高中生物第一章遗传因子的发展第1节孟德尔的豌豆杂交实验一导学案新人教版必修

高中生物第一章遗传因子的发展第1节孟德尔的豌豆杂交实验一导学案新人教版必修

真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 1 第一章 遗传因子的发展 第 1 节 孟德尔的豌豆杂交实验（一）（Ⅰ） 1. 阐明用豌豆做遗传实验容易成功的原因并掌握相关的基本操作。 2. 掌握孟德尔一对相对性状 的杂交实验过程。(重点) 3. 理解孟德尔对分离现象做出的假设，并能画出遗传图解。(重、难点) 一、一对相对性状的杂交实验(阅读教材 P2～P4) 1．豌豆作为遗传实验材料的优点 (1) 自花传粉和闭花受粉，自然状态下一般为纯种。 (2) 具有易于区分的相对性状，且能稳定遗传。 2．豌豆杂交实验 (1) 实验步骤：去雄→套袋→人工授粉→套袋。 (2) 套袋的目的：防止外来花粉的干扰。 (3) 性状的表现：母本表现为高茎，父本表现为矮茎。 3．实验过程分析 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 比例接近 3∶1 ①P 具有相对性状； ②性状 显性性状是高茎 隐性性状是矮茎 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 4. 杂交实验常用符号及含义 符号 P F1 F2 × ♀ ♂ 含义 亲本 子一代 子二代 自交 杂交 母 本 或 雌配子 父本或 雄配子 二、对分离现象的解释(阅读教材 P5) 1．理论解释 (1) 生物的性状是由遗传因子决定的。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 2 (2) 体细胞中遗传因子是成对存在的。 (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。配子中只含 有每对遗传因子中的一个。 (4) 受精时，雌雄配子的结合是随机的。 2．遗传图解 1．连线 2．判断 (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) (2016·济南市检测) 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。(×) 主题一 一对相对性状的杂交实验[学生用书 P2] 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 3 用豌豆做遗传实验容易成功的原因分析 豌豆的特点 成功的关键 自花传粉植物，而且是闭花受粉 避免外来花粉混杂，结果既可靠又容易分析 具有许多容易区分的相对性状 实验结果容易观察和分析 易于栽培，生长期短 实验周期短，实验易于开展和分析 能产生较多的种子 便于收集数据，利于结果的统计 花较大 易于进行人工异花传粉 人工杂交的基本操作 (1) ①为去雄，即除去花的全部雄蕊，该过程的目的是防止自花传粉，结合豌豆花的受粉特点分析，该操 作过程应在雄蕊和雌蕊未成熟(填“成熟”或“未成熟”) 时进行。 (2) ②为套袋，目的是防止外来花粉的干扰。 (3) ③为人工异花传粉，即待雌蕊成熟时，采集另一朵花的花粉撒在去雄花的雌蕊的柱头上。 (4) ④为再套袋，目的是防止外来花粉干扰。 正交、反交实验分析 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 4 (1) 高茎为显性性状。 (2) 孟德尔对F2中的不同性状的个体进行数量统计，结果显示787株是高茎，277株是矮茎，比例接近于3∶1， 而且正反交的结果相同(相同、不同) 。 若 F2 共获得 20 株豌豆，矮茎个体一定是 5 株吗？说明原因。 提示：不一定。样本数量太少，不一定完全符合 3∶1 的分离比，孟德尔实验中的比例是在实验材料足够多 的情况下得出的。 1．豌豆杂交实验的操作方法 2. 相关概念辨析 (1) 性状类 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 5 (2) 交配类 ①杂交：遗传因子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。自交是获得纯合子的有效方法。 ③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。 3．相对性状的判断 已知条件 相对性状 亲本组合 (性状表现) 后代性状表现 显性 性状 隐性 性状 甲性状× 乙性状 只出现甲性状后代 (后代足够多时) 甲 乙 甲性状× 甲性状 出现甲、乙两种性状的后代 甲 乙 甲性状∶乙性状＝3∶1(后代 足够多时) 甲 乙 豌豆人工杂交的基本操作 1．如图为孟德尔的一对相对性状的杂交实验部分过程示意图。下列相关叙述中错误的是( ) 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 6 A．该杂交实验中，高茎为母本，矮茎为父本 B．过程①为去雄，该操作要在花蕾期进行 C．过程②为授粉，授粉前后要套袋 D．