高中生物苏教版 (2019)必修2《遗传与进化》分离定律第1课时教案

这是一份高中生物苏教版 (2019)必修2《遗传与进化》分离定律第1课时教案，共12页。教案主要包含了一对相对性状的杂交实验，模拟动物性状分离比的杂交实验，对分离现象解释的验证等内容，欢迎下载使用。


一、一对相对性状的杂交实验
1．实验过程(以紫色花豌豆和白色花豌豆的杂交实验为例)
2.对分离现象的解释(以高茎豌豆和矮茎豌豆的杂交实验为例)
(1)理论解释
①孟德尔认为，在来自母本的雌性生殖细胞和来自父本的雄性生殖细胞中存在着控制性状的遗传因子(hereditary factr)，这些遗传因子在亲本体细胞中是成对存在的。
②在杂合子F1(Dd)体细胞中，遗传因子D和d分别独立存在，因此在形成生殖细胞时，F1可以产生数量相等的D型和d型雄配子，也可以产生数量相等的D型和d型雌配子。
③在F1自花授粉时，不同类型的雌雄配子之间的结合是随机的，而且结合的概率相等，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
3．分离定律：控制同一性状的遗传因子在体细胞中成对存在，在形成配子的过程中，成对的遗传因子分别进入不同的配子中。
二、模拟动物性状分离比的杂交实验
1．四人一组，每组准备两个小罐，分别标记为1号罐和2号罐。每个罐中均有100个围棋子，其中黑子和白子都是各50个。1号罐中的棋子代表动物雌配子，2号罐中的棋子代表动物雄配子；黑子代表遗传因子A，白子代表遗传因子a。将每个罐中的棋子充分混合均匀。
2．分别从两个小罐内随机抓取一个棋子，放在一起，表示雌雄配子随机结合形成的受精卵类型。每次记录受精卵类型后，将抓取的棋子各自放回原来的小罐，重新混合均匀。重复20次并归纳结果。统计全班所有小组的数据，计算“遗传因子组成比”和“性状分离比”。
三、对分离现象解释的验证
1．方法：测交，即让杂种F1(Dd)与隐性纯合亲本杂交。
2．过程
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．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．Dd豌豆产生含D的雌配子和含d的雄配子的数量相同。( )
5．孟德尔巧妙设计的测交方法只能用于检测F1的遗传因子组成。( )
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。( )
[答案] 1．× 提示：豌豆为授粉植物，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：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。
5．× 提示：测交方法既可以检测待测个体的遗传因子组成，又可以检测其形成的配子的种类及比例。
6．√
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：植物体中自花授粉和雌雄异花的同株授粉。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．相对性状中显隐性判断(设A、B为一对相对性状)
(1)定义法(杂交法)
①若A×B―→全A，则A为显性，B为隐性。
②若A×B―→全B，则B为显性，A为隐性。
③若A×B―→既有A，又有B，则无法判断显隐性，只能采用自交法。
(2)自交法
①若A既有A，又有B，则A为显性，B为隐性。
②若B既有A，又有B，则B为显性，A为隐性。
(3)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3∶1→分离比占3/4的性状为显性性状。
应用实践：豌豆的高茎(D)对矮茎(d)为一对相对性状，仔细观察下列实验过程图解，回答相关问题：
