2020-2021学年新教材高中生物第1章遗传因子的发现第1节孟德尔的豌豆杂交实验一学案新人

课程要求

第孟尔豌杂实(一)核心素养1.通过分析豌豆花的结构，理解豆的杂交过程。(生命观念)

知识导图阐明有性生殖中基因的分离使得子代的基因型和表型有多种可能，并由此预测子代的遗传性状。

2通过分析绘制图解掌握相性状、杂合子、纯合子、显性性状、隐性状、杂交、测交等概念(生命观念科学思维3．运用统计与概率的相关知识解释并预测种群内某一遗传性状的分布变化。(科学思维、科学探究基础知识·双基夯实一、豌豆用作遗传实验材料的优和操作方法1．豌豆用作遗传实验材料的优(1)豌豆是自花传粉植物，自状态下一般都是纯种；(2)具有易于区分的相对性状，且能稳定遗传给后代。2．杂交实验的一般操作方法去雄→套袋→

传粉→

套袋二、一对相对性状的杂交实验P(亲本)F子一代F子二代

高茎×↓高茎↓高茎矮茎

矮茎比例3

1三、对分离现象的解释1．理论解释(1)生物的性状是由遗传因子决定的。(2)在体细胞中，遗传因子是成存在。(3)在形成配子时，成对的遗传子彼此离，分别进入不同的配子中。(4)受精时，雌雄配子的结合是随机的。2．遗传图解-1-

F遗传因子组成及比例：DDDddd＝1

21。F性状及比例：高茎矮茎＝33．性状分离比的模拟实验(1)模拟内容[连线

1。(2)操作步骤取小桶放混合随机取球放回小桶重复→→→→入彩球彩球并记录并摇匀实四、对分离现象解释的验证——交实验1．预测结果2．实验结果：F×矮茎→87高

79矮，高茎与矮茎植株的数量比近11。五、分离定律1．在生物的体细胞中，控制同性状的遗传因子成存在不相融合。2．在形成配子时，成对的遗传子发生分，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。〔活学巧练〕判断下列叙述的正误(1)狗的长毛和卷毛是一对相对状(×)(2)高茎豌豆自交的子一代一定高茎(×)-2-

(3)杂种后代中，同时出现显性状和隐性性状的现象叫性状分离(√)(4)在一对相对性状的杂交实验F产的雌、雄配子数量之比为11。(×)(5)纯合子自交后代一定是纯合，杂合子自交后代一定是杂合子(×)〔思考〕1．为何去雄时选择未成熟豌豆？提示：由于豌豆是闭花受粉植物，成熟后就已经完成受粉，所以去雄时应选择未成熟花。2．孟德尔杂交实验中，若F共得20豌豆，矮茎个体一定是5株吗？说明原因。提示：不一定。因为产生后代个体数太少，不一定完全符合验中的比例是在实验材料足够多情况下得出的。

1的分离比，孟德尔实3．豌豆根在生长过程中，细胞的遗传因子是否遵循分离定律？提示：否。根的生长中细胞分裂方式为有丝分裂，分离定律适用于减数分裂形成配子时。〔学霸记忆〕1．相对性状是指一种生物的同种性状的不同表现类型。2．性状分离是指杂种后代中，时出现显性性状和隐性性状的现象。3．在一对相对性状的杂交实验F的状分离比为比为11。

1；在测交实验中，性状分离4．分离定律的实质：在形成配时，控制同一性状的遗传因子发生分离并分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。课内探究·名师点睛用豌豆做遗传实验的优点及方法要点归纳1．与豌豆繁殖有关的生物知识(1)两性花和单性花：一朵花中有雄蕊或只有雌蕊，这样的花称为单性花。同一朵花中既有雄蕊有雌蕊，这样的花称为两性花，如豌豆花如图。(2)自花传粉和异花传粉：两性的花粉，落到同一朵花的雌蕊柱头上的过程，叫作自花传粉，如豆。两朵花之间的传粉过程，叫作异-3-

