第1章 第1节 第2课时 性状分离比的模拟实验及分离定律的应用（Word教参）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中生物学必修第二册（人教版2024）

第2课时　性状分离比的模拟实验及分离定律的应用 知识点1　性状分离比的模拟实验 1．模拟内容 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，用不同彩球的随机组合，模拟雌雄配子的__随机结合__。 2．方法步骤 3．分析结果得出结论 (1)彩球组合类型数量比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__。 思考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。 思考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。 知识点2　对分离现象解释的验证——测交实验 1．过程 2．测交实验作用 思考3：为什么测交必须让F1与隐性纯合子杂交？ 提示　测交时隐性个体(纯合子)产生的配子只含控制该性状的隐性遗传因子，故后代的性状表现及比例能真实地反映F1产生的配子种类和比例。 知识点3　分离定律 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。 1．(教材P8“拓展应用1”改编)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。 探究点1　性状分离比的模拟实验 1．模拟内容 (1)甲、乙两小桶分别代表雌、雄生殖器官。 (2)甲、乙两小桶内的彩球分别代表雌、雄配子。 (3)不同彩球的随机组合模拟了雌、雄配子的随机结合。 2．模拟实验中的注意事项 (1)彩球的规格、质地要统一，手感要相同，以避免人为误差。 (2)两个小桶内小球总数可以不相等，但每个小桶内两种彩球的数量必须相等。 (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)要多次抓取并进行统计，这样才能接近理论值。 【例1】 在性状分离比的模拟实验中，将甲袋子内的小球数量(D∶d＝1∶1)总数增加到乙袋子内的小球数量(D∶d＝1∶1)的 10 倍，之后进行上百次模拟实验。下列说法错误的是(　　) A．甲、乙袋子分别模拟的是雄性和雌性的生殖器官 B．袋子中的小球每次被抓取后要放回原袋子再进行下一次抓取 C．最终的模拟结果是 DD∶Dd∶dd 接近于 1∶2∶1 D．该变化脱离了模拟雌雄配子随机结合的实际情况 答案　D 解析　甲、乙两个袋子分别代表雌、雄生殖器官，甲、乙两个袋子中的小球分别代表雌、雄配子，自然界中，一般雄配子的数量远远多于雌配子的数量，故甲袋子中小球数量远远多于乙袋子中小球数量，A项正确；为了保证每种配子被抓取的概率相等，每次抓取小球后要放回原袋子再进行下一次抓取，B项正确；由于两个袋子内的小球都是D∶d＝1∶1，所以最终的模拟结果是DD∶Dd∶dd接近于1∶2∶1，C项正确；每个袋子中不同颜色(D、d)的小球数量一定要相等，但甲袋子内小球总数量和乙袋子内小球总数量不一定相等，所以将甲袋子内的小球数量(D∶d＝1∶1)总数增加到乙袋子内的小球数量(D∶d＝1∶1)的10倍，模拟了雄配子数多于雌配子数的情况，且没有脱离雌雄配子随机结合的实际情况，D项错误。 【例2】 下列有关性状分离比的模拟实验的说法，错误的是(　　) A．两个小桶分别代表雌性生殖器官和雄性生殖器官 B．每个小桶内不同颜色的小球代表不同的遗传因子(即配子) C．在抓取小球的过程中，闭上眼睛，同时抓取，会使结果更加准确 D．实验中所用小桶必须同等大小 答案　D 解析　在性状分离比的模拟实验中，要注意尽量减少人为因素的干扰，确保实验结果的准确性。