遺傳因子的發現

第一章遺傳因子的發現第1節孟德爾的豌豆雜交實驗(一)◆課標知識導航學習要求重要指數了解用豌豆作遺傳實驗容易成功的原因★理解1.孟德爾的一對相對性狀的雜交實驗過程及其解釋2．分離定律的內容★★應用1.孟德爾遺傳實驗的科學方法和創新思維2．假說—演繹法★★教材歸納基礎自查自主學習空間一、用豌豆作實驗材料的優點及方法1．豌豆的特點特點優勢

傳粉和

受粉，自然狀態下，一般是用其做人工雜交實驗，結果既可靠，又容易分析具有易于區分的

，且能

地遺傳給后代實驗結果易于觀察和分析自花閉花純種相對性狀穩定2.人工異花傳粉的步驟(1)

：除去母本未成熟花的全部雄蕊。 ↓(2)套袋：套上紙袋，以免受外來花粉干擾。↓(3)

：待雌蕊成熟時，采集另一植株的花粉，撒在除去雄蕊的柱頭上。↓(4)套袋：傳粉后繼續套袋，防止外來花粉干擾。去雄傳粉二、一對相對性狀的雜交實驗實驗過程說明P(親本)高莖×矮莖

↓F1(子一代)

高莖

↓F2(子二代)性狀：高莖∶

比例接近：3∶1(1)P具有

性狀(2)F1全部表現為

性狀(3)F2出現

現象，分離比為顯性性狀∶隱性性狀≈3∶1矮莖相對顯性性狀分離三、對分離現象的解釋1．孟德爾對分離現象提出的假說(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)配子中的遺傳因子是

存在的。(4)受精時，雌雄配子的結合是

的。遺傳因子成對單個隨機2．遺傳圖解即F2遺傳因子組成及比例約為：1

∶2

∶1

。F2性狀表現型及比例約為：

∶

。DDDddd3高莖1矮莖四、對分離現象解釋的驗證1．方法：

，即讓F1與

雜交。2．實驗圖解測交隱性純合子3．結果：高莖與矮莖兩種性狀分離比接近

。4．結論：實驗結果符合預期的設想，從而證實

，產生

兩種配子，這兩種配子的比例接近

。1∶1F1是雜合子D和d1∶1五、分離定律1．描述對象：

。2．發生時間：在形成

時。3．實質：控制同一性狀的成對的

發生分離，分離后的

分別進入

中，隨

遺傳給后代。遺傳因子配子遺傳因子遺傳因子不同的配子配子 在孟德爾雜交實驗中，隨機從實驗后的植株中選取4株豌豆，是否一定是3株高莖植株和1株矮莖植株？為什么？ 不一定。3∶1的分離比是在對F2中高莖和矮莖的個體進行數量統計時分析得出的數量關系，統計的數量越多越接近于3∶1，否則有可能偏離這一比例。趣味應用1 抓取時，為什么要暗箱操作，且隨機抓取小球？

受精時，雌雄配子的結合是隨機的。趣味應用2要點突破典例精析重點難點解讀1.選豌豆作為實驗材料的原因(1)在自然狀態下一般都是純種，用豌豆做人工雜交實驗，結果既可靠，又容易分析。①豌豆是自花傳粉植物，且是閉花受粉，即豌豆花在未開放時，就已經完成了受粉，避免了外來花粉的干擾。解讀1一對相對性狀的雜交實驗

②自花傳粉和異花傳粉的概念a．自花傳粉：兩性花的花粉，落到同一朵花的雌蕊柱頭上的過程叫做自花傳粉，也叫自交。b．異花傳粉：兩朵花之間的傳粉過程叫做異花傳粉。不同植株的花進行異花傳粉時，供應花粉的植株叫做父本(♂)，接受花粉的植株叫做母本(♀)。③人工異花傳粉的過程 人工異花傳粉時，為何要去雄？兩次套袋處理的目的是什么？

(1)去雄的目的是防止其進行自花傳粉；(2)兩次套袋處理都是為了防止雌蕊接受其他花粉，影響實驗結果。

(2)豌豆植株具有易于區分的性狀。①性狀：生物體的形態特征或生理特性。②相對性狀：一種生物的同一種性狀的不同表現類型，叫做相對性狀。如豌豆植株的高莖和矮莖，種子的圓粒和皺粒等。(3)豌豆一次能繁殖產生許多后代，因而很容易收集到大量的數據用于分析。【歸納總結】區分相對性狀的方法一看：是否為同一種生物；二看：是否為同一種性狀；三看：是否為同一性狀的不同表現類型。即看兩個相同(同種生物、同種性狀)和一個不同(不同表現類型)2．一對相對性狀的雜交實驗(1)實驗過程：P純種高莖♀

