2024春新教材高中生物第1章遗传因子的发现第1节孟德尔的豌豆杂交实验一第1课时分离定律的发现课件新人教版必修2

第1章

遗传因子的发现解读章首图文培养学习志向·勇担社会责任对章首页的设计可从三个方面理解领悟：(1)图片设计，在孟德尔数学计算手迹的章题图上，叠加着孟德尔年轻时的肖像，古旧的淡黄底色，无形中给画面增添了几分历史的凝重。从这样的画面中同学们可想象一百多年前孟德尔探索遗传规律的意境，体会孟德尔发现遗传规律的艰辛。(2)章首页引言中的问题:“遗传因子是什么？”“基因为什么曾叫遗传因子？”同学们可将遗传因子和已知的基因名词挂钩，积极探求遗传因子背后的故事。(3)简洁的小诗不仅点出了本章的主要内涵，即孟德尔发现遗传规律的科学方法、科学态度、探索精神，还引领同学们从孟德尔的豌豆杂交实验开始，循着科学家的足迹，探索遗传的奥秘。理清本章架构初识概念体系·具备系统思维第1节孟德尔的豌豆杂交实验(一)第1课时分离定律的发现学有目标——课标要求必明记在平时——核心语句必背1.阐明分离定律，并能运用分离定律解释或预测一些遗传现象。2．通过对孟德尔一对相对性状杂交实验的分析，培养归纳与演绎、抽象与概括的科学思维，体会假说—演绎法和孟德尔的创新思维。3．认同在科学探究中正确地选用实验材料、运用数学统计方法、提出新概念以及应用符号体系表达概念的重要性。1.相对性状是指一种生物的同一种性状的不同表现类型。2．性状分离是指杂种后代中，同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．分离定律的实质：在形成配子时，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。【主干知识梳理】一、豌豆用作遗传实验材料的优点和操作方法1．豌豆用作遗传实验材料的优点品种特点相应优势

传粉，自然状态下一般为_________实验结果既可靠，又容易分析具有易于区分的

，且能稳定遗传实验结果易于观察和分析相对性状自花纯种2．杂交实验的一般操作方法二、一对相对性状的杂交实验1．写出下列各符号的含义亲本子一代子二代杂交自交父本母本2．实验过程相对性状高茎矮茎显性性状分离3∶13．对分离现象的解释(1)孟德尔对分离现象的原因提出的假说:①生物的性状是由

决定的。②在体细胞中，遗传因子是

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

，分别进入不同的配子中。配子中只含有每对遗传因子中的

个。④受精时，雌雄配子的结合是

的。遗传因子成对分离一随机(2)遗传图解:三、性状分离比的模拟实验1．模拟内容2．操作步骤雌、雄生殖器官雌、雄配子随机结合四、对分离现象解释的验证及分离定律1．对分离现象解释的验证(1)方法：

，即让

与

杂交。(2)过程测交F1隐性纯合子2．分离定律【教材微点发掘】1．下图为人工异花传粉示意图(教材第3页图1­-1)，请据图回答有关问题：(1)对母本人工去雄的原因是_____________。(2)对母本人工去雄的时间是

(填“开花前”或“开花后”)，这样操作的原因是____________________________________________________________

。(3)在对母本去雄和人工传粉后都要进行套袋处理，这样操作的目的是

。避免自花传粉开花前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防止其他外来花粉的干扰作出假说演绎推理实验验证教材问题提示(一)探究·实践(教材第6页)1．每个小组的实验结果与全班总的实验结果相比，全班总的实验结果更接近预测的结果，即彩球组合类型及数量比为DD∶Dd∶dd＝1∶2∶1，彩球代表的显性与隐性类型的数量比为3∶1。因为实验统计的样本数量越大，越接近统计规律。如果孟德尔当时只对F2中10株豌豆的性状进行统计，那么他很难正确地解释性状分离现象。因为实验统计的样本数量足够大，是孟德尔能够正确分析实验结果的前提条件之一。只对10株豌豆的性状进行统计，会出现较大的误差。2．合理。因为甲、乙小桶内的彩球分别代表孟德尔杂交实验中的雌、雄配子，从两个桶内分别随机抓取一个彩球进行组合，实际上是模拟雌、雄配子的随机结合，统计的样本数量也足够大，出现了3∶1的结果。但孟德尔提出的假说是否正确还需要实验来验证。将获得的紫花植株连续自交几代，即将每次自交后代的紫花植株选育后再进行自交，直至自交后代中不再出现白花植株为止。具体过程可用下面的图解表示。(二)思维训练(教材第8页)新知探究(一)一对相对性状的杂交实验【探究·深化】[问题驱动]

