【正文】 普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)生 物必修2 《遺傳與進(jìn)化》第1章 遺傳因子的發(fā)現(xiàn) 第1節(jié) 孟德?tīng)柕耐愣闺s交實(shí)驗(yàn)(一)練 習(xí) 45 一、基礎(chǔ)題 1．下列性狀中屬于相對(duì)性狀的是： A．人的身高與體重； B．兔的長(zhǎng)毛與短毛； C．貓的白毛與藍(lán)眼； D．棉花的細(xì)絨與長(zhǎng)絨。2．人眼的虹膜有褐色的和藍(lán)色的，褐色是由顯性遺傳因子控制的，藍(lán)色是由隱陛遺傳因子控制的。已知一個(gè)藍(lán)眼男人與一個(gè)褐眼女人(這個(gè)女人的母親是藍(lán)眼)結(jié)婚。這對(duì)夫婦生下藍(lán)眼女孩的可能性是： A．1／2 B．1／4 C．1／8 D．1／63．水稻的非糯性和糯性是一對(duì)相對(duì)性狀，非糯性花粉中所含的淀粉為直鏈淀粉，遇碘變藍(lán)黑色，而糯性花粉中所含的是支鏈淀粉，遇碘變橙紅色。現(xiàn)在用純種的非糯性水稻和糯性水稻雜交，取F1花粉加碘液染色，在顯微鏡下觀察，花粉有一半呈藍(lán)黑色，一半呈橙紅色。請(qǐng)回答：(1)花粉出現(xiàn)這種比例的原因是______________________________________。(2) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了______________________________________________。 (3)如果讓F1自交，產(chǎn)生的植株中花粉有__________種類型。4．觀察羊的毛色遺傳圖解，據(jù)圖回答問(wèn)題。(1)毛色的顯性性狀是____________，隱性性狀是______________。(2)白毛羊與白毛羊通過(guò)有性生殖產(chǎn)生的后代中出現(xiàn)了黑毛羊，這種現(xiàn)象在遺傳學(xué)上稱為_(kāi)________。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是____________。二、拓展題1．某農(nóng)場(chǎng)養(yǎng)了一群馬，馬的毛色有栗色和白色兩種。已知栗色和白色分別由遺傳因子B和b控制。育種工作者從中選出一匹健壯的栗色公馬，擬設(shè)計(jì)配種方案鑒定它是純合子還是雜合子(就毛色而言)。(1)在正常情況下，一匹母馬一次只能生一匹小馬。為了在一個(gè)配種季節(jié)里完成這項(xiàng)鑒定，應(yīng)該怎樣配種?(2)雜交后代可能出現(xiàn)哪些結(jié)果?如何根據(jù)結(jié)果判斷栗色公馬是純合子還是雜合子?2．孟德?tīng)栒f(shuō)：“任何實(shí)驗(yàn)的價(jià)值和效用，決定于所使用材料對(duì)于實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡倪m合性?！苯Y(jié)合孟德?tīng)柕碾s交實(shí)驗(yàn)，談?wù)勀銓?duì)這句話的理解。3．除孟德?tīng)柕碾s交實(shí)驗(yàn)外，你還能舉出科學(xué)研究中運(yùn)用假說(shuō)一演繹法的實(shí)例嗎? 基礎(chǔ)題1．B。 2．B。3．(1)在F1水稻細(xì)胞中含有一個(gè)控制合成支鏈淀粉的遺傳因子和一個(gè)控制合成直鏈淀粉的遺傳因子。在F1形成配子時(shí)，兩個(gè)遺傳因子分離，分別進(jìn)入不同配子中，含支鏈淀粉遺傳因子的配子合成支鏈淀粉，遇碘變橙紅色；含直鏈淀粉遺傳因子的配子合成直鏈淀粉，遇碘變藍(lán)黑色，其比例為1：l。 (2)孟德?tīng)柕姆蛛x定律。即在F1形成配子時(shí)，成對(duì)的遺傳因子發(fā)生分離，分離后的遺傳因子分別進(jìn)入不同的配子中。 (3) 2。 4．(1)白色；黑色。(2)性狀分離；白毛羊?yàn)殡s合子，雜合子在自交時(shí)會(huì)產(chǎn)生性狀分離現(xiàn)象。拓展題1．(1)將被鑒定的栗色公馬與多匹白色母馬配種，這樣可在一個(gè)季節(jié)里產(chǎn)生多匹雜交后代。 (2)雜交后代可能有兩種結(jié)果：一是雜交后代全部為栗色馬，此結(jié)果說(shuō)明被鑒定的栗色公馬很可能是純合子；二是雜交后代中既有白色馬，又有栗色馬，此結(jié)果說(shuō)明被鑒定的栗色公馬為雜合子。 實(shí)驗(yàn) 性狀分離比的模擬 本實(shí)驗(yàn)用甲、乙兩個(gè)小桶分別代表雌、雄生殖器官，甲、乙小桶內(nèi)的彩球分別代表雌、雄配子，用不同彩球的隨機(jī)組合，模擬生物在生殖過(guò)程中，雌雄配子的隨機(jī)結(jié)合。