新教材生物人教版必修2学案1-1孟德尔的豌豆杂交实验（一）

第1章遗传因子的发现第1节孟德尔的豌豆杂交实验(一)核心素养能力培优知识点一一对相对性状的杂交实验1．用豌豆做遗传实验材料的优点2.豌豆人工异花传粉的步骤[填空并排序](1)套袋，套上纸袋，以免外来花粉干扰。(2)去雄，除去母本未成熟花的全部雄蕊。(3)传粉，待雌蕊成熟后，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。正确的步骤是：(2)→(1)→(3)→(4)。3．一对相对性状的杂交实验1．人工杂交实验(1)实验过程：(2)豌豆杂交实验的操作过程的两个关键：①去雄的时间是花未成熟时(花蕾期)，不能理解为“开花前”。②套袋有两次，分别为去雄后和人工授粉后，作用是避免外来花粉的干扰。2．基本概念总结(1)性状类：(2)交配类：方式含义实例杂交遗传因子组成不同的个体间相互交配AA×aa，Aa×AA自交遗传因子组成相同的个体间相互交配，对植物特指自花传粉AA×AA，aa×aa测交杂种子一代与隐性纯合子交配Aa×aa正交与反交正交与反交是相对而言的，若甲为母本，乙为父本的交配方式为正交，则甲为父本，乙为母本的交配方式为反交若正交：高茎(♀)×矮茎(♂)则反交：高茎(♂)×矮茎(♀)(3)遗传因子类。①显性遗传因子：决定显性性状的遗传因子，常用大写字母表示，如D。②隐性遗传因子：决定隐性性状的遗传因子，常用小写字母表示，如d。(4)个体类。①纯合子：遗传因子组成相同的个体，如DD、dd。②杂合子：遗传因子组成不同的个体，如Dd。★思考·讨论1．如图为孟德尔“一对相对性状的杂交实验”图解。(1)亲本中高茎豌豆作父本或母本实验结果相同吗？为什么去雄不能在开花以后进行？(科学思维)提示：相同。豌豆是自花传粉植物，在开花前，已经完成了受粉，所以去雄不能在开花以后进行。(2)某同学认为两个亲本都是纯合子，其判断的依据是什么？(科学思维)提示：若高茎是杂合子，则后代会出现矮茎豌豆。1．下图是豌豆杂交实验的操作示意图。下列相关叙述中，错误的是(B)A．在自然状态下，豌豆不能进行如图所示的杂交过程B．高茎豌豆是父本，矮茎豌豆是母本C．对母本去雄时，应该在花蕊成熟以前D．人工传粉的时机是在雌蕊成熟以后，且传粉之后要套袋解析：因为豌豆是严格的闭花受粉，所以在自然状态下豌豆只能进行自交，不可能进行如图所示的杂交过程。从剪刀和毛笔的操作以及花粉的传播方向可知，高茎豌豆为母本(去雄且接受花粉)，矮茎豌豆是父本(供应花粉)。去雄的时间是在花蕊成熟前，传粉的时间是在雌蕊成熟以后。无论是去雄后还是传粉后，都需要对母本花朵进行套袋。★素养·探究——母题追问(1)科学思维——结构与功能观举例说明性状和相对性状的关系，如何判断两性状是否为相对性状？提示：身高是性状，高和矮是相对性状。相对性状是一种生物的同一种性状的不同表现类型，可以根据此定义来判断两性状是否为相对性状。(2)科学思维——归纳与概括如何判断显性性状和隐性性状？举例说明。提示：①杂交实验中，F1表现出的性状为显性性状。②自交实验中，子代若出现新性状，则子代新出现的性状为隐性性状。实例：若高茎豌豆×矮茎豌豆→全是高茎，则高茎为显性；若高茎豌豆×高茎豌豆→高茎、矮茎，则矮茎为隐性。2．下列关于一对相对性状的豌豆杂交实验的叙述中，正确的是(A)A．F1的性状表现与亲本的正交和反交无关B．亲本的杂交与F1的自交均是在自然状态下实现的C．F1仍是纯种D．F2中出现31的性状分离比是偶然的解析：孟德尔在做一对相对性状的杂交实验时无论正交还是反交，F1都是高茎；亲本的杂交需人工传粉；F1是杂合子；F2中出现31的分离比是孟德尔经过多次、多对相对性状的研究得出的，不是偶然得出的。