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第一章 遗传因子的发现
第1节 孟德尔的豌豆杂交实验（二）
发现问题
提出假说
演绎推理
实验验证
得出结论
生物的性状是由遗传因子决定的。这些遗传因子不会相互融合、也不会在传递中消失；体细胞中遗传因子是成对存在的；生物体在形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中，配子中只含每对遗传因子的一个；受精时，雌雄配子的结合是随机的。
设计测交实验，F1与矮茎植株测交，预测后代中高茎：矮茎=1：1
实施测交实验，实验结果中高茎：矮茎=1:1，验证假说正确
为什么F2的性状分离比是3：1？
复习：分离定律
①在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；
②在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。
1.性状-----
2.相对性状：
3.正交、反交：
4.杂交：
5.自交：
6.显性性状：
7.隐性性状：
8.性状分离：
9. 纯合子：
10.杂合子：
11.测交：
生物体的形态特征或生理特性。
基因型相同的生物体间相互交配，植物体中是指自花受粉和雌雄异花的同株受粉
基因型不同的生物体间相互交配的过程
若甲为父本，乙为母本为正交。则乙为父本，甲为母本为反交
概念回顾：
一种生物的同一性状的不同表现类型。
是指具有一对相对性状的两纯合亲本杂交后，在F1中显现出来的性状。
是指具有一对相对性状的两纯合亲本杂交后，在F1中未显现出来的性状。
杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象。
遗传因子组成不同（如Dd）
遗传因子组成相同（如DD, dd）
让被测个体与隐性纯合子杂交，用来验证被测个体的基因型。
讨论：
1.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呢？
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。
性状不同的豌豆
不影响，决定子叶颜色的遗传因子和决定种子形状的遗传因子
2.黄色的豌豆一定是饱满的、绿色的豌豆一定是皱缩的吗
不一定。在生活中，也可以看到黄色皱缩的豌豆及绿色饱满的豌豆。
具有一定的独立性，二者的分离和组合是互不干扰的，因此它们之间不会相互影响。
问题探讨：
1.两对相对性状的杂交实验——观察实验，发现问题
F2
个体数: 315 108 101 32
F1
黄色圆粒
黄色圆粒
黄色皱粒
绿色圆粒
绿色皱粒
绿色皱粒
P
×
黄色圆粒
不论正交、反交
9 : 3 : 3 : 1=

比 例
9 ︰ 3 ︰ 3 ︰ 1
问题：（1）正交、反交的F1全是黄色圆粒，说明了什么？
黄色对绿色显性 圆粒对皱粒显性
问题：（2）F2 中的黄圆:黄皱:绿圆:绿皱 = 9 : 3 : 3 : 1。从数学的角度分析,9: 3 : 3 :1与3 :1能否建立数学联系 这对理解两对相对性状的遗传结果有什么启示
(3∶1)
×(3∶1)
= ( 3: 1)2
一.自由组合定律的发现
F2
个体数: 315 108 101 32
F1
黄色圆粒
黄色
圆粒
黄色
皱粒
绿色
圆粒
绿色
皱粒
绿色皱粒
P
×
黄色圆粒
不论正交、反交

比 例
9 ︰ 3 ︰ 3 ︰ 1
问题：（3）F2中圆粒：皱粒=3:1，黄色：绿色=3:1,说明了什么？
方法：单独分析
圆粒种子 315+108=423
皱粒种子 101+32=133
种子形状
黄色种子 315+108=423
绿色种子 101+32=133
子叶颜色
3
1
3
1
无论是豌豆种子的形状还是子叶的颜色,依然遵循分离定律,即控制种子形状的遗传因子的遗传，与控制子叶颜色的遗传因子的遗传是互不干扰的。
F2
个体数: 315 108 101 32
F1
黄色圆粒
黄色
圆粒
黄色
皱粒
绿色
圆粒
绿色
皱粒
绿色皱粒
P
×
黄色圆粒
不论正交、反交

比 例
9 ︰ 3 ︰ 3 ︰ 1
问题：（4）F2中出现了两种亲本类型，也出现了两种重组类型，说明了什么？
说明了不同性状之间进行了重新组合
黄色皱粒 绿色圆粒
2.对自由组合现象的解释——提出假说，解释问题
YR
yr
F1
配子
黄色圆粒
YR
yr
yR
Yr
配子
黄色圆粒
绿色皱粒
P
×
YyRr
yyrr
YYRR
①豌豆的圆粒和皱粒分别由遗传因子R、r 控制，黄色和绿色分别由遗传因子Y、y控制，这样，纯种黄色圆粒和纯种绿色皱粒豌豆的遗传因子组成分别是YYRR和yyrr。
②它们产生的F1的遗传因子组成是YyRr，表现为黄色圆粒。
