第五單元遺傳的基本規律

第16

課時孟德爾的豌豆雜交實驗（二）

突破考點·提煉方法1．(2011·上海卷，24)在孟德爾兩對相對性狀雜交實驗中，F1黃色圓粒豌豆(YyRr)自交產生F2。下列表述正確的是 (

)

A．F1產生4個配子，比例為1∶1∶1∶1

B．F1產生基因型YR的卵和基因型YR的精子數量之比為1∶1

C．基因自由組合定律是指F1產生的4種類型的精子和卵可能自由組合

D．F1產生的精子中，基因型為YR和基因型為yr的比例為1∶1實驗技能提升

——孟德爾兩對相對性狀雜交實驗的規律分析典例引領考點49

解析在孟德爾的兩對相對性狀的遺傳實驗中，F1會產生4種多個配子，且精子數目遠遠多于卵細胞數目；基因自由組合定律是在F1產生配子時起作用的，其實質是減數分裂形成配子時，位于非同源染色體上的非等位基因自由組合，隨配子遺傳給后代。

答案

C

排雷⑴基因組合(16種)≠基因型(9種)。⑵個數≠種類數；雌配子個數≠雄配子個數；四種雌配子比例相同，四種雄配子比例相同。⑶配子的隨機結合(受精作用)≠基因的自由組合(減數第一次分裂后期)。⑷非等位基因(兩種情況——同源染色體上和非同源染色體上)≠非同源染色體上非等位基因。⑸孟德爾提出“遺傳因子”這一名詞，而“基因”這一名詞是由約翰遜提出的。

1．實驗分析

P

YYRR(黃圓)×yyrr(綠皺)

↓

F1

YyRr(黃圓)

?↓→考點剖析Yy×Yy→1YY∶2Yy∶1yy

Rr×Rr→1RR∶2Rr∶1rr1YY(黃)2Yy(黃)1yy(綠)1RR(圓)1YYRR(黃圓)2YyRR(黃圓)1yyRR(綠圓)2Rr(圓)2YYRr(黃圓)4YyRr(黃圓)2yyRr(綠圓)1rr(皺)1YYrr(黃皺)2Yyrr(黃皺)1yyrr(綠皺)F22．相關結論

⑴F2中黃∶綠＝3∶1，圓∶皺＝3∶1，都符合基因的分離定律。

⑵F2中共有16種組合，9種基因型，4種表現型。

⑶兩對相對性狀由兩對等位基因控制，分別位于兩對同源染色體上。

⑷純合子(1/16YYRR＋1/16YYrr＋1/16yyRR＋1/16yyrr)共占4/16，雜合子占1－4/16＝12/16，其中雙雜合個體(YyRr)占4/16，單雜合個體(YyRR、YYRr、Yyrr、yyRr)各占2/16，共占8/16。

⑸YYRR基因型個體在F2中的比例為1/16，在黃色圓粒豌豆中的比例為1/9，注意范圍不同。黃圓中雜合子占8/9，綠圓中雜合子占2/3。⑹重組類型：指與親本不同的表現型。

①P：YYRR×yyrr→F1F2中重組性狀類型為單顯性，占6/16。

②P：YYrr×yyRR→F1F2中重組性狀類型為雙顯性和雙隱性，共占10/16。??

1．用具有兩對相對性狀的純種豌豆做遺傳實驗，得到的F2的部分基因型結果如下表(非等位基因位于非同源染色體上)。下列敘述不正確的是 (

)對位訓練

A.表中Y、y、R、r基因的遺傳遵循自由組合定律

B．表中Y、y、R、r基因的載體有染色體、葉綠體、線粒體

C．1、2、3、4代表的基因型在F2中出現的概率大小為3＞2＝4＞1配子YRYryRYrYR12YyRrYr3yR4yrYyrr

解析葉綠體、線粒體中遺傳物質的遺傳屬于細胞質遺傳，不遵循孟德爾遺傳定律。純種親本的基因型有兩種YYRR、yyrr或YYrr、yyRR。因此F2中出現表現型不同于親本的重組類型的比例是3/8或5/8。D．F2中出現的表現型不同于親本的重組類型的比例是3/8或5/8

