2.2.3.2遗传实验设计专题课件

1与杂交相关概念的理解与应用基因定位的遗传实验设计与分析2●杂交：●正交与反交：常用于判断某性状的遗传方式是细胞核遗传还是细胞质遗传，在细胞核遗传中，也可利用正反交判断是常染色体遗传还是伴性遗传。●测交：1、判断一个显性个体的基因型（是纯合子还是杂合子）3、判断遵循什么遗传定律。●自交：1、判断纯合子还是杂合子。2、判断性状的显、隐性。3、判断遵循什么遗传定律。4、杂交育种中，获取能稳定遗传的纯种。1、杂交主要用于判断性状的显隐性关系。2、杂交把双亲的优良性状综合到杂种后代中，再经选育而成新品种，这是目前培育新品种的重要方法。隐性个体杂交，叫测交基因型相同的个体相交杂交是一个比较宽泛的概念，包括个体水平，细胞水平和分子水平的杂交。2、判断一个显性个体形成的配子类型及其比例。基因型不同的两种个体甲和乙杂交，如果将甲作父本，乙作母本定为正交，那么以乙作父本，甲作母本为反交；反之，若乙作父本，甲作母本为正交，则甲作父本，乙作母本为反交。3（1）判断基因位于细胞质中还是细胞核中的实验设计1、确定一对相对性状的显隐性关系2、确定某一显性性状个体是纯合子还是杂合子（2）判断两对基因是否位于同一对同源染色体上的实验设计（4）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．（5）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3、确定某变异性状是否为可遗传变异遗传实验设计基本类型（3）判断基因位于常染色体上还是位于X染色体上的实验设计4、基因定位一、纯合子与杂合子的判断例1：一株高茎豌豆，如何用最简单的实验方案，判断其是否属于纯合子。自交例2：有一匹栗色(相对于白色为显性)公马，欲在一个繁殖季节中判断其是否属于纯合子，回答应该采用什么杂交实验的方法，预期结果，并得出结论。方法：让这匹栗色公马与多匹白色母马交配。预期结果：（1）后代既有栗色马又有白色马（2）后代全为栗色马。自交法是最简单的，通常用于植物动物通常用测交法二、显、隐性的判断例3：现有自然界中获得的灰身与黑身果蝇，已知灰身与黑身基因在常染色体上，要求通过一代杂交实验判断灰身与黑身基因的显隐性。答案：方案一P：多对灰身×灰身实验结果预测：①若F1中出现灰身与黑身，则灰身为显性②若F1中只有灰身，则黑身为显性方案二P：多对黑身×黑身实验结果预测：①若F1中出现灰身与黑身，则黑身为显性②若F1中只有黑身，则灰身为显性方案三P：多对灰身×黑身实验结果预测：①若F1中灰身数量大于黑身，则灰身为显性②若F1中黑身数量大于灰身，则黑身为显性例4：现有自然界中获得的雌雄红眼果蝇各一只与雌雄白眼果蝇各一只（基因位于X染色体上），要求通过一次杂交实验判断红眼与白眼基因的显、隐性。任选一只红眼与白眼的雌雄果蝇进行交配，这样就可以出现以下情形：如果杂交后代雌雄果蝇均表现与母方相同的性状，那么双亲中母方的性状是显性的，父方的性状是隐性的（图解一）；如果杂交后代雌雄果蝇均表现双亲的两种性状，那么双亲中母方的性状是显性的，父方的性状是隐性的（图解二）；如果杂交后代中雄果蝇表现母方性状，雌果蝇表现父方性状，那么双亲中母方的性状是隐性的，父方的性状是显性的（图解三）；三、确定某变异性状是否为可遗传变异①若后代仍有该变异性状，则为遗传物质改变引起的可遗传变异②若后代无该变异性状，则为环境引起的不可遗传变异基本思路：利用该性状的（多个）个体多次交配（自交或杂交）结果结论：例题5：正常温度条件下（25℃左右）发育的果蝇，果蝇的长翅（V）对残翅（v）为显性，这一对等位基因位于常染色体上。但即便是纯合长翅品种（VV）的果蝇幼虫，在35℃温度条件下培养，长成的成体果蝇却表现为残翅，这种现象叫“表型模拟”。（1）这种模拟的表现性状能否遗传？为什么？（2）现有一只残翅果蝇，如何判断它是否属于纯合残翅（vv）还是“表型模拟”？请设计实验方案并进行结果分析。