师：好，同学们，现在开始我们今天的课程。在上节课的学习中，我们了解到蕴含遗传信息的基因可通过减数分裂和受精作用遗传给后代。大家要记住，基因在传递过程中遵循特殊规律，遗传学中有三大定律，分别是分离定律、自由组合定律和连锁互换定律。高中阶段重点学习前两个定律，它们的发现者是孟德尔。孟德尔是一位热爱自然科学的修道士，他在修道院前的小空地上进行了多年植物杂交实验，于1866年发表论文《植物杂交实验》，揭示了遗传学的两大定律。

　　孟德尔并非首个研究植物杂交的人，为何他能最先取得突破呢？原因有以下几点：

　　第一，材料选择。孟德尔尝试过多种材料，豌豆是最成功的。豌豆是自花传粉且闭花授粉的植物，在开花前就已完成受精，这保证了自然状态下豌豆多为纯合子，而孟德尔对实验现象的解释正是从纯合子开始，这一点至关重要。

　　第二，豌豆有许多易于区分的相对性状。相对性状指一种生物同一性状的不同表现类型，比如豌豆种子形状有圆粒和皱粒，子叶颜色有黄色和绿色等。孟德尔主要研究了豌豆的7对性状，其中第一排表现的是显性性状，第二排是隐性性状，像豌豆茎的高度，高茎一般可达2米左右，矮茎只有30厘米左右，这样易于区分的性状便于孟德尔对实验结果进行分析和数量统计。

　　第三，豌豆花相对较大。孟德尔要进行异花传粉的人工杂交实验，花大更易操作。杂交实验分为四大步骤：第一步去雄，在豌豆花蕊成熟前剪去雄蕊，只保留雌蕊，该植株称为母本；然后套袋，防止外来花粉干扰；待雌蕊成熟后，授予另一朵花的花粉，提供花粉的植株称为父本；最后再套袋。孟德尔对每朵花都如此操作，工作十分繁琐。他统计了子代和亲代的遗传现象并进行数量统计，开创性地将数学统计学原理应用于生物学实验问题的分析，这也是他成功的原因之一。此外，孟德尔在分析子二代性状时发现了3:1的特殊性状分离比，他对实验遗传现象的研究遵循从一对到多对的顺序，还将物理学中的假说 - 演绎研究思路应用到生物学实验分析中，使实验结果更科学准确。

　　下面我们进一步研究孟德尔的实验，先梳理几个相关概念：

　　第一组是符号类，P代表亲本，♀代表母本，♂代表父本；F代表子代，右下角数字表示子一代、子二代等；还有自交符号和杂交符号。杂交指不同个体间的交配，自交指植物自花传粉或相同基因型个体间的交配。

　　第二组，测交是孟德尔的重要开创，指子一代与隐性纯合子杂交。

　　第三组，正交和反交是相对概念，若高茎豌豆做母本、矮茎做父本为正交，那么高茎做父本、矮茎做母本就是反交，孟德尔实验发现正交、反交后代结果一致。

　　第四组是性状类，包括相对性状，以及相对性状中的显性性状和隐性性状。孟德尔发现高茎豌豆和矮茎豌豆杂交，子一代都表现为高茎，即显性性状，隐藏的亲本性状为隐性性状。子一代自交，子二代出现显性和隐性性状，称为性状分离。

　　第五组是基因类，显性基因用大写字母表示，隐性基因用小写字母表示，位于同源染色体相同位置、控制相对性状的大写字母和小写字母组合，如D和d，称为等位基因。像DD和dd是纯合子，控制相同性状，只有Dd杂合子才包含等位基因概念。

　　第六组是个体类，个体的基因构成叫基因型，有纯合子和杂合子之分；个体的表现性状叫表现型。两者关系可概括为：表现型相同，基因型不一定相同，如高茎豌豆有纯合子也有杂合子；在不同环境中，基因型相同，表现型可能存在差异；所以，表现型是基因型和环境共同作用的结果。

　　孟德尔通过一对相对性状实验发现了基因的分离定律，其适用范围是真核生物进行有性生殖时核基因的传递过程。孟德尔的实验遵循假说 - 演绎的实验流程：

　　首先，孟德尔用纯合高茎豌豆和纯合矮茎豌豆杂交，子一代都是高茎豌豆，他认为高茎是显性，矮茎是隐性。子一代自交得到子二代，出现了高茎与矮茎3:1的特殊分离比。孟德尔对其他性状研究后发现，显性与隐性比例都接近3:1的性状分离比，于是他提出问题：为什么子二代会出现3:1的性状分离比？当时理论无法解释，孟德尔便提出假说：

