1、1 第一章第一章 遗传因子的发现遗传因子的发现第第1节节 孟德尔的豌豆杂交实验孟德尔的豌豆杂交实验(一一)2自主乐园 (学生用书P1) 一 课标要求1.阐明孟德尔的一对相对性状的杂交实验及分离定律2.体验孟德尔遗传实验的科学方法和创新思维3.运用分离定律解释一些遗传现象3二 关键概念自花传粉 异花传粉 父本 母本 去雄相对性状 显性性状 隐性性状 性状分离 显性遗传因子 隐性遗传因子 纯合子 杂合子 分离定律 假说演绎法4自主学习 (学生用书P1)1.孟德尔通过分析豌豆杂交实验结果,发现了生物遗传的规律2.豌豆做遗传实验容易成功的原因:(1)豌豆是自花传粉植物而且是闭花受粉,也就是豌豆花在未开
2、放时,就已经完成了受粉,避免了外来花粉的干扰(2)豌豆植株还具有易于区分的性状53.一种生物的同一种性状的不同表现类型,叫做相对性状4.孟德尔把F1显现出来的性状,叫做显性性状,未显现出来的性状叫做隐性性状 在杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象叫做性状分离65.孟德尔对分离现象的原因提出了如下假说:(1)生物的性状是由遗传因子决定的,其中决定显性性状的为显性遗传因子,用大写字母(如D)表示,决定隐性性状的为11隐性遗传因子,用小写字母(如d)表示(2)体细胞中的遗传因子是12成对存在的,13遗传因子组成相同的个体叫做14纯合子,遗传因子组成不同的个体叫做15杂合子7 (3)生物体在形
3、成生殖细胞配子时,16成对的遗传因子彼此分离,分别进入17不同的配子中,配子中只含有18每对遗传因子中的一个(4)受精时,19雌雄配子的结合是随机的86.孟德尔为了验证他的假说,设计了20测交实验,让F1与21隐性纯合子杂交 实验结果:显性性状与隐性性状的分离比接近221:1,验证了他的假说7.假说演绎法:在23观察和分析的基础上提出问题以后,通过推理和想像提出24解释问题的假说,根据假说进行25演绎推理,再通过26实验检验演绎推理的结论 如果实验结果与预测结果相符,就证明假说是27正确的,反之,则说明假说是28错误的98.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,
4、在形成29配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的30遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代9.性状分离比的模拟实验中,甲 乙两小桶分别代表雌 雄生殖器官;小桶内的小球代表31雌雄配子;不同彩球的随机组合模拟生殖过程中的32雌雄配子的随机结合预测彩球组合应有333(DDDddd)种,各组合类型的数量比是341:2:110思维激活(学生用书P2) 一 孟德尔选用豌豆作杂交实验材料容易取得成功的原因1.与豌豆有关的基础知识(1)闭花受粉:豌豆花的雄蕊和雌蕊都被花瓣紧紧地包裹着,在花瓣展开之前,雄蕊花药中的花粉就传到了雌蕊柱头上,称为闭花受粉11 (2)雄蕊和雌蕊:雄蕊包括花药和花丝两部分,
5、花药中有花粉 花药成熟后,花粉散发出来 雌蕊由柱头 花柱和子房三部分组成子房发育成果实,子房中的胚珠发育成种子,胚珠中的受精卵发育成胚,受精极核发育成胚乳(3)父本和母本:不同植株的花进行异花传粉时,供应花粉的植株叫做父本,接受花粉的植株叫做母本122.豌豆作遗传实验材料的优点(1)豌豆是严格的自花传粉 闭花受粉的植物,避免了外来花粉的干扰,因此在自然状态下获得的后代均为纯种,用豌豆作人工杂交实验的材料,结果可靠,容易分析;(2)豌豆具有稳定的容易区分的性状;(3)花较大,易于做人工杂交实验;(4)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133.豌豆人工授粉的过程(1)去雄
6、:在花未成熟前(花蕾期),拨开花瓣剪去花的全部雄蕊,这叫做去雄 豌豆杂交以前,母本植株要去雄,保留雌蕊,以接受来自父本植株的花粉(2)套袋处理:以避免外来花粉的干扰,这也是植物杂交实验中必需的一步(3)传粉:雌花成熟时,采集另一植株的花粉,撒在去雄蕊花的柱头上 提供花粉的是父本(4)再套袋14二二 遗传因子遗传因子 性状等概念间的相互关系性状等概念间的相互关系15三 孟德尔的研究方法假说演绎法孟德尔通过杂交实验和自交实验现象,观察到杂种子二代始终出现性状分离,而且比值是3:1,于是提出了问题:F2为什么出现性状分离,分离比为什么是3:1 然后作出假设:性状由遗传因子控制,细胞内控制性状的遗传因
