題型專題二-遺傳類實(shí)驗(yàn)分析與設(shè)計(jì)的非選擇題突破

題型專題二遺傳類實(shí)驗(yàn)分析與設(shè)計(jì)的非選擇題突破類型一驗(yàn)證遺傳定律的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法驗(yàn)證方法結(jié)論自交法

F1自交后代的性狀分離比為3∶1,則符合基因的分離定律,由位于一對同源染色體上的一對等位基因控制

F1自交后代的性狀分離比為9∶3∶3∶1,則符合基因的自由組合定律,由位于兩對同源染色體上的兩對等位基因控制測交法

F1測交后代的性狀分離比為1∶1,則符合分離定律,由位于一對同源染色體上的一對等位基因控制

F1測交后代的性狀分離比為1∶1∶1∶1,由位于兩對同源染色體上的兩對等位基因控制驗(yàn)證方法結(jié)論花粉鑒定法

F1若有兩種花粉,且比例為1∶1,則符合分離定律

F1若有四種花粉,且比例為1∶1∶1∶1,則符合自由組合定律單倍體育種法取花藥離體培養(yǎng),用秋水仙素處理單倍體幼苗,若植株有兩種表現(xiàn)型,且比例為1∶1,則符合分離定律取花藥離體培養(yǎng),用秋水仙素處理單倍體幼苗,若植株有四種表現(xiàn)型,且比例為1∶1∶1∶1,則符合自由組合定律例1[2019·全國卷Ⅲ]玉米是一種二倍體異花傳粉作物,可作為研究遺傳規(guī)律的實(shí)驗(yàn)材料。玉米籽粒的飽滿與凹陷是一對相對性狀,受一對等位基因控制?；卮鹣铝袉栴}。(1)在一對等位基因控制的相對性狀中,雜合子通常表現(xiàn)的性狀是

。

[解析](1)在一對等位基因控制的一對相對性狀中,雜合子通常表現(xiàn)的性狀是顯性性狀。顯性性狀(2)現(xiàn)有在自然條件下獲得的一些飽滿的玉米籽粒和一些凹陷的玉米籽粒,若要用這兩種玉米籽粒為材料驗(yàn)證分離定律,寫出兩種驗(yàn)證思路及預(yù)期結(jié)果。[答案]①兩種玉米分別自交,若某些玉米自交后,子代出現(xiàn)3∶1的性狀分離比,則可驗(yàn)證分離定律。②兩種玉米分別自交,在子代中選擇兩種純合子進(jìn)行雜交,F1自交,得到F2,若F2中出現(xiàn)3∶1的性狀分離比,則可驗(yàn)證分離定律。③讓籽粒飽滿的玉米和籽粒凹陷的玉米雜交,如果F1都表現(xiàn)一種性狀,則用F1自交,得到F2,若F2中出現(xiàn)3∶1的性狀分離比,則可驗(yàn)證分離定律。④讓籽粒飽滿的玉米和籽粒凹陷的玉米雜交,如果F1表現(xiàn)兩種性狀,且表現(xiàn)為1∶1的性狀分離比,則可驗(yàn)證分離定律。[解析]

(2)該實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證思路及預(yù)期結(jié)果如下:①兩種玉米分別自交,若某些玉米自交后,子代出現(xiàn)3∶1的性狀分離比,則可驗(yàn)證分離定律。②兩種玉米分別自交,在子代中選擇兩種純合子進(jìn)行雜交,F1自交,得到F2,若F2中出現(xiàn)3∶1的性狀分離比,則可驗(yàn)證分離定律。③讓籽粒飽滿的玉米和籽粒凹陷的玉米雜交,如果F1都表現(xiàn)一種性狀,則用F1自交,得到F2,若F2中出現(xiàn)3∶1的性狀分離比,則可驗(yàn)證分離定律。④讓籽粒飽滿的玉米和籽粒凹陷的玉米雜交,如果F1表現(xiàn)兩種性狀,且表現(xiàn)為1∶1的性狀分離比,則可驗(yàn)證分離定律。例2果蠅的野生型和突變型受常染色體上的兩對等位基因(A、a和B、b)控制,研究發(fā)現(xiàn)果蠅在A和B同時存在時表現(xiàn)為野生型,其他表現(xiàn)為突變型。現(xiàn)用自然種群中的兩只基因型相同的野生型雌雄果蠅雜交,子代野生型∶突變型=3∶1,回答下列問題:(1)若這兩對等位基因遵循自由組合定律,則親本的基因型組合為

