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第2节 孟德尔的豌豆杂交实验（二）
第一课时
问题探讨
观察花园里的豌豆植株，孟德尔发现就子叶颜色和种子形状来看，包括两种类型：一种是黄色圆粒的，一种是绿色皱粒的。
讨论：决定子叶颜色的遗传因子对决定种子形状的遗传因子会不会有影响？
性状不同的豌豆
讨论：黄色的豌豆一定是饱满的、绿色的豌豆一定是皱缩的吗？
1. 两对相对性状的杂交实验
黄色和圆粒是显性性状
为什么会出现新的性状组合？它们之间有什么数量关系吗？
实验：纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆杂交。
结果：种子（F1）都是黄色圆粒，正反交。
实验：F1自交。
结果：F2种子性状表现为黄色圆粒、和绿色皱粒；
出现了新的性状组合—绿色圆粒和黄色皱粒。
×
P
F1
F2

1. 两对相对性状的杂交实验
这与一对相对性状杂交实验中F2的3：1的数量有什么联系？
数量统计：
不同性状类型数量比接近9：3：3：1。
×
P
F1
F2

315
108
101
32
9 ： 3 ： 3 ： 1
结果分析：对每一对相对性状单独进行分析。
1. 两对相对性状的杂交实验
×
P
F1
F2

315
108
101
32
9 ： 3 ： 3 ： 1
315+108=423
｛
圆粒种子
皱粒种子
｛
黄色种子
绿色种子
圆粒∶皱粒 ≈
黄色∶绿色 ≈
101+32=133
315+101=416
108+32=140
种子形状
子叶
颜色
3∶1
3∶1
结论：每一对相对性状的遗传都遵循分离定
律。控制种子形状与子叶颜色的遗传因子的遗传互不干扰。
1. 两对相对性状的杂交实验
×
P
F1
F2

315
108
101
32
9 ： 3 ： 3 ： 1
结果分析：两对相对性状综合分析。
性状之间发生重新组合
皱粒
黄色
圆粒
绿色
提出问题：不同性状发生了组合，是否控制
性状的遗传因子也发生了组合？
×
P
F1
F2

315
108
101
32
9 ： 3 ： 3 ： 1
旁栏思考
1. 两对相对性状的杂交实验
数学角度分析，F2四种性状表现比例9：3：3：1与3：1有何关系？
皱粒
黄色
圆粒
绿色
3
1
3
1
（3黄色：1绿色）×（3圆粒：1皱粒） ＝9黄圆：3黄皱：3绿圆：1绿皱
9：3：3：1是（3：1）×（3：1）的展开式。
2.1 对自由组合现象的解释（提出假说）
回顾孟德尔关于一对相对性状杂交实验的假说
遗传因子是颗粒性的，控制生物性状。
在体细胞中，遗传因子成对存在。
在产生配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中。
受精时，雌雄配子的结合是随机的。
假设豌豆的圆粒和皱粒（种子形状）分别由遗传因子R、r控制；
黄色和绿色（子叶颜色）分别由遗传因子Y、y控制。
根据孟德尔的假说，写出一对相对性状杂交实验的遗传图解。
2.1 对自由组合现象的解释（提出假说）
Y
配子
y
×
配子
Y
y
Y
y
×
F1
R
配子
r
×
配子
Y
y
Y
y
rr
RR
Rr
Rr
rr
Rr
RR
YY
yy
F1
×
Yy
Yy
YY
Yy
yy
F2
F2
P
黄
绿
P
圆
皱
2.1 对自由组合现象的解释（提出假说）
根据孟德尔对自由组合现象的解释，尝试写出两对相对性状杂交实验的遗传图解。
F1在产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子可以自由组合。
针对两对相对性状的实验，孟德尔在原来四条假说的基础上，又提出一条假说。
F1产生的雌、雄配子各有4种：YR、Yr、yR、yr，数量比是1：1：1：1。
2.1 对自由组合现象的解释（提出假说）
YR
YYRR
yr
P
×
配子
YyRr
黄色圆粒
黄色圆粒
yyrr
绿色皱粒
F1

