人教版生物必修二讲义第1章第1节孟德尔的豌豆杂交实验1第2课时.docx
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人教版生物必修二讲义第1章第1节孟德尔的豌豆杂交实验1第2课时
第2课时
学习目标
核心素养
1．完成“性状分离比的模拟”实验，加深对分离现象解释的理解。
2．分析测交实验，理解对分离定律的验证过程。
3．归纳、总结孟德尔的假说—演绎法，掌握分离定律的内容。
1．通过“性状分离比的模拟”实验，提升自己的动手操作能力，化抽象为形象，感知生命的神奇。
2．从孟德尔的一对相对性状的杂交实验出发，体会“假说—演绎法”，并学会利用这一方法进行相关遗传实验的探究分析。
一、性状分离比的模拟实验
1．模拟内容
用具或操作
模拟对象或过程
甲、乙两个小桶
雌、雄生殖器官
小桶内的彩球
雌、雄配子
不同彩球的随机组合
雌雄配子的随机结合
2.操作步骤
―→
―→
―→
―→
二、对分离现象解释的验证及分离定律
1．对分离现象解释的验证
（1）方法：
测交，即让F1与隐性纯合子杂交。
（2）过程
2．分离定律
判断对错（正确的打“√”，错误的打“×”）
1．运用假说—演绎法验证的实验结果总与预期相符。
（ ）
2．符合分离定律并不一定出现3∶1的性状分离比。
（ ）
3．孟德尔巧妙设计的测交方法只能用于检测F1的遗传因子组成。
（ ）
4．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。
（ ）
5．分离定律发生在配子形成过程中。
（ ）
[提示]1．× 运用假说—演绎法验证的实验结果不一定与预期相符。
当二者相符时，假说就是正确的，不相符时，还需对假说进行修正，再进一步进行实验检验。
2．√
3．× 测交方法既可以检测待测个体的遗传因子组成，又可以检测其形成的配子的种类及比例。
4．√
5．√
性状分离比的模拟实验及对分离现象解释的验证
[问题探究]
彩球组合为Dd所代表的配子结合方式相同吗？
为什么？
提示：
不一定相同。
因为D（雄）＋d（雌）→Dd，D（雌）＋d（雄）→Dd。
[归纳总结]
1．性状分离比的模拟实验
教材中的模拟实验设置的雌雄配子数目相同，不具有普遍性，实际上，在生物体的生殖过程中，一般是雄配子的数量远超过雌配子的数量，因此，两个小桶中的彩球不必一样多，模拟雄性生殖器官的小桶中的彩球可以多一点，但每个小桶内两种彩球（D和d）的数量必须相等。
2．孟德尔设计测交实验的目的
（1）测定F1产生的配子的种类及比例。
（2）测定F1的遗传因子组成
强调：
测交实验除上述两种作用外，还可用于验证分离定律及判断某个体是纯合子还是杂合子。
3．“假说—演绎法”中“假说”与“演绎”的内容
（1）属于假说的内容是“生物性状是由遗传因子决定的”“体细胞中遗传因子成对存在”“配子中遗传因子成单存在”“受精时雌雄配子随机结合”。
（2）属于演绎推理的内容是F1（Dd）能产生数量相等的两种配子：
D∶d＝1∶1。
4．一对相对性状杂交实验中的相关数量关系
（1）F1（Dd）的配子种类和比例：
2种（D、d），1∶1。
（2）F2的遗传因子组成种类和比例：
3种（DD、Dd、dd），1∶2∶1。
（3）F2的性状种类和比例：
2种（显性、隐性），3∶1。
（4）F1的测交后代遗传因子组成种类和比例：
2种（Dd、dd），1∶1。
（5）F1的测交后代性状种类和比例：
2种（显性、隐性），1∶1。
5．纯合子、杂合子的判断
（1）测交法（已知显、隐性性状）：
待测个体×隐性纯合子
（2）自交法（已知或未知显、隐性性状）：
待测个体自交
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、自交法均可采用，但自交法较简便。
（3）鉴定纯合子、杂合子还可以用花粉鉴定法
非糯性与糯性水稻的花粉遇碘呈现不同颜色。
如果花粉有两种，且比例为1∶1，则被鉴定亲本为杂合子；如果花粉只有一种，则被鉴定的亲本为纯合子。
1．采用下列哪一组方式，可以依次解决①～④中的遗传学问题（ ）
①鉴定一只白羊是否是纯种
②在一对相对性状中区分显隐性
③不断提高小麦抗病品种的纯合度