知识点二对分离现象的解释和验证1．孟德尔对分离现象的解释(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.对分离现象解释的遗传图解1．“假说—演绎”法的一般程序观察现象，提出问题→分析问题，提出假说→演绎推理，验证假说→分析结果，得出结论。2．显性性状与隐性性状的判断(1)根据子代性状判断。①不同性状的亲本杂交⇒子代只出现一种性状⇒子代所出现的性状为显性性状。②相同性状的亲本杂交⇒子代出现不同性状⇒子代出现的新的性状为隐性性状。(2)根据子代性状分离比判断。具有一对相对性状的亲本杂交⇒F2性状分离比为31⇒分离比中为3的性状为显性性状。3．遗传因子组成的推断(1)正推类型：已知亲代的遗传因子组成或纯合子的性状表现，求子代的遗传因子组成、性状表现等。①若亲代中有显性纯合子(如AA)，则子代一定表现为显性性状(A_)。②若亲代中有隐性纯合子(如aa)，则子代中一定含有隐性遗传因子(_a)。(2)逆推类型：已知子代性状表现求亲代的遗传因子组成、性状表现。①判断出显隐性关系。②写出能确定的基因。隐性突破法：隐性个体的遗传因子组成必为隐性纯合型(如aa)。遗传因子填充法：显性个体的遗传因子组成中必有一个基因是显性基因，另一个不确定(写成填空式，如A_)。③根据后代性状表现的分离比推出亲本中的待定基因：a．若后代性状分离比为显性隐性＝31，则双亲一定是杂合子(如Aa)，即Aa×Aa→3A_1aa。b．若后代性状分离比为显性隐性＝11，则双亲一定是测交类型，即Aa×aa→1Aa1aa。c．若后代只有显性性状，则双亲至少有一方为显性纯合子。即AA×AA或AA×Aa或AA×aa。d．若后代只有隐性性状，则双亲一定都是隐性纯合子(如aa)。即aa×aa→aa。④把结果代入原题中进行正推验证。4．纯合子与杂合子的判断(1)测交法(在已确定显隐性性状的条件下)。①方法：待测个体×隐性纯合子→子代。②eq\a\vs4\al(结果,分析)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(若子代只有一种性状，则待测个体为纯合子,若子代有两种性状，则待测个体为杂合子))(2)自交法。①方法：待测个体eq\o(→,\s\up15(⊗))子代。②eq\a\vs4\al(结果,分析)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(若子代不发生性状分离，则待测个体为纯合子,若子代发生性状分离，则待测个体为杂合子))(3)花粉鉴定法。①方法：待测个体→花粉。②eq\a\vs4\al(结果分析)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(若产生2种花粉，则待测个体为杂合子,若只产生1种花粉，则待测个体为纯合子))5．连续自交类型的解题技巧杂合子Aa连续自交n次，杂合子比例为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))n，纯合子比例为1－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))n，显性纯合子比例＝隐性纯合子比例＝eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))n))×eq\f(1,2)。如图所示：★思考·讨论2．自然状态下，豌豆、玉米的传粉特点不同。已知豌豆的圆粒对皱粒为显性，玉米籽粒的非甜对甜为显性，现将纯种圆粒豌豆与皱粒豌豆间行种植，纯种甜玉米与非甜玉米间行种植。