1.2.1 豌豆1对相对性状的杂交实验及其解释-【步步高】2023-2024学年高一生物学必修2 遗传与进化（苏教版2019）

第二节　分离定律 第1课时　豌豆一对相对性状的杂交实验及其解释 [学习目标]　1.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。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。 一、豌豆一对相对性状的杂交实验 1．否定“混合遗传学说” 豌豆杂交实验 实验结果 P　紫色花　×　白色花 (杂交) ↓ F1　　　　？ ↓(自交) F2　　　　？ (1)F1的性状为紫色花，与亲本紫色花性状相同，而不是淡紫色，否定了“混合遗传学说”。 (2)F2的两种表现类型及比例 2．豌豆人工异花传粉(杂交)的一般步骤 3．一对相对性状的杂交实验 实验过程 相关说明 (1)P具有相对性状 (2)F1全部表现为显性性状 (3)F2出现性状分离现象，分离比为显性性状∶隐性性状≈3∶1 (4)实验结果与正交、反交无关 4.相关概念和符号 (1)相对性状：一种生物的同一种性状的不同表现类型。 提醒　相对性状的理解要点：“两个同”：同种生物、同一种性状。“一个不同”：不同表现类型。如豌豆的白花和绿叶、猪的黑毛和牛的黄毛都不能称为相对性状。 (2)显性性状：具有相对性状的两个纯合亲本杂交，F1表现出来的亲本性状称为显性性状。 (3)隐性性状：具有相对性状的两个纯合亲本杂交，F1没有表现出来的亲本性状称为隐性性状。 (4)性状分离：在杂种后代中出现显性性状和隐性性状的现象，称为性状分离。 (5)杂交：遗传因子组成不同的个体之间的交配，植物的异株异花传粉属于杂交。 (6)自交：遗传因子组成相同的个体之间的交配，植物的自花传粉、同株异花传粉均属于自交。 (7)实验中相关符号及含义 符号 P F1 F2 ×  含义 亲本 子一代 子二代 杂交 自交 判断正误 (1)兔子的长毛和狗的短毛是一对相对性状(　　) (2)显性性状是子代能够表现出来的性状，隐性性状是子代不能表现出来的性状(　　) (3)性状分离是子代同时出现显性性状和隐性性状的现象(　　) (4)孟德尔通过豌豆的杂交和自交实验提出问题(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√ 任务一：杂交实验的一般操作和相关分析 1．如图是人工异花传粉的实验过程，请据图回答下列问题： (1)步骤①是什么过程？应该在开花前还是开花后进行？目的是什么？ 提示　步骤①是去雄；应该在开花前(花蕾期)进行；目的是防止自花授粉。 (2)步骤②是什么过程？操作前后都要进行套袋处理，目的是什么？ 提示　步骤②是人工授粉；套袋的目的是防止外来花粉的干扰。 (3)该杂交实验中，母本和父本分别是哪种豌豆？ 提示　该杂交实验中，紫花豌豆为母本，白花豌豆为父本。 2．小麦的高茎和矮茎是一对相对性状，现有纯合的高茎小麦甲和矮茎小麦乙。若已知小麦高茎是显性性状，让甲、乙小麦杂交，获得的F1自交得F2，F2共获得20株小麦，矮茎个体一定是5株吗？并说明原因。 提示　矮茎个体不一定是5株，因为样本数量太少，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．黄瓜的绿果皮和黄果皮是一对相对性状，甲同学选取绿果皮植株与黄果皮植株进行正交与反交，观察F1的表现类型。请问是否一定能判断出显隐性吗？并说明原因。 提示　不一定能判断出显隐性。如果显性性状不是纯合个体，后代会同时出现黄果皮和绿果皮，不能判断显隐性关系。 　1.相对性状中显隐性判断(设A、B为一对相对性状) (1)定义法(杂交法) ①若A×B→全A，则A为显性性状，B为隐性性状。 ②若A×B→全B，则B为显性性状，A为隐性性状。 ③若A×B→既有A，又有B，则无法判断显隐性，只能采用自交法。 (2)自交法 ①若A既有A，又有B，则A为显性性状，B为隐性性状。 ②若B既有A，又有B，则B为显性性状，A为隐性性状。 (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性状分离比约为3∶1→分离比占3/4的性状为显性性状。 2．交配类相关概念总结 方式 含义 杂交 遗传因子组成不同的生物个体间相互交配的方式 自交 雌雄同体的生物同一个体上的雌雄配子结合(通常也指遗传因子组成相同的生物个体间相互交配)的方式 正、 反交 若甲(母本)×乙(父本)为正交，则乙(母本)×甲(父本)为反交，正、反交是相对而言的 1．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不符合题意；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不符合题意；“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不符合题意；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符合题意。 2．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，其中能体现出性状分离现象的一组是(　　) 答案　C 解析　性状分离指在杂种后代中出现显性性状和隐性性状的现象。A组中白兔和白兔杂交后代均为白兔，没有体现性状分离现象，A错误；B组中黑兔和白兔杂交后代均为白兔，没有体现性状分离现象，B错误；C组中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，C正确；D组中黑兔和白兔杂交后代有黑兔和白兔，没有体现性状分离现象，D错误。 3．(多选)(2023·宿迁高一校考)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(　　) A．甜×非甜→非甜 B．甜×非甜→100甜＋98非甜 C．甜×甜→甜 D．非甜×非甜→312非甜＋106甜 答案　AD 解析　甜×非甜→非甜，可以判断非甜为显性性状，A正确；甜×非甜→100甜＋98非甜，子代表现类型及比例约为1∶1，无法判断显隐性，B错误；甜×甜→甜，甜可能为显性性状，也可能为隐性性状，C错误；非甜×非甜→312非甜＋106甜，子代表现类型及比例约为3∶1，非甜为显性，D正确。 二、对性状分离现象的解释 1．对分离现象的解释(以高茎豌豆和矮茎豌豆的杂交实验为例) 2．有关配子、子一代、子二代的分析 (1)F1(Dd)产生的雄配子的数量大于雌配子的数量，但雌、雄配子中D∶d＝1∶1。 (2)F1(Dd)产生的配子结合方式：4种。 (3)F2遗传因子组成：3种，分别为DD、Dd、dd，其比例约为1∶2∶1。 (4)F2性状表现类型：2种，其性状分离比约为3∶1。 3．相关概念 (1)显性遗传因子：决定显性性状的遗传因子为显性遗传因子，用大写字母表示。 (2)隐性遗传因子：决定隐性性状的遗传因子为隐性遗传因子，用小写字母表示。 (3)纯合子：遗传因子组成相同的个体，如DD、dd。 (4)杂合子：遗传因子组成不同的个体，如Dd。 判断正误 (1)双亲表现显性性状，杂交后代有隐性纯合子，则双亲一定都是杂合子(　　) (2)杂合子自交后代一定是杂合子(　　) (3)杂合子与纯合子的遗传因子组成不同，性状表现类型也不同(　　) 答案　(1)√　(2)×　(3)× 任务二：规范书写遗传图解 1．杂交实验的遗传图解 遗传图解的写法一般有下面两种： (1)相交线法(如图所示) (2)棋盘格法：和相交线法的区别在于F2的写法不同(如图所示)。 2．规范遗传图解的书写要求 (1)在图解的左侧注明P、F1、F2…… (2)写出P、F1、F2等世代的性状表现类型和遗传因子组成，以及除最后一代外的其他各世代产生配子的情况，方法是由亲本产生的配子得出子代的遗传因子组成，再由遗传因子组成确定其性状表现。 (3)写出最后一代(F1或F2等)的相关比例。 (4)用箭头表示遗传因子在上下代之间的传递关系，用相交线或棋盘格的形式表示配子结合的情况。 任务三：F2性状分离比为3∶1满足的条件与分析 1．F2要出现3∶1的分离比，需要满足什么样的条件？ 