1.1 孟德尔的豌豆杂交实验（一）（第2课时）（导学案）-【上好课】高一生物同步高效课堂（人教版2019必修2）

第一章 遗传因子的发现 第一节 孟德尔的豌豆杂交实验（一） 第二课时 【学习目标】 1． 理解假说-演绎法的基本步骤，掌握如何通过演绎推理预测实验结果。 2． 掌握测交实验的设计方法，理解测交实验在验证假说中的作用。 3． 深入理解基因的分离定律，尤其是成对遗传因子在形成配子时的分离机制。 【学习重点】 1 .通过模拟实验，帮助学生直观理解遗传因子的分离机制，增强对分离定律的理解。 【学习难点】 1． 掌握假说-演绎法的应用步骤，能够运用这一方法解释实验现象并预测实验结果。 2． 理解测交实验的设计原理和实验结果的意义。 3． 通过模拟实验，帮助学生直观理解遗传因子的分离机制，增强对分离定律的理解。 【课前预习】 一、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 . 小桶内的彩球，一种标记D，另一种标记d . 不同彩球的随机组合 雌雄配子的 . 2．操作步骤 取小桶并编号→分装彩球→混合彩球→随机取球→重复实验 3．分析结果得出结论：彩球组合类型数量比为DD:Dd:dd= ，彩球代表的显、隐性性状的数值比为显性：隐性= 。 二、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。 目的 验证 . 选材 F1与 . 预期结果 DdXdd→ . 实验结果 F1（高茎）X矮茎→87高：79矮≈1：1 （2）过程 （3）结论：验证了孟德尔的假说。 2．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 分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。 【课中探究】 情景导入: 通过PPT展示上节课的核心知识点，如显性性状、隐性性状、3:1的性状分离比等，帮助学生回顾孟德尔的豌豆杂交实验过程。 一、性状分离比的模拟实验 1．甲、乙两个小桶分别代表什么? 2．甲、乙小桶内的彩球分别代表什么？ 3．两桶中小球总数一定要相同吗?每个小桶中不同彩球数量一定要相同吗? 4．分别从两个小桶内随机抓取一个小球模拟什么过程？ 5．将两个彩球组合在一起模拟什么过程? 6．为什么每次把抓出的小球放回原桶并且摇匀后才可再次抓取？ 7．为什么要重复做30次以上? 【对应训练】 1．某同学用小球做孟德尔定律模拟实验。该同学每次分别从图示Ⅰ、Ⅱ两个小桶中随机抓取一个小球并记录字母组合。下列叙述错误的是（    ） A．Ⅰ、Ⅱ两个小桶可分别代表雌、雄生殖器官 B．两个小桶中小球的重量、大小、形态完全相同 C．两个小桶中代表D的配子的数量必须相同 D．抓取次数足够时，DD组合所占的比例为1/4 二、基因分离定律专题归纳 1．由亲代推断子代的基因型、表现型（正推法） 2．由子代推断亲代的基因型、表现型（反推法） 【对应训练】 1．在香水玫瑰的花色遗传中，红花、白花为一对相对性状，受一对等位基因的控制（用R、r表示）。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A×白花B 全为红花 二 红花C×红花D 红花与白花之比约为3：1 A．红花为显性性状 B．红花A的基因型为Rr C．红花C与红花D的基因型不同 D．白花B的基因型为Rr 【课后巩固】 1．玉米为雌雄同株异花植物。为模拟玉米的杂交和自交过程，现提供甲~丙三个小桶，甲中有20个标为D的小球，乙中有20个标为d的小球，丙中有10个标为D的小球和10个标为d的小球。下列叙述正确的是（    ） A．