第2课时
●教学过程
［课前准备］
1.预习和准备“性状分离比的模拟实验”。
2.设计“性状分离比的模拟实验”实验结果记录表。
3.高茎豌豆与矮茎豌豆杂交实验遗传分析图解。
［情境创设］
实验室屏幕上显示纯种高茎豌豆和纯种矮茎豌豆杂交实验遗传分析图解，同时显示如下问题：（1）孟德尔提出解释F2分离现象假说的基本观点有哪些？（2）你能用孟德尔的假说解释分离现象吗？（3）你能用什么形式来体验孟德尔的假说？
〔答案：（1）（2）略，见本节第1课时“师生互动”和“教师精讲”栏目内容；（3）用性状分离比的模拟实验来体验孟德尔的假说〕
［师生互动］
刚才同学们运用孟德尔对分离现象解释的原理解释了一对相对性状杂交实验的实验现象,特别是对实验现象中F2代出现性状分离的奥妙进行了分析。从中看出同学们对孟德尔分离现象解释的假说有一定的理解。如何进一步去体验孟德尔的假说呢？
生：（异口同声地）做“性状分离比的模拟实验”，（这是课前预习所带来的课堂效应！）
1.性状分离比的模拟实验
师：现在我们来做“性状分离比的模拟实验”，让同学们来体验孟德尔的假说。
生：通过模拟实验，认识和理解遗传因子的分离和配子的随机结合与数量之间的性状关系，从而体验孟德尔的假说。
师：做这个实验的理论依据是什么？请同桌一起讨论,弄清这个问题，以便更好地做好实验。在同学们讨论后，教师作了如下归纳：
总地说，做这个实验的理论依据是：分离定律的原理。具体说就是依据孟德尔对分离现象解释的基本原理进行的。即进行有性生殖的生物（如杂合子）在形成配子时,成对的控制相对性状的遗传因子彼此分离，形成两种类型、比值相等的雌雄配子；受精时，雌雄配子随机结合，且结合的机会相等。所以，F1（杂合子）自交产生的F2会发生性状分离。本实验就是模拟雌雄配子的随机结合的过程而产生的结果（实验现象，即性状分离的事实）来验证孟德尔的假说的。
师：屏幕显示：[Ks5u.com]
下面同学们按课前的准备，进行分组实验，并作好实验记录。实验过程中应注意排除一些影响实验结果的因素。（课前各小组已进行了讨论认知）
教师巡视各小组进行实验的情况。
实验结果记录表（综合各小组设计而制做的,课前每小组分发了两份）
次序
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
统计比例
甲
[高考资源网KS5U.COM]
D∶d=
乙
D∶d=
合子
DD∶Dd∶dd=
次序
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
统计比例
甲
D∶d=
乙
D∶d=
合子
DD∶Dd∶dd=
次序
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36[高考资源网]
37
38
39
统计比例
甲
D∶d=
乙
D∶d=
合子
DD∶Dd∶dd=
次序
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
统计比例
甲
[高考资源网]
D∶d=
乙
D∶d=
合子
DD∶Dd∶dd=
DD占比率为_____________。
各小组统计实验结果 Dd占比率为_____________。
dd占比率为_____________。
DD占比率为_____________。
统计全班实验结果 Dd占比率为_____________。
dd占比率为_____________。
学生分析实验结果讨论实验结论，体验孟德尔的假说。
2.对分离现象解释的验证
