学年高中生物 第4章 遗传信息的传递规律 第12课时 基因的分离规律Ⅰ教学案.docx

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学年高中生物第4章遗传信息的传递规律第12课时基因的分离规律Ⅰ教学案

第12课时　基因的分离规律（Ⅰ）

[目标导读]　1.结合教材图文，概述孟德尔对遗传机制探究的选材、方法和意义。

2.分析图4－2，说出孟德尔一对相对性状的杂交试验过程。

3.结合教材图文，理解孟德尔对分离现象的解释，并会画遗传图解。

[重难点击]　1.孟德尔一对相对性状的杂交试验过程。

2.孟德尔对分离现象的解释。

一　孟德尔对遗传机制的探究

孟德尔巧妙地选择了研究材料和实验方法，从而揭示了遗传的基本规律。

试结合教材P46～47内容，完成下面的分析。

1．选材：

豌豆的优点

（1）豌豆的许多性状只存在两种相对形式，比较容易鉴别。

（2）豌豆一次能繁殖许多后代，因而很容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，可避免昆虫的传粉，防止不明来源的花粉混杂，自然状态下是纯种。

小贴士　下面是豌豆花的结构

（1）从结构看，豌豆花属于两性花。

（2）当花蕊成熟后，豌豆花雄蕊的花粉会落到同一朵花的雌蕊柱头上，这种方式叫做自花传粉，也叫自交。

（3）豌豆花在未开放前就已经完成了受粉，避免了外来花粉的干扰，称为闭花受粉。

（4）由上述分析说明，在自然状态下，豌豆都是纯种。

2．豌豆的杂交技术

观察教材P46图4－1，完成如图。

（1）①是去掉紫色花的雄蕊，称为去雄，该过程的目的是防止自花传粉，结合豌豆花的受粉特点分析，该操作过程应在雄蕊和雌蕊未成熟（填“成熟”或“未成熟”）时进行。

（2）②是待雌蕊成熟时，采集白色花的花粉撒在去雄花的雌蕊的柱头上，这种方式称为人工异花传粉，其中，提供花粉的白色花植株称为父本（♂），接受花粉的紫色花植株称为母本（♀）。

（3）①操作和②操作之后需要套袋处理，以防止外来花粉干扰试验结果。

3．方法

（1）孟德尔在研究中抓住了从简单到复杂的原则：

先单独研究一对性状，这样容易寻找规律。

当一个性状的行为被确定后，才去研究两个或两个以上性状。

（2）孟德尔在试验分析研究中，运用了统计学的方法：

通过详细的观察记载所获得的大量试验数据，进行分类、归纳和整理，并以后代的分离比来表示规律的主要特征。

（3）他还设计了进一步的试验来检查和验证自己的理论，使他的科学分析建立在充分和可靠的事实基础上。

4．意义

孟德尔的试验方法和思考方法是符合实践—理论—实践的认识论规律的。

他提出了遗传学中著名的分离规律和自由组合规律，从而开创了遗传学的先河，为细胞遗传学研究和现代分子遗传学研究奠定了基础。

归纳提炼

活学活用

1．孟德尔提出了分离规律和自由组合规律，他获得成功的主要原因有（　　）

①选取豌豆作试验材料　②科学地设计试验程序　③进行人工杂交试验　④应用统计学方法对试验结果进行分析　⑤选用了从单因素到多因素的研究方法　⑥先选择豌豆再选择紫茉莉、草莓等植物作试验材料

A．①②③④B．①②④⑤

C．②③④⑤D．③④⑤⑥

答案　B

解析　孟德尔的杂交试验之所以获得成功，首先因为他选择了合适的试验材料豌豆，豌豆是自花传粉而且是闭花受粉的植物，因此自然状态下的豌豆均为纯种；其次是科学地设计了试验程序，运用从单因素到多因素的研究方法，并且应用统计学的方法对试验结果进行分析。

