2024年高中生物新教材同步必修第二册第1章　遗传因子的发现第1课时　一对相对性状的杂交实验过程和解释含答案

2024年高中生物新教材同步必修第二册第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课时一对相对性状的杂交实验过程和解释课程内容标准核心素养对接1.阐明豌豆用作遗传实验材料的优点并掌握相关的基本操作。2.掌握孟德尔一对相对性状的杂交实验过程。3.理解孟德尔对分离现象作出的假设，并能画出遗传图解。1.生命观念——阐明用豌豆做遗传实验容易成功的原因，掌握杂交实验相关的基本操作。2.科学思维——体验孟德尔遗传实验的科学方法和创新思维。知识点1豌豆用作遗传实验材料的优点和杂交实验的一般操作方法1.豌豆用作遗传实验材料的优点2.豌豆人工异花传粉(杂交)的一般步骤知识点2一对相对性状的杂交实验知识点3对分离现象的解释(1)豌豆是自花传粉植物。(√)(2)去雄是指在父本的花成熟后将全部雄蕊去除。(×)(3)人工杂交过程中需要对父本和母本分别套袋。(×)(4)F1产生两种配子的比例为1∶1，此比例为雌、雄配子的数量之比。(×)(5)杂合子与纯合子遗传因子组成不同，性状表现也不同。(×)eq\x(教材P3“图1－1拓展”)综合教材内容回答下列有关问题：(1)对母本人工去雄的原因是避免自花传粉。父本不需去雄即花蕾期(2)对母本人工去雄的时间是开花前(填“开花前”或“开花后”)，这样操作的原因是豌豆是闭花受粉植物，开花后就已经完成受粉，所以应在开花前对母本人工去雄。(3)在对母本去雄和人工授粉后都要进行套袋处理，这样操作的目的是避免了外来花粉的干扰。探究点一一对相对性状的杂交实验阅读孟德尔的一对相对性状的杂交实验，请思考并回答下列问题：(1)为什么子一代中只表现出一个亲本的性状，而不表现出其他性状？另一个亲本的性状是永远消失了还是暂时隐藏起来了呢？提示因为高茎对矮茎为显性，两纯合亲本杂交，子一代只表现出显性亲本的性状。暂时隐藏起来了，因为在F2中该性状又重新出现了。(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，孟德尔实验中获得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，可以在后代中分离出来。相关概念辨析(1)性状类①相对性状：一种生物同一种性状的不同表现类型。②显性性状：具有相对性状的两纯合亲本杂交，F1表现出来的那个亲本性状。③隐性性状：具有相对性状的两纯合亲本杂交，F1未表现出来的那个亲本性状。④性状分离：杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象。理解相对性状的“两同一不同”：“两个同”，同种生物、同一种性状；“一个不同”，不同表现类型。方法：判断是不是相对性状时，类似于找“对应词”，如狗的“长毛”和“卷毛”不属于相对性状，因为“长”对应“短”，“卷”对应“直”。(2)交配类①杂交：一般是指遗传因子组成不同的生物个体间相互交配的过程。②自交：遗传因子组成相同的生物个体间相互交配的过程。对植物来说，一般是指自花传粉(如豌豆)和雌雄异花的同株受粉(如玉米)。自交是获得纯系的有效方法。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测交：一般指某一个体与隐性纯合子的杂交。测交可用于鉴定一个未知个体的遗传因子组成。杂交和自交法在判断性状显隐性中的应用(1)根据子代性状判断(2)根据子代性状分离比判断(3)根据自交后性状是否分离判断对于自花受粉的植物，自交后若性状发生分离，则亲本的性状为显性性状，子代新出现的性状为隐性性状。[例1]下列有关相对性状的叙述正确的是()A.梨的果皮光滑和桃的果皮有毛是相对性状B.番茄的红色果实和圆形果实是相对性状C.家兔的黑色毛、白色毛和棕色毛是相对性状D.生物的同一性状的不同表现形式就是相对性状答案C解析梨和桃为两种生物，A错误；番茄的红色果实和圆形果实，为一种生物(番茄)的两种性状(果实的颜色，果实的形状)，B错误；家兔的黑色毛、白色毛和棕色毛，均为一种生物(家兔)同一性状(毛色)的不同表现类型，属于相对性状，C正确；如果不是同一种生物，即使是同一性状的不同表现形式也不属于相对性状，D错误。[例2]下列遗传实例中，属于性状分离的是()①高茎豌豆与矮茎豌豆杂交，子代全为高茎豌豆②圆粒豌豆自交，后代圆粒豌豆∶皱粒豌豆＝3∶1③开粉色花的茉莉自交，后代出现红色花、粉色花和白色花④矮茎豌豆自交，后代全为矮茎A.①② B.③④C.①③ D.②③答案D解析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。探究点二对分离现象的解释下面是孟德尔用纯合亲本高茎DD与矮茎(dd)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：(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；但是由于雄配子的数目要远多于雌配子，所以雄配子D的数目要远多于雌配子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，性状表现为高茎；③的遗传因子组成为dd，性状表现为矮茎。