2020版高中生物 第一章 遗传因子的发现 1 孟德尔的豌豆杂交实验（一）1 豌豆杂交实验过程及解释

第1课时豌豆杂交实验过程及解释课前自主预习案一、用豌豆做遗传实验的优点和方法1．豌豆作为遗传实验材料的优点2．人工异花传粉的一般步骤(1)去雄：除去未成熟花的全部雄蕊(花蕾期)。(2)套袋：套上塑料袋或纸袋，以防止干扰。(3)人工异花传粉的步骤：→套袋→→套袋。外来花粉去雄人工授粉3．常见的遗传学符号及含义符号PF1F2×⊗♀♂含义亲本子二代母本父本子一代杂交自交二、一对相对性状的杂交实验1．过程P高茎×矮茎↓F1高茎(性状)↓⊗F2高茎:矮茎(现象)(性状比)显性性状分离3:12．特点(1)P具有一对性状。(2)F1全部表现为性状。(3)F2出现性状现象，分离比约为性状:性状＝3:1。相对显性分离显性隐性三、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，雌雄配子的结合是随机的。遗传因子成对存在单个2．遗传图解(1)F2遗传因子组成及比例为1DD:2:1。(2)F2性状表现及比例为。Dddd3高:1矮一、用豌豆作实验材料的优点及方法阅读教材P2～3，分析图1－1、1－2、1－3，判断正误：(1)豌豆是严格自花传粉、闭花受粉植物，因此，难以进行人工杂交。()(2)人工去雄时，要去除未成熟花的全部雄蕊，然后进行套袋。()(3)豌豆的不同品种之间具有多对相对性状。()(4)对豌豆进行杂交实验的过程中，需两次套袋，其目的都是防止外来花粉的干扰。()×√√√二、一对相对性状的杂交实验1．根据相对性状的概念，对下列实例进行分析判断，并说明理由。(1)狗的长毛与兔的短毛是一对相对性状吗？(2)玉米的早熟与晚熟是一对相对性状吗？提示：不是。狗与兔不属于同一种生物。提示：是。早熟与晚熟是玉米成熟程度这一性状的不同表现类型。2．根据孟德尔一对相对性状的杂交实验，讨论并分析下列问题：(1)若F2共获得20株豌豆，矮茎个体一定是5株吗？说明原因。提示：不一定。样本数量太少，不一定完全符合的分离比，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。(2)高茎和矮茎豌豆杂交，后代出现了高茎和矮茎，该现象属于性状分离吗？为什么？提示：不属于。因为性状分离是杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象。三、对分离现象的解释1．根据纯合子、杂合子的概念判断下列说法是否正确，并说明理由。(1)纯合子自交后代一定是纯合子。提示：正确。纯合子只能产生一种类型的配子，相同类型的雌雄配子结合，形成合子发育成的个体一定是纯合子。(2)纯合子杂交后代一定是纯合子。(3)杂合子自交后代一定是杂合子。提示：错误。显性纯合子与隐性纯合子杂交后代全为杂合子。提示：错误。杂合子自交，后代中既有纯合子也有杂合子，各占1/2。2．假如雌雄配子的结合不是随机的，F2中还会出现3:1的性状分离比吗？提示：不会。因为满足孟德尔实验的条件之一是雌、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)的结合机会均相等，这样才能出现3:1的性状分离比。3．判断正误(1)在一对相对性状的杂交实验中，F1的遗传因子组成为Dd，且F1产生雌、雄配子的比例为1:1。()(2)双亲为显性，杂交后代有隐性纯合子，则双亲一定都是杂合子。()×√课堂互动探究案课程标准阐明有性生殖中基因的分离和自由组合使得子代的基因型和表现型有多种可能，并可由此预测子代的遗传性状素养达标1．利用结构功能观解释用豌豆做遗传实验的优点，并掌握相关的基本操作。(生命观念)2．运用演绎与推理的方法阐明孟德尔一对相对性状的杂交实验过程，提升科学探究能力。(科学探究)3．通过对比分析、绘制图解和举例等方式掌握本节相关遗传学概念及遗传图谱的规范书写。(科学思维)19世纪中期，在奥地利的一所修道院里一块不足240平方米的空地上，一位叫孟德尔的年轻人种下了豌豆、山柳菊、玉米等多种植物。