①
②
③
③F1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。
这样F1产生的雌配子和雄配子各有4种：YR、Yr、yR、yr，它们之间的数量比为1:1:1:1。
YYRR
yyrr
YyRR
YYRr
YyRr
YyRr
YyRr
YyRr
YyRR
YYRr
yyRR
yyRr
yyRr
YYrr
Yyrr
Yyrr
F1配子
YR
yr
yR
Yr
YR
yr
yR
Yr
棋盘法
F2
雌雄配子的结合方式有16种,遗传因子的组合形式有9种分别是:YYRR、YYRr、YyRR、YyRr、YYrr、Yyrr、 yyRR、yyRr、yyrr,性状表现为4种:黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒，它们之间的数量比是9:3:3:1。
④
YR
yR
Yr
yr
④受精时，雌雄配子的结合是随机的。
YYRR
yyrr
YyRR
YYRr
YyRr
YyRr
YyRr
YyRr
YyRR
YYRr
yyRR
yyRr
yyRr
YYrr
Yyrr
Yyrr
F1配子
YR
yr
yR
Yr
YR
yr
yR
Yr
棋盘法
F2
黄圆
黄皱
1/16 YYrr
绿圆
1/16 yyRR
绿皱
1/16 yyrr
2/16 YYRr
2/16 YyRR
4/16 YyRr
1/16 YYRR
2/16 Yyrr
2/16 yyRr
9
3
3
1
双显性类型
单显性类型
双隐性类型
新性状组合
yyrr
yyR-
Y-rr
Y-R-
YR
yR
Yr
yr
YYRR
yyrr
YyRR
YYRr
YyRr
YyRr
YyRr
YyRr
YyRR
YYRr
yyRR
yyRr
yyRr
YYrr
Yyrr
Yyrr
F1配子
YR
yr
yR
Yr
YR
yr
yR
Yr
棋盘法
F2
YR
yR
Yr
yr
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________
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________
根据对F2统计结果，回答下列问题：
1/4
1/16
1/3
7/16
3/8（6/16）
重组类型：表型与亲代（P代）不同的类型
亲本类型：表型与亲代（P代）相同的类型
9/16
6/16
1/16
10/16
6/16
4/16
4/16
8/16
常规解题思路
P YYRR×yyrr
F1 YyRr
×
○
F2 9Y＿R＿：3Y＿rr
:3yyR＿:1yyrr
=
P YY×yy
F1 Yy
○
×
F2 3Y＿：1yy
P RR×rr
F1 Rr
○
×
F2 3R＿：1rr
×
3.对自由组合现象的解释的验证——设计实验，验证假说
对分离现象解释的验证
——测交实验
测交:
YyRr
×
yyrr
（F1黄色圆粒）
（隐性纯合子）
孟德尔的假说合理地解释了豌豆两对相对性状杂交实验中出现的性状分离现象。但是一种正确的假说，仅能解释已有的实验结果是不够的，还应该能够预测另一些实验结果。
（1）设计测交实验：预期实验结果（纸上谈兵）
实验验证
演绎推理
（纸上谈兵）
×
YR
Yr
yR
yr
yr
配子：
F1
1 ： 1 ： 1 ： 1
杂种子一代
隐性纯合子
YyRr
yyrr
YyRr
黄色圆粒
黄色皱粒
绿色圆粒
绿色皱粒
P
黄色圆粒
绿色皱粒
Yyrr
yyRr
yyrr
（2）实施测交实验 得出实验结果
实验验证
演绎推理
（纸上谈兵）
结果与预期相符
黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆的F1测交实验结果
黄色圆粒 黄色皱粒 绿色圆粒 绿色皱粒
实际 子粒数 F1 作母本 31 27 26 26
F1 作父本 24 22 25 26
不同性状的数量比 1 ： 1 ： 1 ： 1
结论：实验结果符合预期设想，四种表现型实际子粒数比接近1：1：1：1，从而证实了F1形成配子时不同对的遗传因子是自由组合。
表现型
项 目
4.自由组合定律——总结归纳，提出定律
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
核心内容：
思考：是否所有生物性状的遗传都遵循分离定律？
自由组合定律的适用范围：
（1）真核生物的性状遗传。
（2）有性生殖生物的性状遗传。
（3）细胞核遗传。
（4）两对（或两对以上）相对性状的遗传。
细胞质中的遗传因子及原核生物和非细胞生物都不遵循。
课堂小结
提出问题
作出假说
演绎推理
实验验证
得出结论
利用假说推理测交的结果
F2性状表现类型及其比例为
