苏教版生物必修2 第3章 第1节 第1课时基因的分离定律.docx

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苏教版生物必修2第3章第1节第1课时基因的分离定律

第一节　基因的分离定律

第1课时　基因的分离定律

1．阐明孟德尔的1对相对性状的杂交实验。

（重点）

2．会做性状分离比的模拟实验。

3．阐明基因的分离定律。

（重难点）

一对相对性状的杂交实验及相关遗传学概念

1．实验材料——豌豆，其作为遗传材料的特点及优势

特点

优势

严格的自花受粉植物，自然状态下，一般都是纯种

用其做人工杂交实验，结果既可靠，又容易分析

具有易于区分的相对性状，且能单独地遗传给后代

实验结果易于观察和分析

子代个体数量多

统计结果可靠

2．一对相对性状的杂交实验

写出F1的性状：

紫花，称为显性性状。

写出F2的两种性状表现型及比例：

表现型：

紫花∶白花

比例3∶1

F2出现不同于亲本性状的现象称为性状分离。

3．对分离定律的解释

（1）孟德尔认为生物的性状是由遗传因子决定的。

后来遗传学家把控制性状的遗传因子称为基因，将一对同源染色体上决定相对性状的基因称为等位基因。

（2）卵细胞和花粉细胞中存在着控制性状的遗传因子。

（3）遗传因子在亲本体细胞中成对存在。

紫花亲本（AA）和白花亲本（aa）杂交产生杂种F1（Aa）。

（4）F1可以产生数量相等的A型和a型花粉，也可以产生数量相等的A型和a型卵细胞。

（5）F1自花受粉时，不同类型的两性生殖细胞之间结合的概率相等。

（6）F2中三种类型，如果F2植株数量足够多，则三种类的数量比为：

AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，AA和Aa都表现为紫花，aa表现为白花，因此F2中紫花豌豆∶白花豌豆＝3∶1。