建議兩人一組合作完成。目的要求 通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)和理解遺傳因子的分離和配子的隨機(jī)結(jié)合與性狀之間的數(shù)量關(guān)系，體驗(yàn)孟德?tīng)柕募僬f(shuō)。材料用具 小桶2個(gè)，分別標(biāo)記甲、乙；兩種不同顏色的彩球各20個(gè)，一種彩球標(biāo)記D，另一種彩球標(biāo)記d；記錄用的紙和筆。方法步驟(1)在甲、乙兩個(gè)小桶中放人兩種彩球各10個(gè)。(2)搖動(dòng)兩個(gè)小桶，使小桶內(nèi)的彩球充分混合。(3)分別從兩個(gè)桶內(nèi)隨機(jī)抓取一個(gè)小球，組合在一起，記下兩個(gè)彩球的字母組合。(4)將抓取的彩球放回原來(lái)的小桶內(nèi)，搖勻，按步驟(3)重復(fù)做50～100次。結(jié)果和結(jié)論1．統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：彩球組合有幾種?每種組合的 數(shù)量是多少?計(jì)算彩球組合類型之間的數(shù)量比。設(shè)計(jì)表格，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2．統(tǒng)計(jì)全班的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，求平均值。計(jì)算小球組合類型之間的數(shù)量比。3．兩個(gè)彩球的組合代表什么?4．結(jié)論： 。 討論1．將每個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與全班總的實(shí)驗(yàn)結(jié)果作比較，你有什么發(fā)現(xiàn)?如果孟德?tīng)柈?dāng)時(shí)只統(tǒng)計(jì)10株豌豆雜交的結(jié)果，他還能正確地解釋性狀分離現(xiàn)象嗎?2．將模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與孟德?tīng)柕碾s交實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比較，你認(rèn)為孟德?tīng)柕募僬f(shuō)是否合理?1．與每個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比，全班實(shí)驗(yàn)的總結(jié)果更接近預(yù)期的結(jié)果；即彩球組合類型數(shù)量比DD：Dd：dd＝1：2：1，彩球代表的顯性與隱性類型的數(shù)值比為3：l。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)個(gè)體數(shù)量越大，越接近統(tǒng)計(jì)規(guī)律。 如果孟德?tīng)柈?dāng)時(shí)只統(tǒng)計(jì)10株豌豆雜交的結(jié)果，則很難正確地解釋性狀分離現(xiàn)象，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)的樣本數(shù)目足夠多，是孟德?tīng)柲軌蛘_分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提條件之一。當(dāng)對(duì)10株豌豆的個(gè)體做統(tǒng)計(jì)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)較大的誤差。2．模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與孟德?tīng)柕募僬f(shuō)是相吻合的。因?yàn)榧?、乙小桶?nèi)的彩球代表孟德?tīng)枌?shí)驗(yàn)中的雌、雄配子，從兩個(gè)桶內(nèi)分別隨機(jī)抓取一個(gè)彩球進(jìn)行組合，實(shí)際上模擬雌、雄配子的隨機(jī)組合，統(tǒng)計(jì)的數(shù)量也足夠大；出現(xiàn)了3：1的結(jié)果。但證明某一假說(shuō)還需實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。技能訓(xùn)練 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)程序 假設(shè)3年后你正在一個(gè)花卉生產(chǎn)基地工作。有一天，你突然發(fā)現(xiàn)一種本來(lái)開(kāi)白花的花卉，出現(xiàn)了開(kāi)紫花的植株。