1.2孟德尔豌豆杂交实验（二）基因自由组合定律
【学习目标】
1、阐明孟德尔的两对相对性状的杂交实验及自由组合定律。 2、基因自由组合定律的解释和验证。 3、了解基因自由组合定律的应用。
【要点梳理】
要点一：两对相对性状的杂交实验 1．豌豆杂交中自由组合现象
思考：
为什么在F2代中出现了与亲本不同的表型，且各种性状的分离比为9：3：3：1呢？ 2．对性状自由组合现象的解释（假设）
（1）两对相对性状分别由两对等位基因控制
（2）F1产生配子时，等位基因分离，非等位基因自由组合，产生四种数量相等的配子
（3）受精时，4种类型的雌雄配子结合的几率相等 遗传图解： ① 亲本：YYRR（黄圆）×yyrr（绿皱）
YyRr（黄圆） F1:
Yy × Yy →1YY:2 Yy:1yy ?
Rr × Rr →1RR:2 Rr:1rr
F2: 1RR（圆） 2Rr（圆） 1rr（皱） 1YY（黄） 2Yy（黄） 1YYRR 2YyRR 2YYRr 4YyRr（黄圆） 1YYrr 2Yyrr（黄皱） 1yy（绿） 1yyRR 2yyRr（绿圆） 1yyrr（绿皱）
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每对相对性状的结果分析
a．性状分离比：黄粒∶绿粒=3∶1；圆粒∶皱粒=3∶1。
b．结论：每对相对性状的遗传符合分离定律；两对相对性状的分离是各自独立的。
③两对相对性状的随机组合
④F2的表现型与基因型的比例关系
黄圆（双显性） 黄皱（单显性） 绿圆（单显性） 绿皱（双隐性） 合计
F2中4种表现型，9种基因型分别为：YYRR、YYRr、YyRR、YyRr、YYrr、Yyrr、yyRR、yyRr、yyrr
（2）有关结论
①F2共有9种基因型、4种表现型。
②双显性占9／16，单显性（绿圆、黄皱）各占3／16，双隐性占1／16。 ③纯合子占4／16（1／16YYRR+1／16YYrr+1／16yyRR+1／16yyrr），杂合子占：1 －4／16=12／16。 ④F2中双亲类型（9／16Y_R_+1／16yyrr）占10／16，重组类型占6／16（3／16Y_rr+3／16yyR_）。
思考：按照上述孟德尔的假设条件，所获得的各种性状及其比例是完全符合9：3：3：1的比例的，所以只需证明F1是双杂合体的假设成立，如何设计实验来验证呢？ 3．对自由组合现象解释的验证——测交实验
实验方案：杂合体F1与隐性纯合体杂交
双纯合子 1／16YYRR 1／16YYrr 1／16yyRR 1／16yyrr 4／16 一纯一杂 2／16YYRr、2／16YrRR 2／16Yyrr 2／16yyRr 8／16 双杂合子 4／16YyRr 4／16 合计 9／16Y_R_ 3／16Y_rr 3／16yyR_ 1／16yyrr 1
实验结果： 方 式 亲本组合 Ft 表型(粒数) 正 交 F1黄圆♀ × 绿皱 黄圆 黄皱 绿圆 绿皱 31 27 26 26
反 交 F1黄圆♂ ×绿皱 黄圆 黄皱 绿圆 绿皱 24 22 25 26 论证依据 实验结论 F1产生4种数量相等的雌、雄配子 F1产生配子时，等位基因之间的分离和非等位基因之间重组互不干扰
结论：通过测交实验，所获得的F2代各种性状及其比例为黄圆：黄皱：绿圆：绿皱为1：1：1：1，证实了F1产生了比例相同的四种配子，确定为双杂合体。因此，孟德尔的假设是成立的。 4．基因自由组合定律
（1）自由组合规律的内容：控制两对不同性状的两对等位基因在配子形成过程中，这一对等位基因与另一对等位基因的分离和组合互不干扰，各自自由组合到配子中去。 （2）基因自由组合定律的实质：
