人教版高中生物必修二知识讲解，巩固练习（教学资料，补习资料）：14基因的分离定律(一)孟德尔的杂交实验

基因的分离定律(一)孟德尔的杂交实验

【学习目标】
1、（重点）掌握孟德尔杂交实验成功的原因。
2、理解相关概念：自交、杂交、父本、母本、正交、反交、性状、相对性状、显性性状、隐性性状、性状分离、遗传因子等。
3、（难点）分析孟德尔遗传实验的科学方法。
4、（难点）对分离现象的解释。
【要点梳理】　
要点一：孟德尔遗传实验的科学方法
1、与豌豆有关的基础知识
（1）两性花和单性花
同一朵花中既有雄蕊又有雌蕊，这样的花称为两性花。一朵花中只有雄蕊或者只有雌蕊，这样的花成为单性花，玉米、黄瓜的花都是单性花。
（2）自花传粉和异花传粉
两性花的花粉，落到同一朵花的雌蕊柱头上的过程叫做自花传粉，如豌豆。一朵花的花粉传到同一植株的另一朵花的柱头上，或一朵花的花粉传到不同植株的另一朵花的柱头上叫做异花传粉。
（3）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，这种受粉方式称为闭花受粉。
（4）雄蕊和雌蕊
雄蕊包括花药和花丝两部分，花药中有花粉。花药成熟后，花粉散发出来。雌蕊由柱头、花柱、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，受精的极核发育成胚乳。
（5）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，接收花粉的植株叫做母本。
（6）去雄
将作为母本的植株在杂交前先去掉为成熟花的全部雄蕊，叫做去雄。
（7）人工异花传粉
将母本去雄后，套上纸袋，待花成熟时，再采集另一植株的花粉，撒到已去雄的雌蕊柱头上，再套上纸袋。
2、豌豆做遗传实验材料的优点
（1）豌豆是闭花受粉、自花传粉的两性花。 自然情况下豌豆是纯种。
（2）豌豆花大，便于去雄和实施人工异花授粉（杂交）。
（3）豌豆成熟后籽粒都留在豆荚中，便于观察和计数（统计）。
（4）豌豆具有多个稳定的、易于区分的性状。（相对性状）
要点二：理解和掌握基本概念
1、交配类
（1）杂交：基因型不同的个体之间的交配。
（2）自交：植物体中自花传粉和雌雄异株的同株授粉，自交是获得纯系的有效方法。
（3）测交：杂种F1与隐性类型杂交，用来测定F1的基因型。
（4）正交和反交：是一对相对生物概念。若甲作父本、乙做母本为正交，反之为反交。
（5）回交：回交是指杂种子一代与亲本之间的交配方式。
2、性状类
（1）性状：是指生物体的形态特征和生理特征的总称。如：豌豆茎的高矮。
（2）相对性状：是指同一种生物的同一性状的不同表现类型。
（3）显性性状：具有相对性状的纯种亲本杂交，F1中显现出来的性状。
（4）隐性性状：具有相对性状的纯种亲本杂交，F1中未显现出来的性状。
（5）性状分离：杂种的后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象。
3、遗传因子和个体类
（1）显性遗传因子：控制显性性状的遗传因子，后改显性基因。
（2）隐性遗传因子：控制隐性性状的遗传因子，后改隐性基因。
（3）纯合子：遗传因子组成相同的个体叫做纯合子。
（4）杂合子：遗传因子组成不同的个体叫做杂合子。
要点三：一对相对性状的杂交实验
1、常用符号的含义：
符号
P
F1
F2
×
×
♂
♀
C、D等
c、d等
含义
亲本
子一代
子二代
杂交
自交
父本
（雄配子）
母本
（雌配子）
显性
遗传因子
隐性
遗传因子
2、实验过程及结果
（1）性状分离现象——以豌豆高矮茎这一对相对性状为例：

孟德尔对其他6对相对性状也进行了实验，均与上述结果相近，因此提出疑问：
　（1）为什么F1只表现出显性性状（高茎），隐性性状（矮茎）是消失了，还是隐藏了？？
