遗传学实验设计考点归类例析

遗传学实验设计与应用归类例析绍兴一中陈龙珠1遗传学实验设计与应用归类例析考点1：如何确定常染色体遗传还是伴性遗传——正反交[说明]若正交与反交产生的F1的性状表现都与母本相同，则该遗传为细胞质遗传；若正交与反交产生的F1的性状表现与母本无关，表现为相对性状中的一种，则该花色的遗传为细胞核遗传中的常染色体遗传；若正反交的结果之一出现交叉遗传，则为伴X染色体遗传。[例题]从一个自然果蝇种群中选出一部分未交配过的灰色和黄色两种体色的果蝇，这两种体色的果蝇数量相等，每种体色的果蝇雌雄各半。已知灰色和黄色这对相对性状受一对等位基因控制，所有果蝇均能正常生活，性状的分离符合遗传的基本定律。请回答下列问题：（1）种群中的个体通过繁殖将各自的___________传递给后代。（2）确定某性状由细胞核基因决定，还是由细胞质基因决定，可采用的杂交方法是______。（3）如果控制体色的基因位于常染色体上，则该自然果蝇种群中控制体色的基因型有______种；如果控制体色的基因位于X染色体上，则种群中控制体色的基因型有______种。（4）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）。[答案]（1）基因（2）正交和反交（3）35（4）如果两个杂交组合的子一代中都是黄色个体多余灰色个体,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余黄色个体,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；如果在杂交组合灰雌和黄雄杂交,子一代中的雄性全部表现为灰色,雌性全部表现为黄色；如果在杂交组合黄雌和灰雄杂交,子一代中的黄色多于灰色个体,则黄色为显性,基因位于X染色体上；如果在杂交组合黄雌和灰雄杂交中,子一代中的雄性全部表现为黄色,雌性全部表现为灰色；在杂交组合灰雌和黄雄杂交,子一代中的灰色多于黄色个体,则灰色为显性,基因位于X染色体上。方法提示：先写杂交组合，在总结文字。考点2：如何确定一对基因的显隐性关系——多对“自交”[说明]一对相对性状由一对等位基因控制的，遵循基因的分离定律。因此，可以选择多对相同性状亲本杂交，后代出现性状分离，则亲本为显性；若皆与亲本一致，则亲本为隐纯。[例题]已知牛的有角与无角为一对相对性状，由常染色体上的等位基因A与a控制。在自由放养多年的一群牛中(无角的基因频率与有角的基因频率相等)，随机选出1头无角公牛和6头有角母牛，分别交配，每头母牛只产了1头小牛。在6头小牛中，3头有角，3头无角。(1)根据上述结果能否确定这对相对性状中的显性性状?请简要说明推断过程。(2)为了确定有角与无角这对相对性状的显隐性关系，用上述自由放养的牛群(假设无突变发生)为实验材料，再进行新的杂交实验，应该怎样进行?(简要写出杂交组合、预期结果并得出结论)[答案](1)假设无角为显性，则公牛的基因型为Aa，6头母牛的基因型都为aa，按每头母牛只产了1头小牛计算，每个交配组合的后代为有角或为无角，概率各占1/2，所以6个组合后代合计很可能会出现3头无角小牛，3头有角小牛的情况。假设有角为显性，则公牛的基因型为aa，6头母牛可能有两种基因型，即AA和Aa、AA的后代均为有角，Aa的后代或为无角或为有角，概率各占1/2，由于配子的随机结合及后代数量少，实际分离比[例题]可能偏离1/2。所以，只要母牛中具有Aa基因型的头数大于或等于3头，那么6个组合后代合计也很可能会出现3头无角小牛，3头有角小牛的情况。综合上述分析，此杂交结果不能确定有角为显性，还是无角为遗传学实验设计与应用归类例析绍兴一中陈龙珠2显性。