中图版必修二 211 孟德尔遗传试验的科学方法 学案.docx
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中图版必修二211孟德尔遗传试验的科学方法学案
第一章 基因的分离规律
第一节 孟德尔遗传试验的科学方法
1．分析孟德尔遗传试验的科学方法。
（重难点）
2．理解选用豌豆作为实验材料的原因。
（重点）
恰当地选择实验材料
1．选用豌豆作为实验材料的优点
（1）严格的自花授粉植物，不受外界花粉的干扰。
（2）花大，容易去雄和人工授粉。
（3）具有稳定的、可以明显区分的相对性状。
2．人工杂交实验操作
去雄→套袋→人工传粉→再套袋。
[合作探讨]
探讨1：
人的耳垂有无与拇指弯曲与否彼此间是否属相对性状？
为什么？
提示：
不属于相对性状，必须针对同类性状。
耳垂有无与拇指弯曲属不同性状。
探讨2：
人工去雄是针对母本还是父本？
去雄后为何还要“套袋”？
提示：
针对母本（图中高茎花为母本），套袋的目的在于防止外来花粉的干扰。
探讨3：
用豌豆作杂交实验材料最大的优势是什么？
提示：
豌豆是严格的自花授粉植物，并具闭花授粉特点，而且相对性状明显，故在自然状态下都是纯种，用其作杂交实验材料，结果既可靠，又易于分析。
[思维升华]
1．性状
遗传学上，把生物所表现的形态结构、生理特征和行为方式统称为性状，如豌豆的花色、种子形状、子叶颜色、豆荚形状和株高等。
2．相同性状
同种生物同类性状（如花的颜色、茎的高矮、种子形状等），若表现一致即为相同性状，如同为高茎豌豆，或同为开紫花或同为结“圆滑”籽粒等。
3．相对性状
相对性状3个条件，即两“同”一“不同”
4．相对性状的判断实例
举例
是否为相对性状
判断理由
牛的有角与山羊的无角
否
属不同生物
家兔的长毛与细毛
否
毛长短与毛粗细属不同性状
甲蚕豆的红花与乙蚕豆的红花
否
红花与红花虽属相同性状但不是“不同表现”
甲小鼠的灰毛与乙小鼠的白毛
是
属同种生物（均为小鼠）同一性状（均为毛色性状）不同表现（一方为“灰毛”，另一方为“白毛”）
5.人工去雄与人工授粉
（1）人工去雄：
去雄就是把母本植株上的花在未开之前，用镊子将花药或整个雄蕊摘除，以防止自花授粉。
（2）人工授粉：
待母本上的雌蕊成熟后，将另一品种上雄蕊产生的花粉用毛刷涂在雌蕊的柱头上。
这样，两个品种的豌豆间就完成了杂交过程。
值得注意的是，去雄和人工授粉后，必须进行套袋保护，以防止花粉丢失和混交。
1．下列性状中，不属于相对性状的是（ ）
A．果蝇的长翅与残翅
B．狗的长毛与卷毛
C．豌豆的圆粒与皱粒
D．金鱼草的红花与粉花
【解析】 长毛与卷毛不是同一种性状。
狗的长毛与短毛、卷毛和直毛属于相对性状。
【答案】 B
2．下列各项中属于相对性状的是（ ）
【导学号：
73730017】
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】 相对性状必须是同种生物同一种性状的不同表现类型。
A项中黄和圆不是同种性状，不属于相对性状，但玉米的黄粒和绿粒、圆粒和皱粒属于相对性状。
B项中的长腿和毛腿不是同一种性状，而家鸡的长腿和短腿、毛腿和光腿属于相对性状。
D项中的高茎和豆荚的绿色不是同一种性状。
【答案】 C
|第二单元 遗传的基本规律
孟德尔科学实验的方法
1．巧妙运用由简到繁的方法
（1）孟德尔在众多的相对性状中，首先针对一对相对性状进行研究，通过单因子分析，发现了基因的分离规律。
（2）当一对相对性状的遗传规律研究清楚后，由简到繁，进一步同时研究了两对以至多对相对性状，最终发现了基因的自由组合规律。
2．合理地运用数理统计
