孟德尔遗传定律的拓展及解题方法

高考生物遗传类试题的基本类型的归类与方法总结【例1】科学家选用萌发的普通甜椒的种子搭载“神舟”飞船,应用在微重力和宇宙射线等各种因素作用下生物易发生基因突变的原理,在从太空返回后种植得到的植株中选择果实较大的个体,培育出大果实“太空甜椒”。假设果实大小是一对相对性状,且由单基因控制的完全显性遗传,请你用原有的纯种小果实普通甜椒和大果实甜椒为实验材料,设计一个实验方案,以鉴别太空甜椒果实大小这一对相对性状的显隐性。一、相对性状显隐关系确定的实验设计参考答案：直接用纯种小果实与大果实杂交，观察后代的性状：1、如果后代全表现为小果实，则小果实为显性，大果实为隐性；2、如果后代全表现为大果实或大果实与小果实的比例为1∶1，则大果实为显性，小果实为隐性。二、判断某显性个体是纯合子还是杂合子（即基因型）区分显性纯合子与杂合子，关键是掌握一条原则，即纯合子能稳定遗传，自交后代不发生分离，杂合子不能稳定遗传，自交后代往往发生分离。对于植物来说鉴别方法一般有两种：若后代有性状分离，则待测个体为杂合子若后代有性状分离，则待测个体为杂合子1、与隐型纯合子相交（即测交法）待测个体×隐型纯合子若后代无性状分离，则待测个体为纯合子结果分析2、自交法待测个体×待测个体若后代无性状分离，则待测个体为纯合子结果分析一般情况下，植物1和2都可以，动物只能是用第一种方法【例5】某农场养了一群马,有栗色马和白色马。已知栗色基因(B〉对白色基因(b)呈完全显性。育种工作者从中选出一匹健壮的栗色公马，请你根据毛色这一性状鉴定它是杂种还是纯种。（1）为了在一个配种季节里完成这一鉴定所需要的杂交工作,你应怎样配种?(2〉杂交后代可能出现哪些结果?并对每一结果作出相应的鉴定。参考答案：（1）让该栗色公与多匹白色母马配种，然后统计子代马的毛色。（2）①如果测交后代既有栗色马又有白色马，则说明该栗色马是杂合子。②如果测交后代都是白色马，则也说明该栗色马是杂合子。③如果测交后代都是栗色马，则说明该栗色马一般是纯合子。【例6】一个自然繁殖、表现型正常的果蝇种群，性别比例偏离较大，经研究发现该种群的基因库中存在致死基因，它能引起某种基因型的个体死亡。从该种群中选取一对雌雄果蝇相互交配，F1中有202个雌性个体和98个雄性个体。请回答：（1）导致上述结果的致死基因具有性致死效应，位于染色体上。让F1中雌雄果蝇相互交配，F2中出现致死的几率为。（2）从该种群中任选一只雌果蝇，用一次杂交实验来鉴别它是纯合子还是杂合子，请写出遗传图解（有关基因用A、a表示），并用文字简要说明你的推断过程。遗传图解如下：参考答案：（1）隐X1/8（2）将该只雌果蝇与种群中任一雄果蝇交配，统计子代雌、雄果蝇的数目。若子代雌、雄果蝇比例为1:1，说明该雌果蝇为纯合子；若子代雌、雄果蝇比例为2:1，说明该雌果蝇为杂合子。1、判断基因在细胞质还是在细胞核？位于常染色体上还是X染色体上?对真核生物来说，既有细胞质基因，又有细胞核基因，而细胞核基因又有两个位置，分别在性（X和Y）染色体上和常染色体上，确定基因的位置是判断遗传方式的一个环节，是解答遗传题的基础。三、探究控制某性状的基因的位置●方法一：①实验设计：隐性的雌性×显性的纯合雄性，显性的纯合雌性×隐性的雄性。②结果预测及结论：A.若两组杂交结果相同，则该基因位于细胞核内的常染色体上。正交：♀aa×♂AA→Aa反交：♀AA×♂aa→AaB.若两组杂交结果不同，且子代性状表现都与相应母本性状相同，则该基因位于细胞质中。正交：♀H×♂L→H反交：♀L×♂H→LC.若两组杂交结果不同，且子代性状的表现与性别相关，则该基因位于细胞核内的性染色体上。正交：♀XaXa×♂XAY→XAXa、XaY反交：♀XAXA×♂XaY→XAXa、XAY【例9】玉米为单性花且雌雄同株，绿茎和紫茎为一对相对性状，现以纯种绿茎和纯种紫茎为材料，设计实验探究控制绿茎和紫茎这对相对性状的基因位于细胞质还是位于细胞核的染色体上，请写出实验思路，并推测预期结果及相应的结论。