第2節孟德爾的豌豆雜交實驗(二)第一章遺傳因子的發現

提出問題提出假說演繹推理實驗驗證得出結論生物的體細胞中控制同一性狀的遺傳因子成對存在，不相融合，形成配子時，成對的遺傳因子發生分離，分別進入不同的配子中，隨配子遺傳給后代假說—演繹法設計測交實驗，F1與矮莖植株測交，預測后代中高莖：矮莖=1：1分離定律實施測交實驗，實驗結果中高莖：矮莖=1:1，驗證假說正確為什么F2的性狀分離比是3：1？【溫故知新】孟德爾運用________科學方法研究豌豆一對相對性狀雜交實驗揭示基因分離定律。孟德爾對豌豆兩對相對性狀雜交實驗研究的方法呢？問題探討孟德爾發現就子葉顏色和種子形狀來看，包括兩種類型：一種是綠色皺粒的，一種是黃色圓粒的。1.決定子葉顏色的遺傳因子對決定種子形狀的遺傳因子會不會有影響？2.黃色的豌豆一定是飽滿的、綠色的豌豆一定是皺縮的嗎？1.【答案】

不影響。2.【答案】不一定。在生活中，也可以看到黃色皺縮的豌豆.及綠色飽滿的豌豆。認真閱讀教材，思考問題：1.孟德爾是用豌豆的哪兩對相對性狀來進行實驗的？2.豌豆在自然狀態下是自花傳粉，那么在做這個實驗時要對兩親本作何處理？3.子一代出現了哪種類型？4.子二代出現了幾種類型？其中有幾種與兩親本不同？說明這兩對相對性狀間進行了什么？5.子二代出現的這四種類型的個體數量之比約為多少？F1黃色圓粒綠色皺粒P×黃色圓粒F2黃色圓粒黃色皺粒綠色圓粒綠色皺粒31510110832×9：3：3：1

1.正交、反交的F1全是黃色圓粒，說明了什么？黃色對綠色顯性;圓粒對皺粒顯性2.F2與親本不同的性狀組合是什么？綠圓與黃皺3.F2中的黃圓:黃皺:綠圓:綠皺=9:3:3:1。從數學的角度分析,9:3:3:1與3:1能否建立數學聯系?這對理解兩對相對性狀的遺傳結果有什么啟示?9

:

3:3:1=(3∶1)×(3∶1)一、兩對相對性狀的雜交實驗——觀察實驗，發現問題F1黃色圓粒綠色皺粒P×黃色圓粒F2黃色圓粒黃色皺粒綠色圓粒綠色皺粒31510110832×9：3：3：1

方法：單獨分析種子形狀子葉顏色315+108=423｛圓粒種子皺粒種子｛黃色種子綠色種子圓粒∶皺粒≈黃色∶綠色≈101+32=133315+101=416108+32=1403∶13∶1無論是豌豆種子的形狀還是子葉的顏色,依然遵循分離定律,即控制種子形狀的遺傳因子的遺傳，與控制子葉顏色的遺傳因子的遺傳是互不干擾的。一、兩對相對性狀的雜交實驗——觀察實驗，發現問題不同性狀之間發生了新的組合，是否控制兩對相對性狀的遺傳因子也發生了組合呢？如果把兩對性狀聯系在一起分析，F2出現的四種性狀表現及比例（黃色：綠色）*（圓粒：皺粒）＝（3：1）*（3：1）

黃圓：黃皺：綠圓：綠皺＝9∶3∶3∶1F1提出假說:假設豌豆的圓、皺粒分別由遺傳因子R、r控制，黃、綠色分別由遺傳因子Y、y控制；YYRRyyrrYRyr配子黃色圓粒YyRrYyF1配子RrYR1:1:1:1(1)F1在產生配子時，每對遺傳因子彼此分離，不同對的遺傳因子自由組合；F1產生的雌配子和雄配子各有4種：雌配子:YR、Yr、yR、yr，且比例為1:1:1:1雄配子:YR、Yr、yR、yr，且比例為1:1:1:1Yr

yR

yr二、對自由組合現象的解釋——提出假說，解釋問題黃色圓粒綠色皺粒P×YYRRyyrrYyRRYYRrYyRrYyRrYyRrYyRrYyRRYYRryyRRyyRryyRrYYrrYyrrYyrr