实验中所用的两个小桶分别代表雌、雄生殖器官，其中的小球分别代表雌、雄配子，而两个小桶的大小以及小桶内配子的多少没有必要完全相同，因为绝大多数生物产生雄配子的数量远多于雌配子的数量，但一定要保证每个小桶内不同颜色的小球的数量比例为1∶1。 探究点2　假说—演绎法、分离定律 1．假说—演绎法的一般程序 观察现象→提出问题→提出假说→演绎推理→实验检验→得出结论 2．一对相对性状杂交实验的假说—演绎分析 观察现象 具相对性状的两纯合亲本杂交，F2总是出现3∶1的性状分离比 提出问题 是什么原因导致遗传性状在杂种后代中按一定的比例分离呢？ 提出假说 (1)生物的性状是由遗传因子控制的； (2)体细胞中遗传因子是成对存在的； (3)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，即配子中遗传因子成单存在； (4)受精时，雌雄配子的结合是随机的 演绎推理 按照上述假说，F1与隐性纯合子杂交，子代应出现高茎、矮茎两种类型，且性状分离比应为1∶1 实验检验 得出结论 测交实验结果与预测相吻合，证明了假说是正确的 3．分离定律的适用条件 (1)真核生物。 (2)进行有性生殖。 (3)细胞核中的遗传因子。 (4)只研究一对相对性状的遗传。 【例3】 豌豆子叶黄色(Y)对绿色(y)为显性，孟德尔用纯种黄色豌豆和绿色豌豆为亲本，杂交得到F1，F1自交获得F2(如图所示)。下列有关分析正确的是(　　) A．图中雌配子Y与雄配子Y数量相等 B．③的子叶颜色与F1子叶颜色相同 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　豌豆产生的雌配子的数量远小于雄配子的数量，A项错误；③的遗传因子组成为yy，子叶表现为绿色，而F1的遗传因子组成为Yy，子叶表现为黄色，B项错误；①和②的遗传因子组成为Yy，子叶表现为黄色，③为yy，子叶表现为绿色，C项正确；产生F1(Yy)的亲本可能为YY(♀)、yy()或YY()、yy(♀)，D项错误。 【例4】 在孟德尔的一对相对性状的遗传实验中，具有1∶1比例的是(　　) ①杂种自交后代的性状分离比　②杂种产生配子类型的比例　③杂种测交后代的性状分离比　④杂种自交后代的遗传因子组成比例 ⑤杂种测交后代的遗传因子组成比例 A．①②④ B．②④⑤ C．①③⑤ D．②③⑤ 答案　D 解析　①杂种自交后代的性状分离比为3∶1；②杂种产生配子类型的比例为1∶1；③杂种测交后代的性状分离比为1∶1；假设该对相对性状由A/a控制，④杂种自交后代的遗传因子组成比例为AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1；⑤杂种测交后代的遗传因子组成比例为Aa∶aa＝1∶1。 演绎≠测交 孟德尔演绎推理中的“演绎”是指利用假说推测测交实验的结果，属于理论推导过程，即“想”测交实验的结果；测交实验则是让F1与隐性纯合子杂交，进行实验验证，属于实践过程，即“做”测交实验。 探究点3　推导遗传因子组成的方法 1．正推法：根据亲代遗传因子组成、性状表现推断子代的遗传因子组成、性状表现，如表所示。 亲本组合 子代遗传因子组成及比例 子代性状表现 纯合子×纯合子 AA×AA AA 全为显性 AA×aa Aa 全为显性 aa×aa aa 全为隐性 杂合子×杂合子 Aa×Aa AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1 显性∶隐性＝3∶1 纯合子×杂合子 AA×Aa AA∶Aa＝1∶1 全为显性 aa×Aa Aa∶aa＝1∶1 显性∶隐性＝1∶1 【例5】 某植物的花为两性花，该植物的紫花与红花是一对相对性状，且是由一对遗传因子(D、d)控制的完全显性遗传。现用一株紫花植株和一株红花植株作为实验材料，设计如下表所示的实验方案(后代数量足够多)以鉴定两植株的遗传因子组成。下列有关叙述错误的是(　　) 选择亲本及交配方式 预测子代的性状表现 推测亲本的遗传因子组成 第一组：紫花自交 出现性状分离 ③ ① ④ 第二组：紫花×红花 全为紫花 DD×dd ② ⑤ A．