2022年中图版生物必修第一节《孟德尔遗传试验的科学方法》学案

1、名师精编 优秀教案第一节 孟德尔遗传试验的科学方法一、学习目标：1、了解一般的科学研究方法：实验结果 2、了解两大遗传定律的关系 3、理解孟德尔的科学方法 4、选用豌豆作为实验材料的原因 二、重难点： 假说 实验验证 理论科学研究方法：实验结果 假说 实验验证 理论三、知识结构：1、选用豌豆为实验材料：a、，b、2、实验材料除了豌豆外还有。3、相对形状4、花的颜色种皮的颜色种子的形状植株的高矮5、科学研究方法：。四、典型例题：例题 1：选出下列不是相对性状的一项 A果蝇的红眼和白眼B人类的近视和色盲 C棉花的长绒与短绒 D豌豆花的腋生与顶生 答案：（B）。解析：因为近视指视觉的远近，色盲指视觉

2、的颜色，不是同一性状。孟德尔研究性状遗传，首先是针对一对相对性状的传递情况进行研究，然后再对多对相对性状在一起的传递情况进行研究 这种研究方法是他研究的特点，也是他获得成功的又一原因。例 2、下列四项中，属于相对性状的是（）A、家鸽的长腿与毛腿 B、玉米的黄粒与圆粒 C、豌豆的高茎与矮茎 D、绵羊的白毛和马的黑毛 答案： C 解析： 相对形状是指同种生物同一性状的不同表现类型。家鸽的长腿是指腿的长短性状，毛腿是指腿上毛的有无这一性状，不是同一性状；玉米的黄粒是指玉米种子的颜色这一性状，玉米的圆粒是指玉米种子的形状这一性状，并非同一性状； 绵羊的白毛和马的黑毛不是同一生物的性状。 豌豆的高茎和矮

3、茎是指豌豆茎的长度这一性状的不同表现，所以为一对相对性状。解此类题只要记住一点，变可迎刃而解，物同一性状的不同表现，均不是相对性状。即：同种生物不同性状的不同表现或不同种生例题 3：A. 水稻的粳性与糯性是一对相对性状，由等位基因 A 、a 控制。已知粳性花粉遇碘呈蓝紫色， 糯性花粉遇碘呈红褐色，生物小组某同学获得了某一品系水稻的种子，为了较快地鉴定出这种水稻的基因型，他们将种子播种， 开花后收集大量成熟花粉。将多数花粉置于载玻片上， 滴加 1 滴碘液， 盖上盖玻片， 于光学显微镜下观察到有呈蓝紫色和呈红褐色的名师精编 优秀教案花粉粒。 下图表示在同一载玻片上随机所得的四个视野中花粉粒的分布状

4、况。黑色圆点表示蓝紫色花粉粒，白色圆点表示红褐色花粉粒。（1）统计上述 4 个视野中的两种花粉粒数目，并将结果填入下表（2）在右上方的直角坐标内绘制表示粳性和糯性花粉粒的数量关系图（直方图）。（3）根据统计结果，这一水稻品系中两种花粉粒数量比例约为 _，由此可知该品系水稻是纯合体还是杂合体？_ 。（ 4）如果将此水稻的花粉进行离体培养，所得植株的基因型是 _，在一般情况下，这种植株能否产生可育后代？_，因为 _ 。解析： 遗传规律是高中生物的主干知识，又是重点知识， 其与减数分裂和染色体变异等内容联系在一起，成为命制大型综合题目的素材。此题考察了考试能力要求中的三种能力：第一，理解能力。能把握

5、知识间的内在联系，如第（3）（4）问；第二，鉴别能力。能鉴别试题所给的相关信息，并运用这些信息，结合所学的知识解决相关的生物学问题。如第（1）（3）问；第三，描述能力。能用文字、图表及数学方式等准备描述生物学内容，如第（2）问。正确答案：(1) （2）（3）1：1 杂合体（4）A ，a（或 A 和 a）；不能；在减数分裂中，不能产生正常配子，所以不能形成正常种子例 4：孟德尔遗传规律发生在下列( ) A细菌的生殖过程 C小麦的花粉形成过程B精子和卵子的受精过程 D人肠黏膜表皮细胞的增殖过程本题考察基因基本规律发生的细胞学基础。基因的三大遗传规律均以染色体为载体，都是发生在减数分裂过程中，因此，

6、三大遗传的基本规律限定在有性生殖的真核生物的减数分裂过程，答案是 C。例 5：变异是生物的基本特征之一，细菌产生可遗传变异的来源有 ( ) A 基因突变 B基因重组 C染色体变异 D环境条件的变化本题要考查的知识是对细菌是原核生物、没有染色体的识记，并且细菌的生殖方式是裂殖，不会发生三大遗传基本规律中的重组和结合的拓展性认识。答案是 A 四、知识拓展：豌豆具有一些稳定的、容易区分的性状，这很符合孟德尔的试验要求。所谓性状， 即指生物体的形态、 结构和生理、 生化等特性的总称。在他的杂交试验中，孟德尔全神贯注地研究了7 对相对性状的遗传规律。所谓相对性状，即指同种生物同一性状的不同表现类型，如豌

