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第1节孟德尔的豌豆杂交实验(一)[学习目标][核心素养]1.分析孟德尔遗传实验的科学方法。2.阐明基因的分离定律。3.模拟植物或动物性状分离的杂交实验。1.科学思维——归纳遗传学基本概念，学会利用基因的分离定律解决实际问题。2.科学探究——分析一对相对性状的豌豆杂交实验，交流实验结果，设计一对相对性状杂交实验。读教材、抓双基自主预习一、孟德尔用豌豆做遗传杂交实验1．用豌豆作遗传实验材料的优点(1)豌豆是1_________传粉和2_________受粉的植物。自然状态下，一般是3_________。(2)具有易于区分的4_________，且能5_________地遗传给后代。自花闭花纯种性状稳定2．人工杂交实验的一般步骤图中a为6_________：除去未成熟花的全部雄蕊。↓套袋隔离：套上纸袋，防止7_________干扰。↓人工去雄外来花粉图中b为8_________：雌蕊成熟时将另一植株的花粉撒在去雄花的雌蕊柱头上。↓9____________：保证杂交得到的种子是人工授粉后所结出的。人工授粉再套袋隔离二、一对相对性状的杂交实验——假说演绎法1．实验过程及现象——发现问题实验过程说明P(亲本)高茎×矮茎↓F1(子一代)10_______↓F2(子二代)高茎∶11____比例接近3∶1P具有12_________显性性状是13_________隐性性状是14_________F1全部表现为15_____性状F2出现16_________现象，分离比为17_____________________________高茎矮茎相对性状高茎矮茎显性性状分离显性性状∶隐性性状≈3∶12.分析F1、F2的现象——提出问题：是什么导致18_________在杂种后代中按一定的比例分离。三、对分离现象的解释——提出假说1．生物的性状由19_________控制，遗传因子在体细胞中20_________存在，在配子中21_________存在。2．亲本遗传因子组成为22_________，分别产生含23_________的配子和含24_________的配子。遗传性状遗传因子成对成单DD、ddDd3．F1的遗传因子组成为25_________，表现26_________性状。4．F1产生配子时，27_________的遗传因子彼此28_________，分别进入不同的配子中，从而产生29_________种比例相等的配子。5．F2出现30_________种遗传因子组成，其比例为31________________；32_________种表现型，其比例为高茎∶矮茎≈33_________。Dd显性成对分离两三1DD∶2Dd∶1dd两3∶1四、对分离现象解释的验证——演绎推理1．演绎推理：隐性纯合子只产生一种含34_________的配子，所以不会掩盖F1配子中基因的表达。2．方法：35______实验，即让F1与36_______________。3．预期：测交后代37___________________________。隐性基因测交隐性纯合子杂交高茎和矮茎的比例为1∶14．进行测交实验——实验验证结果：测交后代的高茎和矮茎比接近1∶1。5．分析结果——得出结论实验数据与理论分析38_________，证明对分离现象的理论解释是正确的。相符1．判断正误(1)豌豆杂交实验的操作是去雄→套袋→授粉→套袋。()(2)“F1(Dd)产生两种数量相等的雌(雄)配子(D和d)”属于推理内容。()(3)孟德尔巧妙设计的测交方法只能用于检测F1的基因型。()√√×(4)在形成配子过程中成对遗传因子的分离是雌雄配子中遗传因子随机结合的基础。()(5)分离定律中F1(Dd)产生的雌雄配子的数目相等。()(6)两亲本杂交子代表现型比例为3∶1，则双亲均为杂合子。()√×√2.(2019·烟台检测)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．