学年高中生物第1章遗传因子的发现第1节孟德尔的豌豆杂交实验一学案.docx
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学年高中生物第1章遗传因子的发现第1节孟德尔的豌豆杂交实验一学案
第1节孟德尔的豌豆杂交实验
（一）
1.豌豆作为实验材料的优点：
①自花传粉和闭花受粉；②具有易于区分的相对性状。
2．具相对性状的纯合亲本杂交，F1表现出的性状为显性性状。
3．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，性状分离比为1∶1。
4．显隐性性状的判断方法：
①具相对性状的亲本杂交，若子代只出现一种性状，则该性状为显性性状。
②具相同性状的亲本杂交，若子代出现不同性状，则新出现的性状为隐性性状。
5．纯合子自交后代仍为纯合子，杂合子自交后代既有纯合子也有杂合子。
6．分离定律的实质：
在形成配子时，控制同一性状的成对的遗传因子发生分离，分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。
一对相对性状的杂交实验
[自读教材·夯基础]
1．用豌豆作遗传实验材料的优点
特点
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
2.豌豆人工异花传粉的步骤
3．一对相对性状的杂交实验
实验过程
说明
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
1．举例说明性状和相对性状的关系，如何判断两性状是否为相对性状？
提示：
身高是性状，高和矮是相对性状。
相对性状是一种生物的同一种性状的不同表现类型，可以根据此定义来判断两性状是否为相对性状。
2．如何判断显性性状和隐性性状？
举例说明。
提示：
（1）杂交实验中，F1表现出的性状为显性性状。
（2）自交实验中，子代若出现新性状，则子代新出现的性状为隐性性状。
实例：
若高茎豌豆×矮茎豌豆→全是高茎，则高茎为显性性状；
若高茎豌豆×高茎豌豆→高茎、矮茎，则矮茎为隐性性状。
3．如何区分杂交、自交、正交和反交？
通过实例说明。
提示：
（1）杂交：
高茎豌豆与矮茎豌豆异花传粉。
（2）自交：
高茎豌豆自花传粉。
（3）正交和反交：
若“高茎（作母本）×矮茎（作父本）”为正交，则“高茎（作父本）×矮茎（作母本）”为反交。
[跟随名师·解疑难]
1．杂交实验常用符号及含义
符号
P
F1
F2
⊗
×
♀
♂
含义
亲本
子一代
子二代
自交
杂交
母本或
雌配子
父本或
雄配子
2.遗传学相关概念辨析
（4）交配类：
方式
含义
表示式
杂交
遗传因子组成不同的生物个体间相互交配的方式
AA×aa
Aa×AA
自交
遗传因子组成相同的生物个体间相互交配的方式
AA×AA
Aa×Aa
测交
显性个体与隐性纯合子杂交
Aa×aa
正交
与反交
若甲（♀）×乙（♂）为正交，则乙（♀）×甲（♂）为反交，正、反交是相对而言的
正交：
甲（♀）×乙（♂）
反交：
乙（♀）×甲（♂）
[特别提醒] 相对性状中的性状表现并不都是只有两种，还可能有多种性状表现，如人的ABO血型系统中有A型、B型、AB型和O型四种性状表现。
对分离现象的解释和验证
[自读教材·夯基础]
1．孟德尔对分离现象的假说
（1）生物的性状是由遗传因子决定的。
（2）体细胞中遗传因子是成对存在的。
（3）配子中的遗传因子是成单存在的。
（4）受精时，雌雄配子的结合是随机的。
2．遗传图解
F1♀配子
F2
F1♂配子
D
d
D
DD（高）
Dd（高）
d
Dd（高）
dd（矮）
3.对分离现象解释的验证
1．在一对相对性状杂交实验中，随机从F2中选出4株豌豆，是否一定是3株高茎和1株矮茎植株？
为什么？
提示：
