2016-2017版高中生物 第2單元 遺傳的基本定律 第1章 基因的分離規(guī)律 第1節(jié) 孟德爾遺傳試驗的科學(xué)方法學(xué)案 中圖版必修2

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1、 第一章　基因的分離規(guī)律 第一節(jié)　孟德爾遺傳試驗的科學(xué)方法 1．分析孟德爾遺傳試驗的科學(xué)方法。(重難點) 2．理解選用豌豆作為實驗材料的原因。(重點) 恰 當(dāng) 地 選 擇 實 驗 材 料 1．選用豌豆作為實驗材料的優(yōu)點 (1)嚴格的自花授粉植物，不受外界花粉的干擾。 (2)花大，容易去雄和人工授粉。 (3)具有穩(wěn)定的、可以明顯區(qū)分的相對性狀。 2．人工雜交實驗操作 去雄→套袋→人工傳粉→再套袋。 [合作探討] 探討1：人的耳垂有無與拇指彎曲與否彼此間是否屬相對性狀？為什么？ 提示：不屬于相對性狀，必須針對同類性狀。耳垂有無與拇指彎曲屬不同性狀。

2、 探討2：人工去雄是針對母本還是父本？去雄后為何還要“套袋”？ 提示：針對母本(圖中高莖花為母本)，套袋的目的在于防止外來花粉的干擾。 探討3：用豌豆作雜交實驗材料最大的優(yōu)勢是什么？ 提示：豌豆是嚴格的自花授粉植物，并具閉花授粉特點，而且相對性狀明顯，故在自然狀態(tài)下都是純種，用其作雜交實驗材料，結(jié)果既可靠，又易于分析。 [思維升華] 1．性狀 遺傳學(xué)上，把生物所表現(xiàn)的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理特征和行為方式統(tǒng)稱為性狀，如豌豆的花色、種子形狀、子葉顏色、豆莢形狀和株高等。 2．相同性狀 同種生物同類性狀(如花的顏色、莖的高矮、種子形狀等)，若表現(xiàn)一致即為相同性狀，如同為高莖豌豆，或同為開

3、紫花或同為結(jié)“圓滑”籽粒等。 3．相對性狀 相對性狀3個條件，即兩“同”一“不同” 4．相對性狀的判斷實例 舉例 是否為相對性狀 判斷理由 牛的有角與山羊的無角 否 屬不同生物 家兔的長毛與細毛 否 毛長短與毛粗細屬不同性狀 甲蠶豆的紅花與乙蠶豆的紅花 否 紅花與紅花雖屬相同性狀但不是“不同表現(xiàn)” 甲小鼠的灰毛與乙小鼠的白毛 是 屬同種生物(均為小鼠)同一性狀(均為毛色性狀)不同表現(xiàn)(一方為“灰毛”，另一方為“白毛”) 5.人工去雄與人工授粉 (1)人工去雄：去雄就是把母本植株上的花在未開之前，用鑷子將花藥或整個雄蕊摘除，以防止自花授粉。 (2)人

4、工授粉：待母本上的雌蕊成熟后，將另一品種上雄蕊產(chǎn)生的花粉用毛刷涂在雌蕊的柱頭上。這樣，兩個品種的豌豆間就完成了雜交過程。值得注意的是，去雄和人工授粉后，必須進行套袋保護，以防止花粉丟失和混交。 1．下列性狀中，不屬于相對性狀的是(　　) A．果蠅的長翅與殘翅 B．狗的長毛與卷毛 C．豌豆的圓粒與皺粒 D．金魚草的紅花與粉花 【解析】　長毛與卷毛不是同一種性狀。狗的長毛與短毛、卷毛和直毛屬于相對性狀。 【答案】　B 2．下列各項中屬于相對性狀的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：73730017】 A．玉米的黃粒和圓粒 B．家雞的長腿和毛腿 C．綿羊的白毛和黑毛 D．豌豆的高莖和

