高中生物 第1章 第1节 孟德尔的豌豆杂交实验(一))课时作业2 新人教版必修2

第 1 节 孟德尔的豌豆杂交实验(一)
【目标导航】 1.结合“性状分离比的模拟”实验,进一步加深对分离现象解释的理解。2. 阐明测交实验的设计目的, 说出分离定律的验证过程。 3.通过对孟德尔假说—演绎法的归纳 分析,简述分离定律的内容。

一、“性状分离比的模拟”实验(阅读 P6) 1.实验原理 由于进行有性杂交的亲本,在形成配子时,成对的遗传因子发生分离;受精时,雌雄配子又 会随机结合形成合子,因此,杂合子杂交后发育成的个体一定会发生性状分离。本实验就是 通过模拟雌雄配子随机结合的过程, 来探讨杂种后代性状的分离比。 下图为抓取一次的情况 之一:

2.实验装置 小桶 2 个,分别标记甲、乙,代表卵巢和精巢;每个小桶内放两种不同颜色的彩球,分别代 表杂种 F1 产生的两种配子,两种彩球的数目应相等。 3.实验过程 (1)取甲、乙两个小桶,每个小桶内各放入两种彩球各 10 个。甲桶中的 D 小球与 d 小球就分 别代表含显性遗传因子和含隐性遗传因子的两种雌配子; 乙桶中的 D 小球与 d 小球就分别代 表含显性遗传因子和隐性遗传因子的两种雄配子。 (2)分别摇动甲、乙两个小桶,使桶内小球充分混合。 (3)分别从两个桶内随机抓取一个小球,这表示让雌配子与雄配子随机结合形成合子。每次 抓取后,记录下这两个小球的字母组合。 (4)将抓取的小球放回原来的小桶,按上述方法重复做 50~100 次。 4.实验分析 每个小桶内的两种彩球数量必须相等,因为杂种 F1(Dd)产生比例相等的两种配子。 二、对分离现象解释的验证(阅读 P6-7) 1.方法 测交实验,即让 F1 与隐性纯合子杂交。
1

2.测交实验遗传图解

3.测交结果 (1)测交后代的两种表现型的比例:1∶1。 (2)通过测交实验的结果可证实: ①F1 产生的两种配子比例是相等的; ②F1 是杂合子(填“纯合子”或“杂合子”); ③F1 在形成配子时,成对的遗传因子发生了分离。 三、假说—演绎法(阅读 P7) 1.研究程序 提出问题→做出假说→演绎推理→实验验证→得出结论。 2.对假说的判断 如果实验结果与预期结论相符,则说明假说是正确的,反之,则说明假说是错误的。 四、分离定律的内容(阅读 P7) 在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,不相融合;在形成配子时,控制 同一性状的成对的遗传因子发生分离, 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。

判断正误: (1)运用假说—演绎法验证的实验结果总与预期相符。( (2)符合分离定律并不一定出现 3∶1 的性状分离比。( ) ) ) )

(3)孟德尔巧妙设计的测交方法只能用于检测 F1 的遗传因子组成。(

(4)在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,不相融合。( (5)分离定律发生在配子形成过程中。( )

答案 (1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)√

一、分离定律的验证 1.分离定律的验证方法

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(1)测交法:F1×隐性纯合子? 子代性状分离比为 1∶1? F1 产生两种数量相等的配子,遵循 分离定律。 (2)自交法:F1 律。 2.几种交配方式的比较 含义 遗传因子组成不同的生物体之间相互 交配 作用 ①探索控制生物性状的遗传 因子的传递规律; ②显隐性性 状判断 ①可不断提高种群中纯合子 的比例; ②可用于植物纯合子、 杂合子 的鉴定 子代性状分离比为 3∶1? F1 产生了两种数量相等的配子,遵循分离定

杂交

①植物的自花(或同株异花)受粉 自交 ②遗传因子组成相同的动物个体间的 交配

续表 杂合子与隐性纯合子相交, 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、 植物纯合子、 杂合子 的鉴定

测交

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

检验是否遵守分离定律

孟德尔在发现分离定律时,先后用到了哪些交配方式? 答案 发现问题的过程所做的实验有杂交、自交,且进行了正反交实验;验证假说的过程采 用的是测交。

1.测交不能推测被测个体( A.遗传因子组成

)

B.产生配子的种类和比例

C.产生配子的数量 D.是否为纯合子 【问题导析】 (1)测交实验是将未知遗传因子组成的个体和隐性纯合子杂交的交配方式。 (2)测交后代的种类和比例数与 F1 配子的种类和比例数一致,即测交后代中遗传因子的组合 种类及比例取决于 F1 产生的配子种类及比例。

3

答案 C 【一题多变】 牦牛的毛色中,黑色对红色为显性,为了确定一头黑色母牛是否为纯合子,应选择交配的公 牛是( )

