学年高中生物孟德尔的豌豆杂交实验一第1课时一对相对性状的杂交实验过程和解释学案新人教版必修.docx
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学年高中生物孟德尔的豌豆杂交实验一第1课时一对相对性状的杂交实验过程和解释学案新人教版必修
第1课时 一对相对性状的杂交实验过程和解释
[学习目标] 1.阐明用豌豆做遗传实验容易成功的原因并掌握相关的基本操作。
2.掌握孟德尔一对相对性状的杂交实验过程。
3.理解孟德尔对分离现象做出的假设，并能画出遗传图解。
一、用豌豆做遗传实验的优点和杂交实验技术
1．用豌豆做遗传实验材料的优点
品种特点
相应优势
自花传粉和闭花受粉，自然状态下一般为纯种
实验结果可靠，容易分析
具有易于区分的相对性状且能稳定遗传
实验结果易于观察和分析
深化拓展
用玉米做遗传实验材料的特点
（1）雌雄同株且为单性花，便于人工授粉；
（2）生长周期短，繁殖速度快；（3）相对性状差别显著，易于区分和观察；（4）产生的后代数量多，统计更准确。
2．豌豆杂交实验（异花传粉过程）
3．相关概念
（1）去雄：
除去未成熟花的全部雄蕊。
（2）相对性状：
一种生物的同一种性状的不同表现类型就叫做相对性状。
例1
下图表示孟德尔杂交实验操作过程，下列叙述正确的是（ ）
A．②操作后要对b套上纸袋
B．①和②的操作不能同时进行
C．a为父本，b为母本
D．①和②是在花开后进行的
答案 B
解析 图中①为去雄，去雄后需套袋处理，②为采集花粉，待雌蕊成熟后才进行②过程，所以，需套上纸袋的是a，而不是b，A错误；②过程在①过程之后，B正确；a接受花粉为母本，b提供花粉为父本，C错误；豌豆花开前就已经完成授粉过程，所以①和②不能等花开后才进行，D错误。
例2
下列属于相对性状的是（ ）
A．玉米的黄粒与皱粒B．狗的长毛与直毛
C．果蝇的长翅与残翅D．小麦的抗倒伏与抗锈病
答案 C
解析 相对性状是一种生物的同一种性状的不同表现类型。
二、一对相对性状的杂交实验
1．实验过程
实验过程
相关说明
P（亲本） 高茎×矮茎
↓
F1（子一代） 高茎
↓⊗
F2（子二代）高茎∶矮茎
比例接近 3∶1
①P具有相对性状
②
③F1全部表现为显性性状
④F2出现性状分离现象，分离比为3∶1
2.写出下列各符号的含义
P：
亲本；F1：
子一代；F2：
子二代；×：
杂交；⊗：
自交；♂：
父本；♀：
母本。
例3
对于孟德尔所做的豌豆的一对相对性状的遗传实验，不必具备的条件是（ ）
A．选用的一对相对性状要有明显的差异
B．实验选用的两个亲本，一定是纯种
C．要让显性亲本作父本，隐性亲本作母本
D．要让两个亲本之间进行有性杂交
答案 C
解析 孟德尔所做的豌豆的一对相对性状的研究实验中，豌豆必须具有一对易于区分的相对性状，同时亲本必须是纯种，具有相对性状的两个纯合亲本必须进行有性杂交，该过程中正反交实验都要做，才能使实验更具有说服力。
例4
一对相对性状的亲本杂交，子二代中（ ）
A．所有的统计结果都等于3∶1
B．统计的样本足够大时才符合3∶1
C．性状按3∶1的比例出现
D．统计的样本越小越接近3∶1
答案 B
解析 孟德尔之后，科学家们在继续研究中发现，只有满足大样本即实验群体足够大时，才能够实现孟德尔统计的比例关系，越小越偏离，越大越接近。
三、对分离现象的解释
1．孟德尔的假说
（1）生物的性状是由遗传因子决定的，决定高茎和矮茎的遗传因子分别为：
D、d。
（2）体细胞中遗传因子是成对存在的，F1体细胞中的遗传因子组成为Dd。
（3）生物体在形成生殖细胞——配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中，F1产生配子的遗传因子组成及比例为D∶d＝1∶1。