花传粉。(3)闭花传粉：花在未开放前，雄蕊和雌蕊都紧紧地被花瓣包裹着，雄蕊花药中的花粉传到雌蕊的柱头上，称之为闭花粉。(4)父本和母本：不同植株的花行异花传粉时，供应花粉的植株叫作父本，接受花粉的植株叫作母本。2．选择豌豆作为实验材料的优豌豆的特点自花传粉、闭花受粉具有易于区分的相对性状、能够定地遗传给后代花较大生长周期短、易于培养子粒较多说明：前两个优点是最主要的。3．方法：杂交实验杂交实验的一般步骤：

优势用豌豆做人工杂交实验，结果既靠，又容易分析实验结果易观察和分析易于做人工杂交实验实验周期短，实验更容易进行用数学统计方法分析结果更可靠选择花(1)亲本花

要具有较明显的相对性状，以便观察和分析。(2)去雄：在花粉未成熟前去掉本花的雄蕊，并套袋以防雌蕊受粉。(3)授粉：取下母本花上的套袋将父本花的成熟花粉撒在母本花的雌蕊柱头上。(4)套袋：将纸袋再套上，以防来花粉混杂，保证杂交实验的可靠性和结论的准确性。(5)挂牌、标记：注明杂交亲本类(基因型、表)、授粉日期等内容。知识贴士

豌豆为雌雄同株植物，进行自花粉、闭花受粉，自然状态下都是自交。孟德尔的豌豆杂交实验是人工杂交在花蕾期人工去雄并套袋。典例剖析典例1(2020·江苏省泰兴中月)下列对孟德尔选用豌豆作为遗传实验材料的原因的叙述，错误的是(B)A．豌豆是自花传粉植物，在自状态下一般都是纯种B．豌豆花是单性花，花比较大杂交时容易操作C．豌豆具有一些稳定的、容易分的性状-4-

D．豌豆花在未开放时就完成受[解析]豌豆自花传粉，这样避了外来花粉的干扰，在自然状态下一般都是纯种正确；豌豆花比较大，杂交时容易作，但豌豆花是两性花错误；豌豆具有一些稳定的、容易区分的性状，易于进行观察C正；豌豆花是两性花，在花未开放时，它的花粉会落到同一朵花的雌蕊的柱头上，从而完受粉D确。┃┃变式训练1■(2020·福建省上杭一中期中)有植物的花为两性花即朵花中既有雄蕊，也有雌蕊)，有些植物的花为单性花即朵花中只有雄蕊或雌。下列有关植物杂交实验的说法，正确的是C)A．对两性花植物进行杂交需要父本进行去雄B．对单性花植物进行杂交的基操作程序是去雄→套袋→授粉→套袋C．无论是两性花植物还是单性植物，在杂交过程中都需要套袋D．提供花粉的植株称为母本[解析]对两性花植物进行杂交要对母本进行去雄防自身花粉影响实验结果A错误；对单性花植物进行杂交时，需要进行去雄操作误；无论是两性花植物还是单性花植物，在杂交过程中都需要套袋防止外来花粉干扰C正确提供花粉的植株称为父本，D错误。一对相对性状的杂交实验要点归纳1．杂交实验常用符号及含义符号

P

F

F

×

♀

♂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2.遗传学相关概念辨析-5-

显隐性性状杂交，表现出来显隐性性状杂交，表现出来的性状叫(1)性状类—一种生物的同一种状的不同表现类型，如高茎、矮茎具有相对性状的两纯种亲本显性性状，未表现出来的性状叫隐性性状性状分离杂种的后代中，同时现显性性状和隐性性状显控制显性性状的遗传因子，遗传因子常用大写字母表示，D(2)遗传因子—隐性控制隐性性状的遗传因子，遗传因子常用小写字母表示，d遗传因子组成相同的个，如D(3)个体—杂合子遗传因子组成不同的个体，如Dd(4)交配类方式杂交自交测交正交与反交

含义遗传因子组成不同的生物个体间互交配的方式遗传因子组成相同的生物个体间互交配的方式显性个体与隐性纯合子杂交若甲(♀)×乙(♂)为正交乙(♀)×甲(♂)为反交正反交是相而言的

