新教材適用2024-2025學年高中生物第1章遺傳因子的發(fā)現(xiàn)第1節(jié)孟德爾的豌豆雜交實驗一第1課時豌豆用作遺傳實驗材料的優(yōu)點和雜交實驗學案新人教版必修2

第1節(jié)孟德爾的豌豆雜交試驗(一)第1課時豌豆用作遺傳試驗材料的優(yōu)點和雜交試驗課標要求1．駕馭豌豆作為遺傳試驗材料的優(yōu)點及人工雜交試驗的過程。2．分析孟德爾一對相對性狀的雜交試驗，運用演繹與推理的方法說明試驗的現(xiàn)象。核心素養(yǎng)1．利用結(jié)構(gòu)與功能觀說明豌豆用作遺傳試驗材料的優(yōu)點，并駕馭相關的基本操作。(生命觀念)2．運用演繹與推理的方法闡明孟德爾一對相對性狀的雜交試驗和作出的假設。(科學思維)3．通過對比分析、舉例等方式駕馭本課時相關遺傳學概念。(科學思維)一、豌豆用作遺傳試驗材料的優(yōu)點基礎學問·雙基夯實1．優(yōu)點豌豆的特點優(yōu)勢_自花__傳粉、閉花受粉，自然狀態(tài)下，一般都是_純種__用豌豆做人工雜交試驗，結(jié)果既牢靠，又簡單分析具有易于區(qū)分的_性狀__且能夠穩(wěn)定地遺傳給后代試驗結(jié)果易于視察和分析_花較大__易于做人工雜交試驗_子代個體數(shù)量較多__用數(shù)學統(tǒng)計方法分析結(jié)果更牢靠，且偶然性小2.相關概念(1)自交：遺傳因子組成相同的個體之間的交配，植物的_自花傳粉__、同株異花傳粉均屬于自交。(2)相對性狀：_一種__生物的_同一種__性狀的不同表現(xiàn)類型，如豌豆的高莖和矮莖。(3)父本和母本：供應花粉的植株叫_父本__，接受花粉的植株叫_母本__。活學巧練1．玉米的黃粒與皺粒是一對相對性狀。(×)2．兔子的長毛和狗的短毛是一對相對性狀。(×)3．小鼠的灰身和黑身是一對相對性狀。(√)合作探究依據(jù)教材P3圖1－1，并回答下列相關問題：1．去雄應當在開花前還是開花后進行？其目的是什么？提示：去雄應當在開花前(花蕾期)進行；其目的是防止自花傳粉。2．豌豆人工異花傳粉過程中經(jīng)過了兩次套袋，分別在什么時間，目的分別是什么？提示：第一次套袋是在去雄后，其次次套袋是在人工傳粉后，兩次套袋的目的都是避開外來花粉的干擾。3．對單性花植物進行人工異花傳粉的基本操作過程中，是否須要去雄處理？為什么？提示：不須要。因為單性花中只有雄蕊或只有雌蕊，所以不須要去雄處理。4．無論是兩性花植物還是單性花植物，在雜交過程中是否都須要套袋？提示：無論是兩性花植物還是單性花植物，在雜交過程中都須要套袋，其目的是避開外來花粉的干擾。5．依據(jù)相對性狀的概念，對下列實例進行分析推斷，并說明理由。(1)狗的長毛與兔的短毛是一對相對性狀嗎？(2)玉米的早熟與晚熟是一對相對性狀嗎？提示：(1)不是。狗與兔不屬于同一種生物。(2)是。早熟與晚熟是玉米成熟程度這一性狀的不同表現(xiàn)類型。歸納提升1.與植物雜交有關的概念單性花一朵花中只有雄蕊或只有雌蕊兩性花同一朵花中既有雄蕊又有雌蕊，如豌豆花自花傳粉兩性花在未開放時，它的花粉會落到同一朵花的雌蕊的柱頭上，從而完成受粉的過程異花傳粉兩朵花之間的傳粉過程父本和母本不同植株的花進行異花傳粉時，供應花粉的植株叫作父本()，接受花粉的植株叫作母本(♀)2．