1.1.2 性状分离比的模拟实验、对分离现象解释的验证和分离定律-【正禾一本通】2024-2025学年高中生物必修2 遗传与进化同步课堂高效讲义教师用书（人教版2019 单选）

第2课时　性状分离比的模拟实验、对分离现象解释的验证和分离定律 【学习目标】1.生命观念：分析分离定律的概念，进一步认同生物的性状是由遗传因子控制的。 2.科学思维：通过分析对分离现象解释的验证，体会假说—演绎的科学方法。 3.科学探究：通过性状分离比的模拟实验，加深对分离现象解释的理解。 任务一　性状分离比的模拟实验 1.实验目的 通过模拟实验，理解遗传因子的分离、配子的随机结合与性状之间的数量关系，体验孟德尔的假说。 2.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 3.操作步骤 4.实验结果 (1)彩球组合类型及数量比：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：显性∶隐性≈3∶1。 5.实验结论：F2出现一定性状分离比的原因是产生配子时成对的遗传因子彼此分离。 【点拨】　(1)盛放彩球的容器最好为圆柱形小桶或其他圆柱形容器，以便摇动时彩球能够充分混匀。 (2)彩球的规格、质地要统一，手感要相同，以避免人为的误差。 (3)要认真观察每次的组合情况，记录统计要如实、准确；统计数据时不能主观更改实验数据。 1.某同学将红色豆子(代表遗传因子B)和白色豆子(代表遗传因子b)放入甲、乙两个小桶，进行了性状分离比的模拟实验。 下列相关叙述错误的是(　　) A.甲、乙两个小桶相当于雌、雄生殖器官 B.甲、乙两个小桶中的红色豆子数和白色豆子数可以不相同 C.甲、乙两个小桶中的豆子总数可以不同 D.从甲、乙两个小桶中各随机抓取一粒豆子并组合可模拟雌、雄配子的随机结合 解析：选B。甲、乙两个小桶相当于雌、雄生殖器官，可以产生配子，A正确；甲、乙两个小桶中的红色豆子数和白色豆子数必须相同，代表产生两种配子的比例相等，B错误；甲、乙两个小桶中的豆子总数可以不同，一般而言雄配子的数量多于雌配子，C正确；从甲、乙两个小桶中各随机抓取一粒豆子并组合可模拟雌、雄配子的随机结合，且抓完之后需要放回小桶，D正确。 2.(2024·宁波高一期末)某小组用大小相同、标有D或d的棋子和甲、乙两个布袋，开展性状分离比的模拟实验。下列叙述正确的是(　　) A.甲、乙两个布袋中的棋子数量必须相等 B.从甲、乙中各抓取一枚棋子模拟遗传因子的自由组合 C.获得3∶1的实验结果是验证孟德尔假说的证据 D.2种棋子不能模拟两对相对性状的杂交实验 解析：选D。甲、乙两个布袋中的棋子分别代表雌、雄配子，数量不一定相等，A错误；从甲、乙中各抓取一枚棋子模拟雌、雄配子，B错误；获得3∶1的实验结果跟孟德尔发现的规律一致，测交结果1∶1才是验证孟德尔假说的证据，C错误；2种棋子只代表一对遗传因子，控制一对相对性状，不能模拟两对相对性状的杂交实验，D正确。 3.(2024·河北保定高一检测)某学习小组将若干黄色玻璃球(标记D)和绿色玻璃球(标记d)放入甲、乙两个小桶，进行了“性状分离比的模拟实验”。下列相关叙述错误的是(　　) A.从单个小桶中取出一个小球，模拟成对的遗传因子彼此分离 B.将取自两个小桶的玻璃球放在一起，模拟配子的随机结合 C.每次取出的小球无须放回，因为这对性状分离比的模拟没有影响 D.若要保证Dd组合出现的概率为1/2，则甲、乙中黄色玻璃球∶绿色玻璃球须为1∶1 解析：选C。由于每个小桶中都有D和d两种玻璃球，相当于一对遗传因子，故从单个小桶中取出一个小球，模拟成对的遗传因子彼此分离，将取自两个小桶的玻璃球放在一起，模拟配子的随机结合，A、B正确；在每次抓取小球前需摇匀小桶，并在每次抓取后将小球放回桶中，以保证每种小球被抓到的概率相同，C错误；若甲、乙中黄色玻璃球∶绿色玻璃球为1∶1，则黄色小球被抓到的概率为1/2，绿色小球被抓到的概率为1/2，经过多次抓取记录，甲乙组合DD∶Dd∶dd＝1∶2∶1，即Dd组合出现的概率为1/2，D正确。 