2020新教材高中生物第1章遗传因子的发现第1节孟德尔的豌豆杂交实验一课件 人教版必修第二册 42页

第 1 节　孟德尔的豌豆杂交实验 ( 一 ) 一、用豌豆作为遗传实验材料容易成功的原因 1 . 豌豆用作遗传实验材料的优点 2 . 孟德尔遗传实验的科学杂交方法 预习反馈 1 . 判断正误。 (1) 孟德尔利用了豌豆自花传粉的特性。 ( √ ) (2) 豌豆杂交时需在开花时去除母本的雄蕊。 ( × ) 2 . 在孟德尔的豌豆杂交实验中 , 必须对母本采取的措施是 ( 　　 ) ① 花蕾期人工去雄 ② 开花后人工去雄 ③ 自花传粉前人工去雄 ④ 去雄后自然受粉 ⑤ 去雄后人工授粉 ⑥ 人工授粉后套袋隔离 A. ②③④ B. ①③④ C. ①⑤⑥ D. ①④⑥ 答案 : C 3 . 下图是豌豆植株人工杂交的示意图 , 下列相关说法错误的是 ( 　　 ) A. ①② 分别表示父本和母本 B. 操作 ③ 表示去雄 C. 操作 ④ 表示传粉 D. ④ 操作后需要对雌蕊进行套袋 解析 : 提供花粉的是父本 , 接受花粉的是母本 ,A 项错误 ; ③④ 分别表示去雄和传粉 ,B 、 C 两项正确 ; 传粉后为了避免外来花粉的干扰 , 应及时对雌蕊进行套袋处理 ,D 项正确。 答案 : A 二、一对相对性状的杂交实验 1 . 相关概念 2 . 常用符号及含义 3 . 一对相对性状杂交实验的假说 — 演绎分析 (1) 假说 — 演绎法 ① 研究程序 观察 现象 , 提出问题 → 分析问题 , 提出假说 → 演绎推理 → 实验验证 → 得出结论。 ② 对假说的判断 : 如果实验结果与预测相符 , 则说明假说是 正确 的 ; 反之 , 则说明假说是 错误 的。 (2) 运用假说 — 演绎法分析一对相对性状杂交实验 预习反馈 1 . 判断正误。 (1) 生物体能表现出来的性状就是显性性状。 ( × ) (2) 性状分离是杂种后代同时出现显性性状和隐性性状的现象。 ( √ ) (3) 孟德尔用纯种高茎豌豆与纯种矮茎豌豆作亲本进行杂交实验 , 无论是正交还是反交 , 结果都是相同的。 ( √ ) (4) 在孟德尔的一对相对性状的杂交实验中 ,F 2 中的显性性状和隐性性状之比一定是 3 ∶ 1 。 ( × ) (5) 通过测交可测定被测个体的遗传因子组成。 ( √ ) (6) 孟德尔设计了测交实验来验证他的假说是正确的。 ( √ ) (7) 成对的遗传因子的分离发生在配子形成过程中。 ( √ ) (8) 分离定律的实质是控制同一性状的成对的遗传因子发生分离 , 分别进入不同的配子中 , 随配子遗传给后代。 ( √ ) 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 解析 : 相对性状是一种生物的同一种性状的不同表现类型。 答案 : C 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 ∶ 1 B. 统计的样本足够大时才符合 3 ∶ 1 C. 性状按 3 ∶ 1 的比例出现 D. 统计的样本越小越接近 3 ∶ 1 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 , 样本越小越偏离 , 样本越大越接近。 答案 : B 三、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 不同配子 中 , 随配子遗传给后代。 