（7）遗传图解

把紫茉莉开红花（CC）的品种与开白花（cc）的品种杂交，F1杂合子（Cc）的花为粉红色，是双亲的中间型。

这似乎违背了孟德尔遗传原理。

事实却不然，当F1杂合子间自交时，F2中有1/4开红花、2/4开粉红花、1/4开白花。

F1的中间型是C基因对c基因的不完全显性造成的。

探讨

：

基因的显隐性方式，除了不完全显性之外，更多的是什么类型？

【提示】　完全显性（如豌豆的紫花对白花）。

探讨

：

这里的相对性状包括什么？

【提示】　红花、粉红花和白花。

探讨

：

红花和白花哪一个性状是显性性状？

为什么？

【提示】　都不是。

只有完全显性的性状才能区分出显性性状和隐性性状。

探讨

：

做杂交实验时，对母本植株的花应怎样处理？

授粉后还应注意什么？

【提示】　母本植株开花前要人工去掉雄蕊，授粉后为避免其他花粉的影响要套袋。

探讨

：

实验中，F1产生的花粉和卵细胞的数量相等吗？

【提示】　在花粉中，C型花粉和c型的花粉数量相等；卵细胞中C型卵细胞和c型卵细胞数量相等。

但花粉的数量远多于卵细胞的数量。

1．豌豆的人工异花传粉操作步骤

2．遗传学概念辨析

（1）性状类

①性状：

生物体的形态特征和生理特性的总称。

②相对性状：

同种生物同一性状的不同表现类型。

③显性性状：

具有相对性状的两纯种亲本杂交，F1显现出来的亲本性状。

④隐性性状：

具有相对性状的两纯种亲本杂交，F1未显现出来的亲本性状。

⑤性状分离：

杂种自交后代出现不同于亲本性状的现象。

（2）基因类

①显性基因：

控制显性性状的基因，用大写英文字母表示，如图中A、B。

②隐性基因：

控制隐性性状的基因，用小写英文字母表示，如图中b。

③相同基因：

同源染色体上相同的位置，控制同一性状的相同表现类型的基因，如图中A和A。

④等位基因：

生物杂合子中在一对同源染色体的同一位置上、决定相对性状的基因，如图中B和b。

a．存在：

存在于杂合子的所有体细胞中。

b．位置：

位于一对同源染色体的同一位置上。

c．特点：

能控制一对相对性状，具有一定的独立性。

d．分离的时间：

减数第一次分裂的后期。

e．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）交配类

①杂交：

基因组成不同的个体间相互交配的过程。

②自交：

植物体中自花受粉和雌雄异花的同株受粉。

广义上讲，基因组成相同的个体间交配均可称为自交。

自交是获得纯合子的有效方法。

③测交：

就是让杂种（F1）与隐性纯合子相交，来测F1的基因组成。

④正交与反交：

对于雌雄异体的生物杂交，若甲♀×乙♂为正交，则乙♀×甲♂为反交。

（4）个体类

①表现型：

生物个体实际表现出来的性状。

②基因型：

与表现型有关的基因组成。

③纯合子：

基因组成相同的个体。

④杂合子：

基因组成不同的个体。

⑤表现型与基因型的关系。

a．表现型是基因型与环境相互作用的结果，简单表示如下：

表现型＝基因型（内因）＋环境条件（外因）

b．基因型相同，表现型不一定相同（受环境影响）。

c．表现型相同，基因型不一定相同（显性有纯合和杂合两种类型）。

1．下列关于分离定律中相关概念的理解，正确的是（　　）

【导学号：

21920010】

A．豌豆子叶的黄色与豆荚的绿色是一对相对性状

B．狗的长毛和兔的短毛是一对相对性状

C．纯合子的细胞中无控制相对性状的基因

D．杂合子的细胞中无控制相对性状的基因

【解析】　相对性状是指同种生物个体的同一性状的不同表现类型。

A选项中豌豆子叶的黄色与豆荚的绿色不是同一性状，因此不是一对相对性状；B选项中描述的是两种生物的性状，不能构成相对性状；纯合子是指由相同基因型的配子结合成的合子发育而来的个体，所以细胞中无控制相对性状的基因；而杂合子是指由不同基因型的配子结合成的合子发育而来的个体，含有等位基因，所以细胞中有控制相对性状的基因。

【答案】　C

2．下列是对“一对相对性状的杂交实验”中性状分离现象的各种假设性解释，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

C．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

【解析】　生物的性状是由遗传因子控制的，遗传因子在体细胞中成对存在，在配子中单独存在，并且遗传因子互不融合，彼此独立。

雄配子的数量要远远多于雌配子的数量。

雌雄配子之间的结合是随机的。

【答案】　D

3．如图为豌豆的一对相对性状遗传实验过程图解，请仔细观察图，然后回答下列问题：

（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）紫花（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，紫花与白花之比为________，F2的基因组成有____________，且比值为____________。

生物体的这种现象称为______________。

【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交植物，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。

【答案】　

（1）白花豌豆　紫花豌豆　

（2）去雄　授粉　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）紫　（4）3∶1　AA、Aa、aa　1∶2∶1　性状分离