A.黑色纯合子 B.黑色杂合子 C.红色纯合子 D.红色杂合子 答案 C 二、“一对相对性状杂交实验”的假说—演绎分析与分离定律 1.假说—演绎法的一般程序 观察现象 做出假说 演泽推理 分析结果 ? ? ? 提出问题 解释问题 实验验证 得出结论 2.“一对相对性状杂交实验”的假说—演绎分析 观察 高茎豌豆与矮茎豌豆杂交,F1全为高茎, → F1自交后代高茎和矮茎的比例为3∶1, 现象 其他6对相对性状均如此 ↓ 提出 ①F1中全为高茎,矮茎哪里去了呢 → ②F2中矮茎出现了,说明了什么 问题 ③为什么后代的相对性状比值都接近3∶1 ↓ ①生物的性状是由遗传因子决定的 做出 ②体细胞中遗传因子是成对存在的 → 假说 ③配子中遗传因子是成单存在的 ④受精时,雌雄配子随机结合 ↓ 演绎 将F1植株与矮茎植株杂交,预期后代 → 推理 中高茎植株与矮茎植株的比例为1∶1 ↓ 实验 实验结果:后代中高茎植株与矮茎植株 → 验证 的比例为1∶1 ↓ 得出 预期结果与实验结果一致,假说正确, → 结论 得出分离定律 3.分离定律(又称孟德尔第一定律) (1)内容
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描述对象 发生时间 实质

遗传因子 在形成配子时 控制同一性状的成对的遗传因子发生分离,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

(2)分离定律的适用范围及条件 ①范围 a.真核生物有性生殖的细胞核遗传。 b.由一对遗传因子控制的一对相对性状的遗传。 ②适用条件 a.子一代个体形成的配子数目相等且生活力相同。 b.雌雄配子结合的机会相等。 c. 子二代不同遗传因子组成的个体存活率相同(如果出现某种配子致死或者某种个体不能正 常发育,都不可能出现 3∶1 的性状分离比)。 d.遗传因子间的显隐性关系为完全显性。 e.观察子代样本数目足够多。

在一对相对性状杂交实验中,随机从 F2 中选出 4 株豌豆,是否一定是 3 株高茎和 1 株矮茎 植株?为什么? 答案 不一定。3∶1 的分离比是在对 F2 中高茎和矮茎的个体进行数量统计时分析得出的数 量关系,统计的数量越多越接近于 3∶1,否则有可能偏离这一比例。

2.假说—演绎法是现代科学研究中常用的一种科学方法,下列属于孟德尔在发现分离定律 时的“演绎”过程的是( )

A.生物的性状是由遗传因子决定的 B.由 F2 出现了“3∶1”推测生物体产生配子时,成对遗传因子彼此分离 C.若 F1 产生配子时成对遗传因子分离,则测交后代中两种性状比接近 1∶1 D.若 F1 产生配子时成对遗传因子分离,则 F2 中三种遗传因子组成个体比接近 1∶2∶1 【问题导析】 (1)演绎就是从一般性的前提出发,通过推导即“演绎”,得出具体陈述或 个别结论的过程,也即从一般到特殊的推理过程。 (2)孟德尔在发现分离定律时的演绎过程是:若假说成立,则 F1 产生配子时,成对的遗传因 子会分离,测交后代会出现比例接近 1∶1 的两种性状。 答案 C 【一题多变】
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判断正误: (1)“生物性状是遗传因子决定的; 体细胞中遗传因子成对存在; 配子中遗传因子成单存在; 受精时,雌雄配子随机结合”属于假说内容。( ) )

(2)“测交实验”是对推理过程及结果进行的检验。(

(3)“若 F1 产生配子时成对遗传因子彼此分离,则测交后代会出现两种性状分离比接近 1∶1”属于推理演绎内容。( ) )

(4)孟德尔所作假设的核心内容是“生物体能产生数量相等的雌雄配子”。( 答案 (1)√ (2)√ (3)√ (4)×

1.

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 答案 C 解析 选择的小球大小、质地要统一,A 错误;每次抓出的两个小球统计后必须各自放回各 自的小桶,以保证概率的准确,B 错误;桶内两种小球的数量必须相等,即标记 D、d 的小 球数目必须为 1∶1,C 正确;实验中会出现连续几次遗传因子组成相同的情况,这属于正常 现象,随着抓取次数的增多,就会越接近理论值,D 错误。 2.

