普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書

發(fā)桃等

SHENGWUXUE必修，

遺傳與進(jìn)化

主編吳相鋅劉恩山

浙江科學(xué)技術(shù)出版社

目錄Contents

第一章孟德爾定律/i

第一節(jié)解定律/2

/13

本章小結(jié)/23

第二章染色體與遺傳/24

第一節(jié)減數(shù)分裂中的染色體行為/25

第二節(jié)遺傳的染色體學(xué)說/34第三

節(jié)性染色體與伴性遺傳/38本

章小結(jié)/46

第三章遺傳的分子基礎(chǔ)/47

舒WH

/48第二節(jié)DNA的分子結(jié)構(gòu)和特

點/54

第三節(jié)遺傳信息的傳遞/61

第四節(jié)遺傳信息的表達(dá)——RNA

和蛋白質(zhì)的合成/65

本章小結(jié)/72

第四章生物的變異/73

第一節(jié)生物變異的來源/75

第二節(jié)生物變異在生產(chǎn)上的應(yīng)用/82

本章小結(jié)/88

第五章生物的進(jìn)化/89

第一節(jié)生物的多樣性、統(tǒng)一性和進(jìn)化/90

第二節(jié)進(jìn)化性變化是怎樣發(fā)生的/95第

三節(jié)探索生物進(jìn)化的歷史/106本章

小結(jié)/115

第六章遺傳與人類健康/116

I-

/117/124

第三節(jié)基因治療和人類基因組計劃/130

第四節(jié)遺傳病與人類未來/134本章小

結(jié)/136

番德求定律

生物親子代間的相似現(xiàn)象稱為遺傳淵hereby冤袁而親代與子代間或

子代個體間存在差異的現(xiàn)象稱為變異淵variation冤袁遺傳與變異普遍存

在于生物界袁是生物的基本特征遙那么袁生物為什么會表現(xiàn)出遺傳與變

異呢鑰遺傳與變異是否有規(guī)律可循鑰奧地利遺傳學(xué)家孟德爾淵GJ

Mendel袁1822要1884冤根據(jù)多年的豌豆雜交實驗結(jié)果袁終于在1865年

揭示了兩條遺傳的基本規(guī)律袁即分離定律和自由組合定律遙

簡述孟德爾的單因子和雙因子的雜交實驗過

程袁以及對實驗結(jié)果的解釋和驗證遙

解釋孟德爾分離定律和自由組合定律的實質(zhì)遙

舉例說明有關(guān)的遺傳學(xué)術(shù)語遙

應(yīng)用孟德爾定律袁解決在實踐中遇到的遺傳

學(xué)問題遙

第一節(jié)分離定律

孟德爾用豌豆做了大量的雜交實驗袁并對

7個性狀的雜交結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)的觀察和記

分離定律

■錄袁通過統(tǒng)計分析的方法解決了前人沒有解決

單因子測交.的問題遙下面以孟德爾的豌豆雜交實驗為例袁

說明單因子雜交實驗的過程和結(jié)果袁以及孟德

爾對結(jié)果的解釋和驗證遙

代課外讀

孟德爾生平簡介

孟德爾出生在奧地利的一個貧苦農(nóng)民家庭，他在父親的熏陶和影響下，自幼愛好園藝。

1840年中學(xué)畢業(yè)后，考入大學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)，后因家境貧寒被迫中途輟學(xué)。于1843年到布呂恩的一

所修道院當(dāng)修道士，1847年任神父。1851?1853年,孟德爾在維也納大學(xué)系統(tǒng)進(jìn)修自然科學(xué)和

數(shù)學(xué)，受到良好的訓(xùn)練，這為他后來從事科學(xué)研究奠定了堅實的基礎(chǔ)?；氐讲紖味餍薜涝汉?，

孟德爾被聘為布呂恩技校的代理教員。在此期間，他一面從事教學(xué)工作，一面利用修道院內(nèi)

的園地做了許多植物和動物方面的雜交實驗。實驗材料有豌豆、菜豆、玉米、紫茉莉、金魚草、

家鼠、蜜蜂等，其中以豌豆雜交實驗（1856?1863年）的成果最為突出。他仔細(xì)觀察了豌豆的

7對相對性狀在各個世代的表現(xiàn),記載了數(shù)以萬計的數(shù)據(jù)，并應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計方法對這些數(shù)據(jù)

進(jìn)行歸納、比較和分析，終于在1865年將他的科研成果寫成了題為

《植物雜交試驗》的論文，并在布呂恩自然科學(xué)協(xié)會會議上宣讀了這篇在遺

傳學(xué)上有重要意義的科學(xué)論文。這篇論文于1866年發(fā)表在該會會刊上。論

文揭示了“遺傳因子”（即基因）的分離規(guī)律和自由組合規(guī)律（后人稱之為孟

德爾的分離定律和自由組合定律）。這兩條重要規(guī)律的發(fā)現(xiàn),為遺傳學(xué)的誕

2遺傳與進(jìn)化

生和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。當(dāng)時孟德爾的論文并未引起科學(xué)界的重視，直到

