2016-2017版高中生物 第2單元 遺傳的基本定律 第1章 基因的分離規(guī)律 第1節(jié) 孟德爾遺傳試驗的科學方法學案 中圖版必修2

第一章基因的分離規(guī)律第一節(jié)孟德爾遺傳試驗的科學方法1分析孟德爾遺傳試驗的科學方法。(重難點)2理解選用豌豆作為實驗材料的原因。(重點)恰 當 地 選 擇 實 驗 材 料1選用豌豆作為實驗材料的優(yōu)點(1)嚴格的自花授粉植物，不受外界花粉的干擾。(2)花大，容易去雄和人工授粉。(3)具有穩(wěn)定的、可以明顯區(qū)分的相對性狀。2人工雜交實驗操作去雄套袋人工傳粉再套袋。合作探討探討1：人的耳垂有無與拇指彎曲與否彼此間是否屬相對性狀？為什么？提示：不屬于相對性狀，必須針對同類性狀。耳垂有無與拇指彎曲屬不同性狀。探討2：人工去雄是針對母本還是父本？去雄后為何還要“套袋”？提示：針對母本(圖中高莖花為母本)，套袋的目的在于防止外來花粉的干擾。探討3：用豌豆作雜交實驗材料最大的優(yōu)勢是什么？提示：豌豆是嚴格的自花授粉植物，并具閉花授粉特點，而且相對性狀明顯，故在自然狀態(tài)下都是純種，用其作雜交實驗材料，結(jié)果既可靠，又易于分析。思維升華1性狀遺傳學上，把生物所表現(xiàn)的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理特征和行為方式統(tǒng)稱為性狀，如豌豆的花色、種子形狀、子葉顏色、豆莢形狀和株高等。2相同性狀同種生物同類性狀(如花的顏色、莖的高矮、種子形狀等)，若表現(xiàn)一致即為相同性狀，如同為高莖豌豆，或同為開紫花或同為結(jié)“圓滑”籽粒等。3相對性狀相對性狀3個條件，即兩“同”一“不同”4相對性狀的判斷實例舉例是否為相對性狀判斷理由牛的有角與山羊的無角否屬不同生物家兔的長毛與細毛否毛長短與毛粗細屬不同性狀甲蠶豆的紅花與乙蠶豆的紅花否紅花與紅花雖屬相同性狀但不是“不同表現(xiàn)”甲小鼠的灰毛與乙小鼠的白毛是屬同種生物(均為小鼠)同一性狀(均為毛色性狀)不同表現(xiàn)(一方為“灰毛”，另一方為“白毛”)5.人工去雄與人工授粉(1)人工去雄：去雄就是把母本植株上的花在未開之前，用鑷子將花藥或整個雄蕊摘除，以防止自花授粉。(2)人工授粉：待母本上的雌蕊成熟后，將另一品種上雄蕊產(chǎn)生的花粉用毛刷涂在雌蕊的柱頭上。這樣，兩個品種的豌豆間就完成了雜交過程。值得注意的是，去雄和人工授粉后，必須進行套袋保護，以防止花粉丟失和混交。1下列性狀中，不屬于相對性狀的是()A果蠅的長翅與殘翅B狗的長毛與卷毛C豌豆的圓粒與皺粒D金魚草的紅花與粉花【解析】長毛與卷毛不是同一種性狀。狗的長毛與短毛、卷毛和直毛屬于相對性狀?！敬鸢浮緽2下列各項中屬于相對性狀的是()【導學號：73730017】A玉米的黃粒和圓粒B家雞的長腿和毛腿C綿羊的白毛和黑毛D豌豆的高莖和豆莢的綠色【解析】相對性狀必須是同種生物同一種性狀的不同表現(xiàn)類型。A項中黃和圓不是同種性狀，不屬于相對性狀，但玉米的黃粒和綠粒、圓粒和皺粒屬于相對性狀。B項中的長腿和毛腿不是同一種性狀，而家雞的長腿和短腿、毛腿和光腿屬于相對性狀。D項中的高莖和豆莢的綠色不是同一種性狀。【答案】C|第二單元遺傳的基本規(guī)律孟 德 爾 科 學 實 驗 的 方 法1巧妙運用由簡到繁的方法(1)孟德爾在眾多的相對性狀中，首先針對一對相對性狀進行研究，通過單因子分析，發(fā)現(xiàn)了基因的分離規(guī)律。(2)當一對相對性狀的遺傳規(guī)律研究清楚后，由簡到繁，進一步同時研究了兩對以至多對相對性狀，最終發(fā)現(xiàn)了基因的自由組合規(guī)律。2合理地運用數(shù)理統(tǒng)計(1)孟德爾對所研究的性狀進行觀察，并詳細記錄了不同性狀在各代出現(xiàn)的數(shù)據(jù)，研究目的性狀在各代間是如何傳遞的。為此孟德爾巧妙地引入了數(shù)理統(tǒng)計的方法處理這些數(shù)據(jù)。(2)孟德爾一對相對性狀的雜交實驗中，將得到的子二代不同性狀的數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)量統(tǒng)計處理后，都接近31的比例關系。在同時研究兩對性狀時，得出了9331的比例關系。(3)后人在繼續(xù)研究中發(fā)現(xiàn)，只有滿足大樣本的條件，才能夠?qū)崿F(xiàn)孟德爾數(shù)理統(tǒng)計的比例關系。(4)孟德爾成功地運用數(shù)理統(tǒng)計的方法來研究生物的遺傳問題，從而把遺傳學研究從單純的描述推進到定量的計算分析，化無形為有形，開拓了遺傳學研究的新途徑。3嚴密地假說演繹針對已有事實發(fā)現(xiàn)問題提出假說設計實驗驗證假說，并在不同植物的雜交實驗中分別驗證假說的正確性普遍規(guī)律。合作探討探討1：概括說明孟德爾獨特的研究思路和科學的研究方法。提示：孟德爾獨特的研究思路和科學的研究方法可概括為恰當?shù)剡x擇實驗材料、巧妙地運用由簡到繁的方法、合理地運用數(shù)理統(tǒng)計、嚴密地假說演繹。探討2：若選擇細菌作雜交實驗材料是否可行？為什么？提示：不可行，細菌是原核生物，只進行無性生殖，不進行有性生殖，故不可被用作雜交實驗材料。思維升華1科學研究的一般過程提出問題收集與問題有關的資料和數(shù)據(jù)提出假說驗證假說發(fā)現(xiàn)規(guī)律、得出結(jié)論應用規(guī)律和結(jié)論2生物學研究的基本方法觀察法、實驗法、分類法、模型法、調(diào)查法和假說演繹方法等。3孟德爾成功的原因分析(1)科學選擇了豌豆作為實驗材料。(2)采用由單因素到多因素的研究方法。(3)應用了數(shù)理統(tǒng)計方法對實驗結(jié)果進行統(tǒng)計分析。(4)科學設計了實驗程序。即在對大量實驗數(shù)據(jù)進行分析的基礎上，提出合理假說，運用假說演繹法進行合理推理演繹并設計實驗驗證假說。4概率運算的兩大基本法則(1)加法定理：兩個互不相容的事件A與B的和的概率，等于事件A與B的概率之和，即P(AB)P(A)P(B)。例如，豌豆豆粒顏色是“黃色”或“綠色”的概率是它們各自的概率之和(其和為1)。(2)乘法定理：兩個(或兩個以上)獨立事件同時出現(xiàn)的概率是它們各自概率的乘積，即P(AB)P(A)·P(B)。例如，豌豆豆粒出現(xiàn)“黃色”同時又出現(xiàn)“圓?！钡母怕适撬鼈兏髯愿怕手e。5孟德爾規(guī)律的適用范圍孟德爾規(guī)律僅適用于滿足如下三個條件的生物。(1)必須是真核生物一切原核生物(如細菌、藍藻)均不適用。(2)必須是有性生殖進行無性生殖(如組織培養(yǎng)、扦插、壓條、嫁接、分裂繁殖等)的生物均不適合。(3)必須是核基因的遺傳只有染色體上的基因，在有性生殖時才遵循孟德爾規(guī)律，細胞質(zhì)(線粒體、葉綠體)DNA上的基因，其遺傳不遵循孟德爾規(guī)律。6關于小樣本問題遺傳規(guī)律是一種數(shù)理統(tǒng)計規(guī)律，只有樣本足夠大，才有規(guī)律性。當子代數(shù)目較少時，不一定符合預期的分離比。如兩只雜合黑豚鼠雜交，生下的4只小豚鼠不一定符合3黑1白，有可能只有黑色或只有白色，也有可能既有黑色又有白色，甚至還可能3白1黑。1假說演繹法的一般程序是()A針對已有事實，發(fā)現(xiàn)問題提出假說設計實驗驗證假說歸納綜合、總結(jié)規(guī)律B個案研究綜合比較提出假說歸納結(jié)論C發(fā)現(xiàn)問題設計實驗提出假說驗證假說歸納綜合、總結(jié)規(guī)律D個案研究發(fā)現(xiàn)問題提出假說歸納綜合【解析】假說演繹法是現(xiàn)代科學研究中常用的一種科學方法。首先在觀察和分析基礎上提出問題，再通過推理和想象提出解釋問題的假說，然后根據(jù)假說進行演繹推理，最后通過實驗檢驗演繹推理的結(jié)論。如果實驗結(jié)果與預期結(jié)論相符，就證明假說正確；反之，則說明假說是錯誤的?！敬鸢浮緼2孟德爾遺傳規(guī)律不適用于原核生物的原因是()原核細胞無成形的細胞核原核細胞無完善的細胞器原核細胞內(nèi)無同源染色體存在原核生物主要進行無性生殖孟德爾時期還未發(fā)現(xiàn)原核生物原核細胞不進行減數(shù)分裂A BC D【解析】孟德爾遺傳規(guī)律研究的是進行有性生殖的真核生物的核基因遺傳。原核生物無同源染色體存在，不進行減數(shù)分裂，主要進行無性生殖，故選C?！敬鸢浮緾1孟德爾通過雜交實驗發(fā)現(xiàn)了遺傳的兩大規(guī)律，孟德爾取得成功的最主要原因是()A嚴謹?shù)募僬f演繹法B恰當?shù)剡x擇實驗材料C合理地運用數(shù)理統(tǒng)計D巧妙地運用由簡到繁的方法【解析】孟德爾成功的最主要原因是使用了嚴謹?shù)募僬f演繹法，發(fā)現(xiàn)并驗證了兩大遺傳規(guī)律?！敬鸢浮緼2下列屬于相對性狀的是() 【導學號：73730018】A狗的長毛和卷毛B兔的長毛和猴的短毛C豌豆的圓粒和黃粒D豌豆的高莖和矮莖【解析】選項分析判斷A狗的長毛和短毛是一對相對性狀，卷毛應和直毛是一對相對性狀，A項錯誤B兔和猴不是同種生物，故無法比較相對性狀，B項錯誤C豌豆的粒形(圓粒和皺粒)和粒色(黃色和綠色)不是相對性狀，C項錯誤D豌豆的高莖和矮莖屬于同種生物同一性狀的不同表現(xiàn)類型，是一對相對性狀，D項正確【答案】D3一對夫婦已生有三個兒子，則他們再生一個女兒的概率是()A. B. C. D1【解析】按大樣本概率，男女性別的比例應為11，但在樣本較少的狀況下，未必符合此統(tǒng)計學概率，故第四個孩子是女兒的概率仍為。【答案】C4用豌豆進行雜交實驗時，不必進行的操作是()A選擇具有相對性狀的親本B自花授粉前除去母本的雄蕊C自花授粉前除去父本的雌蕊D人工授粉后進行套袋處理【解析】解答此題，必須明確豌豆雜交實驗的選擇親本、人工去雄、人工授粉后套袋等一系列程序，對父本的處理是取其花粉，與雌蕊無關?！敬鸢浮緾5某實驗小組利用豌豆模擬了孟德爾雜交實驗，但在統(tǒng)計的54個籽粒中沒有出現(xiàn)孟德爾規(guī)律中的3黃色1綠色比例，卻出現(xiàn)了綠色籽粒比黃色籽粒更多(36個綠色，18個黃色)的“反?！爆F(xiàn)象，其原因是()A該實驗小組所用的豌豆遺傳時不遵循孟德爾規(guī)律B該實驗小組未用黃色植株作母本C該統(tǒng)計結(jié)果表明孟德爾規(guī)律并不具有普遍性D由于統(tǒng)計樣本不夠大，可能出現(xiàn)比例“失衡”現(xiàn)象【解析】31的統(tǒng)計比，必須建立在“大量統(tǒng)計”的基礎上，若統(tǒng)計樣本太少，則未必呈現(xiàn)規(guī)律比。【答案】D學業(yè)分層測評(五)(建議用時：45分鐘)學業(yè)達標1豌豆是一種理想的雜交實驗材料，這是因為()A豌豆是嚴格的自花授粉植物B豌豆花大，容易去雄和人工授粉C豌豆具有穩(wěn)定的、易于區(qū)分的相對性狀D以上都是【答案】D2分別用A和a表示硬幣的正面與背面，已知硬幣每次被拋出后，A或a朝上的概率都是1/2。為了驗證這一結(jié)論，有四位同學做了拋硬幣的實驗。他們的實驗結(jié)果最具有說服力的是()A甲拋了兩次，A/a1B乙拋了20次，A/a1.2C丙拋了200次，A/a0.95D丁拋了2 000次，A/a1.02【解析】拋的次數(shù)越多，實驗結(jié)果中A或a朝上的概率越接近1/2。【答案】D3孟德爾作為遺傳學的奠基人，揭示了遺傳的基本規(guī)律。其成功的原因不包括()A孟德爾選取豌豆這種嚴格自花授粉的植物，作為雜交實驗材料B孟德爾采用數(shù)理統(tǒng)計的方法發(fā)現(xiàn)性狀遺傳的規(guī)律性C孟德爾為驗證自己的假設和推理設計了具有一對相對性狀的純合體雜交實驗D孟德爾運用其獨特的科學思維方式，先從一對相對性狀入手，并對它進行逐代追蹤【解析】孟德爾為驗證假設和推理設計了“測交”實驗?！敬鸢浮緾4下列不屬于相對性狀的是()A豌豆的高莖和矮莖B貓毛色的黑色和白色C人的雙眼皮和單眼皮D羊毛的細毛和長毛【解析】相對性狀是指一種生物的同一種性狀的不同表現(xiàn)類型，故ABC均正確；羊毛的細毛是指毛的粗細性狀，而羊毛中的長毛是指毛的長短性狀，不是同一種性狀，故D錯?！敬鸢浮緿5基因的分離規(guī)律和自由組合規(guī)律分別是由研究幾對相對性狀得出來的()A一對和多對B兩對和一對C兩對和多對 D多對和兩對【解析】基因的分離規(guī)律是由研究一對相對性狀得出的，基因自由組合規(guī)律是由研究兩對或兩對以上的相對性狀得出的。【答案】A6用豌豆進行遺傳實驗時，下列操作錯誤的是()A雜交時，須在自花授粉前除去母本的雄蕊B自交時，雌蕊和雄蕊都無需除去C雜交時，須在自花授粉前除去母本的雌蕊D人工授粉后，應套袋【解析】豌豆為雌雄同株植物，自花傳粉且是閉花授粉，自然狀態(tài)下都是自交，孟德爾的豌豆雜交實驗是人工雜交，在花蕾期人工去雄?！敬鸢浮緾7在孟德爾的豌豆雜交實驗中，必須對母本采取的措施是()開花前人工去雄開花后人工去雄自花授粉前人工去雄去雄后自然授粉去雄后人工授粉授粉后套袋隔離授粉后自然發(fā)育A BC D【解析】豌豆是自花傳粉且閉花授粉植物，在自然情況下，豌豆授粉時是不開花的，因此去雄時間應選在自花授粉前。為防止其他花粉落在母本的柱頭上，去雄后要人工授粉，授粉后要套袋隔離?！敬鸢浮緾8在豌豆雜交實驗中，為防止自花授粉首先應() 【導學號：73730019】A將花粉涂在雌蕊柱頭上B除去未成熟花的雄蕊C采集另一植株的花粉D人工授粉后套上紙袋【解析】為防止自花授粉首先應去雄，然后進行套袋處理?！敬鸢浮緽9下列有關孟德爾豌豆雜交實驗的敘述，正確的是()A孟德爾在豌豆開花時進行去雄和授粉，實現(xiàn)親本的雜交B孟德爾研究豌豆花的構(gòu)造，但無需考慮雌蕊、雄蕊的發(fā)育程度C孟德爾根據(jù)親本中不同個體的表現(xiàn)型來判斷親本是否純合D孟德爾利用了豌豆自花傳粉、閉花授粉的特性【解析】花未成熟時去雄、花成熟時人工授粉，A錯，B錯，據(jù)個體表現(xiàn)型不能判斷親本是否純合，C錯?！敬鸢浮緿10孟德爾在總結(jié)了前人失敗原因的基礎上，運用科學的研究方法，經(jīng)八年觀察研究，成功地總結(jié)出豌豆的性狀遺傳規(guī)律，從而成為遺傳學的奠基人。請完成下列問題。孟德爾選用豌豆作為實驗材料，是因為豌豆各品種的_，而且是_植物，可以避免外來花粉的干擾。研究性狀遺傳時，由簡到繁，先從_對相對性狀著手，然后再研究_相對性狀，以減少干擾。在處理觀察到的數(shù)據(jù)時，應用_方法，得到前人未注意到的子代比例關系。他根據(jù)實驗中得到的數(shù)據(jù)提出了假設，并對此作了驗證實驗，從而發(fā)現(xiàn)了遺傳規(guī)律?！