第1章 遗传因子的发现
第1节 孟德尔的豌豆杂交实验（一）
【课标定位】
1.简述孟德尔一对相对性状的杂交实验及分离定律。
2.体验孟德尔遗传实验中的科学方法和创新思维。
3.能够运用分离定律解释一些生产、生活中的遗传现象。
【教材回归】
一、用豌豆做遗传实验的优点及实验方法
（一）豌豆作为遗传实验材料的优点
1.豌豆是自花传粉植物，而且是闭花受粉（在花未开时就已完成了受粉），从而避免了外来花粉的干扰，在自然状态下一般是纯种。因此，用豌豆做人工杂交实验，结果既可靠又容易分析。
2.豌豆植株具有易于区分的、能稳定遗传的性状。例如，植株有高茎（1.5~2.0m）和矮茎（0.3m左右），种子有圆粒和皱粒，子叶有黄色和绿色。像这样，一种生物的同一性状的不同表现类型叫做相对性状。用具有相对性状的豌豆植株进行人工杂交实验，实验结果很容易观察和分析。
（二）豌豆的人工异花传粉过程
1.去雄：除去母本未成熟花（花蕾期）的全部雄蕊（阻止自花传粉）→2.套袋：套上纸袋（防止外来花粉干扰）→3.传粉：待雌蕊成熟时，采集另一植株的花粉撒在去雄花的雌蕊柱头上（实现杂交）→4.再套袋：人工授粉后继续套袋处理（防止外来花粉干扰）。
二、一对相对性状的杂交实验
特别提示：
①孟德尔把子一代（F1）中显现出来的性状叫做显性性状，如豌豆的高茎；未显现出来的性状叫做隐性性状，如豌豆的矮茎。在杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象叫做性状分离。
②孟德尔用豌豆其他6对相对性状所做的杂交试验，也都得到了上述同样的结果：F1只表现出显性性状；F2出现了性状分离，并且显性性状与隐性性状的数量比接近3：1。
三、对分离现象的解释
（一）孟德尔的假说
1.生物的性状是由遗传因子（基因）决定的。这些基因既不会相互融合，也不会在传递中消失。每个基因决定着一种特定的性状，其中决定显性性状的基因是显性基因，用大写字母（如D）来表示；决定隐性性状的基因是隐性基因，用小写字母（如d）来表示。
2.体细胞中基因是成对存在的。例如，纯种高茎豌豆体细胞中有成对的基因DD，纯种矮茎豌豆体细胞中有成对的基因dd。像这样，基因组成相同的个体叫做纯合子。因为F1自交后代中出现了隐性性状，因此在F1细胞中必然含有隐性基因；而F1表现显性性状，因此F1体细胞中的基因应该是Dd。像这样，基因组成不同的个体叫做杂合子。
3.生物体在形成生殖细胞——配子时，细胞中成对的基因彼此分离，分别进入到不同的配子中。每个配子中只含有每对基因中的一个。
4.受精时，雌雄配子的结合是随机的。例如，含基因D的配子，既可以与含基因D的配子结合，又可以与含基因d的配子结合。
（二）体验孟德尔的假说——性状分离比的模拟（实验）
1.实验原理
本实验用甲、乙两个小桶分别代表雌、雄生殖器官，甲、乙小桶内的彩球分别代表雌配子和雄配子，用不同彩球的随机组合，模拟生物在生殖过程中雌雄配子的随机结合。
2.方法步骤
（1）在甲、乙两个小桶中放入两种彩球各10个（蓝色代表基因D，黄色代表基因d）。
（2）摇动两个小桶，使小桶内的彩球充分混合。
（3）分别从两个小桶内随机抓取一个小球，组合在一起，记下两个彩球的字母组合。
（4）将抓取的彩球放回原来的小桶内，摇匀，按步骤③重复做50~100次。
3.结果和结论
彩球组合DD：Dd：dd≈1：2：1，说明彩球代表的显性性状与隐性性状之比约为3：1。
四、对分离现象解释的验证——测交实验
（一）实验设计
让杂种子一代（F1）与隐性纯合子杂交。
（二）测交的理论结果
（三）测交的实验结果
孟德尔用杂种子一代高茎豌豆（Dd）与隐性纯合子矮茎豌豆（dd）杂交，在得到的64株后代中，30株是高茎，34株是矮茎，这两种性状的分离比接近1：1。
（四）结论