前面我们通过“性状分离比的模拟实验”，对遗传因子的分离和配子的随机结合与性状之间数量关系有了进一点的认识。但对分离现象的解释（假说）是否符合实际还是不能确定。于是孟德尔巧妙地设计了测交实验进行验证。
师：什么是测交？大家看书回答。
生：测交是将F1×隐性亲本杂交，用以测定F1遗传因子的组成。
师：假设孟德尔对分离现象的解释是正确的（也就是说孟德尔提出的假说是正确的），请同学们预测一下测交的结果。
生：如果孟德尔提出的假说是正确的，F1（Dd）就应能产生两种类型的生殖细胞。即含有遗传因子D的生殖细胞和含有d的生殖细胞，而隐性亲本（dd）只产生含有d的生殖细胞。雌、雄生殖细胞结合,测交后代是：Dd（高茎）∶dd（矮茎）为1∶1。
师：孟德尔测交实验的结果是怎样的？
生：孟德尔测交实验的结果是：
（F1）Dd（高茎）× dd（矮茎）→ Dd（高茎）∶dd（矮茎）=30∶34≈1∶1
师：请同学们把孟德尔预期的和实际测交结果比较一下，看两者的情况怎么样？
生：（异口同声地）实际测交结果与预期理论值相同。这说明孟德尔对分离现象的解释（即孟德尔提出的假说）是完全正确的。
师：科学研究常用的一种方法叫做什么方法？
生：叫做假说—演绎法。
师：学生看书，弄明什么叫假说—演绎法。想一想，孟德尔在整个豌豆杂交实验过程中是不是运用这种方法的？
生：学生看书，讨论交流。
师：大家知道什么是归纳法吗？
生：归纳法，也即归纳推理。它是从个别的特殊的事物出发，推出关于该类事物的一般原理的结论。其推理方向是由特殊到一般。它与演绎法是相反的。
3.分离定律
师：孟德尔一对相对性状的实验结果及其对实验结果的解释，后人把它归纳为孟德尔第一定律，又称为分离定律。分离定律的实质是什么呢？
生：F1细胞中成对的控制相对性状的遗传因子，在形成生殖细胞时彼此分离，分离后进入不同的配子中,随配子遗传给后代。简言之，分离定律的实质是体细胞中成对的控制相对性状的遗传因子彼此分离。
师：分离定律的内容有哪些？
生：总地来说，分离定律的内容包括两个方面。一是在生物体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；二是在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。
［教师精讲］
同学们，前面我们一起学习了性状分离比的模拟实验和测交实验,在师生互动过程中,我相信大家对以上问题有了一定的理解。下面我想谈谈我的认知,以期能对大家有所帮助。
1.性状分离比的模拟实验，就是模拟F1自交产生F2的性状分离及其比值的情况的。用以体验孟德尔提出的假说。孟德尔是用数学统计的方法来分析实验现象，揭示其内在规律的。因此，在模拟实验中模拟实验成功的次数、重复的次数越多，实验越准确。这是取得实验成功的关键。
2.为了验证对分离现象的解释（即孟德尔提出的假说）是否正确，孟德尔设计了巧妙的、使人折服的测交实验。测交实验的结果证明了其假说是正确的。大家要很好地学习和理解课本P7图1－6：一对相对性状测交实验的分析图解。并能运用测交实验的原理分析解答自然界（即生物界）和人类的一些遗传现象。
3.孟德尔在豌豆杂交实验的全过程中,所运用的科学方法的具体体现是：实验设计（理论认识）→进行实验（观察分析、提出问题）→解释实验（提出假说）→测交实验（验证假说）→对照分析（验证结论）→分析归纳（总结规律——分离定律）。这就是孟德尔在杂交实验过程中所表现出的严密的逻辑思维过程。这种逻辑思维方法叫假说—演绎法。同学们，我们应该认真学习领会，懂得从事科学研究（或科学实验）必须要有像孟德尔那样的科学精神、科学态度和科学方法啊！你们说对吗？！（课室内发出一致的声音：对！）