　（2）为什么F2代发生性状分离，且比例为显：隐＝3：1？
3、性状分离现象的解释（假设）

F2性状分离比 高茎 ：矮茎 3：1，　思考：按照上述孟德尔对分离现象的解释，所获得的豌豆高矮茎性状及其比例是完全符合3：1的比例的，所以只需证明F1是杂合体的假设成立，这需要如何后续设计实验呢？
4、测交：F1与隐性纯合子杂交

子代表现型： 高茎　　　　 矮茎　　预测比例：　　 1　　 ：　　1
实际结果：　　30　　　　　 34
　　结论：测交实验所获得的子代表现型及比例为:高茎：矮茎1:1，与预期比例相吻合。所以孟德尔的上述解释是能够解释F2性状分离现象的，是正确的。
5、孟德尔的研究思路:假说—演绎法
（1）观察实验，发现问题
（2）提出问题，解释现象
（3）设计实验，验证假说：测交
（4）归纳综合，总结规律：孟德尔第一定律（分离定律）
【典型例题】　
类型一：自交、杂交、测交的应用
例1、采用下列哪一组方法可以依次解决①～④中的遗传学问题？（ ）
①鉴定一只白羊是否为纯种 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检测杂种F1的遗传因子的组成
A．杂交、自交、测交、测交 B．测交、杂交、自交、测交
C．测交、测交、杂交、自交 D．杂交、杂交、杂交、测交
【答案】B
【解析】鉴定动物是否为纯种，常用测交的方法；区分显隐性性状一般用杂交，因测交是不能判断出显隐性的；要提高小麦抗病品种的纯合度则需不断自交，淘汰隐性纯合子，使显性纯合子的比例增加。检测杂种Fl的遗传因子的组成用测交，因有显性遗传因子时隐性遗传因子所控制的性状表现不出来。
【总结升华】考查自交、杂交、测交的应用， 根据自交、杂交、测交的概念确定其应用范围。
【举一反三】：
【变式一】
（2018江苏苏州一模）在一封闭饲养的有毛小鼠繁殖种群中，偶然发现一对亲代有毛小鼠生产的一窝鼠仔中有几只无毛小鼠，无毛小鼠终身保留无毛状态。已知无毛由隐性基因控制，无毛雄鼠能正常生育，无毛雌鼠繁殖力低，哺乳困难。若科研人员需要将无毛小鼠扩大繁殖，理论上四套交配方案，最佳方案是（ ）
A．雌杂合有毛小鼠×雄杂合有毛小鼠 B．雌杂合有毛小鼠×雄无毛小鼠
C．雌无毛小鼠×雄杂合有毛小鼠 D．雌无毛小鼠×雄无毛小鼠
【答案】B
【解析】最佳方案应是后代出现无毛鼠概率最高的亲代基因组合，因无毛雌鼠繁殖率低，哺乳困难，故不能选无毛雌鼠繁殖，其余方案中，B方案后代中无毛鼠概率最高。
【变式二】
用下列哪组方法，可最简捷地依次解决①～③的遗传问题（ ）
①鉴定一株高茎豌豆是否为纯合体
②区别女娄菜披针型和狭披针型的显隐性关系
③不断提高小麦抗病纯合体的比例
A．自交、杂交、自交 B．自交、测交、测交
C．杂交、测交、自交 D．测交、杂交、自交
【答案】A
【解析】判断豌豆是否为纯合子的方法最简捷的方法是自交，若后代不出现性状分离，说明该豌豆是纯合子，否则是杂合子，让豌豆自交，省去了母本去雄、套袋授以父本花粉等杂交措施；区分显隐性性状一般用杂交，因测交是不能判断出显隐性的；要提高小麦抗病品种的纯合度则需不断自交，淘汰隐性纯合子，使显性纯合子的比例增加。
类型二：孟德尔遗传实验的科学方法
例2、（2018河南郑州一次质检）孟德尔运用“假说一演绎”法研究豌豆一对相对性状的杂交实验．发现了分离定律。下列哪一项属于其研究过程巾的“演绎”（ ）
A．测交预期结果：高茎∶矮茎接近于1∶1
B．亲本产生配子时．成对的遗传因子彼此分开
C．受精时，雌雄配子的结合是随机的
D．测交结果：30株高茎，34株矮茎
【答案】A
【解析】用假说预测测交结果属于孟德尔假说一演绎推理法的演绎过程。
【总结升华】需同学们深刻理解假说——演绎法的内涵。
【举一反三】：
【变式一】
孟德尔对遗传规律的探索过程经过（ ）