不一定。
3∶1的分离比是在对F2中高茎和矮茎的个体进行数量统计时分析得出的数量关系，统计的数量越多越接近于3∶1，否则有可能偏离这一比例。
2．在一对相对性状的杂交实验中，请分析F2中遗传因子组成及比例，高茎豌豆中纯合子和杂合子所占比例各是多少。
提示：
①F2中遗传因子组成及比例：
DD∶Dd∶dd＝1∶2∶1。
②高茎豌豆（DD和Dd）中纯合子（DD）占1/3，杂合子（Dd）占2/3。
3．试探讨，测交时为什么用隐性纯合子与F1杂交？
测交实验除测定F1的遗传因子组成外，能否测定其他个体的遗传因子组成？
提示：
隐性纯合子与F1杂交，能使F1中各种遗传因子控制的性状全部表现出来，从而推知F1中含有的遗传因子种类。
测交实验最初是为了测定F1的遗传因子组成，后来经过推广，通过测交后代表现的性状及性状分离比可以测定任何个体的遗传因子组成。
[跟随名师·解疑难]
1．假说—演绎法的一般程序
⇒
⇒
⇒
2．“一对相对性状杂交实验”的假说—演绎分析
性状分离比的模拟实验与分离定律
[自读教材·夯基础]
1．性状分离比的模拟实验
（1）模拟内容：
①甲、乙两个小桶分别代表雌雄生殖器官；
②甲、乙两个小桶内的彩球分别代表雌雄配子；
③不同彩球的随机组合模拟了雌雄配子的随机结合。
（3）结果和结论：
彩球组合类型数量比为DD∶Dd∶dd≈1∶2∶1。
彩球代表的显隐性数值比为显性∶隐性≈3∶1。
2．分离定律[判断]
（1）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。
（√）
（2）分离定律发生在配子形成过程中。
（√）
（3）分离定律的实质是控制同一性状的成对的遗传因子发生分离，分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。
（√）
1．思考在甲、乙两个小桶中放入两种彩球各10个并且摇匀使彩球混合均匀的原因。
提示：
原因是使代表雌雄配子的两种彩球被抓出的机会相等。
2．为了保证不同配子间结合机会均等，且所得结果与理论值接近，在实验过程中应注意哪些问题？
提示：
①抓取小球时应随机抓取。
②双手同时进行，且闭眼。
③应将抓取的小球放回原桶。
④重复多次。
3．在一对相对性状的杂交实验中，你认为F2出现3∶1性状分离比应具备哪些条件？
提示：
①F1个体形成的不同类型的雌（或雄）配子数目相等且生活力相同；
②雌、雄配子结合的机会相等；
③F2各个个体存活率相等；
④遗传因子间的显隐性关系完全相等；
⑤观察的子代样本数目足够多。
[跟随名师·解疑难]
分离定律的验证方法
（1）测交法：
F1×隐性纯合子⇒子代性状分离比为1∶1⇒F1产生两种数量相等的配子，遵循分离定律。
（2）自交法：
F1
子代性状分离比为3∶1⇒F1产生了两种数量相等的配子，遵循分离定律。
（3）花粉鉴定法：
①过程：
非糯性与糯性水稻的花粉遇碘呈现不同的颜色，取F1的花粉放在载玻片上，加一滴碘酒。
②结果：
一半花粉呈蓝色，一半花粉呈褐色。
③结论：
分离定律是正确的。
显隐性性状的判断
[例1] 南瓜果实的黄色和白色是由一对遗传因子（A和a）控制的，用一株黄色果实南瓜和一株白色果实南瓜杂交，F1既有黄色果实南瓜也有白色果实南瓜，让F1自交产生的F2性状表现类型如图所示。
下列说法错误的是（ ）
A．由①②可知黄果是隐性性状
B．由③可以判定白果是显性性状
C．F2中，黄果遗传因子组成为aa
D．P中白果的遗传因子组成是aa
[思路点拨]
[解析] 据题中图示可看出，白果自交后代出现性状分离，可确定白果为显性性状，黄果为隐性性状，且F1白果为杂合子Aa，F1黄果为纯合子aa，纯合子自交后代仍为纯合子，故F2中黄果遗传因子组成为aa。
亲本白果为杂合子，其遗传因子组成为Aa。
[答案] D
规律方法
