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第1章第1节  孟德尔的豌豆杂交实验（一）

课标要求	阐明有性生殖中基因的分离使得子代的基因型和表型有多种可能，并可由此预测子代的遗传性状。
学习目标	1.分析孟德尔实验的科学方法（科学思维）。2.阐明基因的分离定律（科学思维之假说演绎）。3.学会棋盘法、遗传图解等基本的遗传学分析方法，会使用基本的遗传学符号表示遗传过程（科学思维）。4.阐明多个遗传学基本概念（生命观念、科学思维）。5.模拟植物或动物性状分离的杂交实验（科学探究）
重点与难点	重点：2、3、4难点：2、3、4

一、遗传学的基本知识

1．孟德尔的实验方法

（1）孟德尔的实验方法称为　　　　实验法。供应（提供）花粉的植株叫做　　　，接受花粉的植株叫做　　　。

（2）什么是两性花，什么是单性花？

• 人工异花传粉的一般步骤：             →套袋→　　　　　　→套袋

①对母本具体操作是什么？操作时间是什么？如何避免此操作？

②套袋的原因？

③若为单性花如何操作？

2．用豌豆作为遗传实验材料的优点

（1）豌豆为　　　传粉和　　　受粉，可避免外来花粉的干扰，自然状态下一般是　　　　。

（2）具有易于区分的　　　　　　，且能　　　　　地遗传给后代。

还有什么优点？

3．符号

（1）杂交：      ；自交：      ；正交：♂甲×♀乙 →反交：                   。

（2）亲本：　　　；父本：　　　；母本：　　　；子一代：　　　；子二代：　　　。

4．性状和相对性状：

（1）性状：是指生物体的形态特征和生理特征的总称。如：　　　　　　　　　　。

（2）相对性状：是指　　　生物的____   性状的____   表现类型。如：______ 　　   。

相对性状是否是同一性状？

二、一对相对性状的杂交实验

1.实验过程（观察现象 提出问题）

      （1）亲本是具有      性状的纯种。

（2）正交和反交的实验结果        。

（3）实验现象：F₁全部表现为    性状。

F₂出现                现象，性状分离比为     。  

思考：①什么是正交和反交

      ②性状分离的概念，如何判断性状分离，性状分离的应用

      ③孟德尔提出的问题是？

• 对性状分离现象的解释（分析问题 作出假设）

遗传图解：

高茎　　×　　矮茎

P

↓　　　　　　↓

配子

F₁　　　　　　　　　　高茎

↓

遗传因子组成及比例：

性状表现及比例：

思考：①若F₂共得到16株豌豆，矮茎个体一定是4株吗？说明理由。

  ②若F₂共得到4株豌豆，都是高茎的概率是？3高1矮的概率是？

  ③若F₂得到1株高茎豌豆，其是杂合子的概率是？得到2株高茎豌豆基因型相同的概率是？

  ④辨析相同基因、等位基因、非等位基因

3．对分离现象解释的验证（演绎推理  实验验证）

说　明[来	遗传图解
（1）方法：　　　，即让F1与        杂交。（2）目的：测定　　　　的遗传因子组成。]（3）预期：F1产生　　 和　　 两种比例为　　　的配子。测交后代一半为　　，一半为　　　　。（4）结果：F1×矮茎→30高：34矮（5）结论：F1是　　　　　（　　）。	P        F1高茎     ×     矮茎              　　　　　　　　　     配子（种类）                  d         测交后代    比例　　　　　　　：

思考：①纯合子有什么特点？

      ②测交的实质是？设计测交实验的目的是？测交有何应用？

      ③为什么说测交实验能验证孟德尔的假说？

【例1】某种植物的花色性状受一对等位基因控制，且红花基因对白花基因为显性。现将该植物群体中的白花植株与红花植株杂交，子一代中红花植株和白花植株的比值为5∶3，如果将亲本红花植株自交，F₁中红花植株和白花植株的比值为          

4．得出结论——分离定律

在生物体细胞中，控制同一性状的遗传因子是　　　存在，不相　　；在形成配子时，成对的遗传因子发生　　　，分别进入不同的 中，独立地随 遗传给后代。

思考：①总结假说-演绎法的环节

②什么是演绎推理

          ③孟德尔豌豆杂交实验中F₂出现3∶1的分离比的条件是什么

 ④哪个结果否定了融合遗传？

5.性状分离比的模拟实验——分离定律的间接验证

（1）实验原理：甲、乙两个小桶分别代表_____________，甲、乙内的彩球分别代表____________，用不同彩球随机组合模拟生物在生殖过程中________________________            。