5、豆莢的綠色 【解析】　相對性狀必須是同種生物同一種性狀的不同表現(xiàn)類型。A項中黃和圓不是同種性狀，不屬于相對性狀，但玉米的黃粒和綠粒、圓粒和皺粒屬于相對性狀。B項中的長腿和毛腿不是同一種性狀，而家雞的長腿和短腿、毛腿和光腿屬于相對性狀。D項中的高莖和豆莢的綠色不是同一種性狀。 【答案】　C |第二單元　遺傳的基本規(guī)律 孟 德 爾 科 學(xué) 實 驗 的 方 法 1．巧妙運用由簡到繁的方法 (1)孟德爾在眾多的相對性狀中，首先針對一對相對性狀進行研究，通過單因子分析，發(fā)現(xiàn)了基因的分離規(guī)律。 (2)當(dāng)一對相對性狀的遺傳規(guī)律研究清楚后，由簡到繁，進一步同時研究了兩對以至多對相對性

6、狀，最終發(fā)現(xiàn)了基因的自由組合規(guī)律。 2．合理地運用數(shù)理統(tǒng)計 (1)孟德爾對所研究的性狀進行觀察，并詳細記錄了不同性狀在各代出現(xiàn)的數(shù)據(jù)，研究目的性狀在各代間是如何傳遞的。為此孟德爾巧妙地引入了數(shù)理統(tǒng)計的方法處理這些數(shù)據(jù)。 (2)孟德爾一對相對性狀的雜交實驗中，將得到的子二代不同性狀的數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)量統(tǒng)計處理后，都接近3∶1的比例關(guān)系。在同時研究兩對性狀時，得出了9∶3∶3∶1的比例關(guān)系。 (3)后人在繼續(xù)研究中發(fā)現(xiàn)，只有滿足大樣本的條件，才能夠?qū)崿F(xiàn)孟德爾數(shù)理統(tǒng)計的比例關(guān)系。 (4)孟德爾成功地運用數(shù)理統(tǒng)計的方法來研究生物的遺傳問題，從而把遺傳學(xué)研究從單純的描述推進到定量的計算分析，化無形為

7、有形，開拓了遺傳學(xué)研究的新途徑。 3．嚴密地假說演繹 針對已有事實→發(fā)現(xiàn)問題→提出假說→設(shè)計實驗驗證假說，并在不同植物的雜交實驗中分別驗證假說的正確性→普遍規(guī)律。 [合作探討] 探討1：概括說明孟德爾獨特的研究思路和科學(xué)的研究方法。 提示：孟德爾獨特的研究思路和科學(xué)的研究方法可概括為恰當(dāng)?shù)剡x擇實驗材料、巧妙地運用由簡到繁的方法、合理地運用數(shù)理統(tǒng)計、嚴密地假說演繹。 探討2：若選擇細菌作雜交實驗材料是否可行？為什么？ 提示：不可行，細菌是原核生物，只進行無性生殖，不進行有性生殖，故不可被用作雜交實驗材料。 [思維升華] 1．科學(xué)研究的一般過程 提出問題→收集與問題有關(guān)的資

8、料和數(shù)據(jù)→提出假說→驗證假說→發(fā)現(xiàn)規(guī)律、得出結(jié)論→應(yīng)用規(guī)律和結(jié)論 2．生物學(xué)研究的基本方法 觀察法、實驗法、分類法、模型法、調(diào)查法和假說——演繹方法等。 3．孟德爾成功的原因分析 (1)科學(xué)選擇了豌豆作為實驗材料。 (2)采用由單因素到多因素的研究方法。 (3)應(yīng)用了數(shù)理統(tǒng)計方法對實驗結(jié)果進行統(tǒng)計分析。 (4)科學(xué)設(shè)計了實驗程序。即在對大量實驗數(shù)據(jù)進行分析的基礎(chǔ)上，提出合理假說，運用假說演繹法進行合理推理演繹并設(shè)計實驗驗證假說。 4．概率運算的兩大基本法則 (1)加法定理：兩個互不相容的事件A與B的和的概率，等于事件A與B的概率之和，即P(A＋B)＝P(A)＋P(B)。例如，