7、豆花色有红花与白花之分，种子形状有圆粒与皱粒之分等等。为了方便和有利于分析研究起见，他首先只针对一对相对性状的传递情况进行研究，然后再观察多对相对性状在一起的传递情况。这种分析方法是孟德尔获得成功的一个重要原因。1显性性状与隐性性状大家知道，孟德尔的论文的醒目标题是植物杂交试验，因此他所从事试验的方法，主要是“ 杂交试验法 ”。他用纯种的高茎豌豆与矮茎豌豆作亲本（亲本以 P 表示），在它们的不同植株间进行异花传粉。如图 2-4 所示高茎豌豆与矮茎豌豆异花传粉的示意图。结果发现，无论是以高茎作母本， 矮茎作父本， 还是以高茎作父本， 矮茎作母本 （即无论是正交还是反交），它们杂交得到的第一代植株

8、（简称“子一代 ” ，以 F1 表示）都表现为高茎。也就是说，就这一对相对性状而言，F1 植株的性状只能表现出双亲中的一个亲本的性状 高茎，而另一亲本的性状 矮茎，则在 F1 中完全没有得到表现。名师精编 优秀教案又如，纯种的红花豌豆和白花豌豆进行杂交试验时，无论是正交还是反交，F1 植株全都是红花豌豆。正因为如此，孟德尔就把在这一对性状中，F1 能够表现出来的性状，如高茎、红花，叫做显性性状，而把 F1 未能表现出来的性状，如矮茎、白花，叫做隐性性状。孟德尔在豌豆的其他 5 对相对性状的杂交试验中，都得到了同样的试验结果，即都有易于区别的显性性状和隐性性状。2分离现象及分离比在上述的孟德尔杂

9、交试验中，由于在杂种 F1 时只表现出相对性状中的一个性状 显性性状，那么，相对性状中的另一个性状 隐性性状，是不是就此消失了呢？能否表现出来呢？带着这样的疑问，孟德尔继续着自己的杂交试验工作。孟德尔让上述 F1 的高茎豌豆自花授粉，然后把所结出的 F2 豌豆种子于次年再播种下去，得到杂种 F2 的豌豆植株，结果出现了两种类型：一种是高茎的豌豆（显性性状）， 一种是矮茎的豌豆（隐性性状） ，即：一对相对性状的两种不同表现形式 高茎和矮茎性状都表现出来了。孟德尔的疑问解除了，并把这种现象称为分离现象。不仅如此，孟德尔还从 F2的高、 矮茎豌豆的数字统计中发现：在 1064 株豌豆中，高茎的有 7

10、87 株，矮茎的有 277 株，两者数目之比，近似于 31。如图 2-4A 所示。孟德尔以同样的试验方法，又进行了红花豌豆的 F1 自花授粉。在杂种 F2 的豌豆植株中，同样也出现了两种类型：一种是红花豌豆（显性性状），另一种是白花豌豆（隐性性状）。对此进行数字统计结果表明，在 929 株豌豆中， 红花豌豆有 705 株，白花豌豆有 224 株，二者之比同样接近于 31。孟德尔还分别对其他 5 对相对性状作了同样的杂交试验，其结果也都是如此。我们概括上述孟德尔的杂交试验结果，至少有三点值得注意：（1）F1 的全部植株，都只表现某一亲本的性状（显性性状 时遮盖而未表现（隐性性状）。），而另一亲本

11、的性状，则被暂（2）在F2 里，杂交亲本的相对性状 显性性状和隐性性状又都表现出来了，这就是性状分离现象。由此可见，隐性性状在 了。F1 里并没有消失，只是暂时被遮盖而未能得以表现罢（3）在 F2 的群体中，具有显性性状的植株数与具有隐性性状的植株数，常常表现出一定 的分离比，其比值近似于 31。3对性状分离现象的解释孟德尔对上述7 个豌豆杂交试验结果中所反映出来的、值得注意的三个有规律的现象感到吃惊。事实上，他已认识到，这绝对不是某种偶然的巧合，而是一种遗传上的普遍规律，但对 于 31 的性状分离比，他仍感到困惑不解。经过一番创造性思维后，终于茅塞顿开，提出 了遗传因子的分离假说，其主要内容

