2020版高中生物 第一章 遗传因子的发现 第1节 孟德尔的豌豆杂交实验（一）（Ⅰ）学案 2

2020版高中生物 第一章 遗传因子的发现 第1节 孟德尔的豌豆杂交实验（一）（Ⅰ）学案 2

1 第 1 节　孟德尔的豌豆杂交实验(一) ( Ⅰ ) 1．概述孟德尔的一对相对性状的杂交实验。(重点) 2．阐述孟德尔的一对相对性状的杂交实验的验证及分离定律。(重、难点) 3．运用分离定律解释一些遗传现象。(难点) 一 对 相 对 性 状 的 杂 交 实 验 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)人工异花传粉过程： (2)套袋的目的：防止外来花粉的干扰。 3．一对相对性状的杂交实验 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 比例接近　　3 ∶1 ①P 具有相对性状 ②{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 [合作探讨] 2 探讨1 ：下图是人工异花传粉的实验过程，请据图回答下列问题： (1)步骤①是什么？应该在开花前还是开花后进行？目的是什么？ (2)步骤②是什么？操作前后都要进行套袋处理，目的是什么？ (3)该杂交实验中，母本和父本分别是哪种豌豆？ 提示：(1)步骤①是去雄；应该在开花前(花蕾期)进行；目的是防止自花受粉。 (2)步骤②是人工授粉；套袋的目的是防止外来花粉的干扰。 (3)该杂交实验中，高茎豌豆为母本，矮茎豌豆为父本。 探讨2 ：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 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。 [思维升华] 辨析杂交实验的相关概念 (1)性状类 (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。 1．下列有关孟德尔豌豆杂交实验的叙述，正确的是(　　) A．孟德尔在豌豆开花时进行去雄和授粉，实现亲本的杂交 B．孟德尔研究豌豆花的构造，但无需考虑雌蕊、雄蕊的发育程度 C．孟德尔根据亲本中不同个体表现型来判断亲本是否纯合 3 D．孟德尔利用了豌豆自花传粉、闭花受粉的特性 【解析】　豌豆在花开放之前就自花传粉，故要在开花之前进行去雄和授粉，A 错误； 需要考虑雌蕊和雄蕊的发育程度，在花蕾期去雄，确保实现亲本杂交，B 错误；根据亲本的 杂交后代有无性状分离来判断亲本是否纯合，C 错误；孟德尔利用了豌豆自花传粉、闭花受 粉的特性进行 F1 自交，后代出现一定性状分离比，提出问题和假设，D 正确。 【答案】　D 2．在孟德尔一对相对性状的遗传实验中，下列哪一项不是必须具备的条件(　　) A．选作杂交实验的两亲本一定是纯种 B．所选的一对相对性状一定要有明显的差异 C．一定要让显性亲本作为杂交的母本 D．一定要让两性亲本进行有性杂交 【解析】　孟德尔一对相对性状遗传实验中，所选亲本必须是纯种，A 正确；该实验中， 所选的一对相对性状一定要有明显的差异，便于观察和统计，B 正确；该实验中，孟德尔进 行了正交和反交，因此不一定要让显性亲本作为杂交的母本，C 错误；该实验一定要让两性 亲本进行有性杂交形成子一代，D 正确。 【答案】　C 对 分 离 现 象 的 解 释 和 验 证 1．孟德尔对分离现象的假说 (1)生物的性状是由遗传因子决定的。 (2)体细胞中遗传因子是成对存在的。 (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。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．对分离现象解释的遗传图解 4 F1♀ 配子 F2 F1♂配子 D d D DD 高 Dd(高) d Dd(高) dd(矮) 3.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： [合作探讨] 探讨1 ：通过测交实验的结果可证实以下哪些内容？ ①F1 产生了两种比例相等的配子；②F1 是杂合子；③F1 是纯合子；④F1 在形成配子时， 成对的遗传因子发生了分离。 提示：①②④。 探讨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 还是杂合子？ 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。 [思维升华] 5 　不同交配类型的选择 (1)测交法应用的前提条件是已知生物性状的显隐性。 (2)植物常用自交法，也可用测交法，但自交法更简便。 (3)动物个体不能用自交法，只能用测交法。 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 【解析】　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。 【答案】　B 2．下列叙述中正确的是(　　) A．纯合子自交后代都是纯合子 B．纯合子测交后代都是纯合子 C．杂合子自交后代都是杂合子 D．杂合子测交后代都是杂合子 【解析】　纯合子产生的雌雄配子的遗传因子组成相同，因此自交时，后代均为纯合子； 显性纯合子测交时，后代均为杂合子，隐性纯合子测交时，后代均为纯合子；杂合子产生两 种类型的雌雄配子，相同遗传因子的雌雄配子受精后发育成的个体为纯合子，不同遗传因子 的雌雄配子受精后发育成的个体为杂合子，即杂合子自交和测交的后代既有纯合子也有杂合 子。 【答案】　A 性 状 分 离 比 模 拟 实 验 与 分 离 定 律 1．性状分离比的模拟实验 6 (1)模拟内容[连线]： ①甲、乙两小桶　　　　a．代表雌、雄配子 ②甲、乙两小桶内的彩球 b．代表雌、雄生殖器官 ③不同彩球的随机组合 c．