9、豌豆豆粒顏色是“黃色”或“綠色”的概率是它們各自的概率之和(其和為1)。 (2)乘法定理：兩個(或兩個以上)獨立事件同時出現(xiàn)的概率是它們各自概率的乘積，即P(AB)＝P(A)·P(B)。例如，豌豆豆粒出現(xiàn)“黃色”同時又出現(xiàn)“圓粒”的概率是它們各自概率之積。 5．孟德爾規(guī)律的適用范圍 孟德爾規(guī)律僅適用于滿足如下三個條件的生物。 (1)必須是真核生物——一切原核生物(如細菌、藍藻)均不適用。 (2)必須是有性生殖——進行無性生殖(如組織培養(yǎng)、扦插、壓條、嫁接、分裂繁殖等)的生物均不適合。 (3)必須是核基因的遺傳——只有染色體上的基因，在有性生殖時才遵循孟德爾規(guī)律，細胞質(zhì)(線粒體、葉綠

10、體)DNA上的基因，其遺傳不遵循孟德爾規(guī)律。 6．關(guān)于小樣本問題 遺傳規(guī)律是一種數(shù)理統(tǒng)計規(guī)律，只有樣本足夠大，才有規(guī)律性。當(dāng)子代數(shù)目較少時，不一定符合預(yù)期的分離比。如兩只雜合黑豚鼠雜交，生下的4只小豚鼠不一定符合3黑1白，有可能只有黑色或只有白色，也有可能既有黑色又有白色，甚至還可能3白1黑。 1．假說—演繹法的一般程序是(　　) A．針對已有事實，發(fā)現(xiàn)問題→提出假說→設(shè)計實驗驗證假說→歸納綜合、總結(jié)規(guī)律 B．個案研究→綜合比較→提出假說→歸納結(jié)論 C．發(fā)現(xiàn)問題→設(shè)計實驗→提出假說→驗證假說→歸納綜合、總結(jié)規(guī)律 D．個案研究→發(fā)現(xiàn)問題→提出假說→歸納綜合 【解析】　假說——

11、演繹法是現(xiàn)代科學(xué)研究中常用的一種科學(xué)方法。首先在觀察和分析基礎(chǔ)上提出問題，再通過推理和想象提出解釋問題的假說，然后根據(jù)假說進行演繹推理，最后通過實驗檢驗演繹推理的結(jié)論。如果實驗結(jié)果與預(yù)期結(jié)論相符，就證明假說正確；反之，則說明假說是錯誤的。 【答案】　A 2．孟德爾遺傳規(guī)律不適用于原核生物的原因是(　　) ①原核細胞無成形的細胞核　②原核細胞無完善的細胞器?、墼思毎麅?nèi)無同源染色體存在　④原核生物主要進行無性生殖?、菝系聽枙r期還未發(fā)現(xiàn)原核生物　⑥原核細胞不進行減數(shù)分裂 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．①③④ B．③④⑤ C．③④⑥ D．①②⑤ 【解析】　孟德爾遺傳規(guī)律

12、研究的是進行有性生殖的真核生物的核基因遺傳。原核生物無同源染色體存在，不進行減數(shù)分裂，主要進行無性生殖，故選C。 【答案】　C 1．孟德爾通過雜交實驗發(fā)現(xiàn)了遺傳的兩大規(guī)律，孟德爾取得成功的最主要原因是(　　) A．嚴謹?shù)募僬f——演繹法 B．恰當(dāng)?shù)剡x擇實驗材料 C．合理地運用數(shù)理統(tǒng)計 D．巧妙地運用由簡到繁的方法 【解析】　孟德爾成功的最主要原因是使用了嚴謹?shù)募僬f——演繹法，發(fā)現(xiàn)并驗證了兩大遺傳規(guī)律。 【答案】　A 2．下列屬于相對性狀的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：73730018】 A．狗的長毛和卷毛 B．兔的長毛和猴的短毛 C．豌豆的圓粒和黃粒 D．豌豆的高莖和矮

13、莖 【解析】　 選項 分析判斷 A 狗的長毛和短毛是一對相對性狀，卷毛應(yīng)和直毛是一對相對性狀，A項錯誤 B 兔和猴不是同種生物，故無法比較相對性狀，B項錯誤 C 豌豆的粒形(圓粒和皺粒)和粒色(黃色和綠色)不是相對性狀，C項錯誤 D 豌豆的高莖和矮莖屬于同種生物同一性狀的不同表現(xiàn)類型，是一對相對性狀，D項正確 【答案】　D 3．一對夫婦已生有三個兒子，則他們再生一個女兒的概率是(　　) A. B. C. D．1 【解析】　按大樣本概率，男女性別的比例應(yīng)為1∶1，但在樣本較少的狀況下，未必符合此統(tǒng)計學(xué)概率，故第四個孩子是女兒的概率仍為。 【答案】　C