④检验杂种F1的遗传因子组成
A．杂交、自交、测交、测交
B．测交、杂交、自交、测交
C．测交、测交、杂交、自交
D．杂交、杂交、杂交、测交
B [可以利用测交来鉴定白羊是否为纯合子；可通过让具有相对性状的纯合亲本杂交来区分相对性状的显隐性；纯合子自交不发生性状分离，可通过连续自交提高小麦抗病品种的纯合度；可通过测交检验杂种F1的遗传因子组成。
]
2．（2019·全国卷Ⅱ）某种植物的羽裂叶和全缘叶是一对相对性状。
某同学用全缘叶植株（植株甲）进行了下列四个实验。
①让植株甲进行自花传粉，子代出现性状分离
②用植株甲给另一全缘叶植株授粉，子代均为全缘叶
③用植株甲给羽裂叶植株授粉，子代中全缘叶与羽裂叶的比例为1∶1
④用植株甲给另一全缘叶植株授粉，子代中全缘叶与羽裂叶的比例为3∶1
其中能够判定植株甲为杂合子的实验是（ ）
A．①或② B．①或④
C．②或③D．③或④
B [杂合子自交后代发生性状分离，纯合子自交后代不发生性状分离，①可判定甲为杂合子；②植株甲给另一全缘叶植株授粉，子代全为全缘叶，可能甲为显性纯合，也可能另一全缘叶为纯合子，还可能都为纯合，不能判定；③可能甲为杂合子，也可能羽裂叶植株为杂合子，不能判定；④子代比例为3∶1，则亲本都是杂合子，可以判定。
]
分离定律
1．分离定律
（1）适用范围：
一对相对性状的遗传，只适用于性状由细胞核中的遗传因子控制的真核生物的有性生殖过程。
（2）作用时间：
有性生殖形成配子时。
（3）实质：
形成配子时，细胞中控制一对相对性状的成对的遗传因子彼此分离。
2．分离定律的验证方法
（1）自交法：
若自交后代的性状分离比为3∶1，则证明杂种F1产生了两种比例相等的配子，即成对的遗传因子发生分离。
（2）测交法：
若测交后代的性状分离比为1∶1，则证明杂种F1产生了两种比例相等的配子，即成对的遗传因子发生分离。
（3）花粉鉴定法：
取杂合子的花粉，对花粉进行特殊处理后，用显微镜观察并计数，若花粉粒类型（颜色）比例为1∶1，则可直接验证基因的分离定律。
3．用分离定律进行概率计算的方法
（1）用分离定律进行概率计算时要注意两个法则的运用
①加法法则：
如果两个事件是相互排斥的，那么出现这一事件和另一事件的概率是两个事件的概率之和。
②乘法法则：
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。
（2）概率计算中的常用方法
①用经典公式计算：
概率＝某性状或遗传因子组合数/总性状或组合数。
一般呈现方式为分数或百分数。
如AA∶Aa＝1∶2，则Aa的概率为2/3。
②用配子的概率计算：
个体的遗传因子组成是由雌、雄配子共同决定的，因此，利用雌、雄配子出现的概率及乘法定理和加法定理，可以计算后代中某种遗传因子组成（或性状表现类型）出现的概率。
1．一对性状表现正常的夫妇，他们的双亲也正常，但男方有一个患白化病的妹妹，女方有一个患白化病的哥哥，这对夫妇生出白化病孩子的概率为（ ）
A．1/4 B．1/9
C．4/9D．1/16
B [根据题意，双亲正常，生有患白化病的孩子，可推知白化为隐性性状，相关遗传因子用A、a表示。
男方有一个患白化病的妹妹，则男方父母的遗传因子组成均为Aa，其后代遗传因子组成及比例是1/4AA、1/2Aa、1/4aa，而男方表现正常，其遗传因子组成不会是aa，只可能是AA或Aa，且两者的比例为1∶2，因此他的遗传因子组成为Aa的概率为2/3；同理，女方的遗传因子组成为Aa的概率也为2/3。
他们生出白化病孩子的概率为（2/3）×（2/3）×（1/4）＝1/9。
]
2．（2019·全国卷Ⅲ）玉米是一种二倍体异花传粉作物，可作为研究遗传规律的实验材料。
玉米子粒的饱满与凹陷是一对相对性状，受一对等位基因控制。
回答下列问题。
（1）在一对等位基因控制的相对性状中，杂合子通常表现的性状是________。
（2）现有在自然条件下获得的一些饱满的玉米子粒和一些凹陷的玉米子粒，若要用这两种玉米子粒为材料验证分离定律，写出两种验证思路及预期结果。
[解析]
（1）控制相对性状的一对等位基因中显性基因通常对隐性基因呈完全显性作用，因此杂合子通常表现为显性性状。
（2）若要验证基因分离定律，则必须获得杂合子。