對性狀和相對性狀的理解(1)性狀：生物的任何可以鑒別的形態(tài)或生理特征，都是遺傳物質(zhì)和環(huán)境相互作用的結(jié)果。(2)對相對性狀的正確理解抓準兩個“相同”和一個“不同”：同一種生物、同一種性狀、不同表現(xiàn)類型。典例1下列屬于相對性狀的是(C)A．玉米的黃粒與皺粒B．狗的長毛與直毛C．果蠅的紅眼與白眼D．小麥的抗倒伏與抗銹病解析：相對性狀是一種生物的同一種性狀的不同表現(xiàn)類型。變式訓練?(2024·濰坊市第一中學高一期中)下列相關概念中，錯誤的有幾項(B)①自花傳粉是指兩性花的花粉落到同一朵花的雌蕊柱頭上的過程②異花傳粉是指兩朵花之間的傳粉過程③玉米的黃粒和皺粒是一對相對性狀④綿羊的白毛和黑毛是一對相對性狀A．0項 B．1項C．2項 D．3項解析：自花傳粉是指兩性花的花粉落到同一朵花的雌蕊柱頭上的過程，①正確；異花傳粉是指兩朵花之間的傳粉過程，②正確；相對性狀是指一種生物的同一性狀的不同表現(xiàn)類型，而玉米的黃粒和皺粒是不同性狀，因此不是一對相對性狀，③錯誤、④正確。即B正確。二、一對相對性狀的雜交試驗基礎學問·雙基夯實1．試驗過程試驗過程特別現(xiàn)象及疑問P(親本)高莖×矮莖↓F1(子一代)_高莖__↓F2(子二代)高莖∶_矮莖__比例接近3∶1(1)為什么子一代都是高莖而沒有矮莖呢？(2)為什么子一代沒有矮莖的，而子二代又出現(xiàn)了矮莖的呢？(3)子二代中出現(xiàn)3∶1的性狀分別比是偶然的嗎？2．試驗中相關符號及含義符號PF1F2×♀含義_親本__子一代_子二代___雜交___自交___母本___父本__3.相關概念(1)雜交：遺傳因子組成_不同__的個體間的相互交配。(2)正交和反交：正交和反交是相對而言的，若甲類型個體作父本，乙類型個體作母本，稱為正交，則甲類型個體作母本，乙類型個體作父本，稱為_反交__。(3)顯性性狀：具有相對性狀的兩純合親本雜交，子一代_顯現(xiàn)__出來的性狀。(4)隱性性狀：具有相對性狀的兩純合親本雜交，子一代_未顯現(xiàn)__出來的性狀。(5)性狀分別：雜種后代中同時出現(xiàn)_顯性性狀__和_隱性性狀__的現(xiàn)象?；顚W巧練1．顯性性狀是子代能夠表現(xiàn)出來的性狀，隱性性狀是子代不能表現(xiàn)出來的性狀。(×)2．性狀分別是子代同時出現(xiàn)顯性性狀和隱性性狀的現(xiàn)象。(×)3．孟德爾通過豌豆的雜交和自交試驗提出問題。(√)合作探究一對相對性狀雜交試驗的結(jié)果分析1．孟德爾選擇讓F1自交，其目的是什么？提示：推斷親代矮莖性狀在遺傳過程中是不是消逝了。2．若F2共獲得20株豌豆，矮莖個體肯定是5株嗎？請說明緣由。提示：不肯定。樣本數(shù)量太少，不肯定完全符合3∶1的性狀分別比，孟德爾試驗中的比例是在試驗材料足夠多的狀況下得出的。3．在孟德爾一對相對性狀的雜交試驗中，否定融合遺傳最有利的試驗結(jié)果是什么？提示：F2出現(xiàn)3∶1的性狀分別比，在F1中消逝的矮莖性狀在F2中又出現(xiàn)了，說明雙親的遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生混合。歸納提升顯、隱性性狀的推斷方法(1)依據(jù)子代性狀推斷①具有相對性狀的純合親本雜交?子代只表現(xiàn)出一種性狀?