果蝇的性染色体组成为XY。]
2．红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配，子一代雌雄果蝇都表现红眼，这些果蝇交配产生的子二代中，红眼雄果蝇占1/4，白眼雄果蝇占1/4，红眼雌果蝇占1/2。下列叙述错误的是( )
A．红眼对白眼是显性
B．眼色的遗传遵循分离定律
C．眼色和性别表现为自由组合
D．子二代红眼雌果蝇有两种基因型
C [若控制眼色的基因用M、m表示，该过程遗传图解为P：红眼雌果蝇(XMXM)×白眼雄果蝇(XmY)→F1：红眼雌果蝇(XMXm)×红眼雄果蝇(XMY)→F2：红眼雌果蝇(XMXM、XMXm)∶红眼雄果蝇(XMY)∶白眼雄果蝇(XmY)＝2∶1∶1。由于控制眼色的基因位于性染色体上，所以眼色和性别不会自由组合。]
3．摩尔根通过实验证明了基因位于染色体上，他还认为( )
A．基因在染色体上呈线性排列
B．染色体是基因的主要载体
C．染色体由蛋白质和DNA组成
D．一条染色体上只有一个基因
A [摩尔根以果蝇为实验材料，通过实验证明了基因位于染色体上，并且认为基因在染色体上呈线性排列。染色体是基因的主要载体，染色体由蛋白质和DNA组成，一条染色体上只有一个基因，这些都不是摩尔根的研究成果。故选A。]
4．(多选)如图表示果蝇某一条染色体上的几个基因，下列相关说法错误的是( )
A．果蝇细胞内基因数目要远远多于染色体数目
B．基因在染色体上呈线性排列
C．黄身基因与白眼基因的遗传遵循自由组合定律
D．细胞内的基因都在染色体上
CD [一条染色体上有多个基因，所以果蝇细胞内基因数目要远远多于染色体数目，A项正确；基因在染色体上呈线性排列，B项正确；黄身基因与白眼基因位于同一条染色体上，因此它们的遗传不遵循自由组合定律，C项错误；细胞核内的基因位于染色体上，细胞质内的基因位于线粒体和叶绿体中，D项错误。]
5．果蝇的灰身(B)和黑身(b)、红眼(R)和白眼(r)分别受一对等位基因控制，B、b基因位于常染色体上，R、r基因位于X染色体上。下表是杂交实验结果：
P
灰身♀×黑身♂
红眼♀×白眼♂
F1
灰身
红眼
F2
灰身∶黑身＝3∶1
红眼∶白眼＝3∶1
(1)选果蝇作实验材料的优点是______________(至少写出2点)。
(2)F1随机交配，试推断F2中红眼、白眼果蝇的性别分别是________和________。
(3)以上两对相对性状中，正交与反交产生子代的结果一致的是________，不一致的是________。
(4)现用纯合的灰身红眼果蝇(♀)与黑身白眼果蝇(♂)杂交，再让F1个体间杂交得到F2。预期F2可能出现的基因型有________种，雄性中黑身白眼的概率是________。
[解析] 根据题意，亲本XRXR×XrY→F1(XRXr、XRY)→F2(XRXR、XRXr、XRY、XrY)，由此可见红眼果蝇中雄、雌性都有，白眼果蝇中只有雄性。由于灰身和黑身基因位于常染色体上，所以正交和反交结果一致，而红眼和白眼基因位于X染色体上，正交和反交结果不同。纯合的灰身红眼果蝇(♀)BBXRXR与黑身白眼果蝇(♂)bbXrY杂交，F1个体的基因型是BbXRXr和BbXRY，它们杂交得F2，可能出现的基因型有3×4＝12种，出现黑身的概率为1/4，雄性中出现白眼的概率为1/2，所以雄性中黑身白眼的概率为1/8。