实际对玉米进行杂交时需完成去雄、套袋操作 B．三个小桶中小球的总数不一定需要完全相等 C．甲、乙模拟的是杂合子，丙模拟的是纯合子 D．抓取小球并记录后无需将其再放回原来的桶 2．苯丙酮尿症是一种常染色体隐性基因控制的单基因遗传病。一对表现正常的夫妇，生了一个患病的孩子，他们再生一个孩子不患该病的概率是（    ） A．1/2 B．1/4 C．3/4 D．1/6 3．遗传印记是因亲本来源不同而导致等位基因表达差异的一种遗传现象，DNA甲基化是遗传印记重要的方式之一。印记是在配子发生和个体发育过程中获得的，在下一代配子形成时印记重建。鼠的灰色（A）对褐色（a）是一对相对性状，下图为遗传印记对亲代小鼠等位基因表达和传递的影响示意图，被甲基化修饰的基因不能表达。下列叙述正确的是（　　） A．图示过程是由于基因突变导致配子发生改变 B．图示亲代雌鼠的A基因来自其父方 C．亲代雌鼠与雄鼠的关于体色的基因型相同而表型不同 D．子代小鼠的表型及比例为灰色:褐色=1:1 4．某二倍体昆虫的小眼和正常眼是一对相对性状，分别由基因A和a控制，具有基因A的个体中只有75%是小眼，其余25%的个体为正常眼。现将基因型为Aa的昆虫自由交配获得F₁，下列叙述正确的是（    ） A．亲本的表型都为小眼 B．F1中正常眼：小眼=7：9 C．F1正常眼个体共有2种基因型 D．F1自由交配得F2，F2中小眼个体占7/16 5．玉米籽粒的饱满和皱缩分别受等位基因R和r控制。现有一批基因型及比例为RR：Rr=1：2的玉米种子，种植后随机交配产生F₁。某同学准备利用如图所示的材料进行上述玉米植株随机交配产生F₁的模拟实验，下列有关叙述中错误的是（　　） A．甲、乙两个容器分别模拟雄、雌生殖器官，容器中的小球模拟雄、雌配子 B．甲、乙两个容器中两种颜色球数量比均为2：1，但两个容器中小球总数可以不同 C．从两个容器中取出小球并组合模拟的是等位基因分离及雌雄配子随机结合的过程 D．重复“抓取、组合、放回”30次以上,预期结果为RR:Rr:rr=4:4:1 6．某作物的雄性育性与细胞质基因（P、H）和细胞核基因（D、d）相关，D对d完全显性。现有该作物的4个纯合品种：①（P）dd（雄性不育）、②（H）dd（雄性可育）、③（H）DD（雄性可育）、④（P）DD（雄性可育），科研人员利用上述品种进行杂交实验，成功获得生产上可用于农业生产的杂交种。下列有关叙述正确的是（　　） A．P与H、D与d分别遵循基因的分离定律，但P、H与D、d的遗传不遵循基因的自由组合定律 B．①和④杂交获得生产上可利用的杂交种，其自交后代出现性状分离，故需年年制种 C．①、②、③、④分别自交，只有①的自交后代会出现雄性不育 D．①和③杂交，②和③杂交，利用这两个杂交后代作为亲本杂交，其后代雄性可育与不育之比为3：1 7．已知某种昆虫有长触角和短触角两种类型，分别用基因A、a表示，选取长触角和短触角的个体做亲本分别进行正反交实验，F1个体相互交配得F2，结果如表所示。亲本、F1、F2的相关基因电泳结果如图所示。下列相关叙述错误的是（　　） 正反交 F1 F2表型及比例 雌：长触角 雄：短触角 雄性：长触角 雌性：短触角 雄性：长触角个体数：短触角个体数＝3：1 雄：长触角 雌：短触角 雌性：长触角个体数：短触角个体数＝3：1 A．根据正反交的结果可确定控制触角长短的基因位于常染色体上且亲本均纯合 B．F1电泳结果相同，说明雌雄个体基因型相同，可能受性激素的影响导致表型差异 C．F2的雄性个体中，长触角与短触角的个体中均存在纯合子且短触角的纯合子比例较高 D．