显隐性性状的判断方法
（1）据子代性状判断：
①杂交法：
②自交法：
（2）据子代性状分离比判断：
1．大豆的紫花和白花为一对相对性状。
下列四组杂交实验中，能判定性状显隐性关系的是（ ）
①紫花×紫花―→紫花 ②紫花×紫花―→301紫花＋101白花 ③紫花×白花―→紫花 ④紫花×白花―→98紫花＋107白花
A．①和② B．③和④
C．①和③D．②和③
解析：
选D 性状表现相同的两个个体杂交，后代出现了性状分离，分离出的那种类型为隐性性状；两个具有相对性状的个体杂交，后代只有一种性状表现，此性状为显性性状。
个体遗传因子组成的判断
[例2] 已知豌豆的高茎对矮茎为显性，现有一株高茎豌豆甲，要确定甲的遗传因子组成，最简便易行的办法是（ ）
A．选另一株矮茎豌豆与甲杂交，子代若有矮茎出现，则甲为杂合子
B．选另一株矮茎豌豆与甲杂交，子代若都表现高茎，则甲为纯合子
C．让甲豌豆进行自花传粉，子代中若有矮茎出现，则甲为杂合子
D．让甲与多株高茎豌豆杂交，子代若高矮茎之比接近3∶1，则甲为杂合子
[思路点拨]
[解析] 设计自交或杂交实验都可以判断纯合子和杂合子，但豌豆是闭花受粉植物，若让其自交则不需做任何操作，是最简便易行的。
与隐性亲本测交，虽然也可确定甲的遗传因子组成，但杂交需对母本严格去雄、隔离，并且还要人工授粉、再隔离，十分烦琐。
[答案] C
规律方法
纯合子和杂合子的判断方法
（1）测交法（已知显、隐性性状）：
（2）自交法（已知或未知显、隐性性状）：
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、自交法均可以，但自交法较简便。
2．一匹家系来源不明的雄性黑马与若干匹雌性红马杂交，生出20匹红马和22匹黑马，你认为这两种亲本马的遗传因子组成是（ ）
A．黑马为显性纯合子，红马为隐性纯合子
B．黑马为杂合子，红马为显性纯合子
C．黑马为隐性纯合子，红马为显性纯合子
D．黑马为杂合子，红马为隐性纯合子
解析：
选D 显、隐性纯合子杂交后代均为显性；显性纯合子与杂合子杂交后代也均为显性；杂合子与隐性纯合子杂交后代显、隐性之比为1∶1。
1．显隐性性状的实验探究。
2．个体遗传因子组成的实验探究。
3．分离定律的实验验证。
典例剖析
玉米是遗传实验经常用到的材料，在自然状态下，花粉既可以落到同一植株的柱头上也可以落到其他植株的柱头上（如图所示）。
请回答下列有关问题：
（1）玉米的高茎对矮茎为显性。
为探究一高茎玉米植株的果穗上所结子粒的遗传因子组成，某同学选取了该玉米果穗上2粒种子单独隔离种植，观察记录并分别统计后代植株的性状，结果后代全为高茎，该同学即判断玉米果穗所有子粒为纯种。
可老师认为他的结论不科学，为什么？
（2）玉米的常态叶与皱叶是一对相对性状。
某研究性学习小组计划以自然种植多年后收获的一批常态叶与皱叶玉米的种子为材料，通过实验判断该相对性状的显隐性。
①甲同学的思路是随机选取等量常态叶与皱叶玉米种子各若干粒，分别单独隔离种植，观察子一代性状：
若子一代发生性状分离，则亲本为________性状；若子一代未发生性状分离，则需要_____________________________________________________________________
________________________________。
②乙同学的思路是随机选取等量常态叶与皱叶玉米种子各若干粒，种植，杂交，观察子代性状，请帮助预测实验结果及得出相应结论。
[解析] 判断遗传因子组成可通过自交法或杂交法。
甲同学采用的是自交法，若自交后代发生性状分离，则亲本性状为显性；若子代未发生性状分离，则需要再选用杂交法。
乙同学采用的是杂交法，若杂交子代只出现一种性状，则该性状为显性性状；若杂交子代同时出现两种性状，则不能判断显隐性。
[答案]