6

下列有关分离定律的叙述中,正确的是(

)

A.分离定律是孟德尔针对豌豆一对相对性状的实验结果及其解释直接归纳总结的 B.在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子是单独存在的,不会相互融合 C.在形成生殖细胞——配子时,单独存在的遗传因子要发生分离,所以称分离定律 D.在形成配子时,成对的遗传因子分离后进入不同的配子中,可随配子遗传给后代 答案 D 解析 孟德尔归纳总结出分离定律的科学实验程序是:杂交实验和观察到的实验现象(发现 问题)→对实验现象进行分析(提出假说)→对实验现象解释的验证(验证假说)→分离定律 (结论), 因此 A 选项错误; 根据孟德尔对性状分离现象的解释可以知道: 在生物的体细胞中, 控制同一性状的遗传因子是成对存在的, 这些遗传因子既不会相互融合, 也不会在传递中消 失,故 B 选项错误;分离定律的实质是:在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,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 C 选项错误,而 D 选项正确。 3.

假说—演绎法的一般程序是(

)

A.观察实验、发现问题→分析问题、提出假说→设计实验、验证假说—归纳综合、总结规 律 B.个案研究→综合比较→提出假说→归纳结论 C.发现问题、分析问题→提出假说、设计实验→观察实验、验证假说→归纳综合、总结规 律 D.个案研究→发现问题→提出假说→归纳综合 答案 A 解析 假说—演绎法是现代科学研究中常用的一种科学方法。 首先在观察和分析基础上提出 问题,再通过推理和想像提出解释问题的假说,然后根据假说进行演绎推理,最后通过实验 检验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符,就证明假说正确;反之,则说明假说 是错误的。

【基础巩固】 1.在性状分离比模拟实验中,若 D 代表高茎遗传因子,d 代表矮茎遗传因子,那么从两个 小桶内各取出一个小球,组合后能表示高茎的概率是多少( )

1 1 A. B. 2 4

1 C. 3

3 D. 4

7

答案 D 解析

2.某水稻品种茎秆的高矮是一对相对性状,对两个纯合亲本杂交产生的 F1 进行测交,其后 代中杂合子的概率是( )

A.0 B.25% C.50% D.75% 答案 C 解析 根据题意可知,F1 的遗传因子组成为 Aa,则测交实验表示为:Aa×aa→Aa、aa,可 见后代中杂合子占 50%。 3.下列有关孟德尔一对相对性状的遗传实验的叙述中,正确的是( A.F1 产生配子类型的比例为 1∶1 B.F1 自交后代的性状分离比为 1∶1 C.F1 测交后代的性状分离比为 3∶1 D.F1 自交后代的遗传因子组成比例为 1∶1 答案 A 解析 孟德尔一对相对性状的遗传实验中,双亲为具有相对性状的纯合子,F1 为杂合子,F1 产生的含显性遗传因子和隐性遗传因子的配子比例为 1∶1,因此,自交后代遗传因子组成 比例为 1∶2∶1,性状分离比为 3∶1,测交后代的性状分离比为 1∶1。 4.孟德尔在一对相对性状的豌豆杂交实验中做了三个实验,他发现问题阶段做的实验和验 证假说阶段做的实验分别是( A.自交、杂交 测交 C.杂交、自交 测交 答案 C 解析 发现问题的阶段进行了杂交(得 F1)和自交(得 F2)实验, 经过假设后, 再通过测交实验 进行验证。 5.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。下列有关分离定律的几 组比例中,能直接说明分离定律实质的是( A.F2 的性状表现比为 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 ) ) )

B.测交、自交 杂交 D.杂交、测交 自交

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答案 B 解析 分离定律的实质是生物体在形成配子时, 成对的遗传因子发生分离, 然后分别进入不 同的配子中。F1 产生的配子比为 1∶1,说明了生物体形成配子是成对的遗传因子发生分离 造成的。 【巩固提升】 6.豌豆的种子黄色对绿色为显性,结黄色种子与结绿色种子的豌豆杂交,子代个体性状表 现及比例为黄色种子∶绿色种子=1∶1, 子代结黄色种子的个体自交, 其后代性状表现的比 例是( A.1∶1 答案 C 解析 假设黄色用 A 代表,绿色用 a 代表,由“结黄色种子与结绿色种子的豌豆杂交,子代 个体性状表现及比例为黄色种子∶绿色种子=1∶1”知,亲代的遗传因子组成为 Aa×aa, 子代中结黄色种子的个体遗传因子组成为 Aa,其自交后代发生性状分离,黄色种子∶绿色 种子=3∶1。 7.在一对相对性状的遗传实验中,下列描述不正确的是( ) ) B.1∶0 C.3∶1 D.2∶1

