高考中遗传学实验与探究类试题的种类及应对策略

1二二零零一一零零年年高高考考二二轮轮复复习习生生物物教教案案生生物物教教研研室室曲曲军军峰峰制制作作专专题题四四遗遗传传、、变变异异与与进进化化第第一一讲讲遗遗传传和和变变异异中中的的验验证证与与探探究究性性实实验验试试题题专题四遗传、变异与进化第一讲遗传与变异中的验证与探究性试题遗传变异方面的验证与探究性实验设计题是高考的重点，也是高考的难点，学生在理解时往往顾此失彼，既费时间又影响正常发挥，现将遗传与变异方面的验证与探究性实验设计题归纳总结如下，以供大家参考：1、探究：细胞核遗传或细胞质遗传2、探究：相对性状的显隐性关系3、探究：基因位于性染色体或常染色体4、探究：基因突变是显性突变或隐性突变5、探究：某个体是纯合子或杂合子6、验证：基因的分离规律7、验证：基因的自由组合规律一、设计实验探究某性状的遗传是细胞核遗传还是细胞质遗传1.原理分析：（1）细胞核遗传（以一对相对性状的纯合亲本进行的豌豆杂交试验为例）正交：P:♀高茎×♂矮茎↓F1：高茎反交：P:♀矮茎×♂高茎↓F1：高茎细胞核遗传的特点：细胞核遗传中，两亲本不论是正交还是反交，子代的表现型是一致的。（2）细胞质遗传（以紫茉莉枝条颜色的遗传）正交：P:♀绿色×♂花斑色↓F1：绿色反交：P:♀花斑色×♂绿色↓F1：全为绿色；全为花斑色；全为白色；上述三种中的两种或者三种同时存在。细胞质遗传的特点：在细胞质遗传中，两亲本正交和反交，子代的表现型是不一致．．．的（不一定就是与母本一致）。（不考虑环境因素的影响）2．设计原理：①细胞核遗传中，两亲本不论是正交还是反交，子代的表现型是一致的；②而在细胞质遗传中，两亲本正交和反交，子代的表现型是不一致的。（不考虑环境因素的影响）3．方法思路：选取两亲本进行正交和反交，观察子代的表现型。若子代的表现型一致，则为细胞核遗传，若子代的表现型不一致，则为细胞质遗传。2二二零零一一零零年年高高考考二二轮轮复复习习生生物物教教案案生生物物教教研研室室曲曲军军峰峰制制作作专专题题四四遗遗传传、、变变异异与与进进化化第第一一讲讲遗遗传传和和变变异异中中的的验验证证与与探探究究性性实实验验试试题题【例1】（06江苏）有人发现某种花卉有红花和白花两种表现型。请你设计一个实验，探究花色的遗传是细胞质遗传还是细胞核遗传。用图解和简洁语言回答。答案：正交:P红花(♀)×白花(♂)↓F1反交:P红花(♂)×白花(♀)↓F1若正交与反交产生的F1的性状表现都与母本相同，则该颜色的遗传为细胞质遗传；若正交与反交产生的F1的性状表现与母本无关，都表现为红花或白花的一种，则该花色的遗传为细胞核遗传。4．遗传学的实验方案的书写要点：遗传学的实验试题的答题方法，与传统的实验探究类试题相比，特殊之处就在于实验方案的书写相对比较简单，实验结果的预期与实验结论的得出等则与传统的实验探究类试题完全相同。一般来说，遗传学的实验方案的书写，要写出以下要点：⑴用于交配的亲本双方的表现型及交配的类型:①交配类型（杂交、自交或测交）；②父本和母本的表现型；③适当兼顾可操作性原则，比如“多对”、“留种”、“播种某代所收获的种子”、“长成植株”等。⑵观察子代的某种性状表现。二、设计实验探究相对性状中的显隐性关系1．设计原理：①纯合子与杂合子的概念：具有一对相对性状的纯合亲本杂交，子一代表现出的性状为显性性状，子一代没有表现出的性状为隐性性状。②纯合子与杂合子的特征：纯合子自交，后代只表现一种性状，即亲本的性状；杂合子自交，后代会发生性状分离，且分离比为3：1，其中，显性性状占的比为3/4，隐性性状占的比为1/4。2．方法思路：⑴已知控制相对性状的基因位于常染色体上①若已知两亲本为具有相对性状的纯合子方法:选取具有相对性状的纯种亲本杂交。结果预测:子代表现出来的性状为显性性状,未表现出来的性状为隐性性状。②若未知具有相对性状的两亲本是否是纯合子方法:分别让两亲本自交(此方法只适用于植物)或者让多对具有同一性状的亲本杂交结果预测:如果子代发生性状分离,则该亲本表现的性状为显性性状;另一亲本表现的性状为隐性性状;如果子代不发生性状分离,则两亲本为具有相对性状的纯合子,再通过杂交来判断。