高中生物人教版必修2 第1章 第1节 第1课时 豌豆杂交实验过程及解释 学案.docx

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高中生物人教版必修2第1章第1节第1课时豌豆杂交实验过程及解释学案

第1节　孟德尔的豌豆杂交实验

（一）

第1课时　豌豆杂交实验过程及解释

学习目标导引

核心素养对接

关键术语

1.阐明豌豆作为遗传实验材料的相关特点；

2.写出一对相对性状的杂交实验过程及结果；

3.阐明孟德尔对分离现象的假说内容。

1.生命观念——形成遗传的物质观；

2.科学思维——分析实验过程，运用演绎与推理的方法阐释分离定律；

3.科学探究——掌握验证分离定律的方法，培养设计实验的能力。

杂交

自交

性状分离

等位基因

|预知概念|

一、豌豆作遗传实验材料的优点

1.豌豆是自花传粉植物，而且是闭花受粉，所以豌豆在自然状态下一般都是纯种。

2.具有稳定的易于区分的相对性状，且能遗传给后代。

3.豌豆生长周期短，易于栽培。

4.子粒较多，数学统计分析结果更可靠。

二、自花传粉植物完成异花传粉的重要步骤

1.去雄：

除去未成熟花的全部雄蕊（花蕾期）。

2.套袋：

套上塑料袋或纸袋，防止外来花粉干扰。

3.人工异花传粉的步骤：

去雄→套袋→人工授粉→套袋。

三、一对相对性状的杂交实验

1.相对性状：

同种生物同一性状的不同表现类型。

2.实验：

实验过程

说　明

P（亲本）　　　高茎×矮茎

↓

F1（子一代）　　　高茎

　　　　　　↓⊗

F2（子二代）　　高茎∶矮茎

性状比例接近　3∶1

①P具有相对性状

②F1全部表现为显性性状

③F2出现性状分离现象，分离比为显性性状∶隐性性状≈3∶1

四、对分离现象的解释

1.生物的性状是由遗传因子控制的，可设控制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的遗传因子组成为Dd。