F2
F1配子
YR
YR
yR
Yr
yr
yR
Yr
yr
YYRR
YyRR
YYRr
YyRr
YyRR
yyRR
YyRr
yyRr
YYRr
YyRr
YYrr
Yyrr
YyRr
yyRr
Yyrr
yyrr
2.1 对自由组合现象的解释（提出假说）
F2
配子
YR
YR
yR
Yr
yr
yR
Yr
yr
YYRR
YyRR
YYRr
YyRr
YyRR
yyRR
YyRr
yyRr
YYRr
YyRr
YYrr
Yyrr
YyRr
yyRr
Yyrr
yyrr
双显性：黄色圆粒
一显一隐：黄色皱粒
绿色圆粒
双隐性：绿色皱粒
yyRr
yyRR
YyRR
YYRr
YyRr
YYRR
YYrr
Yyrr
yyrr
2.1 对自由组合现象的解释（提出假说）
雌雄配子的结合方式：
遗传因子组合形式：
性状表现：
4x4=16
9种
4种
黄圆:黄皱:绿圆:绿皱=9:3:3:1
F2
配子
YR
YR
yR
Yr
yr
yR
Yr
yr
YYRR
YyRR
YYRr
YyRr
YyRR
yyRR
YyRr
yyRr
YYRr
YyRr
YYrr
Yyrr
YyRr
yyRr
Yyrr
yyrr
2.1 对自由组合现象的解释（提出假说）
F2
配子
YR
YR
yR
Yr
yr
yR
Yr
yr
YYRR
YyRR
YYRr
YyRr
YyRR
yyRR
YyRr
yyRr
YYRr
YyRr
YYrr
Yyrr
YyRr
yyRr
Yyrr
yyrr
1
2
2
3
3
4
4
4
4
8
8
6
6
5
7
9
双显性：黄色圆粒
一显一隐：黄色皱粒
绿色圆粒
双隐性：绿色皱粒
yyRr
yyRR
YyRR
YYRr
YyRr
YYRR
YYrr
Yyrr
yyrr
1
2
2
4
9/16
1
2
1
2
1
3/16
3/16
1/16
2.1 对自由组合现象的解释（提出假说）
F2
配子
YR
YR
yR
Yr
yr
yR
Yr
yr
YYRR
YyRR
YYRr
YyRr
YyRR
yyRR
YyRr
yyRr
YYRr
YyRr
YYrr
Yyrr
YyRr
yyRr
Yyrr
yyrr
纯合子：
杂合子：单杂合子
双杂合子
YyRr
4
yyRR
YYRR
YYrr
yyrr
1
1
1
1
yyRr
YYRr
Yyrr
2
YyRR
2
2
2
4/16
2.1 对自由组合现象的解释（提出假说）
F2
配子
YR
YR
yR
Yr
yr
yR
Yr
yr
YYRR
YyRR
YYRr
YyRr
YyRR
yyRR
YyRr
yyRr
YYRr
YyRr
YYrr
Yyrr
YyRr
yyRr
Yyrr
yyrr
F2中能稳定遗传的个体占总数的________
F2中能稳定遗传的绿色圆粒占总数的________
F2绿色圆粒中，能稳定遗传的占________
1/4
1/16
1/3
2.1 对自由组合现象的解释（提出假说）
F2
配子
YR
YR
yR
Yr
yr
yR
Yr
yr
YYRR
YyRR
YYRr
YyRr
YyRR
yyRR
YyRr
yyRr
YYRr
YyRr
YYrr
Yyrr
YyRr
yyRr
Yyrr
yyrr
F2中不同于F1表现型的个体占总数的________
F2中重组类型占总数的 ________
7/16
3/8
2.2 对自由组合现象验证
测交试验：让杂合子子一代F1（YyRr）与隐性纯合子（yyrr）杂交。
目的：检测F1产生配子的种类和比例。
预测（演绎推理）：假设孟德尔的假说正确，杂合子F1产生4种数量相等的配子，YR：Yr：yR：yr
=1：1：1：1。
YyRr
黄色圆粒
yyrr
绿色皱粒
P
×
配子
YR
yR
Yr
yr
yr
YyRr
黄色圆粒
yyrr
绿色皱粒
F1
yyRr
绿色圆粒
YyRr
黄色皱粒
2.2 对自由组合现象验证
实验结果：测交实验的结果符合预期的设想，证明解释是正确的。
实际 籽粒数 杂种子一代♀ 31 27 26 26
杂种子一代♂ 24 22 25 26
不同性状分离比 项目
表现型
1 ： 1 ： 1 ： 1
结论：
F1产生了YR、Yr、yR、yr四种类型、比值相等的配子。
F1是杂合体，基因型为YyRr
F1在产生配子时，成对的遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子可以自由组合。