1900年，有3位植物學(xué)家分別通過各自的研究得出與孟德爾相似的結(jié)論后，

人們才在文獻(xiàn)中找到《植物雜交試驗）〉這篇被遺忘的論文，孟德爾的貢獻(xiàn)終于

被重新發(fā)現(xiàn)。從此，這個埋沒了35年之久的偉大成果得到了肯定和推廣，孟

德爾也被公認(rèn)為科學(xué)遺傳學(xué)的奠基人。

圖1-1孟德爾

一對相對性狀的雜交實驗

雜交實驗的材料要要豌豆孟德爾通過嚴(yán)格的篩選袁選擇豌豆淵黃能加

sa/ivum為雜交實驗的材料遙這樣做的原因是院首先袁豌豆是一種嚴(yán)格的自

花授粉植物袁而且是閉花授粉袁授粉時無外來花粉的干擾袁便于形成純種袁能

確保雜交實驗結(jié)果的可靠性袁而且花冠的形狀又非常便于人工去雄淵剪掉雄蕊冤

和授粉淵見圖1-2冤曰第二袁豌豆成熟后豆粒都留在豆莢中袁便于觀察和計數(shù)日

第三袁豌豆具有多個穩(wěn)定的堯可區(qū)分的性狀遙所謂性狀淵character冤是指生物的

形態(tài)堯結(jié)構(gòu)和生理生化等特征的總稱遙例如豌豆的花色堯種子的形狀等都是性

狀遙每種性狀又具有不同的表現(xiàn)形式袁即稱為相對性狀淵relativecharacter冤遙如

豌豆的花色有紫花與白花袁這就是一對相對性狀遙孟德爾選擇了相對性狀差異

明顯的豌豆進(jìn)行雜交實驗袁然后根據(jù)各代間性狀的表現(xiàn)進(jìn)行分析和研究袁從而揭示出其中的遺傳

規(guī)律遙

圖1-2豌豆花的結(jié)構(gòu)

單因子雜交實驗孟德爾在做豌豆雜交實驗時袁在豌豆的多個性狀中袁首

先著眼于一對相對性狀袁分析它在后代中的表現(xiàn)袁進(jìn)而揭示了一條重要的遺傳

規(guī)律要要分離定律淵thelawofsegregation冤遙現(xiàn)以花色為例來說明紫花豌豆與白

花豌豆雜交的實驗過程遙

孟德爾選用純種紫花豌豆

和純種白花豌豆分別作為雜交

的母本淵意冤和父本淵d冤袁母本

和父本統(tǒng)稱為親本淵用P表示冤遙

實驗時袁在紫花母本上選取一

朵或幾朵花袁在花粉尚未成熟

時將花瓣掰開袁用鏡子除去全

部雄蕊淵即人工去雄冤袁然后在

花朵外套紙袋袁以防外來花粉

授粉遙1?2天后袁從白花父本

的花朵上取下成熟的花粉袁放

到母本花朵的柱頭上進(jìn)行人工

授粉袁授粉完畢仍套上紙袋袁

圖1-3豌豆雜交過程示意圖并掛上標(biāo)簽以便識別淵圖1-3冤遙

4遺傳與進(jìn)化

實驗植株的豆莢長大后所結(jié)的種子就是子一代淵用R表示冤袁該種子長成

的植株就是R植株遙孟德爾發(fā)現(xiàn)袁無論用紫花作母本淵正交冤袁還是用白花作

母本淵反交冤袁子一代全部開紫花遙于是他將R能表現(xiàn)出來的親本性狀要要紫

花袁稱為顯性性狀淵dominantcharacter冤袁而將在F）未能表現(xiàn)的另一親本的性

狀要要白花袁稱之為隱性性狀淵recessivecharacter冤遙若讓R植株自交袁所結(jié)的種

子萌發(fā)后長成的子二代淵R冤植株袁它的花色又將怎樣呢鑰

孟德爾發(fā)現(xiàn)袁在F2中袁有705株開紫花袁224株開白花袁兩者的比例大致

為3顧1遙這種在雜交后代中顯性性狀和隱性性狀同時出現(xiàn)的現(xiàn)象稱為性狀分離

遙上述過程如圖1-4所示遙

705株224株

381

圖1-4紫花豌豆與白花豌豆的雜交實驗

孟德爾還發(fā)現(xiàn)袁在反交時即白花豌豆淵意冤和紫花豌豆淵8冤的雜交袁所得的

結(jié)果與上述正交結(jié)果相似遙那么袁豌豆其他性狀的雜交結(jié)果又如何呢鑰對此袁孟德

爾對其他6對相對性狀也做了雜交實驗袁都得到類似結(jié)果逼正堯反交的結(jié)果總是

相同的院E只表現(xiàn)顯性性狀曰R出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象袁并且顯性性狀與隱性性狀的數(shù)

目比例大致為3糜1遙詳見表1-1遙

表1-1豌豆7對相對性狀的雜交實驗結(jié)果

雜交親本子二代觀察數(shù)顯

性狀比例

顯性隱性性隱性

花色伊7052243.1501

紫色白色

Z?飛

子葉的顏色伊602220013.01fi1

黃色綠色

伊

種子的形狀547418502.96頌1

圓形皺形

豆莢的顏色伊4281522.82防1

綠色黃色

豆莢的形狀伊8822992.95顆1

飽滿縊縮

伊

花的位置6512073.14?1

腋生頂生

伊

植株的高度7872772.84H1

高矮

對分離現(xiàn)象的解釋

在一對相對性狀的雜交實驗中袁F(xiàn)2為何出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象呢鑰為此袁孟德