(2)从牛群中选择多对有角牛与有角牛杂交(有角牛×有角牛)，如果后代出现无角小牛，也就是说，杂交亲本中没有“无角性状”，而后代出现了“无角性状”，即无中生有，则可以确定有角（或亲本性状）为显性，无角（或新性状）为隐性；从牛群中选择多对有角牛与有角牛杂交(有角牛×有角牛)，如果后代没有出现性状分离即全部为有角小牛，则有角为隐性，无角为显性。[解析]如果从牛群中选择2对或几对有角牛与有角牛杂交，后代没有出现性状分离，能不能判断有角一定为隐性性状呢？答案是否定的，因为全部纯合显性的几对有角牛杂交或几对纯合显性有角牛与杂合子杂交，后代也没有出现性状分离。由此看来，许多考生解这类题型时由于没有特别注意“一对、几对”和“多对”的区别、“限制性群体”和“自由群体”的区别，造成此题失分的主要原因。考点3：一次杂交，鉴别X染色体上显隐性性状的方法——一次测交[说明]若仅通过一次杂交实验，确定一对相对性状中的显隐性，可以取具有一对相对性状的亲本杂交，若后代皆为同一性状或雌雄各有两种性状，则雌性亲本性状为显性；若后代雌蝇与雄性亲本性状一致，而后代雄蝇与雌性亲本性状一致，则雄性亲本性状为显性。[例题]若己知果蝇的灰身与黑身是由位于X染色体上的一对等位基因控制。但实验室只有从自然界捕获的、未交配有繁殖能力的灰身雌、雄果蝇各一只和黑身雌、雄果蝇各一只，你能否通过一次杂交实验确定这对相对性状中的显性性状？请用遗传图解表示并加以说明推导过程（用字母A、a表示显、隐性基因）。[答案]能。任取两只不同性状的雌、雄果蝇杂交：①若后代只出现一种性状，则该杂交组合中的雄果蝇（亲本）代表的性状为隐性（如A）；②若后代中雌、雄果蝇各为一种性状，则该杂交组合中的雄果蝇（亲本）代表的性状为显性（如B）；③若后代中雌、雄果蝇均为两种性状，则该杂交组合中的雄果蝇（亲本）代表的性状为隐性（如C）。PXAXA×XaYPXaXa×XAYPXAXa×XaY↓↓↓F1XAXa、XAYF1XAXa、XaYF1XAXa、XaXa、XAY、XaY（A）（B）（C）考点4：已知显隐性的一对基因，如何确定X染色体还是常染色体遗传的方法—一次测交[说明]若一次交配实验即可证明这对基因位于何种染色体上，则选择隐性母本与显性父本杂交，若子代中雌果蝇全为显性，雄果蝇全为隐性，则这对基因位于X性染色体上；若子代中雌、雄果蝇全为显性，或子代中雌、雄果蝇均既有显性，又有隐性，个体数量比接近1：1,则这对基因位于常染色体上。[例题]一只雌果蝇的某基因发生突变，使野生型变为突变型，该蝇与野生型蝇杂交，F1的雌雄果蝇中均有野生型和突变型。假如仅通过一次杂交实验必须鉴别出突变基因是在常染色体上还是在X染色体上，那么该杂交组合最好选择（D）A、野生型（♀）×野生型（♂）B、突变型（♀）×野生型（♂）C、突变型（♀）×突变型（♂）D、野生型（♀）×突变型（♂）[答案]D考点5：判断是否符合基因分离定律或自由组合定律——自交或测交[说明]具有一对相对性状的亲本杂交，取F1自交（或测交）得F2性状分离比为3:1（或1:1），则符合；反之不符合；具有两对对相对性状的亲本杂交，取F1自交（或测交）得F2性状分离比为9:3:3:1（或1:1:1:1），则符合；反之不符合。[例题]为丰富植物育种的种质资源材料，利用钴60的γ射线辐射植物种子筛选出不同性状的突变植株，请回答下列问题：（1）钴60的γ辐射用于育种的方法属于育种。遗传学实验设计与应用归类例析绍兴一中陈龙珠3（2）从突变材料中选出高产植株，为培育高产、优质、抗盐新品种，利用该植株进行的部分杂交实验如下：①控制高产、优质性状的从基因位于对染色体上，在减数分裂联会期（能、不能）配对。②抗盐性状属于遗传。（3）从突变植株中还获得了显性高蛋白株（纯合子），为验正该性状是否由一对基因控制，请参与实验设计并完善实验方案：①步骤l：选择和杂交。预期结果。②步骤2:。预期结果。