（4）受精时，雌雄配子的结合是随机的。
2．遗传图解
（1）配子的结合方式：
4种。
（2）遗传因子组成：
3种，分别为DD、Dd、dd，其比例为1∶2∶1。
（3）产生后代的性状表现：
2种，分别为高茎、矮茎，其比例为3∶1。
（4）上图亲本中的高茎（DD）或矮茎（dd）遗传因子组成相同，称为纯合子；F1中的高茎（Dd）遗传因子组成不同，称为杂合子。
例5
在进行豌豆杂交实验时，孟德尔选择的一对相对性状是子叶颜色，豌豆子叶黄色（Y）对绿色（y）为显性。
如图是孟德尔用杂交得到的子一代（F1）自交的实验结果示意图，根据孟德尔对分离现象的解释，下列说法正确的是（ ）
A．①②③都是黄色子叶
B．③的子叶颜色与F1相同
C．①和②都是黄色子叶、③是绿色子叶
D．①和②都是绿色子叶、③是黄色子叶
答案 C
解析 根据孟德尔对分离现象的解释，题图F2中①②③的遗传因子组成分别是Yy、Yy、yy。
因为黄色（Y）对绿色（y）为显性，故①和②的子叶颜色为黄色，③的子叶颜色为绿色。
例6
水稻的晚熟和早熟是一对相对性状，晚熟受显性遗传因子（E）控制。
现有纯合的晚熟水稻和早熟水稻杂交，下列说法不正确的是（ ）
A．F1的遗传因子组成是Ee，性状表现为晚熟
B．F1自交时产生的雌雄配子数量之比为1∶1
C．F1自交后得F2，F2的遗传因子组成可能为EE、Ee和ee，其比例为1∶2∶1
D．F2的性状表现为晚熟和早熟，其比例为3∶1
答案 B
解析 在数量上，雄配子数远大于雌配子数，但F1自交时产生的两种雄配子数量之比或两种雌配子数量之比均为1∶1。
1．判断正误
（1）豌豆是自花传粉、闭花受粉的植物，具有易于区分的相对性状（ ）
（2）性状分离是子代同时出现显性性状和隐性性状的现象（ ）
（3）豌豆的高茎和玉米的矮茎是一对相对性状（ ）
（4）杂合子自交后代一定是杂合子（ ）
（5）Dd豌豆产生含D的雌配子和含d的雄配子数目相同（ ）
答案
（1）√
（2）× （3）× （4）× （5）×
2．下列各组性状互为相对性状的是（ ）
A．人的白色皮肤和棕色头发
B．绵羊的白毛和黑毛
C．玉米的黄粒和圆粒
D．豌豆的高茎和豆荚绿色
答案 B
解析 相对性状是指一种生物的同一种性状的不同表现类型，人的白色皮肤和棕色头发，一个是皮肤的颜色，一个是头发的颜色，它们不互为相对性状，A错误；绵羊的白毛和黑毛互为相对性状，B正确；玉米的黄粒和圆粒，一个是种子颜色，一个是种子形状，它们不互为相对性状，C错误；豌豆的高茎和豆荚绿色，一个是茎的高度，一个是豆荚的颜色，都不是同一种性状，D错误。
3．下列叙述正确的是（ ）
A．生物体没有显现出来的性状称为隐性性状
B．亲本之中一定有一个表现为隐性性状
C．若子代中出现显性性状，则亲代中必有显性性状个体
D．在一对相对性状的遗传实验中，双亲只具有一对相对性状
答案 C
解析 隐性性状并非一直不能表现出来，只是在子一代中不能表现；亲本的表现类型可以都是显性，可以都是隐性，也可以是一显一隐；在一对相对性状的遗传实验中，双亲并非只具有一对相对性状，而是只研究其中的一对相对性状。
4．在豚鼠中，黑色皮毛对白色皮毛为显性。
如果一对杂合的黑毛豚鼠交配，一胎产下4仔，此4仔的性状表现可能是（ ）
①全部黑色 ②3黑1白 ③1黑3白 ④全部白色
A．②B．①②
C．①②③D．①②③④
答案 D
解析 杂合子在交配产仔时，一胎虽然产了4仔，但每一仔都是由卵细胞和精子结合（受精）形成的，是相互独立的。
每一仔的性状都是
的概率为黑色，
的概率为白色。
所以，在子代数量较少时各种概率都有可能出现。
5．用纯种高茎豌豆和纯种矮茎豌豆作亲本进行杂交实验，F1全为高茎，让F1自交，获得F2，共有556株。
请回答下列问题：
（1）F2中纯合子大约________株。