孟德尔对豌豆的七对相对性状分别进行了杂交实验，就豌豆高茎和矮茎这一对相对性状杂交实验回答下列问题：(1)孟德尔选择让F1自交，其目的是什么？提示：判断亲代矮茎性状在遗传过程中是不是消失了。(2)若F2共获得20株豌豆，矮茎个体一定是5株吗？请说明原因。提示：不一定。样本数量太少，不一定完全符合3∶1的性状分离比，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。(3)融合遗传认为，两个亲本杂交后，双亲的遗传物质会在子代体内发生混合，就像把一瓶蓝墨水和一瓶红墨水倒在一起，混合液是另外一种颜色，再也无法分出蓝色和红色。在孟德尔一对相对性状的杂交实验中，否定融合遗传最有利的实验结果是什么？提示：F2出现3∶1的性状分离比，在F1中消失的矮茎性状在F2又出现了，说明双亲的遗传物质没有发生混合。[重难点拨]

1．相关概念辨析(1)性状类:[特别提醒]

相对性状的理解要点为“两个同”：同种生物、同一种性状；“一个不同”为不同表现类型。(2)交配类:方式含义表示式杂交

遗传因子组成不同的生物个体间相互交配的方式AA×aaAa×AAAa×aa自交遗传因子组成相同的生物个体间相互交配的方式AA×AAAa×Aaaa×aa测交显性个体与隐性纯合子杂交Aa×aa或AA×aa正交与反交若甲(♀)×乙(

)为正交，则乙(♀)×甲(

)为反交，正、反交是相对而言的正交：甲(♀)×乙(

)反交：甲(

)×乙(♀)或正交：甲(

)×乙(♀)反交：甲(♀)×乙(

)(3)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3∶1→分离比占3/4的性状为显性性状。【典题·例析】[例1]下列关于遗传学基本概念的叙述，正确的是

(

)A．后代同时出现显性性状和隐性性状的现象就叫性状分离B．纯合子自交产生的子一代所表现的性状就是显性性状C．性状相同，遗传因子组成不一定相同D．狗的长毛和卷毛是相对性状[解析]

杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象叫作性状分离。具有相对性状的纯合子杂交，产生的子一代所表现的性状就是显性性状；隐性纯合子自交，产生的子一代表现出的性状仍是隐性性状。遗传因子组成相同的个体性状一般相同，但性状相同的个体遗传因子组成不一定相同，例如，显性纯合子和杂合子都表现为显性性状，但遗传因子组成不同。相对性状指的是同种生物同一性状的不同表现类型，狗的长毛和卷毛不是同一性状。故选C。[答案]

C[例2]

大豆的紫花和白花为一对相对性状。下列四组杂交实验中，能判定性状的显隐性关系的是

(

)①紫花×紫花→紫花②紫花×紫花→301紫花∶101白花③紫花×白花→紫花④紫花×白花→98紫花∶107白花A．①和②

B．③和④C．①和③ D．②和③[解析]

杂交实验②中后代出现性状分离现象，且紫花∶白花＝3∶1，符合孟德尔的分离定律，所以可判断紫花为显性性状，白花为隐性性状。观察四组杂交实验，杂交实验③符合显隐性性状的概念：具有一对相对性状的纯合亲本杂交，后代只表现一个亲本的性状(紫花)，此性状(紫花)为显性性状，而未表现出来的性状(白花)为隐性性状。通过杂交实验①④无法判断性状的显隐性关系。故选D。[答案]