12、可归纳为：（1）生物性状的遗传由遗传因子决定（遗传因子后来被称为基因）。（2）遗传因子在体细胞内成对存在，其中一个成员来自父本，另一个成员来自母本，二者 分别由 精卵细胞带入。在形成配子时，成对的遗传因子又彼此分离，并且各自进入到一个 配子中。这样， 在每一个配子中，就只含有成对遗传因子中的一个成员，这个成员也许来自 父本，也许来自母本。（3）在杂种 F1 的体细胞中，两个遗传因子的成员不同，它们之间是处在各自独立、互不 干涉的状态之中， 但二者对性状发育所起的作用却表现出明显的差异，即一方对另一方起了决定性的作用， 因而有显性因子和隐性因子之分，之分。随之而来的也就有了显性性状与隐性性状（4

13、）杂种 F1 所产生的不同类型的配子，其数目相等，而雌雄配子的结合又是随机的，即各种不同类型的雌配 子与雄配子的结合机会均等。名师精编 优秀教案为了更好地证明分离现象，下面用一对遗传因子的图解来说明孟德尔的豌豆杂交试验及其假说，如图2-5 所示。我们用大写字母D 代表决定高茎豌豆的显性遗传因子，用小写字母d代表矮茎豌豆的隐性遗传因子。在生物的体细胞内，遗传因子是成对存在的，因此，在纯种高茎豌豆的体细胞内含有一对决定高茎性状的显性遗传因子 DD ，在纯种矮茎豌豆的体细胞内含有一对决定矮茎性状的隐性遗传因子 dd。杂交产生的 F1 的体细胞中， D 和 d 结合成Dd，由于 D（高茎）对 d（矮茎

14、）是显性，故 F1 植株全部为高茎豌豆。当 F1 进行减数分裂时，其成对的遗传因子 D 和 d 又得彼此分离，最终产生了两种不同类型的配子。一种是含有遗传因子 D 的配子，另一种是含有遗传因子 d 的配子，而且两种配子在数量上相等，各占 1/2。因此，上述两种雌雄配子的结合便产生了三种组合：DD 、Dd 和 dd，它们之间的比接近于 12 1，而在性状表现上则接近于 3（高） 1（矮）。因此， 孟德尔的遗传因子假说，使得豌豆杂交试验所得到的相似结果有了科学的、圆满的解释。基因型与表现型我们已经看到，在上述一对遗传因子的遗传分析中，遗传下来的和最终表现出来的并不完全是一回事，如当遗传结构为 DD

15、 型时， 其表现出来的性状是高茎豌豆，而遗传结构为 Dd 型时，其表现出来的也是高茎豌豆。像这样，生物个体所表现出来的外形特征和生理特性叫做表现型，如高茎与矮茎， 红花与白花； 而生物个体或其某一性状的遗传基础，则被称为基因型，如高茎豌豆的基因型有 DD 和 Dd 两种，而矮茎豌豆的基因型只有 dd 一种。由相同遗传因子的配子结合成的合子发育而成的个体叫做纯合体，如 DD 和 dd 的植株；凡是由不同遗传因子的配子结合成的合子发育而成的个体则称为杂合体，如 Dd 。基因型是生物个体内部的遗传物质结构，个体的表现型。例如，含有显性遗传因子因此，生物个体的基因型在很大程度上决定了生物 D 的豌豆植

16、株（ DD 和 Dd）都表现为高茎，无显性遗传因子的豌豆植 株（ d d）都表现为矮茎。由此可见，基因型是性状表现的内在因素，而表现型则是基因型的表现形式。由以上分析我们还可知道，表现型相同，基因型却并不一定相同。例如，DD 和 Dd 的表现型都是高茎，但其基因型并不相同，并且它们的下一代有差别：而 Dd 的下一代则有分离现象 既有高茎，也有矮茎。4分离规律的验证DD 的下一代都是高茎的，前面讲到孟德尔对分离现象的解释，仅仅建立在一种假说基础之上，他本人也十分清楚这一点。假说毕竟只是假说，不能用来代替真理，要使这个假说上升为科学真理，单凭其能清楚地解释他所得到的试验结果，那是远远不够的，还必须

17、用实验的方法进行验证这一假说。下面介绍孟德尔设计的第一种验证方法，也是他用得最多的测交法。测交就是让杂种子一代与隐性类型相交，用来测定F1 的基因型。按照孟德尔对分离现象的解释，杂种子一代 F1（Dd）一定会产生带有遗传因子 D 和 d 的两种配子，并且两者的数目相等；而隐性类型（dd）只能产生一种带有隐性遗传因子 d 的配子，这种配子不会遮盖 F1中遗传因子的作用。所以，测交产生的后代应当一半是高茎（Dd）的，一半是矮茎（dd）的，即两种性状之比为 11。如图 2-6 所示测交实验的方法。孟 德尔用子一代高茎豌豆（Dd）与矮茎豌豆（ dd）相交，得到的后代共 64 株，其中高茎的30 株，矮茎的 34 株，即性状分离比接近 11，实验结果符合预先设想。对其他几对相对性状的测交试验，也无一例外地得到了近似于 11 的分离比。孟德尔的测交