14、 4．用豌豆進行雜交實驗時，不必進行的操作是(　　) A．選擇具有相對性狀的親本 B．自花授粉前除去母本的雄蕊 C．自花授粉前除去父本的雌蕊 D．人工授粉后進行套袋處理 【解析】　解答此題，必須明確豌豆雜交實驗的選擇親本、人工去雄、人工授粉后套袋等一系列程序，對父本的處理是取其花粉，與雌蕊無關(guān)。 【答案】　C 5．某實驗小組利用豌豆模擬了孟德爾雜交實驗，但在統(tǒng)計的54個籽粒中沒有出現(xiàn)孟德爾規(guī)律中的3黃色∶1綠色比例，卻出現(xiàn)了綠色籽粒比黃色籽粒更多(36個綠色，18個黃色)的“反常”現(xiàn)象，其原因是(　　) A．該實驗小組所用的豌豆遺傳時不遵循孟德爾規(guī)律 B．該實驗小組未用黃色植

15、株作母本 C．該統(tǒng)計結(jié)果表明孟德爾規(guī)律并不具有普遍性 D．由于統(tǒng)計樣本不夠大，可能出現(xiàn)比例“失衡”現(xiàn)象 【解析】　3∶1的統(tǒng)計比，必須建立在“大量統(tǒng)計”的基礎(chǔ)上，若統(tǒng)計樣本太少，則未必呈現(xiàn)規(guī)律比。 【答案】　D 學(xué)業(yè)分層測評(五) (建議用時：45分鐘) [學(xué)業(yè)達標(biāo)] 1．豌豆是一種理想的雜交實驗材料，這是因為(　　) A．豌豆是嚴格的自花授粉植物 B．豌豆花大，容易去雄和人工授粉 C．豌豆具有穩(wěn)定的、易于區(qū)分的相對性狀 D．以上都是 【答案】　D 2．分別用A和a表示硬幣的正面與背面，已知硬幣每次被拋出后，A或a朝上的概率都是1/2。為了驗證這一結(jié)論，有四位同學(xué)做

16、了拋硬幣的實驗。他們的實驗結(jié)果最具有說服力的是(　　) A．甲拋了兩次，A/a＝1 B．乙拋了20次，A/a＝1.2 C．丙拋了200次，A/a＝0.95 D．丁拋了2 000次，A/a＝1.02 【解析】　拋的次數(shù)越多，實驗結(jié)果中A或a朝上的概率越接近1/2。 【答案】　D 3．孟德爾作為遺傳學(xué)的奠基人，揭示了遺傳的基本規(guī)律。其成功的原因不包括(　　) A．孟德爾選取豌豆這種嚴格自花授粉的植物，作為雜交實驗材料 B．孟德爾采用數(shù)理統(tǒng)計的方法發(fā)現(xiàn)性狀遺傳的規(guī)律性 C．孟德爾為驗證自己的假設(shè)和推理設(shè)計了具有一對相對性狀的純合體雜交實驗 D．孟德爾運用其獨特的科學(xué)思維方式，先

17、從一對相對性狀入手，并對它進行逐代追蹤 【解析】　孟德爾為驗證假設(shè)和推理設(shè)計了“測交”實驗。 【答案】　C 4．下列不屬于相對性狀的是(　　) A．豌豆的高莖和矮莖 B．貓毛色的黑色和白色 C．人的雙眼皮和單眼皮 D．羊毛的細毛和長毛 【解析】　相對性狀是指一種生物的同一種性狀的不同表現(xiàn)類型，故ABC均正確；羊毛的細毛是指毛的粗細性狀，而羊毛中的長毛是指毛的長短性狀，不是同一種性狀，故D錯。 【答案】　D 5．基因的分離規(guī)律和自由組合規(guī)律分別是由研究幾對相對性狀得出來的(　　) A．一對和多對　　　　　 B．兩對和一對 C．兩對和多對 D．多對和兩對 【解析】　基因

