高中生物遗传实验设计题练习.doc

一、实验题
1．小麦是重要农作物，其株高高茎（A)对矮茎（a)为显性，麦穗有芒（B)对无芒(b)为显性，植株抗病（D)对感病（d)为显性，且三对等位基因独立遗传。现有高茎有芒感病小麦与矮茎无芒抗病小麦杂交，F1只有高茎有芒抗病和高茎有芒感病两种类型。据此回答下列问题：
（1）写出亲本杂交组合基因型______________________。
（2）若只考虑有芒、无芒和抗病、感病两对相对性状，让F1两种表现型个体杂交，所得后代表现型与F1相同的个体所占比例为___________。
（3）小麦籽粒长短受一对等位基因F、f控制，现有未知基因型籽粒长形小麦和纯种籽粒短形小麦（显隐性未知），请设计一次杂交实验，鉴定籽粒长形小麦的基因型，写出实验设计思绪，并预期实验结果和结论（不考虑环境因素的影响）。
①实验设计思绪：_________________________________。
②预期实验结果和结论：____________________________________________。

2．二倍体植物水稻（2N=24）的花是两性花（一朵花中既有雄蕊，也有雌蕊），在自然条件下重要通过自花传粉繁殖后代。请回答下列问题
（1）在无相应病原体的生长环境中，为确认一株水稻是抗病还是感病，可采用的方法是 。（2）在植物杂交中，对母本的花去雄焐重要的一步，假如该操作不彻底，就会导致 ，从而影响实验结果。
（3）已知水稻的高茎和矮茎由一对等位基因A、a控制，抗病和感病由另一对等位基因B、b控制。现用高茎、抗病和矮茎、感病两个纯合品种作亲本进行杂交，F1 均为高茎、抗病。请以F1作为唯一的实验材料，在不使用其它化学药品的情况下设计实验，以拟定两对基因位于一对同源染色体上还是位于两对同源染色体上（注：不考虑交叉互换）。
①实验思绪或方法： 。
②预期结果和结论： 。

3．（18分）根据以下材料回答有关遗传问题：
Ⅰ．豌豆的表现型有高茎和矮茎、紫花和白花，其中紫花和白花这对相对性状由两对等位基因控制，这两对等位基因中任意一对为隐性纯合则表现为白花。用纯合的高茎白花个体与纯合的矮茎白花个体杂交，F1表现为高茎紫花，F1自交产生F2，F2有4种表现型：高茎紫花162株，高茎白花126株，矮茎紫花54株，矮茎白花42株。请回答：
⑴根据此杂交实验结果可推测，株高受 对等位基因控制，依据是 。在F2中矮茎紫花植株的基因型有 种，矮茎白花植株的基因型有 种。
⑵假如上述两对相对性状自由组合，则理论上F2中高茎紫花、高茎白花、矮茎紫花和矮茎白花这4种表现型的数量比为 。
Ⅱ．水稻的高杆对矮杆为完全显性，由一对等位基因控制（A、a），抗病对易感病为完全显性，由另一对等位基因控制（B、b），现有纯合高杆抗病和纯合矮杆易感病的两种亲本杂交，所得F1代自交，多次反复实验，记录F2的表现型及比例都近似得到如下结果：高杆抗病：高杆易感病：矮杆抗病：矮杆易感病=66：9：9：16。据实验结果回答下列问题：
（3）控制抗病和易感病的等位基因 （遵循/不遵循）基因的分离定律。
（4）上述两对等位基因之间 （遵循/不遵循）基因的自由组合定律。
（5）F2代中出现了亲本所没有的新的性状组合，产生这种现象的主线因素是有性生殖过程中，控制不同性状的基因进行了 ，具体发生在 时期。
（6）有人针对上述实验结果提出了假说：
①控制上述性状的两对等位基因位于 对同源染色体上
②F1通过减数分裂产生的雌雄配子的比例都是AB：Ab：aB：ab=4:1:1:4
③雌雄配子随机结合
为验证上述假说，请设计一个简朴的实验并预期实验结果：