3.配子形成时，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，F1的雌雄配子结合是随机的。

①配子的结合方式：

4种。

②F2的遗传因子组成：

3种，分别为DD、Dd、dd，其比例为1∶2∶1。

③F2的性状表现：

2种，分别为高茎、矮茎，其比例为3∶1。

|过程评价|

1.狗的粗毛和长毛是一对相对性状（　　）

2.做豌豆的杂交实验时，需要在开花后及时去雄（　　）

3.性状分离是子代同时出现显性性状和隐性性状的现象（　　）

4.杂种自交后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象叫性状分离（　　）

5.孟德尔为了解释F2中的性状分离比，提出遗传因子决定生物性状，且遗传因子在体细胞和生殖细胞中都是成对存在（　　）

6.纯合子自交后代一定是纯合子（　　）

答案　1.×　2.×　3.×　4.√　5.×　6.√

|联想·质疑|

★作为遗传学之父的孟德尔发现遗传规律

★两性花植物杂交过程

★纯合子和杂合子后代的表现情况不一样

找一找

在对豌豆的人工异花传粉过程中，亲本是否都进行了去雄处理？

提示：

去雄只对母本进行，父本无需去雄。

如果含有控制高茎遗传因子的精子和卵细胞相结合的概率大于含有控制矮茎遗传因子的精子和卵细胞相结合的概率，则F2中的性状分离比还会是高茎∶矮茎＝3∶1吗？

提示：

不会，高茎∶矮茎大于3∶1。

科学探究1　孟德尔豌豆杂交实验的操作方法

如图为孟德尔关于豌豆的一对相对性状的杂交实验处理方法，请据图思考下列问题：

1.孟德尔选择豌豆作为实验材料有何优点？

提示：

豌豆在自然状态下都是纯种；豌豆具有容易区分的相对性状；豌豆一次产生的子代数量较多，便于用统计学的方法记录并分析结果。

2.图中的过程①的含义是什么？

该操作要在去雄前还是去雄后再进行？

提示：

①的含义是传粉，传粉要在去雄后进行。

3.去雄时要注意什么？

去雄后及传粉后要将母本的花进行套袋处理，其目的是什么？

提示：

去雄要在花成熟前进行，且去雄要彻底、干净。

套袋处理的目的是避免外来花粉的影响。

【探究应用】

用豌豆进行遗传实验时，下列操作错误的是（　　）

A.杂交时，须在开花前除去母本的雄蕊

B.自交时，雌蕊和雄蕊都无需除去

C.杂交时，须在开花前除去母本的雌蕊

D.人工授粉后，应套袋

解析　豌豆是严格的自花传粉和闭花受粉植物，要想实现不同个体的杂交，必须对母本去雄，而对母本去雄时一定要在开花前去除雄蕊剩下雌蕊。

答案　C

【一题多变】

（1）对单性花的植物进行杂交的基本操作程序也需要去雄→套袋→授粉→套袋处理吗？

提示：

单性花只有雌蕊或雄蕊，不需要进行去雄，对单性花的植物进行杂交的基本操作程序是套袋→授粉→套袋。

（2）无论是两性花植物还是单性花植物，在杂交过程中是否都需要套袋？

提示：

无论是两性花植物还是单性花植物，在杂交过程中都需要套袋，其目的是避免外来花粉的干扰。

科学探究2　遗传规律基本概念的辨析

在孟德尔的杂交实验过程中，涉及多类基本概念的理解，我们一起来辨析一下吧！

1.交配类

（1）遗传因子组成相同的个体交配、遗传因子组成不同的个体交配分别是哪种交配方式？

提示：

自交、杂交。

（2）孟德尔的实验中，如果高茎（♀）×矮茎（♂）是正交，则反交是怎样的组合？

正交和反交的结果相同吗？

提示：

矮茎（♀）×高茎（♂）；相同。

2.性状类

（1）人的单眼皮和双眼皮是一对相对性状吗？

为什么？

提示：

是，因为它们都是指眼皮这一性状，但性状表现不同。

（2）如果一对夫妇都是双眼皮，但生育了一个单眼皮的孩子，则哪种是显性性状（隐性性状）?

