内容正文:
第一章 遗传的基本规律
第一节 孟德尔从一对相对性状的杂交实验中总结出分离定律
第1课时 豌豆杂交实验过程及性状分离的原因
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第一章 遗传的基本规律
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第一章 遗传的基本规律
栏目索引
预习案 自主读教材
探究案 互动探疑难
巩固案 总结与应用
预习案 自主读教材
花粉
卵细胞
受精卵
种子
果实
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第一章 遗传的基本规律
自花授粉
闭花授粉
纯
去掉雄蕊
留在豆荚
观察和计数
多个稳定
区分
生长期
数量多
形态
结构
生理生化
不同
相对性状
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第一章 遗传的基本规律
花粉尚未成熟
雄蕊
外来花粉授粉
成熟的花粉
人工授粉
去雄
人工授粉
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第一章 遗传的基本规律
P
子一代
F2
杂交
自交
♀
♂
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第一章 遗传的基本规律
紫
反交
显性
隐性
性状分离
相对
显性
性状分离
显性
隐性
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第一章 遗传的基本规律
遗传因子
基因
成对
母
父
配子
分离
一
独立
融合
随机
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第一章 遗传的基本规律
等位基因
显性基因
隐性基因
基因型
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第一章 遗传的基本规律
表型
纯合子
杂合子
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第一章 遗传的基本规律
Pp
pp
3紫花∶1白花
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第一章 遗传的基本规律
×
×
×
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×
√
×
√
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第一章 遗传的基本规律
课时作业(1)
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第一章 遗传的基本规律
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课程内容标准
核心素养对接
阐明有性生殖中基因的分离和自由组合使得子代的基因型和表型有多种可能,并可由此预测子代的遗传性状。
1.利用结构功能观解释用豌豆做遗传实验的优点,并掌握相关的基本操作。(生命观念)
2.运用演绎与推理的方法阐明孟德尔一对相对性状的杂交实验过程,提升科学探究能力。(科学探究)
3.通过对比分析、绘制图解和举例等方式掌握本节相关遗传学概念及遗传图谱的规范书写。(科学思维)
eq \a\vs4\al(一、孟德尔选用豌豆作为杂交实验材料)
1.豌豆果实的发育
花是豌豆的生殖器官,每朵豌豆花中都具有含____(雄配子)的雄蕊和含______(雌配子)的雌蕊。当花粉落于柱头上萌发出花粉管后,雄配子经花粉管与雌配子相遇,雌、雄配子融合形成______,胚珠发育成____。种子与花的其他结构发育成的果皮构成____。
2.豌豆作为遗传实验材料的优点
首先,豌豆是一种严格的________植物,而且是________,授粉时没有外来花粉的干扰,便于形成__种,能确保杂交实验结果的可靠性,而且其花冠的形状又非常便于利用________的方法进行人工去雄以及未来授粉等操作。
其次,豌豆成熟后籽粒都________中,便于__________。
再次,豌豆具有________、可____的性状。
此外,豌豆的______较短,产生的种子______,也是其方便实验的特性。
3.性状
性状是指生物的____、____和________等特征的总称。每种性状又具有____的表现形式,称为________。
二、一对相对性状的杂交实验中,F2出现性状分离
1.人工异花传粉的一般步骤
(1)去雄:在____________时将花瓣掰开,除去全部____(即人工去雄)。
(2)套袋:在花朵外套上纸袋,防止____________。
(3)人工授粉:1~2天后,从父本上取下__________,放在母本花朵的柱头上进行________,授粉完毕后套上纸袋。
(4)人工异花传粉的步骤:____→套袋→________→再套袋。
2.常见的遗传学符号及含义
符号
__
F1
____
×
⊗
__
__
含义
亲本
