2023-2024學(xué)年 人教版 必修二 　一對相對性狀的雜交實驗和對分離現(xiàn)象的解釋 學(xué)案

第1節(jié)孟德爾的豌豆雜交實驗(一)第1課時一對相對性狀的雜交實驗和對分離現(xiàn)象的解釋闡明有性生殖中基因的分離使得子代的基因型和表型有多種可能。1．運用結(jié)構(gòu)與功能觀，說出豌豆適合作遺傳實驗材料的優(yōu)點。2．采用演繹與推理的方法，闡明孟德爾一對相對性狀的雜交實驗。3．使用概率與統(tǒng)計的方法，分析實驗數(shù)據(jù)得出相應(yīng)結(jié)論。一、豌豆用作遺傳實驗材料的優(yōu)點1．用豌豆作遺傳實驗材料的優(yōu)點(1)自花傳粉，在自然狀態(tài)下一般都是純種→結(jié)果既可靠，又容易分析。(2)有易于區(qū)分的性狀，且能穩(wěn)定地遺傳給后代→實驗結(jié)果容易觀察和分析。2．人工異花傳粉的過程在豌豆的人工異花傳粉過程中，為什么在花未成熟時去除母本的雄蕊？提示：豌豆為自花傳粉、閉花受粉植物，花瓣開放時，已經(jīng)完成了傳粉，為防止自花傳粉，應(yīng)在花未成熟時(花蕾期)去除母本的雄蕊。二、一對相對性狀的雜交實驗1．雜交過程(1)P具有相對性狀eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(顯性性狀是高莖。,隱性性狀是矮莖。))(2)F1全部表現(xiàn)為顯性性狀。(3)F2出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象，分離比為3∶1。2．對分離現(xiàn)象的解釋(1)提出假說①生物的性狀是由遺傳因子決定的。②在體細(xì)胞中，遺傳因子是成對存在的。③生物體在形成生殖細(xì)胞——配子時，成對的遺傳因子彼此分離，分別進(jìn)入不同的配子中。配子中只含有每對遺傳因子中的一個。④受精時，雌雄配子的結(jié)合是隨機的。(2)遺傳圖解(3)相關(guān)概念①顯性遺傳因子：決定顯性性狀的遺傳因子為顯性遺傳因子，用大寫字母表示。②隱性遺傳因子：決定隱性性狀的遺傳因子為隱性遺傳因子，用小寫字母表示。③純合子：遺傳因子組成相同的個體，如DD、dd。④雜合子：遺傳因子組成不同的個體，如Dd。白毛羊與白毛羊通過有性生殖產(chǎn)生的后代中既有白毛羊，又有黑毛羊，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是什么？提示：雌、雄白毛羊均為雜合子，雜合子自交時會出現(xiàn)性狀分離。(正確的打“√”，錯誤的打“×”)1．孟德爾在豌豆開花時進(jìn)行去雄和授粉，實現(xiàn)親本的雜交。 ()2．玉米的圓粒和皺粒是一對相對性狀。 ()3．生物體所表現(xiàn)出來的性狀都是顯性性狀。 ()4．性狀分離是子代同時出現(xiàn)顯性性狀和隱性性狀的現(xiàn)象。 ()5．雜合子自交，后代一定是雜合子。 ()6．Dd豌豆產(chǎn)生含D的雌配子和含d的雄配子的數(shù)量相同。 ()提示：1．×豌豆為兩性花，花未開放時，完成受粉，因此去雄操作應(yīng)在開花前進(jìn)行。2．√3．×生物體所表現(xiàn)出來的性狀有的是顯性性狀，如雙眼皮；有的是隱性性狀，如單眼皮。4．×性狀分離是指具有相同性狀的親本雜交，子一代同時出現(xiàn)顯性性狀和隱性性狀的現(xiàn)象。5．×雜合子自交，后代會出現(xiàn)純合子，如Dd自交，后代中會出現(xiàn)DD、dd純合子。6．