第二节 分离规律试验
学习目标 1.理解并记住孟德尔一对相对性状的杂交试验，假说内容及验证过程。(重难点) 2.分析生物表现型与基因型的关系。(重点) 进行性状分离比模拟实验。
一、杂交试验，发现问题
1．孟德尔一对相对性状的杂交试验
实验过程
说明
(1)亲本(P)具有相对性状
(2)F1全部表现为紫花性状
(3)F2出现性状分离现象，分离比为紫花∶白花≈3∶1
2.遗传学常用符号及含义
符号
P
F1
F2
?
×
♀
♂
含义
亲本
子一代
子二代
自交
杂交
母本
父本
3.孟德尔把子一代显现出来的亲本性状称为显性性状；未显现出来的亲本性状称为隐性性状，子二代中同时出现显性性状和隐性性状的现象称为性状分离。
二、提出假说，解释现象
1．理论解释
(1)遗传性状是由遗传因子控制的。
(2)体细胞中遗传因子是成对存在的，一个来自父方，一个来自母方。
(3)在子一代中一个遗传因子能够掩盖另一个遗传因子的作用。
(4)子一代形成配子时，这对遗传因子相互分开，随配子独立遗传给后代。
(5)现代遗传学把遗传因子称为基因，把位于一对同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因称为等位基因，控制显性性状的基因称为显性基因(一般用大写英文字母表示)，控制隐性性状的基因称为隐性基因(一般用小写英文字母表示)。
2．遗传图解
即F2基因型及比例为CC∶Cc∶cc＝1∶2∶1。
F2性状表现及比例为紫花∶白花＝3∶1。
3．基因型和表现型
(1)表现型：遗传学上把生物个体表现的性状叫作表现型。
(2)基因型：与生物个体表现型有关的基因组成叫作基因型。
(3)纯合体：由含有相同基因的配子结合成合子，发育成的个体，称为纯合体。
(4)杂合体：由含有不同基因的配子结合成合子，发育成的个体，称为杂合体。
三、设计实验，验证假说
1．方法：测交，即让F1与隐性纯合体杂交。
2．测交实验图解
3．测交结果：测交后代中紫花、白花的分离比约为1∶1。
4．结论：由测交后代分离比约为1∶1，证明F1是杂合体，能产生C和c两种配子，且这两种配子的比例是1∶1。
四、归纳综合，总结规律
1．20世纪初，通过大量的实验证明基因存在于染色体上，等位基因位于一对同源染色体的相同位置上。
2．基因的分离规律：一对等位基因在杂合体中保持相对的独立性，在进行减数分裂形成配子时，等位基因随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
五、模拟性状分离的杂交试验(实验)
1．实验原理
在形成配子时，杂合体中的等位基因分离，产生两种配子，比例为1∶1；受精时，雌雄配子随机结合成合子。因此，杂合体自交后代发生性状分离，理论上其比例为AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，显性∶隐性＝3∶1。
2．实验材料
红色小球和无色透明小球各3颗，大、小烧杯各2个。
3．实验步骤
4．实验结论
F1产生的配子A∶a＝1∶1，F2的基因型比例AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，表现型显性∶隐性＝3∶1。
5．注意事项