答案

B2．(2011·新課標全國卷，32)某植物紅花和白花這對相對性狀同時受多對等位基因控制(如A、a；B、b；C、c……)。當個體基因型中每對等位基因都至少含一個顯性基因時(即A＿B＿C＿……)才開紅花，否則開白花。現有甲、乙、丙、丁4個純合白花品系，相互之間進行雜交，雜交組合、后代表現型及其比例如下：

解題技能提升——自由組合定律的實質及解題指導典例引領考點50

根據雜交結果回答問題：

⑴這種植物花色的遺傳符合哪些遺傳定律？

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

⑵本實驗中，植物的花色受幾對等位基因的控制，為什么？基因的自由組合定律和基因的分離定律4對。①本實驗的乙×丙和甲×丁兩個雜交組合中，F2中紅色個體占全部個體的比例為81/(81＋175)＝81/256＝(3/4)4，根據n對等位基因自由組合且完全顯性時F2中顯性個體的比例為(3/4)n，可判斷這兩個雜交組合中都涉及4對等位基因。②綜合雜交組合的實驗結果，可進一步判斷乙×丙和甲×丁兩個雜交組合中所涉及的4對等位基因相同.

排雷

n對等位基因(完全顯性)分別位于n對同源染色體上的遺傳規律如下表：親本相對性狀的對數F1配子F2表現型F2基因型種類比例可能組合數種類分離比種類分離比12(1∶1)142(3∶1)13(1∶2∶1)124(1∶1)2164(3∶1)29(1∶2∶1)238(1∶1)3648(3∶1)327(1∶2∶1)3416(1∶1)425616(3∶1)481(1∶2∶1)4????????n2n(1∶1)n4n2n(3∶1)n3n(1∶2∶1)n1．基因的自由組合定律的實質及細胞學基礎考點剖析⑴實質：在進行減數分裂的過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離，非同源染色體上的非等位基因自由組合。

⑵適用條件

①有性生殖的真核生物。

②細胞核內染色體上的基因。

③兩對或兩對以上位于非同源染色體上的非等位基因。

⑶細胞學基礎：基因的自由組合定律發生在減數分裂的第一次分裂后期。

思維拓展⑴配子的隨機結合不是基因的自由組合，基因的自由組合發生在減數第一次分裂過程中，而不是受精作用時。

⑵自由組合強調的是非同源染色體上的非等位基因。一條染色體上的多個基因也稱為非等位基因，它們是不能自由組合的。2．熟記子代表現型及比例與親代雜交組合的關系(逆向推斷親代的基因型)子代表現型比例親代基因型3∶1Aa×Aa1∶1Aa×aa9∶3∶3∶1AaBb×AaBb1∶1∶1∶1AaBb×aabb或Aabb×aaBb3∶3∶1∶1AaBb×aaBb或AaBb×Aabb

示例小麥的毛穎(P)對光穎(p)是顯性，抗銹(R)對感銹(r)為顯性，這兩對性狀可自由組合。已知毛穎感銹與光穎抗銹兩植株作親本雜交，子代有毛穎抗銹∶毛穎感銹∶光穎抗銹∶光穎感銹＝1∶1∶1∶1，寫出兩親本的基因型。

分析將兩對性狀分解：毛穎∶光穎＝1∶1，抗銹∶感銹＝1∶1。根據親本的表現型確定親本基因型為P＿rr×ppR＿，只有Pp×pp，子代才有毛穎∶光穎＝1∶1，同理，只有rr×Rr，子代才有抗銹∶感銹＝1∶1。綜上所述，親本基因型分別是Pprr與ppRr。3．熟練運用“乘法法則”正向推斷配子種類和比例以及子代的表現型和基因型種類和比例

