2020学年高中生物 第1章第1节第1课时一对相对性状的杂交实验过程和解释学案 新人教版必修2

2020学年高中生物 第1章第1节第1课时一对相对性状的杂交实验过程和解释学案 新人教版必修2

第1课时　一对相对性状的杂交实验过程和解释 一、用豌豆做遗传实验的优点和杂交实验技术 ‎1．用豌豆做遗传实验材料的优点 品种特点 相应优势 自花传粉和闭花受粉，自然状态下一般为纯种 实验结果可靠，容易分析 具有易于区分的相对性状且能稳定遗传 实验结果易于观察和分析 深化拓展　用玉米做遗传实验材料的特点 ‎(1)雌雄同株且为单性花，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)产生的后代数量多，统计更准确。‎ ‎2．豌豆杂交实验(异花传粉过程)‎ ‎3．相关概念 ‎(1)去雄：除去未成熟花的全部雄蕊。‎ ‎(2)相对性状：一种生物的同一种性状的不同表现类型就叫做相对性状。‎ 例1　下图表示孟德尔杂交实验操作过程，下列叙述正确的是(　　)‎ A．②操作后要对b套上纸袋 B．①和②的操作不能同时进行 C．a为父本，b为母本 12‎ D．①和②是在花开后进行的 答案　B 解析　图中①为去雄，去雄后需套袋处理，②为采集花粉，待雌蕊成熟后才进行②过程，所以，需套上纸袋的是a，而不是b，A错误；②过程在①过程之后，B正确；a接受花粉为母本，b提供花粉为父本，C错误；豌豆花开前就已经完成授粉过程，所以①和②不能等花开后才进行，D错误。‎ 例2　下列属于相对性状的是(　　)‎ A．玉米的黄粒与皱粒 B．狗的长毛与直毛 C．果蝇的长翅与残翅 D．小麦的抗倒伏与抗锈病 答案　C 解析　相对性状是一种生物的同一种性状的不同表现类型。‎ 二、一对相对性状的杂交实验 ‎1．实验过程 实验过程 相关说明 P(亲本)　　高茎×矮茎 ‎ ↓‎ F1(子一代)　　高茎 ‎ ↓⊗‎ F2(子二代) 高茎∶矮茎 比例接近　 　3∶1‎ ‎①P具有相对性状 ‎② ‎③F1全部表现为显性性状 ‎④F2出现性状分离现象，分离比为3∶1‎ ‎2.写出下列各符号的含义 P：亲本；F1：子一代；F2：子二代；×：杂交；⊗：自交；♂：父本；♀：母本。‎ 例3　对于孟德尔所做的豌豆的一对相对性状的遗传实验，不必具备的条件是(　　)‎ A．选用的一对相对性状要有明显的差异 B．实验选用的两个亲本，一定是纯种 C．要让显性亲本作父本，隐性亲本作母本 D．要让两个亲本之间进行有性杂交 答案　C 解析　孟德尔所做的豌豆的一对相对性状的研究实验中，豌豆必须具有一对易于区分的相对性状，同时亲本必须是纯种，具有相对性状的两个纯合亲本必须进行有性杂交，该过程中正反交实验都要做，才能使实验更具有说服力。‎ 12‎ 例4　一对相对性状的亲本杂交，子二代中(　　)‎ A．所有的统计结果都等于3∶1‎ B．统计的样本足够大时才符合3∶1‎ C．性状按3∶1的比例出现 D．统计的样本越小越接近3∶1‎ 答案　B 解析　孟德尔之后，科学家们在继续研究中发现，只有满足大样本即实验群体足够大时，才能够实现孟德尔统计的比例关系，越小越偏离，越大越接近。‎ 三、对分离现象的解释 ‎1．孟德尔的假说 ‎(1)生物的性状是由遗传因子决定的，决定高茎和矮茎的遗传因子分别为：D、d。‎ ‎(2)体细胞中遗传因子是成对存在的，F1体细胞中的遗传因子组成为Dd。‎ ‎(3)生物体在形成生殖细胞——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。‎ ‎2．遗传图解 ‎(1)配子的结合方式：4种。‎ ‎(2)遗传因子组成：3种，分别为DD、Dd、dd，其比例为1∶2∶1。‎ ‎(3)产生后代的性状表现：2种，分别为高茎、矮茎，其比例为3∶1。