孟德尔的测交实验结果与测交的理论结果是一致的，从而证明了他对分离现象的解释是正确的：F1是杂合子（Dd），F1在形成配子时成对的基因彼此分离，分别进入不同配子。
特别提示：
假说—演绎法：在观察和分析的基础上提出问题以后，通过推理和想像提出解释问题的假说，然后根据假说进行演绎推理，再通过实验检验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符合，就证明假说是正确的，反之则说明假说是错误的。孟德尔对分离现象的解释采用的就是假说—演绎法。
五、基因分离定律的实质
孟德尔一对相对性状的实验结果及其解释，后人把它归纳为孟德尔第一定律，又称基因分离定律。细胞遗传学的研究表明，孟德尔所说的一对遗传因子就是位于一对同源染色体上的等位基因。在杂合子的细胞中，位于同源染色体上的等位基因具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中独立地随配子遗传给后代。
特别提示：
①位于一对同源染色体的相同位置上，控制相对性状的基因叫做等位基因，如D和d就是一对等位基因。
②同源染色体上等位基因的分离发生于减数第一次分裂后期。
六、表现型和基因型
（一）表现型和基因型的概念
生物个体表现出来的性状叫做表现型，如豌豆的高茎和矮茎；与表现型有关的基因组成叫做基因型，如高茎豌豆的基因型是DD或Dd，矮茎豌豆的基因型是dd。
（二）基因型与表现型的关系
1.基因型在很大程度上决定着表现型。例如，含有显性基因（基因型DD、Dd）的豌豆表现为高茎，含有隐性基因d（基因型dd）的豌豆表现为矮茎。可见，基因型是表现型的内在因素，而表现型则是基因型的表现形式。
2.生物体在整个发育过程中，不仅要受到内在因素基因的控制，还要受到外部环境条件的影响。例如，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。这种现象表明，在不同的环境条件下，同一种基因型的个体，可以有不同的表现型。因此，表现型是基因型与环境相互作用的结果。
【要点突破】
一、遗传学的基本概念
1.传粉类
（1）自花传粉：两性花的花粉落到同一朵花的雌蕊柱头上的过程。其中当花未开放时雄蕊花药中的花粉便传到雌蕊柱头上，传粉后花瓣才展开，称闭花传粉。
（2）异花传粉：两朵花之间的传粉过程。不同植株的花进行异花传粉时，供应花粉的植株叫做父本（♂），接受花粉的植株叫做母本（♀）。
2.性状类
（1）相对性状：同种生物同一种性状的不同表现类型。
（2）显性性状：具有相对性状的两纯合亲本杂交，子一代表现的那个亲本的性状。
（3）隐性性状：具有相对性状的两纯合亲本杂交，子一代未表现的那个亲本的性状。
（4）性状分离：在杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象。
3.基因类
（1）显性基因：决定显性性状的基因（用大写英文字母表示）。
（2）隐性基因：决定隐性性状的基因（用小写英文字母表示）。
4.个体类
（1）纯合子：基因组成相同的个体，包括显性纯合子和隐性纯合子。
（2）杂合子：基因组成不同的个体。
5.交配类
（1）杂交：基因组成不同的个体间相互交配的过程。
（2）自交：植物体中的自花受粉或雌雄异花的同株受粉。广义上讲，基因组成相同的个体间交配均可称为自交。自交是获得纯合子的有效方法。
（3）测交：显性个体与隐性纯合子相交，可用来测定显性个体的基因组成。
（4）正交和反交：若甲类型个体作父本，乙类型个体作母本称为正交，则甲类型个体作母本，乙类型个体作父本称为反交。
二、遗传学的常用符号
三、孟德尔科学探究过程分析
1.发现问题——一对相对性状的杂交实验
一对具有相对性状的纯合亲本进行杂交，F1只表现出亲本的显性性状；F2中显、隐性性状发生分离，分离比约为3：1；用高茎作父本、矮茎作母本（正交），与用矮茎作母本、高茎作父本（反交）的结果相同。