A.分析→假设→实验→验证 B.假设→实验→结论→ 验证
C.实验→分析→假设→结论 D.实验→假设→验证→ 结论
【答案】D
【巩固练习】
单项选择题：
1.豌豆的传粉方式和传粉时间分别为（ ）
　A. 自花传粉，开花前　　 B. 自花传粉，开花后
C. 异花传粉，开花前　　 D. 异花传粉，开花后
2．孟德尔利用豌豆作为实验材料进行植物杂交实验，成功地发现了生物的遗传规律。下列各项中不能作为豌豆作为遗传实验材料的优点是（ ）
A. 豌豆是严格的闭花自花授粉植物　　 B. 豌豆在自然状态下一般是纯种
C. 豌豆具有许多明显的相对性状　 D. 杂种豌豆自交后代容易发生性状分离
3.（2018湖南长郡中学月考）下列有关叙述中，正确的是（ ）
A．兔的白毛与黑毛、狗的长毛与卷毛都是相对性状
B．隐性性状是指生物体不能表现出来的性状
C．纯合子的自交后代中不会发生性状分离，杂合子的自交后代中不会出现纯合子
D．表现型相同的生物，基因型不一定相同
4．（2018安徽黄山一次质检）玉米是雌雄同株植物，顶端开雄花，叶腋开雌花，既能同株传粉，又能异株传粉，是遗传学理想材料。在自然状态下，将具有一对相对性状的纯种玉米个体间行种植（不考虑变异），有关F1性状表述合理的是（ ）
A．显性植株所产生的都是显性个体
B．隐性植株所产生的都是隐性个体
C．显性植株所产生的既有显性个体又有隐性个体，比例1∶1
D．隐性植株所产生的既有显性个体又有隐性个体，比例3∶1
5．下列叙述不正确的是 （ ）
A. 兔的白毛与黑毛，狗的直毛和卷毛都是相对性状
B. 隐性性状是指具有相对性状的亲本杂交，F1未表现出来的性状
C. 纯合子自交后代不发生性状分离，杂合子自交后代不会出现纯合子
D. 显性性状是指具有相对性状的亲本杂交，F1表现出来的性状
6. 下列表示纯合子的遗传因子组成是（ ）
A．AaXHXH B．AABb C．AAXHXH D．aaXHXh
7．下列叙述中正确的是（ ）
A．纯合子自交的后代是纯合子 B．杂合子自交的后代都是杂合子
C．两种纯合子杂交其后代仍是纯合子 D．杂合子杂交的后代全是杂合子
8. 已知黑尿症是由隐性遗传因子控制的遗传病。一对正常的夫妇生了一个患黑尿症的孩子，若再生一胎，预计他们的孩子患黑尿症的概率是（ ）
A．75％ B．25％ C．50％ D．100％
9. 对于一对相对性状的杂交实验来说，不必具备的条件是（ ）
A．选作杂交实验的两个亲本一定是纯种
B．选定的一对相对性状一定要有明显差异
C．一定要让显性亲本作父本
D．一定要让两个亲本之间进行有性杂交
10.纯种甜玉米和纯种非甜玉米间行种植，收获时发现甜玉米果穗上有非甜玉米子粒，而非甜玉米果穗上没有甜玉米子粒。原因是（ ）
A．甜是显性性状 B．非甜是显性性状 C．相互混杂 D．相互选择
11.给你一粒黄色玉米，请你从下列方案中选取一个既可判断其基因型又可保持其遗传特性的可能方案（ ）
A．观察该黄粒玉米，化验分析其化学成分
B．让其与白色玉米杂交，观察果穗上玉米粒色
C．进行同株异花传粉，观察果穗上玉米粒色
D．让其进行自花传粉，观察果穗上玉米粒色
非选择题
1. 下图为豌豆的一对相对性状遗传实验过程图解，请仔细读图后回答下列问题：
（1）在该实验的亲本中，父本是 ，母本是 。
（2）操作①叫 ，为了确保杂交实验成功，①的操作应注意，时间上? ?；操作②叫 ?，此处理后必需用纸袋对母本进行 ?。其目的是 。
（3）红花（A）对白花（a）为显性，则杂种种子种下去后，长出的豌豆植株开的花为????? ??色。
（4）若P皆为纯合体，让F1进行自交，F2性状中红花与白花之比为 ，F2的基因类型有 ?，且比值为? ?。生物体的这种现象称作 。
2. （2018山西太原一模）豌豆的圆粒（R）对皱粒（r）显性，其控制性状的基因在常染色体上。将纯种圆粒豌豆与纯种皱粒豌豆杂交，产生的F1全是圆粒；然后将F1自交，获得的F2圆粒与皱粒之比约为3∶1，再进行测交实验。根据题意回答：
