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　遗传的基本规律与伴性遗传
第21课时　一对相对性状的杂交实验
1．阐明有性生殖过程中基因的分离和自由组合使得子代的基因型和表型有多种可能，并可由此预测子代的遗传性状。2.活动：性状分离比的模拟实验。
考点一　分离定律的发现
1．豌豆用作遗传实验材料的优点
(1)豌豆的优点
(2)豌豆杂交实验过程
(3)相关概念
2．一对相对性状杂交实验的“假说—演绎”分析
(1)观察现象，提出问题——性状分离现象
(2)分析问题，提出假说——对分离现象的解释
(3)演绎推理、实验验证——对分离现象的解释验证
①演绎推理
方法：设计测交实验并预测实验结果，即F1与隐性纯合子杂交，遗传图解如图。
②实验验证：进行测交实验，获得测交实验结果；测交实验结果与预期结果一致，说明对分离现象的理论解释是正确的。
(4)得出结论——分离定律
(1)线粒体基因遗传时遵循孟德尔定律。(2023·广东卷)(　×　)
(2)孟德尔用统计学方法分析实验结果发现了遗传规律。(2022·广东卷)(　√　)
(3)人染色体DNA中的串联重复序列在父母与子女之间的遗传不遵循孟德尔遗传定律。(2022·河北卷)(　×　)
(4)孟德尔的豌豆杂交实验和摩尔根的果蝇杂交实验均采用测交实验来验证假说。(2021·海南卷)(　√　)
(5)果蝇X染色体上的基因在遗传时均不遵循孟德尔定律。(　×　)
(6)孟德尔在豌豆花未成熟前进行去雄和授粉，实现亲本的杂交。(　×　)
(7)杂合子与纯合子的基因组成不同，性状表现也不同。(　×　)
(8)(必修2 P7正文)孟德尔的演绎过程就是测交实验吗？为什么？
提示：不是；前者只是理论推导，后者则是进行杂交实验对演绎推理的结果进行验证。
考向1 结合豌豆杂交实验过程及遗传学概念考查生命观念
1．(2022·浙江卷)孟德尔杂交实验成功的重要因素之一是选择了严格自花受粉的豌豆作为材料。自然条件下豌豆大多数是纯合子，主要原因是(　D　)
A．杂合子豌豆的繁殖能力低
B．豌豆的基因突变具有可逆性
C．豌豆的性状大多数是隐性性状
D．豌豆连续自交，杂合子比例逐渐减小
解析：孟德尔杂交实验选择了严格自花受粉的豌豆作为材料，而连续自交可以提高纯合子的比例，因此，自然条件下豌豆经过连续数代严格自花受粉后，大多数都是纯合子，D符合题意。
2．(2025·福建三明模拟)下列各组中属于相对性状的是(　A　)
A．“不管白猫、黑猫，会捉老鼠就是好猫”中的“白”与“黑”
B．“雄兔脚扑朔，雌兔眼迷离”中的“脚扑朔”与“眼迷离”
C．“少壮不努力，老大徒伤悲”中的“少壮”与“老大”
D．“知否，知否？应是绿肥红瘦”中的“绿肥”与“红瘦”
解析：“不管白猫、黑猫，会捉老鼠就是好猫”中的“白”与“黑”指的是猫毛色的两种表现类型，属于相对性状，A正确；“脚扑朔”与“眼迷离”不符合“同一性状”一词，因此不属于相对性状，B错误；“少壮不努力，老大徒伤悲”中的“少壮”与“老大”是正常的生命历程，不属于相对性状，C错误；“知否，知否？应是绿肥红瘦”中的“绿肥”是指叶子，而“红瘦”是指海棠花，这不属于“同一性状”，因此不属于相对性状，D错误。
考向2 结合一对相对性状的豌豆杂交实验考查科学思维
3．(2025·江苏扬州模拟)豌豆子叶黄色(Y)对绿色(y)为显性，孟德尔用纯种黄色豌豆和绿色豌豆为亲本，杂交得到F1，F1自交获得F2(如图所示)，下列有关分析正确的是(　C　)
A．雌配子与雄配子数目相等
B．③的基因型与F1的基因型相同
C．①和②表型都是黄色子叶，③表型是绿色子叶
D．亲本中父本的基因型一定是YY，母本的基因型一定是yy
解析：雌配子数目远远少于雄配子数目，A错误；③的基因型为yy，F1的基因型为Yy，二者不同，B错误；①和②的基因型都是Yy，表型都是黄色子叶，③的表型是绿色子叶，C正确；能产生F1(Yy)的具有相对性状的两个纯种亲本可能是YY(♀)和yy(♂)，也可能是YY(♂)和yy(♀)，D错误。
