第二节 豌豆的杂交实验二
孟德尔试验成功的原因
1.正确的选用实验材料是孟德尔获得成功的首要条件
2.在对生物性状进行分析时，孟德尔首先只针对一对相对性状的传递情况进行研究,然后再研究两对、三对甚至多对性状的传递情况，这种由单因素到多因素的研究方法也是成功的重要原因
3. 试验中，孟德尔对不同世代出现的不同性状个体数目都进行了记载和分析，并应用统计学方法对实验结果进行分析，这是成功的又一原因
4. 孟德尔科学地设计了实验的程序。即：在对大量试验数据进行分析的基础上，合理地提出假说，并且设计了新的试验来验证假说，这是孟德尔获得成功的笫四个原因
两对相对性状杂交实验中F2结果分析
P： YYRR × yyrr
F1: YyRr
F1配子 2 n YR Yr yR yr
9 Y-R-双显性 1/16YYRR 2/16YyRR 2/16YYRr 4/16 YyRr
3 Y-rr单显性 1/16YYrr 2/16Yyrr
F2 3 yyR-单显性1/16yyRR 2/16yyRr
1 yyrr双隐性 1/16yyrr
2种亲本类型：黄圆 绿皱
2种重组类型：黄皱 绿圆
自由组合定律
1、使用条件：进行有性生殖生物的性状遗传;真核生物的性状遗传;是胞核遗传;控制两对或两对以上相对性状的等位基因位于不同对的同源染色体上
2、内容：控制不同性状的中遗传因子的分离和组合是不干扰的，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。
按自由组合定律遗传的两种疾病的发病情况:
当两种遗传病之间有自由组合关系时,各种患病情况的概率如下:
(1)患甲病的概率 m 则非甲概率为1—m
(2)患乙病的概率 n 则非乙概率为1—n
(3)只患甲病的概率 m —mn
(4)只患乙病的概率 n —mn
(5同时患两种病的概率 mn
(6)只患一种病的概率 m+n—2mn 或 m(1—n)+n(1—m)
(7)患病的概率 m+n—mn 或 1—不患病率
(8)不患病的概率 (1—m)(1—n)
杂合子产生配子的情况：
F1杂合子(YyRr)产生配子的情况可总结如下
可能产生配子的种类 实际能产生配子的种类
一个精原细胞 4种 2种(YR和yr或Yr和yR)
一个雄性个体 4种 4种(YR和Yr和yR和yr)
一个卵原细胞 4种 1种(YR或Yr或yR或yr)
一个雌性个体 4种 4种(YR和Yr和yR和yr)
注意：看清是一个生物体还是一个精原(卵原)细胞能产生几种配子.若问生物体则产生4种，若问精原(卵原)细胞则产生2种精子(1种卵细胞)
利用基因的分离定律解决自由组合定律的问题
1、首先将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题。先研究每一对相对性状(基因)，再把它们的结果综合起来。即“分开来、再组合”的解题思路这样可以化繁为简，又不易出错。如课本中结合黄圆豌豆(YYRR)和绿皱豌豆(yyrr)杂交，做出F2代中表现型及其比例的推导。
基因型及比例: 1YY：2Yy：1yy
表现型及比例:3黄:1绿
基因型及比例: 1RR：2 Rr：1rr
Rr ○× 表现型及比例: 3圆粒：4皱粒
(1YY：2Yy：1yy)×(1RR：2 Rr：1rr)
(3黄色：1绿色)×(圆粒：皱粒)
在独立遗传的情况下.有几对基因就可以分解为几个分离定律。 如AaBb×Aabb可分解为如下两个分离定律：Aa×Aa;Bb×bb。
2.用分离定律解决自由组合的不同类型的问题。
(1)配子类型的问题
如AaBbCc产生的配子种类数
(2)配子间结合方式问题
如：AaBbCc与AaBbCC杂交过程中，配子间结合方式有多少种?先求AaBbCc、AaBbCC各自产生多少种配子.：AaBbCc—→8种配子 AaBbCC—→4种配子;再求两亲本配子间结合方式。由于两性配子间结合是随机的，因而AaBbCc与AaBbCC配子间有8×4=32种结合方式。
(3)基因型类型的问题
