高中生物遗传实验专题总结

高中生物遗传实验专题总结 遗传实验专题总结 一、验证基因是否遵循遗传的基本规律的实验 例1:现有纯种的灰长翅和黑身残翅果蝇，请设计实验探究灰身、黑身和长翅、残翅这两对性状的遗传是否符合基因的自由组合定律。 第一步:取纯种的灰身长翅和黑身残翅果蝇杂交，得F1。 第二步:_______________________________________________。 第三步:统计后代现型的比例。 结果预测:如果__________________________________________，则符合基因的自由组合定律。反之，则不符合基因的自由组合定律。 答案:第二步:让F1与黑身残翅果蝇测交(或让F1中雌雄个体互交) 结果预测:后代出现四种表现型，灰身长翅、黑身长翅、灰身残翅、黑身残翅且比例为1:1:1:1(或后代出现四种表现型:灰身长翅、黑身长翅、灰身残翅、黑身残翅且比例为9:3:3:1) 例2:果蝇的长翅(A)对残翅(a)、正常肢(B)对短肢(b)、后胸正常(D)对后胸变形(d),红眼(E)对白眼(e)分别为显性，控制这些性状负的基因可能位于X(I)、II、III这三对同源染色体体上，请回答下列问题: (1) 已知果蝇红眼(E)对白眼(e)这对等位基因位于X(I)号染色体上。请写出能 根据果蝇后代眼色就识别出性别的亲本组合,__________________(写表现型) (2) 实验室内有各种已知表现型和基因型的雌、雄果蝇若干，请任意选取两对性状的 表现型和符合要求的基因型，用一次杂交确定控制这2对性状的基因是否位于两 对同源染色体上。(请用遗传图解表示推理过程) 答案:?白眼雌果蝇×红眼雄果蝇 ?答案一:P:长翅正常肢?×长翅正常肢? AaBb AaBb ? F:长翅正常:长翅短肢:残翅正常肢:残翅短肢 1 9:3:3:1 说明长翅与残翅和正常肢与短肢这2对基因位于2对同源染色体，否则不是。 答案二:P:长翅正常肢?×残翅短肢? AaBb ? aabb F:长翅正常:长翅短肢:残翅正常肢:残翅短肢 1 1 :1:1:1 说明长翅与残翅和正常肢与短肢这2对基因位于2对同源染色体，否则不是。 例3、研究，果蝇的长翅对残翅、灰身对黑身是显性性状，单独观察两对相对性状的遗传，都遵循基因的分离定律。如何验证材料三中的灰身和黑身、长翅和残翅的遗传行为是否符合基因的自由组合定律, 答案:用F1的果蝇与黑身残翅进行测交，统计测交后代的表现型比例，如果为黑身长翅:黑身残翅:灰身长翅:灰身残翅,1:1:1，说明两对相对性状的遗传行为符合基因的自由组合定律，否则不符合。或选用F1中雌雄个体相互交配，如果后代的表现型及比例为 9:3:3:1则符合，否则不符合。 解题规律:验证孟德尔遗传规律，实质上就是要推知F1产生的配子种类及比例，最简便的方法是让两个纯合体的个体杂交，取其F1进行测交，或取F1的花粉进行离体培养，观察后代的性状分离比。。 验证基因分离定律的方法归纳 (1)测交法:让F与隐性性状的个体进行杂交，依后代表现型的种类及比例反推F1产生1 的配子种类及比例。 (2)自交法:让F自交，观察并统计F中各性状出现的比例。 12 (3)花粉鉴定法:花粉为亲代产生的雄配子，取F1的花粉经特殊处理(如碘液染色)后，用显微镜观察并计数，直接验证基因的分离定律。 (4)花药离体培养法:花药中含有雄配子，对其进行离体培养，观察性状分离比即可推知F1产生配子的种类及比例。 (5)其他方法:蜜蜂中的雄蜂是由卵细胞发育而成的，因此依雄蜂的表现型及比例即可推知亲本雌蜂产生的配子种类及比例，从而验证基因的分离定律。 二、设计实验确定两对等位基因的位置 例4(某中学研究性学习小组在对南瓜的果实(白色对黄色、盘状对球状为显性);果蝇身体的颜色和翅形(灰身对黑身、长翅对残翅为显性)两对相对性状进行杂交实验时，得到了如下表所示的实验结果，结果不同的原因是控制两对相对性状的基因在染色体上的位置不同(在一对同源染色体或两对同源染色体上)而导致的。 