爾提出遺傳因子相互分離的假設(shè)遙依據(jù)孟德爾的假設(shè)院首先袁性狀是由遺傳因

子淵后稱為基因袁genes冤控制的袁即豌豆的花色是由一對基因控制袁大寫字母

C代表控制紫花的顯性基因袁小寫字母c代表控制白花的隱性基因遙控制一對

相對性狀的兩種不同形式的基因稱為等位基因淵alleles冤袁這里C和c互為等位

遺傳與進(jìn)化

基因遙第二袁基因在體細(xì)胞內(nèi)是成對的袁其中一個來自母本袁另一個來自父本

遙兩個親本的基因組合類型不同袁控制性狀的基因組合類型稱為基因型淵

genotype冤袁紫花親本的基因型是CC袁白花親本的基因型是cc遙第三袁在形成配

子即生殖細(xì)胞時袁成對的基因彼此分離袁分別進(jìn)入到不同的配子中袁所以每個配子

只含有成對基因中的一個遙例如袁紫花親本產(chǎn)生的配子只含有一個顯性基因C袁

白花親本的配子只含有一個隱性基因c遙受精時袁雌堯雄配子結(jié)合后產(chǎn)生的R淵

Cc冤中袁基因又恢復(fù)為一對袁但C基因相對c基因是顯性的袁所以R表現(xiàn)為紫

花遙第四袁在R的體細(xì)胞內(nèi)有兩個不同的基因袁但各自獨立堯互不混雜遙第五

袁F(xiàn),可產(chǎn)生兩種不同類型的配子袁一種帶有基因C袁另一種帶有基因c袁并且數(shù)

目相等袁其比例為1熙1遙受精時雌堯雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的袁所以F,出現(xiàn)3種基

因型袁即CC堯Cc堯cc袁其比例為1質(zhì)2糜1遙其中基因型為CC或cc的植株袁

是由兩個基因型相同的配子結(jié)合而成的個體袁即稱為純合子淵homozygote冤遙而Cc

植株是由兩個基因型不同的配子結(jié)合而成的個體袁稱為雜合子淵heterozygote冤遙因

C對c是顯性的袁CC堯Cc均表現(xiàn)為紫花袁而cc表現(xiàn)為白花遙所以袁紫花與白花

的數(shù)量比是3展1遙這里將具有特定基因型的個體所表現(xiàn)出來的性狀稱為表現(xiàn)型淵

phenotype冤遙CC和Cc的表現(xiàn)型就是紫花袁而cc的表現(xiàn)型是白花遙現(xiàn)將紫花

豌豆與白花豌豆的雜交實驗分析袁用圖1-5和圖1-6表示遙

圖1-5單因子雜交實驗的分析淵1冤

紫花反白花=3顧1

圖1-6單因子雜交實驗的分析淵2冤

根據(jù)上述假設(shè)袁7對不同的等位基因分別控制7對相對性狀袁孟德爾所得

的7對相對性狀的雜交實驗結(jié)果均有了圓滿的解釋遙

分離假設(shè)的驗證

孟德爾在解釋分離現(xiàn)象時所作的假設(shè)袁其核心內(nèi)容淵即分離定律的實質(zhì)冤是院

控制一對相對性狀的兩個不同的等位基因互相獨立堯互不沾染袁在形成配子時彼此

分離袁分別進(jìn)入不同的配子中袁結(jié)果是一半的配子帶有一種等位基因袁另一半的

配子帶有另一種等位基因遙那么袁孟德爾是怎樣驗證他的解釋呢鑰

按孟德爾的假設(shè)袁雜合子F沸|Cc冤在產(chǎn)生配子時袁可形成兩種分別含有C堯

c的配子袁其比例是111遙可見袁只要驗證這一點袁即可證實基因分離假設(shè)的正

確性遙但配子的不同類型及其比例是看不見摸不著的袁有什么辦法使其成為一個可

見的結(jié)果呢鑰為此袁孟德爾巧妙地設(shè)計了測交法袁即將R淵Cc冤與隱性純合子

淵白花親本cc冤進(jìn)行雜交遙R產(chǎn)生兩種配子袁即C型和c型配子袁并且數(shù)目相等

曰隱性親本只產(chǎn)生c型配子袁這種配子不會遮蓋R產(chǎn)生的配子的基因袁反而

能使F,的配子中含有的隱性基因在測交后代中表現(xiàn)出來遙所以袁測交后代的表現(xiàn)

類型及其比例袁可反映F,所產(chǎn)生的配子類型及其比例遙測交后

8遺傳與進(jìn)化

代中應(yīng)有一半數(shù)目的基因型是Cc袁即開紫花袁另一半數(shù)目的基因型是cc袁即開

白花淵圖1-7冤遙孟德爾的測交實驗共得166株測交后代袁其中85株開紫花

袁81株開白花袁兩者接近1質(zhì)1的預(yù)期比例遙這一結(jié)果與孟德爾的理論假設(shè)完全相

符遙孟德爾對7對相對性狀分別做了7個測交實驗袁結(jié)果無一例外地得到接近1版

1的分離比遙這一事實有力地證明了孟德爾遺傳因子分離的假設(shè)是正確的袁從而

肯定了分離定律遙

圖1-7單因子測交分析圖

.小資料

配子形成時發(fā)生基因分離的直觀證據(jù)