18、的分離規(guī)律是由研究一對相對性狀得出的，基因自由組合規(guī)律是由研究兩對或兩對以上的相對性狀得出的。 【答案】　A 6．用豌豆進行遺傳實驗時，下列操作錯誤的是(　　) A．雜交時，須在自花授粉前除去母本的雄蕊 B．自交時，雌蕊和雄蕊都無需除去 C．雜交時，須在自花授粉前除去母本的雌蕊 D．人工授粉后，應(yīng)套袋 【解析】　豌豆為雌雄同株植物，自花傳粉且是閉花授粉，自然狀態(tài)下都是自交，孟德爾的豌豆雜交實驗是人工雜交，在花蕾期人工去雄。 【答案】　C 7．在孟德爾的豌豆雜交實驗中，必須對母本采取的措施是(　　) ①開花前人工去雄　②開花后人工去雄?、圩曰ㄊ诜矍叭斯とバ邸、苋バ酆笞匀皇诜邸?/p>

19、⑤去雄后人工授粉?、奘诜酆筇状綦x　⑦授粉后自然發(fā)育 A．①④⑦ B．②④⑥ C．③⑤⑥ D．①⑤⑥ 【解析】　豌豆是自花傳粉且閉花授粉植物，在自然情況下，豌豆授粉時是不開花的，因此去雄時間應(yīng)選在自花授粉前。為防止其他花粉落在母本的柱頭上，去雄后要人工授粉，授粉后要套袋隔離。 【答案】　C 8．在豌豆雜交實驗中，為防止自花授粉首先應(yīng)(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：73730019】 A．將花粉涂在雌蕊柱頭上 B．除去未成熟花的雄蕊 C．采集另一植株的花粉 D．人工授粉后套上紙袋 【解析】　為防止自花授粉首先應(yīng)去雄，然后進行套袋處理。 【答案】　B 9．下列有關(guān)孟德爾豌豆雜交

20、實驗的敘述，正確的是(　　) A．孟德爾在豌豆開花時進行去雄和授粉，實現(xiàn)親本的雜交 B．孟德爾研究豌豆花的構(gòu)造，但無需考慮雌蕊、雄蕊的發(fā)育程度 C．孟德爾根據(jù)親本中不同個體的表現(xiàn)型來判斷親本是否純合 D．孟德爾利用了豌豆自花傳粉、閉花授粉的特性 【解析】　花未成熟時去雄、花成熟時人工授粉，A錯，B錯，據(jù)個體表現(xiàn)型不能判斷親本是否純合，C錯。 【答案】　D 10．孟德爾在總結(jié)了前人失敗原因的基礎(chǔ)上，運用科學(xué)的研究方法，經(jīng)八年觀察研究，成功地總結(jié)出豌豆的性狀遺傳規(guī)律，從而成為遺傳學(xué)的奠基人。請完成下列問題。 孟德爾選用豌豆作為實驗材料，是因為豌豆各品種的______________

21、__，而且是________植物，可以避免外來花粉的干擾。研究性狀遺傳時，由簡到繁，先從______對相對性狀著手，然后再研究______相對性狀，以減少干擾。在處理觀察到的數(shù)據(jù)時，應(yīng)用______方法，得到前人未注意到的子代比例關(guān)系。他根據(jù)實驗中得到的數(shù)據(jù)提出了假設(shè)，并對此作了驗證實驗，從而發(fā)現(xiàn)了遺傳規(guī)律。 【答案】　相對性狀易于區(qū)分　自花授粉　一　兩對以至多對　數(shù)理統(tǒng)計 [能力提升] 11．孟德爾一對相對性狀雜交實驗中統(tǒng)計所得數(shù)據(jù)后，子二代不同性狀的比例為(　　) A．3∶1 B．5∶1 C．9∶3∶3∶1 D．1∶2∶1 【解析】　孟德爾一對相對性狀的雜交實驗中，得到的子