3. 自由组合定律
自由组合定律
核心内容（实质）
控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；
在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。
决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。
3. 自由组合定律
范围
适用条件
有性生殖的真核生物；
细胞核内的遗传因子；
两对或两对以上控制不同相对性状的遗传因子(独立遗传)。
子一代个体形成的配子数目相等且生活力相同；
雌雄配子结合的机会相等；
子二代不同遗传因子组成的个体存活率相同；
观察子代样本数目足够多。
4. 课堂小结
自由组合定律
两对对相对性状的
杂交实验
F2表现型比例 9:3:3:1
测交
预期结论 1:1:1:1
实验结果 1:1:1:1
相符
实验现象
提出问题
提出假说
演绎推理验证假说
解释现象
假说成立
归纳总结
思考·讨论
尝试总结出孟德尔获得成功的原因？
思考·讨论
孟德尔成功因素
正确选用实验材料——豌豆；
由单因素到多因素的研究方法：先研究一对相对性状的遗传， 再研究两对或多对性状的遗传；
用数学统计学的方法对实验结果进行分析；
科学地设计了实验程序——假说－演绎法。
提出问题 作出假设 演绎推理 实验验证 得出结论
选材科学
策略科学
分析科学
设计科学
思考·讨论
思考：尝试总结出孟德尔获得成功的原因？
扎实的知识基础和对科学的热爱；
严谨的科学态度；
创造性的应用科学符号体系；
勤于实践；
敢于向传统挑战
6. 孟德尔遗传规律的再发现
1866年，孟德尔将研究结果整理成论文《植物杂交的试验》，发表遗憾的是这一重要成果，却没有引起人们的重视，一直沉寂了30多年。
1900年，三位科学家分别重新发现了孟德尔的论文，他们做了许多与孟德尔实验相似的观察，并且认识到孟德尔提出的理论的重要意义。
柯伦斯 德弗里斯 丘歇马克
德国 荷兰 奥地利
6. 孟德尔遗传规律的再发现
德弗里斯研究月见草杂交，发现从杂种F2出现分离比3:1。
“这项重要的研究（孟德尔：《植物杂交实验》）竟极少被人引用，以致在我总结我的主要实验，并从实验中推导出孟德尔论文早已给出的原理之前，竟然不知道有这项研究。”
柯伦斯读到德弗里斯的论文，看到了与自己研究工作相同的结果。
论文标题中特别突出地强调了孟德尔。
丘歇马克研究豌豆也观察到分离现象。
三位科学家的论文都刊登在1900年出版的《德国植物学会杂志》第18卷。
证实了孟德尔有关一对性状的遗传规律，从而引起了学术界的重视。因此1900年也称为遗传学现代纪元的开始 。
1909年，丹麦生物学家约翰逊给孟德尔的“遗传因子” 一词起了一个新名字，叫作“基因”（gene），并且提出表型（phenotype，也叫表现型）和基因型（genotype，表现型）的概念；
表型：指生物个体表现出来的性状，如豌豆的高茎和矮茎；
基因型：指与表型有关的基因组成，如高茎豌豆的基因型：DD或Dd，矮茎豌豆的基因型是dd；
等位基因：控制相对性状的基因，如D和d。
6. 孟德尔遗传规律的再发现
基因型与表现型的关系：
6. 孟德尔遗传规律的再发现
表现型＝基因型+环境条件
基因型是性状表现的内在因素，在很大程度上决定表现型，而表现型是基因型的表现形式 。
7.1 动植物杂交育种
有目的的将具有不同优良性状的两个亲本杂交，组合两个亲本的优良性状。经过繁育、现在和培育，最后筛选出所需要的优良品种。
植物杂交育种
患条锈病的小麦
例：小麦的抗倒伏(D)对易倒伏(d)为显性，易染条锈病(T)对抗条锈病(t)为显性。现有两个不同品种的小麦，一个品种抗倒伏，但易染条锈病(DDTT)；另一个品种易倒伏，但能抗条锈病(ddtt)。
如何培育出既抗倒伏又抗条锈病的纯种(DDtt)？
绘制纯种既抗倒伏又抗条锈病的小麦育种过程的遗传分析图解。
7.1 动植物杂交育种
P
抗倒伏易感条锈病
易倒伏抗条锈病
DDTT
ddtt
×
抗倒伏易感条锈病
DdTt
F1
F2
抗倒伏
易感条锈病
9D_T_
抗倒伏
抗条锈病
3D_tt
3ddT_
1ddtt
（淘汰）
（保留）
（淘汰）
（淘汰）
纯种既抗倒伏又抗条锈病（DDtt）的小麦育种过程

