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第一章 遺傳因子的發現
第2節 孟德爾的豌豆雜交實驗（二）
【學習目標】
1.闡明孟德爾的兩對相對性狀的雜交實驗及自由組合定律。
2.運用“假說演繹法”，驗證自由組合的現象。
3.分析孟德爾遺傳實驗獲得成功的原因。
4.孟德爾遺傳規律的應用。
【基礎梳理】
一、兩對相對性狀的雜交實驗
1.實驗示意圖
P 黃色圓粒×綠色皺粒
↓
F1 黃色圓粒
↓
F2 黃色圓粒∶黃色皺粒∶綠色圓粒∶綠色皺粒
比例 9 ∶ 3 ∶ 3 ∶ 1
說明兩對相對性狀的遺傳是 的，不同性狀之間是自由組合的。
2.概念
親本類型：F2中的性狀表現與親本表現 的個體。
重組類型：F2中的性狀表現與親本表現 的個體。
二、對自由組合現象的解釋和驗證
1.理論解釋
（1）兩對性狀分別由 對遺傳因子控制；
（2）F1產生配子時，每對遺傳因子彼此分離，不同對的遺傳因子 結合。F1產生的雌雄配子各有比例相等的 種；
（3）受精時，雌雄配子的結合是隨機的，雌雄配子結合方式有 種；
（4）F2遺傳因子組合形式有 種，性狀表現有 種，且比例為 。
2.圖解
P 黃色圓粒 綠色皺粒
YYRR × yyrr
↓ ↓
配子 YR yr
黃色圓粒
F1 YyRr
↓
F2
F1配子 YR Yr yR yr
YR YYRR YYRr YyRR YyRr
Yr YYRr YYrr YyRr Yyrr
yR YyRR YyRr yyRR yyRr
yr YyRr Yyrr yyRr yyrr
2.F2中各性狀表現及比例
F2表現型及比例 雙顯型 一顯一隱型 雙隱型
黃色圓粒 黃色皺粒 綠色圓粒 綠色皺粒
9 3 3 1
3.驗證
（1）方法： 實驗
（2）目的：測定F1的基因型或基因組成。
（3）圖解
（4）孟德爾測交實驗結果
表現型 黃色圓粒 黃色皺粒 綠色圓粒 綠色皺粒
實際子粒數 F1做母本 31 27 26 26
F1做父本 24 22 25 26
不同性狀的數量比 1∶1∶1∶1
（5）結論：實驗結果與演繹結果相符，假說 。
三、自由組合定律
1.定義
控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是 的；在形成配子時，決定同一性狀的成對的遺傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子 。
2.適用條件
（1）進行 生殖生物的性狀遺傳；
（2） 生物的性狀遺傳；
（3）細胞核遺傳；
（4）兩對或兩對以上基因所控制的相對性狀的遺傳；
（5）控制兩對或兩對以上的相對性狀的等位基因位于非同源染色體上。
四、孟德爾實驗方法的啟示
1.選材得當：選擇 作為實驗材料。
2.科學地確定研究對象：先研究一對相對性狀，再研究多對相對性狀。
3.科學的統計方法：運用 的方法。
4.科學的實驗程序設計：提出問題→作出假說→演繹推理→實驗驗證→得出結論。
五、孟德爾遺傳規律的再發現
1.表型：生物個體表現出來的性狀。
2.基因型：與表型有關的基因組成。
3.等位基因：控制相對性狀的基因。
4.表型和基因型的關系
（1）表型相同的個體，基因型 相同。
（2）基因型相同的個體，表型 相同。
（3）基因型是生物性狀表現的內因，而表型是生物性狀表現的外部形式。
六、孟德爾遺傳規律的應用
1.育種方面的應用：
（1）方法：將具有不同優良性狀的親本雜交。
（2）目的：使兩個親本的優良性狀組合在一起。
（3）原理：基因的 定律。
（4）實例：既抗倒伏又抗條銹病的純種的培育。
2.醫學實踐中的應用：
（1）原理：基因的 定律和 定律。