实验思路：将纯种绿茎和纯种紫茎玉米作为亲本，雌雄花序分别套袋，然后相互授粉进行杂交（或做一个正交、反交实验，正交：绿茎♀×紫茎♂，反交：紫茎♀×绿茎♂），获得F1种子，第二年分别种植两个杂交组合的F1种子，然后观察并记录F1植株茎的颜色。预期结果和结论：①如果两组杂交后代的性状相同，均为绿茎或紫茎，则说明控制这对相对性状的基因位于细胞核的染色体上（同时也可得出这对基因的显隐性）②如果两组杂交后代的性状不同，正交后代为绿茎，反交后代为紫茎（或均和母本相同），则说明控制这对相对性状的基因位于细胞质。●方法二：判断基因位于常染色体上还是X染色体上?①实验设计：选多组显性的雌性×显性的雄性。（使用条件:知道显隐性关系且显隐性基因的基因频率相等）②结果预测及给论：A.若子代中的隐性性状只出现在雄性中，则基因位于X染色体上。♀XAXA×♂XAY→XAXA、XAY♀XAXa×♂XAY→XAXA、XAXa、XAY、XaYB.若子代中的隐性性状同时出现在雌性与雄性中，则基因位于常染色体上♀AA×♂AA→AA♀AA×♂Aa→AA、Aa♀Aa×♂Aa→AA、Aa、aa♀Aa×♂AA→AA、Aa问题2：是X染色体上还是Y染色体上?解题技巧：①根据题意确定杂交亲本组合；②作出假设，草稿上书写简要图解，找到区别；③如果只在雄性中出现，则在Y染色体上；如果性状的遗传与性别无关，则在常染色体上；如果性状的遗传与性别有关，则在X染色体上2.判断基因位于XY的同源区段还是仅位于X染色体上的实验设计(1)实验设计：隐性的纯合雌性×显性的纯合雄性。(2)结果预测及结论：A.若子代中的个体全表现为显性性状，则基因位于XY的同源区段。♀XaXa×♂XAYA→XAXa、XaYAB.若子代中雌性全表现为显性性状，雄性全表现为隐性性状，则基因位于X染色体上。♀XaXa×♂XAY→XAXa、XaY3.判断基因位于常染色体上还是位于XY的同源区段的实验设计(1)实验设计：隐性的纯合雌性与显性的纯合雄性杂交获得的F1全表现为显性性状，♀XaXa×♂XAYA→XAXa、XaYA♀aa×♂AA→F1:Aa再选子代中的雌雄个体杂交获得F2，观察F2表现型情况。(2)结果预测及结论：A.若F2雌雄个体中都有显性性状和隐性性状出现，则该基因位于常染色体。P:♀aa×♂AA→F1:AaF1:♀Aa×♂Aa→F2:AA、Aa、aaP♀XaXa×♂XAYA→XAXa、XaYAF1XAXa×XaYA→XAXa、XaXaXAYAXaYA【例10】现用两个杂交组合：灰色雌蝇×黄色雄蝇、黄色雌蝇×灰色雄蝇，只做一代杂交试验，每个杂交组合选用多对果蝇。推测两个杂交组合的子一代可能出现的性状，并以此为依据，对哪一种体色为显性性状，以及控制体色的基因位于X染色体上还是常染色体上这两个问题，做出相应的推断。（要求：只写出子一代的性状表现和相应推断的结论）参考答案：如果两个杂交组合的子一代中都是黄色个体多于灰色个体，并且体色的遗传与性别无关，则黄色为显性，基因位于常染色体上。如果两个杂交组合的子一代中都是灰色个体多于黄色个体，并且体色的遗传与性别无关，则灰色为显性，基因位于常染色体上。如果在杂交组合灰色雌蝇×黄色雄蝇中，子一代中的雄性全部表现灰色，雌性全部表现黄色；在杂交组合黄色雌蝇×灰色雄蝇中，子一代中的黄色个体多于灰色个体，则黄色为显性，基因位于X染色体上。如果在杂交组合黄色雌蝇×灰色雄蝇中，子一代中的雄性全部表现黄色，雌性全部表现灰色；在杂交组合灰色雌蝇×黄色雄蝇中，子一代中的灰色个体多于黄色个体，则灰色为显性，基因位于X染色体上。4、当体细胞内某基因突变后，表达的性状不能遗传给子代时，如何判断突变基因在细胞质还是在细胞核？①实验设计：可通过细胞工程的方法来判断取两种细胞（正常细胞和突变后的细胞）分别进行细胞培养，再分别将正常细胞和突变后的细胞的细胞核与细胞质分离，然后将突变细胞的细胞核与正常细胞的细胞质融合形成细胞A并置入甲瓶中培养，将正常细胞的细胞核与突变细胞的细胞质融合形成细胞B并置入乙瓶中培养，观察甲乙两瓶中细胞的形态是否发生变化。