二　一对相对性状的遗传试验

下图是孟德尔对豌豆的叶腋花和茎顶花这对相对性状所做的试验。

结合教材P47～49内容，完善下图，并完成后面的探究问题。

1．试验中的相关符号

（1）图甲中，试验用的纯种豌豆称为亲本（用P表示），其中纯种叶腋花豌豆称为父本（用♂表示），纯种茎顶花豌豆称为母本（用♀表示）。

（2）图中“×”表示杂交，F1表示子一代，“”表示自交，F2表示子二代。

（3）图乙与图甲的区别在于父本和母本进行了互换，若图甲的杂交方式称为正交，则图乙的杂交方式称为反交。

2．试验过程分析

（1）F1都是叶腋花，没有茎顶花，F2中茎顶花又出现了，这说明F1中茎顶花并没有消失，而是隐而未现。

在遗传学上，把杂种F1中显现出来的性状叫做显性性状；F1中未显现出来的性状叫做隐性性状。

这种同一性状在个体间的不同表现类型称为相对性状。

子一代都表现出显性性状，这种遗传现象称为完全显性。

（2）纯种亲本叶腋花自交后代都是叶腋花，F1叶腋花自交后代既有叶腋花又有茎顶花，这说明F1叶腋花不是（是、不是）纯种。

杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象叫做性状分离。

（3）孟德尔对F2中的不同性状的个体进行数量统计，结果显示在F2植株中，651株是叶腋花，207株是茎顶花，比例接近于3∶1，而且正反交的结果相同（相同、不同）。

（4）如果试验中子二代只得到了4株，其性状一定是3株叶腋花、1株茎顶花吗？

答案　不一定。

样本数量太少，不一定完全符合3∶1分离比，孟德尔试验中的比例是在试验材料足够多的情况下得出的。

（5）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？

答案　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。

3．孟德尔以同样的试验方法，又进行了其他6对相对性状的杂交试验。

结果，在F2的群体中具有显性性状的植株数与具有隐性性状的植株数都表现出一定的分离比，其比值均近似于3∶1。

小贴士　用豌豆做遗传试验容易成功的原因分析

豌豆的特点

成功的关键

自花传粉植物，而且是闭花受粉

避免外来花粉混杂，结果既可靠又容易分析

具有许多容易区分的相对性状

试验结果容易观察和分析

易于栽培，生长期短

试验周期短，试验易于开展和分析

能产生较多的种子

便于收集数据，利于结果的统计

花较大

易于进行人工异花传粉

归纳提炼

1．一对相对性状的遗传试验说明

（1）P具有相对性状。

（2）F1全部表现为显性性状。

（3）F2出现性状分离现象，分离比为显性性状∶隐性性状≈3∶1。

2．主要概念关系图

活学活用

2．对于孟德尔所做的豌豆的一对相对性状的遗传试验来说，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．试验选用的两个亲本，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研究试验中，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，该过程中正反交试验都要做，才能使试验更具有说服力。

