高中生物人教版必修二课时作业： 第一章 第5课时 孟德尔的豌豆杂交实验(二)含解析
第5课时孟德尔的豌豆杂交实验(二)(Ⅱ)
ks5u目标导读] 1.结合教材P10图1－9，阐明对自由组合现象解释的验证过程，并归纳自由组合定律的内容。2.分析教材P11“思考与讨论”，归纳孟德尔成功的原因。
3.阅读教材P12孟德尔遗传规律的再发现过程，掌握相关核心概念的关系。
ks5u重难点击] 1.自由组合现象解释的验证过程。2.孟德尔遗传规律核心概念的关
1．孟德尔对一对相对性状豌豆杂交实验的验证
(1)测定遗传因子组成的方法——测交、自交。
(2)测交的功能
①验证孟德尔的遗传定律。
②鉴定显性亲本的遗传因子组成。
(3)测交的过程
2．对自由组合现象的解释
(1)解释
①两对相对性状分别由两对遗传因子控制。
②F1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，故F1可产生4种比例相等的配子。
③受精时雌雄配子的结合是随机的。
④雌雄配子结合的方式有16种，遗传因子的组合形式有9种，性状表现为4种，其比例为黄圆∶黄皱∶绿圆∶绿皱＝9∶3∶3∶1。
(2)图解
课堂导入
师：孟德尔用两对相对性状的豌豆进行杂交，其F1代只有一种性状，F2代出现四种性状类型，比例为9∶3∶3∶1，孟德尔用遗传因子的自由组合作了解释，要确定这种解释是否正确，该怎么办？
生：测交。
探究点一对自由组合现象解释的验证和自由组合定律
孟德尔为了验证对自由组合现象的解释，设计了测交实验，并由此归纳出了自由组合定律。
1．对自由组合现象解释的验证
(1)方法
测交——F1(YyRr)与隐性纯合子(yyrr)交配。
(2)作用
①测定F1产生的配子种类及比例。
②测定F1遗传因子的组成。
③判定F1在形成配子时遗传因子的行为。
(3)遗传图解
(5)实验结论
①F1是杂合子，遗传因子组成为YyRr。
②F1产生了YR、Yr、yR、yr四种类型、比例相等的配子。
③F1在形成配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子自由组合。
(6)分析
①在测交实验中，子代出现4种比例相等的性状类型的原因是什么？
答案F1是双杂合子，能产生4种数量相等的配子；隐性纯合子只产生一种配子。
②若两亲本杂交，后代性状类型比例为1∶1∶1∶1，据此能否确定亲本的遗传因子组成？
答案不能。当双亲的遗传因子组成为AaBb×aabb或Aabb×aaBb时，其后代性状类型比例均为1∶1∶1∶1，仅依据此比例不能确定亲本的遗传因子组成。
③若测交后代有两种性状，且数量之比为1∶1，试分析F1的遗传因子组成。
答案由于隐性纯合子只产生一种配子yr，所以测交后代的性状与比例由F1决定，由于后代有两种性状且比例为1∶1，说明F1能够产生两种配子且比例为1∶1，其遗传因子组成为yyRr或Yyrr或YYRr或YyRR。
2．自由组合定律
(1)发生时间：形成配子时。
(2)遗传因子间的关系：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的。
(3)实质：在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。
(4)如何验证两对相对性状的遗传是否遵循自由组合定律？
答案 ①自交法：据F 1自交是否出现4种性状类型，且比例为9∶3∶3∶1判断。 ②测交法：据测交后代是否出现4种性状类型，且比例为1∶1∶1∶1判断。
归纳提炼
测交也可用乘法原理进行解释
F 1 YyRr × yyrr
↓
先分解?
