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第1节孟德尔的豌豆杂交实验(一)第1课时一对相对性状的杂交实验过程和解释[学习导航]1.结合豌豆的特点，概述用豌豆做遗传实验容易成功的原因及相关的基本操作。2.结合教材图文，简述孟德尔一对相对性状的杂交实验过程及解释。3.结合教材示例，学会用遗传图解解释生物的遗传现象。[重难点击]孟德尔一对相对性状的杂交实验过程及解释。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，又那么精彩绝伦。那么是谁发现了遗传的奥秘呢？孟德尔——遗传学的奠基人，他经过八年的实验发现了遗传规律。后人对于他的工作和评价：八年耕耘源于对科学的痴迷，一畦畦豌豆蕴藏遗传的秘密。实验设计开辟了研究的新路，数学统计揭示出遗传的规律。其实当时很多人都在研究豌豆，为什么他有这么大的成就呢？显然他在实验设计和数据处理上有创新。那么他是怎么实验的？我们循着150多年前孟德尔研究豌豆的足迹，共同探索遗传规律，体会科学探索的过程。一、用豌豆做遗传实验的优点和杂交实验技术1．豌豆作遗传实验材料的优点(1)自花传粉且闭花受粉，在自然状态下一般都是纯种。(2)具有易于区分的相对性状，且能稳定地遗传给后代。(3)花比较大，易于操作。(4)子代数量较多，数学统计结果可靠。2．豌豆的人工杂交技术去雄：除去未成熟花的全部雄蕊↓套袋：套上塑料袋或纸袋，防止外来花粉干扰。↓人工异花传粉↓再套袋3．相对性状一种生物的同一种性状的不同表现类型就叫做相对性状。下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？应该在开花前还是开花后进行？目的是什么？答案步骤①是去雄；应该在开花前(花蕾期)进行；目的是防止自花受粉。2．步骤②是什么？操作前后都要进行套袋处理，目的是什么？答案步骤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，母本和父本分别是哪种豌豆？答案该杂交实验中，高茎豌豆为母本，矮茎豌豆为父本。4．黄瓜是单性花，对其人工异花传粉操作与豌豆的最大区别是什么？答案黄瓜的人工异花传粉无须“去雄”操作。知识整合去雄要在开花前(雄蕊和雌蕊未成熟)进行，防止自花受粉；套袋的目的是防止外来花粉的干扰；提供花粉的作为父本，接受花粉的作为母本；单性花无需去雄。1．人工异花传粉的操作过程正确的是()①花粉成熟前②花粉成熟时③花凋谢后④套袋⑤去雄⑥异花传粉A．②⑤④③⑥④B．①④⑤②⑥④C．①⑤④②⑥D．①⑤④②⑥④答案D解析人工异花传粉的关键是避免非目的花粉的传粉，所以花粉成熟前去雄，目的是避免自花传粉。异花传粉前后都要套装，避免其他成熟花粉影响结果。2．下列属于相对性状的是()A．玉米的黄粒与皱粒B．狗的长毛与直毛C．果蝇的长翅与残翅D．小麦的抗倒伏与抗锈病答案C解析相对性状是同种生物同一种性状的不同表现类型。易混辨析性状和相对性状(1)性状是指生物体所有特征的总和。任何生物都有许许多多的性状。(2)相对性状的理解要点：“两个同”：同种生物、同一种性状。“一个不同”：不同表现类型。如豌豆的白花和绿叶、猪的黑毛和牛的黄毛都不能称为相对性状。二、一对相对性状的杂交实验高茎豌豆和矮茎豌豆的杂交实验1．写出下列各符号的含义P：亲本；F1：子一代；F2：子二代；杂交：×；自交：；父本：♂；母本：♀。2．若该杂交方式称为正交，则反交的父本是矮茎豌豆，母本是高茎豌豆。3．实验过程分析(1)F1中显现出来的性状，叫做显性性状(如图中高茎)；未显现出来的性状，叫做隐性性状(如图中矮茎)。(2)F1杂合高茎豌豆自交后代同时出现显性性状(高茎)和隐性性状(矮茎)的现象叫做性状分离。(3)孟德尔对F2中的不同性状的个体进行数量统计，结果显示787株是高茎，277株是矮茎，比例接近于3∶1，而且正反交的结果相同(相同、不同)。小麦的高茎和矮茎是一对相对性状，现有纯合的高茎小麦甲和矮茎小麦乙，请分析：1．