提示：

双眼皮是显性性状，单眼皮是隐性性状。

（3）一对双眼皮的夫妇生育的孩子中，既有单眼皮也有双眼皮，这种现象叫什么？

提示：

性状分离。

3.遗传因子类

（1）遗传因子控制生物性状，显性遗传因子、隐性遗传因子分别控制哪种性状？

提示：

显性遗传因子控制显性性状，隐性遗传因子控制隐性性状。

（2）体细胞中遗传因子一般都是成对存在，请说出两个都是显性遗传因子、一个是显性遗传因子、两个都是隐性遗传因子的性状表现分别是怎样的？

提示：

显性性状、显性性状、隐性性状。

4.个体类

（1）遗传因子组成和表现型（生物所表现出的性状，如高茎）有何关系？

提示：

遗传因子决定表现型。

（2）如果用A和a分别表示显性遗传因子和隐性遗传因子，则纯合子和杂合子的遗传因子组成分别有哪些？

纯合子和纯合子杂交得到的后代是否都是纯合子？

提示：

纯合子：

AA和aa，杂合子：

Aa；纯合子和纯合子杂交后代不一定是纯合子，如AA和aa杂交，后代都是杂合子。

【探究应用】

关于纯合子和杂合子的叙述不正确的是（　　）

A.杂合子与纯合子杂交，产生的后代不一定是杂合子

B.两个杂合子杂交，产生的后代仍是杂合子

C.杂合子不能稳定遗传，后代性状会发生分离

D.杂合子至少含有显性遗传因子和隐性遗传因子

解析　若两个杂合子杂交，其后代不一定是杂合子，如Aa×Aa，后代有1/4AA、1/4aa，即有1/2是纯合子。

答案　B

【一题多变】

（1）纯合子形成配子时，无遗传因子分离；杂合子形成配子时，有遗传因子分离。

这种说法正确吗？

提示：

无论是纯合子还是杂合子都有遗传因子的分离。

（2）纯合子之间杂交，后代可能全是杂合子吗？

提示：

可能，AA和aa杂交，后代都是杂合子。

纯合子是指同一位点上的两个遗传因子相同的个体，如AA，aa。

相同的纯合子间交配所生后代不出现性状分离。

杂合子是指同一位点上的两个遗传因子不相同的个体，如Aa。

杂合子间交配所生后代会出现性状分离。

纯合子杂交后代不一定就是纯合子，如AA和aa；杂合子自交后代中既有纯合子也有杂合子，如Aa×Aa→AA、aa和Aa。

科学探究3　一对相对性状的杂交实验及解释

孟德尔在一对相对性状的杂交实验中发现问题，提出假说进行解释实验现象，回答相关问题。

1.孟德尔通过杂交实验发现了什么问题？

他又是提出怎样的假说解释所发现的问题？

提示：

发现的问题是：

F1只表现高茎，但F2中同时出现了高茎和矮茎豌豆，且性状分离比是高茎∶矮茎＝3∶1。

提出的假说：

（1）遗传因子决定生物的性状；

（2）遗传因子在体细胞中成对存在；（3）形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中；（4）受精时，雌雄配子的结合是随机的。

2.孟德尔提出的四点假说中，如果有一条不满足，例如雌雄配子的结合不是随机的，则F2会不会出现3∶1的性状分离比？

提示：

不会。

3.如果一次获得的子代个体数量过少，F2中的性状分离比会怎样？

提示：

F2不一定出现3∶1的性状分离比。

4.F2高茎豌豆中，杂合子占多大比例？

提示：

高茎豌豆中，杂合子Dd占2/3。

【探究应用】

孟德尔通过做豌豆的一对相对性状（高茎和矮茎）的杂交实验所发现的问题是（　　）

A.高茎为显性，由显性遗传因子决定

B.高茎受遗传因子的控制，矮茎不受遗传因子的控制

C.F1中只有高茎豌豆，F2中同时出现了高茎和矮茎豌豆，且高茎∶矮茎＝3∶1

D.豌豆的体细胞中遗传因子成对存在，配子中的遗传因子单个存在

解析　孟德尔通过做豌豆的高茎和矮茎的杂交实验，所发现的问题是：

F1中只有高茎豌豆，但F2中同时出现了高茎和矮茎豌豆，且高茎∶矮茎＝3∶1。

答案　C

【一题多变】

如果雌雄配子中D和d配子数量不相等或者体细胞中的遗传因子相互融合，F2中还会出现高茎∶矮茎＝3∶1的性状分离比吗？

提示：

不会。

误认为隐性遗传因子控制的性状不会表现出来

由于遗传因子也是成对存在的，遗传因子有显性和隐性之分。

当一个显性遗传因子和一个隐性遗传因子同时存在时，显性遗传因子控制的性状表现出来，而隐性遗传因子所控制的性状被掩盖，并不表现，但是这个隐性遗传因子并没有受到影响，仍然能够遗传下去。

