2019-2020学年高中生物 第4章 遗传信息的传递规律 第1节 基因的分离规律 第1课时 孟德尔

第1课时孟德尔对遗传机制的探究及分离规律的试验与分析(一)1．分析孟德尔遗传试验的科学方法。2．掌握孟德尔一对相对性状的杂交实验过程。(重点)3．理解孟德尔对分离现象做出的假设，并能画出遗传图解。(重、难点)一、孟德尔对遗传机制的探究1．选材(1)材料：豌豆。(2)优点①豌豆的许多性状只存在两种相对形式，比较容易鉴别。②后代多，易收集到大量的数据用于分析。③豌豆是严格的闭花受粉植物，自然状态下不受外来花粉的干扰。2．方法(1)抓住了从简单到复杂的原则。(2)运用统计学的方法对试验结果进行分析。(3)设计进一步的试验来检查和验证理论。3．意义(1)提出了科学的试验方法和思考方法。(2)提出了分离规律和自由组合规律。(3)开创了遗传学的先河，为细胞遗传学和现代分子遗传学研究奠定了基础。二、一对相对性状的遗传试验1．杂交试验常用符号及含义符号PF1F2⊗×♀♂含义亲本子一代子二代自交杂交母本父本2．实验现象实验过程说明①P具有相对性状；②F1全部表现为显性性状；③F2出现性状分离现象，分离比为显性性状∶隐性性状≈3∶1；④正反交结果一致三、对性状分离现象的解释1．孟德尔对性状分离现象解释的遗传图解F2(子二代)雄配子雌配子1/2A1/2a1/2A1/4AA叶腋花1/4Aa叶腋花1/2a1/4Aa叶腋花1/4aa茎顶花2．受精时，雌雄配子随机结合，由此可见F2性状表现及比例是3叶腋花∶1茎顶花。判一判(1)性状分离是子代同时出现显性性状和隐性性状的现象。(×)(2)豌豆的高茎和玉米的矮茎是一对相对性状。(×)(3)杂合体自交后代一定是杂合体。(×)想一想豌豆是闭花受粉植物，如何进行杂交？提示：母本去雄，授以父本的花粉。孟德尔实验的科学方法1．用豌豆做遗传实验容易成功的原因分析(1)豌豆有许多相对性状只存在两种相对形式，比较容易鉴别。(2)豌豆一次能繁殖很多后代，容易收集到大量数据用于分析。(3)豌豆是严格的闭花受粉植物，能防止不明花粉混杂而保持纯种。2．相对性状：同种生物同一性状的不同表现类型。(1)相对性状的理解要点：“两同”：同种生物、同一性状。“一不同”：不同表现类型。据此可知，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。(2)相对性状中的性状表现并不都是只有两种，还可能有多种性状表现，例如：人的ABO血型系统中有A型、B型、AB型和O型四种性状表现。3．豌豆杂交实验的操作方法(1)豌豆的去雄工作应选择在自花受粉之前进行。(2)两次套袋的目的是防止外来花粉的干扰。突破1理解相对性状的概念1．下列各组中属于相对性状的是()A．兔的长毛和短毛B．玉米的黄粒和圆粒C．棉纤维的长和粗D．马的白毛和鼠的褐毛解析：选A。相对性状是指同种生物的同一种性状的不同表现类型。根据相对性状的概念可知，A项是正确的。B项和C项不正确，虽然说的是同种生物，但不是同一种性状。D项不正确，因为此项描述的不是同种生物。突破2豌豆人工杂交的基本操作2．如图为孟德尔的一对相对性状的杂交实验部分过程示意图。下列相关叙述中错误的是()A．该杂交实验中，紫色花为母本，白色花为父本B．过程①为去雄，该操作要在花蕾期进行C．过程②为授粉，授粉前后要套袋D．由于豌豆的相对性状较少，所以容易区分解析：选D。豌豆的相对性状较多，都较容易区分。除豌豆外，其他常用遗传学材料及特点(1)玉米：①雌雄同株且为单性花，便于人工授粉；②生长周期短，繁殖速度快；③相对性状差别显著，易于区分观察；④产生的后代数量多，统计更准确。(2)果蝇：①易于培养，繁殖快；②染色体数目少且大；③产生的后代多；④相对性状易于区分。一对相对性状的杂交实验1．相关概念辨析(1)性状类(2)交配类①自交：植物体中自花授粉和雌雄异花的同株授粉。自交是获得纯合体的有效方法。②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．