子代所表現(xiàn)的性狀為顯性性狀。②具有相同性狀的親本雜交?子代表現(xiàn)出不同性狀?子代所表現(xiàn)的新性狀為隱性性狀。(2)依據(jù)子代性狀分別比推斷具有一對相對性狀的親本雜交?F1自交?F2中性狀分別比為3∶1?分別比為“3”的性狀為顯性性狀。易錯警示：只有親本性狀相同而子代表現(xiàn)不同性狀時才可稱為“性狀分別”。高莖豌豆和矮莖豌豆雜交，后代既有高莖又有矮莖，不屬于性狀分別的概念范疇。典例2(2024·湖南高一月考)玉米的甜和非甜為一對相對性狀，下列雜交試驗能單獨推斷性狀顯隱性關系的是(B)①甜×非甜→非甜②甜×非甜→100甜＋98非甜③甜×甜→甜④非甜×非甜→312非甜＋106甜A．①和② B．①和④C．②和③ D．③和④解析：①甜×非甜→非甜，可以推斷非甜為顯性性狀，①符合題意；②甜×非甜→100甜＋98非甜，子代表現(xiàn)為1∶1，無法推斷顯隱性，②不符合題意；③甜×甜→甜，甜可能為顯性性狀，也可能為隱性性狀，③不符合題意；④非甜×非甜→312非甜＋106甜，子代表現(xiàn)為3∶1，非甜為顯性性狀，④符合題意。變式訓練?大豆的紫花和白花為一對相對性狀。下列四組雜交試驗中，能判定性狀顯隱性關系的是(D)①紫花×紫花→紫花②紫花×紫花→301紫花＋101白花③紫花×白花→紫花④紫花×白花→98紫花＋107白花A．①和② B．③和④C．①和③ D．②和③解析：性狀表現(xiàn)相同的兩個個體雜交，后代出現(xiàn)了性狀分別，新出現(xiàn)的那種性狀為隱性性狀，②說明白花為隱性性狀，紫花為顯性性狀；兩個具有相對性狀的個體雜交，后代只表現(xiàn)一種性狀，則后代表現(xiàn)出來的性狀為顯性性狀，③紫花與白花雜交，后代均為紫花，說明紫花為顯性性狀，故選D。三、對分別現(xiàn)象的說明基礎學問·雙基夯實1．提出假說(1)生物的性狀是由_遺傳因子__確定的。(2)在體細胞中，遺傳因子是_成對__存在的。(3)生物體在形成生殖細胞——配子時，成對的_遺傳因子__彼此分別，分別進入不同的配子中。配子中只含有每對_遺傳因子__中的一個。(4)受精時，雌雄配子的結(jié)合是_隨機__的。2．用遺傳圖解說明分別現(xiàn)象(1)F1的雌雄配子的結(jié)合方式：_4__種。(2)F2遺傳因子組成：_3__種，分別為_DD__、_Dd__、_dd__，其比例為_1∶2∶1__。(3)F2的性狀表現(xiàn)：_2__種，分別為_高莖、矮莖__，其比例為_3∶1__。3．相關概念(1)顯性遺傳因子：確定_顯性性狀__的遺傳因子為顯性遺傳因子，用大寫字母表示。(2)隱性遺傳因子：確定_隱性性狀__的遺傳因子為隱性遺傳因子，用小寫字母表示。(3)純合子：遺傳因子組成_相同__的個體，如DD、dd。(4)雜合子：遺傳因子組成_不同__的個體，如Dd?；顚W巧練1．雙親為顯性，雜交后代有隱性純合子，則雙親肯定都是雜合子。(√)2．雜合子自交后代肯定是雜合子。(×)3．雜合子與純合子遺傳因子組成不同，性狀表現(xiàn)也不同。(×)合作探究1．孟德爾說明中D、d兩種雄配子的數(shù)目是否相等？雄配子D與雌配子D數(shù)目是否相等？提示：D、d兩種雄配子的數(shù)目是相等的；但是由于雄配子數(shù)目遠多于雌配子，所以雄配子D數(shù)目要遠多于雌配子D。