新教材适用2024-2025学年高中生物第1章遗传因子的发现第1节孟德尔的豌豆杂交实验一第1课时豌豆用作遗传实验材料的优点和杂交实验学案新人教版必修2

第1节孟德尔的豌豆杂交试验(一)第1课时豌豆用作遗传试验材料的优点和杂交试验课标要求1．驾驭豌豆作为遗传试验材料的优点及人工杂交试验的过程。2．分析孟德尔一对相对性状的杂交试验，运用演绎与推理的方法说明试验的现象。核心素养1．利用结构与功能观说明豌豆用作遗传试验材料的优点，并驾驭相关的基本操作。(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试验和作出的假设。(科学思维)3．通过对比分析、举例等方式驾驭本课时相关遗传学概念。(科学思维)一、豌豆用作遗传试验材料的优点基础学问·双基夯实1．优点豌豆的特点优势_自花__传粉、闭花受粉，自然状态下，一般都是_纯种__用豌豆做人工杂交试验，结果既牢靠，又简单分析具有易于区分的_性状__且能够稳定地遗传给后代试验结果易于视察和分析_花较大__易于做人工杂交试验_子代个体数量较多__用数学统计方法分析结果更牢靠，且偶然性小2.相关概念(1)自交：遗传因子组成相同的个体之间的交配，植物的_自花传粉__、同株异花传粉均属于自交。(2)相对性状：_一种__生物的_同一种__性状的不同表现类型，如豌豆的高茎和矮茎。(3)父本和母本：供应花粉的植株叫_父本__，接受花粉的植株叫_母本__。活学巧练1．玉米的黄粒与皱粒是一对相对性状。(×)2．兔子的长毛和狗的短毛是一对相对性状。(×)3．小鼠的灰身和黑身是一对相对性状。(√)合作探究依据教材P3图1－1，并回答下列相关问题：1．去雄应当在开花前还是开花后进行？其目的是什么？提示：去雄应当在开花前(花蕾期)进行；其目的是防止自花传粉。2．豌豆人工异花传粉过程中经过了两次套袋，分别在什么时间，目的分别是什么？提示：第一次套袋是在去雄后，其次次套袋是在人工传粉后，两次套袋的目的都是避开外来花粉的干扰。3．对单性花植物进行人工异花传粉的基本操作过程中，是否须要去雄处理？为什么？提示：不须要。因为单性花中只有雄蕊或只有雌蕊，所以不须要去雄处理。4．无论是两性花植物还是单性花植物，在杂交过程中是否都须要套袋？提示：无论是两性花植物还是单性花植物，在杂交过程中都须要套袋，其目的是避开外来花粉的干扰。5．依据相对性状的概念，对下列实例进行分析推断，并说明理由。(1)狗的长毛与兔的短毛是一对相对性状吗？(2)玉米的早熟与晚熟是一对相对性状吗？提示：(1)不是。狗与兔不属于同一种生物。(2)是。早熟与晚熟是玉米成熟程度这一性状的不同表现类型。归纳提升1.与植物杂交有关的概念单性花一朵花中只有雄蕊或只有雌蕊两性花同一朵花中既有雄蕊又有雌蕊，如豌豆花自花传粉两性花在未开放时，它的花粉会落到同一朵花的雌蕊的柱头上，从而完成受粉的过程异花传粉两朵花之间的传粉过程父本和母本不同植株的花进行异花传粉时，供应花粉的植株叫作父本()，接受花粉的植株叫作母本(♀)2．对性状和相对性状的理解(1)性状：生物的任何可以鉴别的形态或生理特征，都是遗传物质和环境相互作用的结果。(2)对相对性状的正确理解抓准两个“相同”和一个“不同”：同一种生物、同一种性状、不同表现类型。典例1下列属于相对性状的是(C)A．玉米的黄粒与皱粒B．狗的长毛与直毛C．果蝇的红眼与白眼D．小麦的抗倒伏与抗锈病解析：相对性状是一种生物的同一种性状的不同表现类型。变式训练❶(2024·潍坊市第一中学高一期中)下列相关概念中，错误的有几项(B)①自花传粉是指两性花的花粉落到同一朵花的雌蕊柱头上的过程②异花传粉是指两朵花之间的传粉过程③玉米的黄粒和皱粒是一对相对性状④绵羊的白毛和黑毛是一对相对性状A．