資源簡介

人教生物(2019版)必修2教學案
1-2 孟德爾的豌豆雜交實驗(二)
第1課時　自由組合定律的發現
學有目標——課標要求必明 記在平時——核心語句必背
1.闡明自由組合定律，并能運用自由組合定律解釋或預測一些遺傳現象。 2．通過對孟德爾兩對相對性狀雜交實驗的分析，培養歸納與演繹的科學思維，進一步體會假說—演繹法。 3．通過分析孟德爾發現遺傳規律的原因，體會孟德爾的成功經驗，認同敢于質疑、勇于創新、探索求真的科學精神。 4．說出基因型、表型和等位基因的含義。 1.在兩對相對性狀的雜交實驗中，F2中共有9種基因型，4種表型，且4種表型的比例為9∶3∶3∶1。 2．在兩對相對性狀的雜交實驗中，測交后代的基因型和表型均為4種，比例為1∶1∶1∶1。 3．自由組合定律的實質：在形成配子時，決定同一性狀的成對的遺傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子自由組合。 4．等位基因是控制相對性狀的基因。
【主干知識梳理】
一、兩對相對性狀的雜交實驗——發現問題
1．實驗過程
2．實驗分析
(1)兩親本無論正交或反交，F1均為黃色圓粒，說明黃色對綠色是顯性，圓粒對皺粒是顯性。
(2)F2中除了出現親本類型外，還出現的兩種新類型是黃色皺粒和綠色圓粒。
(3)每對性狀的遺傳都遵循分離定律。
二、對自由組合現象的解釋——提出假說
1．理論解釋
(1)兩對相對性狀分別由兩對遺傳因子控制。
(2)F1產生配子時，每對遺傳因子彼此分離，不同對的遺傳因子可以自由組合。
(3)F1產生的雌配子和雄配子各有4種，它們之間的數量比為1∶1∶1∶1。
(4)受精時，雌雄配子的結合是隨機的。
2．遺傳圖解
(1)過程圖解：
(2)F2中各種性狀表現對應的遺傳因子組成類型：
①雙顯型。
黃色圓粒：YYRR、YyRR、YYRr、YyRr。
②一顯一隱型
③雙隱型。
綠色皺粒：yyrr。
三、對自由組合現象解釋的驗證——演繹推理和實驗驗證
1．驗證方法：測交實驗。
2．測交遺傳圖解——演繹推理
3．測交實驗結果
性狀組合 黃色圓粒 黃色皺粒 綠色圓粒 綠色皺粒
實際籽粒數 F1作母本 31 27 26 26
F1作父本 24 22 25 26
不同性狀的數量比 　1　∶　1　∶　1　∶　1
　　4.測交實驗結論
孟德爾測交實驗結果與預期的結果相符，從而證實了：F1在形成配子時，決定同一性狀的成對的遺傳因子發生了分離，決定不同性狀的遺傳因子表現為自由組合。從而產生4種且比例相等的配子。
四、提出自由組合定律——得出結論
控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不干擾的；在形成配子時，決定同一性狀的成對的遺傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子自由組合。
五、孟德爾獲得成功的原因
1．選材得當：選擇豌豆作為實驗材料。
2．科學地確定研究對象：先研究一對相對性狀，再研究多對相對性狀。
3．科學的統計方法：運用數學統計的方法。
4．科學的實驗程序設計：提出問題→作出假說→演繹推理→實驗驗證→得出結論。
六、孟德爾遺傳規律的再發現
1．表型：生物個體表現出來的性狀。
2．基因型：與表型有關的基因組成。
3．等位基因：控制相對性狀的基因。
七、孟德爾遺傳規律的應用
1．有助于人們正確地解釋生物界普遍存在的遺傳現象。
2．能夠預測雜交后代的類型和它們出現的概率，在動植物育種和醫學實踐等方面都具有重要意義。
(1)在雜交育種中，人們有目的地將具有不同優良性狀的兩個親本雜交，使兩個親本的優良性狀組合在一起，再篩選出所需要的優良品種。
(2)在醫學實踐中，人們可以依據分離定律和自由組合定律，對某些遺傳病在后代中的患病概率作出科學的推斷，從而為遺傳咨詢提供理論依據。
【教材微點發掘】
1．要得到遺傳因子組成為YyRr的黃色圓粒豌豆，純合親本的雜交組合可能是YYRR和yyrr或YYrr和yyRR。
2．孟德爾在發現自由組合定律時所用到的科學研究方法有假說—演繹法和歸納法。
3．據測交遺傳圖解(參見教材第11頁圖1 9)回答下列問題。
(1)測交實驗可測定F1產生的配子的種類及比例，并進一步推測F1的遺傳因子組成。
(2)當雙親的遺傳因子組成為YyRr、yyrr時，YyRr產生 4種比例相等的配子，后代表型比例為1∶1∶1∶1；當雙親的遺傳因子組成為Yyrr×yyRr時，后代的表型比例為1∶1∶1∶1。
教材問題提示
(一)旁欄思考
1．(教材第10頁)從數學的角度分析，(3∶1)2的展開式為9∶3∶3∶1，即9∶3∶3∶1的比例可以表示為兩個3∶1的乘積。對于兩對相對性狀的遺傳結果，如果對每一對相對性狀單獨進行分析，如分別只考慮圓和皺、黃和綠一對相對性狀的遺傳時，其性狀的數量比是圓粒∶皺粒＝(315＋108)∶(101＋32)≈3∶1；黃色∶綠色＝(315＋101)∶(108＋32)≈3∶1。即每一對相對性狀的遺傳都遵循分離定律，這無疑說明兩對相對性狀的遺傳結果可以表示為它們各自遺傳結果的乘積，即9∶3∶3∶1來自(3∶1)2。
