2021_2021学年高中生物第1章遗传因子的发现第1节孟德尔的豌豆杂交实验一学案新人教版必修.doc

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1、第1节孟德尔的豌豆杂交实验(一)课时素养目标1.运用结构与功能观,解释用豌豆作为遗传实验材料的优点,认同在科学探究中正确地选用实验材料的重要性。(生命观念)2.基于对孟德尔豌豆杂交实验过程的分析,总结假说演绎法的基本思路,尝试在学习与探究中运用假说演绎法分析和解决问题。(科学思维)3.运用分离定律阐明子代遗传因子和表现型有多种可能的原因,并解决生活中的实际问题。(科学思维、社会责任)必备知识自主学习答案解析P157一、豌豆的生理特性及杂交方法1.豌豆作为遗传实验材料的优点:2.豌豆杂交实验示意图:(1)操作叫,为了确保杂交实验成功,操作需要在。(2)操作叫 。为了防止外来花粉粒的干扰,必需的操

2、作步骤是 。该杂交实验所得的种子在正常情况下发育成的植株是高茎还是矮茎?若以高茎豌豆为父本,矮茎豌豆为母本进行杂交,所得的种子在正常情况下发育成的植株是高茎还是矮茎?二、一对相对性状的杂交实验1.一对相对性状的杂交实验发现问题:实验过程说明P(亲本)高茎矮茎F1(子一代)F2(子二代)高茎P具有性状F2出现现象,分离比为2.对分离现象的解释提出假说:3.对分离现象解释的验证演绎推理与实验:(1)方法:测交法,即F1与杂交。(2)遗传图解:(3)结论:F1是杂合子,产生和两种配子,比例接近。4.分离定律的内容得出结论:(1)描述对象:。(2)发生时间:在形成时。(3)实质:控制同一性状的成对的发

3、生分离,分离后的分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代。教材二次开发假如雌雄配子的结合不是随机的,则F2中不会出现31的性状分离比。假如雌雄配子的结合是随机的,那么F2中一定会出现31的性状分离比吗?举例说明。三、实验性状分离比的模拟基于对“性状分离比的模拟”实验的理解,判断下列有关说法的正误(正确的打“”,错误的打“”):(1)实验中甲、乙两桶分别代表雌、雄生殖器官。()(2)实验中分别从甲、乙两桶中随机抓取一个小球组合在一起,代表受精过程中雌、雄配子结合的过程。()(3)每个小桶内两种彩球比例应为11,准确模拟了雌、雄配子的比例。()(4)每次抓取的小球需要重新放回,保证每次模拟过程中D、

4、d出现概率相同。()(5)在“性状分离比的模拟”实验中甲、乙两桶内的彩球数量不一定要相等。()在甲、乙两个小桶中放入两种彩球各10个并且摇匀,使彩球混合均匀的原因是什么?关键能力合作学习答案解析P157知识点一 遗传学相关概念的归纳和辨析1.常见的遗传学符号及含义:符号PF1F2含义亲本子一代子二代杂交自交父本母本2.基本概念总结:(1)性状类:特别提醒:相对性状的区分要抓住两“同”,一“不同”两“同”:同一种生物,同一种性状。一“不同”:不同表现类型。如豌豆(同种生物)的高茎和矮茎(同一性状,性状表现不同)为一对相对性状。(2)交配类:方式含义实例杂交遗传因子组成不同的个体间相互交配AAaa

5、,AaAA自交遗传因子组成相同的个体间相互交配,对植物特指自花传粉AAAA,aaaa续表方式含义实例测交杂种子一代与隐性纯合子交配Aaaa正交与反交正交与反交是相对而言的,若甲为母本,乙为父本的交配方式为正交,则甲为父本,乙为母本的交配方式为反交正交:如高茎()矮茎()反交:如高茎()矮茎()(3)遗传因子类:显性遗传因子:控制显性性状的遗传因子,常用大写字母表示,如D。隐性遗传因子:控制隐性性状的遗传因子,常用小写字母表示,如d。(4)个体类:纯合子:遗传因子组成相同的个体,如DD、dd。杂合子:遗传因子组成不同的个体,如Dd。1.拓展探究:高茎和矮茎豌豆杂交,后代出现了高茎和矮茎。某同学认