[答案] (1)相对性状明显、繁殖速度快、易于饲养等(答出2点即可) (2)雄、雌性 雄性 (3)灰身和黑身 红眼和白眼 (4)12 1/8
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-第2课时 性别决定和伴性遗传
课标内容要求
核心素养对接
概述性染色体上的基因的传递和性别相关联。
1．生命观念：能初步运用结构与功能观，说明位于性染色体上基因的遗传特点。2．科学思维：基于伴性遗传的规律，能根据双亲的表型对后代的患病概率作出预测。3．社会责任：关注伴性遗传理论的应用，并对其应用的影响作出科学的判断。
一、性别决定
1．一般来说，在生物细胞中决定性别的染色体称为性染色体(sex
chromosome)，而其他染色体称为常染色体(autosome)。
2．生物性别决定方式主要有XY型和ZW型两种。
3．XY型性别决定
(1)特点：雌性个体体细胞内有两条同型的性染色体X，雄性个体体细胞内有两条异型的性染色体，分别为X和Y。
(2)生物类型
全部的哺乳动物，部分两栖类，部分鱼类和部分昆虫都属于这一类型。
4．ZW型性别决定
(1)特点：雌性个体体细胞内有两条异型的性染色体，分别为Z和W，雄性个体体细胞内有两条同型的性染色体Z。
(2)生物类型
多见于部分昆虫，某些两栖类，某些爬行类和全部鸟类等。
5．性别决定的过程图解
(1)XY型生物的性别决定
(2)ZW型生物的性别决定：
6．其他的性别决定方式
(1)蜜蜂、胡蜂和蚂蚁等动物的性别由细胞中的染色体倍数所决定。
(2)乌龟的性别由环境温度所决定，受精卵在20～27
℃、30～35
℃下分别孵化为雄性和雌性个体。
(3)植物的性别决定方式更为复杂，有些植物的性别甚至是由常染色体上的基因决定的。
二、伴性遗传
1．性染色体上的基因传递总是和性别相关联，这类性状的遗传被称为伴性遗传(sex－linked
inheritance)，也被称为性连锁遗传。
2．积极思维：人的红绿色盲遗传与性别有什么关系？
(1)事实：①实践中，常以遗传系谱图来研究某些遗传病的遗传规律。通常以正方形代表男性，圆形代表女性，以罗马字母代表世代，以阿拉伯数字表示个体，深颜色或黑色表示患者(如图)。
②红绿色盲患者不能正常区分红色和绿色。已知红绿色盲由位于X染色体上的隐性基因b控制，用Xb表示，正常基因用XB表示，Y染色体上没有红绿色盲基因及其等位基因。
(2)分析：①
结果：儿子全部是红绿色盲，女儿都是色盲基因携带者。
②
结果：女儿表型全部正常，其中一半携带色盲基因；儿子一半表型正常，一半为色盲患者。
③男性色盲多于女性色盲的原因
女性只有两条X染色体上都有红绿色盲基因(b)时，才表现为色盲，而男性只要含有红绿色盲基因(b)，就表现为色盲。
(3)伴X染色体隐性遗传病的遗传特点
①患者中男性多于女性。
②具有交叉遗传现象，即男性患者的致病基因必然来自其母亲，以后又必定遗传给其女儿。
③女患者的父亲和儿子一定是患者。
3．其他常见实例
(1)人类中血友病A(致病基因是Xh)：血友病A是一种遗传性凝血功能障碍出血性疾病，患者缺乏某种促凝因子，出血后凝血时间延长。
(2)抗维生素D佝偻病(致病基因是XD)：抗维生素D佝偻病患者的肾小管对磷的重新吸收发生障碍，导致骨骼发育异常，表现出佝偻病症状。