任务二　对分离现象解释的验证 1.验证过程 (1)设计__测交实验，并预期实验结果，如下图： (2)进行实验，获得实验结果：高茎与矮茎植株的数量比接近1∶1。 2.得出结论：实验结果与预期结果一致，说明孟德尔的假说是正确的。 【点拨】　(1)设计并预期测交实验结果与进行实验得出实验结果的顺序不能颠倒。 (2)测交实验也进行了正交和反交，并且结果是一致的。 孟德尔通过巧妙地设计了测交实验，证明了其假说是正确的。 (1)为什么测交必须让F1与隐性纯合子杂交？ 提示：隐性纯合子产生的配子只含控制该性状的隐性遗传因子。 (2)测交实验结果实际反映了什么？ 提示：F1产生的配子的种类和比例。 (3)测交实验还有什么作用？ 提示：测定显性个体的遗传因子组成。 1.下列关于孟德尔的一对相对性状的豌豆杂交实验中测交的说法，错误的是(　　) A.F1×隐性类型→推测F1的遗传因子组成 B.通过测定F1的遗传因子组成来验证对分离实验现象理论解释的科学性 C.F1的遗传因子组成是根据“F1×隐性类型→所得后代性状表现”反向推知的 D.测交时，与F1杂交的另一亲本无特殊限制 解析：选D。测交时，与F1杂交的另一亲本必须是隐性纯合子，D错误。 2.下列事实可作为验证分离定律最直接的证据的是(　　) A.亲本杂交，F1均为显性性状 B.显微镜观察计数，F1花粉粒长形∶圆形≈1∶1 C.F1测交后代性状分离比为1∶1 D.F2遗传因子组成类型的比为1∶2∶1 解析：选B。亲本杂交，F1均为显性性状，是实验现象不是实质，A错误；杂合子产生两种类型比例相等的配子，利用显微镜观察计数，F1花粉粒长形∶圆形≈1∶1，可作为证明分离定律的直接证据，B正确；测交实验后代的性状分离比为1∶1，间接证明了杂合子产生两种比例相等的配子，C错误；F2遗传因子组成类型的比为1∶2∶1，是产生的配子随机结合形成的，属于结果而不是实质，D错误。 3.玉米为雌雄同株植物，是遗传学实验经常用到的材料，在自然状态下，花粉既可以落到同一植株的柱头上也可以落到其他植株的柱头上(如图所示)。回答下列有关问题： (1)请列举玉米作为遗传学实验材料的两条优点：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)玉米的高茎对矮茎为显性，为探究一高茎玉米植株是纯合子还是杂合子，请你设计最简便的实验思路并预测实验结果。 ①实验思路：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 ②预测实验结果：若______________，则为纯合子；若______________，则为杂合子。 解析：(2)对于植物来说，鉴定纯合子和杂合子最简便的方法是自交法，即将高茎玉米植株进行自交，观察子代的性状。已知高茎为显性性状，若自交后代只有高茎，则该高茎玉米植株为纯合子；若自交后代既有高茎，又有矮茎，说明该高茎玉米植株为杂合子。 答案：(1)具有易于区分的相对性状；后代数目多，统计结果更准确；雌雄同株，便于操作；既能自花传粉也能异花传粉　(2)①将高茎玉米植株进行自交，观察子代的株高　 ②子代全为高茎　子代既有高茎又有矮茎 【方法规律】　纯合子与杂合子的判断方法 (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)： （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。 任务三　分离定律和假说—演绎法 1.分离定律 2.假说—演绎法 【深挖教材·P7】　假说—演绎法与归纳法的比较 项目 假说—演绎法 归纳法 思维方向 由一般到特殊的论证 由个别到一般的论证 基本过程 观察和分析现象→提出问题→推理和想象→提出假说→演绎推理→实验验证→得出结论 通过综合许多具有内在联系的个别事例，然后归纳出它们所共同具有的特性，从而得出一个一般性的原理或结论，不需要再验证 油菜花色品种多样，科研人员用油菜的纯合白花和纯合黄花两个品种进行花色杂交实验，实验过程如下图所示。