（2）F2中杂合子大约________株；F2高茎植株中，杂合子大约________株。
（3）F2中矮茎植株全部为纯合子吗？
________（填“是”或“否”）。
（4）从F2中取一高茎豌豆，请设计一个实验探究其遗传因子组成（用D和d表示该对遗传因子）。
①实验步骤：
a．该高茎植株的幼苗生长至开花时，让该植株进行________，获得种子；
b．将获得的所有种子种植得到子代植株，观察子代植株性状表现。
②结果与结论：
a．若后代全部表现为高茎，则该植株的遗传因子组成为________；
b．若后代植株中____________________，则该植株的遗传因子组成为________。
答案
（1）278
（2）278 278 （3）是 （4）①a.自交
②a.DD b．既有高茎，也有矮茎 Dd
解析 由题干知，高茎对矮茎为显性，F1的遗传因子组成为Dd，可知：
（1）F2中纯合子占
，即556×
＝278（株）。
（2）F2中杂合子占
，即556×
＝278（株）。
高茎植株有两种类型DD、Dd，分别占
、
，即杂合高茎植株占高茎植株的
，即556×
×
＝278（株）。
（3）矮茎为隐性性状，故全为纯合子。
（4）F2中高茎植株可能为DD（
）、Dd（
），而且可用简单的自交法予以鉴别。
[对点训练]
题组一 用豌豆做遗传实验的优点和杂交实验技术
1．下列选项中不是孟德尔选用豌豆作为实验材料并获得成功的原因是（ ）
A．豌豆是严格闭花受粉的植物
B．豌豆花比较大，易于做人工杂交实验
C．豌豆在杂交时，母本不需去雄
D．豌豆具有稳定的、容易区分的相对性状
答案 C
解析 豌豆是雌雄同体同花，所以在做杂交实验时，母本需要去雄，才能保证不会出现自花传粉，故C符合题意；其他三项都属于豌豆作为实验材料的优点。
2．用豌豆进行遗传实验时，下列操作错误的是（ ）
A．杂交时，须在花粉尚未成熟时除去母本的雄蕊
B．自交时，雌蕊和雄蕊都无需除去
C．杂交时，须在花粉尚未成熟时除去母本的雌蕊
D．人工授粉后，应套袋
答案 C
解析 豌豆属于自花传粉、闭花受粉植物。
自然状态下自交，是纯种。
杂交时，要在花粉尚未成熟时除去母本的雄蕊，保留其雌蕊并套袋，然后对其进行人工授粉，授粉后为避免外来花粉的干扰，应对其继续做套袋处理。
3．下列各项中属于相对性状的是（ ）
A．水稻的早熟和晚熟
B．眼大和眼角上翘
C．桃树的红花和绿叶
D．豌豆的高茎和水稻的矮茎
答案 A
解析 相对性状是指一种生物的同一种性状的不同表现类型，眼大和眼角上翘不是同一种性状，所以B项不符合；C项也不符合同一种性状的不同表现类型的要求；D项不是同一物种的性状。
4．如图是豌豆植株人工杂交的示意图，下列相关说法中错误的是（ ）
A．①②分别表示父本和母本
B．操作③表示去雄
C．操作④表示传粉
D．④操作后需要对雌蕊进行套袋
答案 A
解析 提供花粉的是父本，接受花粉的是母本，A项错误；③④分别表示去雄和传粉，B、C项正确；传粉后为了避免外来花粉的干扰，应及时对雌蕊进行套袋处理，D项正确。
题组二 一对相对性状的杂交实验
5．下列有关遗传学概念的叙述，错误的是（ ）
A．性状是指生物的任何可以鉴别的形态或生理的特征
B．相对性状是指同种生物的不同性状
C．显性性状是指杂合子显现出来的性状
D．隐性性状是指在杂合子中未显现出来的性状
答案 B
解析 相对性状是指一种生物的同一性状的不同表现类型，B错误。
6．（2018·宜昌月考）下列各种遗传现象中，不属于性状分离的是（ ）
A．F1的高茎豌豆自交，后代中既有高茎豌豆，又有矮茎豌豆
B．F1的短毛雌兔与短毛雄兔交配，后代中既有短毛兔，又有长毛兔
C．花斑色茉莉花自交，后代中出现绿色、花斑色和白色三种茉莉花
D．黑色长毛兔与白色短毛兔交配，后代均是白色长毛兔
答案 D