表示式AA×aaAa×AAAA×AAAa×AaAa×aa正交：甲(♀)×乙(♂)反交：甲(♂)×乙(♀)3.一对相对性状的杂交实验(1)实验过程P

纯种高茎♀×↓

纯种矮茎♂F

高茎↓-6-

F

高茎

矮茎个体数787277比例3(2)实验现象具有一对相对性状的纯种亲本杂：①F只表现出显性性状。②F中出现显性性状、隐性性状离，分离比为31。知识贴士1.相对性状中的状表现并不都只有两种可能有多种例如人的ABO血型系统中有A型B型、型型四性状表现,2.F中茎和矮茎的数量比为3该数值是统计分析的结果，统计量越多越接近31，否则可能偏离这一比例。

1，典例剖析典例2(2020·黄冈黄梅月)于遗传学的基本概念的叙述正确的是D)A．遗传学中常用“⊗”表杂交和自交B．隐性性状是指生物体不能表出来的性状C．具有相对性状的两纯合子杂产生的子一代未表现出来的性状就是显性性状D．性状分离是指杂种后代中显性状和隐性性状同时出现的现象[解析]遗传学中常用“”示自交和杂交A项错误；具有相对性状的两纯种亲本杂交，F表现出来的性状称显性性状，没有表现出来的性状称隐性性状，故B、C两项都错误；在杂种后代中同时出现显性状和隐性性状的现象，称为性状分离D项正确。┃┃变式训练2■(2020·湖北荆州中学、宜昌一等高一联考在完显性的条件下，以下有关性状的叙述，正确的是(D)A．兔的白毛与黑毛、狗的长毛卷毛都是相对性状B．隐性性状是指生物体不能表出来的性状C．纯合子自交后代不会发生性分离，杂合子自交后代不会出现纯合子D．杂合子自交后代既有显性性又有隐性性状的现象叫作性状分离[解析]狗的长毛与卷毛不是同种性状，因此不属于相对性状项错误。具有一对相对性状的纯合亲本杂交F未显出来的性状是隐性性状当性遗传因子结合时隐性性状可以表现出来项错误合子交后代不会发生性状分离合子自交后代会出现纯合子，C项错误。杂合子自交后代同时现显性性状和隐性性状的现象为性状分离D项正确。对分离现象的解释及性状分离比模拟实验-7-

要点归纳1．假说的四个要点：(1)生物的性状是由遗传因子决的。①决定显性性状的为显性遗传因，用大写字如D)示。②决定隐性性状的为隐性遗传因，用小写字如d)示。(2)体细胞中遗传因子是成对存的。如高茎豌豆的遗传因子组成为DD或Dd，矮茎豌豆的遗传因子组成为。(3)配子中只含有成对遗传因子的一个，表示如下：(4)受精时，雌雄配子的结合是机的。2．遗传图解：归纳整合“遗传图解”的书写要求(1)在左侧应注明P、F、F以及子等，以明确世代关系和上下代之间的联系。(2)需写清楚P等的表型遗传因子组成，以及它们产生的配子的情况，以及最后一代F或F)的相关比例。(3)用箭头表示基因在上下代之的传递关系，用相交线或棋盘格的形式表示形成子代的配子结合的情况。(4)根据需要在图解右侧或下侧置简要说明，表示出操作意图或原因。[易错提醒]孟德尔豌豆杂交实结果的两点提醒(1)杂合子产生两种数量相等的子：指遗传因子组成不同的配子，一般不是雌雄配子的比例，对许多生物而言，一般是配子数目较少，而雄配子数目较多。-8-

(2)F中遗传因子组成为Dd的比为1/2而不是1/4因为遗传因子组成为Dd的情况有两种：一种D(♀配子与d(♂配)结合；另一种是d(♀配与D(♂配子结合。3．性状分离比的模拟实验(1)实验原理：①用甲、乙两个小桶分别代表雌雄生殖器官。②甲、乙两小桶内的彩球分别代雌、雄配子。③用不同彩球的随机组合，模拟物在生殖过程中雌、雄配子的随机结合。(2)材料用具：①两个小桶，分别标记甲、乙，表卵巢和精巢。②每个小桶内放两种不同颜色的球，一种彩球标记D，一种彩球标记d，分别代表杂种F产生的两种配子，两种彩球的数目应相等。(3)实验过程：(4)分析结果得出结论：①彩球组合数量比：DDDddd≈121②彩球代表的显、隐性性状的数比：显性隐性3

