2012一轮复习必修2第16讲(3)-伴性遗传实验设计

遗传实验设计例1：某农场养了一群马，马的毛色有栗色和白色两种。已知栗色和白色分别由遗传因子B和b控制。育种工作者从中选出一匹健壮的栗色公马，拟设计配种方案鉴定它是纯合子还是杂合子？（正常情况下，一匹母马一次只能生一匹小马）（一）、纯合子与杂合子的鉴别选这匹栗色马和多匹白色母马交配，观察子代的毛色。若后代全为栗色，则公马为纯合子；若后代有白马，则公马为杂合子。注意：子代的数量要足够大才能得出结论，只有少量后代不一定能得出结论的。自交或测交（二）、性状显、隐性关系的判断例2：实验室有一个未交配过的既有正常肢又有短肢的果蝇种群，每种肢形的果蝇雌雄各半。控制这对性状的基因在常染色体上。如何来确定正常肢和短肢的显隐性？(A、a表示基因)方法一：相同性状的两亲本杂交，后代出现性状分离，新出现的性状是隐性性状，亲本是显性杂合子。方法二：不同性状的亲本杂交，后代只出现一种性状，那么该性状是显性性状，亲本是纯合子。注意：子代的数量要足够大才能得出结论。【练习】已知果蝇中，灰身与黑身为一对相对性状（基因用B和b表示）；直毛与分叉毛为一对相对性状（基因用F和f表示）。两只亲代果蝇杂交得到以下子代类型和比例。灰身直毛灰身分叉毛黑身直毛黑身分叉毛雌蝇3/401/40雄蝇3/83/81/81/8请回答：（1）控制灰身与黑身的基因位于常染色体；控制直毛与分叉毛的基因位于X染色体。（2）亲代果蝇的表现型为♀灰身直毛、♂灰身直毛。（3）亲代果蝇的基因型为BbXFXf、BbXFY。（4）子代表现型为灰身直毛的雌蝇中，纯合子与杂合子之比为1∶5。（5）子代雄蝇中，灰身分叉毛的基因型为BBXfY、BbXfY，黑身直毛的基因型为bbXFY。材料一萨顿运用类比推理方法提出了“控制生物性状的基因位于染色体上”的假说。材料二1905年E.B.wilson发现，雌性个体有两条相同的X染色体，雄性个体有两条异型的性染色体，其中一条与雌性个体的性染色体不同，称之为Y染色体。材料三摩尔根起初对萨顿的假说持怀疑态度，1909年摩尔根从他们自己培养的红眼果蝇中发现了第一个被他称为“例外”的白眼睛的雄果蝇，并用它做了下列实验。（注：不同类型的配子及不同基因型的个体生活力均相同）实验一：将这只白眼雄果蝇和它的红眼正常姐妹杂交，结果如图所示。实验二：将实验一中的F1红眼雌果蝇与最初的那只白眼雄果蝇作亲本进行杂交得到子一代。请分析实验，回答以下各题：（1）从实验一的结果中可以看出，显性性状是，果蝇的眼色遗传是否遵循基因的分离规律？。请写出判断的最主要的依据：。（2）根据同时期其他生物学家发现的果蝇体细胞中有4对染色体（3对常染色体，1对性染色体）的事实，摩尔根等人提出以下假设：，从而使上述遗传现象得到合理的解释（不考虑眼色基因位于Y染色体上的情况）。上述果蝇杂交实验现象（填“支持”或“不支持”）萨顿的假说。红眼遵循杂种子一代自交的后代发生性状分离，且分离比为3∶1控制眼色性状的基因位于X染色体上，Y染色体上没有它的等位基因支持实验一：将这只白眼雄果蝇和它的红眼正常姐妹杂交，结果如图所示:遗传图解如下图所示。若控制眼色的基因在常染色体上，则:P红眼♀×白眼♂AaXXaaXY↓F1AaXXAaXYaaXXaaXY红眼♀红眼♂白眼♀白眼♂1∶1∶1∶1若控制眼色的基因在X染色体上,则:P红眼♀×白眼♂XAXaXaY↓F1XAXaXAYXaXaXaY红眼♀红眼♂白眼♀白眼♂1∶1∶1∶1从图解中可以看出，不论基因在常染色体上还是性染色体上，其后代均有四种表现型，且每种表现型的性别比例均为1∶1∶1∶1，故不能确定控制果蝇眼色的基因是否在性染色体上（3）实验二的预期结果能说明果蝇眼色的遗传与性别有关吗？请用遗传图解并配以简要的文字加以说明。