　　第一，生物的性状由遗传因子决定，即后来所说的基因。

　　第二，体细胞中遗传因子成对存在。

　　第三，成对的遗传因子在形成配子时彼此分离。比如亲本高茎豌豆基因型为DD，矮茎豌豆为dd，形成配子时，D和D、d和d彼此分离，分别产生含D和含d的配子。

　　第四，受精时雌雄配子随机结合。D和d结合，子一代为Dd，表现为高茎。子一代自交，Dd能产生D和d两种配子，雌雄配子随机结合，后代会出现DD、Dd、Dd、dd四种基因组合，基因型比为1:2:1，表现型比为3:1 。用这种绘制配子交叉线的方法，要写出亲本表现型、基因型、配子种类及基因型，用线连接雌雄配子，再写出后代表现型、基因型及其比例。

　　孟德尔的假说完美解释了3:1的现象，但科学理论不仅要解释现象，还要能预测现象。于是孟德尔进行演绎推理，设计了测交实验，用子一代与隐性纯合子杂交。因为隐性纯合子只能产生含隐性基因的配子，不会遮盖待测个体配子所含基因决定的表现型。按照孟德尔理论，Dd应产生D和d两种配子，与矮茎豌豆（dd）杂交，后代应出现Dd和dd，表现型和基因型比都是1:1 。孟德尔进行实验检验，测交实验得到166株后代，其中87株高茎，79株矮茎，比例接近1:1 ，理论分析与实验数据相符，结论科学。孟德尔总结理论：在生物体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合，形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同配子，随配子遗传给后代。精简来说，就是等位基因D和d彼此分离，形成含D和d的两种配子。而等位基因分离发生在减数第一次分裂后期，因为同源染色体在此时彼此分离，位于同源染色体上的等位基因也随之分离，这就是分离定律的细胞学实质。

　　下面通过一道基础题检验复习内容：豌豆子叶黄色对绿色为显性，孟德尔用纯种黄色豌豆和纯种绿色豌豆杂交，得到子一代Yy，分别产生含Y、y的两种配子。观察表格，分析四个选项：

　　A选项，豌豆花中雌配子数量少，约6 - 7个，雄配子数以万计，A选项错误。

　　B选项，基因分离定律实质体现在等位基因分离，Yy产生含Y、y的两种配子，B选项正确。

　　C选项，1和2的基因型分别是Yy（黄色）、Yy（黄色），3是yy（绿色），C选项错误。

　　D选项，亲本基因构成是YY和yy，但谁做父本谁做母本均可，子一代仍是Yy，所以亲本基因构成不明确，D选项错误。答案选B。

　　一对相对性状中有几个比例关系：

　　1:1体现在测交后代的基因型比、表现型比，以及子一代产生的两种配子比，这是分离定律的实质。

　　3:1是子二代的性状分离比，且是显性比隐性为3:1 ，显性性状占3份，隐性性状占1份。

　　1:2:1是子二代的基因型比。孟德尔思考如何确定子二代高茎豌豆中既有杂合子又有纯合子，他让子二代所有高茎豌豆自交，看后代是否发生性状分离。由于高茎中纯合子与杂合子比例是1:2，所以高茎豌豆中发生性状分离的杂合子占2/3，不发生性状分离的纯合子占1/3 。

　　用2/3和1/3这个比例解决一道题目：某植物红花对白花是一对相对性状，杂合红花植株（Aa）自交得到子一代，子一代红花植株自交得到子二代。把文字转化为遗传图解，Aa自交得到子一代AA:Aa:aa = 1:2:1 。因为让红花植株自交，所以不考虑白花植株。红花植株中1/3AA，2/3Aa ，分别自交，1/3AA后代还是1/3AA ，2/3Aa后代性状分离，2/3×1/4 = 1/6AA ，2/3×2/4 = 2/6Aa ，2/3×1/4 = 1/6aa 。汇总后AA占3/6 ，Aa占2/6 ，aa占1/6 。分析四个选项：