6、为该现象属于性状分离,这种观点正确吗?为什么?(科学思维)2.情境探究:在阿拉伯牵牛花的遗传实验中,用纯合红色牵牛花和纯合白色牵牛花杂交,F1全是粉红色牵牛花。将F1自交后,F2中出现红色、粉红色和白色三种类型的牵牛花,比例为 121。阿拉伯牵牛花的花色遗传遵循分离定律吗?试分析原因。(科学思维)在遗传学实验过程中,生物交配的方式有很多,下列叙述不正确的是()A.杂交是指遗传因子组成不同的个体之间的交配方式,是目前培育新品种的重要方法B.自交是自花传粉、闭花受粉或同株异花授粉的植物的主要交配方式C.测交常用来检测某个体的遗传因子组成,也可用来确定一对相对性状的显隐性D.正交和反交常用来判断某性

7、状的遗传方式是核遗传还是质遗传【审答误区】本题常见错因:误认为测交实验能判断一对相对性状的显隐性,测交实验是在知道显隐性的情况下,判断纯合子和杂合子的一种方法,因此不能判断一对相对性状的显隐性关系。【方法规律】自交、测交和杂交方法的应用方法应用测交、杂交确定个体的遗传因子组成自交判断显隐性、提高纯合度测交、自交判断纯合子和杂合子 已知羊的毛色受一对遗传因子控制,分析羊的毛色(白毛和黑毛)遗传图解,下列叙述错误的是()A.这对相对性状中,显性性状是白毛B.图中三只黑羊的遗传因子组成一定相同C.图中四只白羊的遗传因子组成一定不同D.-2与一只黑羊交配再生一只黑羊的概率为1/3知识点二 分离定律的应

8、用1.显性性状与隐性性状的判断:(1)根据子代性状判断。不同性状的亲本杂交子代只出现一种性状子代所出现的性状为显性性状。相同性状的亲本杂交子代出现不同性状子代出现的新的性状为隐性性状。(2)根据子代性状分离比判断。具有一对相对性状的亲本杂交F2性状分离比为31分离比中为3的性状为显性性状。2.纯合子与杂合子的判断:(1)测交法(在已确定显隐性性状的条件下)。方法:待测个体隐性纯合子子代。结果分析(2)自交法。方法:待测个体子代。结果分析(3)花粉鉴定法。方法:待测个体花粉。结果分析3.遗传因子组成的推断方法:(1)正推类型。已知亲代的遗传因子组成,求子代的遗传因子组成、性状表现等。若亲代中有显

9、性纯合子(AA),则子代一定表现为显性性状(A_)。若亲代中有隐性纯合子(aa),则子代中一定含有隐性遗传因子(_a)。(2)逆推类型。已知子代性状表现,求亲代的遗传因子组成、性状表现。判断出显隐性关系。写出能确定的基因。隐性突破法:隐性个体的遗传因子组成必为隐性纯合型(如aa)。遗传因子填充法:显性个体的遗传因子组成中必有一个基因是显性基因,另一个不确定(写成填空式,如A_)。根据后代性状表现的比例推出亲本中的待定基因:a.若后代性状分离比为显性隐性=31,则双亲一定是杂合子,即AaAa3A_1aa。b.若后代性状分离比为显性隐性=11,则双亲一定是测交类型,即Aaaa1Aa1aa。c.若后

10、代只有显性性状,则双亲至少有一方为显性纯合子。即AAAA或AAAa或AAaa。d.若后代只有隐性性状,则双亲一定都是隐性纯合子。即aaaaaa。把结果代入原题中进行正推验证。1.拓展探究:为什么测交的方法常用于判断F1是纯合子还是杂合子?(科学思维)2.教材二次开发:为了在一个配种季节里鉴定一匹栗色(显性性状)公马是纯合子还是杂合子,应将该栗色公马与多匹白色母马配种。为什么要与多匹母马进行配种?(科学思维)(2019全国卷)某种植物的羽裂叶和全缘叶是一对相对性状。某同学用全缘叶植株(植株甲)进行了下列四个实验。植株甲进行自花传粉,子代出现性状分离用植株甲给另一全缘叶植株授粉,子代均为全缘叶用植

