第1章 第2节 第1课时 孟德尔一对相对性状杂交实验的过程及解释(Word教参)-【精讲精练】2024-2025学年高中生物必修2（苏教版2019）

第二节　分离定律 第1课时　孟德尔一对相对性状杂交实验的过程及解释 [学习目标] 1．分析孟德尔遗传实验的科学方法，掌握孟德尔一对相对性状的杂交实验过程。 2．理解孟德尔对分离现象作出的假设，并能画出遗传图解。 3．实践模拟动物性状分离比的杂交实验。 知识点一　孟德尔进行豌豆杂交实验 新知梳理　素养奠基 1．杂交实验 孟德尔用紫色花豌豆与白色花豌豆作亲本进行杂交。紫色花豌豆无论作母本(正交)还是作父本(反交)，杂交后产生的F1均为紫色花豌豆。F1植株自花授粉(自交)后产生的F2中既有紫色花豌豆，又有白色花豌豆。 2．相关概念 (1)相对性状：是指一种生物的同一种性状具有的不同表现类型。 (2)正交与反交 选择2个品种(甲和乙)进行杂交：如果把用品种甲作母本、品种乙作父本进行的杂交称为正交，那么用品种乙作母本、品种甲作父本进行的杂交就称为反交。 (3)孟德尔把F1表现出来的亲本性状称为显性性状，如紫色花性状；把F1没有表现出来的亲本性状称为隐性性状，如白色花性状；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。 3．实验解读 实验过程 说明 (1)P具有一对相对性状； (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 【判断正误】 1．孟德尔并不认同“混合遗传学说”。(√) 2．紫花豌豆与白花豌豆杂交的后代为紫花，不支持“混合遗传学说”。(√) 3．豌豆的高茎和紫花是一对相对性状。(×) 4．性状分离是指子代同时出现显性性状和隐性性状的现象。(×) 5．两亲本杂交，F1表现为显性性状，F2表现为显性性状与隐性性状之比为3∶1。(√) 探究学习　素养形成 结合下图，理解孟德尔对一对相对性状所做的实验。 (1)图中所示豌豆的性状有什么联系？ 提示：实验用的豌豆的紫花与白花是相对性状，其中紫花为显性性状，白花为隐性性状。 (2)图甲中，纯种紫花豌豆和纯种白花豌豆称为亲本(用P表示)，若纯种紫花豌豆提供花粉，称为父本(用♂表示)，纯种白花豌豆称为母本(用♀表示)。图甲、乙有什么联系？ 提示：图乙与图甲的区别在于父本与母本进行交换，若图甲的杂交方式称为正交，则图乙的杂交方式称为反交，且两种结果相同。 (3)F1紫花自交产生的F2中紫花∶白花＝3∶1，此现象叫什么？如果实验中F2只得到了4株，其性状一定是3株紫花、1株白花吗？ 提示：性状分离；不一定，3∶1是数量足够多时的一个统计近似结果。 【归纳总结】 1．相对性状的理解 (1)相对性状的理解要点 “两同”：同种生物、同一性状；“一不同”：不同表现类型。例如：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)相对性状中的性状表现并不都是只有两种，还可能有多种。例如：人的ABO血型系统中有A型、B型、AB型和O型四种性状表现。 2．常用符号的含义 符号 P F1 F2 × ⊗ ♀ ♂ 含义 亲代 子一代 子二代 杂交 自交 母本 父本 3.交配类概念归类 (1)杂交：遗传因子组成不同的个体间相互交配的过程。 (2)自交：植物体中自花授粉和雌雄异花的同株授粉。广义上讲，遗传因子组成相同的个体间交配的过程均可称为自交，自交是获得纯合子的有效方法。 (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。 题组通关　素养案例 1．下列有关孟德尔一对相对性状杂交实验的叙述，正确的是(　　) A．