（相关基因用A、a表示）不能实验二:将实验一中的F1红眼雌果蝇与最初的那只白眼雄果蝇作亲本进行杂交得到子一代为对（2）中提出的假设加以证明,现有雌雄果蝇均有红眼和白眼的类型（红眼A、白眼a），若一次交配实验即可判断这对基因位于常染色体还是X染色体上，选择的亲本表现型应为__________________。并预计可能的实验结果和结论。白眼雌果蝇×红眼雄果蝇（三）、基因位置的判定与实验设计为对（2）中提出的假设加以证明,现有雌雄果蝇均有红眼和白眼的类型（红眼A、白眼a），若一次交配实验即可判断这对基因位于常染色体还是X染色体上，选择的亲本表现型应为__________________。并预计可能的实验结果和结论。Ⅰ、已知性状的显隐性关系，判断基因在常染色体还是X染色体上，分析果蝇类型：红眼雌性白眼雌性红眼雄性白眼雄性白眼雌果蝇X红眼雄果蝇则可用雌性隐性X雄性显性进行判断。若后代雌性全为显性，雄性全为隐性，则为伴X染色体遗传；若后代全为显性或与性别无关，则为常染色体遗传；解析NEXT图解分析：XaXaXAYXXAXaXaY红眼白眼白眼雌果蝇X红眼雄果蝇预期结果和结论:①如果子代中雌果蝇全部红眼，雄果蝇全部白眼，那么这对基因位于X染色体上。②如果子代中雌、雄果蝇全部红眼，那么这对基因位于常染色体上。③如果子代中雌、雄果蝇既有红眼又有白眼，那么这对基因位于常染色体上。红眼AaaaXAaaa白眼AAaaXAa红眼如果基因在常染色体上如果基因在X染色体上注意书写格式：“如果+实验预期，那么+实验结论”返回例4:果蝇的红眼和白眼是一对相对性状，现有纯种的红眼和白眼果蝇若干，要求通过一代杂交实验判断，红眼与白眼基因是位于常染色体还是X染色体上。（用A、a表示）（三）、基因位置的判定与实验设计Ⅱ、未知性状的显隐性关系，判断基因在常染色体还是X染色体上，解析NEXT则可用正交和反交的方法进行判断。若后代表现一样，与性别无关，则基因位于常染色体上；若后代表现不一样，与性别有关，则基因位于X染色体上；对于有性别区分的生物，正、反交的结果预期和结论有三种情况：①如果正交和反交的子代表现为一种性状，则为细胞核遗传中的常染色体遗传；②如果正交和反交的子代表现不同，但一个杂交组合的后代雌雄个体表现相同性状，另一个杂交组合的后代雌雄个体性状表现不同，雌性表现一个性状（为显性性状），雄性表现为另一个性状（为隐性性状），则为细胞核遗传中的伴X染色体遗传。③如果正交和反交的子代表现不同，但都为母本性状，则为细胞质遗传；正反交：红眼雌性X白眼雄性红眼雄性X白眼雌性分析果蝇类型:红眼雌性白眼雌性红眼雄性白眼雄性结果预测及结论：1、如果正交和反交的结果是一样的，且没有性别差异，那么基因在常染色体上2、如果正交和反交结果不一样，且不表现为细胞质遗传，那么在X染色体上。假设1：基因在常染色体上假设2：基因在X染色体上返回P:F1P:F1图解分析：果蝇的紫眼和红眼是一对相对性状，且雌雄果蝇均有紫眼和红眼。实验室现有一批未交配过的纯种紫眼和纯种红眼的雌雄果蝇，若要用一代交配实验即可证明这对基因的显隐性和位于何种染色体上，则选择的杂交组合方式为：请你推测杂交一代可能出现的性状，并以此为依据，对哪一种眼色为显性性状，以及控制眼色的基因位于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：只需写出子一代的性状表现和相应推断的结论）正交：红眼雌果蝇×紫眼雄果蝇；反交：紫眼雌果蝇×红眼雄果蝇预期结果和结论：①如果两个杂交组合的后代都是紫眼，则说明紫眼为显性，基因位于常染色体上。②如果两个杂交组合的后代都是红眼，则说明红眼为显性，基因位于常染色体上。③如果正交后代雌性都为红眼，雄性都为紫眼，而反交后代雌雄果蝇都为红眼，则红眼为显性，基因位于X染色体上。④如果正交后代雌雄果蝇都为紫眼，而反交后代雌性都为紫眼，雄性的都为红眼，则紫眼为显性，基因位于X染色体上。