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第 1 章 遗传因子的发现
第 1 节 孟德尔的豌豆杂交实验(一)
1.P 问题探讨人们曾经认为，两个亲本杂交后，双亲的遗传物质会在子代体内发生混合，使子代表现出介
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于双亲之间的性状。就像把一瓶蓝墨水和一瓶红墨水倒在一起，混合液是另外一种颜色，再也无法分出蓝
色和红色。这科观点也称作融合遗传。讨论
（1）按照上述观点，当红花豌豆与白花豌豆杂交后，子代的豌豆花会是什么颜色?
提示：粉色。按照融合遗传的观点，双亲的遗传物质会在于代体内发生混合，子代表现出介于双亲之
间的性状，即红色和白色的混合色一粉色。
（2）你同意上述观点吗?你的证据有哪些?
提示：不同意。因为自然界的遗传现象并不是融合遗传的结果。例如， 红花豌豆与白花豌豆杂交后
其后代仍出现红花或白花;再例如，人的性别遗传说明控制男女性别的遗传物质没有发2.P 旁栏
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2.P 探究•实践:性状分离比的模拟实验讨论
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（1）将每个小组的实验结果与全班慈的实验结果作比较，你有什么发现?如果孟德尔当时只对F₂中10株
豌豆的性状进行统计，他还能正确地解释性状分离现象吗?
提示：与每个小组的实验结果相比，全班总的实验结果更接近预测的结果，即彩球组合类型数量比
DD: Dd: dd=1:2:1,彩球代表的显性与隐性类型的数量比为3:1。因为实验统计的样本数量越大，越接近统
计规律。
如果孟德尔当时只对F₂中10株豌豆的性状进行统计，那么他很难正确地解释性状分离现象。因为实
验统计的样本数量足够大，是盂德尔能够正确分析实验结果的前提条件之一。 只对 10株豌豆的性状进行
统计，会出现较大的误差。
（2）将模拟实验的结果与孟德尔的杂交实验结果相比较，你认为孟德尔的假说是否合理?
提示：合理。因为甲、乙小桶内的彩球分别代表孟德尔杂交实验中的雌、雄配子，从两个桶内分别随
机抓取-个彩球进行组合，实际上是模拟雌雄配子的随机结合，统计的样本数量也足够大，出现了 3:1的结
果。但孟德尔提出的假说是否正确还需要实验来验证。
3.P 思维训练假设你正在一个花卉生产基地工作。有一天，你突然发现- -种本来开白花的花卉，出现了开
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紫花的植株。你立刻意识到它的观赏价值，决定培育这样的花卉新品种。当你知道这种花是自花传粉以后，
将这株开紫花的植株的种子种下去，可惜的是，在长出的126株新植株中，却有36株是开白花的，这当然
不利于商品化生产。怎样才能获得开紫花的纯种植株呢?请你写出解决这- -问题的实验方案，与同学交流，
看谁设计的方案更简捷。提示：将获得的紫色花连续几代自交，即将每次自交后代的紫色花选育再进行自交，直至自交后代不
再出现白色花为止。具体过程可用以下图解表示
选育自交 紫色花 × 紫色花
F 紫色花 白色花
1
选育紫色花 自交 淘 汰
F 紫色花 白色花
2
选育紫色花自交 淘汰
直至不再出现白色花为止
4.P 练习与应用