该如何区分这对性状的显隐性？答案让纯合的高茎小麦甲和矮茎小麦乙杂交，F1显现出来的性状是显性性状，未显现出来的性状是隐性性状。2．若已知高茎小麦是显性，让甲、乙杂交，获得的F1自交，F2共获得20株小麦，矮茎个体一定是5株吗？说明原因。答案不一定。样本数量太少，不一定完全符合3∶1的性状分离比，孟德尔实验中的比例是在实验材料足够多的情况下得出的。3．根据性状分离的概念，下面有四个杂交组合，哪些发生了性状分离现象？①高茎豌豆和矮茎豌豆杂交，后代都是高茎豌豆②高茎豌豆和矮茎豌豆杂交，后代既有高茎豌豆又有矮茎豌豆③圆粒豌豆自交后代中，圆粒豌豆和皱粒豌豆分别为34株和14株④开粉色花的紫茉莉自交，后代出现红花、粉花和白花答案性状分离是指同一种性状的个体自交后代同时出现显性性状和隐性性状的现象，所以③④属于性状分离现象。知识整合判断一对相对性状的显隐性，用具有相对性状的纯合子杂交，F1显现出来的性状是显性性状，未显现出来的性状是隐性性状；孟德尔实验中的比例是在实验材料足够多的情况下得出的，样本数量太少时，不一定完全符合3∶1的性状分离比；性状分离指在杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象3．一对相对性状的亲本杂交，子二代中()A．所有的统计结果都等于3∶1B．统计的样本足够大时才符合3∶1C．性状按3∶1的比例出现D．统计的样本越小越接近3∶1答案B解析孟德尔之后，科学家们在继续研究中发现，只有满足大样本即实验群体足够大时，才能够实现孟德尔统计的比例关系，越小越偏离，越大越接近。4．对于孟德尔所做的豌豆的一对相对性状的遗传实验，不必具备的条件是()A．选用的一对相对性状要有明显的差异B．实验选用的两个亲本，一定是纯种C．要让显性亲本作父本，隐性亲本作母本D．要让两个亲本之间进行有性杂交答案C解析孟德尔所做的豌豆的一对相对性状的研究实验中，豌豆必须具有一对易于区分的相对性状，同时亲本必须是纯种，具有相对性状的两个纯合亲本必须进行有性杂交，该过程中正反交实验都要做，才能使实验更具有说服力。知识拓展孟德尔所做的豌豆杂交实验中，选取的性状都是由细胞核控制的，所以正、反交的结果是一样的，但不是所有的正、反交的结果都相同，后面的学习中我们将会了解到。三、对分离现象的解释1．孟德尔的假说(1)生物的性状是由遗传因子决定的，决定高茎和矮茎的遗传因子分别为：D、d。(2)体细胞中遗传因子是成对存在的，F1的遗传因子组成为Dd。(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，分别进入不同的配子中，F1产生配子的遗传因子组成及比例为D∶d＝1∶1。(4)受精时，雌雄配子的结合是随机的。2．遗传图解(1)配子的结合方式：4种。(2)遗传因子组成：3种，分别为DD、Dd、dd，其比例为1∶2∶1。(3)产生后代的性状表现：2种，分别为高茎、矮茎，其比例为3∶1。(4)上图亲本中的高茎(DD)或矮茎(dd)遗传因子组成相同，称为纯合子；F1中的高茎(Dd)遗传因子组成不同，称为杂合子。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，实验结果如下：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的数目是否相等？答案Y、y两种雄配子的数目是相等的；但是由于雄配子要多于雌配子，所以雄配子Y要远多于雌配子Y。2．表中①②③的遗传因子组成和性状表现分别是怎样的？答案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的黄色子叶豌豆中纯合子和杂合子所占比例又分别是多少？答案F2中纯合子和杂合子所占比例分别是12和12，F2的黄色子叶豌豆中纯合子和杂合子所占比例分别是13和23。4．F2要出现3∶1的分离比，需要满足什么样的条件？答案(1)F1形成两种配子的数目是相等的，且它们的生活力是一样的；(2)F1的两种配子的结合机会是相等的；(3)F2的各种遗传因子组合的个体成活率是相等的。