(1)小球的大小、形态、质量等应该相同，这样才能保证抓球的随机性，避免人为误差。
(2)抓球时双手同时进行，且闭眼，保证抓球的随机性。
(3)每次抓取后要将小球放回原处，保证模拟产生两种雌配子或两种雄配子数量相等。
1．判断对错
(1)狗的白毛与黄毛，狗的长毛与卷毛都是相对性状。 ( )
(2)隐性性状是指生物体不能表现出来的性状。 ( )
(3)性状分离是子代同时出现显性性状和隐性性状的现象。 ( )
(4)孟德尔为了验证假说是否正确，设计并完成了正反交实验。 ( )
[答案](1)× 分析：相对性状是指同一种生物同一性状的不同表现，狗的长毛与短毛，卷毛与直毛是相对性状。
(2)× 分析：隐性性状是指杂交子一代中未表现出来的性状，而不是生物体不能表现出来的性状。
(3)× 分析：性状分离是指具有相同性状的亲本杂交，子一代同时出现显性性状和隐性性状的现象。
(4)× 分析：孟德尔设计测交实验来验证其假说是否正确。
2．有位同学做“性状分离比的模拟”实验时，以下操作正确的是( )
A．小桶内用球的大小代表显隐性，大球代表D，小球代表d
B．每次抓出的两个球统计后放在一边，全部抓完后再放回小桶重新开始
C．桶内两种球的数量必须相等，即标记D、d的小球数目比必须为1∶1
D．连续抓取了3次DD组合，应舍去2次，只统计1次
C [小桶内的小球分别代表雌、雄配子，要选大小相同的小球，以避免主观因素产生的误差，A错误；为了保证每种配子被抓取的概率相等，每次抓取小球统计后，应将小球放回原来的小桶内，B错误；桶内两种球的数量必须相等，即标注D、d的小球数目比必须为1∶1，C正确；实验结果出现连续几次遗传因子相同的情况，这属于正常现象，应该对每次抓取结果都进行统计，而且重复抓取50～100次，减小实验的误差，D错误。]
3．下列关于遗传学的基本概念的叙述中正确的是( )
A．后代同时出现显性性状和隐性性状的现象就叫性状分离
B．显性性状是在后代中总出现的性状
C．兔的白毛和黑毛，狗的长毛和卷毛都是相对性状
D．一对相对性状杂交试验中正交和反交的结果相同
D [杂种后代同时出现显性性状和隐性性状的现象叫作性状分离，A错误。纯种杂交后代中显现出来的亲本性状叫显性性状，在杂种自交后代中既能出现显性性状也能出现隐性性状，B错误。狗的长毛和短毛或直毛和卷毛分别是一对相对性状，C错误。一对相对性状的杂交试验中，孟德尔既做了高茎作母本、矮茎作父本的正交实验，也做了高茎作父本、矮茎作母本的反交实验，结果相同，即F2中高茎与矮茎的数量比接近3∶1，D正确。]
杂交试验，发现问题
[思考交流]
1．若F2中紫花和白花的个体数量很少，也会出现3∶1的比例吗？为什么？
提示：不一定，因为紫花∶白花＝3∶1是理论值，只有统计的数量足够大时才能接近3∶1。
2．豌豆花的位置有顶生和腋生两种类型，现有多株顶生和腋生豌豆。如何用实验的方法判断顶生和腋生的显隐性？
提示：可以用顶生豌豆和腋生豌豆杂交，如果子代只表现一种性状，则所表现的性状为显性；如果子代两种性状都有，可以再用顶生和腋生豌豆分别自交，如果出现性状分离的则为显性性状。
[归纳总结] 相对性状中显隐性性状的判定
(1)据子代性状判断
①杂交法：
??
②自交法：
??
(2)据子代性状分离比判断
??