2．(教材第10頁)還可以用黃色皺粒(遺傳因子組成為YYrr)和綠色圓粒(遺傳因子組成為yyRR)雜交，獲得遺傳因子組成為YyRr的黃色圓粒豌豆。
3．(教材第11頁)用中文或英文的詞或句子來代表遺傳因子，表述黃色圓粒豌豆與綠色皺粒豌豆雜交實驗的分析圖解會非常煩瑣，而用字母作為符號分析遺傳圖解就簡便多了。用字母作為符號呈現思維過程，也利于不同語言、不同地區的人交流。
4．(教材第12頁)歸納法是從一類事物的一個個具體事實中總結出這類事物共性的邏輯思維方法。孟德爾在進行豌豆雜交實驗時，研究了7對相對性狀各自的遺傳結果，發現了F2中顯性性狀個體與隱性性狀個體的數量比約為3∶1，由此總結出遺傳因子的傳遞規律，這個過程中就運用了歸納法。
(二)思考·討論(教材第12頁)
1．豌豆適于作雜交實驗材料的優點參見教材第2頁相關內容。孟德爾正是因為選用了豌豆做雜交實驗，才能有效地從單一性狀到多對性狀研究生物遺傳的基本規律，對遺傳實驗結果進行量化統計。若孟德爾一味地用山柳菊做實驗，就很可能揭示不了生物遺傳的規律，所以科學地選擇實驗材料是科學研究取得成功的重要保障之一。
2．如果孟德爾沒有對實驗結果進行統計學分析，他很難對分離現象作出解釋。因為通過數學統計，孟德爾發現了生物性狀的遺傳在數量上呈現一定的數學比例，這激發了他揭示其實質的興趣。同時這也使孟德爾意識到數學概率也適用于生物遺傳的研究，從而將數學方法引入對遺傳實驗結果的處理和分析中。
3．一種正確的假說，僅能解釋已有的實驗結果是不夠的，還應該能夠預測另外一些實驗的結果，并通過實驗來驗證。如果實驗結果與預測相符，就可以認為假說是正確的；反之，則認為假說是錯誤的。孟德爾基于他對豌豆雜交實驗作出的假說，設計測交實驗，其實驗結果與預測相符，由此證明自己提出的假說是正確的。
4．有關系。數學包含許多符號，數學符號也被普遍應用于概括、表述和研究數學的過程中。孟德爾創造性地應用符號體系，并用于表達抽象的科學概念，和應用數學符號研究數學有異曲同工之妙，這與他曾在大學進修過數學有關。
數學符號能簡潔、準確地反映數學概念的本質。孟德爾用這種方法，也更加簡潔、準確地反映抽象的遺傳過程，使他的邏輯推理更加順暢。
5．略。
新知探究(一)　兩對相對性狀的雜交實驗
【拓展·深化】
(一)用分離定律分析兩對相對性狀的雜交實驗
1/4 YY(黃)　2/4 Yy(黃) 1/4 yy(綠)
1/4 RR(圓) 2/4 Rr(圓) 1/16 YYRR　2/16 YyRR 2/16 YYRr　4/16 YyRr (黃色圓粒) 1/16 yyRR　2/16 yyRr(綠色圓粒)
1/4 rr(皺) 1/16 YYrr　2/16 Yyrr (黃色皺粒) 1/16 yyrr (綠色皺粒)
(二)實驗現象解釋
1．豌豆的黃色、綠色分別由遺傳因子Y、y控制，圓粒、皺粒分別由遺傳因子R、r控制，純種黃色圓粒豌豆和純種綠色皺粒豌豆的遺傳因子組成分別是YYRR和yyrr。
2．生殖細胞中的遺傳因子成單存在。
3．F1的遺傳因子組成為YyRr，表現為黃色圓粒。
4．F1產生的雌配子和雄配子各4種，4種雌(雄)配子之間的數量比為1∶1∶1∶1。
5．受精時，雌、雄配子的結合是隨機的，共有16種組合方式；9種遺傳因子組成；4種表型，性狀分別是黃色圓粒、黃色皺粒、綠色圓粒和綠色皺粒，它們之間的數量比接近于9∶3∶3∶1。
(三)兩對相對性狀雜交實驗中F2基因型和表型的種類及比例
F2共有16種組合、9種基因型、4種表型。
1．基因型
2．表型
【典題·例析】
[典例1]　孟德爾選用純合黃色圓粒豌豆種子和純合綠色皺粒豌豆種子為親本雜交得到F1，F1種子全為黃色圓粒。F1自交得到F2，F2種子有4種表現類型：黃色圓粒、黃色皺粒、綠色圓粒、綠色皺粒，其比例為9∶3∶3∶1。有關該實驗的說法錯誤的是(　　)
A．實驗中黃色和綠色、圓粒和皺粒的遺傳均符合分離定律
B．F2出現了不同于親本的性狀組合
C．F2黃色皺粒種子中純合子占1/16
D．F2中雜合黃色圓粒種子占1/2
[解析]　兩對相對性狀的雜交實驗中，黃色∶綠色＝3∶1，圓粒∶皺粒＝3∶1，則每一對相對性狀的遺傳都符合分離定律，A正確；F2中出現了黃色皺粒和綠色圓粒兩種不同于親本的新性狀組合，B正確；F2黃色皺粒種子中純合子占1/3，C錯誤；F2中雜合黃色圓粒種子所占的比例為4/16＋2/16＋2/16＝1/2，D正確。
[答案]　C
[典例2]　番茄的高莖對矮莖為顯性，紅果對黃果為顯性。現有高莖黃果的純合子(TTrr)和矮莖紅果的純合子(ttRR)雜交，按自由組合定律遺傳。請回答下面的有關問題：
(1)F2中出現的重組型個體占總數的________。