生物 亲本组合 后代表现型及数量 白色盘状 白色球状 黄色盘状 黄色球状 南瓜 白色盘状 x 黄色球状 25 24 26 25 灰身长翅 灰身残翅 黑身长翅 黑身残翅 果蝇 灰身长翅 x 黑身残翅 42 8 8 42 现给你柿椒，其果实圆锥形对灯笼形、辣味对甜味为显性，取纯合子圆锥形辣味和纯合子灯笼形甜味杂交得F，请根据以上给出的信息，判断控制着两对相对性状的基因在染1 色体上的位置(用遗传图解表示你的判断过程) 答案:(1) F: 圆锥形辣味 x 灯笼形甜味 1 后代表现型:圆锥形辣味 : 圆锥形甜味 : 灯笼形辣味 : 灯笼形甜味 比例: 1 : 1 : 1 : 1 则控制两对相对性状的基因位于两对同源染色体上。 (2) F: 圆锥形辣味 x 灯笼形甜味 1 后代表现型:圆锥形辣味 : 圆锥形甜味 : 灯笼形辣味 : 灯笼形甜味 比例: 多 : 少 : 少 : 多 则控制两对相对性状的基因位于一对同源染色体上。 解题规律:具有两对相对性状的个体之间测交，看后代的表现性比例 结果及:?若后代的表现性之比为1:1:1:1;则控制这两对相对性状的两对等位基因分别位于两对同源染色体上 ?若后代的表现性之比为 多:多:少:少;则控制这两对相对性状的两对等位基因位于一对同源染色体上 三、确定控制性状的基因位于常染色体还是性染色体 例5、已知果蝇的红眼和白眼是一对相对性状(红眼A、白眼a)，且雌雄果蝇均有红眼和白眼类型。若用一次交配实验即可证明这对基因位于何种染色体上，选择的亲本表现型应为____________________________ 实验预期及其相应结论为: ?_________________________________________________________________ ?_________________________________________________________________ ?_________________________________________________________________ 答案:(2)白眼雌果蝇×红眼雄果蝇 ?子代中雌果蝇全部红眼，雄果蝇全部白眼，则这对基因位于X染色体上 ?子代中雌、雄果蝇全部为红眼，则这对基因位于常染色体上 ?子代中雌、雄果蝇均为既有红眼又有白眼，则这对基位于常染色体上 例6、某人患w遗传病，不知控制w遗传病的基因在染色体上的位置，请你设计一个简单的调查进行调查，并预测调查结果。(说明:w遗传病为单基因控制的隐性遗传病) 答案:(1)寻找若干个患w遗传病的家庭进行调查 (2)统计患者的性别比例 若患者男性多于女性，则w基因位于X染色体上 若患者男性与女性差不多，则w基因位于常染色体上 例7、果蝇的红眼(W)对白眼(w)是显性，长翅(B)对残翅(b)是显性。现有红眼长翅雌果蝇和红眼长翅雄果蝇杂交，子代的雄果蝇中，红眼长翅:红眼残翅:白眼长翅:白眼残翅,3:1:3:1，雌果蝇中红眼长翅:红眼残翅,3:1。 (1)亲本的基因型是__________________________________。 (2)雄性亲本的一个精原细胞产生精细胞的基因型是_____________________________。 (3)若对雌性亲本测交，所得子代雌雄个体的数量比是____________，子代雌性个体中与雌性亲本表现型相同的个体占子代总数的________________。 (4)果蝇的直毛和非直毛是一对相对性状，基因位于X染色体上。从自然界中获得有繁殖能力的直毛雌雄果蝇各一只，非直毛雌雄果蝇各一只，现任意取两只不同性状的雌、雄果蝇进行一次杂交，请你根据后代的表现型及比例，确定雌雄亲本中的显性性状。