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成才之路·生物路漫漫其修远兮吾将上下而求索人教版·必修2第一章遗传因子的发现第1节孟德尔的豌豆杂交实验(一)第一章学习目标定位教材问题释疑课前预习导学课堂巩固练习课后强化作业课堂合作探究本节主攻要点1．豌豆作为实验材料的优点：①自花传粉和闭花受粉；②具有易于区分的相对性状。2．具相对性状的纯合亲本杂交，F1表现出的性状为显性性状。3．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，性状分离比为1:1。4．显隐性性状的判断方法是：①具相对性状的亲本杂交，若子代只出现一种性状，则该性状为显性性状。②具相同性状的亲本杂交，若子代出现不同性状，则新出现的性状为隐性性状。5．纯合子自交后代仍为纯合子，杂合子自交后代既有纯合子也有杂合子。6．分离定律的实质是：在形成配子时，控制同一性状的遗传因子发生分离，形成数量相等的两种配子。学习目标定位学习目标：1.阐明孟德尔的一对相对性状的杂交实验及分离定律。2．体验孟德尔遗传实验中的科学方法和创新思维。3．运用分离定律解释一些遗传现象。重点与难点：(1)对分离现象的解释，阐明分离定律；(2)以孟德尔的遗传实验为素材进行科学方法教育；(3)运用分离定律解释一些遗传现象。情境导入：“龙生龙，凤生凤，老鼠生来会打洞”，遗传，俯拾皆是的生物现象，其中的奥秘却隐藏至深。人类对它的探索之路，充满着艰难曲折。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，使子代表现出介于双亲之间的性状。但这显然不能解释我们身边的很多遗传现象。直至19世纪中期，奥地利修道院里的一位年轻人，利用豌豆等植物进行杂交实验，发现了生物遗传的规律，揭开了人们研究生物遗传的新篇章。问题探究：你知道这位因为在遗传学上的重大发现而名垂青史的人是谁吗？提示：孟德尔。教材问题释疑(一)问题探讨1．粉色。因为按照融合遗传的观点，双亲遗传物质在子代体内混合，子代呈现双亲的中介性状，即红色和白色的混合色——粉色。2．提示：此问题是开放性问题，目的是引导学生观察、分析身边的遗传现象，学生通过对遗传实例的分析，辨析融合遗传观点是否正确。有些学生可能举出的实例是多个遗传因子控制生物性状的现象(如人体的高度等)，从而产生诸多疑惑。(二)实验1．与每个小组的实验结果相比，全班实验的总结果更接近预期的结果，即彩球组合类型数量比DD:Dd:dd＝1:2:1，彩球代表的显性与隐性类型的数值比为3:1。因为实验个体数量越大，越接近统计规律。如果孟德尔当时只统计10株豌豆杂交的结果，则很难正确地解释性状分离现象，因为实验统计的样本数目足够多，是孟德尔能够正确分析实验结果的前提条件之一。当对10株豌豆的个体做统计时，会出现较大的误差。2．模拟实验的结果与孟德尔的假说是相吻合的。因为甲、乙小桶内的彩球代表孟德尔实验中的雌、雄配子，从两个桶内分别随机抓取一个彩球进行组合，实际上模拟雌、雄配子的随机组合，统计的数量也足够大，出现了3:1的结果。但证明某一假说还需实验验证。(三)技能训练提示：将获得的紫色花连续几代自交，即将每次自交后代的紫色花选育再进行自交，直至自交后代不再出现白色花为止。具体过程可用以下图解表示。(四)旁栏思考题不会。因为满足孟德尔实验条件之一是雌、雄配子结合机会相等，即任何一个雄配子(或雌配子)与任何一个雌配子(或雄配子)的结合机会相等，这样才能出现3:1的性状分离比。课前预习导学自主预习一、豌豆作为遗传材料的优点及方法1．优点(1)________传粉和________受粉。自然条件下，一般是________。(2)具有易于区分的________，且能________地遗传给后代。2．方法：人工异花传粉的一般步骤________→套袋→________→套袋。二、一对相对性状的杂交实验1．过程P(亲本)高茎×矮茎F1(子一代)高茎F2(子二代)性状：高茎:____比例：3:12．