(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。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。[例3]盘状南瓜自交，后代中盘状∶球状＝3∶1。下列相关叙述错误的是()A.盘状为显性性状、球状为隐性性状B.亲本中盘状南瓜应为杂合子C.子代中盘状南瓜全为杂合子D.子代中球状南瓜全为纯合子答案C解析根据后代盘状∶球状＝3∶1可判断，盘状为显性性状、球状为隐性性状，且亲本盘状南瓜为杂合子，子代中盘状南瓜有纯合子也有杂合子，子代中球状南瓜全为纯合子；所以A、B、D正确，C错误。[例4]孟德尔在观察和统计分析的基础上通过严谨的推理和大胆的想象，对分离现象的原因提出了假说，下列说法属于假说内容的是()A.生物的性状是由基因决定的B.体细胞的基因成对存在于同源染色体上C.形成配子时，成对的基因分离，进入不同的配子D.受精时，雌配子和雄配子的结合是随机的答案D解析孟德尔所在的年代还没有“基因”一词，也没有认为基因位于染色体上，孟德尔认为遗传因子在体细胞中成对存在，A、B错误；孟德尔认为生物体在形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中，C错误；孟德尔认为受精时，雌、雄配子的结合是随机的，属于假说的内容，D正确。思维导图晨读必背1.豌豆是两性花，自花传粉、闭花受粉，在自然状态下一般都是纯种。2.豌豆植株具有易于区分的性状；一种生物的同一种性状的不同表现类型，叫作相对性状。3.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。随堂检测1.玉米的高秆和矮秆是一对相对性状，由一对遗传因子控制，下列现象属于性状分离的是()A.高秆玉米自交后代出现高秆和矮秆B.矮秆玉米自交后代全部表现为矮秆C.高秆玉米自交后代全部表现为高秆D.高秆玉米和矮秆玉米杂交，后代全部表现为高秆答案A解析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，A符合题意。2.下列与生物学概念相关的叙述，正确的是()A.后代出现显性性状和隐性性状的现象就叫性状分离B.纯合子杂交产生的子一代所表现出的性状就是显性性状C.兔的白毛和黑毛，狗的长毛和卷毛都是相对性状D.同一种生物的同一性状的不同表现类型称为相对性状答案D解析杂种后代同时出现显性性状和隐性性状的现象，叫性状分离；在完全显性的条件下，具有相对性状的两个纯合子杂交产生的子一代表现出的性状才是显性性状；狗的长毛和卷毛不是相对性状。3.对于孟德尔所做的豌豆的一对相对性状的遗传实验，不必具备的条件是()A.选用的一对相对性状要有明显的差异B.实验选用的两个亲本，一定是纯种C.要让显性亲本作父本，隐性亲本作母本D.要让两个亲本之间进行有性杂交答案C解析无论用显性亲本作父本，还是作母本，杂交后产生的子一代总是表现出显性性状。4.遗传因子组成为Aa的某植物自交，对其F1的不同性状表现进行数量统计，出现了3∶1的分离比。下列各项中，不属于该分离比出现的必备条件的是()A.遗传因子A与a不会相互融合B.雌雄配子的存活率相同C.AA与Aa的性状表现相同D.所统计的子代数量足够多答案B解析遗传因子A与a不会相互融合，保证了后代会出现性状分离，是子代出现3∶1的必备条件，A不符合题意；雌配子中A、a的比例相等，雄配子中A、a的比例相等是子代出现3∶1的必备条件，一般来说，生物产生的雄配子的数量远远多于雌配子，雌雄配子存活率相同不是出现3∶1的必备条件，B符合题意；AA和Aa的表现相同是该分离比出现的必备条件，C不符合题意；实验的群体足够大，个体数目足够多，这样可以避免偶然性，减少实验误差，这是F1出现3∶1分离比的条件之一，D不符合题意。课后·分层训练(时间：30分钟)知识点1豌豆用作实验材料的优点1.孟德尔选用豌豆作为遗传实验材料的理由不包括()A.豌豆是自花传粉植物B.豌豆的性状易于区分C.豌豆的子代数量较多D.豌豆的经济价值很高答案D解析孟德尔选用豌豆作为遗传实验材料与豌豆的经济价值高低无关，D符合题意。2.如图表示孟德尔杂交实验操作过程，下列叙述正确的是()A.②操作后要对b套上纸袋B.①和②的操作不能同时进行C.a为父本，b为母本D.①和②是在花开后进行的答案B解析①为去雄，②为采集花粉，①操作后要对a套上纸袋；①在雌花未成熟前，②在雌花成熟后；a为母本，b为父本。3.下列各组中属于相对性状的是()A.李清照描写海棠的词句“应是绿肥红瘦”中的“绿肥”与“红瘦”B.新疆棉花中的长绒棉与彩色棉C.“雄兔脚扑朔，雌兔眼迷离”中的“脚扑朔”与“眼迷离”D.