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．性染色体上的基因都与性别决定有关。
( )
2．无论是男性还是女性，只要含有红绿色盲基因就是红绿色盲患者。
( )
3．伴X染色体隐性遗传病具有世代遗传的特点。
( )
4．伴X染色体显性遗传病具有隔代遗传现象，男女患病比例基本相等。
( )
5．男性的X染色体来自母亲，遗传给女儿；Y染色体来自父亲，遗传给儿子。
( )
6．某女孩为色盲基因携带者，其母亲色觉正常，则该色盲基因一定来自其父亲。
( )
[答案] 1．× 提示：性染色体上有决定性别的基因，但不是所有基因都与性别决定有关，如人类红绿色盲基因与性别决定无关。
2．× 提示：男性只要含有红绿色盲基因就是红绿色盲患者，但女性只有两条X染色体上都含有致病基因时才是红绿色盲患者。
3．× 提示：伴X染色体隐性遗传病具有隔代、交叉遗传的特点。
4．× 提示：伴X染色体显性遗传病具有连续遗传现象，且女患者多于男患者。
5．√
6．× 提示：女孩的母亲也可能是色盲基因携带者，即该色盲基因也可能来自其母亲。
性别决定和伴性遗传
1．结合性染色体传递规律分析伴性遗传的类型及特点
(1)性染色体的传递规律(如图)：
F1：XX1(女性)、XX2(女性)、X1Y(男性)、X2Y(男性)
(2)分析
①男性的X染色体一定来自其母亲，且男性一定将X染色体传给其女儿。
②女性的X染色体一条来自其母亲，一条来自其父亲，表型取决于基因的显隐性。
③Y染色体只能由男性传给其儿子，儿子传给孙子，所以伴Y染色体遗传只限男性。
④若致病基因为X染色体上的隐性基因(以红绿色盲基因为例)，则有：
代数 性别 基因型 表型
Ⅰ
男性
XbY
患者
↓
Ⅱ
女性
X－Xb
↓
Ⅲ
男性
XbY
患者
男患者的致病基因只能来源于母亲，并且只会传递给女儿；从表型上看一般会表现出隔代遗传；由于致病基因为隐性，从概率上看男性色盲患者多于女性色盲患者。
⑤若致病基因为X染色体上的显性基因(以抗维生素D佝偻病基因为例)，则有：
代数 性别 基因型 表型
Ⅰ
男性
XDY
患者
↓
Ⅱ
女性
XDX－
患者
↓
Ⅲ
男性
XDY
患者
男患者的致病基因只能来源于母亲，并且只会传递给女儿；从表型上看一般会表现出世代连续遗传；由于致病基因为显性，从概率上看女性患者多于男性患者。
2．“特殊组合”及其应用
(1)“特殊组合”：隐性性状个体作母本、显性性状个体作父本(以XY型性别决定为例)。
(2)应用
①区分基因位置：若基因只位于X染色体上，则子代中雌性全表现为显性性状，雄性全表现为隐性性状；若基因位于常染色体上，则子代性状表现与性别无关，即雌雄个体中均有显性和隐性性状。
②依据子代表型区分性别：若基因位于X染色体上，子代表型为显性的全为雌性，隐性的全为雄性。
性别决定与性染色体的关系
(1)性别相当于一对相对性状，其遗传遵循基因的分离定律。
(2)只有雌雄异体的生物才含有性染色体，雌雄同体的生物没有性染色体。
(3)性染色体决定性别是性别决定的主要方式，此外，有些生物的性别决定还与卵细胞是否受精、基因的差别及环境条件等有密切关系。
(4)性别是由性染色体上的基因决定的，但性染色体上的基因并不都与性别决定有关，如果蝇的眼色基因。
1．(多选)下列关于人类红绿色盲的说法，正确的是( )
A．父亲正常，女儿必正常；母亲色盲，儿子必色盲