水稻分糯性品系和非糯性品系。糯性品系的米粒中含有支鏈淀粉，用稀碘

液處理后，米粒呈現(xiàn)紅褐色,這是碘液原有的顏色。非糯性品系的米粒含有直

鏈淀粉，用稀碘液處理后，米粒呈藍(lán)黑色,這是直鏈淀粉和碘發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的

結(jié)果。

雜交實驗表明，非糯性和糯性是由一對等位基因控制的，非糯性為顯性,

糯性為隱性。如果把非糯性品系的花粉放在載玻片上，加一滴碘液后在顯微鏡

下觀察，發(fā)現(xiàn)所有的花粉都被染成藍(lán)黑色;將糯性品系的花粉加上碘液，所有

的花粉都被染成紅褐色;將非糯性品系與糯性品系進(jìn)行雜交后得到的子一代

的花粉，加碘液染色后用顯微鏡檢查,發(fā)現(xiàn)大約一半為藍(lán)黑色,一半為紅褐色

。這個實驗直觀地證明了子一代在產(chǎn)生配子時，等位基因發(fā)生了分離,分離比

接近于1Ilo

第一章孟德爾

顯性的相對性

除了孟德爾在豌豆7對相對性狀雜交實驗中所觀察過的顯性表現(xiàn)外袁科學(xué)

家還發(fā)現(xiàn)了幾種其他形式的顯性表現(xiàn)遙

根據(jù)顯性現(xiàn)象的表現(xiàn)形式袁可將顯性分為以下幾種類型遙

完全顯性淵completedominance冤院具有相對性狀的兩個親本雜交袁所得的

R與顯性親本的表現(xiàn)完全一致的現(xiàn)象袁稱為完全顯性遙如紫花豌豆與白花豌豆

雜交后的F,只表現(xiàn)為顯性親本的性狀要要紫花袁則稱紫花基因C對白花基因

c為完全顯性遙可見在一對等位基因中袁只要有一個顯性基因袁就足以使它所

控制的性狀得以完全地表現(xiàn)遙孟德爾所研究的7對相對性狀都屬于這一類型遙

在生物界中袁完全顯性現(xiàn)象比較普遍遙

不完全顯性淵incompletedominance冤院指具有相對性狀的兩個親本雜交袁所得

的F,表現(xiàn)為雙親的中間類型的現(xiàn)象遙例如金魚草的花色遺傳袁純合的紅花品種淵

CC冤與白花品種淵cc冤雜交所得的R淵Cc冤的花色袁既不是紅色也不是白色袁而是粉

紅色遙如果讓R自交袁所得的E出現(xiàn)了3種表現(xiàn)型袁即紅花堯粉紅花和白花袁

其比例為1頌20n遙可見控制金魚草花色的一對等位基因中袁紅花基因?qū)Π谆ɑ?/p>

因的顯性作用是不完全的袁所以R的性狀表現(xiàn)就介于雙親之間逼這樣F2的表現(xiàn)

型比例與其基因型比例就完全一致袁都是1糜2額1袁即F2的表現(xiàn)型可直接反映它

的基因型淵圖卜8冤遙

圖卜8金魚草花色的不完全顯性遺傳

10遺傳與進(jìn)化

共顯性淵codominance冤院具有相對性狀的兩個親本雜交袁所得的F)個體同

時表現(xiàn)出雙親的性狀袁即為共顯性遙例如人群的ABO血型袁是由三個基因即F

堯F和i控制袁F(xiàn)堯F基因分別決定紅細(xì)胞上A抗原堯B抗原的存在遙AB血

型的基因型為FF袁其紅細(xì)胞上既有A抗原又有B抗原遙這說明F與P這兩個

基因間不存在顯隱性關(guān)系袁兩者互不遮蓋袁各自發(fā)揮作用袁表現(xiàn)為共顯性遙

ABO血型與基因型和抗原的關(guān)系袁見表1-2遙

表1-2ABO血型與基因型和抗原的關(guān)系

血型基因型紅細(xì)胞上的抗原顯隱性關(guān)系

AFP堯lAiAr對i為完全顯性

B呼堯KBF對i為完全顯性

ABIAIBA袁B產(chǎn)與F為共顯性

0ii無隱性

可見袁顯隱性關(guān)系不是絕對的袁生物體的內(nèi)在環(huán)境和所處的外界環(huán)境的改

變都會影響顯性的表現(xiàn)遙

取?課外讀

表現(xiàn)型是基因型與環(huán)境條件共同作用的結(jié)果

生物體的內(nèi)在環(huán)境，如年齡、性別、生理與營養(yǎng)狀況等，都會影響顯性

性狀的表現(xiàn).例如，中年人禿頂是由一對基因(B、b)控制的，禿頂基因的純

合子(BB)，無論男女，都表現(xiàn)為禿頂;如果基因型為bb的，無論男女,均表現(xiàn)