上图是人工异花传粉的实验过程，请据图回答下列问题：
(1)步骤①是什么过程？应该在开花前还是开花后进行？目的是什么？
(2)步骤②是什么过程？操作前后都要进行套袋处理，目的是什么？
(3)该杂交实验中，母本和父本分别是哪种豌豆？
提示：(1)步骤①是去雄；应该在开花前(花蕾期)进行；目的是防止自花授粉。
(2)步骤②是人工授粉；套袋的目的是防止外来花粉的干扰。
(3)该杂交实验中，高茎豌豆为母本，矮茎豌豆为父本。
1．用豌豆进行遗传实验时，下列操作中错误的是( )
A．杂交时必须在雄蕊成熟前除去母本的雄蕊
B．自交时，雄蕊和雌蕊都无须除去
C．杂交时，必须在开花前除去母本的雌蕊
D．人工授粉后，应套袋
C [豌豆是严格的自花授粉植物，其花属于两性花，所以在自交时无须除去雄蕊和雌蕊。在杂交时，必须在雄蕊成熟前除去母本的全部雄蕊，并套袋。待雌蕊成熟后再授以其他植株的花粉，人工授粉后也要套袋；套袋的目的都是防止其他植株花粉的干扰。]
2．(多选)大豆的紫花和白花为一对相对性状。下列四组杂交实验中，能判定性状的显隐性关系的是( )
A．紫花×紫花→紫花
B．紫花×紫花→301紫花∶101白花
C．紫花×白花→紫花
D．紫花×白花→98紫花∶107白花
BC [利用概念来判断。观察四组杂交实验，杂交实验C符合显隐性性状的概念：具有一对相对性状的纯合亲本杂交，后代只表现一个亲本的性状(紫花)，此性状(紫花)为显性性状，而未表现出来的性状(白花)为隐性性状。杂交实验B中后代出现性状分离现象，且紫花∶白花＝3∶1，符合孟德尔的分离定律，所以可判断紫花为显性性状，白花为隐性性状。通过杂交实验A、D无法判断哪个为显性性状，哪个为隐性性状。]
相对性状的判断
对分离现象的解释及验证
1．相关概念辨析
(1)遗传因子类
①显性遗传因子：控制显性性状的遗传因子(如D)。
②隐性遗传因子：控制隐性性状的遗传因子(如d)。
(2)个体类
①纯合子：遗传因子组成相同的个体(如DD和dd)。
②杂合子：遗传因子组成不同的个体(如Dd)。
(3)注意“成对”的含义
①控制相对性状的两个遗传因子才能成对，如AA、Aa、bb。
②控制不同性状的两个遗传因子不能成对，如AB、Da、ad。
2．杂交实验的遗传图解
遗传图解的写法一般有下面两种：
(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)。
3．规范的遗传图解的书写要求
(1)在图解的左侧注明P、F1、F2……
(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。
4．孟德尔设计测交实验的目的
(1)测定F1产生的配子的种类及比例。
(2)测定F1的遗传因子组成。
强调：测交实验除上述两种作用外，还可用于验证分离定律及判断某个体是纯合子还是杂合子。
5．纯合子、杂合子的判断
(1)测交法(已知显、隐性性状)：
待测个体×隐性纯合子eq \(――→,\s\up7(结果),\s\d15(分析))
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(①若后代无性状分离，则待测个体为纯合子,②若后代有性状分离，则待测个体为杂合子))
(2)自交法(已知或未知显、隐性性状)：
待测个体自交eq \(――→,\s\up7(结果),\s\d6(分析))eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(①若后代无性状分离，则, 待测个体为纯合子,②若后代有性状分离，则, 待测个体为杂合子))
当待测个体为动物时，常采用测交法；当待测个体为植物时，测交法、自交法均可采用，但自交法较简便。
(3)鉴定纯合子、杂合子还可以用花粉鉴定法
