高中生物 第1章第1节第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2.docx

高中生物 第1章第1节第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2.docx

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高中生物第1章第1节第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2

第1课时　一对相对性状的杂交实验过程和解释

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

。