‎ ‎(4)上图亲本中的高茎(DD)或矮茎(dd)遗传因子组成相同，称为纯合子；F1中的高茎(Dd)遗传因子组成不同，称为杂合子。‎ 例5　在进行豌豆杂交实验时，孟德尔选择的一对相对性状是子叶颜色，豌豆子叶黄色(Y)对绿色(y)为显性。如图是孟德尔用杂交得到的子一代(F1)自交的实验结果示意图，根据孟德尔对分离现象的解释，下列说法正确的是(　　)‎ 12‎ A．①②③都是黄色子叶 B．③的子叶颜色与F1相同 C．①和②都是黄色子叶、③是绿色子叶 D．①和②都是绿色子叶、③是黄色子叶 答案　C 解析　根据孟德尔对分离现象的解释，题图F2中①②③的遗传因子组成分别是Yy、Yy、yy。因为黄色(Y)对绿色(y)为显性，故①和②的子叶颜色为黄色，③的子叶颜色为绿色。‎ 例6　水稻的晚熟和早熟是一对相对性状，晚熟受显性遗传因子(E)控制。现有纯合的晚熟水稻和早熟水稻杂交，下列说法不正确的是(　　)‎ A．F1的遗传因子组成是Ee，性状表现为晚熟 B．F1自交时产生的雌雄配子数量之比为1∶1‎ C．F1自交后得F2，F2的遗传因子组成可能为EE、Ee和ee，其比例为1∶2∶1‎ D．F2的性状表现为晚熟和早熟，其比例为3∶1‎ 答案　B 解析　在数量上，雄配子数远大于雌配子数，但F1自交时产生的两种雄配子数量之比或两种雌配子数量之比均为1∶1。‎ 12‎ ‎1．判断正误 ‎(1)豌豆是自花传粉、闭花受粉的植物，具有易于区分的相对性状(　　)‎ ‎(2)性状分离是子代同时出现显性性状和隐性性状的现象(　　)‎ ‎(3)豌豆的高茎和玉米的矮茎是一对相对性状(　　)‎ ‎(4)杂合子自交后代一定是杂合子(　　)‎ ‎(5)Dd豌豆产生含D的雌配子和含d的雄配子数目相同(　　)‎ 答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×‎ ‎2．下列各组性状互为相对性状的是(　　)‎ A．人的白色皮肤和棕色头发 B．绵羊的白毛和黑毛 C．玉米的黄粒和圆粒 D．豌豆的高茎和豆荚绿色 答案　B 解析　相对性状是指一种生物的同一种性状的不同表现类型，人的白色皮肤和棕色头发，一个是皮肤的颜色，一个是头发的颜色，它们不互为相对性状，A错误；绵羊的白毛和黑毛互为相对性状，B正确；玉米的黄粒和圆粒，一个是种子颜色，一个是种子形状，它们不互为相对性状，C错误；豌豆的高茎和豆荚绿色，一个是茎的高度，一个是豆荚的颜色，都不是同一种性状，D错误。‎ ‎3．下列叙述正确的是(　　)‎ A．生物体没有显现出来的性状称为隐性性状 B．亲本之中一定有一个表现为隐性性状 C．若子代中出现显性性状，则亲代中必有显性性状个体 D．在一对相对性状的遗传实验中，双亲只具有一对相对性状 答案　C 解析　隐性性状并非一直不能表现出来，只是在子一代中不能表现；亲本的表现类型可以都是显性，可以都是隐性，也可以是一显一隐；在一对相对性状的遗传实验中，双亲并非只具有一对相对性状，而是只研究其中的一对相对性状。‎ ‎4．在豚鼠中，黑色皮毛对白色皮毛为显性。如果一对杂合的黑毛豚鼠交配，一胎产下4仔，此4仔的性状表现可能是(　　)‎ ‎①全部黑色　②3黑1白　③1黑3白　④全部白色 A．② B．①②‎ C．①②③ D．①②③④‎ 12‎ 答案　D 解析　杂合子在交配产仔时，一胎虽然产了4仔，但每一仔都是由卵细胞和精子结合(受精)形成的，是相互独立的。每一仔的性状都是的概率为黑色，的概率为白色。所以，在子代数量较少时各种概率都有可能出现。‎ ‎5．用纯种高茎豌豆和纯种矮茎豌豆作亲本进行杂交实验，F1全为高茎，让F1自交，获得F2，共有556株。请回答下列问题：‎ ‎(1)F2中纯合子大约________株。‎ ‎(2)F2中杂合子大约________株；F2高茎植株中，杂合子大约________株。‎ ‎(3)F2中矮茎植株全部为纯合子吗？________(填“是”或“否”)。