内容正文:
第二节 分离定律
第1课时 豌豆一对相对性状的杂交实验及其解释
学习目标
1.能够说出孟德尔选取实验材料的原因;能举例说明相对性状;能说出孟德尔的实验方法和操作要点;能阐明一对相对性状遗传及性状分离的概念;能得出对分离现象的解释。
2.通过对孟德尔一对相对性状杂交实验的分析,培养归纳与演绎、抽象与概括的科学思维。
知识点(一) 一对相对性状的杂交实验及其解释
[教材知识梳理]
(一)实验过程
(以紫色花豌豆和白色花豌豆的杂交实验为例)
实验过程
说明
P(亲本) 紫花×白花
F1(子一代)
F2(子二代) 紫花 白花
比例接近 3∶1
(1)P具有 性状
(2)F1全部表现 性状
(3)F2出现 现象,分离比为显性性状∶隐性性状≈3∶1
(4)实验结果与正交、反交无关
(二)对分离现象的解释
(以高茎豌豆DD和矮茎豌豆dd的杂交实验为例)
1.理论解释
(1)雌性生殖细胞和雄性生殖细胞中存在着控制性状的 ,其在亲本体细胞中是 存在的。
(2)在杂合子F1(Dd)体细胞中,遗传因子D和d分别 ,因此在形成生殖细胞时,F1可以产生
的D型和d型雄配子或雌配子。
(3)在F1自花授粉时,不同类型的雌雄配子之间的结合是 ,而且结合的概率 ,如豌豆D型雄配子,既可以和D型雌配子结合,又可以和d型雌配子结合,且结合成DD和Dd的机会相等。
2.遗传图解
(1)F1配子的结合方式: 种。
(2)F2遗传因子组成: 种,分别为 ,其比例约为 。
(3)F1产生后代的性状表现类型: 种,分别为 ,其比例约为 。
(三)分离定律
控制同一性状的遗传因子在体细胞中 存在,在形成配子的过程中, 的遗传因子分别进入
的配子中。
[核心要点点拨]
(一)列表比较遗传学基本概念
1.性状类
项目
对概念的理解
实例
相对
性状
一种生物的同一种性状具有的不同的表现类型
人的单眼皮和双眼皮、豌豆的高茎和矮茎
显性
性状
具有相对性状的两纯合亲本杂交,F1表现出来的亲本性状
纯合紫色花豌豆和纯合白色花豌豆杂交,F1均为紫色花豌豆,则紫色花性状为显性性状,白色花性状为隐性性状
隐性
性状
具有相对性状的两纯合亲本杂交,F1没有表现出来的亲本性状
性状
分离
在杂种后代中出现显性性状和隐性性状的现象
杂合高茎豌豆自交,后代中既有高茎,又有矮茎
2.个体类
项目
对概念的理解
实例
纯合子
体细胞中遗传因子组成相同的个体
基因型为DD、dd的个体
杂合子
体细胞中遗传因子组成不同的个体
基因型为Dd的个体
3.交配类
项目
对概念的理解
实例
杂交
一般指遗传因子组成不同的两个个体之间的交配过程
如DD×Dd、DD×dd
自交
遗传因子组成相同的个体之间的交配过程
如DD×DD、Dd×Dd、dd×dd
正交和
反交
在做杂交实验时,两亲本交换性别,可进行两个杂交实验,其中一个杂交实验称为正交,另一个杂交实验则称为反交
若纯合高茎(♀)×纯合矮茎(♂)为正交,则纯合矮茎(♀)×纯合高茎(♂)为反交
回交
子一代与两个亲本中的任意一个杂交
将F1与亲本中的母本或父本杂交
测交
待测个体与隐性纯合子进行杂交
将杂种子一代(F1)与隐性纯合亲本杂交
(二)人工授粉(杂交)实验操作步骤
(三)分离定律的适用范围及实现3∶1分离比的条件
分离定律的
适用范围
(1)真核生物有性生殖的细胞核遗传;
(2)一对相对性状的遗传
实现3∶1
分离比的
条件
(1)子一代个体形成的两种类型的配子数目相等且活力相同;
(2)雌雄配子结合的机会相等;
(3)子二代中不同遗传因子组成的个体存活率相同(如果出现某种配子致死或者某种遗传因子组成的个体不能正常发育,都不可能出现3∶1的性状分离比);
(4)成对的遗传因子间的显隐性关系为完全显性(完全显性是指具有一对相对性状的两个纯合亲本杂交,所得F1与显性亲本的表现类型完全一致的现象);
(5)观察的子代样本数目足够多
[经典考题探究]
[典例] (2025·苏州月考)下表是利用高茎豌豆和矮茎豌豆进行杂交的遗传实验结果(豌豆的高茎和矮茎是一对相对性状,这对相对性状由等位基因D、d控制)。
组合
亲本表现性状
F1的表现性状和植株数目
高茎
矮茎
一
高茎×矮茎
403
408
二
高茎×矮茎
805
0
三
高茎×高茎
1 235
410
(1)基因D和d的遗传遵循分离定律吗?请简要说出理由。
。
(2)实验中的显性性状是 ;判断依据是什么?