易倒伏
易感条锈病
易倒伏
抗条锈病
7.1 动植物杂交育种
F2
抗倒伏
易感条锈病
9D_T_
抗倒伏
抗条锈病
3D_tt
3ddT_
1ddtt
（淘汰）
（淘汰）
（淘汰）
纯种既抗倒伏又抗条锈病（DDtt）的小麦育种过程
杂交
自交
选种
多次自交选种
优良性状的纯合体
易倒伏
易感条锈病
易倒伏
抗条锈病
（保留）
DDtt
Ddtt
种成株系/株行
（单株收获的种子种在一起）
性状分离
稳定遗传


7.1 动植物杂交育种
动物杂交育种
纯种长毛折耳猫（BBee）的培育过程
短毛折耳猫
（bbee）
长毛立耳猫
（BBEE）
长毛折耳猫（BBee）
？
短毛折耳猫
bbee
长毛立耳猫
BBEE
×
长毛立耳猫
BbEe
♀、♂互交
B_E_
B_ee
bbE_
bbee
与bbee测交
选择后代不发生性状分离的亲本即为BBee
杂交
相互交配
选种
测交
优良性状的纯合体
可以依据分离定律和自由组合定律，对某些遗传病在后代中的患病概率作出科学的推断，而为遗传咨询提供理论依据。
例：人类的白化病是一种由隐性基因(a)控制的遗传病，如果一个患者的双亲表型正常，双亲的后代中患病概率是多少？
7.2 医学实践
1/4
.
8.1 概念检测
1. 根据分离定律和自由组合定律，判断下列相关表述是否正确。
（1）表型相同的生物，基因型一定相同。（ ）
（2）控制不同性状的基因的遗传互不干扰。（ ）


2.南瓜果实的白色(W)对黄色(w)是显性，盘状(D)对球状(d)是显性，控制两对性状的基因独立遗传，那么表型相同的一组是 （ ）
A.WwDd和wwDd B.WWdd和WwDd
C.WwDd和WWDD D.WWdd和WWDd
C
.
3.孟德尔遗传规律包括分离定律和自由组合定律。下列相关叙述正确的是 （ ）
A.自由组合定律是以分离定律为基础的
B.分离定律不能用于分析两对等位基因的遗传
C.自由组合定律也能用于分析一对等位基因的遗传
D.基因的分离发生在配子形成的过程中，基因的自由组合发生在合子形成的过程中
A
8.1 概念检测
.
8.2 拓展应用
1. 假如水稻高秆(D)对矮秆(d)为显性，抗稻瘟病(R)对易感稻瘟病(r)为显性，控制两对性状的基因独立遗传。现用一个纯合易感稻瘟病的矮秆品种(抗倒伏)与一个纯合抗稻瘟病的高秆品种(易倒伏)杂交，F2中出现既抗倒伏又抗病类型的比例是________
3/16
.
8.2 拓展应用
2.纯种的甜玉米与纯种的非甜玉米实行间行种植，收获时发现，在甜玉米的果穗上结有非甜玉米的籽粒，但在非甜玉米的果穗上找不到甜玉米的籽粒，试说明产生这种现象的原因。
因为控制非甜玉米性状的是显性基因，控制甜玉米性状的是隐性基因。当甜玉米接受非甜玉米的花粉时，后代为杂合子(既含有显性基因，也含有隐性基因)。表现为显性性状，故在甜玉米植株上结出非甜玉米的籽粒；当非甜玉米接受甜玉米的花粉时，后代为杂合子，表现为显性性状，即非甜玉米的性状，故在非甜玉米植株上结出的仍是非甜玉米的籽粒。
.
8.2 拓展应用
3.人的双眼皮和单眼皮是由一对等位基因控制的性状，双眼皮为显性性状，单眼皮为隐性性状。如果父母都是双眼皮，后代中会出现单眼皮吗 有的同学父母都是单眼皮，自己却是双眼皮，也有证据表明他(她)确实是父母亲生的，对此，你能作出合理的解释吗 你由此体会到遗传规律有什么特点
单、双眼皮的形成与人眼睑中一条提上睑肌纤维的发育有关。用A和a分别表示控制双眼皮的显性基因和控制单眼皮的隐性基因，如果父母是基因型为Aa的杂合子，其表型虽然为双眼皮，但子女可能会表现为单眼皮(基因型为aa)。
.
8.2 拓展应用
生物的性状主要决定于基因型，但也会受到环境因素、个体发育中的其他条件等影响。基因型为AA或Aa的人，如果因提上睑肌纤维发育不完全，则可能表现为单眼皮；这样的男性和女性婚配所生的子女，如果遗传了来自父母的双眼皮显性基因A，由于提上睑肌纤维发育完全表现为双眼皮。
在现实生活中，还能见到有人一只眼是单眼皮、另一只眼是双眼皮的现象，这是由两只眼睛的提上睑肌纤维发育程度不同导致的。由此可见，遗传规律虽然通常由基因决定。

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