实验设计： 。
预期结果： 。

4．某雌雄异株的植物(2n=16)，性别决定方式为XY型。该植物有高茎和矮茎(由基因A、a控制)、抗病和感病(由基因B、b控制)两对相对性状，用高茎感病植株和矮茎抗病植株为亲本进行正交和反交实验，F1均为高茎抗病：F1的雌雄植株进行杂交，F2的表现型及比例为高茎抗病：高茎感病：矮茎抗病：矮茎感病=5：3：3：1(不考虑基因位于X、Y染色体同源区段)。回答下列问题：
(1)与豌豆相比，该植物进行杂交实验操作时，可以省去的环节是___________。
(2)欲对该植物的基因组DNA进行测序，需测定___________条染色体上的DNA序列。
(3)控制上述两对相对性状的基因___________(填“遵循”或“不遵循”)自由组合定律。根据正、反交实验结果可判断上述两对相对性状的遗传都不属于伴性遗传，判断的依据是：______________________。根据正、反交实验结果还可以排除这两对性状的遗传方式是______________________的也许性。
(4)上述杂交结果是由于某种花粉不育导致的，可推测是含___________基因的花粉不育，F2高茎抗病植株中双杂合个体占___________。
(5)科研人员将某抗虫蛋白基因M导入该植物某雄株中的某条染色体上，使之具有抗虫性状。为了拟定基因M所在的染色体，让该植株与雌株杂交，测定后代的抗虫性。
①若后代中仅雄株具有抗虫性，则基因M最也许位于___________染色体上。
②若后代中仅雌株具有抗虫性，则基因M最也许位于___________染色体上；
③若后代中______________________，则基因M位于常染色体上。

参考答案
1． AABBdd×aabbDd 3/4 将未知基因型籽粒长形小麦与纯种籽粒短形小麦杂交，观测F1表现型 若F1全为籽粒长形，（说明籽粒长形对短形为显性），则籽粒长形小麦基因型为FF；若F1所有为籽粒短形，（说明籽粒短形对长形为显性），则籽粒长形小麦基因型为ff；若F1有的为籽粒长形，有的为籽粒短形，（说明籽粒长形对籽粒短形为显性），则籽粒长形小麦基因型为Ff。
【解析】【分析】由题意“三对等位基因独立遗传”可知，它们的遗传遵循基因的自由组合定律，但每一对等位基因的遗传遵循基因的分离定律。在此基础上，以题意中基因与性状的关系、F1的表现型为切入点，围绕“基因的分离定律、基因的自由组合定律”的相关知识并结合题意作答。
【详解】(1) 依题意可知：这三对相对性状的遗传遵循基因的自由组合定律。高茎有芒感病小麦（A_B_dd）与矮茎无芒抗病小麦（aabbD_）杂交，F1均为高茎有芒（A_B_），但有抗病（D_）和感病（dd）两种类型，说明双亲中控制株高和麦芒的有无的两对基因均为纯合，但控制抗病性状的基由于杂合，即亲本杂交组合基因型AABBdd×aabbDd。
(2) 若只考虑有芒、无芒和抗病、感病两对相对性状，则双亲的基因型分别为BBdd和bbDd，F1的基因型分别为Bbdd和BbDd。F1的两种表现型个体杂交，即Bbdd和BbDd杂交，所得后代表现型与F1相同的个体所占比例为3/4B_×1/2dd＋3/4B_×1/2Dd＝3/4。
(3) ①小麦籽粒长短受一对等位基因F、f控制。欲设计一次杂交实验，鉴定未知基因型的籽粒长形小麦的基因型，可让该籽粒长形小麦与纯种籽粒短形小麦杂交，观测F1表现型。