（2）实验注意问题

①要______抓取，且每抓完一次将小球放回原小桶并搅匀

②重复的次数足够多。

（3）结果与结论

彩球组合类型数量比DD∶Dd∶dd≈             ，彩球代表的显隐性性状的数值比接近          。

【思考】性状分离比的模拟实验中

①甲、乙两小桶内的彩球数可以不相同吗？

②每个小桶中两种颜色的小球可以不相同吗

③讨论：本实验哪些因素会造成实验误差？如何排除或减少实验误差？

三、常见遗传学问题分析

1、 显、隐性性状的判断

（1）根据亲子代性状判断  

①若具有相对性状的亲本杂交，若__________________________，则__________________________。

②若具有相同性状的亲本杂交，若__________________________，则___________________________。

(2)据子代性状分离比判断：

一对相同性状亲本杂交→子代性状分离比3∶1→__________________________________。

（3）遗传系谱图中显、隐性判断

①患病父母生出正常孩子，则该遗传病为_________。即致病基

因为______性基因。

②正常的父母生出患病的孩子，则该病为__________，即致病

基因为________性基因。

【例2】大豆的白花和紫花是一对相对性状。下列四组杂交实验中：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＋102白花。能判断显性和隐性关系的是      ,显性性状是       。

【例3】纯种的甜玉米和非甜玉米实行间行种植，收获时发现，在甜玉米的果穗上结有非甜玉米的子粒，但是在非甜玉米果穗上找不到甜玉米的子粒，原因是

A、甜是显性性状            B、非甜是显性性状     C、相互混杂             D、非甜是隐性性状2.纯合子、杂合子鉴定

（1）自交：现有基因型相同的显性个体若干，请用自交的方法鉴定其为纯合子还是杂合子？写出实验思路：

注意：  此法是最简便的方法，但只适用于植物，不适用于动物。

（2）测交：现有基因型相同的显性个体若干，请用测交的方法鉴定其为纯合子还是杂合子？其他材料自选。写出实验思路：

注意　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。

（3）花粉鉴定法：若亲本产生两种颜色的花粉并且数量基本相等，则亲本为杂合子；若亲本只产生一种类型的花粉，则亲本为纯合子。

注意：此法只适用于花粉即可区分不同基因型的植物，如产支链和直链淀粉的植物且需要借助染色和显微镜进行观察。

【例4】甲和乙为一对相对性状，用以进行杂交实验可以得到下列四组实验结果。若甲性状为显性，用来说明实验中甲性状个体为杂合子的实验组是

①甲♀×乙♂→F₁呈甲性状　 ②甲♀×乙♂→F₁呈乙性状  

③乙♀×甲♂→F₁呈甲性状    ④乙♀×甲♂→F₁呈乙性状

 A．②和④         B．①和③         C．②和③         D．①和④

【例5】小麦抗锈病对易染锈病是显性,现有甲、乙两种能抗锈病的小麦,但只有一种是纯合子,下列方法对鉴别保留纯合子抗锈病小麦最好的是 

A甲甲,乙乙   B甲、乙分别与隐性类型测交     C甲乙       D甲乙得子代后自交

3.　基因型及表现型的相关推断

（1）亲代基因(表现)型及比例正推法(――→)子代基因型(表现型)及比例

亲本	子代基因型	子代表现型
AA×AA
AA×Aa
AA×aa
Aa×Aa
Aa×aa
aa×aa

（2）由子代推断亲代的遗传因子组成与性状表现(逆推型)

后代显隐性关系	双亲表现型	亲本杂交组合
显性∶隐性＝3∶1	都是
显性∶隐性＝1∶1
只有显性性状	至少一方为
只有隐性性状	一定都是

4.几种交配类型与运用

	含　义	作　用
杂交	①植物的异株异花受粉②动物不同个体间的交配
自交	①植物的自花(同株) 受粉②基因型相同的动物个体间的交配
测交	F1与隐性纯合子相交，从而测定F1的基因组成
正交与反交	正交中父方和母方分别是反交中母方和父方

5.验证分离定律的方法 （原理：依据基因分离定律的实质来确定）

（1）自交法：若杂合子自交后代的性状分离比为        ，则相关性状的遗传符合            ，是由         ________________________控制。