(1)自然状态下，间行种植的豌豆、玉米具有的交配方式分别是什么？(科学思维)提示：由于玉米既能同株异花传粉，还能不同植株之间进行传粉，所以交配方式是自交和杂交；豌豆为自花传粉植物，不会发生杂交，所以交配方式只能是自交。(2)预测豌豆和玉米的子代性状，具有隐性性状的一行植株上所产生的F1的性状分别是什么？(科学思维)提示：豌豆都为皱粒(隐性)个体，玉米有甜和非甜个体(既有显性个体又有隐性个体)。(3)在杂交实验中，为避免玉米、豌豆自交，对雌花所采取的常用措施分别是什么？(科学探究)提示：玉米雌花套袋，豌豆人工去雄套袋。(4)依据“非甜玉米×非甜玉米→301非甜玉米＋101甜玉米”，某同学提出非甜对甜为显性，该同学说法是否合理？说出你的理由。(科学思维)提示：合理。同一性状表现的两亲本杂交，子代发生性状分离，则新出现的性状为隐性性状。3．豌豆子叶颜色黄色(Y)对绿色(y)为显性。下面是孟德尔用杂交得到的子一代(F1)再进行自交的实验结果，下列说法正确的是(C)A．图示雌配子Y与雄配子Y数目相等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．产生F1的亲本一定是YY(♀)和yy(♂)解析：雄配子数目远远多于雌配子数目，A错误；③的子叶颜色是绿色，与F1黄色不相同，B错误；①和②为Yy，都是黄色子叶；③为yy，是绿色子叶，C正确；产生F1的亲本可以是YY(♀)和yy(♂)，也可以是yy(♀)和YY(♂)，D错误。★素养·探究——母题追问(1)科学思维——创造性思维根据配子的比例计算某种遗传因子组成的比例的思路是：先计算出亲本产生每种配子的比例，再根据题意要求将相关的两种配子比例相乘、相关遗传因子的比例相加即可。(2)科学思维——分析与讨论该遗传实验中，会导致子二代不符合31性状分离比的情况是④⑤。①子一代产生的雌配子中2种类型配子数目相等，雄配子中也相等。②子一代产生的雄配子中2种类型配子活力无差异，雌配子中也无差异。③雌雄配子结合的机会相等。④统计时子二代不同遗传因子组成的个体存活率不相同。⑤观察子代样本数目较少。4．孟德尔的一对相对性状的杂交实验中，纯种高茎豌豆与纯种矮茎豌豆杂交，子一代全为高茎豌豆，子二代出现高茎矮茎≈31的性状分离比，与此无关的解释是(B)A．子一代中含有的控制矮茎的遗传因子没有表现出来B．每个个体产生的雌雄配子数量相等C．必须有足量的子二代个体D．各种配子的活力及每个个体适应环境的能力相同解析：孟德尔的一对相对性状的杂交实验中，子一代中含有的控制矮茎的遗传因子没有表现出来，所以，子一代只有高茎性状；有足量的子二代个体就不难得到接近31的性状分离比；另外还必须确保各种配子的活力及每个个体适应环境的能力相同。一般情况下，生物体产生的雌雄配子的数量不相等，雄配子数一般远远多于雌配子数。知识点三性状分离比的模拟实验与分离定律1．性状分离比的模拟实验(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、雄配子的随机结合答案：①—b②—a③—c(2)过程：(3)结果和结论：彩球组合类型数量比为DDDddd≈121。彩球代表的显隐性数值比为显性隐性≈31。2．分离定律[判断](1)在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合。(√)(2)分离定律发生在配子形成过程中。(√)(3)分离定律的实质是控制同一性状的成对的遗传因子发生分离，分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。(√)1．分离定律实质体细胞中成对的控制相对性状的遗传因子彼此分离。