2016_2017版高中生物2.1.1_2孟德尔遗传试验的科学方法分离规律试验学案中图版.docx

第一节 孟德尔遗传试验的科学方法 第二节 分离规律试验目标导航1.结合孟德尔的研究历程，体验孟德尔遗传试验的科学方法和创新思维。2.通过对孟德尔假说演绎法的归纳分析，理解、掌握分离规律。一、孟德尔遗传试验的科学方法1.恰当地选择实验材料(1)选用豌豆作为实验材料的优点严格的自花授粉，不受外界花粉的干扰。花大，容易去雄和人工授粉，操作方便。具有稳定的、可以明显区分的相对性状。(2)实验材料的选取是决定研究工作成功与否的关键。2.巧妙地运用由简到繁的方法研究一对相对性状发现了基因的分离规律，再研究两对或多对性状发现了基因的自由组合规律。3.合理地运用数理统计(1)在一对相对性状的杂交试验中，子二代性状表现数量关系是31。在同时研究两对相对性状时，得出了9331的比例关系。(2)孟德尔运用数理统计的方法，使遗传学从单纯的描述推进到定量的计算分析，化无形为有形。4.严密地假说演绎孟德尔成功的研究方法是假说演绎法，它包括：发现问题提出假说演绎推理实验验证得出结论。二、分离规律试验1.杂交实验，发现问题2.提出假说，解释现象及遗传图解(1)孟德尔对分离现象提出的假说遗传性状是由遗传因子控制的；控制性状的遗传因子成对存在，一个来自父方，一个来自母方；在子一代中一个遗传因子能够掩盖另一个遗传因子的作用；子一代形成配子时，成对的遗传因子相互分开，随配子独立遗传给后代。(2)模拟性状分离的杂交实验模拟内容：用甲、乙两个小烧杯分别代表雌、雄生殖器官，甲、乙小烧杯内的彩球分别代表雌、雄配子，用不同颜色的小球在大烧杯中的随机结合模拟受精过程。模拟结果：子二代小球组合类型数量CCCccc121，小球代表的显隐性的数值比31。(3)遗传图解即F2的基因型及比例为：1CC2Cc1cc。F2的表现型及比例为：3紫花1白花。3.设计实验，验证假说(1)方法：测交，即让F1与隐性纯合体杂交。(2)遗传图解：结果：紫花85株白花81株11，符合预期设想。(3)结论：测交后代分离比接近11，从而证实F1是杂合体，产生C和c两种配子，比例是11。(4)应用：检验植株的基因型。4.归纳综合，总结规律一对等位基因在杂合体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。这就是基因分离规律的实质。判断正误：(1)豌豆一般都是纯种，原因是豌豆为严格的自花授粉植物，不受外界花粉的干扰。()(2)豌豆的高茎和圆粒种子是一对相对性状。()(3)运用假说演绎法验证的实验结果总与预期相符。()(4)符合基因分离规律并不一定出现31的性状分离比。()(5)孟德尔巧妙设计的测交方法只能用于检测F1的基因型。()(6)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。 ()(7)分离规律发生在减数分裂配子形成过程中。 ()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)一、孟德尔遗传试验的科学方法1.孟德尔豌豆杂交实验的基本方法确定好被研究的相对性状，选择好父本(供应花粉的植株)和母本(接受花粉的植株)，操作如下：2.运用数理统计方法的要求(1)实验群体要足够大，即要满足大样本的条件。如孟德尔以豌豆为试验材料时，必须使种植的豌豆株数达到一定数量，不能是几株或十几株。(2)进行数据处理时要进行合理的四舍五入。如3.141和2.841及2.951均可看作31。(3)在运用概率统计时，使用“由部分推断全体”的统计推断方法。即由个别到一般，得出普遍性的规律。如孟德尔经过200多次杂交试验，通过对7对相对性状、两万余株的观察，得出了遗传的两大规律。