（2）测交法：若测交后代的性状比例为1：1，则……

（3）花粉鉴定法：原理：花粉中所含的直链淀粉和支链淀粉，可通过遇碘后分别变为蓝黑色和红褐色的测试法或花粉的形状进行鉴定，并可借助于显微镜观察。根据F₁花粉表现的性状判断。若花粉有两种表现型，比例为1：1，则……

考点三：分离定律中的典型例题

1.分离定律应用中的概率计算方法

(1)用经典公式计算：

概率＝(某性状或遗传因子组合数/总组合数)×100%

(2)依据分离比推理计算：

AA、aa出现的概率都是1/4，Aa出现的概率是1/2；显性性状出现的概率是3/4，隐性性状出现的概率是1/4，显性性状中的纯合子概率为1/3，杂合子概率为2/3。

(3)依据配子的概率计算：

先计算出亲本产生每种配子的概率，再根据题目要求用相关的两种配子的概率相乘，即可得出某一基因型个体的概率；计算表型概率时，再将相同表型个体的概率相加即可。

【例1】在某种奶牛品种中，毛皮的红褐色(R^－)与红色(R^＋)是一对相对性状。杂种的毛皮颜色与性别有关，雄牛是红褐色，而雌牛是红色。现将纯种红色雌牛与纯种红褐色雄牛杂交，产生大量的F₁，再将F₁雌雄个体交配产生F₂。下列说法错误的是(　　)

A．F₁雄牛、雌牛的表型不同，基因型相同

B．F₁雌牛与红色纯合雄牛杂交，子代中红色∶红褐色＝1∶1

C．F₁雄牛与红褐色纯合雌牛杂交，子代中红色∶红褐色＝1∶3

D．F₂中红色牛∶红褐色牛＝1∶1

【例2】大约在70个表现正常的人中有一个含白化基因的杂合体。一个双亲正常但有白化病弟弟的正常女子，与一无亲缘关系的正常男子婚配。问她所生的孩子患白化病的概率是多少(　　)

A．1/140　　　　　　　B．1/280           C．1/420    D．1/560

2.自交与自由交配

P:Aa

多代自交

多代自交，除隐

自由交配

自由交配除隐

AA

Aa

aa

a

AA

Aa

aa

a

AA

Aa

aa

a

AA

Aa

aa

a

F1

F2

F3

Fn

归纳总结：①

          ②

          ③

[题型归纳]

①Aa连续自交2代后，Aa所占比例为        ；连续自交n代后，Aa所占比例为       。

②Aa连续自由交配2代后，Aa所占比例为       ；连续自由交配n代后，Aa所占比例为       。

③Aa连续自交并逐代淘汰aa，2代后，Aa所占比例为       。

④Aa连续自由交配并逐代淘汰aa，2代后，Aa所占比例为       。

【例4】玉米是雌雄同株、异花传粉植物，可以接受本植株的花粉，也能接受其他植株的花粉。在一块农田间行种植等数量基因型为Aa和aa的玉米(A和a分别控制显性性状和隐性性状，且A对a为完全显性)，假定每株玉米结的子粒数目相同，收获的玉米种下去，具有A表现型和a表现型的玉米比例应接近(　　)

A．1∶4   B．5∶11   C．3∶5   D．7∶9

[变式]若将上题中玉米改为豌豆，其他不变，则答案为           

【例5】现有一豌豆种群（个体足够多），所有个体的基因型均为Aa，已知隐性纯合子产生的配子均没有活性，该种群在自然状态下繁殖n代后，子n代中能产生可育配子的个体所占比例为                。

【例6】小麦的抗锈病对感锈病为显性。让杂合抗锈病小麦连续自交并逐代淘汰感锈病类型，F₅播种后长出的植株中抗锈病纯合子所占比例为(　　)

A.34(31)      B.64(31)  C.33(31)    D.66(31)

【例7】用基因型为Aa的小麦分别进行连续自交、随机交配、连续自交并逐代淘汰隐性个体、随机交配并逐代淘汰隐性个体，根据各代Aa基因型频率绘制曲线如图，下列分析错误的是（     ）