2．F1產(chǎn)生的配子之間的結(jié)合方式有幾種，F(xiàn)2的遺傳因子組成有幾種，比例是多少？F2高莖豌豆中，雜合子占多大比例？提示：4種；3種，比例為DD∶Dd∶dd＝1∶2∶1；2/3。3．孟德爾提出的四點假說中，假如有一條不滿意，例如雌雄配子的結(jié)合不是隨機的，則F2會不會出現(xiàn)3∶1的性狀分別比？提示：不會，孟德爾的四點假說中有一條不滿意都不會出現(xiàn)3∶1的性狀分別比，只有兩種雌配子成活概率均等，兩種雄配子成活概率均等；雌雄配子隨機結(jié)合，且結(jié)合概率均等；不同遺傳因子組成的個體成活概率均等，這樣才會出現(xiàn)3∶1的性狀分別比。4．孟德爾說明的核心是什么？提示：孟德爾說明的核心是生物體形成配子時，成對的遺傳因子彼此分別。歸納提升1.孟德爾遺傳試驗須要滿意的條件(1)子一代個體形成的不同類型的雌配子或雄配子活力應相同。(2)雌、雄配子結(jié)合的機會相等。(3)子二代不同遺傳因子組成的個體存活率相等。(4)遺傳因子間的顯隱性關系是完全顯性。(5)視察的子代樣本數(shù)目足夠多。2．融合遺傳與一對相對性狀的雜交試驗的比較融合遺傳是指兩個親本雜交后，雙親的遺傳物質(zhì)會在子代體內(nèi)發(fā)生混合，使子代表現(xiàn)出介于雙親之間的性狀。豌豆一對相對性狀的雜交試驗，子一代表現(xiàn)出顯性性狀，且子一代自交后代出現(xiàn)了接近3∶1的性狀分別比，所以孟德爾雜交試驗否定了融合遺傳的觀點。3．規(guī)范的遺傳圖解應當包括以下幾個基本要點(1)左側(cè)標注。一般在遺傳圖解的左側(cè)用遺傳學符號或文字做出顯明的標識，代表這一行表示的內(nèi)容，起到引領作用。如：P、配子、F1、F2等。(2)要明確寫出親代和子代的遺傳因子組成、性狀表現(xiàn)。有時還須要在親代旁邊標上父本、母本(或、♀符號)，尤其是題中明確要求了父本和母本、要區(qū)分正交和反交時。(3)要寫出雜交(×)、自交()符號，以及表示遺傳因子在上下代之間傳遞關系的箭頭(留意不是線段)。(4)要寫出最終一代的相關比例。典例3(2024·浙江嘉興高一期末)豌豆子葉黃色eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Y))對綠色eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(y))為顯性，孟德爾用純種黃色豌豆和綠色豌豆為親本，雜交得到F1，F(xiàn)1自交獲得F2(如圖所示)。下列敘述錯誤的是(A)A．母本的基因型是YY，父本的基因型是yyB．雌配子中Y配子占1/2，y配子占1/2C．F2中黃色子葉占3/4，綠色子葉占1/4D．F2中純合子占1/2，雜合子占1/2解析：分析表格：孟德爾用純種黃色子葉豌豆(YY)和綠色子葉豌豆(yy)為親本，雜交得到F1(Yy)，F(xiàn)1自交獲得F2，其中①和②的遺傳因子組成均為Yy，均表現(xiàn)為黃色，而③的遺傳因子組成為yy，表現(xiàn)為綠色，據(jù)此答題。產(chǎn)生F1的親本可能是YY(♀)和yy()，也可能是YY()和yy(♀)，A錯誤；雌配子中Y∶y＝1∶1，Y配子占1/2，y配子占1/2，B正確；F2中黃色子葉(1YY、2Yy)占3/4，綠色子葉(1yy)占1/4，C正確；F2中純合子(1YY、1yy)占1/2，雜合子(2Yy)占1/2，D正確。