×Dd豌豆產(chǎn)生的雌配子中含D的雌配子與含d的雌配子數(shù)量相同，但雄配子的數(shù)量遠(yuǎn)多于雌配子的數(shù)量。一對相對性狀的雜交實驗豌豆所結(jié)種子的子葉顏色有黃色和綠色，現(xiàn)用自然界中的甲(黃色子葉)和乙(綠色子葉)兩品種豌豆的植株進(jìn)行如下實驗。實驗組別親本的處理方法所結(jié)種子的性狀及數(shù)量黃色子葉綠色子葉實驗一將甲植株進(jìn)行自花傳粉409粒0實驗二將乙植株進(jìn)行自花傳粉0405粒實驗三399粒0實驗四將實驗三獲得的部分子代個體進(jìn)行自花傳粉？1．實驗一和實驗二的目的是什么？提示：鑒定二者是否為純合子。2．實驗三完成甲、乙植株雜交，應(yīng)該怎樣進(jìn)行人工傳粉？提示：將甲植株的花除去未成熟的全部雄蕊，然后套上紙袋，待雌蕊成熟時，采集乙植株的花粉涂在其柱頭上，再套袋。(甲、乙反之亦可)3．實驗四結(jié)果中黃色子葉與綠色子葉的數(shù)量比是多少？判斷依據(jù)是什么？提示：3∶1；實驗三得到的子代都是雜合子，自交后代會發(fā)生性狀分離且分離比是3∶1。4．通過哪幾組實驗可以判斷黃色子葉和綠色子葉這一對相對性狀的顯隱性？判斷的理由是什么？提示：三、四。實驗三中將具有相對性狀的甲、乙純合子雜交，子代全為黃色子葉，說明黃色子葉為顯性性狀；同時實驗四表示雜合子自交，后代出現(xiàn)性狀分離，也說明了黃色子葉為顯性性狀。1．相關(guān)概念辨析(1)性狀類(2)交配類①雜交：遺傳因子組成不同的個體間相互交配的過程。②自交：植物體中自花受粉和雌雄異花的同株受粉。自交是獲得純合子的有效方法。③正交與反交：對于雌雄異體的生物雜交，若甲(♀)×乙(♂)為正交，則乙(♀)×甲(♂)為反交。2．根據(jù)孟德爾豌豆雜交實驗，歸納顯、隱性性狀的判斷方法(1)根據(jù)子代性狀判斷①具有相對性狀的純合親本雜交?子代只表現(xiàn)出一種性狀?子代所表現(xiàn)的性狀為顯性性狀。②具有相同性狀的親本雜交?子代表現(xiàn)出不同性狀?子代所表現(xiàn)的新性狀為隱性性狀。(2)根據(jù)子代性狀分離比判斷具有一對相對性狀的親本雜交?F1自交?F2中性狀分離比為3∶1?分離比為“3”的性狀為顯性性狀。eq\a\vs4\al()1．豌豆花的腋生和頂生是一對相對性狀，受一對遺傳因子G、g控制。下表是三組雜交實驗及其結(jié)果。下列相關(guān)分析錯誤的是()雜交組合親本性狀表現(xiàn)子一代(株)腋生頂生一頂生×頂生0804二腋生×腋生827270三頂生×腋生259265A．花頂生是隱性性狀B．表中的花腋生個體的遺傳因子組成為GGC．第二組子一代中，雜合子約占50%D．第三組子一代中，純合子約占50%B[由雜交組合二分析：花腋生×花腋生→花腋生∶花頂生≈3∶1，說明花腋生對花頂生是顯性性狀，A正確；表中的花腋生個體的遺傳因子組成為Gg，B錯誤；第二組親本遺傳因子組成是Gg×Gg，子一代中雜合子(Gg)約占50%，C正確；第三組親本花腋生的遺傳因子組成是Gg，花頂生的遺傳因子組成是gg，子一代中純合子(gg)約占50%，D正確。]2．番茄的紅果和黃果是一對相對性狀，由一對遺傳因子控制，下列根據(jù)遺傳圖解進(jìn)行的分析，錯誤的是()A．根據(jù)F1中紅果植株自交結(jié)果可判斷紅果對黃果為顯性B．F2中的X再自交多代，后代中均不會發(fā)生性狀分離C．理論上，F(xiàn)1紅果植株自交的后代中紅果∶黃果＝3∶1D．