选择F2中长触角的个体杂交，子代中基因型为AA一定是长触角，所占的概率为1/3 【反思总结】 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第一章 遗传因子的发现 第一节 孟德尔的豌豆杂交实验（一） 第二课时 【学习目标】 1． 理解假说-演绎法的基本步骤，掌握如何通过演绎推理预测实验结果。 2． 掌握测交实验的设计方法，理解测交实验在验证假说中的作用。 3． 深入理解基因的分离定律，尤其是成对遗传因子在形成配子时的分离机制。 【学习重点】 1 .通过模拟实验，帮助学生直观理解遗传因子的分离机制，增强对分离定律的理解。 【学习难点】 1． 掌握假说-演绎法的应用步骤，能够运用这一方法解释实验现象并预测实验结果。 2． 理解测交实验的设计原理和实验结果的意义。 3． 通过模拟实验，帮助学生直观理解遗传因子的分离机制，增强对分离定律的理解。 【课前预习】 一、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，一种标记D，另一种标记d 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 取小桶并编号→分装彩球→混合彩球→随机取球→重复实验 3．分析结果得出结论：彩球组合类型数量比为DD:Dd:dd= 1：2：1 ，彩球代表的显、隐性性状的数值比为显性：隐性= 3：1 。 二、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：测交 ，即让F1与隐性纯合子杂交。 目的 验证对分离现象的解释 选材 F1与矮茎豌豆 预期结果 DdXdd→1Dd（高茎）：1dd（矮茎） 实验结果 F1（高茎）X矮茎→87高：79矮≈1：1 （2）过程 （3）结论：验证了孟德尔的假说。 2．分离定律 （1）描述对象：有性生殖生物。 （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。 【课中探究】 情景导入: 通过PPT展示上节课的核心知识点，如显性性状、隐性性状、3:1的性状分离比等，帮助学生回顾孟德尔的豌豆杂交实验过程。 一、性状分离比的模拟实验 1．甲、乙两个小桶分别代表什么? 甲、乙两个小桶分别代表雌、雄生殖器官。 2．甲、乙小桶内的彩球分别代表什么？ 甲、乙小桶内的彩球分别代表雌、雄配子。 3．两桶中小球总数一定要相同吗?每个小桶中不同彩球数量一定要相同吗? 两桶中小球总数不是必须相同。每个小桶中不同彩球数量必须相同。且形状、大小、质量、手感相同。 (可以各20个)。 4．分别从两个小桶内随机抓取一个小球模拟什么过程？ 雌雄配子的形成。 5．将两个彩球组合在一起模拟什么过程? 雌雄配子的随机结合。 6．为什么每次把抓出的小球放回原桶并且摇匀后才可再次抓取？ 为了使代表雌雄配子的两种彩球被抓出的机会相等。 7．为什么要重复做30次以上? 重复次数越多，模拟实验的结果越能反映真实情况。 【对应训练】 1．某同学用小球做孟德尔定律模拟实验。该同学每次分别从图示Ⅰ、Ⅱ两个小桶中随机抓取一个小球并记录字母组合。下列叙述错误的是（    ） A．Ⅰ、Ⅱ两个小桶可分别代表雌、雄生殖器官 B．两个小桶中小球的重量、大小、形态完全相同 C．两个小桶中代表D的配子的数量必须相同 D．抓取次数足够时，DD组合所占的比例为1/4 【答案】C 【分析】分析题图及题文：I、Ⅱ小桶中的小球表示的是一对等位基因D和d，说明甲同学模拟的是基因分离规律实验。 