考向3 围绕分离定律的实质与验证考查科学思维、科学探究
4．(2025·河南三门峡模拟)孟德尔的一对相对性状的豌豆杂交实验中，最能体现分离定律实质的是(　B　)
A．高茎与矮茎亲本正反交产生的F1总表现为高茎
B．F1形成配子时，控制高茎和矮茎的遗传因子彼此分离
C．F1高茎自交产生的F2中高茎∶矮茎约为3∶1
D．F1高茎与矮茎测交子代中高茎∶矮茎约为1∶1
解析：高茎与矮茎亲本正反交产生的F1总表现为高茎，说明高茎为显性性状，不能体现分离定律实质，A不符合题意；F1形成配子时，控制高茎和矮茎的遗传因子随同源染色体的分离而彼此分离，最能体现分离定律实质，B符合题意；F1高茎自交产生的F2中高茎∶矮茎约为3∶1，体现了性状分离现象，能间接体现分离定律实质，C不符合题意；F1高茎与矮茎测交子代中高茎∶矮茎约为1∶1，说明F1是杂合子，能间接体现分离定律实质，D不符合题意。
5．玉米是我国重要的粮食作物，通常是雌雄同株异花植物(顶端长雄花序，叶腋长雌花序)。请回答有关问题：
(1)玉米适合做研究遗传规律的实验材料，原因是有许多易于区分的相对性状，后代数量多，易培养，单性花(易操作)。
(2)已知玉米籽粒的糯性和非糯性是由1对等位基因控制的相对性状。为了确定这对相对性状的显隐性，某研究人员将糯性玉米纯合子与非糯性玉米纯合子(两种玉米均为雌雄同株)间行种植进行实验，果穗成熟后依据果穗上籽粒的性状，可判断糯性与非糯性的显隐性。若糯性是显性性状，则实验结果是糯性玉米植株上只有糯性籽粒，非糯性玉米植株上既有糯性籽粒，又有非糯性籽粒；若非糯性是显性性状，则实验结果是非糯性玉米植株上只有非糯性籽粒，糯性玉米植株上既有非糯性籽粒，又有糯性籽粒。
(3)玉米籽粒的饱满与凹陷是一对相对性状，受一对等位基因控制。现有在自然条件下获得的一些饱满的玉米籽粒和一些凹陷的玉米籽粒，若要用这两种玉米籽粒为材料验证分离定律。写出两种验证思路及预期结果：①两种玉米分别自交，若某些玉米自交后，子代出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律；②两种玉米分别自交，在子代中选择两种纯合子进行杂交，F1自交，得到F2，若F2中出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律；③让籽粒饱满的玉米和籽粒凹陷的玉米杂交，如果F1都表现一种性状，则用F1自交，得到F2，若F2中出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律；④让籽粒饱满的玉米和籽粒凹陷的玉米杂交，如果F1表现两种性状，且两种性状的比例为1∶1，则可验证分离定律(任选两种即可)。
解析：(1)玉米之所以适合做研究遗传规律的实验材料，是由于玉米具有许多易于区分的相对性状，后代数量多，易培养，单性花(易操作)。(2)假设玉米籽粒的糯性和非糯性这对相对性状受A/a基因控制，因为玉米为雌雄同株植物，间行种植时，既有自交又有杂交。若糯性为显性性状，基因型为AA，非糯性基因型为aa，则糯性植株无论自交还是杂交，糯性植株上全为糯性籽粒。而非糯性植株杂交子代为糯性，自交子代为非糯性，所以非糯性植株上既有糯性籽粒又有非糯性籽粒。若非糯性为显性性状时，非糯性植株(AA)上只有非糯性籽粒，糯性植株(aa)上既有糯性籽粒又有非糯性籽粒。(3)基因分离定律的实质是在减数分裂形成配子时，等位基因发生分离，分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代，故要想验证分离定律，可采用自交法、测交法，具体过程如下：①两种玉米分别自交，若某些玉米自交后，子代出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律。②两种玉米分别自交，在子代中选择两种纯合子进行杂交，F1自交，得到F2，若F2中出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律。③让籽粒饱满的玉米和籽粒凹陷的玉米杂交，如果F1都表现一种性状，则用F1自交，得到F2，若F2中出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律。④让籽粒饱满的玉米和籽粒凹陷的玉米杂交，如果F1表现两种性状，且两种性状的比例为1∶1，则可验证分离定律。