四、性状分离比的模拟实验 1 . 模拟内容 2 . 操作步骤 3 . 分析结果得出结论 彩球组合类型数量比为 DD ∶ Dd ∶ dd≈ 1 ∶ 2 ∶ 1 , 彩球组合代表的显隐性性状的数量比为显性 ∶ 隐性 ≈ 3 ∶ 1 。 预习反馈 1 . 思考在甲、乙两个小桶中放入两种彩球各 10 个并且摇匀使彩球混合均匀的原因。 提示 : 原因是使代表雌雄配子的两种彩球被抓出的机会相等。 2 . 为了保证不同配子间结合机会均等 , 且所得结果与理论值接近 , 在实验过程中应注意哪些问题 ? 提示 : (1) 抓取小球时应随机抓取。 (2) 双手同时进行 , 且闭眼。 (3) 应将抓取的小球放回原桶。 (4) 重复多次。 3 . 两个小桶内的小球数量可以不同吗 ? 每个小桶内两种颜色的小球数量可以不同吗 ? 提示 : 一般来说 , 雄配子的数量远远多于雌配子 , 因此两个小桶内的小球数量可以不同 ; 同一个小桶内两种颜色的小球分别代表含不同遗传因子的配子 , 数量必须相同。 探究点一 探究点二 探究点三 运用假说 — 演绎法分析一对相对性状杂交实验 问题情景 融合遗传的观点曾在 19 世纪下半叶十分盛行 , 孟德尔冲破了这个错误观点的 “ 束缚 ”, 利用豌豆进行了杂交实验 , 提出了完全不同的理论。让我们从一百多年前孟德尔的豌豆杂交实验开始 , 探索遗传的奥秘。下面是孟德尔的豌豆杂交实验过程 , 请根据实验过程分析解决以下问题。 探究点一 探究点二 探究点三 1 . 孟德尔用具有一对相对性状的亲本进行杂交实验 ,F 1 和 F 2 分别出现了什么现象 ? 你是否认同融合遗传的观点 ? 提示 : F 1 全是高茎豌豆 , 说明高茎是显性性状 ;F 2 既有高茎又有矮茎 , 出现了性状分离现象 , 并且比例是 3 ∶ 1 。不认同 , 因为高茎、矮茎并没有被 “ 融合 ” 。 探究点一 探究点二 探究点三 2 . 孟德尔如何解释这个现象 ? 请填写下列遗传图解及说明。 说明 :(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 ;F 1 中的高茎 (Dd) 遗传因子组成不同 , 称为 杂合子 。 探究点一 探究点二 探究点三 3 . 孟德尔用什么方法证明他的解释 ? 请写出遗传图解。 提示 : 测交。 遗传图解 : 探究点一 探究点二 探究点三 归纳提升 1 . 孟德尔假说的要点 (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。 (4) 受精时 , 雌雄配子的结合是随机的。 2 . F 1 ( 杂合子 ) 产生配子的情况 F 1 ( 杂合子 ) 会产生两种数量相同的雌配子和两种数量相同的雄配子 , 但雌、雄配子的数量一般不相等 , 雄配子的数量通常多于雌配子。 探究点一 探究点二 探究点三 3 . F 1 自交后代出现 3 ∶ 1 的理论分离比所必须满足的理想条件 (1)F 1 产生的雌、雄配子分别有两种类型 , 这两种类型的配子数量完全相等。 (2) 不同类型雌、雄配子之间结合的机会均等。 (3) 每一个受精卵都能正常发育为成熟的个体。 (4) 显性遗传因子对隐性遗传因子的显性作用是完全的。　　 方法技巧 “ 遗传图解 ” 的书写规范 (1) 在左侧应注明 P 、 F 1 、 F 2 等 , 以明确世代关系和上下代之间的联系。 (2) 要写清楚 P 、 F 1 、 F 2 等表现出的性状和遗传因子组成 , 它们产生的配子的情况 , 以及最后一代 (F 1 或 F 2 ) 的相关比例。 (3) 用箭头表示遗传因子在上下代之间的传递关系 , 用相交线或棋盘的形式表示形成子代的配子结合的情况。 (4) 根据需要在图解右侧或下侧配置简单说明 , 表示操作意图或原因。 探究点一 探究点二 探究点三 典例剖析 假说 — 演绎法是现代科学研究中常用的一种科学方法 , 下列属于孟德尔在发现分离定律时的 “ 演绎 ” 过程的是 ( 　　 ) A. 生物的性状是由遗传因子决定的 B. 由 F 2 出现了 “3 ∶ 1” 推测生物体产生配子时 , 成对的遗传因子彼此分离 C. 若 F 1 产生配子时成对的遗传因子分离 , 则测交后代中两种性状比接近 1 ∶ 1 D. 若 F 1 产生配子时成对的遗传因子分离 , 则 F 2 中三种遗传因子组成个体比接近 1 ∶ 2 ∶ 1 解析 : 演绎就是从一般性的前提出发 , 通过推导即 “ 演绎 ”, 得出具体陈述或个别结论的过程 , 也即从一般到特殊的推理过程。孟德尔在发现分离定律时的演绎过程是 : 若假说成立 , 则 F 1 产生配子时 , 成对的遗传因子会分离 , 测交后代会出现比例接近 1 ∶ 1 的两种性状。 答案 : C 探究点一 探究点二 探究点三 活学活练 1 .(2019 全国 Ⅱ 卷 ,5) 某种植物的羽裂叶和全缘叶是一对相对性状。某同学用全缘叶植株 ( 植株甲 ) 进行了下列四个实验。 ① 让植株甲进行自花传粉 , 子代出现性状分离 ② 用植株甲给另一全缘叶植株授粉 , 子代均为全缘叶 ③ 用植株甲给羽裂叶植株授粉 , 子代中全缘叶与羽裂叶的比例为 1 ∶ 1 ④ 用植株甲给另一全缘叶植株授粉 , 子代中全缘叶与羽裂叶的比例为 3 ∶ 1 其中能够判定植株甲为杂合子的实验是 ( 　　 ) A. ① 或 ② B. ① 或 ④ C. ② 或 ③ D. ③ 或 ④ 探究点一 探究点二 探究点三 解析 : 本题的切入点是判断某个体是否为杂合子的实验方法。植株甲进行自花传粉 , 子代出现性状分离 , 说明植株甲为杂合子 , 杂合子表现为显性性状 , 新出现的性状为隐性性状 , ① 符合题意 ; 用植株甲给另一全缘叶植株授粉 , 子代均为全缘叶 , 说明双亲可能都是纯合子 , 也可能一方为杂合子 , 另一方为显性纯合子 , 因此不能判断植株甲为杂合子 , ② 不符合题意 ; 用植株甲给羽裂叶植株授粉 , 子代中全缘叶与羽裂叶的比例为 1 ∶ 1, 只能说明一个亲本为杂合子 , 另一个亲本为隐性纯合子 , 无法判断哪一个是杂合子 , ③ 不符合题意 ; 用植株甲给另一全缘叶植株授粉 , 子代中全缘叶与羽裂叶的比例为 3 ∶ 1, 可判断亲本均为杂合子 , ④ 符合题意。 答案 : B 探究点一 探究点二 探究点三 2 . 