正常;但對于雜合子(Bb)，如果是男性,則表現(xiàn)為禿頂，如果是女性，則表現(xiàn)

正常。這就是中年人群中，男性禿頂?shù)娜藬?shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于女性的原因。造成這種

差異的原因是由于兩性體內(nèi)性激素的不同。

外界環(huán)境，如溫度、光照、水分、營養(yǎng)條件等，也會影響顯性性狀的表

現(xiàn)。例如，觀賞植物——藏報春(的詁曝圍眼癡A的植株在20?25益的環(huán)

境條件下生長，植株開紅花。如果讓它在30益的環(huán)境條件下生

長，則開白花。再如曼陀羅(:乾土酒CEF加，莖的顏色，即紫色與綠色，

是由一對等位基因控制的,在夏季溫度較高時,R的莖為紫色，即紫莖對綠

莖為完全顯性;但在溫度較低、光照較弱時,R的莖呈淺紫色，紫莖對綠莖

就不再是完全顯性了?？梢娡饨绛h(huán)境的改變,等位基因的顯隱性關(guān)系也可

相應(yīng)地發(fā)生變化。

總之，顯性現(xiàn)象在生物界是廣泛存在的，但基因的顯隱性關(guān)系不是絕

對的，顯性性狀的表現(xiàn)既是等位基因相互作用的結(jié)果，又是基因與內(nèi)外環(huán)

境條件共同作用的結(jié)果。顯性現(xiàn)象的多種表現(xiàn)并不違背孟德爾定律，恰恰

是對孟德爾定律的補(bǔ)充和發(fā)展。

思考寫練為

一堯填空題

番茄的紅色果皮相對于黃色果皮為顯性，紅色果皮的基因用R表示，黃色果皮的基因用r表

示。請在下列空格上填寫適當(dāng)?shù)膬?nèi)容。

(1)RR伊IT,后代的基因型有—，基因型的比例為:表現(xiàn)型有

―，表現(xiàn)型的比例為—o

(2)Rr伊rr,后代的基因型有一_，基因型的比例為—表現(xiàn)型有

―，表現(xiàn)型的比例為—O

(3)Rr伊Rr,后代的基因型有—基因型的比例為—表現(xiàn)型有

―，表現(xiàn)型的比例為—_O

(4)Rr伊RR,后代的基因型有一基因型的比例為一表現(xiàn)型有

―，表現(xiàn)型的比例為—_O

(5)IT伊口,后代的基因型有—，基因型的比例為；表現(xiàn)型有

一，表現(xiàn)型的比例為—o

二堯簡答題

一頭純種白色母牛與一頭純種紅色公牛交配,產(chǎn)下一頭幼牛，既有白色的毛,也有紅色的毛

，遠(yuǎn)看像粉褐色的。請試著解釋產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。

12遺傳與進(jìn)化

第二節(jié)自由組合定律

孟德爾在分析了豌豆的一對相對性狀的遺

傳規(guī)律后袁這位才思敏捷的探索者又想袁兩對

自由組合定律或多對相對性狀在遺傳過程中又是如何作用的

雙因子測交呢鑰它們之間會互相干擾嗎鑰多對相對性狀的雜

交結(jié)果是否也可以用分離規(guī)律來解釋鑰為此袁孟

德爾開始了兩對淵或多對冤相對性狀的雜交實驗

的研究袁幾經(jīng)努力袁終于揭示了另一個重要遺傳

規(guī)律要要自由組合定律淵thelawofindependent

assortment冤遙

模擬孟德爾雜交實驗

因目的要求

1,通過一對相對性狀雜交的模擬實驗，認(rèn)識等位基因在形成配子時要相互分離,認(rèn)識受

精作用時雌、雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的。

2.通過兩對相對性狀雜交的模擬實驗，探究自由組合定律。

I材料用具淵4個人一組冤

每小組大信封4個，標(biāo)有“黃Y”、“綠y”、“圓R”、“皺r”的卡片（可用其他物

品代替）各20張,記錄紙若干。

I；方法步驟

1.一對相對性狀的模擬雜交實驗

______________________________）

第T__^德爾

⑴準(zhǔn)備一對相對性狀雜交的E：在兩個大信封上分別寫好“雄1”、“雌

1”,每個信封內(nèi)裝入“黃Y”和“綠y”的卡片各10張,表示F灘、雄個體決定子

葉顏色的基因型都為Yy,表現(xiàn)型都為黃色。

（2）模擬F產(chǎn)生配子:從“雄1”信封內(nèi)隨機(jī)取出1張卡片，同時從“雌1”

信封內(nèi)隨機(jī)取出1張卡片，表示E雌、雄個體產(chǎn)生的配子。

⑶模擬F灘、雄個體產(chǎn)生配子的受精作用：將分別從“雄1”、“雌1”信

封內(nèi)隨機(jī)取出的2張卡片組合在一起。用YY、Yy和yy記錄2張卡片的組合類

型,這樣的組合類型就是F2的基因型。記錄后將卡片放回原信封內(nèi)。

（4）重復(fù)步驟（2）?（3）10次以上，計算F2中3種基因型的比例是多少，表現(xiàn)型的比例是多少

O

（5）統(tǒng)計全班出現(xiàn)各種組合的數(shù)目，計算F2基因型的比例是多少，表現(xiàn)