（1）孟德尔对所研究的性状进行观察，并详细记录了不同性状在各代出现的数据，研究目的性状在各代间是如何传递的。
为此孟德尔巧妙地引入了数理统计的方法处理这些数据。
（2）孟德尔一对相对性状的杂交实验中，将得到的子二代不同性状的数据经过数量统计处理后，都接近3∶1的比例关系。
在同时研究两对性状时，得出了9∶3∶3∶1的比例关系。
（3）后人在继续研究中发现，只有满足大样本的条件，才能够实现孟德尔数理统计的比例关系。
（4）孟德尔成功地运用数理统计的方法来研究生物的遗传问题，从而把遗传学研究从单纯的描述推进到定量的计算分析，化无形为有形，开拓了遗传学研究的新途径。
3．严密地假说演绎
针对已有事实→发现问题→提出假说→设计实验验证假说，并在不同植物的杂交实验中分别验证假说的正确性→普遍规律。
[合作探讨]
探讨1：
概括说明孟德尔独特的研究思路和科学的研究方法。
提示：
孟德尔独特的研究思路和科学的研究方法可概括为恰当地选择实验材料、巧妙地运用由简到繁的方法、合理地运用数理统计、严密地假说演绎。
探讨2：
若选择细菌作杂交实验材料是否可行？
为什么？
提示：
不可行，细菌是原核生物，只进行无性生殖，不进行有性生殖，故不可被用作杂交实验材料。
[思维升华]
1．科学研究的一般过程
提出问题→收集与问题有关的资料和数据→提出假说→验证假说→发现规律、得出结论→应用规律和结论
2．生物学研究的基本方法
观察法、实验法、分类法、模型法、调查法和假说——演绎方法等。
3．孟德尔成功的原因分析
（1）科学选择了豌豆作为实验材料。
（2）采用由单因素到多因素的研究方法。
（3）应用了数理统计方法对实验结果进行统计分析。
（4）科学设计了实验程序。
即在对大量实验数据进行分析的基础上，提出合理假说，运用假说演绎法进行合理推理演绎并设计实验验证假说。
4．概率运算的两大基本法则
（1）加法定理：
两个互不相容的事件A与B的和的概率，等于事件A与B的概率之和，即P（A＋B）＝P（A）＋P（B）。
例如，豌豆豆粒颜色是“黄色”或“绿色”的概率是它们各自的概率之和（其和为1）。
（2）乘法定理：
两个（或两个以上）独立事件同时出现的概率是它们各自概率的乘积，即P（AB）＝P（A）·P（B）。
例如，豌豆豆粒出现“黄色”同时又出现“圆粒”的概率是它们各自概率之积。
5．孟德尔规律的适用范围
孟德尔规律仅适用于满足如下三个条件的生物。
（1）必须是真核生物——一切原核生物（如细菌、蓝藻）均不适用。
（2）必须是有性生殖——进行无性生殖（如组织培养、扦插、压条、嫁接、分裂繁殖等）的生物均不适合。
（3）必须是核基因的遗传——只有染色体上的基因，在有性生殖时才遵循孟德尔规律，细胞质（线粒体、叶绿体）DNA上的基因，其遗传不遵循孟德尔规律。
6．关于小样本问题
遗传规律是一种数理统计规律，只有样本足够大，才有规律性。
当子代数目较少时，不一定符合预期的分离比。
如两只杂合黑豚鼠杂交，生下的4只小豚鼠不一定符合3黑1白，有可能只有黑色或只有白色，也有可能既有黑色又有白色，甚至还可能3白1黑。
1．假说—演绎法的一般程序是（ ）
A．针对已有事实，发现问题→提出假说→设计实验验证假说→归纳综合、总结规律
B．个案研究→综合比较→提出假说→归纳结论
C．发现问题→设计实验→提出假说→验证假说→归纳综合、总结规律
D．个案研究→发现问题→提出假说→归纳综合
【解析】 假说——演绎法是现代科学研究中常用的一种科学方法。
首先在观察和分析基础上提出问题，再通过推理和想象提出解释问题的假说，然后根据假说进行演绎推理，最后通过实验检验演绎推理的结论。
如果实验结果与预期结论相符，就证明假说正确；反之，则说明假说是错误的。