黄圆∶黄皱∶绿圆∶绿皱≈
9∶3∶3∶1
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。
子代性状表现类型及其比例为
黄圆∶黄皱∶绿圆∶绿皱≈
1∶1∶1∶1
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。
山柳菊
二.孟德尔实验方法的启示
1. 正确选材：
豌豆
2. 研究方法正确：
由简单到复杂
（由单因素到多因素）
3. 统计方法正确：
采用统计学进行统计
4. 科学的实验程序：
假说——演绎法
孟德尔遗传规律的再发现
1900年三位科学家分别重新发现了孟德尔的论文，并重复了其实验结果
1909年丹麦科学家约翰逊提出基因的概念，取代遗传因子；并提出了表型和基因型
H. de Vries
Erich Tschermak
Carl Correns
Wilhelm Johannsen
表现型：生物体表现出来的性状
基因型：与表型有关的基因组成
等位基因：控制相对性状的基因
合子：纯合子（遗传因子组成相同的个体），杂合子（遗传因子组成不同的个体）
五、孟德尔遗传规律的再发现
思考：生物表型与基因型的关系？
（1）基因型是表型的内因，表型是基因型的外在表现；
（2）表型相同的个体，基因型不一定相同。
如高茎豌豆的基因型可以是DD也可以是Dd。
（3）基因型相同，若环境条件不同，表型也可能不同。
如同一株水毛茛，裸露在空气中的叶呈扁平状，浸在水中的叶呈丝状。
表型 = 基因型 + 环境条件
（生物体）内在环境，如年龄、性别、生理与营养状况等。外界环境，如温度、光照、水分、营养条件等
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、选择和培育，最后筛选出所需要的优良品种
阅读教材P13小麦优良品种的杂交育种过程。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。
倒伏
条锈病
三.自由组合定律的应用
1.动植物杂交育种
P
高杆抗病
矮杆不抗病
DDTT
ddtt
×
↓
高杆抗病
DdTt
F1
↓
F2
高杆抗病
9D_T_
高杆不抗病
3D_tt
矮杆抗病
3ddT_
矮杆不抗病
1ddtt
(淘汰)
(淘汰)
(保留)
(淘汰)
多次自交选种
矮杆抗病
ddTT
杂交
自交
选种
多次自交选种
优良性状的纯合体
（1）纯种既抗倒伏又抗条锈病的小麦育种过程

短毛折耳猫
(bbee)
长毛立耳猫
(BBEE)
长毛折耳猫(BBee)
如何利用长毛立耳猫（BBEE）和短毛折耳猫（bbee）培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（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
（2）长毛折耳猫的培育过程
总结：
①植物杂交育种中，优良性状的纯合子获得一般采用多次自交选种。
②动物杂交育种中，优良性状的纯合子获得一般采用测交，选择测交后代不发生性状分离的亲本。
③如果优良性状是隐性，直接在F2中选出即为纯合体。
④优点
a.目的性强，通过杂交使位于不同个体上的优良性状集中于一个个体上（“集优”）
⑤缺点
育种所需时间较长。
b.操作简单，技术要求不高。
⑥原理
基因重组
(自由组合)
P创18-1
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，从而为遗传咨询提供理论依据
人类白化病是一种由隐性基因（a）控制的遗传病。
绘制双亲表现正常，生出孩子是患者的遗传图解，并标明孩子患病的概率。
白化病
2.医学实践
白化病，由隐性基因控制，如果一个患者的双亲表现型正常，则双亲一定都是杂合子，后代中患病概率为1/4
患病概率问题求解
患甲病（m） 患乙病（n）
}
不患病
同患两病（nm）
n(1-m)
P创18-2
分离定律 自由组合定律
研究对象
F1配子类型及比例
F2基因型种类及比例
F2表现型种类及比例
F1测交后代表型种类及比例
遗传实质
联系 分离定律 vs 自由组合定律
一对相对性状
两对及两对以上相对性状
2种，1:1
4种，1:1:1:1
9种，（1:2:1）2
3种，1:2:1
2种，3:1
4种，9:3:3:1
2种，1:1
4种，1:1:1:1
F1形成配子时，成对遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中去
F1形成配子时，控制同一性状的遗传因子彼此分离，控制不同相同形状的遗传因子自由组合
分离定律是自由组合定律的基础，两者同时进行，互不干扰
(1)在测交实验中,子代出现4种比例相等的表现型的原因是什么