敬鸢浮肯鄬π誀钜子趨^(qū)分自花授粉一兩對以至多對數(shù)理統(tǒng)計能力提升11孟德爾一對相對性狀雜交實驗中統(tǒng)計所得數(shù)據(jù)后，子二代不同性狀的比例為()A31 B51C9331 D121【解析】孟德爾一對相對性狀的雜交實驗中，得到的子二代不同性狀的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后，都接近于31的比例關系?！敬鸢浮緼12以下的各種雜交方式及所采用的處理方式相符合的是()A雜交方式：豌豆屬雌雄同株同花，若高莖×矮莖處理方式：花成熟開放后，母本去雄并套袋B雜交方式：蛇麻屬雌雄異株，若二倍體×四倍體處理方式：一般在開花前先去雄，再套袋隔離C雜交方式：玉米屬雌雄同株異花，若同時正反交處理方式：親本雙方均對雌花套袋，并人工授粉D雜交方式：西瓜屬雌雄同株異花，若四倍體×二倍體處理方式：母本必須去雄，雌雄雙親均要套袋隔離【解析】豌豆為自花傳粉、閉花授粉植物，所以需要在花成熟之前對母本去雄并套袋；蛇麻為雌雄異株植物，西瓜和玉米為雌雄同株異花，所以都不必去雄，可待花成熟前對雌花套袋，待花成熟時，直接人工授粉并套袋隔離，C項正確?！敬鸢浮緾13在遺傳規(guī)律的探索中，達爾文曾用兩側(cè)對稱花和整齊花的金魚草做雜交實驗，他注意到了子一代的花全是兩側(cè)對稱的，子一代自交后，下一代有兩側(cè)對稱花88棵，整齊花37棵。這一點與孟德爾的實驗相同，為什么達爾文沒有發(fā)現(xiàn)基因的分離規(guī)律呢？下列有關原因的敘述中正確的是()A沒有作出假設B對基因的有關知識不熟悉C沒有用豌豆作材料D沒有運用數(shù)理統(tǒng)計法對數(shù)據(jù)進行分析，找出規(guī)律【解析】由于達爾文沒有對性狀遺傳的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計與分析，所以他沒有找出性狀遺傳的規(guī)律。對于B項而言，孟德爾和達爾文對基因的有關知識都不熟悉。C項中孟德爾用豌豆作為材料是他成功的原因之一，但不是絕對原因?！敬鸢浮緿14下圖為豌豆的一對相對性狀遺傳實驗過程圖解，請仔細讀圖后回答下列問題?！緦W號：73730020】(1)該實驗的親本中，父本是_，母本是_。(2)操作叫_，操作叫_；為了確保雜交實驗成功，的操作過程應注意：時間上在_，操作后要_。(3)豌豆莖的高矮是一對_，有高莖和_兩種表現(xiàn)類型，易于區(qū)分，便于研究?！敬鸢浮?1)矮莖的豌豆高莖的豌豆(2)去雄人工授粉花未成熟時套袋(3)相對性狀矮莖15孟德爾運用假說演繹法成功地解釋了一對相對性狀的遺傳實驗，后人將其歸納為分離規(guī)律，下表是孟德爾一對相對性狀雜交實驗中統(tǒng)計所得的數(shù)據(jù)。孟德爾一對相對性狀雜交試驗的統(tǒng)計結(jié)果匯總表請回答(1)孟德爾對上表中數(shù)據(jù)按性狀分別予以歸類記錄，他運用的方法是什么？_。(2)請你將相關比例填入表格中。(3)表中數(shù)據(jù)顯示子一代與子二代在性狀表現(xiàn)及比例方面有何共性？其中比例占優(yōu)勢的是哪一方？_?！窘馕觥?1)孟德爾運用了“數(shù)理統(tǒng)計法”對實驗數(shù)據(jù)進行了分類與統(tǒng)計。(3)表中數(shù)據(jù)顯示，在七對相對性狀的遺傳實驗中，子一代均表現(xiàn)一致，而子二代卻出現(xiàn)雙親性狀，且比例均接近31，其中比例占優(yōu)勢的總是子一代所表現(xiàn)的那種性狀。【答案】(1)數(shù)理統(tǒng)計(2)3.4213.1512.9513.011(3)子一代只表現(xiàn)一方親本的性狀，另一方親本性狀“隱而未現(xiàn)”，子二代出現(xiàn)雙親性狀，且比例接近31；F1所表現(xiàn)的性狀占優(yōu)勢11