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一、概念检测
1.在孟德尔的一对相对性状的豌豆杂交实验中，B都表现为显性性状，F的自交后代却出现了性状分离。据
此判断下列相关表述是否正确。
(1)隐性性状是指生物体不能表现出来的性状。(×)
(2)纯合子的自交后代不会发生性状分离，杂合子的自交后代不会出现纯合子。(×)
2.人眼的虹膜有褐色的和蓝色的，褐色是由显性遗传因子控制的，蓝色是由隐性遗传因子控制的。已知一
个蓝眼男人与-一个褐眼女人(这个女人的母亲是蓝眼)结婚，这对夫妇生下蓝眼孩子的可能性是(A)
A.1/2 B. 1/4 C.1/8 D.1/6
3. 观察羊的毛色遗传图解，据图回答问题。
(1)毛色的显性性状是 ，隐性性状是 。
(2)白毛羊与白毛羊通过有性生殖产生的后代中出现了黑毛羊，这种现象在遗传学上称为 。产生这
种现象的原因是 。
提示：(1)白色 黑色 （2）性状分离 白毛羊为杂合子，杂合子自交时会出现性状分离。即雌雄白毛
羊均可形成含有控制黑毛的遗传因子的配子，雌雄配子随机结合，会产生黑毛羊。
二、拓展应用
1.水稻的非糯性和糯性是一对相对性状，非糯性花粉中所含的淀粉为直链淀粉，遇碘变蓝黑色，而糯性花
粉中所含的是支链淀粉，遇碘变橙红色。现在用纯种的非糯性水稻和纯种的糯性水稻杂交，取 F₁花粉加碘液染色，在显微镜下观察，半数花粉呈蓝黑色，半数呈橙红色。请回答下列问题。
(1)花粉出现这种比例的原因是什么?
提示：F₁水稻细胞含有一个控制支链淀粉合成的遗传因子和一个控制直链淀粉合成的遗传因子。在F₁形成
配子时，两个遗传因子分离，分别进入不同的配子中，含支链淀粉遗传因子的配子合成支链淀粉，遇碘变
橙红色;含直链淀粉遗传因子的配子合成直链淀粉，遇碘变蓝黑色，其比例为1:1。
(2)实验结果验证了什么?
提示：分离定律。即在F₁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。
(3)如果让F₁自交，F₂中花粉有 种类型。提示：2
2.某农场养了一群马，马的毛色有栗色和白色两种。已知栗色和白色分别由遗传因子B和b，控制。育种
工作者从中选出一匹健壮的栗色公马，拟设计配种方案鉴定它是纯合子还是杂合子(就毛色而言)。请回答
下列问题。
(1)在正常情况下，一匹母马一次只能生一匹小马。为了在个配种季节里完成这项鉴定，应该怎样配种?
提示：将被鉴定的栗色公马与多匹白色母马配种，这样可在一个季节里产生多匹杂交后代。
(2)杂交后代可能出现哪些结果?如何根据结果判断栗色公马是纯合子还是杂合子?
提示：杂交后代可能有两种结果:一是杂交后代全部为栗色马，此结果说明被鉴定的栗色公马很可能是
纯合子;二是杂交后代中既有白色马，又有栗色马,此结果说明被鉴定的栗色公马为杂合子。
3.孟德尔说:“任何实验的价值和效用，取决于所使用材料对于实验目的的适合性。”结合孟德尔的杂
交实验，谈谈你对这句话的理解。
提示:选择适宜的实验材料是确保实验成功的条件之一。孟德尔在遗传杂交实验中，曾使用多种植物如
豌豆、玉米、山柳菊做杂交实验，其中豌豆的杂交实验最为成功，因此，他发现了遗传规律。这是因为豌
豆具有适于研究杂交实验的特点。例如，豌豆严格自花传粉，在自然状态下一般都是纯种,这样确保了通过
杂交实验可以获得真正的杂种;豌豆花大，易于做人工杂交实验;豌豆植株具有稳定的易于区分的性状，便
于观察和统计实验结果。
4.除了孟德尔的杂交实验，你还能举出科学研究中运用假说——演绎法的实例吗?