三　对分离现象的解释

孟德尔对在一对相对性状杂交试验中F2出现的现象，提出了遗传因子（后称为基因）的假设，作出了解释。

结合教材图文内容，完成下面图1、图2的分析。

1．叶腋花豌豆与茎顶花豌豆杂交试验

（1）生物的性状是由遗传因子（基因）决定的。

控制显性性状的为显性基因，用大写字母表示；控制隐性性状的为隐性基因，用小写字母表示。

（2）体细胞中基因是成对存在的，其中一个来自母本，一个来自父本。

（3）自然状态下豌豆为纯种，叶腋花亲本体细胞中成对基因为AA，茎顶花亲本体细胞中成对基因为aa。

（4）杂交：

是指基因组合不相同的个体间交配。

（5）在形成配子即生殖细胞时，成对的基因彼此分离，分别进入不同的配子中，所以每个配子只含成对基因中的一个。

（6）受精时，雌雄配子结合后产生的F1的基因组成为Aa，由于基因A对基因a为显性，所以F1表现为叶腋花。

2．叶腋花豌豆杂种F1自交试验

（1）自交：

是指基因组合相同的个体间交配。

（2）F1代杂种植株在形成配子时，成对的基因发生分离，分离后的基因分别进入不同的配子中，产生两种比例相等的配子A和a。

（3）雌、雄配子随机受精，产生了3种基因组合的个体：

AA、Aa、aa，它们的比例是1∶2∶1。

叶腋花与茎顶花的性状分离比为3∶1。

小贴士　

（1）F1产生的配子种类及比例的关系：

雌配子中A∶a＝1∶1，雄配子中A∶a＝1∶1；而且雄配子的数量远远大于雌配子的数量。

（2）基因组成中，当控制相对性状的基因为完全显性时，只要含有显性基因，即表现为显性性状，只有成对的基因都是隐性时，才表现为隐性性状。

（3）因为F1产生的雌雄两种不同类型的配子在理论上的比例是1∶1，且雌雄配子结合的机会均等，才形成了F2的比例为1∶2∶1的三种基因型（AA、Aa、aa），从而表现出比例为3∶1的两种相对性状（叶腋花和茎顶花）。

3∶1是理论值，从孟德尔对7对相对性状的豌豆杂交试验中看出，每一对相对性状在F2中的比例均接近3∶1，统计的数量越大，越接近此值。

归纳提炼

孟德尔对性状分离现象的解释遗传图解

活学活用

3．人的双眼皮对单眼皮为显性，一对双眼皮的夫妇生了四个孩子，三个单眼皮，一个双眼皮，对这种现象最好的解释是（　　）

A．3∶1符合分离规律

B．基因不能组合，产生了误差

C．这对夫妇都含有单眼皮的基因，在每胎生育中都有出现单眼皮的可能性

D．单眼皮与双眼皮可以相互转化

答案　C

解析　由于双眼皮对单眼皮为显性，这对双眼皮夫妇所生子女中有单眼皮个体，所以这对双眼皮夫妇都是杂合体。

由分离规律可知，这对夫妇每生一个子女都有出现单眼皮的可能性，并且不同胎次互不影响。

当堂检测

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

答案　A

解析　相对性状是指同种生物同一性状的不同表现类型。

根据相对性状的概念可知，B项和C项不正确，因为它们虽都说的是同种生物，但却不是同一性状。

D项不正确，因为马和鼠根本不是同种生物。

2．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子粒，而非甜玉米果穗上找不到甜玉米的子粒，这说明（　　）

A．“甜”是显性B．“非甜”是显性

C．子粒混杂D．与传粉有关

答案　B

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。

非甜玉米上结的子粒都是非甜的，非甜玉米的胚珠可能有两种受精方式，一种是自花传粉，得到纯合非甜玉米子粒；另一种是异花传粉，得到杂合的非甜玉米子粒。

由此可确定非甜对甜是显性。

甜玉米果穗上结的子粒有甜的，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，得到的是杂合的子粒，表现型为非甜。