11、株甲给羽裂叶植株授粉,子代中全缘叶与羽裂叶的比例为11用植株甲给另一全缘叶植株授粉,子代中全缘叶与羽裂叶的比例为31其中能够判定植株甲为杂合子的实验是()A.或B.或C.或D.或【审答误区】对测交实验理解有误本题易误认为正确,应分析出子代中全缘叶与羽裂叶的比例为11,可能是因为植株甲是杂合子,另一植株为隐性纯合子,也可能是植株甲为隐性纯合子,而另一植株为杂合子。【方法规律】显性性状和隐性性状的判断方法 豌豆茎的高矮是一对相对性状。下列实验组中,能判断其显隐性关系的一组是()A.高茎高茎,后代:301高茎+110矮茎 B.高茎高茎,后代:全是高茎C.高茎矮茎,后代:103高茎+101矮茎D.矮茎

12、矮茎,后代:全是矮茎知识点三 自交和自由交配的解题方法1.自交:(1)自交的概念:来自同一个体的雌雄配子的结合或具有相同遗传因子组成的个体间的交配,在植物中自花传粉,同株异花传粉都属于自交。(2)两种自交类型的解题技巧:杂合子Aa连续自交n次,杂合子比例为(1/2)n,纯合子比例为1-(1/2)n,显性纯合子比例=隐性纯合子比例=1/2。如图所示:杂合子Aa连续自交,且逐代淘汰隐性个体,自交n代后,在显性个体中纯合子比例为(2n-1)/(2n+1),杂合子比例为2/(2n+1)。如图所示:2.自由交配:若某群体中有遗传因子组成为AA、Aa和aa的个体。(1)自交方式有AAAA、AaAa、aaa

13、a三种。(2)自由交配方式有AAAA、AaAa、aaaa、AAAa、AAaa、Aaaa六种。(3)示例:已知果蝇的黑身(b)和灰身(B)是一对相对性状,将纯种的灰身果蝇和黑身果蝇杂交,F1全部为灰身,让F1自由交配得到F2,将F2的灰身果蝇全部取出,让其自由交配,求后代中灰身果蝇所占的比例。分析:灰身为显性性状,F2中灰身的遗传因子组成为BB、Bb。方法:F2中只有BbBb后代才出现bb(黑身)果蝇,故黑身果蝇所占比例为2/3Bb2/3Bb=2/32/31/4=1/9,则灰身果蝇所占比例为1-1/9=8/9。拓展探究:(1)在间行种植的玉米种群中,玉米的交配方式是自交还是自由交配?为什么?(科

14、学思维)(2)在间行种植的豌豆种群中,豌豆的交配方式是自交还是自由交配?为什么?(科学思维)豌豆的红花与白花是一对相对性状(分别由A、a基因控制),现有一批遗传因子组成为AA和Aa的红花豌豆,两者的数量之比为21,自然状态下种植,其子代中遗传因子组成为AA、Aa、aa的数量之比为()A.25101B.921C.961D.121【审答误区】自交自由交配(1)“自交”强调的是遗传因子组成相同的个体之间的交配,如上题两种遗传因子组成为AA和Aa的群体中,自交是指AAAA、AaAa。(2)“自由交配”强调的是群体中所有个体进行随机交配,如上题中遗传因子组成为AA和Aa的群体中,自由交配是指AAAA、A

15、AAa、AaAA、AaAa。 某人发现家中的两只黑色猫生了一只白色小雌猫,已知猫的白色与黑色是一对相对性状,黑色由显性遗传因子(A)控制,白色由隐性遗传因子(a)控制。下列叙述错误的是()A.这两只黑猫的遗传因子组成都是AaB.所生白猫的遗传因子组成是aaC.它们第二胎生白色小猫的概率是1/4D.它们第二胎生黑色小猫的概率是1/2核心素养情境探究答案解析P1571.【生活情境】2020年为鼠年,某种品系鼠的毛色为灰色和黄色,灰色和黄色是一对相对性状。某研究小组进行了大量重复实验研究小鼠的毛色遗传,实验结果如下。实验一:黑色鼠与黑色鼠杂交,后代全部为黑色鼠。实验二:黄色鼠与黄色鼠杂交,后代中黄色