(2)F2中高莖紅果番茄占總數的________，矮莖紅果番茄占總數的______，高莖黃果中純合子占________。
(3)若F2共收獲800個番茄，其中黃果番茄約有________個。
[解析]　(1)重組類型為高莖紅果(T_R_)和矮莖黃果(ttrr)，占F2的比例為9/16＋1/16＝5/8。(2)親本雜交獲得的F1基因型為TtRr，F1自交，F2中高莖紅果番茄(T_R_)占9/16，矮莖紅果番茄(ttR_)占3/16，高莖黃果(T_rr)占3/16，高莖黃果中純合子占1/16÷3/16＝1/3。(3)F2中黃果占1/4，故黃果番茄的個數約為1/4×800＝200(個)。
[答案]　(1)5/8　(2)9/16　3/16　1/3　(3)200
易錯提醒—————————————————————————————————
親本不同，F2中重組類型及其比例也不同
(1)當親本基因型為YYRR和yyrr時，F2中重組性狀所占比例是3/16＋3/16＝6/16。
(2)當親本基因型為YYrr和yyRR時，F2中重組性狀所占比例是1/16＋9/16＝10/16。
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【應用·體驗】
1．在孟德爾兩對相對性狀的雜交實驗中，F1黃色圓粒豌豆(YyRr)自交產生F2。下列敘述正確的是(　　)
A．F1產生4個配子，比例為1∶1∶1∶1
B．F1產生的YR卵細胞和YR精子數量之比為 1∶1
C．F1自交產生的黃色圓粒豌豆中能夠穩定遺傳的個體占1/9
D．自由組合定律是指F1產生的4種類型的精子和卵細胞的自由組合
解析：答案：C　F1產生4種配子，比例為1∶1∶1∶1，而不是4個，A錯誤；F1產生的YR卵細胞遠少于YR精子數量，B錯誤；F1自交產生的黃色圓粒豌豆占9/16，其中能夠穩定遺傳的個體(YYRR)占1/9，C正確；自由組合定律是指F1進行減數分裂產生成熟生殖細胞的過程中，決定同一性狀的成對的遺傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子自由組合，D錯誤。
2．小麥高稈對矮稈為顯性，抗病對不抗病為顯性，用純種的高稈抗病和矮稈不抗病兩個品種作樣本，在F2中選育矮稈抗病類型，其在F2中所占的比例約為(　　)
A．1/16　　　　　　　　 B．2/16
C．3/16 D．4/16
解析：答案：C　高稈抗病與矮稈不抗病品種雜交得F1，F1自交所得F2有4種性狀，比例為9∶3∶3∶1，其中矮稈抗病類型占F2的3/16。
新知探究(二)　自由組合定律的實質和驗證
【探究·深化】
[問題驅動]　
下面的圖甲、乙分別為一對、兩對相對性狀的雜交實驗遺傳圖解，請分析：
(1)圖甲中分離定律發生在哪些過程？圖乙中自由組合定律發生在哪些過程？
提示：分離定律發生在①②過程；自由組合定律發生在④⑤過程。
(2)在兩對相對性狀的測交實驗中，子代出現4種比例相等的表型的原因是什么？
提示：F1是雜合子，能產生4種比例相等的配子，而隱性純合子只產生一種類型的配子。
[重難點撥]　
1．對自由組合現象解釋的驗證
(1)方法：測交，即讓F1與隱性純合子雜交。
(2)目的
①測定F1產生的配子種類及比例。
②測定F1的遺傳因子組成。
③判定F1在形成配子時遺傳因子的行為。
(3)結果及結論
①F1的基因型為YyRr。
②F1減數分裂產生四種配子的種類及比例為YR∶Yr∶yR∶yr＝1∶1∶1∶1。
③證實在形成配子時，決定同一性狀的成對的遺傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子自由組合。
2．圖解自由組合定律
【典題·例析】
[典例1]　下列有關自由組合定律的敘述，正確的是(　　)
A．自由組合定律是孟德爾針對豌豆兩對相對性狀的實驗的結果及其解釋歸納總結的，不適合多對相對性狀的遺傳
B．控制不同性狀的基因的分離和組合是相互聯系、相互影響的
C．在形成配子時，決定不同性狀的基因的分離是隨機的，所以稱為自由組合定律
D．在形成配子時，決定同一性狀的成對的基因彼此分離，決定不同性狀的基因自由組合
[解析]　自由組合定律的內容：①控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不干擾的；②在形成配子時，決定同一性狀的成對的遺傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子自由組合。自由組合定律是孟德爾針對豌豆兩對相對性狀的實驗的結果及其解釋歸納總結的，也適合多對相對性狀的遺傳。故選D。
[答案]　D
[典例2]　下列有關測交的說法，正確的是(　　)
A．測交實驗是孟德爾“假說—演繹法”中對推理過程及結果進行驗證的方法
B．對基因型為YyRr的黃圓豌豆進行測交，后代中不會出現該基因型的個體