在这些植物中，豌豆显得特别的与众不同，它们“个儿”有高有矮，花色有紫有白，种子有圆有皱，子叶有黄有绿。这在遗传学中称作什么？为什么出现这些不同？探究点一一对相对性状的杂交实验【师问导学】豌豆的高茎(D)对矮茎(d)为一对相对性状，仔细观察下列实验过程图解，并回答下列相关问题：上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？其目的是什么？(2)步骤②是什么？操作前后都要进行套袋处理，其目的是什么？(3)该杂交实验中，母本和父本分别是哪种豌豆？提示：(1)步骤①是去雄；应该在开花前(花蕾期)进行；其目的是防止自花受粉。(2)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，高茎豌豆为母本，矮茎豌豆为父本。【变式拓展】(1)对单性花的植物进行杂交的基本操作程序也需要去雄→套袋→授粉→套袋处理吗？提示：单性花只有雌蕊或雄蕊，不需要进行去雄，对单性花的植物进行杂交的基本操作程序是套袋→授粉→套袋。(2)无论是两性花植物还是单性花植物，在杂交过程中是否都需要套袋？提示：无论是两性花植物还是单性花植物，在杂交过程中都需要套袋，其目的是避免外来花粉的干扰。【智涂笔记】相对性状的区分要抓住两“同”，一“不同”(1)两个“同”：同一种生物，同一种性状。(2)一个“不同”：不同表现类型。如豌豆(同种生物)的高茎和矮茎(同一性状，高度不同)为一对相对性状。【师说核心】1．杂交实验步骤2．杂交实验中几个重要概念(1)性状：生物的任何可以鉴别的形态或生理特征，是遗传物质和环境相互作用的结果。(2)相对性状：一种生物的同一种性状的不同表现类型，叫做相对性状。(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，如豌豆的高茎。(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，如豌豆的矮茎。(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。3．相对性状中显、隐性的判断(设A、B为一对相对性状)(1)定义法(杂交法)①若A×B―→全A，则A为显性，B为隐性。②若A×B―→全B，则B为显性，A为隐性。③若A×B―→既有A，又有B，则无法判断显隐性，只能采用自交法。(2)自交法①若A――→⊗既有A，又有B，则A为显性，B为隐性。②若B――→⊗既有A，又有B，则B为显性，A为隐性。③若(3)根据子代性状分离比判断：具有一对相对性状的亲本杂交→F2性状分离比为→分离比占3/4的性状为显性性状。【检测反馈】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：豌豆是严格的自花传粉和闭花受粉植物，要想实现不同个体的杂交，必须对母本去雄，而对母本去雄时一定要在开花前去除雄蕊，只剩下雌蕊。答案：C2．大豆的紫花和白花为一对相对性状。下列四组杂交实验中，能判定性状的显隐性关系的是()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：观察四组杂交实验，杂交实验③符合显隐性性状的概念：具有一对相对性状的纯合亲本杂交，后代只表现一个亲本的性状(紫花)，此性状(紫花)为显性性状，而未表现出来的性状(白花)为隐性性状。杂交实验②中后代出现性状分离现象，且紫花:白花＝3:1，符合孟德尔的分离定律，所以可判断紫花为显性性状，白花为隐性性状。通过杂交实验①④无法判断哪个为显性性状，哪个为隐性性状。答案：D3．有些植物的花为两性花(即一朵花中既有雄蕊，也有雌蕊)，有些植物的花为单性花(即一朵花中只有雄蕊或雌蕊)。下列有关植物杂交育种的说法中，正确的是()A．对两性花的植物进行杂交需要对父本进行去雄B．对单性花的植物进行杂交的基本操作程序是去雄→套袋→授粉→套袋C．无论是两性花植物还是单性花植物，在杂交过程中都需要套袋D．