2.提出假设——对分离现象的解释
针对杂交实验中出现的分离现象，孟德尔提出了以下假说：
（1）生物的性状是由遗传因子（后来称为基因）决定的。
（2）体细胞中的基因是成对存在的。
（3）生物体在形成生殖细胞——配子时，成对的基因彼此分离，分别进入不同配子中。
（4）受精时，雌、雄配子的结合是随机的。
3.演绎推理——测交的理论结果
按照孟德尔对分离现象解释的假说，若让杂种子一代（Dd）与隐性纯合子（dd）进行杂交（测交），则测交后代应有高茎（Dd）和矮茎（dd）两种表现型且比例为1：1。
4.测交实验——对分离现象解释的验证
孟德尔的测交实验结果与测交的理论结果是一致的，从而证明了他对分离现象的解释是正确的：F1是杂合子（Dd），F1在形成配子时成对的基因彼此分离，分别进入不同配子中。
四、基因分离定律的实质
在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中独立地随配子遗传给后代。
特别提示：
测交时选用隐性纯合子与F1杂交的原因：用隐性纯合子与F1杂交，其后代的表现型种类及其比例能够真实地反映F1产生的配子种类及比例。
五、纯合子和杂合子
1.纯合子和杂合子的判定
（1）隐性纯合子的判定
表现为隐性性状的个体就是隐性纯合子。
（2）显性纯合子和杂合子的判定
①测定的方法：雌雄同株的植株可采用测交或自交两种方法进行测定，雌雄异株的植物和动物可采用测交的方法进行测定（不适用自交的方法）。
②判定方法：若后代出现隐性性状，则该个体一定是杂合子；若未出现隐性性状，则该个体最可能是纯合子。
特别提示：
在判定显性个体是纯合子还是杂合子时，测交是最可靠的方法，自交是最简单、最常用的方法。
2.纯合子与杂合子的遗传
纯合子能够稳定遗传，其自交后代不再发生性状分离；杂合子不能稳定遗传，其自交后代还会发生性状分离。
六、基因分离定律题的解题思路
1.性状显隐性的判定
（1）根据定义判定（杂交法）
具有一对相对性状的两亲本杂交，若子代只表现一个亲本的性状，则子代表现出的那个亲本的性状为显性性状，未表现出的那个亲本的性状为隐性性状。例如，A×B→A，则A为显性性状，B为隐性性状；A×B→B，则B为显性性状，A为隐性性状；A×B→A和B，则无法判定显隐性性状，若需判定可再让A或B自交进行判定。
（2）根据性状分离进行判定（自交法）
性状表现相同的两亲本杂交，若子代出现新性状，则该新性状为隐性性状，亲本具有的性状为显性性状。例如，A→A和B，则A为显性性状，B为隐性性状；若B→A和B，则B为显性性状，A为隐性性状；若A→A、B→B，则A、B均为纯合子，据此无法判定显性性状和隐性性状，若需判定可再让A与B杂交进行判定。
特别提示：
对于具有多对相对性状的个体，需对每一对相对性状分别加以判定。
2.基因型的判定
（1）正推法——由亲本基因型推子代基因型
首先根据亲本的基因型分析其产生配子的种类，然后分析其后代的基因型。
（2）反推法——由子代表现型推亲代基因型
首先根据亲本的表现型写出能够确定的基因——基因填充法；若子代中有隐性个体出现，则双亲中必然都含有一个隐性基因——隐性突破法。
（3）根据分离定律中的规律性比值判定
①若后代性状分离比为3：1，则双亲一定是杂合子（Bb），即Bb×Bb→3B-：1bb。
②若后代性状分离比为1：1，则双亲一定是测交类型，即Bb×bb→1Bb：1bb。
③若后代性状只有显性性状，则双亲至少有一方是显性纯合子，即BB×BB或BB×Bb或BB×bb。
④若后代只有隐性性状，则双亲一定都是隐性纯合子，即bb×bb。
3.遗传概率的计算——分解相乘法
先计算出亲本产生每种配子的概率，再根据题意用两种相关配子的概率相乘，相关个体的概率相加。
