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。
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F2（子二代）
P（亲本）
纯种高茎×纯种矮茎 ♂（♀）♀（♂）
F1（子一代）
高茎 （自交）
高茎（787株）矮茎（277株） 3：1
绵阳外国语学校 高中生物备课组
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。
P
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。
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测交后代
纯种高茎（DD）
D×
纯种矮茎（dd）
d
F1
高茎（Dd）
×
高茎 （Dd）
d 配子
配子
Dd
DF1
Dd 高茎
F2
DD高茎1
DdDd高茎高茎
dd 矮茎
： 2
：
1
（二）体验孟德尔的假说——性状分离比的模拟（实验）
测交
杂种子一代
高茎（Dd）
×
隐性纯合子
矮茎 （dd）
d
配子
D
d
Dd高茎1
：
dd 矮茎 1
高考生物第一轮复习资料（教案） §2-1《遗传因子的发现》
（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。
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绵阳外国语学校 高中生物备课组
（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 类型 亲本类 交配类 子代类 符号及含义 P——亲本，♀——母本，♂——父本 ×——杂交， ——自交 F1——子一代，F2——子二代，Fn——子n代 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。
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高考生物第一轮复习资料（教案） §2-1《遗传因子的发现》
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。
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