圖中的所有紅果植株均為雜合子，黃果植株均為純合子D[F1紅果自交后代出現(xiàn)黃果，說明發(fā)生了性狀分離，因此根據(jù)F1自交結(jié)果可判斷紅果對黃果為顯性，A正確；黃果為純合子，X應(yīng)為黃果，其繼續(xù)自交，所得子代不會發(fā)生性狀分離，B正確；若相關(guān)遺傳因子用D/d表示，則F1紅果的遺傳因子組成為Dd，其自交產(chǎn)生的后代的遺傳因子組成和性狀表現(xiàn)為1DD(紅果)、2Dd(紅果)、1dd(黃果)，因此，F(xiàn)1紅果植株自交的后代中紅果∶黃果＝3∶1，C正確；F1紅果的遺傳因子組成為Dd，其自交產(chǎn)生的紅果植株的遺傳因子組成為DD或Dd，親本紅果(P)的遺傳因子組成為Dd，圖示中所有黃果均為純合子，D錯誤。]顯性性狀和隱性性狀判斷的兩個易錯點(1)相同性狀表現(xiàn)的個體雜交，若后代只出現(xiàn)一種性狀表現(xiàn)，則無法判斷該性狀表現(xiàn)是顯性性狀還是隱性性狀，如根據(jù)高莖×高莖→高莖，不能判斷高莖為顯性性狀還是隱性性狀。(2)不同性狀表現(xiàn)的兩親本雜交，若后代出現(xiàn)不同的性狀表現(xiàn)，則無法判斷該相對性狀的顯隱性關(guān)系。如高莖×矮莖→高莖和矮莖，則無法判斷高莖是顯性性狀還是隱性性狀。對分離現(xiàn)象的解釋下面是孟德爾用純合親本高莖(DD)與矮莖(dd)雜交得到的子一代(F1)自交獲得子二代(F2)的實驗遺傳圖解。1．圖中D、d兩種雄配子的數(shù)目是否相等？雄配子D與雌配子D數(shù)目是否相等？提示：D、d兩種雄配子的數(shù)目是相等的；但是由于雄配子的數(shù)目要遠(yuǎn)多于雌配子，所以雄配子D的數(shù)目要遠(yuǎn)多于雌配子D。2．從配子的形成和隨機組合角度分析，F(xiàn)2中出現(xiàn)性狀分離比3∶1的原因是什么？提示：F1產(chǎn)生配子時D、d相互分離，雌雄個體中產(chǎn)生配子的種類及比例均為D∶d＝1∶1，受精時雌雄配子隨機組合，F(xiàn)2中有1/4DD、1/2Dd表現(xiàn)為顯性性狀，1/4dd表現(xiàn)為隱性性狀。3．F2中純合子和雜合子所占的比例分別是多少？F2的高莖豌豆中純合子和雜合子所占比例又分別是多少？提示：F2中純合子和雜合子所占比例分別是1/2和1/2；F2的高莖豌豆中純合子和雜合子所占比例分別是1/3和2/3。1．解釋分離現(xiàn)象原因的假說的核心內(nèi)容在生物的體細(xì)胞中，控制同一性狀的遺傳因子成對存在；在形成配子時，成對的遺傳因子發(fā)生分離，分離后的遺傳因子分別進(jìn)入不同的配子中。2．雜交實驗的遺傳圖解(1)書寫方法①相交線法(如圖所示)②棋盤格法：和相交線法的區(qū)別在于F2的寫法不同(如圖所示)。(2)書寫要求①在圖解的左側(cè)注明P、F1、F2等。②寫出P、F1、F2等世代的性狀表現(xiàn)類型和遺傳因子組成，以及除最后一代外的各世代產(chǎn)生配子的情況，方法是由親本產(chǎn)生的配子得出子代的遺傳因子組成，再由遺傳因子組成確定其性狀表現(xiàn)。③用箭頭表示遺傳因子在上下代之間的傳遞關(guān)系，用相交線或棋盤格的形式表示配子結(jié)合的情況。④寫出最后一代(F1或F2等)的相關(guān)比例。eq\a\vs4\al()3．對孟德爾關(guān)于豌豆一對相對性狀的雜交實驗及其解釋，下列敘述正確的是()A．在雜交實驗中，需在花蕾期同時對父本和母本去雄B．依據(jù)假說推斷，F(xiàn)1能產(chǎn)生數(shù)量比為1∶1的雌雄配子C．假說能解釋F1自交出現(xiàn)3∶1性狀分離比的原因，所以假說成立D．