⑴原理：分離定律是自由組合定律的基礎⑵思路

首先將自由組合定律問題轉化為若干個分離定律問題。

在獨立遺傳的情況下，有幾對基因就可分解為幾個分離定律問題，如AaBb×Aabb可分解為如下兩個分離定律：Aa×Aa；Bb×bb。

⑶題型

①配子類型的問題

示例

AaBbCc產生的配子種類數

Aa

Bb

Cc

↓↓↓

2×2×2＝8種②配子間結合方式問題

示例

AaBbCc與AaBbCC雜交過程中，配子間的結合方式有多少種？

先求AaBbCc、AaBbCC各自產生多少種配子。

AaBbCc→8種配子、AaBbCC→4種配子。

再求兩親本配子間的結合方式。由于兩性配子間的結合是隨機的，因而AaBbCc與AaBbCC配子之間有8×4＝32種結合方式。

③推算子代基因型種類的問題

示例

AaBbCc與AaBBCc雜交，求其后代的基因型數先分解為三個分離定律：

Aa×Aa→后代有3種基因型(1AA∶2Aa∶1aa)

Bb×BB→后代有2種基因型(1BB∶1Bb)Cc×Cc→后代有3種基因型(1CC∶2Cc∶1cc)

因而AaBbCc×AaBBCc，后代中有3×2×3＝18種基因型。

④推算子代表現型種類的問題

示例

AaBbCc×AabbCc，其雜交后代可能的表現型數先分解為三個分離定律：

Aa×Aa→后代有2種表現型

Bb×bb→后代有2種表現型

Cc×Cc→后代有2種表現型

所以AaBbCc×AabbCc，后代中有2×2×2＝8種表現型。

⑤求子代基因型、表現型的比例

示例求ddEeFF與DdEeff雜交后代中基因型和表現型比例

分析：將ddEeFF×DdEeff分解：

dd×Dd后代：基因型比1∶1，表現型比1∶1；Ee×Ee后代：基因型比1∶2∶1，表現型比3∶1；

FF×ff后代：基因型1種，表現型1種。

所以，后代中基因型比為

(1∶1)×(1∶2∶1)×1＝1∶2∶1∶1∶2∶1；

表現型比為(1∶1)×(3∶1)×1＝3∶1∶3∶1。

⑥計算概率

示例基因型為AaBb的個體(兩對基因獨立遺傳)自交，子代基因型為AaBB的概率為＿＿＿＿。

分析將AaBb?分解為Aa?和Bb?，則Aa?→1/2Aa，Bb?→1/4BB。故子代基因型為AaBB的概率為1/2Aa×1/4BB＝1/8AaBB。2．水稻高稈(T)對矮稈(t)為顯性，抗病(R)對感病(r)為顯性，這兩對基因在非同源染色體上。現將一株表現型為高稈抗病的植株的花粉授給另一株表現型相同的植株，所得后代表現型如圖所示。根據以上實驗結果，判斷下列敘述錯誤的是 (

)

A．以上后代群體的表現型有4種

B．以上后代群體的基因型有9種

C．以上兩株親本可以分別通過

不同雜交組合獲得

D．以上兩株表現型相同的親本，

基因型不相同對位訓練

解析據圖分析高稈∶矮稈＝3∶1?親代基因型為Tt和Tt；抗病∶感病＝3∶1?親代基因型為Rr和Rr，即雙親皆為TtRr，D選項錯。

答案

D雙雜合的F1自交和測交后代的表現型比例分別為9∶3∶3∶1和1∶1∶1∶1，但如果發生下面6種特別情況時，可采用“合并同類項”的方式推斷比值如下表：方法體驗利用“合并同類項”巧推自由組合定律相關特殊比值序號條件自交后代比例測交后代比例1存在一種顯性基因(A或B)時表現為同一種性狀，其余正常表現9∶6∶11∶2∶1即A＿bb和aaB＿個體的表現型相同2A、B同時存在時表現為一種性狀，否則表現為另一種性狀9∶71∶3即A＿bb、aaB＿、aabb個體的表現型相同3aa(或bb)成對存在時，表現雙隱性性狀，其余正常表現9∶3∶41∶1∶2即A＿bb和aabb的表現型相同或aaB＿和aabb的表現型相同4只要存在顯性基因(A或B)就表現為同一種性狀，其余正常表現15∶13∶1即A＿B＿、A＿bb和aaB＿的表現型相同5根據顯性基因在基因型中的個數影響性狀表現AABB∶(AaBB、AABb)∶(AaBb、aaBB、AAbb)∶(Aabb、aaBb)∶aabb＝1∶4∶6∶4∶1AaBb∶(Aabb、aaBb)∶aabb＝1∶2∶16顯性純合致死AaBb∶Aabb∶aaB∶aabb＝4∶2∶2∶1，其余基因型個體致死AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb＝1∶1∶1∶1

