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第二節(jié)　分離定律
第1課時　分離定律
課標內(nèi)容要求 核心素養(yǎng)對接
闡明有性生殖中基因的分離使得子代的基因型和表型有多種可能。 1．生命觀念：認知花的結(jié)構(gòu)與生殖功能相適應(yīng)，并嘗試人工異花授粉的操作。
2．科學(xué)思維：利用遺傳圖解，梳理孟德爾對分離現(xiàn)象的解釋及對解釋的證明。
3．科學(xué)探究：嘗試運用遺傳圖解解釋生物的一些遺傳現(xiàn)象。
一、一對相對性狀的雜交實驗
1．實驗過程(以紫色花豌豆和白色花豌豆的雜交實驗為例)
實驗過程 說明
(1)P具有相對性狀
(2)F1全部表現(xiàn)顯性性狀
(3)F2出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象，分離比為顯性性狀∶隱性性狀≈3∶1
(4)實驗結(jié)果與正交、反交無關(guān)
2.對分離現(xiàn)象的解釋(以高莖豌豆和矮莖豌豆的雜交實驗為例)
(1)理論解釋
①孟德爾認為，在來自母本的雌性生殖細胞和來自父本的雄性生殖細胞中存在著控制性狀的遺傳因子(hereditary factor)，這些遺傳因子在親本體細胞中是成對存在的。
②在雜合子F1(Dd)體細胞中，遺傳因子D和d分別獨立存在，因此在形成生殖細胞時，F(xiàn)1可以產(chǎn)生數(shù)量相等的D型和d型雄配子，也可以產(chǎn)生數(shù)量相等的D型和d型雌配子。
③在F1自花授粉時，不同類型的雌雄配子之間的結(jié)合是隨機的，而且結(jié)合的概率相等，如豌豆D型雄配子，既可以和D型雌配子結(jié)合，又可以和d型雌配子結(jié)合，且結(jié)合成DD和Dd的機會相等。
(2)遺傳圖解
3．分離定律：控制同一性狀的遺傳因子在體細胞中成對存在，在形成配子的過程中，成對的遺傳因子分別進入不同的配子中。
二、模擬動物性狀分離比的雜交實驗
1．四人一組，每組準備兩個小罐，分別標記為1號罐和2號罐。每個罐中均有100個圍棋子，其中黑子和白子都是各50個。1號罐中的棋子代表動物雌配子，2號罐中的棋子代表動物雄配子；黑子代表遺傳因子A，白子代表遺傳因子a。將每個罐中的棋子充分混合均勻。
2．分別從兩個小罐內(nèi)隨機抓取一個棋子，放在一起，表示雌雄配子隨機結(jié)合形成的受精卵類型。每次記錄受精卵類型后，將抓取的棋子各自放回原來的小罐，重新混合均勻。重復(fù)20次并歸納結(jié)果。統(tǒng)計全班所有小組的數(shù)據(jù)，計算“遺傳因子組成比”和“性狀分離比”。
三、對分離現(xiàn)象解釋的驗證
1．方法：測交，即讓雜種F1(Dd)與隱性純合親本雜交。
2．過程
判斷對錯(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
1．孟德爾在豌豆開花時進行去雄和授粉，實現(xiàn)親本的雜交。 (　　)
2．豌豆的高莖和玉米的矮莖是一對相對性狀。 (　　)
3．雜合子自交，后代一定是雜合子。 (　　)
4．Dd豌豆產(chǎn)生含D的雌配子和含d的雄配子的數(shù)量相同。 (　　)
5．孟德爾巧妙設(shè)計的測交方法只能用于檢測F1的遺傳因子組成。 (　　)
6．在生物的體細胞中，控制同一性狀的遺傳因子成對存在，不相融合。 (　　)