7、子是成对存在的,在有性生殖产生配子过程中成对的遗传因子分离,产生各两种雌 雄配子,比值是1:1 16然后根据自己的假设进行演绎推理,设计测交实验,验证假设的正确性,最后通过测交实验证明假设的正确性,进而得出基因的分离定律总之:假说演绎法的基本程序是:观察现象,提出问题分析问题,作出假设演绎推理,设计实验(测交实验)实验验证,得出结论17四四 有关分离定律问题的解题思路有关分离定律问题的解题思路分离定律的问题主要有两种类型分离定律的问题主要有两种类型:正推类和逆推类正推类和逆推类 18解决上述各类问题时,应特别注意以下几点:1.首先考虑纯合子,特别是隐性纯合子由于纯合子含有相同的遗传因子,因而在
8、亲代与子代之间遗传因子的组成及性状推断上有直接明显的推导作用,主要体现在以下方面:(1)如果亲代中有显性纯合子(BB),则子代一定为显性性状(B-)(甲图所示)(2)如果亲代中有隐性纯合子(bb),则子代中一定含有b遗传因子(乙图所示)19(3)如果子代中有纯合子如果子代中有纯合子(BB或或bb),则两个亲本都至少含有一则两个亲本都至少含有一个遗传因子个遗传因子B或或b 丙图中丙图中,由子代由子代bb可推知亲本为可推知亲本为-b,但亲本但亲本-b-b的后代未必一的后代未必一定是定是bb 202.根据分离定律中规律性比值来直接推断根据分离定律中规律性比值来直接推断亲本组合亲本表现型子代遗传因子组
9、成及比值子代表现型及比值纯合子纯合子AAAA显显AA全是显性AAaa显隐Aa全是显性aaaa隐隐aa全是隐性纯合子杂合子AAAa显显AA:Aa=1:1全是显性21 (1)若后代性状分离比为显性:隐性=3:1,则双亲一定是杂合子(Bb) 即BbBb3B-:1bb(2)若后代性状分离比为显性:隐性=1:1,则双亲一定是测交类型 即Bbbb1Bb:1bb(3)若后代性状只有显性性状,则双亲至少有一方为显性纯合子 即BBBB或BBBb或BBbb22典例剖析(学生用书P2)题型一 考查孟德尔豌豆杂交实验过程例1:(2009江苏高考,7)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
10、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 闭花受粉的特性23规律技巧:去雄应在开花前完成;豌豆是闭花受粉植物,雌蕊和雄蕊的发育程度必须相同才能实现异花授粉;不能根据亲本中不同个体表现型来判断亲本是否为纯合子;只能根据子代推断亲代,或由亲代推断子代;孟德尔成功的条件之一是他选择了豌豆做杂交实验,而豌豆是自花传粉,而且是闭花受粉,避免了外来花粉的干扰,自然状态下一般为纯种,用于人工杂交实验,结果既可靠,又容易分析答案:D24题型二 考查分离现象的解释例2:用纯种高茎豌豆
11、(DD)与纯种矮茎豌豆(dd)杂交得到F1,F1全为高茎豌豆(Dd),种下F1让其自交得到F2,种下F2豌豆种子,发现F2豌豆植株有高茎和矮茎两种植株,且高茎:矮茎为3:1,实现F2中高:矮为3:1的条件是( )在F1形成配子时,成对的遗传因子分离,形成两种配子 含不同遗传因子的雌雄配子随机结合 含不同遗传因子组合的种子必须有适宜的生长发育条件A. B.C. D.25规律技巧:F2中高:矮为3:1,首先需要F1杂种产生两种配子,且比值为1:1,而且两种配子随机结合产生受精卵 同时受精卵必须在适宜的条件下发育,不能出现被淘汰现象答案:C26题型三 考查分离定律应用例3:在豚鼠中,黑色毛皮对白色毛
12、皮是显性,如果一对杂合的黑色豚鼠交配,产生4个子代个体,它们的表现型比例是( )A.3黑:1白B.2黑:2白C.1黑:3白D.以上比例均有可能出现27规律技巧:此题一方面考查基因分离定律,另一方面考查学生的分析能力 按照分离定律,子代表现型的比例应该是黑:白=3:1,但这一理想比例只有在子代数目相当多的情况下才能出现 就每一个受精卵而言,发育成黑色毛皮的概率是3/4,发育成白色毛皮的概率是1/4 但由于只产生了4个子代个体,数目太少,出现理想比例的可能性不大,所以A B C三种比例的出现都有可能答案:D28梯度训练 (学生用书P3)基础强化一 选择题1.豌豆在自然状态下为纯种的原因是( )A.
