孟德尔豌豆的杂交实验(一)(第1课时)(学生版)-高一生物同步讲义(人教2019必修2).docx

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1.1 孟德尔的豌豆杂交实验（一）
第1课时：杂交实验材料和杂交技术
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1.阐明分离定律，并能运用分离定律解释或预测一些遗传现象。
2.通过对孟德尔一对相对性状杂交实验的分析，培养归纳与演绎、抽象与概括的科学思维，体会假说-演绎法和孟德尔的创新思维。
3.认同在科学探究中正确地选用实验材料、运用数学统计方法、提出新概念以及应用符号体系表达概念的重要性。
知识精讲

知识点01 杂交实验的材料
孟德尔说：“人和实验的价值和效用，取决于所使用材料对于实验目的的适合性。”什么样的材料适合进行探究遗传规律的实验？
1.“种瓜得瓜，种豆得豆”，《吕氏春秋·用民篇》记述“夫种麦而得麦，种稷而得稷”；“一母生九子，连娘十个样”，《齐民要术·种谷第三》中说：“凡谷成熟有早晚，苗杆有高下，收实有多少，质性有强弱，米味有美恶，粒实有息耗”。这是我国古代人民对生物遗传变异现象描述。
遗传和变异的研究对象包括动物、植物、微生物。为什么生物都表现出遗传和变异现象？归根结底都是由遗传信息决定的。遗传规律研究的对象是遗传信息的传递方式和规律，包括揭示遗传和比阿尼的表现及规律；探索生物遗传变异的物质基础和内因；及用遗传规律指导生物育种、预测发生等。
遗传信息的传递方式和规律不容易观察，生物性状容易观察。由于生物性状表现由遗传信息控制，因此可以通过分析杂交后代的遗传性状表现来推测生物遗传信息的传递方式和规律。研究遗传规律的杂交实验材料应具有下列特点：
①具有差别明显、易于区分的相对性状，以便于观察和统计；
②繁殖周期短，以便在较短的时间获得杂交后代进行杂交结果分析；
③实验材料结构简单，便于饲养和种植，以方便进行杂交实验；
④繁殖力强，有足够多的后代，以便于对后代进行统计学的分析。
2.豌豆用于杂交实验材料的优点
豌豆的特点
优势
自花传粉自然状态下，一般都是纯种
用豌豆做人工杂交实验，结果既可靠，又容易分析
具有易于区分的性状且能够稳定地遗传给后代
实验结果易于观察和分析
花较大
易于做人工杂交实验
子代个体数量较多
用数学统计方法分析结果更可靠，且偶然性小
3.常用于遗传规律实验的其他生物
（1）玉米
①雌雄同株、单性花，便于人工授粉；
②生长周期短、繁殖快，便于在较短时间获取杂交结果；
③相对性状差别明显，便于观察区分；
④后代数目多，便于进行统计学分析。
（2）果蝇
①果蝇体型小，容易培养，容易杂交；
②果蝇繁殖系数高，孵化快，一年就可以繁殖30代；
③相对性状差别明显，便于观察区分；
④后代数目多，便于进行统计学分析。
【特别提醒】孟德尔采用山柳菊做遗传材料没有成功的原因
①山柳菊没有既容易区分又可以连续观察的相对性状；
②山柳菊有时进行有性生殖，有时进行无性生殖；
③山柳菊的花小，难以做人工杂交实验。
知识点02 孟德尔豌豆杂交实验的操作
孟德尔豌豆杂交实验示意图如下

母本去雄→套袋→人工授粉→再套袋→收获种子→观察统计后代表现
1.去雄：选择未成熟的豌豆花去雄：原因是豌豆是自花传粉植物，成熟后就已受粉，所以去雄时应选择未成熟的花。
2.豌豆人工异花传粉过程中经过了两次套袋,分别在什么时间,目的分别是什么?
第一次套袋是在去雄后,第二次套袋是在人工传粉后,两次套袋的目的都是避免外来花粉的干扰。
3.对单性花植物进行人工异花传粉的基本操作过程中,是否需要去雄处理?为什么?
不需要。因为单性花中只有雄蕊或只有雌蕊,所以不需要去雄处理。

