人教版 (2019)必修1《分子与细胞》二 光合作用的原理和应用复习练习题

第1章　遗传因子的发现

第2节　孟德尔的豌豆杂交实验（二）

《孟德尔的豌豆杂交实验（二）》，由“两对相对性状的遗传实验”，“对自由组合现象的解释”，“对现象解释的验证”等内容构成。本节在教学内容的安排上与第1节一样，同样是按照科学发现过程的顺序来构建框架体系，并按着孟德尔的实验过程，由现象到实质，层层深入地展开讨论。本节开始就提出新的质疑；“一对相对性状的分离对其他相对性状有没有影响呢？”在此基础上再展开对两对相对性状的讨论，既强调了二者之间的联系，又褒扬了孟德尔敢于质疑、勇于创新和实践的科学品质和科学精神。同时，在内容的表述上十分注重建立两对性状与一对性状的联系，如不仅单独分析粒形与粒色，还以旁栏思考题的形式，从数学角度引导学生建立两者之间的联系。这为学生理解从单因素到多因素进行研究的科学方法埋下了伏笔。

生命观念：形成自由组合现象的物质观。

科学思维：了解孟德尔杂交实验的研究过程，体会其从简单到复杂的研究思路；

科学探究：通过设计测交实验，能对自由组合现象作出科学的解释。

1．对两对相对性状的杂交实验进行科学地解释；

2．自由组合现象的验证。

一、两对相对性状的杂交实验

问题导引：一位漂亮的女模特对遗传学教授说：“让我们结婚吧，我们的孩子一定会像你一样聪明，像我一样漂亮。”遗传学教授平静地说：“如果我们的孩子像我一样丑陋，像你一样愚蠢，那该如何是好？”

质疑：假设他们俩真的结合了，那么他们的孩子可能出现几种情况？

PPT展示性状不同的豌豆：

观察花园里的豌豆植株，孟德尔发现就子叶颜色和种子形状来看，包括两种类型：一种是黄色圆粒的，一种是绿色皱粒的。

问题1：决定子叶颜色的遗传因子对决定种子形状的遗传因子会不会有影响呢？

不会，因为这是两个不同的性状。

问题2：黄色的豌豆一定是饱满的、绿色的豌豆一定是皱缩的吗？

不一定，黄色的豌豆可能是皱缩的，绿色的豌豆也可能是饱满的。

PPT展示两对相对性状的杂交实验：

问题3：孟德尔是用豌豆的哪两对相对性状来进行实验的？

豌豆种子的粒色：黄色和绿色；

豌豆种子的粒形：圆粒和皱粒。

问题4：F1的性状表现是什么？说明了什么问题？

F1全为黄色圆粒，说明黄色对绿色为显性，圆粒对皱粒为显性。

问题5：F2代出现了几种性状表现？比例是多少？与亲代相比有什么不同？

F2代出现了四种性状表现：黄色圆粒315粒、黄色皱粒101粒、绿色圆粒108粒、绿色皱粒32粒，其比例接近9∶3∶3∶1。

问题6：F2代中两种新性状（重组性状）与亲本性状有什么关系？

刚好是两亲本不同性状的重新组合的结果，即黄色可以和圆粒拆开与皱粒组合，绿色可以和皱粒拆开与圆粒组合。

问题7：如果就每一对相对性状单独分析，即黄∶绿和圆∶皱分别是多少？这说明了什么？

粒色     黄色∶绿色=（315+101）∶（108+32）=416∶140 ≈ 3∶1

粒形     圆粒∶皱粒=（315+108）∶（101+32）=423∶133 ≈ 3∶1

上述数据说明，豌豆的粒色和粒形这两对相对性状的遗传都遵循了分离定律，并且一对相对性状的分离对其他相对性状没有影响。

问题8：两对相对性状实验中，F2中9∶3∶3∶1的数量比与一对相对性状实验中F2的3∶1数量比有什么关系？

9∶3∶3∶1是（3∶1）2的展开式。通过前面的分析可知，两对相对性状的遗传结果，是每对相对性状独立遗传结果3∶1的乘积——（3∶1）2，即（3黄∶1绿）（3圆∶1皱）= 9黄圆∶3黄皱∶3绿圆∶1绿皱。

二、对自由组合现象的解释

1、主要内容

（1）假设豌豆的圆粒和皱粒由遗传因子R、r控制，黄色和绿色由遗传因子Y、y控制。

（2）F1在产生配子时，成对的遗传因子彼此分离，不成对的遗传因子可以自由组合。

（3）F1产生的雌雄配子各有4种:YR、Yr、yR、yr，其数量比为自由组合。

（4）受精时，雌雄配子的结合是随机的。

（5）雌雄配子的结合方式有16种；遗传因子的组合形式有9种，有4种表现性状。

2、遗传图解

PPT动画展示对自由组合现象解释的内容。

思考：

在F2中YYRR占1/16，在黄色圆粒中YYRR占1/9。

在F2中YyRr占4/16，在黄色圆粒中YyRr占4/9。

在F2中纯合子占1/4，在F2中重组类型占3/8。

上述的解释是否是正确呢？即F1代（YyRr）产生的配子是不是YR、Yr、yR、yr4种，且比例是1：1：1：1？

三、对自由组合现象解释的验证

1、理论推测

2、实验结果

表格展示：黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆的F1测交实验结果

结论：实验结果符合预期设想，四种表现型实际子粒数比接近1：1：1：1，从而证实了F1形成配子时不同对的遗传因子是自由组合。

基于对当下生物核心素养的认识，在本节课的讲解中，可以和学生们一起跟随孟德尔的实验探究步伐，来得出最终的结论。本节新课以复习上一节课的内容进行导入，并由一对相对性状引出两对相对性状。从开始的发现现象：纯合的黄色圆粒豌豆和纯合的绿色皱粒豌豆得到F1，F1再自交，得到F2，F2出现了4种不同的性状类型以及出现了9：3：3：1的数量比。接着，孟德尔提出了他的问题：为什么F2中有4种不同的性状类型，为什么是9：3：3：1，而不再是3：1呢？这两个数据之间有什么联系呢？接着，孟德尔开始了他的假设：黄色和绿色是一对相对性状，圆粒和皱粒是一对相对性状。并且，通过F1的结果，可以得出黄色、圆粒为显性性状。接着，用基因型来解释表现型，黄色Y，绿色y；圆粒R，皱粒r。再和同学们一起推出来亲本的基因型、亲本产生的配子类型、F1的基因型、F1产生的配子类型、F2的基因型以及相对应的表现型。进一步和学生们明确这只是假设，要想验证，要通过测交实验。最后，得出结论――自由组合定律！