提示:凯库勒提出苯分子的环状结构、原子核中含有中子和质子的发现过程等，都是通过假说——演绎
法得出结论的。 19世纪以前科学家对遗传学的研究，多采用从实验结果出发提出某种理论或学说。而假
说——演绎法，是从客观现象或实验结果出发，提出问题，作出假设，然后设计实验验证假说的研究方法，
这种方法的运用促进了生物科学的研究，使遗传学由描述性研究进入理性推导和实验验证的研究阶段。第 2 节 孟德尔的豌豆杂交实验 (二)
1.P 问题探讨观察花园里的豌豆植株，孟德尔发现就子叶颜色和种子形状来看，包括两种类型:一种是黄色
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圆粒的，一种是绿色皱粒的。讨论
（1）决定子叶颜色的遗传因子对决定种子形状的遗传因子会不会有影响呢?
提示:不影响。提示:决定子叶颜色的遗传因子和决定种子形状的遗传因子具有一定的独立性，二者的
分离和组合是互不干扰的，因此它们之间不会相互影响。
（2）黄色的豌直一定是饱满的、绿色的豌豆一定是皱缩的吗?
提示:不一定。在生活中，也可以看到黄色皱缩的豌豆及绿色饱满的豌豆。
2.P 旁栏思考题从数学的角度分析，9:3:3:1与3:1能否建立数学联系?这对理解两对相对性状的遗传结果有
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什么启示?
提示：从数学角度看，（3∶1）2的展开式为9∶3∶3∶1，即9∶3∶3∶1的比例可以表示为两个3∶1的乘
积。对于两对相对性状的遗传结果，如果对每一对性状进行单独的分析，如单纯考虑圆和皱或黄和绿一对
相对性状遗传时，其性状的数量比是圆粒∶皱粒=（315+108）∶（101+32）=3∶1；黄色∶绿色=
（315+101）∶（108+32）=3∶1。即每对性状的遗传都遵循了分离定律。这无疑说明两对相对性状的遗传
结果可以表示为它们各自遗传结果的乘积，即9∶3∶3∶1来自于（3∶1）2。
3.P 旁栏思考题要得到遗传因子组成为YyRr的黄色圆粒豌豆，亲代除黄色圆粒和绿色皱粒外，还可以有
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哪些类型?
提示：黄色皱粒(遗传因子组成为 YYrr) 和绿色圆粒(遗传因子组成为 yyRR)杂交，可获得遗传因子组成
为YyRr 的黄色圆粒豌豆。
4.P 旁栏思考题如果不用字母，而是用中文或英文的词或句子来代表遗传因子，左图该怎样呈现?用字母
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作为符号，在孟德尔的推理过程中起到了什么作用?
提示：用中文或英文的词或句子来代表遗传因子，表述黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交实验的分析图解
会非常繁琐，而用字母和符号分析遗传图解就简便多了。用字母和符号呈现整体的思维过程，也利于不同
语言、不同地区的人交流。
4.P 旁栏思考题孟德尔在总结遗传规律时,是否用到了归纳法?
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提示： 归纳法是从特殊事实中概括出一般原理的逻辑思维方法。孟德尔在进行豌豆杂交实验时，研究了
7 对相对性状各自的遗传结果，发现了 F 中显性性状个体与隐性性状个体的数量比约为 3:1，由此总结
2出遗传因子的传递规律，这个过程中就运用了归纳法。
5.P 思考•讨论：分析孟德尔获得成功的原因讨论
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（1）用豌豆作杂交实验的材料有哪些优点?这说明实验材料的选择在科学研究中起着怎样的作用?
提示：豌豆适于作杂交实验材料的优点有: (1)具有稳定的易于区分的相对性状，如高茎和矮茎，高茎高度
为1.5-2.0 m，矮茎高度仅为0.3 m左右，易于观察和区分; (2) 豌豆严格自花传粉，在自然状态下可以获得
纯种，纯种杂交可获得杂合子; (3)豌豆花比较大，易于做人工杂交实验。孟德尔正是因为选用了豌豆做杂
交实验，才能有效地从单一性状到多对性状研究生物遗传的基本规律，オ能对遗传实验结果进行量化统计。
若孟德尔一味地用山柳菊做实验，就很可能揭示不了生物遗传的规律，所以科学地选择实验材料是科学研
究取得成功的重要保障之一。
（2）如果孟德尔没有对实验结果进行统计学分析，他能不能对分离现象作出解释?