②预期实验结果和结论：若籽粒长形对短形为显性，则该籽粒长形小麦的基因型为FF，或者是Ff，纯种籽粒短形小麦的基因型为ff；两者杂交，F1的基因型为Ff，或者是Ff和ff，表现型为全为籽粒长形，或者是有的为籽粒长形、有的为籽粒短形。若籽粒短形对长形为显性，则该籽粒长形小麦的基因型为ff，纯种籽粒短形小麦的基因型为FF，两者杂交，F1的基因型为Ff，表现型为全为籽粒短形。
【点睛】本题的难点在于用分离定律解决自由组合问题的思绪：先将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题。在独立遗传的情况下，有几对相对性状（或几对等位基因）就可分解为几个分离定律问题，然后按照题目规定的实际情况进行重组。以本题的第（1）小题为例来领略这种解题方法：高茎有芒感病小麦与矮茎无芒抗病小麦杂交，F1只有高茎有芒抗病和高茎有芒感病两种类型，可分解为如下三个分离定律的内容，即①高茎（A_）×矮茎（aa）→高茎，②有芒（B_）×无芒（bb）→有芒，③感病（dd）×抗病（D_）→抗病、感病。在此基础上，分别推出每一个杂交组合双亲的基因型，再按照题目规定的实际情况进行重组。
2．
（1）人工接种（人为感染）相应的病原体
（2）自交
（3）①让F1自交，观测并记录F2表现型及其比例
②若后代中出现4种表现型，且比例为9：3：3：1，说明两对基因分别位于两对同源染色体上；若后代出现2种表现型，且比例为3：1，说明两对基因位于一对同源染色体上（或：否则，说明两对基因位于一对同源染色体上）。
【解析】
（1）人工接种（人为感染）相应的病原体，确认一株水稻是抗病还是感病；
（2）对两性花植株进行杂交需要先对母本进行去雄解决，假如该操作不彻底，就会导致自交，从而影响实验结果。
（3）两对相对性状的基因在染色体上的位置也许有两种情况:两对基因位于一对同源染色体上,或两对基因分别位于两对不同的同源染色体上;要拟定两对基因在染色体上位置的具体情况,可以采用F自交或单倍体育种的方法。
【考点定位】杂交育种
【名师点睛】】本题以水稻育种为载体，综合考察学生对杂交育种和的知识及其联系的掌握情况。解决此类问题的关键是要纯熟识记并理解相关的知识点，系统地全面地构建知识网络。
3．Ⅰ．（1）一 F2中高茎：矮茎=3：1（2分） 4 （2分） 5 （2分）
（2）27：21：9：7（2分）
Ⅱ．（3）遵循 （4）不遵循 （5）重新组合（基因重组）、 减数分裂的四分体（减Ⅰ前期）
（6） （同）一对
实验设计：将两纯合亲本杂交得到的F1代与纯合矮杆易感病的水稻杂交（1分），观测并记录子代的表现型及比例（1分）。（共2分）
预测结果：所得子代出现四种表现型，比例为：高杆抗病：高杆易感病：矮杆抗病：矮杆易感病=4：1：1：4 （表现型与比例各得1分，共2分）
【解析】
试题分析：Ⅰ．（1）根据F2中，高茎：矮茎=（162＋126）：（54＋42）=3:1，可知株高是受一对等位基因控制。假设紫花和白花受A、a和B、b两对基因控制，高茎和矮茎受基因D、d控制，根据题干可知，紫花基因型为A＿B＿；白花的基因型为A＿bb、aaB＿、aabb。根据纯合白花和纯合白花杂交出现所有为紫花（A＿B＿），可知亲本纯合白花的基因型是AAbb和aaBB，故F1的基因型为AaBbDd，因此F2的矮茎紫花植株基因型有：AABBdd、AABbdd、AaBBdd、AaBbdd四种基因型，矮茎白花植株的基因型有： AAbbdd、Aabbdd、aaBbdd、aaBBdd和aabbdd5种基因型。
（2）F1的基因型是AaBbDd，A和B一起考虑，D和d基因单独考虑分别求出相应的表现型比例，然后相乘即可。即AaBb自交，后代紫花（A＿B＿ ）：白花（A＿bb、aaB＿、aabb）=9:7，Dd自交，后代高茎：矮茎=3:1，因此理论上F2中高茎紫花、高茎白花、矮茎紫花和矮茎白花=27:21:9:7。