测交实验证明，杂合子Aa产生的雌雄配子的比例是1∶1 B．豌豆在自然状态下是纯合子，且有易于区分的性状 C．“受精时，雌雄配子的结合是随机的”是提出的假说中最核心的内容 D．通过测交实验，统计后代数据，发现高茎∶矮茎＝1∶1，属于其演绎推理部分 解析　测交实验证明，杂合子Aa产生的含有A配子和含有a配子的比例是1∶1，一般情况下，雄配子数目远多于雌配子数目；豌豆为自花且闭花传粉植物，在自然状态下是纯合子，且有易于区分的性状；“生物体在形成生殖细胞时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中”是提出的假说中最核心的内容；通过测交实验，统计后代数据，发现高茎∶矮茎＝1∶1，属于其实验验证部分。 答案　B 2．下列叙述正确的是(　　) A．生物体没有显现出来的性状称为隐性性状 B．亲本之中一定有一个表现为隐性性状 C．若子代中出现显性性状，则亲代中必有显性性状个体 D．在一对相对性状的遗传实验中，双亲只具有一对相对性状 解析　根据概念可知，隐性性状是指具有相对性状的亲本杂交，F1没有表现出来的亲本性状；隐性性状并非一直不能表现出来，只是在子一代中不能表现；亲本可以都表现为显性性状，可以都表现为隐性性状，也可以是一个表现为显性性状，一个表现为隐性性状；若子代中出现显性性状，则亲代中必有显性性状个体，但不一定是纯合子；在一对相对性状的遗传实验中，双亲并非只具有一对相对性状，而是只研究其中的一对相对性状。 答案　C 知识点二　孟德尔对性状分离现象的解释 新知梳理　素养奠基 1．假说内容 (1)生物的性状是由细胞内成对的遗传因子决定，其中一个为显性遗传因子，一个为隐性遗传因子。 (2)生殖细胞内只含有成对遗传因子中的一个。 (3)雌雄配子结合后形成的受精卵细胞就含有了成对的遗传因子。 (4)F1的性状表现取决于其细胞内所含有的显性遗传因子。 2．举例对分离现象进行解释(如下图) (1)生物的性状是由遗传因子控制的，可设控制高茎和矮茎的遗传因子分别为D、d。 (2)体细胞中遗传因子是成对存在的；F1的遗传因子组成为Dd。 (3)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，F1产生配子的遗传因子组成及比例为D∶d＝1∶1。 (4)受精时，F1的雌雄配子的结合是随机的。配子的结合方式：4种。F2的遗传因子组成：3种，分别为DD、Dd、dd，其比例为1∶2∶1。F2的性状表现：2种，分别为高茎、矮茎，其比例为3∶1。 【判断正误】 1．两亲本杂交，F1表现为显性性状，F2中显性性状与隐性性状之比为3∶1，这属于对分离现象解释的验证过程。(×) 2．在揭示分离定律的过程中，孟德尔的演绎推理是：若F1与隐性纯合子杂交，F1产生两种配子，测交后代分离比是1∶1。(√) 3．孟德尔设计的测交实验只能用于检测F1的遗传因子组成。(×) 4．孟德尔所作假设的核心内容是“生物体能产生数量相等的雌雄配子”。(×) 5．符合分离定律并不一定出现3∶1的性状分离比。(√) 探究学习　素养形成 1．在进行豌豆杂交实验时，孟德尔选择了子叶颜色这一对相对性状，其中豌豆子叶黄色(Y)对绿色(y)为显性。孟德尔用纯合亲本杂交得到的F1自交，实验结果如下： 据图从配子的形成和随机组合角度分析，在F2中出现3∶1的性状分离比的原因是什么？ 提示：F1产生配子时Y、y相互分离，雌雄个体中配子均为Y∶y＝1∶1，受精时雌雄配子随机组合，F2中有1/4YY、1/2Yy表现为显性性状，1/4yy表现为隐性性状。 2．在孟德尔提出的假说中，如果雌雄配子的结合不是随机的，则F2会不会出现3∶1的性状分离比？如果子一代个体数量过少，F2中的性状分离比会怎样？