。若這兩對等位基因不遵循自由組合定律,則親本的基因型組合可能有

種。

AaBB×AaBB或AABb×AABb3(2)為驗(yàn)證該對相對性狀的遺傳是否遵循基因的自由組合定律,請用純合的基因型為AABB、aaBB、AAbb、aabb的雌雄果蠅為實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。(要求:請寫出實(shí)驗(yàn)思路、預(yù)期結(jié)果和結(jié)論)。[答案]方法一:實(shí)驗(yàn)思路:選用基因型為AABB和基因型為aabb的雌雄果蠅相互交配,得到F1,將F1與異性aabb的果蠅交配,觀察并記錄子二代的表現(xiàn)型及比例。預(yù)期結(jié)果:若產(chǎn)生子代的表現(xiàn)型和比例為野生型∶突變型=1∶3,則可驗(yàn)證該對相對性狀的遺傳遵循基因的自由組合定律;若產(chǎn)生子代的表現(xiàn)型和比例為野生型∶突變型=1∶1,則可驗(yàn)證該對相對性狀的遺傳不遵循基因的自由組合定律。方法二:實(shí)驗(yàn)思路:選用基因型為AABB和基因型為aabb的雌雄果蠅相互交配,得到F1,將F1果蠅相互交配,觀察并記錄子二代的表現(xiàn)型及比例。預(yù)期結(jié)果:若產(chǎn)生子代的表現(xiàn)型和比例為野生型∶突變型=9∶7,則可驗(yàn)證該對相對性狀的遺傳遵循基因的自由組合定律;若產(chǎn)生子代的表現(xiàn)型和比例為野生型∶突變型=3∶1,則可驗(yàn)證該對相對性狀的遺傳不遵循基因的自由組合定律。同理,選用基因型為AAbb與aaBB的果蠅雜交,子代自交或測交也可。類型二確定基因位置的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題型一判斷基因位于常染色體還是X染色體的常用方法(1)已知性狀顯隱性:選擇隱性雌性個體與顯性雄性個體雜交(ZW型生物相反)a.若子代

,則基因位于X染色體上。

b.若子代

,則基因位于常染色體上。

c.若子代

,則基因位于常染色體上。

雌性均為顯性,雄性均為隱性雌、雄性均為顯性雌、雄性均有顯性和隱性(2)未知性狀顯隱性:正交、反交實(shí)驗(yàn)判斷a.若子代

,則基因位于X染色體上。

b.若子代

,則基因位于常染色體上。

正、反交結(jié)果不同,與性別有關(guān)正、反交結(jié)果相同,與性別無關(guān)例3已知果蠅的灰體和黃體受一對等位基因控制,但這對相對性狀的顯隱性關(guān)系和該等位基因所在的染色體是未知的。甲同學(xué)用一只灰體雌蠅與一只黃體雄蠅雜交,子代中♀灰體∶♀黃體∶♂灰體∶♂黃體為1∶1∶1∶1。乙同學(xué)用兩種不同的雜交實(shí)驗(yàn)都證實(shí)了控制黃體的基因位于X染色體上,并表現(xiàn)為隱性。請根據(jù)上述結(jié)果,回答下列問題:(1)僅根據(jù)甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn),能不能證明控制黃體的基因位于X染色體上,并表現(xiàn)為隱性?