（1）选择样本太少，实验有一定的偶然性，不能代表全部子粒的遗传因子组成。
（2）①显性 分别从子代中各取出等量若干玉米种子，种植，杂交，观察其后代叶片性状，表现出的叶形为显性性状，未表现出的叶形为隐性性状 ②若后代只表现一种叶形，该叶形为显性性状，另一种为隐性性状；若后代既有常态叶又有皱叶，则不能判断显隐性。
归纳拓展
设计杂交实验，判断显隐性的操作程序
[随堂基础巩固]
1．下列属于相对性状的是（ ）
A．玉米的黄粒和圆粒
B．家鸡的长腿和毛腿
C．绵羊的白毛和黑毛
D．豌豆的高茎和豆荚的绿色
解析：
选C 相对性状是同一种生物的同一性状的不同表现类型。
选项A、B、D都不是同一性状的不同表现类型。
2．下列有关孟德尔一对相对性状的遗传实验的叙述中，正确的是（ ）
A．F1产生配子类型的比例为1∶1
B．F1自交后代的性状分离比为1∶1
C．F1测交后代的性状分离比为3∶1
D．F1自交后代的遗传因子组成比例为1∶1
解析：
选A 在孟德尔一对相对性状的遗传实验中，F1为杂合子，自交后代性状分离比为3显∶1隐；F1测交后代的性状分离比为1显∶1隐；F1自交后代的遗传因子组成之比为1（DD）∶2（Dd）∶1（dd）。
3．孟德尔通过植物杂交实验探索遗传规律。
下列相关叙述正确的是（ ）
A．“一对相对性状的遗传实验和结果”——分析问题，提出假说
B．“测交实验和结果”——分析问题，寻找规律
C．“分离定律的本质”——发现问题，提出假说
D．“对分离现象的解释”——分析问题，提出假说
解析：
选D 孟德尔遗传实验中，“一对相对性状的遗传实验和结果”是“发现问题，获得数据”；“测交实验和结果”是“验证假说”；“分离定律的本质”是“得到规律”；“对分离现象的解释”是“分析问题，提出假说”。
4．为了加深对基因分离定律的理解，某同学在2个方形小桶内各装入20个等大的方形积木（红色、蓝色各10个，分别代表“配子”D、d）。
分别从两桶内随机抓取1个积木并记录，直至抓完桶内积木。
结果，DD∶Dd∶dd＝6∶8∶6，该同学感到失望。
下列建议和理由错误的是（ ）
A．改变桶内配子的比例，继续重复抓取，保证基因的随机分配和足够大的样本数
B．将方形小桶换成圆柱形小桶，以便摇动容器时，积木能混合均匀
C．把方形积木改换为质地、大小相同的小球，以便充分混合，避免人为误差
D．每次抓取后，应将抓取的配子放回原桶，保证每种配子被抓取的概率相等
解析：
选A 桶内配子的比例必须保持为1∶1，为避免人为误差和保证实验的随机性，需要做B、C、D项的改动，才能体现分离定律的实质。
5．人眼的虹膜有褐色和蓝色，褐色由显性遗传因子B控制，蓝色由隐性遗传因子b控制。
一对褐眼的夫妇生了一个蓝眼男孩，这对夫妇再生一个蓝眼男孩的可能性是（ ）
A．1/2 B．1/4
C．1/6D．1/8
解析：
选D 由题意知，褐眼的夫妇生了一个蓝眼男孩，可推出夫妇的遗传因子组成为：
Bb×Bb，后代的遗传因子组成可能有BB、Bb、bb三种，故再生一个蓝眼（bb）小孩的概率为1/4，生男孩概率为1/2，因此这对夫妇再生一个蓝眼男孩的可能性是1/8。
6．已知纯种的粳稻与糯稻杂交，F1全为粳稻，粳稻中含有直链淀粉，遇碘呈蓝黑色（其花粉粒的颜色反应也相同）；糯稻含支链淀粉，遇碘呈红褐色（其花粉粒的颜色反应也相同）。
现有一批纯种粳稻和糯稻，以及一些碘液。
请设计两种方案来验证分离定律。
（实验过程中可自由取用必要的实验器材。
遗传因子用M和m表示）
方案一：
实验方法：
_________________________________________________________。
实验步骤：
（1）_______________________________________________________。