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 F 1 产生的不同类型配子的比例　 ② F 2 的性状分离比　 ③ F 1 测交后代性状分离比　 ④ F 1 产生的雌、雄配子比例　 ⑤ F 1 产生的不同类型的雌配子数量的比例　 ⑥ F 1 产生的不同类型的雄配子数量的比例 A. ①②④⑤⑥ B. ①③⑤⑥ C. ①③④⑤ D. ①③④⑥ 解析 : 孟德尔的一对相对性状的遗传实验中涉及多个比例 : ① F 1 产生的不同类型的配子比例是 1 ∶ 1; ② F 1 自交 ,F 2 的性状分离比为 3 ∶ 1; ③ F 1 测交 , 后代性状分离比为 1 ∶ 1; ④ 自然界中进行有性生殖的生物 , 不论植物还是动物 , 其雄配子数通常远远大于雌配子数 ; ⑤ F 1 产生配子时 , 不同类型的雌配子数量的比例为 1 ∶ 1; ⑥ F 1 产生的不同类型的雄配子数量的比例也是 1 ∶ 1 。 答案 : B 探究点一 探究点二 探究点三 3 . 孟德尔在探索遗传规律时 , 运用了 “ 假说 — 演绎法 ”, 下列相关叙述不正确的是 ( 　　 ) A.“ 一对相对性状的遗传实验和结果 ” 属于假说内容 B.“ 测交实验 ” 是对推理过程及结果的检测 C.“ 生物性状是由遗传因子决定的 ”“ 体细胞中遗传因子成对存在 ”“ 配子中遗传因子成单存在 ”“ 受精时雌雄配子随机结合 ” 属于假说内容 D.“F 1 (Dd) 能产生数量相等的两种配子 (D ∶ d=1 ∶ 1)” 属于推理内容 探究点一 探究点二 探究点三 解析 : “ 一对相对性状的遗传实验和结果 ” 是观察和分析的内容 , 属于孟德尔的 “ 假说 — 演绎法 ” 中的提出问题阶段 ,A 项错误 ;“ 测交实验 ” 是根据假说进行演绎推理 , 对测交实验的结果进行理论预测 , 看真实的实验结果与理论预期是否一致 , 证明假说是否正确 ,B 项正确 ;“ 生物性状是由遗传因子决定的 ”“ 体细胞中遗传因子成对存在 ”“ 配子中遗传因子成单存在 ”“ 受精时雌雄配子随机结合 ” 属于假说内容 ,C 项正确 ;“F 1 (Dd) 能产生数量相等的两种配子 (D ∶ d=1 ∶ 1)” 是无法直接看到的 , 属于推理内容 ,D 项正确。 答案 : A 探究点一 探究点二 探究点三 显隐性的判断、纯合子与杂合子的判断 问题情景 下表为豌豆花色遗传实验结果 , 试分析并回答以下问题 ( 假设决定显性性状的遗传因子用 “A” 表示 , 决定隐性性状的遗传因子用 “a” 表示 ) 。 探究点一 探究点二 探究点三 1 . 以上哪组实验可判断显隐性关系 ? 哪一种是显性性状 ? 提示 : 第二、三组。紫花是显性性状。 2 . 请写出以上三组实验中紫花亲本的遗传因子组成。其中哪些是纯合子 ? 提示 : 甲 (Aa) 、乙 (AA) 、丙 (Aa) 、丁 (Aa), 其中乙是纯合子。 3 . 三组实验中哪一组属于测交 ? 提示 : 第一组。 4 . 为鉴定一株紫花豌豆和一只黑色豚鼠 ( 已知黑色是显性性状 ) 是否是纯合子 , 应采用的简便方法分别是什么 ? 提示 : 自交法、测交法。 探究点一 探究点二 探究点三 归纳提升 1 . 显隐性性状的判断方法 (1) 根据子代性状判断 ① 不同性状的亲本杂交 ⇒ 子代只表现一种性状 ⇒ 子代所表现的性状为显性性状。 ② 相同性状的亲本杂交 ⇒ 子代表现不同性状 ⇒ 子代所表现出的新的性状为隐性性状。 (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 ⇒ F 1 自交后代 F 2 性状分离比为 3 ∶ 1 ⇒ 占比为 3 的性状为显性性状。 探究点一 探究点二 探究点三 2 . 