等位基因之间的分离和非等位基因之间的重组互不干扰的。 F1非等位基因重组导致了F2性状重组 5．基因自由组合定律的应用：
（1）杂交育种，利用了基因自由组合定律
（2）优生优育，为遗传病的预测和诊断提供理论依据 要点二：分离定律和自由组合定律的比较
分离定律是指在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合，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。自由组合定律是指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。列表比较如下：
定律 项目 研究性状 控制性状的等位基因 等位基因与染色体的关系 遗传实质 F1 基因对数 配子类型及其比例 配子组合数 F2 基因型种类 表现型种类 表现型比 F1测 交子代 基因型种类 表现型种类 表现型比 一对 一对 位于一对同源染色体上 等位基因分离 1 2种，比例为1∶1 4 3 2 3∶1 2 2 1∶1 2n分离定律 自由组合定律 两对及两对以上 两对及两对以上 分别位于两对及两对以上同源染色体上 非等位基因之间的分离和重组互不干扰 2或n 2或2种，数量相等 4或4 3或3 2或2 (3∶1)或(3∶1) 2或2 2或2 (1∶1) n2n2n2n2n2n2n
要点三：孟德尔获得成功的原因
（1）对科学执着的追求、浓厚的兴趣和持之以恒的精神 （2）大胆创新，提出“颗粒遗传”理论，挑战“融合理论” （3）选择合适的杂交实验材料---豌豆 （4）严密的数理统计分析实验的方法
（5）由单因子到多因子的独特科学思维方式
（6）成功地应用了“假设—演绎推理”科学研究方法
【典型例题】
类型一：表现型或基因型的推导
例1、在番茄中，缺刻叶和马铃薯叶是一对相对性状，紫茎和绿茎是另一对相对性状。下表是几种番茄杂交的结果。则亲代的基因型依次为（ ）。
亲本表现型 紫缺 1紫缺×绿缺 2紫缺×紫马 3紫马×绿缺 4紫缺×绿马
①AaBb×aaBb ②AaBb×Aabb ③Aabb×aaBb ④AaBB×aabb ⑤AaBb×AaBb A．①③④⑤ B．②③④⑤ C．①②③④ D．①⑤③④
【答案】C
【解析】首先判断显隐性。从第一组杂交组合可以判断出。缺刻叶是显性性状、马铃薯叶是隐性性状；从第二组杂交组合可以判断出紫茎是显性性状，绿茎是隐性性状。其次，根据表现型，把能够写出的基因都写出来，如第一组杂交组合（紫色A、绿色a；缺刻叶B、马铃薯叶b）： A_B_×aaB_，最后看后代有无相关的隐性性状，最直接的办法是找隐性纯合体，如后代出现了绿色马铃薯叶，说明上式中空着的都是隐性基因。即基因型为AaBb×aaBb。同理，可推出其他各组的基因型。
【点评】此类题型的特点：已知亲本及子代的表现型，推导亲本的基因型；已知子代的表现型或基因型推导亲本的基因型。
基本方法是：一、判断显隐性；二、根据表现型写出能够写出的基因，不能确定的先空着；三、看后代有无隐性性状出现，若有，则先空着的基因就是隐性基因，反之，就是显性基因。
【举一反三】：
【变式】豌豆种子黄色（Y）对绿色（y）为显性，圆粒（R）对皱粒（r）为显性，且性状独立遗传。用黄圆豌豆和绿圆豌豆杂交得F1，F1测交后代为：黄圆∶绿圆∶黄皱∶绿皱=3∶3∶1∶1，则F1基因型为（ ）。 A．YyRr B．YyRr和yyrr C．Yyrr和yyRr D．YyRr和yyRr 【答案】D
类型二：表现型和基因型的种类和概率的计算 例2、（2015北京海淀期末考）某紫花植株自交，子代中紫花植株∶白花植株=9∶7，下列叙述正确的是（ ） A．该性状遗传由两对等位基因控制