由此也可以确定非甜对甜是显性。

3．在豚鼠中，黑色皮毛对白色皮毛为显性。

如果一对杂合的黑毛豚鼠交配，一胎产下4仔，此4仔的表现型可能是（　　）

①全都黑色　②3黑1白　③2黑2白　④1黑3白　⑤全部白色

A．②B．②④

C．②③④D．①②③④⑤

答案　D

解析　杂合体在交配产仔时，一胎虽然产了4仔，但每一仔都是由卵细胞和精子分别受精形成的，是独立的。

每一仔的性状都是

的可能性为黑色，

的可能性为白色。

综上所述，在子代数量较少时各种可能性都有可能出现。

4．豌豆子叶黄色、绿色受一对基因（Y、y）控制，现将子叶黄色豌豆与子叶绿色豌豆杂交，F1为黄色。

F1自花授粉后结出F2代种子共8003粒，其中子叶黄色豌豆种子为6002粒。

试分析完成：

（1）______________为显性性状，______________为隐性性状。

（2）亲本的基因组合为______和________。

（3）F1代产生配子的类型是______，其比例是_____________________________________。

（4）F2的性状表现是__________和______________，其比例是________，其中子叶绿色为________粒。

（5）F2的基因组合是____________，其比例是____________________。

答案　

（1）子叶黄色　子叶绿色　

（2）YY　yy

（3）Y和y　1∶1　（4）子叶黄色　子叶绿色　3∶1　2001　（5）YY、Yy、yy　1∶2∶1

解析　由F1性状知子叶黄色是显性性状，子叶绿色是隐性性状。

由此推知双亲为子叶黄色（YY）、子叶绿色（yy），根据孟德尔对分离现象的解释可求出其他各项。

课时作业

基础过关

知识点一　孟德尔对遗传机制的探究

1．有关用豌豆做遗传试验容易取得成功的原因，以下说法正确的是（　　）

①豌豆是自花传粉植物，且闭花受粉，所以自然状态下为纯种，用豌豆做杂交试验结果既可靠，又容易分析　②豌豆植株具有易于区分的性状　③花较大，易于做人工杂交试验　④豌豆生长周期短，易于栽培　⑤子粒较多，数学统计分析结果更可靠

A．①②③B．③④⑤

C．②③④⑤D．①②③④⑤

答案　D

2．遗传学的奠基人孟德尔之所以在研究遗传规律时获得了巨大成功，关键在于他在试验的过程中选择了正确的方法。

下面各项中，除哪一项外均是他获得成功的重要原因（　　）

A．先只针对一对相对性状的遗传规律进行研究，然后再研究多对性状的遗传规律

B．选择了严格自花传粉的豌豆作为试验材料

C．选择了多种植物作为试验材料，做了大量的试验

D．应用了统计学的方法对结果进行统计分析

答案　C

解析　选项A、B、D是孟德尔获得成功的原因，选项C不能说明成功的原因。

因为无目的、无意义的大量试验只是浪费时间和精力。

他曾花了几年时间研究山柳菊，结果却一无所获，也反过来说明正确选择试验材料是科学研究取得成功的重要前提。

3．孟德尔做了如图所示的高茎豌豆与矮茎豌豆杂交实验，以下描述错误的是（　　）

A．①和②的操作同时进行

B．①的操作是人工去雄

C．②的操作是人工传粉

D．②的操作后要对雌蕊套袋

答案　A

解析　在进行杂交实验时，先除去未成熟花的全部雄蕊（去雄），然后套上纸袋；待雌蕊成熟后，采集另一植株的花粉，撒在去雄的雌蕊的柱头上，再套上纸袋，故A选项错误。

知识点二　一对相对性状的杂交试验

4．下列叙述正确的是（　　）

A．生物体没有显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．子一代未显现出来的那个亲本的性状称为隐性性状

D．在一对相对性状的遗传试验中，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试验中，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。

5．一对相对性状的亲本杂交后代中（　　）

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

答案　B

解析　孟德尔之后，科学家们在继续研究中发现，只有满足大样本即试验群体足够大，才能够实现孟德尔数理统计的比例关系，越小越偏离，越大越接近。

知识点三　对分离现象的解释

6．下列为一对相对性状的杂交试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

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。

7．已知番茄红果（B）对黄果（b）为显性，用红果番茄和黄果番茄杂交，所得F1全为红果，让F1植株自交，共获得200个黄果番茄。

从理论上分析，获得的番茄总数为（　　）

A．1200个B．800个C．200个D．400个

答案　B

解析　由红果番茄和黄果番茄杂交，所得F1全为红果可知，亲代红果番茄为显性纯合体BB，而F1为杂合体Bb，其自交所得后代中，会出现红果∶黄果＝3∶1的性状分离比，即黄果占总数的比例为1/4，因此，番茄总数应为800个。