解析 杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象称为性状分离。
黑色长毛兔与白色短毛兔交配，后代均是白色长毛兔，并没有出现性状分离。
7．（2017·昆明高一检测）玉米的紫粒和黄粒是一对相对性状。
某一品系X为黄粒玉米，若自花传粉，后代全为黄粒；若接受另一品系Y紫粒玉米的花粉，后代既有黄粒，也有紫粒。
下列有关分析正确的是（ ）
A．紫粒是显性性状B．黄粒是显性性状
C．品系X是杂合子D．品系Y是纯合子
答案 A
解析 品系X自花传粉后代全为黄粒，说明品系X是纯合子，接受品系Y紫粒玉米花粉，后代有黄粒和紫粒，说明紫粒为显性性状，黄粒为隐性性状，品系Y是杂合子。
8．杂合子高茎豌豆自交，后代中已有15株高茎，第16株豌豆的表现型（ ）
A．一定为矮茎B．一定为高茎
C．是矮茎的可能性大D．是高茎的可能性大
答案 D
解析 杂合子高茎豌豆自交，后代表现型理论值是高茎∶矮茎＝3∶1，即高茎的可能性为75%，又因为自交后代彼此独立，互不影响，故第16株豌豆为高茎的可能性也为75%，大于为矮茎的可能性。
题组三 对分离现象的解释
9．下列为一对相对性状的杂交实验中性状分离现象的假设性解释，其中错误的是（ ）
A．生物的性状是由细胞中的遗传因子决定的
B．体细胞中的遗传因子成对存在，互不融合
C．在配子中只含有每对遗传因子中的一个
D．生物的雌雄配子数量相等，且随机结合
答案 D
解析 高等生物的雄配子数一般远远大于雌配子数。
10．下列关于纯合子与杂合子的叙述，正确的是（ ）
A．纯合子自交，后代不发生性状分离
B．杂合子杂交，后代不发生性状分离
C．纯合子自交，后代发生性状分离
D．杂合子自交，后代不发生性状分离
答案 A
解析 纯合子自交，后代全是纯合子，不会发生性状分离；杂合子自交的后代既有纯合子也有杂合子，会发生性状分离现象。
11．用纯种高茎豌豆（DD）与纯种矮茎豌豆（dd）杂交，得到的F1全为高茎（Dd），种下F1让其自交得到F2，种下F2豌豆种子，发现F2豌豆植株有高茎和矮茎两种，且高茎∶矮茎＝3∶1。
关于实现F2中高茎∶矮茎＝3∶1的条件的叙述，正确的是（ ）
①在F1形成配子时，成对的遗传因子分离，形成两种配子
②含不同遗传因子的雌、雄配子随机结合
③含不同遗传因子组合的种子必须有适宜的生长发育条件
④只需要①项条件，而不需要②③项条件
A．①③④B．②③④
C．①②③D．①②④
答案 C
解析 若含不同遗传因子的雌雄配子不能随机结合，或者一些种子由于条件不适宜不能萌发或正常生长，则会影响到最后的统计结果，使得实验很难出现3∶1的比例。
12.两株高茎豌豆杂交，后代高茎和矮茎植株数量的比例如图所示，则亲本的遗传因子组成可表示为（ ）
A．GG×ggB．GG×Gg
C．Gg×GgD．gg×gg
答案 C
解析 由图中信息可知，两株高茎豌豆杂交后代中，高茎∶矮茎≈3∶1，符合杂合子自交的实验结果，故推测亲本遗传因子组成为Gg×Gg。
[综合强化]
13．如图为豌豆的一对相对性状遗传实验过程图解，请仔细阅图后回答下列问题：
（1）该实验的亲本中，父本是________________，母本是________________。
（2）操作①叫做________，操作②叫做________；为了确保杂交实验成功，①的操作过程中应注意，时间上__________________，操作过程中____________________，操作后______。
（3）红花（A）对白花（a）为显性，则杂种种子种下去后，长出的豌豆植株开的花为________色。
（4）若P皆为纯合子，让F1进行自交，F2的性状中，红花与白花之比为________，F2的遗传因子组成有____________________，且比值为____________。
