遗传因子的发现

第一章遗传因子的发现第1节孟德尔的豌豆杂交实验(一)◆课标知识导航学习要求重要指数了解用豌豆作遗传实验容易成功的原因★理解1.孟德尔的一对相对性状的杂交实验过程及其解释2．分离定律的内容★★应用1.孟德尔遗传实验的科学方法和创新思维2．假说—演绎法★★教材归纳基础自查自主学习空间一、用豌豆作实验材料的优点及方法1．豌豆的特点特点优势

传粉和

受粉，自然状态下，一般是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

，且能

地遗传给后代实验结果易于观察和分析自花闭花纯种相对性状稳定2.人工异花传粉的步骤(1)

：除去母本未成熟花的全部雄蕊。 ↓(2)套袋：套上纸袋，以免受外来花粉干扰。↓(3)

：待雌蕊成熟时，采集另一植株的花粉，撒在除去雄蕊的柱头上。↓(4)套袋：传粉后继续套袋，防止外来花粉干扰。去雄传粉二、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)性状：高茎∶

比例接近：3∶1(1)P具有

性状(2)F1全部表现为

性状(3)F2出现

现象，分离比为显性性状∶隐性性状≈3∶1矮茎相对显性性状分离三、对分离现象的解释1．孟德尔对分离现象提出的假说(1)生物的性状是由

决定的。(2)体细胞中遗传因子是

存在的。(3)配子中的遗传因子是

存在的。(4)受精时，雌雄配子的结合是

的。遗传因子成对单个随机2．遗传图解即F2遗传因子组成及比例约为：1

∶2

∶1

。F2性状表现型及比例约为：

∶

。DDDddd3高茎1矮茎四、对分离现象解释的验证1．方法：

，即让F1与

杂交。2．实验图解测交隐性纯合子3．结果：高茎与矮茎两种性状分离比接近

。4．结论：实验结果符合预期的设想，从而证实

，产生

两种配子，这两种配子的比例接近

。1∶1F1是杂合子D和d1∶1五、分离定律1．描述对象：

。2．发生时间：在形成

时。3．实质：控制同一性状的成对的

发生分离，分离后的

分别进入

中，随

遗传给后代。遗传因子配子遗传因子遗传因子不同的配子配子 在孟德尔杂交实验中，随机从实验后的植株中选取4株豌豆，是否一定是3株高茎植株和1株矮茎植株？为什么？ 不一定。3∶1的分离比是在对F2中高茎和矮茎的个体进行数量统计时分析得出的数量关系，统计的数量越多越接近于3∶1，否则有可能偏离这一比例。趣味应用1 抓取时，为什么要暗箱操作，且随机抓取小球？

受精时，雌雄配子的结合是随机的。趣味应用2要点突破典例精析重点难点解读1.选豌豆作为实验材料的原因(1)在自然状态下一般都是纯种，用豌豆做人工杂交实验，结果既可靠，又容易分析。①豌豆是自花传粉植物，且是闭花受粉，即豌豆花在未开放时，就已经完成了受粉，避免了外来花粉的干扰。解读1一对相对性状的杂交实验

②自花传粉和异花传粉的概念a．自花传粉：两性花的花粉，落到同一朵花的雌蕊柱头上的过程叫做自花传粉，也叫自交。b．异花传粉：两朵花之间的传粉过程叫做异花传粉。不同植株的花进行异花传粉时，供应花粉的植株叫做父本(♂)，接受花粉的植株叫做母本(♀)。③人工异花传粉的过程 人工异花传粉时，为何要去雄？两次套袋处理的目的是什么？

(1)去雄的目的是防止其进行自花传粉；(2)两次套袋处理都是为了防止雌蕊接受其他花粉，影响实验结果。

(2)豌豆植株具有易于区分的性状。①性状：生物体的形态特征或生理特性。②相对性状：一种生物的同一种性状的不同表现类型，叫做相对性状。如豌豆植株的高茎和矮茎，种子的圆粒和皱粒等。(3)豌豆一次能繁殖产生许多后代，因而很容易收集到大量的数据用于分析。【归纳总结】区分相对性状的方法一看：是否为同一种生物；二看：是否为同一种性状；三看：是否为同一性状的不同表现类型。即看两个相同(同种生物、同种性状)和一个不同(不同表现类型)2．一对相对性状的杂交实验(1)实验过程：P纯种高茎♀