兔的长毛和短毛答案D解析“应是绿肥红瘦”中的“绿肥”用来形容海棠花的绿叶，“红瘦”用来形容海棠花的红花，不是“同一性状”，A错误；新疆棉花中的长绒棉与彩色棉，分别为棉的长度及颜色，不是“同一性状”，B错误；“雄兔脚扑朔，雌兔眼迷离”中的“脚扑朔”与“眼迷离”是指雄兔的脚喜欢扑腾，雌兔的眼老是眯着，不是“同一性状”，C错误；兔的长毛和短毛符合“同种生物”和“同一性状”，属于相对性状，D正确。知识点2一对相对性状的杂交实验4.某一红花植株自交，后代既有红花植株也有白花植株，且比例接近3∶1。这种现象在遗传学上称为()A.性状分离B.成对的遗传因子分离C.一对相对性状杂交D.遗传因子重组答案A解析红花豌豆自交，子代出现红花和白花两种类型，比例接近3∶1，这种在杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象称作性状分离。5.玉米的甜和非甜为一对相对性状，下列杂交实验能单独判断性状显隐性关系的是()①甜×非甜→非甜②甜×非甜→100甜＋98非甜③甜×甜→甜④非甜×非甜→312非甜＋106甜A.①和② B.①和④C.②和③ D.③和④答案B解析①甜×非甜→非甜，可以判断非甜为显性性状，①符合题意；②甜×非甜→100甜＋98非甜，子代表现为1∶1，无法判断显隐性，②不符合题意；③甜×甜→甜，甜可能为显性性状，也可能是隐性性状，③不符合题意；④非甜×非甜→312非甜＋106甜，子代表现为3∶1，非甜为显性性状，④符合题意。6.下列有关豌豆高茎杂合子的说法，错误的是()A.豌豆杂合子的形成一般是杂交的结果B.豌豆高茎杂合子中含有隐性遗传因子C.豌豆高茎杂合子自交后代不会出现杂合子D.豌豆高茎杂合子与显性纯合子性状表现相同答案C解析豌豆自然状态下通常是纯种，其杂合子的形成一般是杂交的结果，A正确；豌豆高茎杂合子中同时含有显性遗传因子和隐性遗传因子，B正确；豌豆高茎杂合子自交后代会出现一定比例的杂合子，C错误；豌豆高茎杂合子与显性纯合子均表现为高茎，D正确。知识点3对分离现象的解释7.下列有关孟德尔对豌豆自交和杂交结果作出的解释，错误的是()A.生物的性状是由遗传因子决定的B.体细胞中遗传因子是成对存在的C.雌雄配子中只含一对遗传因子D.雌雄配子的结合是随机的答案C解析孟德尔对豌豆自交和杂交结果作出的解释的主要内容有：生物的性状是由遗传因子决定的；体细胞中遗传因子是成对存在的；雌雄配子中只含成对遗传因子中的一个；雌雄配子结合的机会是随机的，C错误。8.进行豌豆杂交实验时，孟德尔选择的一对性状是子叶颜色，豌豆子叶黄色(Y)对绿色(y)为显性。下表是孟德尔用杂交法得到的子一代(F1)分别作父本、母本进行杂交的实验结果，下列说法正确的是()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(♂)答案C解析由表可推知，F2中①②③的遗传因子组成分别是Yy、Yy、yy，故①②的子叶颜色为黄色，③的子叶颜色为绿色。豌豆产生的雄配子数目多于雌配子；产生F1的亲本的遗传因子组成可以是YY(♀)和yy(♂)，也可以是YY(♂)和yy(♀)。9.有关如图所示遗传图解的说法，错误的是()A.①②只能发生在有性生殖过程中B.③表示雌雄配子随机结合的过程C.亲代Aa产生的雄配子∶雌配子＝1∶1D.子代中，Aa个体在显性个体中所占的比例为2/3答案C解析分析图示，①②为亲本形成配子的过程，只有有性生殖才能产生雌、雄配子；③表示雌、雄配子随机结合的过程；每个遗传因子组成为Aa的亲本产生的配子类型及比例为A∶a＝1∶1，但雄配子数目远远多于雌配子数目；子代中，Aa个体在显性个体(AA∶Aa＝1∶2)中所占的比例为2/3。10.在香水玫瑰的花色遗传中，红花、白花是一对相对性状，受一对遗传因子的控制(用R、r表示)。从下表的杂交实验中得出的推论正确的是()杂交组合后代性状一红花A×白花B全部为红花二红花C×红花D红花∶白花＝3∶1A.红花A的遗传因子组成为RrB.红花为显性性状C.红花C与红花D的遗传因子组成不同D.白花B的遗传因子组成为Rr答案B解析杂交组合一的亲本为红花和白花，而杂交后代只有红花，说明亲本红花A为纯合子，其遗传因子组成为RR，A错误；分析可知，红花为显性性状，白花为隐性性状，B正确；红花C与红花D的遗传因子组成相同，都是Rr，C错误；白花为隐性性状，白花B的遗传因子组成为rr，D错误。11.下列遗传实例中，属于性状分离现象的是()A.某非糯性水稻产生的花粉既有糯性的又有非糯性的B.对某未知遗传因子组成的个体进行测交后子代的性状表现C.一对性状表现正常的夫妇生了一个正常的女儿和红绿色盲的儿子D.纯合红花和纯合白花的植物杂交，所得F1的花色表现为粉红花答案C解析性状分离是指在杂种后代中，同时显现出显性性状和隐性性状的现象，也就是说只有亲本表型一致，子代出现不同性状时方可称作性状分离，选项C中的亲本表现为一个性状，后代两种性状，符合性状分离的概念，C正确；选项A中，某非糯性水稻产生的花粉既有糯性的又有非糯性的能直接证明孟德尔的基因分离定律，但不属于性状分离现象。12.牛的黑色(B)对红色(b)是显性。