（2）目的：對某些遺傳病在后代中的患病概率作出科學推斷，從而為遺傳咨詢提供理論依據。
（3）遺傳病發病率的確定：
①單獨分析每一對基因的遺傳規律，確定每一種單基因遺傳病的發病率。如某家庭所生孩子患甲病的概率為m，患乙病的概率為n。
②依據自由組合定律，用乘法解決兩種遺傳病的相關表型的概率。
【提示】
兩種遺傳病同時遺傳時的概率計算
當兩種遺傳病之間具有“自由組合”關系時，甲病概率為m，乙病概率為n
（1）只患甲病的概率是m·（1-n）：
（2）只患乙病的概率是n·（1-m）：
（3）甲、乙兩病同患的概率是m·n；
（4）正常的概率是（1-m）·（1-n）；
（5）患病的概率：1-（1-m）·（1-n）；
（6）遲患一種病的概率：m·（1-n）+n·（1-m）。
【拓展延伸】
“9∶3∶3∶1”及其變式的應用
1.基本思路：
若F2的表型比例之和是16，不管以何種比例呈現，都符合基因的自由組合定律。
對比9∶3∶3∶1與其變式的性狀分離比，分析合并性狀類型，有助于分析基因型與表型的關系。如9∶7，則為9∶（3∶3∶1），且F1基因型一定為AaBb，F2中占9份的一定為A_B_，占1份的一定為aabb。
2.和為16的特殊分離比原因分析
F1（AaBb）自交后代比例 原因分析 測交后代比例
9∶7 當兩種顯性基因同時出現時為一種表型，其余的基因型為另一種表型，即9（A_B_）∶7（3A_bb+3aaB_+1aabb） 1∶3
9∶6∶1 雙顯、單顯、雙隱各為一種表型，即9（A_B_）∶6（3A_bb+3aaB_）∶1aabb 1∶2∶1
9∶3∶4 存在aa（或bb）時表現為隱性性狀，其余正常表現，即9A_B_∶3A_bb∶4（3aaB_+laabb）或9A_B_∶3aaB_∶4（3A_bb +laabb） 1∶1∶2
15∶1 只要具有顯性基因其表型就一致，雙隱表現為另一種表型，即15（9A_B_+3A_bb+3aaB_）∶1aabb 3∶1
12∶3∶1 雙顯與一種單顯表現為一種性狀，其余正常表現，即12（9A_B_+3A_bb）∶3aaB_∶1aabb或12（9A_B_+3aaB_）∶3A_bb∶1aabb 2∶1∶1
13∶3 雙顯性、雙隱性和一種單顯性表現為一種性狀，另一種單顯性表現為另一種性狀，即13（9A_B_+3aaB_+1aabb）∶3A_bb或13（9A_B_+3A_bb+1aabb）∶3aaB_ 3∶1
1∶4∶6∶4∶1 A與B的作用效果相同，但顯性基因越多，其效果越強，即1AABB∶4（2AaBB+2AABb）∶6（4AaBb+1AAbb+laaBB）∶4（2Aabb+2aaBb）∶1aabb 1∶2∶1
3.和小于16的特殊分離比原因分析
原因 后代比例
自交后代 測交后代
顯性純合致死（AA、BB均致死） AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=4∶2∶2∶1，其余基因型個體致死 AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb =1∶1∶1∶1
顯性純合致死（AA、BB致死） AaB_∶aaB_∶Aabb∶aabb=6∶3∶2∶1，AA致死；或A_Bb∶A_bb∶aaBb∶aabb=6∶3∶2∶1，BB致死 ——————
【例題】
豌豆素是野生型豌豆產生的一種能抵抗真菌侵染的物質，決定產生豌豆素的基因A對a為顯性，基因B對豌豆素的產生有抑制作用，而基因b沒有。下面是利用兩個不能產生豌豆素的純種品系（甲、乙）及純種野生型豌豆進行多次雜交實驗的結果。
實驗一：野生型×品系甲→F1不能產生豌豆素→F1自交→F2中能產生豌豆素∶不能產生豌豆素=1∶3；