模拟雌、雄配子的随机结合 【提示】　①－b　②－a　③－c (2)过程： (3)结果和结论： 彩球组合类型数量比为 DD∶Dd∶dd≈1∶2∶1。 彩球代表的显隐性数值比为显性∶隐性≈3∶1。 2．识记分离定律的内容及实质 (1)描述对象：遗传因子。 (2)发生时间：在形成配子时。 (3)实质：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。 [合作探讨] 探讨1 ：假如雌雄配子的结合不是随机的，F2 中还会出现 3∶1 的性状分离比吗？ 提示：不会。因为满足孟德尔实验的条件之一是雌、雄配子结合机会相等，即任何一个 雄配子(或雌配子)与任何一个雌配子(或雄配子)的结合机会均相等，这样才能出现 3∶1 的 性状分离比。 探讨2 ：孟德尔进行豌豆杂交实验的程序是什么？测交实验属于哪一过程？ 提示：科学的实验程序是假说—演绎法，包括： 观察现象 提出问题⇒作出假说 解释问题⇒演绎推理 实验验证⇒分析结果 得出结论 测交实验不属于演绎过程而是实验验证过程。 [思维升华] 　“一对相对性状杂交实验”的假说—演绎分析 7 1．孟德尔在探索遗传规律时，运用了“假说—演绎法”，下列相关叙述中不正确的是(　　) 【导学号：10090002】 A．“一对相对性状的遗传实验和结果”属于假说的内容 B．“测交实验”是对推理过程及结果的检验 8 C．“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”属于假说内容 D．“F1(Dd)能产生数量相等的两种配子(D∶d＝1∶1)”属于推理内容 【解析】　孟德尔通过豌豆一对相对性状的杂交实验，在观察和数学统计分析的基础上， 发现了 F2 中高茎豌豆与矮茎豌豆的分离比为 3∶1，而提出“该分离比出现的原因是什么” 这一问题；通过推理和想象，提出“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”等假说；根据这些假说， 推出 F1(高茎)的遗传因子组成及其产生配子的类型，进一步推出 F2 中各种豌豆的遗传因子 组成及其比例，最后通过巧妙地设计“测交实验”检验演绎推理的结论。选项 A 属于问题和 现象，是事实不是假说。 【答案】　A 2．下列有关性状分离比的模拟实验的说法，错误的是(　　) A．两个小桶分别代表雌性生殖器官和雄性生殖器官 B．每个小桶内的不同颜色的小球代表遗传因子不同的配子 C．在抓取小球的过程中，闭上眼睛，同时抓取，会使结果更加准确 D．实验中所用小桶必须同等大小 【解析】　在性状分离比的模拟实验中，要注意尽量减少人为因素的干扰，确保实验结 果的准确性；实验中所用的两个小桶分别代表雌雄生殖器官，其中的小球分别代表雌雄配子， 两个小桶的大小以及小桶内配子的多少没有必要完全相同，因为实际上绝大多数生物的雄配 子数远远多于雌配子数；但一定要保证每个小桶内不同颜色的小球的比例为 1∶1。 【答案】　D 3．分离定律的实质是(　　) 【导学号：10090003】 A．F2(子二代)出现性状分离 B．F2 性状分离比是 3∶1 C．成对的控制相对性状的遗传因子彼此分离 D．测交后代性状分离比为 1∶1 【解析】　分离定律的实质是指体细胞中成对的控制相对性状的遗传因子在形成配子 时彼此分离。 【答案】　C 1．孟德尔选用豌豆作为遗传实验材料的理由是(　　) ①豌豆是闭花受粉植物； ②豌豆在自然状态下一般是纯种； 9 ③用豌豆作实验材料有直接经济价值； ④各品种间具有一些稳定的、差异较大而且容易区分的性状 A．①②③④　　　　　 B．①② C．①②④ D．②③④ 【解析】　豌豆是自花传粉、闭花受粉植物，在自然状态下一般是纯种，且具有易于区 分的相对性状，与经济价值无关。 【答案】　C 2．关于杂合子的叙述，不正确的一项是(　　) A．杂合子的成对遗传因子中，起码有一对是杂合状态 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．杂合子至少产生两种类型的配子 【解析】　由遗传因子组成不同的配子结合成合子而发育成的个体称为杂合子。杂合子 不能稳定遗传，自交后代会发生性状分离，C 正确。在杂合子的成对遗传因子中，至少有一 对是杂合状态，因此杂合子至少产生两种类型的配子，A、D 正确。若两个杂合子杂交，其 后代不一定都是杂合子，B 错误。 【答案】　B 3．在孟德尔一对相对性状的杂交实验中，性状分离是指(　　) A．杂种显性个体自交产生显性和隐性后代 B．杂种显性个体与纯种显性个体杂交产生显性后代 C．杂种显性个体与纯种隐性个体杂交产生显性和隐性后代 D．纯种显性个体与纯种隐性个体杂交产生显性后代 【解析】　性状分离是指在杂种后代中，同时出现显性和隐性两种性状的现象。 【答案】　A 4．下列几组植物杂交中，其实验结果可以用分离定律加以解释的是(　　) A．长毛×卷毛→F1→F2 B．杂合高茎×矮茎→F1 C．高秆×抗病→F1→F2 D．纯合紫花×纯合紫花→F1→F2 【解析】　长毛和卷毛不是一对相对性状，不符合分离定律，A 错误；杂合高茎×矮茎 →F1，为一对相对性状的测交实验，符合分离定律，B 正确；高秆和抗病，不是一对相对性 状，不符合分离定律，C 错误；纯合紫花和纯合紫花为同一性状，不出现性状分离，D 错误。 【答案】　B 5．在做性状分离比的模拟实验时，分别同时从甲小桶和乙小桶抓取彩球 50～100 次， 10 统计彩球组合为 DD 的比例为(　　) A．1/3　 B．1/5　 C．1/2　 D．1/4 【解析】　由于甲、乙两小桶中 D 和 d 的比例是相同的，所以每个小桶中抓取 D 的可能 性为 1/2，两个小桶同时抓取 D 的可能性为 1/2×1/2＝1/4。 【答案】　D 课堂小结： 网络构建 核心回扣 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.分离定律的实质：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。