‎ ‎(4)从F2中取一高茎豌豆，请设计一个实验探究其遗传因子组成(用D和d表示该对遗传因子)。‎ ‎①实验步骤：‎ a．该高茎植株的幼苗生长至开花时，让该植株进行________，获得种子；‎ b．将获得的所有种子种植得到子代植株，观察子代植株性状表现。‎ ‎②结果与结论：‎ a．若后代全部表现为高茎，则该植株的遗传因子组成为________；‎ b．若后代植株中____________________，则该植株的遗传因子组成为________。‎ 答案　(1)278　(2)278　278　(3)是　(4)①a.自交 ‎②a.DD　b．既有高茎，也有矮茎　Dd 解析　由题干知，高茎对矮茎为显性，F1的遗传因子组成为Dd，可知：‎ ‎(1)F2中纯合子占，即556×＝278(株)。‎ ‎(2)F2中杂合子占，即556×＝278(株)。高茎植株有两种类型DD、Dd，分别占、，即杂合高茎植株占高茎植株的，即556××＝278(株)。‎ ‎(3)矮茎为隐性性状，故全为纯合子。‎ ‎(4)F2中高茎植株可能为DD()、Dd()，而且可用简单的自交法予以鉴别。‎ ‎[对点训练]‎ 题组一　用豌豆做遗传实验的优点和杂交实验技术 ‎1．下列选项中不是孟德尔选用豌豆作为实验材料并获得成功的原因是(　　)‎ 12‎ A．豌豆是严格闭花受粉的植物 B．豌豆花比较大，易于做人工杂交实验 C．豌豆在杂交时，母本不需去雄 D．豌豆具有稳定的、容易区分的相对性状 答案　C 解析　豌豆是雌雄同体同花，所以在做杂交实验时，母本需要去雄，才能保证不会出现自花传粉，故C符合题意；其他三项都属于豌豆作为实验材料的优点。‎ ‎2．用豌豆进行遗传实验时，下列操作错误的是(　　)‎ A．杂交时，须在花粉尚未成熟时除去母本的雄蕊 B．自交时，雌蕊和雄蕊都无需除去 C．杂交时，须在花粉尚未成熟时除去母本的雌蕊 D．人工授粉后，应套袋 答案　C 解析　豌豆属于自花传粉、闭花受粉植物。自然状态下自交，是纯种。杂交时，要在花粉尚未成熟时除去母本的雄蕊，保留其雌蕊并套袋，然后对其进行人工授粉，授粉后为避免外来花粉的干扰，应对其继续做套袋处理。‎ ‎3．下列各项中属于相对性状的是(　　)‎ A．水稻的早熟和晚熟 B．眼大和眼角上翘 C．桃树的红花和绿叶 D．豌豆的高茎和水稻的矮茎 答案　A 解析　相对性状是指一种生物的同一种性状的不同表现类型，眼大和眼角上翘不是同一种性状，所以B项不符合；C项也不符合同一种性状的不同表现类型的要求；D项不是同一物种的性状。‎ ‎4．如图是豌豆植株人工杂交的示意图，下列相关说法中错误的是(　　)‎ A．①②分别表示父本和母本 B．操作③表示去雄 C．操作④表示传粉 D．④操作后需要对雌蕊进行套袋 答案　A 12‎ 解析　提供花粉的是父本，接受花粉的是母本，A项错误；③④分别表示去雄和传粉，B、C项正确；传粉后为了避免外来花粉的干扰，应及时对雌蕊进行套袋处理，D项正确。‎ 题组二　一对相对性状的杂交实验 ‎5．下列有关遗传学概念的叙述，错误的是(　　)‎ A．性状是指生物的任何可以鉴别的形态或生理的特征 B．相对性状是指同种生物的不同性状 C．显性性状是指杂合子显现出来的性状 D．隐性性状是指在杂合子中未显现出来的性状 答案　B 解析　相对性状是指一种生物的同一性状的不同表现类型，B错误。‎ ‎6．(2018·宜昌月考)下列各种遗传现象中，不属于性状分离的是(　　)‎ A．F1的高茎豌豆自交，后代中既有高茎豌豆，又有矮茎豌豆 B．F1的短毛雌兔与短毛雄兔交配，后代中既有短毛兔，又有长毛兔 C．花斑色茉莉花自交，后代中出现绿色、花斑色和白色三种茉莉花 D．黑色长毛兔与白色短毛兔交配，后代均是白色长毛兔 答案　D 解析　杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象称为性状分离。