(用文字表述) 答案:(1)BbXWXw×BbXWY (2)BXW 、bY或bXW、BY (3)1:1 、1/4 (4)?若子代果蝇只出现一种性状，则亲本中雌果蝇代表的性状为显性性状; ?若子代雌、雄果蝇都含有两种不同的性状，且比例各为1:1，则亲本中雌果蝇代表的性状是显性性状 ?若子代雌、雄果蝇分别只有一种性状，则亲本中雄果蝇代表的性状为显性性状。(??可合并说明) 例8、大麻的性别决定为XY型，其植株的颜色受常染色体上一对等位基因控制，基因型AA的植株呈深绿色，基因型Aa的植株呈浅绿色，基因型aa的植株呈白色，深绿色和浅绿色的植株的繁殖和生存能力相同，而白色植株会在幼苗阶段死亡。 现有一批浅绿色植株(P)，自然状态下授粉得到F1，成熟后经自由授粉得到F2。 ? 在F2成熟植株中，浅绿色所占的比例是______________ ? 在甲图坐标中，画出成熟植株中，a的基因频率随繁殖代数变化的曲线。 A的基因频率 1 1/2 P F1 F2 F3 代 ? 如乙图所示，X染色体和Y染色体大小、形态不完全相同，存在着同源区(?)和非 同源区(?、?)。假设大麻植株叶的斑点症(隐性性状)是由位于XY染色体上的基 因控制的，请根据后代的表现型判断该基因在染色体上的位置。 答案:?1/2 ?交点1/3和1/4 ?a.若仅雄株表现为斑点症，说明基因位于非同源区(?) b.若雌雄株均有斑点症，且比例相等，说明基因位于非同源区(?) c.若雄株斑点症多于雌株，说明基因位于非同源区(?) 例9(假设残翅果蝇是由于遗传物质改变引起的。现有一定数量的长翅和残翅果蝇(长翅对残翅为显性)，请以最简捷的实验设计思路确定该性状是否为伴性遗传，并对可能出现的结果进行分析。 答案:取残翅果蝇作母本，长翅果蝇作父本杂交，若后代雄性果蝇全为残翅，雌性果蝇全为长翅，则残翅性状为伴性遗传。若后代雌、雄性果蝇中既有残翅也有长翅，则残翅性状不是伴性遗传。 解题规律:?表现型为显性x?表现型为隐性 结果及分析:?若杂交后代中雄性个体表现型全为隐性，雌性个体表现性全为显性，则该性状为伴性遗传?若杂交后代中雌雄性个体表现型既有隐性也有显性，则该性状为常染色体遗传 解题思路:本类型的实验一般分为两类: ?实验法:选取亲本进行实验，根据实验结果写出结论 ?调查法:直接根据调查结果写出结论，不要出现交配实验。 四、设计实验确定某变异性状是可遗传变异(基因突变)还是不遗传变异 例10(某生物兴趣小组以纯合长翅果蝇幼虫为实验材料,进行了以下生物学实验:将长翅果蝇幼虫培养在温度为25?的环境中，经过12天时间发育为长翅成虫果蝇;如果将孵化后1-7天干的长翅果蝇幼虫放在35-37?环境下处理6-24小时后，结果培养出的成虫中出现了一定数量的残翅果蝇(有雌有雄)。 (1)上述实验说明，基因与性状之间的关系是: (2)本实验过程中出现了残翅果蝇。请作出假设并设计一个实验，验证你关于本实验过程中残翅果蝇形成原因的推测，简要写出实验设计思路，并对可能出现的结果进行分析: 答案:(1)基因决定生物的性状，但同时受环境的影响。(2)假设:温度变化影响了发育，但遗传物质并没有改变。实验步骤:用这些残翅果蝇繁殖的幼虫在25?下培养。结果分析:若子代全部都是长翅，说明残翅是不可遗传的变异，是由温度变化引起的性状改变。若子代全部都是残翅或出现部分残翅，说明残翅是可遗传的变异，是由于温度变化引起了遗传物质的改变。 解题规律:取该变异性状的雌雄个体杂交 结果及分析:?若杂交后代表现型为原性状，则该变异性状为由环境因素的影响造成的不遗传的变异。?若杂交后代表现型出现了突变性状，则该变异性状遗传物质改变引起的可遗传的变异。 五、设计实验确定某一表现型个体的基因型 例11(1)在一些性状的遗传中，具有某种基因型的合子不能完成胚胎发育，导致后代中不存在该基因型的个体，从而使性状的分离比例发生变化。