B．若女孩是色盲基因携带者，则该色盲基因是由父方遗传来的
C．人类色盲基因b或它的等位基因B存在于X和Y染色体上
D．男性色盲基因不传儿子只传女儿，女儿不一定会生下患色盲的外孙
AD [女孩有两条X染色体，色盲携带者的色盲基因可能来自母方或父方；Y染色体上没有色盲基因及其等位基因；男性色盲基因会传给女儿，女儿可能是携带者，不一定生下患色盲的外孙。]
2．抗维生素D佝偻病是由位于X染色体上的显性致病基因决定的一种遗传病，这种疾病的遗传特点之一是( )
A．男患者与女患者结婚，其女儿正常
B．男患者与正常女子结婚，其子女均正常
C．女患者与正常男子结婚，必然是儿子正常、女儿患病
D．患者的正常子女不携带该患者传递的致病基因
D [抗维生素D佝偻病是伴X染色体显性遗传病，男患者与女患者结婚，其女儿都是患者，A错误；男患者与正常女子结婚，其女儿都是患者，儿子都正常，B错误；女患者与正常男子结婚，若女患者是纯合子，其子女都是患者，若女患者是杂合子，其儿子和女儿都是50%正常、50%患病，C错误；正常子女不可能携带显性遗传病致病基因，D正确。]
伴性遗传的特殊性
(1)雌雄个体的性染色体组成不同，有同型和异型两种。
(2)有些基因只存在于X或Z染色体上，Y或W染色体上无相应的等位基因，从而在XbY或ZbW个体中，单个隐性基因(b)控制的性状也能表现。
(3)Y或W染色体非同源区段上携带的基因，在X或Z染色体上无相应的等位基因，只限于在相应性别的个体之间传递。
遗传系谱图的分析
遗传系谱图中遗传方式的判断
步骤
现象及结论的口诀记忆
图谱特征
第一，排除或确定伴Y遗传
若系谱图中患者全为男性，而且患者后代中男性全为患者，则为伴Y遗传病；若系谱图中，患者有男有女，则不是伴Y遗传
伴Y染色体遗传
第二，确定图谱中遗传病是显性遗传还是隐性遗传
“无中生有”(无病的双亲，所生的孩子中有患者)，则为隐性遗传
隐性遗传
“有中生无”(有病的双亲，所生的孩子中出现无病的)，则为显性遗传
显性遗传
第三，确定致病基因位于常染色体上还是位于性染色体上
①父亲有病儿子正常②父病女必病，子病母必病
伴X染色体显性遗传
①双亲有病女儿正常②父病女不病或子病母不病
常染色体显性遗传
①父亲正常儿子有病②母病子必病，女病父必病
伴X染色体隐性遗传
①父亲正常女儿有病②母病子不病或女病父不病
常染色体隐性遗传
第四，若系谱图中无上述特征，只能从可能性大小方面推测
①若该病在代与代间连续遗传→②若该病在系谱图中隔代遗传→
1．下图为人类某种遗传病的系谱图，已知该性状受一对等位基因控制，下列说法正确的是( )
A．该遗传病属于隐性遗传病，其致病基因一定位于X染色体上
B．若Ⅲ?2为患者，则Ⅲ?2与Ⅲ?4婚配，所生男孩患病的概率为1/4
C．图中表型正常的女性都是杂合子，患病女性为纯合子
D．图中Ⅲ?3的致病基因一定来自Ⅰ?1
C [据题干图可知：Ⅱ?1和Ⅱ?2都正常，子代Ⅲ?1为患者，表明该病为隐性遗传病，但致病基因可能在常染色体上，也可能在X染色体上，A错误；假设患病基因为a，若Ⅲ?2与Ⅲ?4婚配，则Ⅲ?2为女性，如果为伴X隐性遗传，Ⅲ?2为女性患者，其父亲Ⅱ?1一定患病，而Ⅱ?1表现正常，所以该病不属于伴X遗传病，应为常染色体遗传病，Ⅲ?2基因型为aa，Ⅲ?4基因型为Aa，所生男孩患病的概率为1/2，B错误；如果为常染色体隐性遗传病，图中表型正常的女性都是杂合子才可能生下患病子代；如果为伴X染色体隐性遗传病，正常的女性都是杂合子才可能生下患病儿子或患病女儿；无论常染色体隐性遗传病，还是伴X染色体隐性遗传病，患病女性都是纯合子，C正确；若该病为伴X染色体隐性遗传病，则Ⅲ?3的致病基因来自Ⅰ?2，不会来自Ⅰ?1，D错误。]
