高中生物遗传实验设计归类

常见遗传变异实验设计题及解题策略一、一对相对性状（完全显性）显、隐性性状判断二、显性纯合体、杂合体的判断三、探究一对或两对相对性状的遗传符合什么遗传规律类型（验证分离定律和自由组合定律）四、基因位置的确定五、根据性状判断生物性别的实验设计六、是亲代还是子代的实验设计七、可遗传变异和不可遗传变异的判断八、显性突变和隐性突变的判断九、基因突变和染色体变异的判断十、育种过程的实验设计一、一对相对性状（完全显性）的显、隐性的判断1、相同性状个体杂交：（使用条件：一个自然繁殖的种群中，显隐性基因的基因频率相等）（1）实验设计：选多对相同性状的雌雄个体杂交（植物则自交）。（2）结果预测及结论：①若子代中出现性状分离，则所选亲本性状为显性；②若子代只有一种表现型且与亲本表现型相同，则所选亲本性状为隐性。【例1】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)不能确定。（2分）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，每个交配组合的后代或为有角或为无角，概率各占1/2，6个组合后代合计会出现3头无角小牛，3头有角小牛。（5分）②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个组合后代合计也会出现3头无角小牛，3头有角小牛。（7分）综合上述分析，不能确定有角为显性，还是无角为显性。（1分）(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，则有角为显性，无角为隐性；如果后代全部为有角小牛，则无角为显性，有角为隐性。（6分）2、根据亲代与子代出现的表现型及比例直接推测（1）根据子代性状判断①已知亲本为纯合子：不同性状亲代杂交→后代出现的性状即为显性性状②未知亲本是否纯合：不同性状亲代杂交→后代只出现一种性状（量大）→该性状为显性性状→具有这一性状的亲本为显性纯合子相同性状亲本杂交→后代出现不同于亲本的性状→该性状为隐性性状→亲本都为杂合子（2）根据子代性状分离比判断①具有一对相对性状的亲本杂交→子代性状分离比为3:1→分离比为3的性状为显性性状②具有两对相对性状亲本杂交→子代性状分离比为9:3:3:1→分离比为9的两性状都为显性3、假设法在运用假设法判断显隐性性状时，若出现假设与事实相符的情况时，要注意两种性状同时做假设或对同一性状做两种假设。切不可只根据一种假设得出片面的结论。但若假设与事实不符时，则不必再做另一假设，可予以直接判断【例2】一批经多代种植果实均为红色的柿子椒种子被带上太空，将遨游过太空的柿子椒种子种植后，第一年收获的柿子椒均为红色，用收获的种子再种，第二年发现有数株所结柿子椒均为黄色.根据这些条件能否确定柿子椒果色的显隐性。请简要说明推断过程（设控制果色的基因为A,a）。答案：假设红色对黄色为显性，(1分）则遨游太空的柿子椒（胚）基因型为AA(红色）。（1分）若发生基因突变，可能结果是Aa或aa，（1分）其中aa种子种植在第一年不可能收获红色椒，所以突变结果只能是Aa。（1分）播种上述Aa种子，第一年收获的柿子椒，果色表现为红，胚基因型有的为aa，次年种植，aa种子长成的植株均结黄色果实。（1分）符合题意。（1分）假设红色对黄色为隐性，(1分）则遨游太空的柿子椒（胚）基因型为aa(红色）。(1分）若发生基因突变，可能结果是Aa或AA，（1分）不论是AA还是Aa的突变株，在第一年都不可能收获红色椒，（1分）这不符合题意。(1分）综上所述，红色对黄色为显性（1分）。二、显性纯合体、杂合体的判断：方法1自交的方式：让某些显性性状的个体进行自交，若后代能发生性状分离则亲本一定为杂合体，若后代无性状分离，则可能为纯合体。此法适合于植物，而且是最简便的方法，但不适合对于动物。（如果是动物，用相同性状的雌雄个体交配）方法2测交的方式，让待测个体与隐性类型测交，若后代出现隐性类型，则一定为杂合体，若后代只有显性性状，则可能为纯合体。待测对象若为雄性动物，要求与多个隐性雌性个体交配，以使后代产生更多的个体，使结果更有说服力。方法3用花药离体培养形成单倍体植株并用秋水仙素处理加倍后获得的植株为纯合体。【例3】3支试管内分别装有红眼雄性和两种不同基因型的红眼雌性果蝇，还有—支试管内装有白眼果蝇。请利用实验室条件设计最佳方案，鉴别上述3支试管内果蝇的基因型(显性基因用B表示)。解析：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性染色体上。雄果蝇的基因型有两种：XBY(红眼)和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鉴定。通过以上分析可知，唯有红眼雌果蝇的基因型需要鉴别(有XBXB和XBXb两种基因型)。