1．大豆的白花和紫花为一对相对性状。下列四组杂交试验中，能判定性状显隐性关系的是( )
①紫花×白花→紫花 ②紫花×紫花→301紫花＋110白花 ③紫花×紫花→紫花 ④紫花×白花→98紫花＋107白花
A．①和② B．③和④
C．②和③ D．①和④
A [由①②可知紫花为显性性状。]
2．豌豆高茎对矮茎为显性。将纯合的高茎豌豆与矮茎豌豆杂交获得F1，将F1自交获得F2群体，下表数据符合F2群体性状分离比例的是( )
选项
高茎豌豆株数(株)
矮茎豌豆株数(株)
A
720
232
B
501
520
C
401
1 300
D
520
1 061
A [纯合的高茎豌豆与矮茎豌豆杂交获得F1，将F1自交获得F2群体中，高茎∶矮茎≈3∶1，A选项符合。]
提出假说，解释现象
[思考交流]
1．根据纯合体、杂合体的概念判断下列说法是否正确，并说明理由。
(1)纯合体杂交后代一定是纯合体。
(2)杂合体自交后代一定是杂合体。
提示：(1)错误。显性纯合体与隐性纯合体杂交后代全为杂合体。
(2)错误。杂合体自交，后代中即有纯合体也有杂合体。
2．水毛茛叶的遗传组成及性状表现在遗传学上被称作什么？它们之间有何内在关系？它们与环境间有何联系？
提示：水毛茛叶的遗传组成被称作基因型，其表现出的性状被称作表现型；基因型是表现型的遗传基础，是内因，表现型是基因型的外在表现；生物性状的表现应是基因型与环境共同作用的结果。
1．基因类概念
(1)相同基因：同源染色体相同位置上控制同一性状的相同表现型的基因。如下图中A和A就叫相同基因。
(2)等位基因
①存在：杂合体的所有体细胞中。
②位置：一对同源染色体的同一位置上，如图中的B和b、C和c、D和d就是等位基因。
③特点：能控制一对相对性状，具有一定的独立性。
④形成时间：受精卵形成时。
⑤分离的时间：减数第一次分裂后期。
⑥遗传行为：随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
(3)非等位基因：非等位基因有两种情况。一种是位于非同源染色体上的非等位基因，符合自由组合规律(见本单元第二章)，如图中A和D；还有一种是位于同源染色体上的非等位基因，如图中A和b。
2．个体类概念
(1)基因型与表现型
表现型
基因型
概念
生物个体表现出来的性状，如豌豆的紫花与白花
与表现型有关的基因组成，如紫花豌豆基因型：CC、Cc；白花豌豆基因型：cc
关系
①基因型是表现型的内在因素，表现型是基因型的表现形式
②表现型是基因型和环境共同作用的结果，即表现型＝基因型＋环境条件
③基因型对表现型起决定作用，基因型相同，表现型一般相同
(2)纯合体、杂合体
①纯合体：由两个基因型相同的配子结合成合子，再由此合子发育而成的新个体。如基因型为CC或AAbb的个体都是纯合体。纯合体的基因组成中无等位基因。
②杂合体：由两个基因型不同的配子结合成合子，再由此合子发育而成的新个体。如基因型为Cc或AaBB的个体。杂合体的基因组成中至少有一对等位基因。
1．人的双眼皮对单眼皮是显性，一对双眼皮的夫妇生了四个孩子，三个单眼皮，一个双眼皮，对这种现象最好的解释是( )
A．3∶1符合分离规律
B．遗传因子不能组合，产生了误差
C．这对夫妇都含有单眼皮的遗传因子，在每胎生育中都有出现单眼皮的可能性
D．单眼皮与双眼皮可以相互转化
C [由于双眼皮对单眼皮为显性，这对双眼皮夫妇所生子女中有单眼皮个体，所以这对双眼皮夫妇都是杂合体。由分离规律可知，这对夫妇每生一个子女都有出现单眼皮的可能性，并且不同胎次互不影响。]
2．豌豆子叶黄色、绿色受一对遗传因子(Y、y)控制，现将子叶黄色豌豆与子叶绿色豌豆杂交，F1为黄色。F1自花授粉后结出F2种子共8 003粒，其中子叶黄色豌豆种子为6 002粒。试分析完成下列问题：
(1)________为显性性状，________为隐性性状。
(2)亲本的基因型为________和________。
(3)F1产生配子的类型是________，其比例是________。
(4)F2的性状表现是________和________，其比例是________，其中子叶绿色为________粒。
(5)F2的基因型是________，其比例是________。
[解析] 由F1性状知子叶黄色是显性性状，子叶绿色是隐性性状。由此推知双亲为子叶黄色(YY)、子叶绿色(yy)，根据孟德尔对分离现象的解释可求出其他各项。
[答案](1)子叶黄色 子叶绿色 (2)YY yy
(3)Y和y 1∶1 (4)子叶黄色 子叶绿色 3∶1 2 001
(5)YY、Yy、yy 1∶2∶1
设计实验，验证假说
[思考交流]
1．如果豌豆花顶生为显性，如何判断一顶生豌豆是纯合体还是杂合体？
提示：(1)自交法：让该顶生豌豆自交，如果发生性状分离则该顶生豌豆为杂合体，否则为纯合体。
(2)测交法：让该顶生豌豆与腋生豌豆杂交，如果子代全部为顶生豌豆，则该顶生豌豆为纯合体；如果子代中既有顶生豌豆也有腋生豌豆，则该顶生豌豆为杂合体。
2．为什么用测交法能证明F1产生配子的类型及比例？
提示：因为测交子代的表现型和比例能真实地反映出F1产生配子的类型及比例，从而也能够推知F1的基因型。
1．交配方式类概念
含义
作用
杂交
(×)
基因型不同的同种生物体之间相互交配
①探索控制生物性状的基因的传递规律；②将不同优良性状集中到一起，得到新品种；③显隐性性状判断
自交
(?)