(4)实验现象的随机性，是指实验、调查之前来说的。而真正得出结果后，对于每一次实验，它只可能得到这些不确定结果中的某一种确定结果。1.为什么去雄不能在开花以后进行？答案由于豌豆是闭花授粉植物，在花开放之前就完成了传粉过程，所以去雄不能在开花以后进行。2.如图为豌豆的一对相对性状遗传实验过程图解，该实验中，充当父本和母本的分别是哪一方？你能说出操作、的具体内容吗？答案白花豌豆为父本，红花豌豆为母本，操作为去雄，操作为授粉。1.如图为孟德尔的一对相对性状的杂交实验部分过程示意图。下列相关叙述中错误的是()A.该杂交实验中，高茎为母本，矮茎为父本B.过程为去雄，该操作要在花蕾期进行C.过程为授粉，授粉前后要套袋D.由于豌豆的相对性状较少，所以容易区分问题导析(1)在一对杂交亲本中，提供花粉的是父本，接受花粉的是母本。(2)对母本要进行去雄处理，去雄以后套袋，授粉之后也要套袋。(3)孟德尔选择豌豆作为实验材料的原因之一是，豌豆具有容易区分的相对性状。答案D一题多变(1)图中能否以矮茎豌豆作为母本，高茎豌豆作为父本进行杂交实验？答案可以。(2)如何从类似的图中区分父本和母本？答案方法有二：一是根据是否去雄，凡是需要去雄的是母本，不需要去雄的是父本；二是根据传粉的方向，提供花粉的是父本，接受花粉的是母本。二、基本概念1.常用符号的含义符号PF1F2含义亲本子一代子二代杂交自交母本或雌配子父本或雄配子2.基本概念辨析(1)交配类杂交：基因型不同的个体间相互交配的过程。自交：植物体中自花授粉和雌雄同株的异花授粉。广义上讲，基因型相同的个体间交配均可称为自交。自交是获得纯合体的有效方法。测交：就是让杂种(F1)与隐性纯合体相交，来检测F1的基因型。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。(2)性状类相对性状：同种生物同一性状的不同表现类型。显性性状：具有相对性状的两纯种亲本杂交，F1表现出来的那个亲本的性状。隐性性状：具有相对性状的两纯种亲本杂交，F1未表现出来的那个亲本的性状。性状分离：杂种的后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象。(3)基因类显性基因控制显性性状的基因(用大写字母表示)隐性基因控制隐性性状的基因(用小写字母表示)等位基因在一对同源染色体的相同位置上，控制,着相对性状的基因，图示为：相同基因在一对同源染色体的相同位置上，控制着相同性状的基因，图示为：(4)个体类表现型：生物个体所表现出来的性状。基因型：与表现型有关的基因组成。纯合体：由含相同基因的配子结合成的合子发育成的个体。杂合体：由含不同基因的配子结合成的合子发育成的个体。3.基因、性状等概念间的相互关系1.羊的粗毛和白毛是否为一对相对性状？为什么？答案不是，因为粗毛和白毛一个属于毛的粗细，一个属于毛的颜色，二者不属于一类性状。2.人的ABO血型系统中有A型、B型、AB型和O型四种性状表现。它们是否为相对性状？答案是。相对性状中的性状表现并不都只有两种，还可能有多种。2.下列关于遗传学基本概念的叙述正确的是()A.后代同时出现显性性状和隐性性状的现象就叫性状分离B.纯合体自交产生的子一代所表现的性状就是显性性状C.性状相同，基因组成不一定相同D.兔的白毛和黑毛，狗的长毛和卷毛都是相对性状问题导析(1)基因组成为Dd和DD的高茎豌豆自交，只有Dd的后代中会出现性状分离。(2)一对纯合具有相对性状的两个亲本杂交，所得F1只能表现一个亲本的性状，没有表现出的亲本的性状属于隐性性状。(3)基因组成相同的个体性状一般相同，但性状相同的个体基因组成不一定相同。(4)相对性状指的是同种生物同一性状的不同表现类型。