A．曲线Ⅱ的F₃中Aa基因型频率为0.4

B．曲线Ⅲ的F₂中Aa基因型频率为0.4

C．曲线Ⅳ的Fn中纯合体的比例比上一代增加（1/2）ⁿ⁺¹ 

D．曲线Ⅰ和Ⅳ的各子代间A和a的基因频率始终相等

【例8】已知果蝇的灰身(B)对黑身(b)是显性，控制这对相对性状的基因位于常染色体上。让某一种群内的灰身果蝇自由交配，发现F₁中灰身与黑身的比例为24∶1.在F₁中，除去黑身果蝇，然后让灰身果蝇自由交配，理论上F₂中灰身与黑身的比例是(　　)

A．15∶1    B．24∶1         C．35∶1    D．48∶1

3.对分离定律异常情况分析

（1）不完全显性

F₁的性状表现介于显性和隐性的亲本之间的显性表现形式，如紫茉莉的花色遗传中，红色花(RR)与白色花(rr)杂交产生的F₁为粉红花(Rr)，F₁自交后代有3种表型：红花、粉红花、白花，性状分离比为1∶2∶1

【例10】在牵牛花的遗传实验中，用纯合红色牵牛花和纯合白色牵牛花杂交，F₁全是粉红色牵牛花。将F₁自交后，F₂中出现红色、粉红色和白色三种类型的牵牛花，比例为1∶2∶1，如果取F₂中的粉红色牵牛花和红色牵牛花进行自交，则后代表型及比例应该为(　　)

A．红色∶粉红色∶白色＝1∶2∶1   B．红色∶粉红色∶白色＝3∶2∶1

C．红色∶粉红色∶白色＝1∶4∶1   D．红色∶粉红色∶白色＝4∶4∶1

（2）胚胎致死：某些基因型的个体死亡，如下图：

Aa×Aa⇒1AA∶2Aa∶1aa⇒隐性纯合致死：全为显性(显性纯合致死：2∶1)

（3）配子致死：指致死基因在配子时期发生作用，从而不能形成有生活能力的配子的现象。例如，A基因使雄配子致死，则Aa自交，只能产生一种成活的a雄配子、A和a两种雌配子，形成的后代两种基因型Aa∶aa＝1∶1

【例11】一豌豆杂合子(Aa)植株自交时，下列叙述错误的是(　　)

A．若自交后代的基因型比例是2∶3∶1，可能是含有隐性基因的花粉50%的死亡造成的

B．若自交后代的基因型比例是2∶2∶1，可能是隐性个体有50%的死亡造成的

C．若自交后代的基因型比例是4∶4∶1，可能是含有隐性基因的配子有50%的死亡造成的

D．若自交后代的基因型比例是1∶2∶1，可能是花粉有50%的死亡造成的

（4）从性遗传：从性遗传指某些常染色体上的基因控制的性状表达时，杂合子表现型从属于性别的现象。常见的从性遗传现象有人类秃头性状的遗传、绵羊的有角和无角等。

【例12】山羊胡子的出现由B基因决定，等位基因B^b、B^＋分别决定有胡子和无胡子，但是B^b在雄性中为显性基因，在雌性中为隐性基因。有胡子雌山羊与无胡子雄山羊的纯合亲本杂交产生F₁，F₁中的2个个体交配产生F₂(如图所示)。下列判断正确的是(　　)

A．F₁中雌性表现为有胡子       B．F₁中雄性50%表现为有胡子

C．F₂纯合子中有胡子和无胡子两种表型均有

D．控制山羊有无胡子的基因的遗传为伴性遗传

（5）复等位基因

①复等位基因尽管有多个，但遗传时仍符合        定律，彼此之间有显隐性关系，表现特定的性状，最常见的如人类ABO血型的遗传，涉及到三个基因——I^A、I^B、i，组成六种基因型：I^AI^A、I^Ai、I^BI^B、I^Bi、I^AI^B、ii。

②复等位基因的产生的原因     ，体现了          特点。(如上图)

【例13】某种植物的花色受一组复等位基因的控制，纯合子和杂合子的

表现型如表。若W^PW^S与W^Sw杂交，子代表现型的种类及比例分别是

纯合子	杂合子
WW       红色ww       纯白色WSWS      红条白花WPWP      红斑白花	W与任一等位基因          红色WP与WS、w               红斑白花WSw                    红条白花