按照：“如果+实验预期，则说明+实验结论”的格式来组织答案:解题思路：根据子代性状及数量关系，推测相应结论例5：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）假设1：灰色为显性，黄色为隐性，基因位于常染色体上假设2：黄色为显性，灰色为隐性，基因位于常染色体上假设4：黄色为显性，灰色为隐性，基因位于X染色体上假设3：灰色为显性，黄色为隐性，基因位于X染色体上若亲本不是纯合子：根据假设1，杂交组合亲本的基因型及后代的情况预期如下：灰色雌蝇×黄色雄蝇黄色雌蝇×灰色雄蝇AA、Aａａａ灰色（Aａ）＞黄色（ａａ）ａａAA、Aａ灰色（Aａ）＞黄色（ａａ）结论：（1）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结论：（2）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根据假设3，杂交组合亲本的基因型及后代的情况预期如下：灰色雌蝇×黄色雄蝇黄色雌蝇×灰色雄蝇XAXA、XAXａXａY雌：灰（XAXａ）＞黄（XａXａ）雄：灰（XAY）＞黄（XａY）XａXａXAY雌：灰（XAXａ）雄：黄（XａY）结论：（3）如果在杂交组合灰色雌蝇×黄色雄蝇的子一代中灰多于黄；在杂交组合黄色雌蝇×灰色雄蝇的子一代中雌性全为灰色，雄性全为黄色，则灰色为显性，基因位于X染色体上。结论：（4）如果在杂交组合灰色雌蝇×黄色雄蝇的子一代中雌性全为黄色，雄性全为灰色；在杂交组合黄色雌蝇×灰色雄蝇的子一代中黄色多于灰色，则黄色为显性，基因位于X染色体上。总结：①如果未告诉你哪个是显性性状，哪个是隐性性状，也要做一个正交、反交实验。②如果既不知性状的显隐性，也不知是纯合子还是杂合子，需做多个正交和反交实验.例6：果蝇的X染色体和Y染色体是一对同源染色体，但其形态、大小却不完全相同。下图为果蝇X、Y染色体同源和非同源区段的比较图解，其中A与C为同源区段。科学家在研究果蝇时发现，刚毛基因（B）对截毛基因（b）为完全显性。如果现有各种纯种果蝇若干只，请利用一次杂交实验来推断这对等位基因在X染色体上的位置是A段还是B段。请写出遗传图解，并用文字简要说明你的推断过程。Ⅲ、已知性状的显隐性关系，判断基因在XY的同源区段还是X非同源区段说明：用纯种截毛雌果蝇与纯种刚毛雄果蝇杂交，并观察和记录子代的性状表现。①如果子一代雌雄果蝇为刚毛，那么这对等位基因位于X、Y染色体的同源区段上；②如果子一代雄果蝇为截毛，雌果蝇为刚毛，那么这对等位基因仅位于X染色体上。4、判断多对基因是否位于同一对染色体上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。（若知显隐性，可用测交）【例7】实验室中有一批未交配的纯种灰体紫眼和纯种黑体红眼果蝇，每种果蝇雌雄个体都有。已知：上述两对相对性状均属完全显性遗传，性状的遗传遵循遗传的基本定律，灰体和黑体这对相对性状由一对位于第Ⅱ号同源染色体上的等位基因控制，所有果蝇都能正常生活。如果控制果蝇紫眼和红眼的基因也位于常染色体上，请设计一套杂交方案，以确定控制紫眼和红眼的基因是否也位于第Ⅱ号同源染色体上，并预期结果，作出相应的结论。纯种灰体紫眼果蝇和纯种黑体红眼果蝇交配得F1，再让F1雌雄果蝇杂交得F2，观察并记录F2的性状分离比。杂交方案：让纯种灰体紫眼果蝇和纯种黑体红眼果蝇交配得子代F1，再让F1雌雄果蝇杂交得F2，观察并记录F2的性状分离比。预期结果和结论：①如果F2出现四种性状，其分离比为9:3:3:1符合基因的自由组合定律），则说明控制紫眼和红眼这对基因不是位于第Ⅱ号同源染色体上。②如果F2不出现为9:3:3:1的分离比（不符合基因的自由组合定律），则说明控制紫眼和红眼这对基因位于第Ⅱ号同源染色体上。【例12】已知玉米是雌雄同株异花的作物，有两对独立遗传的基因(T与t，B与b)可以改变玉米的性别，即把雌雄同株转变为雌株或雄株。当基因b纯合且不为tt时，使植株无雌花序转变为雄株；当基因t纯合时，使植株无雄花序转