然而这两类自然条件下获得的玉米子粒，我们不能确定它们的显、隐性及是否为杂合子，因此该验证实验就得分情况讨论。
思路一：
①让两种玉米分别自交，若某些玉米自交后，子代出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律；②若这些玉米自交子代均不发生性状分离，则都为纯合子，让其杂交，得到的子代为杂合子，再让其自交，后代出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律，或者对得到的杂合子进行测交，子代出现1∶1的性状分离比，也可验证分离定律。
思路二：
①让这两种玉米杂交，如果F1都表现一种性状，则F1为杂合子，再让F1自交或对其测交，得到的子代出现3∶1或1∶1的性状分离比，则可验证分离定律；②如果F1表现两种性状且比例为1∶1，则可验证分离定律。
[答案]
（1）显性性状
（2）验证思路及预期结果
①两种玉米分别自交，若某些玉米自交后，子代出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律。
②两种玉米分别自交，在子代中选择两种纯合子进行杂交，F1自交，得到F2，若F2中出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律。
③让子粒饱满的玉米和子粒凹陷的玉米杂交，如果F1都表现一种性状，则用F1自交，得到F2，若F2中出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律。
④让子粒饱满的玉米和子粒凹陷的玉米杂交，如果F1表现两种性状，且表现为1∶1的性状分离比，则可验证分离定律。
[课堂小结]
知识网络构建
核心语句归纳
1．豌豆作为实验材料的优点：
自花传粉和闭花受粉；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．分离定律的内容：
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。
1．番茄果实的颜色由一对遗传因子A、a控制，下表是关于番茄果实颜色的3个杂交实验及其结果。
下列分析正确的是（ ）
实验组
亲本性状
F1的性状和植株数目
红果
黄果
1
红果×黄果
492
504
2
红果×黄果
997
0
3
红果×红果
1511
508
A．番茄的果实颜色中，黄色为显性性状
B．实验组1的亲本遗传因子组成：
红果为AA，黄果为aa
C．实验组2的F1红果番茄均为杂合子
D．实验组3的F1中黄果番茄的遗传因子组成可能为Aa
C [根据实验组2或实验组3可判断红色相对于黄色为显性性状，A项错误；实验组1中，子代红果∶黄果≈1∶1，由此可推知其亲本的遗传因子组成，红果为Aa，黄果为aa，B项错误；实验组2中，子代全为红果，则亲本的遗传因子组成为红果AA，黄果aa，F1红果番茄均为杂合子Aa，C项正确；实验组3中，子代红果∶黄果≈3∶1，由此可推知亲本的遗传因子组成均为Aa，F1中黄果番茄的遗传因子组成为aa，D项错误。
]
2．在“性状分离比的模拟实验”中，每次抓取统计过的小球都要重新放回桶内，其原因是（ ）
A．保证雌雄配子中两种配子的数目相等
B．避免小球的丢失
C．小球可能再次使用
D．避免人为误差
A [小球重新放回，能保证每次抓取小球时，成对的、控制相对性状的遗传因子分离，形成数目相等的两种配子（小球）。
]
3．某养猪场有黑色猪和白色猪，假如黑色（B）对白色（b）为显性，要想鉴定一头黑色公猪是杂合子（Bb）还是纯合子（BB），最合理的方法是（ ）
A．让该黑色公猪充分生长，以观察其肤色是否会发生改变
B．让该黑色公猪与黑色母猪（BB或Bb）交配
C．让该黑色公猪与白色母猪（bb）交配
D．从该黑色公猪的表现型即可分辨
C [要想鉴定一头黑色公猪是杂合子（Bb）还是纯合子（BB），最合理的方法是测交，即让该黑色公猪与多头白色母猪（bb）交配，若子代全为黑猪，则表明该黑色公猪是纯合子（BB），若子代出现白猪，则表明该黑色公猪为杂合子（Bb）。
]
4．假说—演绎法是现代科学研究中常用的一种科学方法，下列属于孟德尔在发现分离定律时的“演绎”过程的是（ ）
