單性雜交實驗與分離律全攻略：揭開遺傳奧祕的第一定律 | 莫斯利自然科學

10月27日

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為什麼親代雙親明明都是黑髮，生出來的孩子卻可能是金髮？為什麼有些顯而易見的特徵會隱藏在某一代，卻又在下一代突然冒出來？這背後神祕的遺傳密碼，早在 19 世紀就被奧地利修道士孟德爾透過一顆顆簡單的豌豆精準破解。

單性雜交實驗與分離律

一、單性雜交實驗的設計與過程

單性雜交是指針對一對相對性狀（例如豌豆的高莖與矮莖、黃種皮與綠種皮）所進行的雜交實驗。孟德爾透過嚴謹的步驟，發現了隱藏在生物體內的規律：

實驗階段	步驟與操作內容	觀察結果與表現型
1. 親代（P代）	選擇具備對比性狀的純品系親代進行人工異花授粉（例如純品系高莖 × 純品系矮莖）。	親代皆為純合子，確保性狀能代代相傳。
2. 第一子代（F₁代）	將親代雜交產生的種子種下並長成 F₁代。	全部皆為高莖，隱性性狀（矮莖）似乎消失了。
3. 第二子代（F₂代）	讓 F₁代進行自花授粉，收穫並觀察產生的 F₂代種子。	同時出現高莖與矮莖，且數量比例大約為 3 比 1。

為什麼 F₁代看似隱性性狀消失，到了 F₂代卻又重新出現 3 比 1 的比例？為了完美解釋這個現象，孟德爾大膽提出了劃時代的假說，並總結出分離律：

遺傳因子的存在： 每個生物體內決定某一性狀的遺傳因子（現代遺傳學稱為等立基因，Alleles）都是成對存在的。其中一個來自父方，另一個來自母方。
分離律的本質： 當生物體形成生殖細胞（精子或卵）進行減數分裂時，成對的遺傳因子會彼此分離，分別進入不同的配子中。因此，每個配子（單倍體）中只帶有一個遺傳因子。
受精時的隨機結合： 當精卵隨機結合受精後，子代重新恢復成對的遺傳因子，進而決定其表現型。

顯性與隱性： 高莖（T）對矮莖（t）為顯性。
F₁代基因型： 皆為 Tt（表現型全為高莖）。
F₂代基因型比例： 1分之1 TT（純品系高莖）比 2分之1 Tt（雜合子高莖）比 4分之1 tt（純品系矮莖），即基因型比例為 1 比 2 比 1。
F₂代表現型比例： 高莖佔 4分之3，矮莖佔 4分之1，即表現型比例為 3 比 1。

【題目】 關於孟德爾單性雜交實驗與分離律的敘述，下列何者正確？

【解析】

【題目】 若純品系高莖豌豆（TT）與純品系矮莖豌豆（tt）雜交產生 F₁代，再讓 F₁代自花授粉產生 F₂代，則在 F₂代中，基因型為 Tt 的個體比例佔全部子代的多少？

【解析】

讓 F₁代（Tt）自花授粉（Tt × Tt），其產生的 F₂代基因型組合利用龐氏方格可推導為：TT佔 4分之1、Tt佔 4分之2（即 2分之1）、tt佔 4分之1。
因此，基因型為 Tt 的雜合子個體比例為 2分之1。
正確答案：(2)