2．分离定律适用条件(1)进行有性生殖的生物的性状遗传：进行有性生殖的生物产生生殖细胞时，控制同一性状的遗传因子发生分离，分别进入到不同的配子中。(2)非真核生物的性状遗传：原核生物和非细胞结构的生物不进行有性生殖，也不进行减数分裂；细菌等原核生物和病毒的遗传物质数量不稳定，变化无规律。(3)细胞核遗传：真核生物细胞核内有染色体规律性的变化，而细胞质中的遗传物质在遗传过程中随机分配，变化无规律。(4)一对相对性状的遗传：两对或两对以上的相对性状的遗传，每一对相对性状的遗传仍遵循分离定律。3．分离定律的验证方法(1)测交法：F1×隐性纯合子⇒子代性状分离比为11⇒F1产生两种数量相等的配子。遵循分离定律。(2)自交法：F1eq\o(→,\s\up15(⊗))子代性状分离比为31⇒F1产生了两种数量相等的配子。遵循分离定律。(3)花粉鉴定法：①原理及过程：非糯性与糯性水稻的花粉遇碘呈现不同的颜色；取F1的花粉放在载玻片上，加一滴碘酒。②结果：一半花粉呈蓝色，一半花粉呈褐色。③结论：分离定律是正确的。5．某二倍体植物中，抗病和感病这对相对性状由一对等位基因控制，要确定这对性状的显隐性关系，应该选用的杂交组合是(B)A．抗病株×感病株B．抗病纯合体×感病纯合体C．抗病株×抗病株，或感病株×感病株D．抗病纯合体×抗病纯合体，或感病纯合体×感病纯合体解析：本题主要考查根据基因分离定律判断性状显隐性关系的相关知识。具有相对性状的纯合个体进行杂交，子代表现出来的性状就是显性性状，对应的为隐性性状，故B项正确。6．下列关于测交的说法，不正确的是(D)A．F1×隐性纯合类型→测F1遗传因子的组成B．通过测定F1的遗传因子的组成来验证对分离实验现象理论解释的科学性C．测F1的遗传因子的组成是根据F1×隐性纯合类型→所得后代表型反向推知的D．测交时，与F1杂交的另一亲本无特殊限制解析：由测交概念可知：与F1杂交的另一亲本必须是隐性纯合子。孟德尔通过测交来验证他对分离现象的解释。通过测交后代是否出现两种性状来判断某一显性个体是纯合子还是杂合子。课题调研：表格类题目——基因分离定律的应用[典范例题]在豌豆中，高茎与矮茎的有关遗传因子为A、a，将A、B、C、D、E、F、G七种豌豆分四组进行杂交得到如下结果。杂交后代杂交组合高茎矮茎总植株数①A×B21070280②C×D0250250③E×F190190380④G×D3000300请分析回答下列问题：(1)上述实验所获得的高茎纯合子占高茎植株总数的________%。(2)在所有子代中，能稳定遗传和不能稳定遗传的数量比例为________。(3)豌豆G、C、A的遗传因子组成分别是____________________。(4)①②③组合的交配方式分别是________________________。[模板构建·思路导引]eq\a\vs4\al(识表)结合题中信息分析表格的“行”“列”和“单元格”的含义，“行”为杂交后代的不同性状表现，“列”为不同的杂交组合，“单元格”为植株的数量eq\a\vs4\al(析表)①组合杂交后代中高茎矮茎＝31；②组合杂交后代均为矮茎；③组合杂交后代高茎矮茎＝11；④组合杂交后代均为高茎eq\a\vs4\al(说表)根据表格信息可知，①组合亲本均为杂合子Aa；②组合亲本均为矮茎纯合子aa；③组合亲本为高茎杂合子Aa和矮茎纯合子aa；④组合亲本为高茎纯合子AA、矮茎纯合子aa[规范答案·警示失误](1)10错答：5.8错因：没有注意关键词“占高茎植株”，误认为是高茎纯合子占子代全部植株的比例，即70÷(280＋250＋380＋300)≈5.8%。