D易错提醒———————————————————————————对性状分离的理解误区(1)对性状分离的理解首先要明确发生性状分离的对象必定是杂合子。(2)严格的性状分离应该是杂合子自身的分离，因此，杂合子自交后代表现出了与亲本不同的新类型(相对性状)，也是发生了性状分离，而不是一定要同时出现显性性状和隐性性状的类型。如一对表现正常的夫妇生了一个白化病的孩子就是典型的性状分离现象。(3)借助于测交实验使得杂合子中的隐性基因得以表现，不是性状分离。————————————————————————————————【应用·体验】1．家兔的毛色中，白色和黑色是一对相对性状。分析下列4组杂交组合的亲、子代性状，体现出性状分离现象的一组是

(

)解析：性状分离指在杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象。白兔和白兔杂交后代均为白兔，没有体现性状分离现象；黑兔和白兔杂交后代均为白兔，没有体现性状分离现象；白兔和白兔杂交后代出现黑兔和白兔，体现了性状分离现象；黑兔和白兔杂交后代有黑兔，也有白兔，没有体现性状分离现象。答案：C

2．具有一对相对性状的亲本杂交，子二代中

(

)A．所有的统计结果都等于3∶1B．统计的样本足够大时才符合3∶1C．性状按3∶1的比例出现D．统计的样本越小越接近3∶1解析：孟德尔之后，科学家们在继续研究中发现，只有满足大样本即实验群体足够大时，才能够实现孟德尔统计的比例关系。如果统计的样本越小，则统计的结果越偏离3∶1。故选B。答案：B

【探究·深化】[问题驱动]

在进行豌豆杂交实验时，孟德尔选择了高茎和矮茎这一对相对性状，其中高茎(D)对矮茎(d)为显性。下面是孟德尔用纯合亲本杂交得到的子一代(F1)自交获得子二代(F2)的实验遗传图解，回答相关问题：新知探究(二)对分离现象的解释和验证(1)图中D、d两种雄配子的数目是否相等？雄配子D与雌配子D数目是否相等？提示：D、d两种雄配子的数目是相等的；但是由于雄配子要多于雌配子，所以雄配子D要远多于雌配子D。(2)表中①②③的遗传因子组成和性状表现分别是怎样的？提示：①和②的遗传因子组成均为Dd，表现为高茎；③的遗传因子组成为dd，表现为矮茎。(3)F2中纯合子和杂合子所占的比例分别是多少？F2的高茎豌豆中纯合子和杂合子所占比例又分别是多少？提示：F2中纯合子和杂合子所占比例分别是1/2和1/2；F2的高茎豌豆中纯合子和杂合子所占比例分别是1/3和2/3。[重难点拨]

1．遗传因子组成及判断方法(1)个体遗传因子组成①遗传因子组成：与生物个体表现出来的性状有关的遗传因子组成，如DD、Dd和dd。②纯合子：遗传因子组成相同的个体，如体细胞中含有遗传因子组成为DD或dd的个体。③杂合子：遗传因子组成不同的个体，如体细胞中含有遗传因子组成为Dd的个体。(2)遗传因子组成的判断方法①测交法(已知显、隐性性状)：③配子鉴定法：若某个体能产生两种类型的配子，则为杂合子；若只产生一种配子，则为纯合子。2．F1自交后代出现3∶1的性状分离比所必须满足的理想条件(1)F1产生的雌、雄配子分别有两种类型，这两种类型的配子数量完全相等。(2)不同类型雌、雄配子之间的结合机会均相等。(3)每一个受精卵都能正常发育为成熟的个体。(4)显性遗传因子对隐性遗传因子的显性作用是完全的。【典题·例析】[例1]水稻的晚熟和早熟是一对相对性状，晚熟受显性遗传因子(E)控制。现有纯合的晚熟水稻和早熟水稻杂交，下列说法错误的是

(

)A．F1的遗传因子组成是Ee，性状表现为晚熟B．F1自交时产生的雌、雄配子数量之比为1∶1C．F1自交后得F2，F2的遗传因子组成可能为EE、Ee和ee，其比例为1∶2∶1D．F2的性状分离比为3∶1[解析]

在数量上，雄配子数远大于雌配子数，但F1自交时产生的两种雄配子数量之比或两种雌配子数量之比均为1∶1。故选B。[答案]