C．通過測交可以推測被測個體的基因型、產生配子的種類和產生配子的數量等
D．對某植株進行測交，得到的后代基因型為Rrbb和RrBb(兩對基因獨立遺傳)，則該植株的基因型是Rrbb
[解析]　測交是孟德爾“假說—演繹法”中對推理過程及結果進行驗證的方法，A正確；基因型為YyRr的個體會產生YR、Yr、yR、yr四種配子，由于隱性類型只能產生一種配子(yr)，測交后代中會出現基因型為YyRr的個體，B錯誤；測交不能測定被測個體產生配子的數量，C錯誤；由于隱性類型只能產生一種配子(rb)，所以“某植株”產生的兩種配子是Rb、RB，其基因型是RRBb，D錯誤。
[答案]　A
歸納拓展—————————————————————————————————
分離定律與自由組合定律的關系
(1)均適用于真核生物核基因的遺傳。
(2)形成配子時，兩個遺傳規律同時起作用。
(3)分離定律是最基本的遺傳規律，是自由組合定律的基礎。
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【應用·體驗】
1．孟德爾的兩對相對性狀的遺傳實驗中，具有1∶1∶1∶1比例的是(　　)
①F1產生配子類型的比例　②F2表型的比例　③F1測交后代類型的比例　④F1表型的比例　⑤F2基因型的比例
A．②④　　　　　　　　 B．①③
C．④⑤ D．②⑤
解析：答案：B　孟德爾的兩對相對性狀的遺傳實驗中，F1基因型為YyRr，表型只有一種，F1產生的配子為YR、Yr、yR、yr，比例為1∶1∶1∶1；F1測交后代基因型為YyRr、Yyrr、yyRr、yyrr 4種，表型也為4種，比例為1∶1∶1∶1；F1自交得F2，其表型為4種，比例為9∶3∶3∶1，基因型為9種，比例為4∶2∶2∶2∶2∶1∶1∶1∶1。
2．如圖為某植株自交產生后代的過程示意圖，下列描述正確的是(　　)
A．A、a與B、b的自由組合發生在①過程
B．M、N、P分別代表16、9、4
C．植株產生的雌雄配子數量相等
D．該植株測交后代性狀分離比為1∶1∶1∶1
解析：答案：A　由題圖可知，①是形成配子的過程，基因型為AaBb的個體產生AB、Ab、aB、ab 4種類型的配子，因此遵循自由組合定律；②是受精作用，由于雌雄配子的結合是隨機的，因此配子間的結合方式M是16種；③是受精卵發育成個體的基因型及表型，基因型為AaBb的個體自交后代的基因型是9種，圖中表型是3種，且為12∶3∶1，說明A_B_和A_bb或aaB_表型相同。植株產生的雌雄配子種類相等，數量不一定相等。該植株測交后代的基因型及比例是AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb＝1∶1∶1∶1，性狀分離比是2∶1∶1。
新知探究(三)　自由組合定律在育種中的應用
【探究·深化】
[問題驅動]　
兩種具有不同性狀的玉米，其中一種具有籽粒多、不抗黑粉病性狀，另一種具有籽粒少、抗黑粉病性狀。若要利用這兩種玉米，培育出同時具有籽粒多、抗黑粉病兩種性狀的玉米新品種。請思考下列問題：
(1)怎樣將籽粒多和抗黑粉病兩種性狀結合到一起？
提示：通過雜交育種。
(2)得到所需性狀后可以將種子直接賣給農民作為良種嗎？為什么？
提示：不能。因為所需性狀的種子可能是雜合子。
(3)如果籽粒多(A)對籽粒少(a)是顯性，不抗病(B)對抗病(b)是顯性，假定兩個親本玉米品種都是純合子，請繪出育種過程的遺傳圖解。
提示：
[重難點撥]　
利用自由組合定律培育不同品種的思路
1．培育雜合子品種：在農業生產上，可以將雜種一代作為種子直接利用，如水稻、玉米等。其特點是具有雜種優勢，即品種高產、抗性強，但種子只能種一年。培育基本步驟如下：選取符合要求的純種雙親(P)雜交(♀×)→F1(即為所需品種)。
2．培育隱性純合子品種：選取雙親雜交,子一代自交,子二代―→選出符合要求的類型就可以推廣。
3．培育顯性純合子或一顯一隱純合子品種
(1)植物：選取雙親P雜交(♀×)→F1F2→選出表型符合要求的個體F3……選出穩定遺傳的個體推廣種植。
(2)動物：選擇具有不同優良性狀的親本雜交，獲得F1→F1雌、雄個體間交配→獲得F2→鑒別、選擇需要的類型與隱性類型測交，選擇后代不發生性狀分離的F2個體。
(3)實例：現有基因型為BBEE和bbee的兩種植物或動物，欲培育基因型為BBee的植物或動物品種，育種過程用遺傳圖解表示如下：
【典題·例析】
[典例1]　家兔的黑色對白色為顯性，短毛對長毛為顯性。控制這兩對相對性狀的基因可自由組合。下列關于利用黑色短毛純種兔和白色長毛純種兔培育出黑色長毛純種兔的做法，錯誤的是(　　)
A．黑色短毛純種兔×白色長毛純種兔，得F1
B．選取健壯的F1個體自交，得F2
C．從F2中選取健壯的黑色長毛兔與白色長毛兔測交
D．根據測交結果，選取F2中穩定遺傳的黑色長毛雌、雄兔