请回答下列问题： (1)油菜具有两性花。为保证油菜杂交过程顺利进行，并防止传粉昆虫对实验造成干扰，需要对母本进行哪些操作？ 提示：去雄并套袋处理。 (2)若油菜的白花和黄花受一对遗传因子控制。正反交实验中F1油菜花色却都为乳白花，推测最可能的原因是什么？ 提示：乳白花为杂合子。 (3)要对第(2)问的推测进行验证，应用假说—演绎法，可设计什么杂交实验进行验证？若推测成立，则应出现的实验结果是什么？ 提示：花色为乳白色的品种进行自交。白色∶乳白色∶黄色＝1∶2∶1。 【归纳总结】　假说—演绎法发现分离定律的过程 1.(2024·浙江金华高一期末)下列选项中不属于孟德尔分离定律内容的是(　　) A.成对的遗传因子互相独立、互不融合 B.形成配子时成对的遗传因子彼此分离 C.一半的配子含有成对的遗传因子中的一个 D.受精时雌、雄配子不随机结合 解析：选D。成对的遗传因子互相独立，属于分离定律的内容，A不符合题意；成对的遗传因子在形成配子时彼此分离，是分离定律的核心内容，B不符合题意；由于成对的遗传因子分离，这样得到的配子中一半的配子带有成对的遗传因子中的一个，C不符合题意；受精时雌雄配子是随机结合的，D符合题意。 2.(2024·江西宜春高一期末)假说—演绎法是现代科学研究中常用的一种科学方法，下列属于孟德尔在发现分离定律时的“演绎”过程的是(　　) A.生物的性状是由遗传因子决定的 B.由F2出现了3∶1的性状分离比，推测生物体产生配子时，成对的遗传因子彼此分离 C.若F1产生配子时成对的遗传因子分离，则测交后代中两种性状比接近1∶1 D.若F1产生配子时成对的遗传因子分离，则F2中三种遗传因子组成的个体比接近1∶2∶1 解析：选C。“生物的性状是由遗传因子决定的，生物体细胞中遗传因子成对存在”这属于假说内容，A不符合题意；由F2出现了3∶1的性状分离比推测，生物体产生配子时成对的遗传因子彼此分离，这属于假说内容，B不符合题意；演绎推理内容是若F1产生配子时成对的遗传因子分离，则测交后代会出现两种性状，比例接近1∶1，再设计测交实验对分离定律进行验证，C符合题意；若F1产生配子时成对的遗传因子分离，雌雄配子随机组合，则F2中三种遗传因子组成个体比接近1∶2∶1，这属于假说内容，D不符合题意。 3.已知豌豆种子子叶的黄色与绿色由一对遗传因子D、d控制，某同学用豌豆该性状做了如下实验，据图分析回答： (1)以上实验都遵循__________定律，是由孟德尔通过____________法得出的，其中实验验证部分，相当于____________(填“实验一”或“实验二”)。 (2)上述两个遗传实验中，根据________(填“实验一”或“实验二”)可判断子叶颜色这一相对性状的显隐性关系，其中______子叶是显性性状。 (3)在实验二中，将亲本黄色子叶(甲)与绿色子叶(乙)杂交的具体实验步骤是________________________，F1出现黄色子叶与绿色子叶的比例为1∶1，其主要原因是亲本甲产生的配子种类及其比例为__________。 解析：(1)已知豌豆种子子叶的黄色与绿色由一对遗传因子D、d控制，实验一为自交实验，亲本遗传因子组成为Dd，子代是黄色∶绿色＝3∶1。实验二为测交实验，即Dd×dd，子代是黄色∶绿色＝1∶1，以上实验都遵循分离定律，是孟德尔通过假说—演绎法得出的，其中实验验证是利用的测交实验，即相当于实验二。(2)上述两个遗传实验中，根据实验一自交子代出现了性状分离，可判断子叶颜色这一相对性状的显隐性关系，其中黄色子叶是显性性状。(3)由于豌豆在自然状态下是自花传粉的植物，因此杂交只能采取人工杂交的方式，具体的实验步骤是去雄→套袋→人工传粉→套袋；实验二是一个测交实验，即Dd×dd，子代是黄色∶绿色＝1∶1，主要原因是亲本甲产生的配子种类及其比例为D∶d＝1∶1。 