2017-2018学年高中生物 第一章 孟德尔定律 第一节 分离定律（ⅰ）教学案 浙科版必修

第一节　分离定律(Ⅰ)知识内容必考要求加试要求孟德尔选用豌豆做遗传实验材料的原因bb一对相对性状的杂交实验和解释bb课时要求1.通过分析豌豆作为遗传实验材料的主要特征和杂交技术的一般步骤与方法，学会依据研究目的使用合适的实验材料。2.结合教材图文，概述一对相对性状的杂交实验以及对分离现象的解释，并能画出遗传图解。3.举例说明有关的遗传学术语。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、一对相对性状的杂交实验14 1．豌豆作为杂交实验材料的优点(1)严格的自花授粉、闭花授粉，便于形成纯种。(2)花冠的形状便于人工去雄和授粉。(3)豆粒都留在豆荚中，便于观察和计数。(4)具有多个稳定的、可区分的性状。①性状：生物的形态、结构和生理生化等特征的总称，如豌豆的花色、种子的形状等。②相对性状：每种性状的不同表现形式，如豌豆的紫花与白花是一对相对性状。2．单因子杂交实验(1)过程去雄：除去紫花母本上未成熟花的全部雄蕊　↓套袋：套上纸袋，防止外来花粉干扰　↓人工授粉：授以白花父本的花粉　↓再套袋(2)结果及分析①F1：全部是紫花。F1中表现出来的亲本性状叫做显性性状；未表现出来的亲本性状叫做隐性性状。②F2的性状及比例：紫花∶白花＝3∶1。这种在杂交后代中显性性状和隐性性状同时出现的现象称为性状分离。如图是豌豆杂交实验的过程，请据图回答下列问题：1．步骤①和②分别是什么？处理时间和目的分别是什么？答案　步骤①是去雄，应该在开花前(花蕾期)进行，目的是防止自花授粉；步骤②是人工授粉，在去雄1～2天后进行，目的是防止外来花粉的干扰。2．该杂交实验中，母本和父本分别是哪种豌豆？14 答案　该杂交实验中，紫花豌豆为母本，白花豌豆为父本。3．若F2共获得20株豌豆，白花个体一定是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。4．若以此为正交，那么反交如何进行？正、反交结果是否相同？答案　反交是以紫花豌豆为父本，白花豌豆为母本；正、反交结果相同。5．黄瓜的高茎和矮茎是一对相对性状，现有纯合的高茎黄瓜和矮茎黄瓜，该如何来区分哪种性状是显性性状？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　让纯合的高茎黄瓜和矮茎黄瓜杂交，F1显现出来的性状是显性性状，未显现出来的是隐性性状。黄瓜的人工异花传粉无需“去雄”操作。知识整合　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；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表现出来的性状是显性性状，未表现出来的是隐性性状；单性花只有雄蕊或雌蕊，无需去雄。1．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杂交实验中，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。2．人工异花传粉的过程正确的是(　　)①花粉成熟前　②花粉成熟时　③花谢后　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袋，是为了避免其他成熟花粉影响实验结果。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∶114 B．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。二、对分离现象的解释1．孟德尔对分离现象所作的假设(1)性状是由遗传因子(后称为基因)控制的。(2)基因在体细胞内是成对的。(3)每个配子只含有成对基因中的一个。(4)F1的体细胞内有两个不同的基因，但各自独立、互不混杂。(5)受精时雌、雄配子的结合是随机的。2．单因子杂交实验的分析(1)亲本的基因型P：紫花CC×白花cc。(2)F1的分析①F1的基因型：Cc，表现型：紫花。②F1的雌配子：C和c，雄配子：C和c。(3)用棋盘法推出F2的结果：♀♂CcCCC(紫花)Cc(紫花)cCc(紫花)cc(白花)3.相关概念(1)等位基因：控制一对相对性状的两种不同形式的基因。(2)纯合子：由两个基因型相同的配子结合而成的个体。(3)杂合子：由两个基因型不同的配子结合而成的个体。(4)基因型：控制性状的基因组合类型。(5)表现型：具有特定基因型的个体所表现出来的性状。14 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的基因型和表现型分别是怎样的？