基因分离定律的“4种”验证方法
考点二　性状分离比的模拟实验
1．实验原理
(1)甲、乙两个小桶分别代表雌、雄生殖器官。
(2)甲、乙小桶内的彩球分别代表雌、雄配子。
(3)不同彩球的随机组合模拟雌、雄配子的随机结合。
2．方法步骤
(1)在甲、乙两个小桶中放入两种彩球各10个。
(2)摇动两个小桶，使小桶内的彩球充分混合。
(3)分别从两个小桶内随机抓取一个彩球，组合在一起，记下两个彩球的字母组合。
(4)将抓取的彩球放回原来的小桶内，摇匀。
(5)按步骤(3)和(4)重复做30次以上。
3．结果与结论
(1)彩球组合类型及数量比为DD∶Dd∶dd≈1∶2∶1。
(2)彩球组合代表的显、隐性性状分离比为显性性状∶隐性性状≈3∶1。
(1)性状分离比的模拟实验中可用绿豆和黄豆代替不同颜色的彩球分别模拟D和d配子。(2024·湖北卷)(　×　)
(2)性状分离比的模拟实验中，两个小桶内彩球的总数必须相同。(2023·河北卷)(　×　)
(3)性状分离比的模拟实验中，每个小桶内两种颜色的彩球的数量必须相同。(　√　)
(4)做性状分离比模拟实验时，若前3次都从小桶中摸出A球，则第4次摸出a球的概率大。(　×　)
(5)每次抓出两个球记录好组合情况后，桶内剩余球应摇匀后再继续实验。(　×　)
考向　围绕性状分离比的模拟实验考查科学探究
1．(2021·浙江卷)某同学用红色豆子(代表基因B)和白色豆子(代表基因b)建立人群中某显性遗传病的遗传模型，向甲、乙两个容器均放入10颗红色豆子和40颗白色豆子，随机从每个容器内取出一颗豆子放在一起并记录，再将豆子放回各自的容器中并摇匀，重复100次。下列叙述正确的是(　C　)
A．该实验模拟基因自由组合的过程
B．重复100次实验后，Bb组合约为16%
C．甲容器模拟的可能是该病占36%的男性群体
D．乙容器中的豆子数模拟亲代的等位基因数
解析：该实验模拟的是生物在生殖过程中，等位基因的分离和雌、雄配子的随机结合，A错误；重复100次实验后，Bb的组合约为20%×80%×2＝32%，B错误；若甲容器模拟的是该病(B_)占36%的男性群体，则该群体中正常人(bb)占64%，即b＝80%、B＝20%，与题意相符，C正确；乙容器中的豆子数模拟的是雌性或雄性亲本产生的配子种类及比例，D错误。
2．(2025·广东梅州模拟)下图为利用甲、乙箱子进行一对相对性状的模拟杂交实验。下列叙述错误的是(　B　)
A．甲、乙箱子表示雌、雄生殖器官
B．甲箱子中黑色和灰色小球的形状、大小可不同
C．乙箱子中黑色和灰色的小球数量必须相等
D．模拟等位基因分离可只用其中一个箱子
解析：甲、乙箱子都含有两种小球，小球代表形成的配子，箱子表示雌、雄生殖器官，A正确；甲箱子中黑色和灰色小球的形状应该相同，以减小实验误差，B错误；乙箱子中黑色和灰色的小球数量必须相等，代表形成了相同数量的两种配子，C正确；因为甲、乙箱子中各有两种配子，从甲或乙箱子随机取出一个小球可模拟等位基因分离的过程，D正确。
课时作业21
(总分：50分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．(2025·辽宁大连模拟)下列各项是“性状分离比的模拟实验”中的操作，其中模拟等位基因分离的是(　C　)
A．每个容器中放入等量的2种颜色小球
B．摇动容器，使容器内的小球充分混合
C．从容器中随机抓取小球
D．将抓取的小球分别放回原来的容器中