13、豌豆品种间性状差异大B.豌豆先开花后受粉C.豌豆是闭花自花受粉的植物D.豌豆是自花传粉的植物29解析:四个选项中,A项不是题目要求回答的原因,B项知识错误,D项没有C项全面 豌豆是自花闭花受粉植物,避免外来花粉的干扰,所以自然状态下一般都是纯种答案:C302.下列各项中属于相对性状的是( )A.玉米的黄粒和圆粒B.家鸡的长腿和毛腿C.绵羊的白毛和黑毛D.豌豆的高茎和水稻的矮茎解析:A项玉米的黄粒和圆粒分别属于粒色和粒形两种不同的性状;B项也不符合同一性状的不同表现类型的要求;D项不是同一物种的性状答案:C313.(2009山东)下列是对“单因子杂交实验”中性状分离现象的各项假设性解释,其中错误
14、的是( )A.生物的性状是由细胞中的遗传因子决定的B.体细胞中的遗传因子成对存在,互不融合C.在配子中只含有每对遗传因子中的一个D.生物的雌雄配子数量相等,且随机结合32解析:在豌豆中,雄配子即花粉的数量较多,而雌配子即卵细胞的数量较少,两者之间没有一定的比例关系;但在授粉过程中,雌雄配子的结合是随机的答案:D334.利用具有一对相对性状的豌豆进行杂交试验,为避免其自花授粉,可采取的措施是( )花蕾期不去雄蕊 花蕾期去掉雄蕊 花蕾期套上纸袋 花蕾期不套纸袋 待花成熟时,采集另一株植株的花粉涂在去雄花的柱头上 待花成熟时,拿开纸袋任其在自然状况下传粉受精A. B.C. D.解析:为避免自花传粉,
15、应在花蕾期去掉雄蕊,套袋处理答案:C345.关于杂合子与纯合子的正确叙述是( )A.两纯合子杂交后代都是纯合子B.两杂合子杂交后代都是杂合子C.杂合子自交的后代都是杂合子D.纯合子自交的后代都是纯合子解析:A项中纯合子杂交后代不一定都是纯合子,例如AAaa;B项中杂合子杂交也不一定都是杂合子,如AaAa;而纯合子自交,后代不发生性状分离答案:D356.某高茎植株自花传粉,后代既有高茎也有矮茎,该植株的高茎是( )A.显性性状 B.隐性性状C.相对性状 D.无法确定解析:高茎植株自交,后代发生了性状分离,说明此高茎植株为杂合子,杂合子表现的性状为显性性状答案:A367.大豆的紫花和白花为一对相对
16、性状 下列四组杂交实验中,能判定性状显隐性关系的是( )紫花紫花紫花紫花紫花 301紫花+101白花紫花白花紫花紫花白花 98紫花+107白花A.和 B.和C.和 D.和37解析:判断显性和隐性的方法一般可以用“无中生有”有为隐性的方法来判断,另外根据分离定律,如果具有相对性状的两个亲本杂交,F1中未表现出来的性状为隐性性状答案:D388.根据如图所示实验根据如图所示实验,以下结论不正确的是以下结论不正确的是( )39A.所有的黑羊的亲代中至少有一方是黑羊B.F1黑羊的基因型与亲代黑羊的基因型相同C.F2黑羊的基因型都与F1黑羊相同D.白色是隐性性状40解析:本题考查性状显隐性的确认及基因型的
17、推测 由图示看出F1有黑羊和白羊,而黑羊与黑羊相交(即图中的),后代中有白羊出现,故可推知白羊为隐性性状,黑羊为显性性状,因此F1的基因型应为Aa(设显性基因为A),F2黑羊的基因型应有AA及Aa两种类型,亲代黑羊与F1黑羊的基因型应相同,且在不发生基因突变的情况下只要后代为黑羊,亲代应至少一方为黑羊答案:C41二二 非选择题非选择题9.下图为豌豆的一对相对性状遗传实验过程图解下图为豌豆的一对相对性状遗传实验过程图解,请据图回答请据图回答下列问题下列问题:42(1)该实验的亲本中该实验的亲本中,父本是父本是_,母本是母本是_ (2)操作操作叫叫_,操作操作叫叫_;为了确保杂交实验为了确保杂交实