如AaBbCc与AaBBCc杂交，其后代有多少种基因型? 先分解为三个分离定律; Aa×Aa――后代有3种基因型(1AA: 2Aa:laa)};Bb×BB――后代有2种基因型(1BB:1Bb); Cc×Cc――后代有3种基因型(1CC: 2Cc:1cc); 因而AaBbcc×AaBBCc后代中有3×2×3=18种基因型
(4)表现型类型的问题
如AaBbcc×AabbCc，其杂交后代可能有多少种表现型? 可分为三个分离定律： Aa×Aa――后代有2种表现型;Bb×bb――后代有2种表现型;Cc×Cc――后代有2种表现型， 所以AaBbcc×AabbCc后代中有2×2×2=8种表现型
(5)某种配子占所有配子的比例的问题
如：AaBbCc产生ABc配子的概率是多少? A产生A配子的概率是1/2; Bb产生B配子的概率是1/2; Cc产生c配子的概率是1/2， 所以，产ABc配子的概率是1/2×1/2×1/2×=1/8
(6)任何两种基因型的亲本相交,子代个别基因型(或表现型)所占比例的问题。
I.求子代个别基因型所占的比例：先让两亲本中对应的各对基因单独相交，求出该个别基因型中相应组(对)基因出现的概率，得出的各个概率的乘积就是要求的个别基因型出现的整体概率。
如：AaBbC×AABbCc.其杂交后代中AaBC占的比例是多少?可分为三个分离定律： Aa×AA——后代Aa的概率是1/2; Bb× Bb—后代Bb的概率是1/2; Cc×Cc—后代CC的概率是1/4; 所以杂交后代中AaBbcc的概率是及1/2×1/2×1/4=1/16
II.求子代个别表现型所占的比例：先让双亲中相对应的基因组(对)相杂交，求出所求表现型中相应性状出现的概率，各个概率的乘积就是要求的表现型整体出现的概率。
如：AaBbcc×AaBbCc.其杂合后代中三对相对性状都为显性的概率是多少?可分为三个分离定律：Aa×Aa——后代表现显性的概率为3/4;Bb×Bb—后代表现显性的概率为3/4;Cc×Cc-后代表现显性的概率为3/4;所以后代三对相对性状都为显性性状的概率是3/4×3/4×3/4=27/64.
多对基因的杂合体自交产生子代的情况
生物的性状是多种多样的，控制这些性状的基因也多种多样，位于非同源染色体上的非等位基因，遗传时遵循自由组合定律， (F1有n对等位基因)，归纳如下:
F1配子种类 2 n
F1配子组合数 4 n
F2基因型 3n
F2表现型 2 n
F2纯合子之比 (1/2)n
F2杂合子之比 1—(1/2)n
F2基因型之比 (1:2:1)n
F2表现型之比 (3:1)n
自由组合定律的解题思路
1、基因型与表现型的互推。
(1)隐性纯合突破法，出现隐性性状就可以直接写出基因型.再根据受精作用原理和亲代表现型，即可求出基因型。
(2)分解综合法.先就一对相对性状或等位基因考虑.再把它们组合在起。
(3)根据后代分离比直接推知:
9:3:3:1→YyRr×YyR
1:1:1:1→YyR×yyrr
3:1:3:1→YyRr×Yyrr或YyRr×yyRr
(09全国卷Ⅰ)5.已知小麦抗病对感病为显性，无芒对有芒为显性，两对性独立遗传。用纯合德抗病无芒与感病有芒杂交，F1自交，播种所有的F2，假定所有F2植株都能成活，在F2植株开花前，拔掉所有的有芒植株，并对剩余植株套袋，假定剩余的每株F2收获的种子数量相等，且F3的表现型符合遗传定律。从理论上讲F3中表现感病植株的比例为
A.1/8 B.3/8 C.1/16 D.3/16
答案：B
解析：设抗病基因为A，感病为a，无芒为B ，则有芒为b。依题意，亲本为AABB和aabb，F1为AaBb，F2有4种表现型，9种基因型，拔掉所有有芒植株后，剩下的植株的基因型及比例为1/2Aabb，1/4AAbb，1/4aabb，剩下的植株套袋，即让其自交，则理论上F3中感病植株为1/2×1/4(Aabb自交得1/4 aabb)+1/4(aabb)=3/8。故选B。
(09四川卷)31.(20分)大豆是两性花植物。下面是大豆某些性状的遗传实验：
(1)大豆子叶颜色(BB表现深绿;Bb表现浅绿;bb呈黄色，幼苗阶段死亡)和花叶病的抗性(由R、r基因控制)遗传的实验结果如下表：
