2020高中生物 第3章 遗传和染色体 第1节 第1课时 基因的分离定律学案 苏教版必修2

2020高中生物 第3章 遗传和染色体 第1节 第1课时 基因的分离定律学案 苏教版必修2

第1课时　基因的分离定律 学习目标 知识概览(教师用书独具)‎ ‎1．阐明孟德尔的1对相对性状的杂交实验。(重点)‎ ‎2．会做性状分离比的模拟实验。‎ ‎3．阐明基因的分离定律。(重难点)‎ ‎[自 主 预 习·探 新 知]‎ 一、1对相对性状杂交实验 ‎1．实验材料——豌豆，其作为遗传材料的特点及优势 特点 优势 严格的自花受粉植物，自然状态下，一般都是纯种 用其做人工杂交实验，结果既可靠，又容易分析 具有易于区分的相对性状，且能单独地遗传给后代 实验结果易于观察和分析 子代个体数量多 统计结果可靠 ‎2.1对相对性状的杂交实验 实验过程 说明 ‎(1)P具有相对性状 ‎(2)F1全部表现显性性状 ‎(3)F2出现性状分离现象，分离比为显性性状∶隐性性状≈3∶1‎ ‎(4)实验结果与正交、反交无关 ‎3.对分离现象的解释 13‎ ‎(1)理论解释 ‎①孟德尔认为生物的性状是由遗传因子决定的。‎ ‎②卵细胞和花粉细胞中存在着控制性状的遗传因子。‎ ‎③遗传因子在亲本体细胞中成对存在。且彼此保持独立，互不混杂。‎ ‎④F1可以产生数量相等的含有不同遗传因子的配子。‎ ‎⑤F1自花受粉时，不同类型的两性生殖细胞之间结合的概率相等。‎ ‎⑥F2中三种类型，如果F2植株数量足够多，则三种类的数量比为：AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，AA和Aa都表现为紫花，aa表现为白花，因此F2中紫花豌豆∶白花豌豆＝3∶1。‎ ‎(2)遗传图解解释 ‎4．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)测交实验图解 ‎(3)结论：测交后代分离比接近1∶1，符合预期的设想，从而证实F1是杂合子，产生A和a两种配子，这两种配子的比例是1∶1，F1在形成配子时，成对的等位基因发生了分离。‎ 二、基因的分离定律 ‎1．基因分离定律的实质 ‎(1)发生时间：在形成配子时。‎ ‎(2)实质：当细胞进行减数分裂时，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。‎ ‎2．表现型与基因型 ‎(1)表现型：生物个体实际表现出来的性状称为表现型。‎ ‎(2)基因型：与表现型有关的基因组成称为基因型。‎ 13‎ ‎3．纯合子与杂合子 ‎(1)纯合子：基因组成相同的个体，如AA和aa。‎ ‎(2)杂合子：基因组成不同的个体，如Aa。‎ ‎4．在“性状分离比的模拟”实验中 ‎(1)两个小罐分别代表雌雄生殖器官。‎ ‎(2)小球代表配子，红球代表含基因A的配子，绿球代表含基因a的配子。两种颜色小球的数目相等，代表雌雄个体各产生数目相等的两种配子。‎ ‎[基础自测]‎ ‎1．判断对错 ‎(1)欲实现紫花豌豆与白花豌豆的杂交，只需将二者间行种植即可。‎ ‎ (　　)‎ ‎(2)生物体能表现出来的性状就是显性性状。 (　　)‎ ‎(3)杂种F1(Aa)中紫花因子A对白花a因子表现完全显性作用，从而杂种F1只表现出A所控制的性状。 (　　)‎ ‎(4)通过测交可以测定被测个体的基因型及其产生的配子种类和比例。‎ ‎ (　　)‎ ‎(5)“基因的分离定律”中的“基因”是指同源染色体上的等位基因。‎ ‎ (　　)‎ 提示：(1)×　豌豆是严格的自花受粉植物，要杂交首先需人工去雄。‎ ‎(2)×　具有相对性状的纯合亲本杂交F1表现出来的性状是显性性状。‎ ‎(3)√　(4)√　(5)√‎ ‎2．下列是对“一对相对性状的杂交实验”中性状分离现象的各种假设性解释，其中错误的是(　　)‎ ‎ 【导学号：01632045】‎ 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 C．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 D　[生物的性状是由遗传因子控制的，遗传因子在体细胞中成对存在，在配子中单独存在，并且遗传因子互不融合，彼此独立。