黑色长毛兔与白色短毛兔交配，后代均是白色长毛兔，并没有出现性状分离。‎ ‎7．(2017·昆明高一检测)玉米的紫粒和黄粒是一对相对性状。某一品系X为黄粒玉米，若自花传粉，后代全为黄粒；若接受另一品系Y紫粒玉米的花粉，后代既有黄粒，也有紫粒。下列有关分析正确的是(　　)‎ A．紫粒是显性性状 B．黄粒是显性性状 C．品系X是杂合子 D．品系Y是纯合子 答案　A 解析　品系X自花传粉后代全为黄粒，说明品系X是纯合子，接受品系Y紫粒玉米花粉，后代有黄粒和紫粒，说明紫粒为显性性状，黄粒为隐性性状，品系Y是杂合子。‎ ‎8．杂合子高茎豌豆自交，后代中已有15株高茎，第16株豌豆的表现型(　　)‎ A．一定为矮茎 B．一定为高茎 C．是矮茎的可能性大 D．是高茎的可能性大 答案　D 解析　杂合子高茎豌豆自交，后代表现型理论值是高茎∶矮茎＝3∶1，即高茎的可能性为75%，又因为自交后代彼此独立，互不影响，故第16株豌豆为高茎的可能性也为75%，大于为矮茎的可能性。‎ 12‎ 题组三　对分离现象的解释 ‎9．下列为一对相对性状的杂交实验中性状分离现象的假设性解释，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．在配子中只含有每对遗传因子中的一个 D．生物的雌雄配子数量相等，且随机结合 答案　D 解析　高等生物的雄配子数一般远远大于雌配子数。‎ ‎10．下列关于纯合子与杂合子的叙述，正确的是(　　)‎ A．纯合子自交，后代不发生性状分离 B．杂合子杂交，后代不发生性状分离 C．纯合子自交，后代发生性状分离 D．杂合子自交，后代不发生性状分离 答案　A 解析　纯合子自交，后代全是纯合子，不会发生性状分离；杂合子自交的后代既有纯合子也有杂合子，会发生性状分离现象。‎ ‎11．用纯种高茎豌豆(DD)与纯种矮茎豌豆(dd)杂交，得到的F1全为高茎(Dd)，种下F1让其自交得到F2，种下F2豌豆种子，发现F2豌豆植株有高茎和矮茎两种，且高茎∶矮茎＝3∶1。关于实现F2中高茎∶矮茎＝3∶1的条件的叙述，正确的是(　　)‎ ‎①在F1形成配子时，成对的遗传因子分离，形成两种配子 ‎②含不同遗传因子的雌、雄配子随机结合 ‎③含不同遗传因子组合的种子必须有适宜的生长发育条件 ‎④只需要①项条件，而不需要②③项条件 A．①③④ B．②③④‎ C．①②③ D．①②④‎ 答案　C 解析　若含不同遗传因子的雌雄配子不能随机结合，或者一些种子由于条件不适宜不能萌发或正常生长，则会影响到最后的统计结果，使得实验很难出现3∶1的比例。‎ ‎12.两株高茎豌豆杂交，后代高茎和矮茎植株数量的比例如图所示，则亲本的遗传因子组成可表示为(　　)‎ 12‎ A．GG×gg B．GG×Gg C．Gg×Gg D．gg×gg 答案　C 解析　由图中信息可知，两株高茎豌豆杂交后代中，高茎∶矮茎≈3∶1，符合杂合子自交的实验结果，故推测亲本遗传因子组成为Gg×Gg。‎ ‎[综合强化]‎ ‎13．如图为豌豆的一对相对性状遗传实验过程图解，请仔细阅图后回答下列问题：‎ ‎(1)该实验的亲本中，父本是________________，母本是________________。‎ ‎(2)操作①叫做________，操作②叫做________；为了确保杂交实验成功，①的操作过程中应注意，时间上______________________，操作过程中____________________，操作后________________。‎ ‎(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皆为纯合子，让F1进行自交，F2的性状中，红花与白花之比为________，F2的遗传因子组成有____________________，且比值为____________。