豌豆在自然条件下都是纯种D．豌豆是单性花，易于操作解析：选D豌豆是自花传粉、闭花受粉的植物，在自然条件下都是纯种；豌豆具有多对易于区分的相对性状，为两性花且花比较大，易于操作。3．(2019·南京检测)下列关于遗传学的基本概念的叙述中，正确的是()A．后代同时出现显性性状和隐性性状的现象就叫性状分离B．纯合子杂交产生的子一代所表现的性状就是显性性状C．兔的白毛和黑毛，狗的长毛和卷毛都是相对性状D．不同环境下遗传因子组成相同，表现型不一定相同解析：选D性状分离是指相同性状的亲本杂交，后代同时出现显性性状和隐性性状的现象，A错误；在完全显性的条件下，具有相对性状的两个亲本杂交，子一代表现出的性状是显性性状，B错误；狗的长毛与卷毛不是相对性状，C错误；表现型是遗传因子组成与环境共同作用的结果，遗传因子组成相同，环境不同，表现型不一定相同，D正确。解疑难、提能力课堂探究探究点一|用豌豆做杂交实验的优点及一对相对性状的杂交实验|核心探究|一、用豌豆作遗传实验材料的优点豌豆具有的特点成功的关键1自花传粉、闭花受粉避免了外来花粉的干扰，自然状态下一般都是纯种，用豌豆做人工杂交实验，结果既可靠，又容易分析2有易于区分且能稳定遗传的相对性状，如高茎、矮茎等实验结果易观察和分析3容易栽培，而且生长周期短实验周期短，便于实验的进行4一次繁殖产生的后代数目多，且种子保留在豆荚内容易收集到大量的数据，利于结果的统计二、一对相对性状的杂交实验1．实验过程及有关概念2．实验现象及发现的问题自交产生的后代中，高茎豌豆与矮茎豌豆的比值接近3∶1，并且此现象并非偶然。3．常见的遗传学符号PF1F2×♀♂亲本子一代子二代杂交自交母本父本[易错易混]正确区分正交和反交正交和反交是相对而言的。如将高茎(♂)×矮茎(♀)的组合定义为正交，则高茎(♀)×矮茎(♂)的组合就为反交。|探究思考|怎样正确理解相对性状？[提示]理解相对性状要抓住“两个相同”和“一个不同”。“两个相同”：同一种生物、同一种性状。“一个不同”：不同表现类型。判断相对性状，类似于找“反义词”。|探究演练|1．孟德尔选用豌豆作为遗传实验材料的理由及对豌豆进行异花传粉前的处理是()①豌豆是闭花受粉植物②豌豆在自然状态下一般是纯种③用豌豆作实验材料有直接经济价值④各品种间具有一些稳定的、差异较大的而且容易区分的性状⑤开花期母本去雄，然后套袋⑥花蕾期母本去雄，然后套袋A．①②③④；⑥B．①②；⑤⑥C．①②④；⑥D．②③④；⑥解析：选C豌豆是闭花受粉植物，在自然状态下一般是纯种，而且各品种间具有一些稳定的、差异较大的而且容易区分的性状，因此豌豆可作为优良的遗传实验材料。进行杂交前，必须保证雌花没有受粉，因此要在花蕾期去雄。2．在下列实例中，分别属于相对性状和性状分离的是()①狗的长毛与卷毛②兔的长毛和猴的短毛③人的单眼皮和双眼皮④高茎豌豆与矮茎豌豆杂交，后代全为高茎豌豆⑤高茎豌豆与矮茎豌豆杂交，后代有高有矮，数量比接近1∶1⑥圆粒豌豆的自交后代中，圆粒豌豆与皱粒豌豆分别占3/4和1/4A．③⑥B．①④C．②⑤D．③④解析：选A相对性状是指一种生物同一性状的不同表现类型，在杂种后代中，同时出现显性和隐性性状的现象叫做性状分离。探究点二|对分离现象的解释和验证|核心探究|一、孟德尔的遗传因子假说(解释分离现象)1．生物的性状是由遗传因子决定的决定显性性状的为显性遗传因子，用英文大写字母(如D)来表示；决定隐性性状的为隐性遗传因子，用英文小写字母(如d)来表示。2．体细胞中遗传因子是成对存在的例如，纯种高茎豌豆的体细胞中有成对的遗传因子DD，纯种矮茎豌豆的体细胞中有成对的遗传因子dd。3．配子中遗传因子是成单存在的表示如下：4．受精时，雌雄配子的结合是随机的。二、遗传图解及解释[方法技巧]遗传图解的每行内容前要标明P亲代、F1子一代、F2子二代及配子等内容，每一代要写明遗传因子组成和性状表现等。三、对分离现象解释的验证和分离定律1．对分离现象解释的验证(1)验证方法——测交：让F1与隐性纯合子杂交。