第一章

遺傳因子的發現

第1節

孟德爾的豌豆雜交實驗（一）

高中生物《遺傳與進化》

融合遺傳示意圖

人們曾經認為，生物的兩個親本雜交后，雙親的遺傳物質會在子代體內發生混合，使子代表現出介于雙親之間的性狀。就像把一瓶藍墨水和一瓶黃墨水倒在一起，混合液卻是綠色的，這種觀點稱作融合遺傳。融合遺傳的觀點曾在19世紀下半葉十分盛行，然而在奧地利的一所修道院里，孟德爾通過實驗，沖破了這個錯誤的觀點。豌豆花色的非融合遺傳一、孟德爾與他的遺傳學實驗現代遺傳學之父：孟德爾

（1822~1884）孟德爾生平簡介1、1822年7月20日，孟德爾出生在奧地利一個貧寒的園藝師家庭里，童年

時受到園藝學、農學知識的熏陶，對植物的生長和開花非常感興趣。2、1840年他考入奧爾米茨大學哲學院，主攻古典哲學，同時學習了數學。3、1843年因家貧而輟學，同年進了布隆城奧古斯汀修道院，并在當地教會

辦的一所中學教自然科學。4、1850年孟德爾被教會派到維也納大學深造，受到相當系統和嚴格的科學

教育和訓練，也受到許多杰出科學家們的影響。如多普勒，孟德爾為他

當過物理學演示助手。5、1856年，從維也納大學回到修道院不久，孟德爾就開始了長達8年的

豌豆雜交實驗。孟德爾首先從許多種子商那里弄來了34個品種的豌豆，

從中挑選出22個品種用于實驗。它們都具有可以相互區分的穩定性狀，

例如高莖或矮莖、圓粒或皺粒、紫花或白花等。實驗過程中他運用了

假說—演繹法進行推理，同時用了統計學的方法處理實驗數據。6、1865年發表了論文《植物雜交試驗》，闡釋了兩大遺傳學規律：

分離定律、自由組合定律。當時并未引起科學界的重視。7、1900年，來自荷蘭的德弗里斯、德國的科倫斯和奧地利的切爾馬克同時

獨立地“重新發現”孟德爾遺傳定律，該年因此成為遺傳學史乃至生物

科學史上劃時代的一年。從此，遺傳學進入了孟德爾時代。豌豆的優點：

（1）豌豆有易于區分的相對性狀相對性狀：一種生物的同一性狀的不同表現類型。【練一練】：判斷下列性狀是否為相對性狀1兔的白毛與黑毛2狗的長毛與卷毛3人的單眼皮與雙眼皮4白貓與黑狗5高桿水稻與矮桿水稻6豌豆的紅花與白花7黑頭發與黃皮膚8人的白化病與血友病是否是否是是否否豌豆的優點：

（2）豌豆是嚴格的自花授粉（自交）植物兩性花單性花（玉米）豌豆的花【豌豆的優點】1、豌豆有易于區分的相對性狀2、豌豆是嚴格的自花授粉植物:①實驗結果可靠、容易分析;②自然狀態下一般都是純種

二、孟德爾的豌豆雜交實驗：

一對相對性狀的雜交實驗高莖花矮莖花雌蕊雄蕊去雄、套袋授粉父本母本①母本去雄（雄蕊成熟前）②套袋③傳粉（雄蕊、雌蕊成熟后）④套袋1、人工授粉步驟2、一對相對性狀的雜交實驗顯性性狀隱性性狀親本子一代子二代性狀分離比：

高：矮=3：1概率的產生一定要建立在大量實驗的基礎上才準確。【思考二】：為什么孟德爾在8年的豌豆雜交實驗中，要反復實施這一實驗并對結果進行統計學的分析？【思考一】：親本為高莖豌豆與矮莖豌豆的雜交產生子一代、子二代的性狀能夠用