【详解】A、Ⅰ和Ⅱ中的D和d是同源染色体上的一对等位基因，Ⅰ、Ⅱ小桶分别代表雌、雄生殖器官，甲同学的实验模拟了等位基因的分离和配子随机结合的过程，A正确； B、两个小桶中小球的重量、大小、形态完全相同，避免主观因素影响实验结果，B正确； C、两小桶分别代表雌、雄生殖器官，小球代表配子，雄配子的数量远远多于雌配子的数量，所以两个小桶中代表D的配子的数量不相同，但每个小桶里的两种小球数量必须相同，C错误； D、两个小桶中抓取D的概率都是1/2，所以抓取次数足够时，DD组合所占的比例为1/4，D正确。 故选C。 二、基因分离定律专题归纳 1．由亲代推断子代的基因型、表现型（正推法） 2．由子代推断亲代的基因型、表现型（反推法） 【对应训练】 1．在香水玫瑰的花色遗传中，红花、白花为一对相对性状，受一对等位基因的控制（用R、r表示）。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A×白花B 全为红花 二 红花C×红花D 红花与白花之比约为3：1 A．红花为显性性状 B．红花A的基因型为Rr C．红花C与红花D的基因型不同 D．白花B的基因型为Rr 【答案】A 【分析】根据题意和图表分析可知：杂交组合一的亲本为红花和白花，而杂交后代只有红花，说明红花为显性性状，白花为隐性性状；杂交组合二的亲本都为红花，杂交后代出现了性状分离，说明亲本都是杂合体。 【详解】A、杂交组合一的亲本为红花和白花，而杂交后代只有红花，说明红花为显性性状，白花为隐性性状，A正确； B、由于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为纯合体，其基因型为RR，B错误； C、红花C与红花D杂交后代出现性状分离，所以都是杂合体，它们的基因型相同都是Rr，C错误； D、白花为隐性性状，所以白花B的基因型为rr，D错误。 故选A。 【课后巩固】 1．玉米为雌雄同株异花植物。为模拟玉米的杂交和自交过程，现提供甲~丙三个小桶，甲中有20个标为D的小球，乙中有20个标为d的小球，丙中有10个标为D的小球和10个标为d的小球。下列叙述正确的是（    ） A．实际对玉米进行杂交时需完成去雄、套袋操作 B．三个小桶中小球的总数不一定需要完全相等 C．甲、乙模拟的是杂合子，丙模拟的是纯合子 D．抓取小球并记录后无需将其再放回原来的桶 【答案】B 【分析】根据题意可知：甲、乙小桶中的小球表示的是一对等位基因D和d，可以模拟的是基因分离规律实验；丙小桶中的小球表示的是一对等位基因D和d，丙同学模拟的杂合子亲本产生两种配子。 【详解】A、 根据题意，“玉米为雌雄同株异花植物”，故实际对玉米进行杂交时不需要去雄操作，A错误； B、根据题意可知：甲、乙小桶中的各有10个小球表示的是一对等位基因D和d，可以模拟的是基因分离规律实验；丙小桶中有10个标为D的小球和10个标为d的小球，三个小桶中小球的总数不一定需要完全相等，但这些小桶模拟生殖器官含，产生含有D和d的配子的几率是相等的，B正确； C、甲、乙模拟的是纯合子，丙模拟的是杂合子，C错误； D、抓取小球并记录后必须将其再放回原来的桶中，D错误。 故选B。 2．苯丙酮尿症是一种常染色体隐性基因控制的单基因遗传病。一对表现正常的夫妇，生了一个患病的孩子，他们再生一个孩子不患该病的概率是（    ） A．1/2 B．1/4 C．3/4 D．1/6 【答案】C 【分析】基因的分离定律的实质是：在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性，在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。 【详解】苯丙酮尿症是一种常染色体隐性遗传病。用A/a表示相关基因，一对表现正常的夫妇，生了一个患病的孩子（aa），则夫妇的基因型都为Aa，再生一个孩子不患该病（A-）的概率为1-1/4=3/4，C正确，ABD错误。 