2．(多选)下图是具有两种遗传病的某家族系谱图，设甲病显性基因为A，隐性基因为a，乙病显性基因为B，隐性基因为b。若Ⅰ?2无乙病致病基因，下列说法正确的是( )
A．甲病为常染色体显性遗传病
B．乙病为伴X染色体隐性遗传病
C．Ⅱ?3是纯合子的概率为1/8
D．若Ⅱ?4与一位正常男性结婚，生下正常男孩的概率为3/8
ABD [题干图中1号和2号均患有甲病，但其子代中有一个表现正常的女儿(4号)，说明该病为常染色体显性遗传病；1号和2号均无乙病，但他们有一个患乙病的儿子(6号)，说明乙病是隐性遗传病，又已知Ⅰ?2无乙病致病基因，则乙病为伴X染色体隐性遗传病；Ⅱ?3的基因型为A_XBX－，其为纯合子(AAXBXB)的概率为1/3×1/2＝1/6；Ⅱ?4的基因型及概率为1/2
aaXBXB、1/2
aaXBXb，正常男性的基因型为aaXBY，二者婚配生下正常男孩(aaXBY)的概率为1/2×1/2＋1/2×1/4＝3/8。]
两遗传病的计算原则
先算“甲病”，再算“乙病”。
很多情况下会涉及两种遗传病。一般来说，两种遗传病是独立遗传的，因此在计算时先算甲病，再算乙病。两个体婚配，后代患病率关系如表所示：
患乙病：q
不患乙病：1－q
患甲病：p
两病兼患：pq
只患甲病：p(1－q)
不患甲病：1－p
只患乙病：q(1－p)
不患病：(1－p)(1－q)
[课堂小结]
知
识
网
络
构
建
核
心
语
句
背
诵
1．性别决定是指雌雄异体的生物决定性别的方式。2.XY型性别决定的生物，雌性的性染色体组成为XX，雄性为XY。3.ZW型性别决定的生物，雄性的性染色体组成为ZZ，雌性为ZW。4.伴X染色体隐性遗传病的遗传特点：(1)男性患者多于女性患者。(2)女性患者的父亲和儿子一定是患者。(3)交叉遗传。5.伴X染色体显性遗传病的遗传特点：(1)女性患者多于男性患者。(2)男性患者的母亲和女儿一定是患者。(3)连续遗传。
1．下列关于性染色体与伴性遗传的叙述，正确的是( )
A．性染色体上的基因都与性别决定有关
B．性染色体上的基因在生殖细胞中都表达
C．男性的体细胞和生殖细胞中都含有Y染色体
D．女性的体细胞和生殖细胞中都含有X染色体
D [决定性别的基因位于性染色体上，但是性染色体上的基因不都与性别决定有关，如人类的红绿色盲基因位于X染色体上，但其与性别决定无关，A项错误；性染色体上的基因在生殖细胞中不一定都表达，如决定红绿色盲的基因不会在生殖细胞中表达，B项错误；男性的体细胞中都含有Y染色体，但是生殖细胞中不一定含有Y染色体，C项错误；女性的体细胞和生殖细胞中都含有X染色体，D项正确。]
2．抗维生素D佝偻病是伴X染色体显性遗传病，下列基因传递途径不可能发生的是( )
A．外祖父→母亲→女儿
B．外祖母→母亲→儿子
C．祖母→父亲→女儿
D．祖母→父亲→儿子
D [X染色体的遗传特点：母亲传给儿子或女儿，父亲只传给女儿，因此选D。]
3．(多选)如图是人类红绿色盲遗传的家系图。下列相关说法正确的是( )