×纯种矮茎♂

↓

F1高茎

↓⊗F2高茎矮茎个体数787

∶

277比例3

∶

1此过程中各种符号的含义(2)实验现象①无论亲本正交还是反交，F1只表现出亲本的显性性状。②F2中显性性状、隐性性状分离，分离比为3∶1。PF1F2×♀♂亲本子一代子二代杂交自交雌性个体雄性个体(3)相关概念①杂交(×)：含有不同遗传物质的个体相交。也指不同品种间的交配。植物可指不同品种间的异花传粉。②自交(⊗)：含有相同遗传物质的个体相交。植物的自花传粉是自交。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。④性状分离：杂种的后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象。如F1为杂合黄色子粒，其自交的后代中出现黄色与绿色两种性状。⑤显性性状：具有相对性状的两纯种亲本杂交，F1表现出来的那个亲本的性状。⑥隐性性状：具有相对性状的两纯种亲本杂交，F1未表现出来的那个亲本的性状。 (改编题)下列关于遗传学基本概念等方面的叙述中不正确的是(

)A．杂种的后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象就叫性状分离B．纯合子交配产生的子一代所表现出的性状就是显性性状C．自交可用于植物纯合子、杂合子的鉴定D．正交和反交是相对而言的例1【解析】

显性性状是指具有相对性状的两纯种亲本杂交，F1表现出来的性状。而隐性纯合子之间交配后代都会表现为隐性性状。纯合子自交后代都是纯合子，杂合子自交后代会发生性状分离，利用这一特点，可以用来鉴定植物是否为纯合子。【答案】

B 纯种甜玉米与非甜玉米间行种植，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．与传粉有关变式训练1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。非甜玉米上结的子粒都是非甜的，非甜玉米的胚珠可能有两种受精方式，一种是自花传粉，得到纯合非甜玉米子粒；另一种是异花传粉，得到杂合的非甜子粒。由此可确定非甜对甜是显性。甜玉米果穗上结的子粒有甜的，也有非甜的，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，得到的是杂合的子粒，表现型为非甜。由此也可以确定非甜对甜是显性。故选B。答案：B1.假说(1)生物的性状是由遗传因子决定的。①遗传因子就像一个个独立的颗粒，既不相互融合，也不会在传递中消失。②显性遗传因子用大写字母表示(如D)，隐性遗传因子用小写字母表示(如d)。解读2对分离现象的解释

(2)体细胞中遗传因子成对存在。①对“成对”的理解：两个遗传因子相同或控制一对相对性状。如DD、Dd、dd。②纯合子：遗传因子组成相同的个体。如纯种高茎豌豆DD、纯种矮茎豌豆dd。③杂合子：遗传因子组成不同的个体。如F1的杂种豌豆Dd。(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。①配子的遗传因子只含有每对遗传因子中的一个。②遗传因子组成为Dd的生物体，产生的雌、雄配子各有D和d两种类型，且比值为1∶1。(4)受精时，雌雄配子的结合是随机的。例如：含遗传因子D的配子既可以与含遗传因子D的配子结合，又可以与含遗传因子d的配子结合，且结合的机会相等。(5)显性遗传因子D对隐性遗传因子d有显性作用(称完全显性)，即Dd的个体表现为显性遗传因子D控制的高茎。2．分析图解孟德尔的假说内容可用以下图解说明：正确理解“F1产生数量相等的两种配子”F1产生数量相等的两种配子是指F1中的父本植株产生的雄配子中，D∶d＝1∶1，母本植株产生的雌配子D∶d＝1∶1，一定不能理解为F1产生了数量相等的雄配子和雌配子。在自然界中，无论是植物还是动物，其产生的雄配子数量要远远多于雌配子。【归纳总结】F2出现3∶1的性状分离比需要的条件(1)子一代个体形成的两种配子数目相等且生活能力相同；(2)雌雄配子结合的机会均等；(3)子二代不同基因型的个体存活率相等；(4)观察的子代样本数目足够多。3．实验：性状分离比的模拟 抓取小球前彩球要充分摇匀，抓取小球后要将彩球放回原来的小桶内，采取这些措施的目的是什么？ 采取这些措施都是为了使每个小桶内的两种彩球数量相等，被抓取的机会均等，这样两个彩球的组合才符合随机结合。 用黄色公鼠a分别与黑色母鼠b和c交配，在几次产子中，母鼠b产子为9黑6黄，母鼠c产的子代全为黑色。那么亲代a、b、c中为纯合子的是(

)A．b和c B．a和cC．a和b D．只有a【解析】

据黄色公鼠a×黑色母鼠c→后代全为黑色可知，黄色为隐性性状，黑色为显性性状，黄色公鼠为隐性纯合子，黑色母鼠c为显性纯合子。又据黑色母鼠b与黄色公鼠a交配，后代中出现性状分离可知，b为杂合子。故选B。【答案】