方法步骤：结果分析：答案：（1）不能遗传，因为“表型模拟”是由于环境条件改变而引起的变异，遗传物质（基因型）并没有改变（2）方法步骤：①让这只残翅果蝇与正常温度条件下发育的异性残翅（vv）果蝇交配；②使其后代在正常温度条件下发育；③观察后代翅的形态。结果分析：①若后代表现均为残翅果蝇，则这只果蝇为纯合残翅（vv）；②若后代表现有长翅果蝇，则这只果蝇为“表型模拟”。XYⅠⅡ--1Ⅱ--2Ⅱ--1伴YⅡ--2伴XⅠXY同源区段三基因在染色体上位置的判断判断两对基因是否位于同一对同源染色体上常染色体与伴X判断常染色体与XY同源区段判断XY同源区段与伴X判断伴Y的判断1判断两对基因是否位于同一对同源染色体上（是否符合自由组合定律、位于一对还是两对同源染色体上）基本思路：A．若子代中出现9:3:3:1的性状分离比，则控制这两对相对性状的两对基因不在同一对同源染色体上。B．若子代中没有出现9:3:3:1的性状分离比，则控制这两对相对性状的两对基因位于同一对同源染色体上。实验设计：结果预测及结论选具有两对相对性状且纯合的雌雄个体杂交得F1，再将F1中的雌雄个体相互交配产生F2,统计F2中性状的分离比(注：F1测交后统计F2中性状的分离比也可)是否符合测交与自交的特殊比例例6：实验室中现有一批未交配过的纯种长翅灰体和残翅黑檀体的果蝇。已知长翅和残翅这对相对性状受一对位于第Ⅱ号同源染色体上的等位基因控制。现欲利用以上两种果蝇研究有关果蝇灰体与黑檀体性状的遗传特点。（说明：控制果蝇灰体与黑檀体性状的基因在常染色体上，所有果蝇均能正常繁殖成活）请设计一杂交方案，同时研究以下两个问题：问题一：研究果蝇灰体与黑檀体是否由一对等位基因控制，并做出判断。问题二：研究控制果蝇灰体与黑檀体的等位基因是否也位于第Ⅱ号同源染色体上，并做出判断。（1）杂交方案（2）对问题一的推断及结论（3）对问题二的推断及结论（1）杂交方案长翅灰体×残翅黑檀体→F1F2雌雄果蝇杂交（2）对问题一的推断及结论如果F2出现性状分离，且性状分离比为3：1，符合孟德尔基因分离定律，则灰体和黑檀体是由一对等位基因控制。反之则不是由一对等位基因控制。（3）对问题二的推断及结论如果F2出现4种表现型，其性状分离比为9：3：3：1，说明符合基因的自由组合定律，则控制灰体和黑檀体的这对等位基因不是位于第Ⅱ号同源染色体上。反之则可能是位于第Ⅱ号同源染色体上。2判断基因位于常染色体上还是位于X染色体上方法一：正反交法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。B.若两组杂交结果不同，且子代性状的表现与性别有关，则该基因位于细胞核内的X染色体上。使用条件：不知道显隐性关系实验设计：隐性的雌性×显性的纯合雄性；显性的纯合雌性×隐性的雄性结果预测及结论例7：假设果蝇的刚毛直毛和非直毛是一对相对性状，实验室中有纯种的直毛和非直毛果蝇若干，要求通过一代杂交实验判断，直毛与非直毛基因是位于常染色体上还是X染色体上。判断基因位置最常用的方法是正交和反交假设1：基因在常染色体上假设2：基因在X染色体上2012年6月3日遗传实验设计专题16雌隐×雄显方法二：使用条件：知道显隐性关系A.若子代中的雄性个体全为隐性性状，雌性个体全为显性性状，则基因位于X染色体上。B.若子代中的雌雄个体中既有显性性状又有隐性性状，则基因位于常染色体上。C.若子代中的雌雄个体全为显性性状，则基因位于常染色体上实验设计：雌隐×雄显结果预测及结论：例7变换：假设果蝇的刚毛直毛和非直毛是一对相对性状，且直毛为显性，实验室中有纯种的直毛和非直毛果蝇若干，要求通过一次杂交实验判断，直毛与非直毛基因是位于常染色体上还是X染色体上。（1）选择雌性直毛与雄性非直毛杂交在这种杂交选择下，无论基因位于常染色体上还是位于X染色体上，后代雌雄果蝇均为直毛的，因此无法对基因的位置作出选择。在这种杂交选择下，基因位于常染色体上与位于X染色体上的结果会出现不同，因此可以作出判断。如果后代雌雄均为直毛，那么基因位于常染色体上；如果后代雌果蝇为直毛，雄果蝇为非直毛，那么基因位于X染色体上。（2）选择雌性非直毛与雄性直毛杂交应用2：鸡的芦花对非芦花为显性，控制这对性状的基因在性染色体上。