0项 B．1项C．2项 D．3项解析：自花传粉是指两性花的花粉落到同一朵花的雌蕊柱头上的过程，①正确；异花传粉是指两朵花之间的传粉过程，②正确；相对性状是指一种生物的同一性状的不同表现类型，而玉米的黄粒和皱粒是不同性状，因此不是一对相对性状，③错误、④正确。即B正确。二、一对相对性状的杂交试验基础学问·双基夯实1．试验过程试验过程特别现象及疑问P(亲本)高茎×矮茎↓F1(子一代)_高茎__↓F2(子二代)高茎∶_矮茎__比例接近3∶1(1)为什么子一代都是高茎而没有矮茎呢？(2)为什么子一代没有矮茎的，而子二代又出现了矮茎的呢？(3)子二代中出现3∶1的性状分别比是偶然的吗？2．试验中相关符号及含义符号PF1F2×♀含义_亲本__子一代_子二代___杂交___自交___母本___父本__3.相关概念(1)杂交：遗传因子组成_不同__的个体间的相互交配。(2)正交和反交：正交和反交是相对而言的，若甲类型个体作父本，乙类型个体作母本，称为正交，则甲类型个体作母本，乙类型个体作父本，称为_反交__。(3)显性性状：具有相对性状的两纯合亲本杂交，子一代_显现__出来的性状。(4)隐性性状：具有相对性状的两纯合亲本杂交，子一代_未显现__出来的性状。(5)性状分别：杂种后代中同时出现_显性性状__和_隐性性状__的现象。活学巧练1．显性性状是子代能够表现出来的性状，隐性性状是子代不能表现出来的性状。(×)2．性状分别是子代同时出现显性性状和隐性性状的现象。(×)3．孟德尔通过豌豆的杂交和自交试验提出问题。(√)合作探究一对相对性状杂交试验的结果分析1．孟德尔选择让F1自交，其目的是什么？提示：推断亲代矮茎性状在遗传过程中是不是消逝了。2．若F2共获得20株豌豆，矮茎个体肯定是5株吗？请说明缘由。提示：不肯定。样本数量太少，不肯定完全符合3∶1的性状分别比，孟德尔试验中的比例是在试验材料足够多的状况下得出的。3．在孟德尔一对相对性状的杂交试验中，否定融合遗传最有利的试验结果是什么？提示：F2出现3∶1的性状分别比，在F1中消逝的矮茎性状在F2中又出现了，说明双亲的遗传物质没有发生混合。归纳提升显、隐性性状的推断方法(1)依据子代性状推断①具有相对性状的纯合亲本杂交⇒子代只表现出一种性状⇒子代所表现的性状为显性性状。②具有相同性状的亲本杂交⇒子代表现出不同性状⇒子代所表现的新性状为隐性性状。(2)依据子代性状分别比推断具有一对相对性状的亲本杂交⇒F1自交⇒F2中性状分别比为3∶1⇒分别比为“3”的性状为显性性状。易错警示：只有亲本性状相同而子代表现不同性状时才可称为“性状分别”。高茎豌豆和矮茎豌豆杂交，后代既有高茎又有矮茎，不属于性状分别的概念范畴。典例2(2024·湖南高一月考)玉米的甜和非甜为一对相对性状，下列杂交试验能单独推断性状显隐性关系的是(B)①甜×非甜→非甜②甜×非甜→100甜＋98非甜③甜×甜→甜④非甜×非甜→312非甜＋106甜A．①和② B．①和④C．②和③ D．③和④解析：①甜×非甜→非甜，可以推断非甜为显性性状，①符合题意；②甜×非甜→100甜＋98非甜，子代表现为1∶1，无法推断显隐性，②不符合题意；③甜×甜→甜，甜可能为显性性状，也可能为隐性性状，③不符合题意；④非甜×非甜→312非甜＋106甜，子代表现为3∶1，非甜为显性性状，④符合题意。变式训练❷大豆的紫花和白花为一对相对性状。下列四组杂交试验中，能判定性状显隐性关系的是(D)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④C．①和③ D．②和③解析：性状表现相同的两个个体杂交，后代出现了性状分别，新出现的那种性状为隐性性状，②说明白花为隐性性状，紫花为显性性状；两个具有相对性状的个体杂交，后代只表现一种性状，则后代表现出来的性状为显性性状，③紫花与白花杂交，后代均为紫花，说明紫花为显性性状，故选D。三、对分别现象的说明基础学问·双基夯实1．提出假说(1)生物的性状是由_遗传因子__确定的。(2)在体细胞中，遗传因子是_成对__存在的。(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，分别进入不同的配子中。配子中只含有每对_遗传因子__中的一个。(4)受精时，雌雄配子的结合是_随机__的。2．用遗传图解说明分别现象(1)F1的雌雄配子的结合方式：_4__种。(2)F2遗传因子组成：_3__种，分别为_DD__、_Dd__、_dd__，其比例为_1∶2∶1__。(3)F2的性状表现：_2__种，分别为_高茎、矮茎__，其比例为_3∶1__。3．相关概念(1)显性遗传因子：确定_显性性状__的遗传因子为显性遗传因子，用大写字母表示。(2)隐性遗传因子：确定_隐性性状__的遗传因子为隐性遗传因子，用小写字母表示。(3)纯合子：遗传因子组成_相同__的个体，如DD、dd。(4)杂合子：遗传因子组成_不同__的个体，如Dd。活学巧练1．双亲为显性，杂交后代有隐性纯合子，则双亲肯定都是杂合子。(√)2．杂合子自交后代肯定是杂合子。(×)3．杂合子与纯合子遗传因子组成不同，性状表现也不同。(×)合作探究1．孟德尔说明中D、d两种雄配子的数目是否相等？雄配子D与雌配子D数目是否相等？提示：D、d两种雄配子的数目是相等的；但是由于雄配子数目远多于雌配子，所以雄配子D数目要远多于雌配子D。2．F1产生的配子之间的结合方式有几种，F2的遗传因子组成有几种，比例是多少？F2高茎豌豆中，杂合子占多大比例？提示：4种；3种，比例为DD∶Dd∶dd＝1∶2∶1；2/3。3．孟德尔提出的四点假说中，假如有一条不满意，例如雌雄配子的结合不是随机的，则F2会不会出现3∶1的性状分别比？提示：不会，孟德尔的四点假说中有一条不满意都不会出现3∶1的性状分别比，只有两种雌配子成活概率均等，两种雄配子成活概率均等；雌雄配子随机结合，且结合概率均等；不同遗传因子组成的个体成活概率均等，这样才会出现3∶1的性状分别比。4．孟德尔说明的核心是什么？提示：孟德尔说明的核心是生物体形成配子时，成对的遗传因子彼此分别。归纳提升1.孟德尔遗传试验须要满意的条件(1)子一代个体形成的不同类型的雌配子或雄配子活力应相同。(2)雌、雄配子结合的机会相等。(3)子二代不同遗传因子组成的个体存活率相等。(4)遗传因子间的显隐性关系是完全显性。(5)视察的子代样本数目足够多。2．融合遗传与一对相对性状的杂交试验的比较融合遗传是指两个亲本杂交后，双亲的遗传物质会在子代体内发生混合，使子代表现出介于双亲之间的性状。豌豆一对相对性状的杂交试验，子一代表现出显性性状，且子一代自交后代出现了接近3∶1的性状分别比，所以孟德尔杂交试验否定了融合遗传的观点。3．规范的遗传图解应当包括以下几个基本要点(1)左侧标注。一般在遗传图解的左侧用遗传学符号或文字做出显明的标识，代表这一行表示的内容，起到引领作用。如：P、配子、F1、F2等。(2)要明确写出亲代和子代的遗传因子组成、性状表现。有时还须要在亲代旁边标上父本、母本(或、♀符号)，尤其是题中明确要求了父本和母本、要区分正交和反交时。