(2)5863错答：5170错因：忽略了组合①杂交后代的高茎中既有纯合子AA，又有杂合子Aa，误认为组合①杂交后的所有高茎都不能稳定遗传，即(70＋250＋190)(210＋190＋300)＝5170。(3)AA、aa、Aa(4)杂合子自交、隐性纯合子自交、测交[解题技巧]表格题是以表格的单元格为表现形式，通过数字或文字信息，揭示生命现象与某些因素之间的内在联系，或反映某项生理指标变化的规律。这类题目能够较全面地考查获取信息、处理信息和运用信息等多种能力。解答表格题的一般方法为：(1)“识表”——获取表格信息，识表是基础，是做好表格题的前提。识表需要注意表格名称、材料用途、题干文字说明、行标题与列标题名称以及单元格所表示的含义等。(2)“析表”——处理表格信息，析表是关键。在识表的基础上，对表中的数据进行整理，主要是理顺行、列间的相关性，分析行标题、列标题的生物学含义，找出两者之间的联系。(3)“说表”——表达表格信息，将表格信息转变成文字信息。要求用专业术语和专业名词，尽量用教材上的语句表达，或对教材语句作适当修改后使用。课堂对点素养达标一、选择题1．用高茎豌豆和矮茎豌豆作为亲本进行杂交，从理论上分析，其后代表型的比例可能是(A)A．10或11B．10或31C．11或121 D．31或121解析：高茎豌豆为显性性状，可以是纯合子，也可以是杂合子。若显性纯合子高茎豌豆与矮茎豌豆作为亲本进行杂交，从理论上分析，其后代表型的比例是10；若显性杂合子高茎豌豆与矮茎豌豆作为亲本进行杂交，从理论上分析，其后代表型的比例是11。2．测交法可用来检验F1的遗传因子组成，关键原因是(A)A．与F1进行测交的个体是隐性纯合子B．测交子代出现不同的表型C．测交不受其他花粉等因素的影响D．测交后代的表型及比例能直接反映F1的遗传因子组成解析：测交法是让F1与隐性纯合子杂交，通过测交子代出现的不同表型及比例来推测出F1的遗传因子组成。其关键原因是因为与F1测交的个体是隐性纯合子，含成对的隐性遗传因子，其配子中只有隐性遗传因子，能让F1产生的配子中的显隐性遗传因子都得到体现，故A正确。3．孟德尔的分离定律是指(C)A．子二代出现性状分离B．子二代性状分离比为31C．形成配子时，成对的遗传因子发生分离D．测交后代分离比为11解析：孟德尔的分离定律是指：在生物的体细胞中，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。本题强调的是孟德尔的实验结论，而A、B项是实验现象，D项是测交实验验证孟德尔对分离现象的解释。4．下列有关孟德尔豌豆杂交实验的叙述，正确的是(D)A．孟德尔在豌豆开花时进行去雄和受粉，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、雄蕊的发育程度C．孟德尔根据亲本中不同个体表型来判断亲本是否纯合D．孟德尔利用了豌豆自花传粉、闭花受粉的特性解析：A中因为豌豆是自花传粉，闭花受粉，为实现亲本杂交，应在开花前去雄；B研究花的构造必须研究雌、雄蕊的发育程度；C中不能根据表型判断亲本是否纯合，因为显性杂合子和显性纯合子表型一样；D是正确的。5．一对相对性状的遗传实验中，会导致子二代符合31性状分离比的情况是(多选)(ABD)A．显性基因相对于隐性基因为完全显性B．子一代产生的雌配子中2种类型配子数目相等，雄配子中也相等C．子一代产生的雄配子中2种类型配子活力有差异，雌配子无差异D．统计时子二代3种基因型个体的存活率相等解析：一对相对性状的遗传实验中，子二代性状分离比为31的出现需要满足一系列的条件，如显性基因对隐性基因为完全显性，F1产生的雌雄配子数量不一定相等，但雌雄配子中不同类型配子数量应相等，而且2种配子的活力相同，受精概率相等，产生的各种基因型的受精卵成活率