×純種矮莖♂

↓

F1高莖

↓?F2高莖矮莖個體數787

∶

277比例3

∶

1此過程中各種符號的含義(2)實驗現象①無論親本正交還是反交，F1只表現出親本的顯性性狀。②F2中顯性性狀、隱性性狀分離，分離比為3∶1。PF1F2×♀♂親本子一代子二代雜交自交雌性個體雄性個體(3)相關概念①雜交(×)：含有不同遺傳物質的個體相交。也指不同品種間的交配。植物可指不同品種間的異花傳粉。②自交(?)：含有相同遺傳物質的個體相交。植物的自花傳粉是自交。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。④性狀分離：雜種的后代中，同時出現顯性性狀和隱性性狀的現象。如F1為雜合黃色子粒，其自交的后代中出現黃色與綠色兩種性狀。⑤顯性性狀：具有相對性狀的兩純種親本雜交，F1表現出來的那個親本的性狀。⑥隱性性狀：具有相對性狀的兩純種親本雜交，F1未表現出來的那個親本的性狀。 (改編題)下列關于遺傳學基本概念等方面的敘述中不正確的是(

)A．雜種的后代中，同時出現顯性性狀和隱性性狀的現象就叫性狀分離B．純合子交配產生的子一代所表現出的性狀就是顯性性狀C．自交可用于植物純合子、雜合子的鑒定D．正交和反交是相對而言的例1【解析】

顯性性狀是指具有相對性狀的兩純種親本雜交，F1表現出來的性狀。而隱性純合子之間交配后代都會表現為隱性性狀。純合子自交后代都是純合子，雜合子自交后代會發生性狀分離，利用這一特點，可以用來鑒定植物是否為純合子。【答案】

B 純種甜玉米與非甜玉米間行種植，收獲時發現甜玉米果穗上有非甜玉米的子粒，而非甜玉米果穗上找不到甜玉米的子粒，這說明(

)A．“甜”是顯性 B．“非甜”是顯性C．子粒混雜

D．與傳粉有關變式訓練1解析：純種甜玉米和純種非甜玉米間行種植就能進行相互傳粉。非甜玉米上結的子粒都是非甜的，非甜玉米的胚珠可能有兩種受精方式，一種是自花傳粉，得到純合非甜玉米子粒；另一種是異花傳粉，得到雜合的非甜子粒。由此可確定非甜對甜是顯性。甜玉米果穗上結的子粒有甜的，也有非甜的，甜玉米的胚珠受精方式也有兩種可能，一種是自花傳粉，得到的是純合的甜玉米；另一種是異花傳粉，即非甜玉米的花粉傳給甜玉米，得到的是雜合的子粒，表現型為非甜。由此也可以確定非甜對甜是顯性。故選B。答案：B1.假說(1)生物的性狀是由遺傳因子決定的。①遺傳因子就像一個個獨立的顆粒，既不相互融合，也不會在傳遞中消失。②顯性遺傳因子用大寫字母表示(如D)，隱性遺傳因子用小寫字母表示(如d)。解讀2對分離現象的解釋