型的比例是多少。

2.兩對相對性狀的模擬雜交實驗

⑴準(zhǔn)備兩對相對性狀雜交的R：在另外兩個大信封上分別寫好“雄

2”、“雌2”,每個信封內(nèi)裝入“圓R”和“皺r”卡片各10張，表示艮雌、雄個體決

定種子形狀的基因型都為Rr。

“雄1”、“雄2”共同表示R雄性個體的基因型為YyRr,同樣“雌1”、“雌2”共

同表示R雌性個體的基因型也為YyRr，F(xiàn)雌、雄個體的表現(xiàn)型都是黃色圓形。

（2）模擬R產(chǎn)生配子：從“雄1”、“雄2”信封內(nèi)各隨機(jī)取出1張卡片,，這2

張卡片的組合表示雄性個體產(chǎn)生的配子基因型，同時從''雌1"、“雌2”信封

內(nèi)各隨機(jī)取出1張卡片,表示R代雌性個體產(chǎn)生的配子基因型。

（3）模擬F灘、雄個體產(chǎn)生的配子的受精作用:將分別從“雄1”、“雄2”、《雌1”、“雌2”信封

內(nèi)隨機(jī)取出的4張卡片組合在一起。這4張卡片的組合類型，就是F2的基因型。記錄后將卡片放回原

信封內(nèi)（注意:別放錯）。

（4）重復(fù)步驟（2）?（3）10次以上。計算F2基因型的比例是多少，表現(xiàn)

型的比例是多少。

（5）統(tǒng)計全班出現(xiàn)的各種組合數(shù)目，計算F2基因型的比例是多少，表現(xiàn)

型的比例是多少。

因討論

1.一個小組的統(tǒng)計結(jié)果與全班的統(tǒng)計結(jié)果相比，哪一個更可信？為

什么？

14遺傳與進(jìn)化

2.在兩對相對性狀雜交的模擬實驗中，你是否注意了E產(chǎn)生配子的基

因型有幾種？比例是多少？

3.兩對相對性狀雜交的模擬實驗中,F?中為什么會出現(xiàn)多種基因型和表現(xiàn)

型？

__________________________________________J

兩對相對性狀的雜交實驗

孟德爾仍以豌豆為材料袁選取兩對相對性狀袁其中一對相對性狀是子葉的

顏色淵黃色和綠色冤袁另一對相對性狀為種子的形狀淵圓形和皺形冤遙以純合的黃

色圓形種子和綠色皺形種子為親本進(jìn)行雜交袁雜交過程如圖1-9所示遙

P

黃色圓形綠色皺形

黃色圓形

0

表現(xiàn)型黃色圓形黃色皺形綠色圓形綠色皺形

粒數(shù)31510110832

比例9331

圖1-9孟德爾的雙因子雜交實驗

由上圖可知袁R的種子為黃色圓形袁說明黃色相對于綠色為顯性袁圓形相對

于皺形為顯性遙F,自交后袁在F2中出現(xiàn)4種表現(xiàn)型袁而且黃色圓形糜黃色皺形

項綠色圓形尿綠色皺形的比例大致為9廖3題3加1袁其中有兩種類型與親本的表現(xiàn)