F1配子YRyryRYrYRyryRYr棋盤法黃圓黃皺1/16YYrr綠圓1/16yyRR綠皺1/16yyrr2/16YyRR2/16YYRr

4/16YyRr1/16YYRR

2/16Yyrr2/16yyRr♂♀(2)受精時，雌雄配子的結合是隨機的。9/16Y_R_3/16Y_rr3/16yyR_1/16yyrr二、對自由組合現象的解釋——提出假說，解釋問題YYRRyyrrYyRRYYRrYyRrYyRrYyRrYyRrYyRRYYRryyRRyyRryyRrYYrrYyrrYyrr

F1配子YRyryRYrYRyryRYr棋盤法♂♀雌雄配子結合方式

種,F2遺傳因子組成

種,F2性狀表現

種。9416二、對自由組合現象的解釋——提出假說，解釋問題F1:Yy(黃色)↓×(1YY:2Yy:1yy)遺傳因子組成比例1/42/41/4性狀表現(3黃色:1綠色)比例3/41/4Rr(圓粒)↓×(1RR:2Rr:1rr)1/42/41/4(3圓粒:1皺粒)3/41/49331黃色圓粒3/4×3/4=9/16黃色皺粒3/4×1/4=3/16綠色圓粒1/4×3/4=3/16綠色皺粒1/4×1/4=1/16××逐對分析法如何驗證孟德爾對自由組合現象的解釋？預期的結果如何？驗證方法：實驗預期結果:測交（即讓F1與雙隱性純合子類型雜交）四種性狀表現黃圓：黃皺：綠圓：綠皺比例為1:1:1:1×YRYryRyryr配子：測交后代：YyRryyrryyrr

1：1：1：1YyRrYyrryyRr三、對自由組合現象的解釋的驗證——設計實驗，驗證假說1.設計測交實驗（即選F1與隱性純合子雜交），演繹推理。2.實施測交實驗，得出實驗結果。黃色圓粒豌豆與綠色皺粒豌豆的F1測交實驗結果

