遺傳實驗的設計與分析專題

高三生物備課組孟德爾遺傳定律應用---------------遺傳實驗的設計與分析實驗法是研究遺傳學問題的基本思想和方法。遺傳實驗設計與分析題在近年來高考題中出現幾率越來越高，常以大型非選擇題的形式出現，所占分值比重很大。2012年2013年2014年2015年2016年福建卷全國ⅠT32重慶卷福建卷T28全國卷ⅠT32天津卷四川卷T11全國卷ⅡT6T32全國卷ⅠT32遺傳實驗的主要方法有雜交、測交、自交、正交、反交、花粉或配子分析法等。實驗涉及角度可以是純合子和雜合子的鑒定、性狀顯隱性確認、孟德爾遺傳定律驗證、育種方案設計、基因位置確認、基因型與表現型關系及其影響因素探究等。本節(jié)聚焦一、解決遺傳問題的一些基本方法（一）判斷純合子還是雜合子（即基因型的確定）（二）判斷顯、隱性性狀。（三）是否遵循孟德爾遺傳規(guī)律的判斷（四）判斷兩對基因是否位于同一對同源染色體上例1

某農場養(yǎng)了一群馬，有栗色馬和白色馬。已知栗色基因（B）對白色基因（b）呈完全顯性。育種工作者從中選出一匹健壯的栗色公馬，請你根據毛色這一性狀鑒定它是雜種還是純種。㈠判斷純合子還是雜合子（即基因型的確定）答案：讓該栗色公馬與多匹健康的白色母馬測交，然后統(tǒng)計子代馬的毛色。如果測交后代既有栗色馬又有白色馬或出現了白馬，則說明該栗色馬是雜合子。如果測交后代都是栗色馬，則說明該栗色馬很可能是純合子。①測交：就是讓檢測個體與隱性性狀個體雜交。如果能產生隱性的子代，則一定是雜合子，如果全部子代都是要檢測的個體性狀，則很可能是純合子。②自交：主要是指基因型相同的個體相交，如果子代出現性狀分離，則為雜合子；如果子代可以穩(wěn)定遺傳，則為純合子。植物則指自花傳粉。對植物而言，自交方法更加簡單方便，因為可以省去繁瑣的去雄、受粉等雜交工作。③花粉鑒定法：檢驗具有顯性性狀的部分植物的基因型的最簡單方法。方法歸納：遺傳實驗要注意的問題：用于交配的同類親本數量要足夠多；產生的子代個體數量要足夠多，這樣的結果才有說服力。㈡判斷顯、隱性性狀。⑴具有相對性狀的純合體親本雜交，子一代雜合體表現的親本性狀為顯性性狀。⑵據“雜合體自交后代出現性狀分離”，新出現性狀為隱性，親本性狀為顯性。在未知顯/隱性關系的情況下，任何親子代表現型相同的雜交都無法判斷顯/隱性。例：紅花×白花紅花和白花方法有二種：例2、（2015年泰安模擬）研究人員將純合甜味和純合非甜味如下圖所示，且雌蕊接受同種和異種花粉的機會相等。請通過分析各行玉米的種子性狀，判斷甜味和非甜味的顯隱性關系：①若甲、丙行的植株種子是___________，乙、丁行的植株種子是___________，則甜味是顯性。②若甲、丙行的植株種子是____________，乙、丁行的植株種子是______________，則非甜味是顯性。③若非甜味是顯性，現將乙行植株的種子發(fā)育成的新個體F1進行隨機交配，則所得種子的甜味與非甜味比例約是__________。

【答案】1甜味甜味和非甜味②甜味和非甜味非甜味21∶15（三）是否遵循孟德爾遺傳規(guī)律的判斷1、原理：孟德爾遺傳規(guī)律的分離比。⑴一對相對性狀的純合子雜交得F1，F1自交得F2分離比為3：1；F1測交，分離比為1：1。⑵兩對相對性狀的純合子雜交得F1，F1自交得F2，分離比為9：3：3：1；F1測交，分離比為1：1：1：1。2、方法：純合子雜交得F1，F1自交或測交。例3（2013年大綱全國，34）已知玉米子粒黃色（A）對白色（a）為顯性，非糯（B）對糯（b）為顯性，這兩對性狀自由組合。請選用適宜的純合親本進行一個雜交實驗來驗證：①子粒的黃色與白色的遺傳符合分離定律；②子粒的非糯和糯的遺傳符合分離定律；③以上兩對性狀的遺傳符合自由組合定律。要求：寫出遺傳圖解，并加以說明。F2子粒中：①若黃粒（A_）︰白粒（aa）=3︰1，則驗證該性狀的遺傳符合分離定律；②若非糯粒（B_）︰糯粒（bb）=3︰1，則驗證該性狀的遺傳符合分離定律；③若黃非糯粒︰黃糯粒︰白非糯粒︰白糯粒=9︰3︰3︰1，即：A_B_︰A_bb︰aaB_︰aabb=9︰3︰3︰1，則驗證這兩對性狀的遺傳符合自由組合定律。