提示：如果孟德尔没有对实验结果进行统计学分析，他很难对分离现象作出解释。因为通过数学统计，孟
德尔发现了生物性状的遗传在数量上呈现一定的数学比例，这引发他揭示其实质的兴趣。同时这也使孟德
尔意识到数学概率也适用于生物遗传的研究，从而将数学方法引入对遗传实验结果的处理和分析中。
（3）孟德尔对分离现象的解释在逻辑上环环相扣，十分严该。他为什么还要设计测交实验进行验证呢?
提示：一种正确的假说，仅能解释已有的实验结果是不够的，还应该能够预测另外一些实验的结果，并通
过实验来验证。如果实验结果与预测相符，就可以认为假说是正确的;反之，则认为假说是错误的。孟德尔
基于他对豌豆杂交实验作出的假说，设计测交实验，其实验结果与预测相符，由此证明自己提出的假说是
正确的。
（4）孟德尔使用不同的宇母作为代表不同遗传因子的符号，这与他在大学进修过数学有没有关系?这对他
进行逻辑推理有什么帮助?
提示：有关系。数学包含许多符号，数学符号也被普遍应用于概括、表述和研究数学的过程中。孟德尔创
造性地应用符号体系，并用于表达抽象的科学概念，和应用数学符号研究数学有异曲同工之妙，这与他曾
在大学进修过数学有关。
数学符号能简洁、准确地反映数学概念的本质。孟德尔用这种方法，也更加简洁、准确地反映抽象的遗传
过程，使他的逻辑推理更加顺畅。
（5）除了创造性地运用科学方法，你认为孟德尔获得成功的原因还有哪些?
提示：①扎实的知识基础和对科学的热爱。孟德尔在维也纳大学进修时，通过学习自然科学，他形成了生
物类型是可变的、可以通过杂交产生新的生物类型等进化思想。同时孟德尔还学习数学，使他受到“数学
方法可以应用于各门自然科学之中”的思想影响，产生应用数学方法解决遗传学问题的想法，使孟德尔成
为第一个认识到概率原理能用于预测遗传杂交实验结果的科学家。②严谨的科学态度。孟德尔对杂交实验的研究采用了从观察遗传现象出发，提出问题，作出假设，然后设
计实验验证假设的研究方法。这在当时是一种新的研究思路， 光是豌豆的杂交实验，他就没有局限于对
实验结果的简单描述和归纳。
③创造性地应用科学符号体系。科学符号体系能够更简洁、准确地反映抽象的遗传过程。
④勤于实践。孟德尔在豌豆杂交实验中，连续进行了8年研究，并且对每次实验的结果进行统计分析，从
中发现了前人没有发现的问题和规律。敢于向传统挑战。孟德尔通过实验研究，提出了“颗粒遗传”的思
想，这是对传统遗传观念的挑战。
6.P 练习与应用
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一、概念检测
1.根据分离定律和白由组合定律，判断下列相关表述是否正确。
(1)表型相同的生物,基因型一定相同。(×)
(2)控制不同性状的基因的遗传互不干扰。(√)
2.南瓜果实的白色( W)对黄色(w )是显性,盘状(D)对球状(d)是量性，控制两对性状的基因独立遗传，那么表
型相同的一组是(C)
A. WwDd和wwDd B. WWdd和WwDd C. WwDd和WWDD D. WWdd和WWDd
3.孟德尔遗传规律包括分离定律和自由组合定律。下列相关叙述正确的是(A)
A.自由组合定律是以分离定律为基础的
B.分离定律不能用于分析两对等位基因的遗传
C.自由组合定律也能用于分析一对等位基因的速传