由于豌豆的相对性状较少，所以容易区分 解析：选 D。豌豆的相对性状较多，都较容易区分。 除豌豆外，其他常用遗传学材料及特点 (1) 玉米：①雌雄同株且为单性花，便于人工授粉； (2) ②生长周期短，繁殖速度快； (3) ③相对性状差别显著，易于区分观察； (4) ④产生的后代数量多，统计更准确。 (2) 果蝇： ①易于培养，繁殖快； ②染色体数目少且大； ③产生的后代多； ④相对性状易于区分。 [注意] 作为遗传实验材料，果蝇、豌豆、玉米都具有相同的优点：具有明显的可区分的相对性状；繁殖 周期短，适于作杂交分析；材料易于种养；繁殖能力强，有足够多的后代可作统计分析。 相关概念辨析 2．(2016·湖北宜昌月考) 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 相对性状中的性状表现并不都是只有两种，还可能有多种性状表现，例如：人的 ABO 血型系统中有 A 型、B 型、AB 型和 O 型四种性状表现。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 7 正反交实验的结果分析 3．一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 主题二 对分离现象的解释[学生用书 P4] 结合图示完成“假说”内容。 1．相关概念辨析 (1) 遗传因子类 ①显性遗传因子：控制显性性状的遗传因子(如 D) 。②隐性遗传因子：控制隐性性状的遗传因子(如 d) 。 (2) 个体类 ①遗传因子组成：与表现型有关的遗传因子组成，如 DD、Dd 和 dd。 ②纯合子：遗传因子组成相同的个体，如 DD 和 dd。③杂合子：遗传因子组成不同的个体，如 Dd。 2．假说的相关解读 (1) ①遗传因子不融合、不消失； 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 8 显性性状：由显性遗传因子控制(用大写字母表示) 。 隐性性状：由隐性遗传因子控制(用小写字母表示) 。 ②一对相对性状的不同表现类型用同一字母的大小写来表示。 ③显性遗传因子对隐性遗传因子有显性作用。显性作用指成对的是显隐遗传因子时，个体只表现显性遗传 因子控制的性状。 (2) 注意——“成对”的含义 ①控制相对性状的两个遗传因子才能成对。如 AA、Aa、bb； ②控制不同性状的两个遗传因子不能成对。如 AB、Da、ad。 (3) 每个配子中只含每对遗传因子的一个。 (4) 雄配子中每种配子与雌配子中每种配子的结合机会是均等的。 相关概念的理解 1．(2016·南京市检测) 下列关于遗传学基本概念的叙述，正确的是( ) A．后代同时出现显性性状和隐性性状的现象就叫性状分离 B．纯合子自交产生的子一代所表现的性状就是显性性状 C．性状相同，遗传因子组成不一定相同 D．兔的白毛和黑毛，狗的长毛和卷毛都是相对性状 遗传因子、性状等概念间的相互联系 杂交实验的假说解释 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 9 2．孟德尔对于遗传学的重要贡献之一是巧妙地设计了实验否定了融合遗传方式。为了验证孟德尔遗传方式 的正确性，有人用一株开红花的烟草和一株开白花的烟草作为亲本进行实验。在下列预期结果中，支持孟 德尔遗传方式而否定融合遗传方式的是( ) A．红花亲本与白花亲本杂交的 F1 代全为红花 B．红花亲本与白花亲本杂交的 F1 代全为粉红花 C．红花亲本与白花亲本杂交的 F2 代按照一定比例出现花色分离 D．红花亲本自交，子代全为红花；白花亲本自交，子代全为白花 解析：选 C。所谓融合遗传指杂交实验中，由于遗传物质在子代中融合使 F1 性状介于双亲之间，且以后无法 分离，所以 C 答案中 F2 代按照一定比例出现花色分离否定了融合遗传而支持孟德尔遗传方式。 3．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，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 的遗传因子组成是 EE、Ee 和 ee，其比例为 1∶2∶1 D．F2 的表现类型为晚熟和早熟，其比例约为 3∶1 核心知识小结 [要点回眸] [规范答题] 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．。 4. 显隐性性状的判断方法 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 10 (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．．．。 [随堂检测][学生用书 P5] 1．下列各组中属于相对性状的是( ) A．兔的长毛和短毛 B．玉米的黄粒和圆粒 C．棉纤维的长和粗 D．马的白毛和鼠的褐毛 2．遗传因子组成为 Aa 的植物体产生的雌雄配子的数量比例是( ) A．雌配子∶雄配子＝1∶1 B．雄配子 A∶雌配子 a＝1∶1 C．雄配子∶雌配子＝3∶1 D．雄配子比雌配子多 解析：选 D。遗传因子组成为 Aa 的个体产生两种类型的配子，其比例为 1∶1，是指雄配子中 A∶a＝1∶1， 雌配子中 A∶a＝1∶1。