______
子二代
____
____
母本
父本
3.一对相对性状的杂交实验
(1)过程
(2)遗传相关概念
①无论用紫花豌豆作母本,还是用白花豌豆作母本,子一代全部开__花。如果将前者称为正交,后者则称为____。
②将正、反交得到的F1能表现出来的亲本性状——紫花,称为____性状。
③将在F1未能表现出来的另一亲本性状——白花,称为____性状。
④在杂交后代中显性性状和隐性性状同时出现的现象称为________。
(3)特点
①P具有____性状。
②F1全部表现为____性状。
③F2出现________现象,分离比约为____性状∶____性状=3∶1。
三、性状分离的原因是等位基因的相互分离
1.孟德尔提出遗传因子相互分离的假设
(1)性状是由________控制的,遗传因子后来被科学家称为____。
(2)基因在体细胞内是____的,其中一个来自__本,另一个来自__本。
(3)在形成____即生殖细胞时,成对的基因彼此____,分别进入不同的配子中,所以每个配子只含有成对基因中的__个。
(4)在F1的体细胞内有两个不同的基因,但各自____、互不____。
(5)受精时,雌、雄配子的结合是____的。
2.遗传相关概念
(1)控制一对相对性状的一对基因互为________,其中控制显性性状的基因称为________(如控制紫花的P基因),控制隐性性状的基因称为________(如控制白花的p基因)。
(2)控制性状的基因组合类型称为______,如紫花亲本的基因型是PP,白花亲本的基因型是pp,F1紫花的基因型是Pp。
(3)将具有特定基因型的个体所能表现出来的性状称为____,如PP和Pp的表型是紫花,pp的表型是白花。
(4)由两个基因相同的配子结合而成的个体称为______,如基因型为PP或pp的植株;由两个基因不同的配子结合而成的个体称为______,如基因型为Pp的植株。
3.遗传图解
(1)F2基因型及比例为1PP∶2____∶1____。
(2)F2表型及比例为_______________。
(3)孟德尔假说内容之一:受精时,雌雄配子的结合不是随机的。( )
提示 雌雄配子结合是随机的。
1.判正误
(1)狗的长毛和卷毛是一对相对性状。( )
提示 长毛和短毛,卷毛和直毛分别为相对性状。
(2)紫花豌豆自交的子一代一定为紫花。( )
提示 杂合紫花豌豆自交后代会出现白花。
(7)双亲为显性,杂交后代有隐性纯合子,则双亲一定都是杂合子。( )
(4)在一对相对性状的豌豆杂交实验中,若F2共得到20株豌豆,则白花个体一定是5株。( )
提示 F2性状分离比是在实验材料足够多的情况下统计出来的,若实验材料较少,则不一定是3∶1。
(5)纯合子自交的后代一定是纯合子,杂合子自交的后代不一定是杂合子。( )
(6)在一对相对性状的杂交实验中,F1的基因型为Pp,且F1产生雌、雄配子的比例为1∶1。( )
提示 生物产生的雄配子数一般远大于产生的雌配子数。
2.微思考
玉米也是遗传学实验中最常用的材料之一。它的变异类型丰富,易于自交、杂交,繁殖系数高,后代群体大,特别是果穗上籽粒变异性状多,便于观察和统计分析。
(1)玉米作为遗传学实验材料,有何优点?
提示 ①单性花,雌雄同株,便于进行人工杂交;②具有多对易于区分的相对性状,且能稳定遗传;③易栽培,生长周期短,一次产生的后代数量多。
(2)利用玉米进行人工杂交时,是否还需要在开花前对母本去雄?为什么?
提示 不需要。因为玉米是单性花,即雌雄异花,只需在开花前对母本的雌花进行套袋,即可避免自交和外来花粉的干扰。
任务驱动一 一对相对性状的杂交实验中,F2出现性状分离
一、如图为孟德尔关于豌豆的一对相对性状的杂交实验处理方法,请据图思考下列问题:
3.图中的过程①的含义是什么?该操作要在去雄前还是去雄后再进行?
提示 ①的含义是传粉,传粉要在去雄后进行。
1.孟德尔选择豌豆作为实验材料有何优点?
提示 豌豆自花授粉且闭花授粉;花大;具有多个稳定、可区分的性状;生长期短,产生种子多,便于观察和计数。
2.步骤A是什么?应该在开花前还是开花后进行?目的是什么?
提示 步骤A是去雄;应该在开花前(花蕾期)进行;目的是防止自花授粉。
4.去雄时要注意什么?去雄后及传粉后要将母本的花进行套袋处理,其目的是什么?
提示 去雄要在花成熟前进行,且去雄要彻底、干净。套袋处理的目的是避免外来花粉的影响。
5.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,去雄的豌豆为母本,提供花粉的豌豆为父本。
二、一对相对性状的杂交实验的过程
1.根据相对性状的概念,判断下列实例是否为相对性,并说明理由。
(1)狗的长毛与兔的短毛。
提示 不是。狗与兔不属于同一种生物。
(2)玉米的早熟与晚熟。
提示 是。早熟与晚熟是玉米成熟这一性状的不同表现类型。
2.根据孟德尔一对相对性状的杂交实验,讨论分析下列问题:
(1)若F2共获得20株豌豆,白花个体一定是5株吗?说明原因。
提示 不一定。样本数量太少,不一定完全符合3∶1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。
(2)紫花和白花豌豆杂交,后代出现了紫花和白花,该现象属于性状分离吗?为什么?