［评价反馈］
1.在“性状分离比的模拟实验”中代表各种雌、雄配子的小球大小、形状、质地、重量等方面应彼此_____________。
解析：此题考查性状分离比的模拟实验应注意避免人为误差问题。性状分离比的模拟实验所用的小球应该大小一致、质地统一、手感相同、重量相等等均彼此相同，以避免人为的误差。
答案：相同
2.某同学接连抓取三次小球的组合都是Dd，则他第4次抓取是Dd的几率是
A.1/4 B.1/2 C.0 D.1
解析：此题考查分离定律中产生的F1的雌、雄配子随机组合的几率。从甲桶内随手抓取D小球的可能性为1/2，同理从乙桶内抓取d小球可能性为1/2，两者结合在一起的可能性为1/2×1/2=1/4；同样从甲桶内抓取d小球、从乙桶内抓取小球D的可能性各为1/2，两者结合在一起的可能性为1/4。因而从两桶内抓取小球Dd组合的可能性为1/4+1/4=1/2。每一次抓取都是独立的,对下一次抓取无影响，尽管该同学前三次抓取的都是Dd，第4次抓取是Dd的几率依然为1/2。
答案：B
3.在“性状分离比的模拟实验”中，每次抓取统计过的小球都要重新放回桶内，其原因是
A.表示两种配子的数目要相等 B.避免小球的丢失
C.小球可能再次使用 D.避免人为误差
解析：此题考查F1产生的雌雄配子的类型、数目的有关知识。小球重新放回,能保证每次抓取小球时，成对的、控制相对相对性状的遗传因子分离，形成数目相等的两种配子（小球）。
答案：A
4.分离定律的实质是
A.F2（子二代）出现性状分离
B.F2性状分离比是3∶1
C.成对的控制相对性状的遗传因子彼此分离
D.测交后代性状分离比为1∶1
解析：此题考查分离定律的实质。遗传规律是通过相对性状的传递规律的研究而总结出来的。其核心问题是指个体形成配子时遗传因子的传递情况。分离定律的实质是指杂种形成配子时，成对的遗传因子彼此分离。故A、B、D等三个选项不符合题目要求，而只有C选项才符合题意。
答案：C
5.采用以下哪一组方法，可以依次解决①～④中的遗传问题
①鉴定一只白羊是否纯种 ②在一对相对性状中区分显、隐性 ③不断提高小麦抗病品种的纯合度 ④检验杂种子一代的遗传因子的组成
A.杂交、自交、测交、测交 B.杂交、杂交、杂交、测交
C.测交、杂交、自交、测交 D.测交、测交、杂交、自交
解析：此题考查对杂交、自交、测交概念的理解。鉴定某生物是否为纯种，对于植物来说可采用自交和测交的方法，自交方法最简便，对于动物则只能用测交方法。要区分某种生物相对性状的显、隐关系，可让某生物进行杂交，若是相同性状的个体杂交，子代出现性状分离，则又出现的性状为隐性性状；若相对性状的同种生物个体杂交，子代出现的性状为显性性状。不断地自交可明显提高生物品种的纯合度。测交是可以用来鉴定显性性状个体的遗传因子的组成的方法。
答案：C
［课堂小结］
课堂知识结构
［布置作业］
课本P8拓展题1、2、3。
［课后拓展］
1.水稻的非糯性对糯性为显性，将纯非糯性品种与糯性品种杂交得F1，取F1的花粉用碘液染色；凡非糯性花粉呈蓝色，糯性花粉呈棕红色，在显微镜下观察这两种花粉的微粒，非糯性与糯性的比例为
A.1∶1 B.1∶2 C.2∶1 D.不成比例
解析：此题考查基因分离定律的实质。将纯种非糯性品种（AA）与糯性品种（aa）杂交得F1的遗传因子的组成为Aa，表现为非糯性。A与a是一对控制相对性状的遗传因子，在F1形成配子时分离，分别进入到不同配子中，形成两种配子。其比值为1∶1，即含非糯性遗传因子A与含糯性遗传因子a的配子之比为1∶1。