②结果预测及结论：A.若只有甲瓶中细胞（重组细胞A）形态发生明显变化，则突变基因位于细胞核中B.若只有乙瓶中细胞（重组细胞B)形态发生明显变化，则突变基因位于细胞质中。C.若甲、乙两瓶中细胞形态均发生明显变化，则突变基因可能同时存在于细胞核和细胞质中。D.若甲、乙两瓶中细胞形态均未发生明显变化，则突变基因的表达需突变细胞自身的核质互作。四、判断两对基因是否位于同一对同源染色体上的实验设计试验设计：先杂交再自交或测交，看自交或测交后代是否符合基因的自由组合定律，如果符合，则说明多对基因位于不同对染色体上；如果不符合，则说明位于同一对染色体上。【例12】用纯种有色饱满籽粒的玉米与无色皱缩籽粒的玉米杂交（实验条件满足实验要求），F1全部表现为有色饱满，F1自交后，F2的性状表现及比例为：有色饱满73%，有色皱缩2%，无色饱满2%，无色皱缩23%。回答下列问题：（1）上述一对性状的遗传符合_________________定律。（2）上述两对性状的遗传是否符合自由组合定律？为什么？（3）请设计一个实验方案，验证这两对性状的遗传是否符合自由组合定律。（实验条件满足实验要求）实验方案实施步骤：①____________；②____________；③_______________。参考答案：（1）基因的分离（2）不符合；因为玉米粒色和粒形的每对相对性状的分离比均为3：1，两对性状综合考虑，如果符合自由组合规律，F1自交后代分离比应符合9：3：3：1。（3）实验步骤：①纯种有色饱满的玉米和纯种无色皱缩的玉米杂交，获得F1②取F1植株10株，与无色皱缩的玉米进行杂交③收获杂交后代种子，并统计不同表现型的数量比例结果预测：①若后代种子四种表现型比例符合1：1：1：1，则说明符合自由组合定律；②若后代种子四种表现型比例不符合1：1：1：1，则说明不符合自由组合定律。对学生应强调一对性状分离为比3：1，二对性状分离比为9：3：3：1。【例13】果蝇的红眼（B）对白眼（b）是一对相对性状，基因B、b位于X染色体上。请设计一个实验，单就颜色便能鉴别雏蝇的雌雄。五、根据某一性状辨别生物性别的实验设计参考答案：让白眼雌果蝇（XbXb）与红眼雄果蝇（XBY）杂交，后代中凡是红眼的都是雌果蝇，白眼的都是雄果蝇。六、育种过程的实验设计生物育种是利用遗传学、细胞生物学、现代生物工程技术等方法原理培育生物新品种的过程。生物育种的技术和方法目前有：杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种、基因工程育种、细胞工程育种、激素育种等。生物育种是提高农作物产量和品质的主要途径，随着生物科学研究的进展，育种的方法发展迅速，效果也越来越好，如何选择最佳的育种方法【例14】现在三个番茄品种，A品种的基因型为AABBdd，B品种的基因型为AabbDD，C品种的基因型为aaBBDD。三对等位基因分别位于三对同源染色体上，并且分别控制叶形、花色和果形三对相对性状。请回答：（1）如何运用杂交育种方法利用以上三个品种获得基因型为aabbdd的植株？（用文字简要描述获得过程即可）（2）如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为aabbdd的植株最少需要几年？（3）如果要缩短获得aabbdd植株的时间，可采用什么方法？（写出方法的名称即可）参考答案：（1）A与B杂交得到杂交一代，杂交一代与C杂交，得到杂交二代，杂交二代自交，可以得到基因型为aabbdd的种子，该种子可长成基因型为aabbdd植株；（2）4年；（3）单倍体育种技术。有些性状，其杂种F1的性状表现是双亲性状的中间型，这称为不完全显性。例如金鱼草的花色遗传。红花亲本（RR）和白花亲本（rr）杂交，F1（Rr）的花色不是红色，而是粉红色。F2群体的基因型分离比为：1RR：2Rr：1rr，即其中1/4的植株开红花，1/2开粉红色花，1/4的植株开白花。因此，在不完全显性中，表现