黃色圓粒黃色皺粒綠色圓粒綠色皺粒

實際子粒數F1作母本

31

27

26

26F1作父本

24

22

25

26不同性狀的數量比

1：1：1：1結論：實驗結果與演繹推理結果一致，四種性狀表現實際子粒數比接近1：1：1：1，從而證實了F1形成配子時不同對的遺傳因子是自由組合的。表現型項目三、對自由組合現象的解釋的驗證——設計實驗，驗證假說控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不干擾的；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自由組合四、自由組合定律——總結歸納，提出定律核心內容：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自由組合思考：是否所有生物性狀的遺傳都遵循自由組合定律？自由組合定律的適用范圍：（1）真核生物的性狀遺傳。（2）有性生殖生物的性狀遺傳。（3）細胞核遺傳。（4）兩對及兩對以上相對性狀的獨立遺傳。（一對相對性狀只遵循分離定律）（細胞質中的遺傳因子及原核生物和非細胞生物都不遵循）四、自由組合定律——總結歸納，提出定律自由組合定律兩對相對性狀的雜交實驗F2性狀表現比例9:3:3:1測交預期結論1:1:1:1實驗結果1:1:1:1相符觀察實驗提出問題提出假說演繹推理驗證假說解釋現象假說成立得出結論假說——演繹法探究自由組合定律的過程1.正確選用實驗材料——豌豆2.由單因素到多因素的研究方法:先研究一對相對性狀的遺傳,再研究兩對或多對性狀的遺傳。5.用數學統計學的方法對實驗結果進行分析。3.科學地設計了實驗程序、并用新的實驗驗證。－－(假說－演繹法)(選材科學)(策略科學)(分析科學)(設計科學)五、整理歸納：孟德爾成功因素4.假說-演繹法歷經近十年研究。(鍥而不舍)六、孟德爾遺傳規律的再發現1.1909年，丹麥生物學家約翰遜給孟德爾的“遺傳因子”一詞起了一個新名字，叫作“基因”2.表型（表現型）：生物個體表現出來的性狀（高莖和矮莖）3.基因型：與表型有關的基因組成（高莖：DD或Dd；矮莖：dd）4.等位基因：控制相對性狀的基因（如D和d）基因型與表型的關系：1.基因型是性狀表現的內在因素，在很大程度上決定表型，而表型是基因型的表現形式。2.表型是基因型和環境條件共同作用的結果。基因型相同，其表型一般相同；而表型相同，則基因型不一定相同。六、孟德爾遺傳規律的再發現表型＝基因型+環境條件孟德爾遺傳規律的應用1.動植物雜交育種有目的的將具有不同優良性狀的兩個親本雜交，組合兩個親本的優良性狀。經過繁育、選擇和培育，最后篩選出所需要的優良品種閱讀教材P13小麥優良品種的雜交育種過程。繪制純種既抗倒伏又抗條銹病的小麥育種過程的遺傳分析圖解。倒伏條銹病七、自由組合定律的應用P高桿抗病矮桿不抗病DDTTddtt×↓高桿抗病DdTtF1↓F2高桿抗病9D_T_高桿不抗病3D_tt矮桿抗病3ddT_矮桿不抗病1ddtt(淘汰)(淘汰)(保留)(淘汰)多次自交選種矮桿抗病ddTT雜交自交選種多次自交選種優良性狀的純合體七、自由組合定律的應用1.動植物雜交育種（1）純種既抗倒伏又抗條銹病的小麥育種過程短毛折耳貓(bbee)長毛立耳貓(BBEE)長毛折耳貓(BBee)如何利用長毛立耳貓（BBEE）和短毛折耳貓（bbee）培育出能穩定遺傳的長毛折耳貓（BBee）？？短毛折耳貓bbee長毛立耳貓BBEE×長毛立耳貓BbEe♀、♂互交B_E_B_eebbE_bbee與bbee測交選擇后代不發生性狀分離的親本即為BBee1.動植物雜交育種（2）長毛折耳貓的培育過程七、自由組合定律的應用可以依據分離定律和自由組合定律，對某些遺傳病在后代中的患病概率作出科學的推斷，從而為遺傳咨詢提供理論依據人類白化病是一種由隱性基因（a）控制的遺傳病。繪制雙親表現正常，生出孩子是患者的遺傳圖解，并標明孩子患病的概率。白化病2.醫學實踐七、自由組合定律的應用分離定律VS自由組合定律①兩大遺傳定律在生物的性狀遺傳中______進行，______起作用。②分離定律是自由組合定律的________。同時同時基礎遺傳定律研究的相對性狀涉及的等位基因F1配子的種類及比例F2基因型種類及比例F2表現型種類及比例分離定律自由組合定律兩對或多對等位基因兩對或多對一對一對等位基因2種1∶14=22種1:1:1:13種1∶2∶19=32種(1:2:1)22種3∶14=22種9:3:3:1題型一、已知親代求子代——正推型應用分離定律解決自由組合定律先拆分，后組合

解題思路1.先確定是否遵循基因的自由組合定律。2.拆分：將題中的兩對(或多對)基因（性狀）拆分成一對，用基因的分離定律進行分析研究。

3.組合：將用分離定律分析的結果按一定方式進行組合或相乘。(1)基因型(表型)種類及概率計算1.求出每對基因相交產生的子代的基因型種類及概率2.根據題干需要相乘得出結果例1：AaBBCc與AaBbCc相交，求其后代的基因型種類數及子代基因型為aaBBcc的概率。①先拆分為三對基因Aa×Aa→后代有3種基因型(1/4AA∶2/4Aa∶1/4aa)；Bb×BB→后代有2種基因型(1/2BB∶1/2Bb)；Cc×Cc→后代有3種基因型(1/4CC∶2/4Cc∶1/4cc)。②后代中基因型有3×2×3＝18種。③后代中aaBBcc的概率：(aa)×(BB)×(cc)＝1/32。(2)配子種類及概率計算1.拆分求出每對基因產生的配子種類和概率2.根據題干需要相乘得出結果例2：基因型為AaBbCc的個體，產生的配子種類數及產生ABC配子的概率？①先拆分為三對基因②產生的配子種類數：2×2×2＝8種。

