高中生物 21 遗传基因的发现 - 孟德尔的豌豆杂交实验二
两对相对性状的杂交实验
实验过程：孟德尔用纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆作亲本进行杂交，得到F₁全为黄色圆粒豌豆。然后让F₁自交，得到的F₂中出现了四种表现型，分别是黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒，其数量比接近9:3:3:1。
实验现象分析：单独看每一对相对性状，F₂中黄色:绿色 = 3:1，圆粒:皱粒 = 3:1，这说明每一对相对性状的遗传都遵循分离定律。同时，F₂中出现了新的性状组合，即黄色皱粒和绿色圆粒，这表明不同对的相对性状之间发生了自由组合。
对自由组合现象的解释
两对相对性状分别由两对遗传因子控制：假设豌豆的黄色和绿色分别由遗传因子Y、y控制，圆粒和皱粒分别由遗传因子R、r控制。
F₁产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子自由组合：纯种黄色圆粒豌豆（YYRR）产生的配子是YR，纯种绿色皱粒豌豆（yyrr）产生的配子是yr，它们杂交得到的F₁的遗传因子组成是YyRr。F₁在产生配子时，Y与y分离，R与r分离，同时Y可以与R或r组合，y也可以与R或r组合，这样F₁产生的雌、雄配子各有四种，即YR、Yr、yR、yr，且它们之间的数量比是1:1:1:1。
受精时，雌雄配子的随机结合：F₁自交时，雌雄配子随机结合，共有16种结合方式，产生的F₂有9种遗传因子组合，4种表现型，其表现型及比例为黄色圆粒（Y_R_）:黄色皱粒（Y_rr）:绿色圆粒（yyR_）:绿色皱粒（yyrr）= 9:3:3:1。
对自由组合现象解释的验证——测交实验
实验设计：让F₁（YyRr）与隐性纯合子（yyrr）进行测交，即YyRr × yyrr。
预期结果：根据孟德尔的假说，F₁能产生四种比例相等的配子YR、Yr、yR、yr，隐性纯合子只能产生一种配子yr，所以测交后代的遗传因子组合及表现型应该是YyRr（黄色圆粒）:Yyrr（黄色皱粒）:yyRr（绿色圆粒）:yyrr（绿色皱粒）= 1:1:1:1。
实验结果：测交后代的表现型及比例与预期结果相符，从而验证了孟德尔对自由组合现象的解释是正确的。
自由组合定律
内容：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；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。
实质：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
孟德尔遗传规律的再发现
1909年，丹麦生物学家约翰逊给孟德尔的“遗传因子”一词起了一个新名字，叫做“基因”。表现型是指生物个体表现出来的性状，如豌豆的高茎和矮茎；与表现型有关的基因组成叫做基因型，如高茎豌豆的基因型是DD或Dd，矮茎豌豆的基因型是dd。控制相对性状的基因，叫做等位基因，如D和d。
孟德尔遗传规律的应用
指导杂交育种：人们可以根据自由组合定律，有目的地将具有不同优良性状的亲本进行杂交，使两个亲本的优良性状组合在一起，再通过选择和培育，获得所需要的优良品种。例如，在小麦的育种中，人们可以选择抗倒伏但易染锈病的品种与易倒伏但抗锈病的品种进行杂交，从后代中选育出既抗倒伏又抗锈病的优良品种。
医学实践中的应用：在医学实践中，人们可以依据自由组合定律，对某些遗传病在后代中的发病概率进行预测，为遗传咨询提供理论依据。例如，人类的白化病是由隐性基因a控制的遗传病，多指是由显性基因B控制的遗传病。如果一个家庭中，父亲是多指患者（AaBb），母亲正常（Aabb），那么他们的后代患白化病的概率是1/4，患多指的概率是1/2，同时患两种病的概率是1/8，只患一种病的概率是1/2等。
孟德尔的豌豆杂交实验二揭示了基因的自由组合定律，进一步丰富了遗传学的理论基础，对生物的遗传和变异现象有了更深入的理解，同时也为农业育种、医学等领域的发展提供了重要的理论指导。