D.基因的分离发生在配子形成的过程中，基因的自由组合发生在合子形成的过程中
二、拓展应用
1.假如水稻高科(D)对矮秆(d)为显性，抗稻瘟病(R)对易感稻瘟病(r)为显性，控制两对性状的基因独立
遗传。现用一个纯合易感稻瘟病的矮秆品种(抗倒伏)与一个纯合抗稻瘟病的高秆品种(易倒伏)杂交，F₁中出
现既抗例伏又抗病类型的比例是 。 3/16
2.纯种的甜玉米与纯种的非甜玉米实行间行种植，收获时发现，在甜玉米的果穗上结有非甜玉米的籽
粒，但在非甜玉米的果穗上找不到甜玉米的籽粒，试说明产生这种现象的原因。
提示：因为控制非甜玉米性状的是显性基因，控制甜玉米性状的是隐性基因。当甜玉米接受非甜玉米
的花粉时，后代为杂合子(既含有显性基因，也含有隐性基因)。表现为显性性状，故在甜玉米植株上结出
非甜玉米的籽粒；当非甜玉米接受甜玉米的花粉时，后代为杂合子，表现为显性性状，即非甜玉米的性状，
故在非甜玉米植株上结出的仍是非甜玉米的籽粒。
3.人的双限皮和单眼皮是由一对等位基因控制的性状，双眼皮为显性性状，单眼皮为隐性性状。如果父母都是双眼皮，后代中会出现单眼皮吗?有的同学父母都是单眼皮，自己却是双眼皮，也有证据表明他
(她)确实是父母亲生的，对此，你能作出合理的解释吗?你由此体会到遗传规律有什么特点?
提示：单、双眼皮的形成与人眼睑中一条提上睑肌纤维的发育有关。用A和a分别表示控制双眼皮的
显性基因和控制单眼皮的隐性基因，如果父母是基因型为 Aa的杂合子，其表型虽然为双匪皮，但子女可
能会表现为单眼皮(基因型为a)。
生物的性状主要决定于基因型，但也会受到环境因素、个体发育中的其他条件等影响。基因型为AA
或Aa的人，如果因提上睑肌纤维发育不完全，则可能表现为单眼皮；这样的男性和女性婚配所生的子女，
如果遗传了来自父母的双眼皮显性基因A，由于提上睑肌纤维发育完全，则表现为双眼皮。在现实生活中，
还能见到有人一只眼是单眼皮、另一只眼是双眼皮的现象，这是由两只眼睛的提上睑肌纤维发育程度不同
导致的。由此可见，遗传规律虽然通常由基因决定，但也受到环境等多种因素的影响，因而表现得十分复
杂。
6.P 复习与提高
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一、选择题
1.在盂德尔一对相对性状的杂交实验中，出现性状分离的是(A)
A.杂合的红花豌豆自交产生红花和白花后代 B.纯合的红花豌豆与白花豌豆杂交产生红花后代
C.杂合的红花豌豆与白花豌豆杂交产生白花后代 D.纯合的红花豌豆与杂合的红花豌豆杂交产生红
花后代
2.番茄的红果色(R)对黄果色(r)为显性。以下关于鉴定. 一株结红果的番茄植株是纯合子还是杂合子的叙述，
正确的是(B)
A.可通过与红果纯合子杂交来鉴定 B.可通过与黄果纯合子杂交来鉴定
C.不能通过该红果植株自交来鉴定 D.不能通过与红果杂合子杂交来鉴定
3.如果用玉米作为实验材料验证分离定律，下列因素对得出正确实验结论影响最小的是(A)
A.所选实验材料是否为纯合子 B.所选相对性状的显隐性是否易于区分
C.所选相对性状是否受-一对等位基因控制 D.是否严格遵守实验操作流程和统计分析方法
4.某种动物的直毛(B)对卷毛(b)为显性，黑色(D)对白色(d)为显性，控制两对性状的基因独立遗传。基因型