①植物的自花(或同株异花)授粉
②基因型相同的动物个体间的交配
①可不断提高种群中纯合体的比例；②可用于植物纯合体、杂合体的鉴定
测交
杂合体与隐性纯合体相交，是一种特殊方式的杂交
①验证遗传基本规律理论解释的正确性；②可用于高等动物纯合体、杂合体的鉴定
正交
与反
交
是相对而言的，正交中父方和母方分别是反交中母方和父方
①检验是细胞核遗传还是细胞质遗传；②检验是常染色体遗传还是性染色体遗传
2.纯合体、杂合体的鉴定
比较
纯合体
杂合体
实验
鉴定
测交
纯合体×隐性类型
↓
测交后代只有一种类型
(表现型一致)
杂合体×隐性类型
↓
测交后代出现性状分离
自
交
纯合体
?↓
自交后代不发生性状分离
杂合体
?↓
自交后代发生性状分离
花粉鉴定方法
花粉的基因型只有一种
花粉的基因型至少有两种
单倍体育种法
子代只有一种表现型
子代至少有两种表现型
特别提醒：(1)测交法应用的前提条件是已知生物性状的显隐性。此方法常用于动物遗传因子组成的检测。但待测对象若为生育后代少的雄性动物，注意应与多个隐性雌性个体交配，以使后代产生更多的个体，使结果更有说服力。
(2)植物常用自交法，也可用测交法，但自交法更简便。
3．表现型与基因型的相互推导
(1)由亲代推断子代的基因型与表现型(正推型)
亲本
子代基因型
子代表现型
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)由子代推断亲代的基因型(逆推型)
①隐性纯合突破法：若子代出现隐性性状，则基因型一定是aa，其中一个a来自父本，另一个a来自母本。
②后代分离比推断法
后代表现型
亲本基因型组合
亲本表现型
全显
AA×AA(或Aa或aa)
亲本中一定有一个是显性纯合体
全隐
aa×aa
双亲均为隐性纯合体
显∶隐＝1∶1
Aa×aa
亲本一方为显性杂合体，一方为隐性纯合体
显∶隐＝3∶1
Aa×Aa
双亲均为显性杂合体
1．豌豆花的顶生和腋生是一对相对性状，根据下表中的三组杂交试验结果，判断显性性状和纯合体分别为( )
杂交组合
子代表现型及数量
甲(顶生)×乙(腋生)
101腋生，99顶生
甲(顶生)×丙(腋生)
198腋生，201顶生
甲(顶生)×丁(腋生)
全为腋生
A．顶生；甲、乙 B．腋生；甲、丁
C．顶生；丙、丁 D．腋生；甲、丙
B [由甲(顶生)×丁(腋生)→子代全为腋生，可推知花腋生为显性性状，花顶生为隐性性状，则花顶生为纯合体，甲丁后代全为腋生，丁一定是显性纯合体。]
2．(2019·全国卷Ⅱ)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让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
B [本题考查孟德尔遗传定律的应用，意在考查考生的理解能力和综合运用能力。实验①中植株甲自交，子代出现了性状分离，说明作为亲本的植株甲为杂合子。实验④中植株甲与另一具有相同性状的个体杂交，后代出现3∶1的性状分离比，说明亲本均为杂合子。在相对性状的显隐性不确定的情况下，无法依据实验②、③判定植株甲为杂合子。]
归纳综合，总结规律
[思考交流]
1．基因分离规律的细胞学基础是什么？
提示：同源染色体分离。
2．分离规律发生于什么时间？
提示：减数分裂产生配子时的减Ⅰ后期。