(3)要写出杂交(×)、自交()符号，以及表示遗传因子在上下代之间传递关系的箭头(留意不是线段)。(4)要写出最终一代的相关比例。典例3(2024·浙江嘉兴高一期末)豌豆子叶黄色eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Y))对绿色eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(y))为显性，孟德尔用纯种黄色豌豆和绿色豌豆为亲本，杂交得到F1，F1自交获得F2(如图所示)。下列叙述错误的是(A)A．母本的基因型是YY，父本的基因型是yyB．雌配子中Y配子占1/2，y配子占1/2C．F2中黄色子叶占3/4，绿色子叶占1/4D．F2中纯合子占1/2，杂合子占1/2解析：分析表格：孟德尔用纯种黄色子叶豌豆(YY)和绿色子叶豌豆(yy)为亲本，杂交得到F1(Yy)，F1自交获得F2，其中①和②的遗传因子组成均为Yy，均表现为黄色，而③的遗传因子组成为yy，表现为绿色，据此答题。产生F1的亲本可能是YY(♀)和yy()，也可能是YY()和yy(♀)，A错误；雌配子中Y∶y＝1∶1，Y配子占1/2，y配子占1/2，B正确；F2中黄色子叶(1YY、2Yy)占3/4，绿色子叶(1yy)占1/4，C正确；F2中纯合子(1YY、1yy)占1/2，杂合子(2Yy)占1/2，D正确。变式训练❸F1的紫花(Aa)豌豆自交时，假设由于某种因素的影响，含遗传因子A的雌配子失去了活性(即不能与雄配子结合)，请依据孟德尔对分别现象的说明进行推理，下列F2的性状表现及比例符合预期结果的是(A)A．紫花∶白花＝1∶1B．紫花∶白花＝2∶1C．紫花∶白花＝3∶1D．全为紫花解析：F1的紫花(Aa)豌豆自交时，假设由于某种因素的影响，含遗传因子A的雌配子失去了活性，说明只有含遗传因子a的雌配子能与雄配子结合，而F1的紫花豌豆产生的雄配子中A∶a＝1∶1，所以依据孟德尔对分别现象的说明进行推理，F2的性状表现及比例是紫花(Aa)∶白花(aa)＝1∶1，A正确。一、亲子代遗传因子组成与性状表现的相互推断(1)由亲代推断子代的遗传因子组成、性状表现及其概率(正推型)。亲本子代遗传因子组成子代性状表现AA×AAAA全为显性AA×AaAA∶Aa＝1∶1全为显性AA×aaAa全为显性Aa×AaAA∶Aa∶aa＝1∶2∶1显性∶隐性＝3∶1Aa×aaAa∶aa＝1∶1显性∶隐性＝1∶1aa×aaaa全为隐性(2)由子代推断亲代的遗传因子组成(逆推型)。角度一：遗传因子填充法。先依据亲代性状表现写出能确定的遗传因子，如显性性状的遗传因子组成可用A_来表示，那么隐性性状的遗传因子组成只有一种aa，依据子代中一对遗传因子分别来自两个亲本，可推出亲代中未知的遗传因子。角度二：隐性纯合子突破法。假如子代中有隐性个体存在，它往往是逆推过程中的突破口，因为隐性个体是纯合子(aa)，因此亲代遗传因子组成中必定都有一个a遗传因子，然后再依据亲代的性状表现做进一步的推断。角度三：依据分别定律中的规律性比值来干脆推断。后代显隐性关系双亲类型结合方式显性∶隐性＝3∶1都是杂合子Aa×Aa→3A_∶1aa显性∶隐性＝1∶1测交类型Aa×aa→1Aa∶1aa只有显性性状至少一方为显性纯合子AA×AA或AA×Aa或AA×aa只有隐性性状肯定都是隐性纯合子aa×aa→aa典例4公羊基因型AA、Aa表现为有角，aa表现为无角；母羊基因型AA表现为有角，Aa、aa表现为无角。两只羊繁殖多次，子代数量足够多，子代中有角∶无角＝3∶1，有关叙述不正确的是(B)A．