。

[解析](1)若控制黃體的基因在常染色體上,并表現(xiàn)為隱性,基因型用aa表示,灰體雌蠅為顯性雜合子,基因型用Aa表示,二者雜交后也會出現(xiàn)題中所示結(jié)果。不能(2)請用甲同學(xué)得到的子代果蠅為材料設(shè)計(jì)兩個不同的實(shí)驗(yàn),這兩個實(shí)驗(yàn)都能獨(dú)立證明乙同學(xué)的結(jié)論(要求:每個實(shí)驗(yàn)只用一個雜交組合,并指出支持乙同學(xué)結(jié)論的預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果)。[答案]實(shí)驗(yàn)1:雜交組合:♀黃體×♂灰體預(yù)期結(jié)果:子一代中所有的雌性都表現(xiàn)為灰體,雄性都表現(xiàn)為黃體。實(shí)驗(yàn)2:雜交組合:♀灰體×♂灰體預(yù)期結(jié)果:子一代中所有的雌性都表現(xiàn)為灰體,雄性中一半表現(xiàn)為灰體,另一半表現(xiàn)為黃體。[解析]

(2)若控制黃體的基因在X染色體上,并表現(xiàn)為隱性,則同學(xué)甲得到的子代表現(xiàn)型及基因型分別為灰體雌果蠅(XAXa)、黃體雌果蠅(XaXa)、灰體雄果蠅(XAY)、黃體雄果蠅(XaY)。要證明控制黃體的基因在X染色體上,并表現(xiàn)為隱性,所選雜交親本產(chǎn)生的子代需在雌性和雄性中具有不同的表現(xiàn)型及比例,所以可以選擇黃體雌果蠅(XaXa)和灰體雄果蠅(XAY)雜交,則后代雌果蠅均為灰體,雄果蠅均為黃體。也可選擇灰體雌果蠅(XAXa)和灰體雄果蠅(XAY)雜交,后代雌果蠅全部為灰體,雄果蠅中一半為灰體,一半為黃體。例4Ⅰ.某種家禽的豁眼和正常眼是一對相對性狀,豁眼雌禽產(chǎn)蛋能力強(qiáng)。已知這種家禽的性別決定方式與雞相同,豁眼性狀由Z染色體上的隱性基因a控制,且在W染色體上沒有其等位基因?；卮鹣铝袉栴}:(1)用純合體正常眼雄禽與豁眼雌禽雜交,雜交親本的基因型為

。理論上F1的基因型和表現(xiàn)型為

,F1中雌雄個體相互交配,所得F2雌禽中豁眼禽所占的比例為

。ZAZA、ZaW

ZAW、ZAZa,雌、雄個體均為正常眼1/2[解析]

(1)依題意可知,在題述家禽中,雄性的性染色體組成為ZZ,雌性的性染色體組成為ZW,豁眼性狀由Z染色體上的隱性基因a控制,且在W染色體上沒有其等位基因。由此推知,親本純合正常眼雄禽的基因型為ZAZA,親本豁眼雌禽的基因型為ZaW,二者雜交所得F1的基因型為ZAZa、ZAW,F1的雌、雄個體均為正常眼。F1中的雌、雄個體相互交配,所得F2的基因型及比例為ZAZA∶ZAZa∶ZAW∶ZaW=1∶1∶1∶1,可見,F2雌禽中豁眼禽(ZaW)所占的比例為1/2。(2)為了給飼養(yǎng)場提供產(chǎn)蛋能力強(qiáng)的該種家禽,請確定一個合適的雜交組合,使其子代中雌禽均為豁眼,雄禽均為正常眼。寫出雜交組合和預(yù)期結(jié)果,要求標(biāo)明親本和子代的表現(xiàn)型和基因型:

。[解析](2)雌性親本將Z染色體遺傳給子代的雄性,將W染色體遺傳給子代的雌性,而雌性子代的Z染色體則來自雄性親本?？梢?若使子代中的雌禽均為豁眼(ZaW),雄禽均為正常眼(ZAZ-),則親本的雜交組合為豁眼雄禽(ZaZa)×正常眼雌禽(ZAW),該雜交組合產(chǎn)生的子代的基因型為ZAZa、ZaW,子代雌禽均為豁眼,雄禽均為正常眼。雜交組合:豁眼雄禽(ZaZa)×正常眼雌禽(ZAW);預(yù)期結(jié)果:子代雌禽均為豁眼(ZaW),雄禽均為正常眼(ZAZa)Ⅱ.正常蠶幼蟲的皮膚不透明,是由顯性基因A控制的,“油蠶”幼蟲的皮膚透明如油紙(可看到內(nèi)部器官),是由隱性基因a控制的,A對a為完全顯性,基因位于Z染色體上。(3)請?jiān)O(shè)計(jì)一個雜交方案,根據(jù)子代幼蠶的皮膚特征,從中選擇雄蠶用于生產(chǎn)(用遺傳圖解和必要的文字表述)。[解析](3)已知A對a為完全顯性,基因位于Z染色體上,若要根據(jù)子代幼蠶的皮膚特征,從中選擇雄蠶用于生產(chǎn),可選擇隱性雄性個體與顯性雌性個體雜交,遺傳圖解見答案。然后在F1為幼蟲時,淘汰皮膚透明的雌性個體,保留皮膚不透明的雄性個體用于生產(chǎn)。X題型二判斷基因是位于X、Y染色體的同源區(qū)段還是僅位于X染色體上的常用方法適用條件:已知性狀的顯隱性和控制性狀的基因在性染色體上。(1)基本思路一:用“純合隱性雌×純合顯性雄”進(jìn)行雜交,觀察分析F1的性狀。a.若子代雄性均為隱性性狀、雌性均為顯性性狀,則基因位于

染色體上。b.若子代雌、雄均為顯性性狀,則基因位于

上。

(2)基本思路二:用“雜合顯性雌×純合顯性雄”進(jìn)行雜交,觀察分析F1的性狀。a.若子代雄性既有顯性性狀又有隱性性狀、雌性均為顯性性狀,則基因位于

染色體上。b.若子代雌、雄均為顯性性狀,則基因位于

上。

X、Y染色體的同源區(qū)段XX、Y染色體的同源區(qū)段例5已知果蠅長翅和短翅為一對相對性狀,受一對等位基因(A、a)控制,現(xiàn)有長翅和短翅雌、雄果蠅若干,某同學(xué)讓一只雌性長翅果蠅與一只雄性長翅果蠅雜交,子一代中表現(xiàn)型及比例為長翅∶短翅=3∶1?；卮鹣铝袉栴}:(1)依據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,無法確定等位基因是位于常染色體上還是X染色體上。若要判斷基因的位置,還需要統(tǒng)計(jì)子一代翅型與性別的關(guān)系。①若

,則基因位于常染色體上。

②若

,則基因位于X染色體上。

[解析](1)①若基因位于常染色體上,則雙親的基因型均為Aa,子一代性狀分離比在雌、雄果蠅中相同,均為長翅∶短翅=3∶1。②若基因位于X染色體上,則雙親的基因型分別為XAXa和XAY,子一代的基因型及比例為XAXA∶XAXa∶XAY∶XaY=1∶1∶1∶1,雌性都為長翅,雄性既有長翅又有短翅。子一代性狀分離比在雌、雄果蠅中相同雌性都為長翅,雄性既有長翅又有短翅(2)根據(jù)子一代翅型與性別的關(guān)系,可以確定該等位基因位于X染色體上,但是無法確定該等位基因是位于X、Y染色體的同源區(qū)段(如圖所示)還是位于非同源區(qū)段(只位于X染色體上)。請用適合的果蠅為材料設(shè)計(jì)一個雜交實(shí)驗(yàn),判斷基因是位于X、Y染色體的同源區(qū)段還是只位于X染色體上(要求:寫出實(shí)驗(yàn)思路、預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果、得出結(jié)論)。[答案]選擇多對短翅雌蠅(♀)和長翅雄蠅(♂)雜交得到F1,若F1出現(xiàn)雄性長翅果蠅,則基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段;若F1中雄性果蠅都為短翅,則基因只位于X染色體上。[解析]