答案C 一题多变(1)如果某个体自交产生的后代中出现了性状分离现象，则说明该个体属于纯合体还是杂合体？答案杂合体。(2)下列杂交组合中哪些可以判断出性状的显隐性？并归纳相对性状中显隐性性状的判定方法。高茎豌豆高茎豌豆高茎豌豆矮茎豌豆高茎豌豆矮茎豌豆高茎豌豆高茎豌豆矮茎豌豆高茎豌豆矮茎豌豆高茎豌豆高茎豌豆高茎豌豆答案、，其中属于自交法，属于杂交法。相对性状中显隐性性状的判定方法：杂交法：具有相对性状的纯合体亲本杂交，子一代杂合体表现出的性状为显性性状，未表现出的为隐性性状。自交法：两个表现型相同的个体交配后，若子代出现性状分离，则亲代表现出来的性状就是显性性状，性状分离出现的另一个性状就是隐性性状。三、 分离规律试验1.分离规律试验的假说演绎过程分析观察现象提出问题是什么原因导致遗传性状在杂种后代按一定比例分离呢？作出假说生物的性状是由遗传因子(即基因)决定的在生物的体细胞中，控制性状的遗传因子(基因)成对存在生物体产生配子时，成对的遗传因子(基因)彼此分离，分别进入不同的配子中受精时雌雄配子随机结合演绎推理若Cccc，Cc产生C、c两种数量相等的配子，cc只产生一种配子，子代将出现紫花、白花两种性状，且比例为11实验验证进行测交实验，结果与推理一致，说明假说是正确的2.分离规律的实质和细胞学基础(1)实质：在杂合体内，成对的基因分别位于一对同源染色体上，具有一定的独立性，在进行减数分裂形成配子时，成对的基因随着同源染色体的分开而分离，分别进入两个不同的配子中，独立地随着配子遗传给后代。(2)细胞学基础：减数分裂中随同源染色体分离，等位基因分开，如图所示：3.其他验证分离规律的方法(1)自交法过程：F1自交。结果：F2出现性状分离，且显性性状隐性性状31。结论：分离规律是正确的。(2)花粉鉴定法过程：非糯性与糯性水稻的花粉遇碘呈现不同的颜色，取F1的花粉放在载玻片上，加一滴碘酒。结果：一半花粉呈蓝色，一半花粉呈褐色。结论：分离规律是正确的。4.适用范围及条件范围真核生物有性生殖的细胞核遗传一对等位基因控制的一对相对性状的遗传适用条件子一代个体形成的配子数目相等且生活力相同雌雄配子结合的机会相等子二代不同基因型的个体存活率相同基因间的显隐性关系为完全显性观察子代样本数目足够多1.请根据一对相对性状杂交实验的遗传图解中F1、配子的比例，分析F2中各基因型的比例，紫花豌豆中纯合体和杂合体所占比例各是多少？答案F1、配子的比例为：F1配子F2 F1配子CcCCC(紫花，纯合体)Cc(紫花，杂合体)cCc(紫花，杂合体)cc(白花，纯合体)即：(1)F2中各基因型的比例：CCcc，Cc。(2)紫花豌豆(CC和Cc)中纯合体(CC)占，杂合体(Cc)占。2.思考如何根据配子的比例计算某种基因型的比例？答案先计算出亲本产生每种配子的比例，再根据题意要求用相关的两种配子比例相乘、相关个体的比例相加即可。3.在分离规律的解释中雌、雄配子的结合机会均等，那么雌、雄配子的数量相等吗？答案不相等，雄配子数量远多于雌配子数量。3.在进行豌豆杂交实验时，孟德尔选择的一对相对性状是子叶颜色，豌豆子叶黄色(Y)对绿色(y)为显性。如图是孟德尔用杂交得到的子一代(F1)分别作为父本、母本再进行杂交的实验结果示意图，根据基因的分离规律，下列说法正确的是()A.都是黄色子叶B.的子叶颜色与F1相同C.和都是黄色子叶、是绿色子叶D.和都是绿色子叶、是黄色子叶问题导析(1)根据孟德尔一对相对性状的遗传实验，图中F2中的基因型分别是Yy、Yy、yy。(2)因为黄色(Y)对绿色(y)为显性，故和的子叶颜色为黄色，的子叶颜色为绿色。答案C一题多变(1)若F1中父本产生的含y精子无受精能力，则F2中各基因型的比例是多少？答案YYYy11。