[答案]　1．×　提示：豌豆為授粉植物，故去雄操作應(yīng)在開花前進行。
2．×　提示：豌豆和玉米不是同一種生物，因此它們的高、矮莖不是一對相對性狀。
3．×　提示：雜合子自交，后代會出現(xiàn)純合子，如Dd自交，后代中會出現(xiàn)DD、dd純合子。
4．×　提示：Dd豌豆產(chǎn)生的雌配子中含D的雌配子與含d的雌配子數(shù)量相同，雄配子亦是如此。但雄配子的數(shù)量遠多于雌配子的數(shù)量。
5．×　提示：測交方法既可以檢測待測個體的遺傳因子組成，又可以檢測其形成的配子的種類及比例。
6．√
　一對相對性狀的雜交實驗過程
1．相關(guān)概念辨析
(1)性狀類
(2)交配類
①雜交：遺傳因子組成不同的個體間相互交配的過程。
②自交：植物體中自花授粉和雌雄異花的同株授粉。自交是獲得純合子的有效方法。
③正交與反交：對于雌雄異體的生物雜交，若甲(♀)×乙(♂)為正交，則乙(♀)×甲(♂)為反交。
2．相對性狀中顯隱性判斷(設(shè)A、B為一對相對性狀)
(1)定義法(雜交法)
①若A×B―→全A，則A為顯性，B為隱性。
②若A×B―→全B，則B為顯性，A為隱性。
③若A×B―→既有A，又有B，則無法判斷顯隱性，只能采用自交法。
(2)自交法
①若A既有A，又有B，則A為顯性，B為隱性。
②若B既有A，又有B，則B為顯性，A為隱性。
(3)根據(jù)子代性狀分離比判斷：具有一對相對性狀的親本雜交→F2性狀分離比為3∶1→分離比占3/4的性狀為顯性性狀。
應(yīng)用實踐：豌豆的高莖(D)對矮莖(d)為一對相對性狀，仔細觀察下列實驗過程圖解，回答相關(guān)問題：
上圖是人工異花傳粉的實驗過程，請據(jù)圖回答下列問題：
(1)步驟①是什么過程？應(yīng)該在開花前還是開花后進行？目的是什么？
(2)步驟②是什么過程？操作前后都要進行套袋處理，目的是什么？
(3)該雜交實驗中，母本和父本分別是哪種豌豆？
提示：(1)步驟①是去雄；應(yīng)該在開花前(花蕾期)進行；目的是防止自花授粉。
(2)步驟②是人工授粉；套袋的目的是防止外來花粉的干擾。
(3)該雜交實驗中，高莖豌豆為母本，矮莖豌豆為父本。
1．用豌豆進行遺傳實驗時，下列操作中錯誤的是(　　)
A．雜交時必須在雄蕊成熟前除去母本的雄蕊
B．自交時，雄蕊和雌蕊都無須除去
C．雜交時，必須在開花前除去母本的雌蕊
D．人工授粉后，應(yīng)套袋
C　[豌豆是嚴格的自花授粉植物，其花屬于兩性花，所以在自交時無須除去雄蕊和雌蕊。在雜交時，必須在雄蕊成熟前除去母本的全部雄蕊，并套袋。待雌蕊成熟后再授以其他植株的花粉，人工授粉后也要套袋；套袋的目的都是防止其他植株花粉的干擾。]
2．(多選)大豆的紫花和白花為一對相對性狀。下列四組雜交實驗中，能判定性狀的顯隱性關(guān)系的是(　　)
A．紫花×紫花→紫花
B．紫花×紫花→301紫花∶101白花
C．紫花×白花→紫花
D．紫花×白花→98紫花∶107白花
BC　[利用概念來判斷。觀察四組雜交實驗，雜交實驗C符合顯隱性性狀的概念：具有一對相對性狀的純合親本雜交，后代只表現(xiàn)一個親本的性狀(紫花)，此性狀(紫花)為顯性性狀，而未表現(xiàn)出來的性狀(白花)為隱性性狀。雜交實驗B中后代出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象，且紫花∶白花＝3∶1，符合孟德爾的分離定律，所以可判斷紫花為顯性性狀，白花為隱性性狀。通過雜交實驗A、D無法判斷哪個為顯性性狀，哪個為隱性性狀。]