故选C。 3．遗传印记是因亲本来源不同而导致等位基因表达差异的一种遗传现象，DNA甲基化是遗传印记重要的方式之一。印记是在配子发生和个体发育过程中获得的，在下一代配子形成时印记重建。鼠的灰色（A）对褐色（a）是一对相对性状，下图为遗传印记对亲代小鼠等位基因表达和传递的影响示意图，被甲基化修饰的基因不能表达。下列叙述正确的是（　　） A．图示过程是由于基因突变导致配子发生改变 B．图示亲代雌鼠的A基因来自其父方 C．亲代雌鼠与雄鼠的关于体色的基因型相同而表型不同 D．子代小鼠的表型及比例为灰色:褐色=1:1 【答案】D 【分析】甲基化是在不改变DNA序列的前提下调控基因的表达，该过程中遗传物质没有发生改变。题图分析：雄配子中印记重建是将等位基因甲基化；雌配子中印记重建是：将等位基因去甲基化。 【详解】A、图示过程是由于配子发生时去除亲带印记导致配子发生改变，A错误； B、图示亲代雌鼠的A基因未被甲基化，来自其母方，B错误； C、亲代雌鼠与雄鼠的关于体色的基因型均为Aa，A基因均未被甲基化，表型相同，C错误； D、来自父方的基因由于甲基化而不能表达，子代小鼠的表型及比例为灰色:褐色=1:1，D正确。 故选D。 4．某二倍体昆虫的小眼和正常眼是一对相对性状，分别由基因A和a控制，具有基因A的个体中只有75%是小眼，其余25%的个体为正常眼。现将基因型为Aa的昆虫自由交配获得F₁，下列叙述正确的是（    ） A．亲本的表型都为小眼 B．F1中正常眼：小眼=7：9 C．F1正常眼个体共有2种基因型 D．F1自由交配得F2，F2中小眼个体占7/16 【答案】B 【分析】小眼个体的基因型为AA、Aa，正常眼个体的基因型为AA、Aa、aa。 【详解】A、由题意可知，亲本基因型为Aa，表型可能是小眼，也可能是正常眼，A错误； B、具有基因A的个体中只有75%是小眼，其余25%的个体为正常眼，基因型为Aa的昆虫自由交配获得F1，可知F1中正常眼：小眼=7：9，B正确； C、F1正常眼个体共有AA、Aa、aa共3种基因型，C错误； D、F1自由交配得F2，F2中小眼个体基因型为AA、Aa，根据题意概率应为9/16，D错误。 故选B。 5．玉米籽粒的饱满和皱缩分别受等位基因R和r控制。现有一批基因型及比例为RR：Rr=1：2的玉米种子，种植后随机交配产生F₁。某同学准备利用如图所示的材料进行上述玉米植株随机交配产生F₁的模拟实验，下列有关叙述中错误的是（　　） A．甲、乙两个容器分别模拟雄、雌生殖器官，容器中的小球模拟雄、雌配子 B．甲、乙两个容器中两种颜色球数量比均为2：1，但两个容器中小球总数可以不同 C．从两个容器中取出小球并组合模拟的是等位基因分离及雌雄配子随机结合的过程 D．重复“抓取、组合、放回”30次以上,预期结果为RR:Rr:rr=4:4:1 【答案】C 【分析】甲、乙两个容器分别模拟雄、雌生殖器官，容器中的小球模拟雄、雌配子，不同颜色的小球代表含不同配子的小球。 【详解】A、一对性状分离比模拟实验中，甲、乙两个容器分别模拟雄、雌生殖器官，容器中的小球模拟雄、雌配子，A正确； B、由RR：Rr=1：2可知R：r=2：1，故甲、乙两个容器中两种颜色球数量比均为2：1，但雄配子数量远多于雌配子，故两个容器中小球总数可以不同，B正确； C、等位基因分离产生1：1的配子分离比，但甲、乙两个容器中的两种小球数量均不相等，故不能模拟等位基因的分离，C错误； D、亲本配子R：r=2：1 ，重复“抓取、组合、放回” 30次以上,预期结果为RR: Rr: rr=4:4:1，D正确。 故选C。 6．某作物的雄性育性与细胞质基因（P、H）和细胞核基因（D、d）相关，D对d完全显性。