A．3种，2∶1∶1         B．4种，1∶1∶1∶1     C．2种，1∶1           D．2种，3∶1

（6）雄性不育问题

①细胞核雄性不育：核基因控制的雄性不育，有显性核不育和隐性核不育，遗传方式符合孟德尔遗传定律。

②细胞质雄性不育：表现为母体遗传、花粉败育和雌穗正常。可以被显性核恢复基因恢复育性。

③核质互作不育型：是由核基因和细胞质基因相互作用共同控制的雄性不育类型。

【例14】水稻存在雄性不育基因：其中R(雄性可育)对r(雄性不育)为显性，是存在于细胞核中的一对等位基因；N(雄性可育)与S(雄性不育)是存在于细胞质中的基因；只有细胞质和细胞核中均为雄性不育基因时，个体才表现为雄性不育。下列有关叙述正确的是(　　)

A．R、r和N、S的遗传遵循基因的自由组合定律B．水稻种群中雄性可育植株共有6种基因型

C．母本S(rr)与父本N(rr)的杂交后代均为雄性不育D．母本S(rr)与父本N(Rr)的杂交后代均为雄性可育

（7）“母性效应”问题

是指子代的某一表型受到母本基因型的影响，而和母本的基因型所控制的表型一样。因此正反交不同，但不是细胞质遗传，这种遗传不是由细胞质基因所决定的，而是由核基因的表达并积累在卵细胞中的物质所决定的

【例15】椎实螺是雌雄同体的动物，一般进行异体受精，但分开饲养时，它们进行自体受精。已知椎实螺外壳的旋向是由一对核基因控制的，右旋(D)对左旋(d)是显性，旋向的遗传规律是子代旋向只由其母本核基因型决定而与其自身基因型无关。对以下杂交后结果的推测(设杂交后全部分开饲养)错误的是(　　)

A．♀DD×dd，F₁全是右旋，F₂也全是右旋

B．♀dd×Dd，F₁全是左旋，F₂中右旋∶左旋＝1∶1

C．♀dd×DD，F₁全是左旋，F₂也全是左旋，F₃中右旋∶左旋＝3∶1

D．♀DD×dd，F₁全是右旋，F₂也全是右旋，F₃中右旋∶左旋＝3∶1

小练习：

1．玉米是雌雄同株异花植物，玉米的育性受一对等位基因M/m控制，其中基因型为MM、Mm的个体可产生可育的雌雄配子，基因型为mm的个体表现为雄性不育，只能产生可育的雌配子。基因型为Mm的植株连续自交两代，F₂中雄性不育植株所占的比例为（    ）

A．1/8 B．1/6 C．3/8 D．3/4

2．研究发现R基因是水稻的一种“自私基因”，R基因编码的毒性蛋白对雌配子没有影响，但会导致一定比例不含R基因的花粉死亡。现让基因型为Rr的水稻作为亲本自交，F₁中rr占1/6．下列有关叙述错误的是

A．亲本Rr产生雄配子R：r=2：1                 B．R基因会使1/2不含R的花粉死亡

C．F₁中三种基因型比例为RR：Rr：rr=2：3：1     D．F₁随机交配产生F₂，F₂中rr占1/9

3．水稻细胞中的A基因编码一种毒性蛋白，对雌配子没有影响，但会导致同株水稻一定比例的不含该基因的花粉死亡，通过这种方式来改变后代分离比，使其有更多的机会遗传下去。现让基因型为Aa的水稻自交，F₁中三种基因型的比例为AA∶Aa：aa=3∶4∶1，F₁随机授粉获得F₂。下列说法错误的是（    ）

A．A基因会使2/3的不含A的花粉死亡

B．F₁产生的雄配子的比例为A∶a=5∶1

C．F₂中基因型为aa的个体所占比例为3/32

D．从亲本到F₂，A的基因频率会越来越高

4．某雌雄同花植物中红果、黄果是一对相对性状，D控制显性性状，d控制隐性性状，如图所示，根据遗传图解回答下列问题：

(1)亲代P的红果植株与黄果植株杂交的操作过程为：去雄→套袋→传粉→再套袋，去雄的个体做_____（填父本或母本），套袋的目的是_____。

(2)红果、黄果中显性性状是_____。判断的理由是_____。

(3)F₂红果的基因型是_____，F₂代中红果所占比例为_____。

(4)亲代P的两个个体的杂交相当于_____（交配类型）。

(5)对F₁中的一株红果植株用某种试剂处理，经检测发现其花粉中含D基因的配子只有1/2有受精能力，将这种处理后的红果植株自交，后代中能够稳定遗传的红果植株所占比例为_____。

归纳总结分离定律所涉及的比例：