[解析]　設相關基因為A、a，B、b，根據題意分析可知，黑色短毛純種兔和白色長毛純種兔的基因型分別是AABB、aabb，利用它們雜交得F1，F1基因型為AaBb，A正確；家兔屬于雌雄異體動物，不能進行自交，B錯誤；可以選用F1個體雜交，得F2。從F2中選取健壯的黑色長毛兔(A_bb)與白色長毛兔(aabb)測交，C正確；根據測交結果，選取F2中穩定遺傳的黑色長毛雌、雄兔(AAbb)，D正確。
[答案]　B
[典例2]　豌豆的高莖對矮莖為顯性，圓粒對皺粒為顯性，控制這兩對相對性狀的基因可以自由組合。高莖豌豆產量更高，皺粒豌豆味道更甜美。現有高莖圓粒和矮莖皺粒兩個純合豌豆品種，某實驗基地欲通過傳統雜交育種方法培育出高莖皺粒新品種。以下是該實驗基地設計的育種計劃，請將該計劃補充完整：
(1)第一年：
①將兩個純合品種的豌豆種子分別種植在不同地塊上，獲得親本植株；
②以高莖圓粒豌豆為母本，在自花傳粉前對母本進行________和套袋，在適宜時期取矮莖皺粒豌豆花粉對母本進行人工傳粉；
③收獲F1種子。
(2)第二年：
①種植F1種子，獲得F1植株。任其自交，收獲F2種子；②保留F2種子中的________。
(3)第三年：
①種植上年選出的F2種子，獲得F2植株；
②保留F2植株中的________，該植株占當年植株總數的________。
③任其自交，單獨收獲每株F2上的F3種子，獲得多份F3種子。這些F3種子共有______種基因型。
(4)第四年：
①________________________________________，獲得F3植株；
②任其自交產生F4種子，從不發生性狀分離的地塊的植株上獲得所需純種。
[解析]　設兩對性狀分別受A、a和B、b控制。先讓高莖圓粒和矮莖皺粒兩個純合豌豆品種雜交獲得子一代雙雜合子高莖圓粒(AaBb)，再讓子一代逐代自交，選擇每一代的高莖皺粒(A_bb)，直到不再發生性狀分離。(1)第一年：豌豆是嚴格的自花傳粉植物，為避免其自花傳粉，所以自花傳粉前需對母本進行人工去雄和套袋處理。(2)第二年：種植F1種子，后代發生了性狀分離，保留F2種子中的皺粒種子(bb)。(3)第三年：種植上年選出的F2種子中的皺粒種子，獲得F2植株；保留F2植株中的高莖植株，基因型為A_bb，該植株占當年植株總數的3/4。F2自交，后代基因型有3種，分別是AAbb、Aabb、aabb。(4)第四年：在不同地塊上單獨種植每株F2上的F3種子，獲得F3植株；再自交產生F4種子，從不發生性狀分離的地塊的植株上獲得所需純種。
[答案]　(1)②人工去雄(或去雄)　(2)①皺粒種子　(3)②高莖植株　3/4　③3　(4)①在不同地塊上單獨種植每株F2上的F3種子
歸納拓展—————————————————————————————————
動物中優良品種的選育與植物的雜交育種不同
植物的雜交育種一般需要連續自交，既保留了優良品種又能不斷提高純合比例；動物如果需要獲得雙隱性個體，一旦出現即是所需，如果需要獲得顯性個體，可以通過一次測交實驗來鑒定其是否為純合優良品種。
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【應用·體驗】
1．水稻高稈(D)對矮稈(d)為顯性，抗稻瘟病(R)對易感稻瘟病(r)為顯性，兩對性狀獨立遺傳，用一個純合易感病的矮稈(抗倒伏)品種與一個純合抗病高稈(易倒伏)品種雜交。下列說法中錯誤的是(　　)
A．F2中既抗病又抗倒伏的基因型為ddRR和ddRr
B．F2中既抗病又抗倒伏的個體占3/16
C．上述育種方法叫雜交育種
D．從F2中可以直接選育出矮稈抗病新品種
解析：答案：D　純合易感病的矮稈基因型是ddrr，純合抗病高稈的基因型是DDRR，二者雜交獲得的F1為高稈抗病(DdRr)，F1自交，F2中出現既抗病又抗倒伏的新類型(ddR_)占3/16，上述育種方法屬于雜交育種，A、B、C正確；從F2中不能直接選育出矮稈抗病新品種，D錯誤。
2．雜交育種是植物育種的常規方法，其選育純合新品種的一般方法是(　　)
A．根據雜種優勢原理，從F1中即可選出
B．從F3中選出，因為F3才出現純合子
C．隱性品種可從F2中選出，經隔離選育后，顯性品種從F3中選出
D．只能從子四代中選出能穩定遺傳的新品種
解析：答案：C　根據所需，若新品種為隱性純合子，則在F2中即可選出；若新品種為顯性個體，在F2中即可出現該性狀的個體，但不一定為純合子，經隔離選育后在F3中才能確定是否為純合子。故選C。
科學探究——基因自由組合定律的實驗驗證
自由組合定律的實驗驗證方法
驗證方法 實驗結論
自交法 F1 如果后代性狀分離比符合9∶3∶3∶1，則控制兩對相對性狀的遺傳因子符合自由組合定律
測交法 F1 ×―→隱性純合子 如果測交后代性狀分離比符合1∶1∶1∶1，則控制兩對相對性狀的遺傳因子符合自由組合定律
花粉鑒定法 F1產生花粉 若有四種花粉，比例為1∶1∶1∶1，則符合自由組合定律