Ⅱ．（3）分析每一对性状，在F2代都符合3∶1，因此控制抗病和易感病的等位基因都符合基因分离定律。（4）分析两对等位基因之间关系，即不符9∶3∶3∶1，也不属于它的变型，因此它们不遵循基因自由组合定律。
（5）因此最也许因素是两对基因位于一对同源染色体上，在减数分裂时发生四分体的交叉互换导致的。
（6）根据以上分析，可实验假设两对等位基因位于一对同源染色体上，并且题中已假设了F1通过减数分裂产生的雌雄配子的比例都是AB：Ab：aB：ab=4:1:1:4，假如假设成立，那么通过测交的方式后代也应当会出现这一结果。
考点：本题考察了孟德尔定律，同时还考察了减数分裂的有关知识。旨在考察学生对孟德尔定律的理解能力，同时考察学生对生物学数据的抽象分析能力及设计实验的能力。通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出对的的结论的能力。
4．去雄 9 遵循 正交、 反交结果相同（子代形状表现与性别无关） 细胞质遗传 AB 3/5 Y X 不管雌雄均有抗虫和不抗虫
【解析】
【分析】
基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离和组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】
(1)由于该植物为雌雄异株，与豌豆相比，该植物进行杂交实验操作时，可以省去的环节是去雄。
(2) 某雌雄异株的植物(2n=16)，该植物性别决定方式为XY型，欲对该植物的基因组DNA进行测序，需测定7条常染色，X、Y两条性染色体，共9条染色体上的DNA序列。
(3) 由于F2的表现型及比例为高茎抗病：高茎感病：矮茎抗病：矮茎感病=5：3：3：1，属于9:3:3:1的变式，因此，控制上述两对相对性状的基因遵循自由组合定律。根据正、反交实验结果可判断上述两对相对性状的遗传都不属于伴性遗传，判断的依据是：正、反交结果相同。根据正、反交实验结果还可以排除这两对性状的遗传方式是细胞质遗传的也许性。
(4) 由于F2的表现型及比例为高茎抗病：高茎感病：矮茎抗病：矮茎感病=5：3：3：1，即A_B_:A_bb:aaB_:aabb=5:3:3:1,上述杂交结果是由于某种花粉不育导致的，可推测致死的是A_B_中的基因型，而A_bb、aaB_、aabb中不存在致死基因型，进一步推测纯合子AAbb、aaBB、aabb都不致死，因此，Ab、aB、ab的花粉都可育，那么只也许是含AB基因的花粉不育，A_B_中致死的基因型及比例是1/16AABB，1/16AaBb，1/16AABb，1/16AaBB，则A_B_中存活的基因型及比例是3/16AaBb，1/16AABb，1/16AaBB，则 F2高茎抗病植株中双杂合个体占3/5。
(5)据分析可知，科研人员将某抗虫蛋白基因M导入该植物某雄株中的某条染色体上，使之具有抗虫性状。为了拟定基因M所在的染色体，让该植株与雌株杂交，测定后代的抗虫性。
①若后代中仅雄株具有抗虫性，则基因M最也许位于Y染色体上。
②若后代中仅雌株具有抗虫性，则基因M最也许位于X色体上；
③若后代中不管雌雄均有抗虫和不抗虫，则基因M位于常染色体上。
【点睛】
解答本题的关键是看清题干中相关信息“F2的表现型及比例为高茎抗病：高茎感病：矮茎抗病：矮茎感病=5：3：3：1(不考虑基因位于X、Y染色体同源区段)”，再根据题意作答。