良种场现有两栏圈养牛，栏里的牛进行自由交配。甲栏全为黑色，乙栏既有黑色又有红色。甲、乙两栏牛是亲子代关系，来场参观的生物兴趣小组同学，有的说乙栏牛是甲栏牛的亲代，有的说乙栏牛是甲栏牛的子代。请你根据分离定律的知识，分析回答下列问题：(1)若甲栏牛为乙栏牛的亲代，且甲栏黑色牛只有一种遗传因子组成，则甲栏牛的遗传因子组成为________，乙栏牛的遗传因子组成为________；让乙栏中的黑色牛与异性红色牛交配，子代性状表现类型及比例为________。(2)若乙栏牛为甲栏牛的亲代，且乙栏黑色牛只有一种遗传因子组成，则乙栏牛的遗传因子组成为________，甲栏牛的遗传因子组成为________；甲栏中没有红色牛的原因是________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)BbBB、Bb和bb黑色∶红色＝2∶1(2)BB和bbBb或BB和Bb乙栏中黑色牛只有B一种配子，且红色牛均为同一性别解析(1)若甲栏牛为乙栏牛的亲代，即甲栏黑色牛杂交出现性状分离，且甲栏黑色牛只有一种遗传因子组成，则甲栏中牛的遗传因子组成为Bb，则其子代乙栏中牛的遗传因子组成为BB、Bb、bb；让乙栏中的黑色牛(1BB、2Bb)与异性红色牛(bb)交配，子代表现的性状及比例为黑色∶红色＝(1/3＋2/3×1/2)∶(2/3×1/2)＝2∶1。(2)若乙栏牛为甲栏牛的亲代，且乙栏黑色牛只有一种遗传因子组成，则乙栏中的牛均为纯合子，遗传因子组成为BB和bb。由于甲栏牛全为黑色，所以亲代可以是BB和bb杂交，也可以是BB和BB交配。因此，子代甲栏中牛的遗传因子组成为Bb或BB和Bb。乙栏为甲栏的亲代，且甲栏中没有红牛，说明乙栏黑色牛为纯合子，且栏中红色个体均为同一性别，彼此不能交配。13.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两棵植株进行如下图所示的杂交实验：实验Ⅰ：将植株A的花粉粒转移到同一植株的雌花上，受粉后，雌花发育成穗轴上的玉米粒。实验Ⅱ：将植株B的花粉粒转移到同一植株的雌花上，进行受粉。实验Ⅲ：将植株A的花粉粒转移到植株B的另一雌花上进行受粉。上述三组实验所获得玉米粒的颜色如下表所示：实验紫红色玉米粒黄色玉米粒Ⅰ587196Ⅱ0823Ⅲ412396(1)在玉米粒颜色这一对相对性状中，隐性性状是________，判断的理由是_____________________________________________________________________________________________________________________________。(2)用G代表决定显性性状的遗传因子，g代表决定隐性性状的遗传因子，则植株A的遗传因子组成为________，植株B的遗传因子组成为________。实验Ⅰ的子代中，紫红色玉米粒的遗传因子组成为________。(3)实验Ⅰ的子代中，紫红色玉米粒中杂合子所占比例为________。答案(1)黄色实验Ⅰ中子代出现了3∶1的性状分离比，即紫红色玉米粒∶黄色玉米粒≈3∶1(2)GgggGg或GG(3)2/3解析(1)从实验Ⅰ可知，植株A自交，后代发生性状分离，且性状分离比为紫红色玉米粒∶黄色玉米粒≈3∶1，说明黄色为隐性性状。(3)实验Ⅰ为Gg自交，后代紫红色玉米粒为1/3GG、2/3Gg，即紫红色玉米粒中杂合子所占比例为2/3。第2课时性状分离比的模拟实验及分离定律的应用课程内容标准核心素养对接1.完成“性状分离比的模拟实验”，加深对分离现象解释的理解。2.分析测交实验，理解孟德尔演绎推理与验证过程。3.归纳总结孟德尔的假说—演绎法，掌握分离定律的内容。1.科学探究——掌握通过假说—演绎法推知分离定律的过程。针对生物现象，尝试利用“假说—演绎法”探究其根本。2.社会责任——积极运用遗传学的知识和方法，阐述遗传现象及规律，尝试解决现实生活中的问题。知识点1性状分离比的模拟实验1.模拟内容用具或操作模拟对象或过程甲、乙两个小桶雌、雄生殖器官小桶内的彩球雌、雄配子不同彩球的随机组合雌、雄配子的随机结合2.操作步骤3.分析结果、得出结论(1)彩球组合类型数量比为DD∶Dd∶dd≈1∶2∶1。(2)彩球组合类型之间的数量比代表的是显、隐性性状数量比为显性∶隐性≈3∶1。知识点2对分离现象解释的验证1.过程2.测交实验作用知识点3分离定律及假说—演绎法分离定律(1)性状分离比的模拟实验中，每个桶内两种颜色的彩球的数量必须相同。(√)(2)测交实验对推理过程中提出的假说进行了验证。(√)(3)孟德尔通过测交实验的结果推测出F1产生配子的种类和个数，从而验证其假说的正确与否。(×)(4)真核生物的所有遗传因子的传递都遵循分离定律。(×)(5)孟德尔采用假说—演绎法发现了遗传定律。(√)(6)用假说—演绎法验证的实验结果总会与预期相符。(×)eq\x(教材P8“拓展应用1”)1.水稻的非糯性对糯性是显性，非糯性水稻的花粉中所含的淀粉为直链淀粉，遇碘液呈蓝黑色，而糯性水稻的花粉中所含的是支链淀粉，遇碘液呈橙红色。