A．1号个体的父亲一定是色盲患者
B．6号个体的色盲基因来自3号和1号个体
C．1号和4号个体基因型相同的概率为3/4
D．3号和4号个体再生一个患病男孩的概率为1/4
BD [红绿色盲属于伴X染色体隐性遗传病，分析系谱图可知，5号个体的基因型为XbY，则1号个体的基因型为XBXb，其色盲基因可能来自她的父亲或母亲，因此，1号个体的父亲不一定是色盲患者，A项错误；图中6号个体的色盲基因来自3号和4号个体，而4号个体的色盲基因来自1号个体，B项正确；图中1号个体和4号个体的基因型均为XBXb，基因型相同的概率为1，C项错误；3号个体和4号个体再生一个患病男孩的概率为1/2×1/2＝1/4，D项正确。]
4．荷斯坦牛的耳尖V形与非V形是一对相对性状，由一对等位基因控制。以下是荷斯坦牛耳尖性状遗传的系谱图，下列叙述正确的是( )
A．V形耳尖由X染色体上的显性基因控制
B．由Ⅲ?2的表型可推定Ⅲ?1为杂合子
C．Ⅲ?3中控制非V形耳尖的基因可来自Ⅰ?1
D．Ⅲ?2与Ⅲ?5交配生出V形耳尖子代的可能性为1/3
C [根据题意和分析图示可知：荷斯坦牛的耳尖V形与非V形是一对相对性状，由一对等位基因控制，遵循基因的分离定律。根据Ⅱ?1和Ⅱ?2都是V形耳尖，而其后代Ⅲ?2出现性状分离，所以可以判断V形耳尖为显性性状。根据Ⅰ?1和Ⅱ?3可判断V形耳尖不是由X染色体上的显性基因控制，所以V形耳尖由常染色体上的显性基因控制，A项错误；由Ⅲ?2的表型可推定Ⅱ?1和Ⅱ?2为杂合子，但无法判断Ⅲ?1是否为杂合子，B项错误；Ⅲ?3中控制非V形耳尖的基因来自Ⅱ?3和Ⅱ?4，而Ⅱ?3中控制非V形耳尖的基因则来自Ⅰ?1和Ⅰ?2，C项正确；Ⅲ?2的基因型为aa，Ⅲ?5的基因型为Aa，所以Ⅲ?2与Ⅲ?5交配生出V形耳尖子代的可能性为1/2，D项错误。]
5．如图为某家族进行性肌营养不良症(设相关基因为B、b)的遗传系谱图，其中Ⅱ3不携带该病的致病基因。
(1)该病的遗传方式是________染色体________性遗传。
(2)Ⅲ?7个体的基因型是________________。若她与正常男子结婚生了患病的孩子后再生育，后代为患病男孩的概率是________。
(3)如果Ⅲ?8个体同时患有白化病(设基因为a)，则Ⅱ?4个体的基因型为_____________；若Ⅱ?3和Ⅱ?4再生一个孩子，则该孩子只患一种病的概率是________。
[解析] (1)根据系谱图“无中生有”可判断该病为隐性遗传病，又因为Ⅱ?3不携带该病的致病基因而Ⅲ?8患病，所以可判断致病基因位于X染色体上。
(2)Ⅱ?3基因型为XBY，Ⅲ?8基因型为XbY，所以Ⅱ?4的基因型为XBXb，所以Ⅲ?7基因型为XBXB或XBXb。若她与正常男子(XBY)结婚生了患病的孩子，则其基因型为XBXb，再生育所得后代为患病男孩的概率是1/4。
(3)如果Ⅲ?8个体同时患有白化病(常染色体隐性遗传病)，即Ⅲ?8基因型为aaXbY，则Ⅱ?4个体的基因型为AaXBXb，Ⅱ?3基因型为AaXBY，若Ⅱ?3和Ⅱ?4再生一个孩子，则该孩子只患一种病的概率是1/4×3/4＋3/4×1/4＝3/8。
[答案] (1)伴X 隐 (2)XBXB或XBXb 1/4
(3)AaXBXb 3/8
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