(2)若F1中父本产生的含y精子有一半死亡，则F2中各基因型的比例是多少？答案YYYyyy231。(3)若F1中含Y的雌雄配子之间受精后形成的受精卵会有一半死亡，则F2中黄色子叶和绿色子叶的分离比是否还是31?答案不是，由于YY(黄色子叶)中有一半死亡，所以黄色子叶绿色子叶要小于31。四、探究活动：“模拟性状分离的杂交实验”注意事项1.选材：选择的小球大小要一致，质地要统一，抓摸时手感要相同，以免造成人为误差；盛放小球的容器最好采用小圆桶或圆柱形容器，不要采用方形容器，以便摇动小球时能充分混合。2.抓球时应该双手同时进行，而且要闭眼，以免造成人为误差。3.桶内两种小球的数量必须相等，即代表A、a的小球数量必须为11，每次抓球以前，必须摇动小桶中的彩球，使其充分混合。每次抓出的两个小球统计后必须各自放回各自的小桶，以保证概率的准确。4.实验中会出现连续几次遗传因子组成相同的情况，这属于正常现象，随着抓取次数的增多，会越来越接近理论值。1.实验中，甲、乙两个小烧杯内的彩球数量都是20个，这符合自然界的实际情况吗？答案不符合。自然界中，一般雄配子的数量远远多于雌配子的数量。2.实验操作中，有哪些措施保证了抓到两种颜色小球的概率相等？试举出两个。答案(1)抓取小球前要摇匀；(2)抓取的小球要放回原来的小烧杯；(3)抓彩球时应双手同时进行，最好闭眼，随机抓取；(4)重复多次。3.理论上，实验结果应是：彩球组合AAAaaa121，但有位同学抓取4次，结果是AAAa22，这是不是说实验设计有问题？答案不是。AAAaaa121是一个理论值，如果统计数量太少，不一定会符合AAAaaa121的理论值，统计的数量越多，越接近该理论值。4.某同学分别用小球做遗传规律模拟实验，每次分别从、小桶中随机抓取一个小球并记录字母组合，将抓取的小球分别放回原来小桶后，再多次重复。分析下列叙述，不正确的是()A.该实验模拟的是遗传因子的分离和配子随机结合的过程B.在每次抓取小球前，要摇晃小桶，使小球充分混合C.抓取过的小球不放回小桶、抓取次数等都会影响实验结果D.抓取小球时，最好能看到小球上的字母问题导析(1)该实验中的小桶代表生殖器官，其中的小球相等于含有不同遗传因子的配子。抓取小球的过程类似于配子产生时遗传因子彼此分离的过程，抓取的两个小球的组合过程类似于配子随机组合的过程。(2)为了使得每次抓取时两种小球被抓的概率相同，所以抓取过的小球要放回小桶。答案D一题多变某同学抓取了100次，则含D和d的两种配子结合的概率是多少？答案。五、显、隐性性状的判定1.根据子代性状判断(1)具有一对相对性状的亲本杂交子代只出现一种性状子代所出现的性状为显性性状。(2)相同性状的亲本杂交子代出现不同性状子代所出现的新的性状为隐性性状。2.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31分离比占3/4的性状为显性性状。3.假设推证法以上方法无法判断时，可以用假设法来判断性状的显隐性。在运用假设法判断显性性状时，若出现假设与事实相符的情况，要注意两种性状同时作假设或对同一性状作两种假设，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，则不必再作另一假设，可直接予以判断。5.在香水玫瑰的花色遗传中，红花、白花为一对相对性状，受一对等位基因的控制(用R、r表示)。从下面的杂交实验中可以得出的正确结论是()杂交组合后代性状红花A白花B全为红花红花C红花D红花与白花之比约为31A.红花为显性性状B.红花A的基因型为RrC.红花C与红花D的基因型不同D.白花B的基因型为Rr答案A解析红花A与白花B杂交后代全为红花，说明红花为显性性状，红花A的基因型为RR，白花B的基因型为rr；红花C与红花D杂交，后代红花与白花之比约为31，说明亲本均为杂合体，基因型都是Rr。 