现有该作物的4个纯合品种：①（P）dd（雄性不育）、②（H）dd（雄性可育）、③（H）DD（雄性可育）、④（P）DD（雄性可育），科研人员利用上述品种进行杂交实验，成功获得生产上可用于农业生产的杂交种。下列有关叙述正确的是（　　） A．P与H、D与d分别遵循基因的分离定律，但P、H与D、d的遗传不遵循基因的自由组合定律 B．①和④杂交获得生产上可利用的杂交种，其自交后代出现性状分离，故需年年制种 C．①、②、③、④分别自交，只有①的自交后代会出现雄性不育 D．①和③杂交，②和③杂交，利用这两个杂交后代作为亲本杂交，其后代雄性可育与不育之比为3：1 【答案】B 【分析】基因分离定律的实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；生物体在进行减数分裂形成配子时，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。 【详解】A、基因（P、H）是细胞质基因不遵循分离定律，其与细胞核基因（D、d）不遵循基因的自由组合定律，A错误； B、①（P）dd（雄性不育）作为母本和④（P）DD（雄性可育）作为父本杂交，产生的后代的基因型为（P）Dd，为杂交种，自交后代会表现出性状分离，因而需要年年制种，B正确； C、②③④自交后代均为雄性可育，但是①为雄性不育株，无法自交，C错误； D、①和③杂交后代的基因型为（P）Dd，②和③杂交后代的基因型为（H）Dd，若以①和③杂交后代作父本，②和③杂交后代作母本，则二者杂交的后代全为雄可育；若以①和③杂交后代作母本，②和③杂交后代作父本，则二者杂交的后代雄性可育和雄性不育之比为3：1，D错误。 故选B。 7．已知某种昆虫有长触角和短触角两种类型，分别用基因A、a表示，选取长触角和短触角的个体做亲本分别进行正反交实验，F1个体相互交配得F2，结果如表所示。亲本、F1、F2的相关基因电泳结果如图所示。下列相关叙述错误的是（　　） 正反交 F1 F2表型及比例 雌：长触角 雄：短触角 雄性：长触角 雌性：短触角 雄性：长触角个体数：短触角个体数＝3：1 雄：长触角 雌：短触角 雌性：长触角个体数：短触角个体数＝3：1 A．根据正反交的结果可确定控制触角长短的基因位于常染色体上且亲本均纯合 B．F1电泳结果相同，说明雌雄个体基因型相同，可能受性激素的影响导致表型差异 C．F2的雄性个体中，长触角与短触角的个体中均存在纯合子且短触角的纯合子比例较高 D．选择F2中长触角的个体杂交，子代中基因型为AA一定是长触角，所占的概率为1/3 【答案】D 【分析】分离定律的实质是杂合体内等位基因在减数分裂生成配子时随同源染色体的分开而分离，进入两个不同的配子，独立的随配子遗传给后代。 【详解】A、根据正反交的结果相同可确定控制触角长短的基因位于常染色体上，由于后代的雌雄个体只有一种表型，可确定亲本均纯合，A正确； B、根据F1电泳结果相同，可知雌雄个体的基因型相同，但雌雄个体的表型不同，可能是受性激素的影响而出现表型的差异，B正确； C、设亲本的基因型为AA、aa，F1的基因型为Aa，F2的基因型为AA、Aa、aa，比例为1：2：1，根据表格中信息可知，含有A基因的雄性个体表现为长触角，基因型为a的雄性个体为短触角，长触角与短触角的个体中均存在纯合子，长触角中纯合子占1/3，短触角中均为纯合子，因此短触角的纯合比例高，C正确； D、选择F2中长触角的个体杂交，雄性个体的基因型以及比例为1/3AA、2/3Aa，雌性个体的基因型为AA，基因型为AA的个体一定是长触角，所占的概率为2/3，D错误。 故选D。 【反思总结】 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$