③观察实验结果，进行统计分析：如果与相符，可证明该性状由一对基因控制。[答案](l）诱变(2）①两（或不同）不能②细胞质（或母系）(3）①高蛋白（纯合）植株低蛋白植株（或非高蛋白植株）后代（或F1）表现型都是高蛋白植株②测交方案：用F1与低蛋白植株杂交后代高蛋白植株和低蛋白植株的比例是1：1或自交方案：F1自交（或杂合高蛋白植株自交）后代高蛋白植株和低蛋白植株的比例是3:1③实验结果预期结果考点6：鉴定纯合体、杂合体的实验设计——测交[说明]测交后代只有一种表现型说明亲本为纯合子，若后代有两种表现型则亲本为杂合子。[例题]果蝇的红眼和白眼为一对相对性状，红眼为显性性状，白眼为隐性性状，控制这对性状的基因位于X染色体上。现有4支试管内分别装有红眼雄果蝇、红眼雌果蝇和白眼雄果蝇、白眼雌果蝇各一只。请利用实验室条件设计最佳方案，鉴别上述4支试管内果蝇的基因型（显性基因用B表示）。[解析]雄果蝇的基因型有两种：XBY（红眼）、XbY（白眼）；雌果蝇的基因型有三种：XBXB（红眼）、XBXb（红眼）、XbXb（白眼），雌果蝇和雄果蝇可直接通过观察成体第二性征的差别（果蝇腹部背面条纹有5条为雌性，3条为雄性）来鉴定。通过以上分析可知，唯有红眼雌果蝇的基因型（有XBXB和XBXb两种基因型）需要鉴别。可以直接用红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配，若后代有白眼果蝇，说明该红眼雌果蝇是杂合体，基因型为XBXb；若后代全为红眼果蝇，说明该红眼雌果蝇是纯合体，基因型为XBXB。至此，设计的实验方案也就出来了。[答案]先根据第二性征鉴别四支试管内果蝇的性别，若为红眼雄性果蝇，则该试管内果蝇基因型为XBY，再用白眼雄性果蝇分别与另两管的红眼雌性果蝇交配，若后代中出现性状分离，则该管中果蝇的基因型为XBXb；若后代中不出现性状分离，则该管中果蝇的基因型为XBXB。杂交一：P：♀非高产、优质、抗盐×♂高产、非优质、不抗盐F1高产、优质、抗盐F2高产、优质、抗盐9非高产、优质、抗盐3高产、非优质、抗盐3非高产、非优质、抗盐1杂交一：P：♀高产、非优质、不抗盐×♂非高产、优质、抗盐F1高产、优质、不抗盐F2高产、优质、不抗盐9非高产、优质、不抗盐3高产、非优质、不抗盐3非高产、非优质、不抗盐1遗传学实验设计与应用归类例析绍兴一中陈龙珠4考点7：根据某一性状辨别生物雌雄的实验设计——测交[例题]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。[解析]要辨别雌雄唯有让两性别分别表现为单一的眼色。可以通过各种（6种）亲本杂交结果分析得知，只有杂交亲本组合“XBY×XbXb”的后代从眼色性状可以直接判断出性别：红眼为雌性，白眼为雄性；也可通过分析，母本必须纯合，后代雄性才会单一眼色，而父本必须显性，后代雌性才会单一眼色，综上所述，杂交亲本组合“XBY×XbXb”的后代从眼色性状可以直接判断出性别。[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。考点8：育种过程的实验设计——杂交[例题]1：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）[解析]根据题意可知，三对等位基因（A、a，B、b和D、d）遵循基因的自由组合定律，实验设计要求培育出纯合体（aabbdd），即培育出能够稳定遗传个体。由于a、b、d基因不在同一个个体上，因此先由两个亲本通过杂交，得到F1（含a、b或a、d或b、d）；再通过F1与第三个亲本杂交，得到含有a、b、d杂合体F2；最后通过F2自交可以得到aabbdd的基因型个体。从时间上来看，若A与B杂交得到杂交一代，杂交一代与C杂交得