F2高茎豌豆中，杂合子占多大比例？ 提示：不会。F2不一定出现3∶1的性状分离比。高茎豌豆中，杂合子占2/3。 3．根据孟德尔的假说，解释为什么体细胞中的遗传因子是成对的，而配子中的遗传因子是单个的？ 提示：因为在配子形成过程中，成对的遗传因子彼此分离，进入不同的配子中。 【归纳总结】 1．一对相对性状杂交实验中的相关数量关系 (1)F1(Dd)的配子种类和比例：D∶d＝1∶1。 (2)F2的遗传因子组成种类和比例：DD∶Dd∶dd＝1∶2∶1。 (3)F2的性状种类和比例：显性∶隐性＝3∶1。 2．个体类相关概念 (1)遗传因子组成决定性状表现。 (2)如果用A和a分别表示显性遗传因子和隐性遗传因子，则纯合子的遗传因子组成为AA和aa，杂合子为Aa。 (3)纯合子和纯合子杂交后代不一定是纯合子，如AA和aa杂交，后代都是杂合子。 题组通关　素养案例 孟德尔通过做豌豆的一对相对性状(高茎和矮茎)的杂交实验所发现的问题是(　　) A．高茎为显性性状，由显性遗传因子决定 B．高茎受遗传因子的控制，矮茎不受遗传因子的控制 C．F1只有高茎豌豆，F2中同时出现了高茎和矮茎豌豆，且高茎∶矮茎＝3∶1 D．豌豆的体细胞中遗传因子成对存在，配子中的遗传因子单个存在 解析　孟德尔通过做豌豆的高茎和矮茎的杂交实验所发现的问题是：F1中只有高茎豌豆，但F2中同时出现了高茎和矮茎豌豆，且高茎∶矮茎＝3∶1。 答案　C 知识点三　模拟动物性状分离比的杂交实验 新知梳理　素养奠基 实验目的 通过模拟实验，理解“遗传因子组成比”与“性状分离比”之间的关系 材料 小罐2个，黑、白围棋子各100个 方法步骤 准备 用具 将黑白围棋子各50放入两小罐分别摇动1号、2号小罐，使罐内围棋子充分混合 模拟 实验 分别从两个罐内随机抓取一个棋子，这表示让雌配子与雄配子随机结合形成受精卵。每次抓取后，记录下这两个棋子的字母组合 将抓取的棋子放回原来的小罐，摇匀，按上述方法重复做20次(重复的次数越多，结果越准确) 结果记录、 统计、计算 统计棋子组合分别为AA、Aa和aa的数量，并计算AA∶Aa∶aa的比例 实验结论 F1产生的配子A∶a＝1∶1；模拟雌雄配子随机结合，产生的F2中AA∶Aa∶aa≈1∶2∶1 【判断正误】 1．在模拟动物性状分离比的杂交实验中，罐代表生殖器官，黑子、白子代表配子。(√) 2．每次抓取黑或白棋子后，记录完结果后要放回原罐内。(√) 3．每个罐中的黑白子数量总和必须相等。(×) 4．有同学喜欢白子则只选白子组合进行模拟。(×) 5．为了让统计数据足够大，可以将全班同学统计的结果作为样本。(√) 探究学习　素养形成 1．在1号、2号两个小罐中放入两种围棋子各5个并且摇匀使围棋子混合均匀的原因是什么？ 提示：使代表雌、雄配子的两种围棋子被抓出的机会相等。 2．实验中，1号、2号两个小罐内的围棋子数量都是50个，这符合自然界的实际情况吗？ 提示：不符合。自然界中，一般雄配子的数量远远多于雌配子的数量。 【归纳总结】 实验注意事项 (1)选材：选择的围棋子大小要一致，质地要统一，抓摸时手感要相同，以免造成人为误差；盛放围棋子的容器最好采用小圆罐或圆柱形容器，不要采用方形容器，以便摇动棋子时能充分混合。 (2)抓棋子时应该双手同时进行，而且要闭眼，以免造成人为误差。 (3)罐内两种棋子的数量必须相等，即黑子和白子的数量比必须为1∶1，每次抓棋子前，必须摇动小罐中的棋子，使其充分混合。每次抓出的两个棋子统计后必须各自放回原来的小罐，以保证概率的准确。 题组通关　素养案例 1．在模拟动物性状分离比的杂交实验中，将1号罐内的棋子(D∶d＝1∶1)总数增加到2号罐内的棋子总数(D∶d＝1∶1)的10倍，该变化之后进行上百次模拟实验，则下列说法错误的是(　　) A．