提示 不属于。因为性状分离是杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象。
1.杂交实验步骤
2.杂交实验中几个重要概念
(1)
(2)
(3)
(4)交配类
方式
含义
表示式
杂交
基因型不同的生物个体间相互交配的方式
AA×aa
Aa×AA
自交
基因型相同的生物个体间相互交配的方式
AA×AA
Aa×Aa
aa×aa
正交与反交
若甲(♀)×乙(♂)为正交,则乙(♀)×甲(♂)为反交,正、反交是相对而言的
正交:甲(♀)×乙(♂)
反交:甲(♂)×乙(♀)
3.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→A,则A为显性,B为隐性。
②若A×B→B,则B为显性,A为隐性。
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 eq \o(――→,\s\up15(⊗),\s\do15( )) 既有A,又有B,则A为显性,B为隐性。
②若 B eq \o(――→,\s\up15(⊗),\s\do15( )) 既有A,又有B,则B为显性,A为隐性。
③
(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性状分离比为3∶1→分离比占3/4的性状为显性性状。
大豆的紫花和白花为一对相对性状。下列四组杂交实验中,能判定性状的显隐性关系的是( )
①紫花×紫花→紫花 ②紫花×紫花→301紫花∶101白花 ③紫花×白花→紫花 ④紫花×白花→98紫花∶107白花
A.①和②
B.③和④
C.①和③
D.②和③
D [利用概念来判断。观察四组杂交实验,杂交实验③符合显隐性性状的概念:具有一对相对性状的纯合亲本杂交,后代只表现一个亲本的性状(紫花),此性状(紫花)为显性性状,而未表现出来的性状(白花)为隐性性状。杂交实验②中后代出现性状分离现象,且紫花∶白花≈3∶1,可判断紫花为显性性状,白花为隐性性状。通过杂交实验①④无法判断哪个为显性性状,哪个为隐性性状。]
[借题发挥] 相对性状的区分要抓住两“同”,一“不同”(科学思维)
(1)两个“同”:同一种生物,同一种性状。
(2)一个“不同”:不同表现形式。如豌豆(同种生物)的紫花和白花(同一性状,颜色种类不同)为一对相对性状。
1.用豌豆进行遗传实验时,下列操作错误的是( )
A.杂交时,须在开花前除去母本的雄蕊
B.自交时,雌蕊和雄蕊都无须除去
C.杂交时,须在开花前除去母本的雌蕊
D.人工授粉后,应套袋
C [豌豆为自花授粉植物,杂交时,须在开花前除去母本的雄蕊,保留雌蕊,A正确,C错误;自交时,雌蕊和雄蕊都无需除去,B正确;人工授粉后,应套袋,避免外来花粉的干扰,D正确。]
2.以下有关性状的叙述正确的是( )
A.狗的长毛与卷毛是相对性状
B.隐性性状是指生物体不能表现出来的性状
C.具有一对相对性状的纯合亲本杂交,F1表现出的亲本性状是显性性状
D.纯合子自交后代不会发生性状分离,杂合子自交后代不会出现纯合子
C [狗的长毛与卷毛不是同一性状,长毛与短毛是一对相对性状,A错误;隐性性状在没有显性基因存在时可以表现出来,B错误;具有相对性状的纯合亲本杂交,F1表现出的亲本性状是显性性状,F1不表现的亲本性状是隐性性状,C正确;杂合子自交后代会出现纯合子,D错误。]
任务驱动二 性状分离的原因是等位基因的相互分离
1.孟德尔在一对相对性状的杂交实验中发现问题,提出假说进行解释,请回答下列相关问题:
(1)孟德尔通过杂交实验发现了什么问题?他又提出怎样的假说解释所发现的问题?
提示 发现的问题:F1只表现紫花,但F2中同时出现了紫花和白花豌豆,且性状分离比是紫花∶白花≈3∶1。
提出的假说:①遗传因子控制生物的性状;②基因在体细胞内成对存在;③形成配子时,成对的基因彼此分离,分别进入不同的配子中;④F1的体细胞内有两个不同的基因,但各自独立,互不融合;⑤受精时,雌、雄配子的结合是随机的。
(2)如果一次获得的子代个体数量过少,F2中的性状分离比会怎样?