小鼠毛色的遗传就是一个例子。 一个研究小组，经大量重复实验，在小鼠毛色遗传的研究中发现: A(黑色鼠与黑色鼠杂交，后代全部为黑色鼠。 B(黄色鼠与黄色鼠杂交，后代中黄色鼠与黑色鼠的比例为2:1 C(黄色鼠与黑色鼠杂交，后代中黄色鼠与黑色鼠的比例为1:1 根据上述实验结果，回答下列问题:(控制毛色的显性基因用A表示，隐性基因用a表示) ?黄色鼠的基因型是,,,,，黑色鼠的基因型是,,,,。 ?推测不能完成胚胎发育的合子的基因型是,,,,。 ?写出上述B、C两个杂交组合的遗传图解。 答案:(1)?Aa aa ?AA ?B: Aa × Aa C: Aa × aa 黄色 黄色 黄色 黑色 ? ? 1Aa : 1AA 1AA : 2Aa : 1AA 黄色 黑色 不存活 黄色 黑色 六、设计实验确定某一性状是显性性状还是隐性性状 例12(在大不列颠哥伦比亚山区发现一群野山羊，动物学家对发生在这个羊群中5只羊 的多次交配，进行了几年的跟踪研究，结果记录在下表中: 组 亲本号1 亲本号2 子代 1 弓腿、毛膝 弓腿、毛膝 3/4弓腿、毛膝1/4内翻膝、毛膝 2 弓腿、无毛膝 内翻膝、无毛膝 1/2弓腿、无毛膝1/2内翻膝、无毛膝 1/4弓腿、无毛膝1/4弓腿、毛膝 3 弓腿、毛膝 内翻膝、无毛膝 1/4内翻膝、毛膝1/4内翻膝、无毛膝 4 弓腿、毛膝 弓腿、毛膝 3/4弓腿、毛膝1/4弓腿、无毛膝 请分析回答下列问题: (1)根据上述结果，确定两对相对性状中的显性性状，并说明你是通过哪组作用推断的。 (2)写出第1组和第2组亲本的基因型(分别用A、a和B、b表示两对基因):第1组亲本 ，第2组亲本 (3)研究人员要对未参与交配的一只雄性弓腿、毛膝羊进行鉴定，以确定是否纯合子，请你写出最简便的鉴定方案，预期结果并得出结论。 鉴定方案: 预期结果并得出结论: 答案:(1)弓腿与内翻膝，弓腿为显性性状;毛膝与无毛膝，毛膝为显性性状。(2分) 通过第1组确定弓腿为显性，通过第4组确定毛膝为显性。 2)AaBB x AaBb(或AaBb x AaBB)(4分) Aabb x aabb(4分) ( (3)让雄性弓腿毛膝羊与多只内翻膝无毛膝母羊交配。(4分) 如果后代中只有弓腿毛膝羊，则雄性亲本羊为纯合子，(2分)如果后代有弓腿毛膝、内翻膝毛膝两种羊，或者有弓腿毛膝、弓腿无毛膝两种羊，或者有弓腿毛膝、弓腿无毛膝、内翻膝毛膝、内翻膝无毛膝四种，则雄性亲本羊为杂合子(或雄羊与其它母羊的后代有两种或四种不同个体，则雄性亲本为杂合体。)(2分) 解题规律:无中生有为隐性，有中生无为显性。 七、设计实验确定亲子代关系 例13((6分)已知果蝇的长翅(A)对残翅(a)是显性，现有甲乙两管果蝇，甲管全部为长翅果蝇，乙管果蝇既有长翅又有残翅。甲与乙可能是F1与亲本的关系，也可能是F1与F2的关系，试分析回答: (1)若乙为亲代，甲管中的长翅果蝇的基因型为 。 (2)若乙为子代，甲管中长翅的基因型为 。 (3)通过鉴别性别得知，乙管中两种果蝇都有雌、雄个体，则乙管果蝇是甲管果蝇的 。若乙管果蝇各为雌雄一方，则乙管果蝇是甲管果蝇 。 (4)若用一次交配实验来鉴别两者的世代关系，其最佳交配方式 是 。 答案:(6分)(1) Aa (2) Aa (3)子代 亲代 (4)让乙管的长翅果蝇与残翅果蝇交配，若子代全为长翅，说明乙是甲的亲本;若后代既有长翅又有残翅，说明甲为F1，乙为F2。(2分) 八、确定纯合子还是杂合子 例14((11分)玉米是一种雌雄同株的植物，正常植株的基因型为A_B_,其顶部开雄花, 下部开雌花;基因型aaB__的植株不能长出雌花而成为雄株;基因型为A__bb或aabb 植株的顶端长出的也是雌花而成为雌株。