正交、反交实验分析(1)F1都是叶腋花，F2又出现了茎顶花，这说明叶腋花对茎顶花为显性。(2)控制茎顶花的遗传物质没有丢失，并且具有一定的独立性，通过杂种子一代自交随配子传给后代而表现。(3)3∶1的分离比是在对F2中的叶腋花和茎顶花的个体进行数量统计、分析得出的数量关系，统计的数量越多越接近于3∶1，否则有可能偏离这一比例。3．相对性状的判断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×甲性状出现甲、乙两种性状的后代甲乙甲性状∶乙性状＝3∶1(后代足够多时)甲乙突破1相关概念辨析1．下列各种遗传现象中，不属于性状分离的是()A．F1的高茎豌豆自交，后代中既有高茎豌豆，又有矮茎豌豆B．F1的短毛雌兔与短毛雄兔交配，后代中既有短毛兔，又有长毛兔C．花斑色茉莉花自交，后代中出现绿色、花斑色和白色三种茉莉花D．黑色长毛兔与白色短毛兔交配，后代均是白色长毛兔解析：选D。杂交后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象称为性状分离。黑色长毛兔与白色短毛兔交配，后代均是白色长毛兔，并没有出现性状分离。突破2正反交实验结果的分析2．一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解析：选B。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。突破3相对性状的判断3．大豆的紫花和白花为一对相对性状。下列四组杂交实验中，能判定性状显隐性关系的是()①紫花×紫花→紫花②紫花×紫花→301紫花∶101白花③紫花×白花→紫花④紫花×白花→98紫花∶107白花A．①和②B．③和④C．①和③D．②和③解析：选D。运用概念来判断。纵观四组杂交实验，杂交实验③符合显隐性性状的概念：具有一对相对性状的亲本杂交，后代只表现一个亲本的性状(紫花)，此性状(紫花)即为显性性状，未表现出来的性状(白花)为隐性性状。杂交实验②后代出现性状分离现象，且紫花∶白花＝3∶1，所以紫花为显性性状、白花为隐性性状。杂交实验①④不符合概念，从两组杂交实验中无法区分哪个为显性性状，哪个为隐性性状。对分离现象的解释1．概念辨析——遗传基因类(1)显性基因：控制显性性状的基因。(2)隐性基因：控制隐性性状的基因。2．对分离现象的解释(1)生物的性状是由各自独立的遗传因子(后称基因)决定的。进行有性生殖的生物，体细胞中的基因成对存在。(2)相对性状是由相对基因控制的，显性基因用大写英文字母(如A)表示，隐性基因用小写英文字母(如a)表示。(3)生殖细胞中的基因成单存在。(4)F1体细胞中存在一对相对基因(Aa)，它们不融合，不混杂，保持相对独立。显性基因对隐性基因有显性作用。(5)减数分裂时相对的基因分离，产生两种数量相同的雌雄配子。(6)完成受精作用时不同类型的雌雄配子随机结合、机会均等。(7)F2中有AA、Aa、aa三种基因型，其比例为1∶2∶1。(8)叶腋花和茎顶花两种表现型之比为3∶1。1．孟德尔对于遗传学的重要贡献之一是巧妙地设计了实验否定了融合遗传方式。为了验证孟德尔遗传方式的正确性，有人用一株开红花的烟草和一株开白花的烟草作为亲本进行实验。在下列预期结果中，支持孟德尔遗传方式而否定融合遗传方式的是()A．红花亲本与白花亲本杂交的F1代全为红花B．红花亲本与白花亲本杂交的F1代全为粉红花C．红花亲本与白花亲本杂交的F2代按照一定比例出现花色分离D．红花亲本自交，子代全为红花；白花亲本自交，子代全为白花解析：选C。所谓融合遗传指杂交实验中，由于遗传物质在子代中融合使F1性状介于双亲之间，且以后无法分离，所以C答案中F2代按照一定比例出现花色分离否定了融合遗传而支持孟德尔遗传方式。2．水稻的晚熟和早熟是一对相对性状，晚熟受显性基因(E)控制。现有纯合的晚熟水稻和早熟水稻杂交，下列说法不正确的是()A．