提示　(1)F1产生的两种配子的数量是相等的，且它们的生活力是一样的；(2)F1产生的两种配子的结合机会是相等的；(3)F2中各种遗传因子组成的个体的成活率是相等的；(4)遗传因子间的显隐性关系是完全显性；(5)观察的子代样本数量足够多。 2．假设高茎豌豆F1(Dd)产生的含d的花粉一半败育，其他条件不变，F1自交，F2的性状分离比约为多少？ 提示　高茎∶矮茎≈5∶1。 1．生物体经过减数分裂形成生殖细胞(配子) 遗传因子组成为Dd的杂合子产生的雌配子有两种：D∶d＝1∶1，产生的雄配子有两种：D∶d＝1∶1；雌、雄配子的数量不相等，一般来说，生物体产生的雄配子数远远多于雌配子数。 2．纯合子和杂合子分析 (1)纯合子只产生一种类型的配子，杂合子可产生多种类型的配子。 (2)纯合子能稳定遗传，即纯合子自交后代都是纯合子，不出现性状分离；但性状不同的纯合子杂交，后代为杂合子。杂合子不能稳定遗传，即杂合子自交，后代会出现性状分离，且后代中会出现一定比例的纯合子。 4.(2023·镇江高一期中)已知红花和白花是一对相对性状，根据如图图解，下列结论不正确的是(　　) A．亲本中红花个体都是杂合子 B．F1中白花个体是纯合子 C．白花是隐性性状 D．F1中的红花中1/2是杂合子 答案　D 解析　由于后代出现了性状分离，因此，亲本中红花个体都是杂合子，A正确；F1中白花个体表现为隐性性状，是纯合子，B、C正确；若相关遗传因子用A/a表示，则亲本红花的遗传因子组成均为Aa，则F1中的红花的遗传因子组成为AA、Aa，二者的比例为1∶2，因此F1红花中2/3是杂合子，D错误。 5．两只白羊交配生了两只白羊和一只黑羊，如果它们再生一只小羊，其毛色是白色的概率是(　　) A．1/2 B．1/4 C．3/4 D．1/3 答案　C 解析　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表示相关遗传因子，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，则毛色是白色的概率为3/4。 方法技巧　已知亲代遗传因子组成，求子代某一性状出现的概率 (1)用分离比直接推出 Bb×Bb→1BB∶2Bb∶1bb，可见后代遗传因子组成是B_的概率是3/4。 (2)用配子的概率计算 Bb亲本产生B、b配子的概率都是1/2，则： ①后代为BB的概率＝B(♀)概率×B(♂)概率＝1/2×1/2＝1/4。 ②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。即后代毛色是白色的概率＝1/4＋1/2＝3/4。 题组一　豌豆一对相对性状的杂交实验 1．下列关于遗传学基本概念的叙述，正确的是(　　) A．遗传学中常用“”和“×”分别表示杂交和自交 B．隐性性状是指生物体不能表现出来的性状 C．具有相对性状的两个纯合亲本杂交，产生的子一代没有表现出来的性状就是显性性状 D．性状分离是指在杂种后代中出现显性性状和隐性性状的现象 答案　D 解析　遗传学中常用“”和“×”分别表示自交和杂交，A错误；隐性性状是指具有相对性状的两个纯合亲本杂交，子一代没有表现出来的亲本性状，B、C错误。 2．(2023·昆山高一月考)用豌豆进行遗传实验时，下列操作中错误的是(　　) A．杂交时必须在雄蕊成熟前去除母本的雄蕊 B．自交时，雄蕊和雌蕊都不需要去除 C．杂交时，需要在开花前去除母本的雌蕊 D．人工授粉后，应套袋 答案　C 解析　豌豆为严格的自花授粉植物，其花属于两性花，所以在自交时不需要去除雄蕊和雌蕊。在杂交时，需要在雄蕊成熟前去除母本的全部雄蕊，并套袋。待雌蕊成熟后再授以其他植株的花粉，人工授粉后也要套袋；套袋的目的都是防止其他植株花粉的干扰。 3．(2023·淮安高一期中)下列关于孟德尔的豌豆一对相对性状的杂交实验的叙述，错误的是(　　) A．孟德尔杂交实验需要人工异花传粉，其过程为去雄→人工授粉→套袋 B．F2中杂合子与纯合子遗传因子组成不同，但表现类型可能相同 C．统计的样本数量要足够大 D．