(2)若两亲本杂交,后代表现型比例为1∶1∶1∶1,据此能否确定亲本的遗传因子组成就是YyRr、yyrr？
[ 思考与讨论 ]
F1是杂合子,能产生4种比例相等的配子,而隐性纯合子只产生一种类型的配子。
不能,当双亲的遗传因子组成为Yyrr×yyRr时,其后代的表现型比例也为1∶1∶1∶1。
一、用分离定律解决自由组合不同类型的问题（拆分组合法）
1、 配子种类数
=每对等位基因产生配子种类相乘，即2n (n表示等位基因的对数)
Aa
AaBb
AaBbcc
AaBbCc
=21=2
=22=4
=22=4
=23=8
2、子代组合方式(子代份数）
=雌配子种类与雄配子种类数的乘积
AaXAa
AaXaa
AaBbXAaBb
AaBbXaabb
=2X2=4
=2X1=2
=4X4=16
=4X1=4
拓展：
3、子代基因型(或表现型)种类数
=两亲本各对基因（或表现型）分别相交产生基因型（或表现型）数的乘积。
求后代基因型种类数
AaBbXAaBb
AaBbXaabb
AaBbCcXaabbcc
求后代表现型种类数
AaBbXAaBb
AaBbXaabb
AaBbCCXaabbCc
=3X3=9
=2X2=4
=2X2X2=8
=2X2=4
=2X2=4
=2X2X1=4
4、子代某基因型（或表现型）出现的概率
例题：AaBb 与AaBb 杂交,子代中基因型AaBb 出现的概率为多少？
子代中表现型A B 出现的概率为多少？
1/2AaX1/2Bb=1/4AaBb
3/4A X3/4B =9/16
=亲本的各对基因（或表现型）分别相交产生相应基因型（或表现型）概率的乘积
乘法法则的应用
5、用于互斥事件总的概率的计算。将两个的概率加起来。
加法法则的应用
例题：AaBb 与AaBb 杂交,子代中单显出现的概率为多少？
3/16A b b+3/16 aa B =6/16
二、规律数的利用：1.已知基因型推测子代表现型分离比:
1、AaBbXAaBb------子代比例：
2、AaBbXaabb------子代比例：
3、AaBbXaaBb------子代比例：
4、AaBbCcXAaBbCc------子代比例：
5、AaBbCcXAaBbCc------子代中三显性状的比例：
（3:1)（3:1）=9:3:3:1
（1:1）（1:1）=1:1:1:1
（1:1）（3:1）=3:3:1:1
（3:1)（3:1）(3:1)=（3:1）3 =(9:3:3:1)(3:1)=27:9:9:9:3:3:3:1
（3/4）3
F1等位基因对数 F1配子种类数 F1雌雄配子的组合数 F2基因型 F2表现型 F2纯合子的种类数
种类 比例 种类 比例 1 2 4 3 1:2:1 2 3:1 2
2 22＝4 42＝16 32＝9 (1:2:1)2 22＝4 9:3:3:1 22＝4
┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆
n 2n 4n 3n (1:2:1)n 2n (3:1)n 2n
2.已知子代表现型分离比推测亲本基因型:
三、推导亲代的基因型：
已知双亲的表现型和子代表现型及数量，求双亲基因型
方法1：隐性性状突破法，又叫填空法
（1）列出基因式
①凡双亲中属于隐性性状的，其基因型可直接写出。
②凡双亲中属于显性性状的，则至少含有一个显性基因，即至少写出基因型的一半。
（2）根据后代出现的隐性性状推出亲本未知基因型。
方法2：根据两个杂交亲本后代一对相对性状分离比求解。
解题思路：先单独处理后组合
（1）若后代一对相对性状的分离比为显：隐＝3：1，则双亲基因型一定为AaⅹAa。
（2）若后代一对相对性状的分离比为显：隐＝1：1，则双亲基因型一定为Aaⅹaa。
（3）若后代一对相对性状的分离比全为显性，则双亲基因型一定为AAⅹAA或AAⅹAa或AAⅹaa。
同理求出B基因组合
例：
序号 条件 F1(AaBb)自交后代比例 测交后代比例
1 存在一种显性基因(A或B)时表现为同一种性状，其余正常表现 9∶6∶1 1∶2∶1
2 A、B同时存在时表现为一种性状，否则表现为另一种性状 9∶7 1∶3
3 aa(或bb)成对存在时，表现双隐性性状，其余正常表现 9∶3∶4 1∶1∶2
4 只要存在显性基因(A或B)就表现为同一种性状，其余正常表现 15∶1 3∶1
5 显性基因的数量效应 1:4:6:4:1 1:2:1
6 显性纯合致死 (AA、BB致死) 4:2:2:1 1∶1∶1∶1
7 隐性纯合致死（自交情况） 双隐性致死：9∶3∶3 单隐性致死：9∶1
四、自由组合定律9：3：3：1的变式题
P创21-2、1。22-4、5P
五、自由组合定律的验证
P创-11-5

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