提供花粉的植株称为母本解析：对两性花的植物进行杂交需要对母本进行去雄；对单性花的植物进行杂交的基本操作程序是套袋→授粉→套袋；无论是两性花植物还是单性花植物，在杂交过程中都需要套袋，其目的是避免外来花粉的干扰；提供花粉的植株称为父本，接受花粉的植株称为母本。答案：C探究点二对分离现象的解释【师问导学】一、孟德尔在一对相对性状的杂交实验中发现问题，然后提出假说再进行实验验证，回答相关问题。1．孟德尔通过杂交实验发现了什么问题？他又是提出怎样的假说来解释所发现的问题？提示：发现的问题是：F1只表现高茎，但F2中同时出现了高茎和矮茎豌豆，且性状分离比是高茎：矮茎＝3：1。提出的假说：(1)遗传因子决定生物的性状；(2)遗传因子在体细胞中成对存在；(3)形成配子时，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．孟德尔提出的四点假说中，如果有一条不满足，例如雌雄配子的结合不是随机的，则F2会不会出现3：1的性状分离比？提示：不会。3．如果一次获得的子代个体数量过少，F2中的性状分离比会怎样？提示：F2不一定出现3：1的性状分离比。4．F2高茎豌豆中，杂合子占多大比例？提示：高茎豌豆中，杂合子Dd占2/3。二、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，实验遗传图解如下：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数目是否相等？提示：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？提示：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代中纯合子和杂合子所占的比例分别是多少？F2代的子叶黄色豌豆中纯合子和杂合子所占比例又分别是多少？提示：F2代中纯合子和杂合子所占比例分别是1/2和1/2，F2代的子叶黄色豌豆中纯合子和杂合子所占比例分别是1/3和2/3。【智涂笔记】规范的遗传图解需要写出哪些内容？(1)在图解的左侧注明P、F1、F2……(2)写出P、F1、F2等世代的性状表现类型和遗传因子组成，以及除最后一代外的各世代产生配子的情况，方法是由亲本产生的配子得出子代的遗传因子组成，再由遗传因子组成确定其性状表现。(3)写出最后一代(F1或F2等)的相关比例。(4)用箭头表示遗传因子在上下代之间的传递关系，用相交线或棋盘格的形式表示配子结合的情况。易错警示误认为隐性遗传因子控制的性状不会表现出来由于遗传因子是成对存在的，遗传因子有显性和隐性之分。当一个显性遗传因子和一个隐性遗传因子同时存在时，显性遗传因子控制的性状表现出来，而隐性遗传因子所控制的性状被掩盖，并不表现，但是这个隐性遗传因子并没有受到影响，仍然能够遗传下去。当两个隐性遗传因子在一起的时候，它所控制的性状就表现出来。因此，不能说隐性遗传因子控制的性状一定不能表现。【师说核心】1．杂交实验的遗传图解遗传图解的写法一般有下面两种：(1)相交线法(如图所示)(2)棋盘格法：和相交线法的区别在于F2的写法不同(如图所示)。2．概念辨析：纯合子和杂合子(1)纯合子：也叫纯合体或纯种，指遗传因子组成相同的个体，如DD或dd。(2)杂合子：也叫杂合体或杂种，指遗传因子组成不同的个体，如Dd。(3)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。【检测反馈】1．孟德尔通过做豌豆的一对相对性状(高茎和矮茎)的杂交实验所发现的问题是()A．高茎为显性，由显性遗传因子决定B．高茎受遗传因子的控制，矮茎不受遗传因子的控制C．F1中只有高茎豌豆，F2中同时出现了高茎和矮茎豌豆，且高茎：矮茎＝3:1D．豌豆的体细胞中遗传因子成对存在，配子中的遗传因子单个存在解析：孟德尔通过做豌豆的高茎和矮茎的杂交实验，所发现的问题是：F1中只有高茎豌豆，但F2中同时出现了高茎和矮茎豌豆，且高茎:矮茎＝3: