人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 孟德尔的豌豆杂交实验（二）学案及答案

第1课时　豌豆杂交实验过程及解释

课堂互动探究案

课程标准

阐明有性生殖中遗传因子的分离使得子代的遗传因子组成有多种可能，并可由此预测子代的遗传性状

素养达成

1.利用结构和功能观解释用豌豆做遗传实验的优点，并掌握相关的基本操作。(生命观念)

2．运用演绎与推理的方法阐明孟德尔一对相对性状的杂交实验过程，提升科学探究能力。(科学探究)

3．通过对比分析、绘制图解和举例等方式掌握本节相关遗传学概念及遗传图谱的规范书写。(科学思维)

设疑激趣

19世纪中期，在奥地利的一所修道院里一块不足240平方米的空地上，一位叫孟德尔的年轻人种下了豌豆、山柳菊、玉米等多种植物。在这些植物中，豌豆显得特别的与众不同，它们的“个儿”有高有矮，花色有紫有白，种子有圆有皱，子叶有黄有绿。这在遗传学中称作什么？为什么会出现这些不同？

夯基提能·分层突破——互动·探究·智涂

学习主题一　一对相对性状的杂交实验

活动1　如图为孟德尔关于豌豆一对相对性状的杂交实验的处理方法，请据图思考下列问题：

1．孟德尔选择豌豆作为实验材料有何优点？

2．步骤A是什么？应在何时进行该步骤？进行该操作的目的是什么？

3．图中过程①的含义是什么？该操作要在去雄前还是去雄后再进行？

4．去雄时要注意什么？去雄后及传粉后要将母本的花进行套袋处理，其目的是什么？

5．该杂交实验中，母本和父本分别是哪种豌豆？

6．对单性花的植物进行杂交的基本操作程序也需要去雄→套袋→传粉→套袋处理吗？

7．无论是两性花植物还是单性花植物，在杂交过程中是否都需要套袋？

活动2　下图是孟德尔对豌豆的高茎和矮茎这对相对性状所做的实验，如何判断高茎是显性性状？

活动3　思考并回答一对相对性状的杂交实验相关问题：

1．根据相对性状的概念，对下列实例进行分析判断，并说明理由。

(1)狗的长毛与兔的短毛。

(2)玉米的早熟与晚熟。

2．根据孟德尔一对相对性状的杂交实验，讨论分析下列问题：

(1)若F2共获得20株豌豆，矮茎个体一定是5株吗？说明原因。

(2)高茎和矮茎豌豆杂交，后代出现了高茎和矮茎，该现象属于性状分离吗？为什么？

归纳提升

1．相对性状的区分要抓住两“同”，一“不同”

(1)两个“同”：同一种生物，同一 种 性 状。

(2)一个“不同”：不同表现类型。如豌豆(同种生物)的高茎和矮茎(同一性状，高度不同)为一对相对性状。

2．两性花与单性花的区分

两性花：一朵花中既有雌蕊又有雄蕊的花。

单性花：一朵花中只有雌蕊或雄蕊的花。

3．豌豆为雌雄同株植物，进行自花传粉、闭花受粉，自然状态下都是自交。孟德尔的豌豆杂交实验是人工杂交，在花蕾期人工去雄并套袋。

知识贴士

F2中高茎和矮茎的数量比为3∶1，该数值是统计分析的结果，统计数量越多越接近3∶1，否则可能偏离这一比例。

1.杂交实验步骤

人工异花传粉过程：

2．杂交实验中几个重要概念

(1)

(2)

(3)

(4)交配类

3.相对性状中显、隐性的判断(设A、B为一对相对性状)

(1)定义法(杂交法)

①若A×B―→子代全A，则A为显性，B为隐性。

②若A×B―→子代全B，则B为显性，A为隐性。

③若A×B―→子代既有B，又有A，则无法判断显隐性，只能采用自交法。

(2)自交法

①若A 既有A，又有B，则A为显性，B为隐性。

②若B既有A，又有B，则B为显性，A为隐性。

(3)根据子代性状分离比判断：具有一对相对性状的亲本杂交→F2性状分离比为3∶1→分离比占3/4的性状为显性性状。

1．(合格考)用豌豆进行遗传实验时，下列操作错误的是(　　)

A.杂交时，需在开花前除去母本的雄蕊

B.自交时，雌蕊和雄蕊都无需除去

C.杂交时，需在花粉成熟前除去母本的雌蕊

D.人工授粉后，应套袋

2．(合格考)下列属于相对性状的是(　　)

A.乔丹的身高和体重

B.豌豆的圆粒和黄色

C.兔子的长毛和黑毛

D.水稻的高秆和矮秆

3．(等级考)下列有关孟德尔豌豆杂交实验的叙述，正确的是(　　)

A.孟德尔在豌豆开花时进行去雄和人工授粉，实现了亲本间的杂交

B.孟德尔研究豌豆花的构造，但无须考虑雌蕊、雄蕊的发育程度

C.用豌豆做杂交实验需要高茎豌豆作父本，矮茎豌豆作母本

D.孟德尔利用了豌豆自花传粉、闭花受粉的特性

4．(等级考)下列一对亲本杂交的实验中，能判定紫花和白花显隐性关系的是(　　)

①紫花×紫花——紫花

②紫花×紫花——301紫花＋110白花

③紫花×白花——紫花

④紫花×白花——98紫花＋107白花

A.①和②    B．②和③

C.③和④    D．①和④

学习主题二　对分离现象的解释

活动1　孟德尔在一对相对性状的杂交实验中发现问题，然后提出假说，再进行实验验证，回答下列相关问题：

1．孟德尔通过杂交实验提出了什么问题？他又是提出怎样的假说来解释所提出的问题？

2．孟德尔提出的四点假说中，如果有一条不满足，例如雌雄配子的结合不是随机的，则F2会不会出现3∶1的性状分离比？

3．如果一次获得的子代个体数量过少，F2中的性状分离比会怎样？

4．F2高茎豌豆中，杂合子理论上占多大比例？

活动2　在进行豌豆杂交实验时，孟德尔选择了子叶颜色这一对相对性状，其中豌豆子叶黄色(Y)对绿色(y)为显性。下面是孟德尔用纯合亲本杂交得到的子一代(F1)自交，实验遗传图解如下：

1．图中Y、y两种雄配子的数目是否相等？雄配子Y与雌配子Y数目是否相等？

2．表中①②③的遗传因子组成和性状表现分别是怎样的？

3．F2中纯合子和杂合子所占的比例分别是多少？F2的子叶黄色豌豆中纯合子和杂合子所占比例又分别是多少？

活动3　对分离现象的解释

根据纯合子、杂合子的概念判断下列说法是否正确，说明理由。

1．纯合子自交后代一定是纯合子。

2．纯合子杂交后代一定是纯合子。

3．杂合子自交后代一定是杂合子。

名师提醒

规范的遗传图解需要写出哪些内容？

(1)在图解的左侧注明P、F1、F2……

(2)写出P、F1、F2等世代的性状表现类型和遗传因子组成，以及除最后一代外的各世代产生配子的情况，方法是由亲本产生的配子得出子代的遗传因子组成，再由遗传因子组成确定其性状表现。

(3)写出最后一代(F1或F2等)的相关比例。

(4)用、×表示交配类型，用箭头表示遗传因子在上下代之间的传递关系，用相交线或棋盘格的形式表示配子结合的情况。

易错警示

误认为隐性遗传因子控制的性状不会表现出来

由于遗传因子是成对存在的，遗传因子有显性和隐性之分。当一个显性遗传因子和一个隐性遗传因子同时存在时，显性遗传因子控制的性状表现出来，而隐性遗传因子所控制的性状被掩盖，并不表现，但是这个隐性遗传因子并没有受到影响，仍然能够遗传下去。当两个隐性遗传因子在一起时，它所控制的性状就表现出来。因此，不能说隐性遗传因子控制的性状一定不能表现。

知识贴士

相对性状中的性状表现并不都只有两种，还可能有多种。例如：人的ABO血型系统中有A型、B型、AB型和O型四种性状表现。

1.杂交实验的遗传图解

遗传图解的写法一般有下面两种：

(1)相交线法(如图所示)

(2)棋盘格法：和相交线法的区别在于F2的写法不同(如图所示)。

2．概念辨析：纯合子和杂合子

(1)纯合子：也叫纯合体或纯种，指遗传因子组成相同的个体，如DD或dd。

(2)杂合子：也叫杂合体或杂种，指遗传因子组成不同的个体，如Dd。

(3)纯合子能稳定遗传，即纯合子自交后代不会发生性状分离；杂合子不能稳定遗传，即杂合子自交后代会发生性状分离。

1．(合格考)孟德尔对分离现象的原因提出了假说，下列不属于该假说内容的是(　　)

A．杂种F1自交后代会产生3∶1的性状分离比

B．豌豆种子的圆粒和皱粒是由一对遗传因子控制的

C．形成下一代新的植株时，雌雄配子的结合是随机的

D．植物配子中只含有每对遗传因子中的一个

2．(合格考)遗传因子组成为Aa的植物体产生的雌雄配子的数量比是(　　)

A．雌配子∶雄配子＝1∶1

B．雄配子A∶雌配子a＝1∶1

C．雄配子∶雌配子＝3∶1

D．雄配子比雌配子多

3．(合格考)一某病基因携带者(男)与一该病患者(女)结婚，某同学将这对夫妇产生子代的情况绘制成遗传图解(如图)，下列对该遗传图解的评价不合理的是(　　)

A.漏写亲本的性状表现类型

B．漏写杂交符号“×”

C．卵细胞的类型应该只写一个a

D．错写F1的性状表现类型的比例

4．(等级考)下列关于纯合子和杂合子的叙述，不正确的是(　　)

A．杂合子与纯合子杂交，产生的后代不一定是杂合子

B．两个杂合子杂交，产生的后代仍是杂合子

C．杂合子不能稳定遗传，后代性状会发生分离

D．杂合子至少含有显性遗传因子和隐性遗传因子

强化落实·学业达标——归纳·提升·素养

网络建构

主干落实

1.豌豆作为实验材料的优点：自花传粉和闭花受粉，自然状态下一般为纯种；具有易于区分的相对性状。

2．具有相对性状的纯合亲本杂交，F1表现出的性状为显性性状。

3．在一对相对性状的杂交实验中，F2的性状分离比为3∶1；在测交实验中，测交后代性状比为1∶1。

4．显、隐性性状的判断方法

(1)具有相对性状的亲本杂交，若子代只出现一种性状，则该性状为显性性状。

(2)具有相同性状的亲本杂交，若子代出现不同性状，则新出现的性状为隐性性状。

高效课堂·实践运用——巩固·达标·反馈

1.下列性状中属于相对性状的是(　　)

A．猫的蓝眼和白毛

B．棉花的细绒和长绒

C．兔的身高和体重

D．豌豆花位置的腋生和顶生

2．玉米的紫粒和黄粒是一对相对性状，某一品系X为黄粒玉米，若自花传粉，后代全为黄粒；若接受另一品系Y紫粒玉米的花粉，后代既有黄粒，也有紫粒。下列有关分析正确的是(　　)

A.紫粒是显性性状　　　B．黄粒是显性性状

C．品系X是杂种      D．品系Y是纯种

3．杂合子高茎豌豆自交，后代中已有15株高茎，第16株豌豆的表型(　　)

A．一定为矮茎          B．一定为高茎

C．是矮茎的可能性大    D．是高茎的可能性大

4．豌豆的高茎(D)对矮茎(d)为一对相对性状，仔细观察下列实验过程图解，回答相关问题：

(1)该实验的亲本中，父本是________。

(2)操作①叫做________。

(3)操作②叫做________，此项处理后必须对母本的雌蕊进行________，其目的是防止其他豌豆花粉的干扰。

(4)在当年母本植株上所结出的种子为子一代(或F1)，其遗传因子组成为________，若将其种下去，长成的植株表现为________茎。

疑难解答·全程培优——释疑·解惑·教材

教材第2页►【问题探讨】

1．粉色。因为按照融合遗传的观点，两个亲本杂交后，双亲的遗传物质会在子代体内发生混合，使子代表现出介于双亲之间的性状，即红色和白色的混合色——粉色。

2．提示：此问题是开放性问题，目的是引导学生观察、分析身边的生物遗传现象，学生可以通过对遗传实例的分析，辨析融合遗传观点是否正确。

第1课时　豌豆杂交实验过程及解释

夯基提能·分层突破

学习主题一

【师问导学】

活动1

1．提示：豌豆在自然状态下都是纯种；豌豆具有容易区分的相对性状；豌豆一次产生的子代数量较多，便于用统计学的方法记录并分析结果。

2．提示：步骤A是去雄；豌豆是闭花受粉，应该在花粉成熟前进行；目的是防止自花受粉。

3．提示：①的含义是人工传粉，传粉要在去雄后进行。

4．提示：去雄要在花成熟前进行，且去雄要彻底、干净；套袋处理的目的是避免外来花粉的影响。

5．提示：该杂交实验中，去雄的豌豆为母本，供应花粉的豌豆为父本。

6．提示：单性花只有雌蕊或雄蕊，不需要进行去雄，对单性花的植物进行杂交的基本操作程序是套袋→传粉→套袋。

7．提示：无论是两性花植物还是单性花植物，在杂交过程中都需要套袋，其目的是避免外来花粉的干扰。

活动2

提示：纯合高茎和矮茎杂交，F1中显现出来的性状为显性性状(高茎)，F1中未显现出来的性状为隐性性状(矮茎)。

活动3

1．(1)提示：不是。狗与兔不属于同一种生物。

(2)提示：是。早熟与晚熟是玉米成熟这一性状的不同表现类型。

2．(1)提示：不一定。样本数量太少，不一定完全符合3∶1的分离比，孟德尔实验中的比例是在实验材料足够多的情况下得出的。

(2)提示：不属于。因为性状分离是杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象。

【过程评价】

1．解析：豌豆是严格的自花传粉和闭花受粉植物，要想实现不同个体的杂交，必须对母本去雄，避免自花传粉，而对母本去雄一定要在花粉成熟前去除全部雄蕊，只保留雌蕊。

答案：C

2．解析：乔丹的身高和体重符合“同种生物”，但不符合“同一性状”，不属于相对性状，A错误；豌豆的圆粒和黄色符合“同种生物”，但不符合“同一性状”，不属于相对性状，B错误；兔子的长毛和黑毛符合“同种生物”，但不符合“同一性状”，不属于相对性状，C错误；水稻的高秆和矮秆符合“同种生物”和“同一性状”，属于相对性状，D正确。

答案：D

3．解析：进行实验时，要考虑雌蕊和雄蕊的发育程度，在花蕾期雌蕊未成熟时进行去雄、套袋，待雌蕊成熟时进行人工授粉，以确保实现亲本杂交，A、B错误；孟德尔豌豆杂交实验中，不一定要以高茎豌豆作父本，矮茎豌豆作母本，C错误；孟德尔选用豌豆作为实验材料，利用了豌豆自花传粉、闭花受粉的特性，这样可避免外来花粉的干扰，D正确。

答案：D

4．解析：设控制紫花和白花的相关遗传因子用A、a表示。①紫花×紫花→紫花，亲子代性状一致，可能是AA×AA→AA，也可能是aa×aa→aa，所以无法判断显隐性关系，①错误；②紫花×紫花→301紫花＋110白花，紫花与紫花杂交，后代出现了白花，所以白花为隐性性状，紫花为显性性状，②正确；③紫花×白花→紫花，具有相对性状的亲本杂交，子代出现的性状是显性性状，没有出现的性状是隐性性状，所以紫花为显性性状，白花为隐性性状，③正确；④紫花×白花→98紫花＋107白花，说明亲本之一为杂合子，另一为隐性纯合子，但不能判定紫花和白花显隐性关系，④错误。综上所述②和③可以判断出显隐性关系。

答案：B

学习主题二

【师问导学】

活动1

1．提示：提出的问题是：是什么原因导致F1只表现高茎，但F2同时出现了高茎和矮茎豌豆，且性状分离比是高茎∶矮茎＝3∶1?