你立刻意識(shí)到它的觀賞價(jià)值，決定培育這種花卉新品種。知道這種花是自花受粉的以后，你將這株紫花植株的種子種下去，可惜的是，在長(zhǎng)出的126株新植株中，卻有46株是開(kāi)白花的，這當(dāng)然不利于商品化生產(chǎn)。怎樣才能獲得開(kāi)紫花的純種呢?請(qǐng)你寫(xiě)出解決這一問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)程序，與同學(xué)交流，看誰(shuí)設(shè)計(jì)的程序更簡(jiǎn)捷。提示：將獲得的紫色花連續(xù)幾代自交，即將每次自交后代的紫色花選育再進(jìn)行自交，直至自交后代不再出現(xiàn)白色花為止。具體過(guò)程可用以下圖解表示。第2節(jié) 孟德?tīng)柕耐愣闺s交實(shí)驗(yàn)(二)練 習(xí) 一、基礎(chǔ)題 1．判斷下列表述是否正確。 (1)表現(xiàn)型相同的生物，基因型一定相同。 ( ) (2)D和D，D和d，d和d都是等位基因。 ( ) 2．假如水稻高稈(D)對(duì)矮稈(d)為顯性，抗稻瘟病(R)對(duì)易感稻瘟病(r)為顯性，兩對(duì)性狀獨(dú)立遺傳?，F(xiàn)用一個(gè)純合易感稻瘟病的矮稈品種(抗倒伏)與一個(gè)純合抗稻瘟病的高稈品種(易倒伏)雜交，F(xiàn)2中出現(xiàn)既抗倒伏又抗病類型的比例為： A．1／8； B．1／16； C．3／16； D．3／8。 答[ ]二、拓展題 豌豆子葉的黃色(Y)對(duì)綠色(y)為顯性，圓粒種子(R)對(duì)皺粒種子(r)為顯性。某人用黃色圓粒和綠色圓粒的豌豆進(jìn)行雜交，發(fā)現(xiàn)后代出現(xiàn)4種類型，對(duì)性狀的統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖所示，據(jù)圖回答問(wèn)題。(1)親本的基因組成是____________(黃色圓粒)，____________(綠色圓粒)。(2)在F1中，表現(xiàn)型不同于親本的是____________、____________，它們之間的數(shù)量比為_(kāi)___________。F1中純合子占的比例是____________。(3)F1中黃色圓粒豌豆的基因組成是____________。如果用F1中的黃色圓粒豌豆與綠色皺粒豌豆雜交，得到的F2的性狀類型有 種，數(shù)量比為 。 基礎(chǔ)題 1．(1)；(2)。 2．C。拓展題(1)YyRr；yyRr。 (2)黃色皺粒，綠色皺粒；1：l；l／4。(3)YyRR或YyRr；4；如果是YyRR與yyrr雜交，比值為黃色圓粒：綠色圓粒=l：1；如果是YyRr與yyrr雜交，比值為黃色圓粒：綠色圓粒：黃色皺粒：綠色皺粒=l：l：1：1。 思考與討論 孟德?tīng)柅@得成功的原因 在孟德?tīng)柊l(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律之前，一些研究雜交育種的專家對(duì)雜種后代出現(xiàn)性狀分離的現(xiàn)象早已熟知，但是他們往往把一種生物的許多性狀作為研究對(duì)象，并且沒(méi)有對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做深入的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。 孟德?tīng)枌?duì)雜交實(shí)驗(yàn)的研究也不是一帆風(fēng)順的。他曾花了幾年時(shí)間研究山柳菊，結(jié)果卻一無(wú)所獲。主要原因是：(1)山柳菊沒(méi)有既容易區(qū)分又可以連續(xù)觀察的相對(duì)性狀；(2)當(dāng)時(shí)沒(méi)有人知道山柳菊有時(shí)進(jìn)行有性生殖，有時(shí)進(jìn)行無(wú)性生殖；(3)山柳菊的花小，難以做人工雜交實(shí)驗(yàn)。討論：1．用豌豆作雜交實(shí)驗(yàn)的材料有哪些優(yōu)點(diǎn)?這說(shuō)明實(shí)驗(yàn)材料的選擇在科學(xué)研究中起怎樣的作用? 2．如果孟德?tīng)枌?duì)相對(duì)性狀遺傳的研究，不是從一對(duì)到多對(duì)，他能發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律嗎?為什么? 3．如果孟德?tīng)枦](méi)有對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，他能不能作出對(duì)分離現(xiàn)象的解釋? 4．孟德?tīng)枌?duì)分離現(xiàn)象的解釋在邏輯上環(huán)環(huán)相扣，十分嚴(yán)謹(jǐn)。