隐性显性隐性均为显性纯合均为显性杂合显性纯合、杂合均有Paa×aaAA×AAAa×AaAA×AaAa×Aa3二二零零一一零零年年高高考考二二轮轮复复习习生生物物教教案案生生物物教教研研室室曲曲军军峰峰制制作作专专题题四四遗遗传传、、变变异异与与进进化化第第一一讲讲遗遗传传和和变变异异中中的的验验证证与与探探究究性性实实验验试试题题F1aaAA3A＿：1aaA＿：aa总结不发生性状分离，亲本为纯合；让具有一对相对性状的纯合亲本杂交，子代表现出的性状为显性性状性状分离，分离出的新性状为隐性性状⑵已知控制相对性状的基因位于X染色体上方法:选取具有相对性状的亲本进行杂交。结果预测:若后代出现一种性状,则该杂交组合中的雄性代表的性状为隐性性状。若后代雌雄性各有两种不同的性状,则该杂交组合中的雄性代表的性状为隐性。若后代雌性表现父本性状,后代雄性表现母本性状,则该杂交组合中的雄性代表的性状为显性。雄性为隐性雄性为显性PXAXA×XaYXAXa×XaYXAXA×XaYXAXa×XaYXaXa×XAYF11XAXa:1XAY1XAXa:1XaXa:1XaY:1XAY1XAXa:1XaXa:1XaY:1XAY1XAXa:1XaY总结后代只有一种性状后代雌雄性各有两种不同的性状后代雌性表现父本性状,雄性表现母本性状⑶未知基因的位置方法:选取具有相对性状的两纯种亲本进行正交和反交(此法适用于繁殖能力很强的生物,如果蝇或雌雄异体的植物；如果该生物的繁殖能力较差，如哺乳动物，则应选择多对具有相对性状的纯合亲本进行正反交)。结果预测:两个杂交组合的全部子代中,若子代雌雄个体表现的都只有一种性状，未表现出来的性状为隐性性状；后代雌性表现父本性状,雄性表现母本性状，雄性表现出的性状为隐性性状。常染色体性染色体正交反交正交反交PHH（♀）×hh（♂）hh（♀）×HH（♂）XHXH（♀）×XhY（♂）XhXh（♀）×XHY（♂）F1HhHh1XHXh:1XHY1XHXh:1XhY总结子代雌雄个体表现的都只有一种性状，未表现出来的性状为隐性性状后代雌性表现父本性状,雄性表现母本性状，雄性表现出的性状为隐性性状例2（05全国卷I）已知牛群有角和无角为一对相对性状，由常染色体上的等位基因A和a控制。在自由收养多年的牛群中，无角的基因频率与有角的基因频率相同，随机选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。4二二零零一一零零年年高高考考二二轮轮复复习习生生物物教教案案生生物物教教研研室室曲曲军军峰峰制制作作专专题题四四遗遗传传、、变变异异与与进进化化第第一一讲讲遗遗传传和和变变异异中中的的验验证证与与探探究究性性实实验验试试题题（1）根据上述结果能否确定这对相对性状中的显性性状？请简要说明推理过程。（2）为了确定有角和无角这对相对性状的显隐性关系，用上述自由牧养的牛群（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？解析：牛的有角和无角是由一对等位基因控制的一对相对性状，但不知其显隐性；要鉴定牛的有角与无角之间的显隐性关系，可通过选择多对（保证产生的子代数目足够多）具有相对性状的公牛与母牛交配（如果只出现其中的一个性状，则出现的这个性状为显性性状），或通过多对具有相同性状的公牛与母牛交配（如果产生的多个后代出现两种性状，则与两亲本没有的性状为隐性性状，相同的性状为显性性状）。本题中，若选两种不同性状的异性牛交配繁殖，而显性性状有两种基因型，后代中两种性状的牛的个体数目差不多，就不太好判断其显隐性了，所以应用两只相同性状的异性牛进行交配繁殖。因为是多对，理论上有两种大类型：①有角为隐性：aa×aa（子代只有有角）②有角为显性:AA×AA、AA×Aa、Aa×Aa三种交配类型同时存在（子代既有有角，又有无角）。