知识整合F1产生的两种雄配子或雌配子的数目是相等的，但雄配子总体上要远多于雌配子；F2要出现3∶1的分离比，需要满足：F1形成两种数目相等的配子，且它们的生活力是一样的；F1的两种配子的结合机会是相等的；F2的各种遗传因子组合的个体成活率是相等的。5．下列关于纯合子与杂合子的叙述，正确的是()A．纯合子自交，后代不发生性状分离B．杂合子杂交，后代不发生性状分离C．纯合子自交，后代发生性状分离D．杂合子自交，后代不发生性状分离答案A解析纯合子自交，后代全是纯合子，不会发生性状分离；杂合子自交的后代既有纯合子也有杂合子，会发生性状分离现象。6．人的双眼皮(A)对单眼皮(a)是显性，一对双眼皮的夫妇生了一个单眼皮的孩子，这是为什么？请用遗传图解回答。答案父母都是杂合子，图解如下：1．用豌豆进行遗传实验时，下列操作错误的是()A．杂交时，须在花粉尚未成熟时除去母本的雄蕊B．自交时，雌蕊和雄蕊都无需除去C．杂交时，须在花粉尚未成熟时除去母本的雌蕊D．人工传粉后，应套袋答案C解析豌豆属于自花传粉、闭花受粉植物。自然状态下自交，是纯种。杂交时，要在花粉尚未成熟时除去母本的雄蕊，保留其雌蕊并套袋，然后对其进行人工传粉，传粉后为避免外来花粉的干扰，应对其继续做套袋处理。2．下列各组性状互为相对性状的是()A．人的白色皮肤和棕色头发B．绵羊的白毛和黑毛C．玉米的黄粒和圆粒D．豌豆的高茎和豆荚绿色答案B解析相对性状是指一种生物的同一种性状的不同表现类型，人的白色皮肤和棕色头发，一个是皮肤的颜色，一个是头发的颜色，它们不互为相对性状，A错误；绵羊的白毛和黑毛互为相对性状，B正确；玉米的黄粒和圆粒，一个是种子颜色，一个是种子形状，它们不互为相对性状，C错误；豌豆的高茎和豆荚绿色，一个是茎的高度，一个是豆荚的颜色，都不是同一种性状，D错误。3．下列叙述正确的是()A．生物体没有显现出来的性状称为隐性性状B．亲本之中一定有一个表现为隐性性状C．若子代中出现显性性状，则亲代中必有显性性状个体D．在一对相对性状的遗传实验中，双亲只具有一对相对性状答案C解析隐性性状并非一直不能表现出来，只是在杂合子中不能表现；在一对相对性状的遗传实验中，双亲并非只具有一对相对性状，而是只研究其中的一对相对性状。4．用纯种高茎豌豆(DD)与纯种矮茎豌豆(dd)杂交，得到F1全为高茎，将F1自交得F2，F2中高茎∶矮茎为3∶1。下列选项中不是实现F2中高茎∶矮茎为3∶1的条件的是()A．F1形成配子时，成对的遗传因子分离，形成两种配子B．含有不同遗传因子的配子随机结合C．含有不同遗传因子组合的种子必须有适宜的生长发育条件D．只需A项条件，而不需B、C两项条件答案D解析F1自交后代出现性状分离，分离比为3∶1。条件有：①F1形成配子时成对的遗传因子分离，形成D配子和d配子；②这两种类型的雌雄配子随机结合，且结合机会相等；③含各种遗传因子的种子必须有实现各自遗传因子表达的环境条件。5．如图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①叫做________，操作②叫做________；为了确保杂交实验成功，①的操作过程中应注意，时间上______________________，操作过程中__________________，操作后________________。(3)红花(A)对白花(a)为显性，则杂种种子种下去后，长出的豌豆植株开的花为________色。(4)若P皆为纯合子，让F1进行自交，F2的性状中，红花与白花之比为________，F2的遗传因子组成有________，且比值为________。生物体的这种现象称为________。答案(1)白花豌豆红花豌豆(2)去雄授粉要在花粉成熟之前进行要干净、全部、彻底要外套罩子(袋子)(3)红(4)3∶1AA、Aa、aa1∶2∶1性状分离解析(1)(2)涉及植物杂交实验方法，要注意的重点是豌豆是天然的自花传粉、闭花受粉植物，必须适时用合适的方法去雄。