答案：(1)分离　假说—演绎　实验二　(2)实验一　黄色　 (3)去雄→套袋→人工传粉→套袋　D∶d＝1∶1 　新情境命题　自花传粉植物结实率的分析（科学思维） 　某一年生自花传粉植物的突变植株(aa)与野生植株(AA)的外形无明显差异，但利用它们进行杂交实验时结果如下表，请回答下列问题： 杂交 亲本遗传因子组成 结实率 一 ♀AA×aa 20% 二 ♀aa×AA 60% 三 ♀aa×aa 20% 【命题设计】 1.考查分析问题、得出结论的科学探究能力 (1)分析表中数据可知，结实率的差异与____________(填“父本”或“母本”)的遗传因子组成有关。 2.考查科学思维 (2)有人推测遗传因子不同的花粉的存活率不同影响了结实率。为了验证确实是花粉的存活率影响了结实率，现将杂交二的F1给杂交一的F1授粉，推测其结实率为______，所获得的F2植株的遗传因子组成及比例为________________________。 解析：(1)由表可知，杂交一和三父本相同，结实率相同，杂交二和三的父本不同，结实率不同，说明结实率取决于父本的遗传因子组成，父本遗传因子组成为aa时，结实率为20%，父本遗传因子组成为AA时，结实率为60%。(2)从表中数据结实率可推知，含遗传因子a的花粉有20%能萌发，含遗传因子A的花粉有60%能萌发，则杂交二的F1给杂交一的F1授粉，结实率为20%×1/2＋60%×1/2＝40%，F2植株中AA占60%×1/2×1/2＝3/20，Aa占60%×1/2×1/2＋20%×1/2×1/2＝4/20，aa占20%×1/2×1/2＝1/20，因此F2植株的遗传因子组成及比例为AA∶Aa∶aa＝3∶4∶1。 答案：(1)父本　(2)40%　AA∶Aa∶aa＝3∶4∶1 课堂小结　巩固提升 【教材答疑】 思维训练 P8 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。如下图： [练习与应用·P8] 一、概念检测 1.(1)×　(2)×　2.A 3.(1)白色　黑色 (2)性状分离　雌雄白毛羊均为杂合子，二者均可形成含有控制黑毛的遗传因子的配子，雌雄配子随机结合，会产生黑毛羊 二、拓展应用 1.(1)F1水稻细胞含有一个控制支链淀粉合成的遗传因子和一个控制直链淀粉合成的遗传因子。在F1形成配子时，两个遗传因子分离，分别进入不同的配子中，含支链淀粉遗传因子的配子合成支链淀粉，遇碘变橙红色；含直链淀粉遗传因子的配子合成直链淀粉，遇碘变蓝黑色，其比例为1∶1。 (2)分离定律。F1形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分别进入不同的配子中。 (3)2 2.(1)将被鉴定的栗色公马与多匹白色母马配种。 (2)杂交后代可能有两种结果：①杂交后代全部为栗色马，此结果说明被鉴定的栗色公马很可能是纯合子；②杂交后代中既有白色马，又有栗色马，此结果说明被鉴定的栗色公马为杂合子。 3.选择适宜的实验材料是确保实验成功的条件之一。孟德尔在遗传杂交实验中，曾使用多种植物如豌豆、玉米、山柳菊做杂交实验，其中豌豆的杂交实验最为成功，因此，他发现了遗传规律。这是因为豌豆具有适于研究杂交实验的特点，例如，豌豆严格自花传粉，在自然状态下一般都是纯种，这样确保了通过杂交实验可以获得真正的杂种；豌豆花比较大，易于做人工杂交实验；豌豆植株具有稳定的易于区分的性状，便于观察和统计实验结果。 4.凯库勒提出苯分子的环状结构、原子核中含有中子和质子的发现过程等，都是通过假说—演绎法得出结论的。 【体系构建】 【核心语句】 1.性状分离比的模拟实验中，每个小桶内两种颜色的彩球的数量必须相同。 2.孟德尔设计测交实验是将F1与隐性纯合子进行杂交。 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.分离定律发生在真核生物的有性生殖过程中。 学科网（北京）股份有限公司 $$