答案　①和②基因型均为Yy，表现型为黄色子叶；③基因型为yy，表现型为绿色子叶。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1/2和1/2，F2的黄色子叶豌豆中纯合子和杂合子所占比例分别是1/3和2/3。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的各种基因型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的各种基因型的个体成活率是相等的。4．下列关于遗传学基本概念的叙述，正确的是(　　)A．紫花豌豆与白花豌豆正交、反交子代表现型不同B．纯合子自交产生的子一代所表现的性状就是显性性状C．性状相同，基因型不一定相同D．兔的白毛和黑毛，狗的长毛和卷毛都是相对性状答案　C14 解析　紫花豌豆与白花豌豆无论正交，还是反交，子代均表现为紫色；隐性个体一定是纯合子，其自交后代仍表现为隐性性状；基因型相同的个体性状一般相同，但性状相同的个体基因型不一定相同，如AA和Aa；狗的长毛和短毛才是相对性状。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。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　C14 解析　豌豆属于自花传粉、闭花授粉植物。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，然后对其进行人工授粉，授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．白种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形式，白种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，不是同一种性状，D错误。3．下列叙述正确的是(　　)A．生物体没有表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，只是在子一代中不能表现；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，成对的基因分离，形成两种配子B．含有不同基因的配子随机结合C．含有不同基因型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形成配子时成对的基因分离，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含各种基因型的种子必须有实现各自基因表达的环境条件。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：14 (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)紫花(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的基因型有__________，且比值为________。生物体的这种现象称为__________。答案　(1)白花豌豆　紫花豌豆　(2)去雄　授粉　要在花粉成熟之前进行　要干净、全部、彻底　要外套纸袋　(3)紫　(4)3∶1　AA、Aa、aa　1∶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授粉、闭花授粉植物，必须适时用合适的方法去雄。(3)中得到的后代性状仍为显性。(4)可根据孟德尔对分离现象的解释进行推理计算。课时作业[学考达标]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豌豆是闭花授粉植物　②豌豆在自然状态下是纯种　③用豌豆作实验材料有直接经济价值　④豌豆各品种间具有一些稳定的、差异较大而且容易区分的性状　⑤开花时期母本去雄，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答案　C解析　豌豆是自花授粉且闭花授粉植物，在进行异花传粉之前，必须保证雌花没有授粉，因此要在花蕾期去雄。2．下列各项中属于相对性状的是(　　)A．克隆羊的黑毛和白毛B．眼大和眼角上翘C．桃树的红花和绿叶D．豌豆的高茎和水稻的矮茎答案　A14 解析　眼大和眼角上翘不是同一种性状，所以B项不符合；C项也不符合同一种性状的不同表现类型的要求；D项不是同一物种的性状。3．家兔的毛色中，白色和黑色是一对相对性状。