提出的假说：①遗传因子决定生物的性状；②遗传因子在体细胞中成对存在；③形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入到不同的配子中；④受精时，雌雄配子随机结合。

2．提示：不会。

3．提示：F2不一定出现3∶1的性状分离比。

4．提示：理论上高茎豌豆中，杂合子Dd占2/3。

活动2

1．提示：Y、y两种雄配子的数目是相等的；但是由于雄配子要多于雌配子，所以雄配子Y要远多于雌配子Y。

2．提示：①和②均为Yy，表现为黄色子叶；③为yy，表现为绿色子叶。

3．提示：F2中纯合子和杂合子所占比例分别是1/2和1/2；F2的子叶黄色豌豆中纯合子和杂合子所占比例分别是1/3和2/3。

活动3

1．提示：正确。纯合子只能产生一种类型的配子，相同类型的雌雄配子随机结合，形成合子发育成的个体一定是纯合子。

2．提示：错误。显性纯合子与隐性纯合子杂交后代全为杂合子。

3．提示：错误。杂合子自交，后代中既有纯合子也有杂合子，各占1/2。

【过程评价】

1．解析：杂种F1自交后代会产生3∶1的性状分离比是实验结果，不属于假说内容，A错误；孟德尔认为生物的性状是由遗传因子决定的，如豌豆种子的圆粒和皱粒是由一对遗传因子控制的，B正确；孟德尔认为形成下一代新的植株时，受精时，雌雄配子的结合是随机的，C正确；孟德尔认为生物体在形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中，配子只含每对遗传因子中的一个，如植物的花粉(或精子)中的遗传因子只有体细胞的一半，D正确。

答案：A

2．解析：遗传因子组成为Aa的个体产生两种类型的配子，其比例为1∶1，是指雄配子中A∶a＝1∶1，雌配子中A∶a＝1∶1。植物体产生雄配子的数量远多于雌配子的数量。

答案：D

3．解析：书写遗传图解时，亲本的性状表现类型应注明，A不符合题意；亲本之间的杂交符号(×)不能缺少，B不符合题意；在遗传图解中，当生物体产生的生殖细胞类型相同时，只需写出一个，C不符合题意；F1的性状表现类型的比例是正确的，D符合题意。

答案：D

4．解析：两个杂合子杂交，其后代不一定是杂合子，如Aa×Aa，后代有1/4AA、1/4aa，即有1/2是纯合子。

答案：B

高效课堂·实践运用

1．解析：相对性状是指同种生物同一性状的不同表现类型。猫的蓝眼和白毛、棉花的细绒和长绒、兔的身高和体重均不属于同一性状的不同表现类型；豌豆花位置的腋生和顶生属于同一性状的不同表现类型，属于相对性状。

答案：D

2．解析：品系X自花传粉后代全为黄粒，说明品系X是纯种；接受品系Y紫粒玉米的花粉，后代有黄粒和紫粒，说明紫粒为显性性状，黄粒为隐性性状，品系Y是杂种。

答案：A

3．解析：杂合子高茎豌豆自交，后代表型理论值是高茎∶矮茎＝3∶1，即高茎的可能性为3/4，又因为自交后代彼此独立，互不影响，故第16株为高茎的可能性也为3/4，矮茎的可能性为1/4。

答案：D

4．解析：如图是豌豆的一对相对性状遗传实验过程图解，其中①为去雄过程，②为人工异花传粉过程。人工异花授粉过程为：去雄(在花蕾期对作为母本的植株去掉雄蕊，且去雄要彻底)→套上纸袋(避免外来花粉的干扰)→人工异花授粉(待花成熟时，采集另一株植株的花粉涂在去雄花的柱头上)→套上纸袋。

(1)在豌豆杂交实验中，父本矮茎植株，是提供花粉的植株，母本即高茎植株，是接受花粉的植株。

(2)根据图示可知操作①是去雄，此项处理必须在豌豆自然授粉之前进行。

(3)操作②是人工传粉，处理后必须对母本的雌蕊进行套袋处理，防止其他豌豆花粉的干扰。

(4)在当年母本植株上所结出的种子为子一代，其遗传因子组成为Dd，若将其种下去，长成的植株表现为高茎。

答案：(1)矮茎豌豆

(2)去雄

(3)人工传粉　套袋处理

(4)Dd　高