可以直接用红眼果蝇与白眼果蝇交配，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。【例4】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。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。三、探究一对或两对相对性状的遗传符合什么遗传规律类型（验证分离定律和自由组合定律）应对策略：一般采用先杂交后自交或测交的方法，这正符合孟德尔发现两大遗传规律时所采用的做法。只要实验结果与预期结果相符，即可得出结论。（1）验证基因分离定律时研究对象仅为某一性状；验证基因自由组合定律研究对象则为两个性状。（2）植物体常采用测交法或自交法，自交法一般较方便；动物一般采用测交法。自交后的比例：分离定律为3：1自由组合定律为9：3：3：1；测交后的比例：分离定律为1：1自由组合定律为1：1：1：1（3）基本思路：若出现相应性状分离比则符合相应遗传规律；若不出现相应性状分离比则不符合相应遗传规律。【例5】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）全部表现为有色饱满，自交后，代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_________________________________答案：（1）基因的分离（2）不符合；因为玉米粒色和粒形的每一对相对性状的分离比为3∶1，两对性状综合考虑，如果符合自由组合规律，自交后代分离比应符合∶1或9∶3∶3∶1．（3）方案1①纯种有色饱满的玉米和纯种无色皱缩的玉米进行杂交，获得代．②取植株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．如四种表现型比例符合1∶1∶1∶1，则符合自由组合规律．若四种表现型比例不符合1∶1∶1∶1，则不符合自由组合规律．方案2①纯种有色饱满的玉米和纯种无色皱缩的玉米进行杂交，获得代．②取植株的花粉进行植物组织培养，获得单倍体植株幼苗；再用秋水仙素处理幼苗．③收获种子并统计不同表现型的数量比例．如四种表现型比例符合1∶1∶1∶1，则符合自由组合规律．若四种表现型比例不符合1∶1∶1∶1，则不符合自由组合规律．【例6】（1）果蝇的灰身和黑身受一对等位基因控制，位于常染色体上；果蝇的红眼和白眼也受一对等位基因控制，位于X染色体上。下表是实验结果：P灰身×黑身（♂）红眼（♀）×白眼（♂）F1灰身红眼F2灰身:黑身=3:1红眼:白眼=3:1①试判断F2中红眼、白眼果蝇的性别分别是_______和________。②现用纯合的灰身红眼果蝇（♀）与黑身白眼果蝇（♂）杂交，让F1个体间杂交得F2。预期F2可能出现的基因型有______种，雄性中黑身白眼果蝇出现的概率是_______________。（2）科学家摩尔根用纯种灰身残翅果蝇与黑身长翅果蝇交配，所获得的子代（F1）全部为灰身长翅果蝇，请你运用一种最简便的方法来判断果蝇来身和黑身、长翅和残翅的遗传行为是否遵循基因的自由组合定律。实验方法：______________________________________________________________。结果预测及结论：__________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：（1）①雌、雄雄②121/18（2）实验方法：让F1灰身长翅果蝇自由交配获得F2，统计各表现型的比例。结果预测及结论：若F2出现灰身长翅：灰身残翅：黑身长翅：黑身残翅=9:3:3:1，则遵循基因的自由组合定律，否则，不遵循基因的自由组合定律。【例7】果蝇是研究遗传学的好材料。现有三管果蝇，每管中均有红眼和白眼（相关的基因为B、b），且雌雄各一半。管内雌雄果蝇交配后的子代情况如下：A管：雌雄果蝇均为红眼：B管：雌果蝇为红眼，雄果蝇均为白眼：C管：雌雄果蝇均为一半红眼，一半白眼。（1）请你根据上述结果判断：控制红眼和白眼的基因位于染色体上，三个试管中的A管的亲代白眼果蝇的性别是，C管中果蝇的基因型为。（2）摩尔根等人用纯种灰身残翅果蝇与纯种黑身长翅果蝇交配，所获子代（F1）全部为灰身长翅，由此可推出，果蝇的为显性性状。（3）你如何确定灰身一黑身、长翅一残翅的遗传行为是否符合基因的自由组合定律？答案：（1）Ⅹ雄XbXb、XBXb、XBY、XbY（2）灰身长翅（3）用F1的果蝇与黑身残翅果蝇进行测交；统计测交后代的表现型比例；若为灰身长翅:黑身残翅:灰身残翅:黑色长翅=1:1:1:1，则说明灰身—黑身，长翅—残翅的遗传行为符合基因的自由组合定律，否则不符合。四、基因位置的确定1、判断两对基因是否位于同一对同源染色体上的实验实验设计：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。结果预测及结论：①若子代中出现9:3