植物体产生雄配子的数量远多于雌配子。 3．用豌豆进行遗传实验时，下列操作错误的是( ) A．杂交时必须在开花前除去母本的雄蕊 B．自交时，雄蕊和雌蕊都无须除去 C．杂交时，必须在开花前除去母本的雌蕊 D．人工授粉后，应套袋 解析：选 C。豌豆是严格的自花传粉、闭花受粉植物，其花属于两性花，所以在自交时无须除去雄蕊和雌蕊； 在杂交时，必须在开花前除去母本的全部雄蕊，并套袋，待雌蕊成熟后再授以其他植株的花粉，人工授粉 后也要套袋；套袋的目的都是防止其他植株花粉的干扰。 4．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。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 11 如图是孟德尔用杂交得到的子一代(F1) 分别作为父本、母本再进行杂交的实验结果示意图，根据基因的分 离定律，下列说法正确的是( ) A．①②和③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 解析：选 C。根据孟德尔一对相对性状的杂交实验，图中 F2 中①②③的遗传因子组成分别是 Yy、Yy、yy， 故①②的子叶颜色为黄色，③的子叶颜色为绿色。 5．两株高茎豌豆杂交，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×gg B．GG×Gg C．Gg×Gg D．gg×gg 6．蛇的黑斑与黄斑是一对相对性状，现进行如下杂交实验： 甲：P 黑斑蛇×黄斑蛇 乙：P 黑斑蛇×黑斑蛇 ↓ ↓ F1 黑斑蛇 黄斑蛇 F1 黑斑蛇 黄斑蛇 根据上述杂交实验，下列结论不正确的是( ) A．所有黑斑蛇的亲本至少有一方是黑斑蛇 B．黄斑是隐性性状 C．甲实验中，F1 中的黑斑蛇与亲本黑斑蛇的遗传因子组成相同 D．乙实验中，F1 中的黑斑蛇与亲本黑斑蛇的遗传因子组成相同 解析：选 D。由乙实验可知黑斑为显性性状(假设遗传因子分别用 A、a 表示) ，乙实验中亲本遗传因子组成 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 12 都是 Aa，则 F1 的遗传因子组成有 AA、Aa、aa，其中 AA、Aa 是黑斑蛇，故乙实验中，F1 中的黑斑蛇与亲本 黑斑蛇的遗传因子组成不完全相同。 7．如图为豌豆的一对相对性状遗传实验过程图解，请据图回答下列问题： (1) 该实验的亲本中，父本是________，母本是________。 (2) 操作①叫________，操作②叫________；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，则杂种种子播下去后，长出的豌豆植株开的花为________色。 (4) 若亲本皆为纯合子，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____________。 (5) F2 开红花的个体中，纯合子所占的比例为______________。 答案：(1) 矮茎植株 高茎植株 (2) 去雄 传粉 要在花蕾期进行 要干净、完全、彻底 要外套罩子(袋 子) (3) 红 (4) 3∶1 AA、Aa、aa 1∶2∶1 (5) 1/3 [课时作业][学生用书 P109(独立成册) ] 一、选择题 1．豌豆在自然状态下为纯种的原因是( ) A．豌豆品种间性状差异大 B．豌豆先开花后受粉 C．豌豆是闭花受粉、自花传粉的植物 D．豌豆是自花传粉的植物 解析：选 C。豌豆是自花传粉的植物，而且是闭花受粉，避免了外来花粉的干扰，因此豌豆在自然状态下一 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 13 般都是纯种。 2．人工异花传粉的过程正确的是( ) ①花粉成熟前 ②花粉成熟时 ③花谢后 ④套袋 ⑤去雄 ⑥异花传粉 A．②⑤④③⑥④ B．①④⑤②⑥④ C．①⑤④②⑥ D．①⑤④②⑥④ 解析：选 D。人工异花传粉的关键是避免非目的花粉的传粉，所以花粉成熟前去雄，目的是避免自花传粉。 异花传粉前后都要套袋，避免其他成熟花粉影响结果。 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 4．下列杂交组合(遗传因子 E 控制显性性状，e 控制隐性性状) 产生的后代中，会发生性状分离的组合是 ( ) A．EE×ee B．EE×Ee C．EE×EE D．Ee×Ee 解析：选 D。杂合子自交产生的后代发生性状分离。由于 EE 为显性纯合子，不管其与哪种个体交配，后代 均表现为显性性状。 5．大豆的紫花和白花为一对相对性状。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∶101 白花 ③紫花×白花→紫花 ④紫花×白花→98 紫花∶107 白花 A．①和② B．③和④ C．①和③ D．②和③ 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 14 解析：选 D。