答案：A
2.有一对表现正常的夫妇，男方的父亲是白化病患者，女方的弟弟也是白化病患者，但女方双亲表现正常。这对夫妇生出白化病的孩子的概率是
A.1/2 B.2/3 C.1/4 D.1/6[高考资源网KS5U.COM]
解析：此题考查基因分离定律的应用。表现正常的夫妇，男方的父亲是白化病（aa），则男方的遗传因子的组成应为Aa，女方的弟弟是白化病（aa），则可推知女方的双亲的遗传因子为Aa×Aa,生出女方正常的遗传因子为1/3AA或2/3Aa。则这对夫妇生出白化病孩子的概率为：（2/3×1/2）×1/2=1/6。
答案：D
3.蜜蜂的体色褐色对黑色为显性，控制一对相对性状的遗传因子在常染色体上。现有褐色雄蜂与黑色雌蜂杂交，则F1蜜蜂体色是
A.全部是褐色
B.褐色∶黑色=3∶1
C.雌蜂和工蜂都是褐色，雄蜂都是黑色
D.雌蜂和工蜂都是黑色，雄蜂都是褐色
解析：此题考查基因的分离定律和蜜蜂的发育。雄蜂是由未受精的卵细胞发育而成，而蜂王和工蜂则是由受精卵发育而成。依据题意可知褐色雄蜂的体细胞的遗传因子的组成是A，黑色雌蜂体细胞遗传因子的组成为aa，只产生一种卵细胞（a），所以F1雌蜂都是由受精卵（Aa）发育来的，表现都是褐色，F1代雄蜂是由卵细胞（a）发育来的，表现为黑色。
答案：C
4.已知小麦抗锈病是由显性基因控制，让一株杂合子小麦自交得F1，淘汰掉其中不抗锈病的植株后，再自交得F2，从理论上计算，F2中不抗锈病占植株总数的
A.1/4 B.1/6 C.1/8 D.1/16
解析：此题考查分离定律的应用。设抗锈病的遗传因子为A，不抗锈病的遗传因子为a。由题意知F1体细胞遗传因子组成的类型及比例为：AA∶Aa∶aa=1∶2∶1。淘汰不抗锈病小麦后1/3 AA和2/3 Aa，再让F1自交（相同遗传型个体相交），F2中不抗锈植株占总数的2/3×1/4=1/6。
答案：B
5.具有一对遗传因子的杂合子，逐代自交3次，在F3中纯合子比例为
A.1/8 B.7/8 C.7/16 D.9/16
解析：此题考查分离定律有关概率计算问题。一对遗传因子的杂合子，逐代自交n次，在n代中纯合子的概率为：1－。本题为：1－=。
答案： B
6.孟德尔遗传规律不适于原核生物，是因为原核生物
A.没有细胞核 B.没有遗传物质
C.没有完整的细胞器 D.主要进行无性生殖
解析：此题考查分离定律的研究范围。孟德尔遗传规律是指细胞核中的遗传因子的遗传规律，它发生在真核生物有性生殖过程中。原核生物因主要进行无性生殖，不在孟德尔规律的研究范围，细胞质中遗传因子的遗传同样不在孟德尔的规律的研究范围。
答案：D
●板书设计
●习题详解
一、练习（课本P8）
（一）基础题
1.解析：此题考查相对性状的概念。相对性状是指同种生物同一性状的不同表现类型。A、C、D符合概念的“同种生物”要点，但非“同一性状”，故都不符合题意。只有B符合题意。
答案：B
2.此题考查分离定律的有关概率计算问题。从题目可知人眼虹膜的褐色是显性性状，蓝色是隐性性状。褐眼女人的母亲是蓝眼。如果设控制褐色的遗传因子为A，则控制蓝色的遗传因子为a。根据题意，可确定这对夫妇的体细胞的遗传因子的组成，即aa（男）×Aa（女）。由此可知这对夫妇生蓝眼孩子的概率是1×1/2=1/2。因为人类婚配中生男和生女的概率相等，所以这对夫妇生下蓝眼女孩的可能性是1/2×1/2=1/4。
答案：B
3.解析：此题考查分离定律的实质。
