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第一章遗传因子的发觉
第2节孟德尔的豌豆杂交试验（二）
板 书
教学过程
二、基因的自由组合定律
1．盂德尔的两对相对性状的遗传试验：（出示挂图）
P黄色圆粒X绿色皱粒
↓
F1 黄色圆粒
↓
F２黄色圆粒：绿色圆粒：黄色皱粒：绿色皱粒
315粒：108粒：101粒：32粒
9：3：3：1
2．对自由组合现象的解释：
1）每一对性状的遗传都符合分别规律。
2）不同对的性状之间自由组合。
3）F１形成配子的种类和比例：
由于Y与R和r组合的几率相同，R与Y和y组合的几率也相同，所以四种配子的数量相同。
4）黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆杂交试验分析图示解：（幻灯）
P YYRRXyyrr
↓ ↓
配子YR vr
↓ ↓
F１ YyRr
5）F２基因型、表现型
基因型 表现型
1YYRR
2YyRr 黄色圆粒9
2YYRr
4YyRr
1YYrr黄色皱粒3 2Yyrr
1yyRR 绿色圆粒3
2yyRr
1yyrr绿色皱粒1
课堂巩固：（幻灯示巩固题）
第一课时
引言：通过上一节课的学习，我们了解了基因的分别定律。下面请同学们共同回忆以下几个问题：
提问：基因分别定律的实质是什么？
（回答：基因分别定律是：在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有肯定的独立性，生物体在进行减数分裂形成配子时，等位基因会随着同源染色体的分开而分别，分别进入两个配子中，独立地随配于遗传给后代。）
提问：请同学们分析孟德尔的另外两个一对相对性状的遗传试验：
①豌豆粒色试验 ②豌豆粒形试验
P黄色X绿色 P圆形X皱形
↓ ↓
F1 黄色 F1 圆形
F2 F2
（回答：①F1黄色豌豆自交产生两种表现型：黄色和绿色，比例为：3：1。②F1圆形豌豆自交产生F2有两种类型：圆粒和皱粒，比例为3：1。）
二、基因的自由组合定律
叙述：1．孟德尔的两对相对性状的遗传试验。
孟德尔的基因分别定律是在完成了对豌豆的一对相对性状的争辩后得出的。那么，豌豆的相对性状很多，假犹如一植株有两对或两对以上的纯合亲本性状，如：豌豆的黄色相对于绿色为显性性状，圆粒相对于皱粒为显性性状，我们将同时具有黄色、圆粒两种性状的纯亲本植株和具有绿色、皱粒两种性状的纯亲本植株放到一起来争辩它们杂交后的状况的话，会消灭什么样的现象？它是否还符合基因的分别规律呢？于是，孟德尔就又做了一个好玩的试验，试验的过程是这样的：
孟德尔选用了豌豆的粒色和粒形这样两共性状来进行杂交，即纯种黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆做亲本进行杂交，无论是正交还是反交，结出的种子都是黄色圆粒的。以后，孟德尔又让F１植株进行自交，产生F2中，不仅消灭了亲代原有的性状——黄色圆粒和绿色皱粒，还产生了新组合的性状——绿色圆粒和黄色皱粒。在所结的556粒种子中，有黄色圆粒的315粒、绿色圆粒的108粒、黄色皱粒的101粒、绿色皱粒32粒。这四种表现型的数量比接近9：3：3：1。
2．对自由组合现象的解释：
提问：为什么会消灭以上这样的结果呢？请同学们以四人小组的形式围绕以下几个问题进行争辩。（老师组织学习小组争辩，并分析问题，指定小组长回答问题。）
提问：这一试验结果是否符合基因分别定律？
方法：从一对性状（粒色、粒形）入手，看试验结果是否符合分别规律：
粒色：黄色： 315＋101＝416
绿色：108 ＋32＝140
黄色：绿色 接近于3：1
粒形：圆粒：315＋108＝423
皱粒：101 ＋32＝133
圆粒：皱粒接近于3：1
（回答：由此可见，从一对性状的角度去衡量这一试验是符合分别定律的。）