对分离定律的验证及性状分离比的模拟实验

1．对分离现象解释的验证

（1）方法：

测交，即让F1与隐性纯合子杂交。

（2）测交实验图解

（3）结论：

测交后代分离比接近1∶1，符合预期的设想，从而证实F1是杂合子，产生A和a两种配子，这两种配子的比例是1∶1，F1在形成配子时，成对的等位基因发生了分离。

2．基因分离定律的实质

（1）发生时间：

在形成配子时。

（2）实质：

当细胞进行减数分裂时，等位基因会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。

3．在“性状分离比的模拟”实验中

（1）两个小罐分别代表雌雄生殖器官。

（2）小球代表配子，红球代表含基因A的配子，绿球代表含基因a的配子。

两种颜色小球的数目相等，代表雌雄个体各产生数目相等的两种配子。

探讨

：

孟德尔遗传实验中，若任选一株紫花和一株白花豌豆杂交，判断其杂交后代可能为哪种表现型。

判断：

________________（填“紫花”“白花”“紫花和白花”“紫花或紫花和白花”）。

理由：

________________________________________________________

_____________________________________________________________

______________________________________________________________

_____________________________________________________________。

【提示】　紫花或紫花和白花　若所选紫花为纯合子，与白花豌豆杂交，后代都开紫花；若所选紫花为杂合子，与白花豌豆杂交，后代既有紫花，又有白花

探讨

：

测交时为什么用隐性纯合子与F1杂交？

【提示】　隐性纯合子与F1杂交，能使F1中各种遗传因子控制的性状全部表现出来，从而推知F1中含有的遗传因子的种类。

1．对分离现象解释的验证——测交实验

方法

作用

结果

让F1与隐性纯合类型杂交

（1）测定F1配子的种类及比例

（2）测定F1的基因型

（3）判断F1形成配子时基因的行为

与预期的设想相符，证实了：

（1）F1是杂合子，基因型为Aa

（2）F1产生A和a两种类型且比例相等的配子

（3）F1在配子形成时，等位基因彼此分离

2．基因分离定律的实质

下图表示一个遗传因子组成为Aa的性原细胞产生配子的过程：

从图中得知：

遗传因子组成为Aa的精原细胞可能产生两种类型的精子（雄配子），即A和a的精子，比例为1∶1。

遗传因子组成为Aa的卵原细胞可能产生两种类型的卵细胞（雌配子），即A和a的卵细胞，比例为1∶1。

3．验证基因分离定律的方法

（1）测交法

①原理：

测交后代两种性状的比例为1∶1，亲本之一为隐性纯合子，只产生一种配子，则说明杂种子一代产生了数量相等的两种配子。

②结论：

证实了杂种F1形成配子时，成对的遗传因子彼此分离。

证实了F1形成的配子种类及其比例。

（2）杂合子自交法：

让杂合子自交（若为异性个体，采用相同遗传因子组成的杂合子相互交配），后代的性状分离比约为3∶1。

（3）花粉鉴定法：

取杂合子的花粉，对花粉进行特殊处理后，用显微镜观察计数，可直接验证分离定律。

4．显性纯合子和杂合子的判断（设一对相对性状中，A为显性性状个体，B为隐性性状个体）。

（1）自交法

①若亲本A

A，则亲本A为纯合子。

②若亲本A

A、B均出现，则亲本A为杂合子。

（2）测交法

①若亲本A×B―→只有A，则亲本A很可能为纯合子。

②若亲本A×B―→A、B均出现，则亲本A为杂合子。

（3）花粉鉴定法

非糯性与糯性水稻的花粉遇碘呈现不同的颜色，取亲本A的花粉，加一滴碘液。

①若花粉一半呈蓝黑色，一半呈橙红色→亲本A为杂合子。

②若花粉全为橙红色或全为蓝黑色→亲本A为纯合子。

5．性状分离比的模拟实验

1．关于测交方式的叙述不正确的是（　　）

【导学号：

21920011】

A．F1×隐性类型→检测F1的遗传因子组成

B．通过测定F1的遗传因子组成来验证对分离现象理论解释的科学性

C．测F1的遗传因子组成是根据F1×隐性类型→所得后代表现型反向推知的

D．测交时，与F1杂交的另一亲本无特殊限制

【解析】　由于测交是指与隐性个体的杂交，所以可以检测另一个体遗传因子的组成，若发生性状分离，则另一个体是杂合子，若不发生性状分离则另一个体为纯合子；通过F1与隐性个体的测交，可以证明F1产生了数量相等的两种配子，验证了假说的正确性。

【答案】　D

2．水稻的非糯性（W）对糯性（w）是完全显性。

前者花粉含直链淀粉，遇碘变为蓝黑色，后者花粉含支链淀粉，遇碘则变为橙红色。

现将纯种非糯稻和纯种糯稻杂交，而后取F1的花粉加碘染色，在光学显微镜下观察，花粉粒有蓝黑色和橙红色两种。

相关说法不正确的是（　　）

A．这两种花粉粒的数量比约为1∶1

B．产生这种现象的原因是减数分裂时，同源染色体上的等位基因分离

C．该结果验证了基因分离规律，这类似于孟德尔经典实验中测交的意义

D．如果让F1自交，产生的植株中花粉有3种基因型

【解析】　F1的基因型为Ww，产生含基因W和w的花粉粒数量比为1∶1；在减数第一次分裂后期，同源染色体上的等位基因分离，产生的含基因W的非糯性花粉粒和含基因w的糯性花粉粒数量比为1∶1；花粉粒染色实验证明在产生配子过程中成对的等位基因彼此分离，类似孟德尔豌豆杂交实验中测交的意义；F1自交，产生的植株中花粉粒含有基因W或w，产生子代植株的基因型为WW、Ww和ww三种。