能否利用花粉来鉴定一株水稻是纯合子还是杂合子？如果能，应如何鉴定？提示由于非糯性水稻的花粉遇碘液呈蓝黑色，糯性水稻的花粉遇碘液呈橙红色，所以可以取某一水稻的花粉，用碘液染色，然后借助显微镜直接观察花粉的颜色，来鉴定水稻是否为纯合子。如果花粉粒全呈蓝黑色，表明该水稻是非糯性纯合子；如果花粉粒全呈橙红色，表明该水稻是糯性纯合子；如果花粉粒有蓝黑色和橙红色，表明该水稻是非糯性杂合子。eq\x(教材P8“概念检测，3”变式拓展)2.南瓜的黄果与白果为一对相对性状，分别由遗传因子A、a控制。现用一株黄色果实南瓜和一株白色果实南瓜杂交，子代情况如图所示。(1)黄果与白果这对相对性状中，显性性状是哪种？说出判断依据。提示白果为显性性状，图中③过程，白果自交后代发生性状分离，则白果为显性性状，黄果为隐性性状。(2)写出亲本中黄果、F2中白果的遗传因子组成。提示亲本黄果的遗传因子组成为aa，F2中白果的遗传因子组成为AA或Aa。(3)若黄果南瓜与白果南瓜杂交，子代均为白果南瓜，能否判断这对相对性状的显隐性？若能判断，请说出显性性状是哪种。提示能判断，白果为显性性状。探究点一性状分离比的模拟实验下图所示为性状分离比的模拟实验装置，回答下列问题：(1)每个小桶内的两种彩球必须相等，这是为什么？提示杂种F1(Dd)产生比例相等的两种配子。(2)实验中甲、乙两个小桶内的彩球数量都是20个，有人认为这不符合自然界的实际情况，这是为什么？提示自然界中，一般雄配子的数量远远多于雌配子的数量。(3)为了保证不同配子间结合机会均等，且所得结果与理论值相近，在实验过程中应注意哪些问题？提示抓取小球时应随机抓取；双手同时进行，且闭眼；应将抓取后的小球重新放回原桶，并摇匀；重复多次实验。(4)有两位同学各抓取4次，结果分别是DD∶Dd＝2∶2和DD∶Dd∶dd＝2∶1∶1，这是不是说明实验设计有问题？提示不是，DD∶Dd∶dd＝1∶2∶1是一个理论值，如果统计数量太少，不一定会符合该理论值，统计的数量越多，越接近该理论值。实验成功关键点(1)彩球的规格、质地要统一，手感要相同，避免人为误差。(2)每次抓取时要闭上眼睛，左手随机抓取甲桶内彩球，同时右手随机抓取乙桶内彩球，避免从一个小桶内同时抓取两个彩球。(3)做完一次模拟实验后，将彩球放回原桶(切记不能将两个桶中的彩球相混)，必须充分摇匀彩球，再做下一次模拟实验。(4)要认真观察每次的组合情况，记录、统计要如实、准确。(5)要重复进行实验，这样才能接近理论值。[例1]在“性状分离比的模拟实验”中，老师准备了①～⑤5个小桶，在每个小桶中放置了10个小球，小球颜色表示不同遗传因子类型的配子，若某同学在进行“一对相对性状的杂交实验”中，模拟F1雌、雄个体产生配子的随机结合时，他选择的组合应该为()A.雌①、雄② B.雌④、雄⑤C.雌③、雄⑤ D.雌⑤、雄⑤答案D解析根据题图分析可知：①中只有A，②中只有a，③中A∶a＝6∶4，④中B∶b＝7∶3，⑤中A∶a＝5∶5。故模拟F1雌、雄个体产生配子的随机结合时，他选择的组合应该为雌⑤和雄⑤，即小桶中含有两种配子，且两种配子的比例为1∶1。[例2]在性状分离比的模拟实验中，某同学在两个小罐中分别放了20个两种不同颜色的玻璃球、50个两种不同颜色的玻璃球。下列叙述正确的是()A.他的这种做法一定会影响配子出现的概率，从而导致实验结果误差增大B.两个小罐中玻璃球数量不同，会影响实验结果C.每次从罐中抓出来的玻璃球不能再放回罐内D.玻璃球数量多的小罐可代表雄性生殖器官答案D解析虽然两个小罐中的玻璃球数量不同，但只要每个罐内两种颜色的玻璃球的数量相等就不会影响配子出现的概率，也不会影响实验结果，A、B错误；每次抓取的玻璃球在统计后一定要再放回原来的小罐内，这样可以保证每次抓取每种配子的机会相等，C错误；在生物体的生殖过程中，一般是雄配子的数量远多于雌配子的数量，因此玻璃球数量少的小罐可代表雌性生殖器官，玻璃球数量多的小罐可代表雄性生殖器官，D正确。探究点二对分离现象解释的验证及其科学方法1.杂交、自交和测交在遗传中各有不同的用途，请分析回答下列问题：(1)已知豌豆豆荚的绿色和黄色是一对相对性状，如何来确定二者的显隐性关系？提示用纯合的绿豆荚豌豆和纯合的黄豆荚豌豆杂交，子一代显现出来的性状是显性性状。(2)已知豌豆的高茎对矮茎为显性，现有一株高茎豌豆，如何鉴定该高茎豌豆是纯合子还是杂合子？提示让该高茎豌豆自交，若后代全为高茎豌豆，则该豌豆是纯合子；若后代发生性状分离，则该豌豆是杂合子。(3)羊的白毛对黑毛是显性，现有一只白毛公羊，如何鉴定其是纯合子还是杂合子？提示让该白毛公羊和多只黑毛母羊交配，子代如果出现黑毛羊，则该白毛公羊是杂合子；若子代全为白毛羊，则该白毛公羊是纯合子。2.孟德尔通过豌豆的“一对相对性状的杂交实验”，利用假说—演绎法，提出了分离定律。请将下列内容进行归类：①生物的性状是由遗传因子决定的②体细胞中遗传因子成对存在③F1自交后代出现性状分离现象，且分离比为3∶1④进行测交实验，发现后代出现1∶1的性状比例⑤若F1与隐性纯合子杂交，后代的性状比例应为1∶1观察现象阶段：③。