典例

(2010·大綱全國卷Ⅰ，33)現有4個純合南瓜品種，其中2個品種的果形表現為圓形(圓甲和圓乙)，1個表現為扁盤形(扁盤)，1個表現為長形(長)。用這4個南瓜品種做了3個實驗，結果如下：

實驗1：圓甲×圓乙，F1為扁盤，F2中扁盤∶圓∶長＝9∶6∶1

實驗2：扁盤×長，F1為扁盤，F2中扁盤∶圓∶長＝9∶6∶1

實驗3：用長形品種植株的花粉分別對上述兩個雜交組合的F1植株授粉，其后代中扁盤∶圓∶長均等于1∶2∶1。綜合上述實驗結果，請回答：

⑴南瓜果形的遺傳受＿對等位基因控制，且遵循＿＿＿＿＿＿＿定律。兩基因的自由組合⑵若果形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，則圓形的基因型應為＿＿＿＿＿＿，扁盤的基因型應為＿＿＿＿，長形的基因型應為＿＿＿。

⑶為了驗證⑴中的結論，可用長形品種植株的花粉對實驗1得到的F2植株授粉，單株收獲F2中扁盤果實的種子，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，則所有株系中，理論上有1/9的株系F3果形均表現為扁盤，有＿＿的株系F3果形的表現型及數量比為扁盤∶圓＝1∶1，有＿＿的株系F3果形的表現型及數量比為＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。A＿bb和aaB＿aabbA＿B＿4/9扁盤∶圓∶4/9長＝1∶2∶1

解析⑴由實驗1和實驗2中F2的3種表現型及其比例均為9∶6∶1，可以確定南瓜果形是由兩對等位基因控制，并且遵循基因的自由組合定律。⑵圓形果實的基因型為A＿bb、aaB＿，扁盤果實的基因型為A＿B＿，長形果實的基因型為aabb。⑶由于F2中扁盤果實的基因型及其比例為1/9AABB、2/9AaBB、2/9AABb、4/9AaBb，用長形植株(aabb)的花粉對實驗1F2中扁盤植株授粉時，AABB植株所得的后代全部為AaBb，即1/9株系為扁盤；AaBB植株的后代中，AaBb(扁盤)和aaBb(圓)各占一半，同樣，AABb的后代中，也是AaBb(扁盤)和Aabb(圓)各占一半，因此，后代中扁盤與圓的比為1∶1的株系為4/9；AaBb的后代有4種基因型、3種表現型，比例為扁盤(AaBb)∶圓(Aabb、aaBb)∶長(aabb)＝1∶2∶1。

典例已知豌豆紅花對白花、高莖對矮莖、子粒飽滿對子粒皺縮為顯性，控制它們的三對基因自由組合。以純合的紅花高莖子粒皺縮植株與純合的白花矮莖子粒飽滿植株雜交，F2理論上為 (

)

A．12種表現型

B．高莖子粒飽滿∶矮莖子粒皺縮＝15∶1

C．紅花子粒飽滿∶紅花子粒皺縮∶白花子粒飽滿∶白花子粒皺縮＝3∶1∶3∶1

D．紅花高莖子粒飽滿∶白花矮莖子粒皺縮＝27∶1易錯警示不能用基因分離定律的數學模型解決基因自由組合類試題

錯因分析本題拓展了遺傳實驗中的數學模型。考生容易受多對性狀的干擾，不能靈活應用基因的分離定律和自由組合定律中的比例關系去解決多對相對性狀的遺傳問題。只要題目中說明控制這些性狀的基因自由組合或獨立遺傳，都可以用基因分離定律中的數學模型去解決這些問題。

解析首先假設紅花和白花、高莖和矮莖、子粒飽滿和子粒皺縮的等位基因分別為A和a、B和b、C和c。則純合的紅花高莖子粒皺縮植株與純合的白花矮莖子粒飽滿植株的基因型為AABBcc和aabbCC，F1的基因型為AaBbCc，F2理論上有2×2×2＝8種表現型