雄配子的数量要远远多于雌配子的数量。雌雄配子之间的结合是随机的。]‎ ‎3．关于测交方式的叙述不正确的是(　　)‎ A．F1×隐性类型→检测F1的遗传因子组成 B．通过测定F1的遗传因子组成来验证对分离现象理论解释的科学性 13‎ C．测F1的遗传因子组成是根据F1×隐性类型→所得后代表现型反向推知的 D．测交时，与F1杂交的另一亲本无特殊限制 D　[由于测交是指与隐性个体的杂交，所以可以检测另一个体遗传因子的组成，若发生性状分离，则另一个体是杂合子，若不发生性状分离则另一个体为纯合子；通过F1与隐性个体的测交，可以证明F1产生了数量相等的两种配子，验证了假说的正确性。]‎ ‎[合 作 探 究·攻 重 难]‎ ‎1对相对性状杂交实验 背景材料 把紫茉莉(两性花)开红花(CC)的品种与开白花(cc)的品种杂交，F1杂合子(Cc)的花为粉红色，是双亲的中间型。这似乎违背了孟德尔遗传原理。事实却不然，当F1杂合子间自交时，F2中有1/4开红花、2/4开粉红花、1/4开白花。F1的中间型是C基因对c基因的不完全显性造成的。‎ ‎[思考交流]‎ ‎1．基因的显隐性方式，除了不完全显性之外，更多的是什么类型？‎ 提示：完全显性(如豌豆的紫花对白花)。‎ ‎2．材料中的相对性状包括什么？‎ 提示：红花、粉红花和白花。‎ ‎3．材料中的红花和白花哪一个性状是显性性状？为什么？‎ 提示：都不是。只有完全显性的性状才能区分出显性性状和隐性性状。‎ ‎4．做杂交实验时，对母本植株的花应怎样处理？授粉后还应注意什么？‎ 提示：母本植株开花前要人工去掉雄蕊并套袋，授粉后为避免其他花粉的影响要套袋。‎ ‎5．实验中，F1产生的花粉和卵细胞的数量相等吗？‎ 提示：在花粉中，C型花粉和c型的花粉数量相等；卵细胞中C型卵细胞和c型卵细胞数量相等。但花粉的数量远多于卵细胞的数量。‎ ‎1．豌豆的人工异花传粉操作步骤 ‎2．遗传学概念辨析 ‎(1)性状类 ‎①性状：生物体的形态特征和生理特性的总称。‎ ‎②相对性状：同种生物同一性状的不同表现类型。‎ 13‎ ‎③显性性状：具有相对性状的两纯种亲本杂交，F1显现出来的亲本性状。‎ ‎④隐性性状：具有相对性状的两纯种亲本杂交，F1未显现出来的亲本性状。‎ ‎⑤性状分离：杂种自交后代出现不同于亲本性状的现象。‎ ‎(2)基因类 ‎①显性基因：控制显性性状的基因，用大写英文字母表示，如图中A、B。‎ ‎②隐性基因：控制隐性性状的基因，用小写英文字母表示，如图中b。‎ ‎③相同基因：同源染色体上相同的位置，控制同一性状的相同表现类型的基因，如图中A和A。‎ ‎④等位基因：生物杂合子中在一对同源染色体的同一位置上、决定相对性状的基因，如图中B和b。‎ ‎⑤非等位基因：有两种：一种是位于非同源染色体上的非等位基因，如图中A和D；一种是位于同源染色体上的非等位基因，如图中A和b。‎ ‎(3)交配类 ‎①杂交：基因组成不同的个体间相互交配的过程。‎ ‎②自交：植物体中自花受粉和雌雄异花的同株受粉。广义上讲，基因组成相同的个体间交配均可称为自交。自交是获得纯合子的有效方法。‎ ‎③测交：就是让杂种(F1)与隐性纯合子相交，来测F1的基因组成。‎ ‎④正交与反交：对于雌雄异体的生物杂交，若甲♀×乙♂为正交，则乙♀×甲♂为反交。‎ ‎(4)个体类 ‎①表现型：生物个体实际表现出来的性状。‎ ‎②基因型：与表现型有关的基因组成。‎ ‎③纯合子：基因组成相同的个体。‎ ‎④杂合子：基因组成不同的个体。‎ ‎⑤表现型与基因型的关系。‎ a．表现型是基因型与环境相互作用的结果，简单表示如下：‎ 表现型＝基因型(内因)＋环境条件(外因)‎ b．基因型相同，表现型不一定相同(受环境影响)。‎ c．表现型相同，基因型不一定相同(显性有纯合和杂合两种类型)。‎ 方法规律：相对性状中显、隐性判断(设A、B为1对相对性状)‎ ‎1．定义法(或杂交法)‎ 13‎ ‎(1)若A×B―→全A，则A为显性，B为隐性。‎ ‎(2)若A×B―→全B，则B为显性，A为隐性。‎ ‎(3)若A×B―→既有A，又有B，则无法判断显隐性，只能采用自交法。‎ ‎2．自交法 ‎(1)若A既有A，又有B，则A为显性，B为隐性。‎ ‎(2)若B既有A，又有B，则B为显性，A为隐性。