【素養評價】
1．在豚鼠中，黑色(C)對白色(c)是顯性，毛皮粗糙(R)對毛皮光滑(r)是顯性。能驗證自由組合定律的最佳雜交組合是(　　)
A．黑光×白光→18黑光∶16白光
B．黑光×白粗→25黑粗
C．黑粗×白粗→15黑粗∶7黑光∶16白粗∶3白光
D．黑粗×白光→10黑粗∶9黑光∶8白粗∶11白光
解析：答案：D　黑粗×白光→黑粗∶黑光∶白粗∶白光≈1∶1∶1∶1，為測交實驗結果，因此可驗證自由組合定律。故選D。
2．已知玉米籽粒黃色(A)對白色(a)為顯性，非糯(B)對糯(b)為顯性，這兩對性狀自由組合。請選用適宜的純合親本進行一個雜交實驗來驗證：①籽粒的黃色與白色的遺傳符合分離定律；②籽粒的非糯與糯的遺傳符合分離定律；③以上兩對性狀的遺傳符合自由組合定律。要求：繪出遺傳圖解，并加以說明。
解析：根據題目要求“選用適宜的純合親本”“雜交實驗”等關鍵詞，可選擇(純合白非糯)aaBB和(純合黃糯)AAbb或(純合黃非糯)AABB和(純合白糯)aabb作為親本，雜交后F1均為AaBb(雜合黃非糯)。F1自交，若F2中黃粒(A_)∶白粒(aa)＝3∶1，則說明籽粒的黃色與白色的遺傳符合分離定律；同理，若F2中非糯粒(B_)∶糯粒(bb)＝3∶1，則說明籽粒的非糯與糯的遺傳符合分離定律。若F2中黃非糯粒∶黃糯粒∶白非糯粒∶白糯粒＝9∶3∶3∶1，即A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb＝9∶3∶3∶1，則說明以上兩對性狀的遺傳符合自由組合定律。
答案：
親本：　　 aaBB(純合白非糯)×AAbb(純合黃糯)
F2籽粒中：
①若黃粒(A_)∶白粒(aa)＝3∶1，則可驗證該性狀的遺傳符合分離定律；
②若非糯粒(B_)∶糯粒(bb)＝3∶1，則可驗證該性狀的遺傳符合分離定律；
③若黃非糯粒∶黃糯粒∶白非糯粒∶白糯粒＝9∶3∶3∶1，即：A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb＝9∶3∶3∶1，則可驗證這兩對性狀的遺傳符合自由組合定律。
[課時跟蹤檢測]
[理解·鞏固·落實]
1．判斷下列敘述的正誤，對的打“√”，錯的打“×”。
(1)孟德爾在以豌豆為材料所做的實驗中，通過雜交實驗發現問題，然后提出假設進行解釋，再通過測交實驗進行驗證。(√)
(2)F1(YyRr)產生的YR卵細胞和YR精子數量之比為1∶1。(×)
(3)形成配子時，決定同種性狀的遺傳因子自由組合。(×)
(4)基因自由組合定律是指F1產生的4種類型的精子和卵細胞可以自由組合。(×)
(5)在孟德爾兩對相對性狀雜交實驗中F1受精時，雌雄配子的組合方式有9種。(×)
2．自由組合定律中的“自由組合”是指(　　)
A．帶有不同遺傳因子的雌雄配子間的組合
B．決定同一性狀的成對的遺傳因子的組合
C．兩親本間的組合
D．決定不同性狀的遺傳因子的自由組合
解析：答案：D　自由組合定律的實質是生物在形成配子時，決定同一性狀的成對的遺傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子自由組合。
3．下列有關孟德爾對豌豆兩對相對性狀雜交實驗的敘述，錯誤的是(　　)
A．F1自交后，F2出現綠圓和黃皺兩種新性狀組合
B．對F2每一對性狀進行分析，比例都接近3∶1
C．F2的性狀表型有4種，比例接近9∶3∶3∶1
D．F2中雌雄配子組合方式有4種
解析：答案：D　F1自交后，F2出現綠圓和黃皺兩種新性狀組合，與親本的黃色圓粒和綠色皺粒不同，A正確；F2中，黃色∶綠色接近3∶1，圓粒∶皺粒接近3∶1，B正確；F2中，黃色圓粒∶黃色皺粒∶綠色圓粒∶綠色皺粒接近9∶3∶3∶1，C正確；F2中雌雄配子組合方式有16種，D錯誤。
4．家兔的黑色(B)對褐色(b)是顯性，短毛(D)對長毛(d)是顯性，這兩對基因是自由組合的。兔甲與一只黑色短毛兔(BbDd)雜交后產仔26只，其中黑短9只、黑長3只、褐短10只、褐長4只。按理論推算，兔甲的表型應為(　　)
A．黑色短毛　　　　　　　 B．黑色長毛
C．褐色短毛 D．褐色長毛
解析：答案：C　可以利用分離定律進行分析，首先考慮毛色這一對相對性狀，子代中黑(9＋3)∶褐(10＋4)≈1∶1，所以兔甲的毛色基因型應為bb，表型為褐色。再考慮毛長度這一對相對性狀，子代中短毛(9＋10)∶長毛(3＋4)≈3∶1，兔甲毛長度的基因型應為Dd，表型為短毛。因此兔甲的表型是褐色短毛。故選C。
5．遺傳學的奠基人孟德爾之所以在研究遺傳規律時獲得了巨大成功，關鍵在于他在實驗過程中選擇了正確的方法。下面各項中，不是他獲得成功的重要原因的選項是(　　)
A．先只針對一對相對性狀的遺傳規律進行研究，然后再研究多對相對性狀的遺傳規律
B．選擇了嚴格自花傳粉的豌豆作為實驗材料
C．選擇了多種植物作為實驗材料，做了大量的實驗
