高中生物 20 遗传基因的发现 - 孟德尔的豌豆杂交实验一
豌豆作为遗传实验材料的优点
自花传粉且闭花受粉：自然状态下一般都是纯种，用豌豆做人工杂交实验，结果既可靠又容易分析。
具有易于区分的相对性状：例如豌豆的高茎和矮茎、圆粒和皱粒、黄子叶和绿子叶等，便于观察和统计分析。
花大，易于操作：豌豆花较大，便于人工去雄和授粉等操作，使实验过程更加容易进行。
一对相对性状的杂交实验
实验过程：孟德尔用纯种高茎豌豆与纯种矮茎豌豆作亲本（用P表示）进行杂交，得到的子一代（用F₁表示）全部是高茎豌豆。然后让F₁自交，得到的子二代（用F₂表示）中既有高茎豌豆，又有矮茎豌豆，且高茎与矮茎的数量比接近3:1。
实验现象及解释：孟德尔把F₁中显现出来的性状，叫做显性性状，如高茎；未显现出来的性状，叫做隐性性状，如矮茎。在杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象叫做性状分离。孟德尔对分离现象的原因提出了如下假说：
生物的性状是由遗传因子决定的，这些因子就像一个个独立的颗粒，既不会相互融合，也不会在传递中消失。每个因子决定着一种特定的性状，其中决定显性性状的为显性遗传因子，用大写字母表示，如D；决定隐性性状的为隐性遗传因子，用小写字母表示，如d。
在体细胞中，遗传因子是成对存在的。纯种高茎豌豆的体细胞中有成对的遗传因子DD，纯种矮茎豌豆的体细胞中有成对的遗传因子dd。
生物体在形成生殖细胞——配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中。配子中只含有每对遗传因子中的一个。
受精时，雌雄配子的结合是随机的。F₁的遗传因子组成是Dd，在产生配子时，D和d彼此分离，分别进入不同的配子中，所以F₁产生的配子种类及比例是D:d = 1:1。当F₁自交时，雌雄配子随机结合，产生的F₂的遗传因子组成及比例是DD:Dd:dd = 1:2:1，表现型及比例是高茎:矮茎 = 3:1。
对分离现象解释的验证
测交实验：为了验证对分离现象的解释是否正确，孟德尔设计了测交实验，即让F₁与隐性纯合子杂交。按照孟德尔的假说，F₁（Dd）能产生两种比例相等的配子D和d，隐性纯合子（dd）只能产生一种配子d，所以测交后代的遗传因子组成及比例应该是Dd:dd = 1:1，表现型及比例应该是高茎:矮茎 = 1:1。实验结果与预期相符，从而验证了孟德尔对分离现象的解释是正确的。
分离定律
内容：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。
实质：等位基因随同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
孟德尔遗传实验的科学方法
选材恰当：选择豌豆作为实验材料，为实验成功奠定了基础。
先对一对相对性状进行研究：采用由单因素到多因素的研究方法，便于观察和分析实验结果，发现规律。
运用统计学方法对实验结果进行分析：孟德尔对大量的数据进行了统计分析，从而揭示了性状分离比的本质，使实验结果更具说服力。
科学地设计实验程序：孟德尔通过提出问题、作出假说、演绎推理、实验验证等步骤，科学地设计并完成了实验，最终得出了基因的分离定律。
孟德尔的豌豆杂交实验一为遗传学的发展奠定了基础，其科学的研究方法和得出的分离定律对后来的遗传学研究产生了深远的影响。