（1）在F1细胞中有一对控制非糯性和糯性相对性状的遗传因子,在F1形成配子时，成对的控制相对性状的遗传因子相互分离，分别进入不同的配子中。因含直链淀粉的遗传因子的配子控制合成直链淀粉，其遇碘变蓝色；含支链淀粉遗传因子的配子控制合成支链淀粉，遇碘变成橙红色。其比例为1∶1。
（2）孟德尔分离定律的实质。即F1形成配子时，成对的控制相对性状的遗传因子彼此分离，分离后的遗传因子各自进入不同的配子中，随配子遗传给后代。
（3）因F1细胞中含有成对控制相对性状的遗传因子，当其产生花粉时，F1中成对的遗传因子分离,形成两种类型的花粉。
答案：（1）F1是杂合子，在形成配子时，两个不同的遗传因子分离，分别进入不同的配子中，形成两种数目相等的配子 （2）孟德尔分离定律的正确性 （3）2
4.解析：此题考查显隐性的判断、性状分离的概念及性状分离原因的分析。
（1）依据遗传图解，亲代性状相同，而子代出现了与亲代不同的性状,这个性状就是隐性性状，而亲代的性状则为显性性状。据此知羊的毛色白毛为显性性状，而黑色则是隐性性状。
（2）杂交子代出现了与亲代不同的性状的现象,在遗传学上叫性状分离。因白毛羊中公羊和母羊在形成生殖细胞时，均产生两种类型、比值相等的配子，且雌雄配子的结合机会相等。故子代中会发生性状分离。
答案：（1）白毛 黑毛 （2）性状分离 白毛羊是杂合子是确保实验成功的条件之一。孟德尔在遗传实验中，曾选择玉米、山柳菊等材料做杂交实验，都没能成功，最后用豌豆做实验，发现了遗传的基本定律。
（二）拓展题
1.解析：此题考查测交原理的应用。
答案：（1）将被鉴定的栗色公马与多匹白色母马交配，这样在一个季节里可产生多匹后代。
（2）后代有两种可能的结果：一是后代全部是栗色马，这个结果说明被鉴定的栗色公马很可能是纯合子；二是后代中既有白色马，又有栗色马，这个结果说明被鉴定的栗色公马为杂合子。
2.提示：选择适宜的实验材料，是获得实验成功的重要条件之一。孟德尔在植物杂交实验中，曾用过多种实验的植物（如玉米、山柳菊、豌豆）做杂交实验，其中豌豆杂交实验最成功。这是为什么呢？这是因为豌豆的一些生物学特征适于研究杂交实验。如：豌豆闭花自花授粉，在自然状态下是纯种；豌豆有些相对性状稳定且易于区别；豌豆花大，易于做人工授粉实验等。
3.提示：凯库勒提出苯分子的环状结构、原子核中含有中子和质子的发现过程等，都是通过假说—演绎法得出结论的。
假说—演绎法，是从客观现象或实验结果出发，提出问题，作出假说，然后设计实验验证假说的研究方法。这种研究方法的运用促进了生物科学的发展，使遗传学的研究由描述阶段而进入到理论指导和实验验证的阶段。
二、技能训练（课本P7）
提示：将紫色花的植株进行连续自交。注意每次自交得到的子代中去掉白花的，留下紫花的再自交，直至后代中再不出现开白花的为止。这样就可以得到开紫花的纯种。
三、假说—演绎法（课本P7）
假说—演绎法与传统的归纳法的不同：（略），见本节“师生互动”栏目。
四、实验（课本P6）
1.每个小组的实验结果与全班统计的结果相比，全班的统计结果更接近预期结果。即彩球的组合类型数量比DD∶Dd∶dd=1∶2∶1，彩球代表的显性和隐性的比值为3∶1。这是因为实验的个体数量越大，越接近统计规律。
如果孟德尔当时只统计了10株豌豆杂交的结果,则很难正确解释性状分离的现象。孟德尔统计的数目是足够多的，他才分析出了实验结果，揭示了遗传的规律。当只对10株豌豆统计，就会出现很大误差。