A.具有不同性状的两亲本杂交,子代有两种性状出现,则无法判断性状的显隐性及两亲本 的遗传因子组成 B.具有相同性状的两亲本杂交,子代只出现与亲本相同的性状,则亲本及子代个体均为纯 合子 C.具有相同性状的两亲本杂交,子代出现了与亲本不同的性状,则亲代均为杂合子 3 D.某亲本自交,子代出现了两种性状,且性状分离比为 3∶1,则占 的子代个体表现的为 4 显性性状 答案 B 解析 B 项中若两亲本中一个为显性纯合子,一个为显性杂合子,则子代只有显性性状的个 体,而且纯合子和杂合子也均可出现。 8.用黄色公鼠 a 分别与黑色母鼠 b 和 c 交配,在几次产仔中,母鼠 b 产仔为 9 黑 6 黄,母 鼠 c 产的仔全为黑色(假设 c 产仔足够多)。那么亲本 a、b、c 中为纯合子的是( A.b 和 c B.a 和 c C.a 和 b D.只有 a 答案 B 解析 据黄色公鼠 a×黑色母鼠 c→后代全为黑色可知, 黄色为隐性性状, 黑色为显性性状, 黄色公鼠为隐性纯合子,黑色母鼠 c 为显性纯合子。又据黑色母鼠 b 与黄色公鼠 a 交配,后 代中出现性状分离可知 b 为杂合子。 9.一对双眼皮的夫妇一共生了四个孩子,三个单眼皮和一个双眼皮,关于这种现象的相关 )

9

说法正确的是(

)

A.符合孟德尔分离定律的显性∶隐性=3∶1 B.该遗传不符合孟德尔的分离定律 C.这对夫妇每胎都有出现单眼皮的可能性 D.双眼皮孩子与双亲的遗传因子组成相同 答案 C 解析 据题意,双眼皮夫妇生出单眼皮孩子,可知双眼皮对单眼皮为显性,且这对夫妇都是 单眼皮遗传因子的携带者。 由孟德尔的分离定律可知, 这对夫妇每胎都有出现单眼皮孩子的 可能性,并且不同胎次互不影响。一对相对性状在遗传时符合孟德尔的分离定律,但分离定 律中“显性∶隐性=3∶1”的得出需要大量的统计数据, 而非一次遗传现象中的显性性状和 隐性性状之比。 10.下表是有关豌豆种子形状的四组杂交实验结果(相关遗传因子用 R、r 表示)。据表分析 作答:

组合序号 A B C D

杂交组合类型 圆粒×圆粒 皱粒×皱粒 圆粒×圆粒 圆粒×皱粒

后代表现型及植株数 圆粒 108 0 125 152 皱粒 0 102 40 141

(1)根据组合________的结果能推断出显性性状为________。 (2)组合________中的两亲本肯定都是纯合子。 (3)组合________的杂交方法称为测交。 (4)写出 A 组合中两亲本的可能遗传因子组成:____________________。 答案 (1)C 圆粒 (2)B (3)D (4)RR×Rr 或 RR×RR 解析 (1)C 组合中,圆粒×圆粒的后代出现了皱粒,即发生了性状分离,则亲代的圆粒个 体为杂合子,圆粒为显性性状。(2)B 组合:皱粒×皱粒,都为隐性性状,隐性性状的个体 肯定为纯合子。(3)D 组合中,圆粒与皱粒杂交,后代性状表现类型接近 1∶1,则为测交。 (4)A 组合中两亲本均为圆粒, 子代也为圆粒, 则两亲本的遗传因子组成为 RR×Rr 或 RR×RR。 【走进高考】
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11.(2013·上海卷,26)在性状分离比的模拟实验中,甲、乙容器分别代表某动物的雌、雄 生殖器官,小球的颜色和字母表示雌、雄配子的种类,每个容器中小球数量均为 12 个。则 下列装置正确的是( )

答案 D 解析 性状分离比模拟的是杂合子的生物个体, 在生殖过程中雌雄配子的随机组合。 由题意 可知,本模拟实验中,雌雄个体的遗传因子组成均为 Aa,因在形成配子过程中,成对的 A 和 a 会发生分离,雌雄个体分别产生两种比值相等的雌雄配子,因此每个容器中,代表 A 配子和 a 配子的小球数量应该相等,故而 A、B、C 错误,D 正确。 12.(2013·新课标卷,6,改编)若用玉米为实验材料验证孟德尔分离定律,下列因素对得 出正确实验结论影响最小的是( A.所选实验材料是否为纯合子 B.所选相对性状的显隐性是否易于区分 C.所选相对性状是否受一对遗传因子控制 D.是否严格遵守实验操作流程和统计分析方法 答案 A 解析 A 项,验证孟德尔分离定律,可以采取测交或杂交,所以实验材料是否为纯合子对实 验结论影响最小;B 项,如果所选的性状为容易区分的相对性状,则结果容易统计,如果相 对性状不易区分,则结果无法统计计算,对实验结论影响大;C 项,孟德尔分离定律研究的 是一对遗传因子的分离,多对遗传因子控制的相对性状对实验结论影响较大,无法证明;严 格遵守实验操作流程和统计分析,所得数据才有说服力,D 项对实验结论影响大。 )

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