解析：每个容器中放入等量的2种颜色的小球，2种颜色的小球代表一对等位基因，抓取小球之前应充分混匀，从容器中随机抓取小球可模拟等位基因的分离，C符合题意。
2．(2025·广东湛江模拟)下列各种遗传现象中，属于性状分离的是(　B　)
A．F1的短毛雌兔与短毛雄兔交配，后代全部都是短毛兔
B．F1的高茎豌豆自交，后代中既有高茎豌豆，又有矮茎豌豆
C．黑色长毛兔与白色长毛兔交配，后代出现比例相等的黑色长毛兔和白色长毛兔
D．花斑色茉莉花自交，后代中全为花斑色茉莉花
解析：F1的短毛雌兔与短毛雄兔交配，后代全部都是短毛兔，未出现性状分离，A不符合题意；F1的高茎豌豆属于杂合子，杂合子自交后代既出现高茎，又出现矮茎，该现象属于性状分离，B符合题意；黑色长毛兔和白色长毛兔在亲代和子代中都有，黑色长毛兔与白色长毛兔交配，后代出现比例相等的黑色长毛兔和白色长毛兔，不是性状分离，C不符合题意；花斑色茉莉花自交，后代中全为花斑色茉莉花，未出现性状分离，D不符合题意。
3．(2025·湖南长沙模拟)下列关于孟德尔豌豆杂交实验的叙述，正确的是(　A　)
A．孟德尔认为，遗传因子是“独立的颗粒”，既不会相互融合，也不会在传递中消失
B．“孟德尔发现F2性状分离比为显性性状∶隐性性状＝3∶1”属于假说—演绎法中“假说”的内容
C．“测交结果：87株是高茎的，79株是矮茎的”属于假说—演绎法中“演绎推理”的内容
D．“F1产生配子时，等位基因分离，非等位基因自由组合”属于假说—演绎法中“假说”的内容
解析：孟德尔认为，遗传因子是“独立的颗粒”，既不会相互融合，也不会在传递中消失，A正确；孟德尔通过一对相对性状的杂交实验，发现F2性状分离比为3∶1，属于实验现象，B错误；测交实验验证了演绎推理的结果，属于假说—演绎法中“实验验证”的内容，C错误；孟德尔没有提出基因的概念，D错误。
4．(2025·福建龙岩模拟)实验材料的选择是科学探究的一个关键环节，材料选对了就等于实验成功了一半。下列有关实验材料的选择，叙述错误的是(　A　)
A．大肠杆菌遗传物质少，适合用于DNA的粗提取与鉴定
B．豌豆自花传粉和具有易于区分的相对性状，有利于遗传学分析
C．菠菜容易获得，可用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
D．双子叶植物个体数目易于辨别，适合用于调查植物的种群密度
解析：大肠杆菌的DNA含量较少，不适合作DNA粗提取实验的材料，适合作DNA粗提取实验材料的为菜花、鸡血、洋葱等，A错误；豌豆是严格的自花传粉、闭花受粉的植物，并且有易于区分的相对性状，有利于遗传学分析，B正确；菠菜容易获得，其幼嫩叶片中存在叶绿体，便于用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动，C正确； 蔓生或丛生的单子叶植物难于辨别个体数目，双子叶植物较易辨别个体数目，故一般选择双子叶植物作为调查植物种群密度的对象，D正确。
5．(2025·黑龙江齐齐哈尔模拟)孟德尔的遗传实验进行了杂交、自交、测交等操作，应用了假说—演绎法和归纳法等科学方法，最终得到了基因的分离定律。下列有关叙述中错误的是(　D　)
A．在纯合亲本杂交和F1自交的结果基础上提出问题
B．成对的遗传因子在形成配子时彼此分离是假说内容之一
C．预测F1测交的子代将出现1∶1的分离比，属于演绎过程
D．观察到F1自交后代F2出现3∶1的分离比，是对假说的验证
解析：孟德尔将具有一对相对性状的两个纯合的亲本进行杂交，无论是正交还是反交，F1均表现出显性性状，用F1自交，结果在F2中，显性性状与隐性性状的分离比接近3∶1，在此基础上孟德尔提出了相关的问题，A正确；在对分离现象解释时，孟德尔的假说内容之一是成对的遗传因子在形成配子时彼此分离，B正确；预测F1测交的子代将出现1∶1的分离比，属于依据假说所进行的演绎过程，C正确；观察到F1自交后代F2出现3∶1的分离比，是对F2中不同性状的个体进行数量统计后得到的结果，孟德尔对假说的验证进行的是测交实验，即让子一代与隐性纯合子杂交，D错误。