（2）________________________________________________________。
实验预期现象：
______________________________________________。
实验结论：
___________________________________________。
方案二：
实验方法：
___________________________________________________。
实验步骤：
（1）______________________________________________________________________。
（2）______________________________________________________________________。
实验预期现象：
___________________________________________。
实验结论：
_____________________________________________________。
解析：
验证分离定律可用测交法、杂交法，对于粳稻和糯稻还可采用花粉鉴定法。
测交法应选用F1与隐性纯合子杂交，据子代性状分离比为1∶1判断；对于花粉鉴定法，主要根据F1是否产生两种类型的花粉粒来判断。
答案：
方案一：
实验方法：
采用测交法加以验证
实验步骤：
（1）首先让纯合的粳稻与糯稻杂交，获取F1杂合粳稻
（2）让F1杂合粳稻与糯稻测交，观察后代性状分离现象
实验预期现象：
测交后代出现两种不同表现类型，且比例为1∶1
实验结论：
F1中含有M和m遗传因子，这对遗传因子在形成配子时彼此分离，最终产生两种不同类型的配子，从而验证了分离定律
方案二：
实验方法：
运用F1花粉鉴定法
实验步骤：
（1）首先让纯合的粳稻与糯稻杂交，获取F1杂合粳稻
（2）F1开花时，取其一个成熟花药，挤出花粉，置于载玻片上，滴一滴碘液并用显微镜观察
实验预期现象：
一半花粉呈蓝黑色，一半花粉呈红褐色
实验结论：
F1在形成配子过程中所含的M和m遗传因子彼此分离，产生两种不同类型的配子，从而验证了分离定律
[课时跟踪检测]
（满分50分 时间25分钟）
一、选择题（每小题3分，共24分）
1．对于孟德尔所做的豌豆的一对相对性状的遗传实验来说，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
解析：
选C 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。
2．通过测交可以推测被测个体（ ）
①性状的显、隐性 ②产生配子的比例 ③遗传因子的组成 ④产生配子的数量
A．①②③④ B．①②③
C．②③D．③④
解析：
选C 测交是杂合子与隐性纯合子的杂交，因此测交是在已知显隐性前提下的杂交方式，①错；测交可以推测被测个体产生配子的比例，但不能推测产生配子的数量，④错。
3．孟德尔在对一对相对性状进行研究的过程中，发现了分离定律。
下列有关分离定律的几组比例中，能说明分离定律实质的是（ ）
A．F2的性状表现比为3∶1
B．F1产生配子的比为1∶1
C．F2的遗传因子组成比为1∶2∶1
D．测交后代的比为1∶1
解析：
选B 分离定律的实质是：
生物体在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。
当F1为Dd时，形成的两种配子比例为1∶1。
4．现有一种无尾的观赏猫，育种工作者为了选育纯种的无尾猫，让雌雄无尾猫交配得F1，再从F1中选择雌雄无尾猫继续交配得F2，一直交配多代，但发现每一代中总会出现约1/3的有尾猫和2/3的无尾猫。
由此作出的推断错误的是（ ）
A．猫的无尾是显性性状