〖达标自测〗
1. 下列有关纯合子和杂合子的相关叙述中，正确的是 （ A ）
A.纯合子的自交后代都是纯合子 B.杂合子的自交后代都是杂合子
C.纯合子中不可能含有隐性基因 D.杂合子的双亲中至少一方是杂合子
2. 用黄色公鼠a分别与黑色母鼠b和c交配，在几次产仔中，母鼠b产下的子代为9只黑鼠和6只黄鼠，母鼠c产下的子代全为黑鼠，则亲代a、b、c中为纯合子的是 （ B ）
A.b和c B.a和c C.a和b D.只有a
3. 在鼠的杂交试验中有一种显性致死现象，黄毛鼠只能杂种传代。某黄毛鼠与黄毛鼠交配共产生黄毛鼠28只，灰毛鼠12只，则该杂交后代中致死个体出现的概率为 （ A ）
A.25% B.33% C.66.7% D.75%
4. 下列有关基因分离定律的几组比例中，能够说明基因分离定律实质的是 （ B ）
A.F2的表现型之比为3：1 B.F1产生的配子之比为1：1
C.F1测交后代之比为1：1 D.F2的基因型之比为1：2：1
5. 右下图所示为白化病的遗传系谱图，若图中个体Ⅲ2与有病的女性结婚，则他们婚后生育有病男孩子的概率是 （ D ）
A.1/4
B.1/3
C.1/8
D.1/6
【自我校对】
一、（一）1.自花 闭花 纯种 2.区分 稳定 一种 同一 不同 （二）花蕾期 雄蕊 自花 干扰 杂交 干扰
二、特别提示：①显性 隐性 性状 ②显性 3：1
三、（一）1.遗传因子 不会 不会 一种 显性 隐性 2.成对 相同 不同 3.分离 一个 4.随机 （二）1.雌、雄生殖器官 雌配子和雄配子 随机结合 3.1：2：1 3：1
四、（一）隐性 （四）杂合子 分离 配子 特别提示：观察和分析 推理和想像 演绎推理 实验假说—演绎法
五、同源 等位 同源 等位 等位 分开 特别提示：①同源 相同 相对 ②一 后
六、（一）性状 基因 （二）1.很大 基因 表现 表现 基因 2.控制 影响 基因型 环境
第2节 孟德尔的豌豆杂交实验（二）
【课标定位】
1.概述孟德尔两对相对性状的杂交实验及自由组合定律。
2.分析孟德尔遗传实验获得成功的原因。
【教材回归】
一、两对相对性状的杂交实验
特别提示：
①亲本具有两对相对性状：粒色是一对相对性状，粒形是另一对相对性状。
②F1的性状表现为显性，即粒色中黄色对绿色为显性，粒形中圆粒对皱粒为显性。
③F2的性状表现：
A.每对相对性状的遗传都遵循基因的分离定律，即黄色：绿色=3：1，圆粒：皱粒=3：1。
B.两对相对性状之间发生了自由组合，共有4种性状，其中黄色皱粒、绿色圆粒是不同于亲本性状的重组类型。
④孟德尔进行的其他两对相对性状的杂交实验，也都得到了上述同样的结果：不同对的性状之间发生了自由组合，F2中4种表现型的分离比接近于9：3：3：1。
二、对自由组合现象的解释
孟德尔在对自由组合现象进行解释时又作出了以下假说：
1.豌豆的粒色由一对基因（Y、y）控制，粒形由另一对基因（R、r）控制。
2.F1在产生配子时，每对基因彼此分离，不同对的基因可以自由组合，每对基因的分离和不同对的基因自由组合彼此独立、互不干扰。
3.受精时，雌雄配子的结合是随机的。
三、对自由组合现象解释的验证——测交实验
（一）实验设计
让杂种子一代（F1）与隐性纯合子杂交。
（二）测交的理论结果
（三）测交的实验结果
孟德尔所做的测交实验，无论是正交还是反交，都得到了黄圆、黄皱、绿圆、绿皱4种表现型的豌豆，它们之间的数量比均接近于1：1：1：1。
（四）结论
孟德尔所做的测交实验结果与理论结果是一致的，从而证明了孟德尔对自由组合现象的解释是正确的：F1在形成配子时，不同对的基因之间是自由组合的。
四、基因自由组合定律的实质