(2)判斷基因是位于X、Y染色體的同源區(qū)段還是只位于X染色體上,可選擇多對短翅雌蠅(♀)與長翅雄蠅(♂)雜交得到F1,觀察并分析F1的表現(xiàn)型及其比例。若基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段上,則短翅雌蠅(♀)的基因型為XaXa,長翅雄蠅(♂)的基因型為XAYA或XaYA或XAYa,F1會出現(xiàn)雄性長翅果蠅(XaYA);若基因只位于X染色體上,則短翅雌蠅(♀)的基因型為XaXa,長翅雄蠅(♂)的基因型為XAY,F1中雄性果蠅都為短翅(XaY)。題型三判斷基因在常染色體上還是在X、Y染色體的同源區(qū)段上常用方法:用“純合顯性雄性個體×純合隱性雌性個體”進(jìn)行雜交,得到F1,F1中雌雄個體相互交配,觀察分析F2的性狀。a.若F2中雌雄個體均有顯性性狀和隱性性狀,則基因位于

上。b.若F2雄性均為顯性性狀、雌性中顯性性狀與隱性性狀均有,則基因位于

上。

常染色體X、Y染色體的同源區(qū)段例6某生物興趣小組用黑腹果蠅做實(shí)驗(yàn)研究性狀遺傳,請回答下列問題:(1)果蠅的細(xì)眼(B)和粗眼(b)是一對相對性狀,現(xiàn)有純種的細(xì)眼果蠅和粗眼果蠅(雌雄都有)若干,選擇

進(jìn)行一次雜交實(shí)驗(yàn),若F1

,則可判斷B、b位于常染色體或X、Y染色體的同源區(qū)段,而不是只在X染色體上。

[解析](1)用一次交配實(shí)驗(yàn)證明這對基因位于何種染色體上,應(yīng)選擇表現(xiàn)為隱性性狀的雌性,表現(xiàn)為顯性性狀的雄性純合子雜交,即選擇粗眼雌蠅和細(xì)眼雄蠅雜交,如果基因只在X染色體上,親本基因型為XbXb×XBY,則子代中雌果蠅全為細(xì)眼,雄果蠅全為粗眼;如果基因位于常染色體或X、Y染色體的同源區(qū)段上,親本基因型為bb×BB或XbXb×XBYB,則子代中無論雌雄全為細(xì)眼。粗眼雌蠅和細(xì)眼雄蠅均為細(xì)眼果蠅(2)繼續(xù)通過一次雜交實(shí)驗(yàn),探究B、b是位于X、Y染色體的同源區(qū)段還是常染色體上,預(yù)測子代的結(jié)果并得出結(jié)論。雜交方案:

。

預(yù)測結(jié)果及結(jié)論:

。

[解析](2)如果進(jìn)一步探究B、b是位于X、Y染色體的同源區(qū)段還是常染色體上,可讓F1中雌、雄果蠅自由交配,觀察F2的雌、雄果蠅的表現(xiàn)型。F1中雌、雄果蠅自由交配若后代雌、雄果蠅均有細(xì)眼、粗眼,則B、b位于常染色體上;若后代雌果蠅中出現(xiàn)細(xì)眼和粗眼,雄果蠅均為細(xì)眼,則B、b位于X、Y染色體的同源區(qū)段題型四判斷外源基因整合到受體細(xì)胞染色體上的位置外源基因整合到宿主染色體上有多種類型,有的遵循孟德爾遺傳定律。若多個外源基因以連鎖的形式整合在同源染色體中的一條染色體上,其自交會出現(xiàn)分離定律中的3∶1的性狀分離比;若多個外源基因分別獨(dú)立整合到非同源染色體上,各個外源基因的遺傳互不影響,則其遺傳會遵循自由組合定律。例7某科研小組將兩個抗病基因X(完全顯性)導(dǎo)入黃花三葉草,并且篩選出兩個X基因成功整合到染色體上的三種抗病