答案：（1）不能确定。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，概率各为1/2。6个组合后代合计出现了3头无角小牛和3头有角小牛。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，概率各为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，只要母牛中含有Aa基因型的头数大于或等于3头，那么6个组合后代也会出现3头无角小牛和3头有角小角。（2）从小牛中选择多对有角母牛与有角公牛杂交（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；如果后代全部为有角小牛，则无角为显性，有角为隐性。三、设计实验探究基因的位置1.设计原理一对相对性状的遗传过程中，如果控制这一相对性状的基因位于常染色体上，则该性状的遗传就与性别没有关联关系，表现为子代的分离比在雌雄两性中完全一致；若果控制这一相对性状的基因位于X染色体上，则该性状的遗传就与性别具有特定的关联关系，可能表现为子代的分离比在雌雄两性中不一致的情形。常染色体性染色体正交反交正交反交PHH（♀）×hh（♂）hh（♀）×HH（♂）XHXH（♀）×XhY（♂）XhXh（♀）×XHY（♂）F1HhHh1XHXh:1XHY1XHXh:1XhY5二二零零一一零零年年高高考考二二轮轮复复习习生生物物教教案案生生物物教教研研室室曲曲军军峰峰制制作作专专题题四四遗遗传传、、变变异异与与进进化化第第一一讲讲遗遗传传和和变变异异中中的的验验证证与与探探究究性性实实验验试试题题总结正反交结果一致正反交结果不一致2.方法思路（1）未知基因的显隐性方法:选取具有相对性状的两纯种亲本进行正交和反交。结果预测:若正交和反交的后代性状一致,则该等位基因位于常染色体上;若正交、反交的后代性状表现不一致,则该等位基因位于X染色体上。（2）已知基因的显隐性方法:让隐性雌性个体与显性雄性个体杂交。结果预测:若后代雌性个体全部是显性性状,雄性个体全部是隐性性状,则该等位基因位于X染色体上;若后代雌性个体出现隐性性状或雄性个体出现显性性状,则该等位基因位于常染色体上。例3、年近百来，果蝇被应用到遗传学研究的各个方面，而且它是早于人类基因组计划而被测序的一种动物，请回答下列有关问题：下图为果蝇I、Ⅱ两个不同的突变品系与野生型正交、反交的结果：组别正交反交甲组♀野生型×♂突变型Ⅰ→野生型♀突变型Ⅰ×♂野生型→野生型乙组♀野生型×♂突变型Ⅱ→野生型♀突变型Ⅱ×♂野生型→♀野生型、♂突变型甲组的正交与反交结果相同，则控制果蝇突变型Ⅰ的基因位于________染色体上，为______性遗传；乙组的正交与反交结果不同，请分别写出乙组正交与反交两亲本的基因型（基因用W，w表示）。正交：________；反交：_______________________。答案：常隐，XWXW×XwYXwXw×XWY四、设计实验探究控制相对性状的基因突变是显性突变还是隐性突变的遗传1.设计原理：显性突变是由隐性基因突变成显性基因，突变一旦完成，便表现显性性状，表现显性突变的个体基因型为AA、Aa或者XAXA、XAXa、XAY，具有显性突变的多对个体杂交（雌雄同体或同株的个体自交），既表现突变性状，又表现原有性状；隐性突变是由显性基因突变为隐性基因，但不立即表现，直到出现隐性纯合子才表现，并表现出唯一的性状——隐性性状，其基因型为aa或XaXa、XaY，具有隐性突变的多对个体杂交（雌雄同体或同株的个体自交），子代只会出现一种性状，即隐性突变性状。隐性突变显性突变常染色体性染色体常染色体性染色体Paa×aaXaXa×XaYAA×AAAA×AaAa×AaXAXA×XAYXAXa×XAYF1aa1XaXa:1XaYAA:Aa:aaXAXA、XAXa、XAY、XaY总结后代只有突变性状后代既有突变性状，又有野生性状6二二零零一一零零年年高高考考二二轮轮