假說的主要內(nèi)容是F1產(chǎn)生配子時，成對的遺傳因子彼此分離D[在豌豆雜交實驗中，需在花蕾期對母本去雄，A錯誤；F1產(chǎn)生的雌雄配子數(shù)量不等，雄配子數(shù)遠(yuǎn)多于雌配子數(shù)，B錯誤；假說能解釋F1測交后代出現(xiàn)1∶1的數(shù)量比的原因，且在測交實驗中得到了驗證，所以假說成立，C錯誤；假說的主要內(nèi)容是F1產(chǎn)生配子時，成對的遺傳因子彼此分離，D正確。]4．孟德爾曾利用豌豆的7對相對性狀進(jìn)行雜交實驗，發(fā)現(xiàn)當(dāng)只考慮一對相對性狀時，F(xiàn)2總會出現(xiàn)3∶1的性狀分離比，于是其提出假說，作出了4點解釋，最終總結(jié)出了相關(guān)的遺傳定律。請以高莖(D)和矮莖(d)這一對相對性狀為例，回答下列問題：(1)如果遺傳因子不是獨立遺傳而是融合遺傳的，則F2將不會出現(xiàn)嚴(yán)格的_______________________________現(xiàn)象。(2)如果雌雄配子不是隨機結(jié)合的，而是相同種類的配子才能結(jié)合(其他假說內(nèi)容不變)，請寫出F1自交形成F2的遺傳圖解。[解析](1)若遺傳因子是獨立遺傳的，則F2將出現(xiàn)高莖∶矮莖＝3∶1的性狀分離比，若遺傳因子不是獨立遺傳而是融合遺傳的，則F2將不會出現(xiàn)嚴(yán)格的高莖∶矮莖＝3∶1的性狀分離現(xiàn)象。(2)如果雌雄配子不是隨機結(jié)合的，而是相同種類的配子才能結(jié)合(其他假說內(nèi)容不變)，則F2的基因組成及比例為DD∶dd＝1∶1，性狀表現(xiàn)類型及比例為高莖∶矮莖＝1∶1，相應(yīng)的遺傳圖解見答案。[答案](1)高莖∶矮莖＝3∶1的性狀分離(2)甜玉米和非甜玉米是一對相對性狀，由遺傳因子T、t控制。甲、乙兩組同學(xué)都將純合的非甜玉米和甜玉米間行種植，分別掛牌，試圖按孟德爾的實驗進(jìn)行操作，以驗證F2的分離比。兩組實驗的親本均按如圖所示進(jìn)行人工雜交(箭頭表示人工傳粉)。甲組實驗：實驗結(jié)果符合預(yù)期，F(xiàn)1全為非甜玉米，F(xiàn)1自交得到F2，F(xiàn)2有非甜玉米和甜玉米兩種類型，甜玉米約占1/4。乙組實驗：F1出現(xiàn)了與預(yù)期不同的結(jié)果，親本A上結(jié)出的全是非甜玉米；親本B上結(jié)出的既有非甜玉米，又有甜玉米，經(jīng)統(tǒng)計分別約占9/10和1/10。研究發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)偏差的原因是由于人工雜交的套袋操作失誤，發(fā)生了親本自交的情況。通過分析甲、乙兩組實驗的結(jié)果可知，人工雜交時應(yīng)選擇適時套袋?；趯γ系聽柾愣闺s交實驗過程的分析，嘗試通過設(shè)計實驗確定顯、隱性性狀等。(1)甲組實驗表明，甜玉米是顯性性狀還是隱性性狀？甲組實驗F2出現(xiàn)性狀分離的根本原因是什么？提示：隱性性狀；F1形成配子時，成對的遺傳因子彼此分離。(2)乙組實驗中，能確定一定發(fā)生了自交的親本是親本A還是親本B?提示：親本B。(3)若另有丙組同學(xué)也做了純種甜玉米和純種非甜玉米相互雜交的實驗，但不確定實驗過程中顯性親本在雜交過程中是否也同時發(fā)生了自交，請設(shè)計雜交實驗探究該問題，寫出實驗設(shè)計思路。提示：將該親本所結(jié)的全部玉米粒(F1)播種、栽培，各自自交，并觀察各自后代是否出現(xiàn)性狀分離，若全部出現(xiàn)性狀分離，則顯性親本在雜交過程中未發(fā)生自交，反之則發(fā)生自交(用測交法也可)。