生物体的这种现象称为____________。
答案
（1）白花豌豆 红花豌豆
（2）去雄 传粉 要在花粉成熟之前进行 要干净、全部、彻底 要外套罩子（袋子） （3）红 （4）3∶1 AA、Aa、aa 1∶2∶1 性状分离
解析
（1）
（2）涉及植物杂交实验方法，要注意的重点是豌豆是天然的自花传粉、闭花受粉植物，必须适时用合适的方法去雄。
（3）中得到的后代性状仍为显性。
（4）可根据孟德尔对分离现象的解释进行推理计算。
14．玉米是一种雌雄同株的植物，其顶部开雄花，下部开雌花，玉米黄粒和白粒是一对相对性状（由基因Y和y控制），将纯种黄粒和白粒玉米间行种植（如图），收获时所得玉米粒如下表：
所结玉米粒
白粒
黄粒
白粒玉米果穗上所结的玉米粒
有
有
黄粒玉米果穗上所结的玉米粒
无
有
（1）在玉米中，黄粒对白粒是________性，在黄粒玉米果穗上，黄粒玉米中胚的遗传因子组成是________；白粒玉米果穗上黄粒胚的遗传因子组成是________。
（2）某同学为了获得杂种F1来验证孟德尔基因分离定律，为准确起见，他应选用上述________玉米果穗上结的________玉米粒来进行播种。
杂交实验中，对母本的处理是_________。
（3）图中________（填标号）类型的授粉方式的长期进行对植株有利，其原因是____________。
（4）玉米作为遗传实验材料有哪些优点？
（至少答两点）_______________________。
答案
（1）显 YY或Yy Yy
（2）白粒 黄粒 套袋、传粉、套袋 （3）Ⅲ和Ⅳ 异花授粉，后代具有更大的变异性和生活力 （4）雌雄同株单性花，避免人工去雄等繁杂的操作；后代数量较多，便于统计学处理；玉米生长期较短，繁殖速度较快；具有稳定的易于区分的相对性状
解析
（1）由图可知，玉米既可自花传粉，也可异花传粉。
由表可知，不论如何传粉，黄粒玉米果穗上没有白粒玉米，白粒玉米果穗上有黄粒玉米，说明黄粒为显性，黄粒玉米植株自花传粉，后代每粒胚的遗传因子组成为YY，异花传粉则为Yy，而白粒玉米果穗上黄粒玉米胚的遗传因子组成为Yy。
（2）验证基因的分离定律用杂合子Yy测交或自交，即用白粒玉米植株上的黄粒玉米来进行播种，这个黄粒一定为杂合子。
15．某农场放养的羊群中有黑、白两种毛色的羊。
已知毛色受一对遗传因子A、a控制。
牧民让两只白色羊交配，后代中既有白羊，也有黑羊。
请分析回答下列问题：
（1）上述羊毛的黑色和白色中，显性性状的毛色为______。
（2）上述两只白羊的遗传因子组成是________，它们生下的小羊的遗传因子组成可能为__________________。
（3）两只白羊交配产生的后代中出现了白羊和黑羊，这种现象在遗传学上称为________，产生这种现象的根本原因是_______________________________________。
（4）上述两只白羊再生一只黑色母羊的概率是________；若上述两只白羊又生了一只白色子羊，该羊是纯合子的可能性是________。
答案
（1）白色
（2）均为Aa AA或Aa或aa
（3）性状分离 在产生生殖细胞时，成对的遗传因子分别进入不同的生殖细胞 （4）
解析
（1）白羊的后代出现了黑羊，可判断白色为显性，黑色为隐性，且亲本两只白羊都为杂合子（Aa）。
（2）两杂合子（Aa）白羊交配产生的后代，遗传因子组成可能为AA或Aa或aa。
（3）性状分离的根本原因是在产生生殖细胞时，成对的遗传因子分别进入不同的生殖细胞。
（4）上述两只白羊再生一只黑色母羊的概率是
×
＝
。
白色子羊中AA∶Aa＝1∶2，故白色子羊中是纯合子的可能性是
。
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