通过豌豆发现遗传(豌豆做遗传实验的原因)

透过豌豆说遗传

陕西省旬邑中学　燕亚军

一、解锁教材

下图为豌豆的一对相对性状遗传实验过程图解，请仔细阅图后回答下列问题：

（1）孟德尔选用豌豆为试验材料，是因为豌豆品种间的，而且是 和 植物，可以避免外来花为的干扰。研究性状遗传时，由简到繁，先从 对相对性状着手，然后再研究 相对性状，以减少干扰。在处理观察到数据时，应用 方法，得到前人未注意的子代比例关系。他根据试验中得到的材料提出了假设，并对此作了验证实验，从而发现了遗传规律。

（2）孟德尔的遗传规律是。

（3）该实验的亲本中，父本是__________，母本是__________。

（4）操作①叫__________，操作②叫__________；为了确保杂交实验成功，①的操作过程中应注意：时间上__________，操作过程中__________，操作后__________。

（5）红花(A)对白花(a)为显性，则杂种种子种下去后，长出的豌豆植株开的花为__________色。

（6）若P皆为纯合体，让F1代进行自交，F2代的性状中，红花与白花之比为__________，F2代的基因型有__________，且比值为__________。

（7）孟德尔以黄色圆粒纯种豌豆和绿色皱粒纯种豌豆做亲本，分别设计了纯合亲本杂交、F1自交、F1测交的实验，按照“假说—演绎”法（即分析现象—提出假说—检验假说—得出结论），最后得出了自由组合定律。孟德尔在两对相对性状的遗传实验中：

①用于解释实验现象的“假说”是 。

②根据假说的“演绎”过程是：若上述假说成立，则 。

③在检验假说阶段进行的实验是 。

（8）豌豆黄子叶与绿子叶、圆粒与皱粒两对相对性状的遗传实验中，问F2代：

①能直接观察到的纯合体占 。

②若培育绿色圆粒品种，则所选单株占所选群体的比例是 。

③重组性状中，能稳定遗传的占 。

④双显性状中，不能稳定遗传的占 。

⑤与双亲表现型相同的占 。

⑥若黄色皱粒与绿色皱粒杂交，后代性状比是 。

（9）豌豆子叶的黄色(Y)、圆粒种子(R)均为显性，两亲本杂交的F1表现型如下图。

①让F1代中黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交，得到F2的表现型及比例为：_____。

②让—株F1代中黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交，得到F2的表现型及比例有两种可能，分别为：_____。

③让F1代中黄色圆粒豌豆自交，得到F2的表现型及比例为：_____。

④去掉花瓣让F1代中黄色圆粒豌豆相互授粉，得到F2的表现型及比例为：_____。

参考答案：

（1）性状区别明显 自花传粉 闭花受粉 一 两对以上 统计；

（2）基因的分离定律；基因的自由组合定律

（3）矮茎 高茎

（4）去雄 授粉 要在花粉未成熟之前进行 要干净、全部、彻底 要外套罩子(袋子)

（5）红

（6）3∶1 AA、Aa、aa 1∶2∶1

（7）①F1在产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子自由组合②F2代的性状表现为4种：黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒，数量比为1∶1∶1∶l③F1测交的实验，