(2)體細胞中遺傳因子成對存在。①對“成對”的理解：兩個遺傳因子相同或控制一對相對性狀。如DD、Dd、dd。②純合子：遺傳因子組成相同的個體。如純種高莖豌豆DD、純種矮莖豌豆dd。③雜合子：遺傳因子組成不同的個體。如F1的雜種豌豆Dd。(3)生物體在形成生殖細胞——配子時，成對的遺傳因子彼此分離。①配子的遺傳因子只含有每對遺傳因子中的一個。②遺傳因子組成為Dd的生物體，產生的雌、雄配子各有D和d兩種類型，且比值為1∶1。(4)受精時，雌雄配子的結合是隨機的。例如：含遺傳因子D的配子既可以與含遺傳因子D的配子結合，又可以與含遺傳因子d的配子結合，且結合的機會相等。(5)顯性遺傳因子D對隱性遺傳因子d有顯性作用(稱完全顯性)，即Dd的個體表現為顯性遺傳因子D控制的高莖。2．分析圖解孟德爾的假說內容可用以下圖解說明：正確理解“F1產生數量相等的兩種配子”F1產生數量相等的兩種配子是指F1中的父本植株產生的雄配子中，D∶d＝1∶1，母本植株產生的雌配子D∶d＝1∶1，一定不能理解為F1產生了數量相等的雄配子和雌配子。在自然界中，無論是植物還是動物，其產生的雄配子數量要遠遠多于雌配子。【歸納總結】F2出現3∶1的性狀分離比需要的條件(1)子一代個體形成的兩種配子數目相等且生活能力相同；(2)雌雄配子結合的機會均等；(3)子二代不同基因型的個體存活率相等；(4)觀察的子代樣本數目足夠多。3．實驗：性狀分離比的模擬 抓取小球前彩球要充分搖勻，抓取小球后要將彩球放回原來的小桶內，采取這些措施的目的是什么？ 采取這些措施都是為了使每個小桶內的兩種彩球數量相等，被抓取的機會均等，這樣兩個彩球的組合才符合隨機結合。 用黃色公鼠a分別與黑色母鼠b和c交配，在幾次產子中，母鼠b產子為9黑6黃，母鼠c產的子代全為黑色。那么親代a、b、c中為純合子的是(

)A．b和c B．a和cC．a和b D．只有a【解析】

據黃色公鼠a×黑色母鼠c→后代全為黑色可知，黃色為隱性性狀，黑色為顯性性狀，黃色公鼠為隱性純合子，黑色母鼠c為顯性純合子。又據黑色母鼠b與黃色公鼠a交配，后代中出現性狀分離可知，b為雜合子。故選B。【答案】

B例2 Y(黃色)和y(白色)是控制某種蝴蝶體色的一對遺傳因子，雄性有黃色和白色，雌性只有白色。下列雜交組合中，可以從其子代表現型判斷出性別的是(

)A．♀yy×♂yy B．♀Yy×♂yyC．♀yy×♂YY D．♀Yy×♂Yy解析：對于雄性個體YY或Yy均表現為黃色，而yy表現為白色；對于雌性個體來講，Y_和yy均表現為白色。因此要想根據子代表現型判斷性別，就應讓子代不出現yy，如yy×YY，子代中凡黃色(Yy)均為雄性，凡白色(Yy)均為雌性。答案：C變式訓練21.假說—演繹法的應用舉例：孟德爾的豌豆雜交實驗(1)在觀察和分析基礎上提出問題孟德爾用豌豆做了大量雜交實驗，在對實驗結果進行觀察、記錄和進行數學統計分析的過程中，發現雜種后代中出現一定比例的性狀分離，提出問題：F2為什么出現3∶1?(2)通過推理和想象提出解釋問題的假說他通過嚴謹的推理和大膽的想象而提出假說，并對性狀分離現象作出嘗試性解釋。解讀3對分離現象解釋的驗證

(3)根據假說進行演繹推理他巧妙地設計了測交實驗，測交實驗不可能直接驗證假說本身，而是驗證由假說演繹出的推論，即：如果遺傳因子決定生物性狀的假說是成立的，那么，根據假說可以對測交實驗結果進行理論推導和預測；然后，將實驗獲得的數據與理論推導值進行比較，如果二者一致，證明假說是正確的，反之亦然。(4)實驗檢驗演繹推理孟德爾及后來數位科學家做的大量實驗都驗證了孟德爾假說的真實性。(5)得出結論孟德爾假說最終發展為遺傳學的經典理論。假說—演繹法是通過證明演繹推理的結果和結論，從而間接證明演繹推理的依據—假說的正確與否。2．測交(1)方法：讓F1與隱性純合子雜交。(2)過程及結果(3)作用：①測定F1配子的種類和比例；②測定F1的遺傳因子組成；③預測F1在形成配子時遺傳因子的行為(根本目的)。(4)驗證結果孟德爾測交實驗的結果與預期的結果相符，從而證實了：①F1是雜合子(Dd)；②F1產生兩種類型(D和d)的配子且比例相等；③F1在形成配子時，成對的遺傳因子發生了分離，分離后的遺傳因子分別進入到不同的配子中。 在一對相對性狀的雜交實驗中，雜交和自交過程是假說—演繹法的哪一階段？測交呢？ 雜交和自交實驗是分析現象、提出問題階段；測交是實驗檢驗階段。 通過測交，不能推測被測個體(