‎ ‎(3) ‎ ‎[典例通关]‎ 豌豆子叶黄色(Y)对绿色(y)为显性，孟德尔用纯种黄色豌豆和绿色豌豆为亲本，杂交得到F1，F1自交获得F2(如图所示)，下列有关分析正确的是(　　)‎ A．图示中雌配子Y与雄配子Y数目相等 B．③的子叶颜色与F1子叶颜色相同 C．①和②都是黄色子叶、③是绿色子叶 D．产生F1的亲本一定是YY(♀)和yy(♂)‎ ‎[技巧点拨]　明确雌配子数少于雄配子数，且表格中①、②、③分别为Yy(黄色)、Yy(黄色)、yy(绿色)。‎ C　[豌豆产生雌配子的数量远小于雄配子的数量，A错误；③的基因型为yy，子叶表现为绿色，而F1的基因型为Yy，子叶表现为黄色，B错误；①和②的基因型为Yy，子叶表现为黄色，③的基因型为yy，子叶表现为绿色，C正确；产生Yy的亲本可能为YY(♀)、yy(♂)或YY(♂)、yy(♀)，D错误。]‎ ‎　(1)若F1中父本产生的含y精子无受精能力，则F2中各遗传因子组成的比例是多少？‎ 提示：YY∶Yy＝1∶1。‎ ‎(2)若F1中含Y的雌雄配子之间受精后形成的受精卵会有一半死亡，则F2中黄色子叶和绿色子叶的分离比是否还是3∶1?‎ 13‎ 提示：不是，由于YY子叶中有一半死亡，所以黄色子叶∶绿色子叶＝5∶2。‎ ‎[活学活用]‎ ‎1．将紫花豌豆与白花豌豆间行种植，自然条件下，则白花豌豆植株所结种子种植后长成的植株(　　)‎ ‎ 【导学号：01632046】‎ A．全部植株开紫花 B．全部植株开白花 C．一部分植株开紫花，一部分植株开白花 D．同一个植株上既有紫花，又有白花 B　[自然条件下豌豆是自花传粉植物，虽然紫花豌豆与白花豌豆间行种植，但也只能够自交，所以白花豌豆植株所结种子种植后长成的植株全部开白花。]‎ ‎2．有关下面遗传图解的说法，错误的是(　　)‎ A．①②表示产生配子的减数分裂过程 B．③表示雌雄配子随机结合的过程 C．Aa能产生数目相等的配子，即雄配子∶雌配子＝1∶1‎ D．子代中，Aa个体在显性个体中所占的比例为2/3‎ C　[图中①②均表示减数分裂，A正确；③表示受精作用，B正确；Aa能产生数目相等的配子，即雄配子中A∶a＝1∶1，雌配子中A∶a＝1∶1，但产生的雄配子数远多于雌配子数，C错误；子代中，Aa个体在显性个体中所占的比例为2/3，D正确。]‎ ‎1．在孟德尔的豌豆杂交实验中，必须对母本采取的措施是(　　)‎ ‎①花成熟后人工去雄，并套袋　②去雄后自然受粉 ‎③去雄后人工传粉　④人工传粉后套袋隔离 A．①② B．①③‎ C．①④ D．③④‎ D　[花成熟后豌豆已经完成自花受粉，应在花蕾期去雄，并套袋，以防外来花粉干扰；去雄后应人工传粉，并再套袋隔离，仍然是防止外来花粉干扰。]‎ ‎2．一对相对性状的纯合亲本杂交，子二代中(　　)‎ ‎ 【导学号：01632047】‎ 13‎ 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 B　[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。]‎ 题后反思：F1产生的两种雄配子(或雌配子)的数目是相等的，但雄配子总体上要远多于雌配子；F2要出现3∶1的分离比，需要满足：F1形成两种数目相等的配子，且它们的生活力是一样的；F1的两种配子的结合机会是相等的；F2的各种遗传因子组合的个体成活率是相等的；遗传因子的显隐性关系为完全显性；观察子代样本数目足够多。‎ 对分离定律的验证 ‎[思考交流]‎ ‎1．测交时为什么用隐性纯合子与F1杂交？‎ 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中含有的遗传因子的种类。‎ ‎2．杂交、自交和测交在遗传中各有不同的用途，请分析以下遗传问题：‎ ‎(1)已知豌豆豆荚的绿色和黄色是一对相对性状，如何来确定二者的显隐性关系？‎ ‎(2)已知豌豆的高茎对矮茎为显性，现有一株高茎豌豆，如何鉴定该高茎豌豆是纯合子还县杂合子？‎ ‎(3)羊的白毛对黑毛是显性，现在有一只白毛公羊，如何鉴定其遗传因子组成是纯合还是杂合？‎ 提示：(1)用纯合的绿豆荚豌豆和纯合的黄豆荚豌豆杂交，子一代显现出来的性状是显性性状。