型相同袁如黃色圓形種子和綠色皺形種子袁另外兩種是不同于親本表現(xiàn)型的新組合

袁如黃色皺形種子和綠色圓形種子遙

第一章孟德爾

對自由組合現(xiàn)象的解釋

怎樣解釋兩對相對性狀的雜交實驗中E出現(xiàn)了新的組合類型鑰而且F?中黃色

圓形期黃色皺形頌綠色圓形頓綠色皺形的比例是9隨3質(zhì)3質(zhì)1袁這個比例與我們的

模擬實驗結(jié)果一樣嗎鑰

孟德爾對上述現(xiàn)象的解釋是院不同對的遺傳因子淵即非等位基因冤在形成配

子時自由組合遙用Y和y分別代表控制黃色子葉和綠色子葉的基因袁R和r分

別代表控制圓形種子和皺形種子的基因袁于是純合的黃色圓形和綠色皺形親本的

基因型分別為YYRR和yyrr袁其產(chǎn)生的配子基因型分別為YR和yr遙親本雜交

時袁雌堯雄配子結(jié)合所得的F1的基因型為YyRr袁由于Y對y堯R對r均為

顯性袁所以E的表現(xiàn)型為黃色圓形遙

當(dāng)R自交形成配子時袁根據(jù)分離定律袁等位基因Y和y分離袁并分別進(jìn)入

不同的配子袁等位基因R和r也分離袁并分別進(jìn)入不同的配子日在等位基因分離

的同時袁非等位基因之間自由組合袁即Y以同等的機(jī)會與非等位基因R或r

結(jié)合袁產(chǎn)生YR或Yr型配子袁y也以同等的機(jī)會與R或r結(jié)合袁產(chǎn)生yR或yr

型配子遙上述分離和自由組合兩個事件的發(fā)生是彼此獨立堯互不干擾的袁R最終

形成的雌堯雄配子均有YR堯Yr堯yR堯yr4種類型袁其比例為1頓1頌1期遙受精時

袁雌堯雄配子隨機(jī)結(jié)合袁有16種組合方式袁組合的結(jié)果使得F2出現(xiàn)9種基因型

和4種表現(xiàn)型遙雙因子雜交實驗可用圖1-10表示遙

圖中F2的9種基因型袁可歸納為如下的4種表現(xiàn)型院

黃色圓形Y_R_袁—YYRR+—YyRR+AfYRr+乜yRr=

1616161616

黃色皺形Y_rr袁^YYrr+4fyrr=%

161616

綠色圓形yyR—袁—yyRR+4yRr=、

161616

綠色皺形yyrr袁—yyrr=匕遙

1616

因此袁用的表現(xiàn)型及其比例為院

黃色圓形額黃色皺形額綠色圓形I綠色皺形=913膩3版隆

在兩對相對性狀的雜交實驗中袁從子葉顏色來看袁F(xiàn)?的黃色子葉與綠色子葉

的比例是否符合分離定律鑰從種子的形狀來看袁F(xiàn)?的圓形種子與皺形種子的

16遺傳與進(jìn)化

比例是否符合分離定律鑰通過計算可以發(fā)現(xiàn)

袁在F2中院

黃色原綠色=淵315+101冤膜淵108+32冤=416履140左3履1袁

圓形題皺形=淵315+108冤額淵101+32冤=423H133^3g1遙說明每對相對性狀

的分離比仍然符合3I1的袁其遺傳遵循分離定律遙從概率的角度看袁

在一對相對性狀的雜交實驗中袁顯性性狀出現(xiàn)的概率為

3/4袁隱性性狀出現(xiàn)的概率為1/4袁如果兩對相對性狀的遺傳是互不影響的袁根據(jù)

概率的乘法原理袁不同性狀組合出現(xiàn)的概率應(yīng)是它們各自概率的乘積袁即黃色圓

形出現(xiàn)的概率為UU麋黃色皺形出現(xiàn)的概率為U%綠色圓形

44164416

出現(xiàn)的概率為LxU%綠色皺形出現(xiàn)的概率為I，1=1凝所以袁黃色圓

44164416

形齦黃色皺形質(zhì)綠色圓形質(zhì)綠色皺形的比例是9齦3勤3魏1遙理論計算的結(jié)果與孟德爾雜

交實驗的結(jié)果完全相符袁說明孟德爾在解釋自由組合現(xiàn)象時作出的假設(shè)是符合邏輯的袁

即等位基因的分離與非等位基因的自由組合是彼此獨立堯互不干擾的遙

黃色圓形綠色皺形

第二至孑德爾

對自由組合現(xiàn)象解釋的驗證

孟德爾對自由組合現(xiàn)象的解釋袁其核心在于控制兩對相對性狀的兩對等位

基因在形成配子時袁每對等位基因彼此分離袁同時非等位基因自由組合遙怎樣

驗證這一解釋呢鑰

孟德爾還是使用了測交的方法袁即用R與雙隱性純合親本淵綠色皺形冤

進(jìn)行測交袁測交結(jié)果如表1-3遙

表1-3Fi黃色圓形YyRr伊綠色皺形yyrr

雙隱性親本產(chǎn)生的配子類型yr

R產(chǎn)生的配子類型YRYryRyr

基因型YyRrYyrryyRryyiT

預(yù)期結(jié)果表現(xiàn)型黃圓黃皺綠圓綠皺

測

比例1111

交

后H為母本31272626

代

可為父本24222526

實際結(jié)果

總數(shù)55495152

比例1111

無論是正交還是反交袁都得到4種數(shù)目相近的不同類型的測交后代袁比例

為1題1額1題1袁與預(yù)期的結(jié)果相符遙這證實F,雌堯雄個體在形成配子時袁確實

產(chǎn)生4種數(shù)目相等的配子袁從而令人信服地驗證了自由組合定律的正確性遙

綜上所述袁在R形成配子時袁等位基因分離的同時袁非等位基因表現(xiàn)為

自由組合遙即一對等位基因與另一對等位基因的分離或組合是互不干擾的袁是

各自獨立地分配到配子中去的遙這就是孟德爾遺傳定律的實質(zhì)遙

1建議活動

模擬兩對相對性狀測交的實驗

因材料用具

大信封4個，標(biāo)有“黃Y”、“圓R”的卡片各10張，標(biāo)有“綠y”、“皺r”的卡片

18遺傳與進(jìn)化

各30張,記錄紙若干。

方法步驟

1.準(zhǔn)備:信封“1”中裝入“黃Y”和“綠y”的卡片各10張,信封“2”中裝入

“圓R”和“皺r”卡片各10張,信封'1”、“2”共同表示R所包含的基因，其基因

型為YyRr。

信封“3”中裝入20張“皺r”卡片，信封“4”中裝入20張“綠y”卡片,“3”、“4”共同表示雙隱性

個體所包含的基因，其基因型為yyrr。

2.分別從“1”、“2”、“3”、“4”4個信封中各取出1張卡片進(jìn)行組合。

3.“1"、“2"中取出的卡片組合看作日產(chǎn)生的配子類型,"3''、''4”中取出

的卡片組合看作雙隱性個體產(chǎn)生的配子類型,“1”、“2”、“3"、“4"中的卡片

組合看作測交后代的基因型。設(shè)計一個表格記錄這些組合結(jié)果。

4.重復(fù)步驟2?3在10次以上，記錄每次的組合結(jié)果。

因討論

1.R產(chǎn)生的配子類型有幾種?它們的比例如何？

2,雙隱性個體產(chǎn)生的配子類型有幾種沱們的比例如何？

3.測交后代的基因型和表現(xiàn)型各有幾種?它們的比例如何？

一小賀料

實踐中的自由組合定律

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，自由組合定律被廣泛地運用于育種工作。許多優(yōu)良的