)A．是否是純合體

B．產生配子的比例C．遺傳因子組成

D．產生配子的數量【解析】

測交實驗是將未知遺傳因子組成的個體和隱性純合子雜交的交配方式，其主要用途是測定被測個體的基因型，也可由此推測出被測個體產生配子的比例，但無法推測被測個體產生配子的數量。答案為D。【答案】

D例3 奶牛毛色黑白斑是顯性性狀，產奶量高；隱性的紅白斑奶牛產奶量低。現要鑒定一頭黑白斑公牛是否是純合子，選用交配的母牛最好為(

)A．純種黑白斑

B．雜種黑白斑C．純種紅白斑

D．雜種紅白斑解析：驗證顯性性狀個體是否為純合子可用測交方法，即用該類型的個體與隱性純合子雜交。若紅白斑母牛與黑白斑公牛交配后出現紅白斑子牛，則確定被測公牛為雜合子；否則，則可認為是純合子。故選C。答案：C變式訓練31.描述對象：遺傳因子。2．發生時間：在形成配子時。3．實質：控制同一性狀的成對的遺傳因子發生分離，分離后的遺傳因子分別進入不同的配子中，隨配子遺傳給后代。解讀4分離定律

分離定律的適用范圍及作用時間(1)適用范圍一對相對性狀的遺傳，只適用于進行有性生殖的真核生物。(2)作用時間有性生殖形成配子時。【歸納總結】直接驗證分離定律的方法——花粉鑒定法根據非糯性與糯性水稻的花粉遇碘呈現不同顏色。即非糯性花粉遇碘變藍黑色，而糯性花粉遇碘變橙紅色。驗證雜合子非糯性水稻的花粉若遇碘液呈現藍黑色和橙紅色兩種不同的顏色，且比例為1∶1，即可證明雜合子非糯性水稻產生的花粉為兩種：一種含顯性遺傳因子，一種含隱性遺傳因子，且數量相等。 下列有關分離定律的說法正確的是(

)A．分離定律的實質是控制相對性狀的成對的遺傳因子在減數第一次分裂后期隨同源染色體的分離而分開B．分離定律不適合原核生物的原因是原核生物無遺傳物質C．真核生物的所有遺傳因子的傳遞都遵循分離定律D．細胞減數分裂時成對的遺傳因子在減數第二次分裂后期分開例4【解析】

分離定律的實質是控制相對性狀的成對的遺傳因子分離；成對的遺傳因子是在減數第一次分裂時隨同源染色體的分離而分開的。在減數第二次分裂后期姐妹染色單體分開，上面沒有成對的遺傳因子(不考慮交叉互換)。分離定律不適合原核生物的原因是原核生物不進行減數分裂；真核生物只有細胞核內遺傳因子的傳遞遵循分離定律，而細胞質內遺傳因子的傳遞(如線粒體、葉綠體內的遺傳因子)則不遵循分離定律。【答案】

A 分離定律的實質是(

)A．F2(子二代)出現性狀分離B．F2性狀分離比是3∶1C．成對的控制相對性狀的遺傳因子彼此分離D．測交后代性狀分離比為1∶1解析：分離定律的實質是指體細胞中成對的控制相對性狀的遺傳因子在形成配子時彼此分離。答案：C變式訓練41.隱性純合突破法例如：綿羊的白色由顯性基因(B)控制，黑色由隱性基因(b)控制。現有一只白色的公羊和白色的母羊生了一只黑色的小羊。試問：公羊和母羊的遺傳因子組成分別是什么？他們生的那只黑色小羊又是什么遺傳因子組成？解讀5遺傳規律的解題思路及實例分析