???? Yy ×yy ―→??? 遗传因子组成及比例：1Yy ∶1yy 性状表现及比例：12黄∶12绿
Rr ×rr ―→??? 遗传因子组成及比例：1Rr ∶1rr 性状表现及比例：12圆∶12皱
↓
再组合
活学活用
1．在豚鼠中，黑色(C)对白色(c)、毛皮粗糙(R)对毛皮光滑(r)是显性。能验证自由组合定律的最佳杂交组合是()
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
问题导析(1)为验证对分离现象的解释是否正确，孟德尔巧妙地设计了测交实验，让F1与隐性纯合子杂交。
(2)孟德尔又设计了测交实验，对自由组合现象的解释进行验证。
答案 D
解析验证自由组合定律，就是论证杂种F1产生配子时，是否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，产生四种不同遗传因子组
成的配子，最佳方法为测交。D项符合测交的概念和结果：黑粗(相当于F1的双显)×白光(双隐性纯合子)→10黑粗∶9黑光∶8白粗∶11白光(四种类型，比例接近
1∶1∶1∶1)。
探究点二孟德尔实验方法的启示
结合教材P11“思考与讨论”归纳孟德尔获得成功的原因。
1．正确选用豌豆作实验材料是成功的首要条件
豌豆作为遗传实验材料的优点：(1)自花传粉且闭花受粉，可避免外来花粉的干扰；
(2)具有易于区分的相对性状；(3)花较大，人工去雄和异花授粉较方便。
2．对相对性状遗传的研究，从一对到多对
(1)生物的性状多种多样，根据自由组合定律，如果有n对性状自由组合，后代的性状组合会有2n种，这是很难统计的。
(2)孟德尔采取了由单因素(即一对相对性状)到多因素(即两对或两对以上相对性状)的研究方法。
3．对实验结果进行统计学分析
孟德尔运用了统计学的方法对实验结果进行了统计，从而发现了生物性状的遗传在数量上呈现一定的比例，并最终解释了这些现象。
4．运用假说—演绎法这一科学方法
孟德尔科学地设计了实验的程序，按“提出问题→实验→假设(解释)→验证→总结规律”的科学实验程序进行。
5．创新的验证假说
孟德尔创新性地设计了测交实验，证实了对实验现象的解释，验证了假说的正确性，并归纳出了分离定律和自由组合定律。
归纳提炼
活学活用
2．孟德尔提出了分离定律和自由组合定律，他获得成功的主要原因有()
①选取豌豆作实验材料②科学地设计实验程序③进行人工杂交实验④应用
统计学方法对实验结果进行分析⑤选用了从单因素到多因素的研究方法⑥先
选择豌豆再选择紫茉莉、草莓等植物作实验材料
A．①②③④B．①②④⑤
C．②③④⑤D．③④⑤⑥
答案 B
解析孟德尔的杂交实验之所以获得成功，首先因为他选择了合适的实验材料豌豆，豌豆是自花传粉而且是闭花受粉的植物，因此自然状态下的豌豆均为纯种；其次是科学地设计了实验程序，运用从单因素到多因素的研究方法，并且应用统计学的方法对实验结果进行分析。
探究点三孟德尔遗传规律的再发现
孟德尔的发现并没有在当时引起重视，30多年后才被科学家重新发现并进行了补充和完善。
1．基因概念的提出
(1)1866年，孟德尔将遗传规律整理成论文发表。
(2)1900年，三位科学家分别重新发现了孟德尔遗传规律。
(3)1909年，丹麦生物学家约翰逊给孟德尔的“遗传因子”一词起了一个新名字“基因”，并且提出了表现型和基因型的概念。
2．有关概念辨析
(1)表现型：指生物个体表现出来的性状，如豌豆的高茎和矮茎。
(2)基因型：指与表现型有关的基因组成，如DD、Dd、dd等。
(3)等位基因：指控制相对性状的基因，如D和d。
等位基因一般指位于一对同源染色体的相同位置上控制着相对性状的一对基因。如图所示：