動植物品種就是通過這種方法選育成功的。例如，有一個小麥的品種能抵

抗霜凍，但很容易感染銹病。另一個小麥品種能抵抗銹病，但不能經(jīng)受霜

凍。讓這兩個小麥品種雜交，就可能在子二代中找到既能抵抗霜凍，又能抵

抗銹病的新類型。當(dāng)然在子二代中也會出現(xiàn)既容易感染銹病又不耐受霜凍

的類型和其他類型。這里，育種工作者可以通過人工選擇的方法，選留所需

要的類型，淘汰不符合要求的類型。

在醫(yī)學(xué)實踐中，可以對家系中兩種或多種遺傳病的各種發(fā)病情況作出

概率預(yù)測，為優(yōu)生優(yōu)育、遺傳病的防治提供理論依據(jù)。例如，短指癥是由顯

第一章

性基因控制的遺傳病，患者的指骨（或趾骨）短小，致使手指（或足趾）變短

（控制短指癥的一對基因用B、b表示）。白化病是隱性基因控制的遺傳病，患者體內(nèi)不能合成

黑色素，所以皮膚白色、虹膜呈淺紅色、毛發(fā)為銀白色

（控制白化病的一對基因，用C、c表示）。已知這兩種遺傳病為獨立遺傳。在

一個家庭中，父親是短指癥患者，母親的表現(xiàn)型正常，婚后生過一個手指

正常但患白化病的孩子，試問以后再生子女時發(fā)病情況如何?根據(jù)基因的

自由組合定律可以推知：父親的基因型應(yīng)是BbCc,母親的基因型為bbCc,

這對夫婦的后代可能出現(xiàn)4種不同的表現(xiàn)型，他們分別是短指癥患者、白

化病患者、既有短指癥又患白化病的個體、正常個體。根據(jù)概率還可以進(jìn)

一步推算，這4種表現(xiàn)型出現(xiàn)的概率依次為3/8、1/8、1/8、3/8。

n-課外讀

孟德爾獲得成功的原因

孟德爾花費了8年的時間，用豌豆做了大量的雜交工作，揭示了遺傳的基本規(guī)律——分離

定律和自由組合定律，這是他對遺傳學(xué)的杰出貢獻(xiàn)。其實,孟德爾之前已有不少學(xué)者也做過許

多動植物雜交實驗，甚至得到過類似于孟德爾的結(jié)果，但最終都沒有將其上升為規(guī)律,那么，

為什么只有孟德爾取得如此巨大的成功呢？

孟德爾熱愛自然科學(xué)，有著對科學(xué)執(zhí)著追求的精神，既善于從前人的

研究中吸取經(jīng)驗和教訓(xùn)I,又不迷信權(quán)威。在孟德爾時代，盛行遺傳的融合理

論,這種理論認(rèn)為，子代的性狀是由雙親的性狀混合或融合而成，因而子代

的表現(xiàn)是雙親的中間類型。這好像紅色與藍(lán)色墨水混合成紫色墨水，原先

的紅色與藍(lán)色墨水就消失了。孟德爾以他的實驗結(jié)果為依據(jù)，推導(dǎo)出遺傳

因子（即基因）是粒子性的，例如R的一對等位基因在一起時互不融合、互

不干擾，形成配子時可分離，不同對的等位基因還可自由組合。正是遺傳

因子的“顆粒性”，才使其具有分離和自由組合的性質(zhì)，才可使生物具有遺

傳和變異的基本特性。孟德爾遺傳理論的精髓是“顆?！边z傳。如果當(dāng)時孟

20遺傳與進(jìn)化

德爾迷信融合遺傳理論，那么遺傳學(xué)史也許就要改寫了。孟德爾選取了合

適的雜交實驗材料——豌豆，這是一種嚴(yán)格的自花

授粉植物，能防止外來花粉的干擾，可形成不同的純合品種,并具有各種穩(wěn)定

的、區(qū)別明顯的相對性狀;花冠較大,便于人工摘除雄蕊和授粉;還有容

易栽植、結(jié)實率高、種子數(shù)量大、便于統(tǒng)計分析等優(yōu)點。想象一下，如果孟德爾

實驗選擇的不是嚴(yán)格自花授粉的豌豆，他的實驗工作會遇到什么麻煩？

孟德爾采用嚴(yán)密的實驗分析方法，他詳細(xì)地記載了各世代不同性狀的

大量數(shù)據(jù),在數(shù)據(jù)分析中應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計分析法，從各種類螫之間的數(shù)量

關(guān)系，找出遺傳