【特别提醒】与豌豆相比，玉米杂交实验中的“不同”与“相同”操作
①玉米的花为单性花，且雌雄同株异花。利用玉米进行人工杂交实验时，不需要对母本进行去雄处理。
②玉米不需要进行去雄处理，但仍要进行“两次”套袋。
【知识链接】】　与植物杂交有关的小知识
单性花
一朵花中只有雄蕊或只有雌蕊
两性花
同一朵花中既有雄蕊又有雌蕊,如豌豆花
自花传粉
两性花在未开放时,它的花粉会落到同一朵花的雌蕊的柱头上,从而完成受粉的过程
异花传粉
两朵花之间的传粉过程
父本和母本
不同植株的花进行异花传粉时,供应花粉的植株叫作父本(♂),接受花粉的植株叫作母本(♀)
知识点03 性状、相对性状
1.性状是指生物体把生物体所表现的形态结构、生理生化特征等的统称。形态特征如豌豆茎的高度、豌豆子叶的颜色等；生理特征如人的ABO血型、番茄的抗病性等。
2.相对性状指一种生物的同一性状的不同表现类型。如豌豆的高茎和矮茎，豌豆子叶的黄色和绿色，人皮肤颜色的黑色、白色和黄色，人的ABO血型的A型血、B型血、AB型血和O型血，等。因为一种生物一个性状的表现类型有些不知两种，所以有些性状的相对性状也不止两种。
知识点04 孟德尔豌豆一对相对性状的杂交实验
1.常见的遗传学符号
符号
P
F1
F2
×

♀
♂
含义
亲本
子一代
子二代
杂交
自交
母本
父本
2.实验过程

3.实验现象
①纯种高茎豌豆和纯种矮茎豌豆杂交，不论正交还是反交，F1只表现高茎。
②F1自交的后代F2发生性状分离，高茎与矮茎的分离比约为3∶1。
4.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叫作性状分离。例如，高茎豌豆自交后代既有高茎，又有矮茎，即发生了性状分离。注意，子代表现不同性状不一定是“性状分离”，只有子代出现不同于亲本的性状时才可称作性状分离。
5.性状显隐性的判断方法
方法1.具有先对性状的两纯合亲本杂交，子一代表现出来的亲本性状叫显性性状，子一代未显现出来的亲本性状是隐性性状。如果是具有相对性状的两亲本杂交，后代只出现一个亲本的性状，则所出现亲本的性状为显性性状，为出现的亲本所具有的性状为隐性性状，可表示为：甲×乙→只出现甲⇒甲为显性性状，乙为隐性性状。如果具有相对性状的两亲本杂交，后代两个亲本的性状都出现，可表示为：甲×乙→出现甲和乙⇒不能判断甲、乙哪个是显性性状。
方法2.由于具有显性性状杂合体表现为显性性状，杂合体自交或两杂合体杂交后代将出现性状分离。如果具有某一性状的个体自交或杂交，后代有新的表现型出现，则新出现的性状为隐性性状，自交或杂交个体表现的性状为显性性状，可表示为：甲×甲→甲＋乙⇒乙为隐性性状，或甲×甲→乙⇒乙为隐性性状。但具有某一性状的个体自交或杂交，后代没有新的表现型出现，则无法判断性状的显隐性，如甲×甲→只出现甲，乙×乙→只出现乙⇒无法判断显隐性。
【特别提醒】
杂交、自交、自由交配、正交与反交、回交
①杂交：杂交指遗传因子组成不同的生物个体之间的交配方式对于植物来说，可指不同品种间的异花传粉。
②自交：自交是遗传因子组成相司的生物个体之间的相互交配，主要交配方式有植物中的闭花受粉、自花受粉(如豌豆)或雌雄异花的同株受粉(如玉米)。
③自由交配：一个群体中，雌性个体与雄性个体随机交配。
④正交与反交：遗传因子组成不同的个体甲和乙杂交，如果将甲作父本、乙作母本定义为正交，则以乙作父本、甲作母本的交配方式就为反交；反之，若将乙作父本、甲作母本定义为正交，则甲作父本、乙作母本为反交
⑤回交：回交是指F1与亲本之一或与其亲本基因型相同的个体杂交。