　相對性狀的判斷
已知條件 相對性狀
親本組合(性狀表現(xiàn)) 后代性狀表現(xiàn) 顯性性狀 隱性性狀
甲性狀×乙性狀 只出現(xiàn)甲性狀后代(后代足夠多時) 甲 乙
甲性狀×甲性狀 出現(xiàn)了乙種性狀的后代(不考慮基因突變) 甲 乙
甲性狀∶乙性狀＝3∶1(后代足夠多時) 甲 乙
　對分離現(xiàn)象的解釋及驗證
1．相關(guān)概念辨析
(1)遺傳因子類
①顯性遺傳因子：控制顯性性狀的遺傳因子(如D)。
②隱性遺傳因子：控制隱性性狀的遺傳因子(如d)。
(2)個體類
①純合子：遺傳因子組成相同的個體(如DD和dd)。
②雜合子：遺傳因子組成不同的個體(如Dd)。
(3)注意“成對”的含義
①控制相對性狀的兩個遺傳因子才能成對，如AA、Aa、bb。
②控制不同性狀的兩個遺傳因子不能成對，如AB、Da、ad。
2．雜交實驗的遺傳圖解
遺傳圖解的寫法一般有下面兩種：
(1)相交線法(如圖所示)
(2)棋盤格法：和相交線法的區(qū)別在于F2的寫法不同(如圖所示)。
3．規(guī)范的遺傳圖解的書寫要求
(1)在圖解的左側(cè)注明P、F1、F2……
(2)寫出P、F1、F2等世代的性狀表現(xiàn)類型和遺傳因子組成，以及除最后一代外的各世代產(chǎn)生配子的情況，方法是由親本產(chǎn)生的配子得出子代的遺傳因子組成，再由遺傳因子組成確定其性狀表現(xiàn)。
(3)寫出最后一代(F1或F2等)的相關(guān)比例。
(4)用箭頭表示遺傳因子在上下代之間的傳遞關(guān)系，用相交線或棋盤格的形式表示配子結(jié)合的情況。
4．孟德爾設(shè)計測交實驗的目的
(1)測定F1產(chǎn)生的配子的種類及比例。
(2)測定F1的遺傳因子組成。
強調(diào)：測交實驗除上述兩種作用外，還可用于驗證分離定律及判斷某個體是純合子還是雜合子。
5．純合子、雜合子的判斷
(1)測交法(已知顯、隱性性狀)：
待測個體×隱性純合子
(2)自交法(已知或未知顯、隱性性狀)：
待測個體自交
當(dāng)待測個體為動物時，常采用測交法；當(dāng)待測個體為植物時，測交法、自交法均可采用，但自交法較簡便。
(3)鑒定純合子、雜合子還可以用花粉鑒定法
非糯性與糯性水稻的花粉遇碘呈現(xiàn)不同顏色。如果花粉有兩種，且比例為1∶1，則被鑒定的親本為雜合子；如果花粉只有一種，則被鑒定的親本為純合子。
應(yīng)用實踐：在進行豌豆雜交實驗時，孟德爾選擇了子葉顏色這一對相對性狀，其中豌豆子葉黃色(Y)對綠色(y)為顯性。下面是孟德爾用純合親本雜交得到的子一代(F1)自交，所得實驗遺傳圖解。
(1)圖中Y、y兩種雄配子的數(shù)目是否相等？雄配子Y與雌配子Y數(shù)目是否相等？
提示：Y、y兩種雄配子的數(shù)目是相等的；但是由于雄配子數(shù)要多于雌配子數(shù)，所以雄配子Y的數(shù)目要遠多于雌配子Y的數(shù)目。
(2)表中①②③的遺傳因子組成和性狀表現(xiàn)分別是怎樣的？
提示：①和②均為Yy，表現(xiàn)為黃色子葉；③為yy，表現(xiàn)為綠色子葉。
(3)F2中純合子和雜合子所占比例分別是多少？F2的子葉黃色豌豆中純合子和雜合子所占比例又分別是多少？
提示：F2中純合子和雜合子所占比例分別是1/2和1/2，F(xiàn)2的子葉黃色豌豆中純合子和雜合子所占比例分別是1/3和2/3。