提示 F2不一定出现3∶1的性状分离比。
(3)F2紫花豌豆中,杂合子占多大比例?
提示 紫花豌豆中,杂合子Dd占2/3。
2.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。下面是孟德尔用纯合亲本杂交得到的子一代(F1)自交,实验遗传图解如下:
(3)提示 F2中纯合子和杂合子所占比例均是1/2,F2的黄色子叶豌豆中纯合子和杂合子所占比例分别是1/3和2/3。
(1)图中Y、y两种雄配子的数目是否相等?雄配子Y与雌配子Y数目是否相等?
提示 Y、y两种雄配子的数目是相等的;但是由于雄配子要远多于雌配子,所以雄配子Y要远多于雌配子Y。
(2)表中①②③的基因型和表型分别是怎样的?
提示 ①和②均为Yy,表现为黄色子叶;③为yy,表现为绿色子叶。
③杂合子自交后代一定是杂合子。
提示 错误。杂合子自交,后代中既有纯合子也有杂合子,各占1/2。
3.对分离现象的解释
(1)根据纯合子、杂合子的概念判断下列说法是否正确,说明理由。
①纯合子自交后代一定是纯合子。
提示 正确。纯合子只能产生一种类型的配子,相同类型的雌雄配子结合,发育成的个体一定是纯合子。
②纯合子杂交后代一定是纯合子。
提示 错误。显性纯合子与隐性纯合子杂交后代全为杂合子。
(2)假如雌雄配子的结合不是随机的,F2中还会出现3∶1的性状分离比吗?
提示 不会。因为满足孟德尔实验的条件之一是雌、雄配子结合机会相等,即任何一个雄配子(或雌配子)与任何一个雌配子(或雄配子)的结合机会均相等,这样才能出现3∶1的性状分离比。
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.概念辨析:纯合子和杂合子
(1)纯合子:也叫纯合体或纯种,指遗传因子组成相同的个体,如PP或pp。
(2)杂合子:也叫杂合体或杂种,指遗传因子组成不同的个体,如Pp。
(3)纯合子能稳定遗传,即纯合子自交后代不会发生性状分离;杂合子不能稳定遗传,即杂合子自交后代会发生性状分离。
孟德尔通过做豌豆的一对相对性状(紫花和白花)的杂交实验所发现的问题是( )
A.紫花为显性,由显性遗传因子决定
B.紫花受遗传因子的控制,白花不受遗传因子的控制
C.F1中只有紫花豌豆,F2中同时出现了紫花和白花豌豆,且紫花∶白花=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
C [孟德尔通过做豌豆的紫花和白花的杂交实验,所发现的问题:F1中只有紫花豌豆,但F2中同时出现了紫花和白花豌豆,且紫花∶白花=3∶1。]
在孟德尔一对相对性状的杂交实验中,出现1∶1的是( )
A.亲代(PP和pp)所产生的遗传因子组成为P和p的两种配子之比
B.F1(Pp)所产生的雌雄配子之比
C.F1(Pp)自交后代不同性状表现个体之比
D.F1产生的遗传因子组成为P的雄配子和遗传因子组成为p的雄配子之比
D [F1产生的遗传因子组成为P和p的雌配子数量相等,遗传因子组成为P和p的雄配子数量也相等。但是,雌雄配子的总量不相等(多数生物雄配子的数量远多于雌配子的数量)。]
[借题发挥] 误认为隐性遗传因子控制的性状不会表现出来(科学思维)
由于遗传因子是成对存在的,遗传因子有显性和隐性之分。当一个显性遗传因子和一个隐性遗传因子同时存在时,显性遗传因子控制的性状表现出来,而隐性遗传因子所控制的性状被掩盖,并不表现,但是这个隐性遗传因子并没有受到影响,仍然能够遗传下去。当两个隐性遗传因子在一起的时候,它所控制的性状就表现出来。因此,不能说隐性遗传因子控制的性状一定不能表现。
1.有关下面遗传图解的说法,错误的是( )
A.等位基因的分离发生在①②过程
B.Aa产生数目相等的两种配子,即雄配子∶雌配子=1∶1
C.③表示雌雄配子随机结合的过程
D.子代中,Aa个体在显性个体中所占的比例为2/3
