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第一章 遺傳因子的發現
第一節 孟德爾的豌豆雜交實驗（一）
【學習目標】
1.基于闡明孟德爾的一對相對性狀雜交實驗，闡明分離定律。
2.通過對一對相對性狀雜交實驗的分析，培養歸納與演繹的科學思維。
【基礎梳理】
一、豌豆作為遺傳實驗材料的優點
1.豌豆用作遺傳實驗材料的優點
豌豆的特點 優勢
傳粉、 受粉，自然狀態下，一般都是 用豌豆做人工雜交實驗，結果既可靠，又容易分析
具有 的性狀且能夠穩定地遺傳給后代 實驗結果易于觀察和分析
花較 易于操作
子代個體數量較 用數學統計方法分析結果更可靠
2.人工異花傳粉的操作步驟：
（1） ：除去母本未成熟花的全部雄蕊；去雄的時期為花蕾期；去雄的目的是避免自花傳粉。
（2） ：套上紙袋，以免外來花粉干擾，這也是植物雜交實驗中必需的步驟。
（3）人工 ：待雌蕊成熟時，采集另一植株的花粉，撒在除去雄蕊的花的柱頭上。
（4）再 ：傳粉后繼續 ，防止外來花粉干擾。
3.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 、同株異花傳粉均屬于自交。
（2）相對性狀： 的 性狀的不同 。
二、一對相對性狀的雜交實驗
1.實驗過程
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）雜交：遺傳因子組成 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 。
（3）顯性性狀：具有相對性狀的兩純合親本雜交，子一代 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 出來的性狀。
（5）性狀分離：雜種后代中同時出現 和 現象。
2.實驗中相關符號及含義
符號 P F1 F2 × ♀ ♂
含義
三、對分離現象的解釋
1.假說內容：
（1）生物的性狀是由 決定的。
（2）體細胞中遺傳因子是 存在的。
（3）生物體在形成生殖細胞—— 時，成對的遺傳因子彼此分離，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，雌雄配子的結合是 的。
2.遺傳圖解
F2遺傳因子組成及比例：DD∶Dd∶dd＝ 。
F2性狀及比例：高莖∶矮莖＝ 。
2.性狀分離比的模擬實驗
取小桶放彩球→混合→彩球隨機取球并記錄→放回小桶并搖勻→重復實驗
提示：重復次數越 越準確。
四、對分離現象的驗證
1.測交實驗：即 與隱性純合子雜交。
作用：驗證分離定律的正確性；檢測待測個體的遺傳因子組成。
2.圖解
五、分離定律
1.內容：
在生物的體細胞中，控制同一性狀的遺傳因子 存在，不相融合；在形成配子時，成對的遺傳因子發生分離，分別進入 中，隨配子遺傳給后代。
2.適用條件：
（1） 生物。
（2）進行 生殖。
（3）細胞核中的遺傳因子。
（4）只研究 相對性狀的遺傳。
【拓展延伸】
一、分離定律異常情況分析
1.不完全顯性
如遺傳因子A和a分別控制紅花和白花，在完全顯性時，Aa自交后代中紅（AA、Aa）：白（aa）=3∶1；在不完全顯性時，Aa自交后代中紅（AA）∶粉紅（Aa）∶白（aa）=12∶1。
2.某些致死遺傳因子導致性狀分離比改變
（1）隱性純合致死：由于a死亡，所以Aa自交后代中只表現一種性狀，遺傳因子組成及比例為AA∶Aa=1∶2
（2）顯性純合致死：由于AA死亡，所以Aa自交后代中有兩種表現性狀，遺傳因子組成及比例為Aa∶aa=2∶1。
（3）配子致死：致死遺傳因子在配子時期發揮作用，導致不能形成有生存力的配子的現象。例如：雄配子A致死，則Aa自交后代中有兩種表型，遺傳因子組成及比例為Aa∶aa=1∶l。
【例題】
一豌豆雜合子（Aa）植株自交，下列敘述錯誤的是( )
A.若自交后代基因型比例是2:3:1，可能是含有隱性基因的花粉50%死亡造成的
B.若自交后代的基因型比例是2:2:1，可能是隱性個體有50%死亡造成的
C.若自交后代的基因型比例是4:4:1，可能是含有隱性基因的配子有50%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%死亡造成的
答案：B
解析：理論上Aa自交后代應為AA∶Aa∶aa=1∶2∶1，若自交后代AA∶Aa∶aa=2∶3∶1，則可能是含有隱性基因的花粉50%的死亡造成的，A正確；若自交后代AA∶Aa∶aa=2∶2∶1，則可能是顯性雜合子和隱性個體都有50%的死亡造成的，B錯誤；若含有隱性基因的配子有50%的死亡，則自交后代的基因型比例是4∶4∶1，C正確；若花粉有50%的死亡，并不影響花粉的基因型比例，所以后代的性狀分離比仍然是1:2:1，D正確。
【課堂練習】
1.豌豆高莖（D）對矮莖（d）為顯性，現有一批基因型為DD與Dd的高莖豌豆，兩者的數量比為1:1，自然狀態下，其子代中高莖與矮莖豌豆的數量比為（ ）
A.7:1 B.3:1 C.15:1 D.5:1