“融合遺傳”的觀點解釋嗎？不能生物體顯隱性狀的判斷方法方法一：

親代是相對性狀，后代只表現出一種性狀，則所表現出來的性狀是顯性性狀。未表現出來的性狀是隱性性狀。紅花↓紅花×白花方法二：

雙親的性狀相同，后代出現了兩種性狀，則后代新出現的性狀是隱性性狀，雙親的性狀是顯性性狀。紅花×↓紅花

白花

紅花顯性性狀隱性性狀顯性性狀隱性性狀3、孟德爾對實驗的結果的分析：

假說-演繹法DDdd配子：D配子：dDd配子：D或dDdDdDDDdDddd1、生物的性狀是由遺傳因子決定的，決定顯性性狀的為顯性

遺傳因子（后被稱為顯性基因，如：D）；決定隱性性狀的

為隱性遺傳因子（后被稱為隱性基因，如：d）2、在體細胞中，遺傳因子成對存在（如：顯性純合子高莖豌豆

為DD，雜合子高莖豌豆為Dd，隱性純合子矮莖豌豆為dd）3、生物形成生殖細胞—配子時，成對的遺傳因子彼此分離，

分別進入不同的配子中。配子只含有每對遺傳因子中的一個。4、受精時雌雄配子隨機結合（導致子代形成了不同的基因型，

然后決定了子代不同的表現型）。【思考】:孟德爾的假說僅僅解釋了現有的實驗結果，

就一定成立嗎

？精子卵細胞【孟德爾對豌豆雜交實驗的四點假說】4、孟德爾對實驗的結果的驗證：

測交實驗ddDd【測交實驗分析】1、孟德爾巧妙的設計了測交實驗，讓F1與親本P中的隱性純合子測交2、理論上推測出后代高莖豌豆與矮莖豌豆數量比應該為1：1，后來的實驗結果也證實了他的推測

5、假說—演繹分析法的思路演繹推理驗證假說分析問題提出假說觀察現象提出問題分析結果得出結論“融合遺傳”能解釋豌豆雜交實驗的結果嗎？豌豆雜交實驗的結果是什么原因導致的？

（提出四點假說）反復雜交、自交實驗將實驗結果與理論分析結果進行比較。1856年，從維也納大學回到修道院不久，孟德爾就開始了長達8年的豌豆雜交實驗。19世紀下半葉，“融合遺傳”的觀點深入人心，然而孟德爾卻并不盲從，他利用統計學的方法分析每一次豌豆雜交實驗，發現“融合遺傳”并不能解釋實驗結果。于是他提出了四點假說以解釋實驗結果，并且創造了“測交”的方法進行驗證，將實驗結果與理論分析結果進行比較，最終在1865年發表了論文《植物雜交試驗》，闡釋了兩大遺傳學規律：分離定律、自由組合定律。第一章

遺傳因子的發現

第1節

孟德爾的豌豆雜交實驗（二）

高中生物《遺傳與進化》

一、分離定律的適應范圍、遺傳學的名詞解釋

1、【分離定律】在生物的體細胞中，控制同一性狀的遺傳因子成對存在，不相融和；在形成配子時，成對的遺傳因子發生分離，分離后的遺傳因子分別進入不同的配子中，隨配子遺傳給后代。

MⅠ后期：同源染色體分離，非同源染色體自由組合【分離定律的適用范圍】1、真核生物2、有性生殖3、細胞核遺傳4、一對相對性狀

2、遺傳學名詞解釋遺傳因子顯性遺傳因子隱性遺傳因子表現型

（性狀）相對性狀顯性性狀隱性性狀性狀分離基因型顯性純合子隱性純合子雜合子交配類型雜交自交測交正交、反交（顯性基因）：決定顯性性狀，記作A

,

B

,

C...（隱性基因）：決定隱性性狀，記作a,b,c...一種生物的同一性狀的不同表現類型，如：紫花、白花一對相對性狀親本雜交，F1中只表現出來的性狀一對相對性狀親本雜交，F1中沒有表現出來的性狀親本是顯性，子代中同時出現顯性性狀和隱性性狀的現象如：AA

,AABB

,

AABBCC...如：aa

,

aabb

,

aabbcc...如：Aa

,

AABb

,

AABBCc...任意兩個親本交配產生子代的過程相同基因型個體交配產生子代的過程某一個體與隱性純合子交配產生子代的過程調換父本（

）、母本（

）進行交配產生子代的過程♂♀?×3、生物基因型與表現型的關系【實例分析】：現有甲、乙兩株高莖豌豆，分別對它們做了以下實驗，據此分析生物

的表現型和基因型之間的關系：(1)在適宜的田地里分別種植兩株豌豆，讓它們自然受粉，種子收獲后再分別種植，發現甲的后代都是

高莖，乙的后代有高莖也有矮莖，如果用D、d表示等位基因，甲、乙的基因型是否相同？不相同。甲的基因型是DD，乙的基因型是Dd。(2)將甲后代的高莖豌豆種子種植在土壤貧瘠、缺水少肥的田里，結果都表現為植株矮小，是它們的