当两个隐性遗传因子在一起的时候，它所控制的性状就表现出来。

因此，不能说隐性遗传因子控制的性状一定不能表现。

科学探究4　显隐性的判断、纯合子和杂合子的判断

生物的性状分为显性性状和隐性性状、个体的基因型分为纯合子和杂合子，如何进行判断？

1.显隐性的判断

（1）根据子代性状判断

①杂交法：

⇒

⇒

提示：

一对相对性状　显性性状

②自交法

⇒

⇒

提示：

相同性状　隐性性状

（2）据子代性状分离比判断

⇒

⇒

提示：

一对相对性状　显性性状

2.纯合子和杂合子的判断

（1）已知显、隐性性状：

提示：

只有显性性状　纯合子　有显性和隐性性状　杂合子

（2）已知或未知显、隐性性状：

提示：

无性状分离　有性状分离

【探究应用】

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

解析　A项和B项为测交，C项为自交，豌豆在自然状态下进行自交，测交需在人工条件下进行，程序复杂。

答案　C

【一题多变】

（1）选另一株矮茎豌豆与甲杂交，子代若有矮茎出现，则甲为杂合子这种方法是否能达到目的。

提示：

能达到目的，但是不最简便的方法。

（2）对动物而言应该采用什么方法？

提示：

与隐性纯合体测交。

生物性状的鉴定

（1）鉴定动物显性性状是否纯合——测交

（2）在一对相对性状中区分显隐性——杂交

（3）鉴定两性花植物是否纯合最简便的方法——自交

（4）检验杂种F1的基因型——测交

【运用概念】

1.下列属于相对性状的是（　　）

A.舌头卷曲和舌头不能卷曲

B.玉米的黄粒与圆粒

C.鼠的白毛与狗的黑毛

D.马的细毛和长毛

解析　玉米的黄粒和圆粒不是同一种性状，一个是种子的颜色，一个是种子的形状，所以不是一对相对性状，D也是因为这种原因，所以也不是相对性状；C项中鼠和狗不是同种生物。

答案　A

2.下列关于遗传因子与相对性状关系的正确叙述是（　　）

①当显性遗传因子与隐性遗传因子在一起时，个体表现出显性遗传因子控制的性状　②当显性遗传因子与隐性遗传因子在一起时，隐性遗传因子对显性遗传因子有显性作用　③当一对遗传因子均为显性时，生物个体只表现显性性状　④当一对遗传因子均为隐性时，生物个体仍表现出显性性状

A.①②B.③④

C.①③D.②④

解析　两个遗传因子如果都是显性遗传因子或一个是显性遗传因子，一个是隐性遗传因子，则表现为显性性状；如果两个遗传因子都是隐性遗传因子，则表现出隐性性状。

答案　C

3.豌豆在自然状态下是纯种的原因是（　　）

A.豌豆品种间性状差异大

B.豌豆先开花后受粉

C.豌豆是自花传粉闭花受粉的植物

D.豌豆是自花传粉的植物

解析　豌豆是严格的自花传粉，闭花受粉植物。

答案　C

【科学思维】

4.下列有关纯合子的叙述错误的是（　　）

A.由相同遗传因子的雌雄配子结合发育而来

B.连续自交，性状能稳定遗传

C.纯合子的亲本不一定是纯合子

D.杂交后代一定是纯合子

解析　显性纯合子和隐性纯合子杂交得到的后代都是杂合子，故D错误。

答案　D

5.一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基因型是（　　）

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　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。