属于等位基因的有A和a、D和d。
小贴士基因型和表现型的关系
(1)基因型是生物性状表现的内因，而表现型是生物性状表现的外部形式。
(2)表现型相同，基因型不一定相同。如DD、Dd都表现高茎。
(3)基因型相同，表现型也不一定相同，如藏报春25℃开红花，30℃开白花。基因型相同，但由于环境不同，表现型也可能不同。
归纳提炼核心概念间的关系
活学活用
3．下列关于基因型和表现型关系的叙述中，错误的是() A．表现型相同，基因型不一定相同
B．基因型相同，表现型一定相同
C．环境相同，基因型相同，表现型一定相同
D．环境相同，表现型相同，基因型不一定相同
答案 B
解析表现型是基因型和环境共同作用的结果。
1．已知玉米有色子粒对无色子粒是显性。现用一有色子粒的植株X 进行测交实验，后代有色子粒与无色子粒的比是1∶3，对这种杂交现象的推测不正确的是( )
A ．测交后代的有色子粒的基因型与植株X 相同
B ．玉米的有、无色子粒遗传遵循基因的自由组合定律
C ．玉米的有、无色子粒是由一对等位基因控制的
D ．测交后代的无色子粒的基因型至少有三种
答案 C
解析 根据测交后代中“有色子粒与无色子粒的比是1∶3”可知，玉米的有色子粒、无色子粒不是由一对等位基因控制的，应是至少由两对等位基因控制的。
2．基因的自由组合定律发生于下图中哪个过程( )
AaBb ――→①1AB ∶1Ab ∶1aB ∶1ab ――→②雌、雄配子随机结合――→③
子代9种基因型――→④4种表现型
A ．①
B ．②
C ．③
D ．④
答案 A
3．孟德尔研究遗传规律，主要是通过( )
A ．性状的遗传推知的
B ．显微镜观察发现的
C ．理论分析总结的
D ．测交实验总结的
答案 A
解析 孟德尔对遗传规律的研究属于个体水平的研究，通过观察个体的性状表现来假设、推知内在的规律。
4．豌豆种子的子叶黄色和绿色分别由基因Y 和y 控制，形状圆粒和皱粒分别由基因R 和r 控制。科技小组在进行遗传实验过程中，用黄色圆粒和绿色圆粒进行杂交，发现后代出现四种表现型，对每对性状作出统计，结果如图所示。请回答：
(1)豌豆每对相对性状的遗传符合________________定律。
(2)黄色圆粒亲本的基因型为________，绿色圆粒亲本的基因型为________________。
(3)后代中属于双隐性性状的是____________，它是____子。
(4)杂交后代中，子叶黄色与绿色的比是________；形状圆粒与皱粒的比是
____________。
(5)杂交后代中黄色皱粒所占的比例是____________。
答案(1)基因的分离(2)YyRr yyRr(3)绿色皱粒纯合(4)1∶13∶1
(5)1/8
解析柱形图所显示的数据揭示的是各性状之间的比值，我们可以利用分离定律反推出亲代每对性状的基因型，由圆粒∶皱粒＝75∶25＝3∶1，可推出双亲种子形状的基因型都为Rr；由黄色∶绿色＝50∶50＝1∶1，可推出子叶颜色的双亲基因型为Yy和yy。则YyRr和yyRr杂交，单独研究每对基因，其后代表现为黄色的概率为1/2，表现皱粒的概率为1/4，所以黄色皱粒所占的比例是1/8。
基础过关
知识点一对自由组合现象解释的验证和自由组合定律
1．已知玉米子粒黄色对红色为显性，非甜对甜为显性。纯合的黄色非甜玉米与红色甜玉米杂交得F1，F1自交或测交，预期结果不正确的是()
A．自交结果中黄色甜与红色非甜比例9∶1
B．自交结果中黄色与红色比例为3∶1，非甜与甜比例为3∶1
C．测交结果是红色甜∶黄色非甜∶红色非甜∶黄色甜＝1∶1∶1∶1
D．测交结果为红色与黄色比例1∶1，甜与非甜比例1∶1
答案 A