D．應用了數學統計的方法對結果進行統計分析
解析：答案：C　選項A、B、D均是孟德爾成功的原因，選項C不能作為其成功的原因。因為無目的、無意義的大量的實驗只是浪費時間和精力。他曾花了幾年時間研究山柳菊，結果卻一無所獲，也反過來說明正確選擇實驗材料是科學研究取得成功的重要保障。
6．兩對相對性狀的純合親本雜交得F1，F1自交得F2，F2出現4種表型，且比例約為9∶3∶3∶1。下列敘述正確的是(　　)
A．每對相對性狀的遺傳都遵循分離定律，且表現完全顯性
B．F1產生的雌配子和雄配子數量相等，各有4種類型
C．F1產生的雌配子和雄配子隨機結合，有9種組合方式
D．F2中與親代表型不同的新組合類型占3/8
解析：答案：A　F1產生的雌雄配子種類相同，但數量不相等，B錯誤；F1產生的雌雄配子有16種組合方式，C錯誤；F2中與親代表型不同的新組合類型占3/8或5/8，D錯誤。
7．AABB和aabb雜交得F1，在F1自交后代的所有基因型中，純合子與雜合子的比例為(　　)
A．4∶5 B．1∶3
C．1∶8 D．9∶7
解析：答案：B　由分析可知，F1自交后代的所有基因型的比例為AABB∶AaBB∶AABb∶AaBb∶AAbb∶Aabb∶aaBB∶aaBb∶aabb＝1∶2∶2∶4∶1∶2∶1∶2∶1，故純合子與雜合子的比例為4∶12＝1∶3。
8．已知玉米子粒黃色對紅色為顯性，非甜對甜為顯性。純合的黃色甜玉米與紅色非甜玉米雜交得到F1，F1自交或測交，預期結果正確的是(　　)
A．測交結果中黃色非甜與紅色甜的比例為3∶1
B．自交結果中與親本表型相同的子代所占的比例為3/16
C．自交結果中黃色和紅色的比例為3∶1，非甜與甜的比例為3∶1
D．測交結果中紅色非甜子代所占的比例為1/2
解析：答案：C　F1測交，其子代有四種表型，且比例為1∶1∶1∶1，故黃色非甜與紅色甜的比例為1∶1，A錯誤；F1自交，其子代有四種表型，其比例為9∶3∶3∶1，其中與親本表型相同的黃色甜與紅色非甜所占比例分別為3/16、3/16，故其所占比例為3/8，B錯誤；兩對相對性狀中每一對均符合分離定律，故F1自交后代中黃色∶紅色＝3∶1，非甜∶甜＝3∶1，C正確；F1測交子代中紅色非甜所占比例為1/4，D錯誤。
9．以下為孟德爾對豌豆兩對相對性狀雜交實驗的假說—演繹圖解，有關分析正確的是(　　)
A．左、右圖分別是假說推理過程、演繹推理過程
B．左圖的每對相對性狀在F2中不出現一定的分離比，右圖的比例為9∶3∶3∶1
C．右圖的雌雄配子隨機受精結合的過程遵循自由組合定律
D．孟德爾運用此科學思維方法解決問題并提出遺傳因子就是染色體上的基因
解析：答案：A　左圖是孟德爾利用假說解釋提出的問題的過程，即為假說推理過程，右圖是設計測交實驗進行演繹推理過程，A正確；左圖的每對相對性狀在F2中出現一定的分離比，右圖的比例為1∶1∶1∶1，B錯誤；右圖的雌雄配子隨機受精結合的過程沒有體現自由組合定律，自由組合定律起作用的時間是產生配子的過程中，C錯誤；孟德爾運用科學思維方法解決問題，提出分離定律和自由組合定律，但沒有得出遺傳因子就是染色體上的基因，且當時還沒有基因的概念，D錯誤。
10．西紅柿為自花受粉的植物，已知果實顏色有黃色和紅色，果形有圓形和多棱形。控制這兩對性狀的基因分別位于不同對的染色體上。根據下表有關的雜交及數據統計，回答下列問題。
組別 親本組合 后代表型及株數
紅色圓果 紅色 多棱果 黃色 圓果 黃色 多棱果
Ⅰ 紅色多棱果× 黃色圓果 531 557 502 510
Ⅱ 紅色圓果× 紅色多棱果 720 745 241 253
Ⅲ 紅色圓果× 黃色圓果 603 198 627 207
(1)上述兩對性狀的遺傳符合__________定律，兩對相對性狀中，顯性性狀為____________。
(2)以A和a分別表示果色的顯、隱性基因，B和b分別表示果形的顯、隱性基因。請寫出組別Ⅱ的親本中紅色圓果的基因型：________。
(3)現有紅色多棱果、黃色圓果和黃色多棱果三個純合品種，育種家期望獲得紅色圓果的新品種，為此進行雜交，應選用哪兩個品種作為雜交親本較好？__________和____________。
(4)上述兩親本雜交得到F1，F1自交得F2，在F2中，表型為紅色圓果的植株出現的比例為________，其中能穩定遺傳的紅色圓果又占該表型的比例為________。
解析：(1)根據表格分析可知，題述兩對相對性狀中，顯性性狀為紅色、圓果，其遺傳遵循自由組合定律。(2)根據組別Ⅱ的親代表型推斷其基因型為A_B_、A_bb，又因為后代表型比約為3∶3∶1∶1，所以親本基因型為AaBb、Aabb。(3)要想獲得紅色圓果的新品種，選用表型為紅色多棱果和黃色圓果兩個品種作雜交親本較好，所選親本的基因型分別為AAbb和aaBB。(4)上述兩個親本雜交產生的F1的基因型為AaBb。在F2中，表型為紅色圓果(A_B_)的植株出現的比例為3/4×3/4＝9/16，其中能穩定遺傳的紅色圓果(AABB)占該種表型的比例為1/16÷9/16＝1/9。