2.模拟实验的结果与孟德尔的假说是相吻合的。因为甲、乙两个桶代表两生殖器官，而桶内的彩球则代表两种类型比值相等的雌雄配子，从两个桶内抓取彩球代表雌雄配子的随机组合，即模拟雌雄配子的随机组合。全班统计的数字大,出现了3∶1的结果。以此看，孟德尔假说需验证。
●备课资料
1.杂交、自交、正交、反交的实验方法简介
孟德尔的杂交实验，是从个体水平出发，利用植物杂交实验的方法，展开对生物性状的研究的。其杂交实验总的过程包含了两种交配的方式：一种交配方式是杂交；另一种交配方式是自交。
杂交一般是指具有不同遗传型的个体间雌雄配子的结合。自交是指同一个体（或不同个体）但为同一遗传型的个体间雌雄配子的结合过程。植物的自交特指自花授粉，在遗传学上称自交。植物的异花受粉包含遗传学上的杂交和自交。
在植物的有性生殖过程中，把接受花粉的植株称母本（用“♀”表示），而把传出花粉的一方称父本（用“♂”表示）。父本和母本统称为亲本（用“P”表示）。
在植物杂交中，如有甲、乙两种不同遗传型的亲本相交。如以甲为母本，乙为父本，这种交配方式称正交，而以甲为父本，以乙为母本的交配方式就称为反交。正交和反交是相对而言的。在杂交过程中，父、母本相互交换，这在遗传学上称互交。
杂交的亲本一般应选用纯合子。杂交与自交不同的是：杂交是两个不同遗传型的自交系个体间的交配。而自交是同一自交系内个体（包括同一个体）的交配；杂交的目的是为了获得杂合的个体，而自交的目的则是为了获得纯合的个体。杂合个体自交后代会出现分离现象，而纯合个体自交，后代不出现性状分离。
研究生物性状在传种接代过程中传递的原理和传递规律的方法是杂交实验法。孟德尔就是选择具有相对性状的亲本（皆为纯合子）杂交，然后观察这些性状在后代中的表现，从中找出性状遗传的规律性。这种杂交实验法，是研究遗传规律的基本方法。
2.分离定律的适用范围
（1）分离定律只适用于真核细胞中细胞核中的遗传因子的传递规律，而不适用于原核生物、细胞质的遗传因子的遗传,都不属于该定律的研究范围。因此，分离定律和自由组合定律，又简称核遗传的两个基本定律。
（2）分离定律揭示了控制一对相对性状的一对遗传因子的遗传行为，而两对或两对以上的遗传因子控制两对或两对以上相对性状的遗传行为不属于分离定律的研究范围。
3.关于杂合子的连续自交问题
杂合子连续自交，可使后代的纯合子越来越多，而杂合子越来越少。这是杂交育种中常用的方法。这里是用来选择显性性状的方法，而隐性性状一经出现就是纯合子了。
在连续自交中，纯合子出现的概率为：1－（1/2）n；而杂合子出现的概率为（1/2）n。（n代表连续自交的次数）
4.显性的相对性
孟德尔研究的豌豆的7对相对性状是完全显性遗传。后来人们的研究中发现显性不都是完全的，但这并不有悖于孟德尔定律，而是对其进一步发展和补充。主要有几下三种：
（1）不完全显性
如：紫茉莉的花色遗传
红花（CC）×白花（cc）→粉红花（Cc）红花（CC）∶粉红花（Cc）∶白花（cc）=1∶2∶1。
人的天然卷发也是由一对不完全显性的遗传因子决定的。其遗传也属不完全显性遗传。
（2）共显性
控制一对相对性状的一对遗传因子在杂合子细胞中都表达的遗传现象叫共显性。
如：镰刀型细胞贫血症是共显性的一个例子。正常人（细细胞呈两面凹的圆饼状）×镰刀型细胞贫血症患者→子女的红细胞两种类型皆有。平时并不表现严重病状，只有在缺氧的情况下才发病。
（3）镶嵌显性
镶嵌遗传是指在F1个体上，双亲的性状在不同部位镶嵌存在，称为镶嵌显性。这是我国著名遗传学家谈家桢教授于1946年研究异色瓢虫鞘翅色斑的遗传时发现的。
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