请你分析下列4组杂交组合的亲子代性状，其中，体现出了性状分离现象的一组是(　　)答案　C解析　白兔和白兔杂交后代均为白兔，没有体现性状分离现象，A错误；黑兔和白兔杂交后代均为白兔，没有体现性状分离现象，B错误；白兔和白兔杂交后代出现黑兔，体现了性状分离现象，C正确；黑兔和白兔杂交后代有黑兔，也有白兔，没有体现性状分离现象，D错误。4．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的基因型是Ee，性状表现为晚熟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的基因型可能为EE、Ee和ee，其比例为1∶2∶1D．F2的性状表现为晚熟和早熟，其比例为3∶1答案　B解析　在数量上，雄配子数量远大于雌配子，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。5．两株高茎豌豆杂交，后代高茎和矮茎植株数量的比例如图所示，则亲本的基因型可表示为(　　)A．GG×ggB．GG×GgC．Gg×GgD．gg×gg答案　C解析　由图中信息可知，两株高茎豌豆杂交后代中，高茎∶矮茎≈3∶1，符合杂合子自交的实验结果，故推测亲本基因型为Gg×Gg。6．下列为一对相对性状的杂交实验中性状分离现象的假设性解释，其中错误的是(　　)A．生物的性状是由细胞中的基因决定的B．体细胞中的基因成对存在，互不融合C．在配子中只含有每对基因中的一个14 D．生物的雌雄配子数量相等，且随机结合答案　D解析　高等生物的雄配子数一般远远大于雌配子数。[高考提能]7．在下列实例中，分别属于相对性状和性状分离的是(　　)①羊的长角与短腿②水稻的非糯性和糯性③兔的粗毛和狗的细毛④高茎豌豆与矮茎豌豆杂交，后代全为高茎豌豆⑤开红花的牡丹与开白花的牡丹杂交，后代全开粉红花⑥一对正常的夫妇所生子女中有一个是白化病患者A．①⑤B．②④C．②⑥D．③⑤答案　C解析　相对性状是一种生物的同一种性状的不同表现形式，所以题目中只有②水稻的非糯性和糯性是相对性状；性状分离是指杂交后代同时出现显性性状和隐性性状的现象，只有⑥中可以确定这两个夫妇都是白化病基因的携带者，而他们的后代中有一个是隐性性状白化病，其他表现为显性性状正常，所以C正确。8．玉米籽粒黄色对白色为显性，现用白色玉米为母本，去雄后授以黄色玉米花粉，若母本植株所结籽粒中出现白色子粒，下列哪项是可能的原因(　　)A．父本是杂合子或外来花粉授粉B．卵细胞未受精C．父本的花粉中无配子D．以上叙述均不正确答案　A9．纯种甜玉米与非甜玉米间行种植，收获时发现甜玉米果穗上有非甜玉米的籽粒，而非甜玉米果穗上找不到甜玉米的籽粒，这说明(　　)A．“甜”是显性B．“非甜”是显性C．籽粒混杂D．与传粉有关答案　B14 解析　纯种甜玉米和纯种非甜玉米间行种植就能进行相互传粉。非甜玉米上结的籽粒都是非甜的，非甜玉米的胚珠可能有两种受精方式，一种是自花传粉，得到纯合非甜玉米籽粒；另一种是异花传粉，得到杂合的非甜玉米籽粒。由此可确定非甜对甜是显性。甜玉米果穗上结的籽粒有甜的，也有非甜的。甜玉米的胚珠受精方式也有两种可能，一种是自花传粉，得到的是纯合的甜玉米；另一种是异花传粉，即非甜玉米的花粉传给甜玉米，得到的是杂合的籽粒，表现型为非甜。由此也可以确定非甜对甜是显性。10．蛇的黑斑与黄斑是一对相对性状，现进行如下杂交实验：甲：P　黑斑蛇×黄斑蛇　乙：P　黑斑蛇×黑斑蛇　　　　↓　　　　　　　　　　↓　F1黑斑蛇　黄斑蛇　　F1黑斑蛇　黄斑蛇根据上述杂交实验，下列结论不正确的是(　　)A．所有黑斑蛇的亲本至少有一方是黑斑蛇B．黄斑是隐性性状C．甲实验中，F1中的黑斑蛇与亲本黑斑蛇的基因型相同D．乙实验中，F1中的黑斑蛇与亲本黑斑蛇的基因型相同答案　D解析　由乙实验可知黑斑为显性性状，乙实验中亲本基因型都是Aa，则F1的基因型有AA、Aa、aa，其中AA、Aa是黑斑蛇，故乙实验中，F1中的黑斑蛇与亲本黑斑蛇的基因型不完全相同。11．玉米是一种雌雄同株的植物，其顶部开雄花，下部开雌花。在一个育种实验中，采用A、B两棵植株进行如图所示的杂交实验：实验一　在杂交Ⅰ中，将植株A的花粉粒转移到同一植株的雌花上，授粉后，雌花发育成穗轴上的玉米粒。实验二　在杂交Ⅱ中，植株B的花粉粒被转移到同一植株的雌花上，进行授粉。实验三　在杂交Ⅲ中，植株A的花粉粒被转移到与植株B具有相同的基因型的另一植株的雌花上进行授粉。上述三种杂交所获得玉米粒的颜色如下表所示：杂交紫红玉米粒黄玉米粒Ⅰ587196Ⅱ0823Ⅲ412396(1)在玉米粒颜色这一对相对性状中，隐性性状是________，其理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。14 (2)用G代表显性性状，g代表隐性性状，则植株A的基因型为________，植株B的基因型为________。杂交Ⅰ的子代中，紫红玉米粒的基因型是________________。(3)杂交Ⅰ的子代中，紫红玉米粒中杂合子所占比例为________。