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高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 盂德尔的豌豆杂交实验(一)第1课时学案及答案
展开第1课时 一对相对性状的杂交实验过程和解释
一、豌豆用作遗传实验材料的优点和操作方法
1.豌豆用作遗传实验材料的优点
2.人工异花传粉的过程
(1)实验操作的基本过程包括四个步骤:①去雄→套袋→②人工异花传粉→套袋。
(2)①的操作过程中应注意时间上要在花药未成熟之前进行。
(3)两次套袋的目的是防止接受其他花粉。
3.相关概念
(1)自花传粉:两性花的花粉,落到同一朵花的雌蕊的柱头上的过程,也称自交。
(2)相对性状:一种生物的同一种性状的不同表现类型。
(3)性状分离:杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象。
二、一对相对性状的杂交实验
1.实验过程
2.实验中相关符号及含义
3.对分离现象的解释
(1)提出假说
①生物的性状是由遗传因子决定的。
②在体细胞中,遗传因子是成对存在的。
③生物体在形成配子时,成对的遗传因子彼此分离,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)遗传图解
(3)相关概念
①显性遗传因子:决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:决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。
判断对错(正确的打“√”,错误的打“×”)
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.玉米的圆粒和皱粒是一对相对性状。( )
3.生物体所表现出来的性状都是显性性状。( )
4.性状分离是子代同时出现显性性状和隐性性状的现象。( )
5.杂合子自交,后代一定是杂合子。( )
6.Dd豌豆产生含D的雌配子和含d的雄配子的数量相同。( )
提示:1.× 豌豆为两性花,花未开放时,完成受粉,因此去雄操作应在开花前进行。
2.√
3.× 生物体所表现出来的性状有的是显性性状,如双眼皮;有的是隐性性状,如单眼皮。
4.× 性状分离是指具有相同性状的亲本杂交,子一代同时出现显性性状和隐性性状的现象。
5.× 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。
6.× Dd豌豆产生的雌配子中含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。
一对相对性状的杂交实验过程
1.相关概念辨析
(1)性状类
(2)交配类
①杂交:遗传因子组成不同的个体间相互交配的过程。
②自交:植物体中自花受粉和雌雄异花的同株受粉。自交是获得纯合子的有效方法。
③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.根据孟德尔豌豆杂交实验,归纳显、隐性性状的判断方法
(1)根据子代性状判断
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)根据子代性状分离比判断
具有一对相对性状的亲本杂交⇒F1自交⇒F2中性状分离比为3∶1⇒分离比为“3”的性状为显性性状。
如图为孟德尔“一对相对性状的杂交实验”的图解。
据图探究以下问题:
(1)随机从F2中选出4株豌豆,是否一定是3株高茎植株和1株矮茎植株?请说明理由。
提示:不一定。3∶1的性状分离比是对F2中高茎与矮茎的个体进行数量统计后分析得出的数量关系,统计的数量越多越接近于3∶1,否则有可能偏离这一比例。
(2)若亲本高茎豌豆与矮茎豌豆杂交,F1中既有高茎植株,又有矮茎植株,则高茎一定为显性性状吗?请说明理由。
提示:不一定。若亲本矮茎豌豆为杂合子,则亲本高茎为豌豆纯合子且为隐性性状。