1，F1全部為灰身長翅果蠅。在進一步實驗中他發(fā)現了一些有趣的現象：①用F1灰身長翅雌果蠅與黑身殘翅果蠅進行測交，發(fā)現測交后代灰身長翅占42%，灰身殘翅占8%，黑身長翅占8%，黑身殘翅占42%。②將F1雌雄果蠅自由交配得F2，F2中灰身長翅占71%，灰身殘翅占4%，黑身長翅占4%，黑身殘翅占21%。（1）上述一對性狀的遺傳

（符合/不符合）分離定律。（2）由上述現象說明控制這兩對性狀的基因____________（符合/不符合）自由組合定律。此外，摩爾根還用F1灰身長翅雄果蠅與黑身殘翅雌果蠅進行了測交實驗，那么測交后代的表現型及比例為___________________。（特別說明：果蠅這兩對性狀的遺傳受常染色體上兩對基因控制，實驗結果相對穩(wěn)定，不是偶然現象，題中數據是理論值）（1）符合（2）不符合灰長：黑殘=1:1例5甜蕎麥是異花傳粉作物，具有花藥大?。ㄕ?、?。┦莨螤睿ɡ饧?、棱圓）和花果落粒性（落粒、不落粒）等相對性狀。某興趣小組利用純種甜蕎麥進行雜交實驗，獲得了足量后代，F2代性狀統(tǒng)計結果如下。請回答：

（1）花藥大小的遺傳至少受___對等位基因控制，F2代花藥小的植株中純合子所占比例為_______。（四）判斷兩對基因是否位于同一對同源染色體上（2）為探究控制花藥大小和瘦果形狀兩對性狀的基因在染色體上的位置關系，實驗方案如下：①選擇純合花藥正常、瘦果棱尖和相關基因均為隱性純合的花藥小、瘦果棱圓植株作親本雜交，獲得F1；②讓F1植株測交獲得F2；③統(tǒng)計后代中花藥大小和瘦果形狀的性狀比例。結果分析（橫線上填寫表現型比例）：若后代中花藥正常瘦果棱尖︰花藥小瘦果棱尖︰花藥小瘦果棱圓=_________，則控制花藥大小和瘦果形狀兩對性狀的基因位于兩對染色體上；若后代中花藥正常瘦果棱尖︰花藥正常瘦果棱圓︰花藥小瘦果棱尖︰花藥小瘦果棱圓=________，則控制花藥大小和瘦果形狀兩對性狀的基因位于三對染色體上。（1）兩對3/7（2）1:1:21:1:3:3例5某雌雄同株植物花的顏色由兩對基因（A和a，B和b）控制，A基因控制色素合成（A：出現色素，AA和Aa的效應相同），B為修飾基因，淡化顏色的深度（B：修飾效應出現，BB和Bb的效應不同）。其基因型與表現型的對應關系如右表所示，請分析回答：基因型A

BbA

bbA

BB或aa

表現型粉色紅色白色為了探究兩對基因（A和a，B和b）是在同一對同源染色體上，還是在兩對同源染色體上，某研究小組選用了基因型為AaBb的粉色植株自交進行探究。探究過程如下：①作出假設：假設這兩對基因在染色體上的位置存在三種類型，請你在答題卡的方框中分別畫出（用豎線表示染色體，黑點表示基因在染色體上的位點，并在位點旁標注基因）。②實驗步驟：第一步：粉色植株自交。第二步：_____________③實驗可能的結果及相應的結論（不考慮交叉互換）：a．若子代植株花色表現型及比例為