组合 母本 父本 F1的表现型及植株数
一 子叶深绿不抗病 子叶浅绿抗病 子叶深绿抗病220株;子叶浅绿抗病217株
二 子叶深绿不抗病 子叶浅绿抗病 子叶深绿抗病110株;子叶深绿不抗病109株;
子叶浅绿抗病108株;子叶浅绿不抗病113株
①组合一中父本的基因型是_____________，组合二中父本的基因型是_______________。
②用表中F1的子叶浅绿抗病植株自交，在F2的成熟植株中，表现型的种类有_____________
__________________________________________________，其比例为_____________。
③用子叶深绿与子叶浅绿植株杂交得F1，F1随机交配得到的F2成熟群体中，B基因的基因频率为________________。
④将表中F1的子叶浅绿抗病植株的花粉培养成单倍体植株，再将这些植株的叶肉细胞制成不同的原生质体。如要得到子叶深绿抗病植株，需要用_________________基因型的原生质体进行融合。
⑤请选用表中植物材料设计一个杂交育种方案，要求在最短的时间内选育出纯合的子叶深绿抗病大豆材料。
(2)有人试图利用细菌的抗病毒基因对不抗病大豆进行遗传改良，以获得抗病大豆品种。
①构建含外源抗病毒基因的重组DNA分子时，使用的酶有______________________。
②判断转基因大豆遗传改良成功的标准是__________________________________，具体的检测方法_______________________________________________________________。
(3)有人发现了一种受细胞质基因控制的大豆芽黄突变体(其幼苗叶片明显黄化，长大后与正常绿色植株无差异)。请你以该芽黄突变体和正常绿色植株为材料，用杂交实验的方法，验证芽黄性状属于细胞质遗传。(要求：用遗传图解表示)
答案：
(1) ①BbRR BbRr
②子叶深绿抗病∶子叶深绿不抗病∶子叶浅绿抗病∶子叶浅绿不抗病 3∶1∶6∶2
③80%
④BR与BR、BR与Br
⑤用组合一的父本植株自交，在子代中选出子叶深绿类型即为纯合的子叶深绿抗病大豆材料。
(2)①限制性内切酶和DNA连接酶
②培育的植株具有病毒抗体 用病毒分别感染转基因大豆植株和不抗病植株，观察比较植株的抗病性
(3)
解析：本题考查的知识点如下：
1.亲子代基因的判断及比例概率的计算
2.育种方案的设计
3.基因工程的相关问题
4.实验设计验证问题
1.亲子代基因的判断及比例概率的计算
第①题中有表格中提供的杂交的结果以及题目中关于性状基因的描述，不难推断出组合一中父本的基因型是BbRR，组合二中父本的基因型是BbRr;第②题，表中F1的子叶浅绿抗病(BbRr)植株自交
结果如下：B_R_ ——其中有3/16BBR_(深绿抗病)和3/8BbR_ (浅绿抗病)
B_rr ——其中有1/16BBrr(深绿不抗病)和1/8Bbrr(浅绿不抗病)
bbR_ (死)
bbrr(死)
所以出现了子叶深绿抗病：子叶深绿不抗病：子叶浅绿抗病：子叶浅绿不抗病 3：1：6：2 的性状分离比; 第③题中 BB×Bb
1/2BB 1/2Bb
随机交配的结果如下：1/2BB×1/2BB 1/4BB
1/2Bb×1/2B b 1/16BB 1/8Bb 1/16bb(死)
1/2BB(♀)×1/2Bb(♂) 1/8BB 1/8Bb
1/2BB(♂)×1/2Bb(♀) 1/8BB 1/8Bb
所以后代中F2成熟群体中有9/16BB 6/16Bb (1/16bb死)，即二者的比值为3：2
所以在成活的个体中有3/5BB 、2/5Bb，计算B基因频率=3/5+2/5×1/2=4/5=80%;
2.育种方案的设计
第④题中欲获得子叶深绿抗病(BBR_)植株,则需要BR与BR、BR与Br 的单倍体植株的原生质体融合;第⑤题考察了杂交育种方案的设计，要求选用表中植物材料设计获得BBRR的植株，最短的时间内可用组合一的父本植株自交，在子代中选出子叶深绿类型即为纯合的子叶深绿抗病大豆材料。