子代无角基因型可能是AaB．子代无角基因型可能是aaC．可能是父本有角，母本无角D．亲本可能都有角解析：依据题意：AA为有角、aa为无角、Aa的公羊为有角而Aa的母羊为无角，说明羊的有角和无角为从性遗传，在表型上受个体性别的影响，但其遗传遵循基因的分别定律。两只羊繁殖多次，子代数量足够多，子代中有角∶无角＝3∶1，说明亲本两只羊的基因型最可能是AA×Aa，AA可能是公羊也可能是母羊，基因型为Aa的羊可能是母羊或者公羊。由分析可知：子代无角基因型可能是Aa，A正确；由分析可知：亲本的基因型最可能是AA×Aa，子代基因型为AA∶Aa＝1∶1，因为是常染色体遗传，后代性别比例为1∶1，其中基因型为AA的羊均为有角，基因型为Aa的羊雌雄各一半，母羊为无角，公羊为有角，后代有角∶无角＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(1,2)))∶eq\f(1,2)＝3∶1，所以子代不会有aa个体，B错误；亲本的基因型最可能是AA×Aa，若AA是公羊，此时父本有角，母本无角，C正确；亲本的基因型最可能是AA×Aa，若AA是母羊，则亲本都有角，D正确。故选B。二、概率计算1．用经典公式计算概率＝eq\f(某性状或遗传因子组成个体数,总组合数)×100%2．依据分别比计算(1)假如没有明确子代的性状表现，那么AA、aa出现的概率各是1/4，Aa出现的概率是1/2。(2)假如明确了子代的性状表现是显性，那么AA出现的概率是1/3，Aa出现的概率是2/3。3．用配子法计算(1)先计算亲本产生每种配子的概率。(2)依据题目要求用相关的两种(♀、)配子的概率相乘，即可得出某一遗传因子组成的个体的概率。(3)计算性状表现概率时，再将相同性状表现的个体的概率相加即可。如：F1高茎(Dd)↓F2雄配子雌配子1/2D1/2d1/2D1/4DD高1/4Dd高1/2d1/4Dd高1/4dd矮典例5现有一对性状表现正常的夫妇，已知男方父亲患白化病，女方父母正常，但其弟患白化病。那么，这对夫妇生出白化病孩子的概率是(B)A．1/4 B．1/6C．1/8 D．1/12解析：白化病是隐性遗传病。男方父亲患白化病，男方肯定是杂合子，女方有患病的弟弟，女方有1/3是纯合子，2/3是杂合子。生出患病孩子的概率是1/4×2/3＝1/6。学霸记忆1．豌豆作为试验材料的优点：自花传粉；具有易于区分的相对性状；自然状态下一般为纯种。2．显性性状是指具有相对性状的纯合亲本杂交，F1表现出的性状。3．性状分别：人们将杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象，叫作性状分别。1．假说—演绎法是现代科学探讨中常用的一种科学方法，下列关于孟德尔在发觉分别定律时的叙述，属于“假说”内容的是(A)A．生物的性状是由遗传因子确定的B．F2出现了“3∶1”的性状分别比C．若F1产生配子时成对的遗传因子分别，则产生的雌配子数等于雄配子数D．若F1与隐性个体杂交：子代出现两种性状，比例为1∶1解析：孟德尔对分别现象提出的假说内容主要有①生物性状由遗传因子确定，②在体细胞中遗传因子成对存在，③形成配子时，成对遗传因子彼此分别，④受精时，雌雄配子随机结合，因此A符合题意。2．在一个花卉生产基地中，工作人员偶然发觉一种原来开白花的花卉，出现了开紫花的植株甲，这种紫花花卉的欣赏价值具有很大的市场效益。这种花卉是自花传粉植物，将开紫花的花卉种子进行种植培育后发觉，长成的植株中有1/4的花是白花，不利于商品化生产。下列关于这种状况的分析错误的是(B)A．从子代植株的性状分析，紫花