能力提升

8．将具有一对相对性状的纯种豌豆个体间行种植；另将具有一对相对性状的纯种玉米个体间行种植。

具有隐性性状的一行植株上所产生的F1是（　　）

A．豌豆和玉米都有显性个体和隐性个体

B．豌豆都为隐性个体，玉米既有显性个体又有隐性个体

C．豌豆和玉米的显性个体和隐性个体比例都是3∶1

D．玉米都为隐性个体，豌豆既有显性个体又有隐性个体

答案　B

解析　玉米可以同株传粉也可以异株传粉，所以可以自交也可以杂交。

豌豆闭花受粉，只能自交。

9．下列关于遗传学基本概念的叙述，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．纯合体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，基因组合不一定相同

D．兔的白毛和黑毛，狗的长毛和卷毛都是相对性状

答案　C

解析　性状分离是指杂种子一代的后代同时出现显性个体和隐性性状的现象；狗的长毛和短毛、直毛和卷毛为相对性状；纯合体杂交产生的子一代所表现的性状为显性性状；性状相同，基因组合不一定相同，如AA、Aa均表现为显性性状。

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组成相同

D．乙实验中，F1中的黑斑蛇与亲本黑斑蛇的基因组成相同

答案　D

解析　由乙实验可知黑斑为显性性状，乙实验中亲本基因组成都是Aa，则F1的基因组成有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组成不完全相同。

11．一般人对苯硫脲感觉苦味是由基因B控制的，对其无味觉是由b控制的，称为味盲。

有三对夫妇，他们子女中味盲的比例各是25%、50%、100%，则这三对夫妇的基因型最可能是（　　）

①BB×BB　②bb×bb　③BB×bb　④Bb×Bb　⑤Bb×bb　⑥BB×Bb

A．④⑤⑥B．④②⑤C．④⑤②D．①②③

答案　C

解析　④Bb×Bb夫妇子女中味盲的比例是25%，⑤Bb×bb夫妇子女中味盲的比例是50%，②bb×bb夫妇子女中味盲的比例是100%。

12．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。

13．观察南瓜果实的颜色遗传图解，据图回答下列问题。

（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　黄色与白色属于同一种生物的同一性状的不同表现类型　

（2）白色　F1中的白果自交出现了性状分离　（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　在果实数量比较少的情况下，不一定符合白∶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：

两个相对性状的亲本杂交，F1出现了两种性状，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。

14．老鼠毛色有黑色和黄色，这是一对相对性状（由一对基因B、b控制）。

有下列三组交配组合，请据此回答相关问题。

交配组合

子代表现类型及比例

①

丙（黑色）×乙（黑色）

12（黑色）∶4（黄色）

②

甲（黄色）×乙（黑色）

8（黑色）∶9（黄色）

③

甲（黄色）×丁（黑色）

全为黑色

（1）根据交配组合①可判断显性性状是______________，隐性性状是________________。

（2）表中亲本的基因组合最可能是：

甲______________，乙______________，丙________________，丁__________。

属于纯合体的有________________________。

（3）第②组交配组合产生的子代中，能稳定遗传的概率理论上为________________。

答案　

（1）黑色　黄色　

（2）bb　Bb　Bb　BB　甲和丁

（3）1/2

解析　根据交配组合①可判断出相对性状的显隐性：

具有相同性状的双亲交配，产生的后代发生了性状分离，新出现的不同于双亲的性状（黄色）为隐性性状，且双亲均为杂合体，即丙、乙的基因组合均为Bb。

组合③中，具有相对性状的双亲杂交，后代全为一种性状（黑色），又由①判断出黑色是显性性状，故甲和丁的基因组合最可能是bb、BB。

交配组合②相当于测交实验，即bb（甲）×Bb（乙）→Bb（黑色）、bb（黄色），可见黄色个体为纯合体，能稳定遗传，而黑色个体为杂合体，不能稳定遗传。

个性拓展

15．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具有相同的基因组合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

Ⅰ

587

196

Ⅱ

0

823

Ⅲ

412

396

（1）在玉米粒颜色这一对相对性状中，隐性性状是________________，其理由是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）用G代表显性