。
(3)杂交组合三后代中发生了 现象,其F1的显性类型植株中,理论上杂合子占 。
[听课记录]
[方法规律]
判断相对性状显隐性的三种常用方法
(3)假设法
假设一种性状为显性性状,对题中事实进行解释,看与事实是否相符。在运用假设法判断性状的显隐性时,若一种假设与事实相符,也要注意另一种假设是否成立,切不可只根据一种假设得出片面的结论;但若假设与事实不相符,则不必再作另一种假设,可直接判断。
提醒:①杂交法和自交法建立在亲代与子代之间的关系上。②对于调查数据要进行全面分析,不能只看单个的数据就下结论,后代数量较少时,更需注意这一点。
[层级训练评价]
(一)澄清概念
1.判断下列说法的正误
(1)孟德尔在豌豆开花时进行去雄和授粉,实现亲本的杂交。 ( )
(2)豌豆的高茎和玉米的矮茎是一对相对性状。 ( )
(3)杂合子自交,后代一定是杂合子。 ( )
(4)遗传因子组成为Dd的豌豆产生含D的雌配子和含d的雄配子的数量相同。 ( )
(5)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。 ( )
(二)落实知能
2.下列选项中属于相对性状的是 ( )
A.狗的长毛与卷毛 B.果蝇的红眼与残翅
C.豌豆的高茎与矮茎 D.小麦的矮秆与抗病
3.(2025·南京高一期中)孟德尔说:“任何实验的价值和效用,都决定于所使用材料对于实验目的的适合性”,下列有关遗传学实验材料选择的说法错误的是 ( )
A.豌豆花是两性花,在花开放后自花传粉,自然状态下一般是纯种
B.除去未成熟豌豆花的全部雄蕊,叫作去雄
C.玉米属于单性花植物,雄花的花粉落在同一植株的雌花的柱头上,该传粉过程属于自交
D.豌豆与玉米都具有易于区分的相对性状,且后代数量都较多,便于统计分析
4.在一对相对性状的遗传中,下列杂交组合及结果能判断出显隐性关系的是 ( )
A.具有不同性状的亲本杂交,后代表现出两种性状
B.具有相同性状的亲本杂交,后代只出现亲本性状
C.具有相同性状的亲本杂交,后代表现出了与亲本不同的性状
D.具有不同性状的亲本杂交,后代只出现一种与亲本都不相同的性状
(三)迁移应用
5.已知兔子的毛色有灰色和白色,由一对遗传因子A、a控制,现有甲、乙两个不同的群体,其中群体甲全为灰色,群体乙全为白色。让群体甲和群体乙杂交,子一代全为灰色,让子一代的灰色个体相互交配,子二代中灰色与白色之比为3∶1。
(1)从实验结果可以判断,这对相对性状中 是显性性状。
(2)实验中子二代灰色个体的遗传因子组成为 ,子二代中灰色与白色的比例为3∶1,形成这一性状分离比的主要原因是 。
知识点(二) 模拟动物性状分离比的杂交实验
[教材知识梳理]
1.模拟实验的方法步骤
2.分析模拟实验的结果,得出结论
棋子组合类型及数量比为AA∶Aa∶aa≈ ;棋子组合代表的显隐性性状的数量比为显性∶隐性≈ 。
3.归纳总结模拟实验的注意事项
(1)每个小罐内两种棋子的数量必须相等。
(2)注意棋子的规格、质地要统一,手感要相同,以避免人为误差。
(3)每次抓取时要闭上眼睛,左手随机抓取1号罐内棋子,同时右手随机抓取2号罐内棋子,避免从一个罐内同时抓取两个棋子。做完一次模拟实验后,将棋子放回原罐中,必须充分摇匀棋子,再进行下一次模拟实验。
(4)认真观察每次实验的组合情况,要如实、准确地记录实验数据。
(5)要重复进行实验,且重复次数越多,越接近理论值。