答案　(1)黄色　从杂交Ⅰ可知，植株A自交，后代出现性状分离，且紫红玉米粒∶黄玉米粒≈3∶1，说明紫红色是显性性状，黄色是隐性性状　(2)Gg　gg　GG、Gg(3)2/3解析　由题意可推知，植株A的基因型为Gg；杂交Ⅱ为植株B自交，结果全为黄玉米粒，可确定植株B的基因型为gg；杂交Ⅲ中植株A与和植株B具有相同基因型的另一植株杂交，得到后代紫红色∶黄色＝1∶1，为测交实验，可进一步确定上述基因型的推断是正确的。杂交Ⅰ所得紫红玉米粒中1/3为GG,2/3为Gg。12．观察南瓜果实的颜色遗传图解，据图回答问题：(1)果实的黄色和白色是一对相对性状吗？________。判断的依据是_______________________________________________________。(2)果实的颜色中属于显性性状的是________，判断依据是______________________________________________________________。(3)F1中出现黄果和白果，属于性状分离吗？________。判断依据是_______________________________________________________。(4)假如F1中一株白果南瓜植株自交结了4个南瓜，颜色情况是_________________________，判断依据是__________________________________________________________________。答案　(1)是　黄色与白色属于同种生物的同一种性状的不同表现形式　(2)白色　F1中的白果自交后代出现了性状分离　(3)不属于　性状分离应是杂种自交出现的，而F1出现的黄果和白果是一对相对性状杂交得到的(4)各种情况均有可能　在果实数量比较少的情况下，不符合白∶黄＝3∶1解析　果实的黄色和白色符合相对性状的“二同一异”的特点。由图解看出：两个具有相对性状的亲本杂交，F1出现了两种类型，不能判断显隐性，也不符合性状分离。F1中的白果自交，出现了性状分离，可判断白色为显性。F1自交出现的性状分离比，在数量少的情况下可能偏离这一比例。13．用纯种高茎豌豆和纯种矮茎豌豆作亲本进行杂交实验，F1全为高茎，让F1自交，获得F2，共有556株。(1)F2中纯合子大约________株。(2)F2中杂合子大约________株；F2高茎植株中，杂合子大约________株。14 (3)F2中矮茎植株全部为纯合子吗？________(填“是”或“否”)。(4)从F2中取一高茎豌豆，请设计一个实验探究其基因型。(用D和d表示该对基因)实验步骤：第一步：该高茎植株的幼苗生长至开花时，让该植株进行________，获得种子；第二步：将获得的所有种子种植得到子代植株，观察子代植株性状表现。结果与结论：①若后代全部表现为高茎，则该植株的基因型为________；②若后代植株中__________________，则该植株的基因型为________。答案　(1)278　(2)278　278　(3)是(4)自交　①DD　②既有高茎，也有矮茎　Dd解析　由题干知，高茎对矮茎为显性，F1的基因型为Dd，可见：(1)F2中纯合子占1/2，即556×1/2＝278(株)。(2)F2中杂合子占1/2，即556×1/2＝278(株)。高茎植株有两种类型DD、Dd，分别占1/3、2/3，即杂合高茎植株占高茎植株的2/3即556×3/4×2/3＝278(株)。(3)矮茎为隐性性状，故全部为纯合子。(4)F2中高茎植株可能为AA(1/3)、Aa(2/3)，而且可用简单的自交法予以鉴别。[真题体验]14．(2014·海南，25)某二倍体植物中，抗病和感病这对相对性状由一对基因控制，要确定这对性状的显隐性关系，应该选用的杂交组合是(　　)A．抗病株×感病株B．抗病纯合子×感病纯合子C．抗病株×抗病株，或感病株×感病株D．抗病纯合子×抗病纯合子，或感病纯合子×感病纯合子答案　B解析　判断性状的显隐性关系的方法有：①定义法—具有相对性状的纯合个体进行正、反交，子代表现出来的性状就是显性性状，对应的为隐性性状；②相同性状的雌雄个体间杂交，子代出现不同于亲代的性状，该子代的性状为隐性，亲代的性状为显性。故选B。15．(经典高考题)下列有关孟德尔豌豆杂交实验的叙述，正确的是(　　)A．孟德尔在豌豆开花时进行去雄和授粉，实现亲本的杂交B．孟德尔研究豌豆花的构造，但无需考虑雌蕊、雄蕊的发育程度C．孟德尔根据亲本中不同个体表现型来判断亲本是否纯合D．孟德尔利用了豌豆自花传粉、闭花授粉的特性答案　D14 解析　豌豆杂交实验中，要在花蕾期进行去雄；在豌豆的杂交实验中，需要考虑雄蕊和雌蕊的发育程度，掌握授粉的时间；只根据亲本的个体表现型无法判断是否为纯合子，因为显性个体可能是纯合子也可能是杂合子。14