1.在孟德尔的豌豆杂交实验中,必须对母本采取的措施是( )
①开花前人工去雄 ②开花后人工去雄 ③自花受粉前人工去雄 ④去雄后自然受粉 ⑤去雄后人工授粉 ⑥授粉后套袋隔离 ⑦授粉后自然发育
A.①④⑦ B.②④⑥
C.③⑤⑥ D.④⑤⑥
C [①豌豆杂交实验中,需在自花受粉前对母本人工去雄,即花未开放时去雄处理,①②错误,③正确;④去雄后要套袋隔离,再进行人工授粉,④错误;⑤去雄后待花粉成熟时进行人工授粉,⑤正确;⑥授粉后需要套袋隔离,防止外来花粉干扰实验结果,⑥正确;⑦授粉后要套袋隔离,⑦错误。综上所述,C正确。]
2.下列四组杂交实验中,能判断显性和隐性关系的是( )
①红花×白花→红花+白花 ②非甜玉米×非甜玉米→301非甜玉米+101甜玉米 ③盘状南瓜×球状南瓜→盘状南瓜 ④黑毛牛×白毛牛→98黑毛牛+102白毛牛
A.①和② B.②和③
C.②和④D.①和④
B [②中子代出现性状分离,新出现的性状是甜玉米,所以甜玉米是隐性性状;③是两种不同性状的亲代杂交,子代只有一种性状——盘状南瓜,所以盘状南瓜是显性性状。②和③符合题意,B项正确。]
显性性状和隐性性状判断的两个易错点
(1)相同性状表现的个体杂交,若后代只出现一种性状表现,则无法判断该性状表现是显性性状还是隐性性状,如根据高茎×高茎→高茎,不能判断高茎为显性性状还是隐性性状。
(2)不同性状表现的两亲本杂交,若后代出现不同的性状表现,则无法判断该相对性状的显隐性关系。如高茎×矮茎→高茎和矮茎,则无法判断高茎是显性性状还是隐性性状。
对分离现象的解释
1.解释分离现象原因的假说的核心内容
在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在;在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中。
2.杂交实验的遗传图解
(1)书写方法
①相交线法(如图所示)
②棋盘格法:和相交线法的区别在于F2的写法不同(如图所示)。
(2)书写要求
①在图解的左侧注明P、F1、F2等。
②写出P、F1、F2等世代的性状表现类型和遗传因子组成,以及除最后一代外的各世代产生配子的情况,方法是由亲本产生的配子得出子代的遗传因子组成,再由遗传因子组成确定其性状表现。
③写出最后一代(F1或F2等)的相关比例。
④用箭头表示遗传因子在上下代之间的传递关系,用相交线或棋盘格的形式表示配子结合的情况。
已知豌豆种子子叶的黄色与绿色是由一对遗传因子B、b控制的,用豌豆进行下列遗传实验,具体情况如下:
请分析回答下列问题:
(1)从配子的形成和随机组合角度分析,实验二的F1中出现性状分离比3∶1的原因是什么?
提示:亲本产生配子时B、b相互分离,雌雄个体中配子均为B∶b=1∶1,受精时雌雄配子随机组合,F1中有1/4BB、1/2Bb表现为显性性状,1/4bb表现为隐性性状。
(2)若将实验一中黄色子叶(丙)与实验二中黄色子叶(戊)杂交,所获得的子代个体中绿色子叶占多少?
提示:丙的遗传因子组成为Bb,戊的遗传因子组成及比例为1/3BB、2/3Bb,若将丙与戊杂交,所获得的子代个体中绿色子叶占2/3×1/4=1/6。
(3)在下列框图中写出实验一相关的遗传图解。
提示:
eq \a\vs4\al()
1.对孟德尔关于豌豆一对相对性状的杂交实验及其解释,下列叙述正确的是 ( )
A.在杂交实验中,需在花蕾期同时对父本和母本去雄
B.依据假说推断,F1能产生数量比为1∶1的雌雄配子
C.假说能解释F1自交出现3∶1性状分离比的原因,所以假说成立
D.假说的主要内容是F1产生配子时,成对的遗传因子彼此分离
D [在豌豆杂交实验中,需在花蕾期对母本去雄,A项错误;F1产生的雌雄配子数量不等,雄配子数远多于雌配子数,B项错误;假说能解释F1测交后代出现1∶1的数量比的原因,且在测交实验中得到了验证,所以假说成立,C项错误;假说的主要内容是F1产生配子时,成对的遗传因子彼此分离,D项正确。]
2.孟德尔曾利用豌豆的7对相对性状进行杂交实验,发现当只考虑一对相对性状时,F2总会出现3∶1的性状分离比,于是其提出假说,作出了4点解释,最终总结出了相关的遗传定律。请以高茎(D)和矮茎(d)这一对相对性状为例,回答下列问题:
(1)如果遗传因子不是独立遗传而是融合遗传的,则F2将不会出现严格的____________________________________________现象。
(2)如果雌雄配子不是随机结合的,而是相同种类的配子才能结合(其他假说内容不变),请写出F1自交形成F2的遗传图解。
[解析] (1)若遗传因子是独立遗传的,则F2将出现高茎∶矮茎=3∶1的性状分离比,若遗传因子不是独立遗传而是融合遗传的,则F2将不会出现严格的高茎∶矮茎=3∶1的性状分离现象。
(2)如果雌雄配子不是随机结合的,而是相同种类的配子才能结合(其他假说内容不变),则F2的基因型及比例为DD∶dd=1∶1,表型及比例为高茎∶矮茎=1∶1。相应的遗传图解见答案。
[答案] (1)高茎∶矮茎=3∶1的性状分离
(2)
人们曾经认为两个亲本杂交后,双亲的遗传物质会在子代体内发生混合,二者一旦混合便永远分不开,使子代表现出介于双亲之间的性状,这种观点被称作融合遗传。独立遗传时,也存在一种特殊现象称为不完全显性。如金鱼草是一种可自花受粉的花卉。当开红花(R)的纯种金鱼草与开白花(r)的纯种金鱼草进行杂交时,F1植株都开粉红花,正好是双亲的中间型。
通过比较可认知两种遗传方式的本质区别,并由此通过设计实验来判断金鱼草花色的遗传方式,即解释生物的一些遗传现象。
1.红花金鱼草与白花金鱼草杂交,F1植株都开粉红花,能否判断金鱼草花色的遗传是融合遗传还是不完全显性?(科学思维)
提示:不能。无论是融合遗传还是不完全显性,红花金鱼草与白花金鱼草杂交,F1植株都开粉红花。
2.尝试设计一个简便的实验,证明金鱼草花色遗传属于不完全显性。请写出实验思路、预期实验结果。(科学探究)
提示:实验思路:F1自交,观察并统计后代的表型及比例。预期实验结果:F2中出现三种表型,且红花∶粉红花∶白花=1∶2∶1。
[课堂小结]
1.下列不属于孟德尔选用豌豆作为遗传实验材料原因的是( )
A.豌豆花比较大,易于做人工杂交实验
B.豌豆具有易于区分的相对性状
C.豌豆在自然状态下一般都是纯种
D.豌豆是单性花,易于操作
D [豌豆是自花传粉的植物,在自然状态下一般都是纯种;豌豆具有多对易于区分的性状,为两性花,且花比较大,易于操作,D项符合题意。]
2.下列各组中属于相对性状的是( )
A.李清照描写海棠的词句“应是绿肥红瘦”中的“绿肥”与“红瘦”
B.新疆棉花中的长绒棉与彩色棉
C.“雄兔脚扑朔,雌兔眼迷离”中的“脚扑朔”与“眼迷离”
D.豌豆子叶黄色和绿色
D [“应是绿肥红瘦”中的“绿肥”用来形容海棠花的绿叶,“红瘦”用来形容海棠花的红花,不是“同一性状”,A错误;新疆棉花中的长绒棉与彩色棉,分别为棉的长度及颜色,不是“同一性状”,B错误;“雄兔脚扑朔,雌兔眼迷离”中的“脚扑朔”与“眼迷离”是指雄兔的脚喜欢扑腾,雌兔的眼老是眯着,不是“同一性状”,C错误。]
3.下列遗传现象不属于性状分离的是( )
A.在杂种的自交后代中,同时出现显性性状和隐性性状
B.灰毛雄兔与灰毛雌兔杂交后代中既有灰毛兔,又有白毛兔
C.高茎豌豆与矮茎豌豆杂交,后代中既有高茎豌豆,也有矮茎豌豆
D.粉花植株自交,后代中同时出现红花植株、粉花植株和白花植株
C [高茎豌豆与矮茎豌豆杂交,后代也是高茎和矮茎,不属于性状分离现象,C错误。]
4.孟德尔对分离现象的原因提出了假说,下列不属于该假说内容的是( )
A.杂种F1自交后代会产生3∶1的性状分离比
B.豌豆种子的圆粒和皱粒是由一对遗传因子控制的
C.形成下一代新的植株时,雌雄配子的结合是随机的
D.植物配子中只含有每对遗传因子中的一个
A [杂种F1自交后代会产生3∶1的性状分离比是提出问题的基础,不属于假说内容,A错误。]
5.水稻的非糯性和糯性是一对相对性状,据图回答下列问题:
(1)根据上图杂交实验判断水稻的显性性状是________(填“非糯性”或“糯性”)。