6．(2025·江西赣州联考)玉米是雌雄同株异花植物，育种工作者欲利用低产抗虫和高产不抗虫两个纯合玉米品系培育出高产抗虫的玉米，培育出的高产抗虫玉米籽粒(子代)至少可以留种一年。下列有关叙述错误的是(　B　)
A．为了保证育种效果，需要远离其他玉米地制种
B．不对母本进行去雄处理，也不会影响育种效果
C．若子一代出现高产抗虫性状，无须让子一代自交
D．若子一代未出现高产抗虫性状，需让子一代自交
解析：为了保证育种效果，制种应远离其他玉米地，以防止外来花粉的干扰，A正确；为了保证育种效果，杂交时母本需去雄，若母本未去雄，则可能会发生自交，B错误；若子一代出现高产抗虫性状，说明高产和抗虫为显性性状，只需利用低产抗虫和高产不抗虫两个纯合玉米品系培育更多种子即可，无须自交纯化，C正确；若子一代未出现高产抗虫性状，需让子一代自交才能出现高产抗虫性状，D正确。
7．(2025·河北衡水模拟)现有小桶若干和黄、蓝、红、绿四种颜色的小球若干，某同学利用这些材料进行性状分离比的模拟实验。下列叙述正确的是(　D　)
A．若要进行一对相对性状的分离比模拟实验，则两个小桶内的小球总数必须相等
B．若要进行一对相对性状的分离比模拟实验，一个小桶内两种颜色的小球数量可以不同
C．若要进行两对相对性状的分离比模拟实验，则需要每个小桶内放置等量的四种颜色的小球
D．无论进行几对相对性状的分离比模拟实验，每个小桶内的小球取出后，都必须放回原桶
解析：若要进行一对相对性状的分离比模拟实验，两个小桶分别代表雌、雄生殖器官，两个小桶内的小球总数不需要相等，每个小桶内的两种颜色的小球数量相等即可，A、B错误；两对等位基因位于两对染色体上才能进行自由组合，因此若要进行两对相对性状的分离比模拟实验，则需要每个小桶内放置等量的两种颜色的小球，一共需要四个小桶，两个小桶代表雌性生殖器官，两个小桶代表雄性生殖器官，C错误；为了保证每次取到小球的概率相等，无论进行几对相对性状的分离比模拟实验，每个小桶内的小球取出后，都必须放回原桶，D正确。
8．(2025·重庆万州区模拟)“假说—演绎法”是现代科学研究中常用的一种方法，其雏形可追溯到古希腊亚里士多德的归纳—演绎模式。按照这一模式，科学家应从要解释的现象中归纳出解释性原理，再从这些原理演绎出关于现象的陈述。下列说法正确的是(　B　)
A．F2中出现3∶1的性状分离比属于“假说—演绎法”中的“假说”部分
B．“若对F1(Dd)测交，则子代显隐性的性状比例为1∶1”是演绎得到的陈述
C．DNA复制方式的确定与“假说—演绎法”无关
D．用“假说—演绎法”验证的实验结果总会与预期相符
解析：F2中出现3∶1的性状分离比属于实验现象，A错误；“若对F1(Dd)测交，则子代显隐性的性状比例为1∶1”是实验验证的理论阶段，即为演绎得到的陈述，B正确；DNA复制方式的确定运用了假说─演绎法，C错误；运用假说─演绎法验证的实验结果不一定总与预期相符，也有可能相反，D错误。
9．(2025·河南信阳模拟)某校科学兴趣小组发现玉米植株的叶片类型既有宽叶又有窄叶，纯合的宽叶玉米与纯合的窄叶玉米杂交得到的F1均为宽叶，F1自交得到的F2中宽叶与窄叶之比为3∶1。该兴趣小组模拟豌豆的杂交实验，运用假说—演绎法研究这一性状的遗传是否符合分离定律。下列有关叙述错误的是(　A　)
A．让纯合的宽叶植株与纯合的窄叶植株杂交，根据实验结果，提出宽叶为显性性状的观点，这属于提出问题
B．根据杂交实验结果推测F1宽叶植株与窄叶植株测交后代会出现1∶1的性状比例，属于演绎推理过程
C．根据杂交实验结果提出宽叶与窄叶这对相对性状受一对等位基因控制，是其对实验现象的解释
D．让宽叶植株与窄叶植株的杂交后代F1进行测交实验，并统计实验结果，属于实验验证过程
解析：提出问题应该是在观察和分析的基础上提出为什么会出现这种实验现象，A错误。