B[例2]落花生是闭花受粉的植物，果实(花生)的厚皮对薄皮为显性；果子狸毛色深褐色对浅灰色是显性。要鉴定一株结厚皮果实的落花生和一只深褐色果子狸的纯合与否，应采用的简便遗传方法分别是

(

)A．自交、测交 B．杂交、测交C．自交、自交 D．杂交、杂交[解析]

(1)由于落花生是闭花受粉的植物，所以要鉴定一株结厚皮果实的落花生纯合与否，需要将厚皮落花生自交，若后代无性状分离，则为纯合子；若后代有性状分离，则为杂合子。(2)由于果子狸是雌雄异体动物，所以要鉴定一只深褐色果子狸的纯合与否，应让深褐色果子狸与多只隐性个体交配，若后代全为深褐色，则可认为是纯合子；若后代有隐性个体出现，则是杂合子。故选A。[答案]

A归纳拓展————————————————————————————1．个体遗传因子组成的鉴定方法在鉴定个体遗传因子组成时，若待测个体为动物时，常采用测交法；若待测个体为植物时，测交法、自交法均可采用，但自交法较简便。2．测交实验的作用(1)测定F1产生配子的种类和比例。(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。————————————————————————————————【应用·体验】1．番茄的紫茎对绿茎为完全显性。欲判断一株紫茎番茄是否为纯合子，下列方法不可行的是

(

)A．让该紫茎番茄自交B．与绿茎番茄杂交C．与纯合紫茎番茄杂交D．与杂合紫茎番茄杂交解析：紫茎为显性，令其自交，若为纯合子，则子代全为紫茎，若为杂合子，子代发生性状分离，会出现绿茎，

A不符合题意。可通过与绿茎纯合子杂交来鉴定，如果后代都是紫茎，则是纯合子；如果后代有紫茎也有绿茎，则是杂合子，B不符合题意。与紫茎纯合子杂交后代都是紫茎，故不能通过与紫茎纯合子杂交判断待测紫茎番茄是否为纯合子，C符合题意。能通过与紫茎杂合子杂交来鉴定，如果后代都是紫茎，则是纯合子；如果后代有紫茎也有绿茎，则是杂合子，D不符合题意。答案：C

2．某植物的红花对白花为显性，且受一对遗传因子A和a控制。为确定某红花植株的遗传因子组成，让其与另一白花植株进行杂交，得到足够多的杂交后代。下列相关叙述错误的是

(

)A．待测红花植株与白花植株的杂交方式属于测交B．如果后代均为红花，则待测红花植株的遗传因子组成为AAC．如果后代出现白花，则待测红花植株的遗传因子组成为AaD．如果后代出现白花，则后代中白花植株的比例为1/4解析：待测红花植株与白花植株的杂交方式属于测交，A正确；如果测交后代均为红花，说明待测红花植株的遗传因子组成为AA，B正确；如果测交后代出现白花，说明待测红花植株的遗传因子组成为Aa，C正确；遗传因子组成为Aa、aa的植株杂交，后代中aa植株的比例为1/2，D错误。答案：D

新知探究(三)分离定律的内容和实质【拓展·深化】1．对分离定律的理解(1)适用范围：一对相对性状的遗传，只适用于性状由细胞核中的遗传因子控制的真核生物的有性生殖过程。(2)作用时间：有性生殖形成配子时。(3)实质：形成配子时，细胞中控制一对相对性状的成对的遗传因子彼此分离。2．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1∶1⇒F1产生两种数量相等的雌配子和两种数量相等的雄配子，遵循分离定律。【典题·例析】[例1]水稻中非糯性(W)对糯性(w)为显性，非糯性品系的花粉遇碘呈蓝黑色，糯性品系的花粉遇碘呈橙红色。下面是对纯种的非糯性与糯性水稻的杂交后代进行观察的结果，其中能直接证明孟德尔的分离定律的一项是