18、验成功成功,的操作过程中应注意的操作过程中应注意,时间上时间上_,操作过程中操作过程中_,操作后操作后_ (3)红花红花(A)对白花对白花(a)为显性为显性,则杂种种子播下去后则杂种种子播下去后,长出的豌豆长出的豌豆植株开的花为植株开的花为_色色 (4)若亲本皆为纯合子若亲本皆为纯合子,让让F1代进行自交代进行自交,F2代的性状中代的性状中,红花与红花与白花之比为白花之比为_,F2代的基因类型有代的基因类型有_,且且比值为比值为_ 矮茎植株矮茎植株高茎植株高茎植株去雄去雄授粉授粉要在花粉成熟之前进行要在花粉成熟之前进行要干净要干净 完全完全 彻底彻底要外套罩子要外套罩子(袋子袋子) 红红3:1
19、 AA Aa aa1:2:143解析:豌豆为严格的自花传粉 闭花受粉植物,必须适时用合适的方法去雄,再传粉杂交本题中涉及一对相对性状(红花和白花)的遗传,遵循孟德尔分离定律 提供花粉的亲本为父本,接受花粉的亲本为母本 红花对白花为显性,杂合子只表现出显性性状,杂合子自交,后代会发生性状分离,分离比为显性:隐性=3:1,后代中会出现三种基因型,比例为1:2:144能力提升一 选择题1.对具有两性花的植物进行杂交时,必须( )A.对母本去雄并授以父本花粉B.以显性亲本作母本,隐性亲本作父本C.在花完全开放后进行授粉D.以隐性亲本作母本,显性亲本作父本解析:两性花必须将母本的雄蕊去掉才能完全保证杂交
20、答案:A452.已知豌豆的高茎对矮茎是显性,欲知一株高茎豌豆的基因组成最简便的方法是( )A.让它与另一株纯种高茎豌豆杂交B.让它与另一株杂种高茎豌豆杂交C.让它与另一株矮茎豌豆杂交D.让它进行自花授粉解析:豌豆是自花授粉,而且是闭花授粉,所以测定其基因组成最简便的方法是自交答案:D463.基因型为Dd的植株产生的配子间的关系是( )A.雌雄配子间的比为1:1B. D雌配子 D雄配子 d雌配子 d雄配子之间的比是1:1:1:1C. D配子与d配子之比是3:1D.雄配子远多于雌配子解析:Dd植株产生的雄配子D:d为1:1,产生的雌配子D:d为1:1,但雄配子应多于雌配子,二者并无一定的比例关系答
21、案:D474.水稻某些品种,茎秆的高矮是由一对等位基因控制的,对一个纯合显性亲本与一个纯合隐性亲本杂交产生的F1进行测交,其后代中杂合子的概率是( )A.0% B.25%C.50% D.75%解析:本题主要考查分离定律和测交原理 根据题意,高茎和矮茎的纯合子杂交,其F1一定为高茎杂合子;F1测交,其F2的表现型中,高茎:矮茎=1:1,所以测交后代中,杂合子的概率为50%答案:C485.(2008北京)无尾猫是一种观赏猫 猫的无尾 有尾是一对相对性状,按基因的分离定律遗传 为了选育纯种的无尾猫,让无尾猫自交多代,但发现每一代中总会出现约1/3的有尾猫,其余均为无尾猫 由此推断正确的是( )A.猫
22、的有尾性状是由显性基因控制的B.自交后代出现有尾猫是基因突变所致C.自交后代无尾猫中既有杂合子又有纯合子D.无尾猫与有尾猫杂交后代中无尾猫约占1/249解析:依题意可知,无尾是显性性状(A),有尾是隐性性状(a),符合分离定律 但无尾猫自交后代总是出现无尾猫,且无尾猫与有尾猫比例总是接近2:1,这说明无尾猫是杂合(Aa)且纯合(AA)致死答案:D50二二 非选择题非选择题6.(2009北京北京)鸭蛋蛋壳的颜色主要有青色和白色两种鸭蛋蛋壳的颜色主要有青色和白色两种 金定金定鸭产青色蛋鸭产青色蛋,康贝尔鸭产白色蛋康贝尔鸭产白色蛋 为研究蛋壳颜色的遗传规律为研究蛋壳颜色的遗传规律,研究者利用这两个鸭
23、群做了五组实验研究者利用这两个鸭群做了五组实验,结果如下表所示结果如下表所示 51杂交组合第1组第2组第3组第4组第5组康贝尔鸭金定鸭金定鸭康贝尔鸭第1组的F1自交第2组的F1自交第2组的F1康贝尔鸭后代所产蛋(颜色及数目)青色(枚)26178762829402730175452请回答问题请回答问题:(1)根据第根据第1 2 3 4组的实验结果可判断鸭蛋壳的组的实验结果可判断鸭蛋壳的_色是显性性状色是显性性状 (2)第第3 4组的后代均表现出组的后代均表现出_现象现象,比例都接近比例都接近_ (3)第第5组实验结果显示后代产青色蛋的概率接近组实验结果显示后代产青色蛋的概率接近_,该该杂交称为杂