10．(2025·广东广州联考)如果用纯种红牡丹与纯种白牡丹杂交，F1是粉红色的，有人认为这符合融合遗传理论，也有人认为这是不完全显性遗传的结果。为探究上述问题，下列做法错误的是(　A　)
A．用纯种红牡丹与纯种白牡丹再杂交一次，观察后代的花色
B．让F1进行自交，观察后代的花色
C．对F1进行测交，观察后代的花色
D．让F1与纯种红牡丹杂交，观察后代的花色
解析：无论是融合遗传还是不完全显性遗传，纯种红牡丹和纯种白牡丹杂交，后代均为粉红色，A错误；F1自交，若后代发生性状分离，且比例为1∶2∶1，则说明是不完全显性遗传，否则为融合遗传，B正确；让F1与纯种红牡丹或纯种白牡丹杂交，其中一个杂交组合是测交，若后代出现两种性状，且比例为1∶1，则说明是不完全显性遗传，否则是融合遗传，C、D正确。
11．(2025·浙江杭州模拟)玉米籽粒的黄色和白色受一对等位基因控制，现有一批基因型及比例为YY∶Yy＝1∶1的玉米种子，种植后随机交配产生F1。某同学准备利用如图所示的材料进行上述玉米植株随机交配产生F1的模拟实验，下列各项中能够用于该模拟实验的是(　B　)
A．甲、乙容器中均放入黄球30个、白球30个
B．甲、乙容器中均放入黄球30个、白球10个
C．甲容器中放入黄球30个，乙容器中放入白球30个
D．甲容器中放入黄球30个，乙容器中放入白球10个
解析：甲、乙容器中均放入黄球30个、白球10个，均符合雌、雄配子中Y＝3/4、y＝1/4的比例要求，B符合题意。
12．如图表示孟德尔杂交实验过程的操作及理论解释，下列叙述错误的是(　B　)
A．图1中①和②的操作不能同时进行，②操作后要对雌蕊进行套袋处理
B．图2揭示了基因分离定律的实质，是孟德尔假说—演绎的核心内容
C．图3为测交实验遗传图谱
D．图2揭示了减数分裂过程中，伴随同源染色体1、2的分离，等位基因D、d也随之分离，进入不同的配子中
解析：图1中①的操作要在花粉成熟前进行，②的操作要在花粉成熟后进行，因此这两个操作不能同时进行，②操作后要对母本(雌蕊)进行套袋处理，防止外来花粉干扰，A正确；孟德尔只是提出了遗传因子，基因及基因分离定律的实质是后人提出的，B错误；测交实验的目的是利用隐性纯合子与待测亲本杂交，图3为测交实验遗传图谱，C正确；图2揭示了减数分裂过程中，等位基因D和d随着同源染色体1、2的分离而分离，进入不同的配子中，D正确。
二、非选择题(共14分)
13．(14分)(2025·广东汕头模拟)下图为豌豆的一对相对性状遗传实验过程图解，回答下列问题：
(1)在该实验的亲本中，母本是高茎豌豆。
(2)操作①叫去雄，为了确保杂交实验成功，①的操作应注意时间在花粉成熟之前；操作②处理后必须用纸袋对母本进行套袋，其目的是避免外来花粉干扰。
(3)孟德尔发现F1豌豆均为高茎，他用F1自交的方法证明了亲本中矮茎的性状在F2中没有消失，同时还发现所获得的F2中高茎和矮茎的比例约为3∶1，生物体的这种现象称作性状分离，高茎和矮茎为相对性状。据此他又设计了测交实验，证明了F1是杂合子。
解析：(1)据题图分析可知，在豌豆杂交实验中，父本矮茎植株是提供花粉的植株，母本即高茎植株是接受花粉的植株。(2)根据图示可知操作①是去雄，由于豌豆是自花传粉、闭花受粉植物，为确保杂交实验成功，应在花粉成熟之前进行操作；操作②是人工传粉，处理后必须用纸袋对母本进行套袋，防止外来花粉干扰实验。(3)由杂交结果可知：豌豆的高茎是显性性状，矮茎是隐性性状，若用D表示控制高茎的显性基因，则d表示控制矮茎的隐性基因，将子代高茎豌豆F1的种子种植后，F1自交后所获得的F2中高茎与矮茎的比例约为3∶1，生物体的这种现象称作性状分离，且高茎和矮茎为相对性状。孟德尔用测交实验验证F1的基因型，即让F1和矮茎豌豆杂交，由于Dd×dd→1Dd(高茎)∶1dd(矮茎)，所以后代表型比例为1∶1，故证明了F1是杂合子。

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