2．孟德尔的两对相对性状的杂交实验中，具有1∶1∶1∶1比例的是()
①F1产生配子类型的比例②F2表现型的比例
③F1测交后代表现型的比例④F1表现型的比例
⑤F2基因型的比例
A．②④B．①③C．④⑤D．②⑤
答案 B
解析孟德尔两对相对性状的杂交实验中，F1基因型为YyRr，表现型只有一种，F1产生的配子为YR、Yr、yR、yr，比例为1∶1∶1∶1。F1测交后代基因型为YyRr、Yyrr、yyRr、yyrr4种，表现型也为4种，比例均为1∶1∶1∶1。
3．基因A、a和基因B、b分别位于不同对的同源染色体上。一个亲本与aabb测交，子代基因型为AaBb和Aabb，分离比为1∶1，则这个亲本基因型为() A．AABbB．AaBb
C．AAbbD．AaBB
答案 A
解析基因型为aabb的个体只能产生基因型为ab的配子，所以，要产生基因型为AaBb和Aabb的个体，还需要AB和Ab两种配子，而且其比例为1∶1，所以能产生AB和Ab基因型配子的个体的基因型只能是AABb。
4．自由组合定律中的“自由组合”是指()
A．带有不同基因的雌雄配子间的组合
B．决定同一性状的成对的基因的组合
C．两亲本间的组合
D．决定不同性状的基因的自由组合
答案 D
解析自由组合定律的实质是生物在产生配子时，决定不同性状的基因自由组合。知识点二孟德尔实验方法的启示
5．遗传学的奠基人孟德尔之所以在研究遗传规律时获得了巨大成功，关键在于他在实验的过程中选择了正确的方法。下面各项中，除哪一项外均是他获得成功的重要原因()
A．先只针对一对相对性状的遗传规律进行研究，然后再研究多对性状的遗传规律B．选择了严格自花传粉的豌豆作为实验材料
C．选择了多种植物作为实验材料，做了大量的实验
D．应用了统计学的方法对结果进行统计分析
答案 C
解析选项A、B、D是孟德尔获得成功的重要原因，选项C不能说明成功的原因。因为无目的、无意义的大量实验只是浪费时间和精力。他曾花了几年时间研究山柳菊，结果却一无所获，也反过来说明正确选择实验材料是科学研究取得成功的重要前提。
6．孟德尔对自由组合定律的探索经历了()
A．分析→假设→实验→验证
B．假设→实验→结论→验证
C．实验→分析→假设→验证
D．实验→假设→验证→讨论
答案 C
解析孟德尔对遗传规律的探索均采用了假说—演绎法，即在观察和分析的基础上提出问题后，通过推理和想像提出解释问题的假说，根据假说进行演绎推理，再通过实验检验演绎推理的结论。
知识点三孟德尔遗传规律的再发现
7．孟德尔对于遗传学的重要贡献之一是巧妙地设计了实验否定了融合遗传方式。为了验证孟德尔遗传方式的正确性，有人用一株开红花的烟草和一株开白花的烟草作为亲本进行实验。在下列预期结果中，支持孟德尔遗传方式而否定融合遗传方式的是()
A．红花亲本与白花亲本杂交的F1代全为红花
B．红花亲本与白花亲本杂交的F1代全为粉红花
C．红花亲本与白花亲本杂交的F2代按照一定比例出现花色分离
D．红花亲本自交，子代全为红花；白花亲本自交，子代全为白花
答案 C
解析所谓融合遗传指杂交实验中，由于遗传物质在子代中融合使F1性状介于双亲之间，且以后无法分离，所以C答案中F2代按照一定比例出现花色分离否定了融合遗传而支持孟德尔遗传方式。
8．金鱼草的纯合红花植株与白花植株杂交，F1在强光、低温条件下开红花，在阴暗、高温条件下却开白花，这个事实说明()
A．基因型是表现型的内在因素
B．表现型一定，基因型可以转化
C．表现型相同，基因型不一定相同
D．表现型是基因型与环境相互作用的结果
答案 D
解析F1是杂合子，但在不同的条件下表现型不一致，说明表现型是基因与环境相互作用的结果。
能力提升