（8）①绿色皱粒占1/16②1/3；③1/3；1/5④8/9⑤3/8或5/8（考虑两种亲本）⑥2：1。

（9）①. 2∶2∶1∶1。②. 2种或4种，对应比例：1：1或1：1：1：1。

③. 15：5：3：1。④.黄圆：黄皱：绿圆：绿皱＝24：8：3：1

二、实验探究

1.用豌豆的一对相对性状（选用豌豆种子的圆、皱性状），设计一实验，验证孟德尔对基因分离现象的解释是否正确。

假设：________________________________________。

实验材料：纯种及杂种豌豆、牛皮纸袋、剪刀、毛笔等。

预期结果：____________________________________。

实验方法：

① 选择____________和____________作为亲本，将它们分别播种在实验园地里，待其开。

②花蕾期将___________，待花成熟时，可采集_______________________________________。

③________________________________________________。

结果分析：________________________________________。

答案：假设：F1圆形（Rr）与隐性纯合子（rr）杂交时，F1应产生含基因R和基因r的两种配子，并且它们的数目相等，而隐性纯合子（rr）只产生一种含有基因r的配子

预期结果：测交后代应该是圆粒、皱粒各一半

实验方法：①杂种圆豌豆　纯种皱豌豆

②圆粒豌豆植株（F1）去雄套袋　皱粒豌豆上的花粉撒在上述去雄的花柱上，再套袋

③待其种子成熟后收集种子统计计数

结果分析：如收集的种子圆粒、皱粒比例约为1∶1，说明假设成立；否则，假设不成立

2.现提供纯种的子叶黄色叶腋花和子叶绿色茎顶花的豌豆。已知黄色和绿色这对性状受一对位于某同源染色体上的等位基因控制。现欲利用以上两种豌豆研究有关豌豆叶腋花与茎顶花性状的遗传特点。

请设计一套杂交方案，同时研究以下两个问题：问题一：研究控制豌豆的叶腋花、茎顶花的基因是否是一对等位基因，并作出判断。问题二：研究控制叶腋花、茎顶花的等位基因是否与控制子叶黄色、绿色的等位基因在同一对同源染色体上，并作判断。

(1)杂交方案：___________________________________。

(2)对问题一的推断及结论：_______________________。

(3)对问题二的推断及结论： ________________。

答案：(1)子叶黄色叶腋花×子叶绿色茎顶花

(2)如果F2出现性状分离，且性状分离比为3∶1，符合孟德尔分离定律，则控制叶腋花和茎顶花的基因是一对等位基因；反之，则不是一对等位基因

(3)如果F2出现四种性状，其性状分离比为9∶3∶3∶1，说明符合基因的自由组合定律，则控制叶腋花、茎顶花这对等位基因与控制子叶黄色、绿色的等位基因不在同一对同源染色体上；反之，则可能是位于同一对同源染色体上

3.(12分)豌豆种子的子叶黄色、绿色分别由A和a基因控制，形状圆粒、皱粒分别由B和b基因控制。某研究性学习小组重复了孟德尔关于两对相对性状的杂交实验，获取F2四种类型的豌豆种子80颗。现选取其中的黄色圆粒豌豆种子作实验材料，为了探究这些种子的基因型，三个小组分别用不同的方法进行实验：

甲组采用单倍体育种方法对部分种子进行基因型鉴定；

乙组采用自交的方法对部分种子进行基因型鉴定；

丙组采用另一种实验方案，对剩下的豌豆进行基因型鉴定。

（1）若你是丙组实验成员，请补充完善下列方案。

课题名称：探究F2中黄色圆粒豌豆的基因型。

实验步骤：①播种并进行苗期管理。

②植株成熟后，　▲　。

③分别收集每株植株所结的种子，进行统计分析。

实验现象及结论：

丙组中有位成员推断，F2中黄色圆粒豌豆的基因型可能有四种：若某植株全部结黄色圆粒豌豆，则该植株为纯合子，基因型为AABB。那么另外三种可能的现象以及相应的结论是：①　▲　；②　▲　；③　▲　。

（2）你认为以上三组鉴定方法中，　▲　组的方法最简便，请说明理由：　▲　。

答案：（1）实验步骤：②去雄，授以绿色皱粒植株的花粉，并套袋

推断：①若出现黄色圆粒、黄色皱粒，则该黄色圆粒豌豆的基因型为AABb；

②若出现黄色圆粒、绿色圆粒，则该黄色圆粒豌豆的基因型为AaBB；

③若出现黄色圆粒、绿色圆粒、黄色皱粒、绿色皱粒四种表现型，该黄色圆粒豌豆的基因型为AaBb。

（2）乙（2分） 豌豆是自花传粉和闭花受粉的植株（其他能解释操作简便的合理理由均可）

三、回归实践

1.孟德尔做了如下图所示的杂交实验，以下描述正确的（　）

A.所结豆荚细胞的基因型由植株A与植株B决定

B.所结豆荚细胞的基因型与植株A相同，属于细胞质遗传

C.豆荚中的每一粒种子的种皮是亲代的，胚是F1的

D.豆荚中的种子萌发后的植株表现型都与植株A相同

2. 豌豆灰种皮(G)对白种皮(g)为显性，黄子叶(Y)对绿子叶(y)为显性。每对性状的杂合子(F1)自交后代(F2)均表现3∶1的性状分离比。以上种皮颜色的分离比和子叶颜色的分离比分别来自对以下哪代植株群体所结种子的统计(　　)