1。[易错提醒]“性状分离比的模实验”的两个理解误区(1)模拟对象的理解误区：误认两种彩球模拟雌雄配子。(2)实验结果的理解误区：误认DD、Dd、dd三种彩球组合一定是121。典例剖析典例3(2020·河北石家庄模)在性状分离比的模拟实验中，某生物兴趣小组准备了如图所示的实验装置，小上标记的、a别代表显性遗传因子、隐性遗传因子。下列相关叙述正确的是(D)-9-

①小球的黑色和白色分别表示雌配子②小球的颜色可以不同形态必须相同③甲、乙两个装置中小球的数量必相等，两个装置中和两种小球的数量必须相等④实验时从甲、乙两个装置中分别随抓取一个小球进行组合，模拟的是雌、雄配子的随机结合A．①③C．②③

B．①④D．②④[解析]甲、乙两个装置中小球黑色和白色表示雌、雄配子中各有两种配子，①错误；装置中小球的颜色可以不同，但态必须相同，目的是防止无关变量干扰实验结果，②正确；每个装置中A和a两种小球的量必须相等，但甲、乙两个装置中小球的数量可以不相等，③错误；从甲、乙两个装置中分随机抓取一个小球进行组合，模拟的是雌、雄配子的随机结合，④正确。┃┃变式训练3■(2020·南昌二中高一考试)对孟尔关于豌豆一对相对性状的杂交实验及其解释，下列叙述正确的是(D)A．在杂交实验中，需在花蕾期时对父本和母本去雄B．依据假说推断，F能产生数比为

1的雌雄配子C．假说能解释F自交出现3

1性状分离比的原因，所以假说立D．假说的主要内容是F产生配时，成对的遗传因子彼此分离[解析]在豌豆杂交实验中，需花蕾期对母本去雄A错误；产生的雌雄配子数量不等，雄配子数远多于雌配子数B项错；假说能解释F交出现11的分离比的原因，且在测交实验中得到了验证，所假说成立项错；假说的主要内容是F产生配子时，成对的遗传因子彼此分离，D项正。对分离现象解释的验证及分离定要点归纳1．演绎推理：(1)方法：设计了测交实验，即隐性纯合子杂交。(2)遗传图解：-10-

(3)预期结果：测交后代的两种型的比例为1

1。2．实验验证：进行测交实验，出实验结果。3．得出结论：将实验结果与预结果进行比较，若二者一致，则说明假说是正确的。4．基因的分离定律的内容和适条件：(1)分离定律内容：在生物的体胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子生分离，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。(2)适用条件：①一定是真核生物；②发生在有性生殖的过程中；③一定是细胞核中的遗传因子；④只研究一对相对性状的遗传。典例剖析典例4(2020·广东东莞期末)德尔在对一对相对性状进行研究的过程中，发现了基因分离定律。下列几组比能直接说明基因分离定律的实质的(B)A．F的性状分离比为31B．F产生的配子类型的比例为1

1C．F的遗传因子组成比为1

2

1D．测交后代的性状比为1

1[解析]

分离定律的实质是形成配子时，对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中。孟德尔的一对相对性(豌豆的高茎和矮)的杂交实验中F的遗传因子组成为Dd，F形成D两种配子，且比例1┃┃变式训练4■

