1.1.1孟德尔豌豆杂交实验（一）学案-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

【学习目标】 1． 了解孟德尔以豌豆花作为遗传实验材料的优点。 2． 2．简述孟德尔的杂交实验过程及提出的假说。 3． 会写对分离现象解释的遗传图解。 4． 4．记忆并区别遗传学常用符号及基本概念。 【重点难点】 重点：对分离现象的解释 难点：理解孟德尔假说并写出遗传图解 目标一：豌豆用作遗传实验材料的优点 【自主学习】 1．自花传粉（且闭花授粉）：豌豆是 花，在未开放时，它的花粉会落到同一朵花的雌蕊柱头上，从而完成受粉，这种传粉方式叫做 传粉，也叫自交（且闭花授粉）。 2．花朵较大，易于人工杂交（异花传粉）。 人工异花传粉过程： （未成熟）→ →采集另一朵花花粉→ （已成熟）→套袋 （1）去雄：母本的雄蕊要在花成熟 去除干净，不要伤到其他部位。 （2）套袋：去雄后套上纸袋以防止 。 （3）采集花粉：雌蕊成熟后，采集另一植株的花粉。操作过程中要干净、全部、彻底。 （4）传粉：将采集到的花粉涂（撒）在去雄花的雌蕊的柱头上。 （5）套袋：再次套上纸袋以防止 。 3．豌豆具有稳定遗传的、易于区分的相对性状 （1）性状：遗传学中把生物体所表现的形态结构、生理特征和行为方式等统称为性状。如：豌豆的花色、种子形状、子叶颜色、茎的高矮等都可以称之为性状。 （2）相对性状：一种生物的同一性状的不同表现类型。 4．种植广泛，成本较低，子代数量多利于统计分析。 【典型例题】 例1．下列各对性状中，属于相对性状的是（ ）　 A．狗的长毛和卷毛 B．棉花的掌状叶和鸡脚叶 C．玉米叶梢的紫色和叶片的绿色 D．豌豆的高茎和蚕豆的矮茎 例2．孟德尔选用豌豆作为遗传实验材料的理由及对豌豆进行异花受粉前的处理是（ ） ①豌豆是闭花受粉植物　 ②豌豆在自然状态下是纯种　 ③豌豆有直接经济价值 　 ④各品种间具有一些稳定的、差异较大的而且容易区分的性状　 ⑤开花期母本去雄，然后套袋　 ⑥花蕾期母本去雄，然后套袋 A．①②③④；⑥ B．①②；⑤⑥ C．①②④；⑥ D．②③④；⑥ 目标二：一对相对性状的杂交实验 【自主学习】 1．请在括号内填写相关内容的代表符号： （1）亲本（ ）：产生后一代生物的生物 （2）父本（ ）：异花传粉时，供应花粉的叫父本。 （3）母本（ ）：异花传粉时，接受花粉的叫母本。 （4）子代（ ）：产生的后一代 （5）子一代（ ）：长在亲本的植株上。 （6）子二代（ ）：长在F1的植株上。 （7）杂交（ ）：基因型不同的个体之间相交配。 （8）自交（ ）：同一个体或基因型相同的个体之间相交。 2．正交与反交：是一对相对概念。如针对具有一对相对性状的甲、乙进行杂交使用， 若规定正交为：甲（♀）X 乙（♂），则反交为：甲（♂） X 乙（♀） 3．进行实验，观察现象，提出问题： （1）提出问题：为什么子一代都是高茎而没有矮茎的？为什么子一代没有矮茎的，而子二代又出现了矮茎的？为什么F1全为高茎，F2中总是出现3∶1的比例？ （2）一对相对性状的杂交实验： ①显性性状：具一对相对性状的纯种杂交，F1中 出的性状。 ②隐性性状：具一对相对性状的纯种杂交，F1中 出的性状。 ③杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象，叫做 。 （3）孟德尔又对其他六对相对性状进行了杂交实验，结果证明F2中出现的性状分离比并非偶然。 4．对性状分离作出的假说 （1）生物的性状是由 决定的，其中决定显性性状的为 遗传因子，用 写字母（如D）表示，决定隐性性状的为 遗传因子，用 写字母（如d）表示。 （2）体细胞中的遗传因子是 存在的，遗传因子组成相同的个体叫做 ，如DD或dd；遗传因子组成不同的个体叫做 ，如Dd。 （3）生物体在形成生殖细胞——配子时，成对的遗传因子彼此 ，分别进入不同的配子中，配子中只含有每对遗传因子中的 个。写出F1自交分析图解： （4）受精时，雌雄配子的结合是 的。 （5）遗传图解：（注意遗传图解的书写） ①F2遗传因子组成及比例为： DD：Dd：dd= 。F2性状表现及比例为：高茎：矮茎= 。 ②在F2高茎中，纯合子的概率为 ，杂合子的概率为 。 ③在F2中，高茎占概率为 ，杂合子占的概率为 ，隐性纯合子占的概率为 。 5．对假说进行演绎推理 （1）方法：设计测交实验 （2）原理：F1为杂合子，若将其与隐性纯合子杂交，根据假说推测， 测交后代的性状比应为1∶1。推理图示如右图所示： 为什么测交必须让F1与隐性纯合子杂交？ 因为隐性纯合子只产生一种含有隐性基因的配子，不影响其他遗传因子控制的性状的表现，通过分析测交后代的性状表现及比例，即可推知被测个体产生的配子种类及比例。 6．对分离现象解释的验证 实际实验的结果：在得到的166株后代中，87株是高茎的，79株是矮茎的，高茎与矮茎植株的数量之比接近1:1。进而验证了对分离现象解释的假说的正确性。 7．假说—演绎法 （1）在观察和分析的基础上提出 以后，通过推理和想象提出解释问题的 。根据假说进行 ，推测出预测 ，再通过 来检验。如果实验结果与预测相符，就可以认为假说是 的，反之，则可以认为假说 的。这是现代科学研究中常用的一种科学方法，叫做 。 （2）假说——演绎法的一般步骤：提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证→得出结论 8．实验结论——总结出分离定律： 分离定律也叫孟德尔第一定律：在生物的 细胞中，控制同一性状的遗传因子 存在，不相融合，在形成配子时，成对的遗传因子发生 ，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。 分离定律的适用范围： 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 分离定律实质： F1产生的配子种类的比例为1：1 【合作学习】 1.在上述相关实验中进行了杂交、正反交、自交、测交等交配类型，则： （1）让F1自交的目的是什么？ 提示：判断亲代矮茎性状在遗传过程中是否消失。 （2）F2中出现3∶1的分离比的条件以及决定该分离比的最核心的假说内容是什么？ 提示：条件：①F1形成的两种配子的数目相等且生活力相同。 ②雌雄配子结合的机会相等。 ③F2中不同基因型的个体的存活率相当。 ④等位基因间的显隐性关系是完全的。 ⑤观察的子代样本数目足够多。 核心假说内容： 产生配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中。 2. “演绎推理”和“验证假说”中均涉及测交，二者有何不同？ 提示： “演绎推理”强调“设计”测交实验，即理论推导， “验证假说”强调“实施”测交实验，即通过实验对“演绎推理”的结论进行验证。 3. 若以小鼠为实验材料采用测交法验证分离定律，该小鼠生出两只颜色不同的后代，能否验证分离定律，为什么？ 提示：不能。因为实验统计的样本数目太少，偶然性太大。 【典型例题】 例3．下列是对“单因子杂交实验”中性状分离现象的各项假设性解释，其中错误的是（ ） A．生物的性状是由细胞中的遗传因子决定的 B．体细胞中的遗传因子成对存在，互不融合 C．在配子中只含有每对遗传因子中的一个 D．生物的雌雄配子数量相等，且随机结合 例4．下列叙述中，正确的是（ ） A．两个纯合子的后代必是纯合子 B．两个杂合子的后代必是杂合子 C．纯合子自交后代都是纯合子 D．杂合子自交后代都是杂合子 目标三：性状分离比的模拟实验以及分离定律的应用 【自主学习】 1．性状分离比的模拟实验： （1）本实验用甲、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，模拟生物在生殖过程中，雌雄配子的随机结合。 （2）实验过程应重复50到100次。 （3）分析结果得出结论：彩球组合类型数量比为DD∶Dd∶dd≈1:2:1，显隐性状的数值比为3:1。 方法步骤： 1. 在甲、乙两个小桶中放入两种彩球各为10个 。 2. 摇动两个小桶，使小桶内的彩球充分混合 。 3. 分别从两个桶内随机抓取一个小球，组合在一起，记下两个彩球的字母组 4. 将抓取的彩球后。放回原来的小桶内 ，摇匀，按步骤3重复做50—100次。 注意事项 1. 两个小桶代表什么？ 雌、雄生殖器官 2 . 两个小桶中的D小球和d小球代表什么？ 代表含显性遗传因子和隐性遗传因子的配子 3 . 为什么两个小桶内的D小球和d小球都是10个？