1号罐、2号罐分别模拟的是雄性和雌性的生殖器官 B．该变化脱离了模拟雌雄配子随机结合的实际情况 C．最终的模拟结果是DD∶Dd∶dd接近于1∶2∶1 D．罐子中的棋子每次被抓取后要放回原罐中再进行下一次抓取 解析　1号、2号两个罐子分别代表雄性生殖器官和雌性生殖器官，1号、2号两个罐中的棋子分别代表雄配子和雌配子，A正确；在性状分离比的模拟实验中，每个罐子中不同种类(D、d)的棋子数量一定要相等，但1号罐内棋子总数量和2号罐内棋子总数量不一定相等，将1号罐内的棋子总数(D∶d＝1∶1)增加到2号罐内的棋子总数(D∶d＝1∶1)的10倍，该变化模拟了雌雄配子随机结合的实际情况，B错误；由于两个罐中的棋子都是D∶d＝1∶1，所以最终的模拟结果是DD∶Dd∶dd接近于1∶2∶1，C正确；为了保证每种棋子被抓取的概率相等，棋子每次被抓取后要放回原罐中再进行下一次抓取，D正确。 答案　B 2．阳阳做了模拟动物性状分离比的杂交实验：在2个小桶内各装入20个等大的方形积木(红色、蓝色各10个，分别代表“配子”D、d)，分别从两桶内随机抓取1个积木并记录，直至抓完桶内积木。结果DD∶Dd∶dd＝12∶6∶2，他感到失望。下列给他的建议和理由中不合理的是(　　) A．把方形积木改换为质地、大小相同的小球，以便充分混合，避免人为误差 B．每次抓取后，应将抓取的配子放回原桶，保证每种配子被抓取的概率相等 C．重复抓50～100次，保证实验统计样本数目足够大 D．将某桶内的2种配子各减少到一半，因为卵细胞的数量比精子少得多 解析　使用方形积木可能使两种积木混合不均匀，因此应把方形积木改换为质地、大小相同的小球，以便充分混合，避免人为误差，A正确；如果每次抓取后没有将抓取的积木放回原桶，会使每种配子被抓取的概率不相等，所以每次抓取后，应将抓取的配子放回原桶，以保证每种配子被抓取的概率相等，B正确；继续重复抓取，保证足够大的样本数目，以减少实验误差，C正确；小桶中配子的数目若过少，误差将会增大，不能保证两种配子结合的机会均等，D错误。 答案　D 如图为孟德尔“一对相对性状的杂交实验”的图解。 据图探究以下问题： (1)亲本中高茎豌豆作父本或母本实验结果相同吗？为什么去雄不能在开花以后进行？ 提示：相同。豌豆是自花传粉植物，在开花前已经完成受粉，所以去雄不能在开花以后进行。 (2)某同学认为两个亲本都是纯合子，其判断的依据是什么？ 提示：若高茎是杂合子，则后代会出现矮茎豌豆。 [课堂小结] 对分离定律的解释 (1)实质：一对等位基因在杂合子中保持相对的独立性，在进行减数分裂形成配子时，等位基因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。 (2)杂合子中等位基因的行为 独立性 分离性 随机组合性 杂合子中的一对等位基因(A、a)位于一对同源染色体的相同位置上，既不融合也不混杂 减数分裂时，同源染色体分开，等位基因随之分开，分别进入到两个不同配子中 受精作用过程中，雌雄配子结合的机会相等，等位基因随配子遗传给后代 注意：性状分离比不是分离定律的实质，因为性状分离比具体表现为何种数值具有一定的偶然性。 (3)基因分离定律的适用条件 ①有性生殖生物的性状遗传。基因分离定律的实质是等位基因随同源染色体的分开而分离，而同源染色体的分开是有性生殖生物进行减数分裂产生有性生殖细胞时特有的行为。 ②真核生物的性状遗传。原核生物或非细胞结构生物不进行减数分裂，不进行有性生殖。 ③细胞核遗传。只有真核生物细胞核内的基因随染色体的规律性变化而呈现规律性变化。细胞质内遗传物质数目不稳定，不遵循基因的分离定律。 学科网（北京）股份有限公司 $$