新人教（2019）生物必修2同步学案：第1章 第1节 第2课时　性状分离比的模拟实验、对分离现象解释的验证和分离定律的内容

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新人教（2019）生物必修2同步学案
1.1孟德尔的豌豆杂交实验(一)
第2课时 性状分离比的模拟实验、对分离现象解释的验证和分离定律的内容
一、性状分离比的模拟实验
1．实验目的
通过模拟实验，理解遗传因子的分离和配子的随机结合与性状之间的数量关系，体验孟德尔的假说。
2．模拟内容
用具或操作 模拟对象或过程
甲、乙两个小桶 雌、雄生殖器官
小桶内的彩球 雌、雄配子
不同彩球的随机组合 雌、雄配子的随机结合
3．操作步骤
→→→→→
4．分析结果、得出结论
(1)彩球组合类型数量比：DD∶Dd∶dd≈1∶2∶1。
(2)彩球组合类型之间的数量比代表的是显、隐性性状数量比：显性∶隐性≈3∶1。
注意事项　(1)盛放彩球的容器最好为圆柱形小桶或其他圆柱形容器，以便摇动时彩球能够充分混匀。
(2)彩球的规格、质地要统一，手感要相同，以避免人为的误差。
(3)每个小桶内两种彩球的数量必须相等。
(4)每次抓取时要闭上眼睛，左手随机抓取甲桶内彩球，同时右手随机抓取乙桶内彩球，避免从一个小桶内同时抓取两个彩球。做完一次模拟实验后，将彩球放回原桶(切记不能将两个桶中的彩球相混)，必须充分摇匀彩球，再做下一次模拟实验。
(5)要认真观察每次的组合情况，记录统计要如实、准确；统计数据时不能主观更改实验数据。
(6)要多次抓取并进行统计，这样才能接近理论值。
阅读教材“性状分离比的模拟实验”相关内容，思考下列问题：
(1)每个桶中放入数量相等的两种彩球的含义是：两种彩球分别模拟含有显性、隐性两种遗传因子的配子，且F1产生的两种配子数量相等。
(2)实验中，甲、乙两个小桶内的彩球数量都是20个，这符合自然界的实际情况吗？
提示　不符合。自然界中，一般雄配子的数量远远多于雌配子的数量。
(3)分别从两个桶内随机抓取一个彩球组合在一起，模拟了雌雄配子形成和随机结合的过程。
(4)为什么每次把抓出的小球放回原桶并且摇匀后才可再次抓取？
提示　为了使代表雌、雄配子的两种彩球被抓出的机会相等。
(5)理论上，实验结果应是：彩球组合DD∶Dd∶dd＝1∶2∶1，但有位同学抓取4次，结果是DD∶Dd＝2∶2，这是不是说明实验设计有问题？
提示　不是。DD∶Dd∶dd＝1∶2∶1是一个理论值，如果统计数量太少，不一定会符合DD∶Dd∶dd＝1∶2∶1的理论值，统计的数量越多，越接近该理论值。
归纳总结　两个小桶中小球总数可以不相等，但每个小桶中代表D和d的小球数量一定相等，因为F1产生的雄配子的数量远远大于雌配子的数量，雌配子中D∶d＝1∶1，雄配子中D∶d＝1∶1。
二、对分离现象解释的验证
1．验证方法
测交法，即让F1与隐性纯合子杂交。
2．遗传图解
3．实验结果：测交后代中的高茎与矮茎植株的数量比接近1∶1。
4．实验结论：孟德尔的假说是正确的。
(1)为了验证作出的假设是否正确，孟德尔设计并完成了正、反交实验(　　)
(2)测定F1的遗传因子组成是根据测交所得后代种类反向推知的(　　)
(3)可通过测交实验确定性状的显隐性(　　)
(4)通过测交可以测定被测个体产生的配子的数量(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×
特别提醒　测交的作用
(1)测定F1产生的配子的种类和比例。
(2)测定F1的遗传因子组成。
(3)预测F1在形成配子时遗传因子的行为(根本目的)。
杂交、自交和测交在遗传中各有不同的用途，请分析以下遗传问题：
(1)已知豌豆豆荚的绿色和黄色是一对相对性状，如何来确定二者的显隐性关系？
提示　用纯合的绿豆荚豌豆和纯合的黄豆荚豌豆杂交，子一代显现出来的性状是显性性状。
(2)已知豌豆的高茎对矮茎为显性，现有一株高茎豌豆，如何鉴定该高茎豌豆是纯合子还是杂合子？
提示　让该高茎豌豆自交，若后代全为高茎豌豆，则该豌豆是纯合子，若后代发生性状分离，则该豌豆是杂合子。
(3)羊的白毛对黑毛是显性，现在有一只白毛公羊，如何鉴定其遗传因子组成是纯合还是杂合？
提示　让该白毛公羊和多只黑毛母羊交配，子代如果出现黑毛羊，则该白毛羊的遗传因子组成为杂合，若子代全为白毛羊，则该白毛羊的遗传因子组成为纯合。
温馨提示　(1)对于植物来说，最简单的方法是自交法。(2)测交法的前提条件是已知性状的显隐性。待测对象若为雄性动物，应与多个隐性雌性个体交配，以产生更多的后代，使结果更有说服力。