他為什么還要設(shè)計(jì)測(cè)交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證呢?5．除了創(chuàng)造性地運(yùn)用科學(xué)方法以外，你認(rèn)為孟德?tīng)柅@得成功的原因還有哪些? 1．提示：豌豆適于作雜交實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)有：(1)具有穩(wěn)定的易于區(qū)分的相對(duì)性狀，如高莖和矮莖，高莖高度在1．5～2．0 m，矮莖高度僅為0．3 m左右，易于觀察和區(qū)分；(2)豌豆嚴(yán)格自花受粉，在自然狀態(tài)下可以獲得純種，純種雜交獲得雜合子；(3)花比較大，易于做人工雜交實(shí)驗(yàn)。孟德?tīng)栒且驗(yàn)檫x用了豌豆做雜交實(shí)驗(yàn)，才能有效地從單一性狀到多對(duì)性狀研究生物遺傳的基本規(guī)律，才能對(duì)遺傳實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行量化統(tǒng)計(jì)，所以科學(xué)地選擇實(shí)驗(yàn)材料是科學(xué)研究取得成功的重要保障之一。 2．提示：如果孟德?tīng)栔皇茄芯慷鄬?duì)相對(duì)性狀的遺傳，很難從數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)中發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律，因?yàn)槿绻芯縩對(duì)相對(duì)性狀，將會(huì)有2“個(gè)性狀組合，這是很難統(tǒng)計(jì)的，也很難從數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，揭示生物的遺傳規(guī)律。這也是前人在遺傳雜交實(shí)驗(yàn)中留下的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，孟德?tīng)柷∏〗梃b了前人的遺傳研究經(jīng)驗(yàn)，改變實(shí)驗(yàn)方法，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜地進(jìn)行觀察、統(tǒng)計(jì)、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出假說(shuō)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、得出結(jié)論。 3．提示：如果孟德?tīng)枦](méi)有對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，他很難做出對(duì)分離現(xiàn)象的解釋。因?yàn)橥ㄟ^(guò)統(tǒng)計(jì)，孟德?tīng)柊l(fā)現(xiàn)了生物性狀的遺傳在數(shù)量上呈現(xiàn)一定數(shù)學(xué)比例，這引發(fā)他揭示其實(shí)質(zhì)的興趣。同時(shí)這也使孟德?tīng)栆庾R(shí)到數(shù)學(xué)概率，也適用于生物遺傳的研究，從而將數(shù)學(xué)的方法引入對(duì)遺傳實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理和分析。 4．提示：作為一種正確的假說(shuō)，不僅能解釋已有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，還應(yīng)該能夠預(yù)測(cè)另一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果。可參考教科書(shū)對(duì)“假說(shuō)一演繹法”的解釋。 5．提示：(1)扎實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)和對(duì)科學(xué)的熱愛(ài)。孟德?tīng)栐诰S也納大學(xué)進(jìn)修學(xué)習(xí)時(shí)，通過(guò)對(duì)自然科學(xué)的學(xué)習(xí)，使他具有生物類型是可變的，可以通過(guò)雜交產(chǎn)生新的生物類型等進(jìn)化思想。