特点：(1)F1全部表现为________。(2)F2出现________现象，分离比为________。三、对分离现象的解释1．孟德尔对分离现象提出的假说(1)生物的性状是由________决定的。(2)体细胞中遗传因子是________存在的。(3)配子中的遗传因子是________存在的。(4)受精时，雌雄配子的结合是________的。2．性状分离比的模拟实验(1)模拟内容：用甲、乙两个小桶分别代表________，甲、乙内的彩球分别代表________，用不同彩球随机组合模拟______________。(2)分析结果得出结论：彩球组合类型数量比DD:Dd:dd≈______，彩球代表的显隐性的数值比______。四、对分离现象解释的验证1．方法：________，即让______________杂交。2．结论：测交后代分离比________，符合预期的设想，从而证实________，产生________两种配子，这两种配子的比例是________。五、分离定律1．描述对象：____________________。2．发生时间：在形成________时。3．实质：控制同一性状的成对的________发生分离，分离后的__________分别进入______中，随__________遗传给后代。答案：一、1.(1)自花闭花纯种(2)性状稳定2．去雄传粉二、1.矮茎2．(1)高茎(2)性状分离3:1三、1.(1)遗传因子(2)成对(3)单个(4)随机2．(1)雌雄生殖器官雌雄配子生物在生殖过程中，雌雄配子的随机结合(2)1:2:13:1四、1.测交F1与隐性纯合子2．1:1F1是杂合子雌、雄1:1五、1.控制同一性状的遗传因子2．配子3．遗传因子遗传因子不同的配子配子互动探究1.豌豆的F1自交后，是否对豌豆的花进行套袋处理？2．豌豆根在生长过程中，细胞内的遗传因子是否遵循分离定律？提示：1.不用，因为豌豆是自花传粉闭花受粉植物，在开花前已经完成了受粉。2．否。根的生长中细胞分裂的方式为有丝分裂，分离定律适用于减数分裂形成配子时。课堂合作探究知识点1用豌豆做遗传实验的优点及方法1.与豌豆繁殖有关的生物知识要点归纳(1)两性花和单性花：一朵花中只有雄蕊或只有雌蕊，这样的花称为单性花。同一朵花中既有雄蕊又有雌蕊，这样的花称为两性花，如豌豆花(如图)。(2)自花传粉和异花传粉：两性花的花粉，落到同一朵花的雌蕊柱头上的过程，叫做自花传粉，如豌豆。两朵花之间的传粉过程，叫做异花传粉。(3)闭花传粉：花在未开放前，因雄蕊和雌蕊都紧紧地被花瓣包裹着，雄蕊花药中的花粉传到雌蕊的柱头上，称之为闭花传粉。(4)父本和母本：不同植株的花进行异花传粉时，供应花粉的植株叫做父本，接受花粉的植株叫做母本。2．豌豆作遗传实验材料的优点(1)豌豆是自花传粉植物，而且是闭花受粉，所以豌豆在自然状态下一般都是纯种；(2)具有稳定的易于区分的性状；(3)豌豆生长周期短，易于栽培；(4)子粒较多，数学统计分析结果更可靠。说明：前两个优点是最主要的。3．方法：杂交实验杂交实验的一般步骤：(1)选择亲本父本→提供花粉母本→接受花粉要具有较明显的相对性状，以便观察和分析(2)去雄：在花粉未成熟前去掉母本花的雄蕊，并套袋以防雌蕊受粉。(3)授粉：取下母本花上的套袋，将父本花的成熟花粉撒在母本花的雌蕊柱头上。(4)套袋：将纸袋再套上，以防外来花粉混杂，保证杂交实验的可靠性和结论的准确性。(5)挂牌、标记：注明杂交亲本的类型(基因型、表现型)，授粉日期等内容。豌豆为雌雄同株植物，进行自花传粉、闭花受粉，自然状态下都是自交。孟德尔的豌豆杂交实验是人工杂交，在花蕾期人工去雄并套袋。典例导析用豌豆进行遗传实验时，下列操作错误的是()A．杂交时，须在开花前除去母本的雄蕊B．自交时，雌蕊和雄蕊都无需除去C．杂交时，须在开花前除去母本的雌蕊D．人工授粉后，应套袋[解析]豌豆是严格自花传粉、闭花受粉植物，其花属于两性花，所以在自交时，无须除去雌蕊或雄蕊；在进行豌豆的杂交实验时，需在豌豆开花前，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(即人工授粉)，人工授粉后还要套袋，前后两次套袋的目的都是防止其他植株花粉的影响。