【答案】 A
2．孟德尔遗传规律不适用于原核生物的原因是（ ）
①原核细胞无成形的细胞核 ②原核细胞无完善的细胞器 ③原核细胞内无同源染色体存在 ④原核生物主要进行无性生殖 ⑤孟德尔时期还未发现原核生物 ⑥原核细胞不进行减数分裂
A．①③④B．③④⑤
C．③④⑥D．①②⑤
【解析】 孟德尔遗传规律研究的是进行有性生殖的真核生物的核基因遗传。
原核生物无同源染色体存在，不进行减数分裂，主要进行无性生殖，故选C。
【答案】 C
1．孟德尔通过杂交实验发现了遗传的两大规律，孟德尔取得成功的最主要原因是（ ）
A．严谨的假说——演绎法
B．恰当地选择实验材料
C．合理地运用数理统计
D．巧妙地运用由简到繁的方法
【解析】 孟德尔成功的最主要原因是使用了严谨的假说——演绎法，发现并验证了两大遗传规律。
【答案】 A
2．下列属于相对性状的是（ ）
【导学号：
73730018】
A．狗的长毛和卷毛
B．兔的长毛和猴的短毛
C．豌豆的圆粒和黄粒
D．豌豆的高茎和矮茎
【解析】
选项
分析判断
A
狗的长毛和短毛是一对相对性状，卷毛应和直毛是一对相对性状，A项错误
B
兔和猴不是同种生物，故无法比较相对性状，B项错误
C
豌豆的粒形（圆粒和皱粒）和粒色（黄色和绿色）不是相对性状，C项错误
D
豌豆的高茎和矮茎属于同种生物同一性状的不同表现类型，是一对相对性状，D项正确
【答案】 D
3．一对夫妇已生有三个儿子，则他们再生一个女儿的概率是（ ）
A.
B.
C.
D．1
【解析】 按大样本概率，男女性别的比例应为1∶1，但在样本较少的状况下，未必符合此统计学概率，故第四个孩子是女儿的概率仍为
。
【答案】 C
4．用豌豆进行杂交实验时，不必进行的操作是（ ）
A．选择具有相对性状的亲本
B．自花授粉前除去母本的雄蕊
C．自花授粉前除去父本的雌蕊
D．人工授粉后进行套袋处理
【解析】 解答此题，必须明确豌豆杂交实验的选择亲本、人工去雄、人工授粉后套袋等一系列程序，对父本的处理是取其花粉，与雌蕊无关。
【答案】 C
5．某实验小组利用豌豆模拟了孟德尔杂交实验，但在统计的54个籽粒中没有出现孟德尔规律中的3黄色∶1绿色比例，却出现了绿色籽粒比黄色籽粒更多（36个绿色，18个黄色）的“反常”现象，其原因是（ ）
A．该实验小组所用的豌豆遗传时不遵循孟德尔规律
B．该实验小组未用黄色植株作母本
C．该统计结果表明孟德尔规律并不具有普遍性
D．由于统计样本不够大，可能出现比例“失衡”现象
【解析】 3∶1的统计比，必须建立在“大量统计”的基础上，若统计样本太少，则未必呈现规律比。
【答案】 D
学业分层测评（五）
（建议用时：
45分钟）
[学业达标]
1．豌豆是一种理想的杂交实验材料，这是因为（ ）
A．豌豆是严格的自花授粉植物
B．豌豆花大，容易去雄和人工授粉
C．豌豆具有稳定的、易于区分的相对性状
D．以上都是
【答案】 D
2．分别用A和a表示硬币的正面与背面，已知硬币每次被抛出后，A或a朝上的概率都是1/2。
为了验证这一结论，有四位同学做了抛硬币的实验。
他们的实验结果最具有说服力的是（ ）
A．甲抛了两次，A/a＝1
B．乙抛了20次，A/a＝1.2
C．丙抛了200次，A/a＝0.95
D．丁抛了2000次，A/a＝1.02
【解析】 抛的次数越多，实验结果中A或a朝上的概率越接近1/2。
【答案】 D
3．孟德尔作为遗传学的奠基人，揭示了遗传的基本规律。
其成功的原因不包括（ ）
A．孟德尔选取豌豆这种严格自花授粉的植物，作为杂交实验材料
B．孟德尔采用数理统计的方法发现性状遗传的规律性
C．孟德尔为验证自己的假设和推理设计了具有一对相对性状的纯合体杂交实验