纯合子和杂合子的判断方法 (1) 测交法 ( 已知显、隐性性状 ) 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、自交法均可以 , 但自交法较简便。 探究点一 探究点二 探究点三 典例剖析 下列关于性状显隐性或纯合子与杂合子判断方法的叙述 ( 甲和乙为一对相对性状 ), 错误的是 ( 　　 ) A. 甲 × 乙 → 只有甲 → 甲为显性性状 B. 甲 × 甲 → 甲 + 乙 → 乙为隐性性状 C. 甲 × 乙 → 甲 ∶ 乙 =1 ∶ 1→ 甲为显性性状 D. 花粉鉴定法 : 只有一种花粉 → 纯合子 , 至少两种花粉 → 杂合子 解析 : 甲 × 乙 → 只有甲 → 甲为显性性状 , 这是显性性状的概念 ,A 项正确 ; 甲 × 甲 → 甲 + 乙 , 相同性状的亲本杂交 , 后代出现的新性状 ( 乙 ) 为隐性性状 ,B 项正确 ; 具有相对性状的亲本杂交 , 后代中相对性状的比例为 1 ∶ 1, 无法判断显隐性关系 ,C 项错误 ; 花粉鉴定法 : 纯合子只产生一种花粉 , 杂合子可产生至少两种花粉 ,D 项正确。 答案 : C 探究点一 探究点二 探究点三 活学活练 1 . 豌豆的高茎和矮茎为一对相对性状 , 下列杂交实验中能辨别性状显隐性关系的是 ( 　　 ) A. 高茎 × 高茎 → 高茎 B. 高茎 × 高茎 →311 高茎 +105 矮茎 C. 矮茎 × 矮茎 → 矮茎 D. 高茎 × 矮茎 →105 高茎 +97 矮茎 解析 : B 项中 , 亲本为高茎 × 高茎 , 子代高茎和矮茎比例接近 3 ∶ 1, 则高茎是显性性状 , 矮茎是隐性性状。 答案 : B 探究点一 探究点二 探究点三 2 . 一匹雄性黑马与若干匹纯种枣红马交配后 , 共生出 10 匹枣红马和 4 匹黑马。下列叙述中最可能的是 ( 　　 ) ① 雄性黑马是杂合子　 ② 黑色是隐性性状　 ③ 雄性黑马是纯合子　 ④ 枣红色是隐性性状 A. ① 和 ② B. ① 和 ④ C. ② 和 ③ D. ① 和 ③ 解析 : 由题意可知 , 雌性枣红马是纯种 , 若其是显性性状 , 与黑色雄马杂交 , 则其子代全为枣红马 , 与题意不符 , 所以枣红色是隐性性状 , 黑色是显性性状 , ② 错误 , ④ 正确 ; 如果黑马是纯合子 , 其子代不会发生性状分离 , 与题意不符 , 所以黑色雄马是杂合子 , ① 正确 , ③ 错误。故 B 项正确。 答案 : B 探究点一 探究点二 探究点三 分离定律的解题思路 问题情景 豌豆是经常采用的遗传学实验材料 , 已知豌豆种子中子叶的黄色与绿色由一对遗传因子 Y 、 y 控制 , 现用豌豆进行下列两个遗传实验 , 请结合分离定律解决下列问题。 探究点一 探究点二 探究点三 1 . 请结合上述杂交实验 , 说明豌豆种子中子叶的黄色与绿色这一对相对性状中 , 哪种是显性性状。 提示 : 通过实验二 , 黄色子叶丁自交后代出现黄色子叶和绿色子叶 , 说明黄色是显性性状 , 绿色是隐性性状。 2 . 在两个杂交实验中 ,F 1 都出现了黄色子叶和绿色子叶 , 是否都发生了性状分离现象 ? 提示 : 不是。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 , 因此只有实验二发生了性状分离现象。 3 . 判断实验一、二中黄色子叶甲和丁的遗传因子组成 , 并说明理由。 