请你设计一个方案，单就毛色便能辩别雏鸡的雌雄。芦花鸡非芦花鸡鸡性别决定方式：ZW型亲代♀♂×非芦花鸡芦花鸡zbzbzＢw3判断基因位于XY的同源区段还是仅位于X染色体上方法一：正反交法使用条件：不知道显隐性关系A.若正反交子代表现型相同，则基因位于XY的同源区段。B.若正反交子代表现型不相同，则基因位于X染色体上。实验设计：结果预测及结论：纯合隐性个体和纯合显性个体正交和反交20A.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。B.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。实验设计：结果预测及结论：雌隐×显性的纯合雄性方法二：使用条件：知道显隐性关系雌隐×显性的纯合雄性某自然种群的雌雄异株植物为XY型性别决定，该植物的花色（白色、蓝色和紫色）由常染色体上的两对独立遗传的等位基因（D、d和R、r）控制，叶形（宽叶和窄叶）由另一对等位基因（H和h）控制，请据图分析回答：［注：图1为该植物的花色控制过程。图2为该植物的性染色体简图，同源部分（图中的I片段）基因互为等位，非同源部分（图中的II、III片段）基因不互为等位。］（2）已知控制叶形的基因（H和h）在性染色体上，但不知位于I片段还是II片段。也不知宽叶和窄叶的显隐性关系。现有纯种宽叶、窄叶雌性植株若干和纯种宽叶、窄叶雄性植株若干，你如何通过只做一代杂交实验判断基因（H和h）位于I片段还是II片段？请写出你的实验方案、判断依据及相应结论。(不要求判断显、隐性，不要求写出子代具体表现型)实验方案：______________________判断依据及结论：①如果__________，则控制叶形的基因（H、h）位于Ⅰ片段。②如果_____________，则控制叶形的基因（H、h）位于Ⅱ片段。例8变式：科学家研究黑腹果蝇时发现，刚毛基因(B)对截刚毛基因(b)为完全显性。若这对等位基因存在于X、Y染色体上的同源区段，则刚毛雄果蝇表示为XBYB、XBYb、XbYB，若仅位于X染色体上，则只能表示为XBY。现有各种纯种果蝇若干，请利用一次杂交实验来推断这对等位基因是位于X、Y染色体上的同源区段还是仅位于X染色体上，请写出遗传图解，并简要说明推断过程。基本思路：雌隐×显性的纯合雄性P截刚毛雌刚毛雄P截刚毛雌刚毛雄XbXb×XBYBXbXb×XBY配子XbXBYB配子XbXBYF1XBXbXbYBF1XBXbXbY刚毛雌刚毛雄刚毛雄截刚毛雄用纯种截刚毛雌果蝇与纯种刚毛雄果蝇杂交，①若子一代雄果蝇为刚毛，则这对等位基因存在于X、Y染色体上的同源区段，②若子一代雄果蝇为截刚毛，则这对等位基因仅位于X染色体上。4判断基因位于常染色体上还是位于XY的同源区段实验设计：结果预测及结论：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，再选子代中的雌雄个体杂交获得F2，观察F2表现型情况。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。B.若F2中雄性个体全表现为显性性状，雌性个体中既有显性性状又有隐性性状，且各占1/2，则该基因位于XY的同源区段上。思考：用隐性的纯合雄性与显性的纯合雌性作亲本杂交可以吗？解题思路：2012年6月3日遗传实验设计专题25例题9：果蝇的性染色体X和Y有非同源区和同源区。非同源区上的X和Y片段上无等位基因或相同基因；同源区上的X和Y片段上有等位基因或相同基因。控制果蝇眼形的基因不在非同源区，棒眼（E）对圆眼（e）为显性，现有足够的纯合雌、雄棒眼果蝇和纯合雌、雄圆眼果蝇个体，请用杂交实验的方法推断这对基因是位于X和Y的同源区，还是位于常染色体上，写出你的实验方法、推断过程和相应遗传图解。将纯合的圆眼雌蝇与纯合的棒眼雄蝇杂交，得到足够的F1个体再选择F1中的雄性棒眼个体与雌性棒眼个体相互交配得F2。F1XEXe(棒眼)×XeYE(棒眼)F2XEXe(棒眼)XeXe(圆眼)XEYE