提问：新组合的性状是如何产生的呢？（引导同学思考。）
通过对上述遗传试验的分析，在F2不仅消灭了与亲本性状相同的后代，而且消灭了两个新组合的外形：黄色皱粒和绿色圆粒，并且两对相对性状的分别比接近3：1。这说明什么问题？
（回答：这表明在F１形成配子后，配子在组合上发生了自由配对的现象。）
叙述：对，这表明两对性状在共同的遗传过程中性状分别和等位基因的分别是互不干扰，各自独立的。由于一对性状的分别是随机的、独立的，那么，两对性状在遗传的过程中必定会发生随机组合。
从试验结果来看，在F2中：
粒色：黄色：3/4 粒形：圆形：3/4
绿色：1/4 皱形：1/4
也就是说，在3/4的黄色种子中，其中应当有3/4是圆粒的，1/4是皱粒的；在1/4的绿色种子中，应当有3/4是圆粒的，1/4是皱粒的。反过来也一样，即在3／4的圆粒种子中，应当有3/4是黄色的；有1/4是绿色的。在1/4的皱粒种子中，应当有3/4是黄色；1/4是绿色。
两对性状结合起来应当是556粒种子应消灭的性状
黄色圆粒：3／4x3/4＝9／16 556x9／16＝313
黄色皱粒：3／4xl／4＝3／16 556x3／16＝104
绿色圆粒：1／4x3／4＝3／16 556x3／16＝104
绿色皱粒：1／4xl／4＝1／16 556xl／16＝34
杂交试验的结果也正是如此，在556粒种子中，黄色圆粒315粒，黄色皱粒101粒，绿色圆粒108粒，绿色皱粒32粒，正好接近：9／16：3／16：3／16：1／16，即：9：3：3：1。
依据以上分析，请同学们看书：P30以上数据表明……至P31其次自然段结束。
叙述：孟德尔假设豌豆的粒色和粒形分别由一对等位基因把握，即黄色和绿色分别由Y和y把握）圆粒和皱粒分别由R和r把握，思考以下几个问题：
提问：依据子一代的表现型，能否说明亲本的显隐性关系？
（回答：由于子一代表现为黄色圆粒，说明亲本中黄色相对于绿色为显性性状，圆粒相对于皱粒为显性性状。）
提问：两个亲本的基因型如何表示？
（回答：纯种黄色圆粒的基因型为YYRR；纯种绿色皱粒的基因型为yyrr）
提问：两个亲本产生配子的状况如何？F１的基因型是什么？
（回答：依据减数分裂的原理， YYRR产生的配子为YR，yyrr产生的配子为yr。F１的基因型为YyRr。）
提问：F１形成配子时，各等位基因之间的分别是互不干扰的，在形成配子时，不同对的非等位基因表现为随机结合。请同学们思考F１产生的雌雄配子各几种？比例如何？
（回答： F１产生的雌雄配子各四种，即YR、Yr、yR、yr，比例为： 1：l：l：1。）
叙述：关于杂种F１产生配子的种类和比例是发生自由组合的根本缘由，也是这节课的难点。现在我们一起来分析F１产生配子的过程。
杂种F１（YyRr）在减数分裂形成配子时，等位基因Y和y、R和r会随着同源染色体的分别进入不同的配子，而不同对的等位基因之间随机组合在同一配子中。
F１基因型 等位基因分别 非等位基因之间自由组合
→→ YR Yr yR yr
1： 1： 1：1
由于Y与R和r组合的几率相同，R与Y和y组合的几率也相同，所以四种配子的数量相同。
提问：杂种F１形成配子后，受精时雌雄配子是如何随机组合的？请同学们思考F１的配子结合的方式有多少种？
（回答：结合方式有16种。）
提问：以上结合方式中；共有几种基因型、几种表现型？
（回答：有九种基因型、四种表现型，表现型数量比接近于9：3：3：1。）
小结：盂德尔在完成了对豌豆一对相对性状的争辩以后，没有满足已经取得的成果，而是进一步探究两对相对性状的遗传规律。揭示出了遗传的其次个规律——自由组合定律。在揭示这一规律时，他不仅很精确 地把握住了两对相对性状的显隐性特点，进行了杂交试验。并在产生F１后，对F１进行自交，分析出由于在减数分裂形成配子时，各产生了4种雌雄配子，由于雌雄配子的自由组合，才在F２中消灭了新组合性状这一规律。