，則兩對基因的位置符合上圖第

種類型；b．若子代植株花色表現型及比例為

，則兩對基因的位置符合上圖第

種類型；c．若子代植株花色表現型及比例為

，則兩對基因的位置符合上圖第

種類型。第一種類型第二種類型第三種類型參考答案：方法歸納：1確定方法：選具有兩對相對性狀且純合的雌雄個體雜交得F1，再將F1中的雌雄個體相互交配產生F2，統(tǒng)計F2中的性狀分離比。2結果與結論：若子代中出現9:3:3:1（或9:3:3:1的變式）的性狀分離比，則控制這兩對相對性狀的兩對基因不在同一對同源染色體上；若子代中沒有出現9:3:3:1（或9:3:3:1的變式）的性狀分離比，則控制這兩對相對性狀的兩對基因位于同一對同源染色體上；鞏固練習：1、（2013浙江32節(jié)選）在玉米中，控制某種除草劑抗性（簡稱抗性，T）與除草劑敏感（簡稱非抗，t）非糯性（G）與糯性（g）的基因分別位于兩對同源染色體上。有人以純合的非抗非糯性玉米（甲）為材料，經過EMS誘變處理獲得抗性非糯性個體（乙）；甲的花粉經EMS誘變處理并培養(yǎng)等，獲得可育的非抗糯性個體（丙）。

（2）若要培育抗性糯性的新品種，采用乙與丙雜交，F1只出現抗性非糯性和非抗非糯性的個體；從F1中選擇表現為____的個體自交，F2中有抗性糯性個體，其比例是____（3）采用自交法鑒定F2中抗性糯性個體是否為純合子。若自交后代中沒有表現型為_______的個體，則被鑒定個體為純合子；反之則為雜合子。請用遺傳圖解表示雜合子的鑒定過程。

答案（2）抗性非糯性3/16（3）非抗性糯性

P:抗性糯性（Ttgg）

配子TgtgTgTTggTtgg

tgTtggttgg

抗性糯性：非抗性糯性=3:1×2豬蹄的形狀有正常蹄和騾狀蹄之分。該性狀由一對等位基因控制?，F有多頭豬，其中有純合、有雜合，有雌性、有雄性，且雌、雄豬中都有正常蹄和騾狀蹄從表現型上不能區(qū)別純合體和雜合體。如何確定這對性狀的顯性和隱性？

答案：⑴隨機選取多對正常蹄雌雄豬交配，看子代是否有性狀分離。若有，則正常蹄為顯性；若無，則正常蹄為隱性。（或選騾狀蹄做上述實驗）3某遺傳實驗小組用純合的紫花香豌豆（AABB）和白花香豌豆（aabb）雜交，得到F1植株366棵全部表現為紫花，F1自交后代1650棵，性狀分離比為9∶7。同學甲認為F1產生配子時不遵循自由組合定律，同學乙認為F1產生配子時遵循自由組合定律。（1）你認為同學乙對香豌豆花色遺傳的解釋是________，由此你可以得出的結論是________。（2）請你設計一個實驗證明你的解釋是否正確。Ⅰ．實驗步驟：①_____________________________________②_____________________________________Ⅱ．實驗結果及結論：①________________________________________②________________________________________答案：（1）基因型為A_B_的香豌豆開紫花，基因型為a_B_、A_b_、aabb的香豌豆開白花一個性狀可以由多個基因控制（2）Ⅰ．①第一年選用F1植株與白花香豌豆測交，得到香豌豆種子。②第二年將香豌豆種子種植，統(tǒng)計其所長成植株時花的種類及數量。Ⅱ．①如果出現紫花∶白花＝1∶3，則說明F1產生配子時遵循自由組合定律。②如果出現紫花∶白花為其他比例，則說明F1產生配子時不遵循自由組合定律。4某植物的花的顏色有紅色和白色，其紅花的顏色深淺由三對等位基因（A與a、B與b、C與c）控制，顯性基因有加深紅色的作用，且作用效果相同，具有累積效應，完全隱性的個體開白花，親本的基因組成如圖所示（假設沒有基因突變及交叉互換）．請回答：（1）F1中顏色最深的個體自交，理論上F2的表現型有種，其比例為（按顏色由深到淺的順序），其中顏色最深的個體的基因型是

，（2）該種植物花的位置有頂生與腋生來那個中，由兩對等位基因控制，且只有兩對基因