答案　D

课时提升训练

（时间：

30分钟　满分：

50分）

【运用概念】

1.下列有关孟德尔一对相对性状杂交实验的叙述，正确的是（　　）

A.花开后人工去雄B.去雄的豌豆为父本

C.正、反交结果相同D.F1出现性状分离

解析　去雄应在花粉未成熟时进行；去雄的豌豆为母本；F1只表现显性性状，F2出现性状分离。

答案　C

2.某植株为显性类型且为异花传粉，采下该植株上的一粒种子，发育成个体，下列对该个体的说法正确的是（　　）

①可能是显性纯合子　②可能是隐性纯合子　③可能是杂合子　④肯定是杂合子

A.①B.①②

C.①②③D.①②③④

解析　题中未明确该显性植株是纯合子还是杂合子，且与之杂交的个体也未明确是哪种个体，所以其所结的种子可能是纯合子或杂合子，故④错误。

答案　C

【科学思维】

3.大豆的白花和紫花为一对相对性状。

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＋110白花

③紫花×白花→紫花

④紫花×白花→98紫花＋107白花

A.①和②B.②和③

C.③和④D.①和④

解析　根据②可判断紫花为显性；③中是具有相对性状的纯合子杂交，子代所表现的是显性性状。

答案　B

4.下列叙述中正确的是（　　）

A.杂合子杂交的后代全是杂合子

B.纯合子自交的后代全是纯合子

C.杂合子自交的后代全是杂合子

D.两种纯合子杂交其后代仍为纯合子

解析　杂合子杂交或自交，其后代既有纯合子也有杂合子，故A、C错误；显性纯合子和隐性纯合子杂交，后代都是杂合子，故D错误。

答案　B

5.对豌豆而言，下列遗传因子组成中不是配子的是（　　）

A.DB.Dd

C.dD.A

解析　豌豆体细胞中的遗传因子成对存在，配子中应该成单存在，所以不是配子的是B。

答案　B

6.遗传学上，将杂种后代中显现出不同性状的现象叫做（　　）

A.显性和隐性B.相对性状

C.性状分离D.分离定律

答案　C

7.根据孟德尔对分离现象的解释，子一代紫花豌豆Aa产生的配子情况为（　　）

A.全是雄配子，或全是雌配子

B.雌配子Aa，雄配子Aa

C.雄配子A∶a＝1∶1，雌配子A∶a＝1∶1

D.雄配子数量与雌配子数量大致相等

解析　根据孟德尔对分离现象的解释，Aa产生配子时，A遗传因子与a遗传因子分离，分别进入到不同的配子中，所以每个配子只含有成对遗传因子中的一个，其中雄蕊产生数量相等的A雄配子和a雄配子，雌蕊产生数量相等的A雌配子和a雌配子，但雄蕊产生雄配子的能力强，雄配子数量远多于雌配子数量。

答案　C

8.已知豌豆的高茎对矮茎是显性，用高茎豌豆和矮茎豌豆作为亲本进行杂交，从理论上分析，其后代高茎豌豆与矮茎豌豆的比例可能是（　　）

A.1∶0或1∶1B.1∶0或3∶1

C.1∶1或1∶2∶1D.3∶1或1∶2∶1

解析　如果高茎豌豆是显性纯合子，则结果是1∶0，如果高茎豌豆是杂合子，则结果是1∶1。

答案　A

9.在一对相对性状的杂交实验中，F2的性状分离比为3∶1，对于得到此结果需要满足的条件的表述，错误的是（　　）

A.配子中只含有每对遗传因子中的一个

B.F1产生的雌配子和雄配子的数量相等

C.F1的雌、雄配子结合的机会均等

D.F2的性状分离比是大量数据统计的结果

解析　F1产生的雌配子或雄配子均为两种，且比例均为1∶1，但雌雄配子的数量不相等。

答案　B

【科学探究】

10.下列杂交组合（E控制显性性状，e控制隐性性状）产生的后代，依据孟德尔的假设会发生性状分离的是（　　）

A.EE×eeB.EE×Ee

C.EE×EED.Ee×Ee

答案　D

11.纯种甜玉米与纯种非甜玉米间行种植，收获时发现甜玉米果穗上有非甜玉米的子粒，而非甜玉米果穗上找不到甜玉米的子粒，这说明（　　）

A.“甜”是显性B.“非甜”是显性

C.子粒混杂D.与传粉有关

解析　纯种甜玉米和纯种非甜玉米间行种植就能进行相互传粉。

甜玉米的胚珠受精方式也有两种可能，一种是自花传粉，得到的是纯合的甜玉米；另一种是异花传粉，即非甜玉米的花粉传给甜玉米，得到的是非甜玉米子粒，由此可以确定非甜对甜是显性。