(

)A．杂交后亲本植株上结出的种子(F1)遇碘全部呈蓝黑色B．F1自交后结出的种子(F2)遇碘后，3/4呈蓝黑色，1/4呈橙红色C．F1产生的花粉遇碘后，一半呈蓝黑色，一半呈橙红色D．F1测交所结出的种子遇碘后，一半呈蓝黑色，一半呈橙红色[解析]

分离定律的实质是F1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，C项通过花粉鉴定法可直接证明F1能产生两种数量相等的配子。[答案]

C[例2]

(2019·全国卷Ⅲ)玉米是一种二倍体异花传粉作物，可作为研究遗传规律的实验材料。玉米籽粒的饱满与凹陷是一对相对性状，受一对等位基因控制。回答下列问题。(1)在一对等位基因控制的相对性状中，杂合子通常表现的性状是________。(2)现有在自然条件下获得的一些饱满的玉米籽粒和一些凹陷的玉米籽粒，若要用这两种玉米籽粒为材料验证分离定律，写出两种验证思路及预期结果。[解析]

(1)在一对等位基因控制的相对性状中，杂合子同时具有显性基因和隐性基因，显性基因表达后会掩盖隐性性状或抑制隐性基因的表达，所以杂合子通常表现出的性状为显性性状。(2)由于自然条件下玉米中表现为显性性状的个体存在纯合子和杂合子，所以可以通过杂合子自交或测交的方法来验证基因的分离定律。①自交法：自交后代的性状分离比为3∶1，则符合基因的分离定律，性状由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制。②测交法：若测交后代的性状分离比为1∶1，则符合基因的分离定律，性状由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制。结合本题题干提供的实验材料，进行合理设计即可。[答案]

(1)显性性状(2)思路及预期结果：①两种玉米分别自交，若某些玉米自交后，子代出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律。②两种玉米分别自交，在子代中选择两种纯合子进行杂交，F1自交，得到F2，若F2中出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律。③让籽粒饱满的玉米和籽粒凹陷的玉米杂交，如果F1都表现一种性状，则用F1自交，得到F2，若F2中出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律。④让籽粒饱满的玉米和籽粒凹陷的玉米杂交，如果F1表现两种性状，且表现为1∶1的性状分离比，则可验证分离定律。归纳拓展———————————————————————————验证分离定律的方法，有的操作简便，如杂合子自交法；有的在短时间内可作出判断，如花粉鉴定法；对于动物，常用测交法。因此要根据实际情况选择合理的实验方案。————————————————————————————————【应用·体验】1．下列有关分离定律的叙述，正确的是

(

)A．分离定律是孟德尔针对豌豆一对相对性状的实验结果及其解释直接归纳总结的B．在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子是单独存在的，不会相互融合C．在形成生殖细胞——配子时，单独存在的遗传因子要发生分离，所以称分离定律D．在形成配子时，成对的遗传因子分离后进入不同的配子中，可随配子遗传给后代解析：孟德尔归纳总结出分离定律的科学实验程序是：杂交实验和观察到的实验现象(发现问题)→对实验现象进行分析(提出假说)→对实验现象解释的验证(验证假说)→分离定律(得出结论)，A错误；根据孟德尔对性状分离现象的解释可以知道：在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子是成对存在的，这些遗传因子既不会相互融合，也不会在传递中消失，B错误；分离定律的实质是在形成配子时，控制同一性状的成对遗传因子发生分离，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，C错误，D正确。答案：D

2．下列有关一对性状杂交实验的几组比例，最能直接体现分离定律实质的是

(

)A．F2中表现出来的性状的比例为3∶1B．F1产生配子的比例为1∶1C．F2遗传因子组成的比例为1∶2∶1D．F1测交后代中表现出来的性状的比例为1∶1解析：F2中表现出来的性状的比例为3∶1是性状分离比，不能说明分离定律的实质；F1产生配子的比例为1∶1，最能说明分离定律的实质；F2遗传因子组成的比例为1∶2∶1，只能体现F2的遗传因子组成种类及比例，不能说明分离定律的实质；测交后代中表现出来的性状的比例为1∶1，说明F1产生配子的比例为1∶1，可间接说明分离定律的实质。答案：B

科学思维——假说—演绎法一、由一对相对性状杂交实验的过程分析初识“假说—演绎”过程二、深化理解“