运用概念来判断。纵观四组杂交实验，杂交实验③符合显隐性性状的概念：具有一对相对性状 的亲本杂交，后代只表现一个亲本的性状(紫花) ，此性状(紫花) 即为显性性状，未表现出来的性状(白花) 为隐性性状。杂交实验②后代出现性状分离现象，且紫花∶白花＝3∶1，符合孟德尔的分离定律，所以紫 花为显性性状、白花为隐性性状。杂交实验①④不符合概念，从两组杂交实验中无法区分哪个为显性性状， 哪个为隐性性状。 6．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．② B．②④ C．②③④ D．①②③④⑤ 7．已知番茄红果(B) 对黄果(b) 是显性，用红果番茄和黄果番茄杂交，所得 F1 全为红果，让 F1 植株自交， 共获得 200 个黄果番茄。从理论上分析，获得的番茄总数为( ) A．1 200 个 B．800 个 C．200 个 D．400 个 解析：选 B。由红果番茄和黄果番茄杂交，所得 F1 全为红果可知，亲代红果番茄为显性纯合子 BB，而 F1 为杂合子 Bb，其自交所得后代中，会出现红果∶黄果＝3∶1 的性状分离比，即黄果占总数的比例为 1/4， 因此，番茄总数应为 800 个。 8．在香水玫瑰的花色遗传中，红花、白花为一对相对性状，受一对遗传因子的控制(用 R、r 表示) 。从下 面的杂交实验中可以得出的正确结论是( ) 杂交组合 后代性状 一 红花 A×白花 B 全为红花 二 红花 C×红花 D 红花与白花之比约为 3∶1 A. 红花为显性性状 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 15 B．红花 A 的遗传因子组成一定为 Rr C．红花 C 与红花 D 的遗传因子组成不同 D．白花 B 的遗传因子组成为 Rr 二、非选择题 9．玉米是一种雌雄同株的植物，其顶部开雄花，下部开雌花。在一个育种实验中，采用 A、B 两棵植株进 行如图所示的杂交实验： 实验一 在杂交Ⅰ中，将植株 A 的花粉粒转移到同一植株的雌花上，授粉后，雌花发育成穗轴上的玉米粒。 实验二 在杂交Ⅱ中，植株 B 的花粉粒被转移到同一植株的雌花上，进行授粉。 实验三 在杂交Ⅲ中，植株 A 的花粉粒被转移到与植株 B 具有相同的遗传因子组成的另一植株的雌花上进 行授粉。 上述三种杂交所获得玉米粒的颜色如下表所示： 杂交 紫红玉米粒 黄玉米粒 Ⅰ 587 196 Ⅱ 0 823 Ⅲ 412 396 (1) 在玉米粒颜色这一对相对性状中，隐性性状是 ________________________， 其理由是 ___________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2) 用 G 代表显性性状，g 代表隐性性状，则植株 A 的遗传因子组成为________，植株 B 的遗传因子组成为 ________。杂交Ⅰ的子代中，紫红玉米粒的遗传因子组成是________。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 16 (3) 杂交Ⅰ的子代中，紫红玉米粒中杂合子所占比例为________。 答案：(1) 黄色 从杂交Ⅰ可知，植株 A 自交，后代出现性状分离，且紫红玉米粒∶黄玉米粒≈3∶1，说 明紫红色是显性性状，黄色是隐性性状 (2) Gg gg GG、Gg (3) 2/3 10．观察南瓜果实的颜色遗传图解，据图回答下列问题： (1) 果实的黄色和白色是一对相对性状吗？ ________________________________________________________________________。 判断的依据是 ________________________________________________________________________。 (2) 果实的颜色中属于显性性状的是 ________________________________________________________________________， 判断依据是 ________________________________________________________________________。 (3) F1 中出现黄果和白果，属于性状分离吗？________。判断依据是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4) 假如 F1 中一株白果南瓜植株自交结了 4 个南瓜，颜色情况是________，判断依据是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1) 是 黄色与白色属于同种生物的同一性状的不同表现类型 (2) 白色 F1 中的白果自交后代出 现了性状分离 (3) 不属于 性状分离应是杂种自交出现的，而 F1 出现的黄果和白果是一对相对性状杂交 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 17 得到的 (4) 各种情况均有可能 在果实数量比较少的情况下，不符合白∶黄＝3∶1 的性状分离比。