[经典考题探究]
[典例] (2025·海门中学月考)在性状分离比的模拟实验中,准备了如图实验装置,小球上标记的D、d代表遗传因子。实验时需分别从甲、乙小桶中各随机抓取一个小球,组合在一起,记下两个小球的字母组合。下列叙述错误的是 ( )
A.甲、乙两个小桶可代表雌、雄生殖器官,小球可代表配子
B.实验中每只小桶内两种小球的数量要相等,甲、乙两个小桶内的小球总数也必须相等
C.该过程模拟了成对遗传因子的分离和雌雄配子的随机结合
D.每次抓取的小球要放回原来的小桶内并摇匀
[听课记录]
[易错警示]
有关棋子数量是否相等的误区
(1)实际上在生物体的生殖过程中,一般产生雄配子的数量远多于雌配子的数量,因此,两个小罐中的棋子的数量可以不相等,模拟雄性生殖器官的小罐中的棋子可以多一点。
(2)每个小罐内两种棋子(A和a)的数量必须相等,代表遗传因子在体细胞(以及原始生殖细胞)中成对存在。
[层级训练评价]
1.判断有关“模拟动物性状分离比的杂交实验”的叙述正误
(1)实验中两个小罐分别代表动物的雌、雄生殖器官。 ( )
(2)为了保证实验的科学性,两个小罐中的棋子数量一定相同。 ( )
(3)取出的棋子最好不要再放回小罐。 ( )
(4)将分别从两个小罐中随机抓取的棋子放在一起,模拟了雌雄配子随机结合的受精作用。 ( )
2.(2025·无锡月考)在“性状分离比的模拟实验”中,老师准备了①~⑤五个小桶,在每个小桶中放置了10个小球,小球颜色表示不同遗传因子类型的配子。若某同学在进行“一对相对性状的杂交实验”中,模拟F1雌、雄个体产生配子的随机结合时,他选择的组合应该为 ( )
A.雌①、雄② B.雌④、雄⑤
C.雌③、雄⑤ D.雌⑤、雄⑤
3.请完成下面性状分离比的模拟实验。
(1)甲、乙两个桶分别代表的是 。
(2)在两个桶中各放入20个标有D或d的小球,请在图中画出(分别用●○代表标有D、d的小球)。
(3)从甲中多次随机取出一个小球,并记录字母,得到D∶d≈ ,该过程模拟了 过程。
(4)从甲、乙两个桶中各取一个小球,记录字母组合,该过程模拟了 过程。得到的字母组合DD∶Dd∶dd≈ 。
/课堂小结与随堂训练/
一、知识体系构建
二、关键语句必背
1.具有相对性状的纯合亲本杂交,F1表现出来的性状为显性性状。
2.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.遗传因子组成相同的个体(如DD或dd)称为纯合子,遗传因子组成不同的个体(如Dd)称为杂合子。
4.在一对相对性状的杂交实验中,F2的性状分离比约为3∶1。
三、素养好题训练
1.番茄茎的有毛和无毛是一对相对性状,有毛植株经自花传粉后,后代中出现了无毛植株。有毛植株在后代中的比例应该接近 ( )
A.3/4 B.2/3
C.1/2 D.1/4
2.马的栗色与白色是一对相对性状,现有栗色马与白色马交配的不同组合及所生的子代的情况如下:①栗色马×白色马→1匹栗色马;②栗色马×栗色马→2匹栗色马;③白色马×白色马→3匹白色马;④栗色马×白色马→3匹白色马、1匹栗色马。判断下列说法正确的是 ( )
A.栗色是显性性状,白色是隐性性状
B.白色是显性性状,栗色是隐性性状
C.交配的不同组合中的栗色马和白色马肯定都是纯合子
D.无法判断显隐性,也无法判断哪种马是纯合子