能力拓展

考法01 孟德尔杂交实验的科学方法
1.豌豆是自花传粉植物，而且还是闭花受粉，也是豌豆花在未开放时，就已经完成了受粉，避免了外来花粉的干扰。
2.所以豌豆在自然状态下一般都是纯种，用豌豆做人工杂交实验，结果既可靠，又容易分析。
3.豌豆具有一些稳定的、容易区分的性状，容易进行数理统计。
4.除去母本未成熟花的全部雄蕊，防止出现自花授粉；对母本去雄蕊后套上纸袋，防止了外来花粉干扰；人工授粉，保证杂交亲本的确定性；人工授粉后再套袋，保证杂交得到的种子是人工传粉后所结，便于统计分析使实验结果更可靠。
【典例1】下列关于紫花豌豆与白花豌豆杂交实验的叙述，正确的是( )
A．豌豆花瓣开放时需对母本去雄以防自花授粉
B．完成人工授粉后仍需套上纸袋以防自花授粉
C．F1自交，其F2中出现白花的原因是性状分离
D．F1全部为紫花是由于紫花基因对白花基因为显性
【答案】D
【解析】豌豆花瓣开放时，豌豆已经完成授粉，所以应在花粉尚未成熟时对母本去雄以防自花授粉，A错误；完成人工授粉后仍需套上纸袋以防异花授粉，B错误；F1自交，其F2中同时出现白花和紫花，这种现象是性状分离。出现性状分离的原因是等位基因随同源染色体的分开而分离，C错误；紫花和白花杂交，F1全部为紫花，说明紫花为显性性状，白花为隐性性状，则紫花基因对白花基因为显性，D正确。
特别提醒：
对母本去雄、套袋：去雄应在花未成熟时就进行，套袋目的是避免外来花粉的干扰。
考法02 显隐性性状的判断
方法1.具有先对性状的两纯合亲本杂交，子一代表现出来的亲本性状叫显性性状，子一代未显现出来的亲本性状是隐性性状。如果是具有相对性状的两亲本杂交，后代只出现一个亲本的性状，则所出现亲本的性状为显性性状，为出现的亲本所具有的性状为隐性性状，可表示为：甲×乙→只出现甲⇒甲为显性性状，乙为隐性性状。如果具有相对性状的两亲本杂交，后代两个亲本的性状都出现，可表示为：甲×乙→出现甲和乙⇒不能判断甲、乙哪个是显性性状。
方法2.由于具有显性性状杂合体表现为显性性状，杂合体自交或两杂合体杂交后代将出现性状分离。如果具有某一性状的个体自交或杂交，后代有新的表现型出现，则新出现的性状为隐性性状，自交或杂交个体表现的性状为显性性状，可表示为：甲×甲→甲＋乙⇒乙为隐性性状，或甲×甲→乙⇒乙为隐性性状。但具有某一性状的个体自交或杂交，后代没有新的表现型出现，则无法判断性状的显隐性，如甲×甲→只出现甲，乙×乙→只出现乙⇒无法判断显隐性。
【典例2】下列四组杂交实验中，能判断显性和隐性关系的是(　　)
①红花×白花→红花、白花
②非甜玉米×非甜玉米→301非甜玉米＋101甜玉米
③盘状南瓜×球状南瓜→盘状南瓜
④牛的黑毛×白毛→98黑毛＋102白毛
A．①和② 　　　　　　　 B．②和③
C．②和④ D．①和④
【答案】B
【解析】红花×白花→红花、白花，牛的黑毛×白毛→98黑毛＋102白毛，两个组合均为测交组合，不能判断显隐性关系，①④错误；非甜玉米×非甜玉米→301非甜玉米＋101甜玉米，说明非甜玉米是杂合子，其所具有的非甜性状为显性性状，甜味为隐性性状，②正确；盘状南瓜×球状南瓜→盘状南瓜，符合显性性状的定义，说明盘状为显性性状，球状为隐性性状，③正确。故B项正确，A、C、D项错误。
方法技巧：通过实验判断性状的显隐性