1．分离规律的实质
下图表示一个基因型为Aa的性原细胞产生配子的过程：
由图得知，基因型为Aa的精(卵)原细胞可产生A和a两种类型的雌雄配子，比例为1∶1。
2．“三法”验证分离规律
(1)自交法：自交后代的性状分离比为3∶1，则符合基因的分离规律，由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制。
(2)测交法：若测交后代的性状分离比为1∶1，则符合基因的分离规律，由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制。
(3)花粉鉴定法：取杂合体的花粉，对花粉进行特殊处理后，用显微镜观察并计数，若花粉粒类型比例为1∶1，则可直接验证基因的分离规律。
特别提醒：分离规律中的分离比异常情况
(1)不完全显性：如等位基因A和a分别控制红花和白花，在完全显性时，基因型为Aa的个体自交后代中红∶白＝3∶1；在不完全显性时，基因型为Aa的个体自交后代中红(AA)∶粉红(Aa)∶白(aa)＝1∶2∶1。
(2)某些致死现象导致遗传分离比变化。
1．最能体现基因分离规律实质的是( )
A．F1显隐性之比为1∶0
B．F2显隐性之比为3∶1
C．F2的基因型种类之比为1∶2∶1
D．测交后代显隐性之比为1∶1
D [测交后代显隐性之比为1∶1，说明待测个体为杂合体，能产生两种数量相等的配子，这正是成对的等位基因“分离”所导致的。]
2．水稻中非糯性(W)对糯性(w)为显性，非糯性品系所含的淀粉遇碘呈蓝黑色，糯性品系所含的淀粉遇碘呈橙红色。下面是对纯种的非糯性与糯性水稻的杂交后代的观察结果，其中能直接证明孟德尔的基因分离规律的一项是( )
A．杂交后亲本植株上结出的种子(F1)遇碘全部呈蓝黑色
B．F1产生的花粉遇碘后，一半呈蓝黑色，一半呈橙红色
C．F1自交后结出的种子(F2)遇碘后，3/4呈蓝黑色，1/4呈橙红色
D．F1测交后结出的种子(F2)遇碘后，一半呈蓝黑色，一半呈橙红色
B [证明分离规律，实质上是证明F1产生数量相等的两种配子，测交实验也是常用的方法，但测交实验不是直接证明分离规律的，而是通过后代表现型及其比例关系推出F1产生了数量相等的两种配子，是间接证明。而花粉鉴定法是直接在显微镜下看到了数量相等的两种配子，是直接证明。]
1．性状分离比的模拟实验中，如图准备了实验装置，棋子上标记的D、d代表基因。实验时需分别从甲、乙中各随机抓取一枚棋子，并记录字母。
此操作模拟了( )
①等位基因的分离
②同源染色体的联会
③雌雄配子的随机结合
④非等位基因的自由组合
A．①③ B．①④
C．②③ D．②④
A [取一枚棋子，表示雌、雄配子间的随机结合，因此①③正确；该实验只能模拟一对等位基因的分离，而不能模拟两对等位基因的自由组合，因此②④错误。综合分析，只有A项正确。]
2．某同学在利用红色彩球(表示D)和绿色彩球(表示d)进行“模拟性状分离的杂交试验”过程中进行了以下操作，其中错误的做法是( )
A．在代表雌配子的小桶中放入两种彩球各10个
B．在代表雄配子的小桶中放入两种彩球各30个
C．在每次随机抓取彩球之前摇匀小桶中的彩球
D．在抓取10次后统计分析彩球组合类型比例
D [在模拟性状分离的杂交试验中，代表雌、雄配子的两个小桶中的两种彩球的数量不同并不影响实验结果，抓取彩球的次数应超过50次以上，否则不符合统计规律，结果误差较大。 ]