(1)根據題意列出遺傳圖解因為白色(B)為顯性，黑色(b)為隱性。雙親為白羊，生下一黑色小羊，根據此條件列出遺傳圖解：P：B_×B_

↓

子代：bb(2)然后從遺傳圖解中出現的隱性純合子突破因為子代為黑色小羊，其遺傳因子組成為bb，它是由精子和卵細胞受精后發育形成的，所以雙親中都有一個b基因，因此雙親遺傳因子組成均為Bb。2．根據后代分離比解題(1)若后代性狀分離比為顯性∶隱性＝3∶1，則雙親一定是雜合子(Bb)，即Bb×Bb→3B_∶1bb。(2)若后代性狀分離比為顯性∶隱性＝1∶1，則雙親一定是測交類型，即Bb×bb→1Bb∶1bb。(3)若后代性狀只有顯性性狀，則雙親至少有一方為顯性純合子，即BB×BB或BB×Bb或BB×bb。 在家鼠中短尾(T)對正常尾(t)為顯性。一只短尾鼠與一只正常尾鼠交配，后代中正常尾與短尾比例相同；而短尾類型相交配，子代中有一類型死亡，能存活的短尾與正常尾之比為2∶1。則不能存活的類型的遺傳因子組成可能是(

)A．TT

B．TtC．tt D．TT或Tt例5【解析】

首先根據“一只短尾鼠與一只正常尾鼠交配后，后代中正常尾與短尾比例相同”推知這是一個測交過程，該短尾鼠遺傳因子組成為(Tt)，能存活；其次短尾遺傳因子組成有TT、Tt兩種類型，而“短尾類型相互交配，子代中有一類型死亡，能存活的短尾與正常尾之比為2∶1”，由于子代出現了正常尾(tt)，所以雜交的短尾鼠遺傳因子組成一定是Tt，根據分離規律，后代：TT∶Tt∶tt＝1∶2∶1；已知，Tt、tt個體能存活，則只有TT個體死亡，且滿足后代短尾(Tt)∶正常(tt)＝2∶1。【答案】

A變式訓練5答案：A

應用創新思維拓展創新探究園地玉米是一種雌雄同株的植物，其頂部開雄花，下部開雌花。在一個育種實驗中，采用A、B兩棵植株進行如圖所示的雜交實驗：實驗一：在雜交Ⅰ中，將植株A的花粉粒轉移到同一植株的雌花上，授粉后，雌花發育成穗軸上的玉米粒。實驗二：在雜交Ⅱ中，植株B的花粉粒被轉移到同一植株的雌花上，進行授粉。實驗三：在雜交Ⅲ中，植株A的花粉粒被轉移到與植株B具有相同的遺傳因子組成的另一植株的雌花上進行授粉。上述三種雜交所獲得玉米粒的顏色如下表所示：(1)在玉米粒顏色這一對相對性狀中，隱性性狀是________，其理由是___________________________________。(2)用G代表顯性性狀，g代表隱性性狀，則植株A的遺傳因子組成為________，B的遺傳因子組成為________。雜交Ⅰ的子代中，紫紅玉米粒的遺傳因子組成是__________________。雜交紫紅玉米粒黃玉米粒Ⅰ587196Ⅱ0823Ⅲ412396(3)雜交Ⅰ的子代中，紫紅玉米粒中雜合子所占比例為________。【解析】

由題意可推知，植株A的遺傳因子組成為Gg；雜交Ⅱ為植株B自交，結果為黃玉米粒，可確定植株B的基因型為gg；雜交Ⅲ中植株A與和植株B具有相同遺傳因子的另一植株雜交，得到后代紫紅∶黃色＝1∶1，為測交實驗，可進一步確定對上述基因型的推斷是正確的。雜交Ⅰ所得紫紅玉米粒中1/3為GG,2/3為Gg。【答案】

(1)黃色從雜交Ⅰ可知，植株A自交，后代出現性狀分離，且紫紅玉米粒∶黃玉米粒≈3∶1，說明紫紅色是顯性性狀，黃色是隱性性狀(2)Gg

gg

GG、Gg

(3)2/3基礎鞏固當堂驗收隨堂演練廣場1.(2016·福建泉州期末)下列屬于一對相對性狀的是(

)A．人的單眼皮和小眼睛B．棉花的細絨與長絨C．貓的爪長與狗的爪短

D．兔的長毛與短毛解析：相對性狀是指同種生物相同性狀的不同表現類型。答案：D2．(2016·遼寧師大附中高一期末)已知一批基因型為AA和Aa的豌豆種子，其數目之比為1∶2，將這批種子種下，自然狀態下(假設結實率相同)其子一代中基因型為AA、Aa、aa的種子數之比為(

)A．3∶2∶1 B．1∶2∶1C．3∶5∶1 D．4∶4∶1答案：A3．(2016·河北衡水中學高一調研)兩株高莖豌豆雜交，F1中既有高莖又有矮莖