A．F1植株和F1植株 B．F2植株和F2植株

C．F1植株和F2植株 D.F2植株和F1植株

3.已知豌豆灰种皮(G)对白种皮为显性，黄子叶（Y）对绿子叶为显性⑴若YYgg(♀)×yyGG，所结种子的表现型为？F1植株群体所结种子的表现型及比例为？⑵第几代植株群体所结种子的种皮颜色分离比为3：1⑶F1植株群体所结种子的胚有几种基因型，几种表现型？⑷将F1所结的表现型为灰种皮黄子叶全部种子中能稳定遗传的占多少？

答案：⒈C ⒉D 3.⑴白种皮黄子叶，灰种皮黄子叶：灰种皮绿子叶=3：1⑵F2,⑶9，2。⑷1/6

四、综合提升

1.豌豆是遗传学研究的理想材料，请回答相关问题：

（1）豌豆种子的圆粒与皱粒是一对性对性状，皱粒性状形成的根本原因是DNA中插入了一段外来的碱基序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因，导致淀粉分支酶不能合成，使豌豆种子淀粉含量低而表现为皱粒，请回答：

1）相对性状形成的根本原因是发生了。

2）上述实例体现了基因控制性状的途径是 。

（2）下表1表示豌豆相关性状的基因所在的染色体，表2中的豌豆品系②~⑤除所给隐性性状外，其余相关基因型均为显性纯合（如品系②为白花黄种皮绿子叶非甜子叶高茎），分析回答相关问题：

1）若想通过观察花色进行基因分离定律的实验，应选的亲本组合是（填品系号）；若要进行自由组合定律的实验，选择品系①和⑤作亲本是否可行？，为什么？；选择品系②和③作亲本是否可行？为什么？。

2） 要探究控制子叶颜色与子叶味道的基因是否位于同一染色体上，某生物兴趣小组做了如下实验，请分析并完成实验：

第一年，以品系③为母本，品系④为父本杂交，收获的F1种子的性状表现为(　　)

A．黄种皮、绿色非甜子叶 B．黄种皮、黄色非甜子叶

C．绿种皮、绿色甜子叶 D．绿种皮、绿色非甜子叶

第二年，种植F1种子，让其自交，收获F2种子，并对F2种子的子叶性状进行鉴定统计。

实验结果及相应结论：

①_____________________________________________________________。

②_____________________________________________________________。

(3)若在第二年让F1与品系⑥杂交，实验结果及相应结论：

①_____________________________________________________________。

②_____________________________________________________________。

答案：（1）基因突变基因通过控制代谢过程，从而控制生物性状

（2） 1）②或⑥与①或③、④、⑤不可行品系1和5只有一对相对性状

不可行控制花色和种皮颜色的基因位于同一对染色体Ⅰ上，而控制子叶味道的基因位置未知。

2）D ①若绿色非甜子叶∶绿色甜子叶∶黄色非甜子叶∶黄色甜子叶＝9∶3∶3∶1，则控制子叶颜色和味道的基因不是位于同一染色体上 ②若绿色非甜子叶∶绿色甜子叶∶黄色非甜子叶∶黄色甜子叶≠9∶3∶3∶1（答绿色甜子叶：绿色非甜子叶：黄色非甜子叶＝1：2：1也可），则控制子叶颜色和味道的基因位于同一染色体上

（3）①若绿色非甜子叶∶绿色甜子叶∶黄色非甜子叶∶黄色甜子叶＝1∶1∶1∶1，则控制子叶颜色和味道的基因不是位于同一染色体上 ②若绿色非甜子叶∶绿色甜子叶∶黄色非甜子叶∶黄色甜子叶≠1∶1∶1∶1（答绿色甜子叶：黄色非甜子叶＝1：1也可），则控制子叶颜色和味道的基因位于同一染色体上