1.选用豌豆作为试验材料是孟德尔取得成功的原因之一，以下关于豌豆优点的叙述，哪一项不正确()A.严格的自花授粉B.花大，易去雄和人工授粉C.具有稳定且可明显区分的相对性状D.易与其他植物杂交答案D解析孟德尔经过长期的观察，发现了豌豆作为试验材料具有明显的优点，A、B、C三项均是其优点，而D项说法错误。在自然状态下，豌豆严格自花授粉，不会与其他植物发生杂交。2.下列各组生物性状中属于相对性状的是()A.番茄的红果和圆果B.水稻的早熟和晚熟C.绵羊的长毛和细毛D.棉花的短绒和粗绒答案B解析本题考查对相对性状基本概念的理解。生物的相对性状是指同一种生物同一性状的不同表现类型。3.下列各组杂交中可以从性状上表现出孟德尔分离规律的是()A.BBbb B.BbBbC.bbbb D.BbBB答案B解析形成配子时，成对的基因发生分离，进入不同配子中，遗传给后代，若要从性状上体现出来，只有B项有性状分离，其他选项后代只有一种性状，无法体现。4.通过测交不可以推测被测个体的()A.是否是纯合体B.产生配子的比例C.基因组成D.产生配子的数量答案D解析测交可以测定F1配子的种类和比例，测定F1的基因组成，预测F1在形成配子时基因的行为，但不可推测其产生的配子数。5.图示为豌豆的一对相对性状遗传实验过程图解，请仔细阅图后回答下列问题。(1)该实验的亲本中，父本是_，母本是_。(2)操作叫_，操作叫_；为了确保杂交实验成功，的操作过程中应注意，时间上_，操作过程中_，操作后_。(3)若亲本都为纯合体，让F1自交，F2中高茎与矮茎之比为_，F2基因型有_且比值为_。答案(1)矮茎高茎(2)去雄授粉要在花粉未成熟之前进行要干净、全部、彻底要套袋处理(3)31DD、Dd、dd121解析豌豆是两性花，做杂交实验时，应对母本进行人工去雄，并授粉。基础巩固1.孟德尔通过豌豆杂交试验揭示了遗传规律，分子遗传学家选用真菌、细菌和噬菌体作为试验材料证明了DNA是遗传物质，上述事实说明了：决定研究工作成功与否的关键在于()A.由简到繁的研究方法B.将数理统计方法运用于遗传学研究C.运用假说演绎的科学思维D.实验材料的选取答案D解析孟德尔运用豌豆作试验材料，分子遗传学家选用真菌、细菌、噬菌体作为试验材料，都使研究工作取得了成功。有力地证明了实验材料的恰当选取是决定研究工作成功与否的关键。2.甲和乙为一对相对性状，进行杂交实验可以得到下列四组实验结果。若甲性状为显性，用来说明实验中甲性状个体为杂合体的实验组合是()甲乙F1呈甲性状甲乙F1呈甲性状、乙性状乙甲F1呈甲性状乙甲F1呈甲性状、乙性状A. B.C. D.答案A解析甲和乙为一对相对性状，其中甲性状为显性，则乙性状必为隐性。假设甲性状个体为显性纯合体，甲乙、乙甲，无论正交还是反交，都应表现为甲的性状，和与假设相矛盾，可以用来说明实验中甲性状个体为杂合体。3.下列叙述正确的是()A.纯合体自交后代都是纯合体B.纯合体测交后代都是纯合体C.杂合体自交后代都是杂合体D.杂合体测交后代都是杂合体答案A解析由分离规律可知，A项正确：只产生一种配子，纯合体自交就是这种类型的雌雄配子的两两结合，它们仍是纯合体；B项不对：如果是显性纯合体测交，后代全部是杂合体；C项不对：杂合体自交后代有一半是纯合体，一半是杂合体；D项不对：因为杂合体测交后代也是一半为纯合体，另一半为杂合体。4.在“模拟性状分离的杂交实验”中，若D代表高茎基因，d代表矮茎基因，那么从两个小桶内各取出一个小球，组合后能表示出纯合高茎的概率应是()A. B.C. D.答案B解析从两桶中抓取D的概率均为，因此出现DD的概率应为。5.小麦的抗病(T)对不抗病(t)是显性。两株抗病小麦杂交，后代中有一株不抗病，其余未知。