③產生ABC配子的概率為1/2(A)×1/2(B)×1/2(C)＝1/8。Aa→產生2種配子(1/2A∶1/2a)；Bb→產生2種配子(1/2B∶1/2b)；Cc→產生2種配子(1/2C∶1/2c)。(3)配子間的結合方式計算1.分別求出兩個親本產生的配子的種類2.根據題干需要相乘得出結果例3：AABbCc與AaBbCc雜交過程中，配子間的結合方式有多少種？①先求AABbCc、AaBbCc各自產生的配子數AABbCc產生的配子數：1×2×2＝4種AaBbCc產生的配子數：2×2×2＝8種②再求兩親本配子間的結合方式，由于配子間的結合是隨機的，

因而AABbCc與AaBbCc配子之間有8×4＝32種結合方式。

題型二、已知子代求親代——逆推型根據子代表型比例拆分為分離定律的分離比，確定每一對相對性狀的親本基因型，再組合。例1：基因型為AaBb的個體與某個體雜交，后代表現型4種，比例為3：1：3：1，求某個體的基因型（這兩對基因遵循自由組合定律）①把3：1：3：1可以拆分成（3：1）×（1：1）或（1：1）×（3：1）從（3：1）逆推得到親代為（Aa×Aa或Bb×Bb）從（1：1）逆推得到親代為（Aa×aa或Bb×bb）②組合：所求個體的基因型為Aabb或aaBb

題型三、

9:3:3:1變式（總和為16）類型F1(AaBb)自交后代比例測交后代比例1.存在一種顯性基因(A或B)時表現為同一種性狀，其余正常表現2.A、B同時存在時表現為一種性狀，否則表現為另一種性狀3.aa(或bb)成對存在時，表現雙隱性性狀，其余正常表現4.只要存在顯性基因(A或B)就表現為同一種性狀，其余正常表現9∶6∶11∶2∶19∶71∶39∶3∶41∶1∶215∶13∶1

題型四、多對基因控制生物性狀的分析前提：n對等位基因(完全顯性)分別位于n對同源染色體上。親本相對性狀的對數F1配子F2表型F2基因型種類比例種類比例種類比例121∶123∶131∶2∶1222(1∶1)222(3∶1)232(1∶2∶1)2n2n(1∶1)n2n(3∶1)n3n(1∶2∶1)n序號類型計算公式1患甲病的概率為m則非甲病概率為1－m2患乙病的概率為n則非乙病概率為1－n3只患甲病的概率m－mn4只患乙病的概率n－mn5同患兩種病的概率mn6只患一種病的概率m＋n－2mn或m(1－n)＋n(1－m)7患病概率m＋n－mn或1－不患病率8不患病概率(1－m)(1－n)

題型五、自由組合定律在遺傳病分析中的應用

純合黃色圓粒豌豆(YYRR)和純合綠色皺粒豌豆(yyrr)雜交后得F1，F1再自交得F2，若F2中綠色圓粒豌豆個體和黃色圓粒豌豆個體分別進行自交、測交和自由交配，所得子代的表型及比例分別如下表所示：項目表型及比例

yyR_(綠圓)自交測交自由交配

題型六、自由組合中的自交、測交和自由交配問題綠色圓粒∶綠色皺粒＝5∶1綠色圓粒∶綠色皺粒＝2∶1綠色圓粒∶綠色皺粒＝8∶1分離定律（基于單雜合子F1）驗證方法自由組合定律（基于雙雜合子F1）位于同源染色體上的等位基因分離（一對基因）實質位于非同源染色體上的非等位基因自由組合（兩對等位基因及以上）雜合子自交后代的分離比為3∶1（或以此為原型得到的特殊分離比），則符合；自交法雙雜合子自交后代的分離比為9∶3∶3∶1（或以此為原型得到的特殊分離比），則符合；雜合子測交后代的性狀比例為1∶1（或以此為原型得到的特殊分離比），則符合；測交法雙雜合子測交后代的性狀比例為1∶1∶1∶