B例2 Y(黄色)和y(白色)是控制某种蝴蝶体色的一对遗传因子，雄性有黄色和白色，雌性只有白色。下列杂交组合中，可以从其子代表现型判断出性别的是(

)A．♀yy×♂yy B．♀Yy×♂yyC．♀yy×♂YY D．♀Yy×♂Yy解析：对于雄性个体YY或Yy均表现为黄色，而yy表现为白色；对于雌性个体来讲，Y_和yy均表现为白色。因此要想根据子代表现型判断性别，就应让子代不出现yy，如yy×YY，子代中凡黄色(Yy)均为雄性，凡白色(Yy)均为雌性。答案：C变式训练21.假说—演绎法的应用举例：孟德尔的豌豆杂交实验(1)在观察和分析基础上提出问题孟德尔用豌豆做了大量杂交实验，在对实验结果进行观察、记录和进行数学统计分析的过程中，发现杂种后代中出现一定比例的性状分离，提出问题：F2为什么出现3∶1?(2)通过推理和想象提出解释问题的假说他通过严谨的推理和大胆的想象而提出假说，并对性状分离现象作出尝试性解释。解读3对分离现象解释的验证

(3)根据假说进行演绎推理他巧妙地设计了测交实验，测交实验不可能直接验证假说本身，而是验证由假说演绎出的推论，即：如果遗传因子决定生物性状的假说是成立的，那么，根据假说可以对测交实验结果进行理论推导和预测；然后，将实验获得的数据与理论推导值进行比较，如果二者一致，证明假说是正确的，反之亦然。(4)实验检验演绎推理孟德尔及后来数位科学家做的大量实验都验证了孟德尔假说的真实性。(5)得出结论孟德尔假说最终发展为遗传学的经典理论。假说—演绎法是通过证明演绎推理的结果和结论，从而间接证明演绎推理的依据—假说的正确与否。2．测交(1)方法：让F1与隐性纯合子杂交。(2)过程及结果(3)作用：①测定F1配子的种类和比例；②测定F1的遗传因子组成；③预测F1在形成配子时遗传因子的行为(根本目的)。(4)验证结果孟德尔测交实验的结果与预期的结果相符，从而证实了：①F1是杂合子(Dd)；②F1产生两种类型(D和d)的配子且比例相等；③F1在形成配子时，成对的遗传因子发生了分离，分离后的遗传因子分别进入到不同的配子中。 在一对相对性状的杂交实验中，杂交和自交过程是假说—演绎法的哪一阶段？测交呢？ 杂交和自交实验是分析现象、提出问题阶段；测交是实验检验阶段。 通过测交，不能推测被测个体(

)A．是否是纯合体

B．产生配子的比例C．遗传因子组成

D．产生配子的数量【解析】

测交实验是将未知遗传因子组成的个体和隐性纯合子杂交的交配方式，其主要用途是测定被测个体的基因型，也可由此推测出被测个体产生配子的比例，但无法推测被测个体产生配子的数量。答案为D。【答案】

D例3 奶牛毛色黑白斑是显性性状，产奶量高；隐性的红白斑奶牛产奶量低。现要鉴定一头黑白斑公牛是否是纯合子，选用交配的母牛最好为(

)A．纯种黑白斑

B．杂种黑白斑C．纯种红白斑

D．杂种红白斑解析：验证显性性状个体是否为纯合子可用测交方法，即用该类型的个体与隐性纯合子杂交。若红白斑母牛与黑白斑公牛交配后出现红白斑子牛，则确定被测公牛为杂合子；否则，则可认为是纯合子。故选C。答案：C变式训练31.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。解读4分离定律

分离定律的适用范围及作用时间(1)适用范围一对相对性状的遗传，只适用于进行有性生殖的真核生物。(2)作用时间有性生殖形成配子时。【归纳总结】直接验证分离定律的方法——花粉鉴定法根据非糯性与糯性水稻的花粉遇碘呈现不同颜色。即非糯性花粉遇碘变蓝黑色，而糯性花粉遇碘变橙红色。验证杂合子非糯性水稻的花粉若遇碘液呈现蓝黑色和橙红色两种不同的颜色，且比例为1∶1，即可证明杂合子非糯性水稻产生的花粉为两种：一种含显性遗传因子，一种含隐性遗传因子，且数量相等。 下列有关分离定律的说法正确的是(

)A．分离定律的实质是控制相对性状的成对的遗传因子在减数第一次分裂后期随同源染色体的分离而分开B．分离定律不适合原核生物的原因是原核生物无遗传物质C．真核生物的所有遗传因子的传递都遵循分离定律D．细胞减数分裂时成对的遗传因子在减数第二次分裂后期分开例4【解析】