3．下面有关概念之间关系的叙述，不正确的是( )
A．纯合体是指由含相同基因的配子结合后发育成的个体
B．等位基因控制相对性状
C．杂合体自交后代没有纯合体
D．性状分离是由于等位基因分离
C [杂合体(如Aa)自交后代基因型有三种：AA、Aa、aa。]
4．现有基因型为Rr的豌豆植株若干，取其花药进行离体培养得到单倍体幼苗。这些幼苗的基因型及其比例为( )
B [基因型为Rr的豌豆植株产生的花药基因组成有两种R和r，比例为1∶1，它们离体培养后产生的单倍体幼苗基因型仍有两种，即R、r比例为1∶1。]
5．绵羊有白色的，有黑色的，相关基因用B、b表示。现有一只白色公绵羊与一只白色母绵羊交配，生了一只小黑绵羊。则公羊、母羊、小黑羊的基因型依次是( )
A．BB、Bb、bb B．Bb、BB、bb
C．Bb、Bb、bb D．Bb、Bb、Bb
C [首先，判定性状的显隐性，由于“白×白→黑”，所以白色对黑色为显性；其次，根据上述推断及题意列出遗传图解(如图所示)；最后，以隐性纯合体为突破口，小黑绵羊的两个b基因分别来自双亲，因此双亲的基因型均为Bb。]
6．在豌豆中，高茎与矮茎的有关基因为H、h，将A、B、C、D、E、F、G七种豌豆分四组进行杂交得到如下结果：
杂交后代
杂交组合
高茎
矮茎
总植株数
①A×B
210
70
280
②C×D
0
250
250
③E×F
190
190
380
④G×D
300
0
300
请分析回答下列问题。
(1)上述实验中所获得的高茎纯合体占高茎植株总数的________。
(2)豌豆G、C、A的基因型分别是________。
(3)①②③的交配方式分别是____________________________。
(4)高茎基因与矮茎基因的遗传符合________规律。
[解析](1)表中所给的四组杂交组合，都属于一对相对性状的遗传。表中第一组杂交，后代高茎∶矮茎＝210∶70＝3∶1，由此判断，属于杂合体自交，矮茎属于隐性性状，由此可判断其他三组杂交组合为：②hh×hh，③Hh×hh或hh×Hh，④HH×hh。所有子代中高茎纯合体＝210×1/3＝70，占高茎总植株比例为70/(210＋190＋300)×100%＝10%。
(2)由(1)推知G、C、A的基因型分别为HH、hh、Hh。
(3)①②③的交配方式分别为杂合体自交、隐性纯合体自交、测交。
(4)高茎基因与矮茎基因的遗传符合分离规律。
[答案](1)10%
(2)HH、hh、Hh
(3)杂合体自交、隐性纯合体自交、测交
(4)分离
课件83张PPT。第二单元 遗传的基本规律第一章 基因的分离规律
第二节 分离规律试验紫花 白花 紫花紫花 白花 3 1 紫花∶白花相对紫花性状分离亲本自交母本父本显性性状隐性性状性状分离
遗传因子成对父方母方掩盖相互分开独立基因等位基因显性基因隐性基因CcCcCC∶Cc∶cc＝1∶2∶1 紫花∶白花＝3∶1 不同基因表现的性状基因组成相同基因隐性纯合体测交CccCcccC和c1∶1
染色体同源染色体杂合体独立性减数配子同源染色体分离两个配子独立配子杂交试验，发现问题 提出假说，解释现象 设计实验，验证假说归纳综合，总结规律 点击右图进入…Thank you for watching !