答案　B

12.与纯合子相比较，杂合子的遗传行为是（　　）

A.能稳定遗传，后代出现性状分离

B.能稳定遗传，后代不出现性状分离

C.不能稳定遗传，后代出现性状分离

D.不能稳定遗传，后代不出现性状分离

解析　纯合子的遗传因子组成是两个相同遗传因子，在形成配子时，只产生一种配子，这样的雌雄配子结合后产生的仍是纯合子，因此，纯合子能够稳定遗传，后代不会出现性状分离；杂合子正好相反，其组成不能稳定遗传，后代出现性状分离。

答案　C

13.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仔的表现类型可能是（　　）

①全都黑色　②3黑1白　③2黑2白　④1黑3白⑤全部白色

A.②B.②④

C.②③④D.①②③④⑤

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分别受精形成的，是独立的。

每一仔的性状都是3/4的可能性为黑色，1/4的可能性为白色。

综上所述，在子代数量较少时各种可能性都有可能出现。

答案　D

14.下列关于遗传学的基本概念的叙述，正确的是（　　）

A.杂合体的双亲至少一方是杂合体

B.猪的白毛和黑毛，马的长毛和卷毛都是相对性状

C.隐性性状就是指纯合子杂交产生的子一代没表现出来的性状

D.杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象叫性状分离

解析　两纯合体（如AA、aa）杂交，后代（Aa）是杂合体；马的长毛与短毛是相对性状，马的卷毛与直毛是相对性状；具有一对相对性状的纯合亲本杂交，F1没有表现出来的亲本的性状称隐性性状；在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。

答案　D

15.下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，父本的性状是________，母本的性状是________。

（2）操作①叫________，操作②叫________。

（3）为了确保杂交实验成功，①的操作过程中应注意时间上________________，操作后应________。

（4）F1豌豆植株均为高茎，孟德尔把F1显现出来的性状叫做________。

（5）让F1进行自交，F2植株中出现________现象，且比例为________。

解析　

（1）据图分析，矮茎花粉传给高茎的花，故矮茎为父本，高茎为母本。

（2）操作①是去雄，将母本的雄蕊去掉，避免自花传粉。

操作②是人工授粉，将花粉传给母本的雌蕊柱头。

（3）为避免母本自花传粉，①的操作过程中应注意在花未成熟前，操作后应套袋，避免外来花粉干扰。

（4）具有一对相对性状的纯合个体杂交，子代表现出的亲本性状为显性性状。

（5）F1杂种高茎自交，F2植株中出现高茎∶矮茎＝3∶1，是性状分离。

答案　

（1）矮茎　高茎　

（2）去雄　人工授粉　（3）在花未成熟前　套袋　（4）显性性状　（5）性状分离　高茎∶矮茎＝3∶1

16.豌豆种子的形状是由一对遗传因子R和r控制的，下表是有关豌豆种子形状的三组杂交实验结果：

组合序号

杂交组合类型

后代的表现型和植株数目

圆粒

皱粒

①

皱粒×皱粒

0

102

②

圆粒×圆粒

125

40

③

圆粒×皱粒

152

141

（1）根据组合________（填组合序号）能判断出显性类型，理由是________________。

（2）写出各个组合中两个亲本的遗传因子组成：

________、__________、__________。

答案　

（1）②　双亲为圆粒而后代出现皱粒，所以圆粒为显性性状

（2）rr×rr　Rr×Rr　Rr×rr

17.下表是大豆的花色三个组合的遗传实验结果，若控制花色的遗传因子用D、d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

1240

413

（1）组合一中亲本遗传因子组成为：

紫花________，白花________。

（2）表中能判断显隐性关系的杂交组合是________。

（3）组合一的交配类型是________。

（4）组合三中的F1显性类型植株中，杂合子所占比例为________。

（5）组合三中，F1中同时出现紫花与白花的现象，在遗传学上称为________。

答案　

（1）Dd　dd

（2）三　（3）测交

（4）2/3　（5）性状分离