分离定律的实质是控制相对性状的成对的遗传因子分离；成对的遗传因子是在减数第一次分裂时随同源染色体的分离而分开的。在减数第二次分裂后期姐妹染色单体分开，上面没有成对的遗传因子(不考虑交叉互换)。分离定律不适合原核生物的原因是原核生物不进行减数分裂；真核生物只有细胞核内遗传因子的传递遵循分离定律，而细胞质内遗传因子的传递(如线粒体、叶绿体内的遗传因子)则不遵循分离定律。【答案】

A 分离定律的实质是(

)A．F2(子二代)出现性状分离B．F2性状分离比是3∶1C．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变式训练41.隐性纯合突破法例如：绵羊的白色由显性基因(B)控制，黑色由隐性基因(b)控制。现有一只白色的公羊和白色的母羊生了一只黑色的小羊。试问：公羊和母羊的遗传因子组成分别是什么？他们生的那只黑色小羊又是什么遗传因子组成？解读5遗传规律的解题思路及实例分析

(1)根据题意列出遗传图解因为白色(B)为显性，黑色(b)为隐性。双亲为白羊，生下一黑色小羊，根据此条件列出遗传图解：P：B_×B_

↓

子代：bb(2)然后从遗传图解中出现的隐性纯合子突破因为子代为黑色小羊，其遗传因子组成为bb，它是由精子和卵细胞受精后发育形成的，所以双亲中都有一个b基因，因此双亲遗传因子组成均为Bb。2．根据后代分离比解题(1)若后代性状分离比为显性∶隐性＝3∶1，则双亲一定是杂合子(Bb)，即Bb×Bb→3B_∶1bb。(2)若后代性状分离比为显性∶隐性＝1∶1，则双亲一定是测交类型，即Bb×bb→1Bb∶1bb。(3)若后代性状只有显性性状，则双亲至少有一方为显性纯合子，即BB×BB或BB×Bb或BB×bb。 在家鼠中短尾(T)对正常尾(t)为显性。一只短尾鼠与一只正常尾鼠交配，后代中正常尾与短尾比例相同；而短尾类型相交配，子代中有一类型死亡，能存活的短尾与正常尾之比为2∶1。则不能存活的类型的遗传因子组成可能是(

)A．TT

B．TtC．tt D．TT或Tt例5【解析】

首先根据“一只短尾鼠与一只正常尾鼠交配后，后代中正常尾与短尾比例相同”推知这是一个测交过程，该短尾鼠遗传因子组成为(Tt)，能存活；其次短尾遗传因子组成有TT、Tt两种类型，而“短尾类型相互交配，子代中有一类型死亡，能存活的短尾与正常尾之比为2∶1”，由于子代出现了正常尾(tt)，所以杂交的短尾鼠遗传因子组成一定是Tt，根据分离规律，后代：TT∶Tt∶tt＝1∶2∶1；已知，Tt、tt个体能存活，则只有TT个体死亡，且满足后代短尾(Tt)∶正常(tt)＝2∶1。【答案】

A变式训练5答案：A

应用创新思维拓展创新探究园地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：(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________，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__________________。杂交紫红玉米粒黄玉米粒Ⅰ587196Ⅱ0823Ⅲ412396(3)杂交Ⅰ的子代中，紫红玉米粒中杂合子所占比例为________。【解析】

由题意可推知，植株A的遗传因子组成为Gg；杂交Ⅱ为植株B自交，结果为黄玉米粒，可确定植株B的基因型为gg；杂交Ⅲ中植株A与和植株B具有相同遗传因子的另一植株杂交，得到后代紫红∶黄色＝1∶1，为测交实验，可进一步确定对上述基因型的推断是正确的。杂交Ⅰ所得紫红玉米粒中1/3为GG,2/3为Gg。【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基础巩固当堂验收随堂演练广场1.(2016·福建泉州期末)下列属于一对相对性状的是(

)A．人的单眼皮和小眼睛B．棉花的细绒与长绒C．猫的爪长与狗的爪短

D．兔的长毛与短毛解析：相对性状是指同种生物相同性状的不同表现类型。答案：D2．(2016·辽宁师大附中高一期末)已知一批基因型为AA和Aa的豌豆种子，其数目之比为1∶2，将这批种子种下，自然状态下(假设结实率相同)其子一代中基因型为AA、Aa、aa的种子数之比为(

)A．3∶2∶1 B．1∶2∶1C．3∶5∶1 D．4∶4∶1答案：A3．(2016·河北衡水中学高一调研)两株高茎豌豆杂交，F1中既有高茎又有矮茎