F1的基因组合是Ee，表现为晚熟B．F1自交时产生的雌雄配子数量之比为1∶1C．F1自交后得F2，F2的基因组合是EE、Ee和ee，其比例为1∶2∶1D．F2的表现类型为晚熟和早熟，其比例约为3∶1解析：选B。在数量上，雄配子数量远大于雌配子数量，但F1自交时产生的两种雄配子数量之比或两种雌配子数量之比为1∶1。核心知识小结[要点回眸][规范答题]1．豌豆作为实验材料的优点：严格的闭花．．受粉．．；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．．．。4．对分离现象的解释(1)基因在体细胞中成对．．存在，在配子中成单存在。(2)F1产生配子时成对．．的基因．．A．、．a．彼此分．．．离．，最终产生雌雄各两种不同类型的配子。(3)雌雄配子随机结合，产生的F2有三种基因组合AA∶Aa∶aa．．．．．．．．＝．1∶2∶1．．．．．，性状表现比例为3∶1．．．。[随堂检测]1．孟德尔选用豌豆作为杂交试验材料的原因不正确的是()A．它是严格的自花授粉植物B．容易去雄和人工授粉C．相对性状区分明显D．具有两性花解析：选D。豌豆作为杂交试验材料，具有其他植物所没有的特点，如：它是严格的自花授粉植物；花大，容易去雄和人工授粉；相对性状区分明显，容易观察和统计。2．下列各组中属于相对性状的是()A．狗的长毛与黑毛B．羊的白毛与牛的黄毛C．桃树的红花和绿叶D．人的双眼皮和单眼皮解析：选D。人的双眼皮和单眼皮是同一种性状的两种类型，故其属于相对性状。3．在豌豆的杂交实验中，能判断出高茎为显性性状的是()A高茎×高茎→F1高茎B．高茎×高茎→F1高茎、矮茎C．矮茎×矮茎→F1矮茎D．高茎×矮茎→F1高茎、矮茎解析：选B。同种性状的个体相交，后代新出现的性状为隐性性状。A、C亲本中只有一种性状，子代也只有一种性状，无法判断显隐性关系。D中亲本为两种性状，而子代中也出现两种性状，同样无法确定显隐性关系。4．在进行豌豆杂交实验时，孟德尔选择的一对相对性状是子叶颜色，豌豆子叶黄色(Y)对绿色(y)为显性。如图是孟德尔用杂交得到的子一代(F1)分别作为父本、母本再进行杂交的实验结果示意图，根据对分离现象的假设，下列说法正确的是()A．①②和③都是黄色子叶B．③的子叶颜色与F1相同C．①和②都是黄色子叶，③是绿色子叶D．①和②都是绿色子叶，③是黄色子叶解析：选C。根据孟德尔一对相对性状的杂交实验，图中F2中①②③的基因组合分别是Yy、Yy、yy，故①②的子叶颜色为黄色，③的子叶颜色为绿色。5．基因组成为Aa的植物体产生的雌雄配子的数量比例是()A．雌配子∶雄配子＝1∶1B．雄配子A∶雌配子a＝1∶1C．雄配子∶雌配子＝3∶1D．雄配子比雌配子多解析：选D。基因组合为Aa的个体产生两种类型的配子，其比例为1∶1，是指雄配子中A∶a＝1∶1，雌配子中A∶a＝1∶1。植物体产生雄配子的数量远多于雌配子。6．如图为豌豆的一对相对性状遗传实验过程图解，请仔细阅读后回答下列问题：(1)该实验的亲本中，父本是________，母本是________。(2)操作①叫________，操作②叫________；为了确保杂交实验成功，①的操作过程中应注意，时间上要在______________进行，操作过程中要______________，操作后要____________。(3)高茎(A)对矮茎(a)为显性，则杂种种子播下去后，长出的豌豆植株为________茎。(4)若P皆为纯种，让F1进行自交，F2的性状中，高茎与矮茎之比为________，F2的基因组合有________，且比值为________。解析：豌豆是自花传粉植物，且是闭花受粉。不同性状的豌豆杂交时，应在花粉成熟前适时去雄，然后进行人工授粉。答案：(1)矮茎高茎(2)去雄人工授粉花粉未成熟之前干净、全部、彻底套上纸袋(3)高(4)3∶1AA、Aa、aa1∶2∶1[课时作业]一、选择题1．豌豆在自然状态下为纯种的原因是()A．豌豆品