變式訓練?F1的紫花(Aa)豌豆自交時，假設由于某種因素的影響，含遺傳因子A的雌配子失去了活性(即不能與雄配子結(jié)合)，請依據(jù)孟德爾對分別現(xiàn)象的說明進行推理，下列F2的性狀表現(xiàn)及比例符合預期結(jié)果的是(A)A．紫花∶白花＝1∶1B．紫花∶白花＝2∶1C．紫花∶白花＝3∶1D．全為紫花解析：F1的紫花(Aa)豌豆自交時，假設由于某種因素的影響，含遺傳因子A的雌配子失去了活性，說明只有含遺傳因子a的雌配子能與雄配子結(jié)合，而F1的紫花豌豆產(chǎn)生的雄配子中A∶a＝1∶1，所以依據(jù)孟德爾對分別現(xiàn)象的說明進行推理，F(xiàn)2的性狀表現(xiàn)及比例是紫花(Aa)∶白花(aa)＝1∶1，A正確。一、親子代遺傳因子組成與性狀表現(xiàn)的相互推斷(1)由親代推斷子代的遺傳因子組成、性狀表現(xiàn)及其概率(正推型)。親本子代遺傳因子組成子代性狀表現(xiàn)AA×AAAA全為顯性AA×AaAA∶Aa＝1∶1全為顯性AA×aaAa全為顯性Aa×AaAA∶Aa∶aa＝1∶2∶1顯性∶隱性＝3∶1Aa×aaAa∶aa＝1∶1顯性∶隱性＝1∶1aa×aaaa全為隱性(2)由子代推斷親代的遺傳因子組成(逆推型)。角度一：遺傳因子填充法。先依據(jù)親代性狀表現(xiàn)寫出能確定的遺傳因子，如顯性性狀的遺傳因子組成可用A_來表示，那么隱性性狀的遺傳因子組成只有一種aa，依據(jù)子代中一對遺傳因子分別來自兩個親本，可推出親代中未知的遺傳因子。角度二：隱性純合子突破法。假如子代中有隱性個體存在，它往往是逆推過程中的突破口，因為隱性個體是純合子(aa)，因此親代遺傳因子組成中必定都有一個a遺傳因子，然后再依據(jù)親代的性狀表現(xiàn)做進一步的推斷。角度三：依據(jù)分別定律中的規(guī)律性比值來干脆推斷。后代顯隱性關系雙親類型結(jié)合方式顯性∶隱性＝3∶1都是雜合子Aa×Aa→3A_∶1aa顯性∶隱性＝1∶1測交類型Aa×aa→1Aa∶1aa只有顯性性狀至少一方為顯性純合子AA×AA或AA×Aa或AA×aa只有隱性性狀肯定都是隱性純合子aa×aa→aa典例4公羊基因型AA、Aa表現(xiàn)為有角，aa表現(xiàn)為無角；母羊基因型AA表現(xiàn)為有角，Aa、aa表現(xiàn)為無角。兩只羊繁殖多次，子代數(shù)量足夠多，子代中有角∶無角＝3∶1，有關敘述不正確的是(B)A．子代無角基因型可能是AaB．子代無角基因型可能是aaC．可能是父本有角，母本無角D．親本可能都有角解析：依據(jù)題意：AA為有角、aa為無角、Aa的公羊為有角而Aa的母羊為無角，說明羊的有角和無角為從性遺傳，在表型上受個體性別的影響，但其遺傳遵循基因的分別定律。兩只羊繁殖多次，子代數(shù)量足夠多，子代中有角∶無角＝3∶1，說明親本兩只羊的基因型最可能是AA×Aa，AA可能是公羊也可能是母羊，基因型為Aa的羊可能是母羊或者公羊。