（1）观察上述实验是由________及其________两个实验构成的：
（2）观察第一个实验，由此提出的问题是 。
（3）观察第一个实验，由此提出的假说是 。
（4）通过第二个实验得出的结果是 。
（5）由此可见，分离规律的细胞学基础是______；研究分离规律的方法是________；分离规律的实质是杂合子在形成配子时，存在于一对同源染色体上的具有独立性的________的分开而分离，独立地随配子遗传给后代。
（6）某生物小组种植的纯种高攀豌豆，在自然状态下却出现了矮茎后代。为探究导致矮茎豌豆出现的原因，将矮茎种子在良好的环境条件下自花传粉，若为________，则其后代全为高茎；若为______，则其后代全为矮茎。
【答案与解析】
一、单选题
1【答案】A
2【答案】D
3【答案】D
【解析】狗的长毛与短毛为一对相对性状。隐性性状指杂合子不能表现出的性状。但隐性纯合子可以表现出隐性性状：杂合子自交的后代会出现纯合子：表现型是基因型和环境共同作用的结果，故表现型相同的生物，基因型不一定相同。
4【答案】A
【解析】由题意可知，玉米既可自交，又可杂交。纯种显性植株所得的后代都是显性个体；隐性植株自交后代全部是隐性个体，杂交后代全部是显性个体。
5【答案】C
6【答案】C
【解析】纯合子是由具有相同遗传因子的配子结合成的合子发育成的个体，纯合子只产生一种配子，因此选项中只有AAXHXH是纯合子。
7【答案】A
【解析】A杂合子自交后代会有纯合子；两种纯合子相交的后代是杂合子，如AA与aa相交，后代为Aa；杂合子杂交的后代会有纯合子。
8【答案】B
【解析】一对正常的夫妇生了一个患黑尿症的孩子，说明该夫妇都是该病遗传因子的携带者。
9【答案】C
【解析】一对相对性状的杂交实验，显性亲本可作父本，也可作母本。
10【答案】B
【解析】纯种甜玉米和纯种非甜玉米之间相互受粉，非甜玉米的果穗上全表现为非甜，说明非甜是显性性状；甜玉米的果穗上出现非甜玉米子粒，也说明了非甜是显性性状。含有非甜的显性遗传因子的花粉传给甜玉米时，则表现为非甜；若甜玉米自花受粉，则表现出甜的性状。
11【答案】C
【解析】 既保持其遗传特性又可判断基因型的最好方法是该玉米同株异花传粉，观察果穗上玉米粒色。因为玉米是雌雄异花植物，无法进行自花传粉。A项中化验分析该玉米化学成分，破坏其繁殖能力，不合题意。B选项的方法会改变该玉米的基因组成。
二、非选择题：
1【答案】
（1）矮茎 高茎
（2）去雄 要在花粉未成熟之前进行 受粉 要外套罩子（或袋子） 防止外来花粉的干扰
（3）红
（4）3:1 AA、Aa、aa 1:2:1 性状分离
【解析】（1）、（2）因为豌豆是自花受粉的植物，在进行杂交时必须适时用合适的方法去雄，作为母本，在雌蕊成熟后，授以另一朵花（父本）的花粉。（3）中杂交后代性状仍为显性（红花）。（4）是在理解孟德尔分离定律基础上的简单应用。
2【答案】
（1）杂交实验 测交实验
（2）为什么F2中出现性状分离和3∶1的比例（其他答案正确也给分）
（3）一对等位基因控制一对相对性状（其他答案正确也给分）
（4）圆粒∶皱粒=1∶1
（5）减数分裂 假说—演绎法 一对等位基因随同源染色体
（6）受环境影响 基因突变
【解析】本题主要考查盂德尔发现基因分离定律的假说一演绎过程。
（1）上述实验由杂交实验部分和测交实验部分组成。（2）观察第一个实验提出的问题是：为什么F2出现性状分离，且分离比为3∶1。（3）由杂交实验提出假说。（4）利用假说推理测交结果．同时利用测交实验验证了推理的正确性。（5）减数分裂过程中，等位基因随同源染色体的分开而分离是基因分离定律的实质。（6）基因突变是可遗传的变异，环境影响导致的变异不能传给后代。