巩固：1．用结白色扁形果实（基因型是WwDd）的南瓜植株自交，是否能够培育出只有一种显性性状的南瓜？你能推算出具有一种显性性状南瓜的概率是多少？
2．具有两对相对性状的纯种个体杂交，依据基因的自由组合定律，F２消灭的性状中：1）能够稳定遗传的个体数占总数的 。2）与F１性状不同的个体数占总数的 。
3．对自由组合现象解释的验证：
杂种 隐性
子一代 纯合
YyRr yyrr
↓ ↓
YR Yr yR yr yr
↓
YyRr Yyrr yyRr yyrr
1：1：1：1
4．基因自由组合定律的实质：位于非同源染色体上的非等位基因的分别或组合是互不干扰的。在细胞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别的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
5．基因自由组合定律在实践中的应用。
1)在育种中的应用。
2）在医学和优生优育中的应用。
（幻灯示两例题）
其次课时
引言：我们用试验加统计学的方法分析了性状的自由组合现象，是否能用试验的方法进行验证呢？这是这一理论能否成立的关键，盂德尔为了使这一理论更具有说服力，又进行了测交试验。我们知道，消灭性状的自由组合，最关键的问题是F1产生了4种雌雄配子而产生的。要证明自由组合现象是正确的，就必需证明F1产生了4种配子。
3．对自由组合现象解释的验证
叙述：测交时，选用双隐性植株与F1杂交，就是由于双隐性个体只产生一种隐性（yr）配子。１）产生的后代的种类就是F1产生配子的种类；2）由于yr配子不会影响F1所产生配子对性状的把握，所以依据测交后代的表现型可以推想F1配子的基因型；3）测交后代的比例也就是F1产生的配子的比例。
测交的结果是产生了4种后代：黄色圆粒。绿色圆粒。绿色皱粒、黄色皱粒，并且它们数量基本相同。即4种表现型的数量比接近1：1：l：1。另外，测交时要进行正反交，目的是要说明F1既能产生4种雄配子，又能产生4种雌配子。从而证明白F1在形成配子时，不同对等位基因是自由组合。
4．基因自由组合定律的实质
叙述：孟德尔的杂交试验从实践的角度论证了自由组合定律的存在和规律，现在，我们从现代遗传学的角度去解释这一规律。
请同学们看图思考：
提问：孟德尔所说的两对基因是指什么？
（回答：位于1、2号同源染色体上的Y和y及位于3、4号的另一对同源染色体上的R和r）
提问：1号染色体上的Y基因的非等位基因是那些基因？
（回答：3、4号染色体上的R和r）
提问：非同源染色体上的非等位基因在形成配于时的结合方式是什么？
（回答：自由组合。）
提问：这种非同源染色体上的非等位基因自由组合发生在哪一过程中？
（回答：发生在细胞减数分裂形成配子时。）
提问：基因自由组合定律的实质是什么？
（回答：位于非同源染色体上的非等位基因的分别或组合是互不干扰的。在细胞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别的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合）
5．基因自由组合定律在实践中的应用
叙述：基因的自由组合定律为我们的动，植物育种和医学实践开阔了宽敞的前景，人类可以依据自己的需求，不断改良动植物品种，为人类造福。例如：水稻中，有芒（A）对无芒（a）是显性，抗病（R）对不抗病（r）是显性。其中，无芒和抗病是人们需要的优良性状。现有两个水稻品种，一个品种无芒、不抗病，另一个品种有芒、抗病。请你想方法培育出一个无芒、抗病的新品种。
同学用练习本计算，得出结论：依据自由组合定律，这样的品种占总数的3／16。
提问：我们得到的这种具有杂种优势的品种可以代代遗传吗？