D．孟德尔运用其独特的科学思维方式，先从一对相对性状入手，并对它进行逐代追踪
【解析】 孟德尔为验证假设和推理设计了“测交”实验。
【答案】 C
4．下列不属于相对性状的是（ ）
A．豌豆的高茎和矮茎
B．猫毛色的黑色和白色
C．人的双眼皮和单眼皮
D．羊毛的细毛和长毛
【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，故ABC均正确；羊毛的细毛是指毛的粗细性状，而羊毛中的长毛是指毛的长短性状，不是同一种性状，故D错。
【答案】 D
5．基因的分离规律和自由组合规律分别是由研究几对相对性状得出来的（ ）
A．一对和多对 B．两对和一对
C．两对和多对D．多对和两对
【解析】 基因的分离规律是由研究一对相对性状得出的，基因自由组合规律是由研究两对或两对以上的相对性状得出的。
【答案】 A
6．用豌豆进行遗传实验时，下列操作错误的是（ ）
A．杂交时，须在自花授粉前除去母本的雄蕊
B．自交时，雌蕊和雄蕊都无需除去
C．杂交时，须在自花授粉前除去母本的雌蕊
D．人工授粉后，应套袋
【解析】 豌豆为雌雄同株植物，自花传粉且是闭花授粉，自然状态下都是自交，孟德尔的豌豆杂交实验是人工杂交，在花蕾期人工去雄。
【答案】 C
7．在孟德尔的豌豆杂交实验中，必须对母本采取的措施是（ ）
①开花前人工去雄 ②开花后人工去雄 ③自花授粉前人工去雄 ④去雄后自然授粉 ⑤去雄后人工授粉 ⑥授粉后套袋隔离 ⑦授粉后自然发育
A．①④⑦B．②④⑥
C．③⑤⑥D．①⑤⑥
【解析】 豌豆是自花传粉且闭花授粉植物，在自然情况下，豌豆授粉时是不开花的，因此去雄时间应选在自花授粉前。
为防止其他花粉落在母本的柱头上，去雄后要人工授粉，授粉后要套袋隔离。
【答案】 C
8．在豌豆杂交实验中，为防止自花授粉首先应（ ）
【导学号：
73730019】
A．将花粉涂在雌蕊柱头上
B．除去未成熟花的雄蕊
C．采集另一植株的花粉
D．人工授粉后套上纸袋
【解析】 为防止自花授粉首先应去雄，然后进行套袋处理。
【答案】 B
9．下列有关孟德尔豌豆杂交实验的叙述，正确的是（ ）
A．孟德尔在豌豆开花时进行去雄和授粉，实现亲本的杂交
B．孟德尔研究豌豆花的构造，但无需考虑雌蕊、雄蕊的发育程度
C．孟德尔根据亲本中不同个体的表现型来判断亲本是否纯合
D．孟德尔利用了豌豆自花传粉、闭花授粉的特性
【解析】 花未成熟时去雄、花成熟时人工授粉，A错，B错，据个体表现型不能判断亲本是否纯合，C错。
【答案】 D
10．孟德尔在总结了前人失败原因的基础上，运用科学的研究方法，经八年观察研究，成功地总结出豌豆的性状遗传规律，从而成为遗传学的奠基人。
请完成下列问题。
孟德尔选用豌豆作为实验材料，是因为豌豆各品种的________________，而且是________植物，可以避免外来花粉的干扰。
研究性状遗传时，由简到繁，先从______对相对性状着手，然后再研究______相对性状，以减少干扰。
在处理观察到的数据时，应用______方法，得到前人未注意到的子代比例关系。
他根据实验中得到的数据提出了假设，并对此作了验证实验，从而发现了遗传规律。
【答案】 相对性状易于区分 自花授粉 一 两对以至多对 数理统计
[能力提升]
11．孟德尔一对相对性状杂交实验中统计所得数据后，子二代不同性状的比例为（ ）
A．3∶1B．5∶1
C．9∶3∶3∶1D．1∶2∶1
【解析】 孟德尔一对相对性状的杂交实验中，得到的子二代不同性状的数据经过处理后，都接近于3∶1的比例关系。
【答案】 A
12．以下的各种杂交方式及所采用的处理方式相符合的是（ ）