正交、反交的结果相同 答案　A 解析　豌豆杂交实验人工异花传粉的过程为去雄→套袋→人工授粉→再套袋，A错误；杂合子与纯合子遗传因子组成不同，但表现类型可能相同，如DD和Dd都表现为高茎，B正确；在孟德尔的豌豆杂交实验中，正交、反交结果相同，D正确。 4．(2023·南通高一统考)下列杂交组合(遗传因子E控制显性性状，遗传因子e控制隐性性状)产生的后代，会发生性状分离的是(　　) A．ee×ee B．EE×Ee C．EE×ee D．Ee×Ee 答案　D 解析　ee×ee→后代均为隐性性状，不会发生性状分离，A不符合题意；EE×Ee→后代均为显性性状，不会发生性状分离，B不符合题意；EE×ee→后代均为显性性状，不会发生性状分离，C不符合题意；Ee×Ee→后代出现显性性状∶隐性性状＝3∶1的性状分离比，D符合题意。 题组二　对性状分离现象的解释 5．下列有关孟德尔对性状分离现象的解释的叙述，不正确的是(　　) A．生殖细胞中存在控制性状的遗传因子 B．杂种F1体细胞内的遗传因子A和a彼此独立 C．豌豆(Aa)产生的雌雄配子的数量比是1∶1 D．F1在自花授粉时，含A或a的雌配子与含A或a的雄配子结合的机会相等 答案　C 解析　孟德尔在对分离现象的解释中认为，在来自母本的雌性生殖细胞和来自父本的雄性生殖细胞中存在着控制性状的遗传因子，A正确；杂种F1体细胞内的遗传因子A和a彼此独立，在形成生殖细胞时，F1可以产生数量相等的A型和a型雌配子或雄配子，即豌豆(Aa)产生的雌雄配子中，A∶a＝1∶1，但雄配子数量远多于雌配子数量，B正确，C错误；受精时含A或a的雌配子与含A或a的雄配子结合的机会相等，D正确。 6．在豌豆杂交实验中，高茎与矮茎杂交，F2中高茎和矮茎的比为787∶277，上述实验结果出现的根本原因是(　　) A．显性遗传因子对隐性遗传因子有显性作用 B．F1自交，后代出现性状分离 C．雌雄配子的结合是随机的 D．F1产生配子时，显性遗传因子和隐性遗传因子彼此分离 答案　D 解析　显性遗传因子对隐性遗传因子有显性作用，这是出现3∶1的条件，不是根本原因，A不符合题意；F1自交，后代出现性状分离，这是现象，不是3∶1性状分离比出现的根本原因，B不符合题意；雌雄配子的结合是随机的，这是出现3∶1的条件，不是根本原因，C不符合题意；3∶1性状分离比出现的根本原因：F1产生配子时，显性遗传因子和隐性遗传因子彼此分离，D符合题意。 7．一对相对性状的纯种亲本杂交得到F1，F1自交得到的F2中(　　) A．所有的统计结果性状分离比都等于3∶1 B．统计的样本足够多时，性状分离比才符合3∶1 C．性状按3∶1的比例出现 D．统计的样本越少，性状分离比越接近3∶1 答案　B 解析　只有统计的样本数量足够多时，才能够实现孟德尔统计的比例关系，样本越少比例越偏离，样本越多比例越接近。 8．马的黑色与棕色是一对相对性状，现有黑色马与棕色马交配的不同组合及结果如下： ①黑×棕→1匹黑 ②黑×黑→2匹黑 ③棕×棕→3匹棕 ④黑×棕→1匹黑＋1匹棕 根据上面的结果，下列说法正确的是(　　) A．黑色是显性性状，棕色是隐性性状 B．棕色是显性性状，黑色是隐性性状 C．交配的不同组合中的黑马和棕马肯定都是纯合子 D．无法判断显隐性，也无法判断哪种马是纯合子 答案　D 解析　根据亲代和子代的性状表现判断性状的显隐性，需要子代数量足够多，题中4个组合子代数量太少，不能判断性状的显隐性，也就无法判断纯合子。 9．(2022·无锡高一期中)在进行豌豆杂交实验时，孟德尔选择的一对相对性状是子叶颜色，豌豆子叶黄色(Y)对绿色(y)为显性，如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量多于雌配子数量；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(♀)。 10．玉米的紫粒和黄粒是一对相对性状。某一黄粒品系X单独种植全结黄粒，若与紫粒品系Y混合种植，X植株上所结玉米既有黄粒，也有紫粒。下列有关分析正确的是(　　) A．品系X是杂种 B．黄粒是显性性状 C．品系Y是杂种 D．