这个杂交组合可能的基因组成是()A.TTTT B.TTTtC.TtTt D.Tttt答案C解析利用隐性性状突破法，后代不抗病植株基因写作tt，所以两亲本中都至少有一个t，而由题干知两亲本为T_、T_，所以判定亲本的基因组成为Tt、Tt。6.假说演绎法是现代科学研究中常用的一种科学方法。下列属于孟德尔在发现基因分离规律时的“演绎”过程的是()A.生物的性状是由基因决定的B.由F2出现了“31”推测生物体产生配子时，成对基因彼此分离C.若F1产生配子时成对基因分离，则测交后代会出现两种性状，其比例接近11D.若F1产生配子时成对基因分离，则F2中三种基因型个体比接近121答案C巩固提升 7.碧桃的红花对白花是显性。在红花砧木上接上白花碧桃接穗，等接穗枝条开花时授以红花碧桃的花粉，接穗枝条上的花色将会是()A.全为白花 B.全为红花C.红花白花31 D.全为粉红色花答案A解析基因决定生物性状。接穗枝条上的花色仍属亲本性状，由亲本基因决定，而接穗和砧木基因互不干扰，所以接穗上的花色仍是白色。8.关于孟德尔分离规律杂交实验中测交的说法，不正确的是()A.F1隐性类型测F1遗传因子组成B.通过测定F1的遗传因子组成来验证对分离实验现象理论解释的科学性C.F1的遗传因子组成是根据F1隐性类型所得后代性状表现反向推知的D.测交时，与F1杂交的另一亲本无特殊限制答案D解析测交时，与F1杂交的另一亲本必须是隐性纯合体。9.用黄色公鼠a分别与黑色母鼠b和c交配，在几次产仔中，母鼠b产仔为9黑6黄，母鼠c产的仔全为黑色。那么亲代a、b、c中为纯合体的是()A.b和c B.a和cC.a和b D.只有a答案B解析根据母鼠c产的仔全为黑色，可以判断黑色为显性性状，亲本黄色公鼠a为隐性纯合体，母鼠c为显性纯合体，母鼠b为杂合体。10.纯种甜玉米与非甜玉米间行种植，收获时发现甜玉米果穗上有非甜玉米的子粒，而非甜玉米果穗上找不到甜玉米的子粒，这说明()A.“甜”是显性 B.“非甜”是显性C.子粒混杂 D.与传粉有关答案B解析纯种甜玉米和纯种非甜玉米间行种植就能进行相互传粉。非甜玉米上结的子粒都是非甜的，非甜玉米的胚珠可能有两种受精方式，一种是自花传粉，得到纯合非甜玉米子粒；另一种是异花传粉，得到杂合的非甜玉米子粒。由此可确定非甜对甜是显性。甜玉米果穗上结的子粒有甜的，也有非甜的。甜玉米的胚珠受精方式也有两种可能，一种是自花传粉，得到的是纯合的甜玉米，另一种是异花传粉，即非甜玉米的花粉传给甜玉米，得到的是杂合的子粒，表现型为非甜。由此也可以确定非甜对甜是显性。11.在南瓜中，果实的白色与黄色是由一对等位基因控制的，下图是南瓜杂交实验。请回答下列问题(相关基因用A、a表示)：(1)显性性状是_果，原因是F1自交后代出现了_。(2)在P中，白果的基因型是_。(3)F1白果自交，F2中黄果与白果的理论比例是_。答案(1)白性状分离(2)Aa(3)13解析F1中的黄果自交后代不发生性状分离，而白果自交后代出现性状分离，说明白果为显性性状，同时也说明了两杂交亲本中白果为杂合体。12.鸭蛋蛋壳的颜色主要有青色和白色两种。金定鸭产青色蛋，康贝尔鸭产白色蛋。为研究蛋壳颜色的遗传规律，研究者利用这两个鸭群做了五组实验，结果如下表所示。杂交组合第1组第2组第3组第4组第5组康贝尔鸭金定鸭金定鸭康贝尔鸭第1组的F1自交第2组的F1自交第2组的F1康贝尔鸭后代所产蛋(颜色及数目)青色(枚)26 1787 6282 9402 7301 754白色(枚)109581 0509181 648请回答问题：(1)根据第1、2、3、4组的实验结果可判断鸭蛋壳的_色是显性性状。(2)第3、4组的后代均表现出_现象，比例都接近_。(3)第5组实验结果显示后代产青色蛋的概率接近_，该