(两对基因位于两对同源染色体上) (1)育种工作者选用上述材料做亲本，杂交后得到下表中的结果: 正常株 雄株 雌株 类型 数目 998 1001 1999 请写出所有亲本基因型组合________________________________________。 (2)玉米的纯合体雄株和雌株在育种中有重要的应用价值,在杂交育种时可免除雌雄同 株必须人工去雄的麻烦。选育出的纯合雄株和雌株，应确保其杂交后代都是正常植株， 以符合种子生产要求。那么选育出的雄株和雌株的基因型分别为 _____________________。 (3)已知大田中的正常植株都是杂合子(AaBb),请你利用这种正常植株设计一个育种方 案，选育出符合育种生产要求的纯合雄株和雌株。 ?_____________________________________________,得到单倍体幼苗; ?用______________处理单倍体幼苗,使其染色体加倍,得到 _______________________________________________,其中_____________即为符合 生产要求的类型; ?将雄株与雌株进行杂交,若后代____________________,则________是符合生产要求的 类型;若后代_______________,则________为不符合生产要求的类型,应淘汰。 答案:(1)aaBb×Aabb 或AaBb×aabb (2)aaBB AAbb (3) ?选择正常植株的花粉(AB、Ab、aB、ab)进行花药离体培养 ?秋水仙素 纯合的二倍体植株，即正常植株(AABB)、雄株(aaBB)、雌株(AAbb、 aabb) ?都为正常植株 雌株 无正常植株 雌株 九、用遗传图解表示设计实验的过程 例15((16分)一只雌鼠的染色体上的某基因发生突变，使得野生型性状变为突变型，请回答下列问题: (1)假定控制突变型的基因是位于常染色体上的隐性基因，则用纯合野生型雄鼠与上述雌鼠交配，后代表现型是_____________ 。 F1(2)另假定上述雌鼠为杂合子，让其与野生型雄鼠交配，代表现型有四种，分别是突 F1变型?、野生型?、突变型?、野生型?、比例为1:1:1:1从代中选用野生型?、突变型?的个体进行交配，其下一代的表现型中所有?的都为野生型，所有的?都为突变型。 请问:突变基因位于x染色体上还是常染色体上，用遗传图解分析(B表示显性基因，b表示隐性基因)。 遗传图解: 结论: 答案:(1)野生型 假设1(6分):B位于X染色体上 假设2(6分):B位于常染色体上 亲代 野生型? 突变型? 野生型? 突变型? bbB XX × XY 亲代 bbXX × BbXY bB配子 X X Y 配子 bX BX Bx BY bY Bbb子代 XX XY 子代 BbXX bbXX BbXY bbXY 突变型? 野生型? 突变型? 野生型? 突变型? 野生型? 比例 1 : 1 比例 1 : 1 : 1 : 1 (2)结论:假设1的图解表示的推理结果与杂交实验结果一致;假设2的图解表示的推理结果与杂交实验结果不一致，所以突变基因位于X色体上。(2分) 十、杂交育种实验方法: 例16、现有?-----?五个品系的豌豆种子，每个品系均只有一个性状为隐性纯合，其它性状全为显性纯合，如下表 ? ? ? ? ? 性状 种子性状 子叶颜色 豆荚性状 种皮颜色 茎的高度 隐性基因及皱粒 绿色 不饱和 白色 矮茎 基因型 rr yy gg hh dd 基因所在染? ? ? ? ? 色体 若五个品系的豌豆种子均可作为亲本，请你运用杂交育种的方法，利用四年时间(从播种到获得种子需要一年)，培育出绿色皱粒矮茎豌豆种。 答案: ?品系?与?杂交得F 1 ?F种植与品系?杂交得F12 ?F种植全部自交得F23 ?从F中选取绿色皱粒种子种植自交，其中矮茎植株所结种子即为所要培育的3 豌豆种子。 解题思路:仔细研究杂交育种的过程