紫粒是显性性状 答案　D 解析　黄粒品系X单独种植全结黄粒，说明品系X是纯种，A错误；黄粒品系X接受紫粒的花粉，所结玉米既有黄粒，也有紫粒，说明紫粒是显性性状，黄粒是隐性性状，B错误，D正确；黄粒品系X与紫粒品系Y混合种植，繁殖方式既有自交也有杂交，故根据子代性状表现无法判断品系Y是杂种，C错误。 11．(多选)(2023·河北邢台高一期末)如图表示紫花豌豆植株和白花豌豆植株的杂交过程。下列分析正确的是(　　) A．豌豆作为实验材料的主要优点是豌豆是自花传粉、闭花受粉植物 B．白花豌豆植株作父本，紫花豌豆植株作母本 C．对母本去雄应该在豌豆开花后进行 D．对母本进行的两次套袋处理的目的相同 答案　ABD 解析　对母本去雄应该在豌豆开花前，花粉未成熟时进行，防止自交，C错误。 12．(多选)蛇的黑斑与黄斑是一对相对性状，现进行如下杂交实验： 甲：P　黑斑蛇×黄斑蛇　　　乙：P　黑斑蛇×黑斑蛇 ↓ ↓ F1 黑斑蛇 黄斑蛇　　　 F1 黑斑蛇 黄斑蛇 根据上述杂交实验，下列结论正确的是(　　) A．所有黑斑蛇的亲本至少有一方是黑斑蛇 B．黄斑是隐性性状 C．甲实验中，F1中的黑斑蛇与亲本黑斑蛇的遗传因子组成相同 D．乙实验中，F1中的黑斑蛇与亲本黑斑蛇的遗传因子组成相同 答案　ABC 解析　由乙杂交实验可知，黑斑为显性性状(假设相关遗传因子用A、a表示)，乙杂交实验中，亲本遗传因子组成都是Aa，则F1的遗传因子组成有AA、Aa、aa，其中AA、Aa是黑斑蛇，故乙杂交实验中，F1中的黑斑蛇与亲本黑斑蛇的遗传因子组成不一定相同。 13.(多选)(2023·苏州高一期中)某种植物的果实有红色和黄色两种，果实颜色由一对遗传因子控制。根据如图所示实验判断，下列说法不正确的是(　　) A．果实的黄色为显性性状 B．F1黄果植株自交，后代会出现性状分离 C．F1红果植株自交，后代红果∶黄果约为1∶1 D．若F1中红果植株和黄果植株各占1/2，则F2红果∶黄果约为3∶5 答案　ABC 解析　根据F1红果植株自交，后代发生性状分离可知，果实的红色为显性性状，A错误；设相关遗传因子用A、a表示，F1黄果植株遗传因子组成为aa，其自交后代不会出现性状分离，B错误；F1红果植株遗传因子组成为Aa，则其自交后代红果∶黄果约为3∶1，C错误；F1中红果植株和黄果植株各占1/2，其中红果植株Aa自交，F2中红果植株占3/4×1/2＝3/8，黄果植株占1－3/8＝5/8，因此，F2中红果∶黄果约为3∶5，D正确。 14．如图是紫花豌豆和白花豌豆杂交的图解，请据图回答下列问题： (1)图中P表示____________，F1表示______________，F2表示____________，F3表示__________。图中“×”表示________，“⊗”表示________。 (2)图中AA和Aa全表现为紫花，这是因为_____________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)图中F1进行自花传粉，可产生________种配子，其类型有________。 (4)F3的性状表现说明，纯合子进行自花传粉，其性状能________遗传，杂合子进行自花传粉，其后代会发生______________。 答案　(1)亲本　子一代　子二代　子三代　杂交 自交　(2)显性遗传因子具有显性决定作用　(3)两 A、a　(4)稳定　性状分离 15．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，授粉后，雌花发育成穗轴上的玉米粒。 实验Ⅱ：植株B的花粉粒被转移到同一植株的雌花上，进行授粉。 实验Ⅲ：植株A的花粉粒被转移到植株B的另一雌花上进行授粉。 上述三组实验所获得玉米粒的颜色如表所示： 实验 紫红色玉米粒 黄色玉米粒 Ⅰ 587 196 Ⅱ 0 823 Ⅲ 412 396 (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)Gg　gg　Gg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，后代紫红色玉米粒遗传因子组成为1/3GG、2/3Gg，即紫红色玉米粒中杂合子所占比例为2/3。 学科网（北京）股份有限公司 $$