两组实验中，都有能判定紫花和红花显隐性的依据 B．若①全为紫花，则④为DD×Dd C．若②为紫花和红花的数量比为1∶1，则⑤为Dd×dd D．③为Dd，判断依据是子代出现性状分离，说明亲本携带隐性遗传因子 答案　B 解析　第一组中，紫花自交，子代出现性状分离，可以判定出现的新性状为隐性性状，亲本性状(紫花)为显性性状；第二组中，由紫花×红花的子代全为紫花，可以判定紫花为显性性状，红花为隐性性状，A项正确；若①全为紫花，且亲代是紫花自交，则④为DD×DD，B项错误；紫花×红花的子代中紫花和红花的数量比为1∶1时，⑤为Dd×dd，C项正确；子代出现性状分离，说明具有显性性状的亲本携带隐性遗传因子，故③中遗传因子组成为Dd，D项正确。 【例6】 人的双眼皮对单眼皮为显性，受一对遗传因子D、d控制。一对杂合的双眼皮夫妻，生有一个男孩和一个女孩。理论上该男孩和该女孩均为单眼皮的概率为(　　) A．1 B．1/4 C．3/16 D．1/16 答案　D 解析　Dd自交，子代为DD、Dd和dd的概率分别为1/4、1/2和1/4，其中DD和Dd都表现为双眼皮，而dd表现为单眼皮，所以子代表现为单眼皮的概率为1/4。两个孩子的眼皮单双相互独立、互不影响，因此均为单眼皮的概率等于1/4×1/4＝1/16。 2．逆推法：由子代的遗传因子组成、性状表现推断亲代的遗传因子组成、性状表现。 (1)遗传因子填充法 先根据亲代的性状表现写出能确定的遗传因子组成，如显性个体的遗传因子组成可用A_表示，隐性个体的遗传因子组成只有一种aa，根据子代中一对遗传因子分别来自两个亲本，可推出亲本中未知的遗传因子。 (2)隐性纯合突破法 如果子代中有隐性个体存在，这是逆推法的突破口，因为隐性个体一定为纯合子(aa)，一个a来自母本，一个a来自父本，再结合亲本性状确定亲代遗传因子组成。 (3)分离比判断法(根据分离定律中规律性比例直接判断) 后代显隐性关系 双亲类型 组合方式 显性∶隐性＝3∶1 都是杂合子 Aa×Aa 显性∶隐性＝1∶1 一方为杂合子，另一方为隐性纯合子(测交类型) Aa×aa 只有显性性状 (显性∶隐性＝1∶0) 至少一方为显性纯合子 AA×AA或AA×Aa或AA×aa 只有隐性性状 (显性∶隐性＝0∶1) 一定都是隐性纯合子 aa×aa 【例7】 已知某植物的黄果肉对红果肉为显性，受一对遗传因子G和g控制。现让两株黄果肉亲本杂交，后代黄果肉和红果肉的比例为3∶1，则亲本的遗传因子组成为(　　) A．GG×gg B．GG×Gg C．Gg×Gg D．gg×gg 答案　C 解析　GG×gg→Gg，后代全是黄果肉，A项错误；GG×Gg→G_后代全是黄果肉，B项错误；Gg×Gg→3G_∶1gg后代黄果肉和红果肉的比例为3∶1，C项正确；gg×gg→gg，后代全是红果肉，D项错误。 【例8】 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 492 501 2 红果×黄果 997 0 3 红果×红果 1 511 508 A．番茄的果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aa C．实验2的后代中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 解析　从实验2和3中可得出番茄的果色中，红色是显性性状，A项错误；实验1中亲本红果的遗传因子组成应为Aa，黄果的遗传因子组成应为aa，B项错误；实验3的子代红色∶黄色≈3∶1，因为黄果为隐性，所以遗传因子组成只能是aa，D项错误。 核心知识小结 [网络构建] [答题必备] 1．测交是F1与隐性纯合子杂交。 2．假说—演绎法中演绎的内容是设计测交实验，预测测交结果。 3．分离定律：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。 4．最能体现分离定律实质的现象是F1产生比例为1∶1的两种配子。 1．