提出假说阶段：①②。演绎推理阶段：⑤。验证假说阶段：④。1.巧判纯合子和杂合子(1)测交法(已知显、隐性性状)(2)自交法(已知或未知显、隐性性状)当待测个体为动物时，常采用测交法；当待测个体为植物时，测交法、自交法均可以，但自交法较简便。2.分离定律的适用范围(1)真核生物有性生殖的细胞核遗传。(2)由成对的遗传因子控制的一对相对性状的遗传。3.演绎推理≠测交实验前者只是设计测交实验，预测测交结果，后者则是进行实验验证。4.分离定律的验证方法[例3]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.测交后代中表现出来的性状的比例为1∶1答案B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。[例4]一匹家系来源不明的雄性黑马与若干匹雌性红马杂交，生出20匹红马和22匹黑马，你认为这两种亲本马的遗传因子组成可能是()A.黑马为显性纯合子，红马为隐性纯合子B.黑马为杂合子，红马为显性纯合子C.黑马为隐性纯合子，红马为显性纯合子D.黑马为杂合子，红马为隐性纯合子答案D解析显、隐性纯合子杂交后代均为显性；显性纯合子与杂合子杂交后代均为显性；杂合子与隐性纯合子杂交，后代显、隐性之比为1∶1。探究点三分离定律的应用题型1遗传概率的计算2只白羊生了2只白羊和1只黑羊，如果它们再生1只小羊，其毛色为白色的概率是多少？是黑色的概率是多少？提示两只白羊所生的后代中出现了性状分离，则新出现的黑色为隐性性状，且双亲均为杂合子。设用B、b表示相应遗传因子，则双亲的遗传因子组成均为Bb，子代白羊的遗传因子组成为BB或Bb，黑羊的遗传因子组成为bb。①方法一：用分离比直接推出。PBb×Bb↓F1♂♀BbBBB(白羊)Bb(白羊)bBb(白羊)bb(黑羊)由上表可知，两只白羊再生一只小羊，该小羊表现为白毛的概率是eq\f(3,4)，表现为黑毛的概率是eq\f(1,4)。用分离比计算，也可参照以下思路：白毛后代概率＝1－黑毛后代概率；或黑毛后代概率＝1－白毛后代概率。②方法二：用配子的概率计算。先计算出亲本产生每种配子的概率，再根据题意要求用相关的两种配子的概率相乘。Bb亲本产生B、b配子的概率都是eq\f(1,2)。a.后代为bb的概率＝b(♀)概率×b(♂)概率＝eq\f(1,2)×eq\f(1,2)＝eq\f(1,4)。b.后代为BB的概率＝B(♀)概率×B(♂)概率＝eq\f(1,2)×eq\f(1,2)＝eq\f(1,4)。c.后代为Bb的概率＝b(♀)概率×B(♂)概率＋b(♂)概率×B(♀)概率＝eq\f(1,2)×eq\f(1,2)＋eq\f(1,2)×eq\f(1,2)＝eq\f(1,2)。还可参考这样的思路：Bb的概率＝1－BB概率－bb概率。1.用经典公式计算某性状(或遗传因子组成)概率＝该性状数(或遗传因子组成数)/性状总数(或遗传因子组成总数)×100%。例如，BB∶Bb∶bb＝1∶2∶1，则BB的概率为1/(1＋2＋1)×100%＝25%；显性性状出现的概率为(1＋2)/(1＋2＋1)×100%＝75%。2.用配子的概率计算先计算出亲本产生每种配子的概率，再根据题意要求用相关的两种配子概率相乘，即可得出某一遗传因子组成个体概率；计算性状表现概率时，将相同性状表现个体的概率相加即可。例如，亲本都为Bb，Bb产生B、b配子的概率都是1/2，则后代为BB的概率＝B(♀)概率×B(♂)概率＝1/2×1/2＝1/4；后代为Bb的概率＝b(♀)概率×B(♂)概率＋b(♂)概率×B(♀)概率＝1/2×1/2＋1/2×1/2＝1/2。[例5]一株杂合的红花豌豆自花传粉共结出4粒种子，有3粒种子长成的植株开红花。第4粒种子长成的植株开红花的概率是()A.0 B.3/4C.1/2 D.1/4答案B解析假设决定红花的遗传因子为A，则一株杂合的红花豌豆的遗传因子组成是Aa，其自交产生的后代的遗传因子组合类型及其比例为AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，性状分离比为红花∶白花＝3∶1，即每一粒种子长成的植株开红花的可能性都是3/4，开白花的可能性都是1/4，因此第4粒种子长成的植株开红花的概率是3/4，与前面3粒种子长成的植株开什么颜色的花没有关系，故选B。[例6]糖原沉积病Ⅰ型是受一对遗传因子控制的遗传病。一对表现正常的夫妇生了一个患糖原沉积病Ⅰ型的女儿和一个正常的儿子。若这个儿子与一个糖原沉积病Ⅰ型携带者的女性结婚，他们所生子女中，理论上患糖原沉积病Ⅰ型女儿的可能性是()A.1/12 B.1/8C.1/6 D.1/3答案A解析设致病遗传因子为a，根据题述分析可知，双亲的遗传因子组成均为Aa，他们的正常儿子的遗传因子组成为1/3AA、2/3Aa。若这个儿子与一个糖原沉积病Ⅰ型携带者的女性(Aa)结婚，则子代为aa的概率为2/3×1/4＝1/6。因此他们所生子女中，理论上患糖原沉积病Ⅰ型女儿的可能性是1/6×1/2＝1/12。