9．水稻的高秆(D)对矮秆(d)为显性，抗锈病(R)对不抗锈病(r)为显性，这两对基因自由组合。甲水稻(DdRr)与乙水稻杂交，其后代四种表现型的比例是3∶3∶1∶1，则乙水稻的基因型是()
A．Ddrr或ddRrB．DdRR
C．ddRRD．DdRr
答案 A
解析从后代表现型的比例为3∶3∶1∶1中可确定两种性状的比例，一种性状的后代性状分离比为3∶1，另一种性状的后代性状分离比为1∶1，已知甲水稻基因型为DdRr，则乙水稻的基因型为Ddrr或ddRr。
10．豌豆中，子粒黄色(Y)和圆形(R)分别对绿色和皱粒为显性。现有甲(黄色圆粒)与乙(黄色皱粒)两种豌豆杂交，子代有四种表现型，如果让甲自交，乙测交，则它们的后代表现型之比应分别为()
A．9∶3∶3∶1及1∶1∶1∶1
B．3∶3∶1∶1及1∶1
C．9∶3∶3∶1及1∶1
D．3∶1及1∶1
答案 C
解析由题意可知，甲与乙杂交子代有四种表现型，则依据分离定律，甲(黄)×乙(黄)，后代存在两种表现型，即黄与绿，则甲(Yy)×乙(Yy)；甲(圆)×乙(皱)杂交，后代存在两种表现型，则甲(Rr)×乙(rr)，故甲为YyRr、乙为Yyrr。
11．香豌豆的花有紫花和白花两种，显性基因C和P同时存在时开紫花。两个纯合白花品种杂交，F1开紫花；F1自交，F2的性状分离比为紫花∶白花＝9∶7。下列分析错误的是()
A．两个白花亲本的基因型为CCpp与ccPP
B．F1测交后代中紫花与白花的比例为1∶1
C．F2紫花中纯合子的比例为1/9
D．F2中白花的基因型有5种
答案 B
解析根据题意可知显性基因C、P同时存在时开紫花，两纯合白花品种杂交，子代全为紫花(C_P_)，则亲本的基因型为CCpp和ccPP。F1的基因型为CcPp，测交
子代紫花(CcPp)∶白花(Ccpp＋ccPp＋ccpp)＝1∶3。F2紫花中纯合子(CCPP)的比例
是1/3×1/3＝1/9。F2中白花的基因型有Ccpp、ccPp、ccpp、ccPP、CCpp五种。12．下列有关自由组合定律的叙述，正确的是()
A．自由组合定律是孟德尔针对豌豆两对相对性状的杂交实验结果及其解释直接归
纳总结的，不适合多对相对性状
B．控制不同性状的基因的分离和组合是相互联系、相互影响的
C．在形成配子时，决定不同性状的基因的分离是随机的，所以称为自由组合定律D．在形成配子时，决定同一性状的基因彼此分离，决定不同性状的基因表现为自
由组合
答案 D
解析自由组合定律的内容是：(1)控制不同性状的基因的分离和组合是互不干扰的；
(2)在形成配子时，决定同一性状的成对的基因彼此分离，决定不同性状的基因自由组合。因此，B、C选项错误，D选项正确。自由组合定律是孟德尔针对豌豆两对
相对性状杂交实验的结果及其解释归纳总结的，也适合多对相对性状，所以，A选项错误。
13．豌豆子叶的黄色(Y)、圆粒种子(R)均为显性，两亲本杂交的F1表现型如下图所示，让F1()
A．2∶2∶1∶1B．1∶1∶1∶1
C．9∶3∶3∶1D．3∶1∶3∶1
答案 A
解析由F1圆粒∶皱粒＝3∶1，知亲代相应基因型为Rr×Rr；由F1黄色∶绿色＝1∶1，知亲代相应基因型为Yy×yy，故亲代基因型为YyRr×yyRr。F1中黄色圆粒豌豆的基因型为1/3YyRR、2/3YyRr，F1中绿色皱粒豌豆基因型为yyrr。按如下计算：1/3YyRR×yyrr→1/6YyRr、1/6yyRr；2/3YyRr×yyrr→1/6YyRr、1/6Yyrr、1/6yyRr、1/6yyrr。综合考虑两项结果，得YyRr∶yyRr∶Yyrr∶yyrr＝2∶2∶1∶1。
14．牵牛花的花色由基因R和r控制，叶的形态由基因H和h控制。下表是3组不