實驗二：野生型×品系乙→F1不能產生豌豆素→F1自交→F2中能產生豌豆素：不能產生豌豆素=3∶13。
下列有關說法錯誤的是（ ）
A.讓實驗二F2中不能產生豌豆素的植株全部自交，不發生性狀分離的植株占3/13
B.據實驗二可判定與豌豆素產生有關的兩對基因遵循基因的自由組合定律
C.品系甲和品系乙兩種豌豆的基因型分別是AABB和aaBB
D.實驗一F2中不能產生豌豆素的植株的基因型共有2種，其中雜合體占的比例為2/3
答案：A
解析：由題意“決定產生豌豆素的基因A對a為顯性，基因B對豌豆素的產生有抑制作用，而基因b沒有”可知，不能產生豌豆素的植株的基因型為A_B_、aabb、aaB_，能產生豌豆素的植株的基因型為A_bb，自交后代會發生性狀分離的植株的基因型為A_Bb，占6/13，不發生性狀分離的植株所占的比例為7/13，A項錯誤。根據實驗二，F1自交→F2中能產生豌豆素：不能產生豌豆素=3∶13（9∶3∶3∶1的變式），可判定兩對基因位于非同源染色體上，其遺傳遵循基因的自由組合定律，B項正確。在實驗一中，野生型（AAbb）與品系甲雜交得F1，F1不能產生豌豆素，F1自交得F2，F2中能產生豌豆素：不能產生豌豆素=1:3，說明F1的基因組成中，有一對基因雜合，一對基因純合，即F1的基因型為AABb或Aabb（自交后代分離比與題干不符，舍去），進而可知，不能產生豌豆素的純種品系甲的基因型為AABB，同理可知，品系乙的基因型為aaBB，C項正確。實驗一F2中不能產生豌豆素的植株的基因型為AAB_，共2種，其中雜合體（AABb）占2/3，D項正確。
【課堂練習】
1.下列關于孟德爾雜交實驗的敘述，正確的是（ ）
A.孟德爾選擇豌豆作為雜交實驗材料的原因之一是不用去雄處理
B.針對F2出現性狀分離現象，孟德爾提出了等位基因相互分離的假設
C.在一對相對性狀雜交實驗中，不考慮環境影響，正、反交實驗結果相同
D.在兩對相對性狀的雜交實驗中，F1會產生數量相等的雌配子和雄配子
2.已知A與a、B與b、C與c 3對等位基因自由組合，基因型分別為 AaBbCc、 AabbCc的兩個體進行雜交。下列關于雜交后代的推測，正確的是（ ）
A.表現型有8種，AaBbCc個體的比例為1/16 B.表現型有4種，AaBbCc個體的比例為1/16
C.表現型有4種，AaBbCc個體的比例為1/8 D.表現型有8種，aaBbCc個體的比例為1/16
3.孟德爾以豌豆為實驗材料，運用統計學的方法，總結出分離定律和自由組合定律。下列相關實驗及分析正確的是（ ）
A.在其雜交實驗中采用的正反交實驗，需對父本和母本分別去雄后再雜交
B.統計實驗結果時應先統計一對性狀、再統計多對相對性狀，對統計的數量無要求
C.可用測交對實驗結果進行驗證，但無法推斷出未知親本產生配子的種類及比例
D.在兩對相對性狀的雜交實驗中，因豌豆無性染色體，故后代的性狀比例與性別無關
4.某自花傳粉植物紅花（E）對黃花（e）為顯性，高莖（D）對矮莖（d）為顯性，兩對性狀獨立遺傳，且當花粉含DE基因時不能萌發長出花粉管，因而不能參與受精作用。用植株DdEe自交產生F1，理論上F1植株的表現型之比為（ ）
A.5︰3︰3︰1 B.2︰1︰2︰1 C.4︰2︰2︰1 D.7︰5︰5︰3
5.南瓜所結果實中白色（A）對黃色（a）為顯性，盤狀（B）對球狀（b）為顯性，兩對基因獨立遺傳。若讓基因型為AaBb的白色盤狀南瓜與“某南瓜”雜交，子代表現型及其比例如下圖所示，則“某南瓜”的基因型為（ ）
A.AaBb B.Aabb C.aaBb D.aabb