3.孟德尔对于遗传学的重要贡献之一是利用设计巧妙的实验否定了混合遗传方式。为了验证孟德尔遗传方式的正确性,有人用一株开红花的烟草和一株开白花的烟草作为亲本进行实验。在下列预期结果中,支持孟德尔遗传方式而否定混合遗传方式的是 ( )
A.红花亲本与白花亲本杂交,子代全为红花
B.红花亲本与白花亲本杂交,子代全为粉红花
C.红花亲本自交,子代全为红花;白花亲本自交,子代全为白花
D.红花亲本与白花亲本杂交,F1自交,F2的花色出现一定的分离比
4.(2025·扬州联考)[多选]某自花传粉植物,其果实颜色由一对遗传因子(A、a)控制,某兴趣小组进行杂交实验,结果如下表所示。下列分析正确的是 ( )
组别
杂交组合
F1
a组
黄果×黄果
黄果
b组
红果×红果
红果∶黄果=3∶1
A.根据a组结果,可判断黄果为隐性性状
B.a组亲本和F1黄果遗传因子组成相同
C.b组F1中纯合子与杂合子的比例为1∶2
D.b组F1红果中杂合子的比例为2/3
课下请完成课时跟踪检测(三)
第二节 分离定律
第1课时 豌豆一对相对性状的杂交实验及其解释
知识点(一)
[教材知识梳理]
(一)紫花 相对 显性 性状分离
(二)1.(1)遗传因子 成对 (2)独立存在 数量相等 (3)随机的 相等 2.Dd DD dd Dd (1)4 (2)3 DD、Dd、dd 1∶2∶1 (3)2 高茎、矮茎 3∶1
(三)成对 成对 不同
[经典考题探究]
[典例] (1)遵循;高茎和矮茎是一对相对性状,并且组合三亲本均为高茎,后代出现了性状分离,分离比接近3∶1
(2)高茎 组合二是高茎×矮茎,后代只有高茎,可以判断高茎是显性性状(或组合三是高茎×高茎,后代出现了矮茎,出现性状分离,所以高茎是显性性状) (3)性状分离 2/3
[层级训练评价]
1.(1)× 提示:豌豆为严格的自花授粉植物,故去雄操作应在开花前进行。
(2)× 提示:豌豆和玉米不是同一种生物,因此它们的高、矮茎不是一对相对性状。
(3)× 提示:杂合子自交,后代会出现纯合子,如Dd自交,后代中会出现DD、dd纯合子。
(4)× 提示:遗传因子组成为Dd的豌豆产生含D的雌配子与含d的雌配子数量相同,雄配子亦是如此。但雄配子的数量远多于雌配子的数量。
(5)√
2.选C 狗的长毛与卷毛、果蝇的红眼与残翅、小麦的矮秆与抗病均不符合“同一性状”,不属于相对性状,A、B、D错误;豌豆的高茎与矮茎符合相对性状的概念,C正确。
3.选A 豌豆花是两性花,在花未开放时自花传粉,自然状态下一般是纯种,A错误;除去未成熟花的全部雄蕊,叫作去雄,B正确;玉米属于雌雄同株单性花植物,玉米雄花的花粉落在同一植株的雌花的柱头上,该传粉过程属于自交,C正确;豌豆与玉米都具有易于区分的相对性状,且后代数量都较多,便于统计分析,因此都是遗传学研究常用的生物材料,D正确。
4.选C 具有不同性状的亲本杂交,后代表现出两种性状,无法判断显隐性关系;具有相同性状的亲本杂交,后代只出现亲本性状,如亲本均为纯合子,无法判断显隐性关系;具有相同性状的亲本杂交,后代表现出了与亲本不同的性状,该性状为隐性性状,能判断出显隐性关系;具有不同性状的亲本杂交,后代只出现一种与亲本都不相同的性状,无法判断显隐性关系。
5.解析:(1)子一代的灰色兔子相互交配,子二代中灰色∶白色=3∶1,则这对相对性状中灰色是显性性状。