‎ ‎(2)让该高茎豌豆自交，若后代全为高茎豌豆，则该豌豆是纯合子，若后代发生性状分离，则该豌豆是杂合子。‎ ‎(3)让该白毛公羊和多只黑毛母羊交配，子代如果出现黑毛羊，则该白毛羊的遗传因子组成为杂合，若子代全为白毛羊，则该白毛羊的遗传因子组成为纯合的。‎ ‎1．对分离现象解释的验证——测交实验 方法 作用 结果 让F1与隐性纯合类型杂交 ‎(1)测定F1配子的种类及比例 与预期的设想相符，证实了：‎ ‎(1)F1是杂合子，基因型为Aa 13‎ ‎(2)测定F1的基因型 ‎(3)判断F1形成配子时基因的行为 ‎(2)F1产生A和a两种类型且比例相等的配子 ‎(3)F1在配子形成时，等位基因彼此分离 ‎2.基因分离定律的实质 下图表示一个遗传因子组成为Aa的性原细胞产生配子的过程：‎ 从图中得知：遗传因子组成为Aa的精原细胞可能产生两种类型的精子(雄配子)，即A和a的精子，比例为1∶1。遗传因子组成为Aa的卵原细胞可能产生两种类型的卵细胞(雌配子)，即A和a的卵细胞，比例为1∶1。‎ ‎3．验证基因分离定律的方法 ‎(1)测交法 ‎①原理：测交后代两种性状的比例为1∶1，亲本之一为隐性纯合子，只产生一种配子，则说明杂种子一代产生了数量相等的两种配子。‎ ‎②结论：证实了杂种F1形成配子时，成对的遗传因子彼此分离。证实了F1形成的配子种类及其比例。‎ ‎(2)杂合子自交法：让杂合子自交(若为异性个体，采用相同遗传因子组成的杂合子相互交配)，后代的性状分离比约为3∶1。‎ ‎(3)花粉鉴定法：取杂合子的花粉，对花粉进行特殊处理后，用显微镜观察计数，可直接验证分离定律。‎ ‎4．性状分离比的模拟实验 13‎ 特别提醒：①测交属于两个个体间的杂交，对于豌豆、小麦、水稻等两性花植物，测交需经“去雄→套袋→人工传粉→套袋”等操作，较为复杂，而自交法则较为简单，但自交法不适用于动物。,②显隐性关系已知的前提下，才能够用测交法。‎ ‎[典例通关]‎ 水稻的非糯性(W)对糯性(w)是完全显性。前者花粉含直链淀粉，遇碘变为蓝黑色，后者花粉含支链淀粉，遇碘则变为橙红色。现将纯种非糯稻和纯种糯稻杂交，而后取F1的花粉加碘染色，在光学显微镜下观察，花粉粒有蓝黑色和橙红色两种。相关说法不正确的是(　　)‎ A．这两种花粉粒的数量比约为1∶1‎ B．产生这种现象的原因是减数分裂时，同源染色体上的等位基因分离 C．该结果验证了基因分离规律，这类似于孟德尔经典实验中测交的意义 D．如果让F1自交，产生的植株中花粉有3种基因型 ‎[技巧点拨]　抓准题干信息“F1的花粉”，由此推出观察的是配子。‎ D　[F1的基因型为Ww，产生含基因W和w的花粉粒数量比为1∶1；在减数第一次分裂后期，同源染色体上的等位基因分离，产生的含基因W的非糯性花粉粒和含基因w的糯性花粉粒数量比为1∶1；花粉粒染色实验证明在产生配子过程中成对的等位基因彼此分离，类似孟德尔豌豆杂交实验中测交的意义；F1自交，产生的植株中花粉粒含有基因W或w，产生子代植株的基因型为WW、Ww和ww三种。]‎ ‎　(1)F1的花粉加碘染色后，在光学显微镜下，花粉粒有蓝黑色和橙红色两种，且比例为1∶1的原因是什么？‎ 提示：由题干分析知，F1(Ww)个体产生花粉时，成对的遗传因子分离，即W和w分离，因此出现了两种比例相等的花粉。‎ ‎(2)F1自交产生的植株中花粉有几种？‎ 提示：F1自交后代出现WW、Ww和ww三种个体，WW产生W花粉，Ww产生W和w花粉，ww产生w花粉，因此F1自交产生的植株中花粉有2种。‎ 13‎ ‎[活学活用]‎ ‎1．下列关于测交的说法，错误的是(　　)‎ A．亲本中必有一个隐性个体 B．通过测交可以推断待测个体是纯合子还是杂合子 C．测交后代不一定都是杂合子 D．测交后代一定会出现隐性个体 D　[测交后代是否出现隐性个体，是否都是杂合子，取决于待测个体的基因型。]‎ ‎2．通过孟德尔的测交实验不能推测出(　　)‎ ‎ 【导学号：01632048】‎ A．F1产生的配子类型和比例 B．F1的基因型 C．F1形成配子时基因的行为 D．F1产生的配子数量 D　[隐性纯合子只能产生一种含有隐性基因的配子，在合子中隐性基因不遮盖其他基因的表达，因此测交后代的表现型和比例能反映出F1产生的配子类型和比例，进一步可推知F1的基因组成；根据F1的基因组成和F1产生的配子类型和比例，可分析出F1形成配子时基因的行为。