A．杂交方式：
豌豆属雌雄同株同花，若高茎♀×矮茎♂
处理方式：
花成熟开放后，母本去雄并套袋
B．杂交方式：
蛇麻属雌雄异株，若二倍体♀×四倍体♂
处理方式：
一般在开花前先去雄，再套袋隔离
C．杂交方式：
玉米属雌雄同株异花，若同时正反交
处理方式：
亲本双方均对雌花套袋，并人工授粉
D．杂交方式：
西瓜属雌雄同株异花，若四倍体♀×二倍体♂
处理方式：
母本必须去雄，雌雄双亲均要套袋隔离
【解析】 豌豆为自花传粉、闭花授粉植物，所以需要在花成熟之前对母本去雄并套袋；蛇麻为雌雄异株植物，西瓜和玉米为雌雄同株异花，所以都不必去雄，可待花成熟前对雌花套袋，待花成熟时，直接人工授粉并套袋隔离，C项正确。
【答案】 C
13．在遗传规律的探索中，达尔文曾用两侧对称花和整齐花的金鱼草做杂交实验，他注意到了子一代的花全是两侧对称的，子一代自交后，下一代有两侧对称花88棵，整齐花37棵。
这一点与孟德尔的实验相同，为什么达尔文没有发现基因的分离规律呢？
下列有关原因的叙述中正确的是（ ）
A．没有作出假设
B．对基因的有关知识不熟悉
C．没有用豌豆作材料
D．没有运用数理统计法对数据进行分析，找出规律
【解析】 由于达尔文没有对性状遗传的数据进行统计与分析，所以他没有找出性状遗传的规律。
对于B项而言，孟德尔和达尔文对基因的有关知识都不熟悉。
C项中孟德尔用豌豆作为材料是他成功的原因之一，但不是绝对原因。
【答案】 D
14．下图为豌豆的一对相对性状遗传实验过程图解，请仔细读图后回答下列问题。
【导学号：
73730020】
（1）该实验的亲本中，父本是________，母本是____________。
（2）操作①叫________，操作②叫________；为了确保杂交实验成功，①的操作过程应注意：
时间上在________，操作后要________。
（3）豌豆茎的高矮是一对________，有高茎和___________________________________________________________
两种表现类型，易于区分，便于研究。
【答案】
（1）矮茎的豌豆 高茎的豌豆
（2）去雄 人工授粉 花未成熟时 套袋 （3）相对性状 矮茎
15．孟德尔运用假说——演绎法成功地解释了一对相对性状的遗传实验，后人将其归纳为分离规律，下表是孟德尔一对相对性状杂交实验中统计所得的数据。
孟德尔一对相对性状杂交试验的统计结果汇总表
请回答
（1）孟德尔对上表中数据按性状分别予以归类记录，他运用的方法是什么？
___________________________________________________________。
（2）请你将①～④相关比例填入表格中。
（3）表中数据显示子一代与子二代在性状表现及比例方面有何共性？
其中比例占优势的是哪一方？
___________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________。
【解析】
（1）孟德尔运用了“数理统计法”对实验数据进行了分类与统计。
（3）表中数据显示，在七对相对性状的遗传实验中，子一代均表现一致，而子二代却出现双亲性状，且比例均接近3∶1，其中比例占优势的总是子一代所表现的那种性状。
【答案】
（1）数理统计
（2）①3.42∶1 ②3.15∶1 ③2.95∶1 ④3.01∶1
（3）子一代只表现一方亲本的性状，另一方亲本性状“隐而未现”，子二代出现双亲性状，且比例接近3∶1；F1所表现的性状占优势
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