2.下列不屬于孟德爾選用豌豆作為遺傳實驗材料的原因是（ ）
A.豌豆花比較大，易于做人工雜交實驗 B.豌豆具有易于區分的相對性狀
C.豌豆在自然狀態下一般都是純種 D.豌豆花是單性花，易于操作
3.下列與遺傳學概念或遺傳學實驗相關的敘述，正確的是（ ）
A.豌豆豆莢的綠色與飽滿屬于兩種性狀
B.穩定遺傳的個體其基因型一定是純合的
C.測交后代同時出現顯、隱性性狀的現象稱為性狀分離
D.豌豆雜交實驗中父本需要去雌，母本需要去雄
4.孟德爾驗證分離定律時，讓純合高莖豌豆和矮莖豌豆雜交的F2進一步自交產生F3植株，下列敘述錯誤的是（ ）
A.F2自交一半的植株能夠穩定遺傳
B.F2高莖植株中2/3的個體不能穩定遺傳
C.F2雜合子自交的性狀分離比為3︰1
D.F3中的高莖植株與矮莖植株均為純合子
5.基因分離定律表明，雜合子的特點是（ ）
A.能穩定遺傳，自交后代發生性狀分離 B.能穩定遺傳，自交后代不發生性狀分離
C.不能穩定遺傳，自交后代發生性狀分離 D.不能穩定遺傳，自交后代不發生性狀分離
6.在一對等位基因控制的相對性狀雜交實驗中，下列對顯性性狀和隱性性狀的判斷，錯誤的是（ ）
A.具有顯性性狀的兩個體雜交，子代只出現顯性性狀
B.具有隱性性狀的兩個體雜交，子代只出現隱性性狀
C.具有一對相對性狀的兩個體雜交，子代中可能同時出現顯性個體和隱性個體
D.具有一對相對性狀的兩個體雜交，子代可能均表現為顯性性狀
7.某養兔場有黑色兔和白色兔，假如黑色（B）對白色（b）為顯性，要想鑒定一只黑色公兔是雜種（Bb）還是純種（BB），最合理的方法是（ ）
A.讓該公兔充分生長，以觀察其膚色是否會發生改變
B.讓該黑色公兔與黑色母兔（BB或Bb）交配
C.讓該黑色公兔與多只白色母兔（bb）交配
D.從該黑色公兔的表現型即可分辨
8.某種植物的羽裂葉和全緣葉是一對相對性狀。某同學用全緣葉植株（植株甲）進行了下列四個實驗。
①讓植株甲進行自花傳粉，子代出現性狀分離
②用植株甲給另一全緣葉植株授粉，子代均為全緣葉
③用植株甲給羽裂葉植株授粉，子代中全緣葉與羽裂葉的比例為1：1
④用植株甲給另一全緣葉植株授粉，子代中全緣葉與羽裂葉的比例為3:1
其中能夠判定植株甲為雜合子的實驗是（ ）
A.①或② B.①或④ C.②或③ D.③或④
【答案以及解析】
1.答案：A
解析：豌豆自然狀態下進行自交，Dd占1/2，只有Dd自交后代中出現1/4的dd（矮莖），因此自然狀態下，子代中矮莖豌豆占1/8，高莖豌豆占7/8。因此本題選A。
2.答案：D
解析：豌豆是自花傳粉、閉花受粉的植物，在自然狀態下一般都是純種；豌豆具有多對易于區分的相對性狀，豌豆花為兩性花，花比較大，易于操作，D項符合題意。
3.答案：A
解析：豆莢的顏色和豆莢的形狀是豌豆的兩種性狀，A正確；穩定遺傳是指自交后代不發生性狀分離，穩定遺傳的個體并不一定是純合子，B錯誤；親本只表現顯性性狀，后代同時出現顯性性狀和隱性性狀的現象，屬于性狀分離，測交時親本既有顯性性狀，也有隱性性狀，C錯誤；豌豆雜交實驗中只需對母本去雄，不需要對父本去雌，D錯誤。
4.答案：D
解析：F2植株自交的基因型及比例為AA︰Aa︰ aa= 1︰2︰1，則純合子AA和aa所 占比例為1/2，即F2自交一半的植株能夠穩定遺傳，A正確；F2高莖植株中有 1/3AA和2/3Aa，故F2高莖植株中2/3的個體不能穩定遺傳，B正確；F2雜合子 （Aa）自交的性狀分離比為3︰1，C正確；F3中的高莖植株的基因型為AA或Aa，D 錯誤。
5.答案：C
解析：本題考查基因分離定律的有關內容。雜合子自交，后代中顯性性狀：隱性性狀=3：1，表明雜合子不能穩定遺傳，自交后代發生性狀分離。
6.答案：A
解析：具有顯性性狀的兩個體雜交，若均為雜合子，則子代會出現性狀分離，即同時出現顯性個體和隱性個體，A錯誤，C正確；具有隱性性狀的兩個體雜交，子代只出現隱性性狀，B正確；具有一對相對性狀的兩個體雜交，若有一方是顯性純合子，則子代均表現為顯性性狀，D正確。
7.答案：C
解析：要想鑒定一只黑色公兔是雜合子（Bb）還是純合子（BB），最合理的方法是測交，即讓該黑色公兔與多只白色母兔（bb）交配，若子代全為黑色兔，則表明該黑色公兔是純合子（BB），若子代出現白色兔，則表明該黑色公兔為雜合子（Bb）。
8.答案：B
解析：①若植株甲自花傳粉，子代出現性狀分離，可以說明全緣葉為顯性性狀，且甲為雜合子；②用植株甲給另一全緣葉植株授粉，子代均為全緣葉，可以說明甲和另一全緣葉植株至少有一個為純合子，不能判斷相對性狀的顯隱性，也不能確定甲是否為雜合子；③用植株甲給羽裂葉植株授粉，子代性狀分離比為1︰1，雜交類型屬于測交，不能判斷性狀的顯隱性，甲可能為雜合子（全緣葉為顯性性狀時），也可能為純合子（全緣葉為隱性性狀時）；④用植株甲給另一全緣葉植株授粉，子代中全緣葉與羽裂葉比例為3︰1，說明甲為雜合子。故B正確，A、C、D錯誤。
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