生物体的这种现象称为____________。‎ 答案　(1)白花豌豆　红花豌豆　(2)去雄　传粉　要在花粉成熟之前进行　要干净、全部、彻底　要外套罩子(袋子)　(3)红　(4)3∶1　AA、Aa、aa　1∶2∶1　性状分离 解析　(1)(2)涉及植物杂交实验方法，要注意的重点是豌豆是天然的自花传粉、闭花受粉植物，必须适时用合适的方法去雄。(3)中得到的后代性状仍为显性。(4)可根据孟德尔对分离现象的解释进行推理计算。‎ ‎14．玉米是一种雌雄同株的植物，其顶部开雄花，下部开雌花，玉米黄粒和白粒是一对相对性状(由基因Y和y控制)，将纯种黄粒和白粒玉米间行种植(如图)，收获时所得玉米粒如下表：‎ 12‎ 所结玉米粒 白粒 黄粒 白粒玉米果穗上所结的玉米粒 有 有 黄粒玉米果穗上所结的玉米粒 无 有 ‎(1)在玉米中，黄粒对白粒是________性，在黄粒玉米果穗上，黄粒玉米中胚的遗传因子组成是________；白粒玉米果穗上黄粒胚的遗传因子组成是________。‎ ‎(2)某同学为了获得杂种F1来验证孟德尔基因分离定律，为准确起见，他应选用上述________玉米果穗上结的________玉米粒来进行播种。杂交实验中，对母本的处理是____________________________。‎ ‎(3)图中________(填标号)类型的授粉方式的长期进行对植株有利，其原因是___________。‎ ‎(4)玉米作为遗传实验材料有哪些优点？(至少答两点)_______________________ _____。‎ 答案　(1)显　YY或Yy　Yy　(2)白粒　黄粒　套袋、传粉、套袋　(3)Ⅲ和Ⅳ　异花授粉，后代具有更大的变异性和生活力　(4)雌雄同株单性花，避免人工去雄等繁杂的操作；后代数量较多，便于统计学处理；玉米生长期较短，繁殖速度较快；具有稳定的易于区分的相对性状 解析　(1)由图可知，玉米既可自花传粉，也可异花传粉。由表可知，不论如何传粉，黄粒玉米果穗上没有白粒玉米，白粒玉米果穗上有黄粒玉米，说明黄粒为显性，黄粒玉米植株自花传粉，后代每粒胚的遗传因子组成为YY，异花传粉则为Yy，而白粒玉米果穗上黄粒玉米胚的遗传因子组成为Yy。(2)验证基因的分离定律用杂合子Yy测交或自交，即用白粒玉米植株上的黄粒玉米来进行播种，这个黄粒一定为杂合子。‎ ‎15．某农场放养的羊群中有黑、白两种毛色的羊。已知毛色受一对遗传因子A、a控制。牧民让两只白色羊交配，后代中既有白羊，也有黑羊。请分析回答下列问题：‎ ‎(1)上述羊毛的黑色和白色中，显性性状的毛色为______。‎ ‎(2)上述两只白羊的遗传因子组成是________，它们生下的小羊的遗传因子组成可能为__________________。‎ ‎(3)两只白羊交配产生的后代中出现了白羊和黑羊，这种现象在遗传学上称为________，产生这种现象的根本原因是___________________________________________________。‎ ‎(4)上述两只白羊再生一只黑色母羊的概率是________；若上述两只白羊又生了一只白色子羊，该羊是纯合子的可能性是________。‎ 答案　(1)白色　(2)均为Aa　AA或Aa或aa ‎(3)性状分离　在产生生殖细胞时，成对的遗传因子分别进入不同的生殖细胞　(4)　 12‎ 解析　(1)白羊的后代出现了黑羊，可判断白色为显性，黑色为隐性，且亲本两只白羊都为杂合子(Aa)。(2)两杂合子(Aa)白羊交配产生的后代，遗传因子组成可能为AA或Aa或aa。(3)性状分离的根本原因是在产生生殖细胞时，成对的遗传因子分别进入不同的生殖细胞。(4)上述两只白羊再生一只黑色母羊的概率是×＝。白色子羊中AA∶Aa＝1∶2，故白色子羊中是纯合子的可能性是。‎ 12‎