为BbDd的个体与个体X交配，子代的表型及其比例为直毛黑色:卷毛黑色:直毛白色:卷毛白色=3:1:3:1。那
么，个体X的基因型为(B)
A. bbDd B. Bbdd C. BbDD D. bbdd
5.孟德尔在研究中运用了假说一演绎法，以下叙述不属于假说的是(C)A.受精时，雌雄配子随机结合 B.形成配子时，成对的遗传因子分离
C.F:中既有高茎又有矮茎，性状分离比接近3:1 D.性状是由遗传因子决定的，在体细胞中遗传因子
成对存在
1. A 2. B 3. A 4. B 5. C
二、非选择题
1.番茄的紫茎和绿茎是一对相对性状，缺刻叶和马铃薯叶是一对相对性状，两对基因独立遗传。利用三种
不同基因型的番茄进行杂交，实验结果如下图所示。请回答下列问
题。
(1)紫茎和绿茎这对相对性状中，显性性状为_______; 缺刻叶和马
铃薯叶这对相对性状中，显性性状为_______。
(2)如果用A.a表示控制紫茎，绿茎的基因，用B、b表示控制缺刻
叶、马铃薯叶的基因，那么紫茎缺刻叶①,绿茎缺刻叶②、紫茎缺
刻叶③的基因型依次为_______。
(3)紫茎缺刻叶①与紫茎缺刻叶③杂交的表型及比值分别为_______。
(1) YyRr yyRr (2)黄色皱粒 绿色皱粒 1:1 1/4 (3)YyRR 或 YyRr 2 种或 4 种 1: 1 或 1:1:1:1
具体解析如下:
如果用黄色圆粒豌豆( YyRR)与绿色皱粒豌豆(yyrr)杂交，则得到的 F 2 的性状类型有两种，黄色圆粒:绿
色圆粒=1:1;如果用黄色圆粒豌豆( YyRr)与绿色皱粒豌豆(yr)杂交，则得到的 F 2 的性状类型有 4 种，黄
色圆粒:绿色圆粒:黄色皱粒:绿色皱粒=1:1:1:1
2.现有某作物的两个纯合品种:抗病高秆(易倒伏)和感病矮秆(抗倒伏)，抗病对感病为显性，高秆对矮秆为显
性。如果要利用这两个品种进行杂交育种，获得具有抗病矮秆优良性状的新品种，在杂交育种前，需要正
确地预测杂交结果。按照孟德尔遗传规律来预测杂交结果，需要满足三个条件，其中一个条件是抗病与感
病这对相对性状受一对等位基因的控制，且符合分离定律。请回答下列问题。
(1)除了上述条件，其他两个条件是什么?
高秆与矮秆这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律;控制这两对相对性状的基因独立遗传。
注意：此时学生还未学习减数分裂，答出两对基因独立遗传即可；在学习第 2 章后，答案可以进一步细
化为: 控制这两对相对性状的基因位于非同源染色体上。
(2)为了确定控制上述这两对性状的基因是否满足这三个条件，可用测交实验来进行检验。请你设计该测交实验的过程。
将纯合抗病高秆植株与感病矮秆植株杂交，得到 F ，让 F 与感病矮秆植株杂交。
1 1
(3)获得的F2中是否有抗病矮秆品种?应该进行怎样的处理才能获得纯合抗病矮秆品种?
有抗病矮杆品种。但其中有杂合子，需对 F 2 中的抗病矮杆植株进行如下操作以获得纯合子。
注意：将获得的抗病矮秆植株连续自交几代，即将每次自交后代的抗病矮秆植株选育后再进行自交，直至
自交后代中不再出现感病矮秆植株为止。具体过程可用下页图解表示。豌豆具有稳定的易于区分的性
状，便于观察和统计实验结果。