题型2一对相对性状亲子代遗传因子组成和性状表现的推断番茄果实的颜色由一对遗传因子A、a控制，下表是关于番茄果实颜色的3个杂交实验及其结果。下列分析正确的是()实验组亲本性状表现F1的性状表现和植株数目红果黄果1红果×黄果4925042红果×黄果99703红果×红果1511508A.番茄的果实颜色中，黄色为显性性状B.实验1的亲本遗传因子组成：红果为AA，黄果为aaC.实验2的后代红果番茄均为杂合子D.实验3的后代中黄果番茄的遗传因子组成可能是Aa或AA答案C提示由实验3可知，双亲都为红果，后代出现红果∶黄果≈3∶1的性状分离比，说明红果为显性性状，后代中红果的遗传因子组成可能是AA或Aa；实验1的后代性状表现及其比例为红果∶黄果≈1∶1，故亲本遗传因子组成分别为红果Aa、黄果aa；实验2的后代均为红果，说明亲本红果为显性纯合子，后代中红果的遗传因子组成为Aa。1.由亲代推断子代的遗传因子组成和性状表现亲本子代遗传因子组成子代性状表现AA×AAAA全为显性AA×AaAA∶Aa＝1∶1全为显性AA×aaAa全为显性Aa×AaAA∶Aa∶aa＝1∶2∶1显性∶隐性＝3∶1Aa×aaAa∶aa＝1∶1显性∶隐性＝1∶1aa×aaaa全为隐性2.根据分离定律中的比值推断亲代遗传因子组成(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(Aa)，即Aa×Aa→3A_∶1aa。(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Aa×aa→1Aa∶1aa。(3)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。(4)若后代只有隐性性状，则双亲均为隐性纯合子，即aa×aa→aa。[例7]萝卜的花有红色的、紫色的、白色的，由一对遗传因子控制。现选用紫花植株分别与红花、白花、紫花植株杂交，F1中红花、白花、紫花的数量比例分别如图①②③所示，相关遗传因子用A和a表示。下列相关叙述错误的是()A.紫花植株一定是杂合子B.图①中的红花植株遗传因子组成一定是AAC.图②中的白花植株自交，后代全部是白花D.图③中的紫花植株自交，子代的性状表现及比例与图③相同答案B解析图③中紫花植株与紫花植株杂交，后代中红花、白花、紫花的数量比例为1∶1∶2，说明紫花植株一定是杂合子，A正确；图①中的红花植株遗传因子组成可能是AA或aa，B错误；白花萝卜为纯合子，图②中的白花植株自交，后代不发生性状分离，全部是白花，C正确；图③中的紫花植株为杂合子，自交子代的性状表现及比例与图③相同，仍为红花∶白花∶紫花＝1∶1∶2，D正确。思维导图晨读必背1.用甲、乙两个小桶分别代表雌、雄生殖器官，甲、乙小桶内的彩球代表雌、雄配子，用不同彩球的随机组合模拟雌、雄配子的随机结合。2.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。3.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。随堂检测1.下列有关性状分离比的模拟实验的叙述，正确的是()A.两个小桶内的彩球分别代表雌、雄配子B.两个小桶内的彩球数量必须相等C.抓取四次，一定有两次表现为杂合子D.从两个小桶内各抓取一个彩球，组合后不必放回原小桶答案A解析该实验用甲、乙两个小桶分别代表雌、雄生殖器官，甲、乙小桶内的彩球分别代表雌、雄配子，A正确；两个小桶内的彩球数量可以不相等，B错误；由于抓取的次数过少，不一定符合理论值，C错误；从两个小桶内各抓取一个彩球，组合后必须放回原小桶，以保证每个小桶内两种颜色的彩球的数量相等，D错误。2.两只黑毛豚鼠，生了一只白毛豚鼠，若再生两只豚鼠，它们都是白色毛的概率是()A.1/16 B.1/8C.1/4 D.1/2答案A解析两只黑毛豚鼠，生了一只白毛豚鼠，可判断白色为隐性性状，且双亲均为杂合子，再生两只豚鼠，它们都是白色毛的概率是1/4×1/4＝1/16，选A。3.鸡的毛腿(B)对光腿(b)为显性。现让毛腿雌鸡甲、乙分别与光腿雄鸡丙交配，甲的后代既有毛腿又有光腿，数量比为1∶1；乙的后代全部是毛腿。则甲、乙、丙的遗传因子组成依次是()A.BB、Bb、bb B.bb、Bb、BBC.Bb、BB、bb D.Bb、bb、BB答案C解析毛腿雌鸡甲(B_)与光腿雄鸡丙(bb)交配，甲的后代既有毛腿(B_)，又有光腿(bb)，数量比为1∶1，符合测交后代的比例，由此确定甲的遗传因子组成为Bb；毛腿雌鸡乙(B_)与光腿雄鸡丙(bb)交配，乙的后代全部是毛腿(B_)，由此确定乙的遗传因子组成为BB。4.下列鉴定生物遗传特性的方法中，不合理的是()A.鉴定一只具有显性性状的灰毛兔是否是纯合子用测交B.区分纯种狗的长毛与短毛的显隐性关系用杂交C.不断提高小麦抗病系的纯度宜用连续自交D.