由分析可知：子代無角基因型可能是Aa，A正確；由分析可知：親本的基因型最可能是AA×Aa，子代基因型為AA∶Aa＝1∶1，因為是常染色體遺傳，后代性別比例為1∶1，其中基因型為AA的羊均為有角，基因型為Aa的羊雌雄各一半，母羊為無角，公羊為有角，后代有角∶無角＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(1,2)))∶eq\f(1,2)＝3∶1，所以子代不會有aa個體，B錯誤；親本的基因型最可能是AA×Aa，若AA是公羊，此時父本有角，母本無角，C正確；親本的基因型最可能是AA×Aa，若AA是母羊，則親本都有角，D正確。故選B。二、概率計算1．用經(jīng)典公式計算概率＝eq\f(某性狀或遺傳因子組成個體數(shù),總組合數(shù))×100%2．依據(jù)分別比計算(1)假如沒有明確子代的性狀表現(xiàn)，那么AA、aa出現(xiàn)的概率各是1/4，Aa出現(xiàn)的概率是1/2。(2)假如明確了子代的性狀表現(xiàn)是顯性，那么AA出現(xiàn)的概率是1/3，Aa出現(xiàn)的概率是2/3。3．用配子法計算(1)先計算親本產(chǎn)生每種配子的概率。(2)依據(jù)題目要求用相關的兩種(♀、)配子的概率相乘，即可得出某一遺傳因子組成的個體的概率。(3)計算性狀表現(xiàn)概率時，再將相同性狀表現(xiàn)的個體的概率相加即可。如：F1高莖(Dd)↓F2雄配子雌配子1/2D1/2d1/2D1/4DD高1/4Dd高1/2d1/4Dd高1/4dd矮典例5現(xiàn)有一對性狀表現(xiàn)正常的夫婦，已知男方父親患白化病，女方父母正常，但其弟患白化病。那么，這對夫婦生出白化病孩子的概率是(B)A．1/4 B．1/6C．1/8 D．1/12解析：白化病是隱性遺傳病。男方父親患白化病，男方肯定是雜合子，女方有患病的弟弟，女方有1/3是純合子，2/3是雜合子。生出患病孩子的概率是1/4×2/3＝1/6。學霸記憶1．豌豆作為試驗材料的優(yōu)點：自花傳粉；具有易于區(qū)分的相對性狀；自然狀態(tài)下一般為純種。2．顯性性狀是指具有相對性狀的純合親本雜交，F(xiàn)1表現(xiàn)出的性狀。3．性狀分別：人們將雜種后代中同時出現(xiàn)顯性性狀和隱性性狀的現(xiàn)象，叫作性狀分別。1．假說—演繹法是現(xiàn)代科學探討中常用的一種科學方法，下列關于孟德爾在發(fā)覺分別定律時的敘述，屬于“假說”內(nèi)容的是(A)A．生物的性狀是由遺傳因子確定的B．F2出現(xiàn)了“3∶1”的性狀分別比C．若F1產(chǎn)生配子時成對的遺傳因子分別，則產(chǎn)生的雌配子數(shù)等于雄配子數(shù)D．若F1與隱性個體雜交：子代出現(xiàn)兩種性狀，比例為1∶1解析：孟德爾對分別現(xiàn)象提出的假說內(nèi)容主要有①生物性狀由遺傳因子確定，②在體細胞中遺傳因子成對存在，③形成配子時，成對遺傳因子彼此分別，④受精時，雌雄配子隨機結(jié)合，因此A符合題意。2．在一個花卉生產(chǎn)基地中，工作人員偶然發(fā)覺一種原來開白花的花卉，出現(xiàn)了開紫花的植株甲，這種紫花花卉的欣賞價值具有很大的市場效益。這種花卉是自花傳粉植物，將開紫花的花卉種子進行種植培育后發(fā)覺，長成的植株中有1/4的花是白花，不利于商品化生產(chǎn)。下列關于這種狀況的分析錯誤的是(B)A．從子代植株的性狀分析，紫花