(2)实验中子二代灰色个体既有纯合子,又有杂合子,遗传因子组成为AA、Aa,子二代中灰色与白色的比例为3∶1,形成这一性状分离比的主要原因是子一代产生A和a两种配子,比例相等;雌雄配子可以随机结合,而且结合的概率相等。
答案:(1)灰色 (2)AA、Aa 子一代产生A和a两种配子,比例相等;雌雄配子可以随机结合,而且结合的概率相等
知识点(二)
[教材知识梳理]
1.雌配子 雄配子 遗传因子A 雌雄配子 2.1∶2∶1 3∶1
[经典考题探究]
[典例] 选B 甲、乙两个小桶分别代表雌、雄生殖器官, 而两小桶内的小球分别代表雌、雄配子,A正确。每个小桶中的两种颜色的小球代表两种配子,数量必须相等,而两个小桶中的小球总数不必相等,B错误。由于甲、乙中都有D、d, 所以分别从甲、乙中各随机抓取一个小球,只能获得D或d中的一个,模拟了成对遗传因子的分离;分别从甲、乙中各随机抓取一个小球,不同字母的小球随机结合,模拟了雌雄配子的随机组合,C正确。为了保证每种配子被抓取的概率相等,每次抓取小球统计后,应将小球放回原来的桶内并摇匀,再进行下一次模拟实验,该实验须重复多次,D正确。
[层级训练评价]
1.(1)√
(2)× 提示:两个小罐中的棋子数量不一定相同,同一个小罐中两种“配子”数量一定相同。
(3)× 提示:取出的棋子要再放回小罐,进行重复实验。
(4)√
2.选D ①中只有A,②中只有a,③中A∶a=6∶4,④中B∶b=7∶3,⑤中A∶a=5∶5,由于F1产生两种比例相等的配子,故模拟F1雌、雄个体产生配子的随机结合时,他选择的组合应该为雌⑤和雄⑤,D正确。
3.(1)雌、雄生殖器官
(2)
(3)1∶1 雌雄配子产生过程中,成对遗传因子的分离
(4)雌雄配子随机结合(或受精) 1∶2∶1
1.选A 有毛植株经自花传粉后,后代中出现了无毛植株,说明无毛为隐性性状,且有毛植株为杂合子,则有毛植株在后代中的比例应该接近3/4。
2.选D 由于后代数目少,具有偶然性,所以无法判断显隐性关系,也无法判断哪种马是纯合子,A、B错误,D正确;在④栗色马×白色马→3匹白色马、1匹栗色马中,亲本存在杂合子,C错误。
3.选D 红花亲本与白花亲本杂交,子代全为红花,这可以否定混合遗传,但不一定支持孟德尔遗传方式,A不符合题意。红花亲本与白花亲本杂交,子代全为粉红花,子代性状介于两个亲本之间,支持混合遗传,B不符合题意。红花亲本自交,子代全为红花;白花亲本自交,子代全为白花,既不支持孟德尔遗传方式,也不能否定混合遗传方式,C不符合题意。红花亲本与白花亲本杂交的F1自交,F2出现一定的分离比,说明控制相对性状的遗传因子独立存在,在形成配子时彼此分离,既支持孟德尔遗传方式又否定混合遗传方式,D符合题意。
4.选BD 仅根据a组结果,不能判断番茄果色的显隐性,通过b组实验判断番茄的果色中,红果对黄果为显性,A错误;a组亲本和F1黄果都是隐性纯合子,遗传因子组成相同,B正确;根据b组F1的表现性状比例可知,红果对黄果为显性,亲本红果均为杂合子(Aa),二者杂交产生的F1中遗传因子组成为AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,其中纯合子(AA、aa)与杂合子(Aa)比例为1∶1,C错误;由以上分析可知,b组F1红果中杂合子的比例为2/3,D正确。
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