6.桃的果實成熟時，果肉與果皮粘連的稱為粘皮，不粘連的稱為離皮；果肉與果核粘連的稱為粘核，不粘連的稱為離核。已知離皮（A）對粘皮（a）為顯性，離核（B）對粘核（b）為顯性。現將粘皮、離核的桃（甲）與離皮、粘核的桃（乙）雜交，所產生的子代出現4種表現型。由此推斷，甲、乙兩株桃的基因型分別是（ ）
A.AABB、aabb B.aaBB、AAbb C.aaBB、Aabb D.aaBb、Aabb
7.在孟德爾兩對相對性狀雜交實驗中，F1黃色圓粒豌豆（YyRr）自交產生F2。下列表述正確的是（ ）
A.F1產生4個配子，比例為1︰1︰1︰1
B.F1產生基因型YR的卵細胞和基因型YR的精子數量之比為1︰1
C.基因自由組合定律是指F1產生的4種類型的精子和卵細胞可以自由組合
D.F1產生的精子中，基因型為YR和基因型為yr的比例為1︰1
8.如圖表示豌豆雜交實驗中F1自交產生F2的結果統計。對此相關說法不正確的是（ ）
A.這個結果能夠說明黃色和圓粒是顯性性狀
B.出現此實驗結果的原因之一是不同對的遺傳因子自由組合
C.根據圖示結果不能確定F1的表型和遺傳因子組成
D.根據圖示結果不能確定親本的表型和遺傳因子組成
【答案以及解析】
1.答案：C
解析：豌豆是一種嚴格的自花授粉植物，而且是閉花授粉，以豌豆為實驗材料進行雜交實驗時，需要進行人工去雄處理，A錯誤；針對F2出現性狀分離現象，孟德爾提出了遺傳因子相互分離的假設，當時還沒有“基因”一詞，B錯誤；豌豆是雌雄同株植物，沒有性染色體，所以不考慮環境影響，正、反交實驗結果相同，C正確；兩對相對性狀的雜交實驗中，由于一個初級卵母細胞只能產生一個卵細胞，而一個初級精母細胞可以形成四個精子，故理論上F1產生的雌配子和雄配子數量不相等，D錯誤。
2.答案：D
解析：根據基因的分離定律和自由組合定律，子代表現型為2×2×2=8種， AaBbCc個體的比例為1/2×1/2×1/2=1/8， aaBbCc個體的比例為1/4×1/2×1/2=1/16。
3.答案：D
解析：在豌豆的雜交實驗中，只需對母本進行去雄，A錯誤；對實驗結果的統計必須達到一定的數量才行，對數量有要求，B錯誤；測交是某一個體與隱性純合子雜交，隱性純合子只產生一種配子，因此可通過測交的方式推斷出未知親本產生的配子種類以及比例，C錯誤；豌豆屬于雌雄同株植物，不存在性染色體，后代性狀比例與性別無關，D正確。
4.答案：A
解析：當花粉含DE基因時不能萌發長出花粉管，因此父本產生的可育配子的基因型及比例為De︰dE︰de=l︰1︰1，母本產生的可育配子的基因型及比例為DE︰De︰dE︰de=1︰1︰1︰1.故F1植株的表現型之比為5︰3︰3︰1。
5.答案：B
6.答案：D
解析：根據基因的分離定律和自由組合定律，子代出現4種表現型，親本基因型為Aa×Aa或Aa×aa，Bb×Bb或Bb×bb。據題意，粘皮為aa，粘核為bb，故甲為aaBb，乙為Aabb。
7.答案：D
解析：F1產生4種配子，比例為1︰1︰1︰1。F1產生的精子數遠多于卵細胞數。基因的自由組合定律是指個體通過減數分裂產生配子過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合。
8.答案：C
解析：根據F2中黃色︰綠色=（315+101）︰（108+32）≈3︰1，可以判斷黃色對綠色為顯性，根據F2中圓粒︰皺粒=（315+108）︰（101+32）≈3︰1，可以判斷圓粒對皺粒為顯性，出現此實驗結果的原因之一是不同對的遺傳因子自由組合，A、B正確；F1的表型為黃色圓粒，遺傳因子組成可以確定，C錯誤；親本的表型和遺傳因子組成有兩種情況，可能是純合的黃色圓粒豌豆與綠色皺粒豌豆雜交，也可能是純合的黃色皺粒豌豆與綠色圓粒豌豆雜交，D正確。
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