提示 : 实验一中 F 1 黄色 ∶ 绿色 =1 ∶ 1, 符合测交比例 , 已知绿色由隐性遗传因子控制 , 所以甲是杂合子 , 遗传因子组成是 Yy 。实验二中 F 1 黄色 ∶ 绿色 =3 ∶ 1, 符合杂合子自交比例 , 说明丁是杂合子 , 遗传因子组成是 Yy 。 探究点一 探究点二 探究点三 归纳提升 1 . 由亲代推断子代的遗传因子组成、性状表现及其比例 ( 正推类型 ) 。 探究点一 探究点二 探究点三 2 . 由子代推断亲代的遗传因子组成 ( 逆推类型 ) 。 探究点一 探究点二 探究点三 方法技巧 判断生物遗传因子组成的方法 (1) 方法一 : 遗传因子填充法。先根据亲代性状表现写出能确定的遗传因子 , 如显性性状的相关遗传因子组成可用 AA 、 Aa 或 A_ 来表示 , 隐性性状的遗传因子组成只有一种 aa; 再根据子代中一对遗传因子分别来自两个亲本 , 可推出亲代中未知的遗传因子组成。 (2) 方法二 : 隐性突破法。若子代中有隐性个体存在 , 它往往是逆推中的突破口 , 因为隐性个体为纯合子 (aa), 因此亲代遗传因子组成中必然都有一个遗传因子 a, 然后根据亲代的性状表现做进一步的推断。 (3) 方法三 : 根据分离定律中的性状分离比直接判断。 探究点一 探究点二 探究点三 典例剖析 豌豆花腋生和顶生是一对相对性状 , 受一对遗传因子 B 、 b 控制 , 下列是几组杂交实验结果。 探究点一 探究点二 探究点三 根据以上实验结果 , 分析回答下列问题。 (1) 根据组合 　　　　 可判断出豌豆花腋生和顶生中 , 显性性状是 　　　　 ( 填 “ 顶生 ” 或 “ 腋生 ”) 。   (2) 组合二亲本的遗传因子组成分别是 　　　　　 、 　　　　　 , 其后代腋生中杂合子比例为 　　　　　 。   (3) 组合三后代的腋生豌豆中杂合子占 　　　　 。   解析 : 组合二中 , 相同性状的亲本杂交产生的后代发生性状分离 , 且腋生 ∶ 顶生 ≈3 ∶ 1, 说明腋生是显性 , 且双亲均是杂合子 (Bb), 杂交后代个体中 BB 占 1/4,Bb 占 1/2, 因此后代腋生中杂合子比例为 1/2 ÷ (1/4+1/2)=2/3 。组合三后代中腋生 ∶ 顶生 ≈1 ∶ 1, 符合测交实验 , 则双亲的遗传因子组成是 bb×Bb, 后代中腋生豌豆全是杂合子 (Bb) 。 答案 : (1) 二　腋生　 (2)Bb 　 Bb 　 2/3 　 (3)100% 探究点一 探究点二 探究点三 活学活练 1 . 如果绵羊的白色 (B) 对黑色 (b) 是显性 , 一只白色公羊与一只白色母羊交配 , 生下一只黑色小绵羊 , 白色公羊、白色母羊和黑色小绵羊的遗传因子组成分别是 ( 　　 ) A.Bb 、 Bb 、 bb B.BB 、 Bb 、 bb C.BB 、 BB 、 Bb D.Bb 、 BB 、 bb 解析 : 遗传图解如下 : 由遗传图解可推知 , 白色公羊的遗传因子组成为 Bb, 白色母羊的遗传因子组成也是 Bb 。 答案 : A 探究点一 探究点二 探究点三 2 . 两杂种黄色籽粒豌豆杂交产生种子 120 粒 , 其中纯种黄色种子的数目约为 ( 　　 ) A.0 粒 B.30 粒 C.60 粒 D.90 粒 解析 : 两杂种黄色籽粒豌豆杂交 , 后代性状分离比为 3 ∶ 1, 其中黄色种子中纯合子与杂合子的比例为 1 ∶ 2, 因此 , 纯合黄色种子数占总数的 1/4, 即 30 粒。 答案 : B