通过测交实验不能推测出F1产生的配子数量。]‎ ‎[当 堂 达 标·固 双 基]‎ ‎1．下列各组中属于相对性状的是(　　)‎ A．狗的长毛与黑毛 B．羊的白毛与牛的直毛 C．桃树的红花和绿叶 D．人的双眼皮和单眼皮 D　[A项中狗的长毛与短毛、黑毛与其他颜色的毛是相对性状；B项中牛、羊不是同一个物种；C项中指的不是同一性状；D项中人的双眼皮和单眼皮是同一性状的不同表现类型，即相对性状。]‎ ‎2．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．豌豆有多对易区分的相对性状 D．豌豆是闭花受粉、自花传粉的植物 D　[豌豆是闭花受粉、自花传粉的植物，自然情况下一般都是自交，后代都是纯种。]‎ ‎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。下列几组比例，最能说明分离定律实质的是(　　) ‎ 13‎ ‎【导学号：01632049】‎ A．F2的表现型比为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 B　[孟德尔的分离定律认为：生物体内控制同一性状的遗传因子成对存在，在形成配子时，会发生分离，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，所以B项正确。]‎ ‎4．对于孟德尔所做的豌豆的1对相对性状的遗传实验，不必具备的条件是(　　)‎ A．选用的1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 C　[孟德尔所做的豌豆的1对相对性状的研究实验中，豌豆必须具有1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。]‎ ‎5．纯种甜玉米和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子粒，而非甜玉米果穗上全部为非甜玉米子粒。原因是(　　) ‎ ‎【导学号：01632050】‎ A．甜是显性 B．非甜是显性 C．相互混杂 D．相互选择 B　[纯种甜玉米和纯种非甜玉米之间相互受粉，非甜玉米的果穗上全表现为非甜，说明非甜是显性性状。甜玉米的果穗上出现非甜子粒，也说明了非甜是显性性状。]‎ ‎6．如图为豌豆的一对相对性状遗传实验过程图解，请仔细观察图，然后回答下列问题：‎ ‎(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)紫花(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，紫花与白花之比为________，F2‎ 13‎ 的基因组成有____________，且比值为____________。生物体的这种现象称为______________。‎ ‎[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交植物，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。‎ ‎[答案]　(1)白花豌豆　紫花豌豆 ‎(2)去雄　人工授粉　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)紫　(4)3∶1　AA、Aa、aa　1∶2∶1　性状分离 ‎[核心语句归纳]‎ ‎1．豌豆是自花传粉和闭花受粉植物，具有多对易区分的相对性状。‎ ‎2．具有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．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。‎ ‎5．杂种后代出现不同于亲本性状的现象，称为性状分离。‎ ‎6．生物的表现型决定于基因型，同时受环境影响。‎ ‎7．当细胞进行减数分裂时，等位基因随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。‎ 13‎