1．(2019·全國卷Ⅲ)假設(shè)在特定環(huán)境中，某種動物基因型為BB和Bb的受精卵均可發(fā)育成個體，基因型為bb的受精卵全部死亡。現(xiàn)有基因型均為Bb的該動物1 000對(每對含有1個父本和1個母本)，在這種環(huán)境中，若每對親本只形成一個受精卵，則理論上該群體的子一代中BB、Bb、bb個體的數(shù)目依次為(　　)
A．250、500、0　　 B．250、500、250
C．500、250、0 D．750、250、0
A　[親本基因型都為Bb，子一代中BB、Bb、bb的個體數(shù)目之比應(yīng)為1∶2∶1，但題目信息中bb的受精卵全部死亡，故BB、Bb、bb個體數(shù)目依次為250、500、0。]
2．在孟德爾一對相對性狀的雜交實驗中，出現(xiàn)1∶1的是(　　)
A．親代(DD和dd)所產(chǎn)生的遺傳因子組成為D和d的兩種配子之比
B．F1(Dd)所產(chǎn)生的雌雄配子之比
C．F1(Dd)自交后代不同性狀表現(xiàn)個體之比
D．F1產(chǎn)生的遺傳因子組成為D的雄配子和遺傳因子組成為d的雄配子之比
D　[F1產(chǎn)生的遺傳因子組成為D和d的雌配子數(shù)量相等，遺傳因子組成為D和d的雄配子數(shù)量也相等。但是，雌雄配子的總量不相等(多數(shù)生物雄配子的數(shù)量遠多于雌配子的數(shù)量)。]
　雌配子數(shù)≠雄配子數(shù)。Dd的豌豆個體產(chǎn)生的雌雄配子均為D、d，在雌雄配子中二者之比均為1∶1，但雌雄配子數(shù)不是1∶1。
3．采用下列哪一組方式，可以依次解決①～④中的遺傳學(xué)問題(　　)
①鑒定一只白羊是否是純種
②在一對相對性狀中區(qū)分顯隱性
③不斷提高小麥抗病品種的純合度
④檢驗雜種F1的遺傳因子組成
A．雜交、自交、測交、測交 B．測交、雜交、自交、測交
C．測交、測交、雜交、自交 D．雜交、雜交、雜交、測交
B　[可以利用測交來鑒定白羊是否為純合子；可通過讓具有相對性狀的純合親本雜交來區(qū)分相對性狀的顯隱性；純合子自交不發(fā)生性狀分離，可通過連續(xù)自交提高小麥抗病品種的純合度；可通過測交檢驗雜種F1的遺傳因子組成。]
[課堂小結(jié)]
知 識 網(wǎng) 絡(luò) 構(gòu) 建 核 心 語 句 背 誦
1．具有相對性狀的純合親本雜交，F(xiàn)1表現(xiàn)出來的性狀為顯性性狀。
2.在雜種后代中出現(xiàn)顯性性狀和隱性性狀的現(xiàn)象，稱為性狀分離。
3.遺傳因子組成相同的個體(如DD或dd)稱為純合子(homozygote)，遺傳因子組成不同的個體(如Dd)稱為雜合子(heterozygote)。
4.在一對相對性狀的雜交實驗中，F(xiàn)2的性狀分離比為3∶1；在測交實驗中，F(xiàn)2的性狀分離比為1∶1。
5.分離定律：控制同一性狀的遺傳因子在體細胞中成對存在，在形成配子的過程中，成對的遺傳因子分別進入不同的配子中。
1．下列有關(guān)相對性狀的敘述，正確的是(　　)
A．梨的果皮光滑和桃的果皮有毛是相對性狀
B．家兔的黑色毛、白色毛和棕色毛是相對性狀
C．番茄的紅色果實和圓形果實是相對性狀
D．生物的同一性狀的不同表現(xiàn)形式就是相對性狀
B　[相對性狀是指同種生物同一性狀的不同表現(xiàn)類型。A項中不是同種生物，C項中不是同一性狀，D項不一定是同種生物。]
2．(多選)右圖是豌豆植株人工雜交的示意圖，下列相關(guān)說法中正確的是(　　)
A．①②分別表示父本和母本