必须相等 因为杂合F1产生的 D ：d=1:1 4. 两个小桶内的彩球数量要相等吗？ 数量可以不相等，因为雄配子远多于雌配子 5. 将抓取的彩球放回原桶，摇匀，按步骤 (3) 重复做50～100次的含义是什么？ 不放回则使得 D:d≠1:1，不符合实际情况；满足了实验样本数目足够大的条件。 2．分离定律的应用： 农业生产：指导杂交育种 优良性状为显性性状：连续自交，直到不发生性状分离为止，收获性状不发生分离的植株上的种子，留种推广。 优良性状为隐性性状：一旦出现就能稳定遗传，即可留种推广。 优良性状为杂合子：两个纯合的具有不同相对性状的同种生物个体的杂交后代就是杂合子，每年都要留种 。 3．关于杂合子Aa连续自交的问题 （1）杂合子Aa连续自交n代后，纯合子与杂合子所占比例的计算。 （2）Aa连续自交n代，每一代去除隐性纯合子 【合作学习】 1．思考：某农场养了一群马，马的毛色有栗色（显性）和白色（隐性）。育种工作者从中选出一匹健壮的栗色公马，拟鉴定它是纯合子还是杂合子。在正常情况下，一匹母马一次只能生一匹小马。为了在一个配种季节里完成这项鉴定，应怎样配种？会出现哪些结果？ 2．思考：假设你正在一个花卉生产基地工作，发现本来开白花的花卉，出现了开紫花的植株。你决定培育这种花卉新品种，已知这种花是自花传粉，将紫色植株种子种下去，可惜的是，在长出的126株新植株中，却有36株是开白花的，这不利于商品化生产。 怎样才能获得开紫花的纯种植株呢？ 3．思考：用测交法能不能判断哪一种性状为显性性状？哪一种为隐性性状？ 【典型例题】 例5．在豚鼠中，黑色皮毛对白色皮毛为显性。如果一对杂合子的黑毛豚鼠交配，生出四只豚鼠。它们的性状及数量可能是（ ） A．全部黑色或白色 B．三黑一白 C．一黑三白 D．以上任何一种都有可能 例6．以下关于性状分离比模拟实验叙述中，错误的是（ 　） A．实验中两小桶分别代表雌雄生殖器官 B．每个小桶内的不同颜色的彩球代表含不同基因的配子 C．实验中所用的小桶大小及小桶内配子多少没必要完全相同 D．从小桶随机抓取后组合并记录，然后从剩余的小球中重复上述步骤50—100次 例7．大豆的白花和紫花是一对相对性状。下列杂交试验中，能判断显性和隐性关系的是（ ） ①紫花×紫花→全为紫花 ②紫花×紫花→紫花：白花＝601：201　 ③紫花×白花→全为紫花 ④紫花×白花→紫花：白花＝98：102 A．①和② B．③和④ C．①和③ D．②和③ 【当堂检测】 1．某高茎植株自花传粉，后代既有高茎也有矮茎，该植株的高茎是（ ） A．显性性状 B．隐性性状 C．相对性状 D．无法确定 2．水稻某些品种，茎秆的高矮是由一对等位基因控制的，对一个纯合显性亲本与一个纯合隐性亲本杂交产生的F1进行测交，其后代中杂合子的概率是（ ） A．0% B．25% C．50% D．75% 3．根据如图所示实验，以下结论不正确的是（ ） A．所有的黑羊的亲代中至少有一方是黑羊 B．F1黑羊的遗传因子组成与亲代黑羊相同 C．F2黑羊的遗传因子组成都与F1黑羊相同 D．白色是隐性性状 4．孟德尔发现分离定律，离不开科学的研究方法——“假说—演绎法”。下列说法不正确的是（ ） A.“F2中出现3∶1的性状分离比是偶然的吗？”这是孟德尔根据实验现象提出的问题之一 B.“F1形成配子时，成对的遗传因子彼此分离”这是孟德尔提出的假说之一 C.进行测交实验是孟德尔根据假说内容进行演绎推理的过程 D.孟德尔提出假说是建立在纯合亲本杂交和F1自交的基础上 5．下图为豌豆的一对相对性状遗传实验过程图解，请据图回答下列问题： （1）该实验的亲本中，父本是________，母本是________。 （2）操作①叫________，操作②叫________；为了确保杂交实验成功，①的操作过程中应注意，时间上要在花粉 进行，操作过程中 ，操作后 。 （3）红花（A）对白花（a）为显性，杂种种子播下去后，长出豌豆植株开的花为______色。 （4）若亲本皆为纯合子，让F1代进行自交，F2代的性状中，红花与白花之比为 ，F2代的基因类型有 ，且比值为 。 不要去追一匹马，用追马的时间种草，待到春暖花开时，会有一群骏马任你挑选第 2 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $