《学霸笔记 同步精讲》第1章 遗传因子的发现 第1节 第1课时　孟德尔一对相对性状杂交实验的过程及解释（课件）高中生物学人教版必修二

(共54张PPT)
第1节　孟德尔的豌豆杂交实验(一)
课标定位
1.豌豆用作遗传实验材料的优点
归纳概括豌豆用作遗传实验材料的优点;了解人工异花传粉的过程。
2.一对相对性状的杂交实验
分析孟德尔是怎样设计一对相对性状的杂交实验的。
3.对分离现象的解释
概括孟德尔为解释实验结果作出的假设。
4.性状分离比的模拟实验
明确实验的目的要求及方法步骤,体验孟德尔的假说。
课标定位
5.对分离现象解释的验证
分析孟德尔是如何验证其对分离现象的解释的;归纳“假说—演绎法”。
6.分离定律
认识分离定律的实质;举例说出分离定律在实践中的应用。
素养阐释
1.利用结构和功能观解释用豌豆进行遗传实验的优点,掌握植物杂交的基本操作。
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。
第1课时　孟德尔一对相对性状杂交实验的过程及解释
自主预习·新知导学
合作探究·释疑解惑
素 养 提 升
课 堂 小 结
自主预习·新知导学
一、豌豆用作遗传实验材料的优点
1.融合遗传
人们曾经认为,两个亲本杂交后,双亲的遗传物质会在子代体内发生混合,使子代表现出介于双亲之间的性状。
2.遗传学之父
奥地利科学家孟德尔种植了豌豆、山柳菊、玉米等多种植物,进行杂交实验。其中豌豆的杂交实验非常成功,孟德尔通过分析豌豆杂交实验的结果,发现了生物遗传的规律,冲破了“融合遗传”这个错误观点的“束缚”。
3.豌豆用作遗传实验材料的优点
4.孟德尔遗传实验的杂交方法与程序
【思考】
玉米也是常用的实验材料,请分析玉米适于作遗传实验材料的特点。
提示:①玉米雌雄同株,且其花为单性花,便于人工授粉;②生长周期短,繁殖速度快;③相对性状差别显著,易于区分和观察;④产生的子代数量多,便于用统计学的方法记录并分析结果。
二、一对相对性状的杂交实验
三、对分离现象的解释
1.生物的性状是由遗传因子决定的,可设控制高茎和矮茎的遗传因子分别为D、d。
2.在体细胞中,遗传因子是成对存在的。F1的体细胞的遗传因子组成为Dd。
3.生物体在形成配子时,成对的遗传因子彼此分离,分别进入不同的配子中。F1产生的配子的遗传因子组成及比例为D∶d=1∶1。
4.受精时,雌雄配子的结合是随机的。
(1)配子的结合方式: 4 种。
(2)F2的遗传因子组成有 3 种,分别为DD、Dd、dd,其比例为 1∶2∶1。
(3)F2的性状表现有 2 种,分别为高茎、矮茎,其比例为3∶1。
【预习检测】
1.判断用豌豆进行遗传实验时的操作或说法是否正确。
(1)孟德尔根据亲本中不同个体的性状来判断亲本是否纯合。
(　　)
(2)豌豆是严格的自花传粉、闭花受粉植物,因此,难以进行人工杂交。(　　)
(3)豌豆的不同品种之间具有多对相对性状。(　　)
(4)纯合子自交的后代一定是纯合子,杂合子自交的后代不一定是杂合子。(　　)
×
×
√
√
2.在孟德尔的一对相对性状的杂交实验中,子一代只有高茎性状,子二代出现高茎∶矮茎≈3∶1的性状分离比。下列解释与此无关的是(　　)
A.子一代含有的控制矮茎的遗传因子没有表现出来
B.每个个体产生的雌雄配子的数量相等
C.必须有足量的子二代个体
D.各种配子的活力和每个个体适应环境的能力相同
答案:B
合作探究·释疑解惑
知识点一
知识点二
知识点三
孟德尔豌豆杂交实验的操作方法
问题引领
观察教科书第3页图1-1,回答下列问题。
(1)豌豆用作遗传实验材料有何优点
提示:豌豆在自然状态下一般是纯种;豌豆具有易于区分的相对性状;豌豆一次产生的子代数量较多,便于用统计学的方法记录并分析结果。
(2)图中的“传粉”操作要在去雄前还是去雄后进行
提示:“传粉”操作要在去雄后进行。
(3)去雄时要注意什么 去雄后及传粉后都要将母本的花进行套袋处理,其目的是什么
提示:去雄要在花成熟前进行,且去雄要彻底、干净。套袋处理的目的是避免外来花粉的干扰。
(4)试分析单性花植物(如玉米)的杂交过程与豌豆的杂交过程是否相同,并说明理由。
提示:否。豌豆的杂交过程为去雄→套袋→授粉→套袋,单性花植物的一朵花中只有雌蕊或雄蕊,在杂交过程中不需要进行去雄处理。
归纳提升
两次套袋的“三同”与“一不同”
典型例题
有些植物的花为两性花(即一朵花中既有雄蕊,又有雌蕊),有些植物的花为单性花(即一朵花中只有雄蕊或雌蕊)。下列有关植物杂交育种的说法,正确的是(　　)
A.用开两性花的植物进行人工杂交实验,需要对父本进行去雄
B.用开单性花的植物进行人工杂交实验的基本操作程序是去雄→套袋→授粉→套袋
C.无论是两性花植物,还是单性花植物,在进行杂交实验的过程中都需要套袋
D.提供花粉的植株称为母本
答案:C
解析:用开两性花的植物进行人工杂交实验,需要对母本进行去雄。用开单性花的植物进行人工杂交实验的基本操作程序是套袋→授粉→套袋。无论是两性花植物,还是单性花植物,在进行杂交实验的过程中都需要套袋,其目的是避免外来花粉的干扰。提供花粉的植株称为父本,接受花粉的植株称为母本。
【变式训练】
用豌豆进行遗传实验时,下列操作错误的是(　　)
A.杂交时,必须在开花前除去母本的雄蕊
B.自交时,雌蕊和雄蕊都无须除去
C.杂交时,必须在开花前除去母本的雌蕊
D.人工授粉后,应套上纸袋
答案:C
解析:豌豆是严格的自花传粉和闭花受粉植物,要想实现不同个体的杂交,必须在开花前对母本进行去雄处理。
一对相对性状的杂交实验及相关解释
问题引领
1.孟德尔通过杂交实验提出了什么问题 他又是怎样解释所提出的问题的
提示:提出的问题:①为什么子一代都是高茎而没有矮茎的呢 ②为什么子一代没有矮茎的,而子二代又出现了矮茎的呢 ③子二代中出现3∶1的性状分离比是偶然的吗
提出的假说:①生物的性状是由遗传因子决定的;②在体细胞中,遗传因子是成对存在的;③生物体在形成配子时,成对的遗传因子彼此分离,分别进入不同的配子中;④受精时,雌雄配子的结合是随机的。
2.孟德尔提出的四条假说中,如果有一条不满足,例如雌雄配子的结合不是随机的,那么F2还会出现3∶1的性状分离比吗 如果一次获得的子代个体数量过少,F2中的性状分离比会怎样 F2高茎豌豆中,杂合子所占比例是多少
提示:不会。F2不一定出现3∶1的性状分离比。F2高茎豌豆中,杂合子(Dd)占2/3。
3.为什么体细胞中的遗传因子成对存在,而配子中只含有每对遗传因子中的一个 请根据孟德尔的假说进行解释。
提示:因为在配子形成过程中,成对的遗传因子彼此分离,分别进入不同的配子中。
4.豌豆的高茎和矮茎是一对相对性状,现有纯合的高茎豌豆甲和矮茎豌豆乙。若已知豌豆的高茎是显性性状,将甲、乙进行杂交,获得的F1自交得到F2,F2共获得20株豌豆,则矮茎个体一定是5株吗 请说明原因。
提示:不一定。样本数量太少,不一定符合3∶1的性状分离比,孟德尔一对相对性状的杂交实验中的比例是在实验材料足够多的情况下得出的。
归纳提升
1.有关孟德尔一对相对性状的杂交实验的2个易错点
(1)F1自交,F2不一定出现3∶1的性状分离比
①小样本问题
在孟德尔一对相对性状的杂交实验中,F1自交,F2出现3∶1的性状分离比是一种统计学规律。只有样本足够大,才有此规律。如果子代数目较少,则不一定符合预期的分离比。如2只杂合黑豚鼠杂交,生下的4只小豚鼠不一定是3只黑豚鼠、1只白豚鼠,有可能只有黑豚鼠或只有白豚鼠,也有可能是2只黑豚鼠、2只白豚鼠,还可能是3只白豚鼠、1只黑豚鼠。
②某些 “致死”可能导致性状分离比发生变化,如隐性致死、纯合致死、显性致死等。
(2)杂合子(Aa)产生雌雄配子的数量不相等。
一般来说,生物体产生的雄配子数远远多于雌配子数。
2.已知亲本遗传因子组成,预测子代遗传因子组成和性状表现及其比例的方法
典型例题
孟德尔做豌豆一对相对性状(高茎和矮茎)的杂交实验时,观察到的现象是(　　)
A.高茎为显性性状,由显性遗传因子决定
B.高茎受遗传因子的控制,矮茎不受遗传因子的控制
C.F1中只有高茎豌豆,F2中同时出现了高茎豌豆和矮茎豌豆,且高茎豌豆∶矮茎豌豆≈3∶1
D.豌豆的体细胞中遗传因子成对存在,配子中的遗传因子单个存在
答案:C
解析:孟德尔做豌豆一对相对性状(高茎和矮茎)的杂交实验时,观察到的现象是F1中只有高茎豌豆,F2中同时出现了高茎豌豆和矮茎豌豆,且高茎豌豆∶矮茎豌豆≈3∶1。
【变式训练】
下面是对一对相对性状的杂交实验中性状分离现象的解释,其中错误的是(　　)
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.配子中只含有每对遗传因子中的一个
D.隐性遗传因子不决定生物的性状
答案:D
解析:隐性遗传因子决定隐性性状。
与遗传学相关的几个概念的辨析
问题引领
1.交配类
(1)遗传因子组成相同的个体交配、遗传因子组成不同的个体交配分别属于哪种交配方式
提示:自交、杂交。
(2)在孟德尔的豌豆杂交实验中,如果高茎(♀)×矮茎(♂)是正交,则反交的组合是　　　　　　。正交和反交的结果
　　　　　(填“相同”或“不同”)。
答案:矮茎(♀)×高茎(♂)　相同
2.性状类
(1)如果一对夫妇都是双眼皮,但生育了一个单眼皮的孩子,则　　　　是显性性状。
答案:双眼皮
(2)一对夫妇,男性为双眼皮,女性为单眼皮,其女儿表现为双眼皮,儿子表现为单眼皮,该现象属于性状分离吗 请说明理由。
提示:不属于。因为性状分离是具有相同性状的个体杂交(或自交),后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象。
3.遗传因子类
(1)遗传因子控制生物性状,显性遗传因子和隐性遗传因子分别控制　　　　　和　　　　　。
答案:显性性状　隐性性状
(2)体细胞中遗传因子一般是成对存在的,请写出两个都是显性遗传因子、只有一个是显性遗传因子、两个都是隐性遗传因子的个体的性状表现。
提示:显性性状、显性性状、隐性性状。
4.个体类
(1)根据孟德尔对分离现象的解释,遗传因子组成和性状表现(生物所表现出的性状,如高茎)有何关系
提示:遗传因子决定性状表现。
(2)如果用A和a分别表示显性遗传因子和隐性遗传因子,则纯合子和杂合子的遗传因子组成分别有哪些 纯合子和纯合子杂交得到的后代是否都是纯合子
提示:纯合子的遗传因子组成为AA和aa,杂合子的遗传因子组成为Aa。否,纯合子和纯合子杂交得到的后代不一定是纯合子,如遗传因子组成分别为AA和aa的个体杂交,后代都是杂合子。
归纳提升
1.辨析“性状和相对性状”
(1)性状是指生物体所有特征的总和。任何生物都有许许多多的性状。
(2)理解相对性状的要点
“两个同”:同种生物、同一种性状。
“一个不同”:不同表现类型。
如豌豆的白花和绿叶、猫的黑毛和牛的黄毛都不能称为相对性状。
2.相对性状中显隐性的判断(设A、B为一对相对性状)
(1)定义法(杂交法)
①若A×B→全为A,则A为显性性状,B为隐性性状。
②若A×B→全为B,则B为显性性状,A为隐性性状。
③若A×B→既有A,又有B,则无法判断性状的显隐性,只能采用自交法。
(3)根据子代性状分离比判断:具有一对相对性状的亲本杂交→F2(数量足够多)性状分离比为3∶1→分离比占3/4的性状为显性性状。
典型例题
下列关于遗传学基本概念的叙述,正确的有(　　)
①兔的白毛和黑毛,狗的长毛和卷毛都是相对性状　
②具有一对相对性状的两纯合子杂交,产生的子一代所表现的性状是隐性性状
③不同环境条件下,遗传因子组成相同,性状表现不一定相同
④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
A.2项　 B.3项 C.4项 D.1项
答案:D
解析:兔的白毛和黑毛是一对相对性状,狗的长毛和卷毛不是一对相对性状,①错误。具有一对相对性状的两纯合子杂交,产生的子一代所表现的性状是显性性状,②错误。性状表现是遗传因子组成与环境相互作用的结果,遗传因子组成相同,环境不同,性状表现可能不同,③正确。性状分离是指在杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象,④错误。
【变式训练】
下列关于杂合子的叙述,错误的是(　　)
A.杂合子与纯合子杂交,产生的后代不一定是杂合子
B.两个杂合子杂交,产生的后代仍是杂合子
C.杂合子不能稳定遗传,后代会发生性状分离
D.杂合子含有显性遗传因子和隐性遗传因子
答案:B
解析:两个杂合子杂交,其后代不一定是杂合子,如亲本的遗传因子组成为Aa、Aa,后代的遗传因子组成可能为AA、Aa或aa。
素 养 提 升
显隐性性状的判断方法与相关实验设计
(1)根据子代性状判断:
(2)合理设计杂交实验,判断性状的显隐性:
1.玉米甜和非甜是一对相对性状,随机取非甜玉米和甜玉米进行间行种植。下列一定能够判断甜和非甜的显隐性关系的是(　　)
答案:C
解析:A项,当非甜玉米和甜玉米都是纯合子时,不能判断显隐性关系。B项,当其中有一个植株是杂合子时,不能判断显隐性关系。C项,非甜玉米与甜玉米杂交,若后代只出现一种性状,则该性状为显性性状;若出现两种性状,则说明非甜玉米和甜玉米中有一个是杂合子,有一个是隐性纯合子,此时非甜玉米自交,若出现性状分离,则说明非甜是显性性状,若没有出现性状分离,则说明非甜玉米是隐性纯合子。D项,若后代有两种性状,则不能判断显隐性关系。
2.水稻的多粒和少粒是一对相对性状,为判断二者的显隐性关系,利用多粒植株甲和少粒植株乙设计了以下两种实验方案。下列说法错误的是(　　)
方案一:让甲与乙杂交　
方案二:让甲和乙分别自交
A.若方案一的子代只出现一种性状,则出现的性状为显性性状
B.若方案一的子代出现两种性状,则让子代两种个体继续杂交可判断性状的显隐性
C.若方案二的子代有一方发生性状分离,则子代发生性状分离的亲本性状为显性性状
D.若方案二的子代均未发生性状分离,则将甲、乙的子代进行杂交可判断性状的显隐性
答案:B
解析:若方案一中甲与乙杂交后代只出现一种性状,说明甲与乙都是纯合子,则F1表现出来的性状为显性性状,A项正确。若方案一中甲与乙杂交后代出现两种性状,说明甲、乙中一方为杂合子,一方为隐性纯合子,且甲与乙杂交后代中也是一部分为杂合子,另一部分为隐性纯合子,故甲与乙的子代继续杂交无法判断性状的显隐性,B项错误。若方案二中甲与乙分别自交,则子代发生性状分离的亲本为杂合子,该杂合亲本表现为显性性状,C项正确。若方案二中甲与乙分别自交,子代均未发生性状分离,说明甲、乙均为纯合子,则将甲、乙的子代进行杂交,子二代表现出来的性状为显性性状,D项正确。
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