非糯性与糯性水稻的花粉遇碘呈现不同颜色。如果花粉有两种，且比例为1∶1，则被鉴定的亲本为杂合子；如果花粉只有一种，则被鉴定的亲本为纯合子。
应用实践：在进行豌豆杂交实验时，孟德尔选择了子叶颜色这一对相对性状，其中豌豆子叶黄色(Y)对绿色(y)为显性。下面是孟德尔用纯合亲本杂交得到的子一代(F1)自交，所得实验遗传图解。
(1)图中Y、y两种雄配子的数目是否相等？雄配子Y与雌配子Y数目是否相等？
提示：Y、y两种雄配子的数目是相等的；但是由于雄配子数要多于雌配子数，所以雄配子Y的数目要远多于雌配子Y的数目。
(2)表中①②③的遗传因子组成和性状表现分别是怎样的？
提示：①和②均为Yy，表现为黄色子叶；③为yy，表现为绿色子叶。
(3)F2中纯合子和杂合子所占比例分别是多少？F2的子叶黄色豌豆中纯合子和杂合子所占比例又分别是多少？
提示：F2中纯合子和杂合子所占比例分别是1/2和1/2，F2的子叶黄色豌豆中纯合子和杂合子所占比例分别是1/3和2/3。
1．(2019·全国卷Ⅲ)假设在特定环境中，某种动物基因型为BB和Bb的受精卵均可发育成个体，基因型为bb的受精卵全部死亡。现有基因型均为Bb的该动物1 000对(每对含有1个父本和1个母本)，在这种环境中，若每对亲本只形成一个受精卵，则理论上该群体的子一代中BB、Bb、bb个体的数目依次为( )
A．250、500、0 B．250、500、250
C．500、250、0 D．750、250、0
A [亲本基因型都为Bb，子一代中BB、Bb、bb的个体数目之比应为1∶2∶1，但题目信息中bb的受精卵全部死亡，故BB、Bb、bb个体数目依次为250、500、0。]
2．在孟德尔一对相对性状的杂交实验中，出现1∶1的是( )
A．亲代(DD和dd)所产生的遗传因子组成为D和d的两种配子之比
B．F1(Dd)所产生的雌雄配子之比
C．F1(Dd)自交后代不同性状表现个体之比
D．F1产生的遗传因子组成为D的雄配子和遗传因子组成为d的雄配子之比
D [F1产生的遗传因子组成为D和d的雌配子数量相等，遗传因子组成为D和d的雄配子数量也相等。但是，雌雄配子的总量不相等(多数生物雄配子的数量远多于雌配子的数量)。]
雌配子数≠雄配子数。Dd的豌豆个体产生的雌雄配子均为D、d，在雌雄配子中二者之比均为1∶1，但雌雄配子数不是1∶1。
3．采用下列哪一组方式，可以依次解决①～④中的遗传学问题( )
①鉴定一只白羊是否是纯种
②在一对相对性状中区分显隐性
③不断提高小麦抗病品种的纯合度
④检验杂种F1的遗传因子组成
A．杂交、自交、测交、测交 B．测交、杂交、自交、测交
C．测交、测交、杂交、自交 D．杂交、杂交、杂交、测交
B [可以利用测交来鉴定白羊是否为纯合子；可通过让具有相对性状的纯合亲本杂交来区分相对性状的显隐性；纯合子自交不发生性状分离，可通过连续自交提高小麦抗病品种的纯合度；可通过测交检验杂种F1的遗传因子组成。]
[课堂小结]
1．下列有关相对性状的叙述，正确的是( )
A．梨的果皮光滑和桃的果皮有毛是相对性状
B．家兔的黑色毛、白色毛和棕色毛是相对性状
C．番茄的红色果实和圆形果实是相对性状
D．生物的同一性状的不同表现形式就是相对性状
B [相对性状是指同种生物同一性状的不同表现类型。A项中不是同种生物，C项中不是同一性状，D项不一定是同种生物。]
2．(多选)右图是豌豆植株人工杂交的示意图，下列相关说法中正确的是( )
A．①②分别表示父本和母本
B．操作③表示去雄
C．操作④表示授粉
D．④操作后需要对雌蕊进行套袋
BCD [提供花粉的是父本，接受花粉的是母本，A项错误；③④分别表示去雄和授粉，B、C项正确；传粉后为了避免外来花粉的干扰，应及时对雌蕊套袋，D项正确。]
3．下图表示性状分离比的模拟实验，下列操作中不规范或不正确的是( )
甲 乙
A．甲、乙两袋中的小球分别表示雌雄生殖器官产生的配子
B．甲、乙两袋中小球的数量一定要相同