答案：(1)自由組合　紅色、圓果　(2)AaBb　(3)紅色多棱果　黃色圓果　(4)9/16　1/9
[遷移·應用·發展]
11．(2021·天津靜海區高一檢測)已知小麥的有芒(A)對無芒(a)為顯性，抗病(R)對不抗病(r)為顯性，小麥一年只播種一次。如圖是培育無芒抗病小麥的示意圖，下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．雜交的目的是將控制無芒和抗病的基因集中到子一代中
B．子一代自交的目的是使子二代中出現無芒抗病個體
C．得到純合的無芒抗病種子至少需要四年
D．子二代中無芒抗病植株自交的目的是篩選子二代中無芒抗病植株中的純合子
解析：答案：C　有芒抗病植株和無芒不抗病植株進行雜交產生的子一代中雖然沒有出現無芒抗病植株，但已經將控制優良性狀的基因a和R集中到了子一代中，然后通過子一代自交，子二代中出現了符合要求的植株，但其中有2/3是雜合子，純合子只有1/3，所以要令子二代中無芒抗病植株自交，目的是鑒定哪些是純合子。要雜交一次、自交兩次才能獲得純合的無芒抗病種子，因為小麥一年只播種一次，所以至少需要三年才能獲得純合的無芒抗病種子。
12．牽牛花中葉子有普通葉和楓形葉兩種，種子有黑色和白色兩種。現用普通葉白色種子純種和楓形葉黑色種子純種作為親本進行雜交，得到F1為普通葉黑色種子，F1自交得F2，結果符合基因的自由組合定律。下列對F2的描述中錯誤的是(　　)
A．F2中雜合子與純合子數量之比為3∶1
B．F2中黑色種子與白色種子之比為3∶1
C．F2中與親本表型相同的個體大約占3/8
D．F2中普通葉黑色種子個體有9種基因型
解析：答案：D　假設控制葉形的基因用A、a表示，控制種子顏色的基因用B、b表示，用普通葉白色種子純種和楓形葉黑色種子純種作為親本進行雜交，得到的F1為普通葉黑色種子，說明普通葉對楓形葉為顯性，黑色種子對白色種子為顯性，且F1為雙雜合子，基因型為AaBb，則親本的基因型為AAbb和aaBB。F1為AaBb，自交得F2，F2中雜合子(12/16)與純合子(4/16)數量之比為3∶1，A正確；F2中兩對性狀分開分析，每一對都符合基因的分離定律，所以普通葉與楓形葉之比為3∶1，黑色種子與白色種子之比為3∶1，B正確；與親本表型相同的基因型為A_bb和aaB_，F2中A_bb比例為3/4×1/4＝3/16，aaB_比例為1/4×3/4＝3/16，故F2中與親本表型相同的個體大約占3/8，C正確；F1自交得F2，F2中有9種基因型，4種表型，其中雙顯性的普通葉黑色種子個體有4種基因型，D錯誤。
13．某種植物的花色有白、紅和紫三種，花的顏色由花瓣中色素決定，色素的合成途徑是：白色紅色紫色。其中酶1的合成由基因A控制，酶2的合成由基因B控制，基因A和基因B位于非同源染色體上，回答下列問題。
(1)現有紫花植株(基因型為AaBb)與紅花雜合體植株雜交，子代植株表現型及其比例為____________________________；子代中紅花植株的基因型是________________；子代白花植株中純合體占的比例為__________。
(2)已知白花純合體的基因型有2種。現有1株白花純合體植株甲，若要通過雜交實驗(要求選用1種純合體親本與植株甲只進行1次雜交)來確定其基因型，請寫出選用的親本基因型、預期實驗結果和結論。
解析：根據題意，Aa和Bb兩對基因遵循自由組合定律，A_B_表現為紫花，A_bb表現為紅花，aa_ _表現為白花。(1)紫花植株(AaBb)與紅花雜合體(Aabb)雜交，子代可產生的基因型及比例為AABb(紫花)∶AaBb(紫花)∶aaBb(白花)∶AAbb(紅花)∶Aabb(紅花)∶aabb(白花)＝1∶2∶1∶1∶2∶1。故子代植株表現型及比例為白色∶紅色∶紫色＝2∶3∶3；子代中紅花植株的基因型有2種：AAbb、Aabb；子代白花植株中純合體(aabb)占的比例為1/2。(2)白花純合體植株甲的基因型為aabb或aaBB。若選用白花純合體(aabb或aaBB)與其雜交，子代花色全為白花；若選用紫花純合體(AABB)與其雜交，子代花色全為紫花；若選用紅花純合體(AAbb)與其雜交，若子代花色全為紅花，則植株甲的基因型為aabb，若子代花色全為紫花，則植株甲的基因型為aaBB。因此所選的純合親本應為AAbb。
答案：(1)白色∶紅色∶紫色＝2∶3∶3　AAbb、Aabb　1/2　(2)選用的親本基因型為：AAbb。預期的實驗結果及結論：若子代花色全為紅花，則待測白花純合體植株甲的基因型為aabb；若子代花色全為紫花，則待測白花純合體植株甲的基因型為aaBB。

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