(2)非糯性杂种水稻自交产生的后代中同时出现糯性和非糯性两种水稻,这种现象在遗传学上称为________(填“性状分离”或“分离性状”)。
(3)请写出图中亲本(P)的遗传因子组成:非糯性________;糯性________。(用A、a表示)
(4)已知非糯性花粉中所含的淀粉为直链淀粉,遇碘变蓝黑色,而糯性花粉中所含的是支链淀粉,遇碘变橙红色。若取图中F1的非糯性水稻的花粉加碘液染色,在显微镜下可观察到的颜色及比例的选项为________( A.蓝黑色∶橙红色=1∶1;B.蓝黑色∶橙红色=2∶1)。
[解析] (1)由图可知:非糯性水稻自交,产生糯性和非糯性两种后代,说明非糯性是显性性状,糯性是隐性性状。(2)非糯性杂种水稻自交产生的后代中同时出现糯性和非糯性两种水稻,这种现象在遗传学上称为性状分离。(3)亲本中非糯性的遗传因子组成为Aa,糯性的遗传因子组成为aa。(4)非糯性花粉遇碘变蓝黑色,糯性花粉遇碘变橙红色,F1中非糯性水稻为杂合子Aa,若取F1非糯性水稻的花粉加碘染色,在显微镜下观察,呈蓝黑色和呈橙红色花粉的比例约为1∶1。
[答案] (1)非糯性 (2)性状分离 (3)Aa aa (4)A
课标内容要求
核心素养对接
阐明有性生殖中基因的分离使得子代的基因型和表型有多种可能。
1.生命观念:认知花的结构与生殖功能相适应,并尝试人工异花授粉的操作。
2.科学思维:尝试运用遗传图解解释生物的一些遗传现象。
品种特点
相应优势
自花传粉。自然状态下一般为纯种
实验结果可靠,容易分析
具有易于区分的性状,且性状能稳定地遗传给后代
实验结果易于观察和分析
实验过程
相关说明
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
①P具有相对性状
②eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(显性性状是高茎,隐性性状是矮茎))
③F1全部表现为显性性状
④F2出现性状分离现象,分离比为3∶1
符号
P
F1
F2
×
♀
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
知 识 网 络 构 建
核 心 语 句 背 诵
1.豌豆作为实验材料的优点:自花传粉;具有易于区分的相对性状。
2.显性性状是具有相对性状的两纯合亲本杂交,子一代显现出来的性状。
3.隐性性状是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。
4.性状分离是指在杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象。
5.纯合子体细胞内每对遗传因子组成相同,杂合子体细胞内至少有一对遗传因子组成不同。
6.纯合子自交后代一定是纯合子,杂合子自交后代既有纯合子也有杂合子。
高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 孟德尔的豌豆杂交实验(二)第1课时导学案: 这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 孟德尔的豌豆杂交实验(二)第1课时导学案,共13页。学案主要包含了两对相对性状的杂交实验,对自由组合现象的解释和验证,自由组合定律等内容,欢迎下载使用。
人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 孟德尔的豌豆杂交实验(二)学案及答案: 这是一份人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 孟德尔的豌豆杂交实验(二)学案及答案,共20页。
高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 孟德尔的豌豆杂交实验(二)第1课时学案: 这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 孟德尔的豌豆杂交实验(二)第1课时学案,共34页。