(1)根据第________组合可判断阔叶对窄叶最可能为显性；由第________组合可判断________对________为显性。
(2)3个杂交组合中亲本的基因型分别是①__________、②________________、
③____________。
(3)杂交组合③产生的红色阔叶植株自交，产生的后代的性状及比例是
__________________。
(4)杂交组合①产生的红色阔叶与白色阔叶再杂交，得到隐性纯合子的概率是
________。
答案(1)①或③②红色白色
(2)rrHH×Rrhh Rrhh×Rrhh rrHH×RRhh
(3)红色阔叶∶红色窄叶∶白色阔叶∶白色窄叶＝9∶3∶3∶1
(4)1 8
解析(1)根据亲子代表现型及比例，确定两对性状的显隐性关系。单独分析每一对性状，如果亲本性状相同，杂交后代出现了性状分离，则亲本性状为显性；如果亲本性状不同，杂交后代只有一种表现型，则后代的表现型最可能为显性性状。据此可知，组合①③可确定阔叶最可能为显性性状，组合②可确定红色为显性性状。(2)判断亲本的基因型时，可根据已知亲本的表现型运用基因填充法，首先把确定的基因写下来，待定的基因先用空格表示，如组合①中两个亲本基因型先写成rrH_和R_hh，再以隐性性状为突破口，综合分析写出双亲基因型。如组合①的后代中有白色性状出现，可确定红色窄叶亲本的基因型为Rrhh，后代中全为阔叶，另一亲本基因型为rrHH。其他杂交组合可根据同样方法解决，得组合②双亲基因型为
Rrhh×Rrhh，组合③双亲基因型为rrHH×RRhh。(3)组合③产生的红色阔叶植株基因型为RrHh，根据自由组合定律，自交后代有红色阔叶∶红色窄叶∶白色阔叶∶白色窄叶＝9∶3∶3∶1。
(4)组合①产生的红色阔叶与白色阔叶植株基因型为RrHh×rrHh，产生隐性纯合子
(rrhh)的概率为1
2×
1
4＝
1
8。
15．果蝇中灰身(B)与黑身(b)、大翅脉(E)与小翅脉(e)是两对相对性状且独立遗传。灰身大翅脉的雌蝇与灰身小翅脉的雄蝇杂交，子代中47只为灰身大翅脉，49只为灰身小翅脉，17只为黑身大翅脉，15只为黑身小翅脉。回答下列问题：
(1)在上述杂交子代中，体色和翅脉的表现型比例依次为________________和
________________。
(2)两个亲本中，雌蝇的基因型为____________，雄蝇的基因型为____________。
(3)亲本雌蝇产生卵的基因组成种类数为________，其理论比例为________。
(4)上述子代中表现型为灰身大翅脉个体的基因型为________，黑身大翅脉个体的基因型为________。
答案（1）灰身∶黑身＝3∶1大翅脉∶小翅脉＝1∶1(2)BbEe Bbee(3)4 1∶1∶1∶1(4)BBEe和BbEe bbEe
解析(1)子代的4种表现型是两种性状自由组合的结果，将两种性状分开分析，灰身有47＋49＝96(只)，而黑身有17＋15＝32(只)，因而灰身∶黑身＝3∶1，大翅脉有47＋17＝64(只)，小翅脉有49＋15＝64(只)，因此大翅脉∶小翅脉＝1∶1。(2)先根据表现型写出雌蝇的基因型B_E_，雄蝇的基因型B_ee，由于后代中有黑身，因此雌、雄蝇都有隐性基因b；又因为后代出现了小翅脉，因此，雌蝇中一定有基因e，所以可推出雌蝇的基因型为BbEe，雄蝇的基因型为Bbee。(3)雌蝇的基因型为BbEe，在产生配子时两对基因发生自由组合，产生卵的基因组成种类为BE、Be、bE、be，比例为1∶1∶1∶1。(4)子代中灰身的基因型有两种：BB、Bb，而大翅脉的基因型只能是Ee，因此，子代中灰身大翅脉的基因型为BBEe、BbEe，黑身的基因型只能是bb，因此黑身大翅脉的基因型为bbEe。