C．该过程模拟了雌雄配子的随机结合
D．每次抓完小球记录后需将小球放回原袋
B [甲、乙两袋中的小球分别表示雌雄生殖器官产生的雌雄配子，A正确；甲、乙两袋中的小球数量不相同也可以，只要保证每袋中两种“配子”的比例为1∶1即可，B错误；该过程模拟了雌雄配子的随机结合，C正确；每次抓完小球记录后，需将小球放回原袋，否则两袋中两种“配子”的比例不再是1∶1，D正确。]
4．孟德尔的一对相对性状的遗传实验中，具有1∶1比例的有( )
①子一代产生的不同类型配子的比例
②子二代的性状分离比
③子一代测交后代性状分离比
④子一代产生的雌、雄配子比例
⑤子一代产生的不同类型的雌配子比例
⑥子一代产生的不同类型的雄配子比例
A．①④⑤⑥ B．①③⑤⑥
C．②③④⑤ D．②③④⑥
B [在孟德尔一对相对性状的杂交实验中，子一代产生配子时，无论雌雄个体均产生比例相同的两种配子，所以测交后代性状分离比为1∶1，①③⑤⑥正确；但雌雄配子数量不同，子二代的性状分离比为3∶1，②④错误。故选B。]
5．豌豆子叶黄色、绿色受一对遗传因子(Y、y)控制，现将子叶黄色豌豆与子叶绿色豌豆杂交，F1为黄色。F1自花授粉后结出F2种子共8 003粒，其中子叶黄色豌豆种子为6 002粒。试分析完成下列问题：
(1)________为显性性状，________为隐性性状。
(2)亲本的遗传因子组成为________和________。
(3)F1产生配子的类型是________，其比例是________。
(4)F2的性状表现是________和________，其比例是________，其中子叶绿色为________粒。
(5)F2的遗传因子组成是___________，其比例是____________。
[解析] (1)子叶黄色豌豆与子叶绿色豌豆杂交，F1为黄色，说明黄色为显性性状，绿色为隐性性状。(2)由题意知，F1遗传因子组成为Yy，进一步可推知亲本的遗传因子组成为YY和yy。(3)由题意知，F1遗传因子组成为Yy，F1产生的配子的类型及比例是Y∶y＝1∶1。(4)F1自花授粉后结出F2种子，会发生性状分离，子叶黄色∶子叶绿色＝3∶1；子叶黄色种子6 002粒，则子叶绿色种子是8 003－6 002＝2 001(粒)。(5)F1遗传因子组成为Yy，自交所得F2的遗传因子组成及其比例为YY∶Yy∶yy＝1∶2∶1。
[答案] (1)子叶黄色 子叶绿色 (2)YY yy (3)Y和y 1∶1 (4)子叶黄色 子叶绿色 3∶1 2 001 (5)YY、Yy、yy 1∶2∶1
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：利用遗传图解，梳理孟德尔对分离现象的解释及对解释的证明。
3．科学探究：尝试运用遗传图解解释生物的一些遗传现象。
实验过程
说明
(1)P具有相对性状
(2)F1全部表现显性性状
(3)F2出现性状分离现象，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
已知条件
相对性状
亲本组合(性状表现)
后代性状表现
显性性状
隐性性状
甲性状×乙性状
只出现甲性状后代(后代足够多时)
甲
乙
甲性状×甲性状
出现了乙种性状的后代(不考虑基因突变)
甲
乙
甲性状∶乙性状＝3∶1(后代足够多时)
甲
乙
知 识 网 络 构 建
核 心 语 句 背 诵
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(hmzygte)，遗传因子组成不同的个体(如Dd)称为杂合子(heterzygte)。
4.在一对相对性状的杂交实验中，F2的性状分离比为3∶1；在测交实验中，F2的性状分离比为1∶1。
5.分离定律：控制同一性状的遗传因子在体细胞中成对存在，在形成配子的过程中，成对的遗传因子分别进入不同的配子中。