（回答：不行以，由于其中有2/16的植株是杂合体，它的下一代会消灭性状的分别。）
提问：如何能得到可以代代遗传的优势品种？
（回答：要想得到可以代代遗传的优势品种，就必需对所得到的无芒、抗病品种进行自交和育种，淘汰不符合要求的植株，最终得到能够稳定遗传的无芒、抗病的类型。） 叙述：在现代医学上，我们也常用基因的自由组合规律来分析家族遗传病的发病规律。并且推断出其后代的基因型和表现型以及它们消灭的依据。这对于遗传病的猜测和诊断以及优生、优育工作都有现实意义。
例如：在一个家庭中，父亲是多指患者（由显性致病基因P把握），母亲的表现型正常，他们婚后却生了一个手指正常但先天聋哑的孩子（由隐性致病基因d把握，基因型为dd），其父母的基因型分别是什么？ 提问：这样的例子在我们日常生活中是经常遇到的，那么，我们一起来分析，双方都未表现出来先天聋哑症状的父母，为什么会生出一个先大聋哑的孩子呢？
（回答：首先，先天聋哑肯定是遗传病，其父母均未表现出来，说明其父母均是隐性基因的携带者。加之其父亲为多指，可以判定其父亲的基因型为：PpDd；其母亲表现型正常，可以推断其母的基因型为：ppDd。）
提问：依据上面的分析，其父母可能消灭的配子是什么？其子女中可能消灭的表现型有几种？
（回答：其母亲可能消灭的配子类型为：pD、pd，其父亲可能消灭的配子类型为PD、Pd、pD、pd。）他们的后代可能消灭的表现型有4种：只患多指（基因型为PpDD、PpDd），只患先天聋哑（基因型ppdd），既患多指又患先天聋哑（基因型Ppdd），表现型正常（基因型ppDD，ppDd。）
小结：由上面的例子可以看出，孟德尔发觉的这两个遗传规律对于我们人类生疏自然，了解人类自己有多么重要的意义。尤其在当前，我们正处于一个新世纪的开头，如何解决好我们国家进展过程中提高粮食产量，提高人口素养，特殊是在方案生育政策下，进行优生优育等很多问题都有待我们利用我们所学到的遗传学学问去争辩、去解决。在今后的工作中我们将面临众多的课题，这不仅需要我们把握好现代科学学问，而且，要学习孟德尔的科学精神。
6．孟德尔获得成功的缘由
叙述：我们都知道，孟德尔并不是进行遗传学争辩的第一人，在孟德尔之前，有不少学者都做过动植物的杂交试验，试图发觉这其中的规律，但都未总结出规律来。孟德尔却以他的科学精神和科学方法发觉了遗传的两大规律。
提问：为什么孟德尔会取得这么大的成果呢？我们从中应当得到那些启示呢？请同学们看书P32至课文结束，进行小组争辩，并进行总结。
（回答：
1．科学的方法：
1)正确地选择了试验材料。
2）在分析生物性状时，接受了先从一对相对性状入手再循序渐进的方法（由单一因素到多因素的争辩方法）。
3）科学设计了试验程序。
2．科学的态度和精神
在试验中留意对不同世代的不同性状进行记载和分析，并运用了统计学的方法处理试验结果。）
小结：孟德尔试验的成功给了我们以很大的启示，即进行科学试验必需具备的几点精神：
1．科学的工作态度和方法：实行循序渐进的方法，由简洁到简单；并留意观看试验现象，不放过任何一个试验现象。
2．运用先进的科学成果，如孟德尔首先将统计学的方法用于生物试验的分析。
3．科学地选择试验的材料。
4．有一整套的科学工作的方法和程序。
巩固：
1．基因自由组合定律的实质是（ ）
（A）子二代性状的分别比为9：3：3：1
（B）子二代消灭与亲本性状不同的新类型
（C)测交后代的分别比为l：1：1：1
（D）在进行减数分裂形成配子时，等位基因分别的同时，非等位基因自由组合
2．一个患并指症（由显性基因S把握）而没有患白化病的父亲与一个外观正常的母亲婚后生了一个患白化病（有隐性基因aa把握），但没有患并指症的孩子。这对夫妇的基因型应当分别
是 和 ，他们生下并指并伴随着白化病孩子的可能性是 。
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