B [等位基因分离发生在生成配子的过程中,即①②过程,A正确;Aa能产生数目相等的配子,即雄配子中A∶a=1∶1,雌配子中A∶a=1∶1,但产生的雄配子数远多于雌配子数,B错误;③表示受精作用,雌雄配子随机结合,C正确;子代中AA∶Aa=1∶2,Aa占的比例为2/3,D正确。]
2.杂合糯性水稻自交,后代同时出现糯性和非糯性水稻,这种现象在遗传学上称为( )
A.遗传变异
B.性状分离
C.等位基因的分离
D.融合遗传
B [在杂种后代中,显性性状和隐性性状同时出现的现象称为性状分离,B正确。]
知识网络构建
关键知识积累
1.豌豆作为实验材料的优点:自花授粉而且是闭花授粉;具有易于区分的相对性状。
2.具相对性状的纯合亲本杂交,F1表现出的性状为显性性状,F1 未表现出的性状为隐性性状。
3.在一对相对性状的杂交实验中,F2的性状分离比为 3∶1。
知识网络构建
关键知识积累
填充 ①紫花 ②白花 ③遗传因子 ④基因 ⑤成对 ⑥母 ⑦父 ⑧配子 ⑨分离 ⑩随机
4.显隐性性状的判断方法
(1)具相对性状的亲本杂交,若子代只出现一种性状,则该性状为显性性状。
(2)具相同性状的亲本杂交,若子代出现不同性状,则新出现的性状为隐性性状。
[对应学生用书P7]
1.下列各项中,互为相对性状的是( )
A.猫的长毛与鼠的黑毛
B.豌豆的紫花与白花
C.牛的有角与羊的有角
D.茉莉的白花与绿叶
B [相对性状是指一种生物的同一种性状的不同表现形式。A和C都不属于同一种生物,所以不属于相对性状;D属于同一种生物的不同性状,所以也不属于相对性状。]
2.下列关于孟德尔的紫花豌豆与白花豌豆杂交实验的叙述,正确的是( )
A.若以紫花作为母本,则需要对白花进行去雄处理
B.杂交过程中人工授粉前后两次套袋的目的不同
C.F1自交,其F2中出现白花的原因是等位基因分离
D.F2的3∶1性状分离比依赖于雌雄配子数量相等且随机结合
C [若以紫花作为母本,则需要对作为母本的紫花进行去雄处理,A错误;杂交过程中人工授粉前后套袋的目的相同,都是为了防止外来花粉授粉,B错误;F1自交,其F2中出现白花的原因是等位基因分离,C正确;豌豆的雄配子数量远多于雌配子数量,D错误。]
3.玉米籽粒中的紫色和黄色,由一对等位基因控制。将纯种的紫粒玉米与纯种的黄粒玉米间行种植。收获时发现,紫粒玉米的果穗上只有紫色籽粒,黄粒玉米的果穗上却结有紫色和黄色籽粒。下列表述错误的是( )
A.玉米籽粒中的紫色对黄色为显性
B.子代黄粒玉米都是纯合子
C.紫粒玉米的果穗上结有的紫色籽粒都是纯合子
D.黄粒玉米的果穗上结有的紫色籽粒都是杂合子
C [纯种黄粒玉米的果穗上结有紫色和黄色籽粒,说明紫粒对黄粒是显性,A正确;黄粒是隐性性状,子代黄粒玉米一定是纯合子,B正确;紫粒玉米的果穗上结有的紫色籽粒,既有自花授粉得到的纯合子,又有异花授粉得到的杂合子,C错误;黄粒玉米的果穗上结有的紫色籽粒是异花授粉得到的杂合子,D正确。]
4.南瓜的花色是由一对等位基因(A和a)控制的,用一株开黄花的南瓜和一株开白花的南瓜杂交,子代(F1)既有开黄花的,也有开白花的。让F1自交产生F2,表型如下图所示。下列说法错误的是( )
A.由③可知白花是显性性状,由显性基因A控制
B.黄花和白花杂交,F1同时出现黄花和白花的现象称为性状分离
C.F1中黄花是纯合子,白花是杂合子
D.F2白花的基因型有AA、Aa,其中不能够稳定遗传的占2/3
B [过程③自交后代出现性状分离,说明白花是显性性状,由显性基因A控制,A正确;杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象才称为性状分离,B错误;F1中黄花自交后代没有出现性状分离,是纯合子,白花自交后代出现性状分离,是杂合子,C正确;F1中白花基因型是Aa,自交后代中白花有AA、Aa,比例为1∶2,其中杂合子Aa不能够稳定遗传,比例为2/3,D正确。]
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