考法03 遗传学交配方式的应用
不同交配方式的概念及其应用的比较
交配方式
概念
应用
杂交
基因型不同的个体相互交配的过程
①探索控制生物性状的基因的传递规律；②将不同的优良性状集中到一起，得到新品种；③显隐性的判断
自交
一般用于植物的自花传粉，但有时也指两个基因型相同的个体相交
①连续自交并筛选可以不断提高种群中纯合子的比例；②可用于植物纯合子、杂合子的鉴定
测交
待测个体(F1)与隐性纯合子相交
可用于测定待测个体(F1)的基因型、产生的配子的类型及其比例
【典例3】采用以下哪一组方法，可以依次解决①～④中的遗传问题(　　)
①鉴定一只白羊是否纯种
②在一对相对性状中区分显隐性
③不断提高小麦抗病品种的纯合度
④检验杂种子一代的遗传因子的组成
A．杂交、自交、测交、测交 B．杂交、杂交、杂交、测交
C．测交、杂交、自交、测交 D．测交、测交、杂交、自交
【答案】C
【解析】鉴定某一生物是否为纯种，对于植物来说可采用自交和测交的方法，自交方法最简便，但对于动物则只能用测交方法。要区分某种生物相对性状的显隐性，可让该种生物进行杂交，若是相同性状的个体杂交，子代出现性状分离，则分离出来的性状为隐性性状。不断地自交可明显提高生物品种的纯合度。测交可鉴定显性性状个体的遗传因子的组成。

分层提分

题组A 基础过关练
1.豌豆在自然状态下是纯种的原因是（ ）
A. 豌豆品种间性状差异大 B. 豌豆先开花后授粉
C. 豌豆是自花传粉闭花授粉的植物 D. 豌豆是孟德尔精心选育的
2.用豌豆进行遗传实验时，下列操作中错误的是(　　)
A．杂交时必须在雄蕊成熟前除去母本的雄蕊
B．自交时，雄蕊和雌蕊都无须除去
C．杂交时，必须在开花前除去母本的雌蕊
D．人工授粉后，应套袋
3.下列关于纯合子和杂合子的叙述中，不正确的是 (　　)
A．纯合子之间杂交，后代不一定是纯合子
B．杂合子之间杂交，后代全是杂合子
C．前者形成配子时，只产生一种,后者产生不止一种

D．前者自交后代性状不分离，后者自交后代性状分离
4.水稻的有芒和无芒是一对相对性状，下列四组杂交实验中，能判断性状的显隐性关系的是(　　)
①有芒×有芒→有芒 ②有芒×有芒→有芒215＋无芒70
③有芒×无芒→有芒 ④有芒×无芒→有芒101＋无芒97
A．①② B．①④ C．②③ D．③④
5.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．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
6．玉米的紫粒和黄粒是一对相对性状。某一品系X为黄粒玉米，若自花传粉，后代全为黄粒；若接受另一品系Y紫粒玉米的花粉，后代既有黄粒，也有紫粒。下列有关分析正确的是(　　)
A．紫粒是显性性状 B．黄粒是显性性状
C．品系X是杂种 D．品系Y是纯种

题组B 能力提升练
7.若用玉米为实验材料验证孟德尔分离定律，下列因素对得出正确实验结论影响最小的是( )
A.所选实验材料是否为纯合子
B.所选相对性状的显隐性是否易于区分
C.所选相对性状是否受一对等位基因控制
D.是否严格遵守实验操作流程和统计分析方法
8.某种植物的羽裂叶和全缘叶是一对相对性状。某同学用全缘叶植株（植株甲）进行了下列四个实验。
①植株甲进行自花传粉，子代出现性状分离
②用植株甲给另一全缘叶植株授粉，子代均为全缘叶
③用植株甲给羽裂叶植株授粉，子代中全缘叶与羽裂叶的比例为1︰1
④用植株甲给另一全缘叶植株授粉，子代中全缘叶与羽裂叶的比例为3︰1
其中能够判定植株甲为杂合子的实验是( )
A.①或② B.①或④ C.②或③ D.③或④
9.假设在特定环境中，某种动物基因型为BB和Bb的受精卵均可发育成个体，基因型为bb的受精卵全部死亡。现有基因型均为Bb的该动物1 000对（每对含有1个父本和1个母本），在这种环境中，若每对亲本只形成一个受精卵，则理论上该群体的子一代中BB、Bb、bb个体的数目依次为( )
A.250、500、0 B.250、500、250
C.500、250、0 D.750、250、0
10.下列关于性状分离的叙述中正确的是(   )
A.性状分离就是具有相对性状的亲本杂交,F1只表现一个亲本的性状
B.性状分离就是指杂合的F1产生的两类配子
C.性状分离就是指杂合的F1的后代出现不同的性状表现
D.性状分离就是指同一生物个体会表现出不同的性状类型
11．下图为豌豆的一对相对性状的遗传实验过程图解。请仔细读图并回答下列问题：

（1）该实验的亲本中，父本是 ____母本是_______。在此实验中用作亲本的两株豌豆必须是_______种。
（2）操作①叫_______，此项处理必须在豌豆_______之前进行。
（3）操作②叫_______，此项处理后必须对母本的雌蕊进行_______，其目的是____________________。
（4）在当年母本植株上所结出的种子即为_______代。若要观察到子二代豌豆植株的性状分离特征，需要在第_______年进行观察。
（5）紫花(A)对白花(a)为显性，则杂合种子种下去后，长出的豌豆植株开的花为_色。
12．黄瓜是雌雄同株异花的二倍体植物。果皮颜色(绿色和黄色)受一对等位基因控制。为了判断这对相对性状的显隐性关系，甲、乙两同学分别从某种群中随机选取两个个体进行杂交实验。请回答：
（1）甲同学选取绿果皮植株与黄果皮植株进行正交与反交，观察F1的表型。请问是否一定能判断显隐性？
________，为什么？______________________________。
（2）乙同学做了两个实验，实验一：绿色果皮植株自交；实验二：以上述绿色果皮植株为父本，黄色果皮植株为母本进行杂交，观察F1的表型。
①若实验一后代有性状分离，即可判断________为显性性状。
②若实验一后代没有性状分离，则需通过实验二进行判断。若实验二后代__________________，则绿色果皮为显性性状；若实验二后代____________________，则黄色果皮为显性性状。

题组C 培优拔尖练
13．现有甲乙两瓶世代连续的果蝇，甲瓶中的个体全为灰身，乙瓶中的个体既有灰身也有黑身。让乙瓶中的灰身个体与黑身个体交配，子代只表现为灰身。据以上现象判断（ ）
①灰身为显性，黑身为隐性　②黑身为显性，灰身为隐性　③甲为乙的亲本　④乙为甲的亲本　⑤甲中的灰身为杂合体　⑥乙中的灰身为纯合体
A．①③⑤ B．①④⑥
C．②④⑥ D．②③⑤
14．某种雌雄同株植物的花色有紫花、红花、白花3种，依次由常染色体上的M1、M2和M3三个基因控制。开红花个体杂交，子代全开红花或同时出现开红花和开白花个体且比例为3：1；基因型相同的开紫花个体杂交，子代出现开紫花和开红花或开紫花和开白花个体。综上所述，三个基因的显隐性关系是（ ）
A．M1>M2>M3 B．M3>M2>M1 C．M2>M1>M3 D．M2>M3>M1
15．玉米和豌豆的茎秆都有高矮之分，分别将两者的纯种高茎和矮茎植株间行种植并进行相关研究。若不考虑变异，可能出现的结果和相关推断，正确的是（ ）
A．矮茎玉米植株中所结种子种到地上，长出的植株只有矮茎，矮茎对高茎为显性
B．高茎玉米植株中所结种子种到地上，长出的植株有高茎和矮茎，高茎对矮茎为显性
C．矮茎豌豆植株中所结种子种到地上，长出的植株只有矮茎，矮茎对高茎为显性
D．高茎豌豆植株中所结种子种到地上，长出的植株只有高茎，高茎对矮茎为显性
16.已知马的栗色与白色为一对相对性状，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马群中，两基因频率相等，每匹母马一次只生产1匹小马。下列关于性状遗传的研究方法及推断，不正确的是（　　）
A．随机选出1匹栗色公马和3匹白色母马分别交配，若所产3匹马全部是白色，则白色为显性
B．该马群自由交配，若后代栗色马明显多于白色马，则说明栗色为显性
C．选择多对栗色马相互杂交，若后代全部是栗色马，则说明栗色为隐性
D．选择多对栗色马和白色马杂交，若后代栗色马明显多于白色马，则栗色为显性；反之，则白色为显性

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