16、鼠与黑色鼠的比例为21。实验三:黄色鼠与黑色鼠杂交,后代中黄色鼠与黑色鼠的比例为11。探究:(1)鼠的毛色中显性性状是黄色,判断依据是什么?(科学思维)(2)对于实验二的结果,甲、乙同学提出了不同假说。甲同学认为:实验二的结果是含显性遗传因子的精子或卵细胞50%致死造成的。乙同学认为:实验二的结果是显性纯合子致死造成的。你认为甲、乙两位同学的假说哪一个正确?理由是什么?(科学探究)(3)请写出实验二杂交组合的遗传图解(用A、a表示有关遗传因子)。(科学思维)2.【生活情境】人类中非秃顶和秃顶由一对遗传因子控制,其中男性只有遗传因子组成为BB时才表现为非秃顶,而女性只有遗传因子组成为bb时才表现

17、为秃顶。探究:(1)遗传因子组成为Bb的男性表现为秃顶,女性表现为非秃顶,这说明了什么?(科学思维)(2)非秃顶男性与非秃顶女性结婚,子代所有可能的性状表现是什么?(科学思维)课堂检测素养达标答案解析P1571.孟德尔通过一对相对性状的杂交实验发现了分离定律。下列关于一对相对性状杂交实验的叙述,合理的是。孟德尔在豌豆开花时进行去雄和授粉,实现亲本的杂交发现问题的过程采用了杂交、自交两种方式“决定相对性状的遗传因子在体细胞中成对存在”属于假说内容“一对相对性状的遗传实验中,F2出现31的性状分离比”属于假说内容“测交实验”的目的在于对假说及演绎推理的结论进行验证2.(2019江苏学考真题)下列各

18、组生物性状中,属于相对性状的是()A.绵羊的白毛和家兔的灰毛B.果蝇的红眼和果蝇的残翅C.豌豆的高茎和豌豆的矮茎D.小麦的抗病和小麦的早熟3.(2019北京合格考)在豌豆杂交实验中,为防止自花传粉应()A.将花粉涂在雌蕊柱头上B.采集另一植株的花粉C.除去未成熟花的雄蕊D.人工传粉后套上纸袋4.(2019全国卷)假设在特定环境中,某种动物基因型(遗传因子组成)为BB和Bb的受精卵均可发育成个体,基因型为bb的受精卵全部死亡。现有基因型均为Bb的该动物1000对(每对含有1个父本和1个母本),在这种环境中,若每对亲本只形成一个受精卵,则理论上该群体的子一代中BB、Bb、bb个体的数目依次为()A

19、.250、500、0B.250、500、250C.500、250、0D.750、250、05.若用玉米为实验材料,验证孟德尔分离定律,下列因素对得出正确实验结论影响最小的是()A.所选实验材料是否为纯合子B.所选相对性状的显隐性是否易于区分C.所选相对性状是否受一对等位基因控制D.是否严格遵守实验操作流程和统计分析方法6.在性状分离比的模拟实验中,将甲袋子内的小球数量(Dd=11)总数增加到乙袋子内的小球数(Dd=11)的10倍,之后进行上百次模拟实验,则下列说法错误的是()A.甲、乙袋子分别模拟的是雄性和雌性的生殖器官B.该变化脱离了模拟雌、雄配子随机结合的实际情况C.最终的模拟结果是DDD

20、ddd接近于121D.袋子中小球每次被抓取后要放回原袋子再进行下一次抓取7.(2020郑州高一检测)如表是桃树花色的三组遗传实验结果。据此分析,下列叙述错误的是()杂交组合F1的性状表现及数目红花白花红花白花503511白花红花7890红花红花1240423A.组合的红花亲本与F1红花植株均为杂合子B.组合均可判断这对性状的显隐性关系C.若组合的F1中红花植株全部自交,则子代中纯合红花所占比例为1/2D.若组合的F1中红花植株全部自由交配,则子代中白花所占比例为1/128.(2020成都高一检测)水稻的非糯性和糯性是一对相对性状,据图回答下列问题:(1)显性性状是。(2)非糯性水稻自交产生的后