[答案]C下列有关孟德尔豌豆杂交实验的叙述，正确的是()A．孟德尔在豌豆开花时进行去雄和授粉，实现亲本的杂交B．孟德尔研究豌豆花的构造，但无需考虑雌蕊、雄蕊的发育程度C．孟德尔根据亲本中不同个体表现型来判断亲本是否纯合D．孟德尔利用豌豆自花传粉、闭花受粉的特性[答案]D[解析]豌豆是严格的自花传粉、闭花受粉植物，应在开花前去雄；花的主要结构是雄蕊和雌蕊，雄蕊和雌蕊发育不良，会影响受粉；孟德尔依据子代不同个体的表现型来判断亲本是否纯合。知识点2一对相对性状的杂交实验1.基本概念(1)性状：生物所表现出来的形态特征(形状、颜色等)和生理特征(肉眼不一定能直接辨别出，如人的血压，脉搏等)的总称。(2)相对性状：一种生物的同一种性状的不同表现类型。如人的单眼皮和双眼皮。要点归纳(3)显性性状：具有一对相对性状的两个纯种亲本杂交，子一代中显现出来的性状。(4)隐性性状：具有一对相对性状的两个纯种亲本杂交，子一代中未显现出来的性状。(5)性状分离：在杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象。(6)杂交是指不同基因型的生物之间的交配方式。(7)测交是指杂种子一代与隐性纯合子杂交的交配方式。(8)自交是指基因组成相同的生物个体之间相互交配的方式，对植物来说是指自花受粉和同株异花受粉。(9)回交是指杂交子一代与亲本之间的交配方式。(10)正交与反交是一组相对概念。若甲为母本，乙为父本的交配方式称为正交，则以甲为父本，乙为母本的交配方式称为反交。2．符号含义PF1F2×⊗♀♂亲本子一代子二代杂交自交雌性个体雄性个体3.一对相对性状的杂交实验(1)实验过程(2)实验现象具有一对相对性状的纯种亲本杂交：①F1只表现出显性性状。②F2中显性性状、隐性性状分离，分离比为3:1。F2中高茎和矮茎的数量比为3:1，该数值是统计分析的结果，统计数量越多越接近3:1，否则可能偏离这一比例。典例导析杂合子高茎豌豆自交，后代中已有15株高茎，第16株豌豆的表现型()A．一定为矮茎B．一定为高茎C．是矮茎的可能性大D．是高茎的可能性大[解析]杂合子高茎豌豆自交，后代表现型理论值是高茎:矮茎＝3:1，即高茎的可能性为75%，又自交后代彼此独立，互不影响，故第16株为高茎的可能性也为75%，大于矮茎的可能性。[答案]D下列有关纯合子的叙述中错误的是()A．由相同遗传因子的雌雄配子受精发育而来B．连续自交，性状能稳定遗传C．杂交后代一定是纯合子D．不含等位基因(控制相对性状的遗传因子)[答案]C[解析]就一对性状而言，由相同遗传因子的配子组合成的受精卵(合子)发育成的个体(遗传因子组成为AA或aa)叫纯合子。纯合子能稳定遗传，它的自交后代不会发生性状分离，不含有控制相对性状的遗传因子。显性纯合子(AA)和隐性纯合子(aa)杂交，后代是杂合子(Aa)，故C选项不正确。知识点3对分离现象的解释1.孟德尔遗传因子假说的要点(1)生物的性状是由遗传因子决定的。①遗传因子就像一个个独立的颗粒，既不相互融合，也不会在传递中消失。②显性遗传因子用大写字母表示(如D)，隐性遗传因子用小写字母表示(如d)。要点归纳(2)体细胞中遗传因子成对存在。①成对的理解——两个遗传因子或相同或控制一对相对性状。如DD、Dd、dd。②纯合子：遗传因子组成相同的个体。如纯种高茎豌豆DD、纯种矮茎豌豆dd。③杂合子：遗传因子组成不同的个体。如F1杂种豌豆Dd。说明：纯合子能稳定遗传，即纯合子自交后代不会发生性状分离；杂合子不能稳定遗传，即杂合子自交后代会发生性状分离。(3)生物体在形成生殖细胞——配子时，成对的遗传因子彼此分离。①生物体在形成生殖细胞——配子时，要经过减数分裂。②配子中遗传因子单个存在，只含有每对遗传因子中的一个。③遗传因子组成为Dd的生物体，产生的雌、雄配子各有D和d两种类型，且比值为1:1。(4)受精时，