孟德尔两对相对性状的实验结果及其解释，后人把它归纳为孟德尔第二定律，也叫做自由组合定律。细胞遗传学的研究表明，孟德尔所说的不同对的遗传因子就是位于非同源染色体上的非等位基因。位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂形成配子的过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
特别提示：
非同源染色体上的非等位基因之间的自由组合发生于减数第一次分裂后期。
五、孟德尔获得成功的原因
1.正确选用豌豆作实验材料是成功的首要条件；2.在对生物的性状进行分析时，首先针对一对相对性状进行研究，再对两对或多对相对性状进行研究，即采用了由单因素到多因素的研究方法；3.应用了统计学方法对实验结果进行分析；4.科学地设计了实验程序，即按提出问题→实验→假设（解释）→验证→总结规律的科学实验程序而进行。
【要点突破】
一、两对相对性状杂交实验的分析及验证
1.发现问题——F2的性状表现分析
（1）就一对相对性状而言，黄色：绿色=3：1、圆粒：皱粒=3：1，说明两对相对性状的遗传各自均遵循基因的分离定律，即各自独立遗传。
（2）两对相对性状的组合是随机的：
（3）F2的性状分离比
黄色圆粒：黄色皱粒：绿色圆粒：绿色皱粒=9：3：3：1。
2.提出假说——对自由组合现象的解释
（1）F1产生配子时，成对的基因彼此分离，不成对的基因自由组合。
（2）就一对相对性状而言，控制粒色的基因型及比例为YY：Yy：yy=1：2：1，控制粒形的基因型及比例为RR：Rr；rr=1：2：1，说明控制每对性状的基因相互独立、互不干扰。
3.演绎推理——测交的理论结果
若让杂种子一代（YyRr）与隐性纯合子（yyrr）杂交——测交。由于杂种子一代可产生等比例的YR、Yr、yR、yr四种配子，而隐性纯合子只产生yr一种配子，因此测交后代的基因型和表现型应为YyRr（黄圆）：Yyrr（黄皱）：yyRr（绿圆）：yyrr（绿皱）=1：1：1：1。
特别提示：
测交实验的应用：①可测定F1的基因组成；②可测定F1产生的配子类型及比例；③可判定子一代（F1）在形成配子时，决定同一性状和不同性状的成对基因的行为。
4.测交实验——对自由组合现象解释的验证
孟德尔所做的测交实验结果与理论结果是一致的，从而证明了孟德尔对自由组合现象的解释是正确的：F1在形成配子时，不同对的基因之间是自由组合的。
5.基因自由组合定律的实质
在减数分裂形成配子的过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
二、基因分离定律与基因自由组合定律的比较
特别提示：
并非所有的非等位基因都遵循孟德尔的自由组合定律。因为遵循孟德尔自由组合定律的基因是非同源染色体上的非等位基因，而同源染色体上的非等位基因则不能自由组合。
三、自由组合问题的解决
1.解题思路——将自由组合问题拆分为分离问题
由于基因的自由组合问题，就每一对基因而言，均遵循基因的分离定律。因此，在解决自由组合问题时，可拆分为分离问题进行解决，如AaBb×Aabb可拆分为如下两个分离定律进行处理：Aa×Aa；Bb×bb。
2.配子种类及概率的计算
（1）配子种类的计算
首先求出每对基因产生的配子种类数，再将各对基因产生的配子种类数相乘，如基因型为AaBbCc个体产生的配子种类数为：2×2×2=8种。
（2）配子概率的计算
首先求出每对基因产生相关配子的概率，再将各对基因产生相关配子的概率相乘，如基因型为AaBbCc个体产生配子ABC的概率为：1/2×1/2×1/2=1/8。
3.配子间的结合方式
首先计算出每个个体产生的配子种类数，然后将相关个体的配子种类数相乘，如基因型为AaBbCc与AaBbCC个体杂交，配子间的结合方式为：8×4=32种。
4.基因型种类及概率的计算
（1）基因型种类的计算