同時(shí)孟德?tīng)栠€學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)，使他受到“數(shù)學(xué)方法可以應(yīng)用于各門(mén)自然科學(xué)之中”的思想影響，產(chǎn)生應(yīng)用數(shù)學(xué)方法解決遺傳學(xué)問(wèn)題的想法，使孟德?tīng)柍蔀榈谝粋€(gè)認(rèn)識(shí)到概率原理能用于預(yù)測(cè)遺傳雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)家。 (2)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。孟德?tīng)枌?duì)雜交實(shí)驗(yàn)的研究是從觀察遺傳現(xiàn)象出發(fā)，提出問(wèn)題，作出假設(shè)，然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)的研究方法。這在當(dāng)時(shí)是一種新的研究思路，光是豌豆的雜交實(shí)驗(yàn)，他就沒(méi)有局限于對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的簡(jiǎn)單描述和歸納。 (3)勤于實(shí)踐。孟德?tīng)栐谕愣沟倪z傳雜交實(shí)驗(yàn)研究中，連續(xù)進(jìn)行了8年的研究，并且對(duì)每次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從中發(fā)現(xiàn)了前人沒(méi)有發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題和規(guī)律。 (4)敢于向傳統(tǒng)挑戰(zhàn)。孟德?tīng)柾ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)研究，提出了“顆粒性遺傳”的思想，這是對(duì)傳統(tǒng)的遺傳觀念的挑戰(zhàn)。自我檢測(cè)一、概念檢測(cè)判斷題 1．兔的白毛與黑毛，狗的長(zhǎng)毛與卷毛都是相對(duì)性狀。 ( ) 2．隱性性狀是指生物體不能表現(xiàn)出來(lái)的性狀。 ( ) 3．純合子的自交后代中不會(huì)發(fā)生性狀分離，雜合子的自交后代中不會(huì)出現(xiàn)純合子。 ( )選擇題 1．在一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳實(shí)驗(yàn)中，性狀分離是指： A．純種顯性個(gè)體與純種隱性個(gè)體雜交產(chǎn)生顯性的后代； B．雜種顯性個(gè)體與純種顯性個(gè)體雜交產(chǎn)生顯性的后代； C．雜種顯性個(gè)體與純種隱性個(gè)體雜交產(chǎn)生隱性的后代； D．雜種顯性個(gè)體自交產(chǎn)生顯性和隱性的后代。 2．基因型為AaBb的個(gè)體與aaBb個(gè)體雜交，F(xiàn)1的表現(xiàn)型比例是： A．9：3：3：l； B．1：l：1：1； C．3：l：3：1； D．3：1。 3．一對(duì)雜合黑豚鼠產(chǎn)仔4只，4只鼠仔的表現(xiàn)型可能是： A．三黑一白； B．全部黑色； C．二黑二白； D．以上三種都有可能。 4．南瓜的果實(shí)中白色(W)對(duì)黃色(w)為顯性，盤(pán)狀(D)對(duì)球狀(d)為顯性，兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳。下列不同親本組合所產(chǎn)生的后代中，結(jié)白色球狀果實(shí)最多的一組是： A．WwDdwwdd； B．WWddWWdd； C．WwDdwwDD； D．WwDdWWDD。二、知識(shí)遷移 純種的甜玉米與純種的非甜玉米實(shí)行間行種植，收獲時(shí)發(fā)現(xiàn)，在甜玉米的果穗上結(jié)有非甜玉米的種子，但在非甜玉米的果穗上找不到甜玉米的子粒，試說(shuō)明產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。(提示：甜和非甜是胚乳的性狀，胚乳是由胚珠中的極核和精子結(jié)合發(fā)育來(lái)的。)三、技能應(yīng)用 下圖表示的是l 355只某種蝴蝶的性狀。哪些性狀是顯性的?哪些性狀是隱性的?對(duì)圖中數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，解釋你的答案。四、思維拓展1．舉出身邊一種生物遺傳現(xiàn)象的事例，分析說(shuō)明這一現(xiàn)象是否符合孟德?tīng)柕倪z傳規(guī)律。2．根據(jù)2對(duì)相對(duì)性狀的遺傳分析，討論分析3～n對(duì)相對(duì)性狀的遺傳結(jié)果，用數(shù)學(xué)式表示出來(lái)。自我檢測(cè)的答案和提示一、概念檢測(cè) 判斷題