1，能直接说明基因分离定律的质B正确。下列关于测交的说法，错误的是D)-11-

A．F与隐性纯合子杂交可以推F的遗传因子组成B．通过检测F的遗传因子组成验证对分离现象解释的科学性C．F的遗传因子组成是根据F与隐性纯合子杂交所得后代的性状表现类型推知的D．测交时，与F杂交的另一亲本无特殊限制[解析]孟德尔通过测交来验证对分离现象的解释。由测交概念可知与杂交的另一亲本必须是隐性纯合子D错误遗传因子看不见、摸不着，通过测交后代的性状表现类型可推知F的遗传因子组成，从而验对分离现象解释的科学性A、B、C正确。指点迷津·拨云见日一、性状的显、隐性和纯合子、合子的判断1．相对性状中显、隐性判断(设、B为一对相对性)(1)测交法若A×B→A，则A为显性，隐性。若A×B―→B，则B为显性，隐性。若A×B―→既有A，又有B，则法判断显隐性。(2)自交法⊗若A→A，则A为纯合子，判不出显隐性。⊗若A既有A，又有B，则A为显性B为隐。⊗若既有A，又有B，则B为显A为隐。2．纯合子和杂合子的判断(1)隐性纯合子：表现为隐性性的个体即是隐性纯合子。(2)显性纯合子和杂合子的判断(一对相对性状中A显性性状个体，B为隐性性状个体)：①自交法⊗若亲本A→A，则亲本A为纯子。⊗若亲本A→A均出现，则本为杂子。②测交法若亲本A×B→只有，则亲本A能为纯合子。若亲本A×B→A、B均出现，亲本A为杂合子。3．亲子代性状表现、遗传因子成相互推导(1)正推法：由亲代推导子代的状表现、遗传因子组成及比例，如下表。亲本

子代遗传因子组成

子代性状表现-12-

AA×AAAA×AaAA×aaAa×AaAa×aa

AAAAAa＝1AaAAAaaa＝11Aaaa＝1

11

2

全为显性全为显性全为显性显性隐性＝显性隐性＝

11aa×aa

aa

全为隐性(2)逆推法：由子代推导亲代的状表现、遗传因子组后代数量较多)。①若后代性状分离比为显性隐3，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11则双亲一定是测交类型，即Bb×bb1bb。③若后代性状只有显性性状，则亲至少有一方为显性纯合子，即BB×BB或BB×Bb或BB×bb。④若后代只有隐性性状，则双亲为隐性纯合子，即bb×bb→bb。典例5小鼠的毛色灰色与白色遗传遵循分离定律。某校生物科研小组的同学饲养了只小鼠编号①～，表是某同学设计的亲本组合及所得第一胎子鼠的毛色情况。编号

雌

亲本

雄

后代灰

白ⅠⅡⅢⅣ

①灰③白⑤灰⑦白

②白④灰⑥灰⑧白

54110

6609该小组其他同学认为，根据上述验结果不能确定哪个性状是显性性状，需重新设计亲本组合类型以确定这对性状的显性。请选出最合理的实验方(C)A．①与⑥交配，③与⑧交配，察后代毛色情况B．⑤与⑧交配，⑥与⑦交配，察后代毛色情况C．①与④交配，②与③交配，察后代毛色情况D．③与⑥交配，④与⑤交配，察后代毛色情况[解析]根据后代的性状表现类及比例推测，若灰色对白色是显性，则①④为杂合子，②③为隐性纯合子，⑤⑥中至少一方为显性纯合子，⑦⑧均为隐性纯合子；若白色对灰色是显性，则②③为杂合子，①④隐性纯合子，⑤⑥均为隐性纯合子，⑦⑧中至少有一方为显性纯合子。①与④交配，②与交配，观察后代是否发生性状分离即可确定显隐性。如果①与④交配的后代中既有灰鼠又白鼠，②与③交配的后代全为白鼠，则灰色为显性性状；-13-

如果①与④交配的后代全为灰鼠②与③交配的后代中既有灰鼠又有白鼠，则白色为显性性状。二、有关分离定律的概率计算1．计算概率的方法(1)加法原理：当一个事件出现，另一个事件就被排除，这种互斥事件出现的概率是它们各自出现的概率之和。例如，色正常(A)对白a)为显。一对夫妇的遗传因子组成都是Aa，他们的孩子的遗传因子成可能是AA、Aa、aA、aa概率都是1/4。然而这些事件是互斥事件，一个孩子的遗传因子成是AA就不可能同时又是其他的遗传因子组成。所以一个孩子表现正常的概率是1/4(AA)＋1/4(Aa)＋1/4(aA)＝3/4(2)乘法原理：当一个事件的发不影响另一个事件的发生时，这样的两个独立事件同时发生或相继发生的概率是各自出概率的乘积。例如，生男孩和生女孩的概率都1/2，由于第一胎不论生男孩还是生女孩都会影响第二胎所生孩子的性别，因此这是两个独立事件。第一胎生女孩的概率是1/2，第胎生女孩的概率也是1/2，那么两胎都生女孩的概率是1/2×1/2＝1/4。2．遗传规律中有关概率的问题(1)用经典公式计算概率＝某性状或遗传因子组合/遗传因子总组合)×100%(2)用配子的概率计算：先计算亲本产生每种配子的概率，再根据题目要求用相关的两种配子概率相乘，有关个体的概相加即可。知识贴士“白化男孩”的概率≠“男孩白”的概率“白化男孩是以所有子代为体别未知其概率应为子代中白化病的概率1/2。(2)“男孩白化”是以子代中所男孩为整体，性别已知，其概率就等于子代中白化病的概率。三、区分自交与自由交配1．自交(1)概念：指遗传因子组成相同生物个体间相互交配的方式。植物中指自花受粉或雌雄同株的异花受粉，子代情况只需计自交结果。(2)杂合子连续自交结果(如图)-14-