B．子代紫花植株中能稳定遗传的占1／16 C．子代白花植株的基因型有3种
D．亲代紫花植株的测交后代紫花∶白花=1∶1 【答案】A
【解析】9∶7是9∶3∶3∶1的变形，说明紫花性状由两对等位基因控制；子代紫花植株中有1／9个体能稳定遗传；子代白花植株的基因型有5种；亲代紫花植株的测交后代紫花∶白花=1∶3。 【点评】本题主要针对表现型与基因型的比例进行考察。 【举一反三】： 【变式】
豌豆子叶的黄色（Y）、圆粒种子（R）均为显性。两亲本豌豆杂交的F1表现型如右图所示，让F1中黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交，F2的性状分离比为（ ）。
F1代表现型 紫马 √ √ √ — 绿缺 √ √ √ √ 绿马 √ √ √ — √ √ √ √ A．9∶3∶3∶1 B．3∶1∶3∶1 C．1∶1∶1∶1 D．2∶2∶1∶1 【答案】 D
类型三：自由组合定律的应用 例3、（2014北京西城期末考）研究人员为探究荞麦主茎颜色和瘦果形状的遗传规律，以两种自交可育的普通荞麦纯种为材料进行杂交实验，结果如下表。下列分析判断不正确的是（ ）
亲本 绿茎尖果×绿茎钝果 F1表现型 红茎尖果 F2表现型及数量 红茎尖果271 红茎钝果90 绿茎尖果211 绿茎钝果72 A．这两对相对性状的遗传是由细胞核中遗传物质控制的 B．荞麦的主茎颜色和瘦果形状两对相对性状独立遗传 C．荞麦的尖果与钝果是由一对等位基因控制的相对性状 D．荞麦的绿色茎与红色茎是由一对等位基因控制的相对性状 【答案】D
【解析】F2代红茎∶绿茎=9∶7，尖果∶钝果=3∶1，说明茎的颜色和果实形状分别由两对等位基因和一对等位基因控制，两对性状独立遗传。
【点评】本题考查基因自由组合定律的在遗传学中应用。 【举一反三】： 【变式一】
番茄果实的红色对黄色为显性，两室对一室为显性，这两对相对性状独立遗传。育种者用纯合的具有这两对相对性状的亲本杂交，子二代中重组表现型个体数占子二代总数的（ ）。 A．7／8或5／8 B．9／16或5／16 C．3／8或5／8 D．3／8 【答案】C 【变式二】
一个正常的女性与一个并指（Bb）的男性结婚，他们生了一个白化病且手指正常的孩子。求： （1）他们再生一个孩子只出现并指的可能性是________。 （2）只患白化病的可能性是________。
（3）生一个既患白化病又患并指的男孩的概率是________。 （4）后代只患一种病的可能性是________。
（5）后代中患病的可能性是________。 【答案】（1）3／8 （2）1／8 （3）l／16 （4）1／2 （5）5／8
【解析】由题意可知，孩子的基因型为aabb，则该夫妇的基因型应分别为妇：Aabb，夫：AaBb；依据该夫妇基因型知，孩子患并指的概率应为l／2（非并指率为1／2），白化病的概率应为1／4（非白化率应为3／4）。 （1）再生一仅患并指孩子的可能性为：并指率×非白化率=1／2×3／4=3／8。 （2）只患白化病的概率为：白化率×非并指率=1／4×1／2=1／8。
（3）生一既白化又并指的男孩的概率为：男孩出生率×白化率×并指率=1／2×1／4×l／2=1／16。 （4）后代只患一种病的概率为：并指率×非白化率+白化率×非并指率=1／2×3／4+1／4×l／2=1／2。 （5）后代中患病的可能性为：1－全正常（非并指、非白化）=1－1／2×3／4=5／8。
高中生物必修二 1.2孟德尔豌豆杂交实验(二)基因自由组合定律 精品讲义