B．有尾猫只能产生一种类型的配子
C．无尾猫中存在着纯合子
D．无尾猫与有尾猫杂交后代有尾与无尾之比为1∶1
解析：
选C 无尾猫交配，后代会出现有尾猫，说明无尾是显性（A_），有尾是隐性（aa）；有尾猫只能产生一种配子（a）；子代中无尾猫∶有尾猫＝2∶1，说明AA个体有致死现象，即不存在纯合子的无尾猫。
无尾猫（Aa）与有尾猫（aa）杂交，后代基因型为Aa∶aa＝1∶1，表现型为无尾∶有尾＝1∶1。
5．金鱼草的花色由一对遗传因子控制，AA为红色，Aa为粉色，aa为白色。
红花金鱼草与白花金鱼草杂交得到F1，F1自交产生F2。
下列关于F2个体的叙述错误的是（ ）
A．红花个体所占的比例为1/4
B．白花个体所占的比例为1/4
C．纯合子所占的比例为1/4
D．杂合子所占的比例为1/2
解析：
选C AA×aa→F1（Aa粉色）
F2（1/4AA红色、1/2Aa粉色、1/4aa白色），故F2中纯合子所占的比例为1/2。
6．水稻中非糯性（W）对糯性（w）为显性，非糯性品系的花粉遇碘呈蓝黑色，糯性品系的花粉遇碘呈橙红色。
下面是对纯种的非糯性与糯性水稻的杂交后代进行观察的结果，其中能直接证明孟德尔的基因分离定律的一项是（ ）
A．杂交后亲本植株上结出的种子（F1）遇碘全部呈蓝黑色
B．F1自交后结出的种子（F2）遇碘后，3/4呈蓝黑色，1/4呈橙红色
C．F1产生的花粉遇碘后，一半呈蓝黑色，一半呈橙红色
D．F1测交所结出的种子遇碘后，一半呈蓝黑色，一半呈橙红色
解析：
选C 基因分离定律的实质是F1在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，C项直接证明F1能产生两种数量相等的配子。
7．豌豆花的顶生和腋生是一对相对性状，根据下表中的三组杂交实验结果，判断显性性状和纯合子分别为（ ）
杂交组合
子代表现型及数量
甲（顶生）×乙（腋生）
101腋生，99顶生
甲（顶生）×丙（腋生）
198腋生，201顶生
甲（顶生）×丁（腋生）
全为腋生
A．顶生；甲、乙 B．腋生；甲、丁
C．顶生；丙、丁D．腋生；甲、丙
解析：
选B 由“甲（顶生）×丁（腋生）→子代全为腋生”，可推知花腋生为显性性状，花顶生为隐性性状，则花顶生为纯合子；甲×丁后代全为腋生，丁一定是显性纯合子。
8．白化病是一种隐性遗传病，正常（A）对白化病（a）为显性。
一对表现型正常的夫妇生了一个患白化病孩子，则这对夫妇再生一个患白化病孩子的概率为（ ）
A．1/2 B．1/4
C．1/8D．3/4
解析：
选B 据题意可推知，这对夫妇父母的遗传因子组成都是Aa，他们的子女为患者的概率为1/4。
二、非选择题（共26分）
9．（10分）水稻的非糯性和糯是一对相应性状，据图回答下列问题：
（1）显性性状是________。
（2）非糯性水稻自交产生的后代中出现糯性和非糯性两种水稻，这种现象在遗传学上称为________________。
（3）已知非糯性花粉遇碘变蓝黑色，糯性花粉遇碘变橙红色。
若取F1的非糯性水稻的花粉加碘染色，在显微镜下观察，呈蓝色花粉和呈棕色花粉的比例约为________。
（4）请写出亲本（P）的遗传因子组成（用A、a表示）：
非糯性________，糯性________。
解析：
由图可知，非糯性水稻自交产生的后代中出现糯性的性状，因此非糯性为显性性状，糯性为隐性性状。
同种性状的个体自交产生不同性状的现象叫性状分离。
F1的非糯性水稻为杂合子，产生两种比例相等的花粉粒。
答案：
（1）非糯性
（2）性状分离 （3）1∶1
（4）Aa aa
10．（16分）果蝇的黑体（v）与灰体（V）是一对相对性状，某实验小组对果蝇的这对相对性状进行遗传研究。
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