24、交称为_,用于检验用于检验_ (4)第第1 2组的少数后代产白色蛋组的少数后代产白色蛋,说明双亲中的说明双亲中的_鸭鸭群中混有杂合子群中混有杂合子 (5)运用运用_方法对上述遗传现象进行分析方法对上述遗传现象进行分析,可判断鸭蛋可判断鸭蛋壳颜色的遗传符合孟德尔的壳颜色的遗传符合孟德尔的_定律定律 青青性状分离性状分离3:11/2测交测交F1相关的基因组成相关的基因组成金定金定统计学统计学基因分离基因分离53解析:根据表中第1组和第2组的杂交结果分析,康贝尔鸭和金定鸭不论是正交还是反交,得到的后代所产蛋均是青色蛋多白色蛋少,第3组和第4组的后代均表现出性状分离现象,并且青色蛋与白色蛋的比例约为3
25、:1,由此可判断青色蛋为显性性状,白色蛋为隐性性状第5组为第2组的F1与康贝尔鸭 (隐性纯合子)杂交,得到后代青色蛋与白色蛋的比例约为1:1,因此这种杂交应为测交,可用于检测第2组中F1的基因型 54第1组和第2组均为康贝尔鸭(隐性纯合子)和金定鸭杂交,根据少数后代产白色蛋可判断金定鸭中大多数为显性纯合子,少数为杂合子 将具体的数字转化成表现型比例,对遗传现象进行分析,运用的是统计学的方法,根据表中数据判断,鸭蛋颜色的遗传符合孟德尔的基因分离定律55科学与应用(2005全国)已知牛的有角与无角为一对相对性状,由常染色体上的等位基因A与a控制在自由放养多年的一群牛中(无角的基因频率与有角的基因频
26、率相等),随机选出1头无角公牛和6头有角母牛,分别交配,每头母牛只产了1头小牛 在6头小牛中,3头有角,3头无角56(1)根据上述结果能否确定这对相对性状中的显性性状?请简要说明推断过程答案:不能确定假设无角为显性,则公牛的基因型为Aa,6头母牛的基因型都为aa,每个交配组合的后代或为有角或为无角,概率各占1/2 6个组合后代合计会出现3头无角小牛,3头有角小牛57假设有角为显性,则公牛的基因型为aa,6头母牛可能有两种基因型,即AA和Aa AA的后代均为有角 Aa的后代或为无角或为有角,概率各占1/2,由于配子的随机结合及后代数量少,实际分离比例可能偏离1/2 所以,只要母牛中具有Aa基因型
27、的头数大于或等于3,那么6个组合后代合计也会出现3头无角小牛,3头有角小牛 综合上述分析,不能确定有角为显性,还是无角为显性58(2)为了确定有角与无角这对相对性状的显隐性关系,用上述自由放养的牛群(假设无突变发生)为实验材料,再进行新的杂交实验,应该怎样进行?(简要写出杂交组合 预期结果并得出结论)答案:从牛群中选择多对有角牛与有角牛杂交(有角牛有角牛) 如果后代出现无角小牛,则有角为显性,无角为隐性;如果后代全部为有角小牛,则无角为显性,有角为隐性 59解析:根据定义,杂合子表现出来的性状为显性性状,杂合子没有表现出来的性状为隐性性状 那么,首先假设无角为显性,则公牛的基因型为Aa,6头母
28、牛的基因型都为aa,每个交配组合的后代或为有角或为无角,概率各占1/2 6个组合后代合计会出现3头无角小牛,3头有角小牛 再假设有角为显性,则公牛的基因型为aa,6头母牛可能有两种基因型,即AA和Aa AA的后代均为有角 Aa的后代或为无角或为有角,概率各占1/2,由于配子的随机结合及后代数量少,实际分离比例可能偏离1/2 60所以,只要母牛中具有Aa基因型的头数大于或等于3,那么6个组合后代合计也会出现3头无角小牛,3头有角小牛 综合上述分析,不能确定有角为显性还是无角为显性 若要进一步确定这对相对性状中的显性性状,则要找出杂合子,杂合子表现出的性状为显性性状 根据杂合子后代会出现性状分离的特点,在无角公牛与有角母牛的后代中,选有角母牛与有角公牛杂交,若有无角出现则有角牛为杂合子,即有角为显性;反之,若后代全为有角即无角为显性