22、二代不同性狀的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后，都接近于3∶1的比例關(guān)系。 【答案】　A 12．以下的各種雜交方式及所采用的處理方式相符合的是(　　) A．雜交方式：豌豆屬雌雄同株同花，若高莖♀×矮莖♂ 處理方式：花成熟開放后，母本去雄并套袋 B．雜交方式：蛇麻屬雌雄異株，若二倍體♀×四倍體♂ 處理方式：一般在開花前先去雄，再套袋隔離 C．雜交方式：玉米屬雌雄同株異花，若同時正反交 處理方式：親本雙方均對雌花套袋，并人工授粉 D．雜交方式：西瓜屬雌雄同株異花，若四倍體♀×二倍體♂ 處理方式：母本必須去雄，雌雄雙親均要套袋隔離 【解析】　豌豆為自花傳粉、閉花授粉植物，所以需要在花成熟之前對母

23、本去雄并套袋；蛇麻為雌雄異株植物，西瓜和玉米為雌雄同株異花，所以都不必去雄，可待花成熟前對雌花套袋，待花成熟時，直接人工授粉并套袋隔離，C項正確。 【答案】　C 13．在遺傳規(guī)律的探索中，達爾文曾用兩側(cè)對稱花和整齊花的金魚草做雜交實驗，他注意到了子一代的花全是兩側(cè)對稱的，子一代自交后，下一代有兩側(cè)對稱花88棵，整齊花37棵。這一點與孟德爾的實驗相同，為什么達爾文沒有發(fā)現(xiàn)基因的分離規(guī)律呢？下列有關(guān)原因的敘述中正確的是(　　) A．沒有作出假設(shè) B．對基因的有關(guān)知識不熟悉 C．沒有用豌豆作材料 D．沒有運用數(shù)理統(tǒng)計法對數(shù)據(jù)進行分析，找出規(guī)律 【解析】　由于達爾文沒有對性狀遺傳的數(shù)據(jù)進

24、行統(tǒng)計與分析，所以他沒有找出性狀遺傳的規(guī)律。對于B項而言，孟德爾和達爾文對基因的有關(guān)知識都不熟悉。C項中孟德爾用豌豆作為材料是他成功的原因之一，但不是絕對原因。 【答案】　D 14．下圖為豌豆的一對相對性狀遺傳實驗過程圖解，請仔細讀圖后回答下列問題。 【導(dǎo)學(xué)號：73730020】 (1)該實驗的親本中，父本是________，母本是____________。 (2)操作①叫________，操作②叫________；為了確保雜交實驗成功，①的操作過程應(yīng)注意：時間上在________，操作后要________。 (3)豌豆莖的高矮是一對________，有高莖和_________

25、__________________________________________________ 兩種表現(xiàn)類型，易于區(qū)分，便于研究。 【答案】　(1)矮莖的豌豆　高莖的豌豆　(2)去雄　人工授粉　花未成熟時　套袋　(3)相對性狀　矮莖 15．孟德爾運用假說——演繹法成功地解釋了一對相對性狀的遺傳實驗，后人將其歸納為分離規(guī)律，下表是孟德爾一對相對性狀雜交實驗中統(tǒng)計所得的數(shù)據(jù)。 孟德爾一對相對性狀雜交試驗的統(tǒng)計結(jié)果匯總表 請回答 (1)孟德爾對上表中數(shù)據(jù)按性狀分別予以歸類記錄，他運用的方法是什么？ _______________________________________

26、____________________。 (2)請你將①～④相關(guān)比例填入表格中。 (3)表中數(shù)據(jù)顯示子一代與子二代在性狀表現(xiàn)及比例方面有何共性？其中比例占優(yōu)勢的是哪一方？ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________。 【解析】　(1)孟德爾運用了“數(shù)理統(tǒng)計法”對實驗數(shù)據(jù)進行了分類與統(tǒng)計。 (3)表中數(shù)據(jù)顯示，在七對相對性狀的遺傳實驗中，子一代均表現(xiàn)一致，而子二代卻出現(xiàn)雙親性狀，且比例均接近3∶1，其中比例占優(yōu)勢的總是子一代所表現(xiàn)的那種性狀。 【答案】　(1)數(shù)理統(tǒng)計 (2)①3.42∶1?、?.15∶1　③2.95∶1?、?.01∶1 (3)子一代只表現(xiàn)一方親本的性狀，另一方親本性狀“隱而未現(xiàn)”，子二代出現(xiàn)雙親性狀，且比例接近3∶1；F1所表現(xiàn)的性狀占優(yōu)勢 11