某同学在利用红色彩球(标记为D)和绿色彩球(标记为d)进行“性状分离比模拟实验”的过程中进行了以下操作，其中错误的做法是(　　) A．在代表雌配子的小桶中放入两种彩球各10个 B．在代表雄配子的小桶中放入两种彩球各10个 C．在每次随机抓取彩球之前摇动小桶，使桶内小球充分混合 D．在抓取10次后记录并统计分析彩球组合的类型比例 答案　D 解析　实验中重复次数越多，误差越小，结果越准确，只抓取10次就统计分析彩球组合的类型比例，误差较大。 2．孟德尔对分离现象的原因提出了假说，下列不属于该假说内容的是(　　) A．生物的性状是由遗传因子决定的 B．基因在体细胞染色体上成对存在 C．受精时雌雄配子的结合是随机的 D．配子只含有每对遗传因子中的一个 答案　B 解析　孟德尔发现分离定律时，还没有提出染色体和基因的概念，且他没有提出基因位于染色体上。 3．如图表示孟德尔为了验证分离假设所做测交实验的遗传图解。对于图解中各数字所表示的内容，叙述错误的是(　　) A．①—白花 B．②—⊗ C．③—C　c D．④—1∶1 答案　B 解析　由测交后代的遗传因子组成及性状可知，①处应为白花；测交属于杂交的一种，所以②处应为×；Cc的个体能产生C、c两种配子；测交后代的性状分离比为1∶1。 4．假说—演绎法是科学研究中常用的方法，包括提出问题、提出假说、演绎推理、实验验证、得出结论五个基本环节。利用该方法，孟德尔发现了两个遗传规律。下列关于得出分离定律的研究过程的分析正确的是(　　) A．提出问题需要建立在纯合豌豆亲本杂交和F1自交遗传实验的基础上 B．该研究中孟德尔提出的问题是“豌豆株高差异的机制是什么” C．孟德尔提出的假说内容之一是性状是由位于染色体上的基因控制的 D．F1实际测交后代的性状的分离比接近1∶1属于演绎推理的内容 答案　A 解析　提出问题是建立在纯合豌豆亲本杂交和F1自交遗传实验的基础上的，A项正确；在分离定律的研究中，孟德尔提出的问题是“为什么F2中会出现3∶1的性状分离比”，B项错误；孟德尔提出的假说内容是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，配子中只含有每对遗传因子中的一个，受精时雌雄配子随机结合，且孟德尔提出假说时还没有“染色体”和“基因”的说法，C项错误；利用F1进行测交实验并统计结果的过程，属于实验验证，D项错误。 5．豌豆花的颜色有红色和白色，控制其花色性状的遗传因子用A、a表示。某同学利用纯合的红花豌豆和白花豌豆进行杂交实验，实验过程及结果如图所示。回答下列问题： (1)红花和白花是豌豆花色性状的两种表现类型，这对花色性状在遗传学上称为__________(填“相对性状”或“相同性状”)。根据实验结果分析，可判断豌豆花色的____________为显性性状。 (2)F1红花豌豆植株的遗传因子为______，F2中的白花豌豆植株自交，后代植株表现为______。 (3)该同学利用测交实验的方法来鉴定一株红花豌豆植株是否为纯合子，应选择______(填“红花”或“白花”)豌豆植株与该红花植株杂交，然后根据后代的性状表现及其比例可得出鉴定结果。 解析　(1)红花和白花是豌豆花色性状的两种表现类型，红花与白花为一对相对性状，根据图示的红花与白花杂交后代表现为红花这一现象可判断豌豆的红花为显性性状，白花为隐性性状，根据子二代中红花∶白花＝3∶1可知，这对相对性状的遗传符合分离定律。(2)根据(1)中分析可知，亲本红花的遗传因子组成为AA，白花的遗传因子组成为aa，则F1红花豌豆植株的遗传因子组成为Aa，F2中的白花豌豆植株自交，后代植株的性状表现为白花，因为白花个体的遗传因子组成为aa，即纯合子，纯合子能稳定遗传。(3)该同学利用测交实验来鉴定一株红花豌豆植株是否为纯合子，则应选择白花豌豆植株与该红花植株杂交，然后根据后代的性状表现及其比例可得出鉴定结果，若后代均为红花，则该红花的遗传因子为AA，若后代的性状表现及比例为红花∶白花＝1∶1，则该红花的遗传因子组成为Aa。 答案　(1)相对性状　红花　(2)Aa　白花　(3)白花 学科网（北京）股份有限公司 $$