2.豌豆是遗传学研究常用的实验材料．请分析回答：

（1）选用豌豆作为遗传研究的材料，易于成功的原因是 （至少写出两点）．孟德尔利用豌豆圆形种子的植株和皱缩种子的植株进行杂交，F1自交得到的F2中圆形和皱缩种子之比大约为3：1．F2出现3：1性状分离比的原因是F1形成配子的过程中 ，分别进入不同的配子中，且受精时雌雄配子随机结合．若F2植株全部自交，预测收获的圆形和皱缩种子的比例约为 ．

（2）研究发现，皱缩种子在发育过程中缺乏一种合成淀粉所需的酶，导致细胞内淀粉含量 ，种子因成熟过程中水分缺乏而表现为皱缩．由此说明基因是通过控制 来控制代谢过程，进而控制生物的性状．

（3）豌豆素是野生型豌豆产生的一种抵抗真菌侵染的化学物质．决定产生豌豆素的基因A对a为显性．当基因B存在时，豌豆素的产生受到抑制．已知A和a、B和b两对基因独立遗传．现用两个不能产生豌豆素的纯种（品系甲、品系乙）和野生型豌豆（AAbb）进行如下两组实验：

亲本中品系甲和品系乙的基因型分别为 、 ．为鉴别Ⅱ组F2中不能产生豌豆素豌豆的基因型，可取该豌豆进行自交，若后代全为不能产生豌豆素的植株，则其基因型为 ．如果用品系甲和品系乙进行杂交，F1 （填“能”或“不能”）产生豌豆素，F2中能产生豌豆素的植株所占比例约为 ．

答案：（1）豌豆是自花传粉、闭花受粉的植物，具有易于区分的相对性状等位基因分离5：3

（2）降低酶的合成

（3）aabbAABBAABB不能3/16

3.豌豆是研究植物性状遗传的常用实验材料，现将两株紫花豌豆作为亲本进行杂交，收集种子种植下去，观察子代豌豆的花色并统计数据，将其结果汇成所示柱状图．请分析作答：

（1）豌豆的紫花和白花是一对相对性状，紫花性状从亲代传给子代的现象叫 ．

（2）已知豌豆的体细胞内有7对染色体，则一株亲本紫花豌豆为每一株子代白花豌豆提供了 条染色体．

（3）根据图中信息可知，紫花是 （填“显性”或“隐性”）性状．

（4）若显性基因用D表示，隐性基因用d表示，则亲本紫花豌豆的基因组成分别是 ，子代中一株紫花豌豆的基因组成是 ．

（5）让子代的白花豌豆进行杂交，后代出现紫花豌豆的概率是 ．

（6）将同一株豌豆所结籽粒，随机分为两组，分别种在肥沃和贫瘠的田地中，前者的产量明显高于后者，这种变异在生物学上称为 ．

答案：（1）遗传（2）7（3）显性（4）Dd、Dd；DD或Dd（5）0（6）不遗传的变异

4.现有纯种紫色种皮和纯种白色种皮(由细胞核中1对等位基因控制)菜豆品系。现要证明其显性与隐性的关系，请回答实验设计方案中的相关问题：

(1)杂交时可选用的亲本组合是紫色种皮菜豆(♀)×白色种皮菜豆(♂)或________。收获种子时观察到种皮颜色是：前者为________色，后者为________色。用此实验结果________(填“可以”或“不可以”)得出相应的结论，原因是_______________________。

(2)将上述杂交实验收获的种子分别种下去，收获F1代的种子，观察并统计种子种皮的颜色。

(3)预测结果得出结论：

________________________________________________________________________。

答案：(1)白色种皮菜豆(♀)×紫色种皮菜豆(♂)　紫　白　不可以　种皮是由母本植株的珠被发育而成，均与母本相同。　(3)如果F1代产生种子的种皮颜色均为紫色，则紫色为显性性状，白色为隐性性状；如果F1代产生种子的种皮颜色均为白色，则白色为显性性状，紫色为隐性性状

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