鉴定高茎豌豆的遗传因子组成，最简便的方法是测交答案D解析鉴定一只具有显性性状的动物是否是纯合子可用测交法，若是纯合子，后代只有显性性状；若为杂合子，则后代出现显性性状和隐性性状，A正确；区分纯种狗的长毛与短毛的显隐性关系可用杂交法，后代出现的性状为显性性状，B正确；用自交法可不断提高小麦抗病品种的纯度，因为杂合子自交后代能出现显性纯合子，并淘汰隐性个体，C正确；鉴定高茎豌豆的遗传因子组成最简便的方法是自交，若全为高茎，则为纯合子，若出现矮茎，则为杂合子，D错误。课后·分层训练(时间：30分钟)知识点1性状分离比的模拟实验1.有位同学做“性状分离比的模拟”实验，以下叙述错误的是()A.两只小桶内的小球总数必须一样多B.同一只小桶内的两种颜色的小球数量必须一样多C.重复20次后，统计的Dd组合的概率大约为50%D.重复20次后，统计的dd组合的概率大约为25%答案A解析两只小桶内的小球总数可以不一样多，但同一只小桶内的两种颜色的小球数量必须一样多。重复足够多的次数后，出现Dd组合的概率约为50%，出现dd组合和DD组合的概率均约为25%。2.用甲、乙两个桶及两种不同颜色的小球进行“性状分离比的模拟实验”，下列叙述正确的是()A.甲、乙两桶中都有两种不同颜色的小球，一种颜色代表来自父方或母方B.此实验需要重复多次进行，预期得到的结果为AA∶Aa∶aa＝2∶1∶1C.甲、乙两桶中的小球数量可以不相等，但每桶中的A与a小球数量一定相等D.从甲、乙两桶中各抓取一个小球进行组合，该过程代表雌雄配子的形成答案C解析该实验中，甲、乙两桶中都有两种不同颜色的小球，两桶分别代表来自母方或来自父方，A错误；此实验需要重复多次进行，预期得到的结果为AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，B错误；甲、乙两桶中的小球数量可以不相等，但每桶中的A与a小球数量一定要相等，C正确；从甲、乙两桶中各抓取一个小球进行组合，该过程代表雌雄配子的随机结合，D错误。知识点2对分离现象解释的验证及其科学方法3.孟德尔的一对相对性状的遗传实验中，具有1∶1比例的有()①F1产生的不同类型配子的比例②F2的性状分离比③F1测交后代性状分离比④F1产生的雌、雄配子比例⑤F1产生的不同类型的雌配子数量的比例⑥F1产生的不同类型的雄配子数量的比例A.①②④⑤⑥ B.①③⑤⑥C.①③④⑤ D.①③④⑥答案B解析孟德尔的一对相对性状的遗传实验中涉及多个比例：①F1产生的不同类型的配子比例是1∶1；②F1自交，F2的性状分离比为3∶1；③F1测交，后代性状分离比为1∶1；④自然界中进行有性生殖的生物，不论植物还是动物，其雄配子数通常远远大于雌配子数；⑤F1产生配子时，不同类型的雌配子数量的比例为1∶1；⑥F1产生的不同类型的雄配子数量的比例也是1∶1。4.测交是用F1与矮茎豌豆杂交。下列关于测交的说法不正确的是()A.孟德尔对分离现象解释后，预期了测交结果才进行杂交实验B.测交实验过程中需要进行去雄的操作C.测交不能用矮茎豌豆作母本D.测交过程中需要两次套纸袋的操作答案C解析测交过程F1与隐性纯合子无论哪个作母本结果都相同，即正反交结果相同，C错误。5.孟德尔在探索遗传规律的过程中运用了“假说—演绎法”，下列相关叙述错误的是()A.“生物的性状是由遗传因子决定的”，属于假说内容B.运用统计学分析实验结果是孟德尔获得成功的原因之一C.孟德尔通过演绎推理证明了其假说是正确的D.“体细胞中控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合”，属于假说内容答案C解析测交实验证明了假说的正确性，C错误。知识点3分离定律的应用6.水稻的高秆对矮秆是显性，现有一株高秆水稻，欲知其是否是纯合子，通常采用的最为简单的方法是()A.与一株矮秆水稻测交，观察后代的遗传因子组成B.与一株矮秆水稻杂交，观察后代的性状表现C.与一株高秆水稻杂交，观察后代的性状表现D.自花受粉，观察后代的性状表现答案D解析自花传粉，观察后代的性状表现可免去大量繁琐的操作，是最简单的方法，D正确。7.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答案D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。8.在香水玫瑰的花色遗传中，红花、白花为一对相对性状，受一对遗传因子(R、r)控制。从下面的杂交实验中可以得出的正确结论是()杂交组合后代性状一红花甲×白花乙全为红花二红花丙×红花丁红花∶白花＝3∶1A.红花是显性性状B.甲的遗传因子组成为RrC.丙的遗传因子组成为RRD.丁的遗传因子组成为rr答案A解析组合一中，亲本为红花和白花，而杂交后代只有红花，说明红花为显性性状，白花为隐性性状，则红花甲的遗传因子组成为RR；组合二中，亲本都为红花，杂交后代出现了性状分离且性状分离比为3∶1，说明亲本都是杂合子，则丙、丁的遗传因子组成均为Rr。9.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答案B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。10.“假说—演绎法”是现代科学研究中常用的一种方法。下列属于孟德尔在发现基