三、分离定律和假说—演绎法
1．分离定律
(1)描述对象：有性生殖生物。
(2)发生时间：在形成配子时。
(3)内容：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；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。
2．假说—演绎法
一般程序：发现问题→提出假说→演绎推理→实验验证→得出结论。
(1)假说—演绎法中演绎推理的内容是进行测交实验(　　)
(2)孟德尔所作假设的核心内容是“生物体能产生数量相等的雌雄配子”(　　)
(3)符合分离定律并不一定出现3∶1的性状分离比(　　)
(4)病毒和原核生物的遗传不符合分离定律(　　)
(5)分离定律发生在配子形成过程中(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)√
易错警示　(1)孟德尔所作假设的核心是成对的遗传因子在形成配子时发生分离。
(2)“演绎≠测交实验”：“演绎”不同于测交实验，前者只是设计测交实验，预测测交结果，后者则是进行实验结果的验证。
(3)符合基因分离定律并不一定就会出现特定的性状分离比(针对完全显性)。原因如下：
①F2中3∶1的性状分离比必须在统计大量子代后才能得到；若子代数目较少，则不一定符合预期的分离比。
②致死现象可能会导致性状分离比发生变化，如隐性致死、显性纯合致死等。
1．最能体现分离定律实质的是：F1产生配子的比例为1∶1。
2．请归纳一对遗传因子的遗传是否遵循分离定律的验证方法：
(1)测交法：F1×隐性纯合子 子代两种性状的数量比为1∶1 F1产生两种数量相等的配子，遵循分离定律。
(2)自交法：F1子代性状分离比为3∶1 F1产生了两种数量相等的配子，遵循分离定律。
(3)花粉鉴定法(以水稻花粉为例)
①过程：非糯性与糯性水稻的花粉遇碘呈现不同的颜色，用纯种的非糯性水稻和纯种的糯性水稻杂交，取F1的花粉放在载玻片上，加一滴碘液，在显微镜下观察。
②结果：半数花粉呈蓝黑色，半数花粉呈橙红色，遵循分离定律。
应用　分离定律的解题思路
分离定律的问题主要有两种类型：正推型和逆推型。
(1)由亲代推断子代的遗传因子组成、性状表现及其概率(正推型)。
亲本 子代遗传因子组成 子代性状表现
AA×AA AA 全为显性
AA×Aa AA∶Aa＝1∶1 全为显性
AA×aa Aa 全为显性
Aa×Aa AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1 显性∶隐性＝3∶1
Aa×aa Aa∶aa＝1∶1 显性∶隐性＝1∶1
aa×aa aa 全为隐性
(2)由子代推断亲代的遗传因子组成(逆推型)。
方法一：遗传因子填充法。
先根据亲代性状表现写出能确定的遗传因子，如显性性状的遗传因子组成可用A_来表示，那么隐性性状的遗传因子组成只有一种aa，根据子代中一对遗传因子分别来自两个亲本，可推出亲代中未知的遗传因子。
方法二：隐性纯合子突破法。
如果子代中有隐性个体存在，它往往是逆推过程中的突破口，因为隐性个体是纯合子(aa)，因此亲代遗传因子组成中必然都有一个a遗传因子，然后再根据亲代的性状表现做进一步的推断。
方法三：根据分离定律中的规律性比值来直接判断。
①若子代性状分离比为显性∶隐性＝3∶1，则双亲一定是杂合子(Aa)，即Aa×Aa→3A_∶1aa。
②若子代两种性状的数量比为显性∶隐性＝1∶1，则双亲一定是测交类型，即Aa×aa→1Aa∶1aa。
③若子代只有显性性状，则双亲至少有一个为显性纯合子，即AA×AA或AA×Aa或AA×aa。
④若子代只有隐性性状，则双亲一定都是隐性纯合子(aa)，即aa×aa→aa。
1．测交是F1与隐性纯合子杂交。
2．假说—演绎法中的演绎的内容是设计测交实验，预测测交结果。
3．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；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。
4．最能体现分离定律实质的现象是F1产生1∶1的两种配子。
1．某同学利用红球(表示D)和白球(表示d)进行“性状分离比的模拟实验”，其操作过程中说法错误的是(　　)
A．甲、乙两小桶内的小球分别代表雌、雄生殖器官
B．随机从每个小桶中抓取一个小球组成一组是模拟雌、雄配子随机结合
C．每次抓取前要摇晃小桶的目的是为了保证抓取小球的随机性
D．每次抓取之后将抓取的小球放回原桶中
答案　A
解析　甲、乙两小桶分别代表雌、雄生殖器官，A项错误。
2．让具有一对相对性状的纯合亲本杂交，获得F1，F1自交获得F2。让F1与隐性纯合子测交，实验结果能验证的是(　　)
①F1的遗传因子组成　②F1产生配子的种类　③F2的遗传因子组成　④F1产生配子的比例
A．①②③ B．②③④
C．①②④ D．①③④
答案　C
解析　①测交法可用于鉴定某显性个体是否为纯合子，若测交后代均为显性个体，则其为纯合子，若测交后代出现隐性个体，则其为杂合子，故让F1与隐性纯合子测交，实验结果能验证F1的遗传因子组成；②根据测交子代的表现类型可以推测被测个体产生配子的种类；③让F1与隐性纯合子测交，只能获取F1的情况，不能获取F2的情况；④根据测交子代的表现类型及比例可以推测被测个体产生配子的比例，故让F1与隐性纯合子测交，实验结果能验证F1产生配子的比例，故选C。
3．(2020·大连第二十四中学高一月考)孟德尔采用“假说—演绎法”发现了遗传规律，下列有关说法不正确的是(　　)
A．孟德尔通过豌豆的杂交和自交实验提出问题
B．孟德尔提出的唯一假说是“生物的性状是由遗传因子决定的”
C．孟德尔采用测交实验验证他的假说是否正确
D．孟德尔探索遗传规律的过程是实验→假设→验证→结论
答案　B
解析　“生物的性状是由遗传因子决定的”是孟德尔提出的假说之一，B项错误。
4．下列有关分离定律的叙述中，正确的是(　　)
A．分离定律是孟德尔针对豌豆一对相对性状的实验结果及其解释直接归纳总结的
B．在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子是单独存在的，不会相互融合
C．在形成生殖细胞——配子时，单独存在的遗传因子要发生分离，所以称分离定律
D．在形成配子时，成对的遗传因子分离后进入不同的配子中，可随配子遗传给后代
答案　D
解析　孟德尔归纳总结出分离定律的科学实验程序是：杂交实验和观察到的实验现象(发现问题)→对实验现象进行分析(提出假说)→根据假说进行演绎推理→对实验现象解释的验证(验证假说)→分离定律(结论)，A项错误；根据孟德尔对性状分离现象的解释可以知道：在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子是成对存在，不相融合的，B项错误；分离定律的实质是：在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代，C项错误、D项正确。
5．鸡的毛腿(B)对光腿(b)为显性。现让毛腿雌鸡甲、乙分别与光腿雄鸡丙交配，甲的后代有毛腿也有光腿，数量比为1∶1；乙的后代全部是毛腿。则甲、乙、丙的遗传因子组成依次是(　　)
A．BB、Bb、bb
B．bb、Bb、BB
C．Bb、BB、bb
D．Bb、bb、BB
答案　C
解析　根据题意可知，毛腿(B)对光腿(b)为显性，毛腿雌鸡甲与光腿雄鸡丙交配，后代有毛腿，也有光腿，且数量比为1∶1，故遗传因子的结合方式为Bb×bb，甲的遗传因子组成为Bb，丙的遗传因子组成为bb；毛腿雌鸡乙与光腿雄鸡丙交配，后代全部是毛腿，故遗传因子的结合方式为BB×bb，乙的遗传因子组成为BB。
6．下表是有关豌豆种子形状的四组杂交实验结果(相关遗传因子用R、r表示)。据表分析回答：
组合序号 杂交组合类型 后代性状表现及数量
圆粒 皱粒
A 圆粒×圆粒 108 0
B 皱粒×皱粒 0 102
C 圆粒×圆粒 125 40
D 圆粒×皱粒 152 141
(1)根据组合____________的结果能推断出显性性状为________。
(2)组合________中的两亲本肯定都是纯合子。
(3)组合________的杂交方法称为测交。
(4)写出A组合中两亲本可能的遗传因子组成：________________。
答案　(1)C　圆粒　(2)B　(3)D　(4)RR×Rr或RR×RR
解析　(1)组合C中，圆粒×圆粒的后代出现了皱粒，即发生了性状分离，则亲代的圆粒个体为杂合子，圆粒为显性性状。(2)组合B中，皱粒×皱粒，亲代都为隐性性状，隐性性状的个体肯定为纯合子。(3)组合D中，圆粒与皱粒杂交，后代性状表现比例接近1∶1，则为测交。(4)A组合中两亲本均为圆粒，子代也为圆粒，则两亲本的遗传因子组成为RR×Rr或RR×RR。
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