【答案】　D

3．在研究基因的分离、随机组合与生物性状之间的关系的过程中，某同学进行了如下模拟实验。

实验用具：

小桶、彩球等。

方法步骤：

Ⅰ.如图所示，在甲、乙两个小桶内放入两种颜色的小球，每种颜色各50个（在这两种颜色的小球上分别标上字母D和d）。

摇动甲、乙小罐，使桶内小球充分混匀。

Ⅱ.分别从两个小桶内抓一个球，记录这两个小球上的字母。

Ⅲ.将抓取的小球放回原处，重复做50次，记录结果。

（1）抓取小球后，将小球放回桶里的原因是_____________________________

________________________。

（2）从统计数据来看，从每只小罐中摸出的D、d数量基本相等，模拟的是在减数分裂时_________________________________________________________

_______________________________________________________________。

（3）小球组合DD、Dd、dd的数量比接近于__________，模拟的是_________________________________________________________________

__________________________________________________________的结果。

【解析】　本实验中D、d小球代表两种配子，模拟的是D、d等位基因随同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中；小球组合DD、Dd、dd的数量比模拟的是受精作用过程中不同配子之间随机组合的情况，应接近1∶2∶1。

【答案】　

（1）为了保持或维持D∶d＝1∶1（或保持桶内两种颜色的小球数量相等）　

（2）D、d等位基因随同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中

（3）1∶2∶1　受精作用过程中不同配子之间随机组合

1．下列各组中属于相对性状的是（　　）

A．狗的长毛与黑毛

B．羊的白毛与牛的直毛

C．桃树的红花和绿叶

D．人的双眼皮和单眼皮

【解析】　A项中狗的长毛与短毛、黑毛与其他颜色的毛是相对性状；B项中牛、羊不是同一个物种；C项中指的不是同一性状；D项中人的双眼皮和单眼皮是同一性状的不同表现类型，即相对性状。

【答案】　D

2．豌豆在自然状态下是纯种的原因是（　　）

A．豌豆品种间性状差异大

B．豌豆先开花后受粉

C．豌豆有多对易区分的相对性状

D．豌豆是闭花受粉、自花传粉的植物

【解析】　豌豆是闭花受粉、自花传粉的植物，自然情况下一般都是自交，后代都是纯种。

【答案】　D

3．孟德尔在对一对相对性状进行研究的过程中，发现了分离定律。

下列几组比例，最能说明分离定律实质的是（　　）

【导学号：

21920012】

A．F2的表现型比为3∶1

B．F1产生配子的比为1∶1

C．F2的遗传因子组成比为1∶2∶1

D．测交后代的比为1∶1

【解析】　孟德尔的分离定律认为：

生物体内控制同一性状的遗传因子成对存在，在形成配子时，会发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代，所以B项正确。

【答案】　B

4．在一对相对性状的遗传实验中，通过测交实验不能够了解F1的（　　）

A．基因型　　　　　　B．产生配子的数量

C．所产生配子的种类D．产生配子的比例

【解析】　测交是F1与隐性个体相交，隐性个体只产生一种含隐性基因的配子，含隐性基因的配子与含显性基因的配子结合，后代为显性；含隐性基因的配子与含隐性基因的配子结合，后代为隐性，因此通过测交可了解F1所产生的配子的种类、比例，进一步推知F1的基因型。

【答案】　B

5．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，而非甜玉米果穗上全部为非甜玉米子粒。

原因是（　　）

A．甜是显性B．非甜是显性

C．相互混杂D．相互选择

【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子粒，也说明了非甜是显性性状。

【答案】　B

课堂小结：

网络构建

核心回扣

1.豌豆是自花传粉和闭花受粉植物，具有的多对易区分的相对性状。

2.具有相对性状的纯合亲本杂交，F1表现出的性状为显性性状。

3.在一对相对性状的杂交实验中，F2的性状分离比为3∶1；在测交实验中，性状分离比为1∶1。

4.纯合子自交后代仍为纯合子；杂合子自交后代既有纯合子，也有杂合子。

5.杂种后代出现不同于亲本性状的现象，称为性状分离。

6.生物的表现型决定于基因型，同时受环境影响。

7.当细胞进行减数分裂时，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。