1．顯性性狀：具有相對性狀的兩個純合親本雜交，子一代顯現(xiàn)出來的性狀。2．性狀分離：在雜種后代中同時出現(xiàn)顯性性狀和隱性性狀的現(xiàn)象。3．豌豆用作遺傳實驗材料的優(yōu)點：自花傳粉、閉花受粉；具有易于區(qū)分的性狀且能穩(wěn)定遺傳等。4．純合子體細(xì)胞中每對遺傳因子組成相同，雜合子體細(xì)胞中至少有一對遺傳因子組成不同。5．純合子自交后代一定是純合子，雜合子自交后代既有純合子也有雜合子。Ｋ1．下列不屬于孟德爾選用豌豆作為遺傳實驗材料原因的是()A．豌豆花比較大，易于做人工雜交實驗B．豌豆具有易于區(qū)分的相對性狀C．豌豆在自然狀態(tài)下一般都是純種D．豌豆是單性花，易于操作D[豌豆是自花傳粉的植物，在自然狀態(tài)下一般都是純種；豌豆具有多對易于區(qū)分的性狀，為兩性花，且花比較大，易于操作，D項符合題意。]2．下列關(guān)于遺傳學(xué)基本概念的敘述，正確的是()A．后代同時出現(xiàn)顯性性狀和隱性性狀的現(xiàn)象就叫性狀分離B．純合子自交產(chǎn)生的子一代所表現(xiàn)的性狀就是顯性性狀C．性狀相同，遺傳因子組成不一定相同D．狗的長毛和卷毛是相對性狀C[雜種后代中同時出現(xiàn)顯性性狀和隱性性狀的現(xiàn)象就叫性狀分離，A錯誤；具有相對性狀的純合子雜交產(chǎn)生的子一代所表現(xiàn)的性狀就是顯性性狀，B錯誤；遺傳因子組成相同的個體性狀一般相同，但性狀相同的個體遺傳因子組成不一定相同，C正確；相對性狀指的是同種生物同一性狀的不同表現(xiàn)類型，D錯誤。]3．如圖所示，孟德爾進(jìn)行豌豆高莖和矮莖雜交實驗操作中，下列符合實際的說法是()A．高莖和矮莖植株上各取若干朵花去雄套袋B．雌蕊成熟時，分別取高莖和矮莖正?；ǖ幕ǚ?，給矮莖、高莖去雄花授粉，統(tǒng)計所有種子C．只給高莖上的若干花去雄，再授以矮莖的花粉D．高莖、矮莖均去雄，人工授粉后所得種子，均應(yīng)統(tǒng)計并繼續(xù)實驗C[對高莖豌豆(母本)去掉雄蕊套袋，矮莖豌豆(父本)不需要去掉雄蕊，A錯誤；雌蕊成熟時，取矮莖正?；ǖ幕ǚ?，給高莖去雄花授粉，B錯誤；據(jù)圖分析，高莖上的若干花去雄，再授以矮莖的花粉，即高莖是母本，矮莖是父本，C正確；圖中，高莖去雄，人工授粉后所得種子，均應(yīng)統(tǒng)計并繼續(xù)實驗，D錯誤。]4．已知鼠的灰色與白色是一對相對性狀，由一對遺傳因子控制。如圖為鼠毛色的遺傳圖解，則下列判斷不正確的是()A．鼠的灰色為顯性性狀，白色為隱性性狀B．1、2、4、5、7遺傳因子組成都相同的概率為2/3C．3與4雜交，子代為白色的概率為1/3D．F1、F2的結(jié)果都表明發(fā)生了性狀分離C[小鼠的灰色與白色受一對遺傳因子(相關(guān)遺傳因子用A、a表示)控制，一對灰色小鼠(1和2、4和5)生了一只灰色小鼠和一只白色小鼠，說明出現(xiàn)了性狀分離，灰色對白色為顯性，則1、2、4、5均是雜合子，其遺傳因子組成均為Aa。3是白色小鼠，其遺傳因子組成為aa，4的遺傳因子組成為Aa，則3與4雜交，子代為白色的概率為1/2，C錯誤。]5．下表是大豆的花色三個組合的遺傳實驗結(jié)果，若控制花色的遺傳因子用A、a來表示。請分析表格回答下列問題：組合親本性狀表現(xiàn)F1的性狀表現(xiàn)類型和植株數(shù)目紫花白花一紫花×白花405411二白花×白花0820三紫花×紫花1240413(1)根據(jù)組合________可判斷出________花為顯性性狀，原因是_________________