B．操作③表示去雄
C．操作④表示授粉
D．④操作后需要對雌蕊進行套袋
BCD　[提供花粉的是父本，接受花粉的是母本，A項錯誤；③④分別表示去雄和授粉，B、C項正確；傳粉后為了避免外來花粉的干擾，應(yīng)及時對雌蕊套袋，D項正確。]
3．下圖表示性狀分離比的模擬實驗，下列操作中不規(guī)范或不正確的是(　　)
甲　　　　　 　乙
A．甲、乙兩袋中的小球分別表示雌雄生殖器官產(chǎn)生的配子
B．甲、乙兩袋中小球的數(shù)量一定要相同
C．該過程模擬了雌雄配子的隨機結(jié)合
D．每次抓完小球記錄后需將小球放回原袋
B　[甲、乙兩袋中的小球分別表示雌雄生殖器官產(chǎn)生的雌雄配子，A正確；甲、乙兩袋中的小球數(shù)量不相同也可以，只要保證每袋中兩種“配子”的比例為1∶1即可，B錯誤；該過程模擬了雌雄配子的隨機結(jié)合，C正確；每次抓完小球記錄后，需將小球放回原袋，否則兩袋中兩種“配子”的比例不再是1∶1，D正確。]
4．孟德爾的一對相對性狀的遺傳實驗中，具有1∶1比例的有(　　)
①子一代產(chǎn)生的不同類型配子的比例
②子二代的性狀分離比
③子一代測交后代性狀分離比
④子一代產(chǎn)生的雌、雄配子比例
⑤子一代產(chǎn)生的不同類型的雌配子比例
⑥子一代產(chǎn)生的不同類型的雄配子比例
A．①④⑤⑥　　　　 B．①③⑤⑥
C．②③④⑤ D．②③④⑥
B　[在孟德爾一對相對性狀的雜交實驗中，子一代產(chǎn)生配子時，無論雌雄個體均產(chǎn)生比例相同的兩種配子，所以測交后代性狀分離比為1∶1，①③⑤⑥正確；但雌雄配子數(shù)量不同，子二代的性狀分離比為3∶1，②④錯誤。故選B。]
5．豌豆子葉黃色、綠色受一對遺傳因子(Y、y)控制，現(xiàn)將子葉黃色豌豆與子葉綠色豌豆雜交，F(xiàn)1為黃色。F1自花授粉后結(jié)出F2種子共8 003粒，其中子葉黃色豌豆種子為6 002粒。試分析完成下列問題：
(1)________為顯性性狀，________為隱性性狀。
(2)親本的遺傳因子組成為________和________。
(3)F1產(chǎn)生配子的類型是________，其比例是________。
(4)F2的性狀表現(xiàn)是________和________，其比例是________，其中子葉綠色為________粒。
(5)F2的遺傳因子組成是___________，其比例是____________。
[解析]　(1)子葉黃色豌豆與子葉綠色豌豆雜交，F(xiàn)1為黃色，說明黃色為顯性性狀，綠色為隱性性狀。 (2)由題意知，F(xiàn)1遺傳因子組成為Yy，進一步可推知親本的遺傳因子組成為YY和yy。 (3)由題意知，F(xiàn)1遺傳因子組成為Yy，F(xiàn)1產(chǎn)生的配子的類型及比例是Y∶y＝1∶1。 (4)F1自花授粉后結(jié)出F2種子，會發(fā)生性狀分離，子葉黃色∶子葉綠色＝3∶1；子葉黃色種子6 002粒，則子葉綠色種子是8 003－6 002＝2 001(粒)。 (5)F1遺傳因子組成為Yy，自交所得F2的遺傳因子組成及其比例為YY∶Yy∶yy＝1∶2∶1。
[答案]　(1)子葉黃色　子葉綠色　(2)YY　yy (3)Y和y　1∶1　(4)子葉黃色　子葉綠色　3∶1　2 001　(5)YY、Yy、yy　1∶2∶1

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