21、代中出现糯性和非糯性两种水稻,这种现象在遗传学上称为。(3)已知非糯性花粉遇碘变蓝黑色,糯性花粉遇碘变橙红色。若取F1的非糯性水稻的花粉加碘液染色,在显微镜下观察,可以观察到的颜色及比例。(4)请写出亲本(P)的遗传因子组成(用A、a表示):非糯性;糯性。第1章遗传因子的发现第1节孟德尔的豌豆杂交实验(一)一、1.自花闭花纯种性状2.(1)去雄花药未成熟前进行(2)人工异花授粉套袋【问答】提示:高茎;高茎。二、1.高茎矮茎相对性状高茎矮茎性状分离312.遗传因子成对成单成对的遗传因子随机结合43.(1)隐性纯合子(2)DdDddd(3)Dd114.(1)有性生殖生物(2)配子(3)遗传因子遗传

22、因子【问答】提示:不一定。如:子代数目较少,不一定符合预期的分离比。某些致死遗传因子可能导致性状分离比变化,如隐性致死、纯合致死、配子致死等。三、(1)(2)(3)提示:每个小桶内两种彩球比例应为11,模拟的是成对的遗传因子之间的比例,雌、雄配子中两种遗传因子的比例均为11,但雌配子数远少于雄配子。(4)(5)【问答】提示:使代表雌、雄配子的两种彩球被抓取的机会相等。知识点一【思考探究】1.提示:不正确。因为性状分离是杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象。2.提示:遵循。因为121为31的变式,遵循分离定律。【典例示范】C杂交是指遗传因子组成不同的个体之间的交配方式,是目前培育新品种的重

23、要方法,A正确;自花传粉、闭花受粉或同株异花授粉都属于自交,B正确;测交常用来检测某个体的遗传因子组成,但是无法确定一对相对性状的显隐性关系,C错误;正交和反交常用来判断某性状的遗传方式是核遗传还是质遗传,子代表现型及比例相同的,往往是核遗传,D正确。【类题精练】C白羊后代有白毛和黑毛,出现了性状分离,所以白毛是显性性状,黑毛是隐性性状,A正确;假设相关基因为A、a,因为黑毛是隐性性状,所以图中三只黑羊的遗传因子组成都是aa,B正确;-1和-1都为黑羊,所以-1、-2和-3白羊的遗传因子组成都是Aa,但-2白羊的遗传因子组成可能是AA或Aa,C错误;由于-2白羊的遗传因子组成有两种:1/3AA

24、或2/3Aa,所以-2与一只黑羊(aa)交配再生一只黑羊的几率为2/31/2=1/3,D正确。知识点二【思考探究】1.提示:因为隐性个体所产生的配子中的遗传因子为隐性,它不会影响F1产生的配子中所含遗传因子的表达,所以测交后代的表现主要取决于F1所产生的配子的类型,从而根据测交后代的类型及比例就可推断出F1的遗传因子组成。2.提示:母马一次只能生一匹小马,若该公马与一匹白色母马配种,则实验结果具有偶然性,可能不能确定该栗色公马的遗传因子组成,从而不能确定该栗色公马是纯合子还是杂合子。【典例示范】B植株甲进行自花传粉,子代出现性状分离,说明植株甲的全缘叶性状是显性性状,植株甲是杂合子;植株甲给另

25、一全缘叶植株授粉,子代全为全缘叶,植株甲既可能是纯合子,也可能是杂合子;如果植株甲是隐性纯合子,而羽裂叶为杂合子,则其后代全缘叶与羽裂叶的比例也为11;植株甲给另一全缘叶植株授粉,子代中全缘叶与羽裂叶的比例为31,说明全缘叶为显性性状,植株甲及另一全缘叶植株均为杂合子。【类题精练】A高茎高茎301高茎+110矮茎,高茎与高茎杂交后代出现了矮茎,说明矮茎为隐性性状,高茎为显性性状,A正确;高茎高茎高茎,亲代子代性状一致,可能是AAAAAA,也可能是aaaaaa,所以无法判断显隐性关系,B错误;高茎矮茎103高茎+101矮茎,后代的性状分离比约等于11,可能是AaaaAa、aa,也可能是aaAaa

26、a、Aa,所以无法判断显隐性关系,C错误;矮茎矮茎矮茎,亲代子代性状一致,可能是AAAAAA,也可能是aaaaaa,所以无法判断显隐性关系,D错误。知识点三【思考探究】(1)提示:自由交配。因为玉米雌雄同株,但异花传粉。(2)提示:自交。因为豌豆自花传粉,且闭花受粉。【典例示范】B据题意知,AA占2/3、Aa占1/3,自然状态下豌豆是自花传粉、闭花受粉植物,2/3AA自交后代都是AA,1/3Aa自交,子代有1/12AA、1/12aa、2/12Aa,故子代中AAAaaa=(2/3+1/12)2/121/12=921。【类题精练】D根据“两只黑色猫生了一只白色小雌猫”,推知这两只黑猫都是杂合子,遗