基因型發生了改變嗎？不是。是受環境的影響。(3)綜上分析，基因型和表現型二者之間的關系是怎樣的？表現型是基因型和環境共同作用的結果。二、性狀分離比的模擬實驗實驗目的通過模擬實驗，理解成對的遺傳因子的分離和配子的隨機結合過程，基因型與表現型之間的數量關系，體驗孟德爾提出的分離定律。實驗原理用具、操作模擬對象、過程甲、乙兩個小桶雌蕊、雄蕊小桶內的彩球雌、雄配子彩球的隨機組合雌、雄配子隨機組合操作步驟注意事項實驗結果小桶編號分裝彩球混合彩球隨機取球放回小桶重復實驗1、兩個小桶內D和d的球各占一半。2、代表雌蕊的小桶內球的數量可以少一些（自然界中雌配子數量較少，雄配子數量非常多）。3、每次從小桶內隨機抓取小球，統計完畢后將小球放回原小桶并混合均勻。4、實驗次數要足夠多，獲得的數據誤差才會小。①彩球組合數量

DD

∶Dd

∶dd

≈②彩球組合代表的顯隱性狀的數值比接近：

1:2:13:1第一章

遺傳因子的發現

第2節

孟德爾的豌豆雜交實驗（三）

高中生物《遺傳與進化》

豌豆一對相對性狀的遺傳符合分離定律，如果兩對以上的性狀聯系在一起看，又有怎樣的規律呢

？豌豆的優點：

有易于區分的相對性狀一、孟德爾的豌豆雜交實驗：

兩對相對性狀的雜交實驗形狀分析315

+108

=

423圓粒皺粒

101

+32

=

133圓粒

︰

皺粒接近

3︰1顏色分析315

+101=

416黃色綠色

108

+32

=

140黃色

︰

綠色接近

3︰1【分析結論】每一對相對性狀的遺傳仍然遵循分離定律，而兩對相對性狀則發生了自由組合，導致F2中出現了9：3：3：1的性狀分離比。YYRRYyRryyrr

Y_R_黃圓綠圓黃皺綠皺

yyR_

Y_rr

yyrrYRyRYryrF2YRyRYryrYyRrYyRRYYRrYyRRYyRrYYRrYyRrYyRryyRryyRrYyrrYyrrYYRRyyRRYYrryyrrF1卵細胞F2中表現型4種，基因型9

種。表現型基因型概率黃圓1YYRR

2YyRR2YYRr

4YyRr9/16黃皺1YYrr

2Yyrr3/16綠圓1yyRR

2yyRr3/16綠皺1yyrr1/16F1精細胞2、孟德爾對自由組合定律的驗證：測交實驗YyRryyrrYYRR【測交實驗分析】1、孟德爾巧妙的設計了測交實驗，讓F1與親本P中的隱性純合子測交2、理論上推測出后代四種表現型數量比應該為1

：1：

1：

1，后來的實驗結果也證實了他的推測

二、自由組合定律及其適應范圍

1、【自由組合定律】在生物的體細胞中，控制兩對以上性狀的遺傳因子的分離、組合不互相干擾（如：兩對基因位于兩對同源染色體上），在形成配子時，決定同一性狀的成對遺傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子自由組合。

MⅠ后期：同源染色體分離，非同源染色體自由組合【自由組合定律的適用范圍】1、真核生物2、有性生殖3、細胞核遺傳4、兩對以上相對性狀

三、孟德爾成功提出遺傳學兩大定律的原因正確選擇實驗材料巧妙設計實驗精確統計分析首創了測交方法興趣、毅力辛勤的勞動豌豆作為雜交實驗材料的優點：①豌豆花比較大，易于做人工雜交實驗。②具有穩定的易于區分的相對性狀。③嚴格自花傳粉，實驗結果可靠且在自然狀態下可獲得純合子遵循了由簡單到復雜的原則，即先研究一對相對性狀的遺傳，再研究多對相對性狀的遺傳，由此從數學統計中發現遺傳規律。通過對雜交實驗的子代性狀進行分類、計數，歸納出實驗數據的規律性，找到數字比例中所隱藏的深刻意義和規律。巧妙地設計了測交方法，令人信服地證明了他的預測假說的正確性。實驗證明這種以雜交子一代個體與隱性純合子進行