(2)作用①测定F1的遗传因子组成。②测定F1配子的种类和比例。③预测F1在形成配子时遗传因子的行为(根本目的)。(3)测交遗传图解(展现孟德尔科学严密的思维逻辑)(4)验证结论孟德尔测交实验的结果与预期的结果相符，从而证实了：①F1是杂合子(Dd)。②F1产生两种类型(D和d)的配子且比例相等。③F1在形成配子时，成对的遗传因子发生了分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中。2．分离定律在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；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，随配子遗传给后代。[易错易混]有关分离定律的三个易错点(1)适用范围：一对相对性状的遗传，只适用于性状由细胞核中的遗传因子控制的真核生物的有性生殖过程。(2)作用时间：有性生殖形成配子时。(3)实质：形成配子时，细胞中控制一对相对性状的成对的遗传因子彼此分离。|探究思考|孟德尔测交实验的思路是什么？[提示]因为测交时隐性个体只提供隐性遗传因子，因此测交后代的性状类型和比例能真实反映F1产生的配子种类和比例。|探究演练|3．(2019·济南检测)在孟德尔进行的一对相对性状的遗传实验中，具有1∶1比例的是()①F1产生配子的分离比②F2性状分离比③F1测交后代性状分离比④亲本杂交后代性状分离比A．①②B．③④C．②③D．①③解析：选D孟德尔一对相对性状杂交实验过程中，纯种高茎豌豆×纯种矮茎豌豆→F1为杂合子，F1产生配子的分离比为1∶1，①正确；F2的性状分离比为3∶1，②错误；F1测交后代性状分离比为1∶1，③正确；亲本杂交得到的子一代只有一种表现型，④错误。4．(2019·滨州期末)孟德尔一对相对性状的杂交实验中，纯种高茎和矮茎豌豆杂交获得F1，F1自交，F2出现3∶1的性状分离比。下列叙述错误的是()A．F1产生的各基因型雄配子数量相等B．F1产生的各基因型配子结合机会相等C．F2各种基因型个体成活的机会相等D．F2中各基因遗传信息表达的机会相等解析：选D孟德尔一对相对性状的杂交实验中，实现3∶1的分离比必须同时满足的条件是：F1形成的配子数目相等且生活力相同，雌、雄配子结合的机会相等；F2不同基因型的个体的存活率相等；等位基因间的显隐性关系是完全的；观察的子代样本数目足够多。A、B、C项正确；由于基因的选择性表达，F2中各基因遗传信息表达的机会不相等，D项错误。5．(2019·咸阳一模)下列属于孟德尔在发现分离定律时的“演绎”过程的是()A．遗传因子在体细胞中是成对存在的B．由F2出现3∶1的性状分离比推测：生物体产生配子时，成对的遗传因子彼此分离C．若F1产生配子时成对遗传因子彼此分离，则F2中三种遗传因子组成比例接近1∶2∶1D．若F1产生配子时成对遗传因子彼此分离，则测交后代出现两种性状，比例接近1∶1解析：选D遗传因子在体细胞中是成对存在的，这是假说的内容之一，A项错误；由F2出现3∶1的性状分离比推测，生物体产生配子时，成对的遗传因子彼此分离，这也是假说的内容之一，B项错误；演绎是根据假说内容推测测交实验的结果，即若F1产生配子时遗传因子彼此分离，则测交后代的两种性状的比例接近1∶1，而不是推测F2中三种遗传因子组成的个体比例，C项错误，D项正确。探究点三|性状分离比的模拟实验|核心探究|1．模拟内容(1)甲、乙两小桶分别代表雌雄生殖器官；(2)甲、乙两小桶内的彩球分别代表雌、雄配子；(3)用不同彩球的随机组合，模拟雌、雄配子的随机组合。2．实验过程3．结果(1)彩球组合类型数量比为DD∶Dd∶dd≈1∶2∶1；(2)彩球代表的显隐性数值比为显性∶隐性≈3∶1。4．结论(1)进行有性生殖的生物，在形成配子时，成对的遗传因子会发生分离，杂合子将会产生2种配子，比例为1∶1。(2)受精时，雌雄配子随机结合成合子。(3)杂合子自交后代发育成的个体一定会发生性状分离，理论上其比例为显性∶隐