A．生物的性状是由遗传因子决定的
B．由F2出现了3∶1的性状分离比，推测生物体产生配子时，成对的遗传因子彼此分离
C．若F1产生配子时成对的遗传因子分离，则测交后代中两种性状比接近1∶1
D．若F1产生配子时成对的遗传因子分离，则F2中三种遗传因子组成个体比接近1∶2∶1
C [演绎就是从一般性的前提出发，通过推导即“演绎”，得出具体陈述或个别结论的过程，也即从一般到特殊的推理过程。
孟德尔在发现分离定律时的演绎过程：
若假说成立，则F1产生配子时，成对的遗传因子会分离，测交后代会出现比例接近1∶1的两种性状。
]
5．下表是豌豆花色的三个组合的遗传实验结果，若控制花色的遗传因子用A、a表示，请分析表格回答问题。
组合
亲本表现型
F1的表现型和植株数目
紫花
白花
一
紫花×白花
405
411
二
白花×白花
0
820
三
紫花×紫花
1249
413
（1）根据组合________可判断出________花为显性性状。
（2）组合一中紫花亲本的基因型为________，该组交配方式为________。
（3）组合三中，F1中紫花的基因型为________，其中纯合子所占的比例为________。
（4）组合三中，F1中紫花正常繁殖，其后代表现型及比例为________________。
[解析]
（1）组合三中亲本均为紫色性状，F1中出现了白色性状，即发生了性状分离，说明紫花是显性性状。
（2）组合一的F1中紫花∶白花≈1∶1，说明紫花亲本的基因型为Aa，白花亲本的基因型为aa，该组交配相当于测交。
（3）组合三的F1中紫花∶白花≈3∶1，所以F1中紫花的基因型为AA或Aa，其中纯合子AA所占的比例为1/3，杂合子Aa所占的比例为2/3。
（4）纯合子AA（占1/3）自交后代全部表现为紫花，占1/3，杂合子Aa（占2/3）自交后代中紫花占2/3×3/4＝1/2，白花占2/3×1/4＝1/6，所以组合三中，F1中的紫花正常繁殖，其后代表现型及比例为紫花∶白花＝5∶1。
[答案]
（1）三 紫
（2）Aa 测交 （3）AA或Aa 1/3 （4）紫花∶白花＝5∶1
教材课后习题 （教师用书独具）
一、基础题
1.B 2.B
3．
（1）在F1水稻细胞中含有一个控制合成支链淀粉的遗传因子和一个控制合成直链淀粉的遗传因子。
在F1形成配子时，两个遗传因子分离，分别进入不同配子中，含支链淀粉遗传因子的配子合成支链淀粉，遇碘变橙红色；含直链淀粉遗传因子的配子合成直链淀粉，遇碘变蓝黑色，其比例为1∶1
（2）孟德尔的分离定律，即在F1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 （3）2
4．
（1）白色 黑色
（2）性状分离 白毛羊为杂合子，杂合子在自交时会产生性状分离现象
二、拓展题
1．
（1）提示：
将被鉴定的栗色公马与多匹白色母马配种，这样可在一个季节里产生多匹杂交后代。
（2）提示：
杂交后代可能有两种结果：
一是杂交后代全部为栗色马，此结果说明被鉴定的栗色公马很可能是纯合子；二是杂交后代中既有白色马，又有栗色马，此结果说明被鉴定的栗色公马为杂合子。
2．提示：
选择适宜的实验材料是确保实验成功的条件之一。
孟德尔在遗传杂交实验中，曾使用多种植物如豌豆、玉米、山柳菊做杂交实验，其中豌豆的杂交实验最为成功，由此发现了遗传的基本规律。
这是因为豌豆具有适于研究杂交实验的特点，如豌豆严格自花传粉，在自然状态下一般是纯种，这样确保了通过杂交实验可以获得真正的杂种；豌豆花大，易于做人工杂交实验；豌豆具有稳定的易于区分的性状，这样实验结果很容易观察和分析。
3．提示：
凯库勒提出苯分子的环状结构，原子核中含有中子和质子的发现过程等，都是通过假说—演绎法得出结论的。
19世纪以前科学家对遗传学的研究，多采用从实验结果出发提出某种理论或学说。
而假说—演绎法，是从客观现象或实验结果出发，提出问题，作出假设，然后设计实验验证假说的研究方法，这种方法的运用促进了生物科学的研究，使遗传学由描述性研究进入理论性推导和实验验证的研究阶段。
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