27、传因子组成都是Aa;它们所生这只白色小猫的遗传因子组成是aa;第二胎生白色小猫的概率是1/4;第二胎生黑色小猫的遗传因子组成是AA、Aa,概率是1/4+1/2=3/4。1.(1)提示:实验二中黄色鼠与黄色鼠杂交,后代发生性状分离,因此可以判断鼠的毛色中黄色是显性性状。(2)提示:乙同学的假说是正确的。实验三说明黄色鼠产生的含显性遗传因子的精子或卵细胞没有致死现象。(3)提示:PAaAa黄色 黄色F11AA2Aa1aa不存活黄色黑色2.(1)提示:遗传因子组成为Bb的性状表现受性别影响。(2)提示:女儿全部非秃顶、儿子为秃顶或非秃顶。1.【解析】选。豌豆为自花传粉且闭花受粉植物,应在花未成熟时(

28、花蕾期)进行去雄,在花粉成熟时进行授粉,实现亲本的杂交,错误;孟德尔发现问题的过程采用了杂交、自交两种方式,正确;“决定相对性状的遗传因子在体细胞中成对存在”属于假说内容,正确;F2出现31的性状分离比是孟德尔一对相对性状杂交实验得出的实验结果,不属于孟德尔假说的内容,错误;对推理(演绎)过程及结果进行的检验是通过测交实验完成的,正确。2.C相对性状是一种生物同一种性状的不同表现类型,C正确。3.C 将另一植株的花粉涂在雌蕊柱头上,是传粉的过程,不能防止自花传粉,A错误;采集另一植株的花粉,不能防止自花传粉,B错误;除去未成熟花的雄蕊,可以防止自花传粉,C正确;人工传粉后套上纸袋是为了防止其他

29、花粉的干扰,D错误。4.A5.A6.B甲、乙两个袋子分别代表雌、雄生殖器官,甲、乙两个袋子中的小球分别代表雌、雄配子,A正确;每个袋子中不同颜色(D、d)的小球数量一定要相等,但甲袋子内小球总数量和乙袋子内小球总数量不一定相等,所以将甲袋子内的小球数(Dd=11)增加到乙袋子内的小球数(Dd=11)的10倍,不影响实验结果,B错误;由于两个袋子内的小球都是Dd=11,所以最终的模拟结果是DDDddd接近于121,C正确;为了保证每种配子被抓取的概率相等,在每次抓取小球时,都应将袋子内的小球充分混合,D正确。7.D组合的亲本为Aaaa,进行的是测交实验,所以红花亲本与F1红花植株均为杂合子,A正

30、确;由于组合是白花红花,后代只有红花,可以判断红花是显性纯合子;组合后代出现性状分离,可以判断红花是显性性状,B正确;若组合的F1中红花植株(1/3AA、2/3Aa)全部自交,则子代中纯合红花所占比例为1/3+2/31/4=1/2,C正确;若组合的F1中红花植株(1/3AA、2/3Aa)全部自由交配,a的频率为1/3,则子代中白花所占比例为1/31/3=1/9,D错误。8.【解析】(1)由题图知,非糯性水稻自交,产生糯性和非糯性两种后代,说明非糯性是显性性状,糯性是隐性性状。(2)F1非糯性水稻自交产生的后代中,出现糯性和非糯性水稻,这种现象在遗传学上称为性状分离。(3)杂合F1在产生配子时控制糯性的遗传因子和控制非糯性的遗传因子发生分离,分别进入不同的配子中,形成了2种类型,且比例是11,非糯性花粉遇碘变蓝黑色,糯性花粉遇碘变橙红色,即在显微镜下观察,可以发现的颜色及比例为蓝黑色橙红色=11。(4)亲代进行的是测交,其中非糯性亲本的遗传因子组成为Aa,糯性亲本的遗传因子组成为aa。答案:(1)非糯性(2)性状分离(3)蓝黑色橙红色=11(4)Aaaa - 18 -