首先计算出每对基因杂交后代的基因型种类数，然后将各对基因杂交后代的基因型种类数相乘，如AaBbCc×AabbCc杂交后代基因型的种类数为：3×2×3=18种。
（2）基因型概率的计算
首先计算出每对基因杂交后代相应基因型的概率，然后将各对基因杂交后代相应基因型的概率相乘，如AaBbCc×AabbCc后代中AaBbcc出现的概率为：1/2×1/2×1/4=1/16。
5.表现型种类及概率的计算
（1）表现型种类的计算
首先计算出每对基因杂交后代的表现型种类数，然后将各对基因杂交后代的表现型种类数相乘，如AaBbCc×AabbCc后代的表现型种类数为：2×2×2=8种。
（2）表现型概率的计算
首先计算出每对基因杂交后代相应表现型的概率，然后将各对基因杂交后代相应表现型的概率相乘，如AaBbCc×AabbCc后代中A-B-cc出现的概率为：3/4×1/2×1/4=3/32。
〖达标自测〗
1. 孟德尔用豌豆做两对相对性状的遗传实验时，不必考虑的是 （ D ）
A.亲本的双方都必须是纯合子 B.两对相对性状各自要有显隐性关系
C.对母本去雄，授以父本的花粉 D.显性亲本作父本，隐性亲本作母本
2. 人类多指基因（T）对正常基因（t）为显性，白化基因（a）是隐性遗传基因，二者都在常染色体上且独立遗传。一对男方多指、女方正常的夫妇，生了一个患白化病和一个手指正常的孩子，则他们再生一个孩子患一种病和同时患两种病的概率分别是 （ D ）
A.3/4、1/4 B.3/4、1/8 C.1/4、1/4 D.1/2、1/8
3. 若基因型为AAbbCC与aaBBcc的小麦进行杂交，三对等位基因独立遗传，则F1杂种形成的配子种类数和F2的基因型种类数分别是 （ C ）
A.4和9 B.4和27 C.8和27 D.32和81
4. 基因型为YYrr（黄色皱粒）豌豆与yyRR（绿色圆粒）豌豆杂交得F1代，则在F1自交获得的F2代中非亲本性状的杂合体占 （ A ）
A.1/2 B.1/4 C.3/4 D.3/8
5. 现有黄色非甜玉米YYSS与白色甜玉米yyss杂交得F1，F1自交得F2，若在F2中获得白色甜玉米80株，则在F2中表现型不同于双亲的杂合植株应约为 （ C ）
A.160株 B.240株 C.320株 D.480株
6. 番茄高茎（T）对矮茎（t）为显性，圆形果实（S）对梨形果（s）为显性，两对等位基因位于非同源染色体上。现将两个纯合亲本杂交后得到的F1与表现型为高茎梨形果的植株进行杂交，杂交后代的性状及植株数分别为高茎圆形果120株、高茎梨形果128株、矮茎圆形果42株、矮茎梨形果38株，则产生F1的两个亲本的基因型是 （ D ）
A.TTSS×ttSS B.TTss×ttss C.TTSs×ttss D.TTss×ttSS
7. 已知豚鼠的毛皮黑色（D）对白色（d）为显性，粗糙（R）对光滑（r）为显性。若用毛皮黑色光滑的豚鼠与白色粗糙的豚鼠进行杂交，后代的表现型为黑色粗糙18只、黑色光滑16只、白色粗糙17只、白色光滑19只，则亲本最可能的基因型是 （ D ）
A.DDrr×DDRR B.DDrr×ddRR C.DdRr×DdRr D.Ddrr×ddRr
【自我校对】
一、特别提示：①粒色 粒形 ②黄色 绿色 圆粒 皱粒 ③A.分离定律 B.自由组合 黄色皱粒、绿色圆粒 ④自由组合 9：3：3：1
二、2.分离 自由组合 彼此独立、互不干扰 3.随机
三、（一）隐性 （四）自由组合
四、非同源 非等位 互不干扰 彼此分离 自由组合 特别提示：一 后
五、1.豌豆 2.单因素 多因素 3.统计学 4.实验程序
本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/dc9af7b70342a8956bec0975f46527d3250ca657.html
文档为doc格式