通过上面的分析，可知杂合子连自交n次，第n代的情况如下表：F

杂合子

纯合子

显性纯合子

隐性纯合子

显性性状个体

隐性性状个体所占比例

12

11－2

11－22

11－22

11＋22

11－22将上表中杂合子、纯合子所占比在坐标曲线图中表示出来，如图所示：2．自由交配自由交配是指群体中的具有不同传因子组成的个体之间均为随机交配，子代情况应将各自由交配子代的全部结果一并计。例如，某群体中AA占、Aa，则自由交配的方式有种，分析如下：♂

♀

2/5AA

3/5Aa2/5AA3/5Aa

2/5AA(♂)2/5AA(♂)

3/5Aa(♂)3/5Aa(♂)典例6水稻抗病对不抗病为显。现以杂合抗病水(Tt)亲本，连续自交三代F中杂合抗病水稻的概率及每次自交后均除去不抗病水稻再自交所得纯合抗病水稻占抗病水稻的概率分别是(C)A．1/4,7/16C．1/8,7/9

B．1/4,7/9D．1/8,7/16[解析]

杂合抗病水稻(Tt)连续自交三代，中杂合抗病水稻的概率为1/2)＝1/8。Tt自交一代后，后代遗传因子组成比例为1/4TT、1/4tt，除去不抗病水(tt)，剩余两种遗传因子组成及比例为、2/3Tt再自交一代1/3TT自交后代遗传因子组成及比-15-

例仍为1/3TT；2/3Tt自交后代现性状分离2/3×1/4TT、2/3×2/4Tt、2/3×1/4tt，除去不抗病水稻(2/3×1/4tt)，剩余遗传因子组成及比例为1/3TT、2/3×1/4TT、2/3×2/4Tt，其中TT占3/5、Tt占2/5，依类推，自交三代后，TT的率为，Tt的概率为2/10，tt的概率为1/10，故纯合抗病稻占抗病水稻的比例为7/9知识贴士该类型题目可以套用公式：1－

12

TT(—————→=TT概率＋Tt概率1－注：n为自交代数

2121＋22

教材问题·解疑答惑问题探讨P21．提示：粉色。因为按照融合传的观点，双亲遗传物质在子代体内混合，子代呈现双亲的中间性状，即红色和白色的合色——粉色。2．提示：此问题具有开放性，的是引导学生辨析融合遗传观点是否正确。讨论P61．提示：与每个小组的实验结相比，全班总的实验结果更接近预期的结果，即彩球组合类型数量比约为DDDddd＝11彩球代表的显性与隐性类型的数值比约为31。也就是实验个体数量越多，接近统计数值。如果孟德尔当时只统计了10株豌豆杂交的结果，则很难正确地解释性状分现象。因为实验统计的样本数目足够多，是孟德尔能够正确分析实验结果的前提条件之一当只对10株豌豆做统计时，会出现较大的误差。2．提示：模拟实验的结果与孟尔的假说是相吻合的。因为甲、乙小桶内的彩球代表孟德尔实验中的雌、雄配子，从两桶内分别随机抓取一个彩球进行组合，实际上模拟了雌、雄配子的随机结合，只要统计的量足够多，就会出现约为3科学方法P7

1的结果。提示：假说—演绎法是一种从一到个别的论